特開 2025-104969 アモルファス変圧器

(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】P2025104969

(43)【公開日】2025-07-10

(54)【発明の名称】アモルファス変圧器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/26 20060101AFI20250703BHJP

   H01F 30/10 20060101ALI20250703BHJP

   H01F 30/12 20060101ALI20250703BHJP

   H01F 27/25 20060101ALI20250703BHJP

【ＦＩ】

H01F27/26 130S

H01F30/10 A

H01F30/10 T

H01F30/12 A

H01F27/26 130B

H01F27/25

H01F27/26 160

【審査請求】有

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023223185

(22)【出願日】2023-12-28

(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】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】山田 直希

(72)【発明者】

【氏名】山岸 明

(72)【発明者】

【氏名】真島 康

(72)【発明者】

【氏名】多田 周二

(57)【要約】

【課題】巻鉄心を自立させて固定するアモルファス変圧器において、自立させる巻鉄心間に介在させる絶縁材の改良を図る。
【解決手段】積層方向及び並列方向に並べて配置される巻鉄心２１～２４の対向する面の間に、非磁性体の絶縁材を介在させる。絶縁材は、耐熱温度が異なる上側絶縁材３０と下側絶縁材４０、上側絶縁材６０と下側絶縁材７０にそれぞれに分けて形成し、それらはＦＲＰの平板を用いてＴ字または十字に形成する。高い温度になりやすい上側絶縁材３０、６０は、下側絶縁材４０、６０より耐熱性が高い材料にて製造する。下側絶縁材４０、７０は、巻鉄心２１～２４を載せる鋼材べース５０、８０に固定されるので、巻鉄心２１～２４が良好に支持される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層方向及び並列方向に並べて配置されるアモルファス製の複数の巻鉄心と、前記巻鉄心を自立させる支持部材と、前記複数の巻鉄心のいずれかの脚部を跨ぐように巻回されて形成されるコイルと、前記巻鉄心を固定する上締金具と下締金具を備えたアモルファス変圧器であって、
積層方向に隣接する前記巻鉄心の脚部の端面の間が一定間隔にて保持されるようにし、並列方向に隣接する前記巻鉄心の脚部の側面の間が一定間隔にて保持されるようにするための絶縁材を設け、
前記絶縁材として、前記支持部材に固定される下側絶縁材と、前記下側絶縁材と耐熱温度が異なる上側絶縁材にて分割して形成したことを特徴とするアモルファス変圧器。

【請求項2】

前記絶縁材は樹脂製又は強化繊維を含む樹脂製であって、
前記上側絶縁材は、前記下側絶縁材とは隙間を隔てるようにして前記上締金具によって固定され、
前記上側絶縁材の耐熱温度が、前記下側絶縁材の耐熱温度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のアモルファス変圧器。

【請求項3】

前記上側絶縁材と前記下側絶縁材は、強化繊維プラスチック製の平板を、上面視でＴ字状または十字状に形成したものであって、
前記コイルを貫通する磁脚に接する前記上側絶縁材と前記下側絶縁材は十字状の形状とされ、
前記コイルを貫通しない磁脚に接する前記上側絶縁材と前記下側絶縁材はＴ字状の形状とされることを特徴とする請求項２に記載のアモルファス変圧器。

【請求項4】

十字状の前記下側絶縁材の上端位置と、Ｔ字状の前記下側絶縁材の上端位置は、前記巻鉄心の上下方向にみた重心位置よりも上側に位置することを特徴とする請求項３に記載のアモルファス変圧器。

【請求項5】

十字状の前記上側絶縁材と十字状の前記下側絶縁材は、縦方向の長方形板材の一方の短辺の中心位置から縦方向に延びるスリットを形成したものを２枚準備して、それらを交差させた状態で２つの前記長方形板材のスリットが嵌合して十字状になるように組まれることを特徴とする請求項４に記載のアモルファス変圧器。

【請求項6】

Ｔ字状の前記上側絶縁材と十字状の前記下側絶縁材は、それぞれ２枚の板材を接着にて接合させることを特徴とする請求項５に記載のアモルファス変圧器。

【請求項7】

前記上側絶縁材は、耐熱温度が１０５℃以上の繊維強化プラスチックであることを特徴とする請求項６に記載のアモルファス変圧器。

【請求項8】

積層方向及び／又は並列方向に並べて配置されるアモルファス製の複数の巻鉄心と、前記巻鉄心を自立させる支持部材と、隣接する前記巻鉄心の磁脚部を跨ぐように巻回されて形成されるコイルと、前記巻鉄心の上側と下側を固定する上締金具と下締金具を備えたアモルファス変圧器であって、
前記コイルに巻回される複数の前記巻鉄心の隣接する面が一定の間隔にて保持されるように、板状の第１絶縁部材を対向する鉛直面に介在させ、
前記第１絶縁部材は強化繊維プラスチック製であって、前記巻鉄心の上側と接する第１上側絶縁材と、前記巻鉄心の下側と接する第１下側絶縁材にて分割して形成され、
前記分割する位置を前記巻鉄心の重心位置よりも上側になるように設定すると共に、前記第１上側絶縁材の耐熱温度が前記第１下側絶縁材の耐熱温度よりも高くなるようにしたことを特徴とするアモルファス変圧器。

