特開 2024-30411 車載用静止誘導機器

(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】P2024030411

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】車載用静止誘導機器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/10 20060101AFI20240229BHJP

   H01F 27/02 20060101ALI20240229BHJP

   H01F 30/10 20060101ALN20240229BHJP

【ＦＩ】

H01F27/10

H01F27/02 150

H01F30/10 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133291

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】武井 雅斗

(72)【発明者】

【氏名】薦池 一

(72)【発明者】

【氏名】式井 正俊

(72)【発明者】

【氏名】真屋 岳良

(72)【発明者】

【氏名】竹岡 敬晃

(72)【発明者】

【氏名】高橋 泰弘

【テーマコード（参考）】

5E050

5E059

【Ｆターム（参考）】

5E050CA04

5E050CA06

5E059AA05

5E059BB23

5E059FF03

(57)【要約】

【課題】タンクと冷却器との間に絶縁流体を循環させるための配管の構成を簡略化し、全体の小型化を図る。
【解決手段】実施形態の車載用静止誘導機器は、車両の床下に平置き型に配置されるタンクと、前記タンク内に冷却用の絶縁流体と共に収容される誘導機器本体と、前記タンクの一端側の近傍に配置され前記絶縁流体を冷却する冷却器と、前記冷却器と前記タンクの一端側とをつなぎ該冷却器から前記タンク内に絶縁流体を送る供給流路と、前記タンクの他端側から折返すように延びて前記冷却器に絶縁流体を送る戻り流路とを備え、前記戻り流路の少なくとも一部は、前記タンクの内部を仕切ることにより構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の床下に平置き型に配置されるタンクと、
前記タンク内に冷却用の絶縁流体と共に収容される誘導機器本体と、
前記タンクの一端側の近傍に配置され前記絶縁流体を冷却する冷却器と、
前記冷却器と前記タンクの一端側とをつなぎ該冷却器から前記タンク内に絶縁流体を送る供給流路と、
前記タンクの他端側から折返すように延びて前記冷却器に絶縁流体を送る戻り流路とを備え、
前記戻り流路の少なくとも一部は、前記タンクの内部を仕切ることにより構成されている車載用静止誘導機器。

【請求項2】

前記タンク内に構成される戻り流路は、１箇所に集約されて設けられる請求項１記載の車載用静止誘導機器。

【請求項3】

車両の床下に平置き型に配置されるタンクと、
前記タンク内に冷却用の絶縁流体と共に収容される誘導機器本体と、
前記タンクの一端側の近傍に配置され前記絶縁流体を冷却する冷却器と、
前記冷却器と前記タンクの一端側とをつなぎ該冷却器から前記タンク内に絶縁流体を送る供給流路と、
前記タンクの他端側から折返すように延びて前記冷却器に絶縁流体を送る戻り流路とを備え、
前記戻り流路の少なくとも一部は、前記タンクの外壁面に設けられた補強部材内に空洞を設けることにより構成されている車載用静止誘導機器。

【請求項4】

前記補強部材は、前記タンクの天井板に沿って設けられている請求項３記載の車載用静止誘導機器。

【請求項5】

前記補強部材は、前記タンクの側板に沿って設けられている請求項３記載の車載用静止誘導機器。

【請求項6】

前記補強部材は、前記タンクの底板に沿って設けられている請求項３記載の車載用静止誘導機器。

【請求項7】

前記タンクの他端側には、一旦タンク外に延びて前記補強部材内の空洞に繋がる折返し管が設けられ、前記折返し管の途中に、前記絶縁流体を循環させる循環ポンプが設けられている請求項３から６のいずれか一項に記載の車載用静止誘導機器。

【請求項8】

車両の床下に平置き型に配置されるタンクと、
前記タンク内に冷却用の絶縁流体と共に収容される誘導機器本体と、
前記タンクの一端側の近傍に配置され前記絶縁流体を冷却する冷却器と、
前記冷却器と前記タンクの一端側とをつなぎ該冷却器から前記タンク内に絶縁流体を送る供給流路と、
前記タンクの他端側から折返すように延びて前記冷却器に絶縁流体を送る戻り流路とを備え、
前記戻り流路の少なくとも一部は、前記タンクに接続され、温度変化に伴う前記絶縁流体の体積変化を吸収するための窒素膨張室と共用する形態で構成されている車載用静止誘導機器。

【請求項9】

前記窒素膨張室により構成された戻り流路の途中部に、前記絶縁流体を循環させる循環ポンプが設けられている請求項８記載の車載用静止誘導機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、タンク内に冷却用の絶縁流体と共に変圧器本体を収容して構成され、車両の床下に平置き型に配置される車載用静止誘導機器に関する。

【背景技術】

【0002】

車載用静止誘導機器例えば鉄道車両の床下に搭載される車載用変圧器としては、高さ方向に薄型とする必要があり、平置き型に配置されるタンク内に、軸方向を横向きつまり水平方向とした変圧器本体を、冷却用の絶縁流体例えば絶縁油と共に収容して構成されるものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、前記タンクの前側に隣り合って冷却器を設けると共に、タンクと冷却器とをつなぐ配管、及び、絶縁油を送るための循環ポンプを設け、タンクに対し絶縁油を循環供給することが行われる。

