JP3413244B2 - インピーダンスボンド - Google Patents

インピーダンスボンド

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JP3413244B2
JP3413244B2 JP13420093A JP13420093A JP3413244B2 JP 3413244 B2 JP3413244 B2 JP 3413244B2 JP 13420093 A JP13420093 A JP 13420093A JP 13420093 A JP13420093 A JP 13420093A JP 3413244 B2 JP3413244 B2 JP 3413244B2
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邦夫 与那原
政明 山本
久夫 高橋
裕 稲富
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はインピーダンスボンド
に関し、特にその乾式化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】インピーダンスボンドは、電車の信号区
間において、同区間に電車が入ってきたことを示す信号
と同区間の電力用電流を変電所に戻すための回路を作る
ために、信号区間相互の接続を行う装置である。従来の
インピーダンスボンドはオイル入りの大形のものであ
り、重量も重く、オイルの保守、交換や修理のための移
動に大変な労力を必要とする。例えば、JRS(JR規
格)22701−12B−14AR3Cインピーダンス
ボンド(在来線用)の場合、DC商用1000Aの機種
で体積約127l、質量430Kgである。鉄心にはE
−E型の積み鉄心を用い、オイル中にコイルと鉄心を浸
漬することにより、大電流(1000A)による発熱を
オイルの対流によって放熱冷却するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
湿式インピーダンスボンドはオイル入りのため重量が重
く、同程度の大きさのトランスと比べても大形で重いも
のであった。このため、設置や移動などの工事に多くの
労力を要し、小形化、軽量化が課題となっていた。又、
オイルが長期年月で劣化したり、パッキングなどの劣化
により雨水などが侵入したときにはオイル交換が必要と
なり、やはり労力を要した。このように、小形化、軽量
化、オイルレス化は時代の要請となってきた。
【0004】ところで、JR規格の構成材料も現在では
進歩しており、オイルの対流によらない放熱も可能とな
りつつある。ちなみに、耐熱性のレジンは155℃(F
種)にも充分耐え得るものであり、熱伝導性の高いレジ
の充填も可能である。又、コイルの絶縁も芳香族ナイ
ロンの不織布やイミドのフイルムなどにより行うことが
でき、これらをテープ状やシート状にしてコイルの相間
絶縁や対地絶縁などに用いることにより、コイルの温度
上昇についてもより高温に耐えることができる。さら
に、重電業界ではかなり以前からカットコアが用いら
れ、このカットコアは積み鉄心よりも性能が出易く、製
造上の工数も低減し易い。
【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、小形化、軽量化、オイルレス
化を可能とするインピーダンスボンドを得ることを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1にか
かるインピーダンスボンドは、E−E型積み鉄心とコイ
ルを収納した鉄製ケース内にエポキシ樹脂を充填すると
ともに、鉄心とケースとの対向部位に熱伝導性絶縁シー
のみを設けたものである。
【0007】請求項2にかかるインピーダンスボンド
は、カットコアとコイルとをカットコアとケースの対向
部位が接触するように収納したケース内にエポキシ樹脂
を充填したものである。
【0008】
【作用】請求項1においては、ケース内にエポキシ樹脂
が充填されるとともに、鉄心とケースの間に熱伝導性絶
縁シートが設けられ、通電により発生した熱は熱伝導性
の良いエポキシ樹脂及び熱伝導性絶縁シートとケースを
介して放熱される。
【0009】請求項2においては、鉄心として所定のイ
ンピーダンス値を精度良く出し易いカットコアが用いら
れ、また発生した熱はエポキシ樹脂及びケースを介して
放熱される。
【0010】
【実施例】実施例1 以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。図1
(a),(b)は実施例1によるインピーダンスボンド
の横断平面図及び縦断正面図を示し、1は上下に一対E
型積み鉄心2を対向して設けたE−E型積み鉄心(E−
E型S14)、3はE−E型積み鉄心1をおおうように
設けられた鉄製のケースであり、E−E型積み鉄心1と
ケース3との接近又は接触部4には熱伝導性絶縁シート
を挿入し、この間の絶縁を行う。熱伝導性絶縁シートと
しては、厚さ0.3mmのユニシート(商品名、明電ケ
ミカル(株)製、熱伝導率3.0×10-3cal/cm
・sec・℃)を用いた。5は各E型積み鉄心2の凹部
2aに一部が挿入された一対の一次コイル、6は一対の
一次コイル5の間に設けられた二次コイル、7は一次コ
イル5及び二次コイル6の内側において一部が一対の凹
部2aに挿入された三次コイルである。又、ケース3内
には熱伝導性を良くするために注型用エポキシ樹脂を注
