JPH08130128A - 変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低騒音化を達成し得る変圧器を提供する。 【構成】 変圧器本体２と、この変圧器本体２を格納す
るケース３とを備える変圧器１において、ケース３の内
面には、吸音板６が貼着され、この吸音板６は、一対の
対向する電極板７、８と、これら一対の電極板７、８間
に配設されＥＡ粒子１２を電気絶縁性媒体１１中に含有
してなるＥＮＣ流体組成物１０と、一対の電極板７、８
間に電圧を印加しかつ可変調整する電圧印加調整手段２
０とを具備してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変圧器に係わるもので
あり、特に、外部への騒音の漏洩を低く抑えることがで
きる低騒音形の変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】変圧器を励磁運転すると振動が発生し、
この振動は、外部へ伝搬され騒音となる。この振動の発
生要因は、主に、鉄心の磁歪振動と、けい素鋼帯の積層
間あるいは継ぎ目部の電気吸引力である。また、変圧器
本体において発生する振動の周波数は、電源周波数の偶
数倍であること、例えば、電源周波数が５０Ｈｚである
場合には、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、…等の低周波帯域
であることが知られている。しかしながら、実際に観測
される騒音は、変圧器本体の設置状況、例えば、変圧器
本体が格納されるケースの振動状況、変圧器本体が設置
されるケース床面の振動状況、ケースの共振等により影
響を受け、設置の状況ごとに異なるものである。また、
これら変圧器においては、ケースの内面に多孔質プラス
チック、グラスウール、フェルト等からなる周知の吸音
部材を貼着することにより、騒音の低減を図っている。

【０００３】一方、変圧器においては、温度上昇の上限
が定められており、そのため、冷却が不可欠となる。大
容量の変圧器においては、通常、冷却油の自然循環ある
いは強制循環により冷却を行うのであるが、小・中容量
の変圧器にあっては、保守・点検の容易さおよび安全性
の面から自然循環あるいは強制循環による空冷式とされ
ることが多い。かかる空冷式変圧器は、乾式変圧器と称
されている。乾式変圧器のうち、自然循環による空冷式
のものは、小容量の変圧器に多用される傾向にある。

【０００４】上記乾式変圧器のうち自然循環による空冷
式のものにあっては、空冷のための通風孔を変圧器本体
を格納するケースに設ける構成が不可欠となり、騒音の
外部への漏洩をもたらすこととなるという問題があっ
た。この問題に際し、通風孔からの直接漏洩音に対して
は、特開平２−１０５５０７号公報に反射板により位相
をずらして干渉により打ち消す技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の変圧器にお
いては、ケースの内面に吸音部材を貼着することによ
り、騒音の低減を図っているが、これら周知の吸音部材
では、低周波帯域に対しての吸音効果が十分ではなく、
十分に騒音レベルを低減させることができないという問
題があった。このため、低周波帯域に対して有効な吸音
部材の開発が望まれていた。さらに好ましくは、上記従
来の変圧器において実際に観測される騒音は、前述の如
く、設置状況ごとに異なるものであるので、実際に観測
される騒音に合わせて有効的に吸音し得る吸音部材が要
望されていた。

【０００６】一方、変圧器の中でも、とりわけ、自然循
環による空冷式の乾式変圧器においては、通風孔が不可
欠であり、通風孔からの騒音漏洩が大きいという問題が
あり、上記公報における技術によっても、変圧器本体が
格納されるケースの内面にて反射し通風孔から外部に漏
洩する間接漏洩音に対して十分な解決策が施されていな
いという問題があった。すなわち、前記間接漏洩音は、
ケース内面に貼着された吸音部材により、反射されては
いるものの、多孔質プラスチック、グラスウール、フェ
ルト等からなる周知の吸音部材では、低周波帯域に対し
て吸音効果が小さいため十分な吸音効果を達成すること
ができず、間接漏洩音の騒音レベルを十分に低減できな
いという問題があった。

【０００７】ところで、本発明者らは、従来知られてい
ない新規な電界配列特性（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｌｉｇ
ｎｍｅｎｔ特性を略して、以下、「ＥＡ特性」と称す
る）を有する電気感応型音波吸収制御用流体組成物（Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ Ｎｏｉｓｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌ流体組成
物を略して、以下、「ＥＮＣ流体組成物」と称する）の
研究を行っている。このＥＮＣ流体組成物は、例えば、
電気絶縁性媒体中に固体粒子を分散させて得られる流体
であり、これに電圧を印加すると固体粒子が誘電分極を
起こし、さらに誘電分極に基づく静電引力によって互い
に電場方向に配位連結して整列し、鎖状体構造を示す性
質をもっている。また、固体粒子によっては電気泳動し
て配列配向し、配列塊状構造を示す性質を示すものもあ
る。このように、電界下における粒子の配列配向を電界
配列効果（以下、「ＥＡ効果」と称する）と呼び、その
ような性質を有する固体粒子を電界配列性粒子（以下、
「ＥＡ粒子」と称する）と呼ぶこととする。そして本発
明者らは、この新規な構造のＥＮＣ流体組成物の研究を
進めることにより本発明に到達した。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ＥＡ効果を有し、印加される電圧によって特性振動
数を制御できるＥＮＣ流体組成物を備えた音波吸収制御
を行い、設置の状況によって異なる変圧器からの騒音を
効率的に吸音することによって低騒音化を達成し得る変
圧器を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、以下の構成を採用した。すなわ
ち、請求項１記載の変圧器においては、変圧器本体と、
該変圧器本体を格納するケースとを備える変圧器におい
て、前記ケースの内面には、吸音板が貼着され、該吸音
板は、一対の対向する電極板と、該一対の電極板間に配
設されると共にＥＡ粒子を電気絶縁性媒体中に含有して
なるＥＮＣ流体組成物と、前記一対の電極板間に電圧を
印加しかつ該電圧を可変調整する電圧印加調整手段とを
具備してなることを特徴としている。

