JPH0630307B2 - 方形鉄心付き変流器及びその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は特に低圧遮断器のための方形鉄心付き変流器
及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

方形の鉄心と、この鉄心の向かい合った両脚上に嵌めら
れたコイル枠と、これらのコイル枠上に設けられたコイ
ルのための端子箱と、鉄心により囲まれた一次導体に対
して鉄心を絶縁するための絶縁部品とを備え、両コイル
枠の端部間にそれぞれ１つの絶縁部品が介挿され、これ
が鉄心の裸の脚をＵ字形に少なくとも部分的に囲んでい
る変流器は、米国特許第２５４４６５８号明細書で公知
である。

この場合、両コイル枠間を延びる絶縁部品はコイル枠と
重なり合って、母線として形成された一次導体と鉄心と
の間の必要な絶縁間隔が保証されるように配置されてい
る。一次導体は、接続端および両方の二次コイルが互い
に同列となるように数回にわたり折り曲げられて形成さ
れている。従って一次導体は機器の固定構成部品であ
る。この構造の変流器は、例えば印刷物「三菱電機04
82／AE-S/G」に記載された低圧遮断器あるいは別の類似
した遮断器に適用するよりも、一般に開閉設備に組み込
むために良好に適用される。即ちこの用途の場合、一次
導体として常に遮断器に付属する接続母線が使用され
る。変流器を交換する場合には、変流器の二次側部分を
この接続母線に無関係に取り外す必要がある。

遮断器においては変流器は、主電流路を通して流れる電
流から電気機械式あるいは電子式引き外し装置に給電す
るのに適した電流を得るために使用される。一般に各相
に対して一つの変流器が必要であり、低圧遮断器、電動
機制御装置のためのプラグインユニット又は類似の応用
器具は比較的大量に製造されるので、低廉な価格で製造
が可能なかかる変流器の形状については関心が持たれて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記に関連してこの発明の課題は、既存の一次導体上を
移動できる変流器を、製造が容易であって変流器の一次
側と二次側との間に有効かつ耐久性のある絶縁が保証さ
れるように作ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は冒頭に述べた形式の変流器において、両コイ
ル枠の端部がそれぞれ絶縁部品と嵌合結合され、絶縁部
品が一次導体を変流器の幅にわたってＵ字形部品により
少なくとも部品的に囲み、鉄心が２つのＬ字形の積層鉄
心板から成っていることによって達成される。

〔作用効果〕

コイル枠と絶縁部品とが嵌合結合することにより、工具
を利用せずに、Ｌ字形の鉄心板が両側から挿入できる枠
組を形成することができる。従って本発明では変流器の
鉄心は予め製造されず、変流器を組み立てる際に作られ
る。２つのＬ字形鉄心板を閉鎖鉄心の形に結合すること
によって、コイル枠およびこれを結合する絶縁部品は永
久的に結合される。

各絶縁部品のＵ字形に鉄心を囲む部分の両端が、これに
対応するコイル枠の結合部分に嵌め込まれるように、絶
縁部品を形成することが推奨される。このことは前記の
枠組の機械的な安定性にも沿面距離の増加にも同様に有
効な効果を生ずる。

特に絶縁部品の端部上の凹所とコイル枠の結合部分上と
隆起とが、相互に対応してスナップ結合を形成するため
に設けられている。これにより工具又は特別な結合要素
を使用せずに短時間力を加えるだけで、コイル枠と絶縁
部品とを閉じた枠組につなぎ合わせることができる。

更にコイル枠がコイル引出し線のための端子箱を備え、
この端子箱が各絶縁部品の一次導体を囲む部分のための
当接面を形成することが推奨される。この構成はコイル
枠と絶縁部品とのつなぎ合わせを容易にする。

また端子箱は片側だけ開放して形成できる。その際端子
箱により囲まれた端子ピンを端子箱の端面から引っ込め
て配置できる。このことは変流器の製造方法に関連して
有利であるが、これについてはなお後述する。

絶縁部品が導線の引出し溝を形成するように、鉄心の側
面を覆う壁部分に平行に桟を配置することができる。こ
の引出し溝の中でコイル枠上に設けられたコイルの接続
導線が機械的に良好に保護されて布設でき、その際沿面
距離も増大する。

