JPH0620849A - アモルファス巻鉄心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】巻鉄心を大型化することなしに、磁束の局部集
中を充分に緩和する。 【構成】巻鉄心を概ね１０枚〜４０枚程度のアモルファ
ス磁性材薄帯（４）毎にブロックに分ける。そして、各
ブロック内の接合部（１）において、アモルファス磁性
材薄帯両端を重ね合わせることにより両端を接合した重
ね合わせ層と、アモルファス磁性材薄帯両端を突き合せ
ることにより両端を接合した突き合せ層を、巻鉄心
（２）中において重ね合わせ層と突き合わせ層が順次交
互に並ぶように設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アモルファス磁性材薄
帯を多層に巻回したアモルファス巻鉄心に関し、特にア
モルファス巻鉄心の接合部の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】変圧器等の静止誘導電気機器に用いられ
る、アモルファス磁性材の鉄心は、通常、アモルファス
磁性材の薄帯をカットして多層に重ね、これを芯金の回
りに巻回して製作したアモルファス巻鉄心として作成さ
れる。

【０００３】このような、アモルファス巻鉄心上におけ
る、巻回したアモルファス磁性材薄帯両端の接合の技術
としては、特開昭５９−１７５１１０号公報記載の技術
が知られている。

【０００４】この技術は、アモルファス巻鉄心を２もし
くは３つの層に分け、アモルファス磁性材薄帯両端を重
ね合わせることにより両端を接合した複数の重ねあわせ
層と、突き合せ位置が順次ずれるように、アモルファス
磁性材薄帯両端を突き合せることにより両端を接合した
複数のステップラップ層を交互に設けるものである。

【０００５】この技術によれば、アモルファス磁性材薄
帯両端の突き合せ部での渡り磁束による磁束の増加を重
ね合わせ層で打ち消することができるので、接合部での
磁束密度を全体として平均化することができる。したが
い、複数のステップラップ層のみで巻鉄心を構成した場
合に比べ、巻鉄心の周方向については、磁束密度をより
同一に近づけることができる。また、その構造より、複
数の重ね合わせ層のみで巻鉄心を構成した場合に比べ、
巻鉄心を小型軽量化することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開昭５
９−１７５１１０号公報記載の技術に係る巻鉄心の接合
部の径方向を考えると、ステップラップ層の内部におけ
る、アモルファス磁性材薄帯両端の突き合せ部での渡り
磁束による磁束の局部集中が充分には緩和されていな
い。

【０００７】ところで、アモルファス磁性材薄帯が脆い
こともあり、アモルファス磁性材薄帯両端の突き合わせ
においては、両端間に所定のギャップを保つ必要があ
る。

【０００８】そこで、特開昭５９−１７５１１０号公報
記載の技術によれば、重ね合わせ層によって、ステップ
ラップ層の複数の突き合せ部を抑えることにより、前記
ギャップのずれを生じにくくしている。

【０００９】そこで、本発明は、磁束の局部集中を充分
に緩和することのできるアモルファス巻鉄心を提供する
ことを目的とする。

【００１０】また、併せて、本発明は、アモルファス磁
性材薄帯両端の突き合わせ部を、より充分に保護、固定
することのできるアモルファス巻鉄心を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的達成のために、
本発明は、アモルファス材薄帯を多層に巻回したアモル
ファス巻鉄心であって、巻回した複数枚のアモルファス
磁性材薄帯の一端を当該複数枚のアモルファス磁性材薄
帯の他端に重ねた重ね合わせ層と、巻回した複数枚のア
モルファス磁性材薄帯の両端を突き合せた、前記重ね合
わせ層に隣接する突き合わせ層とより成る単位層が、多
層に巻回されていることを特徴とするアモルファス巻鉄
心を提供する。

【００１２】

【作用】本発明に係るアモルファス巻鉄心によれば、各
単位層内において、重ね合わせ層と突き合わせ層が並ん
でいるので、突き合せ層の突き合わせ部で生じる磁束の
局部集中を、同単位層の重ね合わせ層の重ね合せ部で緩
和することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るアモルファス巻鉄心の実
施例を説明する。

【００１４】図１に、本実施例に係るアモルファス巻鉄
心を用いた変圧器の正面図を示す。

【００１５】図１に示すように、変圧器は、アモルファ
ス磁性材薄帯４を巻回した巻鉄心２と、巻鉄心２に挿入
された２つのコイル３を有している。また、各アモルフ
ァス磁性材薄帯の両端は、図中上部において接合され
る。以下、この接合個所を「ラップ部」と呼ぶ。

