JP6960325B2 - 静止誘導機器、積層鉄心、及び鉄心構造 - Google Patents

Description

本発明は、接合構造がステップラップ接合である積層鉄心等に関する。

変圧器等の静止誘導機器を構成する鉄心として、電磁鋼板を積層した積層鉄心がある。その積層鉄心の接合部における接合構造として、継ぎ目が同じ方向に順番にずれるステップラップ接合（ステップラップ継ぎ）が採用されることがある（例えば、特許文献１，２参照）。ステップラップ接合の方が、鉄損の低減や低騒音化等の観点から優れているからである。具体的には、積層鉄心が、第１及び第２ヨーク（継鉄部）と、第１及び第２側脚（外脚部）と、中央脚とを有する場合において、それらがステップラップ接合によって接合されることがある。

図８，図９は、ステップラップ接合の一例を示す図である。図８では、第１ヨークの板状片ブロック１０１と、第２ヨークの板状片ブロック１０２と、第１側脚の板状片ブロック１０３と、第２側脚の板状片ブロック１０４と、中央脚の板状片ブロック１０５とが示されている。図９では、第１ヨークの板状片ブロック２０１と、第２ヨークの板状片ブロック２０２と、第１側脚の板状片ブロック２０３と、第２側脚の板状片ブロック２０４と、中央脚の板状片ブロック２０５とが示されている。なお、各板状片ブロックは、複数の板状片をずらしながら重ねたものである。

図８，図９の両方において、中央脚の板状片ブロック１０５，２０５と、第１及び第２ヨーク１０１，１０２，２０１，２０２との接合部の形状は、ヨーク側が切り込みとなるＶ字状となっている。図８では、中央脚とヨークとの接合部が中央脚の長手方向（すなわち、図８中の両矢印の方向）に順にずれているステップラップ接合となっているのに対して、図９では、その接合部が中央脚の短手方向（すなわち、図９中の両矢印の方向）に順にずれているステップラップ接合となっている。以下、図８で示される中央脚とヨークとの接合部の構造を「縦ズラシ方式」と呼び、図９で示される中央脚とヨークとの接合部の構造を「横ズラシ方式」と呼ぶこともある。なお、中央脚の長手方向と短手方向は、通常、互いに直交する方向である。

特開昭５５−９３２０８号公報 特開平６−５４５１号公報

近年、板状片を積層して積層鉄心を製造する際に、板状片を積層する装置を用いることがある。そのように、装置を用いて自動的に板状片を積層する際には、縦ズラシ方式であれば、板状片ブロック単位で積層することができるが、横ズラシ方式では、１ステップごと（１段ごと）に板状片を積層する必要がある。したがって、装置を用いて板状片を積層する場合には、縦ズラシ方式の方が好適であることになる。また、手作業で板状片を積層する場合であっても、板状片ブロック単位で積層し、工数の低減を図るときには、縦ズラシ方式の方が好適である。

一方、積層鉄心を用いて三相三脚の変圧器等を製造する際には、まず、１個のヨークと第１及び第２側脚と、中央脚とをＥ型に積層し、各脚の自由端からそれぞれ巻線を挿入した後に、残りの１個のヨークを積層することが行われる。装置を用いて板状片を積層する場合であっても、最後のヨークを構成するための板状片の積層は、通常、人手によって行われることになる。そのヨークの構成の作業では、例えば、ヨークの板状片を１ステップずつ手作業で差し込むことによって行われる。そのような手作業の場合には、横ズラシ方式の方が、縦ズラシ方式よりも作業性がよく、短時間で作業を行うことができる。横ズラシ方式では、中央脚の一端において、ちょうど１ステップ分の隙間となっている箇所が存在するため、その隙間に差し込み対象の板状片を挿入すれば、位置ずれが起こらないからである。一方、縦ズラシ方式では、中央脚の一端において複数ステップ分の隙間が連続しているため、目的とする箇所に差し込み対象の板状片を配置しようとしても、その板状片が容易に隣のステップの位置にずれ、そのずれに応じた差し込み作業のやり直しが発生する可能性があり、また、そのようなやり直しが発生すれば作業時間がより長くなるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、板状片を積層する際の効率を向上させることができる積層鉄心等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による積層鉄心は、板状片がずらして積層されることによってそれぞれ構成される第１及び第２ヨークと第１及び第２側脚と中央脚とを有する積層鉄心であって、第１及び第２ヨーク、第１及び第２側脚、中央脚の各接合構造はステップラップ接合であり、中央脚の第１ヨーク側の端部である第１端部と、第１ヨークの中央部とのステップラップ接合は、板状片の接合部が中央脚の長手方向に順にずれるステップラップ接合であり、中央脚の第２ヨーク側の端部である第２端部と、第２ヨークの中央部とのステップラップ接合は、板状片の接合部が中央脚の短手方向に順にずれるステップラップ接合である、ものである。
このような構成により、第１ヨークと中央脚とのステップラップ接合が縦ズラシ方式であるため、第１ヨークと第１及び第２側脚と中央脚とをＥ型に積層する際に、効率よく板状片を積層することができる。また、第２ヨークと中央脚とのステップラップ接合が横ズラシ方式であるため、第２ヨークを積層する際の作業性を向上させることができる。その結果、全体として、板状片を積層して積層鉄心を製造する際の効率を向上させることができるようになる。このことは、特にＥ型の積層を装置によって行い、第２ヨークの積層を人手によって行う場合に顕著である。

