特開 2022-71589 静止電磁機器および静止電磁機器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022071589

(43)【公開日】2022-05-16

(54)【発明の名称】静止電磁機器および静止電磁機器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/10 20060101AFI20220509BHJP

   H01F 41/04 20060101ALI20220509BHJP

   H01F 30/12 20060101ALI20220509BHJP

【ＦＩ】

H01F30/10 C

H01F41/04 A

H01F30/12 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020180633

(22)【出願日】2020-10-28

(71)【出願人】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】栗田 直幸

(72)【発明者】

【氏名】田中 雄一郎

【テーマコード（参考）】

5E062

【Ｆターム（参考）】

5E062EE01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】静止電磁機器を組立てる際の作業性を改善した静止電磁機器および静止電磁機器の製造方法を提供する。
【解決手段】静止電磁機器は、鉄心１の周りにセグメントコイル２を巻回した構成とする。すなわち、この静止電磁機器は、複数本のＵ字状導体２１を配置し、そのＵ字状導体２１の配置により形成された空間に鉄心１を配置する。そして、Ｕ字状導体２１の一端側の脚の先端部と隣接するＵ字状導体の他端側の脚の先端部とを接続用導体２２で接続して製造される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

セグメントコイルを形成した静止電磁機器であって、
Ｕ字状導体を複数本配置し、
前記Ｕ字状導体の配置により形成された空間に鉄心を配置し、
前記Ｕ字状導体の一端側の脚の先端部と隣接する前記Ｕ字状導体の他端側の脚の先端部とを接続した静止電磁機器。

【請求項2】

請求項１に記載された静止電磁機器において、前記Ｕ字状導体として両側の脚の長さが異なるものを使用し、互いに隣接する前記Ｕ字状導体の間におけるそれぞれの端部の前記脚の長さが異なるように互い違いに配置し、前記Ｕ字状導体の一方側の前記脚の先端部と、隣接する前記Ｕ字状導体の他方側の前記脚の先端部とを接続したことを特徴とする静止電磁機器。

【請求項3】

請求項２に記載された静止電磁機器において、隣接する前記Ｕ字状導体の長い方の脚の一方側の先端部と他方側の長い方の脚の先端部とを第１の接続用導体により接続し、隣接する前記Ｕ字状導体の短い方の脚の一方側の先端部と他方側の脚の先端部とを第２の接続導体により接続したことを特徴とする静止電磁機器。

【請求項4】

請求項１に記載された静止電磁機器において、前記Ｕ字状導体として、両側の脚の長さは同じであるが隣接するＵ字状導体との関係では前記脚の長さが異なる２種類の前記Ｕ字状導体を用い、前記脚の長さが短い前記Ｕ字状導体と、前記脚の長さが長い前記Ｕ字状導体とを交互に配置し、前記Ｕ字状導体の一方側の前記脚の先端部と、隣接する前記Ｕ字状導体の他方側の前記脚の先端部とを接続したことを特徴とする静止電磁機器。

【請求項5】

請求項４に記載された静止電磁機器において、隣接する前記２種のＵ字状導体の少なくとも一方側の脚を折曲げ、他方側の脚の先端部と接続したことを特徴とする静止電磁機器。

【請求項6】

請求項１に記載された静止電磁機器において、前記接続には、接続用導体を用いたことを特徴とする静止電磁機器。

【請求項7】

請求項１に記載された静止電磁機器において、前記接続は、前記Ｕ字状導体の前記脚を折曲げ、先端部同士を接続したことを特徴とする静止電磁機器。

【請求項8】

請求項１に記載された静止電磁機器において、前記鉄心は少なくとも２つの磁脚を有し、前記２つの磁脚の夫々に低圧用の前記セグメントコイルを巻回し、更に前記２つの磁脚の夫々に高圧用の前記セグメントコイルを巻回したことを特徴とする静止電磁機器。

