JPH04345009A - 空隙付リアクトル鉄心及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空隙付鉄心形リアクト
ルの鉄心及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空隙付鉄心形リアクトルの磁気回路は、
磁性体と空隙とが繰返し直列に連結された脚部（リム）
と、該脚部の両端に配設された磁性体のみからなるヨー
クとにより構成されている。そして脚部において空隙を
隔てて区分された１個の磁性体をブロック鉄心と呼んで
いる。

【０００３】１個のブロック鉄心は、軸長が短い肉厚の
円筒形状を呈していて、その内側の空間は鉄心締付け用
のボルトを通すスペースとして利用される。

【０００４】磁束はブロック鉄心を軸方向に通過して流
れ、ヨークにおいて３相分の磁束が合流するが、ブロッ
ク鉄心の軸方向端部においてはフリンジングのため磁束
の径方向成分を生じる。すなわち、ブロック鉄心の軸方
向端部において、ブロック鉄心の外周部近傍の磁束が外
径方向に向って膨出し、ブロック鉄心の内周部の近傍の
磁束は内径方向に向かって膨出する。

【０００５】この磁束のフリンジングによる鉄損を抑制
するため、ブロック鉄心の構成としては、各ブロック鉄
心を構成する磁性体単位板を、ほぼ径方向に向けた状態
で中心軸線の回りに放射状に配置する構成が主流となっ
ている。このような構成のブロック鉄心はラジアルコア
と呼ばれている。

【０００６】ここで磁性体単位板とは磁気回路における
磁性体の最小単位体であって、ラジアルコアタイプのブ
ロック鉄心では矩形状の珪素鋼板が磁性体単位板となっ
ている。ラジアルコアタイプのブロック鉄心においては
、磁性体単位板が集合して扇形のセクターを構成し、該
セクターが複数個集合してブロック鉄心を構成している
。

【０００７】図８はセクターＳｒ１の集合体により構成
されたラジアルコアタイプのブロック鉄心Ｂ１　の平面
部分図である。各セクターＳｒ１は長さが異なる多数の
磁性体単位板Ｕ１１，Ｕ１２，…により構成されている
。尚図８においては、２個のセクターについてのみ磁性
体単位板が図示され、他のセクターについては磁性体単
位板の図示が省略されている。

【０００８】図８においては、寸法が異なる４種類の磁
性体単位板が使われているが、現実の空隙付鉄心形リア
クトルでは数十種類の磁性体単位板が使用されている。

【０００９】また現実の空隙付鉄心形リアクトルにおい
ては、１つのブロック鉄心を構成する磁性体単位板が数
千枚にもおよび、リアクトル全体としては十数万枚ない
し数十万枚の磁性体単位板が使用されている。

【００１０】図９は図８とは異なるラジアルコアタイプ
のブロック鉄心を図８と同様の表示の仕方で図示した部
分平面図であって、この例ではセクターＳｒ２の集合体
によりブロック鉄心Ｂ２　が構成されている。ここで磁
性体単位板Ｕ２１，Ｕ２２，…，Ｕ２ｎのそれぞれの長
さをＬ２１，Ｌ２２，…，Ｌ２ｎとすると、Ｌ２１＋Ｌ
２ｎ＝Ｌ２２＋Ｌ２（ｎ−１）＝…＝Ｗなる関係にある
。

【００１１】図９に示したブロック鉄心の磁性体単位板
は幅Ｗの素材ロールをごく緩いテーパをつけて幅方向に
２つに切り分けながら、素材ロールの長さ方向に沿って
ブロック鉄心の高さ（軸長）寸法毎に切断することによ
って製作される。

【００１２】次にスパイラルコアタイプの従来例につい
て述べる。スパイラルコアタイプのブロック鉄心として
は、特公昭６０−４７７３１号に示されているように、
珪素鋼帯を渦巻状に巻回して形成した巻回体を１箇所で
積層方向に切断することによりスリットを形成し、この
スリットに外径方向から内側に向って先細り状の楔状絶
縁物を挿入したものが提案されている。

