TWI342028B - Transformer for vehicle - Google Patents

Description

Ι342ϋ28 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於載裝在車輛地板下使用之車輛用變壓 器。 【先前技術】 瓜而έ，於車輛用變壓器之槽内部係封入有兼具絕 ，之作為冷媒使用之絕緣油，並利用輸油泵使該絕緣油循 -且^進*在槽外部的冷部裝置以進行冷卻。帛9圖係顯 ::上述冷郃構造的習知車輛用變壓器之 地面側所見之平面圖，粗箭號為 裝有:變㈣如::二：31的一 並封入有絕緣、、由.β田Λ卩收納鐵心及繞組（未圖示） 變壓@沾 以冷郃絕緣油之冷卻裝置33。於 ::==::：：油之流出，，於另- ，35而與冷卻裝置3;;入口：』=^^ 連接管36而與冷卻裝置33 J連f ’流入口制係藉 變壓器本體32㈣絕緣油° =接° 構成為：流經連接* 35 4由輪油泵34之驅動而 流經另-方的連接管36而再==置33加以冷卻， 即，在變壓器本體32内形“林體32内。亦 (箭號）（參照例如專利文獻1}。句、"L通的絕緣油流通路徑 平㈣65心報（第2買'及第 319393 5 1342028 圖的正面剖面圖中，車輛用變壓器係以垂直於紙面的方向 成為車輛的行進方向之方式裂設在車輛的地板下。以下， 藉由圖式說明其構成。 鐵心1係疊層薄板鋼板而成的三腳鐵心，在其中央腳 部捲繞有高壓及低壓的繞組2。準備複數個將扁平線（或圓 線）捲繞成俯視為橢圓形狀而形成之繞線& 將該㈣ 板2a、及兼具絕緣與確保冷媒流通路獲的絕緣塾片詳 細闡述於後）交互重疊而構成繞組2。 .I納由鐵心1、繞組2構成的内容件之槽3係作成長 方形於繞組2的長軸方向，俾使形狀變為符合内容件之外 2 ’於長邊方向的-面安裝有連接於高壓繞組的高壓絕緣 套（bUShmg)4,於另-面安裝有連接於低壓繞組的低壓絕緣 套於槽3内封入有用以冷卻鐵心j與繞組2的冷媒6。 作為冷媒6係使用絕緣性能佳的絕緣油，例如使用石夕油 =1C〇ne 〇11)。為了冷卻冷媒6，於槽3的外部一面側配置 >有冷部裝置7。此外，具備有令冷媒6強賴環之循環果& ^者，圖之冷卻裝置7係顯示為利用風扇強制冷卻的風冷 實施形態！的車辆用變慶器因其特徵係具有流通於样 内部的冷媒6之流通路徑，故以下就該構造予以說明。 一 ^第1圖所示，設有分隔構件9以將槽3内部分 一，4由該分隔構件9將流通於繞級2内部的冷媒6 ，路徑分割為第】冷媒流通路徑1〇及第2冷媒流通路： 。而且’於槽3的一端側使用連接管以使兩冷媒流通路 319393 8 丄：)外 丄：)外 斗呈 1Π ·. 連通，並於該連接管的令途介設有循環泵g。 再者，冷媒流通路徑係以形成在冷媒 6通過鐵心窗的 :為基本，並设置分隔構件9以將該冷媒流通路徑分隔 柄Γ ° ^ ’實施形態1的情況係、設置有分隔構件9以於 的長邊方向，且於垂直方向將繞組分隔為二。 '於槽3的另一端侧（連通部側的相對側）之槽壁設有： 連通於第1冷媒流通路徑10的冷媒6之流入口 3a、及連 通於第2冷媒流通路徑u的冷媒6之流出口 ％ 丨置？係近接配置於槽3的流入D3a及流出口％，並以\ 緣連接流入σ 3a與冷卻裝置7的出口部7&、流出口⑽ 冷：裂置7的入…b。(在此，雖將冷媒6的流向以圖 之前頭方向加以說明’但亦可為相反方向，在此情形下當 然入口部與出口部、流入口與流出口為相反。） .其次，就分隔構件9更詳加說明。分隔構件9係需要 有.構成繞組2的複數個繞線板2a間的隔板、及封閉繞組 ,2與槽3内壁的空隙之隔板，因此首先就繞線板 說明。 