特開 2022-134770 変圧器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022134770

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】変圧器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/26 20060101AFI20220908BHJP

【ＦＩ】

H01F27/26 130A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021034153

(22)【出願日】2021-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003177

【氏名又は名称】特許業務法人旺知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今 元

(72)【発明者】

【氏名】永露 友宏

(57)【要約】

【課題】変圧器の鉄心を支持するフレームの強度を向上させる。
【解決手段】変圧器１０は、重力方向に延在する複数の脚部１０２、複数の脚部１０２の下端間を接続する第１ヨーク部１０４、及び、複数の脚部１０２の上端間を接続する第２ヨーク部１０６を含む鉄心１００と、複数のモールドコイル２００と、鉄心１００を下側から支持する第１フレーム５００と、複数のモールドコイル２００を受ける複数の第１スペーサ３００とを備え、第１フレーム５００は、Ｘ方向に延在し、第１ヨーク部１０４を下側から支持する底面部５３２と、Ｚ方向において第１ヨーク部１０４を挟むように配置され、底面部５３２から上側にそれぞれ突出した２つの側面部５３４と、２つの側面部５３４の各々の上縁部及び下縁部の間の位置から、第１ヨーク部１０４から離れる方向に突出し、複数の第１スペーサ３００の少なくとも１つが置かれる座面部５５２とを含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

重力方向に延在する複数の脚部、前記複数の脚部の下端間を接続する第１ヨーク部、及び、前記複数の脚部の上端間を接続する第２ヨーク部を含む鉄心と、
前記複数の脚部のうちの２つ以上の脚部をそれぞれ包囲する複数のコイルと、
前記鉄心を下側から支持するフレームと、
前記フレームに支持され、前記複数のコイルを受ける複数のコイル受け部材と、
を備え、
前記フレームは、
前記第１ヨーク部の底面に対向する面を含み、前記複数の脚部の配列方向である第１方向に延在し、前記第１ヨーク部を下側から支持する支持部と、
前記重力方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向において前記第１ヨーク部を挟むように配置され、前記支持部から上側にそれぞれ突出した２つの側面部と、
前記２つの側面部の各々の上縁部及び下縁部の間の位置から、前記第１ヨーク部から離れる方向に突出し、前記複数のコイル受け部材の少なくとも１つが置かれる座面部と、
を含む、
ことを特徴とする変圧器。

【請求項2】

前記フレームは、
前記支持部から下側に突出し、前記第１方向に延在する第１補強部をさらに含む、
請求項１に記載の変圧器。

【請求項3】

重力方向に延在する複数の脚部、前記複数の脚部の下端間を接続する第１ヨーク部、及び、前記複数の脚部の上端間を接続する第２ヨーク部を含む鉄心と、
前記複数の脚部のうちの２つ以上の脚部をそれぞれ包囲する複数のコイルと、
前記鉄心を下側から支持するフレームと、
前記フレームに支持され、前記複数のコイルを受ける複数のコイル受け部材と、
を備え、
前記フレームは、
前記第１ヨーク部の底面に対向する面を含み、前記複数の脚部の配列方向である第１方向に延在し、前記第１ヨーク部を下側から支持する支持部と、
前記重力方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向において前記第１ヨーク部を挟むように配置され、前記支持部から上側にそれぞれ突出した２つの側面部と、
前記２つの側面部の各々の上縁部から、前記第１ヨーク部から離れる方向に突出し、前記複数のコイル受け部材の少なくとも１つが置かれる座面部と、
前記支持部から下側に突出し、前記第１方向に延在する第１補強部と、
を含む、
ことを特徴とする変圧器。

【請求項4】

前記第１補強部は、
前記支持部の前記第１方向に沿う２つの縁部の間に配置される、
請求項２又は３に記載の変圧器。

【請求項5】

前記フレームは、
前記第２方向に沿って配置され、前記第１補強部を含む複数の補強部を有し、
前記複数の補強部の各々は、
前記支持部から下側に突出し、前記第１方向に延在する、
請求項２又は３に記載の変圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変圧器に関する。

【背景技術】

【0002】

変圧器として、３つの脚を有する鉄心を含む３脚鉄心変圧器、及び、５つの脚を有する鉄心を含む５脚鉄心変圧器等が知られている。特許文献１には、３相３脚鉄心変圧器が開示されている。３脚鉄心変圧器では、３つの脚の全てに巻線（導線）が巻かれる。また、特許文献２には、３相５脚鉄心変圧器が開示されている。５脚鉄心変圧器では、例えば、巻線が巻かれた３つの主脚の両側に、磁気回路の帰路に相当する２つの帰路脚が配置される。５脚鉄心変圧器では、３つの主脚の両側に帰路脚が配置されるため、横幅は３脚鉄心変圧器の横幅に比べて大きくなるが、高さを３脚鉄心変圧器の高さに比べて小さくすることができる。例えば、５脚鉄心変圧器では、脚間を接続する継鉄の高さ（厚さ）を、３脚鉄心変圧器の継鉄の高さに比べて、小さくすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２０８４５４号公報

