JPH04165607A - 静止誘導電気機器用鉄心 - 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、高周波用トランス、リアクトル等の静止誘導
電気機器に用いる鉄心に関するものである。

［従来の技術］ 近年トランスの鉄心材料として、非晶質磁性合金薄帯等
の新素材が用いられるようになっているが、用途によっ
てはフェライト材料を用いざるを得ない場合がある。フ
ェライト材料は焼結体であって、焼結の際に所定の形状
に成形されるが、フェライト材料で大形のものを一体成
形することは困難である。そのため、大形のフェライト
鉄心を製作する場合には、複数のフェライト製のコアブ
ロックを組み合わせて接着する方法がとられている。

第８図は従来のフェライト鉄心の構造を示したもので、
この例では、鉄心の脚部を構成するコアブロックＣ１，
、Ｃ２と、継鉄部を構成するコアブロックＣ３，Ｃ４と
を組み合わせて、コアブロックＣ１，Ｃ２のそれぞれの
両端をコアブロックＣ３、Ｃ４の両端に突き合わせて接
着していた。第８図において斜線を施した部分は接着剤
が塗布される面を示している。

［発明が解決しようとする課題］ 第８図に示し、た従来の鉄心では、コアブロックが大形
になるとクラックが発生して鉄心か欠は易くなるという
問題があった。

また従来の構造で設計通りの寸法、形状を有する鉄心を
製造するためには、各コアプロ・・ツクの司法精度を高
くしておく必要があるが、大形の鉄心を製造する場合に
は成形された各コアブロックの寸法精度を高くすること
が困難であるため、鉄心の仕上り寸法にばらつきが生じ
、特性が不安定になりやすいという問題があった。この
場合、寸法精度を向上させるためには、各コアブロック
ごとに寸法精度を出すための研磨を行う必要かあるため
、製造工数が著しく多くなるという問題かあった。

また従来の構造では、コアブロックを立体的に組み合わ
せて接着する必要があったため、組み立て工数が多くな
り、製造能率を高くすることが困難であった。

更に従来の構造による場合には、鉄心の大きさか異なる
ご七に異なる大きさのコアブロックを製作する必要があ
るため、鉄心の仕様が異なるごとに、異なる金型を用意
する必要があり、コストか高くなるのを避けられなかっ
た。

本発明の目的は、」１記のよつな問題を生じさせること
なく、多数のコアブロックを組み合わせて簡単に製造す
ることができる静止誘導電気機器用鉄心を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の鉄心では、厚み方向と直角な方向の面を主面と
した直方体状コアブロックを、それぞれの主面を一平面
に沿わせた状態で多数個並べることにより第１の鉄心構
成要素及び第２の鉄心構成要素を構成する。

第１の鉄心構成要素及び第２の鉄心構成要素は、両者を
重ね合わせた際に、各鉄心構成要素の各コアブロックの
主面が、他の鉄心構成要素の隣接ｑ−る２つのコアブロ
ックの主面の一部と対向するようにそれぞれのコアブロ
ックの並へ方を異ならせて構成する。

そして第１の鉄心構成要素及び第２の鉄心構成要素を互
いに重ね合わせ、両者のコアブロックの対向する主面ど
うしを相互に接着する。

上記コアブロックを、その主面の長辺が短辺の整数倍に
なるように形成しておくことにより、製造し得る鉄心形
状にバリエーションを持たせることができる。

鉄心の特性を調整するため、各鉄心構成要素の少なくと
も一部のコアブロックを隣接するコアブロックとギャッ
プを介して対向させるようにすることができる。

もちろん、各鉄心構成要素の各コアブロックを隣接する
コアブロックと密接した状態で配置するようにしてもよ
い。

［作　用１ 上記のように構成すると、例えば第１の鉄心構成要素を
構成する多数のコアブロックを平面上に並へた状態で、
その上に第２の鉄心構成要素を構成するコアブロックを
載せて一度に接着することにより鉄心を製造できるため
、鉄心の製造能率を向上させることができる。