第3圖係插入繞組2的繞線板。間之絕緣墊片η的 平面圖，如圖所示，絕緣墊片12係點貼複數片間隔片Μ 於絕緣板u而構成。間㈣14係以能承受作用於繞線板 2a間之電磁機械力、保持、絕緣並形成冷媒6的流通路徑之 方式’來決定材料、尺寸及排列等。再者，於絕緣板13 的長邊方向之中心線上，除中央的長孔部之外，整個長度 均黏貼分隔間隔片丨5(網狀部）。 319393 9 1342028 當在繞線板2a之間夾入如此構成的絕緣墊片i2，並 疊層所有繞線板而完成繞組2時，分隔間隔片15排列於垂 直方向的-直線上，即成為將繞組2内的流通路徑分隔於 .·=組2的長軸方向之分隔構件。冷媒6係流通成如圖中的 前頭所示。 於形成在繞組2與槽3内壁之間的空隙之隔板係如 弟2圖的正面剖面圖所示，於對應於設在繞線板2a間的上 ·=分隔間隔片15之縱向位置，設置配合空隙形狀的分隔板 形成由該分隔板16與分隔間隔片15構成分隔構件9。 由於在繞組2的中麥部;& a挪 . , 外^ 卩存在鐵心1的中央腳部，所以 •該中央腳部係具有分隔中央部的作用。 接著，說明如此所構成的分隔構件9之作用。 看内部構成時，如第！圖箭頭所示，槽 通路徑係由分隔構件9大分割為二，而變成形 成有由冷卻裝置7側流向槽3的一 •側的第1冷媒流通路徑〗。、及由連;:二 側的第2冷媒流通路徑u之兩大流通路徑。 冷媒泵8之運作，冷媒6朝圖之左方向流經第1 部之過二板广間的絕_ 12 媒6唾由連、所含半邊之熱’到達左端的冷 繞組2所含m第2冷媒流通路徑11，吸收另一半邊 向，-二I 溫度—面上昇一面流向圖之右方 扇之送風被；^ w裝置7 ’並於冷卻裳置7藉風 被冷部，而再度被送往第1冷媒流通路經10。如 319393 10 1342028 2 ’稽由來回之方式循環冷媒6於由分隔構件9所分隔的 、八且2之各半邊，以使變壓器之内部被冷卻。 立再者，循環泵8在設於兩冷媒流通路徑1〇、11的連通 部之外，雖亦可設於冷卻裝置7,但如此一來長邊方向的 尺寸將變稍大。 如上所述，依據實施形態]，由於係以二分割槽内部 之方式以分隔構件予以分隔形成第丨及第2之2個冷媒流 通路杈，以使兩冷媒流通路徑連通於一端側，而於另—端 側使第1冷媒流通路徑與冷卻裝置的一端部、及第2冷媒 4通路徑與冷卻裝置的另一端側分別連通，以使冷媒循環 於第1冷媒流通路徑與第2冷媒流通路徑，所以不需要連 接槽與冷卻装置的長條連接管，而可降低成本並簡化連接 配管之作業，更能達到車輛用變壓器之小型化、輕量化。 再者，由於係以在垂直方向二分割繞組的方式插入分 隔構件，因此可利用插入於繞組的繞線板間之絕緣墊片簡 φ單地構成分隔構件’而能獲得上述效果。 而且，由於係將循環系設在使兩冷媒流通路徑連通的 連通部，所以可有效利用槽長邊方向的絕緣套安裝部之槽 變形部以配置循環泵，故相較於將循環泵設置於冷卻裝置 側的情形，可縮小長邊方向的尺寸。 實施形熊2 第4圖係顯示實施形態2的車輛用變壓器之内部構造 的平面剖面圖，第5圖係顯示第4圖的中央部剖面之正面 剖面圖。 319393 11 1^42028 貫施形態2的車輔用變壓器係與實施形態1的車輛用 變壓器除了在分隔構件之插入方向有所不同外，基= 相似故相似部分賦予相同符號並省略說明，而以相里點 為主予以說明。 /、2 r=施形心2係如第4圖及第5 ®所示，於將車輛用變 壓益安裝於車輛時，以成為. 风马水干方向之方式’於繞組2的 f下方向之大致中央部將分隔構件17插人於與繞組2的择 、、板2a面平行之方向。若以第5圖來說 •件17將槽3之内部上下八古,法 β ^構 、 _ Ρ上下刀割為二，於下側形成苐1冷媒产