【0003】

この場合、前記配管として、例えば、冷却器と、タンクのうちコイルの軸方向の一端側例えば前端側とをつないで絶縁油を送る送り配管が設けられると共に、タンクの他端側例えば後端側から折返すようにしてタンクの側部を前後に延び前記冷却器に絶縁油を戻す戻し配管が設けられる。これにて、低温の絶縁油がタンク内の前部に供給され、タンク内をコイルの軸方向に流れて変圧器本体を冷却した後、後端側から戻し配管を通して冷却器に戻されるといった循環が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－２８３７５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来構成では、絶縁油を循環供給させるための配管、特に、タンクの外側を延びて戻り配管が配置されるため、全体として設置スペースが比較的大きくなる事情があり、改善が要望される。
そこで、タンクと冷却器との間に絶縁流体を循環させるための配管の構成を簡略化し、全体の小型化を図ることができる車載用静止誘導機器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る第１の車載用静止誘導機器は、車両の床下に平置き型に配置されるタンクと、前記タンク内に冷却用の絶縁流体と共に収容される誘導機器本体と、前記タンクの一端側の近傍に配置され前記絶縁流体を冷却する冷却器と、前記冷却器と前記タンクの一端側とをつなぎ該冷却器から前記タンク内に絶縁流体を送る供給流路と、前記タンクの他端側から折返すように延びて前記冷却器に絶縁流体を送る戻り流路とを備え、前記戻り流路の少なくとも一部は、前記タンクの内部を仕切ることにより構成されている。

【0007】

実施形態に係る第２の車載用静止誘導機器は、車両の床下に平置き型に配置されるタンクと、前記タンク内に冷却用の絶縁流体と共に収容される誘導機器本体と、前記タンクの一端側の近傍に配置され前記絶縁流体を冷却する冷却器と、前記冷却器と前記タンクの一端側とをつなぎ該冷却器から前記タンク内に絶縁流体を送る供給流路と、前記タンクの他端側から折返すように延びて前記冷却器に絶縁流体を送る戻り流路とを備え、前記戻り流路の少なくとも一部は、前記タンクの外壁面に設けられた補強部材内に空洞を設けることにより構成されている。

【0008】

実施形態に係る第３の車載用静止誘導機器は、車両の床下に平置き型に配置されるタンクと、前記タンク内に冷却用の絶縁流体と共に収容される誘導機器本体と、前記タンクの一端側の近傍に配置され前記絶縁流体を冷却する冷却器と、前記冷却器と前記タンクの一端側とをつなぎ該冷却器から前記タンク内に絶縁流体を送る供給流路と、前記タンクの他端側から折返すように延びて前記冷却器に絶縁流体を送る戻り流路とを備え、前記戻り流路の少なくとも一部は、前記タンクに接続され、温度変化に伴う前記絶縁流体の体積変化を吸収するための窒素膨張室と共用する形態で構成されている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態を示すもので、車載用変圧器の全体構成を概略的に示す横断平面図

【図2】車載用変圧器のタンクの縦断背面図

【図3】タンクと冷却器との接続構造を一部の透視状態で模式的に示す斜視図

【図4】第２の実施形態を示すもので、車載用変圧器の全体構成を概略的に示す横断平面図

【図5】車載用変圧器のタンクの縦断背面図

【図6】タンクと冷却器との接続構造を一部の透視状態で模式的に示す斜視図

【図7】第３の実施形態を示すもので、車載用変圧器の全体構成を概略的に示す横断平面図

【図8】車載用変圧器のタンクの縦断背面図

【図9】第４の実施形態を示すもので、車載用変圧器の全体構成を概略的に示す横断平面図

【図10】車載用変圧器のタンクの縦断背面図

【図11】第５の実施形態を示すもので、車載用変圧器の全体構成を概略的に示す横断平面図

【図12】車載用変圧器のタンクの縦断背面図

【図13】第６の実施形態を示すもので、車載用変圧器の全体構成を概略的に示す平面図

【図14】車載用変圧器のタンクの背面図

【図15】変圧器の縦断左側面図

【図16】第７の実施形態を示すもので、車載用変圧器の全体構成を概略的に示す横断平面図

【図17】車載用変圧器のタンクの縦断正面図

【図18】タンクと冷却器との接続構造を一部の透視状態で模式的に示す斜視図

【図19】第８の実施形態を示すもので、車載用変圧器の全体構成を概略的に示す横断平面図

【図20】車載用変圧器のタンクの縦断正面図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、車載用静止誘導機器として、鉄道車両の床下に搭載される車載用変圧器に適用したいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、複数の実施形態間で、共通する部分については、符号を共通して使用し、繰り返しの説明を省略することとする。また、以下の説明では、便宜上、タンクの前部側を一端側とし、後部側を他端側としている。

【0011】

（１）第１の実施形態
図１から図３を参照して、第１の実施形態について述べる。図１は、本実施形態に係る車載用静止誘導機器としての車載用変圧器１（以下、単に「変圧器１」という）の全体構成を概略的に示している。この変圧器１は、車両の床下に平置き型に配置される密閉型のタンク２内に、冷却用の絶縁流体例えば絶縁油Ｍと共に、誘導機器本体としての例えば単相の内鉄形の変圧器本体３を収容してなり、更に前記タンク２の一端側近傍この場合前方部に位置して、例えば空冷式の冷却器４を有して構成されている。

