(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂でモールドされている筒状のコイルユニットと、
前記コイルユニットを貫く鉄心と、
前記コイルユニットを支持するフレームユニットと、
前記コイルユニットの軸方向の端部とこのコイルユニットに対向する前記鉄心または前記フレームユニットとの間に設けられ、前記コイルユニットと前記鉄心または前記フレームユニットとの双方に接し、前記鉄心および前記フレームユニットに対する前記コイルユニットの相対的な移動を制限する支持部材と、を備え、
前記支持部材は、前記コイルユニットの周方向に沿って前記コイルユニットの軸に垂直な前後方向に２つで一対を形成して配置され、
一対を形成して配置される前記支持部材のうち一方は前記コイルユニットと反対側の端部が前記鉄心に接するとともに、他方は前記コイルユニットと反対側の端部が前記フレームユニットに接している変圧器。
【請求項２】
前記コイルユニットは、径方向において前記鉄心に近い内周側コイル、および前記内周側コイルよりも外側の外周側コイルを有し、
前記支持部材は、前記外周側コイルと前記鉄心との間に設けられている請求項１記載の変圧器。
【請求項３】
前記コイルユニットは、径方向において前記鉄心に近い内周側コイル、および前記内周側コイルよりも外側の外周側コイルを有し、
前記支持部材は、前記外周側コイルと前記鉄心との間、および前記内周側コイルと前記鉄心との間にそれぞれ設けられている請求項１記載の変圧器。
【請求項４】
前記フレームユニットは、天地方向において前記コイルユニットの上側に設けられている上側クランプ、前記コイルユニットの下側に設けられている下側クランプ、および前記コイルユニットを軸方向へ貫いて前記上側クランプと前記下側クランプとを接続するサイドクランプを有し、
前記サイドクランプは、Ｌ字状に折り曲げられた板状である請求項１から３のいずれか一項記載の変圧器。
【請求項５】
前記フレームユニットは、天地方向において前記コイルユニットの上側に設けられている上側クランプ、前記コイルユニットの下側に設けられている下側クランプ、および前記コイルユニットを軸方向へ貫いて前記上側クランプと前記下側クランプとを接続するサイドクランプを有し、
前記サイドクランプは、前記下部クランプとの接続部分に、枠状に突出する枠部を有する請求項１から３のいずれか一項記載の変圧器。
【請求項６】
天地方向において前記フレームユニットの下側に設けられ、外部の設備に固定するための固定座部材をさらに備える請求項１から５のいずれか一項記載の変圧器。
【請求項７】
前記固定座部材は、前記フレームユニットと複数のボルトで接続されている請求項６記載の変圧器。
【請求項８】
前記固定座部材は、
前記設備に接する底部と、
前記底部の両端部から立ち上がり上端が前記フレームユニットほど天地方向の高さが高くなるように傾斜している一対の側部と、
を有する請求項６または７記載の変圧器。
【請求項９】
前記固定座部材は、前記底部と前記設備に固定するためのボルトとの間に挿入される板部材を有する請求項８記載の変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、変圧器は、複数層のコイルで構成されたコイルユニット、およびコイルユニットを貫く鉄心を備えている。そして、これらコイルユニットおよび鉄心は、フレームユニットに支持されている。変圧器への電力を入力または出力する端子は、それぞれフレームユニットまたはコイルユニットに設けられている。これらの端子は、外部の電力線や配電線に接続される。
【０００３】
地震などにより変圧器に揺れが加わった場合、変圧器を構成するコイルユニット、鉄心およびフレームユニットの間には相対的な変位が生じる。そのため、変圧器の耐震性が低い場合、これらの間の相対的な揺れが拡大する。その結果、端子と、端子に接続される電力ケーブルとの間の変位も拡大し、断線を招くおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７７０８５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２０７１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本実施形態の目的は、耐震性を向上する変圧器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために本実施形態の変圧器は、コイルユニット、鉄心、フレームユニットおよび支持部材を備えている。コイルユニットは、樹脂でモールドされている筒状である。鉄心は、前記コイルユニットを貫く。フレームユニットは、前記コイルユニットを支持する。支持部材は、前記コイルユニットの軸方向の端部とこのコイルユニットに対向する前記鉄心との間に設けられ、前記コイルユニットおよび前記鉄心の双方に接し、前記鉄心に対する前記コイルユニットの相対的な移動を制限する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態による変圧器のコイルユニットおよび鉄心を図２のＩ方向から見た概略図