【請求項9】

前記第１上側絶縁材は上締金具によって固定され、前記第１下側絶縁材は前記支持部材によって固定されることを特徴とする請求項８に記載のアモルファス変圧器。

【請求項10】

前記巻鉄心が積層方向及び並列方向に隣接するように配置されている磁脚部において、
前記コイルにて巻回される前記巻鉄心の磁脚部間にそれぞれ設けられる前記第１上側絶縁材が十字状に交差するように配置され、
前記コイルにて巻回される前記巻鉄心の磁脚部間にそれぞれ設けられる前記第１下側絶縁材が十字状に交差するように配置されることを特徴とする請求項９に記載のアモルファス変圧器。

【請求項11】

前記コイルにて巻回されず、かつ、並列方向に前記巻鉄心が隣接されていない磁脚部の積層方向側の鉛直面に板状の第２絶縁部材を設け、
前記第２絶縁部材は前記第１絶縁部材と同じ厚さにて形成され、前記コイルには貫通されない状態にて前記支持部材に固定されることを特徴とする請求項１０に記載のアモルファス変圧器。

【請求項12】

前記第２絶縁部材は強化繊維プラスチック製であって、前記巻鉄心の上側と接する第２上側絶縁材と、前記巻鉄心の下側と接する第２下側絶縁材にて分割して形成され、
前記分割する位置を前記巻鉄心の重心位置よりも上側になるように設定すると共に、前記第２上側絶縁材の耐熱温度が前記第２下側絶縁材の耐熱温度よりも高くなるようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のアモルファス変圧器。

【請求項13】

並列方向に前記巻鉄心が隣接されていない磁脚部の鉛直する側面に、絶縁性の側面板を設け、
前記側面板は前記支持部材に固定されることを特徴とする請求項１２に記載のアモルファス変圧器。

【請求項14】

前記側面板は、前記巻鉄心の上側と接する上側側面板と、前記巻鉄心の下側と接する下側側面板にて分割して形成されることを特徴とする請求項１３に記載のアモルファス変圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アモルファス変圧器を提供する技術に関し、特にアモルファス鉄心を自立させて組み立てるときの支持部材の改良に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、変圧器において、非結晶磁性合金、アモルファス材を用いたものが開発されている。変圧器鉄心にアモルファス材を採用すると鉄心を自立するように組み立てるために、各鉄心に支持部材が必要になる。このような支持部材として特許文献１では、自立させたときの各鉄心のコーナ部の垂れ下がりを改善し、鉄心とコイルの組立をスムーズに行うためにコーナ部支持部材と、コーナ部支持部材に固定される板状の鉄心支持部材を用いることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２４３４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、鉄心支持部材の材料については開示されていない。発明者らの検討によると、アモルファス鉄心を自立させる支持部材の材料の選定については以下の課題を有することが判明した。鉄心支持部材は鉄心を自立させるため強度が必要であり、鋼材の採用が考えられる。しかしながら、鉄心支持部材に鋼材（磁性体）を採用すると、コイルに発生した磁束により、渦電流が発生することで、局部加熱を起こし、可燃性ガスが発生し、変圧器が異常をきたす恐れがある。また、鉄心支持部材に採用する材料として、樹脂材が考えられるが、耐熱性の高い樹脂材は鋼材に比べ強度が低く、全体的に変圧器が大型化しコストが増加する恐れがある。

【0005】

近年の変圧器では大容量化が図られる一方で、据付スペース上の制約から変圧器の大型化を避けて、コンパクトに構成することも重要になる。鉄心の体積が大きくなると、鉄心自重が増大すると共に、コイル寸法及び重量が増加するため、鉄心にコイルを挿入する組立作業が困難になると予想される。また、組立作業時及び組み立て作業後に、鉄心を自立したまま良好に保持させる工夫が必要になる。