【特許文献2】特開２００２－０２５８３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、変圧器の鉄心は、鉄心の下側に配置されたフレームにより支持される。従来構成のフレームでは、フレームと巻線との間隔が小さい場合、フレームと巻線との間隔が大きい場合に比べて、フレームの高さが小さくなるため、フレームの強度が低下する。なお、フレームと巻線との間隔は、例えば、脚間を接続する継鉄の高さが小さい場合、脚間を接続する継鉄の高さが大きい場合に比べて、小さくなる。従って、例えば、脚間を接続する継鉄の高さが小さい変圧器では、脚間を接続する継鉄の高さが大きい変圧器と同様な構造のフレームを用いた場合、フレームの強度が不足するおそれがある。以上の事情を考慮して、本発明は、変圧器の鉄心を支持するフレームの強度を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の好適な態様に係る変圧器は、重力方向に延在する複数の脚部、前記複数の脚部の下端間を接続する第１ヨーク部、及び、前記複数の脚部の上端間を接続する第２ヨーク部を含む鉄心と、前記複数の脚部のうちの２つ以上の脚部をそれぞれ包囲する複数のコイルと、前記鉄心を下側から支持するフレームと、前記フレームに支持され、前記複数のコイルを受ける複数のコイル受け部材と、を備え、前記フレームは、前記第１ヨーク部の底面に対向する面を含み、前記複数の脚部の配列方向である第１方向に延在し、前記第１ヨーク部を下側から支持する支持部と、前記重力方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向において前記第１ヨーク部を挟むように配置され、前記支持部から上側にそれぞれ突出した２つの側面部と、前記２つの側面部の各々の上縁部及び下縁部の間の位置から、前記第１ヨーク部から離れる方向に突出し、前記複数のコイル受け部材の少なくとも１つが置かれる座面部と、を含む。

【0006】

本発明の好適な他の態様に係る変圧器は、重力方向に延在する複数の脚部、前記複数の脚部の下端間を接続する第１ヨーク部、及び、前記複数の脚部の上端間を接続する第２ヨーク部を含む鉄心と、前記複数の脚部のうちの２つ以上の脚部をそれぞれ包囲する複数のコイルと、前記鉄心を下側から支持するフレームと、前記フレームに支持され、前記複数のコイルを受ける複数のコイル受け部材と、を備え、前記フレームは、前記第１ヨーク部の底面に対向する面を含み、前記複数の脚部の配列方向である第１方向に延在し、前記第１ヨーク部を下側から支持する支持部と、前記重力方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向において前記第１ヨーク部を挟むように配置され、前記支持部から上側にそれぞれ突出した２つの側面部と、前記２つの側面部の各々の上縁部から、前記第１ヨーク部から離れる方向に突出し、前記複数のコイル受け部材の少なくとも１つが置かれる座面部と、前記支持部から下側に突出し、前記第１方向に延在する第１補強部と、を含む。

【発明の効果】

【0007】

本発明の変圧器によれば、変圧器の鉄心を支持するフレームの強度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る変圧器の概略図である。

【図2】図１に示した鉄心及びモールドコイルを説明するための説明図である。

【図3】図１に示した変圧器を＋Ｘ方向から見た概略図である。

【図4】図１に示した第１フレームの効果を説明するための説明図である。

【図5】第２実施形態に係る変圧器を＋Ｘ方向から見た概略図である。

【図6】図５に示した変圧器を＋Ｚ方向から見た概略図である。

【図7】図５に示した変圧器を－Ｙ方向から見た概略図である。

【図8】第３実施形態に係る変圧器を＋Ｘ方向から見た概略図である。

【図9】第１変形例に係る第１フレームの一例を説明するための説明図である。

【図10】第１変形例に係る第１フレームの別の例を説明するための説明図である。

【図11】第１変形例に係る第１フレームの別の例を説明するための説明図である。

【図12】第１変形例に係る第１フレームの別の例を説明するための説明図である。

【図13】第１変形例に係る第１フレームの別の例を説明するための説明図である。

【図14】第１変形例に係る第１フレームの別の例を説明するための説明図である。

【図15】第１変形例に係る第１フレームの別の例を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

【0010】

Ａ．実施形態
以下、本発明の実施形態を説明する。先ず、図１を参照しながら、第１実施形態に係る変圧器１０の概要の一例について説明する。

【0011】

Ａ１：第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る変圧器１０の概略図である。

【0012】

なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する３軸の直交座標系を導入する。以下では、Ｘ軸の矢印の指す方向は＋Ｘ方向と称され、＋Ｘ方向の反対方向は－Ｘ方向と称される。Ｙ軸の矢印の指す方向は＋Ｙ方向と称され、＋Ｙ方向の反対方向は－Ｙ方向と称される。また、Ｚ軸の矢印の指す方向は＋Ｚ方向と称され、＋Ｚ方向の反対方向は－Ｚ方向と称される。以下では、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向を特に区別することなく、Ｙ方向と称し、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向を、特に区別することなく、Ｘ方向と称する場合がある。また、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向を、特に区別することなく、Ｚ方向と称する場合がある。また、以下では、＋Ｙ方向を上方又は上側と称し、－Ｙ方向を下方又は下側と称する場合がある。なお、本実施形態では、－Ｙ方向は、「重力方向」に該当する。また、Ｘ方向は、「第１方向」の一例であり、Ｚ方向は、「重力方向及び第１方向の両方と直交する第２方向」の一例である。但し、「直交」は、厳密な直交だけではなく、実質的な直交（例えば、誤差範囲内の直交）も含む。

【0013】

また、以下では、特定の方向から対象物をみることを、平面視と称する場合がある。例えば、図１は、＋Ｚ方向から平面視した変圧器１０を示している。

【0014】

本実施形態では、変圧器１０が３相５脚鉄心変圧器である場合を想定する。例えば、変圧器１０は、鉄心１００、３つのモールドコイル２００、複数の第１スペーサ３００、複数の第２スペーサ４００、第１フレーム５００、第２フレーム６００、第３フレーム７００及び第４フレーム８００を有し、設置台９００に設置される。鉄心１００は、「鉄心」の一例であり、３つのモールドコイル２００は、「複数のコイル」の一例である。また、複数の第１スペーサ３００は、「複数のコイル受け部材」の一例であり、第１フレーム５００は、「フレーム」の一例である。

