(57)【要約】 【課題】密閉容器に収容された巻線を含む発振源から密閉容器への振動伝搬を抑制することで、高い振動低減効果と騒音低減効果を得ることができる電機機器を提供する。【解決手段】電機機器は、密閉容器、鉄心、巻線、固定部材を備える。密閉容器は絶縁媒体が充填されている。鉄心は密閉容器内に立設されている。巻線は鉄心の周りに巻かれている。固定部材は巻線を回巻軸の方向に挟持または巻線を周方向に締め付けている。【選択図】図１
2014135434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁媒体が充填された密閉容器と、
前記密閉容器内に立設された鉄心と、
前記鉄心の周りに巻かれた巻線と、
前記巻線を回巻軸の方向に挟持または前記巻線を周方向に締め付ける固定部材と
を具備する静止誘導電器。
【請求項２】
前記固定部材が、
前記巻線の回巻軸の方向に対向して配置された板状部材と、
前記板状部材を介して前記巻線を固定する締付部材と
を具備する請求項１記載の静止誘導電器。
【請求項３】
前記板状部材と前記締付部材との間に配置された緩衝材をさらに具備する請求項２記載に記載の静止誘導電器。
【請求項４】
前記固定部材を、前記巻線の外縁に複数配置する場合、
前記固定部材は、鉄心の周りに巻かれた巻線の外縁に配置し、巻線の外縁が脚鉄に近い位置に前記巻線の周方向に幅が狭い第１の固定部材を配置し、前記距離が遠い位置には前記第１の固定部材よりも幅が広い第２の固定部材を配置することを特徴とする請求項１に記載の静止誘導電器。
【請求項５】
前記固定部材に、紙材または繊維強化プラスチック材を用いたことを特徴とする請求項１に記載の静止誘導電器。
【請求項６】
前記板状部材の前記巻線との接触面積が前記巻線の上下でほぼ同じ面積である請求項２記載に記載の静止誘導電器。
【請求項７】
前記板状部材は、
十字、矩形、円形または惰円形のいずれかの形状である請求項２記載に記載の静止誘導電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電機機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器（以下「電機機器」と称す）は、大容量化、小型・軽量化によって、大きな電界、磁界エネルギーが、タンクという、より小さい空間に閉じ込められる構造になっており、振動・騒音が大きくなる傾向がある。
【０００３】
一般に、電機機器の騒音は、電機機器本体の振動がその周囲を覆うタンクに伝播し、タンクの側面が振動して周囲に音を放射し、騒音となる。
【０００４】
音の放射は、タンク側面の振動によって引き起こされることから、従来は、例えばタンク側面に補強材を取り付けることで、電気機器本体の構造を大幅に変更することなく騒音の低減を図る技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−２１３５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のタンクの補強による騒音低減構造の場合、次のような問題があった。
【０００７】
タンクの側面に取り付けた補強材の位置が振動の節として考えられるが、タンクの側面自体は連続体であり、タンクの側面全体での振動は必ず発生する。
【０００８】
騒音の大きさは、振動面積に依存するため、タンクの側面全体での振動が発生すれば、補強材を追加したとしても、その騒音低減効果は小さいといえる。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、密閉容器に収容された巻線を含む発振源から密閉容器への振動伝搬を抑制することで、高い振動低減効果と騒音低減効果を得ることができる電機機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の電機機器は、密閉容器、鉄心、巻線、固定部材を備える。密閉容器は絶縁媒体が充填されている。鉄心は密閉容器内に立設されている。巻線は鉄心の周りに巻かれている。固定部材は巻線を回巻軸の方向に挟持または巻線を周方向に締め付けている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の静止誘導電機の構成を示す透視正面図である。