また接着するのは各コアブロックの１つの主面だけであ
るため、接着面を平滑にするためのコアブロックの研磨
は１の主面に対してのみ行えばよく、工数の削減を図る
ことができる。

更に上記のように構成すると、隣接するコアブロック相
互間に多少の隙間ができても、特性に問題はない。この
隙間が、各コアブロックの寸法精度のばらつきを吸収し
て鉄心の仕上り寸法を設計通りにすることができるため
、鉄心の仕上り寸法精度を出すためのコアブロックの研
磨作業は省略することができ、鉄心の製造を容易にする
ことができる。

また上記のように多数のコアブロックを並べることによ
り鉄心を構成するようにすると、同じ寸法形状のコアブ
ロックを用いて種々の大きさの鉄心を構成することがで
きるため、１種類の金型を用意しておくだけで多品種の
鉄心を製造することができ、製造コストの低減を図るこ
とができる。

特に、コアブロックの主面の長辺の長さを短辺の長さの
整数倍にしておくと、製造する鉄心の品種を多くするこ
とができる。

［実施例コ 以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施例を示したもので、本発明の鉄心
１０は、第１の鉄心構成要素１及び第２の鉄心構成要素
２により構成される。第１の鉄心構成要素１及び第２の
鉄心構成要素２は、直方体状のフェライトのコアブロッ
クＣを同一平面に沿って多数個並べることにより構成さ
れる。

第４図に示すように、コアブロックＣは、互いに直交す
る３種類の長方形の面ＡＩないしＡ３を有するが、本発
明ではこれらの面の内、厚みｔの方向と直角な方向の面
Ａ１を主面とし、２つある主面ＡＩ、ＡＩの一方を接着
面とする。接着面となる主面Ａ１は研磨加工を施して平
滑にしておく。

本発明では、このようなコアブロックＣのそれぞれの主
面を一平面に沿わせた状態で多数個並べることにより第
１の鉄心構成要素１及び第２の鉄心構成要素２を構成す
る。

第１及び第２の鉄心構成要素１及び２は、両者を重ね合
わせた際に、各鉄心構成要素の各コアブロックＣの主面
Ａ１が、他の鉄心構成要素の隣接する２つのコアブロッ
クの主面ＡＩ、ＡＩの一部と対向するようにそれぞれの
コアブロックの並べ方を異ならせて構成される。

図示の第１の鉄心構成要素１は、第１図及び第３図に示
したように２つのコアブロックＣ１Ｃを並べることによ
り一方の継鉄部１ａを構成し、この継鉄部１ａの長手方
向の両端部側に該継鉄部の長手方向と直角な方向に沿っ
てそれぞれ３つずつのコアブロックを並べることにより
脚部１ｂ、ＩＣを構成している。また脚部１ｂ、ｌｃの
継鉄部１ａと反対側の端部間に１つのコアブロックＣを
挿入することにより他方の継鉄部１ｄを構成している。

第２の鉄心構成要素２は、第１の鉄心構成要素１をひつ
くりかえしたもの（継鉄部１ａと１ｄの位置を入れ替え
たもの）に相当し、１つのコアブロックＣにより一方の
継鉄部２ａを構成し、２つのコアブロックＣ１Ｃにより
他方の継鉄部２ｄを構成している。

尚第３図においては、コアブロックを離して配置するよ
うに図示しであるが、通常は各鉄心構成要素を構成する
コアブロックを密着状態で配置する。

第１の鉄心構成要素１及び第２の鉄心構成要素２は互い
に重ね合わされて両者のコアブロックの対向する主面ど
うしが接着される。第１の鉄心構成要素１と第２の鉄心
構成要素とを接着した状態で、両鉄心構成要素の継鉄部
１ａ、２ａ及びｌｄ。

