特許 7143235 静止誘導電器用鉄心

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-16

(45)【発行日】2022-09-28

(54)【発明の名称】静止誘導電器用鉄心

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/245 20060101AFI20220920BHJP

   H01F 27/25 20060101ALI20220920BHJP

   H01F 27/24 20060101ALI20220920BHJP

【ＦＩ】

H01F27/245 155

H01F27/25

H01F27/245 152

H01F27/24 J

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019038251

(22)【出願日】2019-03-04

(65)【公開番号】P2020145213

(43)【公開日】2020-09-10

【審査請求日】2021-10-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小林 千絵

(72)【発明者】

【氏名】山岸 明

(72)【発明者】

【氏名】大原 伸也

(72)【発明者】

【氏名】小木 瑞

【審査官】井上 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１７４１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１７０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３３３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００４０４０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２０４６６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２３３２６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ２７／２４５

Ｈ０１Ｆ ２７／２５

Ｈ０１Ｆ ２７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻線が挿入される鉄心主脚と、該鉄心主脚と所定の空間をもって平行に配置された鉄心側脚と、該鉄心側脚と前記鉄心主脚を繋ぐヨーク部とを備え、
少なくとも前記鉄心主脚は、水平方向に隣接して配置されたアモルファス巻鉄心及び珪素鋼板巻鉄心と、該アモルファス巻鉄心及び珪素鋼板巻鉄心を挟むように配置された珪素鋼板積鉄心とから成ることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。

【請求項2】

請求項１に記載の静止誘導電器用鉄心であって、
前記鉄心主脚は、その水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された１組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも２組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。

【請求項3】

請求項２に記載の静止誘導電器用鉄心であって、
前記鉄心主脚の水平方向断面における中央部に配置された前記アモルファス巻鉄心は、前記珪素鋼板巻鉄心と前記珪素鋼板積鉄心で囲まれていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の静止誘導電器用鉄心であって、
２組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心の間の水平方向にＨ鋼が配置されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の静止誘導電器用鉄心であって、
前記アモルファス巻鉄心の前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向の幅が、前記珪素鋼板巻鉄心の前後方向の幅よりも短いことを特徴とする静止誘導電器用鉄心。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載の静止誘導電器用鉄心であって、
前記静止誘導電器用鉄心は、単相鉄心、三相３脚鉄心或いは三相５脚鉄心のいずれかであることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。

【請求項7】

請求項６に記載の静止誘導電器用鉄心であって、
前記三相３脚鉄心は、前記鉄心主脚と前記鉄心側脚が、水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された１組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚及び前記鉄心側脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも２組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚及び前記鉄心側脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されているか、
或いは前記鉄心主脚が、水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された１組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも２組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置され、
一方、前記鉄心側脚が、水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向内側端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、前記アモルファス巻鉄心の水平方向外側端部に別の珪素鋼板積鉄心が配置され、このように配置された１組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心及び前記別の珪素鋼板積鉄心が、前記鉄心側脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも２組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心及び前記別の珪素鋼板積鉄心を、前記鉄心側脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。

【請求項8】

請求項６に記載の静止誘導電器用鉄心であって、
前記三相５脚鉄心は、前記鉄心主脚が、水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された１組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも２組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は静止誘導電器用鉄心に係り、特に、変圧器或いはリアクトル等の静止誘導電器の鉄心の一部又は全部に磁性薄帯、例えば、珪素鋼板やアモルファス磁性薄帯を用いたものに好適な静止誘導電器用鉄心に関するものである。

【背景技術】

【0002】

世界の経済成長とともにエネルギー消費量は増加し続け、１９６５年から２０１５年までの約５０年間で３．３倍に達した。

【0003】

通常、変圧器の鉄心材料には、損失が少なく透磁率の大きい珪素鋼板が用いられてきたが、近年、エネルギー消費量の増加に伴う省エネニーズの高まりにより、変圧器の鉄心材料に、珪素鋼板に替わるアモルファス磁性薄帯を用いた高効率な変圧器（以下、アモルファス変圧器という）の需要が高まっている。

【0004】

上記アモルファス磁性薄帯は、珪素鋼板に比べて電気抵抗率が大きく、板厚が１／１０と薄いため渦電流損が小さい。また、アモルファス磁性薄帯は、非晶質であるため磁壁移動が容易で、かつ、ヒステリシス損が小さいという特徴があることから、変圧器の負荷がないときにも常に発生する無負荷損失が低いという利点を持つ。この利点を生かして、アモルファス変圧器は、運転負荷率の低い配電網への導入効果が高い技術として注目されている。

