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JP4369164B2 - アモルファス鉄心変圧器の製造方法 - Google Patents

アモルファス鉄心変圧器の製造方法 Download PDF

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JP4369164B2 JP2003169488A JP2003169488A JP4369164B2 JP 4369164 B2 JP4369164 B2 JP 4369164B2 JP 2003169488 A JP2003169488 A JP 2003169488A JP 2003169488 A JP2003169488 A JP 2003169488A JP 4369164 B2 JP4369164 B2 JP 4369164B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層したアモルファス材を鉄心に用いたアモルファス鉄心変圧器に係り、特に鉄心の製造技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
本発明に関連した従来技術としては、例えば、特開2000−232025号公報(特許文献1)や特開平7−86052号公報(特許文献2)に記載されたものがある。特開2000−232025号公報には、アモルファス素材を水平積みして成るアモルファスブロック材を、U字形状に変形させる位置に移動させ、該U字形状に変形させる工程と、アモルファス素材を水平積みしてアモルファスブロック材を形成する工程とを同時並行的に行う構成が記載れている。また、特開平7−86052号公報には、内側鉄心の最外周をステンレス鋼帯等の非磁性材で覆い、内側鉄心を枠として外側鉄心を積層し、該外側鉄心の最内周に該外側鉄心を保護するための珪素鋼帯や容易に変形する厚みの鋼帯やステンレス鋼帯を設けた三相アモルファス三脚鉄心変圧器の構成が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−232025号公報
【特許文献2】
特開平7−86052号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開2000−232025号公報や記載の技術は、鉄心の切断と、その後の水平積みとを連続的に行う技術であって、内側鉄心と外側鉄心の変形を抑えるための技術ではない。また、特開平7−86052号公報記載の技術は、焼鈍後の鉄心の破損や破片の大量発生を防止するための技術であるため、言及されている技術範囲からみて、鉄心の保護はされても該鉄心の変形を抑えるには不十分であると考えられる。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、アモルファス鉄心変圧器において、鉄心の破損や破片の発生を抑えた状態で生産性を向上でき、かつ該鉄心の変形を抑えられるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、水平積み状態に積層したアモルファス材を変形させてU字状鉄心を形成し、励磁用コイルを組み込んだ後環状にするアモルファス鉄心変圧器の製造方法として、巻型を製造装置にセットし、複数のフープ状に巻かれた薄帯状アモルファス材を該製造装置内の複数の支持部より引き出し、互いを重ね合わせ、該重ねられたアモルファス材を所定の長さに切断し、該切断されたアモルファス材を順次テーブル上に水平積みし、上記巻型によりU字状に整形し、2個の内側U字状鉄心を形成する第1のステップと、複数のフープ状に巻かれた薄帯状アモルファス材を該製造装置内の複数の支持部より引き出し、互いを重ね合わせ、該重ねられたアモルファス材を所定の長さに切断し、該切断されたアモルファス材を順次テーブル上に水平積みする第2のステップと、上記第1のステップで形成した2個の内側U字状鉄心を、該2個の内側U字状鉄心上に変形防止