WO2015111320A1 - 巻鉄心及び巻鉄心の製造方法 - Google Patents

巻鉄心及び巻鉄心の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2015111320A1
WO2015111320A1 PCT/JP2014/082841 JP2014082841W WO2015111320A1 WO 2015111320 A1 WO2015111320 A1 WO 2015111320A1 JP 2014082841 W JP2014082841 W JP 2014082841W WO 2015111320 A1 WO2015111320 A1 WO 2015111320A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
iron core
core material
wound
corner portion
corner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/082841
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
塩田　広
増田　剛
義典 山崎
宜史 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Industrial Products and Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Industrial Products and Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Industrial Products and Systems Corp filed Critical Toshiba Industrial Products and Systems Corp
Priority to AU2014379890A priority Critical patent/AU2014379890B2/en
Priority to CN201480069007.7A priority patent/CN105830180A/zh
Priority to EP14879793.9A priority patent/EP3101667B1/en
Publication of WO2015111320A1 publication Critical patent/WO2015111320A1/ja
Priority to US15/221,259 priority patent/US20160336100A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H01F27/2455—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented using bent laminations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/04—Cores, Yokes, or armatures made from strips or ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0233—Manufacturing of magnetic circuits made from sheets
    • H01F41/024—Manufacturing of magnetic circuits made from deformed sheets