また、本発明による積層鉄心では、第１端部と、第１ヨークの中央部とのステップラップ接合における各板状片の接合部の形状は、第１ヨーク側が切り込みとなるＶ字状であり、第２端部と、第２ヨークの中央部とのステップラップ接合における各板状片の接合部の形状は、第２ヨーク側が切り込みとなるＶ字状であってもよい。
このような構成により、中央脚の両端部のステップラップ接合における各板状片の接合部の形状がＶ字状である積層鉄心について、Ｅ型の積層及び第２ヨークの積層を効率化することができる。

また、本発明による積層鉄心では、第１及び第２ヨークと第１及び第２側脚との各ステップラップ接合における各板状片の接合部は傾斜していてもよい。
このような構成により、第１及び第２ヨークと第１及び第２側脚との各ステップラップ接合を、簡易な構成によって実現することができる。

また、本発明による静止誘導機器は、上記積層鉄心と、第１及び第２側脚と中央脚とにそれぞれ巻回された巻線と、を備えたものである。
このような構成により、上記積層鉄心を有する静止誘導機器を製造する際の効率を向上させることができる。

また、本発明による積層鉄心の板状片の製造方法は、板状片がずらして積層されることによってそれぞれ構成される第１及び第２ヨークと第１及び第２側脚と中央脚とを有する積層鉄心における中央脚の板状片の製造方法であって、中央脚の第１ヨーク側の端部である第１端部と、第１ヨークの中央部との接合構造は、各板状片の接合部が中央脚の長手方向に順にずれるステップラップ接合であり、中央脚の第２ヨーク側の端部である第２端部と、第２ヨークの中央部との接合構造は、各板状片の接合部が中央脚の短手方向に順にずれるステップラップ接合であり、板状材料を、中央脚の板状片の形状に切断する切断ステップを備え、切断ステップにおいて、中央脚の板状片の第１端部側は、すべての板状片について同じ形状となるように切断され、中央脚の板状片の第２端部側は、あらかじめ決められた数の板状片ごとに、中央脚の短手方向にあらかじめ決められたずらし寸法分だけずれるように切断され、切断ステップにおいて切断された中央脚の板状片は、第２端部側のずれ位置に応じてあらかじめ決められた寸法分だけずれた長手方向の長さとなる、ものである。
このような構成により、板状片を効率よく積層することができる積層鉄心を製造する際に用いられる中央脚の板状片を製造することができるようになる。

本発明による積層鉄心等によれば、例えば、板状片を積層して積層鉄心を製造する際の効率を向上させることができるようになる。

本発明の実施の形態による積層鉄心を示す外観図 同実施の形態における積層鉄心の接合部について説明するための図 同実施の形態における積層鉄心の各板状片ブロックを示す図 同実施の形態における第１ヨークの板状片を示す図 同実施の形態における第２ヨークの板状片を示す図 同実施の形態における第１側脚の板状片を示す図 同実施の形態における第２側脚の板状片を示す図 同実施の形態における中央脚の板状片を示す図 同実施の形態におけるステップラップ接合構造について説明するための図 同実施の形態による積層鉄心の中央脚の断面を示す図 同実施の形態による変圧器を示す外観図 従来の積層鉄心の接合部について説明するための図 従来の積層鉄心の接合部について説明するための図