【００１３】図１０は特公昭６０−４７７３１号で提案
されたブロック鉄心の平面図であって、ブロック鉄心Ｂ
３　は珪素鋼帯の巻回体を周方向の一箇所で切断したも
のであり、切断により生じたスリット部ＳＬ３に楔状絶
縁物Ｉ３　が挿入されている。珪素鋼帯の巻回体を切断
した当初はスリット部ＳＬ３の切断部両面が平行してい
るが、楔状絶縁物Ｉ３　を挿入することにより、外径側
になるほど切断面間の間隙が押し拡げられた形状に変化
する。この提案では楔状絶縁物Ｉ３　の挿入により隣接
する珪素鋼帯間に周方向の相対移動を生じさせて、切断
部のばりによる珪素鋼帯内の短絡を解消することを狙っ
ている。

【００１４】また実開昭６１−１８２３号には、ブロッ
ク鉄心に非晶質磁性合金薄帯（以下単に薄帯ともいう。 ）を適用し、薄帯の巻回体の巻回厚さの中間部に珪素鋼
帯を巻回挿入することにより薄帯の層を分割したものを
径方向に切断してスリット部を形成したブロック鉄心が
提案されている。この提案では、薄帯の層を珪素鋼帯に
より分割することにより、スリット部形成時に生じたば
りが薄帯間を短絡することによって生じる渦流損を低減
することを狙っている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ラジアルコアタイプの
ブロック鉄心の場合には、きわめて多数かつ多種類の磁
性体単位板（矩形状珪素鋼板）を製作し組合わせなくて
はならないで、多くの製作工数を必要とし、コストが高
くなるという問題があった。

【００１６】また珪素鋼帯を用いたスパイラルコアタイ
プのブロック鉄心の場合には、ブロック鉄心の軸方向が
珪素鋼帯の圧延方向と直角な方向になるため、圧延方向
に沿った磁束流に対して優れた磁気特性を示す一般的な
珪素鋼帯の特徴を全く活用できないという問題があった
。また、珪素鋼帯はかなり固有抵抗が低いので、スパイ
ラルコアタイプとすると磁束のフリンジングにより大き
な渦流損失が生じるという問題もあった。

【００１７】非晶質磁性合金薄帯を用いたスパイラルコ
アタイプのブロック鉄心の場合には、珪素鋼帯を用いた
場合よりも低損失になるが、切断部における薄帯間のば
りによる短絡を各隣接薄帯間において有効に解消するこ
とは困難であった。例えば、薄帯を用いたスパイラルコ
アタイプに図１０に示す構造を適用して、切断部のばり
による薄帯間の短絡を除去することを考えたとする。こ
の場合楔状絶縁物の中心角（テーパ状の両側面がなす角
度）をα、薄帯の厚さをｔ、楔状絶縁物の挿入による隣
接薄帯間のずれ寸法をｄとすれば、ｄ＝ｔ・ｔａｎ（α
／２）となる。α＝１０度、ｔ＝３０μｍとすればｄ＝
２．６μｍとなり、ずれ寸法は極めて小さい値にしかな
らない。薄帯相互間のばりによる絡み合いが、このよう
な僅かなずれ寸法により解消されることは期待し難い。 楔状絶縁物の中心角を大きくすれば、ずれ寸法ｄは大き
くなるが、中心角を大幅に増加させることは困難であり
、敢えて中心角を大きくしようとするとスリット部の空
間が増大してリアクトルの大形化を招く。

【００１８】本発明の目的は、ブロック鉄心の製作に手
数がかからず、磁性体の切断時のばりによる短絡を容易
かつ確実に解消することができ、しかも適用した磁性材
料の本来の特性を活かすことができる空隙付鉄心形リア
クトル及びその製造方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明では、非晶質磁性
合金薄帯を用いたスパイラルコアタイプのブロック鉄心
を用いる。本発明で用いるブロック鉄心は、内周側から
外周側に向かって渦巻状の曲線に沿って伸びるスリット
部を有していることを特徴とする。

【００２０】各ブロック鉄心において、内層部分及び外
層部分の非晶質磁性合金薄帯をともに軸方向に３層に分
割し、中間層部分の非晶質磁性合金薄帯を該ブロック鉄
心の軸長に亘って一体に構成することもできる。

【００２１】上記ブロック鉄心は次のようにして製造す
ることができる。

【００２２】先ず非晶質磁性合金薄帯を巻回してリング
状積層体を形成し、リング状積層体の周方向の一箇所を
積層方向に締め付けて拘束した状態で該拘束部において
リング状積層体を積層方向に切断する。