【図２】一実施形態による変圧器を示す概略的な斜視図
【図３】図１のIII方向から見た概略図
【図４】図１のＩＶ方向から見た概略図
【図５】一実施形態による変圧器のフレームユニットを示す概略的な斜視図
【図６】一実施形態による変圧器の固定座部材の近傍を拡大した概略図
【図７】一実施形態による変圧器の固定座部位を示す概略的な斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態による変圧器の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図２に示すように変圧器１０は、コイルユニット１１、鉄心１２、フレームユニット１３、固定座部材１４および支持部材１５を備えている。本実施形態の変圧器１０は、三相交流電源に用いられる変圧器である。コイルユニット１１は、樹脂でモールドされており、内側を鉄心１２が貫く筒状に設けられている。本実施形態の場合、コイルユニット１１は、三相交流に対応して並列する３つの筒状に設けられている。すなわち、コイルユニット１１は、図２の左方から順に第一コイル２１、第二コイル２２および第三コイル２３を有している。コイルユニット１１を構成する第一コイル２１、第二コイル２２および第三コイル２３は、前後方向で前方の上端側にそれぞれ端子部２４を有している。端子部２４は、外部の配線に接続される。また、第一コイル２１、第二コイル２２および第三コイル２３は、前後方向の後方に端子部２５を有している。端子部２５は、端子部２４と同様に外部の配線に接続される。
【０００９】
コイルユニット１１を構成する第一コイル２１、第二コイル２２および第三コイル２３は、図１に示すようにそれぞれ内周側コイル２６および外周側コイル２７を有している。内周側コイル２６および外周側コイル２７は、いずれも筒状に形成されている。外周側コイル２７は、内周側コイル２６の外周側を筒状に覆っている。コイルユニット１１の内周側コイル２６は、径方向において鉄心１２に近い側に設けられている。
【００１０】
鉄心１２は、図３および図４に示すようにコイルユニット１１の第一コイル２１、第二コイル２２および第三コイル２３をそれぞれ貫いている。具体的には、本実施形態の鉄心１２は、第一内側鉄心３１、第二内側鉄心３２および外側鉄心３３を有している。第一内側鉄心３１は、第一コイル２１および第二コイル２２を貫く環状に形成されている。第二内側鉄心３２は、第二コイル２２および第三コイル２３を貫く環状に形成されている。外側鉄心３３は、第一内側鉄心３１および第二内側鉄心３２の外周側に設けられ、第一コイル２１および第三コイル２３を貫く環状に形成されている。
【００１１】
図５に示すフレームユニット１３は、図２に示すようにコイルユニット１１および鉄心１２を支持している。フレームユニット１３は、図５に示すように上側クランプ４１、下側クランプ４２、サイドクランプ４３およびサイドクランプ４４を有している。上側クランプ４１は、天地方向すなわち上下方向においてコイルユニット１１の上側に設けられている。下側クランプ４２は、コイルユニット１１を挟んで上下方向において下側に設けられている。
【００１２】
サイドクランプ４３およびサイドクランプ４４は、上下方向へ伸びてこれら上側クランプ４１と下側クランプ４２とを接続している。サイドクランプ４３は、第一コイル２１および第３コイル２３を貫くように設けられている。サイドクランプ４４は、第一コイル２１および第三コイル２３を貫くように設けられている。本実施形態の場合、サイドクランプ４３およびサイドクランプ４４は、図５に示すように上下方向に垂直な断面がＬ字形状となるように折り曲げられた板状である。これにより、フレームユニット１３は、図５の左右および前後の揺れに対する強度が高められている。
【００１３】
また、サイドクランプ４３およびサイドクランプ４４は、下側クランプ４２側の下端近傍に枠部４５を有している。枠部４５は、サイドクランプ４３およびサイドクランプ４４から枠状に突出している。サイドクランプ４３およびサイドクランプ４４と下側クランプ４２とは、この枠部４５において例えばボルトおよびナットを用いて互いに固定されている。このようにサイドクランプ４３およびサイドクランプ４４から突出する枠部４５を設けることにより、サイドクランプ４３およびサイドクランプ４４は、Ｌ字状の折り曲げ形状とあわせて強度が高められている。
【００１４】
本実施形態の場合、変圧器１０は、上記の構成に加え、固定座部材１４をさらに備えていてもよい。固定座部材１４は、図２に示すようにフレームユニット１３の下側に設けられている。具体的には、固定座部材１４は、フレームユニット１３を構成する下側クランプ４２よりも下方に設けられている。本実施形態の場合、フレームユニット１３は、図５に示すように下側クランプ４２の下方に、前後方向へ伸びる支持脚４６を有している。支持脚４６は、下側クランプ４２の左右方向において各端部にそれぞれ設けられている。固定座部材１４は、この支持脚４６に設けられている。変圧器１０は、これら支持脚４６および固定座部材１４を用いて外部の設備に固定される。本実施形態の場合、固定座部材１４は、支持脚４６の前後方向において各端部にそれぞれ設けられている。固定座部材１４は、図２および図６に示すようにフレームユニット１３の支持脚４６との間が複数のボルト４７で接続されている。