以下、本発明による積層鉄心、静止誘導機器、及び積層鉄心の板状片の製造方法について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態による積層鉄心は、中央脚の一端が縦ズラシ方式によって一方のヨークと接合され、他端が横ズラシ方式によって他方のヨークと接合されるものである。

図１は、本実施の形態による積層鉄心１の外観を示す模式図であり、図２は、積層鉄心１の接合部について説明するための図であり、図３は、積層鉄心１の各板状片ブロックを示す図である。
本実施の形態による積層鉄心１は、第１及び第２ヨーク１１，１２と、第１及び第２側脚１３，１４と、中央脚１５とを備える。本実施の形態では、積層鉄心１を製造する際に、まず、板状片が積層されることによって、第１ヨーク１１と、第１及び第２側脚１３，１４と、中央脚１５とがＥ型に構成され、その後に、板状片が積層されることによって、第１及び第２側脚１３，１４と、中央脚１５とに接続されるように第２ヨーク１２が構成される場合について説明する。なお、第１ヨーク１１と、第１及び第２側脚１３，１４と、中央脚１５とは、装置を用いて自動的に板状片が積層されることによって構成され、第２ヨーク１２は、人手によって板状片が積層されることによって構成されてもよい。

第１及び第２ヨーク１１，１２と、第１及び第２側脚１３，１４と、中央脚１５とはそれぞれ、電磁鋼板の板状片がずらして積層されることによって構成される。第１及び第２ヨーク１１，１２と、第１及び第２側脚１３，１４と、中央脚１５との各接合箇所における接合構造は、それぞれステップラップ接合である。ステップラップ接合では、板状片がステップごとに同じ方向に順にずれるように接合される。１ステップ（すなわち、１つの段）に含まれる板状片の枚数は、あらかじめ決められており、例えば、１枚であってもよく、２枚であってもよく、３枚以上であってもよい。通常、１ステップに含まれる板状片の枚数（以下、「ステップ枚数」とする。）が少ないほど、積層鉄心１の特性はよくなる。一方、ステップ枚数が多いほど、板状片を積層する際の効率はよくなる。その両方のメリットを享受できるようにするため、例えば、ステップ枚数は２枚であってもよい。本実施の形態では、ステップ枚数が２枚である場合について主に説明する。ステップラップ接合では、通常、あらかじめ決められた数のステップが順にずれるように積層されることによって１つの繰り返し単位が構成され、その繰り返し単位ごとの積層が繰り返されることによって、第１及び第２ヨーク１１，１２等が構成されることになる。繰り返し単位に含まれるステップ数は通常、３ステップ以上であり、例えば、５ステップであってもよく、６ステップ以上であってもよい。本実施の形態では、繰り返し単位に５ステップが含まれる場合について主に説明する。なお、繰り返し単位だけ積層された板状片が「板状片ブロック」である。図５は、板状片ブロックが積層された状態を示す断面図である。図５において、１ステップに２枚の板状片が含まれており、繰り返し単位（すなわち、１つの板状片ブロック）には、５つのステップが含まれている。したがって、１つの板状片ブロックにおいて、１０枚の板状片が積層されていることになる。なお、繰り返し単位におけるステップのずれの方向は、複数の板状片ブロックを積層する際に、途中で切り替わってもよい。図５では、各繰り返し単位において、下側のステップほど右側に突出するようにずれているが、例えば、図５の２個の繰り返し単位に隣接する上側または下側の繰り返し単位において、上側のステップほど右側に突出するようにずれていてもよい。