【００１０】また、請求項２記載の変圧器においては、
請求項１記載の変圧器において、前記ケースには、通風
孔が設けられ、前記変圧器本体と前記通風孔との間に
は、前記吸音板が貼着された遮蔽板が設けられているこ
とを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の変圧器においては、吸音板が、
一対の電極板と、これら一対の電極板間に配設されると
共にＥＡ効果を有するＥＡ粒子を電気絶縁媒体中に含有
してなるＥＮＣ流体組成物と、一対の電極板間に電圧を
印加しかつ該電圧を可変調整する電圧印加調整手段が設
けられた構成とされている。このとき、一対の電極板間
に電圧が印加されていない状態では、ＥＮＣ流体組成物
中のＥＡ効果を有するＥＡ粒子は、電気絶縁性媒体中に
ランダムに浮遊・分散している。

【００１２】電圧印加調整手段により一対の電極板にあ
る電圧を印加すると、ＥＡ粒子は鎖状に配列結合して鎖
状体（粒子鎖）を形成し、この鎖状体が電界方向に対し
て平行に配列する。この状態で、一方の電極板に音波
（空気振動）を入射させると、この電極板が前記対向方
向に振動するが、鎖状体自体が弾性の性質を持っている
ため、鎖状体は引っ張られる場合には、向かい合う粒子
同士が引き合って引力を、圧縮される場合には、撓んで
反発力をそれぞれ生じ、電気絶縁性媒体中の鎖状体の運
動により粘性抵抗が生じ、これによって音波の持つエネ
ルギーの損失（散逸）が起こる。

【００１３】すなわち、電極板に入射した音波に、鎖状
体を含むＥＮＣ流体組成物と電極板とが共振するのであ
る。このような鎖状体に振動を与える音波周波数は、鎖
状体の持つ特性振動数（鎖状体の弾性と電極板の慣性と
のバランスからなる、いわゆる固有振動数と推定され
る）によって定まり、その特性振動数と一致した周波数
の音波が電極板に入射すると、鎖状体は共振してその音
波を吸収し、他の周波数の音波は反射されることにな
る。

【００１４】各粒子間に働く引力（鎖状体に生じる応
力）は、一対の電極板に印加される電圧の増加に伴って
増大することから、鎖状体自体の弾性率と粘性率が印加
電圧の増加に伴って増大することになり、本発明は、こ
のことを利用するものである。すなわち、印加電圧を調
整して、鎖状体自体の特性振動数を、入射音波（空気振
動）のうち除去したい成分の振動数に一致させることに
より、鎖状体を共振（共鳴）させ、吸音（除去）したい
成分のエネルギーを消費し、その他の成分を反射させる
ものである。

【００１５】図９はＥＡ粒子３０ｗｔ％分散系について
ＥＡ特性に及ぼす電界強度の影響を測定した結果を示す
グラフである。このグラフから印加電圧が増加するほど
鎖状体に働く応力は増大することが明かである。ＥＡ特
性は、誘電分極した粒子が電気的引力により電場方向に
配列し、鎖状構造を形成することに起因する。低せん断
速度では、電気的引力が支配的であるので、鎖状構造の
破壊と再形成がゆるやかに繰り返される。電場方向に並
んだ鎖をそれと直角方向にせん断破壊させるとき発生す
る力が降伏応力に相当する。形成されるすべての鎖の粒
子が同じ直径をもち、直鎖状の並んで電極板間を結んで
いると考えると、鎖の数は粒子濃度に比例するので、降
伏応力も粒子濃度に比例することになる。図１０に本発
明の振動系の等価回路を示したものであり、弾性率Ｋの
コイルばねと粘性率Ｃのダッシュポットが一対の電極板
間に並列に接続されたものと同等であることを示してい
る。

【００１６】したがって、電圧印加調整手段によって印
加電圧を調整することにより、鎖状体自体の特性振動数
を、入射音波（空気振動）のうち除去したい成分の振動
数に一致させることができる。すると、鎖状体は、除去
したい成分の振動数の音波に共振（共鳴）し、その音波
のエネルギーを消費し、その他の成分の音波は反射す
る。よって、本発明の吸音板によれば、印加電圧を調整
することで、設置の状況ごとに異なる変圧器の騒音に対
して、実際に観測される周波数に合わせて吸音する音域
を選択することができる。

【００１７】また、請求項２記載の変圧器においては、
変圧器本体と通風孔との間には、吸音板が貼着された遮
蔽板が設けられているので、変圧器本体による騒音が通
風孔を通して直接的に外部へと漏洩することはない。さ
らに、通風孔から外部へと漏洩する音は、ケース内面あ
るいは遮蔽板表面において吸音板により吸音された音で
あるので、十分な減衰を受けている。したがって、ケー
スに通風孔が設けられていても、この通風孔を通して変
圧器本体による騒音が外部に漏洩することはない。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の変圧器の一実施例を示すもの
で、符号１は、変圧器、２は変圧器本体、３はケースで
ある。変圧器本体２は、鉄心２ａおよびコイル２ｂから
主に構成され、防振ゴム２ｃを介してケース３上に設置
されている。ケース３は、防振ゴム４を介してその脚部
３ａが床５上に固定されている。ケース３は、変圧器本
体２をその内部に格納すると共にその壁体３ｂには複数
の通風孔３ｃが形成されている。さらに、通風孔３ｃの
内側には、遮蔽板３ｄが変圧器本体２から見て通風孔３
ｃを覆うよう固定されている。