【0012】

前記タンク２は、金属板例えば鋼板から、全体として高さ方向に薄型のほぼ矩形箱状に構成されている。具体的には、タンク２は、図３にも示すように、底板２ａ、左側板２ｂ、右側板２ｃ、前面板２ｄ、背面板２ｅ、天井板５を結合して構成されている。前記変圧器本体３は、詳しい図示は省略するが、矩形枠状の鉄心及びその鉄心の２個の脚部に夫々装着された円筒状のコイル３ａ等からなる周知構成を備える。この変圧器本体３は、コイル３ａの軸方向を前後方向としてタンク２内にほぼ水平に配置されている。

【0013】

前記冷却器４は、前記タンク２内の絶縁油Ｍを熱交換により冷却するためのもので、全体として、矩形ブロック状に構成されている。詳しく図示はしないが、この冷却器４は、熱伝導性の良い金属から構成された、入口側ヘッダ、出口側ヘッダ、それらの間を接続する偏平な中空管状をなす複数の放熱管、放熱管同士間に設けられた放熱フィン等からなる周知構成を備えている。

【0014】

さて、変圧器１は、前記冷却器４と前記タンク２の前端側とをつなぎ該冷却器４から前記タンク２内に絶縁油Ｍを送る供給流路、前記タンク２の後端側から折返すように延びて前記冷却器４に絶縁油Ｍを送る戻り流路、絶縁油Ｍを循環させるための循環ポンプ６、６を備えている。即ち、図３にも示すように、前記冷却器４の後端部の出口側ヘッダ部と、タンク２の前端部の前面板２ｄとの間が、供給流路を構成する２本の供給配管７、７により接続されている。これら供給配管７、７は、タンク２の前面板２ｄのうち、前記２個のコイル３ａに夫々対応した左右部位の高さ方向中段部に接続されている。

【0015】

前記冷却器４の後端部の入口側ヘッダ部と、タンク２の前端部の前面板２ｄとの間は、戻り流路の一部を構成する２本の戻り配管８、８により接続されている。これら戻り配管８、８は、タンク２の前面板２ｄの左右端部の下端部のコーナー部分に接続されている。これら戻り配管８、８の途中部には、前記循環ポンプ６、６が夫々設けられている。そして、本実施形態では、前記戻り流路の一部が、前記タンク２の内部を仕切ることにより構成されている。

【0016】

具体的には、図２、図３にも示すように、タンク２内のうち、前後方向に見て左右の下端部のコーナー部分、つまり底板２ａと左側板２ｂとがなすコーナー部、及び、底板２ａと右側板２ｃとがなすコーナー部には、夫々、仕切板９、９が斜めに仕切るように設けられている。このとき、仕切板９、９は、後端部が、背面板２ｅからやや前方に離間した位置に配置され、前端部は、前記前面板２ｄに密に接続されている。

【0017】

これにて、タンク２内左右の下部の円筒状のコイル３ａとの間の隙間となるコーナー部の内側には、仕切板９、９によって、後端側を入口部１０ａ、１０ａとしてタンク内戻り流路１０、１０が設けられている。タンク内戻り流路１０、１０の前端の出口部は前面板２ｄで開口し、前記戻り配管８、８に接続され、それらタンク内戻り流路１０、１０及び戻り配管８、８から、戻り流路が構成される。

【0018】

このとき、本実施形態では、図３に示すように、タンク２内の背面板２ｅの内側の変圧器本体３と干渉しない位置に、絶縁油Ｍをタンク内戻り流路１０、１０の入口部１０ａ、１０ａに導くための複数個の導油板１１、１２、１２が設けられている。そのうち、中央の導油板１１は、三角形状に設けられ、タンク２内の中央部を後方に流れる絶縁油Ｍを、左右に振り分けて側方つまりタンク内戻り流路１０、１０の入口部１０ａ、１０ａに向けて流すように設けられている。左右端部の導油板１２、１２は、タンク２内の後端のコーナー部に来た絶縁油Ｍを、コーナー部に留まらせることなく、タンク内戻り流路１０、１０の入口部１０ａ、１０ａに導くように設けられている。

【0019】

上記構成により、循環ポンプ６、６が駆動されると、図１に白抜きの矢印で示すように、冷却器４において冷却された低温の絶縁油Ｍが、供給配管７、７を通してタンク２内の前端部に送られる。タンク２内に供給された絶縁油Ｍは、タンク２内を後方に向けて流れて変圧器本体３を冷却した後、タンク２の他端側の入口部１０ａ、１０ａからタンク内戻り流路１０、１０に入り、タンク内戻り流路１０、１０を前方に向けて流れ、戻り配管８、８を通して冷却器４に戻される。そして、冷却器４において冷却された絶縁油Ｍが、供給配管７、７からタンク２内に供給されるといった循環が行われる。

【0020】

次に、上記構成の変圧器１の作用、効果について述べる。本実施形態の変圧器１によれば、タンク２と冷却器４との間を絶縁油Ｍが循環することにより、変圧器本体３の冷却が図られる。このとき、タンク２の後端側から前方に折返すように延びて絶縁油Ｍを冷却器４に戻すための戻り流路が設けられるのであるが、その戻り流路は、タンク２の内部に設けられるタンク内戻り流路１０、１０と、タンク２の前端部と冷却器４とをつなぐ比較的短い戻り配管８、８とから構成されている。