【００１６】図２に、このラップ部１を拡大して示す。

【００１７】図示するように、本実施例に係る巻鉄心
は、概ね１０枚〜４０枚程度のアモルファス磁性材薄帯
４よりなるブロック５が、接合の１単位となっている。
各ブロック５内には、アモルファス磁性材薄帯両端を重
ね合わせることにより両端を接合した重ね合わせ層６
と、アモルファス磁性材薄帯両端を突き合せることによ
り両端を接合した突き合せ層７を、それぞれ有してい
る。また、重ね合わせ層６と突き合わせ層７の各ブロッ
ク内での並びの順序は統一されており、巻鉄心２中にお
いて重ね合わせ層６と突き合わせ層７は順次交互に並ん
でいる。重ね合わせ層６の重ね合わせ部は、突き合わせ
層７の突合せ部を覆うような位置に設ける。

【００１８】なお、重ね合わせ層６と突き合わせ層７
は、共に５〜２０枚程度のアモルファス磁性材薄帯で構
成されている。ただし、各ブロック５毎の枚数及び、重
ね合せ層６、突き合せ層７の枚数は、各々同数である必
要はない。

【００１９】ところで、一般に、突き合わせ層のアモル
ファス磁性材薄帯の突合せ部では、磁束の隣接層への渡
りが生じ鉄心の実効断面積が減少する。一方、重ねあわ
せ層の、重ね合わせ部においては、アモルファス磁性材
薄帯の重ね合わせにより鉄心の実効断面積が増加する。

【００２０】一方、本実施例に係る巻鉄心においては、
重ね合わせ層６と突き合わせ層７は交互に並ぶので、突
き合せ層７の突合せ部のギャップ８から漏れる磁束は、
当該突き合わせ層７の外側の重ね合せ層６に重ね合わせ
部に渡っていく。したがい、突合せ部による磁束の増加
は、各突合せ部毎に打ち消されるので、アモルファス巻
鉄心における磁束の局部集中は充分に緩和されることに
なる。なお、重ね合せ層６を構成するアモルファス磁性
材薄帯４の枚数と、突き合せ層７を構成する枚数との比
は、充分に前記磁束の集中を緩和できるように、実験的
あるいは理論的に定めるようにする。

【００２１】また、本実施例に係るアモルファス巻鉄心
によれば、突き合せ層７は、当該層の内側に隣合う安定
した重ね合せ層６上に巻回され、かつ、当該層の外側に
隣合う重ね合せ層６により包み込まれた状態となる。し
たがい、突き合わせ部を確実に保持することができ、よ
り充分な保護、固定を実現することができる。

【００２２】ところで、図１、２に示した例では、巻鉄
心が大型化しないように、突合せ部、重ね合わせ部の位
置を２個所にブロック毎に分配した。

【００２３】しかし、図３に示すように、１ヵ所にまと
めて、突合せ部、重ね合わせ部を配置するようにしても
よい。このようにすれば、突合せ部による磁束の増加
を、突き合わせ層７の両側の重ね合せ層６の重ね合わせ
部によって打ち消すことができる。

【００２４】以上のように、本実施例によれば、１ブロ
ック内に、突き合せ部と重ね合せ部を共有することによ
り、ブロック内の突き合せ部で生じる磁束の局部集中を
隣接する重ね合せ部で緩和することができ、ラップ部で
の磁気特性を改善することができる。また、各ブロック
毎に設けた重ね合せ部によって、鉄心形状の保持を行う
ことができる。

【００２５】次に、以上示してきた本実施例に係るアモ
ルファス巻鉄心の製造について説明する。

【００２６】図４に、アモルファス巻鉄心の製造システ
ムのうち、ロ−ル状アモルファス磁性材薄帯の設置か
ら、巻鉄心の焼鈍までの製造工程を担う部位の概略を示
したものである。

【００２７】図中、７０４がロ−ル状アモルファスシ−
ト素材、７０１はアンコイラ装置、７０２は切断装置、
７０３は矩形成形装置、７０５、７０７は積層されたア
モルファスシ−ト素材、７０８は膜厚測定器、７０９は
押出し送り装置、７１０はカッタ、７１１は計量器、７
１２は引張り送り装置、７１３は抑え金具、７１９は成
形中の巻鉄心、７２０は矩形芯金、７２５は焼鈍装置、
７３０は焼鈍中の巻鉄心である。

【００２８】このような巻鉄心の製造システムにおい
て、巻鉄心の製造は、次の手順で行われる。

【００２９】すなわち、ロ−ル状アモルファスシ−ト素
材７０４をアンコイラ装置７０１のリ−ルにセットし、
積層したアモルファスシ−ト素材を押出し送り装置７０
９にセットする。そして、送路や、たるみを検査し、切
断装置７０２をスタ−トさせる。

【００３０】切断装置７０２がスタ−トすると、押出し
送り装置７０９と引張り送り装置７１２は、積層したア
モルファスシ−ト素材をカッタ７１０へ送り、カッタ７
１０は積層したアモルファスシ−ト素材を所定の長さに
切断する。切断された積層アモルファス磁性材薄帯は、
計量器７１１上の定位値に送られ計量される。装置は以
上の動作を所定回繰り返し、アモルファスシ−ト薄帯を
複数枚ごとに順次定位値に積層していく。所定量積層し
たアモルファスシ−ト薄帯は矩形成形装置７０３への受
け渡し位置に送られる。