通路輕18 ’而於上伽开彡杰楚1人 、刀L /成弟2冷媒流通路徑19。與實施形 ^一樣’在槽3的長邊方向—賴使兩冷媒流通路徑 19連通，並於連通部介設循環泵8。而且於長邊 之另一端側’分縣冷媒流通路徑18、19連接於冷 7的出口部7a及入口部7b。 置 於第6圖顯示分隔構件17的詳細構成，如圖所示 •隔構件1 7係由：合槽 刀 α心的形狀之矩形狀絕緣板20、及 於槽3的安裝有絕緣套4、5 八 ν 邛刀等配合邊形成凸狀的變 形口 Ρ为所加工成的絕緣板2丨所 所構成。絕緣板20係只要在 插入於所積層之繞線板2a間 旧设數個絶緣塾片内，配合样 内徑將中央部的一片予以擴大 m 6 _ 如大即可。逛有分隔構件17如第 〇圓所不，除了構成為將兩 ^ ^ ^ t

仔20、21予以組合外，例 如亦可更予以細分化。 W 其次，參照第5圖說明其作坊丄μ „ ^ ^ ^ 乍用。错由循環泵§的作動， 形成圖之前頭所示之流通路锃， 今蜾6係在由冷卻裝置7 319393 12 1342028 流經第1冷媒流通路徑1 8到槽3的一端側（連通部側）之過 程中冷卻繞組2之下半部，並經由連通部流入第2冷媒流 通路徑19，而於由一端側（連通部側）流到冷卻裝置7側的 過程中邊冷卻繞組2之上半部邊昇溫。由冷卻裝置7所冷 卻的冷媒ό係再度流入槽3内的第丨冷媒流通路徑18。7 如此，與實施形態1 一樣，使冷媒6循環於由分隔構 件1 7所分隔之繞組2的各半部，而冷卻變壓器之内部構件。 如上所述，依據實施形態2,於與實施形態丨相同的 變壓器構成中，由於將分隔構件以朝水平方向二分割繞組 之方式插入，故得以利用簡單的分隔構件獲得與實施形筚 1相同的效果。 、/ 4 實施形熊3 第7圖係顯示實施形態 的平面剖面圖’第8圖係顯 剖面圖。 3的車輛用變壓器之内部構造 示第7圖的中央部剖面之正面 ^與實施形態^的第！圖及第2圖相等之部分職 付號並省略說明，而以相異點為主加以說明。 同 相異點係在於冷卻裝置的對槽之安装構$ 〜 施形態3的冷卻裝置23係顯示為自冷式之’實 用車輛之行進所產生之行進風（第7圖中 \即’利 以冷卻者。 則碩顯不）予 實施形態3的特徵部分係將實施形態以 =二流出面’兼作為直接安“卻^有冷 4面，亚設有安裝凸緣22之點。於安裝凸緣3 319393 13 1342028 吏令媒6由冷卻裝置23淀 流入口 22a、 "L 冷媒流通路徑1〇之 裝f Mm 將冷媒6由弟2冷媒流通 ， 忒置23側之流出口 2沘。 ^峪么·】】达入冷卻 再者，圖雖顯示將槽壁 構件構成者，但亦可使样辟面裝凸緣而以-體的 等予以固設。 〃、凸緣為不同構件而藉銲接 冷卻裝置23的安裝側係形成於 部24,並於其内部的中央部 :、周圍具有凸緣的頭 …藉此將頭部24内部畫分:上二隔之分隔板 複數個U字形的管件構成之冷卻之= 及下方的室。 埂.‘，。經畫分之上方 槽3的内部係利用分隔構件9 徑〗〇及第2冷媒流通路徑n ^ 1通路 ΛΑ Μ β 4媒6之循環冷卻經分隔 的，’免、.且2内’因係與實施形能 五土 ν 只抛办心1相冋，故不再多加贅述。 :者4隔構件9的插入方向亦可如實施形態 千万向。 又冷卻裝置23亦可非為圖示的自冷式，而為如實施形 ，卜2的冷㈣置7之具風扇的風冷式者。相反地，、於實 施形態卜或貫施形態2中，亦可使用自冷式之冷卻裝置 來取代風冷式的冷卻装置。 如上所述，依據實施形態3，因於與實施形態】或實 施形態2相等的變壓器本體之槽侧面，作成直接裝設冷卻 裝置的構造，所以在實施形態i或實施形態2的效果外， 形成不需要連結冷卻裝置與槽的連接管，而更可達成小型 319393 14 1342028 .4 化、輕量化。 【圖式簡單說明】 1的車輛用變壓器之内 第1圖係顯示本發明實施形態 構造的平面剖面圖。

