JP2001237127A - 静止誘導器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の鉄板を積層して積層鉄板を形成し、磁束
が積層鉄板の鉄板を流れると、磁束が鉄板を流れる方向
に鉄板が伸縮する時の振動及び騒音を発生するのを低減
することにある。 【解決手段】複数の鉄板を積層した積層鉄板１３の脚及
び継鉄を繊維糸１５，１６とが交差している複数の交差
部１７を有する絶縁シート１４を積層鉄板間に挿入し、
磁束により鉄板が伸びたり、収縮したりする磁歪振動を
交差部１７の繊維糸１５と繊維糸１６とが互いに擦る摩
擦により、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して、
鉄板に生じる振動及び騒音を低減化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に使用する静
止誘導器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の車両搭載用静止誘導器の一
例を示す概略断面図である。これらの図において、車両
用変圧器の本体は鉄心１に巻かれたコイル７を収容する
タンク８を備えている。タンク８は箱型構造を成してお
り、鉄心収納部と鉄心から両端に伸びたコイルの収納部
からなっている。

【０００３】一般に、図８の静止誘導器は車両用に使用
される。タンク８は電気的にアースＥの役目も果たして
いる。タンク８は内部に電磁鋼板１２を積層した鉄心１
を配置し、鉄心１にはコイル７を装着している。タンク
８と鉄心１との最上部及び最下部にクサビ１０を入れて
鉄心１をタンク８に固定している。また、鉄心１の側面
とタンク８との間にもクサビ９を入れて、車両が運転中
に中身がずれないように固定支持されている。更に、鉄
心部分は電磁鋼板１２を積層する際に図９のように電磁
鋼板１２の端部が切断時のかえり２５により積み重ねの
高さが異なることが考えられるため、調整材２６を適宜
に挿入するのが一般的である。また、特開平５−３３５
１９号公報には、車両用静止誘導器の外部からの騒音の
低減対策例として、変圧器のタンクの外部に制振装置を
持たせた車両搭載用変圧器用の減音装置が提案さられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、車両用静止誘
導器においては、静止誘導器の運転時に鉄心及びコイル
が電磁誘導作用により振動し、この振動が絶縁構造部を
介してタンクへの固体伝播するか、もしくは冷却油を介
して空気伝播するか２つが主な経路である。このため、
車体で感じられる車両用静止誘導器の騒音の大部分はタ
ンクを介して車体への空気伝播か、タンクの振動が車両
用静止誘導器の取付脚部を直接伝播して車体に固体伝播
していることが考えられる。

【０００５】また、近年、車両用搭載機器である主変換
装置機器は、省エネルギーの目的で高度なパワーエレク
トニクス素子の進歩に従い駆動周波数が高周波化し、従
来まで特に存在しなかった数ｋＨｚといった周波数領域
で使われるようになってきた。そこで、鉄心の締め付け
具合によっては締め付け部を支点として、ある振動モー
ドがつくられることにより生じる共振が発生し、騒音及
び振動が過大となる恐れがあった。

【０００６】騒音及び振動を防止する対策として実開昭
６０−１６５２１号公報及び特開平４−１７００１１号
公報が提案されている。前者では機器本体のタンク底部
に防振装置を固定し、機器本体を支持し、カバーを被せ
て、内部を密閉し、機器本体からの振動が直接にタンク
に振動をするのを防振装置で防止している。

【０００７】後者では容器に磁性コアを収納し、容器と
磁性コアとの間に耐熱性繊維を挿入し、磁性コアの振動
を耐熱性繊維で吸収し、騒音レベルを低下している。

【０００８】これらの引用例の対策は振動物体の周囲に
配置した防振装置又は繊維で振動物体からの振動及び騒
音を吸収して、振動又は騒音を防止している。

【０００９】しかしながら、変圧器の鉄心の断面形状が
例えば少なくとも２個以上の脚と、各脚間を連絡した継
鉄とを有する鉄心と、前記各脚のいずれかに巻回したコ
イルとから構成されている。鉄心は複数の電磁鋼板を積
層して形成している。脚と継鉄とから成る鉄心磁路を磁
束が流れる。磁束は交流電流の正弦派曲線の頂点とゼロ
点とでは大きさが異なるので、この磁束の大少により、
電磁鋼板を流れる磁束の方向に電磁鋼板が伸びたり、収
縮したりする所謂磁歪による振動及び騒音を生じる。こ
の磁歪による振動又は騒音を上述の対策では低減するこ
とはできない。

【００１０】本発明の目的は、積層した電磁鋼板の騒音
及び振動を低減化する静止誘導器を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の静止誘導器は、
複数の鉄板を積層した積層鉄板の少なくとも２つ以上の
脚と、各脚間を連絡した継鉄とを有する鉄心と、前記各
脚のいずれかに巻回したコイルと、コイルを収納したタ
ンクとを備えた静止誘導器において、前記積層鉄板の間
に繊維糸とが交差する絶縁シートを挿入することを特徴
とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１から
図６に示す図面に従って説明する。

