JP6890100B2 - 変圧器 - Google Patents

Description

本発明は、油入変圧器などの変圧器に関する。

油入変圧器は、鉄心とコイルから成る中身、タンク、カバーにより構成される。このとき、中身はタンクに入れ、絶縁油で浸し、絶縁油が外気と触れぬようカバーで蓋をする。
カバーにはガスケットを貼付けており、そのガスケットがタンクの上部枠材に乗るように配置する。そして、外側から荷重を掛けてガスケットを圧縮することにより、カバーと上部枠材の隙間を無くし密封することで、絶縁油の酸化や水分の混入を防止している。
また、油入変圧器に限らず、中身を保護するために変圧器を密封構造とする必要がある。

タンクの上部枠材とカバーとの間をシールし、密封する技術として、特許文献１がある。特許文献１（実公平７−２３９３５号公報）の第３図には、図８に示すように、タンク１の側壁にカバー締付金具５を受けるボルト座４を取り付け、カバー締付金具５にボルト６を通し、このボルト６をボルト座４の穴に植え付けたナット７にねじ込み、カバー締付金具５によってカバー２をタンク１に押え付けて、タンク１を密閉する構造（カバーを金具で押え付ける構造）が記載されている。

また、特許文献２（実公平６−３５４４８号公報）の第６図には、図９に示すように、タンク本体１の上端に折曲部１ａを形成し、パッキン３を介してカバー２を載置する。そして、当て具８の突起部８ａを折曲部１ａの下面に係合させ、また当て具８の溝部８ｂにカバー２の折曲部９の先端を係合させる。そして、締付用ボルト６により、カバー２をパッキン３を介してタンク本体１に圧接して、密閉する構造（金具で締め付ける構造）が記載されている。

実公平７−２３９３５号公報 実公平６−３５４４８号公報

変圧器においては、外側から荷重を掛けてシール材であるガスケットを圧縮することにより、カバーと上部枠材の隙間を無くし密封することで、絶縁油の酸化や水分の混入を防止している。しかし、タンク内部は様々な事象により圧力の変動が起きるため、その影響でタンクに応力が掛ると、上部枠材が変形し、ガスケットと上部枠材の間に隙間が生じる恐れがある。

前述した、特許文献１のカバーを金具で押え付ける構造(以下、押え付け構造と称す。図８参照)は、タンク１の側壁にボルト座４が溶接されているため、タンク１の側壁が内側、外側へ変形しようとした場合、追従してしまう。結果、変形したタンク側壁の上部にパッキン３が引っ張られ、ヒビや亀裂、パッキン３の剥がれ、またはパッキン３上からタンク１の上部が外れるなど気密漏れにつながる要因となる恐れがある。

また、特許文献２のカバーを金具で締め付ける構造(以下、締め付け構造と称す。図９参照)は、当て具８が締付ボルト６でカバー２に固定されており、当て具８をタンク１の上部の角度を付けた折曲部１ａに引掛けることで、タンク１の上部に応力が掛かった場合、変形を抑止する構造となっている。しかし、締め付け構造では、カバー２の折曲部９と当て具８が接している点が支点となり、作用点が当て具８の突起部８ａとタンク１の上部の角度を付けた折曲部１ａとの当接部となる。このとき、パッキン３を圧縮する荷重は、ボルト６を締め付けて発生する軸力に起因するため、力点が支点と作用点の間にある。つまり、ボルト６を締め続けると、やがてパッキン３には過大な荷重が掛りヒビや亀裂が生じるため、軸力を管理し、パッキン３への過大な荷重を防止する必要がある。さらに、ボルト６を通す穴を備えたカバー２は、ボルト６を通す穴を開ける必要が有るため、押え付け構造よりカバーの外形を大きくする必要がある。それに伴い、パッキン３を配置する位置がカバー折曲部９から離れるため、パッキン３をカバー２に貼付ける際、位置決めが困難となる。また、タンク１にカバー２を配置する際、パッキン３がタンク１の上部の適正位置に配置されるよう調整する必要があるが、目視による確認が困難であり、作業工数が増加し、適正位置に配置されない場合は気密漏れにつながる恐れがある。

また、図１０に示すような、カバー２をボルト６で締め付ける構造では、タンク１の上部に補強板１０を溶接することで応力に耐える強度を持たせ変形を抑止する。そのため、タンク１の上部のフランジ部分とカバー２にボルト６を通して締結するような、フランジ部分が比較的長い大型のタンクに有効である。しかし、一般的な小・中型のタンクではフランジ部分に補強板を溶接可能な程、十分な長さを持たないため、適用は困難である。また、締め付け構造と同様にカバーの外形が大きくなる欠点があり、溶接個所は塗料の入り込みが悪く、塗装不良で発錆する要因となる。

