(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心を締め付けるためのフレ−ムが締付けリングを介して巻線を軸方向に締め付けてなるものであって、さらに、締付けリングと巻線との間に第１の支持スペーサを介装するとともに、締付けリングとフレームとの間に第２の支持スペーサを介装してなる静止誘導電器において、互いに嵌合する凸部と凹部が、前記第１の支持スペ−サと前記締付けリングとが接する位置、前記第２の支持スペ−サと前記締付けリングとが接する位置および前記第２の支持スペ−サと前記フレ−ムとが接する位置に形成され、前記凸部と前記凹部との少なくとも一方には、前記巻線の周方向へ行くに従って前記巻線の軸方向へ変化する傾斜面あるいは円弧面が形成されてなることを特徴とする静止誘導電器。
【請求項２】
請求項１に記載の静止誘導電器において、前記巻線は、その表面が絶縁紙で覆われたものであり、前記第１の支持スペーサおよび前記締付けリングは、それぞれ高密度プレスボードからなるものであることを特徴とする静止誘導電器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄心を締め付けるためのフレ−ムが支持スペ−サと締付けリングとを介して巻線を軸方向に締め付けてなる静止誘導電器に関し、特に、フレ−ムが従来より小さくても済む静止誘導電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の静止誘導電器の要部構成を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は図５の（Ａ）のＡ矢視図である。図５の（Ａ）において、鉄心の上部ヨーク２Ａが紙面に垂直に構成され、主脚２Ｂが上部ヨーク２Ａに接合されている。上部ヨーク２Ａが、フレ−ム１と、上部ヨーク２Ａの右側にある図示されていないもう一つのフレ−ムとでもって挟持されている。また、巻線３が、フレ−ム１と、図示されていない下部のもう一つのフレ−ムとでもって挟持されている。巻線３とフレ−ム１との間には、支持スペ−サ５，６と、締付けリング４とが介装されている。主脚２Ｂには、締付けリング４が周回するとともに、巻線３が巻回されている。図５の（Ｂ）において、支持スペ−サ５，６は複数個よりなり、締付けリング４と巻線３との間、および締付けリング４とフレ−ム１との間の絶縁距離を保っている。巻線３は、フレ−ム１でもって上下の軸方向に常時締け付けられ、支持スペ−サ６の上下寸法を調整することによって、巻線３の締け付け圧力が所定の値になるように設定されている。なお、締付けリング４は、巻線３にかかる締け付け圧力が周方向に渡って均一になるようにするためのものである。
【０００３】
電気系統が短絡すると、その系統に接続されている静止誘導電器の巻線３に大電流が流れ電磁機械力が発生する。この電磁機械力には、巻線３の半径方向に働く力と巻線３の周方向に働く力とがある。前者の半径方向に働く力に対しては、巻線３の銅材自体でもって耐えるように構成されるが、巻線３の周方向に働く力に対しては、巻線３自体が回転しないように、フレ−ム１を固定点として巻線３に所定の圧力が加えられる。それによって、支持スペ−サ５と巻線３および締付けリング４との間の摩擦力、並びに、支持スペ−サ６と締付けリング４およびフレ−ム１の間の摩擦力を発生させ巻線３の回転が抑えられている。
【０００４】
なお、巻線３の周方向に働く力は、以下のようにして発生する。
図６は、円板巻線の周方向に働く力を説明するための図であり、（Ａ）は円板巻線の要部構成を示す平面図、（Ｂ）は円板巻線の要部構成を示す断面斜視図である。図６の（Ａ）において、円板巻線３Ａに電流Ｉが流れている場合、その電流Ｉは、半径方向の電流成分ＩA と周方向の電流成分ＩB とからなる。電流Ｉに半径方向の電流成分ＩA が存在する理由は、円板巻線３Ａの導体が半径方向に重なるようにして巻回されるので、電流Ｉが周方向にだけには厳密には向かないことによる。図６の（Ｂ）において、円板巻線３Ａの軸方向に発生する磁束φと半径方向の電流成分ＩA とでもって、ローレンツの力Ｆが周方向に働く。この力Ｆが円板巻線３Ａを周方向に回転させようとする。
【０００５】
また、図７は、円筒巻線の周方向に働く力を説明するための図であり、（Ａ）は円筒巻線の要部構成を示す側面図、（Ｂ）は円筒巻線の要部構成を示す断面斜視図である。図７の（Ａ）において、円筒巻線３Ｂに電流Ｉが流れている場合、その電流Ｉは、周方向の電流成分ＩC と軸方向の電流成分ＩD とからなる。電流Ｉに軸方向の電流成分ＩD が存在する理由は、円筒巻線３Ｂの導体が軸方向に重なるようにして巻回されるので、電流Ｉが周方向にだけには厳密には向かないことによる。図７の（Ｂ）において、円筒巻線３Ｂの半径方向に発生する磁束φと軸方向の電流成分ＩD とでもって、ローレンツの力Ｆが周方向に働く。この力Ｆが円筒巻線３Ｂを周方向に回転させようとする。
