JP2012243956A - 変圧器中身の固定構造を備えた油入変圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】油入変圧器の中身は巻線と鉄心とそれらを組み合わせた状態で保持するための金具から構成されている。この中身に合わせてタンク容器を決定しており、タンク容器の種類が多くなっている。現在中身構造は多品種化の傾向にあり、タンク容器の大きさや容器の底板に設けられた中身位置決めの突起の形状やピッチは様々であり、中身に対するタンク容器の互換性はなく、例え、外形が同じような寸法であっても、同一品としてタンク容器を製作することが出来ず、生産効率が悪い。
【解決手段】タンク容器の底板の断面形状に合わせ、容器の底板に接する中身の固定金具の形状に合わせたガイド手段を配置することで中身の位置決めを行う構造とする。また、タンク容器の底板は中身位置決めの突起の無い形状に統一する。ガイド手段は、紙製、樹脂製のボード又は鋼板等を使用する。
【選択図】図３

Description

本発明は、油入変圧器に関し、変圧器中身の固定構造を備え、変圧器中身の形状や寸法に柔軟に対応することを可能とする構造を備えた油入変圧器に関する。

本技術分野の背景技術として、変圧器の中身は巻線と鉄心とそれらを組み合わせた状態で保持するための金具から構成されている。この中身を納め、その周囲に絶縁油を充填するタンク容器において、その容器の底板には、中身の位置決め用として設けた突起部が設けられており、中身の固定金具側にはその突起部が挿入されるように配置された穴部を空けており、この穴部に突起部を差し込むことで中身をタンク容器の定位置に配置するようにして位置決めを行っている。

また、別の構造として中身の固定金具の幅と同じピッチの突起部をタンク容器の底板に設けて、中身の固定金具をその突起部の間に配置することで中身の水平方向の可動範囲を制限し、タンク容器の定位置に配置するようにして位置決めを行う構造もある。

このように、いずれの構造においても、変圧器中身のサイズに合わせてタンク容器を夫々設計しており、突起部のサイズやピッチに応じてタンク容器の種類がいきおい多くなっており、タンク容器の仕様は、中身構造に応じて現在およそ１０種類以上の寸法のものが用いられているのが現状である。

例えば、特許文献１（特開平１１−２８３８４２号公報）には、中身と接続した連結スタッドを更にカバー若しくはタンクと連結して中身とカバー若しくはタンクを一体とする変圧器において、連結スタッドを外側から回転可能とすることで連結部の締め直しによる固定位置の調整を可能とする中身の固定構造が開示されている。

特許文献２（実開昭５８−１４２９２３号公報）には、両側脚にコイルを備えた巻鉄心の下部に、長手方向の寸法をケースの長手方向の寸法とほぼ同じ長さで形成した下部クランプを取付け、この下部クランプにはケースの長手方向と直交する方向の寸法とほぼ同寸法で形成された一対の支持棒を、巻鉄心の外周下部を挟むように上記下部クランプの長手方向と直交させて固着し、巻鉄心の上部には下部クランプと対向させて上部クランプを取付け、この上部クランプと下部クランプとを、下部クランプの支持棒間をまたいで巻鉄心の外側に周設された締付バンドにより締付固定するようにしたことを特徴とする変圧器中身支持装置が開示されている。

特許文献３（実開平６−４１１１７号公報）には、油入変圧器の角形タンクに収納する中身本体にて、コイル下部の空間部に対応した断面と、タンク長手方向の長さを有し両端に蓋をした角管を巻鉄心巾寸法の間隔をあけて平行に置き、これらに連結板を溶接して略コ字状に形成した下部クランプを巻鉄心下部に装着し、締め付けバンドで締め付け固定する中身振れ止め装置が開示されている。

特許文献４乃至特許文献７には、容器底部に凹み又は突起のガイドを付けて、変圧器中身と嵌合する技術が開示されている。特許文献４（特開昭６１−２５５００４号公報）には、鉄心、巻線及び上下の鉄心締付金具などを備えた本体が絶縁媒体が封入されるタンク内に収納されて固定される静止誘導電器の本体固定装置において、静止誘導電器の本体の鉄心締付金具に取付けられる下部クロスバーと対向するタンク底板の位置にタンク底板ビームを配置し、前記タンク底板に前記クロスバーを嵌め込む開口と前記タンク底板ビームによって形成される油気密な溝を設けたことを特徴とする静止誘導電器の本体固定装置が開示されている。

