JPH0258312A - 静止誘導電気機器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非晶質磁性薄帯を使用した１タ一ンカ２ト形巻
鉄心を有する変圧器等静止誘導電気機器の製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来、この種の静止誘導電気機器、例えば、巻鉄心変圧
器に用いる鉄心材料としては、けい素鋼帯が多く使用さ
れているが、近年、低損失特性を備えた新磁性材料であ
る非晶質磁性薄帯を変圧器やりアクドル等の鉄心材料と
して使用するための検討が鋭意進められている。この非
晶１を磁性薄帯は鉄損と励磁電流が非常に小さく、特に
、鉄損においては、現在使用されている最高級のけい素
鋼帯と比較しても、′７２〜１ハと小さくなり、この非
晶ｉｆ磁性薄帯を、例えば、電力用変圧器の鉄心に使用
すると、優れた省エネルギー効果が期待されている。

然るに、前記非晶質磁性薄帯は、製造上の理由からけい
素鋼帯と同様の板厚で製造することが困難となり、板厚
はけい素鋼帯の１八。と極めて薄く、又、非常に脆い、
このため、非晶’［性薄帯を用いて例えば変圧器を製造
する場合には、薄帯自体を矩形巻形に連続巻回した接合
部を有しないノーカット形の巻鉄心が多く採用されてい
る。しかし、この方式では、巻線を巻鉄心に直接巻回し
なければならないので、巻線の作業性が非常に悪く、し
かも、前記Ｓ線は、これを巻回するためにボビンと鉄心
脚部との間隔を大きくしなければならない等、総じて巻
線全体の寸法が大きくなり、その重量及びコストが増大
するという問題があった。

このため、前記ノーカット方式に代えて、巻線に１ター
ン毎の単位鉄心を挿入して巻鉄心変圧器の製造を行う、
所謂ｌクーンカント形の巻鉄心が提案されている。前記
１クーンカント形の巻鉄心の製造方法を第７図ないし第
１２図により説明する。

第７図において、非晶′Ｈ磁性薄帯１は巻枠２に所定回
数連続して円形に巻取られ、円形鉄心３を形成する０次
に円形鉄心３から巻枠２を抜き取り、第８図のように、
円形鉄心３の一部を締付板４と締付ボルト５とを用いて
挟持固定し、この状態で、切断装置（鋸刃、砥石等）に
より切断部６を垂直にカットして２分割する。このあと
、切断部６を左右方向に展開して水平状態に寝かせ、切
断部６の端部を挟持している締付板４の固定を解く、こ
の結果、水平状態に寝かせた鉄心素板は円形鉄心の内周
面側を上側にしてほぼ台形状に積層保持される。

なお、円形鉄心３を直線上に切断する代りに、これをＩ
巻回巻戻しする度に切断位置を順次所定間隔づつずらし
て切断しながら、切断した鉄心素板を前記のように台形
状に積層するようにしてもよい０次いで台形状に積層し
た鉄心素板の最下層の部位から複数枚（例えば、数１０
枚）づつまとめてこれを１単位となし、図示しない位置
決め冶具によって、前記１単位づつまとめた非晶質（Ｐ
１性薄帯を、１単位毎に順次階段状に位置をずらせて適
当段数積層する。このようにして−組の積層フロンクを
積層した後、第９図で示すように、前記−組の積層ブロ
ック７ａを作業台８上に成形保持板９（けい素鋼帯５消
板等の金属板）を介して載置し、引続き前記と同様に、
両端を階段状にずらした第２．第３の積層ブロック７ｂ
、７ｃを形成し、これらを第９図のように順次積層し、
最上層の積層プロンクツｃ上面には、これと同寸法の成
形保持板９ａを乗載し、この状態で円形の図示しない芯
金を用いて各積層ブロック７ａ〜７ｃを、巻鉄心の最内
層となる積層ブロックから順次円形に成形し直しながら
、各８１層ブロンク７ａ〜７０両端の階段部分を突合せ
るとともに、外周を図示しない締付パン１′にて仮締め
することにより、第１０図で示す円形の巻鉄心素体ｌＯ
を形成する。