【0006】

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、複数の鉄心を、自立状態で適切な間隔を隔てながら良好に保持できるようにしたアモルファス変圧器を実現することにある。
本発明の他の目的は、複数の鉄心間の間に介在される絶縁板を上下分割して形成することで、鉄心とコイルの組立をスムーズに行うことができるようにしたアモルファス変圧器を実現することにある。
本発明の更に他の目的は、上下分割した絶縁板のうち温度が上昇しやすい側の絶縁板を、耐熱温度のより高い材料にて構成したアモルファス変圧器を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。
本発明の一つの特徴によれば、積層方向及び並列方向に並べて配置されるアモルファス製の複数の巻鉄心と、巻鉄心を自立させる支持部材と、複数の巻鉄心のいずれかの脚部を跨ぐように巻回されて形成されるコイルと、巻鉄心を固定する上締金具と下締金具を備えたアモルファス変圧器であって、積層方向に隣接する巻鉄心の脚部の端面の間が一定間隔にて保持されるようにし、並列方向に隣接する巻鉄心の脚部の側面の間が一定間隔にて保持されるようにするための絶縁材を設けた。この絶縁材は、支持部材に固定される下側絶縁材と、下側絶縁材とは耐熱温度が異なる上側絶縁材にて分割して形成する。絶縁材は樹脂製又は強化繊維を含む樹脂製であって、上側絶縁材の耐熱温度が、下側絶縁材の耐熱温度よりも高いように形成する。上側絶縁材は下側絶縁材とは隙間を隔てる位置において、２つの巻鉄心に挟まれるようにして上締金具にて固定される。

【0008】

本発明の他の特徴によれば、上側絶縁材と下側絶縁材は、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：繊維強化プラスチック）製の平板であって、コイルを貫通する磁脚に接する上側絶縁材と下側絶縁材は十字状の形状とされ、コイルを貫通しない磁脚に接する上側絶縁材と下側絶縁材はＴ字状の形状とされる。十字状の下側絶縁材と、Ｔ字状の下側絶縁材の上端位置は、巻鉄心の上下方向にみた重心位置よりもそれぞれ上側に位置するようにすると良い。十字状の上側絶縁材と十字状の下側絶縁材は、縦方向の長方形板材の一方の短辺の中心位置から縦方向に延びるスリットを形成したものを２枚準備して、それらを交差させた状態で２つの長方形板材のスリットが嵌合して十字状になるように組み立てる。一方、Ｔ字状の上側絶縁材と十字状の下側絶縁材は、それぞれ２枚の板材を接着にて接合させるか、スリットにて嵌合させるようにして組み立てる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、アモルファスの巻鉄心を自立させることが可能となり、上側絶縁材と下側絶縁材を併用することで、自立した状態にて複数の巻鉄心を所定の間隔にて保持することができる。また、支持部材に巻鉄心の下側部分と下側絶縁材を固定した状態にて、コイルの挿入と、巻鉄心のラップ部の接合を行うことができるので、鉄心にコイルを挿入する組立作業が容易になる。さらに、絶縁板に耐熱材を用いることで、変圧器冷却媒体（油）の温度上昇の制約を減らし、大容量変圧器においても冷却器低減によりコンパクト化を図ることが可能となった。特に、絶縁板を上下に分割して形成することで、変圧器運用時の温度分布に適した性質の材料を採用でき、製造コストを抑えることができる。これらにより、変圧器が大容量化しても、変圧器の特性を良好に維持することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例に係るアモルファス変圧器１の斜視図である。

【図2】図１のアモルファス変圧器１の断面斜視図である。

【図3】図３Ａは図２の絶縁材３０、４０と鋼材ベース５０の斜視図であり、図３Ｂは絶縁材６０、７０と鋼材ベース８０の斜視図である。

【図4】図４は図３Ａで示した下側絶縁材４０の展開図である。

【図5】図５Ａは下側絶縁材４０と鋼材ベース５０の取り付け構造を示す展開図であり、図５Ｂは下側絶縁材７０と鋼材ベース８０の取り付け構造を示す展開図である。

【図6】上側絶縁材３０、６０と下側絶縁材４０、７０の材質の組み合わせ例を示す表である。

【図7】本発明の第２の実施例に係るアモルファス変圧器１０１の斜視図である。

【図8】本発明の第３の実施例に係るアモルファス変圧器２０１の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。また、巻鉄心２１～２４の整列において、積層方向と並列方向は図中に示す方向であるとして説明する。

【実施例0012】

図１は本発明の実施例に係るアモルファス変圧器１の全体を示す斜視図である。図１に示すアモルファス変圧器１は単相外鉄形であって、コイル１０と、アモルファス製の鉄心２（巻鉄心２１、２３等）により主に構成される。以降、本明細書では複数の巻鉄心２１～２４の全体を指す場合は単に「鉄心２」と称し、鉄心２の個々の部分を指す場合は、２１～２４のように符号に分けると共に「巻鉄心２１～２４」として示すことにする。巻鉄心２１～２４（符号２２、２３は後述の図２を参照）は環状に形成され、非結晶磁性合金製、例えば鉄を主成分とするアモルファス金属製である。アモルファス金属は通常の金属と材質内部の原子の並び方が異なる。熱した金属は冷えていく過程で結晶を形成する。しかし結晶が生成する間がないほど急速に冷やすと、結晶構造を持たないアモルファス金属になる。巻鉄心２１～２４（２２と２４は後述の図２参照）は閉じた磁路を形成するものであり、公知のアモルファスコア製造工程を用いて製造される。積層方向に隣接する鉄心２の間には、絶縁材３０、４０（図２参照）、６０、７０が介在され、鉄心２を構成する巻鉄心２２～２４間がわずかな隙間を有する状態に維持される。

