特許 7624937 変圧器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-23

(45)【発行日】2025-01-31

(54)【発明の名称】変圧器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/30 20060101AFI20250124BHJP

   H01F 27/255 20060101ALI20250124BHJP

   H01F 27/06 20060101ALI20250124BHJP

   H01F 27/245 20060101ALI20250124BHJP

【ＦＩ】

H01F27/30 130

H01F27/255

H01F27/06

H01F27/245 155

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022008280

(22)【出願日】2022-01-21

(65)【公開番号】P2023107142

(43)【公開日】2023-08-02

【審査請求日】2024-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】御子柴 諒介

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅也

(72)【発明者】

【氏名】篠原 誠

【審査官】五貫 昭一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／１３２４５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－３６５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／１５２７１０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ２７／３０

Ｈ０１Ｆ ２７／２５５

Ｈ０１Ｆ ２７／０６

Ｈ０１Ｆ ２７／２４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アモルファス薄帯で構成された鉄心脚に巻かれたコイルを外側から挟み込むコイル押え金具を備えた変圧器であって、
前記コイル押え金具は、
前記コイルに接するコイル押え金具母材と、
前記コイル押え金具母材の外側に配置された補強部材と、を備え、
前記コイル押え金具母材は、所定の箇所に孔部を有し、
前記補強部材は、
前記コイル押え金具母材の前記孔部を介して前記コイル押え金具母材の内側から接合部材により接続されることにより前記コイル押え金具母材に固定され、
前記コイル押え金具母材は、
上方及び下方に設けられた段差部と、
上方及び下方の前記段差部の間に設けられた平坦部と、を有し、
前記コイル押え金具母材の前記孔部は、
前記段差部に設けられた位置決め用孔部と、前記平坦部に設けられた接続用孔部とから成り、
前記補強部材は、
上方及び下方に設けられた係合部を、有し、
前記補強部材の前記係合部が前記コイル押え金具母材の前記段差部に前記位置決め用孔部を介して差し込まれて位置決めされた状態で、前記コイル押え金具母材の前記接続用孔部が前記コイル押え金具母材の内側から前記接続部材により接続されることを特徴とする変圧器。

【請求項2】

前記コイル押え金具母材は、接続用切欠き部を更に有し、
前記接続用切欠き部を介して前記補強部材が前記コイル押え金具母材に固定されることを特徴とする請求項１に記載の変圧器。

【請求項3】

前記補強部材は、コの字又はＵ字の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の変圧器。

【請求項4】

２個以上の前記補強部材を前記コイル押え金具母材の前記孔部を介して前記コイル押え金具母材の内側から前記接合部材によりそれぞれ接続することにより、２個以上の前記補強部材を横並びに前記コイル押え金具母材に配置して固定することを特徴とする請求項１に記載の変圧器。

【請求項5】

２個以上の前記補強部材の内、隣接する前記補強部材は溶材により互いに接続されることを特徴とする請求項４に記載の変圧器。

【請求項6】

前記補強部材は、
表面に凹凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の変圧器。

【請求項7】

前記補強部材は、
表面に複数の切欠き部を有することを特徴とする請求項１に記載の変圧器。

【請求項8】

アモルファス薄帯で構成された鉄心脚に巻かれたコイルを外側から挟み込むコイル押え金具を備えた変圧器であって、
前記コイル押え金具は、
前記コイルに接するコイル押え金具母材と、
前記コイル押え金具母材の外側に配置された補強部材と、を備え、
前記コイル押え金具母材は、所定の箇所に孔部を有し、
前記補強部材は、
前記コイル押え金具母材の前記孔部を介して前記コイル押え金具母材の内側から接合部材により接続されることにより前記コイル押え金具母材に固定され、
前記コイル押え金具母材は、接続用切欠き部を更に有し、
前記接続用切欠き部を介して前記補強部材が前記コイル押え金具母材に固定されることを特徴とする変圧器。