【０００６】
巻線の周方向に力が働く理由は上記によるので、短絡事故時に巻線に回転力が発生するのは、円板巻線や円筒巻線だけには限らず一般的にどんな巻線の場合でも可能性がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の静止誘導電器は、フレ−ムを機械的に丈夫にしなければならないという問題があった。
すなわち、前述されたように、巻線が回転しないように所定の締け付け圧力を巻線に加える必要があるので、従来の静止誘導電器のフレ−ムは機械的に丈夫にしておく必要がある。そのために、フレ−ムが大きくなり、コスト高となっていた。
【０００８】
この発明の目的は、フレ−ムが従来より小さくても済む静止誘導電器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明によれば、鉄心を締め付けるためのフレ−ムが締付けリングを介して巻線を軸方向に締め付けてなるものであって、さらに、締付けリングと巻線との間に第１の支持スペーサを介装するとともに、締付けリングとフレームとの間に第２の支持スペーサを介装してなる静止誘導電器において、互いに嵌合する凸部と凹部が、前記第１の支持スペ−サと前記締付けリングとが接する位置、前記第２の支持スペ−サと前記締付けリングとが接する位置および前記第２の支持スペ−サと前記フレ−ムとが接する位置に形成され、前記凸部と前記凹部との少なくとも一方には、前記巻線の周方向へ行くに従って前記巻線の軸方向へ変化する傾斜面あるいは円弧面が形成されてなるようにするとよい（請求項１の発明）。それによって、凸部と凹部が嵌合しているので、巻線に回転力がかかっても支持スペ−サが締付けリングやフレ−ムに対して巻線の周方向にずれることがなくなる。また、前記凸部と前記凹部との少なくとも一方には傾斜面あるいは円弧面があるので、巻線に回転力がかかった場合、その傾斜面あるいは円弧面が巻線と支持スペ−サとを押圧するので巻線が支持スペ−サに対して周方向にずれ難くなる。そのために、フレ−ムによって巻線に従来ほど高い締め付け圧力を加えなくても巻線が回転することがなくなり、フレ−ムを従来より小さくすることができる。
また、上記請求項１の発明において、前記巻線は、その表面が絶縁紙で覆われたものであり、前記第１の支持スペーサおよび前記締付けリングは、それぞれ高密度プレスボードからなるものとする（請求項２の発明）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を実施例に基づいて説明する。図１は、この発明の実施例にかかる静止誘導電器の要部構成を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は図１の（Ａ）のＢ矢視図である。図１の（Ａ）において、支持スペ−サ５の上部と締付けリング４の下部とが接する位置に互いに嵌合する凸部と凹部が形成されている。また、支持スペ−サ６の下部と締付けリング４の上部とが接する位置に互いに嵌合する凸部と凹部が形成されるとともに、支持スペ−サ６の上部とフレ−ム１の下部とが接する位置にも互いに嵌合する凸部と凹部が形成されている。図１の（Ｂ）において、支持スペ−サ５の上部に形成された凹部が締付けリング４の下部に形成された凸部７に嵌合し、支持スペ−サ６の上部および下部に形成された凹部が、締付けリング４の上部およびフレ−ム１の下部に形成された凸部７にそれぞれ嵌合している。図１のその他は、図５の従来の構成と同じであり、従来と同じ部分は同一参照符号を付けることによって詳細な説明は省略する。
【００１１】
図２は、図１の（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。締付けリング４の下部に傾斜面９を持った凸部７が形成され、支持スペ−サ５の上部にも傾斜面９を持った凹部８が形成されている。巻線３の表面は図示されていない絶縁紙で覆われ比較的柔らかいので、巻線３と支持スペ−サ５との間の摩擦力は大きい。したがって、短絡事故時に巻線３が周方向に回転し図２の巻線３が左方向に移動しようすると、支持スペ−サ５も左方向に移動する。支持スペ−サ５と締付けリング４は、高密度プレスボードなど一般的には硬い材料が用いられている。そのために、支持スペ−サ５と締付けリング４との間の摩擦力はそれ程大きくはならず、支持スペ−サ５と締付けリング４との界面は比較的左右にずれ易い。短絡事故時に巻線３とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の傾斜面９が締付けリング４の傾斜面９と当接する。締付けリング４は、後述されるように上部のフレ−ムでもって固定されているので、支持スペ−サ５が下方へ押される。それによって、巻線３が締め付けられ、巻線３と支持スペ−サ５との摩擦力が増大する。すなわち、互いに嵌合する凸部７と凹部８との存在でもって締付けリング４と支持スペ−サ５とがずれなくなるので、フレ−ムでもってあまり大きな圧力を加える必要がなくなる。しかも、短絡事故時に巻線３に大きい締め付け圧力が加わるようになるので、巻線３と支持スペ−サ５との摩擦力が増大し、巻線３が支持スペ−サ５に対してさらにずれ難くなる。そのために、フレ−ム１によって、巻線３に従来ほど高い締け付け圧力を加えなくても巻線３が回転することがなくなり、フレ−ム１を従来より小さくすることができる。それによって、フレ−ムの低コスト化による経済的メリットが生ずるようになる。