本発明は、タンク内部の圧力変動によるタンク上部の変形を抑制し、気密漏れを防止した信頼性の高い変圧器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明の「変圧器」の一例を挙げるならば、
鉄心とコイルから成る中身を収容するタンクと、前記タンクの側面上部のフランジ部上に配置され、前記タンクの開口部を覆うカバーと、前記フランジ部と前記カバーとの間に配置されるシール材を有し、前記フランジ部と前記カバーとを密封するカバー押え構造を備える変圧器であって、前記カバー押え構造は、前記タンクの側面に取り付けた止め具座と、前記カバーの上部を押える押え金具と、前記止め具座と前記押え金具の間に配置するカバー位置規制金具と、前記押え金具を前記止め具座方向に押圧する押圧部材と、を備え、前記カバー位置規制金具は、前記カバーの外周の折り曲げ部を収容し、前記カバーの位置規制を行う溝部を有するものである。

本発明によれば、タンク内部の圧力変動によるタンク上部の変形を抑制し、気密漏れを防止した信頼性の高い変圧器を提供することができる。

また、カバーを配置する際、カバー位置規制金具の溝部にカバーの折り曲げ部を収納するため、溝部を狙ってカバーを配置すれば、所定位置に配置することが容易となり、位置出し作業が不要で工数を低減できる。また、カバー位置規制金具の構造は簡易であるため、量産に向いており、安価に製作可能であり、また、既に設置されているような旧製品にも取付け可能である。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例１の油入変圧器の概略斜視図である。 図１に示すＡ部（カバー押え構造）の拡大斜視図である。 実施例１の、カバー押え構造の分解斜視図である。 実施例１の、カバー押え構造の断面概略図である 実施例１の変形例の、カバー押え構造の分解斜視図である。 実施例１の変形例の、カバー押え構造の組立斜視図である。 実施例２の、カバー押え構造の分解斜視図である。 実施例２の、カバー押え構造の組立斜視図である。 実施例３の、カバー押え構造の分解斜視図である。 従来の、カバーを金具で押え付ける構造の断面概略図である。 従来の、カバーを金具で締め付ける構造の断面概略図である。 従来の、カバーをボルトで締め付ける構造の断面概略図である。

以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。

本発明の実施例１の油入変圧器を、図１〜図４に基づいて説明する。

図１は、実施例１の、カバー押え構造を備えた油入変圧器を示す概略斜視図である。油入変圧器１００は、方形状のタンク１０１と、タンクの上部開口部を塞ぐカバー１０２とを有し、タンク上部のフランジ部１０４の複数個所に設けたカバー押え構造２００により、シール材であるガスケット１０３（図２）を介してカバー１０２をタンク上部のフランジ部１０４に押え付けて、タンク内部を密封している。図示していないが、タンク１０１の内部には、鉄心とコイルから成る中身が収容され、絶縁油が満たされている。図において、符号１０５は変圧器の放熱のための波形リブを示す。本実施例では、カバー押え構造２００にタンクの変形を抑止するカバー位置規制金具を備える構成となっている。
なお、図では方形状のタンクを記載したが、円筒状のタンクでもよい。

図２は、図１に示す油入変圧器１００のＡ部（カバー押え構造）の組立斜視図である。また、図３は、カバー押え構造２００の分解斜視図である。カバー押え構造２００は、ナットなどの止め具２０４を支持する止め具座２０１と、止め具座２０１の上方に設けられ、カバー１０２を押える押え金具２０２と、押え金具２０２に設けた穴を貫通し、止め具２０４とともに押え金具２０２に押圧力を加える押圧部材であるボルト２０３と、止め具座２０１と押え金具２０２の間に配置するカバー位置規制金具（カバー支持部材）２０６から構成されている。止め具座２０１は、例えば、鋼板をコの字型に折り曲げて向かい合う二辺に穴を設け、棒材の側面にねじ切りをした止め具を二辺の穴に貫通させて取り付けることにより、構成できる。押え金具２０２は、例えば、Ｌ字状であり、一端が止め具座２０１に嵌り合い、他端にカバー１０２を押える押え部を有し、略中央部にボルト２０３が貫通する穴を備えている。

カバー位置規制金具２０６は、図３に示すように、ボルトを通す穴２０８と、カバーを取り付けた際に、カバー１０２の折り曲げ部１０６を収容する溝部２０７を備えており、止め具座２０１の上側に配置される。カバー位置規制金具２０６は、例えば鋼板等の板材にボルトを通す穴と溝部用の孔をプレスなどで形成し、コ字状に両側を折り曲げることにより、製造することができる。図の例では、カバー位置規制金具２０６はハの字形で、止め具座２０１を両側から挟み込むように構成されている。