前記の種類の変流器の有利な製造方法は、コイル枠上に
コイルを巻き付けた後に、コイル枠が絶縁部品と一つの
枠組に嵌合結合され、この枠組の中に鉄心を形成する２
つのＬ字形鉄心板が両側から挿入されて、その突き合わ
せ継目の外縁上でアーク溶接継目により結合されること
を特徴とする。溶接継目は溶け込み深さの少ない溶融部
分として仕上げることができるにもかかわらず、溶接継
目によって積層鉄心が相互に強固に結合される。従って
鉄心の磁気特性は振動、温度変化などのような後の運転
時の影響に無関係に維持できる。同時に鉄心はコイル枠
を結び合わせるクランプを形成する。

〔実施例〕

次にこの発明に基づく変流器の一実施例を示す図面によ
り、この発明を詳細に説明する。

第１図に示す変流器１は二つの同一のコイル枠２とコイ
ル枠上に巻き付けられたコイル３とを有する。各コイル
枠２は通常のようにコイル空間を画成するためのコイル
フランジ４、５と、方形の鉄心７の各一つの脚を収容す
るための方形の中空なコイル芯６（第２図参照）とを有
する。特に第２図から分るようにコイル枠２は一体成形
されており、この枠は適当な樹脂から射出成形法により
有利に製造できる。コイル枠２のフランジ４と５上には
変流器１の合理的な製造のために重要な要素が付加成形
されている。特に各フランジ４と５は脚部１０の装着の
ために用いられるきのこ形の突出部８を支持しており、
この脚部は第１図に示されているがその適用については
後述する。更にフランジ４と５はコイル芯６の延長上に
延びている壁部分１１〜１３を備えている。これらの壁
部分により鉄心はこの範囲で部分的に覆われている。壁
部分１１は突出部８の構成部分であり鉄心７の高さを有
するが、一方側方の壁部分１２と１３は後述する目的の
ために部分的に壁部分１１より幾分低い高さを有する。

フランジ４と５上には更に接触ピン又はねじ端子などを
収容するための端子箱１４が付加成形されている。端子
箱１４と壁部分１３との間にはスリット１５が設けら
れ、このスリットは後述するようにコイル線又は導線の
布設保護のために設けられている。壁部分１２の範囲の
向かい合った側面上でも同様な趣旨の構成が施されてお
り、そでは平行に配置された低い壁部分１６により同様
にスリット１７が形成されている。更にフランジ４と５
は端子箱１４の範囲においてもスリット１７の範囲にお
いても切り欠き２０又は２１を備え、これらの切り欠き
はコイル空間からのコイル線の容易な引出しのために用
いられる。

図から分るように壁部分１２と１３との間隔２２は突出
部８と反対の側で更に大きい間隔２３に拡げられてい
る。同様な趣旨でフランジ４と５の壁厚はこの範囲にお
いて凹所を形成するために減少されている。これにより
絶縁部品２５との嵌合結合のための結合部分２４が形成
される。その際前記の寸法拡大と壁厚の減少とにより鉄
心７の裸の脚４５を囲むために設けられた絶縁部品２５
のＵ字形部分２６がこの結合部分２４に適合する。この
Ｕ字形部分２６は鉄心７の高さを有する側壁２７と鉄心
７の幅を有する底部分２８とにより形成されている。Ｕ
字形部分２６の端部付近では側壁２７と底部分２８とは
外側に凹所２９を備え、この凹所は結合部分２４の壁部
分１２と１３に対応して成形された隆起３０と係合す
る。

絶縁部品２５の側壁２７と底部分２８とを形成するＵ字
形部分２６の裏側には、壁部分３２と底部分３３とを有
する別のＵ字形部分３１がＵ字形部分２６と直交方向に
延びている。この部分の長さは変流器１の全幅（第１
図）に等しい寸法に決められ、かつそれに対応してフラ
ンジ４と５の幅にわたって延びている。Ｕ字形部分３１
は第１図に一点鎖線で示した断面長方形の一次導体９と
コイル３又は巻線端の端子箱１４との間の沿面距離の増
大のために用いられる。絶縁部品２５のＵ字形部分２６
の幅を越えて突出するＵ字形部分３１の端部は、コイル
枠２を絶縁部品２５に嵌合結合する際に、同時にコイル
枠２の支持面としても作用する。この支持面に対しては
端子箱１４の下面３４と壁部分１６の延長上に付加成形
された突出部３５とが対向面として作用する。