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a wound iron core in which a plurality of iron core materials are wound and a method for manufacturing the wound iron core.
  • iron loss which is a power loss generated in iron cores
  • a laminated iron core in which cut thin silicon steel plates are laminated and a wound iron core in which cut thin silicon steel plates are wound are known.
  • the wound iron core is more advantageous than the laminated iron core from the viewpoint of reducing iron loss because the flow of magnetic flux in the iron core is not easily inhibited.
  • Patent Document 1 discloses an example of a method for manufacturing such a wound iron core.
  • This type of wound iron core is generally manufactured by the following method. That is, an iron core material is wound from a thin silicon steel plate into a circular winding die while being cut every turn, that is, every turn. Thereafter, the wound iron core material is pressed against the inside and outside of the iron core material and pressed, thereby forming a substantially rectangular iron core window at the center. At this time, bending stress that causes an increase in iron loss is generated in the iron core material constituting the wound iron core. Therefore, a treatment for relaxing the residual stress and restoring the iron loss characteristics, that is, an annealing treatment for cooling the wound core after heating it to about 800 ° C., for example, is performed.
  • the wound core When the winding is assembled to the wound core, the wound core is once opened at the cut portion of each core material, the winding is assembled to the side of the wound core, and then the wound core is closed again. At this time, if a gap is generated at the joint where the cut portions of each iron core material are joined, for example, the shape of the wound core is distorted, causing an increase in iron loss. For this reason, the generation of a gap is suppressed as much as possible by tightening the periphery of the wound iron core with a tightening band.
  • the gap generated at the joint where the cut portions of each core material are joined must be made as small as possible. Therefore, at present, precise dimensional control is required in each of a series of processes for manufacturing a wound iron core, that is, a silicon steel sheet cutting process, a winding process, a forming process, an annealing process, and a winding assembly process. Moreover, especially in the assembly
  • the present embodiment does not require precise dimensional control in the manufacturing process, can be manufactured without causing an increase in manufacturing man-hours, and can suppress an increase in iron loss, And the manufacturing method which manufactures the said wound iron core is provided.
  • the wound iron core according to the present embodiment is a wound iron core having a rectangular window portion at the center, in which a plurality of iron core materials each having at least one cut portion are wound for each turn, and having 4 in the window portion.
  • a corner portion provided at a corner; and a side portion connecting the corner portions.
  • the space factor of the said iron core material in a corner part is lower than the space factor of the said iron core material in the edge part except the said corner part.
  • the manufacturing method of the wound iron core which concerns on this embodiment winds loosely the several core material which has a cutting part of at least one place for every volume, and is centering in the state which joined the said cutting part of each iron core material.
  • a wound core in which the space factor of the iron core material in the corner portion is lower than the space factor of the iron core material in the side portion excluding the corner portion is manufactured.
  • the manufacturing method of the wound iron core which concerns on this embodiment loosely laminates the iron core material which has at least one cutting part for every volume, and the part which forms a corner part is bent beforehand, and each iron core By forming a rectangular window at the center in a state where the cut portions of the material are joined, the space factor of the iron core material in the corner portion is more than the space factor of the iron core material in the side portion excluding the corner portion.
  • a method of manufacturing a lower wound core wherein the length of the portion forming the side portion of the one iron core material is set to the inner core of the iron core material before the iron core material is laminated. The length of the part that forms the corner portion in one of the iron core materials is bent in the iron core material inside the iron core material. Part forming the corner part Bent so that a predetermined amount greater than the length of the.
  • a wound iron core 10 shown in FIG. 1 has a configuration in which a plurality of iron core members 10a obtained by cutting a silicon steel plate (not shown) is wound.
  • the wound iron core 10 has a substantially rectangular window 11 at the center.
  • the wound core 10 has four corner portions 12 provided at four corners of the window portion 11 and four side portions 13 excluding these corner portions 12.
  • the side portion 13 connects the corner portions 12.
  • the side portion 13 includes a long side portion 13a to which a winding (not shown) is assembled, and a short side portion 13b shorter than the long side portion 13a.
  • the plurality of iron core members 10a constituting the wound core 10 are cut from the silicon steel plate for one turn, that is, for one turn. Therefore, in this case, one turn portion is provided for each turn. ing.
  • the junction part 14 is formed in the part to which a cutting part is joined in each iron core material 10a, ie, the both ends of each iron core material 10a.
  • the space factor of the iron core material 10 a in the corner portion 12 is lower than the space factor of the iron core material 10 a in the side portion 13. That is, the iron core material 10a is densely laminated at the side portion 13, but the iron core material 10a is not densely laminated at the corner portion 12, and there is a gap between the iron core materials 10a. In this case, each iron core material 10a has a gap for each sheet.
  • the space factor indicates the ratio of the area occupied by the iron core material 10a to the cross-sectional area of the wound iron core 10. The higher the space factor, the denser the core material 10a is laminated. Show.
  • the wound core 10 has a configuration in which core groups 15a, 15b,... Are formed for each predetermined number of cores 10a. That is, one iron core group 15a, 15b,... Is formed each time a predetermined number of iron cores 10a are stacked from the inner side that is closest to the window 11 side.
  • the number of the iron core materials 10a which form one iron core material group can be changed and implemented suitably.
  • the iron core material 10a included in each of the iron core material groups 15a, 15b,... Is wound so that the joint portions 14 to which the cut portions are joined are displaced in the circumferential direction and positioned stepwise.
  • the position Pb of the joint portion 14 of the iron core material 10a wound on the innermost side in the iron core material group 15b is the iron core wound on the innermost side in the iron core material group 15a adjacent to the inner side of the iron core material group 15b. It almost or completely coincides with the position Pa of the joint portion 14 of the material 10a.
  • the circumferential length Lb of the iron core material 10 a wound on the innermost side in the iron core material group 15 b is wound on the outermost side in the iron core material group 15 a adjacent to the inner side of the iron core material group 15 b. It is larger than the circumferential length La of the iron core material 10a to be rotated. In this case, the circumferential length Lb is set to be longer by a length corresponding to the plate thickness d of the iron core material 10a.
  • This manufacturing method includes a cutting process of a silicon steel sheet, a winding process of a core material, a forming process of a wound core, and an annealing process of the wound core.
  • the manufacturing apparatus 100 is configured to sequentially feed the silicon steel strip M by the feeder 101. And the manufacturing apparatus 100 cuts the iron core material 10a for one volume, ie, one turn, sequentially from the silicon steel strip M sent sequentially by the cutting blade 102.
  • Step 1 for example, as shown in FIG. 5, the manufacturing apparatus 100 sequentially winds the iron core material 10 a obtained from the silicon steel strip M around a circular winding die 103. At this time, each iron core material 10a is wound more loosely than before. It should be noted that the degree of loosening the iron core material 10a can be appropriately adjusted according to the space factor of the corner portion 12 of the target wound iron core 10. That is, the space factor of the corner portion 12 can be further lowered as the degree of loosening the iron core material 10a is increased.
  • the molds 104 and 105 are applied to the four inner portions and the four outer portions of the plurality of iron cores 10 a wound and stacked. And the four places of the iron core material 10a are suitably pressed along the lamination direction by the molds 104 and 105.
  • a press is performed in the state which joined the cutting part of each iron core material 10a.
  • the side portions 13 are formed in the portions to be pressed, that is, the portions sandwiched by the molds 104 and 105, respectively, and the other portions, that is, the portions that are not pressed, respectively.
  • a corner portion 12 is formed.
  • the “part that is not pressed” is, in other words, a part that is not sandwiched between the molds 104 and 105.
  • each iron core material 10a is wound more loosely than before, the iron core material 10a in the portion where the corner portion 12 is formed is appropriately deformed during pressing.
  • the corner portion 12 is appropriately deformed, the deformation of the iron core material 10a accompanying the press is absorbed. Therefore, it can prevent that the cutting part of each iron core material 10a, ie, the junction part 14, opens after a press.
  • the molds 104 and 105 include two sets of long side molds 104a and 105a and two sets of short side molds 104b and 105b.
  • the long side part 13a is formed in the part pressed by the long side shaping
  • the short side part 13b is formed in the part pressed by the short side shaping
  • the junction part 14 is set so that it may be formed in the short side part 13b. That is, each iron core material 10a is pressed in a state in which a portion forming the joint portion 14 is sandwiched between the short side molds 104b and 105b.
  • each iron core material 10a which constitutes wound iron core 10 is relieved, and it can avoid that the iron loss characteristic of wound iron core 10 deteriorates due to the residual stress. it can.
  • each core material 10a may be slightly deformed as the residual stress is eliminated. However, even if such deformation occurs, the deformation is absorbed by appropriately deforming the corner portion 12 having a low space factor. Therefore, it is possible to prevent the joint portion 14 from being opened by this annealing process.
  • the wound core 10 in which the space factor of the iron core material 10a in the corner portion 12 is lower than the space factor of the iron core material 10a in the side portion 13 is manufactured.
  • the joint portions 14 formed by the respective iron core members 10 a are hardly or not open, and the gap is not generated at all in the joint portions 14.
  • the wound core 10 illustrated in FIG. 7A is once opened with the cut portion of each core material 10a, in other words, the joint portion 14 as a boundary, as illustrated in FIG. 7B.
  • the wound core 10 is closed again so that the cut portions of the respective iron core members 10a are joined.
  • the wound core 10 in which the winding 600 is assembled to the long side portion 13a is manufactured.
  • the space factor of the iron core material in the corner portion is lower than the space factor of the iron core material in the side portion excluding the corner portion. Therefore, for example, even when the core material 10a is deformed when the wound core 10 is formed or tightened, the deformation can be absorbed by the corner portion, and the joint portion 14 can be prevented from opening. . Therefore, it is possible to manufacture the favorable wound core 10 in which the joint portion 14 is closed without performing precise dimensional management in each manufacturing process. Further, for example, the winding core tightening step after the winding is assembled can be omitted, and the wound core 10 can be manufactured without increasing the number of manufacturing steps. Moreover, since it can prevent that the junction part 14 opens in the wound core 10 manufactured, the increase in a core loss can be suppressed.
  • the wound core 10 forms iron core groups 15a, 15b,... For each predetermined number of cores 10a. And, in the wound iron core 10, the iron core material 10a included in each of the iron core material groups 15a, 15b,... It is wound. Further, in the wound core 10, the position of the joint portion 14 of the iron core material 10 a wound at the innermost side in one iron core material group is wound at the innermost side in the iron core material group adjacent to the inner side of the iron core material group. The position of the joint portion 14 of the iron core material 10a is completely or substantially coincident. In other words, in the wound core 10, the portion where the joint portion 14 is formed is configured to be displaced stepwise in the circumferential direction. Thereby, the joint part 14 in which the magnetic resistance of the magnetic path is relatively large can be sequentially shifted along the circumferential direction, and the flow of magnetic flux in the wound core 10 can be made smooth.