【0005】

これまで、アモルファス巻鉄心を用いた変圧器は、生産性の観点から６．６ｋＶまでの比較的小容量の変圧器で製品化されてきた。一方、発電所から需要家に至る電力流通システムにおいて、配電分野の上流に目を向けると、２２ｋＶを超える特別高圧クラスの変電用変圧器の大半は、機械的強度が高く、大形化が容易な珪素鋼板を鉄心に用いた珪素鋼板変圧器が用いられている。

【0006】

従って、アモルファス変圧器の大型化によって、特別高圧クラスの変圧器を珪素鋼板からアモルファス磁性薄帯に変更することで大きな省エネルギー効果が期待できる。

【0007】

例えば，日本の電力流通において発生する送電損失は世界的に見ても低く、約５％であるが、日本の年間総発電量はおよそ１兆ｋＷｈであり、わずか０．０１％の送電効率の向上でも１億ｋＷｈの節電となることから、高効率なアモルファス変圧器の適用は有用であることがわかる。

【0008】

また、出力が一定ではなく、低負荷率運転時の待機電力が問題となる再生可能エネルギー用途への適用で、無負荷損失の小さいアモルファス変圧器による大きな環境負荷低減が期待できる。

【0009】

アモルファス巻鉄心を大型化する場合、アモルファス磁性薄帯のように薄い磁性薄帯は、応力に敏感で、かつ、脆いため、一か所に荷重が集中しないようにする必要がある。また、事故などで巻線が短絡する際に発生する短絡機械力にも、鉄心自体が座屈しない強度を保持する必要がある。

【0010】

そのため、例えば、特許文献１には、アモルファス巻鉄心の外周に金属製の鉄心ケースを設けて、鉄心全体のバインドをする際に、珪素鋼板鉄心が金属製の鉄心ケースを押さえつけ、アモルファス鉄心には直接応力がかからないような構成とすることが記載されている。これにより、巻線が短絡する際に発生する短絡機械力にも耐えることが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２０１８－１３３３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、アモルファス磁性薄帯は、珪素鋼板のように薄帯表面が絶縁材でコーティングされておらず、アモルファス磁性薄帯の表面に形成される酸化膜によって絶縁を保っている。

【0013】

そのため、アモルファス巻鉄心の内外周間の電気抵抗は小さく、鉄心が金属製の鉄心ケースと接触した場合は導通し、鉄心自体が短絡してしまう可能性がある。

【0014】

従って、アモルファス鉄心の保護と巻線の短絡機械力強化のために導入した特許文献１に記載されている鉄心ケースは、鉄心を保護するという性質上、剛性の高い金属で形成されるため、鉄心と金属製の鉄心ケースが接触して、鉄心自体が短絡してしまう可能性がある。

【0015】

この対策として、プレスボードなどの絶縁物で金属製の鉄心ケースを覆うことが考えられるが、変圧器の励磁による鉄心や巻線の振動で、プレスボードなどの絶縁物がずれたりして破れる可能性が高く、短絡防止の絶縁対策としては不十分である。

【0016】

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、アモルファス磁性薄帯のような磁性薄帯で形成されたものであっても、電気的な短絡を招くことなく、機械強度の高い静止誘導電器用鉄心を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明の静止誘導電器用鉄心は、上記目的を達成するために、巻線が挿入される鉄心主脚と、該鉄心主脚と所定の空間をもって平行に配置された鉄心側脚と、該鉄心側脚と前記鉄心主脚を繋ぐヨーク部とを備え、少なくとも前記鉄心主脚は、水平方向に隣接して配置されたアモルファス巻鉄心及び珪素鋼板巻鉄心と、該アモルファス巻鉄心及び珪素鋼板巻鉄心を挟むように配置された珪素鋼板積鉄心とから成ることを特徴とする。

【0018】

具体的には、前記鉄心主脚は、その水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された１組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも２組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、アモルファス磁性薄帯のような磁性薄帯で鉄心が形成されたものであっても、電気的な短絡を招くことなく、機械強度の高い静止誘導電器用鉄心を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1(a)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１である単相の変圧器鉄心を示す斜視図である。

【図1(b)】図１（ａ）のＡ部の水平断面図である。

【図1(c)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１である単相の変圧器鉄心に採用されるＨ鋼を示す図である。