【００２３】次いで切断によって２分された拘束部のう
ちの一方の拘束状態を維持したまま他方の拘束状態を解
除し、切断されて一端のみが拘束されたリング状積層体
を直線状に延ばして展開積層体とする。

【００２４】次に展開積層体の拘束された一端から離れ
た箇所におい該積層体の薄帯間を拘束した後、展開積層
体の一端の拘束状態を解除し、展開積層体を円筒状に整
形して該展開積層体の長手方向の両端の切断面を対向さ
せてスリット部を形成する。このスリット部の形状は、
内周側から外周側に向かって渦巻状の曲線に沿って伸び
る形状となる。

【００２５】

【作用】上記のように、リング状のブロック鉄心の内周
側から外周側に向かって渦巻状曲線に沿って伸びる形状
のスリット部を形成すると、薄帯の個々の切断面が周方
向に大きくずれるので、薄帯の切断時に生じたばりによ
り、薄帯間が短絡されるのを防ぐことができる。そのた
め鉄心の局部過熱が生じる恐れを無くすことができ、ま
た鉄損の低減を図ることができる。更にスリット部が長
くなるので、スリット部の接合面積が大きくなり、接合
強度が増加する。またスリット部の形状が曲線状となる
ので、接合部に働くせん断応力に対する強度を高くする
ことができ、ブロック鉄心の機械的強度を高めることが
できる。

【００２６】

【実施例】図１は本発明の実施例のブロック鉄心Ｂを示
した平面図で、このブロック鉄心は非晶質磁性合金薄帯
Ａをリング状に巻回したものからなっていて、その内周
側から外周側に渦巻曲線状に伸びるスリット部ＳＬ　が
形成されている。

【００２７】このブロック鉄心は次のようにして製造す
る。

【００２８】先ず図２に示すように、非晶質磁性合金薄
帯Ａを巻回してリング状積層体Ｒを製作する。このリン
グ状積層体Ｒを形成する工程では、薄帯Ａを巻枠Ｍに巻
き取り、所定の巻回厚さＴが得られたところで巻枠を停
止させてリング状積層体Ｒを得る。

【００２９】リング状積層体Ｒを形成した後、該積層体
を巻枠を抜き取り、図３に示すように抜き取ったリング
状積層体Ｒの周方向の一箇所において、内周側及び外周
側からそれぞれ保持板Ｈ１　及びＨ２　を当てがう。そ
して、しゃこ万力等（図示せず）を用いて両保持板間を
締付け、この部分で薄帯が相互に移動しないように拘束
する。図３はリング状積層体の正面図であって、保持板
Ｈ１　，Ｈ２　を上方にして吊り下げた状態を示してい
る。非晶質磁性合金の薄帯は極めて剛性に乏しいので、
このように吊り下げると自重によって垂れ下がった形に
変形する。

【００３０】次に、保持板Ｈ１　，Ｈ２　の中央部（図
３に鎖線で示したＣｔ　部）で保持板ごとリング状積層
体Ｒを積層方向に切断する。この切断により保持板Ｈ１
　及びＨ２　は、それぞれ半部Ｈ１１，Ｈ１２及びＨ２
１，Ｈ２２に分割される。そして、切断された保持板の
一方の半部、例えば半部Ｈ１１及びＨ２１を締付けた状
態に保って、保持板の他方の半部Ｈ１２，Ｈ２２の締め
付けを解除し、両半部Ｈ１２，Ｈ２２を積層体から取り
外す。

【００３１】次いで、周方向の一箇所において切断され
たリング状積層体Ｒを直線状に延ばして図４に示すよう
な展開積層体Ｓを形成する。展開積層体Ｓの保持板によ
り拘束された一端側の切断面は、展開積層体の長手方向
に対して直角をなす面（直角切断面）Ｓａ　となってお
り、他端側の切断面は、傾斜した面（傾斜切断面）Ｓｂ
となっている。傾斜切断面Ｓｂ　が展開積層体の長手方
向に対してなす角度θは、θ＝ｔａｎ−１（１／２π）
＝９度である。