【図２】図１の静止誘導電機の透視側面図である。
【図３】上下締付部材で巻線を挟持した様子を示す部分斜視図である。
【図４】第２実施形態の静止誘導電機の構成を示す透視正面図である。
【図５】図４の静止誘導電機の透視側面図である。
【図６】第３実施形態の静止誘導電機の構成を示す透視正面図である。
【図７】図６の静止誘導電機の透視側面図である。
【図８】巻線上部における巻線の押付構造の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。  
（第１実施形態）  
図１は第１実施形態の静止誘導電機の構成を示す透視正面図、図２は図１の静止誘導電機の透視側面図である。なお、図１では構成をわかりやすくするために巻線１２と上下締付部材３０以外の構成要素を断面で示している。  
図１，図２に示すように、この第１実施形態の静止誘導電機は、基礎に固定された密閉容器としてのタンク２０と、このタンク２０に収容された発振源または発音源としての電機機器本体１０とを備える。
【００１３】
タンク２０は、壁面としての上板２１（タンクカバー）、底板２２、側板２３などの鉄板を有し、これらの鉄板により直方体の形状に構成されており、内部が密閉されている。
【００１４】
側板２３は、内部からの圧力に耐えるように数本のＨ鋼、Ｌ鋼などの補強部材により補強されている場合がある。タンク２０内には、冷却用の絶縁油または絶縁ガスなどの絶縁媒質（絶縁媒体）が封入（充填）されている。またタンク２０内のほぼ中央の位置には、巻線２が巻回された鉄心１１ａが配置されている。
【００１５】
すなわち、タンク２０は、上板２１（タンクカバー）、底板２２、複数の側板２３を有し、絶縁油２７（絶縁媒体）と共に、静止誘導電器本体１０を収容する。
【００１６】
静止誘導電器本体１０は、複数の脚鉄１１、コイルなどの巻線１２、上部継鉄１３ａ、下部継鉄１３ｂ、一対の上部クランプ１４ａ、一対の下部クランプ１４ｂ、一対の上部スペーサ１５ａ、一対の下部スペーサ１５ｂ、上部連結板１６ａ、下部連結板１６ｂ、上部巻線締付板５、下部巻線締付板６、固定具、固定手段または固定部材としての上下締付部材３０を有する。
【００１７】
脚鉄１１は、複数の電磁鋼板を積層した積層鉄心からなる。複数の脚鉄１１が、上部継鉄１３ａおよび下部継鉄１３ｂにより互いに連結される。複数の脚鉄１１のいずれかに巻線１２が巻き回される。
【００１８】
この例では、３つの脚鉄１１が並んで配置されている。両側の一対の脚鉄１１が、巻線１２を中心に左右に配置される。また、中央部に配置された脚鉄１１を鉄心１１ａといい、この鉄心１１ａの周りに巻線１２が巻き回されている。鉄心１１ａは、タンク２０内に立設されている。
【００１９】
上部継鉄１３ａの両側面に、一対の上部クランプ１４ａが配置される。下部継鉄１３ｂの両側面に、一対の下部クランプ１４ｂが配置される。巻線１２と上部クランプ１４ａの間に、一対の上部スペーサ１５ａが配置される。巻線１２と下部クランプ１４ｂの間に、一対の下部スペーサ１５ｂが配置される。一対の上部クランプ１４ａは、上部連結板１６ａで連結される。一対の下部クランプ１４ｂは、下部連結板１６ｂで連結される。
【００２０】
上部巻線締付板５および下部巻線締付板６は、巻線１２の上下に対向して配置されている。上部巻線締付板５および下部巻線締付板６は、巻線１２の外縁（外周）の形状に対応する面、例えば円形または惰円形の平面を有する板状部材である。
【００２１】
上部巻線締付板５および下部巻線締付板６は、巻線１２を回巻軸の方向（上下方向または鉄心１１ａの軸方向）に挟持する。上下締付部材３０は、上部巻線締付板５および下部巻線締付板６を介して巻線１２を固定する締付部材である。上部巻線締付板５および下部巻線締付板６は、巻線１２との接触面積が巻線１２の上下でほぼ同じ面積である。