【００１９】このとき、ケース３の壁体３ｂ内面および
遮蔽板３ｄ表面には、吸音板６が貼着されている。この
吸音板６は、図２に示すように、絶縁材料からなると共
にその一面が開口面とされた箱状のケーシング６ａの内
部に、一対の電極板７、８が、開口面に直交する方向に
間隙をおいて対向配置されており、開口面側の電極板７
表面には、音波に対して柔軟な例えばＰＥＴ（ポリエチ
レンテレフタレート）フィルム９が一様に接着されてい
る。一方の電極板７およびＰＥＴフィルム９は、ケーシ
ング６ａの開口面を閉塞するように設けられており、こ
れら電極板７およびＰＥＴフィルム９は、一体となって
電極板７、８の対向方向に振動自在とされている。ま
た、ケーシング６ａ内部の一対の電極板７、８間には、
ＥＮＣ流体組成物１０が密閉された状態で収容されてい
る。

【００２０】上記ＥＮＣ流体組成物１０は、図３に示す
ように電気絶縁性媒体１１中にＥＡ粒子１２が均一に分
散されてなっている。このＥＡ粒子１２は、有機高分子
化合物からなる芯体１３と、電界配列性無機物（以下、
「ＥＡ無機物」と称する）である粒子１４からなる表層
１５とによって形成され、無機・有機複合粒子を形成し
ている。この具体例において、電気絶縁性媒体１１は無
色透明のシリコーン油であり、無機・有機複合粒子の芯
体１３を形成する有機高分子化合物はポリアクリル酸エ
ステルであり、表層１５を形成するＥＡ無機物の粒子１
４は無機イオン交換体でありかつ電気半導体性無機物で
もある白色の水酸化チタンである。このＥＡ粒子（無機
・有機複合粒子）の色は例えば白色である。また、電気
絶縁性媒体１１中に含まれるＥＡ粒子１２の割合は例え
ば７．５重量％である。

【００２１】また、図２に示すように一対の電極板７、
８間には、電圧印加調整手段２０としてスイッチ２１お
よび電圧可変設定可能な可変電源２２が電気ケーブル２
３を介して接続されている。上記構成を有する吸音板６
は、適度な大きさに分割されてケース３の壁体３ｂ内面
および遮蔽板３ｄ表面に貼着されている。

【００２２】次に、上記吸音板６による吸音について述
べる。図４に示すように、一対の電極板７、８間に電圧
が印加されていない状態では、ＥＮＣ流体組成物１０の
ＥＡ粒子１２は、電気絶縁性媒体１１中にランダムに浮
遊・分散した状態にある。そして、一対の電極板７、８
に電圧を印加すると、図５に示すように、ＥＮＣ流体組
成物１０中のＥＡ粒子１２が鎖状に配列結合して鎖状体
（粒子鎖）２５を形成し、この鎖状体２５が電界方向に
対して平行に配列する。

【００２３】この状態で、一方の電極板７に音波（空気
振動）３０を入射させると、図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）および（ｄ）の状態が順次起こって、この電極板
７がＰＥＴフィルム９と一体となって電極板７、８の対
向方向に振動するが、鎖状体２５自体が弾性の性質を持
っているため、図６の（ｂ）に示すように、鎖状体２５
は、圧縮される場合には、例えば「く」の字状に撓んで
反発力を生じ、逆に引っ張られる場合には、図６の
（ｄ）に示すように、鎖状体２５は、向かい合うＥＡ粒
子１２同士が引き合って引力を生じる。これにより、Ｅ
ＮＣ流体組成物１０中での鎖状体２５の運動により、粘
性抵抗が生じ、音波３０の持つエネルギーの損失（散
逸）が起こる。

【００２４】そして、電極板７の振動にともなって、鎖
状体２５の引っ張りと圧縮が繰り返されるものであり、
この結果、鎖状体２５自身も振動することになる。すな
わち、電極板７に入射した音波３０に、鎖状体２５を含
むＥＮＣ流体組成物１０と、電極板７とＰＥＴフィルム
９とからなる電極板構造体とが共振するのである。この
ような鎖状体２５に振動を与える音波周波数は、鎖状体
２５の持つ特性振動数によって定まり、その特性振動数
と一致した周波数の音波３０が電極板７に入射すると、
図７矢印Ａ、Ｂに示すように鎖状体２５が共振してその
音波３０を吸収し、他の周波数の音波３１は反射される
ことになる。

【００２５】各ＥＡ粒子１２間に働く力（鎖状体２５に
生じる応力）は一対の電極板７、８に印加される電圧の
増加に伴って増大することから、鎖状体２５自体の弾性
率と粘性率が印加電圧の増加に伴って増大することにな
る。本発明は、このことを利用して音波の所望の成分を
除去するものである。すなわち、印加電圧を調整して、
鎖状体２５自体の特性振動数を、電極板７に入射した音
波（空気振動）のうち除去したい成分（特定波長の音
波）の振動数に一致させることにより、図７に示すよう
に、鎖状体２５を慣性力の作用により左右矢印Ａ、Ｂで
示すように共振（共鳴）させ、入射音波３０の除去した
い成分のエネルギーを消費し、その他の音波成分（符号
３１で示す）を反射させるものである。このように、印
加電圧により、入射音波の所望の特定波長の成分を吸収
できる。