【0021】

これにより、戻り流路の一部がタンク２内に配置されることになるので、タンク２外に戻り流路を構成する配管を設置するものと異なり、その分だけタンク２外の配管のスペースを不要とすることができる。タンク内戻り流路１０は、タンク２の内部の隙間が比較的大きく存在するコーナー部分の内側を、仕切板９により斜めに仕切ることにより、タンク２が大形化することもなく、簡単な構成で設けることができる。従って、本実施形態によれば、タンク２と冷却器４との間に絶縁油Ｍを循環させるための配管の構成を簡略化し、変圧器１全体の小型化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。

【0022】

また、本実施形態では、供給配管７、並びに、タンク内戻り流路１０及び戻り配管８からなる戻り流路を、タンク２内の左右部分に位置して２組設けたことにより、タンク２内の変圧器本体３の全体をバランス良く効率的に冷却することができる。更に本実施形態では、タンク２内の後端部に複数個の導油板１１、１２、１２を設けたことにより、タンク２内の後部に至った絶縁油Ｍが滞留することを抑制し、タンク内戻り流路１０の入口部１０ａに導いてスムーズに循環させることができ、冷却効果を高めることができる。

【0023】

（２）第２の実施形態
図４～図６は、第２の実施形態に係る車載用変圧器２１を示している。この第２の実施形態が、上記第１の実施形態と異なるところは、タンク２内に構成される戻り流路を、１箇所に集約して設けた構成にある。即ち、図４等に示すように、車載用変圧器２１は、タンク２内に、冷却用の絶縁流体である絶縁油Ｍと共に変圧器本体３を収容してなり、タンク２の前方部に位置して冷却器４を有している。冷却器４の後端部の出口側ヘッダ部と、タンク２の前端部の前面板２ｄとの間に、左右両端部に位置して、供給流路を構成する２本の供給配管２６、２６が設けられている。

【0024】

そして、タンク２の後端側から折返すように延びて冷却器４に絶縁油Ｍを送る戻り流路の一部が、タンク２内に設けられる。本実施形態では、図５等に示すように、底板２ａの上面中央部の、２個のコイル３ａの間の隙間部分に位置して、前後方向に延び断面が山形つまり逆Ｖ字状の仕切板２２を設けることにより、タンク内戻り流路２３が構成されている。仕切板２２は、後端部が、背面板２ｅからやや前方に離間した位置に配置され、前端部は、前記前面板２ｄに密に接続されている。これにより、後端側を入口部２３ａとしたタンク内戻り流路２３が設けられている。

【0025】

冷却器４の後端部の入口側ヘッダ部と、タンク２の前端部の前面板２ｄの中央部下端部との間は、戻り流路の一部を構成する戻り配管２４により接続されている。前記タンク内戻り流路２４の前端の出口部は前面板２ｄで開口し、前記戻り配管２４に接続され、それらタンク内戻り流路２３及び戻り配管２４から、戻り流路が構成される。前記戻り配管２４の途中部には、絶縁油Ｍを循環させるための循環ポンプ２５が設けられている。さらに、図６に示すように、タンク２内には、絶縁油Ｍをタンク内戻り流路２３の入口部２３ａに導くための複数個の導油板１１、１２、１２が、上記第１の実施形態と同様に設けられている。

【0026】

上記構成の変圧器２１においても、循環ポンプ２５が駆動されると、図４に白抜きの矢印で示すように、冷却器４において冷却された低温の絶縁油Ｍが、供給配管２６、２６を通してタンク２内の前端部に送られる。タンク２内に供給された絶縁油Ｍは、タンク２内の左右両側部を後方に向けて流れて変圧器本体３を冷却した後、タンク２の他端側の入口部２３ａからタンク内戻り流路２３に入り、タンク内戻り流路２３を前方に向けて流れ、戻り配管２４を通して冷却器４に戻される。そして、冷却器４において冷却された絶縁油Ｍが、供給配管２６、２６からタンク２内に供給されるといった循環が行われる。

【0027】

第２の実施形態の変圧器２１によれば、絶縁油Ｍを冷却器４に戻すための戻り流路は、タンク２の内部に設けられるタンク内戻り流路２３と、タンク２の前端部と冷却器４とをつなぐ比較的短い戻り配管２４とから構成されている。これにより、上記第１の実施形態と同様に、戻り流路の一部がタンク２内に配置されることになるので、タンク２外の配管のスペースを不要とすることができ、タンク内戻り流路２３をタンク２が大形化することもなく、簡単な構成で設けることができる。

【0028】

従って、この第２の実施形態によれば、タンク２と冷却器４との間に絶縁油Ｍを循環させるための配管の構成を簡略化し、変圧器１全体の小型化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。また、特に本実施形態では、タンク内戻り流路２３を、タンク２内の中央部に１箇所に集約して設けるようにしたので、戻り配管２４及び循環ポンプ２５も一個で済み、全体として構成のより簡単化を図ることができる。タンク２内の後端部に複数個の導油板１１、１２、１２を設けたので、タンク内戻り流路２３を１箇所としても、絶縁油Ｍをスムーズに循環させることができる。