  • the wound core 10 has the outermost circumference of the iron core material group adjacent to the inner side of the iron core material group in which the circumference of the iron core material 10a wound on the innermost side in one iron core material group is the outermost. It was comprised so that it might become larger than the perimeter of the iron core material 10a wound by. Thereby, the space factor of the corner part 12 can be made low reliably. Moreover, the space factor of the corner part 12 can be made quantitatively low by adjusting the circumference of each iron core material 10a suitably.
  • the several core material 10a which has one cutting part for every volume is wound more loosely than the past, and the cutting part of each iron core material 10a is wound.
  • a rectangular window 11 is formed at the center in the joined state.
  • the wound iron core 20 shown in FIG. 8 has a configuration in which a plurality of iron core members 20a obtained by cutting a silicon steel plate (not shown) are wound.
  • the wound iron core 20 has a substantially rectangular window 21 at the center.
  • the wound iron core 20 has four corner portions 22 provided at the four corners of the window portion 21 and four side portions 23 excluding these corner portions 22.
  • the side portion 23 connects the corner portions 22.
  • the side portion 23 includes a long side portion 23a to which a winding (not shown) is assembled, and a short side portion 23b shorter than the long side portion 23a.
  • the iron core material 20a constituting the wound iron core 20 is cut from the silicon steel plate for one turn, that is, one turn, and in this case, has one cut portion for each turn.
  • the junction part 24 is formed in the part to which a cutting part is joined in each iron core material 20a, ie, the both ends of each iron core material 20a.
  • the space factor of the iron core material 20 a in the corner portion 22 is lower than the space factor of the iron core material 20 a in the side portion 23. That is, the iron core material 20a is densely laminated at the side portion 23, but the iron core material 20a is not densely laminated at the corner portion 22, and there is a gap between the iron core materials 20a. In this case, each iron core material 20a has a gap for each sheet.
  • the length La2 of the portion forming the side portion 23 in the iron core material 20 a 2 is the same as that in the iron core material 20 a 1 inside the iron core material 20 a 2. It is bent so as to be longer by a predetermined amount than the length La1 of the portion forming the side portion 23.
  • the predetermined amount is “2 ⁇ ⁇ ”.
  • the value of the predetermined amount ⁇ can be appropriately changed and set according to the target space factor of the corner portion 22 of the wound core 20.
  • the length Lb2 of the portion forming the corner portion 22 in the iron core material 20a2 is larger than the length Lb1 of the portion forming the corner portion 22 in the iron core material 20a1 inside the iron core material 20a2. It is bent so as to be longer by a fixed amount.
  • the predetermined amount is “2 ⁇ ⁇ ”. Note that the value of the predetermined amount ⁇ can be appropriately changed and set according to the target space factor of the corner portion 22 of the wound core 20.
  • the wound core 20 is also configured by forming core groups 25a, 25b,... For each predetermined number of cores 20a. That is, each time a predetermined number of core members 20a are stacked from the inside, one core member group 25a, 25b,... Is formed. Moreover, the iron core material 20a included in each iron core material group 25a, 25b,... Is wound so that the joint portions 24 to which the cut portions are joined are shifted in the circumferential direction and positioned in a stepped manner. .
  • the position Pb of the joint portion 24 of the iron core material 20a wound on the innermost side in the iron core material group 25b is the iron core wound on the innermost side in the iron core material group 25a adjacent to the inner side of the iron core material group 25b. It almost or completely coincides with the position Pa of the joint portion 24 of the material group 25a.
  • the circumferential length Lb of the iron core material 20a wound on the innermost side in the iron core material group 25b is the circumference of the iron core material 20a wound on the outermost side in the iron core material group 25a adjacent to the inner side of the iron core material group 25b. It is larger than the length La.
  • This manufacturing method includes a bending process of a silicon steel sheet, a cutting process of the silicon steel sheet, a lamination process of a core material, a forming process of a wound core, and an annealing process of the wound core.
  • a manufacturing apparatus (not shown) is configured to sequentially feed silicon steel strips with a feeder. Then, one turn, that is, one turn of the iron core material 20a is sequentially cut by a cutting blade from the silicon steel strips that are sequentially fed.
  • a manufacturing apparatus (not shown) appropriately folds the core material 20a that is sequentially fed by a folding machine.
  • the iron core material 20a bent at an appropriate position is sequentially obtained.
  • Step 2 the folded iron core material 20a obtained from the silicon steel strip is sequentially laminated. At this time, as shown in FIG. 9, for example, a gap is formed between the iron core members 20 a in the portion that becomes the corner portion 22. In this laminating step, the iron core members 20a do not need to be densely laminated, but may be loosely laminated as a whole, including the folded portion and the unfolded portion.
  • the molds 104 and 105 are applied to the four inner portions and the four outer portions of the plurality of stacked iron core members 20 a. And the four places of the iron core material 20a are suitably pressed along the lamination direction by the molds 104 and 105. In addition, a press is performed in the state which joined the cutting part of each iron core material 20a. By appropriately pressing the four places of the iron core material 20a, the side portion 23 is formed in the pressed portion, and the corner portion 22 is formed in the other portion, that is, the portion that is not pressed.
  • the portions can absorb the deformation of the iron core materials 20a accompanying the press. Therefore, it can prevent that the cutting part of each iron core material 20a, ie, the junction part 24, opens after pressing.
  • the junction part 24 is set so that it may be located in the short side part 23b. That is, each iron core material 20a is pressed in a state in which a portion forming the joint portion 24 is sandwiched between the short-side molds 104b and 105b.
  • each iron core material 20a which constitutes wound iron core 20 is cooled after being heated to a predetermined temperature of about 800 ° C., for example.
  • a predetermined temperature of about 800 ° C. for example.
  • each core material 20a may be slightly deformed as the residual stress is eliminated. However, even if such deformation occurs, the deformation is absorbed by appropriately deforming the corner portion 22 having a low space factor. Therefore, it is possible to prevent the joint portion 24 from being opened by this annealing process.
  • the wound core 20 in which the space factor of the iron core material 20a in the corner portion 22 is lower than the space factor of the iron core material 20a in the side portion 23 is manufactured.
  • the joint portions 24 formed by the respective core members 20 a are hardly or not open, and the gap is not generated at all in the joint portions 24.
  • this winding assembling step first, the wound core 20 is once opened with the cut portion of each core member 20a, in other words, the joint 24 as a boundary. And the coil
  • the space factor of the iron core material in the corner portion is lower than the space factor of the iron core material in the side portion excluding the corner portion. Therefore, for example, even when the core material 20a is deformed when the wound core 20 is molded or tightened, the deformation can be absorbed by the corner portion, and the joint portion 24 can be prevented from opening. . Therefore, it is possible to manufacture the favorable wound core 20 in which the joint portion 24 is closed without performing precise dimensional management in each manufacturing process. Further, for example, a winding core tightening step after the winding is assembled can be omitted, and the wound core 20 can be manufactured without increasing the number of manufacturing steps. Moreover, since it can prevent that the junction part 24 opens in the wound core 20 manufactured, the increase in a core loss can be suppressed.
  • the wound core 20 forms the core group 25a, 25b,... For each predetermined number of cores 20a.
  • the core material 20 a included in each of the core material groups 25 a, 25 b,... Is positioned so that the joints 24 to which the cut parts are joined are shifted in the circumferential direction and are stepped. It is wound.
  • the position of the joint portion 24 of the iron core material 20 a wound on the innermost side in one iron core material group is wound on the innermost side in the iron core material group adjacent to the inner side of the iron core material group.
  • the position of the joint 24 of the iron core material 20a is completely or substantially coincident.
  • the wound core 20 is configured such that the portion where the joint 24 is formed is shifted stepwise in the circumferential direction.
  • the joint part 24 in which the magnetic resistance of the magnetic path is relatively large can be sequentially shifted along the circumferential direction, and the flow of magnetic flux in the wound core 10 can be made smooth.
  • the wound core 20 has the outer circumference of the iron core material group adjacent to the inner side of the iron core material group in which the circumference of the iron core material 20a wound at the innermost side in one iron core material group is the outermost. It was comprised so that it might become larger than the perimeter of the iron core material 20a wound by. Thereby, the space factor of the corner part 22 can be made low reliably. Moreover, the space factor of the corner part 22 can be quantitatively lowered by appropriately adjusting the circumference of each iron core material 20a.
  • the core material 20a that has one cut portion for each turn and in which a portion that forms the corner portion 22 is folded in advance is loosely laminated.
  • the rectangular window portion 21 is formed at the center in a state where the cut portions of the iron core members 20a are joined.
  • the length of the portion forming the side portion in one iron core material is set longer than the length of the portion forming the side portion in the iron core material inside the iron core material.
  • the wound core 20 in which the space factor of the iron core material 20a in the corner portion 22 is lower than the space factor of the iron core material 20a in the side portion 13 excluding the corner portion 22 is stably manufactured. Can do.
  • the wound iron core according to the embodiment described above is a wound iron core in which a plurality of iron core materials each having at least one cut portion are wound for each turn and having a rectangular window portion at the center, and a corner portion.
  • the space factor of the iron core material is lower than the space factor of the iron core material in the side portion excluding the corner portion.
  • the manufacturing method of the wound core which concerns on embodiment described above is the state which wound the several core material which has a cutting part of at least 1 place for every volume loosely, and joined the said cutting part of each iron core material By forming a rectangular window at the center, a wound core in which the space factor of the iron core material in the corner portion is lower than the space factor of the iron core material in the side portion excluding the corner portion is manufactured. .
  • the method for manufacturing a wound core includes loosely laminating an iron core material that has at least one cut portion for each turn, and a portion that forms a corner portion is bent in advance.
  • the space factor of the iron core material in the corner portion is such that the iron core material is occupied in the side portions other than the corner portion.
  • the length of the portion forming the side portion in the iron core material is determined by the length of the iron core material.
  • the inner core material is bent so as to be a predetermined amount longer than the length of the portion that forms the side portion, and the length of the portion that forms the corner portion of the one iron core material is set to the inside of the core material.
  • the corner The length of the forming part bent so that a predetermined amount longer than.
  • the iron core material is not limited to one having one cut portion per turn, and may have a plurality of cut portions per turn. That is, the iron core material is included in the technical idea according to the present embodiment as long as it has at least one cut portion for each roll.
  • the wound core 10 may have a configuration in which each of the core members 10 a in the corner portion 12 has a gap for each of a plurality of sheets.
  • the wound core 20 may have a configuration in which each of the core members 20 a in the corner portion 22 has a gap for every plurality.
  • the number of the iron core material 10a or the iron core material 20a existing between the gaps can be changed as appropriate.
  • the above-described iron core material group can have a gap.
  • the wound core may have a configuration in which a region in which each iron core material has a gap for each sheet and a region in which each iron core material has a gap for every plurality of sheets are mixed in the corner portion.
  • 10 is a wound core
  • 11 is a window
  • 12 is a corner
  • 13 is a side
  • 14 is a joint
  • 20 is a wound core
  • 21 is a window
  • 22 is a corner
  • 23 is a side
  • 24 is The joint is shown.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