カバー１０２のタンク１０１への取り付けは、次のように行うことができる。タンク１０１の側面の上部には予め複数個所に止め具座２０１が、溶接などで取り付けられている。また、カバー１０２の外周は、下方に折り曲げて折り曲げ部１０６が形成されている。そして、カバー１０２にガスケット１０３を貼付け、タンク１０１の上部のフランジ部１０４にガスケット１０３が乗るようにカバー１０２を配置する。カバー１０２は、カバー位置規制金具２０６の溝部２０７にカバーの折り曲げ部１０６が収容されるように配置する。その状態で、座金（ミガキザ）２０５を介して押え金具２０２、カバー位置規制金具２０６、止め具２０４の順にボルト２０３を通す。そして、ボルト２０３を締付けることにより、押さえ金具２０２でカバー１０２の上側を押圧して、ガスケット１０３を変形させることにより、タンク１０１をカバー１０２で密封する。ボルト２０３を締付けた際の軸力が押え金具２０２によって下向きの応力となり、カバー１０２側からガスケット１０３に荷重を掛け圧縮することで、隙間を無くし密封している。

図４に、実施例１の、カバー押え構造の断面概略図を示す。油入変圧器のタンク内は、温度変化など様々な要因により圧力変動が起き、タンク１０１のフランジ部１０４を含む上部枠材に応力が掛ると、上部枠材はタンク１０１の内側もしくは外側に向かって変形しようとする。本実施例によれば、カバー位置規制金具２０６を押え金具２０２と止め具座２０１の間に介在させ、溝部２０７にカバーの折り曲げ部１０６を収容することで、タンク内部の圧力変動によりタンク１０１のフランジ部１０４を含む上部枠材に外側への応力が掛かった場合、外側へ変形しようとするが、上部枠材とカバー折り曲げ部１０６の間にカバー位置規制金具２０６が収まっていることで、ストッパーとなり上部枠材の変形を抑止する。負圧時にタンク１０１の上部枠材は、タンク外部から内部方向に応力が掛かり内側へ変形しようとするが、同時に止め具座２０１、止め具２０４、カバー位置規制金具２０６が内側へ移動すると、カバー折り曲げ部１０６にカバー位置規制金具２０６の溝部２０７が当たり、ストッパーとなるため、上部枠材の変形を抑止する。

そして、前述したように、タンクの上部枠材が内側、外側へ変形することを抑止できるため、フランジ部を含む上部枠材がガスケットから外れることを防止し、気密漏れを防ぐことができる。また、カバー位置規制金具は押え金具と止め具座の間に収まるほど小形であり、変圧器の外形や外観に影響を与えず、油漏れを防止した変圧器を提供することができる。更に、既存の変圧器においても、本実施例のカバー位置規制金具を取り付けることにより、タンク内部の圧力変動によるタンク上部の変形を抑制し、気密漏れを防止した信頼性の高い変圧器に改善することができる。

図５Ａおよび図５Ｂに実施例１のカバー押え構造の変形例を示す。図５Ａはカバー押え構造の分解斜視図、図５Ｂはカバー押え構造をタンクに取り付けた組立斜視図である。実施例１の図３では、カバー位置規制金具２０６はハの字形で、止め具座２０１を両側から挟み込んでいるが、この変形例では、カバー位置規制金具２０６の先端側が狭まっており、止め具座２０１がカバー位置規制金具２０６を挟み込むように構成されている。この変形例のカバー押え構造でも、実施例１と同様の効果を奏する。

図６Ａおよび図６Ｂに実施例２のカバー押え構造を示す。図６Ａはカバー押え構造の分解斜視図、図６Ｂはカバー押え構造をタンクに取り付けた組立斜視図である。

実施例１のカバー位置規制金具２０６は板材を略コの字形状に折り曲げて形成していたが、本実施例では棒材から形成している。短く切断した棒材に、ボルトを通すための穴２０８を空けるとともに、カバーの折り曲げ部１０６を収容する溝部２０７を形成する。カバー位置規制金具２０６を止め具座２０１と押え金具２０２の間に介在させ、溝部２０７にカバーの折り曲げ部１０６を収容することで、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

図７に実施例３のカバー押え構造を示す。図７は、カバー押え構造の分解斜視図である。

実施例３は、止め具座２０１にカバー位置規制金具の機能を持たせるように構成したものである。止め具座２０１に、カバーの折り曲げ部１０６を収容する溝部２０７を形成する。止め具座２０１は、例えば鋼板等の板材に止め具２０４を通す穴と溝部２０７用の切り込みをプレスなどで形成し、コ字状に両側を折り曲げることにより、製造することができる。