特許文献５（実開昭６１−９２０２９号公報）には、鉄心に巻線を巻回した変圧器本体をタンク内に固定収納してなる変圧器において、前記タンクの底板にタンク内方に突出する突起部を複数設けるとともに、この底板の突起部上に前記変圧器本体を載置し、かつ鉄心下部に変圧器本体をタンクに固定すべく前記突起部と係合する固定部材を設けたことを特徴とする変圧器が開示されている。

特許文献６（実開昭５４−５１３２２号公報）には、ボールトランスにおいて、トランス用函の底板の巻鉄心を保持する中央部に位置して、上記巻鉄心を保持する所定の凹部を一体的に成形したことを特徴とするボールトランス用函が開示されている。

特許文献７（特開平９−６３８５６号公報）は、高さ寸法の大きな変圧器本体を変圧器容器内にスムーズに装着することができて、しかも横振れを阻止できる変圧器を提供する。変圧器本体振れ止め具を変圧器本体の下側端部の対角線上に位置する一対の角部を外側から挟むように設けた一対の振れ止め部から構成するもので、振れ止め部を、変圧器容器の底壁部から起立して対応する角部の２つの辺に沿って延びる２つの傾斜壁部から構成するもので、２つの傾斜壁部を底壁部から離れるに従って変圧器本体から離れるようにそれぞれ傾斜させるものが開示されている。

特開平１１−２８３８４２号公報 実開昭５８−１４２９２３号公報 実開平６−４１１１７号公報 特開昭６１−２５５００４号公報 実開昭６１−９２０２９号公報 実開昭５４−５１３２２号公報 特開平９−６３８５６号公報

前述の通り、現在、変圧器の中身構造は多品種化の傾向にあり、その中身構造に合わせたタンク容器の種類の多さと中身位置決めの突起の形状や配置の多様化で非常に多くの組み合わせが存在しており、生産する際の効率化の妨げになっている。また、柱上に設置したトランスのサビ対策等で、タンク容器の交換を行う際にも中身の組み合わせたタンク容器を確認して準備する必要があり、交換作業においても面倒が多く労苦が絶えない。特に、タンク容器の交換の際には、対象機種のタンク容器の大きさ、容器の底板に設けている中身の位置決め用の突起の形状やピッチといった仕様が明確になるまで交換用のタンク容器を製作出来ず、これにより製造リードタイムは長くなるという状況である。また、現行の新規タンク容器の中においてもタンク容器の大きさや容器の底板に設けられた中身位置決めの突起の形状やピッチは様々であり、中身に対するタンク容器の互換性はなく、例え、外形が同じような寸法であっても、同一品としてタンク容器を製作することが出来ず、生産効率を悪くする要因であった。また大量の在庫を抱えることも、その大きさや需要の観点からして容易ではない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、１つの寸法のタンク容器に対して複数種類の中身の寸法や形状に柔軟に対応することを可能とする構造の油入変圧器を提供することを目的する。

以上により、本発明の課題を解決するには、タンク容器の底板の外形形状に合わせ、容器の底板に接する中身の固定金具の外周形状に合わせたガイド部材を配置することで変圧器中身の位置決めを行う構造とする。これにより、タンク容器の底板は、中身位置決めの突起の無い形状に統一することが可能なものである。また、ガイド部材は、紙製もしくは樹脂製のボードまたは鋼板等により製作することができる。

本発明の変圧器中身固定構造を備えた油入変圧器は、巻線及び鉄心とそれらを組み合わせて保持する金具から構成される変圧器の中身をタンク容器内に収納し、その変圧器中身の周囲に絶縁油を充填する油入変圧器であって、前記タンク容器の底板に対して、その外周部は前記タンク容器の底板の外形形状に合わせ、その内周部には該タンク容器の底板に接触する変圧器の中身の固定金具の外周形状に合わせた変圧器中身の位置決め穴部を形成した変圧器中身の位置決め手段を備えたことを特徴とする。

さらに本発明の変圧器中身固定構造を備えた油入変圧器は、前記変圧器中身の位置決め手段は、その外周部は前記タンク容器の底板の外形形状に合わせ、その内周部には該タンク容器の底板に接触する変圧器の中身の固定金具の外周形状に合わせて切り抜いた穴を持つ紙製、樹脂製のボードもしくは鋼板製のガイド板部材構造とすることを特徴とする。

さらに本発明の変圧器中身固定構造を備えた油入変圧器は、前記変圧器中身の位置決め手段は、その外周部は前記タンク容器の底板の外形形状に合わせ、その内周部は該タンンク容器の底板に接触する変圧器の中身の角部の形状に合わせた複数個のガイド板部材により、変圧器中身の固定金具の位置決めが可能な構造とすることを特徴とする。