本実施形態に係る巻鉄心は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有する複数枚の鉄心材が巻回され、中心に矩形の窓部を有する巻鉄心であって、コーナ部における鉄心材の占積率がコーナ部を除く辺部における鉄心材の占積率よりも低い。

Description

巻鉄心及び巻鉄心の製造方法
　本発明の実施形態は、複数枚の鉄心材が巻回された巻鉄心および巻鉄心の製造方法に関する。
　近年、例えば配電用の小型の変圧器における大きな技術動向として、日本国内ではいわゆるトップランナー制度が適用され、世界的にも、例えば高効率化を定めた規格が制定されるなど、省エネルギー化や効率化が強く推し進められている。とりわけ、鉄心で発生する電力損失である無負荷損、いわゆる「鉄損」を低減するための努力が世界規模で展開されており、各メーカは、鉄心材料の改良や鉄心構造の改良に注力し激しい競争を繰り広げている。ここで、変圧器用の鉄心としては、切断した薄い珪素鋼板を積層した積層鉄心、切断した薄い珪素鋼板を巻回した巻鉄心が知られている。そして、巻鉄心は、鉄心中の磁束の流れが阻害されにくいことから、鉄損の低減の観点からは積層鉄心よりも有利である。
　例えば特許文献１には、このような巻鉄心の製造方法の一例が開示されている。この種の巻鉄心は、一般的に、次のような方法により製造されている。即ち、薄い珪素鋼板から鉄心材を一巻き分、つまりワンターン分ごとに切断しながら円形の巻き取り型に巻き取る。その後、巻き取った鉄心材の内側と外側に成形型を当ててプレスし、これにより、中心にほぼ矩形の鉄心窓を形成する。このとき、巻鉄心を構成する鉄心材には、鉄損増大の原因となる曲げ応力が生じる。そのため、残留応力を緩和して鉄損特性を回復させるための処理、即ち、巻鉄心を例えば約８００℃に加熱した後に冷却する焼鈍処理が行われる。また、巻鉄心に巻線を組み付ける際には、巻鉄心を、各鉄心材の切断部において一旦開き、巻鉄心の辺部に巻線を組み付けた後、再び、巻鉄心を閉じる。このとき、各鉄心材の切断部が接合される接合部にギャップが生じると、例えば巻鉄心の形状が歪むなどして鉄損増大の原因となる。そのため、巻鉄心の周囲を締付バンドで締め付けることにより、ギャップの発生を極力抑えるようにしている。
特開平５－１５９９５３号公報
　巻鉄心の鉄損増大を抑制するためには、各鉄心材の切断部が接合される接合部に生じるギャップを極力小さくしなければならない。そのため、現状では、巻鉄心を製造する一連の各工程、即ち、珪素鋼板の切断工程、巻き取り工程、成形工程、焼鈍工程、巻線の組み付け工程において精密な寸法管理が必要とされている。また、特に巻線の組み付け工程では、上述したように巻鉄心を締め付ける作業が必要であり、製造工数の増大を招いている。
　そこで、本実施形態は、製造工程における精密な寸法管理を要することなく、また、製造工数の増大を招くことなく製造することができ、且つ、鉄損の増大を抑制することができる巻鉄心、および、当該巻鉄心を製造する製造方法を提供する。
　本実施形態に係る巻鉄心は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有する複数枚の鉄心材が巻回され、中心に矩形の窓部を有する巻鉄心であって、前記窓部の４隅に設けられるコーナ部と、前記コーナ部間を繋ぐ辺部と、を有する。そして、コーナ部における前記鉄心材の占積率が前記コーナ部を除く辺部における前記鉄心材の占積率よりも低くなっている。
　また、本実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有する複数枚の鉄心材を緩く巻回し、各鉄心材の前記切断部を接合した状態で中心に矩形の窓部を形成することにより、コーナ部における前記鉄心材の占積率が前記コーナ部を除く辺部における前記鉄心材の占積率よりも低くなっている巻鉄心を製造する。
　また、本実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有し、且つ、コーナ部を形成する部分が予め折り曲げられた鉄心材を緩く積層し、各鉄心材の前記切断部を接合した状態で中心に矩形の窓部を形成することにより、前記コーナ部における前記鉄心材の占積率が前記コーナ部を除く辺部における前記鉄心材の占積率よりも低くなっている巻鉄心を製造する製造方法であって、前記鉄心材を積層する前に、一の前記鉄心材において前記辺部を形成する部分の長さを、当該鉄心材の内側の鉄心材において前記辺部を形成する部分の長さよりも所定量長くなるように折り曲げ、且つ、一の前記鉄心材において前記コーナ部を形成する部分の長さを、当該鉄心材の内側の鉄心材において前記コーナ部を形成する部分の長さよりも所定量長くなるように折り曲げる。
第１実施形態に係る巻鉄心の一構成例を示す全体図 コーナ部およびその周辺の一構成例を拡大して示す図 接合部およびその周辺の一構成例を拡大して示す図 相互に隣接する鉄心材の周長の大小関係の一例を示す図 巻鉄心の製造装置の一構成例を概略的に示す図 巻鉄心の成形工程の一例を示す図 巻線の組み付け工程の一例を示す図（その１） 巻線の組み付け工程の一例を示す図（その２） 巻線の組み付け工程の一例を示す図（その３） 巻線の組み付け工程の一例を示す図（その４） 第２実施形態に係る巻鉄心の一構成例を示す全体図 コーナ部およびその周辺の一構成例を拡大して示す図 相互に隣接する鉄心材の折り曲げ位置の一例を示す図 巻鉄心の成形工程の一例を示す図 第１実施形態の変形例に係るコーナ部およびその周辺の一構成例を拡大して示す図 第２実施形態の変形例に係るコーナ部およびその周辺の一構成例を拡大して示す図
　以下、巻鉄心および巻鉄心の製造方法に係る複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態で実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
　（第１実施形態）
　例えば図１に示す巻鉄心１０は、図示しない珪素鋼板を切断することにより得られた複数枚の鉄心材１０ａが巻回された構成である。この巻鉄心１０は、中心にほぼ矩形の窓部１１を有する。また、巻鉄心１０は、窓部１１の４隅に設けられる４つのコーナ部１２と、これらコーナ部１２を除く４つの辺部１３を有する。辺部１３は、コーナ部１２間を繋ぐ。この場合、辺部１３は、図示しない巻線が組み付けられる長辺部１３ａと、この長辺部１３ａよりも短い短辺部１３ｂからなる。巻鉄心１０を構成する複数枚の鉄心材１０ａは、一巻き分、つまりワンターン分ごとに珪素鋼板から切断されたものであり、従って、この場合、一巻ごとに１箇所の切断部を有している。そして、各鉄心材１０ａにおいて切断部が接合される部分、つまり、各鉄心材１０ａの両端部には接合部１４が形成される。
　そして、例えば図２に示すように、巻鉄心１０は、コーナ部１２における鉄心材１０ａの占積率が辺部１３における鉄心材１０ａの占積率よりも低くなっている。即ち、辺部１３では鉄心材１０ａが密に積層されているが、コーナ部１２では鉄心材１０ａが密に積層されておらず各鉄心材１０ａ間に隙間を有する状態となっている。この場合、各鉄心材１０ａは、１枚毎に隙間を有している。なお、占積率とは、巻鉄心１０の断面積に対し鉄心材１０ａが占める面積の割合を示すものであり、占積率が高いほど、各鉄心材１０ａが密に積層されていることを示す。
　また、例えば図３に示すように、巻鉄心１０は、所定枚の鉄心材１０ａごとに鉄心材群１５ａ，１５ｂ，・・・を形成した構成である。即ち、最も窓部１１側となる内側から所定枚の鉄心材１０ａが積層されるごとに１つの鉄心材群１５ａ，１５ｂ，・・・が形成される。なお、１つの鉄心材群を形成する鉄心材１０ａの数は適宜変更して実施することができる。また、各鉄心材群を形成する鉄心材１０ａの数を適宜異ならせてもよい。
　また、各鉄心材群１５ａ，１５ｂ，・・・に含まれる鉄心材１０ａは、切断部が接合される接合部１４が相互に周方向にずれて階段状に位置するように巻回されている。また、例えば鉄心材群１５ｂにおいて最も内側で巻回される鉄心材１０ａの接合部１４の位置Ｐｂは、当該鉄心材群１５ｂの内側に隣接する鉄心材群１５ａにおいて最も内側で巻回される鉄心材１０ａの接合部１４の位置Ｐａとほぼあるいは完全に一致している。
　また、例えば図４に示すように、鉄心材群１５ｂにおいて最も内側で巻回される鉄心材１０ａの周長Ｌｂは、当該鉄心材群１５ｂの内側に隣接する鉄心材群１５ａにおいて最も外側で巻回される鉄心材１０ａの周長Ｌａよりも大きくなっている。この場合、周長Ｌｂは、鉄心材１０ａの板厚ｄに応じた長さだけ長くなるように設定されており、例えば、次式（１）で示す関係が成立するようになっている。なお、「π」は円周率であり、「α」は適宜変更して設定することができる変数である。
　　　　　　　Ｌｂ＝Ｌａ＋πｄ＋α・・・・・（１）
　次に、このようにコーナ部１２の占積率が低くなった巻鉄心１０を製造するための製造方法の一例について説明する。この製造方法は、珪素鋼板の切断工程、鉄心材の巻き取り工程、巻鉄心の成形工程、巻鉄心の焼鈍工程からなる。
　≪珪素鋼板の切断工程≫
　この工程では、例えば図５に示すように、製造装置１００は、珪素鋼帯Ｍをフィーダ１０１によって順次送る構成である。そして、製造装置１００は、順次送られる珪素鋼帯Ｍから、一巻き分、つまりワンターン分の鉄心材１０ａを切断刃１０２により順次切断する。
　≪鉄心材の巻き取り工程≫
　この工程では、例えば図５に示すように、製造装置１００は、珪素鋼帯Ｍから得られた鉄心材１０ａを、円形の巻き取り型１０３に順次巻き取る。このとき、各鉄心材１０ａは、従来よりも緩く巻回される。なお、鉄心材１０ａを緩める程度は、目標とする巻鉄心１０のコーナ部１２の占積率に応じて、適宜調整して実施することができる。即ち、鉄心材１０ａを緩める程度を大きくするほど、コーナ部１２の占積率をより低くすることができる。
　≪巻鉄心の成形工程≫