【請求項9】

アモルファス薄帯で構成された鉄心脚に巻かれたコイルを外側から挟み込むコイル押え金具を備えた変圧器であって、
前記コイル押え金具は、
前記コイルに接するコイル押え金具母材と、
前記コイル押え金具母材の外側に配置された補強部材と、を備え、
前記コイル押え金具母材は、所定の箇所に孔部を有し、
前記補強部材は、
前記コイル押え金具母材の前記孔部を介して前記コイル押え金具母材の内側から接合部材により接続されることにより前記コイル押え金具母材に固定され、
２個以上の前記補強部材を前記コイル押え金具母材の前記孔部を介して前記コイル押え金具母材の内側から前記接合部材によりそれぞれ接続することにより、２個以上の前記補強部材を横並びに前記コイル押え金具母材に配置して固定し、
２個以上の前記補強部材の内、隣接する前記補強部材は溶材により互いに接続されることを特徴とする変圧器。

【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】

アモルファス変圧器の中身の構造は、アモルファス薄帯で構成された鉄心脚に巻かれたコイルを外側から挟み込むコイル押え金具と、コイル押え金具と接続する上部及び下部の締金具で構成された箱型構造である。

【0003】

特許文献１には、コイル押え金具の強度を確保しつつ、締金具による絶縁油の滞留のない油入変圧器の構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１３８９３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

アモルファス油入変圧器では、小型化を図るために、高い短絡電磁機械力によるコイルの変形を抑えることのできる締付金具が必要となる場合がある。

【0006】

特に、コイルを挟み込むコイル押え金具には直接機械力が伝わるため、前記の機械力以上の強度を有した構造とする必要がある。

【0007】

しかしながら、コイル押え金具の強度を向上するためにステー（補強部材）の追加及び部材板厚の増加を行うと、外形寸法が大型化し総質量が増加してしまう。

【0008】

本発明の目的は、省スペースで軽量なコイル押え金具を用いることにより、短絡電磁機械力によるコイルの変形を抑制することが可能な変圧器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様の変圧器は、アモルファス薄帯で構成された鉄心脚に巻かれたコイルを外側から挟み込むコイル押え金具を備えた変圧器であって、前記コイル押え金具は、前記コイルに接するコイル押え金具母材と、前記コイル押え金具母材の外側に配置された補強部材と、を備え、前記コイル押え金具母材は、所定の箇所に孔部を有し、前記補強部材は、前記コイル押え金具母材の前記孔部を介して前記コイル押え金具母材の内側から接合部材により接続されることにより前記コイル押え金具母材に固定されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様によれば、省スペースで軽量なコイル押え金具を用いることにより、短絡電磁機械力によるコイルの変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１のアモルファス変圧器の外観を示す概略説明図である。

【図2】実施例１のコイル押え金具の構造を示す概略説明図である。

【図3】実施例１のコイル押え金具の構造を示す概略説明図である。

【図4】実施例１のコイル押え金具の構造を示す概略説明図である。

【図5】実施例１のコイル押え金具の構造を示す断面図である。

【図6】実施例１のコイル押え金具が配置されているアモルファス変圧器の中身構造を示す概略説明図である。

【図7】実施例２の圧出しを施したステーを備えたコイル押え金具が配置されているアモルファス変圧器の中身構造を示す概略説明図である。

【図8】実施例３の切欠きを施したステーを備えたコイル押え金具が配置されているアモルファス変圧器の中身構造を示す概略説明図である。

【図9】関連する変圧器の中身構造を示す概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

最初に、図９を参照して、関連する変圧器の中身構造について説明する。
図７に示すように、関連するアモルファス油入変圧器の中身の構造は、アモルファス薄帯で構成された鉄心脚７０２に巻かれたコイル７０３を外側から挟み込むコイル押え金具７０１と、上部締付金具７０４及び下部締付金具７０５が接続用ボルト７０６を用いて接続された箱型構造である。

【0013】

しかし、関連するアモルファス油入変圧器においては、小型化を図るために、高い短絡電磁機械力によるコイルの変形を抑えることのできる締付金具が必要となる場合がある。

【0014】

特に、コイル７０３を挟み込むコイル押え金具７０１には直接機械力が伝わるため、機械力以上の強度を有した構造とする必要がある。

【0015】

しかしながら、コイル押え金具７１０の強度を向上するためにステー（補強部材）の追加及び部材板厚の増加を行うと、外形寸法が大型化し総質量が増加してしまう。

【0016】

本発明の実施例では、省スペースで軽量なコイル押え金具を用いることにより、短絡電磁機械力によるコイルの変形を抑制することが可能な変圧器を提供する。

【0017】

以下、図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0018】

図１～図６を参照して、実施例１のアモルファス変圧器について説明する。

【0019】

図１は、アモルファス変圧器１０１の外観を示す。
図６に示すように、アモルファス油入変圧器１０１の中身の構造は、アモルファス薄帯で構成された鉄心脚４０２に巻かれたコイル４０３を外側から挟み込むコイル押え金具４０１と、上部締付金具４０４及び下部締付金具４０５が接続用ボルト４０６を用いて接続された箱型構造である。

