(57)【要約】【課題】磁路の一部に単数または複数の空隙を設けて磁気飽和を緩和する変流器においてギャップ幅が狭い場合には、ギャップ幅がばらつくことによって製品の歩留まりが低下したり、出力にずれが生じたりする場合があった。【解決手段】複数の磁性体薄板を積層した磁心ブロックをスペーサを介してつきあわせ、外周から締め付けバンドで締め付けたものを、すきまを残してコアケースに収納しコアケースに二次導線を巻きつけ、外装ケースに入れる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁性体薄板を積層した磁心ブロックと、
複数の前記磁心ブロックのつきあて面の間に挿入されたスペーサと、
前記磁心ブロックおよび前記スペーサを前記磁心ブロックの外周側から締め付ける締め付けバンドと、
前記締め付けバンドで締め付けられた前記磁心ブロックおよび前記スペーサを収納するコアケースと、
前記コアケースに巻き回した二次導体とを備えたことを特徴とする変流器。
【請求項２】
スペーサは、弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の変流器。
【請求項３】
磁心ブロックは、かしめた磁性体薄板を積層したものであることを特徴とする請求項１に記載の変流器。
【請求項４】
磁心ブロックのつきあて面は、互いにはまり合う形状であることを特徴とする請求項１に記載の変流器。
【請求項５】
磁心ブロックのつきあて面の角は、面取りされていることを特徴とする請求項１に記載の変流器。
【請求項６】
磁性体薄板を積層した磁心ブロックをスペーサを介して複数つきあてる工程と、
複数の前記磁心ブロックをつきあててその外側を締め付けバンドで締め付ける工程と、
前記締め付けバンドで締め付けられた前記磁心ブロックおよび前記スペーサをコアケースに収納する工程と、
前記コアケースに二次導体を巻き回す工程とを備えたことを特徴とする変流器の製造方法。
【請求項７】
磁性体薄板をかしめる工程を更に備えたことを特徴とする請求項６に記載の変流器の製造方法。
【請求項８】
磁心ブロックのつきあて面の角を面取りする工程を更に備えたことを特徴とする請求項６に記載の変流器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主回路に流れる大電流を扱い易い大きさに変換して測定する変流器およびその製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
電力量計などに用いられる変流器は、一次導体に流れる被測定電流の交流成分を、一次導体が鎖交する概略円環状の磁心に巻き回した二次導体に流れる電流から検出するものである。一次導体に流れる電流に含まれる直流成分が増大すると、磁気飽和によって検出される電流の誤差が大きくなるため、直流成分に起因する検出誤差が所望の範囲内になるまで磁心のサイズを大きくする必要がある。
磁心のサイズを大きくするのを回避する方法として、磁路の一部に単数または複数のギャップを設けて磁気飽和を緩和する方法が知られている（例えば特許文献１，２）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８９１５７号公報（第２〜３頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００１−２３０１３７号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような磁路の一部に単数または複数のギャップを設けて磁気飽和を緩和する方法においては、ギャップ幅が大きいほど磁気飽和は起こりにくくなるが、ギャップ幅が大きいと検出電流の位相ずれに起因した出力誤差が増加する。そこで、一次導体に流れる電流に含まれる直流成分やギャップ幅の許容誤差を勘案して、ギャップ幅を増大させることによる長所と短所のバランスをとるようにギャップ幅を設計し、このギャップ幅を正確に実現するように製造しなければならない。
【０００５】
しかしながら、Ｃ字型などに打ち抜いた鉄板を積層して形成した磁心ブロックをつきあててギャップを有する磁心を製造する場合、打ち抜き鉄板の製造寸法ばらつきや鉄板を積層する時の位置ばらつきのためにギャップ幅がばらつく。このため、変流器の性能ばらつきが発生し、変流器の製品歩留まりが低下する場合があった。また、強制的にギャップ幅を決めるために外部から強制的に磁心を固定すると磁心に応力がかかり、出力にずれが発生する場合があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、磁路の一部に単数または複数のギャップを設けてそのギャップ幅を高精度に保つことができる変流器、したがって、磁気飽和を緩和が発生しにくく特性の均一な小型の変流器を得ることを目的とする。また、本発明は、分割された磁心を、ギャップを高精度に保つことができ、小型で特性の均一な変流器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る変流器は、複数の磁性体薄板を積層した磁心ブロックと、複数の前記磁心ブロックのつきあて面の間に挿入されたスペーサと、前記磁心ブロックおよび前記スペーサを前記磁心ブロックの外周側から締め付ける締め付けバンドと、前記締め付けバンドで締め付けられた前記磁心ブロックおよび前記スペーサを収納するコアケースと、前記コアケースに巻き回した二次導体と備えたものである。
【０００８】
この発明に係る変流器の製造方法は、磁性体薄板を積層した磁心ブロックをスペーサを介して複数つきあてる工程と、複数の前記磁心ブロックをつきあててその外側を締め付けバンドで締め付ける工程と、前記締め付けバンドで締め付けられた前記磁心ブロックおよび前記スペーサをコアケースに収納する工程と、前記コアケースに二次導体を巻き回す工程とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、磁心ブロック間のギャップ幅をスペーサの厚さで規定できるため狭いギャップ幅を歩留まりよく形成でき、また、磁心ブロックに外部応力がかかりにくいため、小型で特性が均一な変流器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１〜図３は、この発明を実施するための実施の形態１における変流器の製造方法を示す分解図および斜視図である。図１〜図３により、本実施の形態の変流器の製造方法を順を追って説明する。