【0013】

コイル１０は、図１のような鉄心２の隣接する磁脚部を囲うように配置される。鉄心２は、巻鉄心を積層方向に２つ、並列方向に２つ並べた状態で鋼材製の支持部材（鋼材ベース８０等）の上に位置づけられ、上締金具１５と下締金具１６によって鉄心２の上側部分と下側部分が固定される。

【0014】

図２はアモルファス変圧器１の鉄心２とコイル１１付近の断面斜視図である。図２は図１の状態から上締金具１５と下締金具１６と、巻鉄心２３を取り外し、さらに、一部を断面にて示した図である。図示されていない巻鉄心２３（図１参照）の形状は、他の巻鉄心２１、２２、２４と同一であり、これらは共通部品として形成できる。尚、巻鉄心２１～２４は、コイルの挿入のために分割形式に形成され、コイル１０の巻鉄心２１～２４の磁脚部への挿入後に、分割された巻鉄心２１～２４の取り外し部（ラップ部）がそれぞれ接合されるが、図２では接合箇所や接合構造の図示をしていない。

【0015】

鉄心２は、２つの巻鉄心２１、２２を積層方向（図１では前後方向）に並べ、それら巻鉄心２１、２２に並列方向（図２では左右方向）に隣接するように巻鉄心２３、２４を配置する。コイル１０は、４つの巻鉄心２１～２４の一方の磁脚部の周囲を巻回するように配置される。巻鉄心２１の後側端面と巻鉄心２２の前側端面がわずかな距離を隔てて対面するように配置され、巻鉄心２３（図示せず）の後側端面と巻鉄心２４の前側端面がわずかな距離を隔てて対面するように配置される。これら距離を隔てて配置される巻鉄心２１～２４の間には、非磁性体による絶縁部材（上側絶縁材３０、下側絶縁材４０）が介在される。また、巻鉄心２１と巻鉄心２２のうち、コイル１０が巻かれていない側の鉛直方向に延在する磁脚部（巻鉄心のうち上下方向に延在する部分）の隙間部分にも絶縁部材（上側絶縁材６０と下側絶縁材７０）が設けられる。同様に、図示が省略されている巻鉄心２３と巻鉄心２４のうち、コイル１０が巻かれていない側の鉛直方向に延在する磁脚部の隙間部分にも絶縁部材（上側絶縁材６０と下側絶縁材７０）が設けられる。上側絶縁材３０と下側絶縁材４０は非接触状態にあり、上下方向に距離Ｓだけ隔てて配置される。同様に、上側絶縁材６０と下側絶縁材７０は非接触状態にあり、上下方向に距離Ｓだけ隔てて配置される。

【0016】

巻鉄心２１～２４の下側の角部分には、巻鉄心２１～２４を縦方向に自立させるために１つの鋼材ベース５０と、２つの鋼材ベース８０が設けられる。本明細書では、アモルファス変圧器１の鋼材ベース５０、８０を床面等に載置した場合に、鋼材ベース５０、８０の位置する側を下側と呼び、鋼材ベース５０、８０から遠い側を上側と呼ぶことにする。鋼材ベース５０、８０は巻鉄心２１～２４の下側の円弧状に形成された角部の形状に沿った輪郭を持つ複数のプレート（図３Ａ、図３Ｂにて後述）により形成されている。

【0017】

コイル１０は、巻鉄心２１、２２の鉛直方向に延在する右側の磁脚部と巻鉄心２３、２４の鉛直方向に延在する左側の磁脚部を囲むように形成される。図２のコイル１０はエナメル線を巻いて形成されるものであって、外側輪郭を概略的に図示しただけである。コイル１０には一次コイルと二次コイルが含まれ、それらの具体的な巻き方や配置の図示は省略している。コイル１０の巻き方は、公知の方法を採用すればよく、重ね巻、分割巻き、バイファイラ巻、サンドイッチ巻等のいずれかを採用できる。

【0018】

巻鉄心２１、２２のうちコイル１０が巻かれていない方の磁脚部の側面と、巻鉄心２３、２４のうちコイル１０が巻かれていない方の磁脚部の側面は、側面板（絶縁板６６、７６）にて覆われる。ここで絶縁板６６、７６は、製造上の容易さから、上側絶縁材６０と下側絶縁材７０のうちの他の部位と同じ絶縁材（図３Ｂで後述する絶縁板６１、７１）にて製造され、上面視でＴ字状に形成される。下側絶縁材７０は鋼材ベース８０のスリット部分に嵌合され、固定手段（例えばボルトとナット）を用いて固定される。上側絶縁材６０と下側絶縁材７０は、矢印で示すような所定の隙間６９を隔てるように非接触状態にて下側絶縁材７０の上側に位置している。絶縁材３０、４０は上面視で十字形であって、それぞれが、コイル１０の内部空間内で、上下方向に見て部分的に重複する範囲に配置される。一方、絶縁材６０、７０は、コイル１０の外側に配置される。