【００１２】
図３は、この発明の異なる実施例にかかる静止誘導電器の要部構成を示す断面図であり、図２に対応する位置の構成である。図２の構成と異なるのは、支持スペ−サ５の上部に傾斜面９のある凸部７が設けられ、締付けリング４の下部に傾斜面９のある凹部８が設けられている点である。それによって、短絡事故時に巻線３とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の傾斜面９が締付けリング４の傾斜面９と当接する。締付けリング４は、上部のフレ−ムでもって固定されているので、支持スペ−サ５が下方へ押される。すなわち、この場合も、短絡事故時に巻線３に大きい締め付け圧力が加わるようになり、巻線３に従来ほど大きい締め付け圧力を加える必要がなくなる。したがって、フレ−ムを従来より小さくすることができ低コスト化による経済的メリットが生ずるようになる。
【００１３】
なお、図２および図３における凸部７と凹部８とは、図１の（Ｂ）に示すように、支持スペ−サ６の下部と締付けリング４の上部とが接する位置、および、支持スペ−サ６の上部とフレ−ム１の下部とが接する位置にも設けられている。それによって、締付けリング４と支持スペ−サ６とフレ−ム１は、巻線３が回転しようとしても凸部７と凹部８とでもって互いにずれることがなくなる。しかも、全体的には、フレ−ム１が固定されているので、巻線３の回転が抑えられる。図２および図３における凸部７と凹部８は、必ずしも傾斜面９がなくても巻線３の回転を抑えることができる。すなわち、凸部７と凹部８とは互いに嵌合し合っていれば、どんな形であってもよい。また、それによって、静止誘導電器の輸送時の振動でもって巻線３がずれることも抑えることができる。これに加えて、凸部７と凹部８とのいずれか一方に傾斜面９を設けておくことにより、短絡事故時にだけ巻線３が強く締め付けられるようにすることができる。
【００１４】
図４は、この発明のさらに異なる実施例にかかる静止誘導電器の要部構成を示す断面図であり、（Ａ）ないし（Ｈ）は互いに異なる構成を示し、いずれも図２に対応する位置の凸部と凹部との構成である。
図４の（Ａ）は、支持スペ−サ５の上部に傾斜面９のある凹部８が設けられ、締付けリング４の下部に方形状の凸部１０が設けられている。図４の（Ａ）のその他は、図２の構成と同じである。それによって、短絡事故時に巻線とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の傾斜面９が締付けリング４の凸部１０と当接し、支持スペ−サ５が下方へ押される。それによって、フレ−ムを従来より小さくすることができ経済的メリットが生ずるようになる。
【００１５】
図４の（Ｂ）は、支持スペ−サ５の上部に方形状の凹部１５が設けられ、締付けリング４の下部に傾斜面９のある凸部７が設けられている。それによって、短絡事故時に巻線とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の凹部１５が締付けリング４の凸部７の傾斜面９と当接し、支持スペ−サ５が下方へ押される。それによって、フレ−ムを従来より小さくすることができ経済的メリットが生ずるようになる。
【００１６】
図４の（Ｃ）は、支持スペ−サ５の上部に円弧面１２のある凹部１１が設けられ、締付けリング４の下部に方形状の凸部１０が設けられている。それによって、短絡事故時に巻線とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の円弧面１２が締付けリング４の凸部１０と当接し、支持スペ−サ５が下方へ押される。それによって、フレ−ムを従来より小さくすることができ経済的メリットが生ずるようになる。
【００１７】
図４の（Ｄ）は、支持スペ−サ５の上部に方形状の凹部１５が設けられ、締付けリング４の下部に円弧面１２のある凸部１３が設けられている。それによって、短絡事故時に巻線とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の凹部１５が締付けリング４の凸部１０の円弧面１２と当接し、支持スペ−サ５が下方へ押される。それによって、フレ−ムを従来より小さくすることができ経済的メリットが生ずるようになる。
