JP2023076175A - 静止誘導器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能を確保しつつ小型軽量化を図ることができる静止誘導器を提供する。【解決手段】実施形態の静止誘導器１は、冷媒の入口および出口が設けられているタンク２と、タンク２の内部に配置され、複数の脚部５ａを有する鉄心５と、鉄心５の脚部５ａに装着され、冷媒が流れる内部流路が形成されている複数のコイル６と、タンク２の内部を少なくとも一部において入口側と出口側とに仕切り、入口側に位置する内部流路と出口側に位置する内部流路とを冷媒が直列的に流れるように整流する整流部材としてのＴ型仕切り１２と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、静止誘導器に関する。

従来、例えば特許文献１に示すように、鉄心にコイルを装着した変圧器などの静止誘導器が知られている。

特開２００９－２８３７５７号公報

このような静止誘導器は、タンクの内部に例えば冷却油などの冷媒を循環させて冷却しているためある程度の大きさが必要になるが、近年では小型軽量化が求められている。

しかしながら、必要な冷却性能を確保するために流速を高めようとすると、ポンプ性能の強化が必要となり、ポンプの大型化つまりは静止誘導器全体としては大型化してしまうなどのおそれがある。

そこで、冷却性能を確保しつつ小型軽量化を図ることができる静止誘導器を提供する。

実施形態の静止誘導器は、冷媒の入口および出口が設けられているタンクと、タンクの内部に配置され、複数の脚部を有する鉄心と、鉄心の脚部に装着され、冷媒が流れる内部流路が形成されている複数のコイルと、タンクの内部を少なくとも一部において入口側と出口側とに仕切り、入口側に位置する内部流路と出口側に位置する内部流路とを冷媒が直列的に流れるように整流する整流部材と、を備える。

第１実施形態による静止誘導器の構成を模式的に示す図 鉄心およびコイルの構成を模式的に示す図 クランプの構成を模式的に示す図 Ｔ型仕切りの構成を模式的に示す図 タンク内の冷媒の流れを模式的に示す図 静止誘導器の作用効果を説明する図 第２実施形態による静止誘導器における冷媒の流れを模式的に示す図 還流部材の構成を模式的に示す図 還流部材の配置態様を模式的に示す図 第３実施形態による箱型仕切りの構成および配置態様を模式的に示す図 タンク内の冷媒の流れを模式的に示す図 第４実施形態による静止誘導器の構成例を模式的に示す図その１ 静止誘導器の構成例を模式的に示す図その２ その他の実施形態による静止誘導器の構成例を模式的に示す図

以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。また、各実施形態において実質的に共通する部位には同一符号を付すものとする。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の静止誘導器１は、冷媒の入口および出口が設けられているタンク２と、冷媒を冷却する冷却器３と、タンク２と冷却器３との間で冷媒を循環させるポンプ４と、タンク２の内部に配置されている鉄心５と、鉄心５に装着されている複数のコイル６とを備えている。なお、図１では、説明のために、タンク２の内部を一部透過した状態で示している。

タンク２は、例えば鋼板などにより形成されていて、設置状態における上方から見た平面視、側面から見た側面視、および前方から見た正面視にて示すように、左右方向および前後方向の長さが上下方向の長さよりも長い扁平な矩形容器状に形成されている。以下、左右方向の長さを幅とも称し、左右方向を幅方向とも称し、前後方向の長さを奥行とも称し、前後方向を奥行方向とも称し、上下方向の長さを高さとも称し、上下方向を高さ方向とも称する。

タンク２の後面には、冷却器３との間を接続する配管であって、タンク２への冷媒の入口側となる入口配管７、およびタンク２からの冷媒の出口側となる出口配管８が接続されている。つまり、タンク２と冷却器３とを繋ぐ入口配管７および出口配管８は、タンク２の一面に集約されている。また、入口配管７および出口配管８は、配管が占有するスペースが、左右方向および上下方向において概ねタンク２の幅と高さの範囲内に収まるように配設されている。

冷却器３は、冷媒が流れる図示しないパイプと、そのパイプの表面に接続されている図示しない放熱フィンとにより構成されており、外気との熱交換によって配管を流れる冷媒から熱を奪うことで冷媒を冷却する。なお、ここで説明した冷却器３の構成は一例であり、他の方式で冷媒を冷却する構成を採用することができる。

本実施形態では冷媒として冷却油を想定している。そのため、ポンプ４は、例えば冷却油のような液体を循環可能なものが出口配管８の途中に設けられている。このポンプ４が駆動されると、冷媒は、タンク２の内部から吸い出されて出口配管８を通って冷却器３に流れ、冷却器３で冷却された後に入口配管７を通ってタンク２の内部に流入することで循環する。ただし、冷媒は、液体に限らず、例えば乾燥空気などの気体を用いることもできる。その場合、ポンプ４は、気体を循環可能なものが採用されることになる。つまり、冷媒は、いわゆる流体であればよい。

鉄心５は、図２にも示すように概ね環状に形成されており、コイル６が装着される２本の脚部５ａと、脚部５ａ間を繋ぐ２つのヨーク部５ｂとを有している。なお、鉄心５は、周知のように薄板状の鋼板を積層して形成されており、製造時においては、コイル６を装着するために少なくとも１か所で切断された状態となっている。そして、コイル６を装着後、また、本実施形態の場合には後述する整流部材を装着し、鉄心を環状に成形する。