さらに本発明の変圧器中身固定構造を備えた油入変圧器は、前記変圧器中身の位置決め手段は、その外周部は前記タンク容器の底板の外形形状に合わせ、その内周部は該タンンク容器の底板に接触する変圧器の中身の一辺に合わせた複数個のガイド板部材により、変圧器中身の固定金具の位置決めが可能な構造とすることを特徴とする。

本発明の変圧器中身固定構造を備えた油入変圧器により、タンク容器の大きさと容器の底板形状により別々の中身固定手段を必要として区別されていた機種は、本発明の変圧器中身の位置決め手段を用いることにより、当該変圧器中身の位置決め手段のみを変更することにより、高い互換性を有することが出来る。そして、このような互換性を持つことで、少ない種類のタンク容器をあらかじめ製作しておくことも可能となるため、変圧器の製造リードタイムの短縮化が可能となる。

また、タンク容器の種類を少なくすることで製作ロット数の増加に繋がり、コスト削減が可能となる。本発明の変圧器中身の位置決め手段は、紙製、樹脂製のボード又は鋼板を使用した板状のガイド部材により構成することが可能であり、極めて簡単な形状・構造により、互換性の高い変圧器中身の位置決め手段を提供することが可能である。

本発明における油入変圧器の中身固定構造の一実施例を示す内部構造透視図である。 本発明における油入変圧器の中身固定構造の別実施例を示す内部構造透視図である。 本発明における油入変圧器の中身固定構造の一実施例を示す断面構造詳細図であり、（ａ）は底部構造部分拡大図、（ｂ）は中身の下部固定金具と中身位置決めガイドの組み上がりを見た底部平面図、（ｃ）は底部断面の一部拡大図である。 本発明における油入変圧器の中身固定構造の他の実施例を示す断面構造詳細図であり、（ａ）は底部構造部分拡大図、（ｂ）は中身の下部固定金具と中身位置決めガイドの組み上がりを見た底部平面図、（ｃ）は底部断面の一部拡大図である。 本発明における油入変圧器の中身固定構造の他の実施例を示す断面構造詳細図であり、（ａ）は底部構造部分拡大図、（ｂ）は中身の下部固定金具と中身位置決めガイドの組み上がりを見た底部平面図、（ｃ）は底部断面の一部拡大図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明における油入変圧器の中身固定構造の更に別の実施例を示す中身の下部固定金具と中身位置決めガイドの組み上がりを見た底部平面図である。 従来例の油入変圧器の中身固定構造のタンク容器底面部の係合構造を示した断面図である。

図１、２は、本発明の中身固定構造を備えた油入変圧器の実施例の構造図を示し、図３、４及び５は、本発明の実施例の中身固定構造の詳細図を示す。以下、これに基づいて本発明を実施するための形態を説明する。

まず、図７により、従来の油入変圧器の中身の固定方法を説明する。従来の油入変圧器の底板７には、変圧器の中身２０を位置決め固定用として設けた突起部７１が少なくとも２つ設けられており（図７では１つのみを図示）、変圧器の中身２０の下方部分を固定するコ字状の固定金具４の底面にはその突起部７１が挿入されるように配置された穴部（符号なし）を空けており、この穴部に突起部７１を差し込むことで中身２０をタンク容器の底板７の定位置に配置するようにして位置決め固定を行っている。

本発明の一実施例として図１に示す油入変圧器１は、タンク容器１０内に変圧器の中身２０が収納され、その周囲には絶縁油が充填（特に図示されてはいない）されている。油入変圧器１のタンク容器１０内の変圧器中身２０は、巻線３と鉄心６を組んだ変圧器要素を、中身上部固定金具２と中身下部固定金具４により挟み込んだものであり、中身吊金具５で吊り下げタンク容器１０内に固定されている。

本発明の油入変圧器１のタンク容器１０においては、タンク容器１０の底板７には、図７に示す従来例のように、中身２０の位置決め機能を有する突起を設けない形状とすることができる。つまり、本発明においては、図３に示すように、その外周形状はタンク容器１０の底板７の外形形状（本発明の実施例においては円形状）に合わせ、かつ、その内周形状をタンク容器１０の底板７と接触する中身２０の下部固定金具４の外周形状（本発明の実施例においては長方形状）に合わせて切り抜いた開口９１を持つ紙製または樹脂製のボードもしくは鋼板等を使用したガイド９（変圧器中身の位置決め手段）をタンク容器１０の底板７の上部に配置する。このように、本発明の変圧器中身２０の位置決め手段としてのガイド９は、その外周部がタンク容器１０の内周部に合った形状を呈しており、ガイド９のない周部は中身２０の下部固定金具４の外周形状に合った形状を呈している。

