JP2015142095A - 静止誘導機器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のＹ形鉄心の利点を生かしながらも、その従来のＹ形鉄心の課題である磁束漏れや鉄損の増加を極力抑えることができ、しかも強固な鉄心を備えた静止誘導機器を提供する。
【解決手段】鉄心は、脚形成部の両端部にヨーク形成部を有するほぼＵ字状をなす３個のＵ字状鉄心を、脚形成部が所定の点を中心としてほぼ１２０度配置となるように配置した状態で、ヨーク形成部同士を突き合わせて一層が形成され、脚形成部およびヨーク形成部はＵ字状鉄心を複数層重ねて形成され、内側から２層目以降の一つのＵ字状鉄心のヨーク形成部の一部が、当該一つのＵ字状鉄心とは異なる他の脚形成部を形成する前層のＵ字状鉄心のヨーク形成部に順次重なるように構成されたラップ接合構造を有する。コイルは、鉄心の３箇所の脚形成部に設けられる。締付け固定手段は、鉄心においてヨーク形成部のラップ接合構造部分を、対向する２枚のクランプ板で挟み込んで締付け固定する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、静止誘導機器およびその製造方法に関する。

３相の静止誘導機器用鉄心、例えば３相の変圧器用鉄心は、短冊形に切断した電磁鋼板を順次積層して構成する積み鉄心と、電磁鋼板を巻きながら周方向に積層して構成される巻鉄心とに大別される。巻鉄心は２つの内コアと一つの外コアを同じ積み方向に配置したエバンス鉄心と、４つの鉄心を横配置して構成した５脚鉄心の２種類がある。このうち特に、図１５に示すエバンス鉄心１（特許文献１の図４参照）は、形状が異なる２種類の大きさの鉄心（内コア２と外コア３）で構成するため、Ｕ、Ｖ、Ｗ相のコイルが囲む鉄心がＶ相とＵ，Ｗ相とでは異なることによって、磁束波形がひずみ、鉄損の悪化をもたらす。さらに、外コア３は、平面的にＵ相とＷ相のコイルを磁気的に繋ぐために内コア２よりも、材料的に無駄に長くなっている。この余分な長さの鉄心にも磁束が流れることから、それだけ多く鉄損が発生することになり、省エネの要求が高まった今日では改善する必要がある。

一方、特許文献２，３には、３つの同じ形状の枠状をなす鉄心を三角柱形状に立体的に構成する立体鉄心（以下、デルタ形鉄心と称する）が提案されている。このデルタ形鉄心は、３つのコイルを等配に最近接し、その間を同じ形状の鉄心で繋ぐことで、余分な鉄心部位を極力排除するとともに磁束密度を均一化して、鉄損の低減と材料使用量を減らすことが目的である。

しかしながら、デルタ形鉄心は、コイル断面内に脚を高い占積率で納めるために、円筒コイルしか採用できず、また、その中で鉄心の脚を円形断面に形成する必要があるため、電磁鋼板フープを徐々に斜めにスリットしながら（ずらしながら）巻き込む必要がある。前記スリットには高い精度が必要であり、そうでないと占積率は低下する。ただでさえ鉄心の脚を円形断面に形成することが困難である上、前記スリット精度が悪化すると、折角立体鉄心化しても、必要な鉄心断面積を得るためにコイル径を大きく取る必要があり、さらにコイル径を大きくするとコイル間を繋ぐ鉄心（ヨーク）寸法も大きくなることから、鉄損の低減、および材料使用量の低減効果が薄れてくる。

特開２００５−１３６０５９号公報（図４参照） 特公昭２８−１３０７号公報（第３図参照） 特表２０１３−５３９２１５号公報（図４参照） 実公昭３３−２８２７号公報（第２図、第３図参照）