この状態で、前記巻鉄心素体１０から図示しない芯金を
抜取り、第１０図で示すように、鉄心のコーナ一部に相
当する位置にコーナー型金１１を配置し、次に第１１図
で示すように、巻鉄心１６の脚鉄部ａと対応する位置に
レグ型板１２．１２を、型金１１の凹溝１３に嵌入し、
つづいて、継鉄部す、、ｂ、と対応する位置にはヨーク
型板１４．１４を型金１１の凹溝１５に嵌太し、これら
各型板１２．１４を図示しない油圧プレス等にて圧入し
１、円形の巻鉄心素体１０を第１１図に示すように、矩
形状に成形する。なお、型板１２．１４は型金１１を放
射方向に押動できるよう側端部は模状に形成されている
。

そして、前記型金１１と型板１２．１４とによって矩形
状に成形した鉄心の外周に板状の押圧板１７を押当て、
相対向する押圧板１７を互いに固定ボルト１８により連
結固定して第１１図に示す巻鉄心１６を矩形状に保持さ
せる。次に耐熱性のｔ線を巻鉄心１６の一方犯鉄部ａに
巻付けて磁場焼鈍用の励磁コイル１９を設ける。この状
態で、巻鉄心１６を不活性ガスの焼鈍炉に入れ、励磁コ
イル１９を通電させながら所要温度で磁場焼鈍を行う、
このようにして１ターンカツト形の巻鉄心１６を形成し
た後、前記巻鉄心１６はその突合せ部１６ａを利用して
積層ブロック７８〜７Ｃ毎あるいはそれより肉薄に分解
し、これらを第１２図に示すように、内側から順に個別
に巻線２０に組込み、前記突合せ部１６ａを接合して再
度矩形状に形成させて巻鉄心１６の組立てを行なってい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した従来の製造方法においては、次
に示すような問題かあ、た。

（１）　　非晶１を磁性薄帯は、製法上の理由から板厚
はけい素鋼帯に比べ約１八。と極めて薄く、かつ、剛性
に乏しい、その上、焼鈍により跪くなっているため、こ
の非晶ｆ　ｉｆｆ性薄帯からなる巻鉄心１６を巻線に組
立てる場合、第１１図に示す焼鈍済の巻鉄心１６からこ
れを矩形保持している押圧板１７等を除去して、巻鉄心
１６を積層ブロック毎に分解する必要があるが、不用意
にこれら押圧板１７等を除去すると、鉄心自体の自重に
より巻鉄心が変形し、磁気特性に悪影響を与えることが
あり、慎重な取扱が要求されていた。

（２）　　又、前記巻鉄心の組立時、積層ブロック毎に
分解して巻線２０に挿入する場合、鉄心素板は焼８屯に
より大変Ｕ危くなっているので、巻線２０あるいは、既
に巻線２０に挿入した鉄心と衝接したりすると、闇単に
破損してしまう、この結果、組立鉄心は慎重に行わなけ
ればならないので、組立作業に多大の手間と時間を要し
ていた。

（３）　　又、非晶質磁性薄帯は非常に薄いので剛性が
弱くなっており、これがために積層ブロックを順次巻線
２０に組込んでも、自立性に乏しく腰砕けの状態になっ
てしまうことが多いので、巻線２０に挿入した前層の積
層ブロンクは、次層の積層ブロックを挿入するまでの間
、巻線２０の挿入孔内に図示しない治具等を用いて自立
させておく必要があった。

このように、非晶質磁性薄帯はその取扱いが非常に難し
く、巻鉄心変圧器に採用するには、鉄心組立作業を円滑
、良好に行い得るようにするとともに、巻線への組立に
際しては、変形等により磁気特性に悪影響をおよぼす問
題を解決する必要があった。

本発明は前記の問題点に鑑み、非晶質磁性薄帯の磁気特
性を低下させることな（、かつ、剛性が強べ、その上、
組立作業性の良好な１タ一ンカント形巻鉄心を用いた静
止誘導電気機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〕