【００３２】次に展開積層体Ｓの直角切断面Ｓａ　から
所定の距離Ｅを隔てた箇所（すでに拘束されている一端
から離れた箇所）で薄帯を拘束する。図４の鎖線Ｃｐ　
はこの拘束箇所を示す。この拘束は、保持板Ｈ１　，Ｈ
２を用いて薄帯を拘束した場合に準じて行うことができ
るが、このときに用いる保持板（図示せず）は保持板Ｈ
１　，Ｈ２　よりも小形のものでよい。

【００３３】リング状積層体の内径をＤとした場合、直
角切断面Ｓａ　から拘束箇所Ｃｐ　までの距離Ｅの最大
値はπＤであり、この範囲内で任意の位置に拘束箇所Ｃ
ｐ　を設定することができる。図４に示した例ではＥ＝
（πＤ）／２としている。すなわち、展開積層体Ｓの上
辺（短辺）の中点で積層体を締付けて拘束している。

【００３４】次に保持板の一方の半部Ｈ１１，Ｈ２１を
取り外し、拘束箇所Ｃｐ　部において展開積層体Ｓを拘
束した状態で、該展開積層体を円筒状に整形してその両
端の積層面を突き合わせることによりブロック鉄心Ｂと
する。

【００３５】非晶質磁性合金の薄帯は剛性が乏しいので
、展開積層体Ｓを円筒状に整形する作業は容易に行うこ
とができる。

【００３６】ブロック鉄心を形成する際には、図２に示
した巻枠Ｍとほぼ同じ径の内芯（図示せず）に展開積層
体Ｓの短辺を巻付けるようにして円筒状に整形し、外周
部に適当なバンド金具（図示せず）を巻付けてその形を
保持する。

【００３７】磁場焼鈍を行った後、内芯やバンド金具等
整形用部材を取外して図１に示すブロック鉄心を得る。 このブロック鉄心においては、展開積層体Ｓの直角切断
面Ｓａ　と傾斜切断面Ｓｂ　とが対向してスリット部Ｓ
Ｌ　が形成されている。このスリット部内には後に薄い
絶縁層が挿入され、該絶縁層により、ブロック鉄心の周
方向に閉回路が形成されないようにする。

【００３８】ブロック鉄心Ｂのスリット部ＳＬ　は渦巻
状曲線をなし、鉄心の周方向に大きく偏位しながら該鉄
心の内周部から外周部側に向かって湾曲して伸びる形状
を呈する。これはリング状積層体Ｒから展開積層体Ｓを
形成するときの薄帯拘束部の位置と展開積層体Ｓからブ
ロック鉄心Ｂを形成するときの薄帯拘束部の位置とを異
ならせていることによる。

【００３９】図１のようにスリット部ＳＬ　の形状を円
周方向に大きく偏位した形状とすると、薄帯の切断面は
薄帯毎に大きく階段状にずれることになるので、リング
状積層体Ｒを切断するときに生じたばり等によって薄帯
間が短絡されるおそれがなくなる。したがって、リング
状積層体を径方向に切断した形状のままでブロック鉄心
を構成する場合よりも鉄損を少なくすることができ、鉄
心の局部過熱が生じるおそれをなくすことができる。。

【００４０】ここで薄帯毎のずれ寸法ｄを計算してみる
と次のようになる。

【００４１】リング状積層体Ｒの内径をＤ、積層厚さを
Ｔ、薄帯の積層枚数をｎとし、これらはブロック鉄心Ｂ
においても同様とする。薄帯の厚さをｔとするとＴ＝ｎ
ｔとなる。内側からｋ枚目の薄帯とｋ＋１枚目の薄帯と
の間のずれ寸法ｄは次の（１）で与えられる。

【００４２】 　　ｄ＝｛１−（ｈ＋ｋ）／（ｈ＋ｋ＋１）｝Ｅ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）　こ
こでｈ＝Ｄ／（２ｔ）であり、Ｅは図４に示す距離の寸
法である。（１）　式から分かるように、ずれ寸法はブ
ロック鉄心の外層側になる程小さくなっていく。数値例
として、Ｄ＝１２ｃｍ、Ｔ＝１２ｃｍ、ｔ＝３０μｍ　
、Ｅ＝πＤ／２としたときのずれ寸法ｄを求めてみると
、ｈ＝２０００であるから、薄帯の最内層部におけるず
れ寸法ｄはｋ＝１とおいて、ｄ＝９４μｍ　となる。