近年、地球温暖化防止のため電気機器の省エネルギー化、高効率化が世界規模で求められており、変圧器などの静止誘導機器においても更なる高効率化が希求されている。例えば静止誘導機器の一種である変圧器の損失には、巻線導体に電流を通電することによる負荷損（銅損）と、鉄心を励磁することで生じる無負荷損（鉄損）とがある。鉄損は変圧器を電路に接続しておくと、負荷をかけない状態でも連続して発生することから、より低減することが求められる。

前述したように静止誘導機器の鉄心には、積み鉄心と巻鉄心とに大別されるが、後者は電磁鋼板を繋ぎ合わせる箇所が少ない等の理由で、鉄損低減に適した構造である。巻鉄心の一般的な構造に、前述したエバンス鉄心１（図１５参照）が挙げられる。図１６には、外コアと内コアの磁路長さ比（横軸）に対する鉄損および鉄心重量（縦軸）の変化を示す特性図を示している。この場合、外コアの磁路長さをＬｏ、内コアの磁路長さをＬｉとし、外コアと内コアの磁路長さ比はＬｏ／Ｌｉとする。図１６はノーカットリング形状の鉄心に対して実測した結果である。この特性図から明らかなように、磁路長さ比が小さくなるほど鉄損と鉄心重量は減少する。この磁路長さ比が１．０の場合の一例が、前記デルタ形鉄心の構造に当たる。このように同じ鉄心断面と鉄心窓（すなわち、コイルの寸法に対応）であれば、デルタ形鉄心は理想の鉄心構造であると言うことができる。

しかしながら、現実のデルタ形鉄心は、コイル断面内の鉄心占積率がエバンス鉄心１ほど高くなく、同じ鉄心断面とするにはコイルを大きくする必要が生じる。この結果、鉄損と鉄心重量は増加することになる。また、鉄心脚の円形断面化には高い寸法精度を必要とすることと、それでもエバンス鉄心１ほど占積率を上げることができないという現状がある。

一方、特許文献４の第２図および第３図の例には、次のような構成の３相変圧器鉄心が示されている。図１７に示すように、それぞれ脚５ａおよび当該脚５ａの両端部にヨーク形成部５ｂを備えたほぼＵ字形をなすＵ字形心体５を３個備えるとともに、高さが低い三角柱状をなす中央継鉄部６を２個備え、３個のＵ字形心体５を、横向きにした状態で各脚５ａが所定の点を中心として１２０度配置となるように配置するとともに、上下のヨーク形成部５ｂの中央部に中央継鉄部６をそれぞれ配置して、これらを端面同士で接合した構成となっている。この構成のものでは、平面的に見てＹ字形をなしており、以下、従来のＹ形鉄心７と称する。この従来のＹ形鉄心７は、前記デルタ形鉄心とほぼ同様な効果、すなわち、等しい磁路長を各脚に配分し、余分な鉄心を極力少なくすることができる利点がある。しかも、従来のデルタ鉄心とは違い、円形断面コイルだけでなく、角形断面コイルに対しても高い鉄心占積率を維持することができる利点もある。図１７中、矢印Ａは磁束の流れる方向を示している。

しかしながら、上記従来のＹ形鉄心７においては、次のような課題もある。３個のＵ字形心体５と、２個の中央継鉄部６を必要としている。３個のＵ字形心体５における上下の各ヨーク形成部５ｂは、三角形の中央継鉄部６とそれぞれ端面で接合する必要がある。それらの接合部を符号８で示す。各ヨーク形成部５ｂと中央継鉄部６とを接合する手段としては、接着剤による接着と、溶接例えばスポット溶接が考えられる。どちらの場合も、ヨーク形成部５ｂの端面と中央継鉄部６の端面とが対向した状態で接合されることになるため、その接合面で漏れ磁束が発生しやすく、鉄損が増加しやすい。特に接着剤による接着の場合には、各接合部８でギャップができることが避けられない。接合部８でギャップができると、漏れ磁束が発生しやすく、また、励磁電流の劣化や鉄損の増加が発生しやすい。溶接の場合には、熱により鋼板が損傷しやすく、特性が低下し、鉄損が増加しやすい。