【００２２】
上下締付部材３０は、例えば断面コの字状の部材である。上下締付部材３０は、巻線１２の外縁部の側から上部巻線締付板５および下部巻線締付板６を固定する。
【００２３】
すなわち、上下締付部材３０、上部巻線締付板５および下部巻線締付板６は、巻線１２を回巻軸の方向（上下方向または鉄心１１ａの軸方向）に挟持して固定する固定部材である。
【００２４】
固定部材（少なくとも上下締付部材３０）には、例えば紙材（プレスボード）または繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics:ＦＲＰ）材などを用いる。
【００２５】
紙材（プレスボード）は、木綿またはパルプの層を形成し、加圧して乾燥したものであり、機械的強度、柔軟性、電気絶縁性を有する。プレスボードは、絶縁油を吸収することで、振動減衰特性が向上することから、絶縁油２７が充填されるタンク２０内での使用に適する。
【００２６】
この例では、巻線１２は、鉄心１１ａを中心に略円形状に巻かれており、中心から外縁までの距離が異なる。巻線１２は、脚鉄１１に挟まれた径方向の幅が狭く、これと直交する方向の幅が広い。
【００２７】
巻線１２の外縁には、上下締付部材３０を複数配置している。この場合、上下締付部材３０は、鉄心１１ａの周囲に巻かれた巻線１２の中心から外縁までの距離に応じて異なる幅のものを用いる。
【００２８】
この例では、鉄心１１ａの周囲に巻かれた巻線１２の外縁に配置し、巻線１２の外縁が脚鉄１１に近い位置には、巻線１２の周方向に幅が狭いものを配置し、距離が遠い位置には幅が広いものを配置する。
【００２９】
一般に、軸によって支持されているものは、軸から遠いほど振動が激しくなるため、この例のように楕円形状の巻線１２では、巻線１２の中心からの距離に応じて、幅の異なる上下締付部材３０を配置することで、振動抑制効果（振動低減効果）を高めることができる。
【００３０】
ここで、図３を参照して巻線１２の上下の固定部分の詳細を説明する。  
図３に示すように、この例の場合、巻線１２を挟持する上部巻線締付板５と上下締付部材３０との間、および下部巻線締付板６と上下締付部材３０との間に、緩衝材としての保護部材３４が配置されている。保護部材３４は、例えば免振または吸振用のゴムなどの弾性体である。なお、保護部材３４を配置することは必須ではなく、振動抑制効果を得るために、より好ましいものである。
【００３１】
このように上部巻線締付板５と下部巻線締付板６とで巻線１２を挟持した上で、巻線１２の回巻軸に対して対称に複数の上下締付部材３０を配置して上部巻線締付板５と下部巻線締付板６とを固定することで、巻線１２の回巻軸の方向の締付力をほぼ均等にすることができる。
【００３２】
続いて、この実施形態の静止誘導電器の動作を説明する。  
この実施形態の静止誘導電器の場合、通電時に、巻線１２に流れる電流のローレンツ力の作用により巻線１２が上下に振動する。巻線１２が上下に振動することで、巻線１２から上下継鉄１３ａ、１３ｂ、脚鉄１１，１１ａの振動が伝播し、上下巻線締付板５，６、上下連結板１６ａ，１６ｂを経由し、タンク２０に振動が伝播し、振動したタンク２０が騒音を放射する。
【００３３】
この実施形態において、上下締付部材３０は、巻線１２を上下に挟持することで振動の発振源である巻線１２の振動を抑制するので、発振源での振動量を低減でき、タンク２０への伝播を含めた全体の振動も低減でき、この結果、タンク２０から放射される騒音を低減することができる。
【００３４】
このようにこの第１実施形態の静止誘導電器によれば、巻線１２の上下に配置された上下巻線締付板５，６と、これら巻線締付板５，６を挟持する上下締付部材３０とを備えたことで、通電時に起こる巻線１２の回巻軸の方向の振動を抑制することができ、この結果、振動の伝播先のタンク２０から放射される騒音を低減することができる。
【００３５】
（第２実施形態）  
図４は第２実施形態の静止誘導電機の構成を示す透視正面図、図５は図４の透視側面図である。なおこの第２実施形態において第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。  