【００２６】以上を総括すると、可変電源２２によって
印加電圧を調整することにより、鎖状体２５自体の特性
振動数を、図２に示す入射音波（空気振動）３０のうち
除去したい成分の周波数に一致させることができる。こ
のとき、鎖状体２５は、除去したい成分の周波数の音波
に共振（共鳴）し、その周波数成分を有する音波のエネ
ルギーを消費し、その他の周波数成分の音波３１は図２
に示すように反射されることなる。

【００２７】よって、上記吸音板６においては、電圧印
加調整手段２０にて印加電圧を調整することにより、吸
音（除去）したい音域を選択して、その音域の吸音を行
なうことができる。

【００２８】以上のことから、変圧器１においては、変
圧器本体２から発生し設置の状況ごとに異なる騒音に対
して、実際に観測される騒音の音域に合わせて、電圧印
加調整手段２０を調整することにより、吸音板６の吸音
帯域を選択し、その音域の音波を効率よく吸音すること
ができ、変圧器１の低騒音化を達成することができる。

【００２９】また、変圧器１においては、遮蔽板３ｄ
が、騒音源である変圧器本体２から見て通風孔３ｃを覆
うよう固定されているので、変圧器本体２からの騒音が
通風孔３ｃを通して直接的に外部へと漏洩することはな
い。また、通風孔３ｃを通して外部へと間接的に漏洩す
る騒音は、吸音板６により吸音を受けた音であるので、
ケース３の壁体３ｂ内面および遮蔽板３ｄ表面には、吸
音板６が貼着されていることから、騒音レベルを十分に
低く抑えることができる。したがって、ケース３に通風
孔３ｃが設けられていても、この通風孔３ｃを通して変
圧器本体２による騒音が外部に漏洩することはない。

【００３０】上述の遮蔽板３ｄは、変圧器本体２と通風
孔３ｃの間に、変圧器本体２から見て通風孔３ｃを覆う
よう配設されているが、通風性能を何ら妨げるものでは
なく、図１矢印で示すように、十分な通風経路を確保し
ている。

【００３１】ところで、吸収する音波の特性周波数は、
ＥＡ粒子１２の大きさ、ＥＡ粒子１２間に働く弾性力、
また電極板７の固有振動数および電極板７、８間の距離
等により変化する。本実施例では、電気絶縁性媒体１１
中に粒径がほぼ均一な球形状のＥＡ粒子１２が分散され
たものであるので（不定形粒子を用いない）、一定電圧
下では上述した反発力や引力が変動せず、しかも、ＥＡ
粒子１２間に働く弾性力と電極板７の慣性力のバランス
にも変動が生じにくい。上記実施例においては、鎖状体
は「く」の字状に撓むものとされているが、この他に、
例えば図８の（ａ）に示すようなＳ字型、あるいは図８
の（ｂ）に示すようなＷ字型に撓む場合もあると考えら
れる。

【００３２】また、上記実施例においては、電圧の印加
によってＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２が１列の
鎖状体２５を形成して平行に配列する現象について説明
したが、ＥＡ粒子１２の数が数重量％を越えて多くなる
と、１列の鎖状体２５ではなく、鎖状体２５が複数列相
互に接合して、図９の（ａ）の如くカラム２６を構成し
て配列するようになる。このカラム２６においては左右
の鎖状体のＥＡ粒子１２は１つずつずれて互い違いに隣
接する。これについて本発明者らは、図９の（ｂ）に示
すごとく、＋極部分と−極部分に誘電分極しているＥＡ
粒子１２が互い違いに隣接して＋極部分と−極部分とが
引き合って配列した方がエネルギー的に安定なためであ
ると推定している。さらに、上記実施例においては、一
対の電極板７、８間にＥＮＣ流体組成物１０を収容した
ものを示したが、これに限らず、ＥＮＣ流体組成物１０
を十分に含浸させた多孔質体を一対の電極板間に収容し
てもよい。この場合、多孔質体は、ＥＡ効果を損なわな
いために、連続気泡を有するものが好ましい。

【００３３】なお、本発明のＥＮＣ流体組成物１０に用
いる図３の電気絶縁性媒体１１としては、例えば、塩化
ジフェニル、セバチン酸ブチル、芳香族ポリカルボン酸
高級アルコールエステル、ハロフェニルアルキルエーテ
ル、トランス油、塩化パラフィン、弗素系オイル、また
はシリコーン系オイルやフルオロシリコーン系オイルな
ど、電気絶縁性および電気絶縁破壊強度が高く、化学的
に安定でかつＥＡ粒子を安定に分散させ得るものであれ
ばいずれの流体またはこれらの混合物も使用可能であ
る。この電気絶縁性媒体１１は、目的に応じて着色する
ことができる。着色する場合は、選択された電気絶縁性
媒体に可溶であってその電気的特性を損なわない種類と
量の油溶性染料または分散性染料を用いることが好まし
い。電気絶縁性媒体１１には、この他に分散剤、界面活
性剤、粘度調整剤、酸化防止剤、安定剤などが含まれて
いてもよい。

【００３４】この電気絶縁性媒体１１の動粘度は、１ｃ
Ｓｔないし３００００ｃＳｔの範囲内であることが好ま
しい。動粘度が１ｃＳｔより小さいと、ＥＮＣ流体組成
物の貯蔵安定性の面で不足を生じ、動粘度が３００００
ｃＳｔより大きいと、ＥＡ粒子の均一分散が困難になる
とともに、調整時に気泡を巻き込み、その気泡が抜けに
くくなり、取り扱いに支障を来すので好ましくない。こ
の観点から、動粘度は１０ｃＳｔないし１０００ｃＳｔ
の範囲内、特に１０ｃＳｔないし１００ｃＳｔの範囲内
であることが好ましい。もちろん、電気絶縁性媒体１１
の動粘度は、温度により変化し、この温度影響を印加電
圧によって抑制することができる。