そこで、従来のＹ形鉄心の利点を生かしながらも、その従来のＹ形鉄心の課題である磁束漏れや鉄損の増加を極力抑えることができ、しかも強固な鉄心を備えた静止誘導機器およびその製造方法を提供する。

本実施形態の静止誘導機器は、静止誘導機器用の鉄心と、コイルと、締付け固定手段を備える。静止誘導機器用の鉄心は、一つの脚形成部および当該脚形成部の両端部にヨーク形成部を有するほぼＵ字状をなす３個のＵ字状鉄心を、前記脚形成部が所定の点を中心としてほぼ１２０度配置となるように配置した状態で、前記ヨーク形成部同士を突き合わせて一層が形成され、前記脚形成部およびヨーク形成部は前記Ｕ字状鉄心を複数層重ねて形成され、内側から２層目以降の一つのＵ字状鉄心のヨーク形成部の一部が、当該一つのＵ字状鉄心とは異なる他の脚形成部を形成する前層のＵ字状鉄心のヨーク形成部に順次重なるように構成されたラップ接合構造を有する。コイルは、鉄心の３箇所の脚形成部に設けられる。締付け固定手段は、鉄心において前記ヨーク形成部の前記ラップ接合構造部分を、対向する２枚のクランプ板で挟み込んで締付け固定する。

第１実施形態における変圧器（静止誘導機器）の全体構成を概略的に示す斜視図 鉄心と締付け固定手段を示すもので、（ａ）は締付け固定手段を分解して示す斜視図、（ｂ）は締付け固定手段を締め付けた状態での斜視図 鉄心単体の斜視図 鉄心の組立構成を説明する図 締付け固定手段の分解斜視図 ３組のＵ字状鉄心ユニットの構成とコイルの関係を示す図 変圧器の組立手順を説明するもので、（ａ）はコイルを装着した３組のＵ字状鉄心ユニットを合体する様子を示す斜視図、（ｂ）は鉄心に締付け固定手段を取り付ける様子を示す斜視図、（ｃ）は変圧器の完成状態を示す図 第２実施形態による締付け固定手段を示すもので、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立状態での斜視図 第３実施形態による締付け固定手段を示すもので、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立状態での斜視図 第４実施形態における変圧器（静止誘導機器）の全体構成を概略的に示す斜視図 鉄心と締付け固定手段を示す斜視図 締付け固定手段を示す斜視図 締付け固定手段の分解斜視図 締付け固定手段の組立途中状態で示す変圧器の斜視図 エバンス鉄心の正面図 磁路長さ比と鉄損および総鉄心重量の関係を示す特性線図 従来のＹ形鉄心を示す分解斜視図

以下、複数の実施形態による静止誘導機器を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について図１から図７を参照して説明する。第１実施形態の静止誘導機器としては、三相の変圧器である。図１には、三相の変圧器１０の概略構成が示されている。変圧器１０は、静止誘導機器用鉄心を構成する変圧器用の鉄心１１と、３個のコイル１２と、一対の締付け固定手段１３を備えている。

このうち、変圧器用の鉄心１１は、図３に示すように、３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６を備え、これら３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６を後述するように合体させることにより形成されている。３組の各Ｕ字状鉄心ユニット１４，１５，１６は、それぞれ電磁鋼板からなるＵ字状鉄心１７を複数層、この場合４層重ねて形成されている。各Ｕ字状鉄心１７は、上下方向に延びる脚形成部１８と、この脚形成部１８の両端部からそれぞれ９０度曲げられて対向する一対のヨーク形成部１９を一体に有していて、横向きのＵ字状をなしている。

