专利名称：非晶变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及提供非晶变压器的技术，特别涉及使非晶铁芯竖立(自身竖立，自立) 而进行组装时的支承部件。
背景技术：
近年来，在变压器中，开发了使用非晶磁性合金和非晶材料的变压器。当变压器铁芯采用非晶材料时，由于非晶碎片会飞散，需要对其加以防止。用于进行该防止的容器在专利文献1(日本特开2001-196234)中得到公开。该防止碎片飞散的容器呈金属制的2个矩形筒状的形状，在其中插入倒U字形状的非晶铁芯，并在上下设置四方形的箱状的盖，来防止非晶碎片的飞散。此外，专利文献2(日本特愿平9-129464号公报)中，公开了在非晶铁芯组装时， 使非晶薄带不易产生碎片的技术，图25中公开了在载置框体的角部支承三相卷绕铁芯的角部的结构。专利文献1 日本特开2001-196234专利文献2 日本特愿平9-129464号公报
发明内容
然而，专利文献1和专利文献2中，没有公开使铁芯竖立而进行组装时支承部件。此外，图7中表示了使非晶铁芯竖立而进行组装的问题，在下面加以说明。在将搭接(lap)部开放(敞开)的非晶铁芯710插入铁芯支承部件的箱体710中进行组装的情况下，非晶铁芯的从长边向短边转变的角部因自重发生从图7A到图7B那样的变化。即，铁芯的角部712因自重而下垂(下耷)，无法保持铁芯设计时的形状。像这样，如果铁芯的角部无法保持形状，则插入线圈(即，套上线圈)后的搭接接合有可能无法进行。此外，如果铁芯过大，则铁芯自重增加，并且线圈尺寸和重量增加，因此可以预想到在铁芯上插入线圈的操作变得困难，所以需要研究使铁芯竖立的方法。因此，本发明的目的在于，使非晶铁芯良好地竖立，改善在使其竖立时的铁芯的角部的下垂，顺利地进行铁芯与线圈的组装。为了达到上述目的，本发明的非晶变压器的特征在于，包括非晶铁芯，由非晶材料形成，搭接部配置在上部，以由铁芯支承部件所支承的状态大致垂直地竖立(自身竖立， 自立)；和插入到该非晶铁芯上的线圈，其中，上述铁芯支承部件由支承上述非晶铁芯的侧面的铁芯支承部件和支承该铁芯的角部支承部件构成并形成为一体。此外，上述非晶变压器的特征在于，上述铁芯支承部件以沿着铁芯的至少一个侧面的方式大致垂直地配置。此外，上述非晶变压器的特征在于，上述角部支承部件为仿照铁芯的角部R(半径)的形状。
此外，上述非晶变压器的特征在于，将上述非晶铁芯和支承该非晶铁芯的侧面的铁芯支承部件插入到线圈中，来组装铁芯和线圈。本发明的另一非晶变压器的特征在于，包括非晶铁芯，由非晶材料形成，将搭接部配置在上部，以由铁芯支承部件所支承的状态大致垂直地竖立；和插入到该非晶铁芯上的线圈，其中，上述铁芯支承部件为箱型形状，从一端插入铁芯，另一端在与铁芯的角部对应的部位设置间隙，使用金属制的棒材填充该间隙，作为角部支承部件。通过本发明，能够使非晶材料的铁芯竖立，能够在铁芯竖立状态下，在使对非晶铁芯和线圈的负载为最小限度的同时顺利地插入线圈。此外，铁芯角部的因自重引起的下垂比起现有技术得到了改善，搭接部的接合比起现有技术更容易进行，接合也变得良好。由此，与现有技术相比，例如即使在运输变压器时施加了振动等的情况下，搭接部的接合的变弱也得到改善。此外，因运输等的振动等导致的铁芯的角部的形状变化也得到改善，所以变压器的特性也有望得到良好的维持。