本発明の製造方法は、矩形成形されて磁場焼鈍を行なっ
た後の巻鉄心の脚鉄部に、巻線が嵌合する部分も含めて
、耐油及び耐熱性に優れた合成樹脂を塗布したり、絶縁
物を当接する等して、脚鉄部の剛性を強くした時点で巻
鉄心を、その突合せ部を１１用してＵ字状に開放し、こ
の状態で前記Ｕ字状となした巻鉄心Ｏ脚鉄部”を巻線の
鉄心挿入孔に一気に挿入し、つづいて前記開放した突合
せ部を再接合して巻鉄心を矩形状に組立てるとともに、
＃１鉄部を脚鉄部と同様に合成樹脂を塗布する等して巻
鉄心に剛性をもたせるようにしたことを特徴とする。

〔作　　　用〕

本発明は上記手段によって、巻鉄心の剛性が強化され、
これにより巻鉄心を巻線に組立る場合、巻鉄心は変形す
ることなく一気に巻線に挿入して巻鉄心の組立てが行い
得、しかも、巻線への挿入時点では、継鉄部はまだ剛性
が強化されていないので、下部継鉄部は撓みやすくなっ
ており、これにより、狭隘な巻線の鉄心挿入孔に脚鉄部
を挿入する場合、前記継鉄部の撓みを有効利用しての円
滑な挿入が可能となり、巻鉄心の組立作業を、剛性の強
化により鉄心の変形を極力抑制して鉄心特性に悪影響を
およぼすことな（迅速容易に、かつ、能率的に行うよう
にしたことを特徴とする。

〔発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図ないし第６図により説明
する。なお、前記第７図ないし第１２図で示すように、
非晶質磁性薄帯１を連続巻回して形成した円形鉄心３の
一部を切断し、これを水平に展開し、その両端を階段状
に揃えて複数の積層ブロック７ａ〜７ｃを形成し、次に
これら積層ブロック７ａ〜７ｃを再度円形に成形して両
端の階段部分を突合せて巻鉄心素体１０を形成し、この
後、巻鉄心素体１０を矩形成形治具により矩形成形し、
更に、脚鉄部ａに巻回した励磁コイル１９により磁場焼
鈍を行なって巻鉄心１６を構成するまでは従来と同様で
あるので説明は省略する。

本発明は前記のようにして構成した第１１図に示す巻鉄
心１６において、これを巻線２０に組込む前に、次に説
明する諸処理を施す。

即ち、第１１図において、磁場焼鈍を施した巻鉄心１６
から励磁コイル１９のみを除去し、巻鉄心１６を、コー
ナー型金１１とレグ及びヨーク型金１２．１４からなる
矩形成形治具と押圧板Ｉ７とによって矩形保持させた状
態で、第２図に示すように、脚鉄部３両側の積層端面を
、脚鉄部ａの上部（第２図の左側）側は上部継鉄部す、
を全く含まず、逆に下部（第２図の右側）側は下部継鉄
部ｂ２の一部を含めた状態で合成樹脂を刷毛又はスプレ
ー等にて脚鉄部ａ内に浸透しない程度に塗布する。この
場合使用する樹脂は、耐油及び耐熱性に優れた、例えば
、エポキシ樹脂等の合成樹脂を用いる。樹脂の塗布後こ
れを硬化させて脚鉄部ａに樹脂塗布面２１を設ける。こ
の樹脂塗布面２１をｍ銖部ａに設けることにより、巻鉄
心１６はその脚鉄部ａの剛性を強化することができる。