３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６におけるそれぞれ一層目の３個のＵ字状鉄心１７を、それぞれの脚形成部１８が所定の点を中心にしてほぼ１２０度配置となるよう配置した状態で、上下の各ヨーク形成部１９同士を突き合わせることで一層が形成される。脚形成部１８およびヨーク形成部１９は、Ｕ字状鉄心１７を４層重ねて形成される。そして、後述するように、内側から２層目以降の一つのＵ字状鉄心１７のヨーク形成部１９の一部が、当該一つのＵ字状鉄心１７とは異なる他の脚形成部１８を形成する前層のＵ字状鉄心１７のヨーク形成部１９に順次重なるようにすることで、ヨーク形成部１９の中央部にラップ接合構造２０が形成されている。

このようにして形成される鉄心１１は、３箇所の脚形成部１８が所定の点を中心としてほぼ１２０度配置されるとともに、上下の各ヨーク形成部１９がＹ字状をなしている。
ここで、このような構成の鉄心１１において、ヨーク形成部１９が順次重なってラップ接合構造２０を形成する構成を、図４を参照して説明する。（ａ）はＵ字状鉄心１７を２層目まで重ねた状態が示されている。２層目において、左手前側の脚形成部１８を形成するＵ字状鉄心１７−１のヨーク形成部１９は、他の２個のＵ字状鉄心１７のヨーク形成部１９より長く設定されている。これにより、Ｕ字状鉄心１７−１のヨーク形成部１９の先端部が、Ｙ字状をなすヨーク形成部の中央部を占有した形態となっている。

（ｂ）は、左手前の２層目のＵ字状鉄心１７−１に、３層目のＵ字状鉄心１７−２を重ねた状態が示されている。このＵ字状鉄心１７−２のヨーク形成部１９の長さは、２層目のＵ字状鉄心１７−１のヨーク形成部１９よりも短く設定されている。これに伴い、３層目のヨーク形成部の中央部は空いていて、２層目のＵ字状鉄心１７−１のヨーク形成部１９が露出している。（ｃ）は、奥側の２層目のＵ字状鉄心１７に、３層目のＵ字状鉄心１７−３を重ねた状態が示されている。この３層目のＵ字状鉄心１７−３のヨーク形成部１９の長さは、２層目のＵ字状鉄心１７のヨーク形成部１９よりも長く設定されている。これにより、そのＵ字状鉄心１７−３のヨーク形成部１９の先端部は、２層目の前記Ｕ字状鉄心１７−１のヨーク形成部１９の先端部に上から重なり、３層目のＹ字状をなすヨーク形成部の中央部を占有した形態となっている。

（ｄ）は、右手前の２層目のＵ字状鉄心１７に、３層目のＵ字状鉄心１７−４を重ねた状態が示されている。このＵ字状鉄心１７−４のヨーク形成部１９の長さは、２層目のＵ字状鉄心１７のヨーク形成部１９と同じに設定されている。これに伴い、Ｕ字状鉄心１７−４のヨーク形成部１９の先端部が、奥側の３層目のＵ字状鉄心１７−３の先端部に当接している。これにより、Ｕ字状鉄心１７を３層目まで重ねた状態となる。

（ｅ）は、左手前の３層目のＵ字状鉄心１７−２に、４層目のＵ字状鉄心１７−５を重ねた状態が示されている。このＵ字状鉄心１７−５のヨーク形成部１９の長さは、３層目のＵ字状鉄心１７−２のヨーク形成部１９よりも短く設定されている。これに伴い、４層目のヨーク形成部の中央部は空いていて、３層目のＵ字状鉄心１７−３のヨーク形成部１９が露出している。（ｆ）は、奥側の３層目のＵ字状鉄心１７−３に、４層目のＵ字状鉄心１７−６を重ねた状態が示されている。この４層目のＵ字状鉄心１７−６のヨーク形成部１９の長さは、３層目のＵ字状鉄心１７−３のヨーク形成部１９よりも短く設定されている。これに伴い、４層目のヨーク形成部の中央部は空いていて、３層目のＵ字状鉄心１７−３のヨーク形成部１９が露出している。