【００１５】
固定座部材１４は、図７に示すように底部５１および側部５２を有している。底部５１は、固定座部材１４においてコイルユニット１１から遠い下端側に設けられている。底部５１は、変圧器１０を固定する設備に接する。側部５２は、この底部５１から上方へ立ち上がっている。側部５２は、変圧器１０の前後方向において一対設けられている。この側部５２は、支持脚４６に近い側ほど、上下方向の高さが高くなるように傾斜する傾斜部５３が形成されている。また、固定座部材１４は、背部５４を有している。背部５４は、支持脚４６に接する。背部５４は、底部５１の支持脚４６側において一対の側部５２を接続している。これら、固定座部材１４を構成する底部５１、一対の側部５２および背部５４は、１枚の金属の板状部材から継ぎ目なく一体に形成されている。背部５４は、ボルト穴５５を有している。ボルト穴５５は、固定座部材１４と支持脚４６とを固定するためのボルト４７が挿入される。
【００１６】
変圧器１０は、固定座部材１４を用いることによって、図示しないボルトなどの締結部材で外部の設備に固定される。このとき、固定座部材１４と図示しないボルトとの間には、板部材５６が挿入される。板部材５６は、底部５１に重ねて設けられる。これにより、固定座部材１４の底部５１は、変圧器１０と設備とを固定する図示しないボルトから受ける力が板部材５６によって直接伝わらない。そのため、固定座部材１４の損傷や変形が低減され、強度の向上が図られる。
【００１７】
次に、支持部材１５について詳細に説明する。
支持部材１５は、コイルユニット１１の軸方向すなわち上下方向の端部とコイルユニット１１に対向する鉄心１２との間に設けられている。支持部材１５は、例えば硬質のゴムや樹脂などによる弾性体で形成され、コイルユニット１１および鉄心１２の双方に接している。これにより、支持部材１５は、コイルユニット１１と鉄心１２との間の相対的な移動を制限する。すなわち、変圧器１０に加わる揺れによってコイルユニット１１と鉄心１２との間に相対的な移動が生じるとき、この相対的な移動は支持部材１５の変形によって吸収される。その結果、変圧器１０に揺れが加わっても、コイルユニット１１と鉄心１２との間の相対的な移動は支持部材１５によって低減される。
【００１８】
本実施形態の場合、変圧器１０は、図１、図３および図４に示すように支持部材１５を備えている。図１は、変圧器１０のコイルユニット１１および鉄心１２を上方からみた図である。すなわち、図１に示す例の場合、変圧器１０は８個の支持部材１５を備えており、そのうちの４つは図１の破線で示されるようにコイルユニット１１と鉄心１２との間に設けられている。残る４個の支持部材１５は、コイルユニット１１とフレームユニット１３との間に設けられることになる。変圧器１０は、コイルユニット１１の下方においても図１に示す例と同様または図１に示す例と対称に配置された支持部材１５を備えている。
【００１９】
これら、コイルユニット１１と鉄心１２との間に挟まれる支持部材１５は、コイルユニット１１側の端部が、第一コイル２１、第二コイル２２または第三コイル２３の外周側コイル２７に接している。また、支持部材１５は、鉄心１２側の端部が、第一内側鉄心３１または第二内側鉄心３２に接している。このように、本実施形態では、少なくとも一部の支持部材１５は、コイルユニット１１の外周側コイル２７と鉄心１２との間に設けられている。
【００２０】
本実施形態では、コイルユニット１１と鉄心１２との間に支持部材１５を設けることにより、図１、図３および図４に示すように隣り合う第一コイル２１または第二コイル２２のうちいずれか一方は、第一内側鉄心３１との間に形成される空間が支持部材１５によって塞がれることがない。同様に、隣り合う第二コイル２２と第三コイル２３との間でも、第二コイル２２または第三コイル２３のうちいずれか一方は、第二内側鉄心３２との間に形成される空間が支持部材１５によって塞がれることがない。このように、コイルユニット１１と鉄心１２との間に塞がれることのない空間を確保することにより、空気の流れは支持部材１５によって妨げられない。その結果、コイルユニット１１の放熱を妨げることなく、コイルユニット１１と鉄心１２との間の相対的な移動は低減される。
【００２１】
以上説明した一実施形態によると、変圧器１０は、支持部材１５のうち少なくとも一部がコイルユニット１１と鉄心１２との間に設けられている。そのため、変圧器１０に揺れや振動が加わっても、コイルユニット１１と鉄心１２との間の相対的な移動は弾性体である支持部材１５によって吸収される。これにより、変圧器１０の揺れによるコイルユニット１１と鉄心１２との間の相対的な移動は低減される。また、このコイルユニット１１と鉄心１２との相対的な移動が低減されることにより、これにともなう端子部２４および端子部２５と外部の配線との断線が低減される。したがって、変圧器１０の耐震性を向上することができる。