【0020】

図２、図３に示すように、コイル押え金具４０１は、コイル４０３に接するコイル押え金具母材２０１、３０１と、コイル押え金具母材２０１、３０１の外側に配置された補強部材（ステー）３０２を備える。コイル押え金具母材２０１、３０１は、所定の箇所に孔部２０２、２０４を有する。

【0021】

補強部材３０２は、コイル押え金具母材２０１、３０１の孔部２０２、２０４を介してコイル押え金具母材２０１、３０１の内側（コイル側）から接合部材（図示せず）により接続されることによりコイル押え金具母材２０１、３０１に固定される。

【0022】

図３に示すように、コイル押え金具母材３０１は、上方及び下方に設けられた段差部３０４と、上方及び下方の段差部３０４の間に設けられた平坦部３０５を有する。

【0023】

図２、図３に示すように、コイル押え金具母材２０１、３０１に設けられた孔部２０２は、平坦部３０５に設けられた接続用孔部である。一方、コイル押え金具母材２０１、３０１に設けられた孔部２０４は、段差部３０４に設けられた位置決め用孔部である。補強部材３０２は、上方及び下方に設けられた係合部３０６を有する。

【0024】

上記構造により、図２、図３、図４に示すように、補強部材３０２の係合部３０６がコイル押え金具母材３０１の段差部３０４に位置決め用孔部２０４を介して差し込まれて位置決めされる。この位置決めされた状態で、コイル押え金具母材３０１の接続用孔部２０２がコイル押え金具母材３０１の内側から接続部材により接続される。

【0025】

また、コイル押え金具母材３０１は、接続用切欠き部２０３を有する。この接続用切欠き部２０３を介して補強部材３０２がコイル押え金具母材３０１に固定される。尚、補強部材３０２は、コの字又はＵ字の形状を有する。

【0026】

図２，図３、図４に示すように、２個以上の補強部材３０２をコイル押え金具母材３０１の孔部２０２、２０４を介してコイル押え金具母材３０１の内側（コイル側）から接合部材（図示せず）によりそれぞれ接合する。

【0027】

例えば、補強部材３０２は、コイル押え金具母材３０１の孔部２０２、２０４を介してコイル押え金具母材３０１の内側から栓溶接することにより、孔部２０２、２０４が接合部材で埋めらる。このようにして、補強部材３０２とコイル押え金具母材３０１を接合する。ここで、接合部材は、例えば、導電部材、溶剤等である。

【0028】

また、図４に示すように、２個以上の補強部材３０２の内、隣接する補強部材３０２を溶接することにより溶材を介して互いに接続しても良い。ここで、隣接する補強部材３０２は、外側から線溶接により接続される。線溶接を行うことにより、コイル押え金具３０３の強度をより高くすることができる。

【0029】

図３、図４に示すように、補強部材３０２はＵ字構造を有し、２個以上の補強部材３０２を横並びにコイル押え金具母材３０１へ配置し、孔部２０２、２０４及び接続用切欠き部２０３を介して、補強部材３０２をコイル押え金具母材３０１によりそれぞれ接続する。このようにして、２個以上（図４では３個）の補強部材３０２を横並びにコイル押え金具母材３０１に配置して固定することによりコイル押え金具３０３が構成される。図５に完成したコイル押え金具３０３の断面構造を示す。

【0030】

実施例１によれば、省スペースで軽量なコイル押え金具４０１、３０３を用いることにより、短絡電磁機械力によるコイル４０３の変形を抑制することができる。

【0031】

また、コイル押え金具４０１、３０３のコイル押え金具母材３０１に外側に配置された補強部材３０２はコの字の形状である。このため、煙突効果により変圧器タンク内の上下温度差による絶縁油の循環を促し変圧器の冷却効率が向上し変圧器の小型化及び軽量化が可能となる。