（ｇ）は、右手前の３層目のＵ字状鉄心１７−４に、４層目のＵ字状鉄心１７−７を重ねた状態が示されている。このＵ字状鉄心１７−７のヨーク形成部１９の長さは、３層目のＵ字状鉄心１７−３のヨーク形成部１９よりも長く設定されている。これに伴い、Ｕ字状鉄心１７−７のヨーク形成部１９の先端部が、４層目のヨーク形成部の中央部を占有した形態となり、他の４層目のＵ字状鉄心１７−５および１７−６の先端部に当接している。これにより、Ｕ字状鉄心１７を４層目まで重ねた状態となる。

ここで、このように構成される鉄心１１には、上下のＹ字状をなすヨーク形成部における中央部に、３方向からのヨーク形成部１９が重なり合うラップ接合構造２０が形成される。前記コイル１２は、図１に示すように、環状、この場合矩形の環状（枠状）をなしていて、３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６の各脚形成部に装着されている。各コイル１２は、角形断面コイルである。

前記締付け固定手段１３は、鉄心１１における前記ラップ接合構造２０部分を締付け固定するものであり、上下のラップ接合構造２０部分に対応して上下の２箇所に設けられる。この締付け固定手段１３は、図５に示すように、上下２枚のクランプ板２２と、これら２枚のクランプ板２２を連結する３組の支柱部２３を備えている。２枚のクランプ板２２は、それぞれ三角形をなしていて、それぞれの角部の内側に円形の挿通孔２４が形成されている。３組の各支柱部２３は、２枚のクランプ板２２間に配置される円筒状の筒部材２５と、ボルト２６と、ナット２７とから構成されている。ボルト２６は、一端部に頭部２６ａを有するとともに、他端部に雄ねじ部２６ｂを有している。ナット２７は、雄ねじ部２６ｂに螺合するねじ孔である雌ねじ部２７ａを有している。

締付け固定手段１３は、次のようにして鉄心１１におけるラップ接合構造２０部分に取り付けられる。図２に示すように、２枚のクランプ板２２を、ラップ接合構造２０部分を上下から挟み込むように配置するとともに、２枚のクランプ板２２間に３本の筒部材２５を配置する。このとき、上下のクランプ板２２を、３箇所の挿通孔２４および筒部材２５が、鉄心１１において隣り合ったヨーク形成部１９間に形成される３箇所のコーナー部２８（図３参照）に位置するように配置する。

そして、３本のボルト２６の先端部を、一方のクランプ板２２の挿通孔２４、筒部材２５の貫通孔、他方のクランプ板２２の挿通孔２４を順に貫通させた状態に挿通し、２枚目のクランプ板２２から突出した雄ねじ部２６ｂにナット２７の雌ねじ部２７ａを螺合させることにより、２枚のクランプ板２２を連結する。これにより、鉄心１１におけるラップ接合構造２０部分を２枚のクランプ板２２で挟み込んで締付け固定することができる。このとき、２枚のクランプ板２２間に位置する３本の筒部材２５は、鉄心１１において隣り合ったヨーク形成部１９間に形成される３箇所のコーナー部２８に位置している。

次に、変圧器１０の製造方法について説明する。まず、図７（ａ）に示すように、３組の各Ｕ字状鉄心ユニット１４，１５，１６の脚形成部１８に角型のコイル１２を装着する。図６には、各Ｕ字状鉄心ユニット１４，１５，１６におけるＵ字状鉄心１７の重ね方と、コイル１２の関係を示している。各Ｕ字状鉄心ユニット１４，１５，１６は、Ｕ字状鉄心１７におけるヨーク形成部１９の先端部側に突出した部分と引っ込んだ部分とがあり、入り組んだ形態となっている。