【0029】

（３）第３の実施形態
図７及び図８は、第３の実施形態に係る車載用変圧器３１を示しており、上記第１の実施形態等とは以下の点で異なる。即ち、図７に示すように、車載用変圧器３１は、車両の床下に平置き型に配置されるタンク２内に、冷却用の絶縁流体である絶縁油Ｍと共に変圧器本体３を収容してなり、タンク２の前方部に位置して冷却器４を有している。冷却器４の後端部の出口側ヘッダ部と、タンク２の前端部の前面板２ｄとの間に、供給流路を構成する２本の供給配管７、７が設けられている。

【0030】

そして、本実施形態では、タンク２の後端側から折返すように延びて冷却器４に絶縁油Ｍを送る戻り流路の一部が、タンク２の外壁面に設けられた補強部材３２内に空洞を設けることにより構成されている。具体的には、タンク２の外壁面のうち天井板５は、例えば鋼板から構成されており、その上面の左右両端部寄りに位置して、前後に延びて補強のための２本の補強部材３２、３２が設けられている。これら補強部材３２、３２は、例えば、断面コ字状をなすいわゆるチャンネル綱からなり、開口側を下面にして気密に溶接して取付けられている。

【0031】

このとき、補強部材３２、３２の後端面は閉塞されており、天井板５には補強部材３２、３２の後端部内に連通する開口部が設けられている。これにて、天井板５の上面と補強部材３２、３２の内部とのなす空間が、タンク上面戻り流路３３、３３とされ、前記天井板５の開口部が入口部３３ａ、３３ａとされている。また、補強部材３２、３２の前端部は、夫々、戻り配管３４、３４の後端部に接続され、戻り配管３４、３４の前端部が冷却器４の入口側ヘッダ部に接続されている。さらに、戻り配管３４、３４の途中部には、絶縁油Ｍを循環させるための循環ポンプ３５、３５が設けられている。

【0032】

上記構成の変圧器３１において、循環ポンプ３５、３５が駆動されると、図７に白抜きの矢印で示すように、冷却器４において冷却された低温の絶縁油Ｍが、供給配管７、７を通してタンク２内の前端部に送られる。タンク２内に供給された絶縁油Ｍは、タンク２内の左右両側部を後方に向けて流れて変圧器本体３を冷却した後、タンク２の他端側の天井板５の入口部３３ａ、３３ａからタンク上面戻り流路３３、３３に入り、タンク上面戻り流路３３、３３を前方に向けて流れ、戻り配管３４、３４を通して冷却器４に戻される。そして、冷却器４において冷却された絶縁油Ｍが、供給配管７、７からタンク２内に供給されるといった循環が行われる。

【0033】

第３の実施形態の変圧器３１によれば、絶縁油Ｍを冷却器４に戻すための戻り流路は、タンク上面戻り流路３３、３３と、タンク２の前端部と冷却器４とをつなぐ比較的短い戻り配管３４、３４とから構成されている。そのうちタンク上面戻り流路３３、３３は、タンク２の天井板５の外壁面に設けられた補強部材３２、３２内に空洞を構成することにより構成されている。これにより、補強部材３２、３２が戻り流路の一部を兼用していることになり、その分タンク２外の配管の設置スペースを不要とすることができる。

【0034】

従って、この第３の実施形態によれば、タンク２と冷却器４との間に絶縁油Ｍを循環させるための配管の構成を簡略化し、変圧器３１全体の小型化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。この場合、タンク２の天井板５の補強を行うための補強部材３２、３２を、戻り流路の一部として利用するようにしたので、タンク上面戻り流路３３、３３を簡単な構成で設けることができ、タンク２外壁の補強と、戻り流路の配管構成の簡単化との双方を効果的に図ることができる。

【0035】

（４）第４の実施形態
図９及び図１０は、第４の実施形態に係る車載用変圧器４１を示すものである。この第４の実施形態が、上記第３の実施形態と異なるところは、タンク２の後端側から折返すように延びて冷却器４に絶縁油Ｍを送る戻り流路の一部を、タンク２の側板に沿って設けられる補強部材４２に空洞を設けることにより構成した点にある。即ち、図９に示すように、この第４の実施形態に係る車載用変圧器４１においても、タンク２内に、絶縁油Ｍと共に変圧器本体３を収容してなり、タンク２の前方部に位置して冷却器４を有している。冷却器４の出口側ヘッダ部と、タンク２の前端部との間に、２本の供給配管７、７が設けられている。

【0036】

そして、本実施形態では、タンク２の外壁面のうち左側板２ｂ及び右側板２ｃには、高さ方向中間部に位置して前後に延びて補強のための補強部材４２、４２が夫々設けられている。これら補強部材４２、４２は、例えば断面コ字状をなすいわゆるチャンネル綱からなり、開口側を内側にして気密に溶接して取付けられている。これら補強部材４２、４２の後端面は閉塞されており、左側板２ｂ及び右側板２ｃには、夫々補強部材４２、４２の後端部内に連通する開口部が設けられている。