【実施例2】

【0032】

図７を参照して、実施例２のアモルファス油入変圧器について説明する。
図７に示すように、アモルファス油入変圧器１０１の中身の構造は、アモルファス薄帯で構成された鉄心脚５０２に巻かれたコイル５０３を外側から挟み込むコイル押え金具５０１と、上部締付金具５０４、下部締付金具５０５が接続用ボルト５０６を用いて接続された箱型構造である。

【0033】

図２、図３に示すように、コイル押え金具５０１は、コイル押え金具母材２０１、３０１に孔部２０３、２０４及び接続用切欠き部２０３を備えている。補強部材（ステー）３０２はＵ字構造とし２個以上を、横並びにコイル押え金具母材３０１へ配置し、孔部２０２、２０４及び接続用切欠き部２０３を介して、補強部材をコイル押え金具母材２０１、３０１の内側から接合部材（図示せず）を介して接合した構造である。その他の具体的構成等は実施例１のアモルファス油入変圧器と同じなのでその説明は省略する。

【0034】

実施例２のアモルファス油入変圧器が実施例１のアモルファス油入変圧器と異なる点は、補強部材（ステー）３０２が、その表面に凹凸部５０７を有することである。凹凸部５０７は、補強部材３０２に対してプレス加工により圧出しが施されて形成される。

【0035】

実施例２によれば、省スペースで軽量なコイル押え金具５０１を用いることにより、短絡電磁機械力によるコイル５０３の変形を抑制することができる。さらに、補強部材３０２の表面に凹凸部５０７を設けることにより、コイル押え金具５０１の強度をより高くすることができる。

【実施例3】

【0036】

図８を参照して、実施例３のアモルファス油入変圧器について説明する。
図８に示すように、アモルファス油入変圧器１０１の中身の構造は、アモルファス薄帯で構成された鉄心脚６０２に巻かれたコイル６０３を外側から挟み込むコイル押え金具６０１と、上部締付金具６０４、下部締付金具６０５が接続用ボルト６０６を用いて接続された箱型構造である。

【0037】

図２、図３に示すように、コイル押え金具６０１は、コイル押え金具母材２０１、３０１に孔部２０２、２０４及び接続用切欠き部２０３を備えている。補強部材（ステー）３０２はＵ字構造とし２個以上を、横並びにコイル押え金具母材３０１へ配置し、孔部２０２、２０４及び接続用切欠き部２０３を介して、補強部材をコイル押え金具母材２０１、３０１の内側から接合部材（図示せず）を介して接合した構造である。その他の具体的構成等は実施例１のアモルファス油入変圧器と同じなのでその説明は省略する。

【0038】

実施例３のアモルファス油入変圧器が実施例１のアモルファス油入変圧器と異なる点は、補強部材（ステー）３０２が表面に複数の切欠き部（貫通孔）６０７を有することである。切欠き部６０７は、補強部材３０２に対してプレス加工により切欠きが施されて形成される。

【0039】

実施例３によれば、省スペースで軽量なコイル押え金具６０１を用いることにより、短絡電磁機械力によるコイル６０３の変形を抑制することができる。さらに、補強部材３０２の表面に複数の切欠き部６０７を設けることにより、コイル押え金具６０１の強度を一定の強度に維持しつつ、コイル押え金具６０１を軽量化することができる。

【0040】

上記実施例は、アモルファス薄帯で構成された鉄心脚に巻かれたコイルを外側から挟み込むコイル押え金具を備えた油入変圧器であって、コイル押え金具はコイルに接するコイル押え金具母材とコイル押え金具母材の外側に配置された補強部材（ステー）を備え、補強部材（ステー）をコイル押え金具母材の孔部を介して内側から接続することで当該孔部が埋められる構造である。

【0041】

上記実施例によれば、省スペースで軽量なコイル押え金具を用いることにより、短絡電磁機械力によるコイルの変形を抑制することができる。

【0042】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置換ることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成や材質の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0043】

１０１ アモルファス油入変圧器
２０１ コイル押え金具母材
３０１ コイル押え金具母材
２０２ 孔部
２０４ 孔部
２０３ 接続用切欠き部
３０２ 補強部材（ステー）
３０３ コイル押え金具
４０１ コイル押え金具
５０１ コイル押え金具
５０７ 凹凸部
６０１ コイル押え金具
６０７ 切欠き部
７０１ コイル押え金具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】