【００４３】薄帯の最外層部における寸法ｄは、ｋ＋１
＝ｎ、ｎ＝　１２０／０．０３＝４０００より、ｄ＝３
１μｍ　となる。

【００４４】なお、上記はＥ＝πＤ／２としたときのず
れ寸法であるが、Ｅのとり得る最大値を適用（Ｅ＝πＤ
）とすれば上記のずれ寸法の２倍のずれ寸法を得ること
ができる。

【００４５】前述の方法により得られる薄帯間のずれ寸
法は、図１０に示すような楔状絶縁物Ｉ３　の挿入によ
って得られる薄帯間のずれ寸法（例えば図１０において
薄帯の厚さｔ＝３０μｍ　、楔状絶縁物の傾斜角をα＝
１０度とすると、ずれ寸法は　２．６μｍ　）よりもは
るかに大きいことが分かる。

【００４６】上記のブロック鉄心を用いてリアクトル鉄
心を構成するに当たっては、スリット部ＳＬ　にクラフ
ト紙等からなる絶縁層をはさみ、ＦＲＰ等で形成した円
筒状の内周枠Ｆ１　及び外周枠Ｆ２　をそれぞれブロッ
ク鉄心の内側及び外側に取り付ける。そして真空中でエ
ポキシ樹脂等を用いて樹脂含浸することにより、ブロッ
ク鉄心の薄帯相互間並びに絶縁層、内周枠及び外周枠と
薄帯との間に樹脂を充填する。この樹脂を硬化されるこ
とにより、図５に示すように、ブロック鉄心Ｂ、絶縁層
Ｉ、内周枠Ｆ１　及び外周枠Ｆ２　が一体となったブロ
ック鉄心構成体Ｂｃ　を構成する。このように樹脂で固
められたブロック鉄心構成体を構成すると、機械的に極
めて強固となり、焼鈍後の薄帯は極めて脆いにもかかわ
らず、鉄心締付時のストレスによく耐えることができる
。

【００４７】図５はブロック鉄心構成体Ｂｃ　の縦断面
を示したもので、同図（ａ）は図１のａ−ａ線に沿って
ブロック鉄心構成体を断面して、スリット部にかからな
い部分の断面を示したものである。また図５（ｂ）及び
（ｃ）はそれぞれ図１のｂ−ｂ線及びｃ−ｃ線に沿って
ブロック鉄心構成体を断面して、スリット部を含む断面
を示したものである。スリット部が渦巻状曲線に沿う形
状となっているので、切断位置が異なると切断面におけ
るスリット部の径方向の位置が異なってくる。

【００４８】本発明によるブロック鉄心ではスリット部
が渦巻状曲線をなして長く延びているので、スリット部
における接合状態を良好にすることができ、ブロック鉄
心構成体の機械的強度を高めることができる。これは、
周方向に偏位しない直線状であったり（この場合はスリ
ット部の長さは最小）、周方向に偏位しても直線状であ
るスリット部の場合と、本発明の実施例における渦巻状
曲線をなすスリット部とを比較してみればよく理解され
るところである。

【００４９】図６は上記ブロック鉄心構成Ｂｃ　を用い
て構成した空隙付リアクトル鉄心を示したもので、この
例では、ブロック鉄心構成体Ｂｃ　がスペーサを配設す
ることによって保たれた空隙Ｇを隔てて積上げられて脚
部Ｌが形成され、３相の脚部Ｌの上下端にそれぞれデル
タ形を呈する環状鉄心からなるヨークＹが配設されてい
る。 ヨークＹは従来の空隙付リアクトル鉄心と同様に珪素鋼
帯を巻回したスパイラルコアである。尚図６においては
巻線及び鉄心締付けボルトを省略して鉄心部分のみを図
示している。

【００５０】本発明におけるブロック鉄心はスパイラル
コアタイプであるから、ラジアルコアタイプのブロック
鉄心における場合のように多数の磁性体単位板の組合せ
を必要とせず、鉄心製作工数は少なくてすむ。