【0037】

これにて、左側板２ｂの外壁面と補強部材４２の内部とのなす空間、及び、右側板２ｃ外壁面と補強部材４２の内部とのなす空間が、夫々タンク側面戻り流路４３、４３とされ、前記左側板２ｂ、右側板２ｃの開口部が入口部４３ａ、４３ａとされている。また、補強部材４２、４２の前端部は、夫々、戻り配管４４、４４の後端部に接続され、戻り配管４４、４４の前端部が冷却器４の入口側ヘッダ部に接続されている。さらに、戻り配管４４、４４の途中部には、絶縁油Ｍを循環させるための循環ポンプ４５、４５が夫々設けられている。

【0038】

上記構成の変圧器４１において、循環ポンプ４５、４５が駆動されると、図９に白抜きの矢印で示すように、冷却器４において冷却された低温の絶縁油Ｍが、供給配管７、７を通してタンク２内の前端部に送られる。タンク２内に供給された絶縁油Ｍは、タンク２内を後方に向けて流れて変圧器本体３を冷却した後、タンク２の左側板２ｂ、右側板２ｃの後端部の入口部４３ａ、４３ａからタンク側面戻り流路４３、４３に入り、タンク側面戻り流路４３、４３を前方に向けて流れ、戻り配管４４、４４を通して冷却器４に戻される。そして、冷却器４において冷却された絶縁油Ｍが、供給配管７、７からタンク２内に供給されるといった循環が行われる。

【0039】

第４の実施形態の変圧器４１によれば、上記第３の実施形態と同様に、戻り流路の一部となるタンク側面戻り流路４３、４３は、タンク２の左側板２ｂ、右側板２ｃの外壁面に設けられた補強部材４２、４２内に空洞を構成することにより構成されている。これにより、補強部材４２、４２が戻り流路の一部を兼用していることになり、その分タンク２外の配管の設置スペースを不要とすることができる。

【0040】

従って、この第４の実施形態によれば、タンク２と冷却器４との間に絶縁油Ｍを循環させるための配管の構成を簡略化し、変圧器４１全体の小型化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。この場合、タンク２の左側板２ｂ、右側板２ｃの補強を行うための補強部材４２、４２を、戻り流路の一部として利用するようにしたので、タンク側面戻り流路４３、４３を簡単な構成で設けることができ、タンク２外壁の補強と、戻り流路の配管構成の簡単化との双方を効果的に図ることができる。

【0041】

（５）第５の実施形態
図１１及び図１２は、第５の実施形態に係る車載用変圧器５１を示すものである。この第５の実施形態が、上記第３、第４の実施形態と異なるところは、タンク２の後端側から折返すように延びて冷却器４に絶縁油Ｍを送る戻り流路の一部を、タンク２の底板２ａに沿って設けられる補強部材５２に空洞を設けることにより構成した点にある。この場合も、図１１に示すように、変圧器５１は、タンク２内に、絶縁油Ｍと共に変圧器本体３を収容してなり、タンク２の前方部に位置して冷却器４を有している。冷却器４の出口側ヘッダ部と、タンク２の前端部との間は、２本の供給配管７、７で接続されている。

【0042】

そして、本実施形態では、タンク２の外壁面のうち底板２ａには、その下面の左右両端部寄りに位置して、前後に延びて補強のための２本の補強部材５２、５２が設けられている。これら補強部材５２、５２は、例えば断面コ字状をなすいわゆるチャンネル綱からなり、開口側を上面にして気密に溶接して取付けられている。これら補強部材５２、５２の後端面は閉塞されており、底板２ａの後端部左右部位には、夫々補強部材５２、５２の後端部内に連通する開口部が設けられている。

【0043】

これにて、底板２ａの下面と補強部材５２、５２の内部とのなす空間が、タンク底面戻り流路５３、５３とされ、前記底板２ａの開口部が入口部５３ａ、５３ａとされている。また、補強部材５２、５２の前端部は、夫々、戻り配管５４、５４の後端部に接続され、戻り配管５４、５４の前端部が冷却器４の入口側ヘッダ部に接続されている。さらに、戻り配管５４、５４の途中部には、絶縁油Ｍを循環させるための循環ポンプ５５、５５が夫々設けられている。

【0044】

上記構成の変圧器５１において、循環ポンプ５５、５５が駆動されると、図１１に白抜きの矢印で示すように、冷却器４において冷却された低温の絶縁油Ｍが、供給配管７、７を通してタンク２内の前端部に送られる。タンク２内に供給された絶縁油Ｍは、タンク２内を後方に向けて流れて変圧器本体３を冷却した後、タンク２の底板２ａの後端部の入口部５３ａ、５３ａからタンク底面戻り流路５３、５３に入り、タンク底面戻り流路５３、５３を前方に向けて流れ、戻り配管５４、５４を通して冷却器４に戻される。そして、冷却器４において冷却された絶縁油Ｍが、供給配管７、７からタンク２内に供給されるといった循環が行われる。

【0045】

第５の実施形態の変圧器５１によれば、上記第３、第４の実施形態と同様に、補強部材５２、５２が戻り流路の一部を兼用していることになり、その分タンク２外の配管の設置スペースを不要とすることができる。従って、タンク２と冷却器４との間に絶縁油Ｍを循環させるための配管の構成を簡略化し、変圧器５１全体の小型化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。この場合、タンク２の底板２ａの補強を行うための補強部材５２、５２を、戻り流路の一部として利用するようにしたので、タンク底面戻り流路５３、５３を簡単な構成で設けることができ、タンク２外壁の補強と、戻り流路の配管構成の簡単化との双方を効果的に図ることができる。

