JP7160596B2 - 変圧器の製造方法、組立搬送台車 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、変圧器の製造方法、木組みユニットを組み立てる際に用いる組立搬送台車に関する。

従来、タンク内にタップ切替器を収容した変圧器が知られている。このような変圧器では、タップ切替器は、例えば木枠に組み付けられ、その木枠ごとタンク内に収容されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１４７２６１号公報

さて、特許文献１のようにタップ切替器を木枠に組み付けて木組みユニットを製造する工程（以下、ユニット組み立て工程と称する）と、変圧器本体を組み立てる工程（以下、本体組み立て工程と称する）とを別工程で実施することにより、作業効率を大きく改善することができると考えられる。

ところで、ユニット組み立て工程と本体組み立て工程とを別工程で実施する場合には、変圧器本体に木組みユニットを組み付けた後、変圧器本体側の口出し線とタップ切替器側のリード線とを接続する工程（以下、接続工程と称する）が必要になる。

しかしながら、比較的大きな電流を流す変圧器の場合、口出し線やリード線は、比較的太く且つ剛性が高く曲げにくいものが用いられる。また、変圧器本体は、例えば大型のものであれば２メートルを超える高さになることがある。

そのため、接続工程では、曲げ難い口出し線やリード線を木組みユニットの周囲を移動しながら配設する作業が必要になり、また、リード線を口出し線の位置に合わせて切断した後に圧着端子を圧着する作業も必要になる。その結果、変圧器本体よりも上方に設置された作業場所で作業する時間が長くなり、作業者の安全性を確保することが重要になる。また、単に作業時間が長いというだけでなく、木組みユニットの周囲に安全な足場を設置するなど、実際の作業以外に要する時間も長くなりがちであった。

そこで、高所での作業時間を短縮できるとともに変圧器を組み立てる際の安全性を向上させることができる変圧器の製造方法、および、木組みユニットを組み立てる際に用いる組立搬送台車を提供する。

実施形態の変圧器の製造方法は、変圧器本体と、変圧器本体に組み付けられる木組みユニットとを備えた変圧器を製造するための製造方法であって、鉄心とコイルとを組み付けて変圧器本体を組み立てる本体組み立て工程と、本体組み立て工程とは別工程で実施され、タップ切替器を木枠に組み付けるとともに、変圧器本体の口出し線に接続されるリード線を配設して木組みユニットを組み立てるユニット組み立て工程と、を含み、ユニット組み立て工程では、組み立てた状態のままで木組みユニットを搬送可能な組立搬送台車を用い、当該搬送台車上で木枠へのタップ切替器の組み付け、およびリード線の配線を行うことを特徴とする。

実施形態の変圧器の構成例を模式的に示す図 タップ切替器の構成の一例を模式的に示す図 変圧器の製造工程の一部を模式的に示す図 木組みユニットの構成の一例を模式的に示す図 テンプレートの構成の一例を模式的に示す図 固定具の構成の一例を模式的に示す図 組立搬送台車の構成の一例を模式的に示す図 組立搬送台車の上面の配置態様の一例を模式的に示す図 テンプレートの他の構成例を模式的に示す図

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、静止誘導機器としての例えば変圧器１に取り付けられている。変圧器１は、タンク２、鉄心３および巻線４を有する変圧器本体５、タップ切替器６が組み付けられている木組みユニット７等を備えている。この変圧器１は、タンク２内が絶縁油（図示省略）で充填されたいわゆる油入変圧器であり、変圧器本体５やタップ切替器６を絶縁油中に浸した状態で収容している。また、タンク２の外面には、タップ位置を切り替えるためのハンドル８が設けられている。

変圧器本体５を構成する鉄心３は、周知のように例えば薄板状の電磁鋼板を積層することにより構成されている。本実施形態では、鉄心３として３本の脚部を有する三脚鉄心を採用している。この鉄心３の各脚部には、それぞれ巻線４がそれぞれ設けられている。これら３つの巻線４は、それぞれＵ相、Ｖ相およびＷ相の三相に対応したものである。