【００３１】矩形成形装置７０３は、切断装置７０２よ
り受け取った、積層アモルファス磁性材薄帯を抑え金具
７１３を用いて矩形芯金上に固定し、アモルファス磁性
材薄帯をブロック単位に巻回しアモルファス巻鉄心を成
形する。

【００３２】ところで、本実施例では、各ブロックにお
いて、突き合わせ層と重ね合わせ層を構成するアモルフ
ァス磁性材薄帯の一端を揃え、他端は、重ね合わせ層を
構成するアモルファス磁性材薄帯の方が長くなるように
している。そして、アモルファス巻鉄心を成形において
は、ブロックの端を揃えた側を、まず巻き回し、その後
に他端側を、重ね合わせ層の端が先に巻回した端の上に
重なるように巻回すことにより１ブロックの巻回しを実
現する。

【００３３】このようにすることにより、突き合わせ層
の突合せ部に対して重ね合わせ層の重ね合わせ部を適当
な位置に配置することができ、確実に突合せ部を保持す
ることができる。

【００３４】以上のように、本実施例によれば、突合せ
層は、１回の巻回し毎に、重ね合わせ層により包まれ固
定されるので、作業者は、巻回しの度に、先に巻回した
突き合わせ層の突合せ部のギャップのずれを気にする必
要が無い。よって、巻回し作業は容易になる。

【００３５】矩形成形装置７０３で成形された巻鉄心７
３０は焼鈍装置７２５に送られ磁気焼鈍されるそして焼
鈍後、一度巻を開き、コイルを挿入し、再度巻いて巻鉄
心とすることにより変圧器を生成する、ところで、磁束
の局部集中の緩和や作業性の観点よりは、突合せ層と重
ね合わせ層の一端を揃えるようにするのが最も望ましい
が、たとえば、図５、図６に示すラップ部の例のよう
に、突合せ層の突き合わせ位置と重ね合わせ層の重ね会
わせ層の重ね合わせ位置をずらすようにしても、磁束の
局部集中の緩和や突合せ部の保護において一定の効果を
得ることができる。

【００３６】図５に示した例は、各単位層毎５に、突き
合わせ層７の突き合わせ位置８および重ね合わせ層６の
重ね合わせ位置を、各単位層毎に、順次、周方向につい
てずれた位置に設けるようにしたものである。

【００３７】また、図６に示した例は、各単位層毎５
に、重ね合わせ層６の重ね合わせ順序と変えるようにし
たものである。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、磁束の
局部集中を充分に緩和することのできるアモルファス巻
鉄心を提供することができる。

【００３９】また、アモルファス磁性材薄帯両端の突き
合わせ部を、より充分に保護、固定することのできるア
モルファス巻鉄心を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るアモルファス巻鉄心の
構造を示す正面図である。

【図２】アモルファス巻鉄心のラップ部を拡大して示し
た説明図である。

【図３】アモルファス巻鉄心の他のラップ例によったラ
ップ部を拡大して示した説明図である。

【図４】アモルファス巻鉄心の製造システムの一部を示
した説明図である。

【図５】アモルファス巻鉄心の他のラップ例によったラ
ップ部を拡大して示した説明図である。

【図６】アモルファス巻鉄心の他のラップ例によったラ
ップ部を拡大して示した説明図である。

【符号の説明】

１ ラップ部 ２ 巻鉄心 ３ コイル ４ アモルファス磁性材薄帯， ５ ブロック ６ 重ね合せ層 ７ 突き合せ層 ８ ギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清野 和之 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 伊東 和美 東京都調布市西つつじケ丘二丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 江連 正一郎 東京都調布市西つつじケ丘二丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重ねた複数枚のアモルファス材薄帯を巻回
   したアモルファス巻鉄心であって、 巻回した複数枚のアモルファス磁性材薄帯の一端を当該
   複数枚のアモルファス磁性材薄帯の他端に重ねた重ね合
   わせ層と、巻回した複数枚のアモルファス磁性材薄帯の
   両端を突き合せた、前記重ね合わせ層に隣接する突き合
   わせ層とより成る単位層が、多層に巻回されていること
   を特徴とするアモルファス巻鉄心。
2. 【請求項２】請求項１記載のアモルファス巻鉄心であっ
   て、 前記各単位層の、突き合わせ層の複数枚のアモルファス
   磁性材薄帯の周方向端のうちの一端と、重ね合わせ層の
   複数枚のアモルファス磁性材薄帯の周方向端のうちの一
   端とは周方向について揃っていることを特徴とするアモ
   ルファス巻鉄心。
3. 【請求項３】請求項１記載のアモルファス巻鉄心であっ
   て、 各単位層毎に、突き合わせ層の突き合わせ位置および重
   ね合わせ層の重ね合わせ位置のうちの少なくとも一方
   は、各単位層毎に、順次、周方向についてずれた位置に
   設けられていることを特徴とするアモルファス巻鉄心。