図４，図５に示すように、第２実施形態の静止誘導電機は、巻線締付部材３１を有する。
【００３６】
巻線締付部材３１は、巻線１２を周方向に締め付ける固定部材であり、例えばナイロンなどの素材の平坦なロープまたはテープなどである。
【００３７】
この第２実施形態では、複数の巻線締付部材３１を、間隔を空けて巻線１２に巻き付けており、中央付近に幅の広いものを使用し、上下の端部に近い側に幅の狭いものを使用している。つまり巻線１２を締め付ける軸方向の位置（高さ）によって幅を変えている。
【００３８】
このようにこの第２実施形態によれば、巻線１２を周方向に締め付ける巻線締付部材３１を備えることで、通電時に起こる巻線１２の径方向の振動を抑制することができ、この結果、振動の伝播先のタンク２０から放射される騒音を低減することができる。
【００３９】
（第３実施形態）  
図６は第３実施形態の静止誘導電機の構成を示す透視正面図、図７は図６の透視側面図である。なおこの第３実施形態において第１実施形態および第２実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。  
図６，図７に示すように、第３実施形態の静止誘導電機は、第１実施形態で示した巻線締付板５，６、上下締付部材３０、第２実施形態で示した複数の巻線締付部材３１を有する。
【００４０】
この第３実施形態では、巻線締付部材３１により巻線１２を周方向に締め付けた後、巻線１２の上下に上下巻線締付板５，６を配置し、上下締付部材３０で上下巻線締付板５，６を固定する。これにより、通電時に、巻線１２に流れる電流のローレンツ力の作用により巻線１２が上下方向および径方向に振動するようなときでも、それぞれの方向の振動を抑制することができる。
【００４１】
このようにこの第３実施形態によれば、巻線１２の上下に配置された上下巻線締付板５，６と、これら巻線締付板５，６を挟持する上下締付部材３０と、巻線１２を周方向に締め付ける巻線締付部材３１とを備えることで、通電時に起こる巻線１２の回巻軸の方向と径方向の振動を抑制することができ、この結果、振動の伝播先のタンク２０から放射される騒音を低減することができる。
【００４２】
以上のように上記した実施形態によれば、密閉容器であるタンク２０に収容された巻線１２を含む発振源からタンク２０への振動伝搬を抑制することで、高い振動低減効果と騒音低減効果を得ることができる。
【００４３】
以上のように本発明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。
【００４４】
上記実施形態では、巻線１２の上部に円形または惰円形の上部巻線締付板５を配置したが、図８に示すように、例えば上下巻線締付部材３０のフック部分３０ａの長手方向に対して直交する方向に長い長方形（矩形）状の上部巻線締付板５ａとし、巻線下部に配置した同形状の下部巻線締付板とで巻線１２を挟持するようにしてもよい。すなわち、板状部材は、円形、惰円形、矩形などにしてもよく、この他、十字形などでもよく、巻線１２を回巻軸の方向（上下の方向）から押さえることができる形状であれば、形状は問わない。
【００４５】
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。
【符号の説明】
【００４６】
５，５ａ…上部巻線締付板
６…下部巻線締付板
１０…電機機器本体
１１…脚鉄
１１ａ…鉄心
１２…巻線
１３ａ…上部継鉄
１３ｂ…下部継鉄
１４ａ…上部クランプ
１４ｂ…下部クランプ
１５ａ…上部スペーサ
１５ｂ…下部スペーサ
１６ａ…上部連結板
１６ｂ…下部連結板
２０…タンク
２１…上板
２２…底板
２３…側板
３０…上下締付部材
３１…巻線締付部材
３４…保護部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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