【0046】

（６）第６の実施形態
図１３～図１５は、第６の実施形態に係る車載用変圧器６１の構成を示すものであり、この第６の実施形態が、上記第３の実施形態と異なるところは、以下の点にある。即ち、本実施形態では、タンク２の天井板５の中央部に前後に延びる１個の補強部材６２が設けられてタンク上面戻り流路６３が構成されている。これと共に、タンク２の後端側には、一旦タンク２外に延びて補強部材６２内のタンク上面戻り流路６３に繋がる折返し管６４が設けられ、その折返し管６４の途中に、循環ポンプ６５が設けられている。

【0047】

前記補強部材６２は、例えば断面コ字状をなすいわゆるチャンネル綱からなり、天井板５の上面中央部に開口側を下面にして溶接などにより取付けられており、天井板５の上面と補強部材６２の内部とのなす空間が、戻り流路の一部を構成するタンク上面戻り流路６３とされている。図１５に示すように、補強部材６２の前端部つまりタンク上面戻り流路６３の出口部と、冷却器４の入口側ヘッダ部との間が、戻り配管６６により接続されている。また、図１３に示すように、冷却器４の後端部の出口側ヘッダ部と、タンク２の前端部の前面板２ｄとの間は、左右両端部に位置して、供給流路を構成する２本の供給配管２６、２６により接続されている。

【0048】

そして、前記折返し管６４は、タンク２の背面板２ｅの中央部下辺部から若干量だけ後方に延び、その後上方に折曲がって延び、その上端から前方に延びて前記補強部材６２の後端部つまりタンク上面戻り流路６３の入口部に接続されている。図１４、図１５に示すように、前記循環ポンプ６５は、折返し管６４のうち上下方向に延びている部分に設けられている。これにより、折返し管６４及びタンク上面戻り流路６３から、絶縁油Ｍの戻り流路が形成されている。

【0049】

上記構成の変圧器６１においては、循環ポンプ６５が駆動されると、図１３、図１５に白抜きの矢印で示すように、冷却器４において冷却された低温の絶縁油Ｍが、供給配管２６、２６を通してタンク２内の前端部に送られる。タンク２内に供給された絶縁油Ｍは、タンク２内を後方に向けて流れて変圧器本体３を冷却した後、タンク２の後端部から折返し管６４に流入し、タンク上面戻り流路６３を前方に向けて流れ、戻り配管６４を通して冷却器４に戻される。そして、冷却器４において冷却された絶縁油Ｍが、供給配管２６、２６からタンク２内に供給されるといった循環が行われる。

【0050】

第６の実施形態の変圧器６１によれば、上記第３の実施形態等と同様に、補強部材６２が戻り流路の一部を兼用していることになり、その分タンク２外の配管の設置スペースを不要とすることができる。この場合、タンク２の天井板５の補強を行うための補強部材６２を、戻り流路の一部として利用するようにしたので、タンク底面戻り流路６３を簡単な構成で設けることができ、タンク２外壁の補強と、戻り流路の配管構成の簡単化との双方を効果的に図ることができる。

【0051】

しかも、タンク２の後部側に配置される折返し管６４に循環ポンプ６５を配置することができ、折返し管６４とは別の位置に循環ポンプを設ける場合に比較して、循環ポンプ６５の設置スペースの省スペース化を図ることができる。従って、本実施形態においても、タンク２と冷却器４との間に絶縁油Ｍを循環させるための配管の構成を簡略化し、変圧器６１全体の小型化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。

【0052】

（７）第７の実施形態
図１６～図１８は、第７の実施形態に係る車載用変圧器７１を示すものであり、上記第１の実施形態等と異なるところは、以下の点にある。即ち、図１６、図１８に示すように、車載用変圧器７１は、車両の床下に平置き型に配置されるタンク２内に、冷却用の絶縁流体である絶縁油Ｍと共に変圧器本体３を収容してなり、タンク２の前方部に位置して冷却器４を有している。冷却器４の後端部の出口側ヘッダ部と、タンク２の前端部の前面板２ｄとの間は、供給流路を構成する２本の供給配管７、７により接続されている。

【0053】

そして、本実施形態では、タンク２の後端側から折返すように延びて冷却器４に絶縁油Ｍを送る戻り流路の一部が、窒素膨張室７２と共用する形態で設けられている。前記窒素膨張室７２は、温度変化に伴う絶縁油Ｍの体積変化を吸収するために設けられるもので、この場合、前後方向に長く左右方向に薄型の箱状に構成され、タンク２の右側板２ｃの外面側に設けられている。本実施形態では、窒素膨張室７２の内部が、仕切板７２ａにより上下に仕切られていることにより、仕切板７２ａの下側が、側部戻り流路７３とされている。