【図1(d)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１である単相の変圧器鉄心に採用される珪素鋼板積鉄心を示す図である。

【図1(e)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１である単相の変圧器鉄心に採用されるアモルファス巻鉄心と珪素鋼板巻鉄心を示す図である。

【図2】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１である単相の変圧器鉄心の製作工程を示す図である。

【図3(a)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例２である三相５脚の変圧器鉄心を示す図である。

【図3(b)】図３（ａ）のＢ部の水平断面図である。

【図3(c)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例２である三相５脚の変圧器鉄心に採用されるＨ鋼を示す図である。

【図3(d)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例２である三相５脚の変圧器鉄心に採用される珪素鋼板積鉄心を示す図である。

【図3(e)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例２である三相５脚の変圧器鉄心に採用されるアモルファス巻鉄心と珪素鋼板巻鉄心を示す図である。

【図4(a)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例３である三相３脚の変圧器鉄心を示す図である。

【図4(b)】図４（ａ）のＣ部の水平断面図である。

【図4(c)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例３である三相３脚の変圧器鉄心に採用されるＨ鋼を示す図である。

【図4(d)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例３である三相３脚の変圧器鉄心に採用される珪素鋼板積鉄心を示す図である。

【図4(e)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例３である三相３脚の変圧器鉄心に採用されるアモルファス巻鉄心と珪素鋼板巻鉄心を示す図である。

【図5(a)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例４である三相３脚の変圧器鉄心を示す図である。

【図5(b)】図５（ａ）のＤ部の水平断面図である。

【図5(c)】図５（ａ）のＥ部の水平断面図である。

【図5(d)】図５（ａ）のＥ´部の水平断面図である。

【図5(e)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例４である三相３脚の変圧器鉄心に採用されるＨ鋼を示す図である。

【図5(f)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例４である三相３脚の変圧器鉄心に採用されるアモルファス巻鉄心と珪素鋼板巻鉄心を示す図である。

【図5(g)】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例４である三相３脚の変圧器鉄心に採用されるアモルファス巻鉄心と珪素鋼板巻鉄心を示す図である。

【図6】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例４である三相３脚の変圧器鉄心の製作工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図示した実施例に基づいて本発明の静止誘導電器用鉄心を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。

【実施例1】

【0022】

図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）、図１（ｄ）及び図１（e）に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１として、単相の変圧器鉄心１を示す。

【0023】

図１（ａ）に示すように、本実施例の変圧器鉄心１は、巻線４（図２参照）が挿入される鉄心主脚１Ａと、この鉄心主脚１Ａと所定の空間をもって平行に配置された鉄心側脚１Ｂと、鉄心側脚１Ｂと鉄心主脚１Ａを繋ぐヨーク部１Ｃとから概略構成され、これらは、上下で鉄心支持金具２により支持されている。

【0024】

そして、本実施例では、鉄心主脚１Ａが、図１（ｂ）に示すように、水平方向（図１（ｂ）の左右方向）に隣接して配置されたアモルファス巻鉄心１ｂ（図１（e）参照）及び珪素鋼板巻鉄心１ｃ（図１（e）参照）と、このアモルファス巻鉄心１ｂ及び珪素鋼板巻鉄心１ｃを、図１（ｂ）の上下方向から挟むように配置された珪素鋼板積鉄心１ａ（図１（ｄ）参照）とから構成されている。

【0025】

具体的には、本実施例の鉄心主脚１Ａは、その水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心１ｂが水平方向に複数（本実施例では２個）配置されると共に、アモルファス巻鉄心１ｂの水平方向両端部のそれぞれに珪素鋼板巻鉄心１ｃが配置され、このように配置された１組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃが、鉄心主脚１Ａの水平方向断面における前後方向（図１（ｂ）の上下方向）に、本実施例では２組配置され、かつ、アモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃを、鉄心主脚１Ａの水平方向断面における前後方向から挟むように珪素鋼板積鉄心１ａが配置されている。

【0026】

上記鉄心主脚１Ａの構成は、鉄心主脚１Ａの水平方向断面における中央部に配置されたアモルファス巻鉄心１ｂが、珪素鋼板巻鉄心１ｃと珪素鋼板積鉄心１ａで囲まれている構成である。

【0027】

また、２組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃの間（中央部）の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図１（ｃ）に示すようなＨ鋼３が挿入配置されている。