【請求項9】

セグメントコイルを形成する静止電磁機器の製造方法であって、
複数本のＵ字状導体を配置し、前記Ｕ字状導体の配置により形成された空間に鉄心を配置し、前記Ｕ字状導体の一端側の脚の先端部と隣接する前記Ｕ字状導体の他端側の脚の先端部とを接続する静止電磁機器の製造方法。

【請求項10】

請求項９に記載された静止電磁機器の製造方法において、前記Ｕ字状導体として両側の脚の長さが異なるものを使用し、互いに隣接する前記Ｕ字状導体の間におけるそれぞれの端部の前記脚の長さが異なるように互い違いに配置し、前記Ｕ字状導体の一方側の前記脚の先端部と、隣接する前記Ｕ字状導体の他方側の前記脚の先端部とを接続したことを特徴とする静止電磁機器の製造方法。

【請求項11】

請求項９に記載された静止電磁機器の製造方法において、隣接する前記Ｕ字状導体の長い方の脚の一方側の先端部と他方側の長い方の脚の先端部とを第１の接続用導体により接続し、隣接する前記Ｕ字状導体の短い方の脚の一方側の先端部と他方側の脚の先端部とを第２の接続用導体により接続したことを特徴とする静止電磁機器の製造方法。

【請求項12】

請求項９に記載された静止電磁機器の製造方法において、前記Ｕ字状導体として、両側の脚の長さは同じであるが隣接するＵ字状導体との関係では前記脚の長さが異なる２種類の前記Ｕ字状導体用い、前記脚の長さが短い前記Ｕ字状導体と、前記脚の長さが長い前記Ｕ字状導体とを交互に配置し、前記Ｕ字状導体の一方側の前記脚の先端部と、隣接する前記Ｕ字状導体の他方側の前記脚の先端部とを接続したことを特徴とする静止電磁機器の製造方法。

【請求項13】

請求項１２に記載された静止電磁機器の製造方法において、隣接する前記２種のＵ字状導体の少なくとも一方側の脚を折曲げ、他方側の脚の先端部と接続したことを特徴とする静止電磁機器の製造方法。

【請求項14】

請求項９に記載された静止電磁機器の製造方法において、前記接続には、接続用導体を用いたことを特徴とする静止電磁機器の製造方法。

【請求項15】

請求項９に記載された静止電磁機器の製造方法において、前記接続は、前記Ｕ字状導体の前記脚を折曲げ、先端部同士を接続したことを特徴とする静止電磁機器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静止電磁機器および静止電磁機器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

変圧器，リアクトル等の静止電磁機器は、環状に閉じた鉄心の周囲に巻線（コイル）が巻回される構成となっており、電磁誘導現象を利用して電圧変換、高調波信号のフィルタリング等の機能を実現する。主に電力系統中に接続される送配電や受配電用変圧器の鉄心は、方向性電磁鋼板、鉄を主成分とするアモルファス合金等の薄板状の軟磁性材料を複数枚積層、成形して構成される。一般に、静止電磁機器を組立てる場合、鉄心にコイルを巻回す作業は大変である。そのため、コイルを巻回す作業を改良した静止電磁機器が検討されている。そのような先行技術文献の一例が、特開２０１３－１３１７１８号公報（特許文献１）に開示されている。

【0003】

この特許文献１では、絶縁基板の一方の面にコア（鉄心）が配置されるとともにコア（鉄心）の周囲を囲むように複数本の巻線構成用線材が延設され、巻線構成用線材の両端が絶縁基板を貫通して絶縁基板の他方の面に突出させている。そして、絶縁基板の他方の面において巻線構成用導体パターンの一端が複数本の巻線構成用線材における巻線構成用線材の一方の先端と接合されるとともに他端が他の巻線構成用線材の一方の先端と接合され、鉄心の周りにコイルを形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１３１７１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この特許文献１の技術は、絶縁基板の一方の面側からコイルの部品となる巻線構成用線材を絶縁基板の他方の面まで差込み、予め絶縁基板の他方の面に形成した巻線構成用導体パターンと半田等で接合することによりコイル（セグメントコイル）が完成するので、静止電磁機器の組立て作業が容易となる。