各相の巻線４は、タンク２の例えば上部に設けられている高圧側用と低圧側用のブッシング９にそれぞれ接続されている。このとき、各相の巻線４の一部は、口出し線１０として引き出され、リード線１１を介して接続されるタップ切替器６を経由して接続される。なお、図１では、説明の簡略化のために、ブッシング９に接続されるリード線１１の図示を省略している。

タップ切替器６は、図２に示すように、各相に対応して６個ずつのタップ端子６ａがそれぞれ設けられている端子板６ｂ、各相のいずれか２つのタップ端子６ａ間を電気的に接続する３つの可動接触子６ｃが設けられているスライド板６ｄを有している。各相の６個のタップ端子６ａを左方側つまりは歯車６ｅとは逆側から順に１番～６番とすると、端子板６ｂには、各相の１番から６番までのタップ端子６ａが、互いに所定の距離で等間隔に配置されている。また、各層のタップ端子６ａは、他相の同じ番号のタップ端子６ａまでの距離が等しくなるように配置されており、３つの可動接触子６ｃは、互いの間隔が等しく配置されている。なお、歯車６ｅの回転軸にはシャフト６ｆが取り付けられ、そのシャフト６ｆの先端にハンドル８が接続される。

そのため、Ｕ相に対応する可動接触子６ｃが１番目と２番目のタップ端子６ａ間を電気的に接続する位置にある場合、Ｖ相に対応する可動接触子６ｃも１番目と２番目のタップ端子６ａ間を電気的に接続する位置にあり、Ｗ相に対応する可動接触子６ｃも１番目と２番目のタップ端子６ａ間を電気的に接続する位置にあることになる。なお、図示は省略するが、タップ端子６ａは端子板６ｂを貫通しており、端子板６ｂの背面側つまりはスライド板６ｄ側に突出している部位において可動接触子６ｃによって電気的に接続される構造となっている。ただし、本実施形態で示すタップ端子６ａの数やタップ位置の数は一例であり、これに限定されるものではない。

このタップ切替器６は、木枠１２に組み付けられ、リード線１１とともに木組みユニット７を構成している。また、木組みユニット７は、組み立てられた後、変圧器本体５の上部に配置されているベース１３に組み付けられる。

次に、上記した変圧器１の製造工程について説明する。
本実施形態では、図３に実施例として示すように、変圧器本体５を組み立てる本体組み立て工程（Ｓ１）と、木組みユニット７を製造するユニット組み立て工程（Ｓ２）とを別工程で並行して実施した後、変圧器本体５と木組みユニット７とを組み付ける接続工程（Ｓ３）を実施している。なお、図３はモデル図であり、各工程（Ｓ１～Ｓ３）の枠の長さは必ずしも実際の工程の長短を示すものではない。

このように本体組み立て工程（Ｓ１）とユニット組み立て工程（Ｓ２）とを別工程で実施した後に接続工程（Ｓ３）を実施することにより、単純計算で考えた場合、図３に比較例として示すように各工程（Ｓ１～Ｓ３）を直列で順次実施する場合と比べて、接続工程（Ｓ３）が完了するまでの期間を短縮することが可能になる

ただし、比較的大きな電流を流す変圧器１の場合、口出し線１０やリード線１１は、比較的太く且つ剛性が高く曲げにくいものが用いられる。また、変圧器本体５は、例えば大型のものであれば２メートルを超える高さになることがある。そのため、単純に本体組み立て工程（Ｓ１）とユニット組み立て工程（Ｓ２）とを別工程で実施した場合には、接続工程（Ｓ３）において、比較的高い作業場所で、変圧器本体５に木組みユニット７を組み付け、リード線１１の端部が口出し線１０に接続できるように配設および切断して圧着端子を圧着し、口出し線１０とボルト等で接続する作業が必要になる。

その場合、安全性の確保は最優先で行われるものの、口出し線１０やリード線１１は曲げづらく木枠１２の前後や左右で作業する必要があること、また、口出し線１０とリード線１１の端部の位置を合わせる切断作業や圧着端子の圧着作業等を高所で行う必要があること、さらには、木組みユニット７の周囲に安全な足場を設置する必要があるなど、実際の作業以外にも時間を要することになる。