　この工程では、例えば図６に示すように、巻き取られ積層された複数枚の鉄心材１０ａの内側の４箇所と外側の４箇所に成形型１０４，１０５を当てる。そして、成形型１０４，１０５により、鉄心材１０ａの４箇所を積層方向に沿って適宜プレスする。なお、プレスは、各鉄心材１０ａの切断部を接合した状態で行われる。鉄心材１０ａの４箇所が適宜プレスされることにより、プレスされる部分つまり成形型１０４，１０５によって挟まれた部分にそれぞれ辺部１３が形成され、それ以外の部分、つまり、プレスされない部分にそれぞれコーナ部１２が形成される。なお、「プレスされない部分」とは、換言すれば、成形型１０４，１０５によって挟まれていない部分である。
　このとき、各鉄心材１０ａが従来よりも緩く巻回されていることから、プレスに際し、コーナ部１２が形成される部分の鉄心材１０ａが適宜変形する。コーナ部１２が適宜変形することにより、プレスに伴う鉄心材１０ａの変形が吸収される。よって、プレス後に、各鉄心材１０ａの切断部、換言すれば接合部１４が開いてしまうことを防止することができる。
　なお、成形型１０４，１０５は、二組の長辺成形型１０４ａ，１０５ａと、二組の短辺成形型１０４ｂ，１０５ｂとからなる。そして、長辺成形型１０４ａ，１０５ａによってプレスされる部分に長辺部１３ａが形成され、短辺成形型１０４ｂ，１０５ｂによってプレスされる部分に短辺部１３ｂが形成される。そして、接合部１４は、短辺部１３ｂに位置して形成されるように設定されている。即ち、各鉄心材１０ａは、接合部１４を形成する部分が短辺成形型１０４ｂ，１０５ｂの間に挟まれた状態でプレスされる。
　≪巻鉄心の焼鈍工程≫
　この工程では、巻鉄心１０を、例えば約８００℃ほどの所定温度に加熱した後に冷却する。これにより、巻鉄心１０を構成する各鉄心材１０ａに生じている残留応力を緩和することができ、残留応力に起因して巻鉄心１０の鉄損特性が悪化してしまうことを回避することができる。なお、残留応力が解消されることに伴い各鉄心材１０ａが若干変形する場合がある。しかし、このような変形が生じたとしても、その変形は、占積率が低いコーナ部１２が適宜変形することにより吸収される。よって、この焼鈍工程により接合部１４が開いてしまうことも防止される。
　以上の各工程により、コーナ部１２における鉄心材１０ａの占積率が辺部１３における鉄心材１０ａの占積率よりも低くなっている巻鉄心１０が製造される。この巻鉄心１０において、各鉄心材１０ａが形成する接合部１４は殆どあるいは全く開いておらず、接合部１４においてギャップは殆どあるいは全く発生していない。
　次に、巻鉄心１０に巻線を組み付ける組み付け工程について説明する。この巻線の組み付け工程では、まず、図７Ａに例示する巻鉄心１０が、図７Ｂに例示するように、各鉄心材１０ａの切断部、換言すれば接合部１４を境界として一旦開かれる。そして、図７Ｃに例示するように、長辺部１３ａに巻線６００が組み付けられる。そして、図７Ｄに例示するように、再び、各鉄心材１０ａの切断部が接合するように巻鉄心１０を閉じる。これにより、長辺部１３ａに巻線６００が組み付けられた巻鉄心１０が製造される。
　このとき、巻鉄心１０を開く前においては、上述した通り、各鉄心材１０ａの接合部１４にはギャップが発生していない。よって、巻鉄心１０を一旦開いたとしても、再び閉じて開く前の元通りの形状に戻すことで、接合部１４にギャップが発生していない巻鉄心１０を巻線６００が組み付けられた状態で再生することができる。そのため、巻鉄心１０を閉じる際に、接合部１４のギャップを縮めるための作業、つまり、巻鉄心１０の周囲を締付バンドで締め付けるといった従来の作業を行う必要がなくなり、製造工数の削減を図ることができる。
　本実施形態によれば、巻鉄心１０は、コーナ部における鉄心材の占積率がコーナ部を除く辺部における鉄心材の占積率よりも低くなっている。従って、例えば巻鉄心１０の成形時や締め付け時において鉄心材１０ａに変形が生じたとしても、その変形をコーナ部で吸収することができ、接合部１４が開いてしまうことを防止することができる。よって、各製造工程において精密な寸法管理を行わなくとも、接合部１４が閉じられた良好な巻鉄心１０を製造することができる。また、例えば巻線の組み付け後における巻鉄心の締付工程を不要とすることができ、製造工数の増大を招くことなく巻鉄心１０を製造することができる。また、製造される巻鉄心１０において接合部１４が開いてしまうことを防止できることから、鉄損の増大を抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、巻鉄心１０は、所定枚の鉄心材１０ａごとに鉄心材群１５ａ，１５ｂ，・・・を形成している。そして、巻鉄心１０において、各鉄心材群１５ａ，１５ｂ，・・・に含まれる鉄心材１０ａは、切断部が接合される接合部１４が相互に周方向にずれて階段状に位置するように巻回されている。また、巻鉄心１０において、一の鉄心材群において最も内側で巻回される鉄心材１０ａの接合部１４の位置は、当該鉄心材群の内側に隣接する鉄心材群において最も内側で巻回される鉄心材１０ａの接合部１４の位置と完全にあるいはほぼ一致している。即ち、巻鉄心１０において、接合部１４が形成される部分が周方向に階段状にずれるように構成した。これにより、磁路の磁気抵抗が比較的大きくなる接合部１４を周方向に沿って順次ずらすことができ、巻鉄心１０における磁束の流れをスムーズにすることができる。
　また、本実施形態によれば、巻鉄心１０は、一の鉄心材群において最も内側で巻回される鉄心材１０ａの周長が、当該鉄心材群の内側に隣接する鉄心材群において最も外側で巻回される鉄心材１０ａの周長よりも大きくなるように構成した。これにより、コーナ部１２の占積率を確実に低くすることができる。また、各鉄心材１０ａの周長を適宜調整することにより、コーナ部１２の占積率を定量的に低くすることができる。
　また、本実施形態に係る巻鉄心の製造方法によれば、一巻ごとに１箇所の切断部を有する複数枚の鉄心材１０ａを少なくとも従来よりも緩く巻回し、各鉄心材１０ａの切断部を接合した状態で中心に矩形の窓部１１を形成する。この製造方法によれば、コーナ部１２における鉄心材１０ａの占積率がコーナ部１２を除く辺部１３における鉄心材１０ａの占積率よりも低くなっている巻鉄心１０を安定的に製造することができる。
　（第２実施形態）
　例えば図８に示す巻鉄心２０は、図示しない珪素鋼板を切断することにより得られた複数枚の鉄心材２０ａが巻回された構成である。この巻鉄心２０は、中心にほぼ矩形の窓部２１を有する。また、巻鉄心２０は、窓部２１の４隅に設けられる４つのコーナ部２２と、これらコーナ部２２を除く４つの辺部２３を有する。辺部２３は、コーナ部２２間を繋ぐ。この場合、辺部２３は、図示しない巻線が組み付けられる長辺部２３ａと、この長辺部２３ａよりも短い短辺部２３ｂからなる。巻鉄心２０を構成する鉄心材２０ａは、一巻き分、つまりワンターン分ごとに珪素鋼板から切断されたものであり、従って、この場合、一巻ごとに１箇所の切断部を有している。そして、各鉄心材２０ａにおいて切断部が接合される部分、つまり、各鉄心材２０ａの両端部には接合部２４が形成される。
　そして、例えば図９に示すように、巻鉄心２０は、コーナ部２２における鉄心材２０ａの占積率が辺部２３における鉄心材２０ａの占積率よりも低くなっている。即ち、辺部２３では鉄心材２０ａが密に積層されているが、コーナ部２２では鉄心材２０ａが密に積層されておらず各鉄心材２０ａ間に隙間を有する状態となっている。この場合、各鉄心材２０ａは、１枚毎に隙間を有している。
　より具体的に説明すると、図１０に例示するように、例えば鉄心材２０ａ２は、当該鉄心材２０ａ２において辺部２３を形成する部分の長さＬａ２が、当該鉄心材２０ａ２の内側の鉄心材２０ａ１において辺部２３を形成する部分の長さＬａ１よりも所定量だけ長くなるように折り曲げられている。この場合、所定量は、「２×α」である。なお、所定量αの値は、目標とする巻鉄心２０のコーナ部２２の占積率に応じて、適宜変更して設定することができる。また、鉄心材２０ａ２は、当該鉄心材２０ａ２においてコーナ部２２を形成する部分の長さＬｂ２が、当該鉄心材２０ａ２の内側の鉄心材２０ａ１においてコーナ部２２を形成する部分の長さＬｂ１よりも所定量だけ長くなるように折り曲げられている。この場合、所定量は、「２×β」である。なお、所定量βの値は、目標とする巻鉄心２０のコーナ部２２の占積率に応じて、適宜変更して設定することができる。
　また、この巻鉄心２０も、所定枚の鉄心材２０ａごとに鉄心材群２５ａ，２５ｂ，・・・を形成した構成である。即ち、内側から所定枚の鉄心材２０ａが積層されるごとに１つの鉄心材群２５ａ，２５ｂ，・・・が形成される。また、各鉄心材群２５ａ，２５ｂ，・・・に含まれる鉄心材２０ａは、切断部が接合される接合部２４が相互に周方向にずれて階段状に位置するように巻回されている。また、例えば鉄心材群２５ｂにおいて最も内側で巻回される鉄心材２０ａの接合部２４の位置Ｐｂは、当該鉄心材群２５ｂの内側に隣接する鉄心材群２５ａにおいて最も内側で巻回される鉄心材群２５ａの接合部２４の位置Ｐａとほぼあるいは完全に一致している。また、鉄心材群２５ｂにおいて最も内側で巻回される鉄心材２０ａの周長Ｌｂは、当該鉄心材群２５ｂの内側に隣接する鉄心材群２５ａにおいて最も外側で巻回される鉄心材２０ａの周長Ｌａよりも大きくなっている。
　次に、このようにコーナ部２２の占積率が低くなった巻鉄心２０を製造するための製造方法の一例について説明する。この製造方法は、珪素鋼板の折り曲げ工程、珪素鋼板の切断工程、鉄心材の積層工程、巻鉄心の成形工程、巻鉄心の焼鈍工程からなる。
　≪珪素鋼板の切断工程≫
　この工程では、図示しない製造装置は、珪素鋼帯をフィーダによって順次送る構成である。そして、順次送られる珪素鋼帯から、一巻き分、つまりワンターン分の鉄心材２０ａを切断刃により順次切断する。
　≪珪素鋼板の折り曲げ工程≫
