JPS59181521A - 外鉄形鉄心を有する変圧器の組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外鉄形積み鉄心とコイルブロックとからなる変
圧器中身および該変圧器中身と間隔板を介して一密接す
るよう形成きれた上下１対のタンク内に変圧器中身を収
納するための組立て方法に関する。

ことに交流電車用電源変圧器のように負荷の頻繁な変動
や振動および加速度等の過酷な使用条件に常時場らされ
るに本かかわらず、極端に小形軽蔽化が求められるもの
におっては、巻線や鉄心の機械的支尚のだめのフレーム
等の構４部材を用いずに機械力を夕／りに負担きせるい
わゆるフォームフィノト形変圧器が採用されている。こ
の揮の変圧器は一般に矩形形の板状コイルを軸方向に積
み重ねてなるコイルブロックを矩形断面を有する外鉄形
積み鉄心で包囲する構造となっており、タンクと変圧器
中身を一体化しやすい構造となっている反面、その組立
方法は変圧器中身の組み立てと，変圧器中味各部のＡｉ
ｌ締加圧と，タンクへの変圧器中味の圧入とからなる工
程が互いに重なり合って進行してゆくために組み立てに
高度の技術を必要とする。それ故簡単かつ確実な組立方
法の確立が重要な課題になっている。

〔従来技術とその問題点〕

紀１図は従来の外鉄形鉄心を用いたフメームフィソト形
変圧器の主要部分の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断
面図でるる。図において１は矩形板状の複数のコイルｌ
ａ，ｌｂ，ｌｃ等を軸方向に積み烏１ねてなるコイルブ
ロック（複数層の筒状フィルで形成される場合もある）
で、各矩形板状コイル間およびコイルブロックの外周部
はプレスポード，芳香族ボリアミドボードなどの絶縁物
２，８にょシ絶縁されている）４はコイルブロック１を
包囲するように磁性調成を積み重ねてなる外鉄型積み鉄
心で、主脚部４ａ，継鉄部４ｂ，帰路脚部４ｃとからな
り各部の＠性鋼板の一部がそれぞれ交互に重なり合うよ
うに積み重ねられる。コイルブロック１と外鉄形積み鉄
心４とからなる変圧器中身は間隔板５および６を介して
下部タンク７および上部タンク８に密接して収納される
とともに、コイルブロックとブノシング９とは油中リー
ド線１ｏによって導電接続きれる。

つき゛に第１図および第２図を用いて従来の組立方法を
説明する。まず第１図において、コイルブロソクｌｆｃ
図示しない複数個の軸方向加圧治具を用いて所定の寸法
に圧縮しつつ加熱乾燥（繭締加Ｈ″と呼ふ）し、コ、イ
ルブロノク１が鉄心４から突出する部分（以下コイルの
耳と呼ぶ）を下部タンク７に間隔板５を介して加圧治具
を部分的に取り外しながら徐々に出入する。この時下部
タンク７の底板とコイルブロック１の下面との間には図
示しない受は台を仮設してコイルブロック１の斗の上面
が下部タンク７のフランジ７ａの上面と一致するよう支
持する。つぎに下部タンクのフランジ７ａふ−よびコイ
ルブロック１の耳の上面で形成される平面上例、外鉄形
積み鉄心４の主脚部４ａ，継鉄部４ｂおよび帰路脚部４
ｃをＩｌｌ次積み重ねて積み鉄心４を形成する。さらに
コイルブロック１の上側の耳および鉄心４の周囲に間隔
板５および６を配設し、前記同様に図示しない軸方向加
圧治具等によってコイルブロックあるいは鉄心を所定寸
法に圧縮しつつ上部タンク８を上方から被せるようにし
て圧入し、上部タンク８の下部フランジ８ａと下部タン
ク７の上部フランジ７ａとを気密に溶接することによシ
、変圧器中身と上下のタンクとを一体化するよう構成さ
れている。