タンク１０１の側面の上部の複数個所に、予め溝部２０７を備える止め具座２０１を溶接などで取り付ける。カバー１０２にガスケット１０３を貼付け、タンク１０１の上部のフランジ部１０４にガスケット１０３が乗るように、そして、止め具２０１の溝部２０７にカバーの折り曲げ部１０６が収容されるように、カバー１０２を配置する。ボルト２０３を締付けることにより、押さえ金具２０２でカバー１０２の上側を押圧して、ガスケット１０３を変形させることにより、タンク１０１をカバー１０２で密封する。

本実施例によれば、止め具座２０１に溝部２０７を形成し、溝部２０７にカバーの折り曲げ部１０６を収容することで、タンク内部の圧力変動によりタンク１０１のフランジ部１０４を含む上部枠材に外側への応力が掛かった場合、外側へ変形しようとするが、カバーの折り曲げ部１０６が溝部２０７に収まっていることで、ストッパーとなり上部枠材の変形を抑止する。負圧時にタンク１０１の上部枠材は、タンク外部から内部方向に応力が掛かり内側へ変形しようとするが、同時に止め具座２０１が内側へ移動すると、カバー折り曲げ部１０６に止め具２０１の溝部２０７が当たり、ストッパーとなるため、上部枠材の変形を抑止する。

そして、タンクの上部枠材が内側、外側へ変形することを抑止できるため、フランジ部を含む上部枠材がガスケットから外れることを防止し、気密漏れを防ぐことができる。また、止め具座にカバーの折り曲げ部を収容する溝部を設けるのみで、変圧器の外形や外観に影響を与えず、油漏れを防止した変圧器を提供することができる。

尚、本発明は上気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。上記実施例は本発明をわかりやすく詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての機構を備えるものに限定されるものではない。

１００ 油入変圧器
１０１ タンク
１０２ カバー
１０３ ガスケット（シール材）
１０４ タンク上部のフランジ部
１０５ 波形リブ
１０６ カバーの折り曲げ部
２００ カバー押え構造
２０１ 止め具座
２０２ 押え金具
２０３ ボルト（押圧部材）
２０４ 止め具（ナット）
２０５ 座金
２０６ カバー位置規制金具
２０７ カバー位置規制金具の溝部
２０８ カバー位置規制金具のボルト穴

Claims (8)

1. 鉄心とコイルから成る中身を収容するタンクと、前記タンクの側面上部のフランジ部上に配置され、前記タンクの開口部を覆うカバーと、前記フランジ部と前記カバーとの間に配置されるシール材を有し、前記フランジ部と前記カバーとを密封するカバー押え構造を備える変圧器であって、
   前記カバー押え構造は、
   前記タンクの側面に取り付けた止め具座と、
   前記カバーの上部を押える押え金具と、
   前記止め具座と前記押え金具の間に配置するカバー位置規制金具と、
   前記押え金具を前記止め具座方向に押圧する押圧部材と、を備え、
   前記カバー位置規制金具は、前記カバーの外周の折り曲げ部を収容し、前記カバーの位置規制を行う溝部を有することを特徴とする変圧器。
2. 請求項１に記載の変圧器において、
   前記カバー位置規制金具の溝部の幅は、ほぼ、前記カバーの厚さであることを特徴とする変圧器。
3. 請求項１に記載の変圧器において、
   前記押圧部材は、ボルトであり、
   前記ボルトは、前記押え金具に設けた穴および前記カバー位置規制金具に設けた穴を貫通して、前記止め具座に設けた止め具と嵌り合うことを特徴とする変圧器。
4. 請求項１に記載の変圧器において、
   前記カバー位置規制金具は、板材に、前記押圧部材を通す穴と前記溝部の孔を形成し、略コ字状に折り曲げたものであることを特徴とする変圧器。
5. 請求項４に記載の変圧器において、
   前記カバー位置規制金具は、前記止め具座を両側から挟み込むように構成されていることを特徴とする変圧器。
6. 請求項４に記載の変圧器において、
   前記止め具座は、前記カバー位置規制金具を両側から挟み込むように構成されていることを特徴とする変圧器。
7. 請求項１に記載の変圧器において、
   前記止め具座は、鋼板をコの字型に折り曲げ、向かい合う二辺に止め具を貫通させる穴を有し、
   前記押え金具は、一端が前記止め具座に嵌り合い、他端に前記カバーを押える押え部を有し、略中央部に前記押圧部材が貫通する穴を備えることを特徴とする変圧器。
8. 請求項１に記載の変圧器において、
   前記カバー位置規制金具は、棒材に、前記押圧部材を通す穴と前記溝部を形成したものであることを特徴とする変圧器。

Images