　この工程では、図示しない製造装置は、順次送られる鉄心材２０ａを折り曲げ機によって適宜折り曲げる。このときの折り曲げ位置を適宜調整して設定することにより、例えば図１０に示したように、適宜の位置にて折り曲げられた鉄心材２０ａが順次得られる。なお、珪素鋼帯を所定位置にて順次折り曲げる折り曲げ工程を行った後に、その珪素鋼帯をワンターン分ごとに切断する切断工程を行うように構成してもよい。
　≪鉄心材の積層工程≫
　この工程では、珪素鋼帯から得られた折り曲げ済みの鉄心材２０ａを順次積層する。このとき、例えば図９に示したように、コーナ部２２となる部分における各鉄心材２０ａ間には隙間が形成された状態となる。なお、この積層工程においては、各鉄心材２０ａを密に積層する必要はなく、折り曲げられた部分、さらには折り曲げられていない部分も含めて全体的に緩く積層すればよい。
　≪巻鉄心の成形工程≫
　この工程では、例えば図１１に示すように、積層された複数枚の鉄心材２０ａの内側の４箇所と外側の４箇所に成形型１０４，１０５を当てる。そして、成形型１０４，１０５により、鉄心材２０ａの４箇所を積層方向に沿って適宜プレスする。なお、プレスは、各鉄心材２０ａの切断部を接合した状態で行われる。鉄心材２０ａの４箇所が適宜プレスされることにより、プレスされる部分に辺部２３が形成され、それ以外の部分、つまり、プレスされない部分にコーナ部２２が形成される。このとき、コーナ部２２となる部分における各鉄心材２０ａ間には隙間が形成されていることから、当該部分により、プレスに伴う鉄心材２０ａの変形を吸収することができる。よって、プレス後に、各鉄心材２０ａの切断部、換言すれば接合部２４が開いてしまうことを防止することができる。なお、接合部２４は、短辺部２３ｂに位置して形成されるように設定されている。即ち、各鉄心材２０ａは、接合部２４を形成する部分が短辺成形型１０４ｂ，１０５ｂの間に挟まれた状態でプレスされる。
　≪巻鉄心の焼鈍工程≫
　この工程では、巻鉄心２０を、例えば約８００℃ほどの所定温度に加熱した後に冷却する。これにより、巻鉄心２０を構成する各鉄心材２０ａに生じている残留応力を緩和することができ、残留応力に起因して巻鉄心２０の鉄損特性が悪化してしまうことを回避することができる。なお、残留応力が解消されることに伴い各鉄心材２０ａが若干変形する場合がある。しかし、このような変形が生じたとしても、その変形は、占積率が低いコーナ部２２が適宜変形することにより吸収される。よって、この焼鈍工程により接合部２４が開いてしまうことも防止される。
　以上の各工程により、コーナ部２２における鉄心材２０ａの占積率が辺部２３における鉄心材２０ａの占積率よりも低くなっている巻鉄心２０が製造される。この巻鉄心２０において、各鉄心材２０ａが形成する接合部２４は殆どあるいは全く開いておらず、接合部２４においてギャップは殆どあるいは全く発生していない。
　次に、巻鉄心２０に巻線を組み付ける組み付け工程について説明する。図示は省略するが、この巻線の組み付け工程では、まず、巻鉄心２０が、各鉄心材２０ａの切断部、換言すれば接合部２４を境界として一旦開かれる。そして、長辺部２３ａに巻線が組み付けられる。そして、再び、各鉄心材２０ａの切断部が接合するように巻鉄心２０を閉じる。巻鉄心２０を開く前においては、上述した通り、各鉄心材２０ａの接合部２４にはギャップが発生していない。よって、巻鉄心２０を一旦開いたとしても、再び閉じて開く前の元通りの形状に戻すことで、接合部２４にギャップが発生していない巻鉄心２０を巻線が組み付けられた状態で再生することができる。そのため、巻鉄心２０を閉じる際に、接合部２４のギャップを縮めるための作業を行う必要がなくなり、製造工数の削減を図ることができる。
　本実施形態によれば、巻鉄心２０は、コーナ部における鉄心材の占積率がコーナ部を除く辺部における鉄心材の占積率よりも低くなっている。従って、例えば巻鉄心２０の成形時や締め付け時において鉄心材２０ａに変形が生じたとしても、その変形をコーナ部で吸収することができ、接合部２４が開いてしまうことを防止することができる。よって、各製造工程において精密な寸法管理を行わなくとも、接合部２４が閉じられた良好な巻鉄心２０を製造することができる。また、例えば巻線の組み付け後における巻鉄心の締付工程を不要とすることができ、製造工数の増大を招くことなく巻鉄心２０を製造することができる。また、製造される巻鉄心２０において接合部２４が開いてしまうことを防止できることから、鉄損の増大を抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、巻鉄心２０は、所定枚の鉄心材２０ａごとに鉄心材群２５ａ，２５ｂ，・・・を形成している。そして、巻鉄心２０において、各鉄心材群２５ａ，２５ｂ，・・・に含まれる鉄心材２０ａは、切断部が接合される接合部２４が相互に周方向にずれて階段状に位置するように巻回されている。また、巻鉄心２０において、一の鉄心材群において最も内側で巻回される鉄心材２０ａの接合部２４の位置は、当該鉄心材群の内側に隣接する鉄心材群において最も内側で巻回される鉄心材２０ａの接合部２４の位置と完全にあるいはほぼ一致している。即ち、巻鉄心２０において、接合部２４が形成される部分が周方向に階段状にずれるように構成した。これにより、磁路の磁気抵抗が比較的大きくなる接合部２４を周方向に沿って順次ずらすことができ、巻鉄心１０における磁束の流れをスムーズにすることができる。
　また、本実施形態によれば、巻鉄心２０は、一の鉄心材群において最も内側で巻回される鉄心材２０ａの周長が、当該鉄心材群の内側に隣接する鉄心材群において最も外側で巻回される鉄心材２０ａの周長よりも大きくなるように構成した。これにより、コーナ部２２の占積率を確実に低くすることができる。また、各鉄心材２０ａの周長を適宜調整することにより、コーナ部２２の占積率を定量的に低くすることができる。
　また、本実施形態に係る巻鉄心の製造方法によれば、一巻ごとに１箇所の切断部を有し、且つ、コーナ部２２を形成する部分が予め折り曲げられた鉄心材２０ａを緩く積層し、各鉄心材２０ａの切断部を接合した状態で中心に矩形の窓部２１を形成する。この製造方法においては、鉄心材２０ａを積層する前に、一の鉄心材において辺部を形成する部分の長さを、当該鉄心材の内側の鉄心材において辺部を形成する部分の長さよりも所定量長くなるように折り曲げ、且つ、一の鉄心材においてコーナ部を形成する部分の長さを、当該鉄心材の内側の鉄心材においてコーナ部を形成する部分の長さよりも所定量長くなるように折り曲げる。この製造方法によっても、コーナ部２２における鉄心材２０ａの占積率がコーナ部２２を除く辺部１３における鉄心材２０ａの占積率よりも低くなっている巻鉄心２０を安定的に製造することができる。
　以上に説明した実施形態に係る巻鉄心は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有する複数枚の鉄心材が巻回され、中心に矩形の窓部を有する巻鉄心であって、コーナ部における前記鉄心材の占積率が前記コーナ部を除く辺部における前記鉄心材の占積率よりも低くなっている。
　また、以上に説明した実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有する複数枚の鉄心材を緩く巻回し、各鉄心材の前記切断部を接合した状態で中心に矩形の窓部を形成することにより、コーナ部における前記鉄心材の占積率が前記コーナ部を除く辺部における前記鉄心材の占積率よりも低くなっている巻鉄心を製造する。
　また、以上に説明した実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有し、且つ、コーナ部を形成する部分が予め折り曲げられた鉄心材を緩く積層し、各鉄心材の前記切断部を接合した状態で中心に矩形の窓部を形成することにより、前記コーナ部における前記鉄心材の占積率が前記コーナ部を除く辺部における前記鉄心材の占積率よりも低くなっている巻鉄心を製造する製造方法であって、前記鉄心材を積層する前に、一の前記鉄心材において前記辺部を形成する部分の長さを、当該鉄心材の内側の鉄心材において前記辺部を形成する部分の長さよりも所定量長くなるように折り曲げ、且つ、一の前記鉄心材において前記コーナ部を形成する部分の長さを、当該鉄心材の内側の鉄心材において前記コーナ部を形成する部分の長さよりも所定量長くなるように折り曲げる。
　以上に説明した実施形態によれば、製造工程における精密な寸法管理を要することなく、また、製造工数の増大を招くことなく製造することができ、且つ、鉄損の増大を抑制することができる。
　なお、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　例えば、鉄心材は、一巻ごとに１箇所の切断部を有するものに限られず、一巻ごとに複数箇所の切断部を有するものであってもよい。即ち、鉄心材は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有するものであれば、本実施形態に係る技術思想に含まれる。
　また、例えば図１２に示すように、巻鉄心１０は、コーナ部１２における各鉄心材１０ａが複数枚毎に隙間を有している構成としてもよい。また、例えば図１３に示すように、巻鉄心２０は、コーナ部２２における各鉄心材２０ａが複数枚毎に隙間を有している構成としてもよい。この場合、隙間と隙間との間に存在させる鉄心材１０ａあるいは鉄心材２０ａの枚数は適宜変更して実施することができ、例えば、上述した鉄心材群毎に隙間を有する構成とすることができる。また、図示はしないが、巻鉄心は、コーナ部において、各鉄心材が１枚毎に隙間を有する領域と各鉄心材が複数枚毎に隙間を有する領域とを混在させる構成としてもよい。
　図面中、１０は巻鉄心、１１は窓部、１２はコーナ部、１３は辺部、１４は接合部、２０は巻鉄心、２１は窓部、２２はコーナ部、２３は辺部、２４は接合部を示す。