図２において、第１及び第２ヨーク１１，１２と、第１及び第２側脚１３，１４と、中央脚１５とのそれぞれに関する１つの板状片ブロック２１〜２５の接続状態が示されている。第１及び第２ヨーク１１，１２と、第１及び第２側脚１３，１４との各ステップラップ接合における各板状片の接合部は直線状であり、傾斜している。なお、その傾斜は、ヨークや脚の長手方向に対する傾斜である。その傾斜角度は、図２で示されるように、第１及び第２ヨーク１１，１２や第１及び第２側脚１３，１４の長手方向に対して４５°であることが好適である。接合部の長さ（厚みを考慮すると面積）が、より大きくなるからである。図２のようにヨークと脚が接合された積層鉄心は、額縁形と呼ばれることもある。第１ヨーク１１の板状片ブロック２１と、第１側脚１３の板状片ブロック２３との接合部においては、第１ヨーク１１の板状片３１ａ〜３１ｅと、第１側脚１３の板状片３３ａ〜３３ｅとがそれぞれ突き当てられている。なお、本実施の形態では、ステップ枚数は２枚であるため、厳密には、各ステップにおいて、２枚の板状片同士が突き当てられていることになる。そして、板状片ブロック２１と、板状片ブロック２３との各ステップ（各層）の接合部における継ぎ目が、ステップに応じて順次、同じ方向にずれていることによって、ステップラップ接合が形成されている。

また、中央脚１５の第１ヨーク１１側の端部である第１端部２５ａと、第１ヨーク１１の中央部とのステップラップ接合は、各ステップの板状片の接合部が中央脚１５の長手方向に順にずれるステップラップ接合、すなわち縦ズラシ方式のステップラップ接合となっている。そのステップラップ接合における各板状片の接合部の形状は、第１ヨーク１１側が切り込みとなり、中央脚１５側が突出となるＶ字状である。なお、図２，図３では、中央脚１５の各板状片の第１端部２５ａ側の２辺が二等辺三角形の等辺となっており、第１ヨーク１１の各板状片の中央部の切り込みの２辺が二等辺三角形の等辺となっているが、そのステップラップ接合部の形状は、それ以外のＶ字状であってもよい。また、図２，図３では、縦ズラシ方式の接合部のずれの方向が中央脚１５の長手方向と一致している場合について示しているが、縦ズラシ方式の接合部は、少なくとも中央脚１５の長手方向に順にずれているのであれば、その接合部のずれの方向が中央脚１５の長手方向と一致していなくてもよい。板状片ブロック単位で積層することができる接合部は、結果として、縦ズラシ方式の接合部であると考えてもよい。なお、中央脚１５の第１端部２５ａ側の接合部におけるずれの方向とは、中央脚１５の各板状片の第１端部２５ａの頂点のずれの方向であると考えてもよい。

また、中央脚１５の第２ヨーク１２側の端部である第２端部２５ｂと、第２ヨーク１２の中央部とのステップラップ接合は、各ステップの板状片の接合部が中央脚１５の短手方向に順にずれるステップラップ接合、すなわち横ズラシ方式のステップラップ接合となっている。そのステップラップ接合における各板状片の接合部の形状は、第２ヨーク１２側が切り込みとなり、中央脚１５側が突出となるＶ字状である。なお、図２，図３では、中央脚１５の各板状片の第２端部２５ｂ側の２辺が各板状片の長手方向に対して対称な角度になっているが、そのステップラップ接合部の形状は、それ以外のＶ字状であってもよい。また、図２，図３では、横ズラシ方式の接合部のずれの方向が中央脚１５の短手方向と一致している場合について示しているが、横ズラシ方式の接合部は、少なくとも中央脚１５の短手方向に順にずれているのであれば、その接合部のずれの方向が中央脚１５の短手方向と一致していなくてもよい。板状片ブロック単位で積層することができない接合部は、結果として、横ズラシ方式の接合部であると考えてもよい。なお、中央脚１５の第２端部２５ｂ側の接合部におけるずれの方向とは、中央脚１５の各板状片の第２端部２５ｂの頂点のずれの方向であると考えてもよい。

図４Ａは、第１ヨーク１１の板状片ブロック２１を構成する各板状片３１ａ〜３１ｅの形状を示す図である。図４Ａで示されるように、各板状片３１ａ〜３１ｅは、Ｖ字状の切り込み以外は同じ外形をしている。板状片３１ａ〜３１ｅには、あらかじめ決められた寸法分だけ深さが順にずれるようにＶ字状の切り込みがそれぞれ設けられている。また、板状片３１ａ〜３１ｅにおいて、その切り込みの深さに応じて、切り込みの位置があらかじめ決められた寸法分だけ長手方向に順にずれている。板状片ブロック２１は、そのような板状片３１ａ〜３１ｅがステップ枚数ずつ長手方向に順にずらされながら積層されることによって構成される。