各コイル６は、導体を巻回することによって脚部５ａを中心とする概ね円筒状に形成されている。以下、平面視における図示上下方向つまりは静止誘導器１の前後方向を軸方向とも称し、正面視における脚部５ａを中心とした外向きを径方向とも称する。また、冷媒の入口側に配置されている図示右方側をコイル６Ａと称し、出口側に配置されている図示左方側をコイル６Ｂと称するが、コイル６全般についての説明をする際にはＡ、Ｂを付さず、単にコイル６と称する。

本実施形態の場合、各コイル６は、正面視として示すように脚部５ａの外周側に配置されている第１コイル６１と、第１コイル６１の外周側に所定のギャップ９を介して同心状に配置されている第２コイル６２とにより構成されている。このギャップ９は、コイル６の軸方向の両端面に繋がっており、コイル６の内部を冷媒が流れる内部流路を構成している。このため、本実施形態では、コイル６Ａのギャップ９が入口側に位置する内部流路となり、コイル６Ｂのギャップ９が出口側に位置する内部流路となる。

これらの鉄心５およびコイル６は、図１に示すように、クランプ１０によってタンク２の内部の所定の位置に取り付けられている。このクランプ１０は、図３に示すように、正面視にて示すように左右方向の長さがタンク２の幅よりの若干小さく、側面視にて示すように概ねＵ字状に形成されている。より具体的には、クランプ１０は、鉄心５のヨーク部５ｂを上下方向から支える第１支持面１０ａと、第１支持面１０ａの図示下端側を屈曲させた態様で形成され、コイル６を軸方向の端面から支える第２支持面１０ｂと、第１支持面１０ａの図示上端側を屈曲させた態様であって第１支持面１０ａの強度を確保するための補強面１０ｃとを有している。また、詳細は後述するが、第２支持面１０ｂには冷媒を通すための複数の貫通孔１０ｄが形成されている。なお、補強面１０ｃを、タンク２にクランプ１０を固定する際の固定面として用いる構成とすることもできる。

これらのクランプ１０は、配置態様として示すように、また、図１の側面視にて示すように、鉄心５の前端側と後端側において第１支持面１０ａによりヨーク部５ｂを上下から挟み込むとともに、第２支持面１０ｂによりコイル６を軸方向に挟む態様で配置されている。このとき、各クランプ１０は、第２支持面１０ｂの左右の両端部が固定部材によってタンク２の内面に固定される。なお、前端側のクランプ１０と後端側のクランプ１０とを図示しない棒状連結部材によって互いに連結及び固定する構成とすることもできる。

また、静止誘導器１を設置した際に鉄心５を重力方向に沿って下方から支えることになるクランプ１０には、第１支持面１０ａとタンク２の内面との間に支持部材１１が設けられている。そのため、静止誘導器１を設置した状態では、支持部材１１によって第１支持面１０ａが下方から支持されることで、鉄心５およびコイル６を確実に所定の位置に支持することが可能になる。ただし、ここに示したクランプ１０の形状や固定構造は一例であり、鉄心５とコイル６とを所定の位置に固定できる固定構造であれば、異なる構造のものを採用することができる。

さて、静止誘導器１は、タンク２の内部においてコイル６の後端面側となる位置に、整流部材に相当するＴ型仕切り１２が設けられている。Ｔ型仕切り１２は、図４に平面視として示すように、前後方向に延びて形成されている第１壁部１２ａと、第１壁部１２ａの前端から左右方向に広がって形成されている第２壁部１２ｂとを有している。つまり、Ｔ型仕切り１２は、基本的には平板状の部材をＴ字状に接続した非常に簡単な構成となっている。なお、コイル６の前端面側には、複数のスペーサ１３がクランプ１０との間に設けられている。このスペーサ１３は、ギャップ９を完全には塞がないように配置されている。

第１壁部１２ａは、前後方向が概ねコイル６の後端面からタンク２の後面までの長さに形成されおり、高さ方向が概ねタンク２の高さと等しい板状に形成されていて、第２壁部１２ｂの左右方向における概ね中央に位置している。また、第１壁部１２ａは、側面視として示すように、ヨーク部５ｂおよび第１支持面１０ａを通すための開口１２ｃと、その開口１２ｃに繋がっていて第２支持面１０ｂおよび補強面１０ｃを通すためのスリット１２ｄとが形成されている。

第２壁部１２ｂは、図４に正面視として示すように、左右方向の長さが概ねタンク２の幅と等しく、上下方向の長さが概ねタンク２の高さと等しい板状に形成されている。つまり、第２壁部１２ｂは、正面視において概ねタンク２の断面形状と等しい形状となるように形成されている。また、第２壁部１２ｂには、鎖線にて示す鉄心５の脚部５ａを通すための逃げ孔１２ｅと、逃げ孔１２ｅの周囲に周方向に沿って形成されている複数の案内孔１２ｆが形成されている。この案内孔１２ｆは、第２壁部１２ｂを貫通しており、コイル６内に形成されている内部流路、つまりは、本実施形態では二点鎖線にて示すギャップ９に対応する位置に形成されている。

このＴ型仕切り１２をタンク２の内部に配置した状態では、配置態様として示すように第１壁部１２ａがタンク２の左右のほぼ中央に位置するとともに、図１の平面視および側面視に示すように開口１２ｃおよびスリット１２ｄが鉄心５およびクランプ１０によって塞がれる。その結果、タンク２の内部は、第１壁部１２ａによって冷媒の入口側の空間（Ｒ１）と出口側の空間（Ｒ２）とに仕切られる。