図３に示した変圧器中身の位置決め手段としてのガイド９の形状は、全体的に円板形状であり、その中央部分が長方形の開口が形成されているものである。つまり、図３（ｂ）のハッチングされた部分の形状であり、この円板状のガイド部材９をタンク容器１０に入れ込み、底面（底板７）の上に置く。これに対して変圧器の中身２０の下部固定金具４を、切り抜かれた開口９１にはめ込むことで変圧器中身２０の位置決めが可能となる。図３（ｂ）及び（ｃ）においては、下部固定金具４に円形状の穴部４１，４１を形成した図が描かれているが、これは従来型の変圧器中身の固定手段において採用されていたタンク容器の底板に中身の位置決め用として設けた突起部を受けるように形成された従来の中身の固定金具側に形成されていた穴部４１，４１であり、従来型の古い変圧器のタンク容器を取り替えた際の状態が図示されているものであり、本願発明に必須のものではない。本願発明を適用したガイド９には、特に、これらの穴部４１，４１を設ける必要性はない。

図２に示す実施例においては、タンク容器１０内において、２段の巻線３，３及び２段の鉄心６，６から成る構成の油入変圧器１が示されている。２段の巻線３，３及び２段の鉄心６，６は、上下連結金具８により連結され、中身２０がタンク容器１０内に吊り下げられている。この実施例においても、図１と同様に、タンク容器１０の底板７には、２段の変圧器中身２０の位置決め機能を有する従来の突起部が無い形状とする。この実施例に対しても、図３に示すような変圧器中身の位置決め手段としてのガイド９を備える。このガイド９の形状は、その外周形状はタンク容器１０の底板７の外形形状（本発明の実施例においては円形状）に合わせ、かつ、その内周形状をタンク容器１０の底板７に接触する上下の巻線と鉄心を保持する固定金具を連結する金具の外周形状に合わせており、その形状に合わせて切り抜いた開口９１を持つ紙製または樹脂製のボードもしくは鋼板等を使用したガイド９（変圧器中身の位置決め手段）をタンク容器１０の底板７の上部に配置する。

このように、図２に実施例においても、変圧器中身の位置決め手段としてのガイド９の形状は、全体的に円板形状であり、その中央部分が長方形の開口が形成されているものである。この円板状のガイド部材９をタンク容器１０に入れ込み、底面（底板７）の上に置く。これに対して変圧器中身２０の下部固定金具４を切り抜いた開口９１にはめ込むことで変圧器中身２０の位置決めが可能となる。このようにして変圧器中身２０の下部を固定した後、中身の上方に中身吊金具５を取り付け、中身吊金具５をタンク容器１０内周に取り付けることで、中身２０の上下を固定し、中身２０を安定的に固定することが可能となる。尚、タンク容器１０の形状において、底面が真円の柱状であることから、タンク容器１０の底部に突起状の廻り止め（特に、符号はなし）が形成され、ガイド部材９には切欠部９２が形成され、ガイド部材９を底板７に載置する際、廻り止めが切欠部９２に遊嵌することで、中身２０がタンク容器１０内部で回転することを防止することができる。この回り止め手段については、全ての実施例においての説明はないが、適宜取り付けることが可能である。

上記の実施例とは別に、図１、２の変圧器１に対して、別実施例の一対のガイド部材９５，９５を図４に示す。この図４に示す一対のガイド部材９５，９５においても、その外周部がタンク容器１０の内周部に合った形状を呈しており、ガイド９５の内周部は中身２０の下部固定金具４の外周形状に合った形状を呈しているという点では、図３に示したガイド部材９と同じである。この一対のガイド部材９５，９５は、図３に示したタンク容器１０の底板７の断面に合わせ、タンク容器１０の底板７に接触する鉄心を固定する金具４の形状に合わせて切り抜いた開口９１を形成した紙製または樹脂製のボードもしくは鋼板等を使用した円板状のガイド９を４分割して、固定金具４の二つの対角の隅部に配置することで中身２０の固定が可能となる。

さらに別のガイド部材９６の実施例を図５に示す。図５に示す実施例のガイド部材９６は、その外周面の形状は、図３又は図４に示したガイド部材と同様に、タンク容器１０の内周形状に合わせた形状でありが、その内周部分は固定金具４の４辺に合わせて形成しているものである。