そして、コイル１２を装着した３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６を、それぞれのヨーク形成部１９の先端部同士が向き合うようにして合体させる（図７（ｂ）参照）。これにより、各組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６におけるＵ字状鉄心１７のヨーク形成部１９が重なり合うようになり、上下のヨーク形成部１９の各中央部に前述したラップ接合構造２０が形成されるようになる。また、３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６の脚形成部１８が、所定の点を中心にしてほぼ１２０度配置となるよう配置される。

次に、上下の各ラップ接合構造２０部分に、前記締付け固定手段１３を前述したように取り付けることで、各ラップ接合構造２０部分を締付け固定する（図７（ｂ），（ｃ）参照）。この場合、上方側の締付け固定手段１３においては、ボルト２６を２枚のクランプ板２２および筒部材２５に対して上方から挿通し、下方側の締付け固定手段１３においては、ボルト２６を２枚のクランプ板２２および筒部材２５に対して下方から挿通する。これにより、３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６が、上下２組の締付け固定手段１３により強固に連結された状態となり、強固な鉄心１１ひいては変圧器１０を形成することができる。

このとき、２枚のクランプ板２２間に位置する各筒部材２５は、鉄心１１において隣り合ったヨーク形成部１９間に形成される３箇所のコーナー部２８に位置している。これにより、１本の筒部材２５が隣り合った２箇所のヨーク形成部１９の２面を位置決めするようになり、３本の筒部材２５でヨーク形成部１９の６面すべての位置決めをすることができる。

上記した実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
変圧器用の鉄心１１としては、Ｕ字状鉄心１７を複数層重ねて構成された３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６を合体して、脚形成部１８が所定の点を中心としてほぼ１２０度配置となるように配置した状態で、ヨーク形成部１９にラップ接合構造２０を有する構成とした。これにより、従来のＹ形鉄心７と同様に、等しい磁路長を各脚に配分し、余分な鉄心を極力少なくすることができる。しかも、従来のデルタ鉄心とは違い、円形断面コイルだけでなく、角形断面のコイル１２に対しても高い鉄心占積率を維持することができる利点もある。

また、Ｙ字状をなすヨーク形成部１９の中央部に、複数層のヨーク形成部１９が重なるラップ接合構造２０を有する構成としているので、一つの脚から隣の脚へ流れる磁束は、ヨーク形成部１９の延び方向だけではなく、重なり方向（ラップ方向）にも流れ易くなり、従来のＹ形鉄心７においてヨーク形成部５ｂと三角形の中央継鉄部６とを接合する構造のものとは違い、磁束の流れがスムーズであり、接合部での漏れ磁束の発生が少なく、鉄損の増加や励磁電流の増加を極力抑えることが可能となる。

しかも、前記ラップ接合構造２０部分を２枚のクランプ板２２で挟み込んで締付け固定する締付け固定手段１３を備えることで、強固な鉄心１１を構成することができ、ひいては強固な変圧器１０を構成することができる。

締付け固定手段１３は、隣り合ったヨーク形成部１９間に形成される３箇所の各コーナー部２８に位置させて支柱部２３を有し、この支柱部２３により前記２枚のクランプ板２２を締め込んでラップ接合構造２０部分を締付け固定する構成とした。これにより、前述したように、支柱部２３における筒部材２５が隣り合った２箇所のヨーク形成部１９の２面を位置決めするようになり、３本の筒部材２５でヨーク形成部１９の６面すべての位置決めをすることができ、Ｕ字状鉄心１７のずれを効果的に防止することができる。この場合、締付け固定手段１３を設けるについて、鉄心１１側に穴開けなどの特別な加工を施す必要がない利点もある。

また、Ｕ字状鉄心１７を複数層重ねて構成されたＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６を３組備え、これら３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６の各脚形成部１８に、環状に形成されたコイル１２を装着し、この後、これら３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６を合体させることでヨーク形成部１９にラップ接合構造２０を有する鉄心１１を形成し、この後、前記ラップ接合構造２０部分を、締付け固定手段１３が備えた対向する２枚のクランプ板２２で挟み込んで締付け固定するようにした。このような製造方法を採用することで、コイル１２の装着が容易にでき、しかも、コイル１２の空間占有率を高くでき、コンパクトな変圧器１０を形成することが可能となる。