ところが外部短絡時にコイルブロックに発生する％ｒ．
研機械力は通常１０’に９に達するので、変圧器の組み
立てにあたっては、コイルブロックを軸方向加圧治具に
よって発生機械力に和尚する圧力でろらかしめ圧縮しつ
つ加熱乾燥した状態すなわち前締加圧の状態で鉄心積み
作業ならびにタンク圧入作業を行ない、前締加圧が緩ま
ないようタンクによって拘束する必要がある。しかしコ
イルブロックに強大な軸方向加圧治具を取シ例けた状態
で鉄心積み作業やタンク圧入作業を行わなければならな
いために作業が不安定かつ非能率でろυ、また前記ｒｌ
ｌｌ締圧力を充分に残した状態でタンクに出入すること
が困鼎となっていた。

また前記前締圧力を拘束するためにタンクの板とイ・ ）ｖ（例えば触部）等を増さねばならず変圧器の小形軽
縫化を阻害する要因となっていた。

さらにコイルブロックを軸方向加圧治具によって圧縮す
ると、コイルブロックの外周を包囲する絶縁物８がコイ
ルの外側にふくらんでしまうため、鉄心積み作業に支障
を来たす欠点があった。またＡｌｌ記鉄心積み作業をや
シやすくするために鉄心窓面積を大きくしてコイルブロ
ックと鉄心主脚部および帰路脚部との間隙を大きくせざ
るを得ないため、鉄心寸法および鉄心重量が増加し、変
圧器の小形ＭＬＧ　ｆｉ化を阻害する欠点があった。

ぞ−の上外鉄形積み鉄心と上部タンクとの間罠介装され
た合成木材やブレスポート等よりなる間隔板６が長期運
転中に枯れ収縮すると、車輛等の振動や衝撃によって鉄
心各部の突き合わせ部分に間隙を生じ、鉄心の磁気特性
が劣化するなど多くの欠点がめった。

〔発明の目的〕

本発明は上述の状況に鑑みてなされたもので、耐電磁機
械力、耐据性、耐衝撃性にすぐれ、小形軽量で信頼性の
高い変圧器を提供するに適した効率化された組立方法を
提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明によれば、上述の目的は、一方の継鉄部を除く各
部の磁性鋼板を組み合わせ外周面に接着剤を塗布すると
ともに積層方向荷重を加えつつ硬化して部分鉄心を形成
し、この部分鉄心にコイルブロックを挿入し、Ａｉｌ記
コイルブロックの軸方向に所定の面圧を加え、この面圧
を保持しつつ全体を所定温度で前締乾燥し、残された一
方の継鉄部磁性鋼板を挿着し、この継鉄部の外側から前
記コイルブロックを軸方向に押圧した後、継鉄部を積層
方向に押圧し、継鉄部の外周面に接着剤を塗布し硬化略
せて一体化された外鉄形鉄心によって前記コイルブロッ
クの軸方向面圧が保持された変圧器中味を形成し、この
変圧器中身が間隔板を介して密接するよう形成され分割
されたタンク内に前記変圧２牙中味を圧入することによ
り達成された。

〔発明の実施例〕

第８図は本発明における組立方法の一実施例を説明する
ための概念図で、第２図の変圧器中身のＢ−Ｂ断面を９
０度方向を変えた（例えば第２図の右側を下にした）状
態で組立治具を取り付けた状況を示したものである。図
において、２１は部分鉄心で、外鉄形積み鉄心の一方の
継鉄部を除く主脚部。

帰路脚部および他方の継鉄部それぞれの磁性鋼板（〔 を＋９ｉ定の形状め組み合わせ、一方の継鉄部と保合す
る部分を除く鉄心の外周面に接着剤を塗布するとともに
、鉄心を積層方向に抑圧しつつ加熱硬化して一体化する
よう形成される。この場合鉄心をあらかじめ所定温度に
熱しておき、その後で接着剤を塗布するようにすると接
着剤の粘度が下がり磁性鋼板の隙間に接着剤が浸透する
ので強度の高い部分鉄心を形成できる。

２２ａおよび２２ｂは架台で、部分鉄心２１の継鉄部を
下にして架台２２ｂの所定位置に載埴し、ボルト２２ｃ
　Ｋよってコイル受１’ｊ２８ａおよび２８ｂを架台に
連結する。コイル受け２８ａ、２８ｂけ部分鉄心２１の
継鉄部と側方から当接して部分鉄心の転倒を防ぐととも
に・その上面は酌記継鉄部の上面と一致するよう形成さ
れる。２４はコイルブロックで部分鉄心の主脚部（図示
しない）に図の上方から挿入される。この時部分鉄心２
１は接着剤によって固着されて所定寸法に形成されてお
夛、またコイルブロック２５は従来方法のように軸方向
の前締圧力を受けていない、したがって外周絶縁物８（
第２図参照）はコイル面の外側に膨らむことがないので
、コイルブロック２４は部分鉄心２１に容易に挿入でき
る。