まず、図１に示すように、無方向性電磁鋼板を打ち抜いたほぼ半円弧状の磁心板片を複数層積層した磁心ブロック１０をそのつきあて面１１にスペーサ２０を挟んで互いにつきあてる。つきあて面１１はほぼ平面である。このように互いにつきあてた磁心ブロック１０を、その外周側から帯状の締め付けバンド４０により締め付け、コアケース３０に密封する。つづいて、図２に示すように、ドーナツ形状のコアケース３０に二次導体５０を巻きつける。二次導体５０は樹脂でコアケース３０に固定される。次に、二次巻線５０を巻きつけたコアケース３０を、図３に示すように、外装ケース８０に挿入する。このようにして本実施の形態の変流器を製造することができる。
図１〜３で説明したように製造される変流器は、図４に示すように、一次導線９０をその中央の穴に通して使用される。
【００１１】
ここで、スペーサ２０は有機物の薄板、締め付けバンド４０は非磁性の弾性の高い薄板とした。また、コアケース３０は剛性の高い材料でできており、図５に示すように上下２つにわかれた部分が互いにかみ合うように構成されている。コアケース３０と締め付けバンド４０により締め付けられた磁心ブロック１０の間には、図６に示されるように空隙６０が設けられており、剛性が高く密封構造のコアケース３０内部の磁心ブロックには、二次導体５０を巻きつけ樹脂で固定する工程においても樹脂が侵入せず、外部の応力が達しないように設計されている。そのため、磁心はコアケースに密着せず、磁心に余分な応力が印加されないので、ギャップは一定に保たれるとともに、応力による磁心の磁気特性の変動は発生しない。
【００１２】
このように、本実施の形態における変流器および変流器の製造方法によれば、複数の磁心ブロック１０の間の狭いギャップの幅をスペーサの厚さと締め付けバンドの締め付け力で高精度に制御でき、均一にすることができるため、小型で均一な特性の変流器を得ることができる。また、磁心ブロック１０とコアケース３０の間に空隙６０を設けているため、磁心ブロック１０に締め付けバンドの締め付ける力以外による不均一な応力がかからない構造となっている。したがって、応力による磁心の磁気特性の変動が生じず、均一な特性の変流器を得ることができる。
【００１３】
なお、本実施の形態においては、磁心ブロック１０を構成する磁心板片の材料として無方向性電磁鋼板の例を示したが、磁心板片の材料はパーマロイなどの方向性電磁鋼板であってもよい。また、組み合わせる磁心ブロックの数が２の例を示したが、この数は２以上の１０以下程度の数字であれば３、４、６、８などであってもよい。さらに、スペーサ２０の材料として有機物の薄板の例を示したが、弾性の非磁性体であれば無機物であってもよい。
【００１４】
また、製造工程において磁心ブロック１０のつきあて面１１のエッジが薄いスペーサ２０に触れて傷つくことを防止するため、磁心ブロック１０のつきあて面１１が面取りされていると、ギャップの幅の精度がさらに向上して、なおよい。
【００１５】
実施の形態２．
図７は、この発明を実施するための実施の形態２における、変流器の磁心ブロック１０をしめす模式図である。図７において、磁心ブロック１０の２箇所に丸い形状のかしめ部７０が設けられている。かしめ部７０は、磁心ブロック１０どうしをつきあてるつきあて面１１から十分な距離を取って形成されている。また、かしめ部７０の形状は、周囲長あたりの面積が最も大きくなる円形を選択している。本実施の形態の変流器は図７に示すように磁心ブロック１０にかしめ部７０が設けられていることのほかは、実施の形態１と同様であるのでその他の説明を省略する。
【００１６】
本実施の形態における変流器および変流器の製造方法によれば、磁心ブロック１０を構成している磁心板片どうしの位置ずれを抑制することができる。したがって、複数の磁心ブロック１０の間の狭いギャップの幅を高精度に制御でき、均一にすることができるため、小型で均一な特性の変流器を得ることができる。
【００１７】
実施の形態３．
図８は、この発明を実施するための実施の形態３における、変流器の磁心ブロック１０を示す模式図である。図８において、磁心ブロック１０のつきあて面１１の向き合う面どうしが、凹型と凸型のように互いにはまり合う形状になっている。図８に示した磁心ブロック１０の場合、つきあて面１１の形状が凹型と凸型で緩やかな曲面形状になっている。本実施の形態の変流器は、図８に示すつきあて面１１の形状の磁心ブロック１０を備えていることのほかは、実施の形態２と同様であるので、その他の説明を省略する。
【００１８】
本実施の形態における変流器および変流器の製造方法によれば、磁心ブロック１０を構成している磁心板片どうしの位置ずれをさらに抑制することができる。したがって、複数の磁心ブロック１０の間の狭いギャップの幅を高精度に制御でき、均一にすることができるため、小型で均一な特性の変流器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１における変流器の一製造工程を模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１における変流器の一製造工程を模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１における変流器の一製造工程を模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１における変流器により電流を測定している様子を示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態１における変流器のコアケースの模式図である。
【図６】この発明の実施の形態１における変流器のコアケースおよび磁心ブロックの断面模式図である。
【図７】この発明の実施の形態２における変流器の磁心ブロックを示す模式図である。
【図８】この発明の実施の形態２における変流器の磁心ブロックを示す模式図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  磁心ブロック、１１  つきあて面、２０  スペーサ、３０  コアケース、４０  締め付けバンド、５０  二次導体、６０  空隙、７０  かしめ部、８０  外装ケース、９０  一次導体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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