つまり、Ｔ型仕切り１２は、タンク２の内部を少なくとも一部において入口側と出口側とに仕切っている。また、Ｔ型仕切り１２は、第２壁部１２ｂにより、タンク２の内部を第２壁部１２ｂよりも後方側の空間と前方側の空間とに仕切っている。

この場合、タンク２の内部を流れて循環する冷媒は、図５に示すように、入口側においては案内孔１２ｆによってコイル６Ａの後端面から内部流路つまりはギャップ９に案内され、ギャップ９を経由してコイル６Ａの前端面から吐出される。そして、コイル６Ａのギャップ９から吐出された冷媒は、コイル６Ｂのギャップ９を経由して案内孔１２ｆから出口側の空間に到達した後、出口配管８からタンク２外に流出する。なお、図５では、説明の簡略化のために要部のみを示しいている。

つまり、静止誘導器１の場合には、冷媒は、タンク２の内部において、入口側の空間（Ｒ１）、コイル６Ａの内部流路、コイル６Ｂの内部流路、出口側の空間（Ｒ２）の順に各部を直列的に流れることになる。なお、本実施形態では、Ｔ型仕切り１２の外縁は、タンク２の内面との間が図示しない封止部材によって封止されている。

次に、上記した静止誘導器１の作用について説明する。
前述のように、静止誘導器１は小型軽量化が求められている。なお、ここで言う小型軽量化とは、静止誘導器１として必要な性能を確保した上で、配管等を含めた静止誘導器１全体としての小型化や軽量化を意味している。

しかし、必要な冷却性能を確保するためにポンプ性能を強化すると、ポンプ４の大型化つまりは静止誘導器１全体としては大型化してしまうおそれがある。また、タンク２と冷却器３とを接続する配管の位置の制約が多いと設置スペースが大きくなり、静止誘導器１全体としては大型化してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、上記したＴ型仕切り１２をタンク２の内部に設けている。Ｔ型仕切り１２は、上記したようにタンク２の内部の少なくとも一部を入口側の空間と出口側の空間とに仕切り、冷媒が内部流路を経由しつつ仕切られた空間を直列的に流れるように整流する整流部材として機能する。

そして、このＴ型仕切り１２を設けることによって、静止誘導器１を効率的に冷却することが可能になっている。以下、図６に比較例として示す従来の一般的な構成のものを便宜的に従来型静止器１０１と称し、タンク２への冷媒の入口をＩＮ、タンク２からの冷媒の出口をＯＵＴで示すものとする。また、図６は、説明の簡略化のために、静止誘導器１および従来型静止器１０１の構成を概略的に示すものとして提示しており、一部の符号は省略している。

この図６に比較例（構成）として示すように、従来型静止器１０１は、タンク２の内部に鉄心５およびコイル６を備えている。なお、比較のために、従来型静止器１０１のタンク２、鉄心５、コイル６、ポンプ４、および冷却器３は、静止誘導器１と同じであるものとする。ただし、従来型静止器１０１の場合には、タンク２の内部に配置されているコイル６Ａとコイル６Ｂの双方が冷媒の流路になることから、例えばタンク２の後面側に入口が設けられている場合には、入口に対向する例えばタンク２の前面に出口が設けられることになる。

さて、従来型静止器１０１の場合には、冷媒は、白抜きの矢印にて示すようにタンク２の内部に配置されているコイル６Ａとコイル６Ｂの内部を並列に、また、概ね均等に流れて循環する。換言すると、従来型静止器１０１の場合、冷媒は、比較例（流路）としてその流れを模式的に示すように、流路の断面積を示す流路面積（Ｓ１）の空間を流速（Ｖ１）で流れる構成となっている。

これに対して、静止誘導器１の場合には、実施例（構成）として示すようにタンク２の内部の入口側の空間（Ｒ１）と出口側の空間（Ｒ２）とがＴ型仕切り１２の第１壁部１２ａによって仕切られている。また、コイル６の後端よりも後方側（図示上方）の空間と、コイル６の後端よりも前方側（図示上方）の空間とが第２壁部１２ｂによって仕切られている。そして、第２壁部１２ｂには、内部流路に対応する位置に複数の案内孔１２ｆが設けられている。

そのため、静止誘導器１の場合には、冷媒は、白抜きの矢印にて示すようにタンク２の内部の入口側の空間（Ｒ１）から案内孔１２ｆを経てコイル６Ａの内部流路に案内され、コイル６Ａの内部を流れた後にタンク２の内部の前端側の空間に到達して折り返され、コイル６Ｂの内部流路を経由して出口側の空間（Ｒ２）まで案内される。つまり、静止誘導器１の場合、コイル６を冷却する冷媒は、実施例（流路）としてその流れを模式的に示すように、流路の断面積を示す流路面積（Ｓ２）の２つの空間を直列的に流れる構成となっている。

このとき、静止誘導器１と従来型静止器１０１のタンク２や鉄心５およびコイル６の構成が同じであるならば、静止誘導器１における流路面積（Ｓ２）は、従来型静止器１０１における流路面積（Ｓ１）の半分となる。そして、ベルヌーイの定理により、静止誘導器１における流速（Ｖ２）は、従来型静止器１０１の冷媒の流速（Ｖ１）よりも大きくなることが分かる。