２ｄによりそれぞれ鉄心１０の継鉄部１０ａ及び１０ｄ
が構成され、両鉄心構成要素の脚部１ｂ。

２ｂ及びｌｃ、２ｃによりそれぞれ鉄心１０の脚部１０
ｂ及び１０ｃが構成される。

上記の接着を行うため、各コアブロックの接着面となる
１つの主面ＡＩにあらかじめエポキシ樹脂等からなる熱
硬化性の接着剤３（東３図参照）を薄く塗布して、該接
着剤を半硬化状態にしておく。そして、加工台の平面上
に所定個数のコアブロックＣ，Ｃ，・・・を並べて第１
の鉄心構成要素１を構成し、この鉄心構成要素１を構成
するブロックＣの上に第２の鉄心構成要素２を構成する
ブロックを所定の並べ方で載置する。次いで第１の鉄心
構成要素１及び第２の鉄心構成要素２を図示しない治具
により押えて加圧し、加熱炉内に搬入して全てのコアブ
ロックの接着剤を一度に加熱硬化させる。

本発明で用いるコアブロックＣは第４図に示したように
直方体状を呈するものであればよいか、同じコアブロッ
クを用いて製造し得る鉄心の品種を多くするためには、
コアブロックＣの長さＬと幅寸法Ｗとの比ｎ　（＝Ｌ／
Ｗ）を整数とすることが望ましい。

また鉄心仕上り時の歪みを少なくするためには、各コア
ブロックの接着面の面積を鉄心の見かけ上の断面積（Ｗ
ｘ２ｔ）よりも大きくすることが望ましく、ぞのために
は、コアブロックの厚み寸法ｔと幅寸法Ｗとの比ｍ　（
−ｔ　／Ｗ）を０５以下に設定することが好ましい。ま
たコアブロックが余り薄くなると強度的に問題があるた
め、コアブロックの厚み寸法ｔと幅寸法Ｗとの比ｍは０
．１以上に設定することが好ましい。従ってコアブロッ
クの厚み寸法ｔと幅寸法Ｗとの比ｍは０．５〜０１の範
囲に設定することが好ましい。

第１図に示したような矩形状鉄心１０を用いる場合、第
２図に示したように一方の継鉄部１０ａを分離し得るよ
うにしておいて、鉄心の脚部に巻線を嵌装してから該一
方の継鉄部を取付けるようにする。このようなことを可
能にするためには、継鉄部１０ａの分離する部分に接着
前に剥離紙１１を貼りつけておいて、剥離紙］１を貼り
付けた部分を接着させないようにしておけばよい。この
場合には、第１の鉄心構成要素１上第２の鉄心構成要素
２とを接着した後、第２図に示したように継鉄部１０ａ
を外し、次いで脚部１０ｂ、１０ｅの少なくとも一方に
巻線を嵌装する。その後剥離紙１１を剥がし、剥離紙が
貼ってあった面に接着剤を塗布して、継鉄部１０ａを脚
部１０ｂ、１０Ｃの端部に接着する。

前述のように、コアブロックＣの長さＬと幅寸法Ｗとの
比ｎ（−Ｌ／Ｗ）を整数とした場合には、製造し得る鉄
心の品種を多くすることができる。

−例として、ｎ＝２としたコアブロックＣを１６個用い
て各鉄心構成要素を構成する場合の鉄心構成要素１及び
２のバリエーションを第５図（Ａ）ないしくＥ）に示し
た。尚第５図（Ｄ）及び（Ｅ）にそれぞれ示した例は、
同図（Ｂ）及び（Ｃ）に示したものを横にしたもので、
コアブロックの並へ方は同一のものである。

またｎ＝３としたコアブロックＣを１６個用いて各鉄心
構成要素を構成する場合の鉄心構成要素１及び２のバリ
エーションを第６図（Ａ）ないしくＣ）に示した。

策５図及び第６図から、ｎ＝２とした場合の方がバリエ
ーションを多くすることができることが分かる。

上記の実施例では、各鉄心構成要素の各部を１列のコア
ブロックにより構成しているが、鉄心構成要素の各部を
複数列のコアブロックにより構成することによって、鉄
心断面積の増大を図ることもできる。