【0019】

下側絶縁材４０は４個ある巻鉄心２１～２４の中央に位置し、それぞれの巻鉄心２１～２４に接している。下側絶縁材４０は巻鉄心２１～２４を自立させて保持する機能を果たすため、巻鉄心２１～２４の個々の重心位置、及び、鉄心全体の重心位置よりも高い位置に、下側絶縁材４０の上端が位置するような大きさに形成される。図１の例では、巻鉄心２１～２４の上端の高さをＨとすると、下側絶縁材４０の上端の高さＨ_１（符号は図３Ａ参照）は、Ｈ＞Ｈ_１＞Ｈ／２の関係を満たすように構成される。また、この高さＨ_１は、コイル１０の上端位置の高さＨ_２よりも低くすると、上側絶縁材３０の高さ方向を十分確保できる。

【0020】

上側絶縁材３０は、下側絶縁材４０の上側に配置される。上側絶縁材３０と下側絶縁材４０の間には所定の隙間Ｓが形成される。上面視における上側絶縁材３０と下側絶縁材４０の形状は同一であって、隣接する４つの巻鉄心２１～２４の隙間に挟まれるように固定される。上側絶縁材３０は、巻鉄心２１と２２が所定の隙間を維持して安定的に保持されるようにし、巻鉄心２３（図１参照）と２４が所定の隙間を維持して安定的に保持されるようにし、さらに、巻鉄心２１と２３、及び、巻鉄心２２と２４が所定の隙間を維持して安定的に保持されるようにするもので、いわばスペーサとしての機能も奏する。

【0021】

巻鉄心２１～２４の磁脚部のうち、コイルが巻かれていない側の磁脚部の側面（外周面のうち鉛直の部分）には、上側絶縁材６０と下側絶縁材７０が配置される。巻鉄心２１、２２の積層方向の端面と並列方向の側面に接するように設けられる上側絶縁材６０と下側絶縁材７０は、巻鉄心２３、２４の積層方向の端面と並列方向の側面に接するように設けられる上側絶縁材６０と下側絶縁材７０と同一形状であり、共通の部品が用いられる。尚、巻鉄心２３、２４に接する上側絶縁材６０の点線で示す一部は図示を省略しているので、その形状は後述する図３を参照されたい。鋼材ベース５０、８０は、巻鉄心２１～２４を自立させた状態で保持するもので、曲面に加工された複数のプレートに、巻鉄心２１～２４の外周面が沿うことで、外周面のコーナ部分の自重によって垂れることを防止する。また、中実構造でなくて複数のプレートにて製造することで、従来よりも鋼材ベース５０、８０の製造コストを低減できる。さらに、鋼材ベース５０、８０は下側絶縁材４０、７０の自立を支えるための基台としても機能する。

【0022】

図３Ａは、コイル１０に貫通するように配置される絶縁材３０、４０と、巻鉄心２１～２４と絶縁材４０を支持する鋼材ベース５０の斜視図である。コイル１０に貫通するように配置される絶縁部材は、上側絶縁材３０と下側絶縁材４０に２分割された状態で形成される。上側絶縁材３０は２枚の平らな絶縁板３１と３６を組み合わせて形成され、これらが十字状に交差するように配置される。同様に下側絶縁材４０は２枚の絶縁板４１と４６を組み合わせて製造され、これらが十字状に交差するように配置される。絶縁板３１（３１ａ、３１ｂ）と絶縁板４１は、隣接する鉄心のうち端面間、即ち、巻鉄心２１と２２の間、及び、巻鉄心２３と２４の間に配置される。

【0023】

ここで、図４を用いて下側絶縁材４０の製造方法を説明する。図４において、下側絶縁材４０は、ガラスエポキシ系ＦＲＰ製の長方形の薄い絶縁板４１と４６を準備する。絶縁板４１には、上側短辺４２ａの中央から下方向に延在するスリット４３を形成する。同様に、絶縁板４６は、下側短辺４７ｂの中央から上方向に延在するスリット４８を形成する。スリット４３、４８の上下方向の長さは、絶縁板４１と絶縁板４６の高さＨ_１の半分の長さとする。そして、絶縁板４１と絶縁板４６を図３に示すように直交するように位置付け、スリット４３とスリット４８が係合する位置にして矢印４９ａ、４９ｂに示す方向に絶縁板４１と４６を相対移動させる。接合させた後の形状は、図３Ａのような上面視で十字状の形状となる。絶縁板４１と絶縁板４６は接着等の何らかの固定手段で相互に固定しても良いし、固定しない状態のままでも良い。さらに、絶縁板４１を鋼材ベース５０に固定することにより絶縁板４１が絶縁板４６から外れないような構成としても良い。