图IA是表示本发明的用于支承非晶变压器的非晶铁芯的铁芯支承部件与用于防止角部的下垂的角部支承部件形成为一体的结构的立体图。图IB是表示在本发明的非晶铁芯的铁芯支承部件和角部支承部件上载置了铁芯的状态的立体图。图IC是表示在本发明的非晶铁芯的铁芯支承部件和角部支承部件上载置了铁芯，并且在非晶铁芯上插入线圈(即，将线圈套在非晶铁芯上)的状态的立体图。图ID是表示在本发明的非晶铁芯的铁芯支承部件和角部支承部件上载置了铁芯，在非晶铁芯上插入线圈并将铁芯的搭接部接合后的状态的立体图。图2A是表示在将本发明的铁芯并列两列而得的三相五柱非晶变压器的情况下的铁芯支承部件和角部支承部件形成为一体的另一实施例的立体图。图2B是表示在将本发明的铁芯并列两列而得的三相五柱非晶变压器的情况下的铁芯支承部件和角部支承部件上载置铁芯和线圈，并将铁芯的搭接部接合后的状态的立体图。图3表示使用了本发明的另一实施例的角部支承部件时的铁芯组装的立体图。图4A表示本发明的另一实施例的使铁芯支承部件为箱型形状时的立体图。图4B表示在本发明的箱型形状的铁芯支承部件中插入非晶铁芯，将搭接部接合并进行上下翻转后的状态的立体图。图5A表示本发明的支承铁芯角部的角部支承部件，是表示与图IA相同的结构的部分立体图。图5B是本发明的另一实施例的角部支承部件，表示将部分具有半径R的形状的支承板与L型支承板组合后的结构的部分立体图。图5C是本发明的另一实施例的角部支承部件，表示将部分具有半径R的形状的支承板与L型支承板组合，使L型支承板为规定的宽度并按一定间隔设置的状态的部分立体图。图5D表示图4B所示的角部支承部件，是将金属制的细棒材层叠成圆弧状而形成的结构的部分立体图。图6是表示本发明的非晶铁芯和线圈的组装操作的流程图。图7是表示用以说明现有的非晶铁芯的组装时的问题的图。
具体实施例方式下面，利用附图对本发明的非晶变压器的实施例进行说明。实施例1图1是本发明的非晶变压器的一个实施例，是表示在非晶铁芯上组装线圈的操作的立体图，针对使用三相五柱非晶铁芯变压器的情况进行说明。图IA表示用于支承非晶铁芯的铁芯支承部件100和用于防止非晶铁芯的角部下垂的角部支承部件101。铁芯支承部件100，使铁芯以搭接部为上部，沿着卷绕铁芯的非晶铁芯的侧面大致垂直地设置。其高度大致为非晶铁芯的搭接部敞开的状态的高度。不过， 对于其高度并不限制。此外，承接铁芯的支承板103以沿着铁芯的方式靠立(立起)，为了将在搭接部敞开的状态下卷绕的线圈120插入铁芯中而具有空间部104。线圈120插入铁芯110和支承板103(套在铁芯110和支承板103上)，然后接合搭接部。关于非晶铁芯的角部支承部件101，为了防止卷绕铁芯的非晶铁芯的角部因自重而下垂，将基于该角部的半径R制作的支承部件101设置在与铁芯的角部对应的位置。铁芯支承部件100与角部支承部件101通过焊接等与支承板固定并一体化，形成不会因铁芯的重量而被破坏的结构。图IB是在铁芯支承部件100和角部支承部件101上载置了非晶铁芯的图。角部支承部件101的长度与非晶铁芯的宽度大致相同。此外，角部支承部件101设置于所有的铁芯的角部。铁芯支承部件100两端为L字形形状，内侧为T字形形状，在各个支承板的空间中设置铁芯。设置方法为将铁芯从上方悬挂设置。图IC是表示在铁芯支承部件100和角部支承部件101上设置非晶铁芯，并插入线圈120的情况。在图IC中，表示线圈120从2个相邻的铁芯上方的搭接部111连同铁芯支承部件100 —起插入(套入)设置、左侧的线圈120从上方插入铁芯来设置的状态。将线圈120设置于铁芯110上，是将线圈120悬挂进行定位，来插入设置的。图ID表示在铁芯110上插入设置线圈120后，将非晶铁芯的搭接部111接合后的状态。并且，在铁芯的角部的下侧设置有角部支承部件101，防止铁芯的角部因自重引起下垂。在图ID的将搭接部接合后的状态下，铁芯与线圈的组装完成。由此，根据实施例1，能够使非晶铁芯110竖立，非晶铁芯110因自重引起的角部的下垂比起现有技术有大幅改善。因此，搭接部111的接合比现有技术容易，能够实现良好接合。此外，对于随时间经过的变化而言，由于角部支承部件减少了铁芯的角部的下垂，因此能够维持其特性。