【００１３】３脚の鉄心１は中央脚２と左右の側脚３，
４との上側と下側との間を上側継鉄５と下側継鉄６とに
より連結して構成している。中央脚２にはコイル７を装
着している。鉄心１及びコイル７はタンク８に収納され
ている。鉄心１の側面とタンク８の間にクサビ部９を挿
入してる。鉄心１とタンク８とコイル７との間にクサビ
部１０を挿入してる。コイル７とタンク８の間には絶縁
材１１を挿入している。

【００１４】中央脚２及び左右の側脚３，４と上側継鉄
５及び下側継鉄６とは図２及び図３のような形状に切断
した電磁鋼板１２を形成している。この電磁鋼板１２の
複数枚を積層して積層鉄板１３を形成している。積層鉄
板１３は例えば下側継鉄６を例に説明する。図４，図
５，図６に示すように電磁鋼板１２と電磁鋼板１２との
間には繊維状の絶縁シート１４を挿入している。絶縁シ
ート１４は一本の繊維糸１５と繊維糸１６とが交差する
複数の交差部１７とから構成されている。複数の交差部
１７は複数の繊維糸を使用して形成しても良い。繊維糸
は合成樹脂例えばポリアミドから成る繊維糸と繊維糸と
が交差している網より構成されている。

【００１５】絶縁シート１４は積層鉄板１３を構成する
電磁鋼板１２の間に挿入する。電磁鋼板１２の間に絶縁
シート１４を挿入する場合には、長い電磁鋼板を切断す
る時に図９に示すかえり２５を生じるので、調整材２６
に代えて、絶縁シート１４を配置し、かえり２５の突起
を絶縁シート１４で防止して、積層鉄板間を強硬に結合
することができる。また積層鉄板間に絶縁シート１４を
適宜に挿入しても、絶縁シート１４を挿入した分だけ、
電磁鋼板１２に生じる振動及び騒音を低減化することが
出来る。

【００１６】この実施例では図３に示すように左の側脚
３と中央脚２との間の上側と下側とに上側継鉄５と下側
継鉄６とを連結した鉄心磁路２０を形成している。右側
の脚３と中央脚２との間の上側と下側とに上側継鉄５と
下側継鉄６とを連結した鉄心磁路２１を形成している。
これらの鉄心磁路２０，２１には矢印方向に磁束Φが流
れている。一般に磁束は交流電流の正弦派曲線の頂点と
ゼロ点とでは大きさが異なるので、この磁束の大少によ
り、電磁鋼板を流れるの磁束の方向に電磁鋼板が伸び
（Ｙ１）たり、収縮（Ｙ２）したりする所謂磁歪による
振動エネルギーによって振動及び騒音を生じる。

【００１７】運転中に電磁鋼板例えば電磁鋼板１２に磁
束Φが流れ、磁束Φの流れる方向に電磁鋼板１２が矢印
方向で示す伸び（Ｙ１）たり、収縮（Ｙ２）したりする
所謂鉄心の磁歪による振動エネルギーを生ずる。振動エ
ネルギーによる電磁鋼板１２の伸縮は絶縁シート１４に
伝達される。電磁鋼板１２が伸縮する場合には、図６に
示すように絶縁シート１４の複数の交差部１７の繊維糸
１５と繊維糸１６とが互いに矢印方向に伸び（Ｙ１）た
り収縮（Ｙ２）したりして、交差部１７の繊維糸１５と
繊維糸１６とが互いに擦り合う繊維糸間の摩擦により、
振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、電磁
鋼板１２に生じる振動及び騒音を低減化することが出来
る。また積層鉄板１３の上部層及び下部層に絶縁シート
１４を配置すれば、外部に放出する振動及び騒音を低減
化に効果がある。

【００１８】このように電磁鋼板間に絶縁シート１４を
配置した本発明の場合と電磁鋼板間の騒音を測定し、商
用周波数にて励磁した場合には７５（ｄｂ）であるのに
対して、本発明の場合は７２（ｄｂ）に騒音を低減化す
ることが出来た。

【００１９】図７は本発明の他の実施例を示すものであ
る。積層鉄板１３の積層面の一方面端Ｈ１と他方面端Ｈ
２との間に中心線Ｌ０を引き、中心線Ｌ０と一方面端Ｈ
１との間、及び中心線Ｌ０と他方面端Ｈ２との間にそれ
ぞれ中間線Ｌ１を引き、中間線Ｌ１と一方面端Ｈ１との
間、及び中間線Ｌ１と他方面端Ｈ２との間を第１領域３
０及び第２領域３１とし、両領域間を中間領域３２とす
る。第１領域３０及び第２領域３１に３％以下の珪素を
含有する電磁鋼板を使用し、中間領域３２に３％から
６，５％までの珪素を含有する電磁鋼板１２を使用し、
各領域の積層された電磁鋼板間に絶縁シート１４を挿入
している。