部材が載った状態で上記製造装置内の所定位置にセットする第3のステップと、上記2個の内側U字状鉄心上に変形防止部材が載った状態のものを巻型として、上記第2のステップで水平積み状態にした鉄心材をU字状に変形させて外側U字状鉄心を形成し、上記2個の内側U字状鉄心と該外側U字状鉄心とが一体状とされかつ両U字状鉄心間に変形防止部材を有した複合U字状鉄心を形成する第4のステップと、上記複合U字状鉄心における上記2個の内側U字状鉄心と上記外側U字状鉄心のそれぞれについて、開放端を突き合わせて環状にする第5のステップと、上記複合U字状鉄心を焼鈍する第6のステップと、上記突き合わせ状態を解いて上記複合U字状鉄心に励磁用コイルを組み込む第7のステップと、上記複合U字状鉄心内の上記2個の内側U字状鉄心と上記外側U字状鉄心のそれぞれの開放端を互いに突き合わせて結合し環状の磁気回路を形成する第8のステップと、を経て、アモルファス鉄心変圧器を製造する。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図1〜図5は、本発明の実施例の説明図である。図1は、本発明の実施例のアモルファス鉄心変圧器に用いる鉄心の複合U字状鉄心状態の説明図、図2は、図1の複合U字状鉄心の製造手順の説明図、図3は、内側U字状鉄心の整形の説明図、図4は、図1の複合U字状鉄心の製造装置の構成例図、図5は、本発明の実施例のアモルファス鉄心変圧器に用いる鉄心の製造手順の説明図である。
【0007】
図1において、1は複合U字状鉄心、2は、積層したアモルファス材から成る外側U字状鉄心、3、5は、同じく積層したアモルファス材から成る内側U字状鉄心、4、6は巻型、7は、内側鉄心3、5と外側鉄心2のいずれか一方の変形または両方の変形を抑えるための変形防止部材である。変形防止部材7は変形しにくい板状部材などで構成される。本構成は3相3脚のアモルファス鉄心の例である。複合U字状鉄心1は、2個の内側U字状鉄心3、5と、該2個の内側U字状鉄心3、5を囲み該該2個の内側U字状鉄心3、5の外側に設けられる1個の外側U字状鉄心2とから構成さる。該2個の内側U字状鉄心3、5はそれぞれ、巻型4、6によりU字状に整形され、また、外側U字状鉄心2は、該2個の内側U字状鉄心3、5を巻型としてU字状に整形される。変形防止部材7は、外側U字状鉄心2のU字状整形に先立ち予め、該2個の内側U字状鉄心3、5の底辺部の外側に配しておいてもよいし、または、該外側U字状鉄心2のU字状整形の後に、該外側U字状鉄心2と上記2個の内側U字状鉄心3、5との間に設けるようにしてもよい。
【0008】
図2は、図1の複合U字状鉄心1の製造手順の説明図である。
図2において、2'は、U字状整形前の水平積み状態の外側鉄心材、7は、上記図1で説明した変形防止部材、8は、変形防止部材7を載置する載置用部材、50a、50bは、外側鉄心材2'を載置する伸縮テーブルである。上記図1と同じ他の要素には、図1の場合と同じ符号を付す。
製造手順は、以下のようになる。すなわち、
(1)巻型4、6によりU字状に整形された2個の内側U字状鉄心3、5が互いに並列的に結合された後、伸縮テーブ50a、50bの下部の所定位置に移動される。
(2)2個の内側U字状鉄心3、5を上昇させるとともに、載置用部材8を伸縮テーブル50a、50bの位置から引き抜く。
(3)2個の内側U字状鉄心3、5上に変形防止部材7が載った状態のものを巻型として、外側鉄心材2'をU字状に整形して外側U字状鉄心とし、該外側U字状鉄心と2個の内側U字状鉄心3、5とから成る複合U字状鉄心1(図1)を形成する。
【0009】
図3は、内側U字状鉄心の整形の説明図である。
図3において、3'は、U字状整形前の水平積み状態の内側鉄心材、10は引出し用部材である。アモルファス材はフープ状に巻かれた素材を解いて取り出しながら所定の長さに切断し、該切断したものを上記引出し用部材10で順次引出して水平積みし、水平積み状態の内側鉄心材3'とする。次に、該内側鉄心材3'に対して巻型4を上昇させ、該内側鉄心材3'をU字状に変形させ内側U字状鉄心3を形成する。内側U字状鉄心5についても同様である。