図４Ｂは、第２ヨーク１２の板状片ブロック２２を構成する板状片３２ａの形状を示す図である。板状片ブロック２２を構成する他の板状片３２ｂ〜３２ｅも、板状片３２ａと同じ形状である。板状片３２ａ〜３２ｅの中央部には、それぞれ同じ深さのＶ字状の切り込みが設けられている。板状片ブロック２２は、そのような板状片３２ａ〜３２ｅがステップ枚数ずつ長手方向に順にずらされながら積層されることによって構成される。したがって、板状片ブロック２２では、中央部の切り込みの位置があらかじめ決められた寸法分だけ長手方向に順にずれることになる。

図４Ｃは、第１側脚１３の板状片ブロック２３を構成する板状片３３ａの形状を示す図であり、図４Ｄは、第２側脚１４の板状片ブロック２４を構成する板状片３４ａの形状を示す図である。板状片ブロック２３を構成する他の板状片３３ｂ〜３３ｅも、板状片３３ａと同じ形状であり、板状片ブロック２４を構成する他の板状片３４ｂ〜３４ｅも、板状片３４ａと同じ形状である。板状片ブロック２３，２４はそれぞれ、そのような板状片３３ａ〜３３ｅ，３４ａ〜３４ｅがステップ枚数ずつ長手方向に順にずらされながら積層されることによって構成される。なお、板状片３３ａと板状片３４ａは同じ形状であり、また、板状片ブロック２３と板状片ブロック２４も同じ構成である。

図４Ｅは、中央脚１５の板状片ブロック２５を構成する各板状片３５ａ〜３５ｅの形状を示す図である。図４Ｅで示されるように、各板状片３５ａ〜３５ｅの第１端部２５ａ側は、同じ形状である。板状片３５ａ〜３５ｅの第２端部２５ｂ側は、各板状片の短手方向にあらかじめ決められた寸法分だけ順にずれるようにＶ字状の突出が設けられている。より詳細には、板状片３５ａ〜３５ｅの第２端部２５ｂ側においては、Ｖ字状の突出の頂点が、各板状片の短手方向にあらかじめ決められた寸法分だけ順にずれる位置となっており、そのＶ字状の突出を形成する２辺も、各板状片の短手方向にあらかじめ決められた寸法分だけ順にずれる位置となっている。また、板状片３５ａ〜３５ｅの長手方向の長さは、第２端部２５ｂ側のＶ字状の突出の頂点のずれ位置に応じて、あらかじめ決められた寸法分だけ順にずれた長さとなっている。板状片ブロック２５は、図３で示されるように、第２端部２５ｂ側の頂点が短手方向の直線上に順に並ぶように板状片３５ａ〜３５ｅがステップ枚数ずつ積層されることによって構成される。そのようにして積層された板状片ブロック２５では、板状片３５ａ〜３５ｅの第１端部２５ａ側は、ステップ枚数ずつ長手方向に順にずれるように並ぶことになる。

図３で示される板状片ブロック２１〜２４をＥ型に積層する場合には、まず、板状片ブロック２３，２５を面方向が水平となるように所定の位置に配置し、次に、板状片ブロック２１を面方向が水平となり、板状片ブロック２３，２５との各接合部においてステップラップ接合を形成するように配置し、その後に、板状片ブロック２４を面方向が水平となり、板状片ブロック２１との接合部においてステップラップ接合を形成するように配置する。なお、そのような板状片ブロック単位での積層を繰り返すことにより、第１ヨーク１１と第１及び第２側脚１３，１４と中央脚１５とをＥ型に組むことができる。また、板状片が積層される際には、板状片が積層されることによって構成される第１及び第２ヨーク１１，１２や第１及び第２側脚１３，１４、中央脚１５の長手方向に垂直な断面が、略円形となるように構成されることが好適である。図６は、中央脚１５の断面の一例を示す図である。図６で示されるように、異なる幅の板状片ブロック２５が積層され、板状片の厚さ方向において、中央付近の幅が最も大きくなり、上方または下方に向かうほど幅が小さくなることによって、断面が略円形となっている。なお、図６では、板状片ブロックの幅が３種類である場合について示しているが、板状片ブロックの幅は、２種類であってもよく、４種類以上であってもよい。