【0028】

更に、本実施例では、図１（ｂ）に示すように、アモルファス巻鉄心１ｂの鉄心主脚１Ａの水平方向断面における前後方向の幅Ｌ１が、珪素鋼板巻鉄心１ｃの前後方向の幅Ｌ２よりも短く形成されている。

【0029】

次に、上述した実施例１における変圧器鉄心１の製作方法について、図２を用いて説明する。

【0030】

一般に、巻鉄心は、切断した磁性臼薄帯を積層面がコの字をなすように積層し、巻線を挿入した後、バットジョイントやラップジョイントと呼ばれる方法で、左右の磁性薄帯を交互に重ね合わせて製作され、最後に、巻線が挿入された鉄心主脚とヨーク部を接合してリング状に構成し閉磁路を形成している。

【0031】

まず、図２の（ａ）に示すように、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃで鉄心を形成し、バインドで締めることで変圧器鉄心１の形状を保持する。

【0032】

次に、鉄心主脚１Ａに巻線４を図２の（ａ）の下方から挿入し、珪素鋼板積鉄心１ａの挿し鉄作業と珪素鋼板巻鉄心１ｃのラップ作業を実施し、図２の（ｂ）のようにする。

【0033】

更に、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃで囲まれた空間（図２の（ｂ）の点線で示した部分）にアモルファス巻鉄心１ｂを挿入してラップ作業を実施し、図２の（ｃ）のようにする。最後に、巻線４が挿入された鉄心主脚１Ａとヨーク部１Ｃを接合してリング状に構成し閉磁路を形成し、変圧器鉄心１が製作される。

【0034】

このような本実施例の変圧器鉄心１の構成における効果を、以下に説明する。

【0035】

上述した特許文献１では、鉄心ケースを用いてアモルファス巻鉄心を保護する構造としていたが、本実施例の変圧器鉄心１の構造は、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃで、アモルファス巻鉄心１ｂの周囲を囲んでアモルファス巻鉄心１ｂを保護する構造としている。

【0036】

そのため、本実施例では、鉄心ケースを省略することができ、鉄心ケースの金属部分と鉄心が接触する事象がなく、電気的に短絡することがなくなる。

【0037】

また、変圧器鉄心１を支持するための剛性は、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃで担保することができるため、系統事故などで巻線短絡が発生した場合にも、短絡機械力による鉄心の座屈を防止できる。

【0038】

また、特許文献１の鉄心ケースは、巻線の短絡機械力に耐える構造となっているため、厚みのある金属板で製作され、その分変圧器の重量を増加させる一因となっていたが、本実施例の変圧器鉄心１の構造を採用することで、特許文献１のような鉄心ケースを除くことができ、変圧器の重量を軽減することが可能になると共に、鉄心ケースを除くことで、コストも削減可能となる。

【0039】

従って、本実施例によれば、アモルファス磁性薄帯のような磁性薄帯で鉄心が形成されたものであっても、電気的な短絡を招くことなく、機械強度の高い変圧器鉄心１を得ることができる。

【実施例2】

【0040】

図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）及び図３（e）に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例２として、三相５脚の変圧器鉄心１を示す。

【0041】

該図に示す本実施例では、３つの鉄心主脚１Ａが実施例１と同様な構造を成している。

【0042】

即ち、本実施例の３つの鉄心主脚１Ａは、その水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心１ｂが水平方向に複数（本実施例では２個）配置されると共に、アモルファス巻鉄心１ｂの水平方向両端部のそれぞれに珪素鋼板巻鉄心１ｃが配置され、このように配置された１組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃが、鉄心主脚１Ａの水平方向断面における前後方向（図３（ｂ）の上下方向）に、本実施例では２組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃを、鉄心主脚１Ａの水平方向断面における前後方向から挟むように珪素鋼板積鉄心１ａが配置されている。

【0043】

本実施例の鉄心主脚１Ａの構成も、実施例１と同様に、鉄心主脚１Ａの水平方向断面における中央部に配置されたアモルファス巻鉄心１ｂが、珪素鋼板巻鉄心１ｃと珪素鋼板積鉄心１ａで囲まれている構成である。

【0044】

また、本実施例でも、２組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃの間（中央部）の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図３（ｃ）に示すようなＨ鋼３が挿入配置されている。