そこで、本実施形態では、以下のようにして、高所での作業時間を短縮することにより変圧器１を組み立てる際の安全性を向上させている。なお、本体組み立て工程については従来と同様の手法で鉄心３と巻線４との組み付け等を行っているため、説明は省略する。また、木組みユニット７に配設されるリード線１１は、変圧器本体５からの口出し線１０に接続されるものと、ブッシング９に接続されるものとが含まれている。

本実施形態のユニット組み立て工程（Ｓ２）では、図４に平面視として示すように、複数の梁で構成された木枠１２にタップ切替器６を組み付けるとともに、木枠１２を利用して複数のリード線１１を配設する。このとき、口出し線１０に設けられる端子の位置を示す識別子１４ｃが記載されているテンプレート１４を用いることにより、木組みユニット７を変圧器本体５に組み付ける前の段階で、リード線１１の端部の位置を決定するとともに、位置決めしたリード線１１の端部に圧着端子を圧着している。

具体的には、正面視として示すように木枠１２の下端から所定の距離（Ｌ１）であって、且つ、側面視として示すように木枠１２の前端の梁とツラ位置となるように、口出し線１０に設けられる端子の位置を示す識別子１４ｃが記載されているテンプレート１４を配置する。このテンプレート１４は、図５に正面視として示すように、木製のプレート１４ａを有している。

このプレート１４ａの表面には、圧着端子の穴の位置を示す貫通孔１４ｂが形成されており、各貫通孔１４ｂに対して、その貫通孔１４ｂが例えばＵ相、Ｖ相あるいはＷ相のどの相に対応するものなのかを示す識別子１４ｃである「Ｕ」、「Ｖ」および「Ｗ」の文字、および、どのタップ位置に対応するのかを示す識別子１４ｃである「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の文字が記載されている。ただし、貫通孔１４ｂの代わりに、圧着端子の穴の位置を示す識別子１４ｃとして、例えば丸記号等を表記する構成とすることもできる。

また、平面視として示すように、プレート１４ａの上面には、ブッシング９と接続するリード線１１の端部の位置を示す貫通孔１４ｂと、どの相に対応するかを示す識別子１４ｃとしての「Ｕ」、「Ｖ」および「Ｗ」の文字が記載されている。なお、テンプレート１４の構成は一例である。

このプレート１４ａは、図６に示すように、Ｌ字状のフレーム１５ａと、フレーム１５ａの下部に設けられ、スイッチによって磁性がオン／オフする磁石ユニット１５ｂとを有する固定具１５に取り付けられている。フレーム１５ａの取り付け面には、縦長の孔部１５ｃが上下方向に並んで複数形成されており、プレート１４ａの上下方向の取り付け位置を調整可能になっている。

そして、このテンプレート１４は、図４に側面視として示すように、金属製の筐体１６ａを有する組立搬送台車１６の上面の所定の位置に、磁力によって固定される。つまり、テンプレート１４は、変圧器本体５の口出し線１０の端部に圧着される圧着端子の位置を示す識別子１４ｃが記載されたプレート１４ａを有し、木組みユニット７を組み立てた状態のまま搬送可能な組立搬送台車１６の上面に着脱可能に固定されるとともに、プレート１４ａの高さ方向の位置を調整可能になっている。なお、図４では配置位置を示すために木組みユニット７の図示左右の両側にそれぞれテンプレート１４を示しているが、テンプレート１４は必要な側に設ければよい。また、図４の側面視では、説明の簡略化のために、リード線１１の図示を省略している。

このようなテンプレート１４を用いることにより、木組みユニット７と変圧器本体５とを組み付けなくても、つまりは、接続工程（Ｓ３）の前の段階で、リード線１１の配設、リード線１１の端部の位置つまりは圧着端子の位置の決定、および圧着端子の圧着を行うことができる。これにより、接続工程（Ｓ３）では、それらの作業を行う必要がなく、接続工程（Ｓ３）における作業時間を削減することができる。また、リード線１１を配設するために木組みユニット７の周囲を移動しながら作業する必要がなくなる。