Claims (7)

  1. 　一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有する複数枚の鉄心材が巻回され、中心に矩形の窓部を有する巻鉄心であって、
    　前記窓部の４隅に設けられるコーナ部と、前記コーナ部間を繋ぐ辺部と、を有し、
    　前記コーナ部における前記鉄心材の占積率が前記辺部における前記鉄心材の占積率よりも低い巻鉄心。
  2. 　所定枚の前記鉄心材ごとに複数の鉄心材群が形成され、
    　各鉄心材群に含まれる前記鉄心材は、前記切断部が接合される接合部が相互に周方向にずれて階段状に位置するように巻回され、
    　前記鉄心材群において最も内側で巻回される前記鉄心材の前記接合部の位置は、当該鉄心材群の内側の鉄心材群において最も内側で巻回される前記鉄心材の前記接合部の位置と一致し、
    　前記鉄心材群において最も内側で巻回される前記鉄心材の周長は、当該鉄心材群の内側の鉄心材群において最も外側で巻回される前記鉄心材の周長よりも大きい請求項１に記載の巻鉄心。
  3. 　前記鉄心材は、前記コーナ部を形成する部分が折り曲げられており、
    　前記鉄心材において前記辺部を形成する部分は、当該鉄心材の内側の鉄心材において前記辺部を形成する部分よりも長く、
    　前記鉄心材において前記コーナ部を形成する部分は、当該鉄心材の内側の鉄心材において前記コーナ部を形成する部分よりも長い請求項１または２に記載の巻鉄心。
  4. 　前記鉄心材は、前記コーナ部において１枚毎に隙間を有する請求項１から３の何れか１項に記載の巻鉄心。
  5. 　前記鉄心材は、前記コーナ部において複数枚毎に隙間を有する請求項１から４の何れか１項に記載の巻鉄心。
  6. 　一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有する複数枚の鉄心材を緩く巻回し、各鉄心材の前記切断部を接合した状態で中心に矩形の窓部を形成することにより、コーナ部における前記鉄心材の占積率が辺部における前記鉄心材の占積率よりも低い巻鉄心を製造する巻鉄心の製造方法。
  7. 　一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有し、且つ、コーナ部を形成する部分が予め折り曲げられた鉄心材を積層し、各鉄心材の前記切断部を接合した状態で中心に矩形の窓部を形成することにより、前記コーナ部における前記鉄心材の占積率が辺部における前記鉄心材の占積率よりも低い巻鉄心を製造する方法であって、
    　前記鉄心材を積層する前に折り曲げることにより、
    　前記鉄心材において前記辺部を形成する部分を、当該鉄心材の内側の鉄心材において前記辺部を形成する部分よりも長くし、且つ、
    　前記鉄心材において前記コーナ部を形成する部分を、当該鉄心材の内側の鉄心材において前記コーナ部を形成する部分よりも長くする巻鉄心の製造方法。
PCT/JP2014/082841 2014-01-27 2014-12-11 巻鉄心及び巻鉄心の製造方法 Ceased WO2015111320A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2014379890A AU2014379890B2 (en) 2014-01-27 2014-12-11 Wound core and method for manufacturing wound core
CN201480069007.7A CN105830180A (zh) 2014-01-27 2014-12-11 卷铁芯及卷铁芯的制造方法
EP14879793.9A EP3101667B1 (en) 2014-01-27 2014-12-11 Wound core and method for manufacturing wound core
US15/221,259 US20160336100A1 (en) 2014-01-27 2016-07-27 Wound core and method for manufacturing wound core

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014012416A JP6224468B2 (ja) 2014-01-27 2014-01-27 巻鉄心および巻鉄心の製造方法
JP2014-012416 2014-01-27

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/221,259 Continuation US20160336100A1 (en) 2014-01-27 2016-07-27 Wound core and method for manufacturing wound core

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015111320A1 true WO2015111320A1 (ja) 2015-07-30

Family

ID=53681140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/082841 Ceased WO2015111320A1 (ja) 2014-01-27 2014-12-11 巻鉄心及び巻鉄心の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160336100A1 (ja)
EP (1) EP3101667B1 (ja)
JP (1) JP6224468B2 (ja)
CN (1) CN105830180A (ja)
AU (1) AU2014379890B2 (ja)
WO (1) WO2015111320A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220351890A1 (en) * 2019-09-03 2022-11-03 Nippon Steel Corporation Wound core