【0024】

再び図３Ａに戻る。上側絶縁材３０も下側絶縁材４０と同様にＦＲＰ製であり、相互の板材にスリットを設けるようにして組み立てることができる。しかしながら、十字にクロスする板材をどのように組み合わせて十字にするかは任意である。図３Ａで上側絶縁材３０は、下側絶縁材４０とは別の製造方法を使用する例を示している。即ち、１枚のＦＲＰ製の長方形状の絶縁板３６の中央部分両側に、絶縁板３６の半分の大きさの絶縁板３１ａと３１ｂを左右方向から接着剤によって接合する。このように、いずれか任意の固定方法を用いて上面視で十字状の上側絶縁材３０を形成する。

【0025】

上側絶縁材３０の絶縁板３１のうち、左半分３１ａは巻鉄心２１と２２の端面によって挟まれるように保持され、右半分３１ｂは巻鉄心２３と２４の端面によって挟まれるように保持される。一方、絶縁板３６のうちの前側半分３６ａは、巻鉄心２１と２３の側面によって挟まれるように保持され、後側半分３６ｂは、巻鉄心２２と２４の側面によって挟まれるように保持される。上側絶縁材３０は上締金具１５（図１参照）に対して非固定状態で良く、隣接する巻鉄心２１と２２、２３と２４に挟まれることで上締金具１５（図１参照）にて間接的に固定される。尚、ねじやボルト、その他の固定手段を用いて上側絶縁材３０を上締金具１５（図１参照）に固定しても良い。

【0026】

鋼材ベース５０は、中実の部材にて形成するのではなく、合計１２枚の小さな鋼鉄製のプレート５１ａ～５６ａ、５１ｂ～５６ｂ（図示されていない符号は、後述の図５Ａを参照）を組み合わせて構成する。鋼材ベース５０を用いることで、巻鉄心２１、２２の角部が自重によって垂れることを防止できる上に、組立工程においてコイル１０の装着時の鉄心２の保持部材として利用できる。

【0027】

図３Ｂは、コイル１０に貫通されない側の磁脚部に配置される絶縁材６０、７０と、巻鉄心２１～２４と絶縁材７０を支持する鋼材ベース８０の斜視図である。絶縁材６０、７０は、巻鉄心２１～２４のうち、コイル１０が巻かれていない磁脚部の側面（巻鉄心が隣接しない解放する側面）に配置されるもので、上面視が十字状でなくＴ字状に形成される。上側絶縁材６０を巻鉄心２３、２４（図１、図２参照）の右側に配置する場合は、絶縁板６１は巻鉄心２３と２４の隣接する端面間に配置される。また、絶縁板６６は、露出する巻鉄心２３、２４の側面を覆うように設けられる側面板、又は、カバー材として機能する。下側絶縁材７０も同様であり、巻鉄心２３、２４（図１、図２参照）の積層方向に隣接する端面間に配置される絶縁板７１と、巻鉄心２３、２４の側面を覆うように設けられる側面板（絶縁板７６）により形成される。ここで、絶縁板６６、７６は、隣接する鉄心との隙間に設けられるものではないため、設置を省略することも可能である。また、外側に位置しているため、絶縁板６６、７６とは別材質にて製造しても良い。しかしながら、本実施例では絶縁板６１と６６、７１と７６を固定する理由からと、製造上の容易さから、耐熱性の要求から、絶縁板６１、７１と同一部材にて絶縁板６６、７６を製造した。

【0028】

下側絶縁材７０は、鋼材ベース８０によって自立するように固定される。鋼材ベース８０は、Ｌ字状の基台８７に６枚のプレート８１～８６を直交するように接続して構成する。鋼材ベース８０を用いることにより、巻鉄心２３、２４（図１、図２参照）の角部を良好に固定することができる。

【0029】

図５Ａは図３Ａで示した下側絶縁材４０と鋼材ベース５０の展開図である。下側絶縁材４０は、絶縁板４１と４６が十字状に組み立てられた後に、鋼材ベース５０に対して矢印５９の方向に挿入され、図示しないボルトにて固定される。鋼材ベース５０は、四角形の厚い平板による基板５７の上に、直交方向に延在するようにプレート５１ａ～５６ａと、５１ｂ～５６ｂを固定したものである。基板５７、プレート５１ａ～５６ａと、５１ｂ～５６ｂはいずれも鋼材が用いられ、それらは溶接にて接続される。