【0015】

鉄心１００及びモールドコイル２００の詳細は後述する図２において説明するが、例えば、鉄心１００は、５つの脚部１０２を有する５脚鉄心である。また、３つのモールドコイル２００は、例えば、鉄心１００の５つの脚部１０２のうちの主脚に相当する３つの脚部１０２ａ（図２参照）をそれぞれ包囲し、Ｘ方向に沿って配列される。３のモールドコイル２００のうちの一のモールドコイル２００は、他のモールドコイル２００に、配線ＷＩにより接続される。なお、複数のモールドコイル２００の結線方法は、特に限定されない。

【0016】

第１フレーム５００は、モールドコイル２００の下方（モールドコイル２００に対して－Ｙ方向）に配置され、鉄心１００を下側（－Ｙ方向）から支持する。例えば、第１フレーム５００が後述する２つの台座部９０２に固定されることにより、変圧器１０が設置台９００に設置される。なお、第１フレーム５００の詳細は、後述する図３において説明する。また、第２フレーム６００は、例えば、モールドコイル２００の上方（モールドコイル２００に対して＋Ｙ方向）に配置される。

【0017】

第３フレーム７００及び第４フレーム８００は、Ｘ方向において鉄心１００を挟むように第１フレーム５００と第２フレーム６００との間に配置され、第１フレーム５００及び第２フレーム６００に接続される。例えば、第１フレーム５００は、ねじ締結又は溶接等により、第３フレーム７００、第４フレーム８００及び設置台９００等に接続される。同様に、第２フレーム６００は、ねじ締結又は溶接等により、第３フレーム７００及び第４フレーム８００等に接続される。なお、ねじ締結とは、例えば、ボルト及びナット等のねじＳＣを用いて複数の要素を互いに接続することである。

【0018】

第１フレーム５００、第２フレーム６００、第３フレーム７００、第４フレーム８００及び設置台９００の材料は、特に限定されない。例えば、第１フレーム５００、第２フレーム６００、第３フレーム７００、第４フレーム８００及び設置台９００は、鉄等の金属材料により形成されてもよい。

【0019】

複数の第１スペーサ３００は、第１フレーム５００に支持され、３つのモールドコイル２００を受ける。また、複数の第２スペーサ４００は、第２フレーム６００とモールドコイル２００との間に配置される。なお、第１スペーサ３００及び第２スペーサ４００の材料は特に限定されないが、第１スペーサ３００及び第２スペーサ４００は、例えば、ゴム等の弾性体により形成されてもよい。

【0020】

設置台９００は、Ｚ方向に延在し、Ｘ方向に配置される２つの台座部９０２と、Ｘ方向に延在し、２つの台座部９０２を連結する連結部９０４とを有する。Ｘ方向に互いに間隔を空けて配置された２つの台座部９０２により第１フレーム５００が支持されるため、重力方向の荷重に対する第１フレーム５００の強度が不足する場合、変圧器１０の重さにより第１フレーム５００が変形するおそれがある。例えば、２つの台座部９０２間の距離Ｄ１が大きい場合、距離Ｄ１が小さい場合に比べて、第１フレーム５００の強度を高くすることが望まれる。このため、本実施形態では、第１フレーム５００の構造を工夫することにより、第１フレーム５００の強度を向上させる。第１フレーム５００の構造を説明する前に、鉄心１００の構成の一例を、図２を参照しながら説明する。

【0021】

図２は、図１に示した鉄心１００及びモールドコイル２００を説明するための説明図である。なお、図２は、＋Ｚ方向から平面視した鉄心１００及びモールドコイル２００を示している。図２では、図を見やすくするために、配線ＷＩ等の記載が省略されている。また、図２では、説明を分かり易くするために、鉄心１００のうち、鉄心１００を＋Ｚ方向から平面視した場合にモールドコイル２００に隠れる部分を点線で示している。

【0022】

本実施形態では、鉄心１００が、複数の電磁鋼板が積層されることにより形成される積層鉄心である場合を想定する。なお、鉄心１００は、積層鉄心に限定されない。鉄心１００は、例えば、重力方向（－Ｙ方向）に延在し、Ｘ方向に配列された５つの脚部１０２と、第１ヨーク部１０４と、第２ヨーク部１０６とを含む。５つの脚部１０２は、「複数の脚部」の一例であり、第１ヨーク部１０４は、「第１ヨーク部」の一例であり、第２ヨーク部１０６は、「第２ヨーク部」の一例である。

【0023】

５つの脚部１０２は、主脚に相当する３つの脚部１０２ａと、磁気回路の帰路として機能する帰路脚に相当する２つの脚部１０２ｂ（すなわち側脚）とを含む。２つの脚部１０２ｂ（側脚）の間に３つの脚部１０２ａ（主脚）が位置する。３つの脚部１０２ａは、３つのモールドコイル２００にそれぞれ包囲される。また、例えば、第１ヨーク部１０４は、５つの脚部１０２の下端間を接続する継鉄であり、第２ヨーク部１０６は、５つの脚部１０２の上端間を接続する継鉄である。

【0024】

面ＢＴｙは、第１ヨーク部１０４を－Ｙ方向から平面視した場合に把握される面、すなわち、第１ヨーク部１０４の下側の面である。また、面ＳＤｙは、第１ヨーク部１０４を＋Ｚ方向又は－Ｚ方向から平面視した場合に把握される面、すなわち、第１ヨーク部１０４のＸ方向に沿う側面である。以下では、面ＢＴｙ及びＳＤｙの符号を用いずに、面ＢＴｙを第１ヨーク部１０４の底面と称し、面ＳＤｙを第１ヨーク部１０４の側面と称する場合がある。