ここで、コイル６の温度上昇の違いについて説明する。なお、ここで言うコイル６の温度上昇とは、例えば変圧器であれば日本工業規格ＪＩＳ Ｃ ４３０４や電気規格調査会標準規格ＪＥＣ－２２００－２０１４などにおいて変圧器各部の測定温度と基準周囲温度との差として規定されているものである。

まず、比較例（温度上昇）にフラグＧ１として示すように、従来型静止器１０１における冷媒の温度が入口（Ｐ１）でＴ１であったとする。この場合、冷媒の温度は、冷媒の流れに沿ってコイル６の後端位置（Ｐ２）からコイル６の前端位置（Ｐ３）に向かって上昇し、最終的に出口（Ｐ４）において入口の温度（Ｔ１）よりもΔＴｏ１だけ上昇したとする。そして、グラフＧ２として示すように、冷媒の温度からコイル６の温度が算出され、コイル６の温度上昇（ΔＴｃ１）が求まる。

一方、実施例（温度上昇）にフラグＧ１１として示すように、静止誘導器１における冷媒の温度が入口（Ｐ１１）でＴ１１であったとする。この場合、冷媒の温度は、冷媒の流れに沿ってコイル６Ａの後端位置（Ｐ１２）からコイル６Ａの前端位置（Ｐ１３）に向かって上昇し、冷媒が折り返される空間では温度がほぼ上昇せず、コイル６Ｂの前端位置（Ｐ１４）から後端位置（Ｐ１５）に向かって流れに沿って再度上昇し、出口（Ｐ１６）において入口の温度（Ｔ１１）よりもΔＴｏ２だけ上昇したとする。そして、グラフＧ１２として示すように、冷媒の温度に基づいてコイル６の温度が算出され、コイル６の温度上昇（ΔＴｃ２）が求まる。

このとき、従来型静止器１０１と静止誘導器１とにおいて入口の温度（Ｔ１、Ｔ１１）が同じであったとしても、静止誘導器１のほうが冷媒の流速が速いことから、静止誘導器１のコイル６の温度上昇（ΔＴｃ２）は、従来型静止器１０１のコイル６の温度上昇（ΔＴｏ１）よりも小さくなる。換言すると、Ｔ型仕切り１２を設けることにより、冷媒の流路面積を相対的に小さくすることができ、実質的な冷却性能を向上させることができる。

そして、このように冷却性能を向上させることができれば、例えばタンク２を小型化して冷媒の流量が少なくなったとしても必要な冷却性能を確保することが可能になる。また、例えばタンク２や鉄心５あるいはコイル６等の構成が同じ場合には、ポンプ４の小型化が可能になる。また、冷却性能が高くなっていることから、タンク２の外形や鉄心５やコイル６を変えずに容量を拡大すること、つまりは、従来ではより大型のタンク２を必要としていた相対的に性能が高いものを小型のタンク２で実現することができる。

また、静止誘導器１の場合、冷媒をタンク２の内部で折り返すように循環させていることから、冷媒の入口となる入口配管７および出口となる出口配管８をタンク２の一面に集約することが可能になる。これにより、従来型静止器１０１のように入口と出口とが異なる面に形成されており、出口から冷却器３までの配管をタンク２の外周に配設したり、他の構造をよけて配設したりする必要があった構成と比べて配管を配設する際の制約が少なくなり、入口配管７および出口配管８の取り回しを容易にすることができるとともに、配設に必要となるスペースを削減することもできる。

以上説明した静止誘導器１によれば、次のような効果を得ることができる。
静止誘導器１は、冷媒の入口および出口が設けられているタンク２と、タンク２の内部に配置され、複数の脚部５ａを有する鉄心５と、鉄心５の脚部５ａに装着され、冷媒が流れる内部流路が形成されている複数のコイル６と、タンク２の内部を少なくとも一部において入口側と出口側とに仕切り、入口側となる内部流路と出口側となる内部流路とを冷媒が直列的に流れるように整流する整流部材とを備えている。

整流部材を設けることにより、タンク２の内部における冷媒の流路断面積は、従来のようにコイル６全体の断面積を流路とする場合に比べて小さくなる。そして、流路断面積が小さくなれば、相対的に流速が増加することから冷却性能を向上させることができる。これにより、例えばタンク２の形状が同じであればポンプ４に要求される性能が抑制され、ポンプ４を小型化することが可能になる。あるいは、従来では大型のタンク２が必要とされていた静止誘導器１を、より小型のタンク２で実現することができる。したがって、静止誘導器１の小型軽量化を図ることができる。

また、静止誘導器１では、それぞれのコイル６は、脚部５ａ側に配置される第１コイル６１と、第１コイル６１の外周側に内部流路として機能するギャップ９を介して同心状に配置される第２コイル６２とによって構成されている。そして、整流部材としてのＴ型仕切り１２は、タンク２の内部を冷媒の入口側の空間と出口側の空間とに仕切る第１壁部１２ａと、入口側および出口側となるそれぞれのコイル６の端面を覆う態様で第１壁部１２ａに接続されていて、ギャップ９に対応する位置に冷媒を案内するための複数の案内孔１２ｆが設けられている第２壁部１２ｂとにより形成されている。

これにより、概ね平板状の部材をＴ字状に組み合わせることで整流部材を容易に製造することができるとともに、タンク２の内部に複雑な構造を設けなくても冷媒を整流することができる。