第１ヨーク１１と第１及び第２側脚１３，１４と中央脚１５とをＥ型に組んだ後に、第１及び第２側脚１３，１４と中央脚１５とのそれぞれに、あらかじめ線状の導電材料が巻回された巻線をはめ込むことによって組み付け、その後に、各脚の自由端側に第２ヨーク１２を構成する各板状片を順番に差し込むことによって、第１及び第２側脚１３，１４と中央脚１５とに接続された第２ヨーク１２を構成することができる。そのようにして、図７で示されるように、積層鉄心１と、第１及び第２側脚１３，１４、並びに中央脚１５にそれぞれ巻回された巻線５１〜５３とを有する変圧器２を製造することができる。

なお、第１及び第２ヨーク１１，１２と第１及び第２側脚１３，１４との接合部の構造は、図２，図３で示されるものでなくてもよい。例えば、図３において、第１ヨーク１１の板状片ブロック２１の板状片ブロック２４側（第２側脚１４側）の端部において、板状片３１ａ〜３１ｅは、板状片３１ａが最も突出し、板状片３１ｅが最も引っ込むように順にずれているが、板状片３１ａが最も引っ込み、板状片３１ｅが最も突出するように順にずれてもよい。その場合には、板状片ブロック２４の板状片ブロック２１側（第１ヨーク１１側）の端部は、その板状片ブロック２１の端部と適切にステップラップ接合を形成できるように構成されるものとする。具体的には、板状片ブロック２４の板状片ブロック２１側の端部において、板状片３４ａが最も突出するように順にずれるものとする。その場合には、板状片ブロック２４を構成する各板状片は、それぞれ異なる形状となる。

また、第１ヨーク１１と中央脚１５との接合部のステップラップ接合は、図２，図３で示されるものでなくてもよい。例えば、第１ヨーク１１の中央部において、図２，図３と表裏が逆となるステップ形状となっており、中央脚１５の第１端部２５ａ側においても、図２，図３と表裏が逆となるステップ形状となっていてもよい。すなわち、板状片ブロック２１の中央部におけるステップ形状は、板状片３１ａのＶ字状の切れ込みが最も小さくなり、板状片３１ｅのＶ字状の切れ込みが最も大きくなるように構成されていてもよい。また、板状片ブロック２５の第１端部２５ａ側のステップ形状は、板状片３５ａの第１端部２５ａが最も突出し、板状片３５ｅの第１端部２５ａ側が最も引っ込むように順にずれていてもよい。また、第２ヨーク１２と中央脚１５との接合部のステップラップ接合も、図２，図３で示されるものでなくてもよい。例えば、第２ヨーク１２の中央部において、図２，図３と表裏が逆となるステップ形状となっており、中央脚１５の第２端部２５ｂ側においても、図２，図３と表裏が逆となるステップ形状となっていてもよい。それらの場合には、板状片ブロック２１，２２，２５を構成する各板状片は、それぞれ異なる形状となることがある。

また、板状片ブロックを構成する各板状片には、各板状片の位置決めのために用いられるガイド孔が設けられていてもよい。ガイド孔が設けられている場合には、そのガイド孔の位置が揃うように板状片や板状片ブロックを積み重ねることによって、板状片ブロックや、複数の板状片ブロックから構成される第１ヨーク１１や中央脚１５等を容易に所望の積層形状にすることができる。そのガイド孔は、複数の板状片を結束するために用いられてもよい。なお、ガイド孔のない方が積層鉄心１の特性はよくなる。また、板状片にガイド孔が設けられている場合であっても、設けられていない場合であっても、板状片や板状片ブロックが積み重ねられた後に結束具等によって、各板状片の位置がずれないように結束されてもよい。