【0006】

しかしながら、この特許文献１の技術は、絶縁基板にパターンを形成した場合でも必要な絶縁性を実現できるような小容量の静止電磁機器において有効な技術である。そのため、特許文献１の技術は、電力系統中に接続される送配電用、受配電用変圧器用の静止電磁機器等のような大容量の静止電磁機器への適用は困難である。

【0007】

そこで、本発明の目的は、基板を使用できない静止電磁機器を組立てる際の作業性を改善した静止電磁機器および静止電磁機器の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した目的を達成するために、本発明は、その一例を挙げると、セグメントコイルを形成した静止電磁機器であって、Ｕ字状導体を複数本配置し、前記Ｕ字状導体の配置により形成された空間に鉄心を配置し、前記Ｕ字状導体の一端側の脚の先端部と隣接する前記Ｕ字状導体の他端側の脚の先端部とを接続した静止電磁機器である。

【0009】

また、本発明の他の例を挙げると、セグメントコイルを形成する静止電磁機器の製造方法であって、複数本のＵ字状導体を配置し、前記Ｕ字状導体の配置により形成された空間に鉄心を配置し、前記Ｕ字状導体の一端側の脚の先端部と隣接する前記Ｕ字状導体の他端側の脚の先端部とを接続する静止電磁機器の製造方法である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、製造時の作業が容易である静止電磁機器および静止電磁機器の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施例１における静止電磁機器の組立工程図である。

【図2】本発明の実施例２における静止電磁機器の組立工程図である。

【図3】実施例２におけるＵ字状導体の正面図である。

【図4】実施例１と実施例２のＵ字状導体の接続位置の違いを説明するための図である。

【図5】実施例２のセグメントコイルを適用した単相変圧器の全体図である。

【図6】実施例２のセグメントコイルを適用した単相変圧器の組立工程図である。

【図7】実施例２のセグメントコイルを適用した三相三脚型変圧器の全体図である。

【図8】本発明の実施例３における静止電磁機器の組立工程図である。

【図9】実施例３における第１のＵ字状導体の正面図である。

【図10】実施例３における第２のＵ字状導体の正面図である。

【図11】本発明の実施例４における静止電磁機器の組立工程図である。

【図12】実施例４における第１のＵ字状導体の正面図である。

【図13】実施例４における第２のＵ字状導体の正面図である。

【図14】本発明の実施例５における静止電磁機器の組立工程図である。

【図15】実施例５における第１のＵ字状導体の正面図である。

【図16】実施例５における第２のＵ字状導体の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下，本発明を具体的な実施例により詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。また、以下の図面において、同一の部品や機器には同じ符号（番号）を用いており、既に説明した部品や動作についての重複する説明を省略する場合がある。

【0013】

≪実施例１≫
まず、本発明の実施例１における静止電磁機器の製造方法を、図１により説明する。図１は、実施例１における静止電磁機器の組立工程を示している。図１においては、静止電磁機器の一部である鉄心１の磁脚部周囲に巻回されたセグメントコイル２の一部分である部分Ａを拡大して示し、鉄心に巻回すセグメントコイルの製造工程を示している。

【0014】

この実施例では、最初に、工程（ａ）に示すように、複数のＵ字状導体２１を配置する。配置するＵ字状導体２１の本数は、コイルとして使用するに必要な本数である。この実施例に使用するＵ字状導体２１は、両側の脚の長さが同じものを用いている。

【0015】

ここで、Ｕ字状導体２１は、セグメントコイルの一部分を構成するものであり、Ｕ字状に曲げられた導体である。Ｕ字状導体２１は、直線状又は円弧状の底部導体とその低部導体の両端から延伸する一対の脚を有する構成となっている。Ｕ字状導体２１は、断面が四角や円などの線状の導体を折曲げることにより形成することができる。あるいは、底部導体の両端に脚となる導体を溶接等で接続することにより形成することでも良い。また、Ｕ字状導体２１の外周面は、絶縁物により被覆している。なお、脚と底部との境界部（曲げ部）は、鉄心１を収容するに適した曲面にしている。Ｕ字状導体２１の一方側の脚の先端部を隣接するＵ字状導体２１の他方側の脚の先端部と接続することにより、鉄心１の周りを巻回すセグメントコイルを形成する。