【００２２】
また、一実施形態では、支持部材１５のうち少なくとも一部がコイルユニット１１と鉄心１２との間に設けられている。そのため、隣り合うコイルユニット１１のうちいずれか一方は、鉄心１２との間に空間が確保される。そして、隣り合うコイルユニット１１のうちいずれか他方は、フレームユニット１３との間に空間が確保される。そのため、コイルユニット１１を冷却する空気は、これらのコイルユニット１１と鉄心１２との間に確保された空間、およびコイルユニット１１とフレームユニット１３との間に確保された空間を容易に通過する。したがって、コイルユニット１１の放熱を妨げることなく、変圧器１０の耐震性を向上することができる。
【００２３】
一実施形態では、支持部材１５は、コイルユニット１１のうち径方向で鉄心１２から遠い外周側コイル２７と鉄心１２との間に設けられている。変圧器１０の揺れによるコイルユニット１１と鉄心１２との間の相対的な移動は、コイルユニット１１の径方向において外側ほど大きくなりやすい。そこで、支持部材１５を外周側コイル２７と鉄心１２との間に設けることにより、コイルユニット１１と鉄心１２との間の相対的な揺れはより低減される。したがって、変圧器１０の耐震性を向上することができる。また、外周側コイル２７と鉄心１２との間に支持部材１５を設けることにより、熱がこもりやすいコイルユニット１１の径方向内側への空気の流れが促される。したがって、コイルユニット１１の放熱をより促進することができる。
【００２４】
一実施形態では、サイドクランプ４３およびサイドクランプ４４は、上下方向に垂直な断面がＬ字形状となるように折り曲げられた板状である。また、サイドクランプ４３およびサイドクランプ４４は、枠状に突出する枠部４５を有している。これにより、限られた空間にサイドクランプ４３およびサイドクランプ４４を挿入するために板状に形成する場合、板厚を低減してもサイドクランプ４３およびサイドクランプ４４の強度が確保される。したがって、フレームユニット１３の変形が低減され、変圧器１０の耐震性を高めることができる。
【００２５】
一実施形態では、固定座部材１４は、フレームユニット１３の支持脚４６との間が複数のボルト４７で固定されている。これにより、固定座部材１４とフレームユニット１３との間の変位量が低減される。変圧器１０の端子部２４および端子部２５は、変圧器１０の上下方向において上方に設けられている。そのため、変圧器１０の下方における固定座部材１４とフレームユニット１３との間の変位は、端子部２４および端子部２５において増幅されるおそれがある。そこで、固定座部材１４とフレームユニット１３との間の変位を低減することにより、端子部２４および端子部２５において外部の配線へ与える影響が低減される。したがって、変圧器１０と外部の配線との断線を低減することができる。
【００２６】
一実施形態では、固定座部材１４は、一対の側部５２が傾斜部５３によって切り欠かれている。そのため、変圧器１０を設備に固定するために、固定座部材１４に挿入される図示しないボルトは、この傾斜部５３によって作業が妨げられることなく締め付けられる。すなわち、ボルトを締める作業者は、例えばレンチなどを回転するとき、傾斜部５３によって作業が妨げられない。したがって、作業工数を低減しつつ、変圧器１０の強固な固定を図ることができる。
【００２７】
一実施形態では、固定座部材１４は、板部材５６を有している。板部材５６は、変圧器１０を設備に固定するための図示しないボルトと固定座部材１４との間に挿入される。これにより、固定座部材１４の底部５１は、そのボルトからの力が直接加わらない。したがって、固定座部材１４の板厚を大きくすることなく、固定座部材１４を含めた設備との固定部分の強度を高めることができる。
【００２８】
（その他の実施形態）
一実施形態では、支持部材１５は、コイルユニット１１の外周側コイル２７と鉄心１２との間に配置する例について説明した。しかし、支持部材１５は、空気の流れを妨げることがなければ、コイルユニット１１の内周側コイル２６と鉄心１２との間に設けてもよい。
【００２９】
以上、本発明の複数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。
【符号の説明】
【００３０】
図面中、１０は変圧器、１１はコイルユニット、１２は鉄心、１３はフレームユニット、１４は固定座部材、１５は支持部材、２６は内周側コイル、２７は外周側コイル、４１は上側クランプ、４２は下側クランプ、４３、４４はサイドクランプ、４５は枠部、５１は底部、５２は    側部、５６は板部材を示す。
【図１】
0006713841.tif 000002
【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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