第７図は各鉄心構成要素の継鉄部及び脚部をそれぞれ２
列のコアブロックにより構成する場合のバリエーション
を、ｎ＝２としたコアブロックを用いる場合について示
したものである。このように構成することにより、大形
の鉄心を構成することができる。

本発明の鉄心において、磁束密度が低い場合には、磁束
は、接着層を介して相対しているコアブロックの主面を
通して鉄心構成要素１，２間を渡りながら鉄心全体を周
回する。本発明によれば、鉄心の平均磁路長が実質的に
増大することになるが、本発明においては、コアブロッ
クを１つの平面上に並べた状態で精度良く貼り合わせる
ことができるため、各コアブロックの接着面の研磨精度
を高くしておけば、接合面にギャップが生じることを避
は難かった第８図に示すような従来の鉄心よりもむしろ
磁気抵抗を小さくすることができる。

従って本発明の鉄心を用いて例えばリアクトルを構成し
た場合、そのインダクタンスを十分に高くすることがで
きる。

本発明の鉄心において、磁束密度が高くなると、コアブ
ロックの接着面を介さずに直接隣接するコアブロックに
渡る磁束が生じてくる。このような状態での鉄心の特性
は、２種類のギャップを同時に備えた鉄心の特性と同様
になり、磁束の飽和マ−ジンを大きくとれる、いわゆる
ダブルギャップ性能が得られることを意味する。従って
本発明の鉄心を用いると、低磁束密度時には高インダク
タンスを実現することができ、高磁束密度時には磁束の
飽和マージンを大きくとることができる。

本発明の鉄心を、ギャップ（磁気的なギャップ）付きの
鉄心として用いる場合には、第１及び第２の鉄心構成要
素のコアブロック相互間の接着層の厚さを厚くして両コ
アブロックの接着面相互間にギャップを形成すればよい
。コアブロック間の接着層を厚くするには、例えば接着
剤のエポキシ樹脂中にガラス粉末等のフィラーを混入す
ればよい。

この場合、フィラーの量を調整することにより、ギャッ
プの大きさを調整することができる。また接着剤に代え
て、ガラス繊維の織布または不織布に熱硬化性の接着剤
を含浸させて接着剤を半硬化状態としたプリプレグを用
い、該プリプレグを第１及び第２の鉄心構成要素の間に
挟んで加熱することにより両鉄心構成要素を接着するよ
うにしても、コアブロックの接着面相互間にギャップを
形成することができる。

尚プリプレグを用いて鉄心構成要素を接着すると、コア
ブロックに接着剤を塗布する作業を省略することができ
る。

第８図に示したような構造の鉄心をギャップ付き鉄心と
して用いる場合には、工ないし２か所のコアブロックの
接合部に集中ギャップを形成することになるが、本発明
の鉄心による場合には、ギャップが分散配置されること
になる。このようにギャップを分散させると非常にフリ
ンジング磁束が少ない鉄心を得ることができる。

本発明の鉄心では、多数のコアブロックを平面上に並べ
て各鉄心構成要素を構成するため、コアブロック相互間
の隙間（第３図に示した隙間ｇ）により、各コアブロッ
クの寸法精度のばらつきを吸収して仕上り寸法が設計通
りの鉄心を得ることができる。

上記の実施例では、コアブロックにあらかじめ接着剤を
塗布して半硬化状態にしておくとしたが、コアブロック
を平面上に並べて鉄心構成要素を構成した後に各コアブ
ロックの接着面に接着剤を塗布するようにしても良い。

上記の実施例では接着剤としてエポキシ樹脂を用いたが
、硬化後柔軟性を維持する性質をもった樹脂を接着剤と
して用いると、耐クラツク性能が高い大形の鉄心を得る
ことができる。