圖 弟2圖係顯示第 吗μ丫为部刮叫<止曲剖面圖。 第3圖係插入第i圖的繞組之繞線板間的絕緣墊片之 第4圖係顯示實施形態2的車輛 的平面剖面圖。 用變壓器之内部構造 面之正面剖面圖。 之圖。 用變壓器之内部構造 面之正面剖面圖。 盗之構成的平面圖 苐5圖係顯示第4圖的中央部剖 第6圖係顯示第4圖的分隔構件 第7圖係顯示實施形態3的車輛 的平面剖面圖。

第8圖係顯示第7圖的中央部剖 第9圖係顯示習知的車輛用變壓 主要元件符號說明】 2a 3a 4 6 7a 8 鐵心 繞線板 22a流入口 高壓絕緣套 冷媒 出口部 循環泵 18 第1冷媒流通路徑 2 繞組 3 槽 3b、22b 流出口 5 低壓絕緣套 7 ' 23 冷卻裝置 7b 入口部 9 ' 17 分隔構件 319393 15 10 1342028 11、19第2冷媒流通路徑 12 絕緣墊片 13、 20、21 絕緣板 14 間隔片 15 分隔間隔片 16 ' 25 分隔板 22 安裝凸緣 24 頭部 26 冷卻管 « 31 車輛 32 變壓器本體 32a 流入口 32b 流出口 33 冷卻裝置 34 輸油泵 參 35、36 連接管 16 319393

Claims (1)

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J --— », v^. · 丨丨為月H曰修(更成替換頁j申請專利範圍： 第096124088號專利申請案 1〇〇年3月4日修正替換¥ C/^ _ 一種車輛用變壓器，係具備：鐵心；繞組，以上述鐵心 的中央腳為軸而捲繞，·槽，用以收納上述鐵心及上述繞 組；冷卻裝置，用以冷卻充填在上述槽之冷媒；以及循 環泵，用以使上述冷媒通過上述槽内部而強制循環，其 特徵為： ' 上述繞組係具有複數個繞線板，上述繞線板係藉由 絕緣墊片而沿著上述軸隔開配置，而該絕緣墊片則插入 在用以構成相鄰接繞線板間之冷媒流通路徑的鄰接 線板間， 於上述槽内部形成第 ^ ，、不么今郑逍路徑的分隔 構件係在配置有上述絕緣墊片的鄰接繞線板間延伸， 於上述槽之一端側，使上述兩冷媒流通路徑連通， 於上述槽之另—端侧，使上述苐1冷媒流通路徑與 j冷卻裝置的—端部連通’且使上述第2冷媒流通路 心上述冷卻裝置的另一端部連通， 上述冷媒係於域第…職通路㈣於橫切上述 之方向由上述冷卻裝置側朝上述槽之上述—端侧汽 冷媒流通路徑内，由使上述兩冷媒流 連通的上述槽之上述一端側於橫切上述轴之 β流動，而彺上述冷卻裝置側循環。 如申明專利$ϋ圍第i項之車輕用變壓器，直中 3 =件係設成將上述繞組於垂直方向作二㈣ 請專利範圍第1項之車輛用變壓器，其中 構件係設成將上述繞組於水平方向作二分判 2 上述分 上述分 (修正本）319393 17 1342028 •· ，\ I 4. 5. 第096124088號專利申請案 100年3月4曰修正替換頁 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之車輛用變壓 器，其中，上述冷卻裝置係直接安裝於上述槽之上述另 一端側的壁面。 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之車輛用變壓 器，其中，設有循環泵於連通部，以使上述兩冷媒流通 路徑連通。 18 (修正本）319393