（第２実施形態）
図８は第２実施形態を示している。この第２実施形態は、締付け固定手段１３における支柱部２３の筒部材の構成が第１実施形態とは異なっている。筒部材３０，３１は、上下に２分割され、それぞれクランプ板２２に溶接などにより固着されている。この場合、ボルト２６の先端部を、一方のクランプ板２２の挿通孔２４、筒部材３０の挿通孔、筒部材３１の挿通孔、他方のクランプ板２２の挿通孔２４に順に挿通し、その挿通孔２４から突出した先端部の雄ねじ部２６ｂにナット２７を締め付ける構成となっている。上下の筒部材３０，３１間に隙間が形成されている。この第２実施形態においても、第１実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

（第３実施形態）
図９は第３実施形態を示している。この第３実施形態は、第２実施形態とは次の点が異なっている。図９（ａ）において、下側のクランプ板２２に固着された筒部材３２の挿通孔に雌ねじ部３２ａを形成している。ボルト３３の上下方向の長さ寸法は、第１および第２の実施形態におけるボルト２６よりも短く設定されていて、先端部に雄ねじ部３３ｂが形成されている。ナット２７は設けられていない。

この場合、ボルト３３の先端部を、一方のクランプ板２２の挿通孔２４、筒部材３０の挿通孔に挿通し、その先端部の雄ねじ部３３ｂを筒部材３２の雌ねじ部３２ａに螺合させることにより、２枚のクランプ板２２を連結する構成となっている。上下の筒部材３０，３２間に隙間が形成されている。この第３実施形態によれば、ナット２７を不要にできる利点がある。

（第４実施形態）
第４実施形態について図１０から図１４を参照して説明する。この場合、締付け固定手段１３は、鉄心１１におけるヨーク形成部１９のラップ接合構造２０部分に対応して上下２箇所に設けられ、これら２箇所の締付け固定手段１３間に、これらの間を支持する中間支柱部３５を設けている。中間支柱部３５は、図１３に示すように、円柱状をなしていて、その上下両端部に雄ねじ部３５ａ，３５ｂを形成している。

中間支柱部３５の上部の雄ねじ部３５ａに対応するクランプ板２２の下面の中央部には、図示はしないが、雌ねじ部を有する短円筒状の受け部３６が固着されている。また、中間支柱部３５の下部の雄ねじ部３５ｂに対応するクランプ板２２の上面の中央部には、雌ねじ部３７を有する短円筒状の受け部３８が固着されている。上下の締付け固定手段１３の各ナット２７は、予め対応するクランプ板２２に固着しておく。

この場合、上下の２個の締付け固定手段１３間に中間支柱部３５を設けるものを組み立てる場合には、例えば次のようにして行う。まず、中間支柱部３５の上下両端部の雄ねじ部３５ａ，３５ｂを、上下の締付け固定手段１３におけるクランプ板２２の受け部３６，３８の雌ねじ部３７に螺合させ、中間支柱部３５の上下両端部に２枚のクランプ板２２を連結しておく。

そして、コイル１２を装着した３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６を合体させる際に、中間支柱部３５の上下両端部に２枚のクランプ板２２を連結したものを、３組のＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６の中央部に配置した状態とする（図１４参照）。この後、中間支柱部３５の上側に連結されたクランプ板２２に、上側の締付け固定手段１３を組み付け、また、中間支柱部３５の下側に連結されたクランプ板２２に、下側の締付け固定手段１３を組み付ける。これにより、図１０に示すように、上下のラップ接合構造２０部分を上下の締付け固定手段１３にて締め付け固定するともに、これら締付け固定手段１３間を中間支柱部３５にて支持した構成とすることができる。