【００３５】本発明に用いられるＥＡ粒子１２は、ＥＡ
効果を有する無機・有機複合粒子であれば、元素、有機
化合物、または無機化合物、またはそれらの混合物な
ど、いずれの素材も使用可能である。その例としては例
えば無機イオン交換体、金属酸化物、シリカゲル、電気
半導体性無機物、カーボンブラックなどの粒子、および
これらを表層として有する粒子を挙げることができる。
しかし、このＥＡ粒子１２は、上記実施例に示したよう
に、有機高分子化合物からなる芯体１３と、ＥＡ無機物
の粒子１４からなる表層１５とによって形成された無機
・有機複合粒子であることが特に好ましい。この無機・
有機複合粒子は、比較的比重が重いＥＡ無機物の粒子１
４からなる表層１５が比較的比重の軽い有機高分子化合
物である芯体１３に担持されていて、その粒子全体の比
重を電気絶縁性媒体１１に対して近似するように調節で
きる。したがってこれを電気絶縁性媒体１１に分散して
得られたＥＮＣ流体組成物は、貯蔵安定性に優れたもの
となる。

【００３６】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２の芯
体１３として使用し得る有機高分子化合物の例として
は、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリ
ル酸エステル−スチレン共重合物、ポリスチレン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ニトリルゴム、ブチルゴ
ム、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、ポリビニルブチレート、ア
イオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの１種または２種以
上の混合物または共重合物を挙げることができる。

【００３７】表層１５を形成するＥＡ無機物である粒子
１４としては種々のものを用い得るが、好ましい例とし
ては無機イオン交換体とシリカゲルと電気半導体性無機
物とを挙げることができる。これらの粒子１４を用いて
有機高分子化合物からなる芯体１３の上に表層１５を形
成するとき、得られた無機・有機複合粒子は有用なＥＡ
粒子１２となる。

【００３８】上記無機イオン交換体の例としては（１）
多価金属の水酸化物、（２）ハイドロタルサイト類、
（３）多価金属の酸性塩、（４）ヒドロキシアパタイ
ト、（５）ナシコン型化合物、（６）粘土鉱物、（７）
チタン酸カリウム類、（８）ヘテロポリ酸塩、および
（９）不溶性フェロシアン化物を挙げることができる。

【００３９】以下に、それぞれの無機イオン交換体につ
いて詳しく説明する。 （１）多価金属の水酸化物。 これらの化合物は、一般式ＭＯ_x（ＯＨ）_y（Ｍは多価金
属であり、ｘは零以上の数であり、ｙは正数である）で
表され、例えば、水酸化チタン、水酸化ジルコニウム、
水酸化ビスマス、水酸化錫、水酸化鉛、水酸化アルミニ
ウム、水酸化タンタル、水酸化ニオブ、水酸化モリブデ
ン、水酸化マグネシウム、水酸化マンガン、および水酸
化鉄などである。ここで、例えば水酸化チタンとは含水
酸化チタン（別名メタチタン酸またはβチタン酸、Ｔｉ
Ｏ（ＯＨ）₂）および水酸化チタン（別名オルソチタン
酸またはαチタン酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄）の双方を含むも
のであり、他の化合物についても同様である。

【００４０】（２）ハイドロタルサイト類。 これらの化合物は、一般式Ｍ₁₃Ａｌ₆（ＯＨ）₄₃（Ｃ
Ｏ）₃・１２Ｈ₂Ｏ（Ｍは二価の金属である）で表され、
例えば二価の金属ＭがＭｇ、ＣａまたはＮｉなどであ
る。 （３）多価金属の酸性塩。 これらは例えばリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リ
ン酸錫、リン酸セリウム、リン酸クロム、ヒ酸ジルコニ
ウム、ヒ酸チタン、ヒ酸錫、ヒ酸セリウム、アンチモン
酸チタン、アンチモン酸錫、アンチモン酸タンタル、ア
ンチモン酸ニオブ、タングステン酸ジルコニウム、バナ
ジン酸チタン、モリブデン酸ジルコニウム、セレン酸チ
タンおよびモリブデン酸錫などである。

【００４１】（４）ヒドロキシアパタイト。 これらは例えばカルシウムアパタイト、鉛アパタイト、
ストロンチウムアパタイト、カドミウムアパタイトなど
である。 （５）ナシコン型化合物。 これらには例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃のようなも
のが含まれるが、本発明においてはＨ₃ＯをＮａと置換
したナシコン型化合物も使用できる。 （６）粘土鉱物。 これらは例えばモンモリロナイト、セピオライト、ベン
トナイトなどであり、特にセピオライトが好ましい。

【００４２】（７）チタン酸カリウム類。 これらは一般式ａＫ₂Ｏ・ｂＴｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（ａは０
＜ａ≦１を満たす正数であり、ｂは１≦ｂ≦６を満たす
正数であり、ｎは正数である）で表され、例えばＫ₂・
ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ・２ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、０．
５Ｋ₂Ｏ・ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、およびＫ₂Ｏ・２．５Ｔｉ
Ｏ₂・２Ｈ₂Ｏなどである。なお、上記化合物のうち、ａ
またはｂが整数でない化合物はａまたはｂが適当な整数
である化合物を酸処理し、ＫとＨとを置換することによ
って容易に合成される。