次に、各板状片の製造方法について説明する。各板状片は、板状片と同じ幅の帯状の板状材料を第１及び第２ヨーク１１，１２、第１及び第２側脚１３，１４、並びに中央脚１５のそれぞれの板状片の形状に切断することによって行われてもよい。すなわち、板状片の製造方法は、板状材料を第１ヨーク１１の板状片の形状に切断する切断ステップを備えていてもよく、板状材料を第２ヨーク１２の板状片の形状に切断する切断ステップを備えていてもよく、板状材料を第１側脚１３の板状片の形状に切断する切断ステップを備えていてもよく、板状材料を第２側脚１４の板状片の形状に切断する切断ステップを備えていてもよく、板状材料を中央脚１５の板状片の形状に切断する切断ステップを備えていてもよい。

第１ヨーク１１の板状片の切断ステップにおいて、第１ヨーク１１の板状片は、Ｖカットされる切り込みの深さと長手方向の位置が、あらかじめ決められたずらし寸法分だけステップ枚数ごとに、またはステップ枚数の倍数ごとにずれた形状、及び寸法となるように切断される。なお、第１ヨーク１１の板状片は、従来の縦ズラシ方式における第１ヨークの板状片と同様のものであるため、従来と同様の方法によって切断することができる。

第２ヨーク１２の板状片の切断ステップにおいて、第２ヨーク１２の板状片は、Ｖカットされる切り込みの深さと長手方向の位置が同じとなるように切断される。すなわち、複数の板状片は同じ形状、同じ寸法となる。なお、第２ヨーク１２の板状片は、従来の横ズラシ方式における第２ヨークの板状片と同様のものであるため、従来と同様の方法によって切断することができる。

第１及び第２側脚１３，１４の板状片の切断ステップにおいて、第１及び第２側脚１３，１４の板状片は、両端が長手方向に対して４５°などの所定の角度となり、同じ形状、同じ寸法となるように切断される。なお、第１及び第２側脚１３，１４の板状片は、従来の縦ズラシ方式や横ズラシ方式における第１及び第２側脚の板状片と同様のものであるため、従来と同様の方法によって切断することができる。

中央脚１５の板状片の切断ステップにおいて、中央脚１５の板状片の第１端部２５ａ側は、すべての板状片について同じ形状となるように切断され、中央脚１５の第２端部２５ｂ側は、あらかじめ決められた数の板状片ごとに（例えば、ステップ枚数ごとに、またはステップ枚数の倍数ごとに）、中央脚１５の短手方向にあらかじめ決められたずらし寸法分だけずれるように切断される。また、各板状片は、第２端部２５ｂ側のずれ位置に応じてあらかじめ決められた寸法分だけずれた長手方向の長さとなるように切断される。

なお、上記のように、第１ヨーク１１等を構成する板状片ブロックには、複数の幅のものが存在する。したがって、板状片を切断する際にも、複数の幅の帯状の板状材料からそれぞれ板状片を切り出すことになる。

以上のように、本実施の形態による積層鉄心１によれば、中央脚１５と第１ヨーク１１との接合部を縦ズラシ方式とし、中央脚１５と第２ヨーク１２との接合部を横ズラシ方式としたことによって、積層鉄心１を製造する際の効率を向上させることができる。具体的には、第１ヨーク１１と第１及び第２側脚１３，１４と中央脚１５とをＥ型に組む際には、中央脚１５と第１ヨーク１１との接合部が縦ズラシ方式であるため、装置を用いて板状片ブロック単位で積層することができ、短時間でＥ型を製造することができる。また、そのＥ型の各脚の端部に手作業で板状片をステップごとに差し込むことによって第２ヨーク１２を構成する際には、中央脚１５と第２ヨーク１２との接合部が横ズラシ方式であるため、その接合部が縦ズラシ方式である場合よりも短時間で確実に板状片の差し込みを行うことができる。このように、積層鉄心１の製造効率が全体的に向上することになる。なお、人手によってＥ型を組む際にも、板状片ブロック単位で積層することができれば作業性が向上することになる。したがって、装置を用いないで手作業で積層鉄心１を製造する際にも、製造効率を向上させることができることになる。

なお、本実施の形態では、第１及び第２ヨーク１１，１２と中央脚１５との接合部の形状がそれぞれ、第１及び第２ヨーク１１，１２側が切り込みとなるＶ字状である場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、その接合部の形状は、第１及び第２ヨーク１１，１２側が切り込みとなるレ字状等であってもよく、その他の形状であってもよい。