また、本実施形態のユニット組み立て工程（Ｓ２）では、木枠１２の組み立て、タップ切替器６の配置、リード線１１の配設および圧着端子の圧着などの木組みユニット７を組み立てる作業を、組立搬送台車１６上で行っている。この組立搬送台車１６は、図７に組み立て時として示すように、金属製で直方体状に形成されている筐体１６ａ、筐体１６ａの下部の４隅に設けられている車輪１６ｂおよびアジャスタ１６ｃ、筐体１６ａの上面に設けられている上端が水平になっている金属製の骨組み１６ｄ、および上端が水平になっているＴ字状の支え板１６ｅ等を備えている。これら骨組み１６ｄおよび支え板１６ｅは、木組みユニット７を支持する支持面を形成する構造部材に相当する。

この組立搬送台車１６は、アジャスタ１６ｃを下げることで床面に固定され、骨組み１６ｄ上および支え板１６ｅの上で木枠１２を組み立て、その木枠１２にタップ切替器６を組み付け、リード線１１を配設することにより、破線にて仮想的に示す木組みユニット７を組み立て可能になっている。このとき、骨組み１６ｄおよび支え板１６ｅの上端が、木組みユニット７を支える支持面となる。そして、床から支持面までの高さ（Ｈ１）は、１メートル程度に設定されている。

そのため、支持面に支持された状態の木組みユニット７は、概ね成人男性の胸の辺りの位置になり、その状態で、木枠１２の組み立てやリード線１１の配設が可能になる。換言すると、作業者は、床面に立った状態、つまりは、確固とした足場が存在しており、落下の危険性が無い状態で木組みユニット７を組み立てることが可能になる。また、作業者は、腰を曲げたりすることなく作業することが可能になる。つまり、支持面の床面からの高さ（Ｈ１）は、木組みユニット７を支持面に載置した状態において、木組みユニットの上端が成人の平均的な頭部の位置よりも下方、より好ましくは、胸部の位置よりも下方に設定されている。なお、平均的な頭部の位置や胸部の位置は、例えば総務省統計局の統計データ等を利用して得ることができる。

このため、後工程となる接続工程（Ｓ３）では、木枠１２の組み立てやリード線１１の配設の作業を行う必要がなく、接続工程（Ｓ３）に要する作業時間を削減することができるとともに、多くの移動が必要になる作業を高所で行うことも不要になる。また、骨組み１６ｄの上端を木組みユニット７の支持面とすることにより、作業者は、骨組み１６ｄの間からもリード線１１等を把持したり曲げたりすることが可能となり、配設し難いリード線１１を配設する際の使い勝手を向上させることができる。

そして、木組みユニット７の組み立てが完了した場合には、ハッチングにて模式的に示す梱包材１７で組立搬送台車１６ごと木組みユニット７を全体梱包し、アジャスタ１６ｃを上げることで車輪１６ｂによって移動可能となる。つまり、組立搬送台車１６は、木組みユニット７の組み立てと、組み立て後の搬送とを行うことが可能になる。

また、組立搬送台車１６は、支持面が筐体１６ａの上面から所定の高さ（Ｈ２）となるように、骨組み１６ｄ上および支え板１６ｅが設けられている。このとき、骨組み１６ｄ上および支え板１６ｅは、図８に平面視として示すように、所定の奥行き（Ｄ１）を有する筐体１６ａの長手方向において、外縁から所定の距離（Ｄ２）だけ離間した位置に設けられているこのため、図示上下方向となる筐体１６ａの前後の部位にスペースができる。

このスペースには、テンプレート１４が載置および固定される。そして、上記したように、テンプレート１４は、上下方向の位置が調整可能になっている。そのため、リード線１１の端子の位置決めを行うためのテンプレート１４を所望の位置に設置することが可能となり、様々な大きさの変圧器本体５に対応することができる。なお、骨組み１６ｄおよび支え板１６ｅの形状や数および配置は一例であり、他の形状や異なる数あるいは他の配置とすることができる。