此外，本发明的结构中，由于非晶铁芯110由铁芯支承部件100支承而处于竖立的状态，因此线圈的插入能够顺利地进行，操作效率大幅度提高。实施例2图2是表示铁芯为两列的三相五柱非晶变压器的铁芯组装、铁芯支承部件200和角部支承部件201的图。图2A是配置两列铁芯时的铁芯支承部件200和角部支承部件201的立体图。铁芯支承部件200的内侧为十字形形状，两端侧为T字形形状的结构。非晶铁芯设置在由十字形形状的突出的支承板形成的空间，以及由T字形形状的侧板与十字形形状的突出的支承板形成的空间中。此外，角部支承部件201设在设置有非晶铁芯的、与铁芯的角部212对应的位置。其结构与图1的情况相同。图2B表示将两列的三相五柱非晶变压器的铁芯和线圈设置于支承部件200时的立体图。在图2B中，针对非晶铁芯与线圈的组装进行说明。对于铁芯支承部件200，非晶铁芯210，在搭接部211敞开在上述十字形形状的突出的支承板上的状态下，在支承部件上并列两列。之后，将线圈220插入到内侧相邻的铁芯上。此时，内侧的十字形形状的支承板也和两列铁芯一起插入到1个线圈220中。因此，图2所示的变压器的铁芯的宽度比起图1 所示的变压器的铁芯的宽度扩大了。这样，通过增大铁芯宽度，能够提供大容量的变压器。铁芯为两列的情况与铁芯为一列的情况相同，在搭接部211敞开的状态下，将铁芯并列设置在支承部件上，通过角部支承部件和铁芯支承部件能够使铁芯竖立，线圈220 的插入顺利地进行，操作性得到大幅度提高。图3表示将铁芯在铁芯支承部件200上并排两列，并插入线圈220，将铁芯的搭接部211结合而完成组装后的立体图。在图3中，与图2的结构的不同之处在于角部支承部件301。图3的角部支承部件 301中，承接铁芯的角部的支承部并不是连续的，而是利用具有一定宽度的支承部件301， 将该支承部件按大致固定间隔配置多个而得的。角部支承部件301的承接部的形状与铁芯的角部的形状相同。实施例3本实施例如图4所示，是不将铁芯支承部件400与角部支承部件401形成为一体的情况下的铁芯支承部件。在图4中，图4A是使铁芯支承部件400为箱型的形状时的立体图。图4B表示在箱型的铁芯支承部件400中插入非晶铁芯，在角部插入铁芯角部支承部件并进行上下翻转后的图。在图4A中，针对铁芯支承部件400进行说明。铁芯支承部件400具有细长的箱型形状，即长方体的形状，并使面积最小的一侧敞开，形成能够插入非晶铁芯的结构。此外，另一侧的角部具有用于支承铁芯的角部的空间(间隙)，并设有窗403以使物体能够从外部进入。此外，在该箱型形状的铁芯支承部件，设有用于插入线圈的细长切口，使箱体为U字形形状。在图4B中，从箱型形状的铁芯支承部件400的敞开一侧插入非晶铁芯，将搭接部 411接合并进行上下翻转。该状态为图4B左侧的图。在该图4B的左侧的图中，在铁芯支承部件400的角部的空间(间隙)的窗中插入金属制的细棒材，以仿照变压器的角部的圆弧形状的方式进行填充。填充完成后，将插入了非晶铁芯的铁芯支承部件400再次上下翻转。 该状态为图4B的图。将该箱型的铁芯支承部件排列一列，即采用如图1所示的结构，构成三相五柱非晶铁芯。此外，在容量较大的变压器的情况下，将图4B的结构排列两列，即采用如图2所示的结构，增大铁芯的宽度来加以应对。图5表示角部铁芯支承部件的变形例。