また、本実施の形態では、１個の中央脚１５を有する積層鉄心１について説明したが、本実施の形態による積層鉄心は、２以上の中央脚を有していてもよい。本実施の形態による積層鉄心は、例えば、３個の中央脚を有する三相五脚の積層鉄心であってもよい。

また、本実施の形態の第１及び第２ヨーク１１，１２において、一枚の板状片は、複数の板状片に分割されていてもよい。例えば、板状片３１ａや板状片３２ａは、それぞれ２個の分割板状片から構成されてもよい。その場合には、例えば、一方の分割板状片は、台形となり、他方の分割板状片は、五角形となってもよい。そのような分割板状片の分割部分の接合も、ステップラップ接合であってもよい。そのような分割板状片によって構成された第１及び第２ヨーク１１，１２については、例えば、上記特許文献１を参照されたい。

また、本実施の形態による積層鉄心１は、図７で示されるように変圧器２において用いられてもよく、または、その他の静止誘導機器において用いられてもよい。変圧器以外の静止誘導機器は、例えば、リアクトルであってもよい。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上より、本発明による積層鉄心等によれば、製造効率を向上できるという効果が得られ、例えば、変圧器等の静止誘導機器で用いられる積層鉄心等として有用である。

１ 積層鉄心
２ 変圧器
１１ 第１ヨーク
１２ 第２ヨーク
１３ 第１側脚
１４ 第２側脚
１５ 中央脚
２１〜２５ 板状片ブロック
３１ａ〜３１ｅ、３２ａ〜３２ｅ、３３ａ〜３３ｅ、３４ａ〜３４ｅ、３５ａ〜３５ｅ 板状片
５１〜５３ 巻線

Claims (4)

1. 板状片がずらして積層されることによってそれぞれ構成される第１及び第２ヨークと第１及び第２側脚と中央脚とを有する積層鉄心であって、
   前記第１及び第２ヨーク、前記第１及び第２側脚、前記中央脚の各接合構造はステップラップ接合であり、
   前記中央脚の前記第１ヨーク側の端部である第１端部と、前記第１ヨークの中央部とのステップラップ接合は、板状片の接合部が前記中央脚の長手方向に順にずれるステップラップ接合であり、
   前記中央脚の前記第２ヨーク側の端部である第２端部と、前記第２ヨークの中央部とのステップラップ接合は、板状片の接合部が前記中央脚の短手方向に順にずれるステップラップ接合である、積層鉄心。
2. 前記第１端部と、前記第１ヨークの中央部とのステップラップ接合における各板状片の接合部の形状は、前記第１ヨーク側が切り込みとなるＶ字状であり、
   前記第２端部と、前記第２ヨークの中央部とのステップラップ接合における各板状片の接合部の形状は、前記第２ヨーク側が切り込みとなるＶ字状である、請求項１記載の積層鉄心。
3. 請求項１または請求項２記載の積層鉄心と、
   前記第１及び第２側脚と前記中央脚とにそれぞれ巻回された巻線と、を備えた静止誘導機器。
4. 板状片がずらして積層されることによってそれぞれ構成される第１及び第２ヨークと第１及び第２側脚と中央脚とを有する積層鉄心における前記中央脚の板状片の製造方法であって、
   前記中央脚の前記第１ヨーク側の端部である第１端部と、前記第１ヨークの中央部との接合構造は、各板状片の接合部が前記中央脚の長手方向に順にずれるステップラップ接合であり、
   前記中央脚の前記第２ヨーク側の端部である第２端部と、前記第２ヨークの中央部との接合構造は、各板状片の接合部が前記中央脚の短手方向に順にずれるステップラップ接合であり、
   板状材料を、前記中央脚の板状片の形状に切断する切断ステップを備え、
   前記切断ステップにおいて、前記中央脚の板状片の第１端部側は、すべての板状片について同じ形状となるように切断され、前記中央脚の板状片の第２端部側は、あらかじめ決められた数の板状片ごとに、前記中央脚の短手方向にあらかじめ決められたずらし寸法分だけずれるように切断され、
   前記切断ステップにおいて切断された前記中央脚の板状片は、前記第２端部側のずれ位置に応じてあらかじめ決められた寸法分だけずれた長手方向の長さとなる、積層鉄心の板状片の製造方法。

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