前記工程にて樹脂塗布面２１を形成した後、巻鉄心１６
の矩形状態を解く、この状態で巻鉄心Ｉ６の上部継鉄部
ｂ＋　をその突合せ部１６ａの位置で第３図に示すよう
に開放して巻鉄心１６をＵ字状となす、Ｕ字状となした
巻鉄心１６は、その開放部片Ａを第３図で示すように巻
線２０と対峙させ、この状態で、上部継鉄部す、の開放
部片Ａを、これと対峙する巻線２０の鉄心挿入孔２０ａ
から第４図で示すように嵌め込む、この場合、脚鉄部ａ
は樹脂塗布面２１にて剛性が強化されているので、脚鉄
部ａ自体は変形することなく巻線２０の挿入孔２０ａに
脚鉄部ａを全体を１動作で嵌め込むことができる。なお
、巻線２０への組込みに際し、上部継鉄部ｂ１の開放部
片Ａが内側に弯曲しすぎたり、あるいは、揺動したりす
るときは、上部継鉄部す、の開放部片Ａから脚鉄部ａに
かけてテーピングを施したり、図示しない当板をあてが
う等して開放部片Ａを脚鉄部ａと同様、垂直に保持させ
るようにすれば、開放部片Ａの先端がＳ線２０端部と接
衝して欠落したり、破＃員したりすることなく円滑に嵌
め込むことができる。又、巻鉄心１６を巻線２０に組込
む場合、比較的小容量の変圧器においては、鉄心自体が
軽量であるため、人力により持上げて巻線２０に組込む
ことができる。しかし、容量が大きくなると、人力では
不可能であり、この場合は、例えば、Ｕ字状の巻鉄心１
６をローラコンベア等に載せてコンベアの先方にベルト
等公知の手段にて固定された巻線２０のところまで搬送
し、そのまま巻線２０の鉄心挿入孔２０ａに一気嵌め込
む、この場合の挿入に際して巻鉄心１６のＷｊ鉄部ａが
鉄心挿入孔２０ａに対して内、外いづれかの方向傾斜し
ているようなときは、下部継鉄部ｈ２の樹脂塗布面２１
の存在していない部位Ｂ（この部分は樹脂が塗布されて
いないので撓みやすくなっている）を利用して脚鉄部ａ
を鉄心挿入孔２０ａに対して直線状となるように修正す
ることにより、脚鉄部ａの巻線２０への組込作業を円滑
、良好に行うことができる。

前記のようにして、Ｕ字状の巻鉄心１６を第４図のよう
に巻！５ｉ２０の鉄心挿入孔２０ａに挿入した後、第５
図で示すように、巻線２０の上下端面と巻鉄心１６との
間の隙間に間隔片２３を挿入し、このあと巻線２０の上
部から突出している上部継鉄部す、の開放部片Ａのうち
、最内層の積層ブロック７ｃから順次内側に曲げてその
開放部片Ａ先端の階段状をなす端縁を互いに再突合せ接
合して巻鉄心１６を形成する。前記開放している各積層
ブロック７ａ〜７ｃの上部継鉄部ｂ１は、突合せ部１６
ａの再突合せに際し、脚鉄部ａが、樹脂塗布面２１によ
る剛性強化によって変形あるいはずれ等を生ずることな
く１Ｊ２ｏに嵌め込まれているため、両端部のずれは上
部継鉄部す、を起立させたときと同様のずれ量をもって
正確に階段状にずれているため、各積層ブロフク７ａ〜
７Ｃの上部継鉄部す、は、合成樹脂が塗布してないこと
と相まって突合せ部１６ａの再突合せを精度よく、かつ
、迅速容易に行うことができる。なお、上部継鉄部ｂ＋
　の再突合せに際し、巻鉄心１Ｇの最内。

最外層に取付けた成形保持板９，９ａはこれを事前に除
去しておいても、何等差しつかえない。

又、上部継鉄部ｂ１は巻鉄心１６の組立に際しては、コ
ーナ一部を伸ばして巻鉄心１６をＵ字状にすることによ
り機械的な歪がある程度生じるものの、コーナ一部を再
度曲げて元の状態に戻すと、前記歪はほとんどなくなっ
ていることが実験の結果判明した。この現象は、巻鉄心
１６の組立にあたり、上部継鉄部ｂ１のコーナ一部を伸
して巻鉄心１６を１旦Ｕ字状に開放することにより機械
的歪が生しる。しかし、巻鉄心１６のコーナ一部は焼鈍
処理により曲げぐせが付与されており、しかも、非晶質
磁性薄帯が持っている潜在的な弾性力によって、前記コ
ーナ一部を伸ばすことにより歪が生じたとしても、上部
継鉄部す、を素直に元の状態に復元することにより、前
記曲げくせ及び弾性力が作用して機械的歪がなくなるの
ではないかと考えられる。