图5A表示与图IA相同的情况。利用仿照铁芯的角部的半径R的形状的实心 (solid)连续的结构的支承部件201来支承铁芯的角部。该结构的支承部件如果由金属构成则支承功能更好，但由于是实心的，存在一定重量，所以存在整体变重的倾向。图5B是由呈半径R的形状的支承板501和支承该板材的L型支承板502组合而形成的角部支承部件。若通过对半径R的支承板501与L型的支承板R实施焊接等使其一体化，则强度将得到增大。而且，由于半径R的板材501和L型的板材502之间为中空，所以作为支承部件能够实现轻量化。图5C是使图5B的L型支承板501不连续，将其切断成规定的尺寸，并按一定间隔配置多个半径R的支承板511，来支承铁芯的角部。该结构与图5B相比能进一步实现轻量化。图5D是图4的结构的部分放大图。如上所述，角部支承部件是将金属制的细棒材插入到空间(空隙)中，以仿照变压器的角部的圆弧形状的方式进行填充而构成的。棒材越细，该结构越能仿照圆弧形状。此外，在图6中表示本发明的非晶变压器的组装方法的流程图，根据该图说明工序。在图6的非晶变压器的组装方法中，首先具有抽出环状卷绕的非晶材料并将其切断成规定长度的工序601，和将切断成规定长度的非晶材料定位进行层叠的层叠工序602。此外，在该层叠工序602之后，将铁芯矩形成型(rectangular molding)为U字形状，矩形成型的工序在图中未示出。在将铁芯矩形成型后，具有进行退火的退火工序603。之所以进行退火，是由于通过矩形成型等使铁芯变形会在铁芯中产生应变，为了除去该应变、 提高特性，需要进行退火工序。铁芯退火后，将铁芯配置在支承部件上(工序604)。在将铁芯配置在支承部件上后，具有将线圈插入(套在)铁芯和铁芯支承部件上的线圈插入工序605，和在线圈插入后将铁芯的搭接部接合的搭接部接合工序606。通过该搭接部的接合工序，完成铁芯与线圈的组装。此外，本发明并不限定于上述的实施例，包含各种变形例。例如，上述实施例是为了使本发明易于理解而进行的详细说明，本发明并不限定必须具备所说明的全部的结构。此外，能够将某实施例的结构的一部分替换成其他实施例的结构，或在某实施例中能够添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其它结构的追加、删除、替换。例如，能够使铁芯支承部件全部一体化或者为分割型，可以增大、减小支承部件的尺寸或与铁芯接触的面的数目。
权利要求
1.一种非晶变压器，其特征在于，包括非晶铁芯，由非晶材料形成，搭接部配置在上部，以由铁芯支承部件所支承的状态大致垂直地竖立；和插入到该非晶铁芯上的线圈，其中，所述铁芯支承部件由支承所述非晶铁芯的侧面的铁芯支承部件和支承该铁芯的角部的角部支承部件构成，并形成为一体。
2.如权利要求1所述的非晶变压器，其特征在于所述铁芯支承部件以沿着铁芯的至少一个侧面的方式大致垂直地配置。
3.如权利要求1所述的非晶变压器，其特征在于所述角部支承部件为仿照铁芯的角部R(半径)的形状。
4.如权利要求1所述的非晶变压器，其特征在于将所述非晶铁芯和支承该非晶铁芯的侧面的铁芯支承部件插入到线圈中，来组装铁芯和线圈。
5.一种非晶变压器，其特征在于，包括非晶铁芯，由非晶材料形成，将搭接部配置在上部，以由铁芯支承部件所支承的状态大致垂直地竖立；和插入到该非晶铁芯上的线圈，其中，所述铁芯支承部件为箱型形状，一端用于插入铁芯，另一端在与铁芯的角部对应的部位设置间隙，使用金属制的棒材填充该间隙，作为角部支承部件。
全文摘要
本发明提供非晶变压器，使非晶铁芯良好地竖立，并使竖立时铁芯的角部的因自重引起的下垂比起现有技术得到改善，顺利地进行铁芯与线圈的组装，提高工作效率。该非晶变压器包括非晶铁芯，由非晶材料形成，搭接部配置在上部，以由铁芯支承部件所支承的状态大致垂直地竖立；和插入到该非晶铁芯上的线圈，其中，上述铁芯支承部件由支承上述非晶铁芯的侧面的铁芯支承部件和支承该铁芯的角部支承部件构成并形成为一体，上述铁芯支承部件以沿着铁芯的至少一个侧面的方式大致垂直地配置。
文档编号H01F27/24GK102543379SQ20111020593
公开日2012年7月4日 申请日期2011年7月19日 优先权日2010年12月27日
发明者中上贤治, 御子柴谅介, 本间彻, 远藤博之, 高桥俊明 申请人:株式会社日立产机系统