【００４３】（８）ヘテロポリ酸塩。 これらは一般式Ｈ₃ＡＥ₁₂Ｏ₄₀・ｎＨ₂Ｏ（Ａはリン、ヒ
素、ゲルマニウム、またはケイ素であり、Ｅはモリブデ
ン、タングステン、またはバナジウムであり、ｎは正数
である）で表され、例えばモリブドリン酸アンモニウ
ム、およびタングストリン酸アンモニウムである。 （９）不溶性フェロシアン化物。 これらは次の一般式で表される化合物である。Ｍ_b-pxa
Ａ［Ｅ（ＣＮ）₆］（Ｍはアルカリ金属または水素イオ
ン、Ａは亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、カ
ドミウム、鉄（ＩＩＩ）またはチタンなどの重金属イオ
ン、Ｅは鉄（ＩＩ）、鉄（ＩＩＩ）、またはコバルト
（ＩＩ）などであり、ｂは４または３であり、ａはＡの
価数であり、ｐは０〜ｂ／ａの正数である。） これらには、例えば、Ｃｓ₂Ｚｎ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］およ
びＫ₂Ｃｏ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］などの不溶性フェロシアン
化合物が含まれる。

【００４４】上記（１）〜（６）の無機イオン交換体は
いずれもＯＨ基を有しており、これらの無機イオン交換
体のイオン交換サイトに存在するイオンの一部または全
部を別のイオンに置換したもの（以下、置換型無機イオ
ン交換体という）も、本発明における無機イオン交換体
に含まれるものである。すなわち、前述の無機イオン交
換体をＲ−Ｍ¹（Ｍ¹は、イオン交換サイトのイオン種を
表す）と表すと、Ｒ−Ｍ¹におけるＭ¹の一部または全部
を、下記のイオン交換反応によって、Ｍ¹とは異なるイ
オン種Ｍ²に置換した置換型無機イオン交換体もまた、
本発明における無機イオン交換体である。 ｘＲ−Ｍ¹＋ｙＭ²→Ｒ_x−（Ｍ²）_y＋ｘＭ¹ （ここでｘ、ｙはそれぞれイオン種Ｍ²、Ｍ¹の価数を表
す）。Ｍ¹はＯＨ基を有する無機イオン交換体の種類に
より異なるが、無機イオン交換体が陽イオン交換性を示
すものでは、一般にＭ¹はＨ⁺であり、この場合のＭ²は
アルカリ金属、アルカリ土類金属、多価典型金属、遷移
金属または希土類金属等、Ｈ⁺以外の金属イオンのいず
れか任意のものである。ＯＨ基を有する無機イオン交換
体が陰イオン交換性を示すものでは、Ｍ¹は一般にＯＨ^-
であり、その場合Ｍ²は例えばＩ、Ｃｌ、ＳＣＮ、Ｎ
Ｏ₂、Ｂｒ、Ｆ、ＣＨ₃ＣＯＯ、ＳＯ₄またはＣｒＯ₄など
や錯イオンなど、ＯＨ^-以外の陰イオン全般の内の任意
のものである。

【００４５】また、高温加熱処理によりＯＨ基を一旦失
ってはいるが、水に浸漬させるなどの操作によって再び
ＯＨ基を有するようになる無機イオン交換体について
は、その高温加熱処理後の無機イオン交換体なども本発
明に使用できる無機イオン交換体の一種であり、その具
体例としてはナシコン型化合物、例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂
（ＰＯ₄）₃の加熱により得られるＨＺｒ₂（ＰＯ₄）₃や
ハイドロタルサイトの高温加熱処理物（５００〜７００
℃で加熱処理したもの）などがある。これらの無機イオ
ン交換体は一種類だけではなく、多種類を同時に表層と
して用いることもできる。なお、上記の無機イオン交換
体として、多価金属の水酸化物、および多価金属の酸性
塩を用いることが特に好ましい。

【００４６】上記ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２
の表層１５として使用し得る電気半導体性無機物の例
は、電気伝導度が、室温にて１０³〜１０^-11Ω^-1／ｃｍ
の金属酸化物、金属水酸化物、金属酸化水酸化物、無機
イオン交換体、またはこれらの少なくともいずれか１種
に金属ドーピングしたもの、もしくは金属ドーピングの
有無に拘わらず、これらの少なくともいずれか１種を他
の支持体上に電気半導体層として施したものなどであ
る。

【００４７】好ましい電気半導体性無機物の例を以下に
示す。 （Ａ）金属酸化物：例えばＳｎＯ₂ 、アモルファス型二
酸化チタン（出光石油化学社製）などである。 （Ｂ）金属水酸化物：例えば水酸化チタン、水酸化ニオ
ブなどである。ここで水酸化チタンとは、含水酸化チタ
ン（石原産業社製）、メタチタン酸（別名βチタン酸、
ＴｉＯ（ＯＨ）₂ ）およびオルソチタン酸（別名αチタ
ン酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄ ）を含むものである。 （Ｃ）金属酸化水酸化物：この例としては例えばＦｅＯ
（ＯＨ）（ゲーサイト）などを挙げることができる。 （Ｄ）多価金属の水酸化物：無機イオン交換体（１）と
同等。 （Ｅ）ハイドロタルサイト類：無機イオン交換体（２）
と同等。 （Ｆ）多価金属の酸性塩：無機イオン交換体（３）と同
等。 （Ｇ）ヒドロキシアパタイト：無機イオン交換体（４）
と同等。 （Ｈ）ナシコン型化合物：無機イオン交換体（５）と同
等。 （Ｉ）粘土鉱物：無機イオン交換体（６）と同等。 （Ｊ）チタン酸カリウム類：無機イオン交換体（７）と
同等。 （Ｋ）ヘテロポリ酸塩：無機イオン交換体（８）と同
等。 （Ｌ）不溶性フェロシアン化物：無機イオン交換体
（９）と同等。 （Ｍ）金属ドーピングＥＡ無機物：これは上記の電気半
導体性無機物（Ａ）〜（Ｌ）の電気伝導度を上げるため
に、アンチモン（Ｓｂ）などの金属をＥＡ無機物にドー
ピングしたものであって、例としてはアンチモン（Ｓ
ｂ）ドーピング酸化錫（ＳｎＯ₂）などを挙げることが
できる。 （Ｎ）他の支持体上に電気半導体層としてＥＡ無機物を
施したもの：例えば支持体として酸化チタン、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナなどの無機物粒子、または
ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機高分子粒子を
用い、これに電気半導体層としてアンチモン（Ｓｂ）ド
ーピング酸化錫（ＳｎＯ₂）を施したものなどを挙げる
ことができる。このように他の支持体上にＥＡ無機物が
施された粒子も、全体としてＥＡ無機物と見なすことが
できる。これらのＥＡ無機物は、１種類だけでなく、２
種類またはそれ以上を同時に表層として用いることもで
きる。