【0016】

さて、Ｕ字状導体２１の配置が終了する（工程（ａ）参照）と、次に、工程（ｂ）に示すように、鉄心１を複数のＵ字状導体２１により形成された内側の空間に配置する。

【0017】

その後、工程（ｃ）に示すように、Ｕ字状導体２１の一方側の端部と隣接するＵ字状導体２１の他方側の端部とを接続用導体２２で接続する。２ａは、その接続端部を示す。すなわち、接続用導体２２を用いて、接続端部２ａにて溶接等の手段で電気的に接続する。この接続（電気的接続）により、鉄心１の周りにセグメントコイルが形成され、静止電磁機器が完成する。なお、コイル部品同士の接続は、熱溶接、レーザ溶接、ＴＩＧ溶接、はんだ付け、ろう付け等の方法を用いることができる。

【0018】

この製造方法によれば、Ｕ字状導体を複数本配置し、その配置されたＵ字状導体により形成される空間に鉄心を配置し、Ｕ字状導体の端部同士を接続することのみによりセグメントコイルを形成することが出来るので、作業性が良く、静止電磁機器を容易に製造することが出来る。

【0019】

ところで、この図１に示す実施例１の静止電磁機器の製造においては、隣接するコイルターン間の接続箇所が互いに近接している。組立作業の観点、および接続箇所間の電気的絶縁の確保を考慮すると、コイルの隣接ターン間の距離を一定以上確保することが要請される。コイルの隣接ターン間の距離を一定以上確保する場合、総巻数が多い巻線（セグメントコイル）ではその全長が長くなることが避けられない。その結果、コイルが巻回される鉄心の長さも長くなり、静止電磁機器の容積が大形化するという課題がある。そこで、以下に示す本発明の実施例では、そのような課題をも解決している。

【0020】

≪実施例２≫
本発明の実施例２の構成および効果について、図２から図７を用いて説明する。
最初に、実施例１における組立工程について図２および図３により説明する。図２は、実施例２における静止電磁機器の組立工程を示しており、静止電磁機器の一部である部分Ａを拡大して示し、鉄心に巻回すセグメントコイルの製造工程を示している。図３は、実施例２において使用するＵ字状導体を示す図である。

【0021】

この実施例２で使用するＵ字状導体２１は、図３に示すように、両側の脚の長さが異なるものを使用する。すなわち、Ｕ字状導体２１は、両端の脚の長さ（高さ）が一定値Ｓだけ異なっている。この図２に示す静止電磁機器は、次のような工程により製造される（組立てられる）。

【0022】

まず、図２の工程（ａ）に示すように、脚の長さが異なるＵ字状導体２１（図３参照）を、隣接するＵ字状導体２１の脚の高さが異なるように互い違いに並べて複数本配置する。つまり、あるＵ字状導体２１の一方側の脚の高さが低い（長さが短い）場合、隣接するＵ字状導体２１の同じ側の脚の高さが高くなる（長さが長くなる）ように配置する。具体的には、奇数番目のＵ字状導体２１を配置し、隣接する偶数番目のＵ字状導体２１を奇数番目のＵ字状導体２１に対して１８０度回転させて配置することで実現できる。配置するＵ字状導体２１の本数は、静止電磁機器１００のコイルに必要な本数である。

【0023】

次に、複数本のＵ字状導体２１により形成される空間に、工程（ａ）のように鉄心１を配設する。これにより、鉄心の周り（三方向）がＵ字状導体２１で囲まれた状態となる。

【0024】

次に、Ｕ字状導体２１の一方側の脚の先端部と隣接するＵ字状導体２１の他方側の脚の先端部とを接続用導体で接続する。

【0025】

この実施例では、２種類の接続用導体を用いている。すなわち、第１の接続用導体２２ａと、第２の接続用導体２２ｂを使用する。まず、図の工程（ｂ）に示すように、隣接するＵ字状導体２１における脚が長い側の先端同士を、第１の接続用導体２２ａにより接続端部２ａで接続する。なお，コイル部品同士の接続は，熱溶接，レーザ溶接，ＴＩＧ溶接，はんだ付け，ろう付け等の方法を用いることができる。