また、スペーサ１３の代わりに、第２壁部１２ｂに相当する部材をコイル６の前端面側に設ける構成とすることができる。また、静止誘導器１は、車両に搭載されるものに限らず、一般的な電圧変換用の変圧器、電流変換用の変流器、インピーダンス変換用や絶縁用のものなどに適用することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態で説明したＴ型仕切り１２とは逆側に、冷媒を整流するための他の部材を配置した構成となっている。そのため、静止誘導器１の基本的な構成は第１実施形態と共通するため、必要に応じて第１実施形態の図面も参照しながら説明する。換言すると、第２実施形態は、第１実施形態と組み合わせることができる。

図７に概略的に示すように、本実施形態の静止誘導器１は、タンク２の内部において、コイル６を挟んでＴ型仕切り１２とは逆側に還流部材２０が配置されている。この還流部材２０は、図８に示すように、全体として箱状に形成されており、コイル６側となる一面にて各コイル６の端面を覆うとともに、その一面にはギャップ９つまりは内部流路に対応する位置に冷媒が通過する複数の孔部２０ａと、鉄心５を通すための逃げ孔２０ｂが形成されている。

また、還流部材２０の内部にはクランプ１０が配置されており、各クランプ１０は、コイル６側になる第２支持面１０ｂに貫通孔１０ｄが形成されている。本実施形態では、還流部材２０は、クランプ１０によりタンク２の内面に固定される容積で形成されている。なお、図７では、説明の簡略化のために入口側のクランプ１０の図示は省略している。また、クランプ１０は異なる形状のものを採用することができる。

そして、この還流部材２０をタンク２の内部に配置した場合には、図９に示すように、図示上方となるコイル６の後端側においてはＴ型仕切り１２によって入口側の空間と出口側の空間とに仕切られるとともに、コイル６の前端側においては還流部材２０によってコイル６Ａのギャップ９から吐出された冷媒がコイル６Ｂのギャップ９に導かれる。換言すると、還流部材２０は、コイル６Ａのギャップ９から吐出された冷媒が、例えばコイル６間の空間などに拡散してしまうことを抑制している。

その結果、冷媒は、図７に示すように、コイル６Ａの内部流路を通過した後、還流部材２０によってコイル６Ｂ側に案内され、コイル６Ｂの内部流路に集中的に流れるようになる。すなわち、冷媒がコイル６Ａの内部流路とコイル６Ｂの内部流路とを直列的に流れて循環する。これにより、冷媒の流速が低下すること、つまりは、冷却性能が低下することが抑制される。

このように、コイル６を挟んで整流部材としてのＴ型仕切り１２とは逆側に配置され、箱状に形成されていて一面がそれぞれのコイル６の端面を覆うとともに内部流路に対応する位置に冷媒が通過する複数の孔部２０ａが形成されていて、入口側のコイル６の内部流路を経由した冷媒を出口側のコイル６の内部流路に向けて折り返す還流部材２０を備える構成によっても、コイル６全体の断面を流路とする構成に比べて冷媒の流速を増加させることができ、静止誘導器１の小型軽量化を図ることができるなど、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第２実施形態の変形例であり、第１実施形態で説明したＴ型仕切り１２の代わりに、箱状の整流部材を設ける構成となっている。また、静止誘導器１の基本的な構成は第１実施形態などとも共通するため、必要に応じて第１実施形態または第２実施形態で説明した図面も参照しながら説明する。換言すると、第３実施形態は、第１実施形態および第２実施形態と組み合わせることができる。

第３実施形態における整流部材としての箱型仕切り３０は、図１０に斜視図として示すように、基本的には第２実施形態で説明した還流部材２０と同様の形状に形成されており、箱状に形成されていて、一面がコイル６の端面を覆うとともに、その一面において内部流路に対応する位置に冷媒が通過する複数の案内孔３０ａが形成されている。また、箱型仕切り３０の入口側および出口側の他面には、箱型仕切り３０の内部への冷媒の入口となる導入孔３０ｂと、箱型仕切り３０の内部からの冷媒の出口となる排出口３０ｃとが形成されている。また、案内孔３０ａの内周側には、鉄心５が通る逃げ穴３０ｄが形成されている。

また、箱型仕切り３０の内部には、入口側と出口側とを仕切る内仕切り３０ｅが設けられている。この内仕切り３０ｅは、概ねＴ型仕切り１２の第１壁部１２ａと同様の構成をしており、箱型仕切り３０の内部を入口側と出口側とに仕切るとともに、ヨーク部５ｂおよび第１支持面１０ａを通すための開口が形成されている。なお、図１０では、説明の簡略化のために内仕切り３０ｅの外枠のみを図示している。

そして、配置態様として示すように、箱型仕切り３０をタンク２の内部に配置した場合には、図示上方側のコイル６の後端面側が箱型仕切り３０によって覆われ、図示下方側のコイル６の前端面側が還流部材２０によって覆われることになる。その結果、図１１に概略的に示すように、タンク２の内部に流入した冷媒の流れは箱型仕切り３０によって入口側のコイル６Ａの内部流路に向けられるとともに、出口側のコイル６Ｂの内部流路から吐出された冷媒は出口に向けて流れるように整流される。