【0025】

３つのモールドコイル２００は、鉄心１００の３つの脚部１０２ａ（主脚）と一対一に対応する。例えば、各モールドコイル２００は、対応する脚部１０２ａを包囲する巻線を絶縁性の樹脂でモールドした筒状の第１モールドコイル（図示せず）と、第１モールドコイルを包囲する巻線を絶縁性の樹脂でモールドした筒状の第２モールドコイル（図示せず）とを含む。

【0026】

図３は、図１に示した変圧器１０を＋Ｘ方向から見た概略図である。図３では、第１フレーム５００の構造を中心に説明する。また、図３では、説明を分かり易くするために、変圧器１０を＋Ｘ方向から平面視した場合に第３フレーム７００に隠れる鉄心１００を点線で示している。

【0027】

第１フレーム５００は、Ｘ方向に延在するフレーム本体部材５２０ａ及び５２０ｂと、Ｘ方向に延在する座面部材５４０ａ及び５４０ｂとを含む。フレーム本体部材５２０ａの構成は、フレーム本体部材５２０ｂの構成と同様であり、座面部材５４０ａの構成は、座面部材５４０ｂの構成と同様である。以下では、フレーム本体部材５２０ａ及び５２０ｂをフレーム本体部材５２０と総称し、座面部材５４０ａ及び５４０ｂを座面部材５４０と総称する場合がある。図３に示す第１フレーム５００では、第１フレーム５００を＋Ｘ方向から平面視した場合、フレーム本体部材５２０及び座面部材５４０の各々は、Ｌ字形として把握される。

【0028】

フレーム本体部材５２０ａ及び５２０ｂの各々は、第１ヨーク部１０４の底面に対向する面ＢＴｆを含み、Ｘ方向に延在する底面部５３２と、第１ヨーク部１０４の側面に対向する面ＳＤｆを含み、底面部５３２から上側に突出する側面部５３４とを有する。例えば、フレーム本体部材５２０ａの側面部５３４の面ＳＤｆは、第１ヨーク部１０４の＋Ｚ側の側面に対向し、フレーム本体部材５２０ｂの側面部５３４の面ＳＤｆは、第１ヨーク部１０４の－Ｚ側の側面に対向する。すなわち、フレーム本体部材５２０ａの側面部５３４及びフレーム本体部材５２０ｂの側面部５３４は、Ｚ方向において第１ヨーク部１０４を挟むように配置される。

【0029】

また、フレーム本体部材５２０ａの底面部５３２及びフレーム本体部材５２０ｂの底面部５３２は、第１ヨーク部１０４の下側に配置され、第１ヨーク部１０４を下側から支持する。従って、フレーム本体部材５２０ａ及び５２０ｂは、第１ヨーク部１０４の下側に底面部５３２が位置し、第１ヨーク部１０４に対して＋Ｚ方向及び－Ｚ方向に側面部５３４が位置するように、配置される。なお、フレーム本体部材５２０ａの底面部５３２及びフレーム本体部材５２０ｂの底面部５３２を含む底面部５３２は、「支持部」の一例である。また、フレーム本体部材５２０ａの側面部５３４とフレーム本体部材５２０ｂの側面部５３４との２つの側面部５３４は、「２つの側面部」の一例である。

【0030】

座面部材５４０ａ及び５４０ｂの各々は、第１スペーサ３００が置かれる座面部５５２と、フレーム本体部材５２０の側面部５３４に接続される接続部５５４とを含む。例えば、座面部材５４０ａは、フレーム本体部材５２０ａの側面部５３４の上縁部及び下縁部の間の位置から座面部５５２が＋Ｚ方向に突出するように、フレーム本体部材５２０ａの側面部５３４に、ねじ締結又は溶接等により接続される。また、例えば、座面部材５４０ｂは、フレーム本体部材５２０ｂの側面部５３４の上縁部及び下縁部の間の位置から座面部５５２が－Ｚ方向に突出するように、フレーム本体部材５２０ｂの側面部５３４に、ねじ締結又は溶接等により接続される。

【0031】

すなわち、座面部材５４０ａ及び５４０ｂの各々の座面部５５２は、フレーム本体部材５２０ａ及び５２０ｂの各々の側面部５３４の上縁部及び下縁部の間の位置から、第１ヨーク部１０４から離れる方向に突出する。なお、例えば、座面部材５４０ａの座面部５５２と座面部材５４０ｂの座面部５５２とのＹ方向における位置は、互いに同じ、又はほぼ同じである。以下では、第１ヨーク部１０４から離れる方向を、単に、外側と称する場合がある。

【0032】

なお、変圧器１０の構成は、図１から図３に示した例に限定されない。例えば、第３フレーム７００及び第４フレーム８００は、省かれてもよい。次に、第１フレーム５００の構造による効果を、図４を参照しながら説明する。

【0033】

図４は、図１に示した第１フレーム５００の効果を説明するための説明図である。図４では、対比例の第１フレーム５００ＥＸと比較して、第１フレーム５００の効果を説明する。なお、図４では、図を見やすくするために、図３に示した第３フレーム７００等の記載を省略している。先ず、対比例の第１フレーム５００ＥＸの構造について説明する。

【0034】

対比例では、Ｘ方向に延在する底面部５３２と２つの側面部５３４と２つの座面部５５２とを含む１つのフレーム本体部材５２８が、第１フレーム５００ＥＸとして形成される。例えば、２つの側面部５３４は、底面部５３２のＸ方向に沿う２つの縁部から上側にそれぞれ突出する。また、２つの座面部５５２は、２つの側面部５３４の上縁部から外側（第１ヨーク部１０４から離れる方向）にそれぞれ突出する。従って、第１フレーム５００ＥＸでは、底面部５３２の下面から座面部５５２の上面までの距離Ｄ３が、側面部５３４の重力方向（－Ｙ方向）に沿う長さＬＹｅｘ（側面部５３４の高さ）に対応する。なお、底面部５３２の下面は、例えば、底面部５３２を－Ｙ方向から平面視した場合に把握される面である。また、座面部５５２の上面は、例えば、座面部５５２を＋Ｙ方向から平面視した場合に把握される面である。