さらに別のガイド部材９の実施例を図６（ａ）及び（ｂ）に示す。これらも、ガイド部材９の外周部がタンク容器１０の内周部に合った形状を呈しており、ガイド９５の内周部は中身２０の下部固定金具４の外周形状に合った形状を呈しているという点では、図３に示したガイド部材９と同じである。ただし、図３の実施例と相違し、ガイド部材９の外周部或いは内周部の全部が、タンク容器１０の内周部或いは下部固定金具４の外周形状に沿った形状を呈してはいない。このように、ガイド部材９の外周部或いは内周部は、夫々、タンク容器１０の内周部或いは下部固定金具４の外周形状の一部に沿うものであれば良い。

このようなガイド部材９とすることで、図６（ａ）に示す実施例では、環状円板部材の内周側を下部固定金具４の４隅のコーナ部分の形状に合わせる加工を行うことで、また、図６（ｂ）に示す実施例では、長方形板部材の内周側を下部固定金具４の外周形状に合わせる加工（開口部打ち抜き）を行い、外周面はそのタンク内周面に沿う円弧部分の形成を行うことで、簡単にガイド部材９を得ることができる。

このように、本願発明においては、ガイド部材９の外周部の全部或いは一部がタンク容器１０の内周部に合った形状を呈しており、ガイド９５の内周部の全部或いは一部が中身２０の下部固定金具４の外周形状に合った形状を呈していれば良く、その技術的思想の範疇で具体的形状の変更は当業者であれば容易になし得るものである。

本発明の油入変圧器は以上の構成により、ガイド部材は紙製、樹脂製ボード、鋼板等を使用して形成することが可能であり、その形状は平板状とするっことができることから、その製造コストを格段に低くすることができ、形成に掛かる時間も遥かに短時間で行うことができる。また、タンク容器の交換を考えれば、変圧器中身を収納できるサイズのタンク容器して、外周をタンク内周に合わせかつ内周を固定金具の寸法に合わせたガイド部材を用意すれば、多少大きめのタンク容器であっても、また変圧器の中身が如何様な形状をしていたとしても、ガイド部材の形状やサイズを適宜調整することでタンク容器への固定を行うことができることから、タンク容器の種類を大きく減らすことができるものである。

１ 油入変圧器
１０ タンク容器
２０ 中身上部固定金具
３ 巻線
４ 中身下部固定金具
５ 中身吊金具
６ 鉄心
７ 底板
７１ 突起部
８ 上下連結金具
９、９５、９６ 中身位置決めガイド
９１ 開口

Claims (4)

1. 巻線及び鉄心とそれらを組み合わせて保持する金具から構成される変圧器の中身をタンク容器内に収納し、その変圧器中身の周囲に絶縁油を充填する油入変圧器であって、前記タンク容器の底板に対して、その外周部は前記タンク容器の底板の外形形状に合わせ、その内周部には該タンク容器の底板に接触する変圧器の中身の固定金具の形状に合わせた変圧器中身の位置決め穴部を形成した変圧器中身の位置決め手段を備えたことを特徴とする変圧器中身固定構造を備えた油入変圧器。
2. 請求項１記載の油入変圧器であって、前記変圧器中身の位置決め手段は、その外周部は前記タンク容器の底板の外形形状に合わせ、その内周部には該タンク容器の底板に接触する変圧器の中身の固定金具の外周形状に合わせて切り抜いた穴を持つ紙製、樹脂製のボードもしくは鋼板製のガイド板部材構造とすることを特徴とする変圧器中身固定構造を備えた油入変圧器。
3. 請求項１記載の油入変圧器であって、前記変圧器中身の位置決め手段は、その外周部は前記タンク容器の底板の外形形状に合わせ、その内周部は該タンンク容器の底板に接触する変圧器の中身の角部の形状に合わせた複数個のガイド板部材により、変圧器中身の固定金具の位置決めが可能な構造とすることを特徴とする変圧器中身固定構造を備えた油入変圧器。
4. 請求項１記載の油入変圧器であって、前記変圧器中身の位置決め手段は、その外周部は前記タンク容器の底板の外形形状に合わせ、その内周部は該タンンク容器の底板に接触する変圧器の中身の一辺に合わせた複数個のガイド板部材により、変圧器中身の固定金具の位置決めが可能な構造とすることを特徴とする変圧器中身固定構造を備えた油入変圧器。

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