【0030】

プレート５１ａ～５６ａ、５１ｂ～５６ｂの形状はおおよそ直角三角形であって、斜辺部分が直線でなく、巻鉄心２１～２４の下側角部の輪郭に沿って緩やかな曲面となるように形成される。プレート５１ａ～５６ａ、５１ｂ～５６ｂは同一形状であるので、単一の部品を多数準備すれば良い。プレート５１ａと５１ｂは、積層方向に対して絶縁板４６の板厚に対応する隙間５１ｃが形成されるように溶接される。同様にして残りのプレート５２ａ～５６ａと５２ｂ～５６ｂのそれぞれの配置後に、絶縁板４６の板厚に対応する隙間５２ｃ～５６ｃが形成される。隙間５２ｃ～５６ｃの大きさは、絶縁板４６を矢印５９の方向に差し込むことができて、差し込んだ後にがたつきが生じない程度に設定される。

【0031】

プレート５３ａと５４ａは積層方向に絶縁板４１の板厚分の隙間５８ａを有するように形成され、プレート５３ｂと５４ｂは積層方向に絶縁板４１の板厚分の隙間５８ｂを有するように形成される。これら隙間５８ａと隙間５８ｂは、絶縁板４１を矢印５９の方向に差し込むことができて、差し込んだ後にがたつきが生じない程度に設定される。プレート５３ｂ、５４ｂには、ボルト穴５３ｄ、５４ｄ（５４ｄは図５Ａでは見えない）が形成され、図示しないボルトをボルト穴５３ｄ、５４ｄとボルト穴４４を貫通させて、図示しないナットにて固定される。

【0032】

プレート５１ａ～５３ａは積層方向に等間隔にて平行に並べられ、５１ｂ～５３ｂは積層方向に等間隔にて平行に並べられる。同様に、プレート５４ａ～５６ａは積層方向に等間隔にて平行に並べられ、５４ｂ～５６ｂは積層方向に等間隔にて平行に並べられる。以上のように、鋼材ベース５０は、１つの巻鉄心（例えば巻鉄心２１）の一つの角部を保持するのに、３枚のプレート（巻鉄心２１にはプレート５１ａ～５３ａ）を使用するだけで良いので、鋼材ベース５０を中実の鋼材にて製造する方法に比べて、鋼材ベース５０を軽量に形成できる。また、基台５７に１２枚のプレート５１ａ～５６ａ、５１ｂ～２６ｂを溶接するので、鉄心２用の強固な自立用固定部材を容易に実現できる。

【0033】

図５Ｂは図３で示した下側絶縁材７０と鋼材ベース８０の展開図である。下側絶縁材７０の絶縁板７１の上部付近には、点線にて示すように絶縁板７６の板厚に相当する分の突起部７３が形成され、絶縁板７６の上辺中央から下方向に形成されるスリット７８と部分的に係合される。このように絶縁板７１の一部（突起部７３）と絶縁板の一部（スリット７８）を嵌合させることによって、絶縁板７１を鋼材ベース８０にボルトねじ止めした際に、絶縁板７６の上下方向の動きの制限をより確実に行うことができる。

【0034】

鋼材ベース８０は、鋼材ベース５０を並列方向に半分に切断した形状とほぼ同じ形状である。鋼材ベース５０を半分に切断した形状との唯一の違いは、基台８７が基板５７を半分にしたような平板状ではなく、水平板８７ａと、鉛直方向に延在する鉛直板８７ｂにて前方又は後方から見た形状がＬ字状に形成されることである。プレート８１～８６の鉛直方向に延びる辺（細長い面）と鉛直板８７ｂの間には、絶縁板７６の板厚分の隙間８１ａ～８６ａが確保される。プレート８１～８３は積層方向に等間隔にて平行に並べられ、プレート８４～８６は積層方向に等間隔にて平行に並べられる。また、プレート８３と８４は積層方向に絶縁板７１の板厚分だけ隔てて平行に並べられる。プレート８３と８４の隙間８８には絶縁板７１を矢印８９の方向に差し込むことができ、プレート８１～８６と鉛直板８７ｂとの間の隙間８１ａ～８６ａには絶縁板７６を矢印８９の方向に差し込むことができる。プレート８３、８４には、ボルト穴８３ｃ、８４ｃ（８４ｃは図５Ｂでは見えない）が形成され、図示しないボルトをボルト穴８３ｃ、８４ｃとボルト穴７４を貫通させて、図示しないナットにて固定することで、下側絶縁材７０と鋼材ベース８０が固定される。

【0035】

プレート８１～８６の鉛直する辺と鉛直板８７ｂの間には、絶縁板７６の板厚分の隙間８１ａ～８６ａが形成される。これら隙間の間に絶縁板７６を矢印８９の方向に挿入することにより絶縁板７６が鋼材ベース８０にて保持される。このように、鋼材ベース８０は巻鉄心２３、２４（又は２１、２２）を固定するのに用いられるが、下側絶縁材７０の固定用部材としても用いることが可能となる。