【0035】

ここで、底面部５３２の下面から座面部５５２の上面までの距離Ｄ３は、例えば、底面部５３２の下面からモールドコイル２００の下面までの距離Ｄ２と第１スペーサ３００の高さとにより制限される。また、底面部５３２の下面からモールドコイル２００の下面までの距離Ｄ２は、例えば、第１ヨーク部１０４の厚さＴ１（高さ）が小さい場合、第１ヨーク部１０４の厚さＴ１が大きい場合に比べて、小さくなる。従って、第１フレーム５００ＥＸでは、例えば、第１ヨーク部１０４の厚さＴ１が小さい場合、第１ヨーク部１０４の厚さＴ１が大きい場合に比べて、側面部５３４の重力方向の長さＬＹｅｘが小さくなる。

【0036】

これに対し、本実施形態の第１フレーム５００では、座面部５５２は、側面部５３４の上縁部及び下縁部の間の位置から外側に突出する。図４に示す第１フレーム５００では、側面部５３４の上縁部から下側に距離Ｄ４離れた位置に座面部５５２が設けられる場合を想定する。この場合、側面部５３４の重力方向の長さＬＹ１を、底面部５３２の下面から座面部５５２の上面までの距離Ｄ３より、距離Ｄ４だけ長くすることができる。すなわち、第１フレーム５００では、側面部５３４の重力方向の長さＬＹ１を第１フレーム５００ＥＸの側面部５３４の重力方向の長さＬＹｅｘより長くすることができる。以下では、側面部５３４の重力方向の長さＬＹ１及びＬＹｅｘを、側面部５３４の重力方向の長さＬＹと総称する場合がある。

【0037】

重力方向の荷重に対する第１フレーム５００の強度は、側面部５３４の重力方向の長さＬＹが小さい場合、側面部５３４の重力方向の長さＬＹが大きい場合に比べて低下する。第１フレーム５００では、対比例の第１フレーム５００ＥＸに比べて、側面部５３４の重力方向の長さＬＹを大きくすることができるため、第１フレーム５００の強度を高くすることができる。さらに、第１フレーム５００では、側面部５３４に接続部５５４が接続されるため、側面部５３４と接続部５５４との接続部分のＺ方向に沿う厚さが、第１フレーム５００ＥＸの側面部５３４のＺ方向に沿う厚さより大きくなる。このため、第１フレーム５００では、第１フレーム５００の強度を高くすることができる。

【0038】

また、第１フレーム５００では、側面部５３４は、側面部５３４の上縁部が座面部５５２の上面とモールドコイル２００の下面との間に位置するように、形成される。従って、変圧器１０の高さは、対比例の第１フレーム５００ＥＸが使用される変圧器１０ＥＸの高さと同じである。すなわち、本実施形態では、変圧器１０の高さが大きくなることを抑制しつつ、第１フレーム５００の強度を向上させることができる。

【0039】

以上、本実施形態では、変圧器１０は、鉄心１００と、複数のモールドコイル２００と、鉄心１００を下側から支持する第１フレーム５００と、第１フレーム５００に支持され、複数のモールドコイル２００を受ける複数の第１スペーサ３００とを有する。鉄心１００は、重力方向（－Ｙ方向）に延在する複数の脚部１０２、複数の脚部１０２の下端間を接続する第１ヨーク部１０４、及び、複数の脚部１０２の上端間を接続する第２ヨーク部１０６を含む。複数のモールドコイル２００は、複数の脚部１０２のうちの２つ以上の脚部１０２ｂをそれぞれ包囲する。

【0040】

第１フレーム５００は、第１ヨーク部１０４を下側から支持する底面部５３２と、底面部５３２から上側にそれぞれ突出した２つの側面部５３４と、２つの側面部５３４の各々に設けられる座面部５５２とを含む。底面部５３２は、第１ヨーク部１０４の底面に対向する面ＢＴｆを含み、複数の脚部１０２の配列方向であるＸ方向に延在する。２つの側面部５３４は、重力方向及びＸ方向の両方と直交するＺ方向において第１ヨーク部１０４を挟むように配置される。座面部５５２は、側面部５３４の上縁部及び下縁部の間の位置から、第１ヨーク部１０４から離れる方向に突出する。そして、座面部５５２には、複数の第１スペーサ３００の少なくとも１つが置かれる。

【0041】

このように、本実施形態では、第１フレーム５００の座面部５５２は、側面部５３４の上縁部及び下縁部の間の位置に設けられる。このため、本実施形態では、側面部５３４の重力方向の長さＬＹを、底面部５３２の下面から座面部５５２の上面までの距離Ｄ３より長くすることができる。これにより、本実施形態では、例えば、側面部５３４の上縁部に座面部５５２が設けられる第１フレーム５００ＥＸに比べて、第１フレーム５００の強度を高くすることができる。すなわち、本実施形態では、変圧器１０の鉄心１００を支持する第１フレーム５００の強度を向上させることができる。

【0042】

Ａ２：第２実施形態
図５、図６及び図７は、第２実施形態に係る変圧器１０の概略図である。例えば、図５は、第２実施形態に係る変圧器１０を＋Ｘ方向から見た概略図である。また、図６は、図５に示した変圧器１０を＋Ｚ方向から見た概略図である。そして、図７は、図５に示した変圧器１０を－Ｙ方向から見た概略図である。なお、図５、図６及び図７では、第１フレーム５００は、第１フレーム５００Ａと称される。図１から図４において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0043】