【００４８】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２は、
種々な方法によって製造することができる。例えば、有
機高分子化合物からなる粒子状の芯体１３と微粒子状の
粒子１４とをジェット気流によって搬送し、衝突させて
製造する方法がある。この場合は粒子状の芯体１３の表
面に粒子１４の微粒子が高速度で衝突し、固着して表層
１５を形成する。また別の製法例としては、粒子状の芯
体１３を気体中に浮遊させ、粒子１４の溶液を霧状にし
てその表面に噴霧する方法がある。この場合はその溶液
が芯体１３の表面に付着し乾燥することによって表層１
５が形成される。

【００４９】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２を製
造する特に好ましい製法は、芯体１３と同時に表層１５
を形成する方法である。この方法は、例えば、芯体１３
を形成する有機高分子化合物のモノマーを重合媒体中で
乳化重合、懸濁重合または分散重合するに際して、微粒
子状としたＥＡ無機物である粒子１４を上記モノマー
中、または重合媒体中に存在させるというものである。
重合媒体としては水が好ましいが、水と水溶性有機溶媒
との混合物を使用することもでき、また有機系の貧溶媒
を使用することもできる。この方法によれば、重合媒体
の中でモノマーが重合して芯体粒子１３を形成すると同
時に、微粒子状のＥＡ無機物の粒子１４が芯体１３の表
面に層状に配向してこれを被覆し、表層１５を形成す
る。

【００５０】乳化重合または懸濁重合によってＥＡ粒子
（無機・有機複合粒子）を製造する場合には、モノマー
の疎水性の性質とＥＡ無機物の親水性の性質を組み合わ
せることによって、ＥＡ無機物の粒子１４の大部分を芯
体１３の表面に付着させることができる。この芯体１３
と表層１５との同時形成方法によれば、有機高分子化合
物からなる芯体１３の表面にＥＡ無機物の粒子１４が緻
密かつ強固に接着し、堅牢なＥＡ粒子（無機・有機複合
粒子）１２が形成される。

【００５１】本発明に使用するＥＡ粒子１２の形状は必
ずしも球形であることを要しないが、粒子状の芯体１３
が調節された乳化・懸濁重合方法によって製造された場
合は、得られるＥＡ粒子１２の形状はほぼ球形となる。
ＥＡ粒子１２の粒径は特に限定されるものではないが、
０．１μｍないし５００μｍ、特に５μｍないし２００
μｍの範囲内とすることが好ましい。この際の微粒子状
のＥＡ無機物である粒子１４の粒径は特に限定されるも
のではないが、好ましくは０．００５μｍないし１００
μｍ、さらに好ましくは０．０１μｍないし１０μｍの
範囲内とする。

【００５２】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２にお
いて、表層１５を形成するＥＡ無機物である粒子１４と
芯体１３を形成する有機高分子化合物の重量比は特に限
定されるものではないが、保存安定性の高いＥＮＣ流体
組成物を得るためには、ＥＡ無機物の粒子１４と有機高
分子化合物の芯体１３の合計重量に対して粒子１４が１
重量％ないし６０重量％の範囲内、特に４重量％ないし
３０重量％の範囲内とすることが好ましい。この芯体１
３の割合が１重量％未満では、得られたＥＡ粒子１２の
ＥＡ特性が不十分となり、６０重量％を超えると、ＥＡ
粒子１２の比重が過大となって保存安定性を損なう惧れ
がある。また、本発明のＥＮＣ流体組成物は、上記のＥ
Ａ粒子１２を、必要なら分散剤、他の成分とともに電気
絶縁性媒体中に均一に攪拌混合して製造することができ
る。この攪拌機としては、液状分散媒に固体粒子を分散
させるために通常使用されるものがいずれも使用でき
る。電気絶縁性媒体中１１におけるＥＡ粒子１２の含有
率は、特に限定されるものではないが、０．５〜７５重
量％、特に５〜５０重量％であることが好ましい。その
含有率が１重量％未満では充分なＥＡ効果が得られず、
７５重量％以上では電圧を印加しないときのＥＮＣ流体
組成物の初期粘度が過大となって使用が困難になる。

【００５３】上記の各種方法、特に芯体１３と表層１５
とを同時に形成する方法によって製造されたＥＡ粒子１
２は、その表層１５の全部または一部分が有機高分子物
質や、製造工程で使用された分散剤、乳化剤その他の添
加物質の薄膜で覆われていて、ＥＡ粒子としてのＥＡ効
果が充分に発揮されない場合がある。この不活性物質の
薄膜は粒子表面を研磨することによって容易に除去する
ことができる。したがって芯体１３と表層１５とを同時
に形成する場合には、その表面を研磨することが好まし
い。