【００１８】
図４の（Ｅ）は、支持スペ−サ５の上部に円弧面１２のある凹部１１が設けられ、締付けリング４の下部に円弧面１２のある凸部１３が設けられている。それによって、短絡事故時に巻線とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の円弧面１２が締付けリング４の凸部１３の円弧面１２と当接し、支持スペ−サ５が下方へ押される。それによって、フレ−ムを従来より小さくすることができ経済的メリットが生ずるようになる。
【００１９】
図４の（Ｆ）は、支持スペ−サ５の上部に傾斜面９と平坦面１７のある凹部１４が設けられ、締付けリング４の下部に傾斜面９と平坦面１７のある凸部１６が設けられている。それによって、短絡事故時に巻線とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の凹部１４の傾斜面９が締付けリング４の凸部１６の傾斜面９と当接し、支持スペ−サ５が下方へ押される。それによって、フレ−ムを従来より小さくすることができ経済的メリットが生ずるようになる。
【００２０】
図４の（Ｇ）は、支持スペ−サ５の上部に傾斜面９と平坦面１７のある凹部１４が設けられ、締付けリング４の下部に方形状の凸部１０が設けられている。それによって、短絡事故時に巻線とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の傾斜面９が締付けリング４の凸部１０と当接し、支持スペ−サ５が下方へ押される。それによって、フレ−ムを従来より小さくすることができ経済的メリットが生ずるようになる。
【００２１】
図４の（Ｈ）は、支持スペ−サ５の上部に傾斜面９と平坦面１７のある凹部１４が設けられ、締付けリング４の下部に円弧面１２のある凸部１３が設けられている。それによって、短絡事故時に巻線とともに支持スペ−サ５が右方にずれて点線の位置５Ａに来ると、支持スペ−サ５の凹部１４の傾斜面９が締付けリング４の円弧面１２と当接し、支持スペ−サ５が下方へ押される。それによって、フレ−ムを従来より小さくすることができ経済的メリットが生ずるようになる。
【００２２】
なお、この発明にかかる図４の実施例の構成は、図の構成だけに限定されるものではなく、（Ａ）ないし（Ｈ）の各構成において、支持スペ−サ５の上部に凸部が形成されるとともに、締付けリング４の下部に凹部が形成されるようにしてもよい。また、図４の（Ａ）ないし（Ｈ）の構成における凸部と凹部とは、図１の（Ｂ）における支持スペ−サ６に適用してもよい。すなわち、互いに嵌合する凸部と凹部とは、支持スペ−サ６が締付けリング４やフレ−ム１と接する位置に設けられてあってもよく、また、凸部が支持スペ−サ６側に設けられてあってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は前述のように、互いに嵌合する凸部と凹部が、支持スペ−サと締付けリングとが接する位置、および支持スペ−サとフレ−ムとが接する位置に形成され、凸部と凹部との少なくとも一方には、巻線の周方向へ行くに従って巻線の軸方向へ変化する傾斜面あるいは円弧面が形成されてなるようにすることによって、フレ−ムを従来より小さくすることができるようになり、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例にかかる静止誘導電器の要部構成を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は図１の（Ａ）のＢ矢視図
【図２】図１の（Ａ）のＸ−Ｘ断面図
【図３】この発明の異なる実施例にかかる静止誘導電器の要部構成を示す断面図
【図４】この発明のさらに異なる実施例にかかる静止誘導電器の要部構成を示す断面図であり、（Ａ）ないし（Ｈ）は互いに異なる構成の図
【図５】従来の静止誘導電器の要部構成を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は図５の（Ａ）のＡ矢視図
【図６】円板巻線の周方向に働く力を説明するための図であり、（Ａ）は円板巻線の要部構成を示す平面図、（Ｂ）は円板巻線の要部構成を示す断面斜視図
【図７】円筒巻線の周方向に働く力を説明するための図であり、（Ａ）は円筒巻線の要部構成を示す側面図、（Ｂ）は円筒巻線の要部構成を示す断面斜視図
【符号の説明】
１：フレ−ム、３，３Ａ，３Ｂ：巻線、４：締付けリング、５，６：支持スペ−サ、７，１０，１３，１６：凸部、８，１１，１４，１５：凹部、９：傾斜面、１２：円弧面、１７：平坦面
【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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