図５から図７に示す変圧器１０は、図１等に示した第１フレーム５００の代わりに第１フレーム５００Ａを有することを除いて、図１等に示した変圧器１０と同様である。図５、図６及び図７では、第１フレーム５００Ａと図１等に示した第１フレーム５００との主な相違点を中心に説明する。第１フレーム５００Ａの第１フレーム５００に対する主な相違点は、底面部５３２から下側に突出する突出部５３６が設けられる点である。なお、突出部５３６は、「第１補強部」の一例である。

【0044】

図５に示されるように、第１フレーム５００Ａは、Ｘ方向に延在するフレーム本体部材５２２ａ及び５２２ｂと、Ｘ方向に延在する座面部材５４０ａ及び５４０ｂとを含む。座面部材５４０（５４０ａ及び５４０ｂ）は、図３に示した座面部材５４０と同様である。また、フレーム本体部材５２２ａの構成は、フレーム本体部材５２２ｂの構成と同様である。以下では、フレーム本体部材５２２ａ及び５２２ｂをフレーム本体部材５２２と総称する場合がある。

【0045】

フレーム本体部材５２２は、底面部５３２から重力方向に沿って下側に突出する突出部５３６を含むことを除いて、図３に示したフレーム本体部材５２０と同様である。例えば、フレーム本体部材５２２ａ及び５２２ｂの各々は、Ｘ方向に延在する底面部５３２と、底面部５３２から上側に突出する側面部５３４と、Ｘ方向に延在し、底面部５３２から下側に突出する突出部５３６とを有する。突出部５３６は、例えば、底面部５３２のＸ方向に延在する２つの縁部のうち、側面部５３４が設けられていない縁部に設けられる。

【0046】

また、例えば、フレーム本体部材５２２ａの突出部５３６は、フレーム本体部材５２２ｂの突出部５３６に、ねじ締結又は溶接等により接続される。すなわち、突出部５３６は、フレーム本体部材５２２ａの底面部５３２とフレーム本体部材５２２ｂの底面部５３２とを含む底面部５３２において、２つの側面部５３４がそれぞれ設けられる２つの縁部の間に配置される。換言すれば、突出部５３６は、フレーム本体部材５２２ａの底面部５３２とフレーム本体部材５２２ｂの底面部５３２とを含む底面部５３２のＸ方向に沿う２つの縁部の間に配置される。例えば、フレーム本体部材５２２ａの底面部５３２とフレーム本体部材５２２ｂの底面部５３２とを含む底面部５３２のＸ方向に沿う２つの縁部間の中央付近に突出部５３６が配置された場合、２つの縁部付近の強度を、互いに同じ又はほぼ同じにすることができる。すなわち、フレーム本体部材５２２ａの底面部５３２とフレーム本体部材５２２ｂの底面部５３２とを含む底面部５３２のＸ方向に沿う２つの縁部間の中央付近に突出部５３６が配置された場合、第１フレーム５００Ａの全体の強度を効率よく向上させることができる。

【0047】

座面部材５４０ａは、例えば、フレーム本体部材５２２ａの側面部５３４の上縁部及び下縁部の間の位置から座面部５５２が＋Ｚ方向に突出するように、フレーム本体部材５２２ａの側面部５３４に、ねじ締結又は溶接等により接続される。また、座面部材５４０ｂは、例えば、フレーム本体部材５２２ｂの側面部５３４の上縁部及び下縁部の間の位置から座面部５５２が－Ｚ方向に突出するように、フレーム本体部材５２２ｂの側面部５３４に、ねじ締結又は溶接等により接続される。

【0048】

第１フレーム５００Ａでは、底面部５３２から重力方向に沿って下側に突出する突出部５３６が設けられるため、突出部５３６が設けられない第１フレーム５００に比べて、重力方向の荷重に対する第１フレーム５００の強度を高くすることができる。

【0049】

また、突出部５３６は、例えば、図５から図７に示されるように、突出部５３６を含まない第１フレーム５００が設置台９００に設置された場合に生じる第１フレーム５００と設置台９００との隙間に配置される。従って、第１フレーム５００Ａが使用される変圧器１０の高さは、突出部５３６を含まない第１フレーム５００が使用される変圧器１０の高さと同じである。すなわち、本実施形態では、変圧器１０の高さが大きくなることを抑制しつつ、第１フレーム５００Ａの強度を向上させることができる。

【0050】

以上、本実施形態では、第１フレーム５００Ａは、底面部５３２、側面部５３４及び座面部５５２の他に、底面部５３２から下側に突出し、Ｘ方向に延在する突出部５３６を有する。このように、本実施形態では、底面部５３２から下側に突出する突出部５３６が第１フレーム５００Ａに設けられるため、第１フレーム５００Ａの強度を向上させることができる。

【0051】

また、本実施形態では、突出部５３６は、フレーム本体部材５２２ａの底面部５３２とフレーム本体部材５２２ｂの底面部５３２とを含む底面部５３２のＸ方向に沿う２つの縁部の間に配置される。例えば、フレーム本体部材５２２ａの底面部５３２とフレーム本体部材５２２ｂの底面部５３２とを含む底面部５３２のＸ方向に沿う２つの縁部間の中央付近に突出部５３６が配置された場合、第１フレーム５００Ａの全体の強度を効率よく向上させることができる。

【0052】

Ａ３：第３実施形態
図８は、第３実施形態に係る変圧器１０を＋Ｘ方向から見た概略図である。なお、図８では、第１フレーム５００は、第１フレーム５００Ｂと称される。図１から図７において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0053】