【0036】

図６は上側絶縁材３０、６０と下側絶縁材４０、７０の材質の組み合わせ例を示す表である。図６において例１は図２～図５にて示した実施例１とは異なる材質であり、上側絶縁材３０、６０として耐熱温度２２０℃の耐熱プレスボードを用い、下側絶縁材４０、７０として耐熱温度１８０℃のガラスエポキシ系ＦＲＰによる絶縁材を使用する。それぞれの板厚は、高さＨが１～２ｍ程度のアモルファス変圧器１の場合、例えば１ｃｍ程度である。本発明では例１の材質だけに限定されずに、絶縁板を他の不導材料で製造しても良い。例２では、上側絶縁材３０、６０として耐熱温度が非常に高い（例えば２００℃を大きく超える）セラミック製とし、下側絶縁材４０、７０として耐熱温度１８０度のガラス基材エポキシ系ＦＲＰを用いるようにした。例２では、巻鉄心２１～２４の上部の温度上昇が特に激しい場合に有効である。尚、セラミックであっても、所定以上の強度を有することが重要であり、電路の開閉時にアモルファス変圧器１に強い衝撃を受けたような場合に、絶縁板が割れるようなことがないように十分考慮することが重要である。

【0037】

例３は、上側絶縁材３０、６０として耐熱温度Ｂ種（１３０℃）の合成樹脂とし、下側絶縁材４０、７０として耐熱温度Ｅ種（１２０度）の合成樹脂を用いるものである。アモルファス変圧器は、形状や、流れる電流量によって、巻鉄心の温度上昇が穏やかなものもある。その場合は、例３よりも耐熱温度がさらに低い合成樹脂（例えば耐熱クラスＡ種の許容最高温度１０５℃以上）を用いるようにしても良い。

【0038】

図６では３つの材料例を示したが、例示以外の耐熱温度の絶縁材、例示以外の他の材料による絶縁材の組み合わせとすることも可能である。例えば、ガラスフェノール系ＦＲＰを用いて絶縁材を形成することも可能である。尚、上側絶縁材３０と下側絶縁材４０の大部分は、コイル１０の内側に配置されることになるので、所定の絶縁性と、所定の耐熱温度を満たすだけでなく、比誘電率が２．５～８程度の材料によって製造するようにすると一層好ましい。

【実施例0039】

次に、図７を用いて本発明の第２の実施例に係るアモルファス変圧器１０１を説明する。図７に示すアモルファス変圧器１０１は３相外鉄形である。ここでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相用の３つのコイル１１～１３が用いられる。コイル１１～１３を巻回するために、図７に示すような合計８つのアモルファス製の巻鉄心２１～２８を用いる。巻鉄心２１と２２、２３と２４、２５と２６、２７と２８は積層方向に端面が隣接するようにそれぞれ配置される。また、巻鉄心２１、２３、２５、２７は、並列方向に側面が所定の間隔にてそれぞれ隣接するように配置され、巻鉄心２２、２４、２６、２８は並列方向に側面が所定の間隔にてそれぞれ隣接するように配置される。尚、図７では図１の上締金具１５と下締金具１６に相当する締金具の図示は省略している。

【0040】

コイル１１の内側には、４つの巻鉄心２１～２４の一方の磁脚部が配置され、それら磁脚部の間には上側絶縁材３０と下側絶縁材４０が配置される。下側絶縁材４０は鋼材ベース５０に固定される。同様にして、２つの巻鉄心２３、２４の他方の磁脚部と２つの巻鉄心２５、２６の一方の磁脚部がコイル１２の内側に配置される。それら磁脚部の間には上側絶縁材３０と下側絶縁材４０が配置される。この下側絶縁材４０は鋼材ベース５０に固定される。さらに同様にして、２つの巻鉄心２５、２６の他方の磁脚部と２つの巻鉄心２７、２８の一方の磁脚部がコイル１３の内側に配置される。それら磁脚部の間には上側絶縁材３０と下側絶縁材４０が配置される。この下側絶縁材４０は鋼材ベース５０に固定される。コイル１１、１２、１３の内部に配置される上側絶縁材３０と、下側絶縁材４０は、図２～図５で示したものと同一のものである。

【0041】

巻鉄心２１、２２のうちコイル１１の外側に配置される２つの磁脚部間には、上側絶縁材６０の絶縁板６１と下側絶縁材７１の絶縁板７１（図７では見えない）が設けられる。下側絶縁材７０は鋼材ベース８０に固定される。同様に、巻鉄心２７、２８のうちコイル１１の外側に配置される磁脚部間には、上側絶縁材６０の絶縁板６１と下側絶縁材７０の絶縁板７１が設けられる。下側絶縁材７０は鋼材ベース８０に固定される。

【0042】

以上のように構成することで、単相外鉄形のアモルファス変圧器１を製造するのに用いる共通部品、即ち、アモルファス製の鉄心と、絶縁材（３０、４０、６０、７０）、鋼材ベース（５０、８０）を用いて三相外鉄形のアモルファス変圧器１０１を製造することが可能となる。同様に単相外鉄形の変圧器１を製造するのに用いる共通部品を用いて、二相外鉄形のアモルファス変圧器を製造することも可能である。