【００５４】この粒子表面の研磨は、種々な方法で行う
ことができる。例えば、無機・有機複合粒子であるＥＡ
粒子１２を水などの分散媒体中に分散させて、これを攪
拌する方法によって行うことができる。この際、分散媒
体中に砂粒やボールなどの研磨材を混入してＥＡ粒子１
２と共に攪拌する方法、あるいは研削砥石を用いて攪拌
する方法などによって行うこともできる。例えばまた、
分散媒体を使用せず、ＥＡ粒子１２と上記のような研磨
材または研削砥石とを用いて乾式で攪拌して行うことも
できる。

【００５５】さらに好ましい研磨方法は、ＥＡ粒子１２
をジェット気流などによって気流攪拌する方法である。
これは気相中で粒子自体を相互に激しく衝突させて研磨
する方法であり、他の研磨材を必要とせず、研磨済みの
粒子を分級によって容易に分離し得る点で好ましい方法
である。上記のジェット気流攪拌においては、それに用
いられる装置の種類、攪拌速度、ＥＡ粒子１２の材質な
どにより研磨条件を選定する必要があるが、一般的には
６０００ｒｐｍの攪拌速度で０．５ｍｉｎ〜１５ｍｉｎ
程度ジェット気流攪拌することが好ましい。

【００５６】本発明のＥＮＣ流体組成物は、上記のＥＡ
粒子１２を、必要なら分散剤など他の成分と共に電気絶
縁性媒体１１中に均一に攪拌混合し分散させて製造する
ことができる。この攪拌機としては、液状分散媒に固体
粒子を分散させるために通常使用されるものがいずれも
使用できる。

【００５７】なお、上記実施例においては、ケース３に
通風孔３ｃが設けられる変圧器について例示を行った
が、本発明は、この種の変圧器に限定されるものではな
く、強制循環形空冷式変圧器、湿式変圧器等の変圧器に
も適用することができる。また、変圧器１においては、
ケース３に設ける通風孔３ｃの個数、位置、形状につい
ては、何ら限定されるものではなく、通風性能を考慮し
て適宜設ければよい。また、上記実施例におけるＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）フィルム９に代えて、
ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）フィルム、ナイロンフィル
ム、アクリルフィルム等の各種プラスチックフィルム
等、音波に対して柔軟であり、ケーシング６ａの開口面
の閉塞性が良好な種々のフィルムが使用可能である。

【００５８】

【発明の効果】請求項１記載の変圧器によれば、変圧器
本体から発生し設置状況ごとに異なる騒音に対して、実
際に観測される音域に合わせて、電圧印加調整手段を調
整することにより、吸音板の吸音帯域を変化させること
ができ、騒音が有する音域の音波を効率よく吸音するこ
とができるため、低騒音形の変圧器を得ることができ
る。

【００５９】また、請求項２記載の変圧器によれば、変
圧器本体と通風孔との間には、吸音板が貼着された遮蔽
板が設けられているので、変圧器本体による騒音の通風
孔からの直接的な漏洩を防止することができる。さら
に、通風孔から外部へと漏洩する騒音は、吸音板により
吸音された音であるので、十分に減衰を受けており、し
たがって、ケースに通風孔が設けられていても、この通
風孔を通して騒音が外部に漏洩することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の変圧器の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】 同変圧器の要部を示す断面図である。

【図３】 本発明に係わるところのＥＮＣ流体組成物の
一実施例を示す断面図である。

【図４】 同ＥＮＣ流体組成物の電源オフ時の態様を示
す断面図である。

【図５】 同ＥＮＣ流体組成物の電源オン時の態様を示
す断面図である。

【図６】 本発明の変圧器の一実施例に使用される吸音
板における一方の電極の振動を説明する説明図である。

【図７】 同吸音板における共振形態を示す説明図であ
る。

【図８】 同吸音板における他の共振形態を示す説明図
である。

【図９】 同吸音板におけるＥＡ粒子の配列形態を示す
説明図である。

【図１０】 ＥＡ粒子分散系についてＥＡ特性に及ぼす
電界強度の影響を測定した結果を示すグラフである。

【図１１】 同ＥＡ粒子分散系における振動の等価回路
である。

【符号の説明】

１…変圧器、２…変圧器本体、３…ケース、３ｃ…通風
孔、３ｄ…遮蔽板、６…吸音板、７…電極板、８…電極
板、１０…ＥＮＣ流体組成物、１１…電気絶縁性媒体、
１２…ＥＡ粒子、２０…電圧印加調整手段。

フロントページの続き (72)発明者 枝村 一弥 東京都港区芝公園２丁目６番15号 藤倉化 成株式会社本社事務所内 (72)発明者 安齊 秀伸 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 大坪 泰文 千葉県千葉市稲毛区小仲台９丁目21番１号 206

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変圧器本体と、該変圧器本体を格納する
   ケースとを備える変圧器において、 前記ケースの内面には、吸音板が貼着され、 該吸音板は、一対の対向する電極板と、該一対の電極板
   間に配設されると共に電界配列効果を有する固体粒子を
   電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応型音波吸収制
   御用流体組成物と、前記一対の電極板間に電圧を印加し
   かつ該電圧を可変調整する電圧印加調整手段とを具備し
   てなることを特徴とする変圧器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の変圧器において、 前記ケースには、通風孔が設けられ、 前記変圧器本体と前記通風孔との間には、前記吸音板が
   貼着された遮蔽板が設けられていることを特徴とする変
   圧器。