図８に示す変圧器１０は、図５等に示した第１フレーム５００Ａの代わりに第１フレーム５００Ｂを有することを除いて、図５等に示した変圧器１０と同様である。図８では、第１フレーム５００Ｂと第１フレーム５００Ａとの主な相違点を中心に説明する。第１フレーム５００Ｂの第１フレーム５００Ａに対する主な相違点は、側面部５３４の上縁部に座面部５５２が設けられる点である。

【0054】

第１フレーム５００Ｂは、Ｘ方向に延在するフレーム本体部材５２４ａ及び５２４ｂを含む。フレーム本体部材５２４ａの構成は、フレーム本体部材５２４ｂの構成と同様である。以下では、フレーム本体部材５２４ａ及び５２４ｂをフレーム本体部材５２４と総称する場合がある。フレーム本体部材５２４は、側面部５３４の上縁部から外側（第１ヨーク部１０４から離れる方向）に突出する座面部５５２が形成されることを除いて、図５に示したフレーム本体部材５２２と同様である。

【0055】

例えば、フレーム本体部材５２４ａ及び５２４ｂの各々は、Ｘ方向に延在する底面部５３２と、底面部５３２から上側に突出する側面部５３４と、底面部５３２から下側に突出する突出部５３６と、側面部５３４の上縁部から外側に突出する座面部５５２とを有する。第１フレーム５００Ｂにおいても、突出部５３６が設けられるため、突出部５３６が設けられない構成（例えば、図４に示した第１フレーム５００ＥＸ）に比べて、第１フレーム５００Ｂの強度を向上させることができる。

【0056】

以上、本実施形態では、変圧器１０は、鉄心１００と、複数のモールドコイル２００と、鉄心１００を下側から支持する第１フレーム５００Ｂと、第１フレーム５００Ｂに支持され、複数のモールドコイル２００を受ける複数の第１スペーサ３００とを有する。鉄心１００は、重力方向（－Ｙ方向）に延在する複数の脚部１０２、複数の脚部１０２の下端間を接続する第１ヨーク部１０４、及び、複数の脚部１０２の上端間を接続する第２ヨーク部１０６を含む。複数のモールドコイル２００は、複数の脚部１０２のうちの２つ以上の脚部１０２ｂをそれぞれ包囲する。

【0057】

第１フレーム５００Ｂは、第１ヨーク部１０４を下側から支持する底面部５３２と、底面部５３２から上側にそれぞれ突出した２つの側面部５３４と、２つの側面部５３４の各々に設けられる座面部５５２と、突出部５３６とを含む。底面部５３２は、第１ヨーク部１０４の底面に対向する面ＢＴｆを含み、複数の脚部１０２の配列方向であるＸ方向に延在する。２つの側面部５３４は、重力方向及びＸ方向の両方と直交するＺ方向において第１ヨーク部１０４を挟むように配置される。座面部５５２は、側面部５３４の上縁部から、第１ヨーク部１０４から離れる方向に突出する。そして、座面部５５２には、複数の第１スペーサ３００の少なくとも１つが置かれる。また、突出部５３６は、底面部５３２から下側に突出し、Ｘ方向に延在する。

【0058】

このように、本実施形態では、底面部５３２から下側に突出する突出部５３６が第１フレーム５００Ｂに設けられるため、第１フレーム５００Ｂの強度を向上させることができる。

【0059】

Ｂ：変形例
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で併合してもよい。

【0060】

Ｂ１：第１変形例
上述した実施形態では、第１フレーム５００として、３種類の第１フレーム５００、５００Ａ及び５００Ｂを例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。第１変形例に係る第１フレーム５００の複数の例を、図９から図１５を参照しながら説明する。

【0061】

図９は、第１変形例に係る第１フレーム５００の一例を説明するための説明図である。また、図１０から図１５までの各図は、第１変形例に係る第１フレーム５００の別の例を説明するための説明図である。図９から図１５までの各図では、第１フレーム５００は、符号の末尾に、アルファベットの“Ｃ”から“Ｉ”までのいずれかを付して称される。

【0062】

例えば、図９に示されるように、第１フレーム５００Ｃは、Ｘ方向に延在する底面部５３２と２つの側面部５３４とを含む１つのフレーム本体部材５２６と、２つの座面部材５４０（５４０ａ及び５４０ｂ）とを有してもよい。座面部材５４０ａ及び５４０ｂは、例えば、ねじ締結又は溶接等により、フレーム本体部材５２６の２つの側面部５３４にそれぞれ接続される。すなわち、第１フレーム５００Ｃでは、図３に示したフレーム本体部材５２０ａ及び５２０ｂが１つのフレーム本体部材５２６として形成される。第１フレーム５００Ｃにおいても、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0063】

また、例えば、図１０に示されるように、第１フレーム５００Ｄは、フレーム本体部材５２６と、２つの座面部材５４０（５４０ａ及び５４０ｂ）と、Ｘ方向に延在する補強部材５３７とを有してもよい。補強部材５３７は、「第１補強部」の別の例である。補強部材５３７は、底面部５３２から重力方向に沿って下側に突出するように、底面部５３２の下面に、ねじ締結又は溶接等により、接続される。なお、底面部５３２の下面に接続される補強部材５３７の数は、図１１に示すように、２つ以上でもよい。底面部５３２から下側に突出するように接続された補強部材５３７により、第１フレーム５００Ｄの強度が向上する。従って、第１フレーム５００Ｄにおいても、上述した第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0064】