【0045】

更に、本実施例でも、図３（ｂ）に示すように、アモルファス巻鉄心１ｂの鉄心主脚１Ａの水平方向断面における前後方向の幅Ｌ１が、珪素鋼板巻鉄心１ｃの前後方向の幅Ｌ２よりも短く形成されている。

【0046】

このような本実施例の三相５脚の変圧器鉄心１であっても、実施例１と同様な効果を得ることができる。

【実施例3】

【0047】

図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）及び図４（e）に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例３として、三相３脚の変圧器鉄心１を示す。

【0048】

該図に示す本実施例では、１つの鉄心主脚１Ａと２つの鉄心側脚１Ｂが実施例１と同様な構造を成している。

【0049】

即ち、本実施例の１つの鉄心主脚１Ａと２つの鉄心側脚１Ｂは、その水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心１ｂが水平方向に複数（本実施例では２個）配置されると共に、アモルファス巻鉄心１ｂの水平方向両端部のそれぞれに珪素鋼板巻鉄心１ｃが配置され、このように配置された１組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃが、鉄心主脚１Ａ及び鉄心側脚１Ｂの水平方向断面における前後方向（図４（ｂ）の上下方向）に、本実施例では２組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃを、鉄心主脚１Ａ及び鉄心側脚１Ｂの水平方向断面における前後方向から挟むように珪素鋼板積鉄心１ａが配置されている。

【0050】

本実施例の１つの鉄心主脚１Ａと２つの鉄心側脚１Ｂの構成も、実施例１と同様に、鉄心主脚１Ａ及び鉄心側脚１Ｂの水平方向断面における中央部に配置されたアモルファス巻鉄心１ｂが、珪素鋼板巻鉄心１ｃと珪素鋼板積鉄心１ａで囲まれている構成である。

【0051】

また、本実施例でも、１つの鉄心主脚１Ａと２つの鉄心側脚１Ｂは、２組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃの間（中央部）の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図４（ｃ）に示すようなＨ鋼３が挿入配置されている。

【0052】

更に、本実施例でも、１つの鉄心主脚１Ａと２つの鉄心側脚１Ｂは、アモルファス巻鉄心１ｂの鉄心主脚１Ａ及び鉄心側脚１Ｂの水平方向断面における前後方向の幅Ｌ１が、珪素鋼板巻鉄心１ｃの前後方向の幅Ｌ２よりも短く形成されている。

【0053】

このような本実施例の三相３脚の変圧器鉄心１であっても、実施例１と同様な効果を得ることができる。

【実施例4】

【0054】

図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（e）、図５（ｆ）及び図５（ｇ）に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例４として、実施例３の三相３脚の変圧器鉄心１を改良した三相３脚の変圧器鉄心１を示す。

【0055】

該図に示す本実施例では、実施例３の変圧器鉄心１に対して、鉄心側脚１Ｂの最外周の珪素鋼板巻鉄心１ｃを珪素鋼板積鉄心１ａ´に変更して三相３脚の変圧器鉄心１を構成している。

【0056】

即ち、本実施例の変圧器鉄心１は、鉄心主脚１Ａが、図５（ｂ）に示すように、水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心１ｂが水平方向に複数配置されると共に、アモルファス巻鉄心１ｂの水平方向両端部に珪素鋼板巻鉄心１ｃが配置され、このように配置された１組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃが、鉄心主脚１Ａの水平方向断面における前後方向（図５（ｂ）の上下方向）に、本実施例では２組配置され、かつ、アモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃを、鉄心主脚１Ａの水平方向断面における前後方向から挟むように珪素鋼板積鉄心１ａが配置されている。

【0057】

一方、鉄心側脚１Ｂは、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すように、水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心１ｂが水平方向に複数配置されると共に、アモルファス巻鉄心１ｂの水平方向内側端部に珪素鋼板巻鉄心１ｃが配置され、アモルファス巻鉄心１ｂの水平方向外側端部に別の珪素鋼板積鉄心１ａ´が配置され、このように配置された１組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃ及び別の珪素鋼板積鉄心１ａ´が、鉄心側脚１Ｂの水平方向断面における前後方向（図５（ｃ）及び図５（ｄ）の上下方向）に、本実施例では２組配置され、かつ、アモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃ及び別の珪素鋼板積鉄心１ａ´を、鉄心側脚１Ｂの水平方向断面における前後方向（図５（ｃ）及び図５（ｄ）の上下方向）から挟むように珪素鋼板積鉄心１ａが配置されている。