絶縁部品２５の側壁２７に平行に桟３６が設けられ、こ
の桟はフランジ４と５上の前記の導線引出し用スリット
１５、１７の延長上に延び、コイル引出し線又は接続導
線の収容のために用いられる。

絶縁部品２５は同様にプラスチック射出成形部品として
構成できる。その壁厚はコイル枠２の壁厚より薄く選ぶ
ことができる。なぜならばこの部品は電気的な沿面距離
を確保することが主な役割であり、この部品にはほとん
ど機械的な負荷が加わらないからである。

第１図に示す変流器１の製造のためにまずコイル３がコ
イル枠２上にそれぞれ周知の方法で巻き付けられる。両
コイルの意図する接続に応じて巻線端は機械的にフラン
ジ４と５の側壁２７上に固定されるか、又は端子箱１４
の中に収容されている端子ピン４０にハンダ付けされ
る。続いてその上にコイル３を巻き付けた両コイル枠２
が絶縁部品２５を介して結合される。このことはスナッ
プ結合に基づき第２図に示す矢印４１の方向に短時間力
を加えることにより容易に達成できる。このようにして
形成された枠組の中に鉄心７を組み込むのは、第２図に
暗示するように２つのＬ字形鉄心板４２を両側から挿入
することにより行われる。次いでＬ字形の両積層鉄心を
アーク溶接継目４３により結合することにより閉鎖磁路
が形成される。プラスチック部品を損傷することなく溶
接工程を実施できるように、壁部分１２と１３の高さは
フランジ４と５の外側上で部分的に鉄心７の高さに比べ
て低減されている。

溶接工程の際に鉄心板は溶接材料を添加することなく僅
かな深さだけ溶かせば十分である。その際積層鉄心板４
２は矢印４６（第２図）の方向に押圧されるのが合目的
である。力は突出部８を介して導入できる。従って鉄心
板４２の突き合わせ継目には実際上空隙が生じない。固
定用スタッド、外部クランプ又はリベットのための横孔
も必要ないので、鉄心７は比較的小さい断面でも良好な
磁気特性を保っている。

コイルの接続法は、鉄心の組み込み前又は組み込み後
に、例えば一方のコイルの巻線を前記引出しスリットを
経て導き、他方のコイル枠上に設けられた端子ピン４０
にハンダ付けすることにより実施する。

必要な場合には機械的及び電気的に完成した変流器１の
絶縁能力を改善し鉄心７を防食するために、更にワニス
処理を行うことができる。前記の説明から分かるように
変流器１の製造は、鉄心７の組み込み前にコイル枠２を
絶縁部品２５により安定な寸法の正確な枠組につなぎ合
わせることにより著しく容易となる。更に絶縁部品２５
は一次導体９と巻線端の端子箱１４とに対して鉄心７の
耐久性のある絶縁を保証する。コイル枠２が同一の形状
を有するため接続箇所の位置に関して十分な自由度が得
られる。なぜならば変流器１の両側上に配設された合計
四つの端子箱１４が利用できるからである。同様に変流
器には四つの突出部８が設けてあるので、選択的に１８
０°回転した二つの姿勢で固定できる。このために脚部
１０は相応の突出部８上に装着できる。