したがって鉄心の窓面積はコイルブロック２４０寸法誤
差を勘案した最小寸法とすることができる。

つぎにコイルブロック２４に軸方向の面圧を加える方法
は、まずコイル受け２８ａ、２８ｂと対称な形状の第１
の加圧冶−ＬＬ２５ａおよび２５ｂをコイルプロ・ツク
２４の一方の軸方向端面上に載置し、圧力調整器２６ａ
を有する複数個の圧力保持ポルト２６によってコイル受
け２３と第１の加圧治具２５とを連結して、１９ｒ　５
ぜのＬ］−力で締結し、部分鉄心の側方に突出したコイ
ルブロックの耳部分に軸方向の所定の面圧を加える。つ
ぎに第２の加圧治具２７を圧力調整器２８ａ全有する圧
力保持ポル１−２８を介して架台２２ａに連結してＨ＜
ＩＨ部分鉄心上方に支持固定する。さらに第２の加圧治
具に結合し駒２９を有する多数の押しねじ３０を用いて
コイルブロック２４の鉄心貫通部に所定の１ｈ１１力向
の血圧を加える。このようにして部分鉄心２１とコイル
ブロック２４は一体化され、かつコイルブロック２４の
軸方向にはコイル全面に所定の血圧が加えられた状態に
なる。

つぎに前述のように形成された変圧器中身を加圧治具を
ルリ付けだままの状態で所定温度に保たれた加熱乾燥炉
に卯納し、コイルブロックを加熱乾燥（前締加ＩＥ）す
る。この際絶縁物が乾燥収縮してコイルブロック２４の
軸方向寸法が縮寸るが、この寸法収縮によってＡｉｌ締
加圧加圧力るのを圧力調整ｒｉ２６ａ、２８ａによって
吸収し、乾燥中も１９［定の軸方向荷重がコイルブロッ
ク２４に加わるよう構成される。前締加圧を終った変圧
器中味は残された継鉄部の磁性鋼板取υ付は作業を行な
う。この作業はまずコイルブロック２４に軸方向圧力を
加えている駒２９を有する複数個の押しねじ３０のうち
、駒２９ａおよび押しねじ８０ａを一時取り去り、継鉄
部ｉｌ任性鋼板の一部３１を部分鉄心２１の主脚部およ
び帰路脚部の端部に挿着し、駒２９ａおよび押しねじ３
０ａを部分鉄心に取り付けられた継鉄鉄板の上方に取り
付け、所定の圧力で押圧してコイルブロック２４４丁 を軸方向に押圧しておき、つき゛に押しねじ３０ｂをゆ
るめて前記同様な作業を行ない、この作業を順次繰り返
して外鉄形積み鉄心を形成し、ついで第１の加圧治具に
結合された押しねじ８２によって前記継鉄部の積み厚方
向を押圧する。この工程において継鉄鉄板の装着開始位
置および挿着順序は任意でよい。また主脚鉄心ならびに
コイルブロックが彷数個ある揚台でも前述の説明に準じ
て変圧器中身を和文−Ｃられることは明白である。

つき′に」一連の工程で部分鉄心２１に挿着烙れかつ加
圧治具により押圧されて一体化した継鉄部および部分鉄
・ｂとの係合■ｉの外周面に接着剤を塗布し加熱硬化す
る。鉄心の接着に使用する接着剤としてｄ耐熱１〆１．
耐油性ならびに接着性に優れたエポギシ系またはポリエ
ステル系の接着剤が適しており、上述の方法で固着され
た鉄心接合部の剪断荷重は発生”ＲＬ　５１ｉ力の１０
倍すなわち１０６に９にも達する強ＩＷが得られる。し
たがって外鉄形積み鉄心の窓部を貫通するコイルブロッ
クに加えられた前締加圧力は、積み鉄心によって拘束さ
れ、変圧器の長期運転中に鉄心とタンクとの間に介装さ
れた間隔板６にゆるみが生じたとしても、コイルブロッ
ク２５はｉ＋＋締加圧加圧力期間保持し、外部短終に対
して安定した耐力を維持できる。