【0054】

この側部戻り流路７３の後端部には、前記タンク２内に連通する入口部７３ａが設けられている。側部戻り流路７３の前端部は、戻り配管７４の後端部に接続され、戻り配管７４の前端部が前記冷却器４の入口側ヘッダ部に接続されている。さらに、戻り配管７４の途中部に循環ポンプ７５が設けられている。これにより、側部戻り流路７３及び戻り配管７４から、絶縁油Ｍの戻り流路が形成されている。

【0055】

上記構成の変圧器７１において、循環ポンプ７５が駆動されると、図１６に白抜きの矢印で示すように、冷却器４において冷却された低温の絶縁油Ｍが、供給配管７、７を通してタンク２内の前端部に送られる。タンク２内に供給された絶縁油Ｍは、タンク２内を後方に向けて流れて変圧器本体３を冷却した後、タンク２の右側板２ｃの後端部の入口部７３ａから側面戻り流路７３に入り、側面戻り流路７３内を前方に向けて流れ、戻り配管７４を通して冷却器４に戻される。そして、冷却器４において冷却された絶縁油Ｍが、供給配管７、７からタンク２内に供給されるといった循環が行われる。

【0056】

第７の実施形態の変圧器７１によれば、窒素膨張室７２の内部を仕切ることにより窒素膨張室７２と共用する形態で側面戻り流路７３を構成したので、窒素膨張室７２が戻り流路の一部を兼用していることになり、比較的簡単な構成で側面戻り流路７３を構成することができ、タンク２外の配管の設置スペースを不要とすることができる。従って、本実施形態においても、タンク２と冷却器４との間に絶縁油Ｍを循環させるための配管の構成を簡略化し、変圧器７１全体の小型化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。

【0057】

（８）第８の実施形態、その他の実施形態
図１９及び図２０は、第８の実施形態に係る車載用変圧器８１を示すものであり、上記第７の実施形態とは次の点で異なる。即ち、本実施形態においても、タンク２の右側板２ｃに沿って設けられる窒素膨張室８２の内部を、仕切板８２ａにより仕切ることにより、窒素膨張室８２の下側に、入口部８３ａを有する側部戻り流路８３が設けられている。側部戻り流路８３は、戻り配管７４を介して冷却器４に接続されている。そして、側部戻り流路８３の途中部に、右側板２ｃから離間するようにして左右方向に幅狭となった幅狭部８４が設けられ、その幅狭部８４に循環ポンプ８５が設けられている。

【0058】

詳しい説明は省略するが、この第８の実施形態の変圧器８１においても、上記第７の実施形態と同様に、窒素膨張室８２の内部を仕切ることにより窒素膨張室８２と共用する形態で側面戻り流路８３を構成したので、比較的簡単な構成で側面戻り流路８３を構成することができ、タンク２外の配管の設置スペースを不要とすることができる。従って、本実施形態においても、タンク２と冷却器４との間に絶縁油Ｍを循環させるための配管の構成を簡略化し、変圧器８１全体の小型化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。また、特に本実施形態では、窒素膨張室８２により構成された側部戻り流路８３の途中の幅狭部８４に循環ポンプ８５を配置したので、別の位置に循環ポンプを設ける場合に比較して、循環ポンプ８５の設置スペースの省スペース化を図ることができる。

【0059】

尚、上記第７、第８の実施形態では、窒素膨張室７２、８２の内部を仕切ることにより、側面戻り流路７３、８３を設けるように構成した。これに対し、図示は省略するが、内部を仕切ることに限らず、窒素膨張室内そのものを戻り流路の一部として共用する、つまり絶縁油を戻り流路と膨張収縮部とで共有している形態としても良い。これにより、より簡単な構成で済ませることができる。また、上記各実施形態では、本発明を車載用変圧器に適用したが、それ以外にも、リアクトルなど車載用の静止誘導機器全般に適用することができる。

【0060】

さらに、上記各実施形態では、冷却用の絶縁流体として、絶縁油Ｍを例にあげたが、液体シリコーンなど他の冷却用の媒体であっても良い。また、上記第３～第６の実施形態では、補強部材として、断面コ字型の鋼材を採用するようにしたが、それに限らず、例えば、断面Ｃ字状や半円状の鋼材を取付けたり、更には、角筒状やパイプ状の鋼材を取付けたりしても良い。その他、冷却器の構成や、変圧器のタンクの形状、変圧器本体の構成、窒素膨張室の構成などの具体的な構成としても、様々な変更が可能である。

【0061】

以上のように、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0062】

図面中、１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１は車載用変圧器（車載用静止誘導機器）、２はタンク、２ａは底板、２ｂは左側板、２ｃは右側板、２ｄは前面板、２ｅは背面板、３は変圧器本体（誘導機器本体）、３ａはコイル、４は冷却器、５は天井板、６、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５は循環ポンプ、７、２６は供給配管（供給流路）、８、２４、３４、４４、５４、６６、７４は戻り配管、９、２２は仕切板、１０、２３はタンク内戻り流路、１０ａ、２３ａ、３３a、４３a、５３ａ、７３ａ、８３ａは入口部、１１、１２は導油板、３２、４２、５２、６２は補強部材、３３、６３はタンク上面戻り流路、４３はタンク側面戻り流路、５３はタンク底面戻り流路、６４は折返し管、７２、８２は窒素膨張室、７３、８３は側部戻り流路、Ｍは絶縁油（絶縁流体）を示す。

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】