【0026】

そして、図２の工程（ｃ）に示すように、隣接するＵ字状導体２１における短い脚の先端部同士を、第２の接続用導体２２ｂにより接続端部２ｂで接続する。

【0027】

このようにしてセグメントコイルが鉄心１に巻回されることになり、静止電磁機器を製造することができる。

【0028】

次に、上述した実施例２の静止電磁機器の製造方法が、実施例１（図１参照）の製造方法に比べて作業性、小型化の点で優れていることについて図４を用いて説明する。図４は、セグメントコイル部品の接続位置を比較したものであり、同図の（ａ）は実施例１の製造方法を示し、同図の（ｂ）は実施例２に係る製造方法を示している。

【0029】

実施例１（図１参照）では、Ｕ字状導体２１として両端の脚の長さ（高さ）が同じものを用いている。そのため、図４の（ａ）に示すように、隣接するＵ字状導体２１同士を比較すると脚の高さ（長さ）は同じになり、そのＵ字状導体２１の脚の先端部同士を接続用導体２２で接続端部２ａにて接続していた。この構成では、隣接する接続端部２ａが同じ高さで近接するため、溶接等の加工による素線のふくらみの分や、接続工程における作業性の確保等の理由により、隣接するセグメントコイル部品（Ｕ字状導体）間の距離ｄを一定以上持たせないと作業性に影響を与える。その結果、セグメントコイル全体の長さが長くなり、コイルが巻回される鉄心１の長さも長くなり、ひいては静止電磁機器自体の大形化、高コスト化につながる。

【0030】

これに対し、実施例２（図２、図３参照）の場合、図４の（ｂ）に示すように、隣接するターン間のセグメントコイル部品の接続端部２ａの高さが互いに長さＳだけ異なるようになる。そのため、接続端部２ａ、２ｂにおける溶接等の加工によるふくらみの分や、接続工程における作業性を確保するための距離ｄ’を小さくすることができる。その結果、セグメントコイル全体の長さを短くすることができ、鉄心１を小型化することが出来、ひいては静止電磁機器自体の小形化、低コスト化が可能になる。

【0031】

さて、次に、図２により説明したようなセグメントコイルを用いた単相変圧器の構造および製造（組立て）方法について説明する。図５は、単相巻鉄心（鉄心１）の２本の磁脚部に、２組のセグメントコイル２を巻回して製造した単相変圧器の全体図を示す。各セグメントコイル２は，図２に示したと同様のセグメントコイルからなる低圧コイルの外周に、図２に示したと同様の構造のセグメントコイルからなる高圧コイルを重ねて構成している。図６は、単相変圧器の組立工程図である。この単相変圧器の組立て方法は次のとおりである。

【0032】

まず、図６の工程（ａ）に示すように、両端の高さ（長さ）が異なるＵ字状導体２１を互い違いに並べたセットを２組（２セット）設け配置する。そして、２セットのＵ字状導体で形成された夫々の空間部に、単相変圧器用の鉄心１の両側の２本の磁脚部を配設する。

【0033】

次に、工程（ｂ）に示すように、隣接するＵ字状導体２１の脚が長い側の先端同士を、第１の接続用導体２２ａで接続する。また、隣接するＵ字状導体２１の脚の長さが短い側の先端同士を、第２の接続用導体２２ｂで接続する。このようにして内側のセグメントコイルが鉄心１に巻回され、単相変圧器の低圧コイルが組立てられる。

【0034】

次に、工程（ｃ）に示すように、第２のコイルを構成する両端の高さが異なる高圧用のＵ字状導体を互い違いに並べたセット２３を２セット設け、工程（ｂ）で構成された内側のセグメントコイルの外側に挿入する。