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6506000B2 (ja) * 2014-07-11 2019-04-24 東芝産業機器システム株式会社 巻鉄心および巻鉄心の製造方法
JP2017054962A (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 東芝産業機器システム株式会社 巻鉄心の製造方法および巻鉄心の製造装置
JP6784520B2 (ja) * 2016-06-24 2020-11-11 東芝産業機器システム株式会社 鉄心、鉄心の製造方法、鉄心の製造装置
JP6517882B2 (ja) * 2017-07-04 2019-05-22 ファナック株式会社 コア本体およびリアクトル
CN107327487A (zh) * 2017-08-29 2017-11-07 南京磁谷科技有限公司 一种倾斜磁极磁轴承的u形磁极结构
KR102569980B1 (ko) * 2017-09-11 2023-08-24 가부시끼가이샤 레조낙 회로 접속용 접착제 필름 및 그의 제조 방법, 회로 접속 구조체의 제조 방법, 그리고 접착제 필름 수용 세트
RU2761552C1 (ru) * 2018-10-02 2021-12-09 Ниппон Стил Корпорейшн Магнитный сердечник
PL4030447T3 (pl) * 2019-09-10 2025-10-06 Nippon Steel Corporation Rdzeń nawijany
WO2022092112A1 (ja) 2020-10-26 2022-05-05 日本製鉄株式会社 巻鉄心
CN116457478A (zh) 2020-10-26 2023-07-18 日本制铁株式会社 卷绕铁芯
JP7193047B2 (ja) 2020-10-26 2022-12-20 日本製鉄株式会社 巻鉄心、巻鉄心の製造方法及び巻鉄心製造装置
JP7107470B1 (ja) 2020-10-26 2022-07-27 日本製鉄株式会社 巻鉄心、巻鉄心の製造方法及び巻鉄心製造装置
JP7538440B2 (ja) 2020-10-26 2024-08-22 日本製鉄株式会社 巻鉄心
HRP20250158T1 (hr) 2020-10-26 2025-03-28 Nippon Steel Corporation Namotana jezgra, postupak proizvodnje namotane jezgre, te uređaj za proizvodnju namotane jezgre
PL4235718T3 (pl) 2020-10-26 2025-03-24 Nippon Steel Corporation Sposób i urządzenie do wytwarzania rdzenia żelaznego zwijanego
WO2022092120A1 (ja) 2020-10-26 2022-05-05 日本製鉄株式会社 巻鉄心
JP7695546B2 (ja) * 2020-10-26 2025-06-19 日本製鉄株式会社 巻鉄心
US20230386727A1 (en) * 2020-10-26 2023-11-30 Nippon Steel Corporation Wound core
TWI777830B (zh) 2020-10-26 2022-09-11 日商日本製鐵股份有限公司 捲鐵心
RS66831B1 (sr) 2020-10-26 2025-06-30 Nippon Steel Corp Gvozdeno jezgro sa namotajima, metoda za proizvodnju gvozdenog jezgra sa namotajima i oprema za proizvodnju gvozdenog jezgra sa namotajima
WO2023058655A1 (ja) 2021-10-04 2023-04-13 日本製鉄株式会社 巻鉄心
CN117897786B (zh) 2021-10-04 2024-09-20 日本制铁株式会社 卷绕铁芯
US20250364173A1 (en) 2022-06-22 2025-11-27 Nippon Steel Corporation Wound core
TWI843613B (zh) 2022-06-22 2024-05-21 日商日本製鐵股份有限公司 捲鐵心

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61179517A (ja) * 1985-02-04 1986-08-12 Toshiba Corp 静止誘導電器の製造方法
JPH05159953A (ja) 1991-12-09 1993-06-25 Daihen Corp ３相巻鉄心の製造方法
JPH0645165A (ja) * 1992-07-24 1994-02-18 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 巻鉄心の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB653908A (en) * 1947-04-30 1951-05-30 Westinghouse Electric Int Co Improvements in or relating to electric induction apparatus
US3223955A (en) * 1961-11-13 1965-12-14 Porter Co Inc H K Transformer core construction and method of producing same
US3307132A (en) * 1966-05-13 1967-02-28 Westinghouse Electric Corp Magnetic core having discrete bends at each corner
JPH0697646B2 (ja) * 1985-07-11 1994-11-30 株式会社日立製作所 非晶質磁性合金巻鉄心
JPS62210609A (ja) * 1986-03-12 1987-09-16 Toshiba Corp 巻鉄心の製造方法
JP2776337B2 (ja) * 1995-10-24 1998-07-16 株式会社日立製作所 非晶質巻鉄心
US7057489B2 (en) * 1997-08-21 2006-06-06 Metglas, Inc. Segmented transformer core
SE0000410D0 (sv) * 2000-02-06 2000-02-06 Lennart Hoeglund Trefas transformatorkärna
CN2901516Y (zh) * 2006-01-05 2007-05-16 刘建南 一种改进结构的卷绕式铁芯
JP5843124B2 (ja) * 2009-11-17 2016-01-13 日立金属株式会社 コアの製造方法
CN101819859A (zh) * 2010-05-25 2010-09-01 威海凯迪帕沃开关有限公司 壳式变压器用卷铁芯及方法
CN102208264A (zh) * 2010-11-08 2011-10-05 宁波新胜中压电器有限公司 10kV调容变压器
CN202796351U (zh) * 2012-09-07 2013-03-13 苏州安泰变压器有限公司 一种新型单相卷铁心配电变压器
WO2016013327A1 (ja) * 2014-07-23 2016-01-28 ボッシュ株式会社 巻回体及び巻回体の製造方法
USD771728S1 (en) * 2014-08-18 2016-11-15 Tokuden Co., Ltd. Three-leg iron core

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61179517A (ja) * 1985-02-04 1986-08-12 Toshiba Corp 静止誘導電器の製造方法
JPH05159953A (ja) 1991-12-09 1993-06-25 Daihen Corp ３相巻鉄心の製造方法
JPH0645165A (ja) * 1992-07-24 1994-02-18 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 巻鉄心の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3101667A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220351890A1 (en) * 2019-09-03 2022-11-03 Nippon Steel Corporation Wound core
US12500027B2 (en) * 2019-09-03 2025-12-16 Nippon Steel Corporation Wound core

Also Published As

Publication number Publication date
JP6224468B2 (ja) 2017-11-01
EP3101667B1 (en) 2019-12-04
AU2014379890B2 (en) 2018-04-05
CN105830180A (zh) 2016-08-03
AU2014379890A1 (en) 2016-08-25
EP3101667A4 (en) 2017-06-28
EP3101667A1 (en) 2016-12-07
US20160336100A1 (en) 2016-11-17
JP2015141930A (ja) 2015-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6224468B2 (ja) 巻鉄心および巻鉄心の製造方法
US7057489B2 (en) Segmented transformer core
US20130328652A1 (en) Three-step core for a non-linear transformer
WO2011061803A1 (ja) 回転電機のモールドステータの製造方法
CN108028130A (zh) 卷铁心的制造方法以及卷铁心的制造装置
US20130147596A1 (en) Reactor Device
JP2012134448A (ja) アモルファス材を使用したリアクトル装置及びその製造方法
JP5390869B2 (ja) 積層鉄心及びその製造方法
JP6466728B2 (ja) 変圧器およびその製造方法
KR101481057B1 (ko) 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법
JP5329059B2 (ja) ステータおよびステータの製造方法
JP2007267585A (ja) 積層鉄心及びその製造方法
US3267557A (en) Method of making a laminated core
JP7032257B2 (ja) 変圧器および積鉄心
JPS6328589Y2 (ja)
JP2018160502A (ja) 巻鉄心の製造方法
JP6269335B2 (ja) 回転電機の固定子鉄心およびその製造方法
JP5306796B2 (ja) アウターロータ型モータ用積層鉄心及びその製造方法
JPS5967615A (ja) 変圧器の組立方法
JP7329961B2 (ja) 鉄心部材の熱処理方法、熱処理用治具
WO2019123513A1 (ja) 固定子鉄心及びその固定子鉄心を備えた電動機
CN115133678A (zh) 定子组件及其制作方法、电机
JP6605425B2 (ja) アモルファス変圧器およびその製造方法
JPS59178716A (ja) 積層鉄心の製造方法
JPS58101412A (ja) 巻鉄心型変圧器の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14879793

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112016016024

Country of ref document: BR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014879793

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014879793

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014379890

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20141211

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112016016024

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20160708