これにより、冷媒は、箱型仕切り３０からコイル６Ａの内部流路に案内され、コイル６Ａの内部流路を経由して還流部材２０によってコイル６Ｂ側に案内され、コイル６Ｂの内部流路を経由して再び箱型仕切り３０に到達した後、出口からタンク２の外部に流出することになり、コイル６Ａの内部流路とコイル６Ｂの内部流路とを直列的に流れて循環する。

このような構成によっても、タンク２の内部全域を流路とする構成に比べて冷媒の流速を増加させることができ、静止誘導器１の小型軽量化を図ることができるなど、第１実施形態や第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では還流部材２０と箱型仕切り３０を区別して示しているが、導入孔３０ｂや排出口３０ｃを例えば板部材で塞ぐことにより、還流部材２０と箱型仕切り３０とに同じ基本構造のものを用いることができる。また、還流部材２０として用いる場合にタンク２の内面に近い、あるいは、接しているようであれば、導入孔３０ｂや排出口３０ｃを塞がなくてもよい。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、主としてタンク２の外部に接続される部材の配置態様について説明する。また、静止誘導器１の基本的な構成は第１実施形態などとも共通するため、必要に応じて第１実施形態から第３実施形態で説明した図面も参照しながら説明する。換言すると、第４実施形態は、第１実施形態から第３実施形態と組み合わせることができる。

静止誘導器１は、例えば車両に搭載される場合には、その設置スペースの制約を受けることがある。例えば、内部に鉄心５およびコイル６を収容しているタンク２部分が最も重いため、タンク２を強固に固定可能な場所に設置した場合、タンク２と冷却器３との間の配管長を短くする必要があり、ポンプ４を設置できない場合が想定される。

そのため、図１２に示すように、コイル６の軸方向の一方の端面に対向するタンク２の一面に冷媒の入口と出口とを集約した構成において、コイル６の他方の端面に対向するタンク２の他面に、入口側の内部流路を流れた冷媒をタンク２の外部の流出させる補助出口となる補助出口配管４０と、補助出口配管４０から流出した冷媒をタンク２の内部に流入させる補助入口となる補助入口配管４１とを設け、タンク２の入口と出口との間に冷却器３を配置し、タンク２の補助出口配管４０と補助入口配管４１との間にポンプ４を配置する構成とすることができる。

具体的には、例えば構成例その１として示すように、入口側のコイル６と出口側のコイル６との間に配置され、タンク２の内部をほぼ全体的に入口側のコイル６側の空間と出口側のコイル６側の空間に仕切る整流部材としてのＩ型仕切り４２と、コイル６の端部に設けられている平仕切４３とを設けた構成において、補助出口配管４０と補助入口配管４１との間にポンプ４を配置する構成とすることができる。この平仕切４３は、上記した第２壁部１２ｂとほぼ共通した構成のものである。

これにより、冷媒は、入口側のコイル６Ａの内部流路と、出口側のコイル６Ｂの内部流路を直列的に流れるようになり、冷却性能を向上させることができる。なお、平仕切４３はＩ型仕切り４２Ａとともにタンク６内に配置可能なものであるため、例えばＩ型仕切り４２を通す開口部分が設けられた形状、あるいは、Ｉ型仕切り４２を挟んで図示左右に分割可能な形状に形成されている。なお、平仕切４２Ｂは一体型に形成しておき、長さの異なるＩ型仕切り４２Ａを平仕切４２Ｂの図示上下に配置する構成とすることもできる。

また、構成例その２として示すように、第１実施形態で説明したＴ型仕切り１２をコイル６の軸方向の両端面側に設けた構成において、補助出口配管４０と補助入口配管４１との間にポンプ４を配置する構成とすることができる。これにより、冷媒は、入口側のコイル６Ａの内部流路と、出口側のコイル６Ｂの内部流路を直列的に流れるようになり、冷却性能を向上させることができる。

また、構成例その３として示すように、第３実施形態で説明した箱型仕切り３０をコイル６の両端面側にそれぞれ設け、補助出口配管４０と補助入口配管４１との間にポンプ４を配置する構成とすることができる。なお、構成例その３では、説明のために箱型仕切り３０にハッチングを付して識別し易くしている。これにより、冷媒は、入口側のコイル６Ａの内部流路と、出口側のコイル６Ｂの内部流路を直列的に流れるようになり、冷却性能を向上させることができる。なお、図示下方側の箱型仕切り３０の代わりに、第２実施形態で説明した還流部材２０を設ける構成とすることもできる。

また、構成例その４として示すように、構成例その１の変形例として、第１実施形態で説明したＴ型仕切り１２をコイル６の軸方向の一端に設け、そのＴ型仕切り１２の図示下方側をコイル６Ａ側とコイル６Ｂ側とに仕切る短尺のＩ型仕切り４２を設ける構成とすることができる。これにより、冷媒は、入口側のコイル６Ａの内部流路と、出口側のコイル６Ｂの内部流路を直列的に流れるようになり、冷却性能を向上させることができる。

ところで、設置スペースの制約としては、配置可能な部材の大きさが制限されることも想定される。例えば、必要な冷却性能を確保できる大きさの冷却器３をタンク２の一方の側に配置できない状況が想定される。その場合、図１３に示すように、タンク２の入口側の一面とは逆側に位置する他面に、入口側の内部流路を流れた冷媒をタンク２の外部の流出させる補助出口配管４０と、補助出口配管４０から流出した冷媒をタンク２の内部に流入させる補助入口配管４１とを設け、タンク２の入口と出口との間に冷媒を循環させるポンプ４と冷媒を冷却する第１の冷却器３ａとを配置し、タンク２の補助出口配管４０と補助入口配管４１との間に冷媒を冷却する第２の冷却器３ｂを配置する構成とすることができる。