【００２０】中間領域３２に３％から６，５％まで珪素
を含有する理由は、３％以下になると、透磁率が悪く変
圧器が大型化となる。また６，５％以上になると、機械
的強度が増し、所定形状の電磁鋼板１２に形成する際に
電磁鋼板が亀裂しやすく、また金型が摩耗しやすく使用
できない。また第１領域３０及び第２領域３１に３％以
下の珪素を含有する電磁鋼板は、機械的強度が弱く柔軟
性があるからクショウン材として使用する。

【００２１】そして第１領域３０及び第２領域３１と中
間領域３２を積層した積層領域を下タンク８Ａ内に設置
し、第１領域側から上タンク８Ｂを被せ、両タンクのフ
ランジ８Ｃ，８Ｄ間を当接し、鉄心１を締め付け、フラ
ンジ間を溶接部３３で一体に溶接する際に、第１領域３
０及び第２領域３１は中間領域３２に比べて、材質が比
較的柔らかいため締付力が均一になり、第１領域３０及
び第２領域３１とクサビ部１０と下タンク８Ａ及び上タ
ンク８Ｂとの接触面が均一になり、タンク内で鉄心１を
強硬に固定できるので、各領域に生じる騒音及び振動が
過大となることを回避することが出来る。

【００２２】また第１領域３０及び第２領域３１は中間
領域３２の形状に応じて接触し、各領域３０，３１と中
間領域３２との接触面も均一になり易くなり、タンク内
で鉄心１を強硬に固定できるので、各領域に生じる騒音
及び振動を低減化することが出来る。要するに積層鉄板
はこの上部層及び下部層と中間層とより成り、上部層及
び下部層に３％以下の珪素を含有する電磁鋼板を使用
し、中間層に３％以上の珪素を含有する電磁鋼板を使用
し、上部層及び下部層と中間層に積層された電磁鋼板間
に絶縁シートを挿入すれば、上述の効果を達成すること
ができる。特に絶縁シートは中間層の電磁鋼板間に挿入
すると良い。

【００２３】また絶縁シートを電磁鋼板鉄間に挿入した
鉄心を有する静止誘導器を車両の床下に搭載する車両用
静止誘導器に使用すれば、車両の騒音を低減化すること
ができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁束によ
り鉄板が伸縮する磁歪振動を複数の交差部の繊維糸と繊
維糸とが互いに擦る摩擦により、振動エネルギーを熱エ
ネルギーに変換して、鉄板に生じる振動及び騒音を低減
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例として示した静止誘導器の概略
断面図。

【図２】図１に使用した鉄心の斜視図。

【図３】図２の鉄心の磁路を示した平面図。

【図４】図１ないし図３に使用した下側継鉄の部分斜視
図。

【図５】図４の絶縁シートの斜視図。

【図６】図４ないし図５に使用した絶縁シートの動作を
説明する拡大した部分説明図。

【図７】本発明の他の実施例として示した静止誘導器の
概略断面図。

【図８】従来の実施例である静止誘導器の概略断面図。

【図９】図８に使用した電磁鋼板の部分断面図。

【符号の説明】

１…鉄心、２…中央脚、３，４…側脚、５…タンク、６
…下側継鉄、７…コイル、８…タンク、１２…電磁鋼
板、１３…積層鉄板、１４…絶縁シート、１４，１５…
繊維糸、１７…交差部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の鉄板を積層した積層鉄板からなる
   少なくとも２つ以上の脚と、各脚間を連絡する継鉄とを
   有する鉄心と、前記各脚のいずれかに巻回したコイル
   と、上記鉄心と上記コイルを収納したタンクとを備えた
   静止誘導器において、上記積層鉄板の間に繊維糸が交差
   する絶縁シートを挿入することを特徴とする静止誘導
   器。
2. 【請求項２】 複数の鉄板を積層した積層鉄板からなる
   少なくとも２つ以上の脚と、各脚間を連絡する継鉄とを
   有する鉄心と、前記各脚のいずれかに巻回したコイル
   と、上記鉄心と上記コイルを収納したタンクとを備えた
   静止誘導器において、上記積層鉄板の上部層と下部層と
   に繊維糸が交差する絶縁シートを挿入することを特徴と
   する静止誘導器。
3. 【請求項３】 上記絶縁シートを上記鉄心とタンクとの
   間に設られたクサビ部と鉄心との間に挿入する請求項１
   に記載の静止誘導器。
4. 【請求項４】 上記積層鉄板の上部層と下部層とこの間
   に配置された中間層と、上記上部層及び下部層とに３％
   以下の珪素を含有する電磁鋼板を使用し、中間層に３％
   以上の珪素を含有する電磁鋼板を使用し、中間層に積層
   された電磁鋼板の間に上記絶縁シートを挿入する請求項
   １に記載の静止誘導器。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
   の静止誘導器が車両の床下に搭載される車両搭載用静止
   誘導器。