【００５１】本発明のように、非晶質磁性合金薄帯を用
いてスパイラルコアタイプのブロック鉄心を構成すると
、薄帯の電気的磁気的特徴をよく発揮することができる
。以下にその理由についてその概要を述べる。

【００５２】一般の珪素鋼帯においては、素材ロールの
幅方向（圧延方向と直角な方向）に磁束を通したときの
鉄損が、素材ロールの長さ方向（圧延方向）に磁束を通
したときの４倍程にも達する。ところが、非晶質磁性合
金薄帯の場合、素材の段階では、薄帯に平行に磁束を通
した場合の鉄損に格別の方向性はなく、磁場焼鈍により
任意の方向の磁気特性を選択的に向上させることができ
る。即ち、磁場焼鈍時に通した磁束の方向に対する磁気
特性が選択的に向上する。このようにして向上した特定
方向の鉄損は、一般の珪素鋼帯における圧延方向の鉄損
の１／４　程度（常用磁束密度基準）である。

【００５３】本発明に係わる鉄心においても、磁場焼鈍
によりブロック鉄心の軸方向の磁気特性を選択的に向上
させることが好ましい。磁場焼鈍の具体的方法例として
は、ポロイダルコイル内にブロック鉄心を同軸配置して
該ポロイダルコイルに通電しながら焼鈍する方法がある
。このようにして得られた本発明によるブロック鉄心の
鉄損は、珪素鋼帯を用いたラジアルコアタイプのブロッ
ク鉄心の鉄損の数分の１（前述のデータ基準では１／４
　）程度となり、珪素鋼帯を用いたスパイラルコアタイ
プのブロック鉄心の鉄損の十数分の１（前述した基準で
は１／１６）程度となる。

【００５４】上記の説明では、磁束のフリンジングの影
響を考慮に入れないで鉄損を比較しているが、実際には
磁束のフリンジングによる鉄損がある。即ちスパイラル
コアタイプのブロック鉄心の場合には、フリンジングに
より生じた磁束の径方向成分によって磁性体の板面に沿
った渦電流が生じる。ところが、非晶質磁性合金薄帯の
固有抵抗は珪素鋼帯の固有抵抗の３倍近くに達するため
、スパイラルコアタイプのブロック鉄心に非晶質磁性合
金の薄帯を用いると珪素鋼帯を用いる場合よりも渦電流
が流れにくくなり、磁束のフリンジングによる鉄損を大
幅に低減することができる。

【００５５】図７は本発明の他の実施例を示した断面図
であって、ブロック鉄心のスリット部にかからない部分
の縦断面図である。この実施例では、ブロック鉄心が、
内層部分（内周寄りの部分）Ｂｉ　、中間層部分Ｂｍ　
及び外層部分（外周寄りの部分）Ｂｏ　に分けられてい
て、内層部分Ｂｉ　及び外層部分Ｂｏ　では薄帯が軸方
向に３分割されている。中間層部分Ｂｍ　は軸方向に分
割されることなく軸線方向の全長に亘って一体構造とな
っている。

【００５６】上記の内層部分及び外層部分における分割
された鉄心の各々並びに中間層部分の鉄心を部分ブロッ
ク鉄心と呼ぶことにする。

【００５７】中間層部分Ｂｍ　を構成する部分ブロック
鉄心をＢｐ１とする。内層部分Ｂｉ　を構成する３つの
部分ブロック鉄心の内、軸方向端部側の２つの部分ブロ
ック鉄心をＢｐ２とし、軸方向中央部の部分ブロック鉄
心をＢｐ３とする。

【００５８】外層部分Ｂｏ　を構成する３つの部分ブロ
ック鉄心の内、軸方向端部側の部分ブロック鉄心をＢｐ
４とし、軸方向中央部の部分ブロック鉄心をＢｐ５とす
る。

【００５９】部分ブロック鉄心Ｂｐ２，Ｂｐ３間にはす
だれ状絶縁物Ｉ１　が配設されている。同様に部分ブロ
ック鉄心Ｂｐ４，Ｂｐ５間にもすだれ状絶縁物Ｉ１　が
配設されている。すだれ状絶縁物Ｉ１　はブロック鉄心
の周方向に沿って板状絶縁物を空間を隔てて飛び飛びに
配置したものである。このようにすだれ状絶縁物を配設
しておくと、樹脂含浸時にすだれ状絶縁物の空間部を通
して部分ブロック鉄心間を樹脂が移動できるので、ブロ
ック鉄心全体に樹脂を浸透させることができる。