【0010】
図4は、図1の複合U字状鉄心1を製造する製造装置の構成例図である。
図4において、20は、フープ状に巻かれたアモルファス材を支持する支持部、30は、アモルファス材を所定の長さに切断する切断部、50a、50bは伸縮テーブル、40は巻型、70は装置操作を行うための操作盤である。本例の製造装置では内側U字状鉄心3、5(図1)を製造した後、該内側U字状鉄心3、5を用いて外側U字状鉄心2(図1)をU字状に整形し、該内側U字状鉄心3、5と該外側U字状鉄心2とを一体状にした複合U字状鉄心1(図1)を製造する。内側U字状鉄心3、5の製造時は、複数のフープ状に巻かれた薄帯状のアモルファス材が、複数の支持部20から引出され、互いに重ねられ、切断部30で所定の長さに切断される。該切断されたものは伸縮テーブル50a、50b上に水平積みされる。所定の水平積み状態となると、巻型40が移動して該水平積み状態の鉄心材をU字状に変形させる。これによって、内側U字状鉄心3または内側U字状鉄心5が形成される。また、外側U字状鉄心2の整形による複合U字状鉄心1の製造時は、複数のフープ状に巻かれた薄帯状のアモルファス材が、複数の支持部20から引出され、互いに重ねられ、切断部30で所定の長さに切断される。該切断されたものは伸縮テーブル50a、50b上に水平積みされる。所定の水平積み状態となると、内側U字状鉄心3、5上に変形防止部材7が載った状態のものを巻型として移動させ、該水平積み状態の鉄心材をU字状に変形させる。これによって、該内側U字状鉄心3、5と該外側U字状鉄心2とが一体状とされかつ変形防止部材7を両者間に有した複合U字状鉄心1が形成される。
【0011】
図5は、本発明の実施例としてのアモルファス鉄心変圧器に用いる鉄心の製造手順の説明図である。なお、説明中で構成要素の符号には、上記図1、図2で用いた符号と同じものを用いるとする。
図5において、
(1)巻型を製造装置にセットする(ステップS501)。
(2)複数のフープ状に巻かれた薄帯状のアモルファス素材を、製造装置内の複数の支持部から引出す(ステップS502)。
(3)上記引出されかつ重ねられたアモルファス材を、所定の長さに切断する(ステップS503)。
(4)切断されたものを順次所定位置に搬送し、水平積みする(ステップS504、ステップS505)。
(5)水平積み量が1脚分あるか否かを判別する(ステップS506)。
(6)水平積み量が1脚分の所定量に満たない場合は、上記ステップS502〜ステップS505を再び繰返す。
(7)ステップS506で、上記水平積み量が1脚分の所定量に達している場合は、該水平積みされた鉄心材を上記セットした巻型によりU字状に変形させ、内側U字状鉄心3、5を形成する(ステップS507)。
(8)次に、製造装置を、複合U字状鉄心1の整形対応に切替える(ステップS508)。
【0012】
(9)上記ステップS502〜ステップS505を再び繰返す(ステップS509)。ただし、少なくとも、上記ステップS503における切断では、アモルファス材を外側U字状鉄心2に対応する長さに切断し、上記ステップS505における水平積みでは、アモルファス材を外側U字状鉄心2に対応する量になるまで水平積みする。
(10)上記整形済みの内側U字状鉄心3、5を、装置内の所定位置にセットする(ステップS510)。
(11)変形防止部材7を所定位置にセットする(ステップS511)。
(12)上記内側U字状鉄心3、5及び上記変形防止部材7を巻型として(巻型の代わりとして)、上記水平積み状態の鉄心材をU字状に変形させて外側U字状鉄心2とし、該外側U字状鉄心2と内側U字状鉄心3、5とが一体状とされかつ変形防止部材7を両者間に有した複合U字状鉄心1が形成する(ステップS512)。
(13)複合U字状鉄心1内の内側U字状鉄心3、5と外側U字状鉄心2のそれぞれの開放端を突き合わせて環状とし(ラップ状態とし)、焼鈍処理を行う(ステップS513)。
(14)上記ラップ状態を解いて励磁用コイルを挿入する(ステップS514)。