具体的には、構成例その５として示すように、構成例その１で説明したＩ型仕切り４２と平仕切４３とを設けたタンク２に補助出口配管４０および補助入口配管４１を設け、補助出口配管４０と補助入口配管４１との間に、第１の冷却器３ａだけでは不足する冷却性能を補う第２の冷却器３ｂを設ける構成とすることができる。

また、構成例その６として示すように、コイル６の両端面側にそれぞれＴ型仕切り１２を配置したタンク２に補助出口配管４０および補助入口配管４１を設け、補助出口配管４０と補助入口配管４１との間に第２の冷却器３ｂを設ける構成とすることもできる。

また、構成例その７として示すように、コイル６の両端面側にそれぞれ箱型仕切り３０を配置したタンク２に補助出口配管４０および補助入口配管４１を設け、補助出口配管４０と補助入口配管４１との間に第２の冷却器３ｂを設ける構成とすることもできる。

また、構成例その８として示すように、コイル６の軸方向の一端に設けられたＴ型仕切り１２と、そのＴ型仕切り１２の図示下方側をコイル６Ａ側とコイル６Ｂ側とに仕切る短尺のＩ型仕切り４２とを配置したタンク２に助出口配管４０および補助入口配管４１を設け、補助出口配管４０と補助入口配管４１との間に第２の冷却器３ｂを設ける構成とすることもできる。

これらのような構成により、例えば冷却器３の大きさの自由度を高めること、すなわち、設置スペースの制約を受けないようにすることができる。また、例えば冷却器３の大きさの自由度を高めること、すなわち、設置スペースの制約を受けないようにすることができる。勿論、タンク２の内部全域を流路とする構成に比べて冷媒の流速を増加させることができ、小型軽量化を図ることができるなど、第１実施形態から第３実施形態と同様の効果を得ることもできる。

（その他の実施形態）
各実施形態ではタンク２の内部を概ねコイル６Ａ側とコイル６Ｂ側とに仕切る構成を例示したが、図１４に示すように、タンク２の内部を他の態様で仕切る整流仕切板５０を設け、各空間を冷媒が直列的に流れる構成とすることができる。

構成例その９として示すように、コイル６Ａの半周分とコイル６Ｂの半周分とに相当する空間を、それぞれ入口側の空間および出口側の空間として仕切る構成とすることができる。この場合、第１実施形態で説明したＴ型仕切り１２の構造を変更することにより、半周分ずつ仕切る整流仕切板５０を構成することができる。

具体的には、第１実施形態では第１壁部１２ａはタンク２の内部を左右に仕切るために平面視においてＴ字状に形成したが、タンク２の内部を上下方向に仕切るように側面視においてＴ字状となるように形成することで、構成例その９のような冷媒の流れを形成することができる。

また、構成例その１０として示すように、第１実施形態の構成と構成例その９に示した構成とを組み合わせ、冷媒が入口側のコイル６Ａの半周分を紙面奥方に流れ、折り返されてコイル６Ａの残りの半周分を紙面手前側に流れた後に出口側のコイル６Ｂの半周分側に流れ、コイル６Ｂの半周分を紙面奥方に流れた後に折り返されてコイル６Ｂの半周分を紙面手前側に流れることで、各空間を冷媒が直列的に流れる構成とすることができる。この場合、Ｔ型仕切り１２に対して、構成例その９で説明したように、第１壁部１２ａの構成を、タンク２の内部を左右に仕切る平面視においてＴ字状、且つ、側面視においてＴ字状となるように形成することで、つまりは、正面視において十字状に形成することで、構成例その１０のような冷媒の流れを形成することができる。

また、構成例その１１として示すように、３個以上のコイル６が配置される構成においても、タンク２の内部を複数の空間に区分けし、冷媒が各空間を直列的に流れる構成とすることができる。この場合、構成例その９と構成例その１０とを組み合わせる態様で、Ｔ型仕切り１２の第２壁部１２ｂを３個のコイル６Ａ～６Ｃに対応した大きさに形成し、第１壁部１２ａを平面視においてＴ字状の部位と側面視においてＴ字状の部位とを組み合わせたり、正面視において十字状のものと組み合わせたりすることにより、構成例その１１のような冷媒の流れを形成することができる。

このような構成であっても、コイル６全体の断面を流路とする構成に比べて冷媒の流速を増加させることができ、静止誘導器１の小型軽量化を図ることができる。また、第２実施形態の箱状仕切りの基本構成や第３実施形態と組み合わせることにより、冷媒の流れを調整することもできる。また、第４実施形態と組み合わせることにより、ポンプ４の大きさや冷却器３の大きさの自由度を高めることができ、設置スペースの制約を受けないようにすることもできる。

また、本実施形態に限らず、第１実施形態から第４実施形態においても、整流部材としてのＴ型仕切り１２、箱型仕切り３０あるいはＩ型仕切り４２は、分割型の構成とすることができる。具体的には、Ｔ型仕切り１２の場合であれば、第１壁部１２ａと第２壁部１２ｂとを分割可能な構成としたり、第１壁部１２ａや第２壁部１２ｂを側面視における前後方向の中央付近で分割可能にしたり、第２壁部１２ｂを平面視における上下方向の中央で分割可能な構成としたりすることができる。