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
変圧器１の製造方法は、鉄心３と巻線４とを組み付けて変圧器本体５を組み立てる本体組み立て工程（Ｓ１）と、本体組み立て工程（Ｓ１）とは別工程で実施され、タップ切替器６を木枠１２に組み付けるとともに、変圧器本体５の口出し線１０に接続されるリード線１１を配設して木組みユニット７を組み立てるユニット組み立て工程（Ｓ２）と、を含んでいる。そして、ユニット組み立て工程（Ｓ２）では、組み立てた状態のままで木組みユニット７を搬送可能な組立搬送台車１６を用い、当該搬送台車上１６で木枠１２へのタップ切替器６の組み付け、およびリード線１１の配線を行う。また、ユニット組み立て工程（Ｓ２）では、口出し線１０に設けられる端子の位置を示す識別子１４ｃが記載されているテンプレート１４を用い、木組みユニット７を変圧器本体５に組み付ける前の段階で、リード線１１の端子の位置を口出し線１０に設けられる端子の位置に位置決めする。

これにより、木組みユニット７を単独で組み立てる際にリード線１１の端子の位置を決定することが可能になるため、木組みユニット７を変圧器本体５に組み付けた後つまりは変圧器本体５よりも上方の高所において固くて曲がりにくいリード線１１を配設する作業が不要となる。

また、仮に木組みユニット７を変圧器本体５に組み付けた後でリード線１１を配設しようとすると、変圧器本体５よりも上方となる木組みユニット７の周囲にしっかりとした足場を設置する必要があるが、上記した製造方法によれば、木組みユニット７の周囲全体に足場を設置する必要もなくなる。したがって、高所での作業時間を短縮できるとともに変圧器１を組み立てる際の安全性を向上させることができる。

また、変圧器１の製造方法は、本体組み立て工程（Ｓ１）では、口出し線１０の端部に圧着端子が圧着されており、ユニット組み立て工程（Ｓ２）では、リード線１１の端部に圧着端子が圧着されており、本体組み立て工程（Ｓ１）およびユニット組み立て工程（Ｓ２）の後に、変圧器本体５と木組みユニット７とを組み付けるとともに、口出し線１０側の圧着端子とリード線１１側の圧着端子とを締結する接続工程（Ｓ３）を含む。

これにより、木組みユニット７をベース１３に組み付けた後は圧着端子をボルト締めすればよいことから、高所で行う必要がある作業そのものを簡素化することができる。したがって、高所での作業時間をさらに短縮できるとともに変圧器１を組み立てる際の安全性をさらに向上させることができる。

また、変圧器１の製造方法は、ユニット組み立て工程（Ｓ２）では、組み立てた状態のままで木組みユニット７を搬送可能な組立搬送台車１６を用いて、当該搬送台車上で木枠１２へのタップ切替器６の組み付け、およびリード線１１の配線が行われ、テンプレート１４は、組立搬送台車１６の上面に着脱可能に固定されるとともに、高さ方向の位置が調整可能になっている。これにより、様々な仕様の変圧器１に対応することができるようになるとともに、組み立てた木組みユニット７の搬送を容易に行うことができ、木組みユニット７を単独で搬送する場合に比べて損傷するおそれも低減することができる。

このとき、組立搬送台車の支持面の床面からの高さ（Ｈ１）は、木組みユニット７を支持面に載置した状態において、木組みユニットの上端が成人の平均的な頭部の位置よりも下方、より好ましくは、胸部の位置よりも下方に設定されている。これにより、作業者は、床面に立った状態、つまりは、確固とした足場が存在しており、落下の危険性が無い状態で木組みユニット７を組み立てることが可能になる。また、作業者は、腰を曲げたりすることなく作業することが可能になり、作業者の肉体的な負担を軽減することができる。

また、変圧器１を組み立てる際に用いるテンプレート１４は、変圧器本体５の口出し線１０の端部に圧着される圧着端子の位置を示す識別子１４ｃが記載されたプレート１４ａを有し、木組みユニット７を組み立てた状態のまま搬送可能な組立搬送台車１６に着脱可能に固定されるとともに、プレート１４ａの高さ方向の位置を調整可能になっている。これにより、様々な仕様の変圧器１に対応することができる。