つぎに前述のようにして組み立てられた変圧器中身を上
下１対のタンクに収納する。まずコイル・υけ２ｉ３ａ
および第１の加圧冶具２５ａを取シ外し、第１図に示す
ように刷め切断嘔れたｌｌ−１′ｊ隔＆５の一方５ａを
加圧治具２５ａおよびコイル受け２３ａを取り外した後
のコイルブロック２４の軸方向端面に、残る一方の間隔
ｑｓｂｖ下部タンク内側の間隔板５ａと対向する位置に
それぞれ取り付ける。ついで変圧器中身を吊り上げて間
隔板５ａをＨｖり付けたコイルの耳を下部タンクに挿入
する。加圧治具２５ａおよびコイル受け２３ａｋ取り除
いた時、コイルの耳の部分の軸方向圧力が解除されるた
めにコイルブロックの耳の部分は幾分軸方向に広がるが
、間隔板を斜め切断することによって下部タンクの定位
１ｕに圧入された時には両側のタンク壁によって加圧さ
れ、所定の軸方向圧力で拘束される。また斜め切断され
た間隔板を用いる代りに、架台２２ａおよび第２の加圧
治具２７に、図示しない押しねじを設けてコイルブロッ
ク２４の耳の部分を軸方向に押圧しつつ下部タンクにコ
イルブロックを圧入するようにしてもよい。また前述の
ようにコイルブロックの一方の耳を下部タンクの所定位
置に圧入し終った変圧器中味は、ｆｉｌｌ記同様の手順
によって上部タンクを上方から被せて圧入し、上下タン
ク間にＩＦ力を加えて外鉄形積み鉄心の外周部に積み厚
方向の圧力を加えた状態で上下１対のタンクのフラッジ
を互いに結合することによって組立てが完了する。

〔発明の効果） 上述の説明によって明らかなように、前締加圧゛された
コイルブロックの一部分を下部タンクに圧入支持［７て
おき、その後鉄心積み作業を行なうという従来フオーム
フィツト形変圧器の組立方法と１７て半げ猟識化されて
いた方法を、あらかじめ形ＩＪ２された部分鉄心にコイ
ルブロックを挿入し、その後加圧冶具を取シイづけて前
締加圧し、組立て完了した変圧器中身を上下１対のタン
クに圧入するという製作方法に変えた。その結果従来問
題になっていた鉄Ｉシ・積み作業の不安定性および非能
率性が解消きれ・変圧器中身の組立作業が能率よくかつ
ＩＩ“ｈ・実に行なえるようになった。

またコイルブロックに作用する■を磁機械カに対してコ
イルを保護するためにコイルブロックの軸方向に加えら
れる面圧を、接着剤により固着畑れて強固に一体化きれ
た外鉄形鉄心によって拘束するよう構成したので、上部
夕／り８の鉄心を包囲する鉄板８＾しく第１図参照）は
？ａ、圃機械カを受Ｈない。したがってその板厚を従来
の２分の１　！Ｔ！塵まで縮小でき、従来１ｆ（Ｊ題と
されていたタンクの軽量化が実現できる。−また外鉄形
績み鉄心に電ｍ機械力、震動、加速度等が作用しても、
鉄心各部の接合部の隙間が拡大することがないので、長
期運転中に鉄心の磁気特性が低下するという問題点を解
決できる。

甘た従来Ｏ１Ｊ締加圧によってコイルブロックの外周絶
縁物が膨らみ鉄心の積みＡｆね作業を阻害するため〜コ
イルブロックと鉄心屑ｊ部との間の隙間を大きくする必
要があったが、本発明では接着剤によシ所定寸法に固着
された部分鉄心にコイルブロックを挿入した後で前締加
圧を行なうよう構成したので、前記ｒｄＪ隙寸法全コイ
ルブロックの寸法誤差によって主に決まる寸法にまで縮
小できるようになシ変圧器の小形１１１ｆ電化に寄与で
きた。