【００６０】この実施例のように、ブロック鉄心の内層
部分Ｂｉ　及び外層部分Ｂｏ　において、薄帯を軸方向
に分割すると磁束のフリンジングによる損失を極めて少
なくすることができる。その理由について以下に概説す
る。

【００６１】図７に示した磁束φ０　，φ１　，φ２　
はブロック鉄心における磁束の挙動を概念的に示したも
のである。φ０　はブロック鉄心の中間層部分を流れる
磁束であって、この磁束は軸方向に直線状に流れている
。φ１　はブロック鉄心の内層部分を流れる磁束であっ
て、この磁束はブロック鉄心の軸方向端部付近で、フリ
ンジンクにより内径方向に曲りを生じている。またφ２
　はブロック鉄心外層部分の磁束であって、ブロック鉄
心の軸方向端部付近では、フリンジングにより外径方向
に曲りを生じている。

【００６２】磁束φ１　及びφ２　のフリンジングによ
り生じた径方向成分により、薄帯内に渦電流を生じる。 この渦電流の方向は、内層部分Ｂｉ　側の軸方向端部で
は両端部の電流の方向が同方向であり、外層部分Ｂｏ　
側の軸方向端部でも両端部の電流の方向は同方向である
。そして、内層部分Ｂｉ　側と外層部分Ｂｏ　側とにお
ける渦電流の方向は互いに逆方向である。

【００６３】ここで、ブロック鉄心の内層部分Ｂｉ　側
において、薄帯が軸方向に分割されていないとすると、
軸方向の両端部において同方向に流れる渦電流はスリッ
ト部において軸方向に向きを変えて軸方向中央部におい
て合流し、軸方向端部における向きと逆方向に流れる。 ところが、図７に示すように、ブロック鉄心が軸方向に
分割されていると、渦電流は軸方向端部側のブロック鉄
心内で環流しなければならないから渦電流のループが小
さくなり渦電流の大きさも小さくなる。したがって、渦
電流損失を少なくすることができる。

【００６４】以上のことは、ブロック鉄心の外層部分Ｂ
ｏ　側についても同様である。したがって、図７のよう
にブロック鉄心の内層側及び外層側において、薄帯を軸
方向に分割することにより、磁束のフリンジングによる
鉄損を大幅に少なくすることができる。

【００６５】なお、薄帯を単に分割すれば、それで鉄損
低減効果が得られるというものではない。例えば、ブロ
ック鉄心の軸方向中心部で薄帯を分割しても鉄損低減効
果は得られない。薄帯を分割する上でのポイントは、磁
束のフリンジングにより磁束の径方向成分が生じる部分
の近傍で分割することである。この条件を満足するため
には、少なくとも軸方向に３分割する必要がある。鉄損
の低減を図る上では、軸方向の分割数を多くすれば（例
えば部分ブロック鉄心を更に２分割すれば）更に効果が
大きくなるが、分割数を多くするとブロック鉄心が機械
的に弱くなり、製作工数も多くかかるので実用上は図７
に示すように、３分割とするのが得策である。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、非晶質
磁性合金薄帯からなるスパイラルタイプのリング状ブロ
ック鉄心の内周側から外周側に向かって渦巻状の曲線に
沿って伸びる形状のスリット部を形成したので、薄帯の
個々の切断面を周方向に大きくずらして、薄帯の切断時
に生じたばりにより、薄帯間が短絡されるのを防ぐこと
ができる。従って鉄心の局部過熱が生じるおそれを無く
すことができ、また鉄損の低減を図ることができる。

【００６７】更に本発明によれば、スリット部が長くな
るため、スリット部の接合面積を大きくして接合強度を
増加させることができる利点がある。

【００６８】また本発明ではスリット部の形状が曲線状
となるので、接合部に働くせん断応力に対する強度を高
くすることができ、ブロック鉄心の機械的強度を高める
ことができる。

【００６９】更に本発明では、非晶質磁性合金の薄帯を
用いるため、磁場焼鈍の際に磁束を通した方向に対する
磁気特性を選択的に向上させることができ、磁場焼鈍の
際にブロック鉄心の軸線方向の磁気特性を選択的に向上
させることにより、非晶質磁性合金の特性を活かして、
低損失の鉄心を得ることができる。