【0035】

そして、工程（ｄ）に示すように、隣接する高圧用のＵ字状導体のセット２３の、脚の長さが長い側の先端同士を第１の接続用導体２４ａで接続する。また、隣接するＵ字状導体のセット２３の脚の長さが短い先端部同士を、第２の接続用導体２４ｂでそれぞれ接続する。このようにして、外側のセグメントコイルが鉄心１に巻回され、単相変圧器の第２のコイル（高圧コイル）が組立てられる。なお，高圧コイルの一部を構成するＵ字状導体の接続端部は、低圧コイルの接続端部と隣接しないように、高圧用のＵ字状導体の挿入方向を、低圧コイルを構成するＵ字状導体と逆方向とするのが好適である。

【0036】

以上、図２に示したようなセグメントコイルを用いる場合の単相変圧器の製造方法（組立て方法）を説明したが、図２に示したようなセグメントコイルを用いて三相変圧器を製造することもできる。図７は、三相三脚型変圧器の全体図である。この三相三脚型変圧器は、２つの内側巻鉄心を隣接させ、その外側に１つの外側巻鉄心を備えて構成される三相三脚巻鉄心（鉄心１）の３本の磁脚に、図２で説明したようなセグメントコイル２を３組備えて構成している。各セグメントコイル２は、単相変圧器（図６参照）と同様に、低圧コイルの外周に，同様の構造の高圧コイルを重ねて構成している。なお、三相三脚型変圧器の製造方法は、基本的に単相変圧器の製造方法（図６参照）と同様であるため、その説明は省略する。

【0037】

≪実施例３≫
次に、本発明の実施例３について、図８～図１０を用いて説明する。図８は、実施例３における静止電磁機器の組立工程図である。図９と図１０は、この実施例３における第１のＵ字状導体２１ａと第２のＵ字状導体２１ｂの断面図を夫々示す。

【0038】

この実施例３におけるＵ字状導体は、図８の工程（ａ）、図９および図１０に示すように、両端の高さが同一における脚の長さは同じであるが隣接するＵ字状導体の脚の長さとは異なる２種類のＵ字状導体（第１のＵ字状導体２１ａと、第２のＵ字状導体２１ｂ）とを用いている。実施例３の静止電磁機器の製造方法（組立方法）は次のとおりである。

【0039】

まず、図８の工程（ａ）に示すように、脚の長さが異なる２種類のＵ字状導体（第１のＵ字状導体２１ａと、第２のＵ字状導体２１ｂ）を、交互に複数本並べて配置する。これにより、隣接する第１のＵ字状導体２１ａの脚の長さと、第２のＵ字状導体２１ｂの脚の長さが夫々の側で交互に異なる状態で配置される。そして、複数本のＵ字状導体の配置により生成された空間に鉄心１を配置する。この例における鉄心１は、断面形状が円形の鉄心を用いている。なお、工程（ａ）に示す矢印の方向は、脚を曲げる際の方向と端部同士の接続位置を示している。

【0040】

続いて、工程（ｂ）に示すように、該鉄心１の上方に飛び出した第２のＵ字状導体２１ｂの脚を折曲げ（この例では、鉄心の形状に合わせて円弧状に折曲げ）、その先端部と隣接する第１のＵ字状導体２１ａの脚の先端部同士を接続端部２ａにおいて接続する。このようにして、鉄心１にセグメントコイルを巻回すことができ、静止電磁機器の組立てを行うことができる。

【0041】

次に、図９と図１０により、この実施例３における第１のＵ字状導体２１ａと、第２のＵ字状導体２１ｂの脚の長さを説明する。

【0042】

まず、図９に示した第１のＵ字状導体２１ａは、下半分は半径Ｒの半円を形成する一方、上半分は次式で示される直線状の長さとする。
（２πR／360°）・（90°－θ°／2）…………（１）
また、図１０に示した第２のＵ字状導体２１ｂは、下半分は２１ａと同じく半径Ｒの半円を形成する一方、上半分は次式で示される直線状の長さとする。
（２πR／360°）・（90°＋θ°／2）…………（２）