あるいは、箱状仕切りの場合であれば、孔部２０ａが形成されていてコイル６側となる一面と他の面とを分割可能な構成とすることができる。これにより、整流部材や還流部材２０を取り付ける際の作業性を向上させることができる。

また、各実施形態ではギャップ９を内部流路とする構成を例示したが、コイル６を形成する巻回されている導体間に冷媒が流れる空間が形成されている場合には、その空間を内部流路に含めることもできる。

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。これら新規な実施形態は、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。

図面中、１は静止誘導器、２はタンク、３は冷却器、３ａは第１の冷却器、３ｂは第２の冷却器、４はポンプ、５は鉄心、５ａは脚部、５ｂはヨーク部、６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃはコイル、６１は第１コイル、６２は第２コイル、７は入口配管（入口）、８は出口配管（出口）、９はギャップ（内部流路）、１０はクランプ、１２はＴ型仕切り（整流部材）、１２ａは第１壁部、１２ｂは第２壁部、１２ｆは案内孔、２０は還流部材、２０ａは孔部、３０は箱型仕切り（整流部材）、３０ａは案内孔、４０は補助出口配管（補助出口）、４１は補助入口配管（補助入口）、４２はＩ型仕切り（整流部材）、４３は平仕切４３、５０は整流仕切板（整流部材）を示す。

Claims (9)

1. 冷媒の入口および出口が設けられているタンクと、
   前記タンクの内部に配置され、複数の脚部を有する鉄心と、
   前記鉄心の前記脚部に装着され、前記冷媒が流れる内部流路が形成されている複数のコイルと、
   前記タンクの内部を少なくとも一部において入口側と出口側とに仕切り、入口側に位置する前記内部流路と出口側に位置する前記内部流路とを前記冷媒が直列的に流れるように整流する整流部材と、
   を備える静止誘導器。
2. それぞれの前記コイルは、前記脚部側に配置される第１コイルと、前記第１コイルの外周側に前記内部流路として機能するギャップを介して同心状に配置される第２コイルとによって構成されており、
   前記整流部材は、前記タンクの内部を前記冷媒の入口側の空間と出口側の空間とに仕切る第１壁部と、入口側および出口側となるそれぞれの前記コイルの端面を覆う態様で前記第１壁部に接続され、冷媒を案内するための案内孔が前記ギャップに対応する位置に複数設けられている第２壁部とによって形成されている請求項１記載の静止誘導器。
3. 前記コイルを挟んで前記整流部材とは逆側に配置され、箱状に形成されていて一面がそれぞれの前記コイルの端面を覆うとともに前記内部流路に対応する位置に冷媒が通過する複数の孔部が形成されていて、入口側の前記コイルの内部流路を経由した冷媒を、出口側の前記コイルの内部流路に向けて折り返す還流部材を備える請求項１または２記載の静止誘導器。
4. それぞれの前記コイルは、前記脚部側に配置される第１コイルと、前記第１コイルの外周側に前記内部流路として機能するギャップを介して同心状に配置される第２コイルとによって構成されており、
   前記整流部材は、箱状に形成されていて一面がそれぞれの前記コイルの端面を覆うとともに、当該一面に前記ギャップに対応する位置に冷媒が通過する複数の孔部が形成されていて、前記タンクの内部に流入した冷媒の流れを入口側の前記コイルの内部流路に向けるとともに、出口側の前記コイルの内部流路から吐出された冷媒の流れを出口に向ける請求項１記載の静止誘導器。
5. 前記整流部材は、入口側の前記コイルと出口側の前記コイルとの間に配置され、前記タンクの内部を入口側の前記コイル側の空間と出口側の前記コイル側の空間とに仕切る請求項１記載の静止誘導器。
6. 前記タンクの内部において前記コイルを挟んで前記整流部材とは逆側に設けられ、前記タンクの内面から前記コイルの少なくとも端部までの範囲において前記タンクの内部を入口側と出口側とに仕切る補助仕切板を備える請求項１から４のいずれか一項記載の静止誘導器。
7. 前記冷媒の入口および出口は、前記コイルの軸方向の端面に対向する前記タンクの一面に集約されている請求項１から６のいずれか一項記載の静止誘導器。
8. 前記タンクの前記一面とは逆側に位置する他面には、入口側の内部流路を流れた前記冷媒を前記タンクの外部の流出させる補助出口と、前記補助出口から流出した前記冷媒を前記タンクの内部に流入させる補助入口とが設けられており、
   前記タンクの入口と出口との間に、冷媒を冷却する冷却器を配置し、
   前記タンクの補助出口と補助入口との間に、前記冷媒を循環させるポンプを配置した請求項７記載の静止誘導器。
9. 前記タンクの入口前記一面とは逆側に位置する他面には、入口側の内部流路を流れた前記冷媒を前記タンクの外部の流出させる補助出口と、前記補助出口から流出した前記冷媒を前記タンクの内部に流入させる補助入口とが設けられており、
   前記タンクの入口と出口との間に、前記冷媒を循環させるポンプと、前記冷媒を冷却する第１の冷却器とを配置し、
   前記タンクの補助出口と補助入口との間に、前記冷媒を冷却する第２の冷却器を配置した請求項７記載の静止誘導器。

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