【0058】

また、本実施例では、鉄心主脚１Ａは、２組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃの間（中央部）の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図５（ｃ）に示すようなＨ鋼３が挿入配置され、一方、２組のアモルファス巻鉄心１ｂと珪素鋼板巻鉄心１ｃ及び別の珪素鋼板積鉄心１ａ´の間（中央部）の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図５（ｃ）に示すようなＨ鋼３が挿入配置されている。

【0059】

更に、本実施例でも、アモルファス巻鉄心１ｂの鉄心主脚１Ａ及び鉄心側脚１Ｂの水平方向断面における前後方向の幅Ｌ１が、珪素鋼板巻鉄心１ｃの前後方向の幅Ｌ２よりも短く形成されている。

【0060】

次に、上述した実施例４における変圧器鉄心１の製作方法について、図６を用いて説明する。

【0061】

まず、図６の（ａ）に示すように、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃで鉄心を形成し、バインドで締めることで変圧器鉄心１の形状を保持する。

【0062】

次に、鉄心主脚１Ａに巻線４を図６の（ａ）の下方から挿入し、珪素鋼板積鉄心１ａの挿し鉄作業と珪素鋼板巻鉄心１ｃのラップ作業を実施し、図６の（ｂ）のようにする。

【0063】

更に、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃで囲まれた空間（図６の（ｂ）の点線で示した部分）にアモルファス巻鉄心１ｂを挿入してラップ作業を実施し、図６の（ｃ）のようにする。最後に、アモルファス巻鉄心１ｂの外周部に珪素鋼板積鉄心１ａの挿し鉄作業を実施し、変圧器鉄心１を製作する。

【0064】

このような本実施例の構造とすることにより、上述した特許文献１では、鉄心ケースを用いてアモルファス巻鉄心を保護する構造としていたが、本実施例の変圧器鉄心１の構造は、鉄心主脚１Ａでは、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃで、アモルファス巻鉄心１ｂの周囲を囲んでアモルファス巻鉄心１ｂを保護する構造とし、鉄心側脚１Ｂでは、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃ及び別の珪素鋼板積鉄心１ａ´で、アモルファス巻鉄心１ｂの周囲を囲んでアモルファス巻鉄心１ｂを保護する構造としている。

【0065】

そのため、本実施例では、鉄心ケースを省略することができ、鉄心ケースの金属部分と鉄心が接触する事象がなく、電気的に短絡することがなくなる。

【0066】

また、変圧器鉄心１を支持するための剛性は、鉄心主脚１Ａでは、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃで担保することができ、鉄心側脚１Ｂでは、珪素鋼板積鉄心１ａと珪素鋼板巻鉄心１ｃ及び別の珪素鋼板積鉄心１ａ´で、担保することができるため、系統事故などで巻線短絡が発生した場合にも、短絡機械力による鉄心の座屈を防止できる。

【0067】

また、特許文献１の鉄心ケースは、巻線の短絡機械力に耐える構造となっているため、厚みのある金属板で製作され、その分変圧器の重量を増加させる一因となっていたが、本実施例の変圧器鉄心１の構造を採用することで、特許文献１のような鉄心ケースを除くことができ、変圧器の重量を軽減することが可能になると共に、鉄心ケースを除くことで、コストも削減可能となる。

【0068】

従って、本実施例によれば、アモルファス磁性薄帯のような磁性薄帯で鉄心が形成されたものであっても、電気的な短絡を招くことなく、機械強度の高い変圧器鉄心１を得ることができる。

【0069】

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述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、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加える事も可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をする事が可能である。

【符号の説明】

【0070】

１…変圧器鉄心、１Ａ…鉄心主脚、１Ｂ…鉄心側脚、１Ｃ…ヨーク部、１ａ…珪素鋼板積鉄心、１ａ´…別の珪素鋼板積鉄心、１ｂ…アモルファス巻鉄心、１ｃ…珪素鋼板巻鉄心、２…鉄心支持金具、３…Ｈ鋼、４…巻線。

【図1(a)】

【図1(b)】

【図1(c)】

【図1(d)】

【図1(e)】

【図2】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図3(c)】

【図3(d)】

【図3(e)】

【図4(a)】

【図4(b)】

【図4(c)】

【図4(d)】

【図4(e)】

【図5(a)】

【図5(b)】

【図5(c)】

【図5(d)】

【図5(e)】

【図5(f)】

【図5(g)】

【図6】