上記の実施例では、第１の鉄心構成要素と第２の鉄心構
成要素とにより鉄心を構成したが、鉄心構成要素を更に
多く組み合わせることにより鉄心を構成することもでき
る。例えば第１の鉄心構成要素を２つ設けて、２つの第
１の鉄心構成要素の間に第２の鉄心構成要素を挟む構造
にすることもできる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の構造によれば、コアブロックを
平面上に並べて第１及び第２の鉄心構成要素を構成した
状態で、両鉄心構成要素を一度に接着することにより鉄
心を製造できるため、鉄心の製造能率を向上させること
ができる。

また本発明によれば、各コアブロックの１つの主面のみ
を接着面とすればよいため、接着面を平滑にするための
コアブロックの研磨を１つの主面に対してのみ行えばよ
く、工数の削減を図ることができる利点がある。

更に本発明では、隣接するコアブロック相互間の隙間に
より、各コアブロックの寸法精度のばらつきを吸収して
鉄心の仕上り寸法を設計通りにすることができるため、
鉄心の仕上り寸法精度を出すためのコアブロックの研磨
作業を省略することができ、接着面の研磨のための工数
が削減されることと相俟って鉄心の製造を容易にするこ
とができる。

また本発明によれば、多数のコアブロックを並べること
により鉄心を構成するので、同じ寸法形状のコアブロッ
クを用いて種々の大きさの鉄心を構成することができる
。従って１種類の金型を用意しておくだけで多品種の鉄
心を製造することができ、製造コストの低減を図ること
ができる。

また接着面にギャップを設けることにより、均一な分散
配置ギャップを有する鉄心を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す斜視図、第２図は同実施
例において一方の継鉄部を取り外した状態を示した斜視
図、第３図は同実施例の構造を説明するための分解斜視
図、第４図は同実施例で用いるコアブロックの斜視図、
第５図（Ａ）ないしくＥ）はそれぞれ本発明で用いる鉄
心構成要素の種々の異なる構成例を示した説明図、第６
図（Ａ）ないしくＣ）は第５図と異なるコアブロックを
用いた場合の鉄心構成要素の種々の異なる構成例を示し
た説明図、第７図（Ａ）及び（Ｂ）は鉄心構成要素の更
に他の構成例を示した説明図、第８図は従来の鉄心の構
造を示し、た分解斜視図である。 １・・・第１の鉄心構成要素、２・・・第２の鉄心構成
要素、１０ａ、１０ｄ−・・継鉄部、１０ｂ、１０ｃ・
・・脚部、Ｃ・・・コアブロック、Ａ１・・・コアブロ
ックの主面。 第１図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）厚み方向と直角な方向の面を主面とした直方体状
   コアブロックを、それぞれの主面を一平面に沿わせた状
   態で多数個並べて構成した第１の鉄心構成要素及び第２
   の鉄心構成要素を備え、前記第１の鉄心構成要素及び第
   ２の鉄心構成要素は、両者を重ね合わせた際に、各鉄心
   構成要素の各コアブロックの主面が、他の鉄心構成要素
   の隣接する２つのコアブロックの主面の一部と対向する
   ようにそれぞれのコアブロックの並べ方を異ならせて構
   成され、 前記第１の鉄心構成要素及び第２の鉄心構成要素が互い
   に重ね合わされて両者のコアブロックの対向する主面ど
   うしが接着されていることを特徴とする静止誘導電気機
   器用鉄心。（２）前記コアブロックは、その主面の長辺
   が短辺の整数倍になるように形成されている請求項１に
   記載の静止誘導電気機器用鉄心。 （３）各鉄心構成要素の少なくとも一部のコアブロック
   は隣接するコアブロックとギャップを介して対向してい
   る請求項１または２に記載の静止誘導電気機器用鉄心。 （４）各鉄心構成要素の各コアブロックは隣接するコア
   ブロックと密接した状態で配置されている請求項１ない
   し３のいずれか１つに記載の静止誘導電気機器用鉄心。