【0043】

上記の寸法でＵ字状導体２１ａおよび第２のＵ字状導体２１ｂを構成することにより、図８で示した方法によりセグメントコイルを組み立てた際、隣接するターン間の接続端部２ａの位置を角度θ°だけ離すことができる。

【0044】

このような構成にすると、鉄心１に巻回したセグメントコイルにおいて、接続端部２ａの位置を、隣接するターン間で角度θだけ離すことができる。よって，隣接するターンの接続端部が同じ位置となる実施例１の構成に比べて、接続端部２ａにおける溶接等の加工によるふくらみの分や、接続工程における作業性を確保するためのターン間の距離を小さくすることができる。その結果、セグメントコイル全体の長さを短くすることができ、巻回する鉄心１の長さも短くすることができ、静止電磁機器自体の小形化、低コスト化を実現できる。

【0045】

≪実施例４≫
次に、本発明の実施例４を図１１から図１３を用いて説明する。図１１は、本発明の実施例４における静止電磁機器の組立工程図を示す。図１２と図１３は、この実施例４における第１のＵ字状導体２１ａと第２のＵ字状導体２１ｂの断面図を夫々示す。

【0046】

この実施例４におけるＵ字状導体は、基本的に上述した実施例３と同様である。すなわち、図１１、図１２及び図１３に示すように、両端における脚の長さは同じであるが隣接するＵ字状導体の脚の長さとは異なる２種類のＵ字状導体（第１のＵ字状導体２１ａと、第２のＵ字状導体２１ｂ）を用いている。そして、Ｕ字状導体の底部は直線状となっている。この実施例４における静止電磁機器の製造方法は次のとおりである。

【0047】

まず、図１１の工程（ａ）に示すように、両端の脚の高さが同一であり、互いに脚の高さが異なる２種類のＵ字状導体（第１のＵ字状導体２１ａと、第２のＵ字状導体２１ｂ）を隣接するＵ字状導体間で脚の長さが異なるように、交互に並べる。そして、複数本のＵ字状導体の配置により生成された空間に鉄心１を配置する。この例における鉄心１は、断面形状が矩形の鉄心を用いている。なお、工程（ａ）における矢印は、脚の折り曲げ方向と脚同士の接続箇所（接続端部）を示している。

【0048】

次に、工程（ｂ）に示すように、該鉄心１の上方に飛び出した第２のＵ字状導体２１ｂの脚を折り曲げ、隣接する第１のＵ字状導体２１ａと接続端部２ａで接続する。これにより、鉄心１の周りにセグメントコイルを巻回すことができ、静止電磁機器の組立て（製造）を行うことができる。

【0049】

次に、図１２と図１３により、この実施例４における第１のＵ字状導体２１ａと第２のＵ字状導体２１ｂの脚の長さを説明する。

【0050】

まず、図１２に示した第１のＵ字状導体２１ａは、矩形断面の鉄心１の三方の外周を囲む形状であり、このときの左右の幅をＷとする。脚の長さは、鉄心の高さより少し長い。

【0051】

また、図１３に示した第２のＵ字状導体２１ｂは、第１のＵ字状導体２１ａと同じく矩形断面の鉄心１の三方の外周を囲む一方、上方に鉄心１の幅Ｗに相当する長さだけ直線状に延長した形状とする。なお、図中に示した２５は、セグメントコイルの組立て時に折曲げ加工を施す位置を示している。図１２に示すような第１のＵ字状導体２１ａと、図１３に示すような第２のＵ字状導体２１ｂとを構成することにより、図１１で示したセグメントコイルを組立てた際、隣接するターン間の接続端部２ａの位置を、対向する頂点とすることができる。このようにすると、接続作業が容易となる。