またコイルブロックの軸方向に前締力を加えるだめの加
圧治具を鉄心窓部から側方に突出したコイノトブロソク
の耳部分を主に押圧する第１の加圧冶具と、鉄心窓部に
介装された部分を主に押圧すイ・第２の加圧治具とに分
割するよう構成したことによって、」二部継鉄挿着作業
時に第２の加圧治具全コイルブロック端面の直接加圧か
ら上部継鉄を介しでの間接加圧に順次切り換えてゆく工
作方法が５Ｊ能となりコイルブロックを所定の圧力で確
実に押圧することができた。また一体化された変圧器中
身をタンクに圧入する際コイルブロックの面圧の大部分
がｎｒ定寸法に固着形成された外鉄型鉄心によって拘束
されているために、加圧治具を取り外しても寸法の変化
が少なく、タンク入れ作業が容易になる利点が得られた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器組立方法を説明するための）Ａ−
ムフィノト形変圧器の概略断面図、第２図１第１図のＩ
〜Ａ断面図、第３図は本発明の実施１：ｌｌｊ　倉’　
、ＩＶ＋明するための概念図である０図において、１．
２４・・コイルブロック、４・・・外’／に形積み鉄心
、５，６・・・間隔板、７・・・下部夕／り、８・・・
上部タンク、２１・・・部分鉄心、２２・・・架台、２
３・・・フィル受け、２５・・・第１の加圧治具、２７
・・第２の加ｆＥ治具、２６．２８・・・圧力保持ポル
）、３０．．９２・・・押しねじ、２９・・・駒、であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）外鉄形績み鉄心を有するフオームフィツト形変圧器
   の組立方法であって、一方の継鉄部を除く鉄心を形成し
   、この部分鉄心にコイルブロックを挿入し、前記コイル
   ブロックの軸方向に所定の面ＩＥを加え、この１（ｔｉ
   圧を保持しつつ全体を画定温度でＭｆ＋締乾燥し、残で
   れた一方の継鉄部磁性鋼板を挿着し、との継鉄部の外側
   から前記コイルブロックを軸方向に押圧した後、継鉄部
   を積層方向に押圧し、継鉄部の外周面に接着剤を塗布し
   硬化させて一体化された外鉄形鉄心によって前記コイル
   ブ１−ｊツクのｉｌ＋方向面圧が保持された変圧器中味
   を形Ｉ）〜し、この変圧器中身が間隔板を介して密接す
   るよう形成場れ分割されたタンク内に４ｉＪ記変圧器中
   味全圧入することを特徴とする外鉄形鉄心金有する変圧
   器の組立方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、コイル
   プロノンの軸方向に所尾の面圧を加える工程が、＠記コ
   イルブロックの鉄心の側方に突出した部分に面圧を加え
   る第１の加圧治具と、前記コイルブロックの鉄心貫ｉ［
   １１部に面圧を加える第２の加圧冶具とを用い、前記第
   １の加圧治具が圧力調整器を有する圧力保持ボルト於よ
   びコイル受けを介して部分鉄心を戦備した架台に連結て
   れて前記コイルブロックに面圧が加えられ、前記第２の
   加圧冶具が架台に連結された圧力調整器を有する圧力保
   持ボルトによって前記変圧器中身の上方に支持され、前
   記第２の加圧治具に複数個取り相けられた押しボルトに
   よって前記コイルプロ・／りの鉄心只通部に面圧が加え
   られることを特徴とする外鉄形鉄心を有する変圧器の組
   立方法。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法にお
   いて、継鉄部磁性鋼板の挿着および抑圧工程が、＾１ｊ
   記コイルブロックの鉄心貫通部に一１１方向面圧を加え
   ている複数個の押しボルトの一部を−時取り外して磁性
   鋼板の一部を挿着［７、取り外した押しボルトを内び取
   シ付けてｆｈｉｌ記挿着した磁性鋼板の外１１すから前
   記コイルブロックの軸方向に面１、、（−１を加え、こ
   の作業を繰り返してすべての磁性鋼板を挿着かつ押庄し
   、継鉄部を第１の加圧治具に取り例けられた押しポル）
   Ｋよって積層方向に抑圧することを判徴とする外鉄形鉄
   心を有する変圧器の組立方法。