以上説明したようにして巻線２０に巻鉄心１６を組立て
た後、第６図に示すように、巻鉄心１６の継鉄部ｂ＋　
、ｂｔの積層端面に脚鉄部ａと同様の樹脂を塗布し、こ
れを固化させて第２の樹脂塗布面２２を設けることによ
り巻鉄心１６の組立を終え、第１図に示すように巻鉄心
変圧器２４を製作する。

なお、本発明は、巻鉄心１６を横に寝かせた状態で巻ｙ
Ａ２０に嵌め込む実施例について説明したが、これに限
定することなく、巻鉄心を引起して巻線を巻鉄心の上方
位置から脚鉄部に嵌め込むようにしてもよい。

又、本発明は非晶質磁性’ｉ４＊を、巻鉄心変圧器を製
造する場合の実施例について説明したが、リアクトル等
信の静止誘導電気機器を製造する場合においても適用す
ることができることは勿論である。

更に、本発明は、継鉄部す、、ｂ、の積層端面に樹脂を
塗布する場合は、上部継鉄部す、を順次突合せ接合する
工程において実施してもよい。

又、脚鉄部ａは帯状あるいはシート状の絶縁物を被覆し
たり、あるいは、絶縁性の当板を当接する等して剛性強
化をはかるようにしても本発明は成立するものである。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、巻鉄心の組立にあたり、
その脚鉄部が事前に樹脂を塗布する等して剛性の強化が
はかられているので、巻鉄心は変形することなく、巻線
に容易に組込むことができる。又、その組込みに際して
は、脚鉄部の剛性強化とともに、下部継鉄部の一部が撓
むように構成されていることにより、巻線への嵌め込み
が巻線の鉄・心挿入孔と正確に対峙させて１動作で嵌め
込むことができ、非晶質磁性薄帯の磁気特性を何ら損う
ことなく、迅速容易に巻鉄心の組立ができ、この種の鉄
心を用いた静止誘導電気機器の組立作業を飛躍的に向上
させることができる。更に、脚鉄部の剛性強化により巻
鉄心の組立時、非晶質磁性薄帯が互いに移動することが
ないため、巻鉄心の突合せ部を正確、良好に接合するこ
とができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により製作した巻鉄心変圧器の斜
視図、第２図は本発明において巻鉄心Ｏ脚鉄部に樹脂を
塗布した実施例を示す平面図、第３図ないし第６図は本
発明による巻鉄心の組立状況を順次示すもので、第３図
は巻鉄心と巻線とを分解して示す斜視図、第４図は巻線
に巻鉄心を挿入した状態を示す要部横断平面図、第５図
は巻鉄心の組立途中を示す平面図、第６図は組立後の平
面図、第７図は円形鉄心の巻回を示す説明図、第８図は
円形鉄心の切断事例を示す説明図、第９図は積層ブロッ
クの正面図、第１０図は各積層ブロックを円形に成形し
た状態を示す説明図、第１１図は円形の巻鉄心素体を矩
形成形した状態を示す平面図、第１２図は従来の巻鉄心
の組立状態を示す斜視図である。 １・非晶質磁性薄帯　　１６・巻鉄心 １６ａ・突合せ部　　Ａ・開放部片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　非晶質磁性薄帯を必要回数巻回し、その少なくとも１
   ヶ所を切断して突合せ部を備えた静止誘導電気機器の巻
   鉄心において、前記巻鉄心を焼鈍した後この巻鉄心の脚
   鉄部に樹脂を塗布したり絶縁物で被覆する等して前記脚
   鉄部の剛性を強化する工程と、突合せ部を有する継鉄部
   を開放させて巻鉄心をＵ字状に形成する工程と、Ｕ字状
   に形成した巻鉄心の剛性強化を施した脚鉄部全体を巻線
   に嵌め込むための工程と、更に、前記開放した継鉄部の
   開放部片を閉じて突合せ部を再接合する工程とを備えた
   ことを特徴とする静止誘導電気機器の製造方法。