【0052】

このような構成にすると、該鉄心１に巻回させたセグメントコイルにおいて、接続端部２ａの位置を、隣接するターン間で対向する頂点とすることができる。よって、隣接するターンの接続箇所が同じ位置となる実施例１のような構成に比べて、接続端部２ａにおける溶接等の加工によるふくらみの分や、接続工程における作業性を確保するためのターン間の距離を小さくすることができる。その結果、セグメントコイル全体の長さを短くすることができ、鉄心１の長さも短くすることができ、ひいては静止電磁機器自体の小形化、低コスト化を実現することができる。

【0053】

≪実施例５≫
次に、本発明の実施例５を，図１４から図１６を用いて説明する。図１４は、実施例５における静止電磁機器の組立工程図を示す。図１５と図１６は、実施例５における第１のＵ字状導体２１ａおよび第２のＵ字状導体２１ｂの断面図を夫々示したものである。

【0054】

この実施例５におけるＵ字状導体は、上述した実施例４（図１１参照）に示したと同様の、底部は直線状であり、両端における脚の長さは同じであるが隣接するＵ字状導体の脚の長さとは異なる２種類のＵ字状導体を用いている。この実施例５における静止電磁機器の製造方法は次の通りである。

【0055】

まず、図１４の工程（ａ）に示すように、第１のＵ字状導体２１ａと第２のＵ字状導体２１ｂとを交互に並べる。これにより、並べられたＵ字状導体の脚の高さはＵ字状導体間で交互に異なることになる。そして、複数本のＵ字状導体の配置により生成された空間に鉄心１を配置する。この例における鉄心１は、断面形状が矩形の鉄心を用いている。

【0056】

次に、工程（ｂ）に示すように、鉄心１の上方に飛び出した，隣接する第１のＵ字状導体２１ａの脚と第２のＵ字状導体２１ｂの脚の先端同士を折曲げて、頂点部の接続端部２ａで接続する。これにより、鉄心１の周囲に巻回されたセグメントコイルが構成され、静止電磁機器の組立てが完成する。

【0057】

次に、図１５と図１６により、実施例５における第１のＵ字状導体２１ａと第２のＵ字状導体２１ｂの脚の長さを説明する。

【0058】

まず、図１５に示した第１のＵ字状導体２１ａは、矩形断面の鉄心１の三方の外周を囲み、左右の幅がＷである形状である一方、上方に長さ（Ｗ－Ｇ）／２だけ直線状に延長された形状とする。なお図中に示した２５は，セグメントコイルの組立て時に折曲げ加工を施す位置を示す折曲部である。

【0059】

また、図１６に示した第２のＵ字状導体２１ｂは、第１のＵ字状導体２１ａと同じく矩形断面の鉄心１の三方の外周を囲み、左右の幅がＷである形状である一方、上方に長さ（Ｗ＋Ｇ）／２だけ直線状に延伸した形状とする。このような寸法で第１のＵ字状導体２１ａおよび第２のＵ字状導体２１ｂを構成することにより、図１４で示したセグメントコイルを組立てた際、鉄心１の上面に形成される隣接するターン間の接続端部２ａの位置を、距離Ｇだけ離すことができる。

【0060】

このような構成にすると、鉄心１に巻回したセグメントコイルにおいて、鉄心１の上面に形成される接続端部２ａの位置を、隣接するターン間で距離Ｇだけ離すことができる。よって、隣接するターンの接続箇所が同じ位置となる実施例１のような構成に比べて、接続端部２ａにおける溶接等の加工によるふくらみの分や、接続工程における作業性を確保するためのターン間の距離を小さくすることができる。その結果、セグメントコイル全体の長さを短くすることができ、巻回する鉄心１の長さも短くすることが出来、ひいては静止電磁機器自体の小形化、低コスト化が実現できる。

【0061】

≪その他の実施例≫
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明は様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。

【符号の説明】

【0062】

１…鉄心、２…セグメントコイル、２ａ…接続端部、２ｂ…接続端部、２１…Ｕ字状導体、２１ａ…第１のＵ字状導体、２１ｂ…第２のＵ字状導体、２２…接続用導体、２２ａ…第１の接続用導体、２２ｂ…第２の接続用導体、２３…Ｕ字状導体のセット、２５…折曲部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】