前記のワニス処理を実施する際に、端子ピン４０を含浸
ワニスで漏らさずに、後の端子ピンの清掃を不必要にす
ることが、端子箱１４の特別な形状と端子ピン４０の配
置とにより達成される。第３図は端子箱１４の一例とし
て、付属の端子ピン４０が端面５０から引っ込んで配置
されていることを示している。完成した変流器１（第１
図）を矢印５２の方向に含浸浴に漬けるときは、端子ピ
ン４０を備えた端子箱１４の端面が含浸浴の表面５１に
向いている。端子箱１４は片側だけ開放して構成されて
いるので、その際端子箱は潜函として作用する。これに
より端子ピンが含浸剤で濡らされるのが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく変流器の一実施例の斜視図、
第２図は第１図に示す変流器を９０°回転して示した部
品分解配列斜視図、第３図は第１図に示す端子箱を含浸
浴に漬けるときの状態を示す説明図である。 １……変流器、２……コイル枠、３……コイル、７……
鉄心、９……一次導体、１４……端子箱、２４……結合
部分、２５……絶縁部品、２６、３１……Ｕ字形部分、
２７……壁部分、２９……凹所、３０……隆起、３６…
…桟、４０……端子ピン、４２……Ｌ字形積層鉄心板、
４３……溶接継目。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】方形の鉄心（７）と、この鉄心（７）の向
   かい合った両脚上に嵌められたコイル枠（２）と、これ
   らのコイル枠（２）上に設けられたコイル（３）のため
   の端子箱（１４）と、鉄心（７）により囲まれた一次導
   体（９）に対して鉄心（７）を絶縁するための絶縁部品
   （２５）とを備え、両コイル枠（２）の端部間にそれぞ
   れ１つの絶縁部品（２５）が介挿され、これが鉄心
   （７）の裸の脚（４５）をＵ字形部分（２６）により少
   なくとも部分的に囲んでいる変流器（１）において、両
   コイル枠（２）の端部がそれぞれ絶縁部品（２５）と嵌
   合結合され、絶縁部品（２５）が一次導体（９）を変流
   器（１）の幅にわたってＵ字形部分（３１）により少な
   くとも部分的に囲み、鉄心（７）が２つのＬ字形の積層
   鉄心板（４２）から成っていることを特徴とする方形鉄
   心付き変流器。
2. 【請求項２】絶縁部品（２５）のＵ字形に鉄心（７）を
   囲む部分（２６）の両端が、これに対応するコイル枠
   （２）の結合部分（２４）に嵌め込まれていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の変流器。
3. 【請求項３】絶縁部品（２５）の端部上の凹所（２９）
   とコイル枠（２）の結合部分（２４）上の隆起（３０）
   とがスナップ結合部を形成していることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の変流器。
4. 【請求項４】コイル枠（２）がコイル引出し線のための
   端子箱（１４）を備え、この端子箱（１４）が絶縁部品
   （２５）の一次導体（９）を囲む部分（３１）のための
   当接面を形成していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の変流器。
5. 【請求項５】端子箱（１４）が片側だけ開放して形成さ
   れ、端子箱により囲まれた端子ピン（４０）が端子箱
   （１４）の端面（５０）から引っ込んで配置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の変流器。
6. 【請求項６】鉄心（７）の側面を覆う絶縁部品（２５）
   の壁部分（２７）に平行に桟（３６）が配置され、コイ
   ル導線のための引出しスリットが形成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の変流器。
7. 【請求項７】方形の鉄心（７）と、この鉄心（７）の向
   かい合った両脚上に嵌められたコイル枠（２）と、これ
   らのコイル枠（２）上に設けられたコイル（３）のため
   の端子箱（１４）と、鉄心（７）により囲まれた一次導
   体（９）に対して鉄心（７）を絶縁するための絶縁部品
   （２５）とを備え、両コイル枠（２）の端部間にそれぞ
   れ１つの絶縁部品（２５）が介挿されており鉄心（７）
   の裸の脚（４５）をＵ字形に少なくとも部分的に囲んで
   おり、両コイル枠（２）の端部と絶縁部品（２５）とが
   嵌合結合され、絶縁部品（２５）が一次導線（９）を変
   流器（１）の幅にわたってＵ字形部分（３１）により少
   なくとも部分的に囲み、鉄心（７）が２つのＬ字形の積
   層鉄心板（４２）から成っている変流器を製造するた
   め、コイル枠（２）上にコイル（３）を巻き付けた後
   に、コイル枠（２）が絶縁部品（２５）と一つの枠組に
   嵌合結合され、この枠組の中に鉄心（７）を形成する２
   つのＬ字形積層鉄心板（４２）が両側から挿入されて、
   その突き合わせ継目の外縁上で溶接継目（４３）により
   結合されることを特徴とする方形鉄心付き変流器の製造
   方法。
8. 【請求項８】機械的に完成された変流器（１）が含浸浴
   の中での処理に際して、端子ピン（４０）を収容した端
   子箱（１４）の端面（５０）を含浸浴の表面（５１）の
   方向に向けて含浸浴に漬けられることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項記載の方法。