【００７０】また本発明の方法では、リング状積層体か
ら展開積層体を形成する際の薄帯の拘束部と異なる箇所
を新たな薄帯の拘束部として展開積層体からブロック鉄
心を形成するようにしたので、長い曲線状のスリット部
を有するブロック鉄心を容易に製造することができ、鉄
心の製作工数を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるブロック鉄心を示す平
面図である。

【図２】本発明の製造方法において非晶質磁性合金薄帯
を巻回してリング状積層体を製作する工程を示した説明
図である。

【図３】本発明の製造方法においてリング状積層体の一
部を拘束した状態を示した正面図である。

【図４】本発明の製造方法の実施例において形成した展
開積層体の正面図である。

【図５】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ本発明の
実施例で用いるブロック鉄心構成体を図１のブロック鉄
心のａ−ａ線、ｂ−ｂ線及びｃ−ｃ線に沿う方向に沿っ
て断面して示した縦断面図である。

【図６】本発明の実施例のリアクトル鉄心の要部の外観
を示す斜視図である。

【図７】本発明の他の実施例で用いるブロック鉄心構成
体の要部の縦断面図である。

【図８】従来のラジアルコアタイプのブロック鉄心の一
部を示した平面図である。

【図９】従来のラジアルコアタイプのブロック鉄心の他
の例を示した要部平面図である。

【図１０】従来のスパイラルコアタイプのブロック鉄心
を示した要部平面図である。

【符号の説明】

Ａ…非晶質磁性合金薄帯、Ｒ…リング状積層体、Ｓ…展
開積層体、Ｂ…ブロック鉄心、Ｂｃ　…ブロック鉄心構
成体、Ｂｉ　…内層部分、Ｂｍ　…中間層部分、Ｂｏ…
外層部分、Ｂｐ１〜Ｂｐ５…部分ブロック鉄心、ＳＬ　
，ＳＬ３…スリット部、Ｆ１　…内周枠、Ｆ２　…外周
枠、Ｉ…絶縁層、Ｉ１　…すだれ状絶縁物、Ｉ３　…楔
状絶縁物、Ｌ…脚部、Ｙ…ヨーク、Ｇ…空隙、Ｓｒ１，
Ｓｒ２…セクター、Ｕ１１，Ｕ１２，…，Ｕ２１，Ｕ２
２…磁性体単位板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　非晶質磁性合金薄帯の巻回体からなる
   リング状のブロック鉄心を複数個軸線方向に積み重ねて
   脚部を構成する空隙付リアクトル鉄心において、前記ブ
   ロック鉄心は、その内周側から外周側に向かって渦巻状
   の曲線に沿って伸びるスリット部を有していることを特
   徴とする空隙付リアクトル鉄心。
2. 【請求項２】　　各ブロック鉄心の内層部分及び外層部
   分の非晶質磁性合金薄帯はともに軸方向に３分割され、
   中間層部分の非晶質磁性合金薄帯は該ブロック鉄心の軸
   線方向の全長に亘って一体に形成されていることを特徴
   とする請求項１に記載の空隙付リアクトル鉄心。
3. 【請求項３】　　非晶質磁性合金薄帯を巻回してリング
   状積層体を形成し、前記リング状積層体の周方向の一箇
   所を積層方向に締め付けて拘束した状態で該拘束部にお
   いて前記リング状積層体を積層方向に切断し、切断によ
   って２分された拘束部のうちの一方の拘束状態を維持し
   たまま他方の拘束状態を解除し、切断されて一端のみが
   拘束された前記リング状積層体を直線状に延ばして展開
   積層体とし、前記展開積層体の拘束された一端から離れ
   た箇所において該展開積層体の薄帯間を拘束した後、該
   展開積層体の一端の拘束状態を解除し、前記展開積層体
   を円筒状に整形して該展開積層体の長手方向の両端の切
   断面を対向させてスリット部を形成することにより、内
   周側から外周側に向かって渦巻状の曲線に沿って伸びる
   スリット部を有するブロック鉄心を得ることを特徴とす
   る空隙付リアクトル鉄心の製造方法。