また、テンプレート１４は、図９に示すように、１相に対応する大きさとし、例えば３相分を組立搬送台車１６に固定する構成とすることもできる。これにより、仕様が異なる変圧器１に対して柔軟に対応することができる。勿論、汎用品あるいは生産量が多い変圧器１については、実施形態のように３相分が一体となったテンプレート１４を用いることができる。

また、テンプレート１４に設ける貫通孔１４ｂを上下一列に配置することもできる。また、実施形態では磁力によりテンプレート１４を組立搬送台車１６に固定する構成を示したが、組立搬送台車１６の上面に幾つかのねじ穴を設け、ねじやボルトにより固定する構成とすることもできる。

本発明のいくつか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。

図面中、１は変圧器、３は鉄心、４は巻線、５は変圧器本体、６はタップ切替器、７は木組みユニット、１０は口出し線、１１はリード線、１２は木枠、１６は組立搬送台車、１６ａは筐体、１６ｂは車輪、１６ｃはアジャスタ、１６ｄは骨組み（構造部材）、支え板１６ｅ（構造部材）を示す。

Claims (3)

1. 変圧器本体と、前記変圧器本体の上方に配置されて当該変圧器本体に組み付けられる木組みユニットとを備えた変圧器を製造するための製造方法であって、
   鉄心とコイルとを組み付けて前記変圧器本体を組み立てる本体組み立て工程と、
   前記本体組み立て工程とは別工程で実施され、タップ切替器を木枠に組み付けるとともに、前記変圧器本体の口出し線に接続されるリード線を配設して前記木組みユニットを組み立てるユニット組み立て工程と、
   組み立てた前記木組みユニットを前記変圧器に組付けるとともに、前記リード線と前記口出し線とを接続する接続工程と、
   前記木組みユニットを梱包する工程と、を含み、
   前記ユニット組み立て工程では、組み立てた状態のままで前記木組みユニットを搬送可能な組立搬送台車を用い、当該組立搬送台車上で前記木枠への前記タップ切替器の組み付け、および前記リード線の配設を行い、
   前記組立搬送台車は、外形が直方体状に形成されている筐体と、平面視において前記木組みユニットよりも大きく形成されている前記筐体の上面に設けられ、前記木組みユニットを前記上面から所定の高さに支持する支持面を形成する構造部材と、前記筐体の下面に設けられている複数の車輪と、前記筐体の下面に設けられ、前記筐体を設置面に固定するアジャスタとを備えたものであり、
   前記木組みユニットを梱包する工程では、組み立てられた前記木組みユニットを、前記組立搬送台車の前記筐体の側面から前記木組みユニットの上端までを覆う態様で、前記組立搬送台車の前記筐体ごと梱包することを特徴とする変圧器の製造方法。
2. 鉄心および当該鉄心に巻回された巻線を収容する変圧器本体の上方に配置されて当該変圧器本体に組み付けられるものであって、タップ切替器が組み付けられる木枠に前記変圧器本体の口出し線と接続されるリード線を配設して構成されている木組みユニットを組み立てる際に用いる組立搬送台車であって、
   平面視において前記木組みユニットよりも大きく形成されている上面を有し、外径が直方体状に形成されている筐体と、
   前記筐体の上面に設けられ、前記木組みユニットを上面から所定の高さに支持する支持面を形成する構造部材と、
   前記筐体の下面に設けられている複数の車輪と、
   前記筐体の下面に設けられ、前記筐体を設置面に固定するアジャスタと、を備え、
   組み立てられた前記木組みユニットを、前記筐体の側面から前記木組みユニットの上端までを覆う態様で前記筐体ごと梱包可能にしたことを特徴とする組立搬送台車。
3. 前記支持面の床面からの高さを、前記木組みユニットを前記支持面に載置した状態における当該木組みユニットの上端が成人の平均的な頭部の位置よりも下方に位置するように設定したことを特徴とする請求項２記載の組立搬送台車。

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