このような構成とした場合には、鉄心１１を一層強固にでき、ひいては変圧器１０を一層強固に構成することができる。
上記した実施形態において、中間支柱部３５の上下の雄ねじ部３５ａ，３５ｂ、および受け部３６，３８の雌ねじ部３７は、必要に応じて設ければよく、中間支柱部３５の上下両端部と、受け部３６，３８は嵌合させることができればよい。

（その他の実施形態）
鉄心１１を構成するＵ字状鉄心ユニット１４，１５，１６は、Ｕ字状鉄心１７を４層重ねるものに限られず、Ｕ字状鉄心１７を２層、３層、あるいは５層以上重ねる構成とすることもできる。
静止誘導機器としては、変圧器１０に限られず、リアクトルにも適用できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、従来のＹ形鉄心の利点を生かしながらも、その従来のＹ形鉄心の課題である磁束漏れや鉄損の増加を極力抑えることができ、しかも強固な鉄心を備えた静止誘導機器を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１０は変圧器（静止誘導機器）、１１は鉄心、１２はコイル、１３は締付け固定手段、１４，１５，１６はＵ字状鉄心ユニット、１７はＵ字状鉄心、１８は脚形成部、１９はヨーク形成部、２０はラップ接合構造、２２はクランプ板、２３は支柱部、２５は筒部材、２６はボルト、２７はナット、２８はコーナー部、３０，３１は筒部材、３２は筒部材、３５は中間支柱部、３６，３８は受け部を示す。

Claims (4)

1. 一つの脚形成部および当該脚形成部の両端部にヨーク形成部を有するほぼＵ字状をなす３個のＵ字状鉄心を、前記脚形成部が所定の点を中心としてほぼ１２０度配置となるように配置した状態で、前記ヨーク形成部同士を突き合わせて一層が形成され、前記脚形成部およびヨーク形成部は前記Ｕ字状鉄心を複数層重ねて形成され、内側から２層目以降の一つのＵ字状鉄心のヨーク形成部の一部が、当該一つのＵ字状鉄心とは異なる他の脚形成部を形成する前層のＵ字状鉄心のヨーク形成部に順次重なるように構成されたラップ接合構造を有する静止誘導機器用の鉄心と、
   この鉄心の３箇所の前記脚形成部に設けられたコイルと、
   前記鉄心において前記ヨーク形成部の前記ラップ接合構造部分を、対向する２枚のクランプ板で挟み込んで締付け固定する締付け固定手段と、
   を備えたことを特徴とする静止誘導機器。
2. 前記締付け固定手段は、隣り合った前記ヨーク形成部間に形成される３箇所の各コーナー部に位置させて支柱部を有し、これら支柱部により前記２枚のクランプ板を連結して前記ラップ接合構造部分を締付け固定することを特徴とする請求項１記載の静止誘導機器。
3. 前記締付け固定手段は、前記鉄心における前記ヨーク形成部の前記ラップ接合構造部分に対応して対向する２箇所に設けられ、これら２箇所の前記締付け固定手段間に、これらの間を支持する中間支柱部を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の静止誘導機器。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の静止誘導機器を製造する方法であって、
   前記Ｕ字状鉄心を複数層重ねて構成されたＵ字状鉄心ユニットを３組備え、これら３組のＵ字状鉄心ユニットはそれぞれの前記ヨーク形成部の先端部側が入り組んだ形態となっていて、これら３組のＵ字状鉄心ユニットの各脚形成部に、環状に形成された前記コイルを装着し、この後、これら３組のＵ字状鉄心ユニットを、前記ヨーク形成部が他のＵ字状鉄心ユニットのヨーク形成部と互いに重なるように合体させることで前記ヨーク形成部の中心部に前記ラップ接合構造を有する前記鉄心を形成し、この後、前記ラップ接合構造部分を、前記締付け固定手段が備えた対向する２枚の前記クランプ板で挟み込んで締付け固定するようにしたことを特徴とする静止誘導機器の製造方法。

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