(15)複合U字状鉄心1内の内側U字状鉄心3、5と外側U字状鉄心2のそれぞれの開放端を再び突き合わせて環状とし(ラップ状態とし)、コイル端末の接続等の配線を行う(ステップS515)。
【0013】
上記実施例によれば、アモルファス鉄心変圧器において、内側U字状鉄心3、5を巻型として外側U字状鉄心2を整形し、そのまま複合U字状鉄心1として一体状の構成にできるため、鉄心の生産性を向上できる。また、変形防止部材7により、鉄心の重力に起因した変形などを抑えられ、特性劣化も防止できる。
【0014】
なお、上記実施例は3相3脚型のアモルファス鉄心変圧器につき述べたが、本発明はこれには限定されず、他の形式の変圧器であってもよい。また、変形防止部材7は板状のものに限定されないし、外側U字状鉄心2と内側U字状鉄心3、5との間に配するタイミングも、外側U字状鉄心2の整形後としてもよい。
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、アモルファス鉄心変圧器において、鉄心の生産性を向上できる。また、鉄心の特性劣化も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のアモルファス鉄心変圧器に用いる鉄心の複合U字状鉄心状態の説明図である。
【図2】図1の複合U字状鉄心の製造手順の説明図である。
【図3】内側U字状鉄心の整形の説明図である。
【図4】図1の複合U字状鉄心の製造装置の構成例図である。
【図5】本発明の実施例のアモルファス鉄心変圧器に用いる鉄心の製造手順の説明図である。
【符号の説明】
1…複合U字状鉄心、 2…外側U字状鉄心、 2'…水平積み状態の外側鉄心材、 3、5…内側U字状鉄心、 4、6、40…巻型、 7…変形防止部材、 8…載置用部材、 20…支持部、 30…切断部、 50a、50b…伸縮テーブル、 70…操作盤。

Claims (1)

  1. 水平積み状態に積層したアモルファス材を変形させてU字状鉄心を形成し、励磁用コイルを組み込んだ後環状にするアモルファス鉄心変圧器の製造方法であって、
    巻型を製造装置にセットし、複数のフープ状に巻かれた薄帯状アモルファス材を該製造装置内の複数の支持部より引き出し、互いを重ね合わせ、該重ねられたアモルファス材を所定の長さに切断し、該切断されたアモルファス材を順次テーブル上に水平積みし、上記巻型によりU字状に整形し、2個の内側U字状鉄心を形成する第1のステップと
    複数のフープ状に巻かれた薄帯状アモルファス材を該製造装置内の複数の支持部より引き出し、互いを重ね合わせ、該重ねられたアモルファス材を所定の長さに切断し、該切断されたアモルファス材を順次テーブル上に水平積みする第2のステップと
    上記第1のステップで形成した2個の内側U字状鉄心を、該2個の内側U字状鉄心上に変形防止部材が載った状態で上記製造装置内の所定位置にセットする第3のステップと
    上記2個の内側U字状鉄心上に変形防止部材が載った状態のものを巻型として、上記第2のステップで水平積み状態にした鉄心材をU字状に変形させて外側U字状鉄心を形成し、上記2個の内側U字状鉄心と該外側U字状鉄心とが一体状とされかつ両U字状鉄心間に変形防止部材を有した複合U字状鉄心を形成する第4のステップと、
    上記複合U字状鉄心における上記2個の内側U字状鉄心と上記外側U字状鉄心のそれぞれについて、開放端を突き合わせて環状にする第5のステップと、
    上記複合U字状鉄心を焼鈍する第6のステップと、
    上記突き合わせ状態を解いて上記複合U字状鉄心に励磁用コイルを組み込む第7のステップと、
    上記複合U字状鉄心内の上記2個の内側U字状鉄心と上記外側U字状鉄心のそれぞれの開放端を互いに突き合わせて結合し環状の磁気回路を形成する第8のステップと、
    を経て、アモルファス鉄心変圧器を製造することを特徴とするアモルファス鉄心変圧器の製造方法
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