また、例えば、図１１に示されるように、第１フレーム５００Ｅは、フレーム本体部材５２８と、Ｘ方向に延在し、Ｚ方向に沿って配置される複数の補強部材５３７とを有してもよい。複数の補強部材５３７は、「複数の補強部」の一例である。例えば、複数の補強部材５３７は、底面部５３２から下側に突出するように、底面部５３２の下面に、ねじ締結又は溶接等により、接続される。なお、底面部５３２の下面に接続される補強部材５３７は、１つでもよい。底面部５３２から下側に突出するように接続された補強部材５３７により、第１フレーム５００Ｅの強度が向上する。また、複数の補強部材５３７が設けられる場合、１つの補強部材５３７が設けられる場合に比べて、第１フレーム５００Ｅの強度をさらに向上させることができる。

【0065】

また、例えば、図１２に示されるように、第１フレーム５００Ｆは、フレーム本体部材５２８と、Ｘ方向に延在する２つの側面部材５３５（５３５ａ及び５３５ｂ）とを有してもよい。２つの側面部材５３５は、「２つの側面部」の一例である。側面部材５３５ａは、例えば、フレーム本体部材５２８の２つの側面部５３４のうちの＋Ｚ方向に位置する側面部５３４及び底面部５３２に、ねじ締結又は溶接等により、接続される。また、側面部材５３５ｂは、例えば、フレーム本体部材５２８の２つの側面部５３４のうちの－Ｚ方向に位置する側面部５３４及び底面部５３２に、ねじ締結又は溶接等により、接続される。また、側面部材５３５（５３５ａ及び５３５ｂ）は、フレーム本体部材５２８の側面部５３４に接続された場合に、上縁部がフレーム本体部材５２８の座面部５５２より＋Ｙ方向に位置するように、形成される。これにより、側面部材５３５の重力方向の長さＬＹ１を、フレーム本体部材５２８の側面部５３４の重力方向の長さＬＹｅｘより長くすることができる。従って、第１フレーム５００Ｆにおいても、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0066】

また、例えば、図１３に示されるように、第１フレーム５００Ｇは、フレーム本体部材５２８と、２つの側面部材５３５（５３５ａ及び５３５ｂ）と、補強部材５３７とを有してもよい。例えば、補強部材５３７は、底面部５３２から下側に突出するように、底面部５３２の下面に、ねじ締結又は溶接等により、接続される。すなわち、第１フレーム５００Ｇでは、図１２に示した第１フレーム５００Ｆに、補強部材５３７が接続される。従って、第１フレーム５００Ｇにおいても、上述した第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0067】

また、例えば、図１４に示されるように、第１フレーム５００Ｈは、２つのフレーム本体部材５２４（５２４ａ及び５２４ｂ）と、２つの側面部材５３５（５３５ａ及び５３５ｂ）とを有してもよい。側面部材５３５ａは、例えば、フレーム本体部材５２４ａの側面部５３４及び底面部５３２に、ねじ締結又は溶接等により、接続される。また、側面部材５３５ｂは、例えば、フレーム本体部材５２４ｂの側面部５３４及び底面部５３２に、ねじ締結又は溶接等により、接続される。また、側面部材５３５は、フレーム本体部材５２４の側面部５３４に接続された場合に、上縁部がフレーム本体部材５２４の座面部５５２より＋Ｙ方向に位置するように、形成される。従って、第１フレーム５００Ｈにおいても、上述した第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0068】

また、例えば、図１５に示されるように、第１フレーム５００Ｉは、フレーム本体部材５２６と、２つの座面部材５４２（５４２ａ及び５４２ｂ）とを有してもよい。座面部材５４２ａ及び５４２ｂの各々は、座面部５５２と、フレーム本体部材５２６の側面部５３４に接続される部分を含む補強部５５６と、を有する。例えば、座面部材５４２ａ及び５４２ｂの各々は、フレーム本体部材５２６の側面部５３４の上縁部及び下縁部の間の位置から座面部５５２が外側に突出するように、フレーム本体部材５２６の側面部５３４に、ねじ締結又は溶接等により接続される。なお、座面部材５４２の補強部５５６は、フレーム本体部材５２６に座面部材５４２が接続された場合に補強部５５６の下縁部がフレーム本体部材５２６の底面部５３２より－Ｙ方向に位置するように、形成される。すなわち、補強部５５６の一部が、フレーム本体部材５２６の底面部５３２から重力方向に沿って下側に突出する。これにより、座面部材５４２の補強部５５６は、重力方向の荷重に対する第１フレーム５００Ｉの強度を補強する補強部として機能する。従って、第１フレーム５００Ｉにおいても、上述した第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0069】

なお、上述した第１実施形態において、座面部材５４０の代わりに、座面部材５４２がフレーム本体部材５２０に接続されてもよい。あるいは、上述した第２実施形態において、座面部材５４０の代わりに、座面部材５４２がフレーム本体部材５２２に接続されてもよい。

【0070】

Ｂ２：第２変形例
上述した実施形態及び第１変形例では、変圧器１０が３相５脚鉄心変圧器である場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、変圧器１０は、３つ以上の脚部１０２を有する鉄心１００を含む変圧器であってもよい。あるいは、変圧器１０は、２つ以上の単相の変圧器により構成されてもよい。

【符号の説明】

【0071】

１０、１０ＥＸ…変圧器、１００…鉄心、１０２…脚部、１０４…第１ヨーク部、１０６…第２ヨーク部、２００…モールドコイル、３００…第１スペーサ、４００…第２スペーサ、５００、５００Ａ－５００Ｉ、５００ＥＸ…第１フレーム、５２０、５２２、５２４、５２６、５２８…フレーム本体部材、５３２…底面部、５３４…側面部、５３５…側面部材、５３６…突出部、５３７…補強部材、５４０、５４２…座面部材、５５２…座面部、５５６…補強部、６００…第２フレーム、７００…第３フレーム、８００…第４フレーム、９００…設置台、ＳＣ…ねじ、ＷＩ…配線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】