入し、硬化させた。注型用エポキシ樹脂は、アルミナの
粉末を70%含む低粘度エポキシ樹脂と酸無水物より構
成した。
【0011】DC商用1000A用の機種の場合、イン
ピーダンスボンドの全体的な大きさは、縦434mm
(従来の89%)、横440mm(従来の88%)、高
さ372mm(従来の66%)、体積71l(従来の5
6%)、重量310Kg(従来の72%)、温度上昇は
コイル部抵抗法により測定して69℃(従来は75℃)
となった。コイル5〜7の絶縁は、ポリエステルフイル
ム、プレスボート、ワニスクロスにより行った。又、一
次コイル5は銅の8ターン(従来は10ターン)により
構成し、二次コイル6はPEW平角線の8ターン(従来
は二重線巻平角線の10ターン)により構成し、三次コ
イル7はPEW丸線の160ターン(従来はホルマール
銅線の200ターン)により構成した。又、放熱冷却
は、注型用エポキシ樹脂及び熱伝導性絶縁シートの熱伝
導により行った。
【0012】実施例1においては、発生した熱の放熱冷
却は熱伝導性の良いエポキシ樹脂及びケース3を介して
行われ、オイルレスにより小形、軽量化が可能となっ
た。又、E−E型積み鉄心1と鉄製のケース3との間の
絶縁は熱伝導性絶縁シートにより行われるが、該シート
によっても熱伝導が行われる。また、又、各コイル5〜
7のターン数を従来より削減したので、これによっても
小形化が達成される。このターン数の削減は、E型積み
鉄心2相互の合せ具合を正しくして磁気特性を向上させ
るとともに、余裕率を小さくすることにより可能とな
る。この結果、一次コイル5に1000Aの電流を持続
的に流した場合の一次コイル5の温度上昇は図2に示す
ように69℃となり、従来の75℃以下の規定を充分満
足し、小形化しても支障がないことが判明した。
【0013】実施例2 図3(a),(b)は実施例2によるインピーダンスボ
ンドの横断平面図が及び縦断正面図を示し、8は一対の
カットコア片8a,8bを突き合せて形成した巻き鉄心
のカットコアであり、その突き合せ面には図4(a),
(b)に示すように幅が異なるスリット8c,8dが形
成される。カットコア8はスリット8c側が隣接するよ
うに2個配設される。一対の一次コイル5は各カットコ
ア8のカットコア片8a,8bの凹部8eに一部が挿入
され、二次コイル6は一対の一次コイル5の間に設けら
れ、三次コイル7は一次コイル5及び二次コイル6の内
側において一部が一対の凹部8eに挿入される。9は2
個のカットコア8と各コイル5〜7の周囲をおおうアル
ミ製のケースであり、ケース9内には実施例1と同じ注
型用エポキシ樹脂を注入し、硬化させた。なお、アルミ
製のケース9とカットコア8との間は磁気的に絶縁する
必要がないので、実施例1のような熱伝導性絶縁シート
は設けなくてよく、直接接触させる。
【0014】DC商用1000A用の機種の場合、イン
ピーダンスボンドの大きさは、縦425mm(従来の8
7%)、横470mm(従来の94%)、高さ305m
m(従来の54%)、体積43l(従来の34%)、重
量235Kg(従来の55%)、温度上昇は90℃(従
来は75℃)となった。コイル5〜7の絶縁は、ノーメ
イクフイルム、キノルゴボード、ワニスガラスクロスに
より行った。又、一次コイル5は銅の8ターン(従来は
10ターン)により構成し、二次コイル6はAIW平角
線の8ターン(従来は二重線巻平角線の10ターン)に
より構成し、三次コイル7はAIW丸線の160ターン
(従来はホルマール銅線の200ターン)により構成し
た。又、放熱冷却は注型用エポキシ樹脂の熱伝導により
行った。
【0015】実施例2においては、発生した熱の放熱冷
却は熱伝導性の良いエポキシ樹脂及びケース9を介して
行われ、オイルレスにより小形、軽量化が可能となっ
た。又、各コイル5〜7のターン数の削減によっても小
形化が可能となった。さらに、E−E型積み鉄心の場合
には鉄板の積み重ねに工数がかかるとともに、鉄心間の
隙間の調整によるインピーダンス値の調整が困難であっ
たが、巻き鉄心のカットコア8の場合には工数が削減さ
れるとともに、小形化も可能となり、またインピーダン
ス値の調整が容易で鉄損を減少させることができ、精度
と効率を向上することができる。この結果、一次コイル
5のターン数は実施例1と同じで銅の断面積を20%小
さくして電流密度を高めることができた。一次コイル5
に1000Aの電流を持続的に流した場合の一次コイル
5の温度上昇は図5に示すように90℃となり、従来の
75℃より若干大きいが、小形化しても支障がないこと
が判明した。
【0016】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、オイルの代りにエポキシ樹脂を鉄製ケース内に充填
するとともに、積み鉄心とケースの間に熱伝導性絶縁シ
ートを設け、このエポキシ樹脂と絶縁シートを介して発
熱の放熱冷却を行うようにしており、オイルレス化によ
り小形化、軽量化を達成することができる。しかも、積
み鉄心とケースの対抗部位には樹脂が充填されないの
で、これによっても小形軽量化が促進される。
【0017】又、請求項2によれば、発熱の放熱冷却を
エポキシ樹脂を介して行うようにしており、オイルレス
化により小形化、軽量化を達成することができる。
た、カットコアとケースの対向部位に樹脂を充填しない
ので、これによっても小形軽量化が図られる。又、鉄心
をカットコアとしたので、精度及び効率を向上すること
ができ、小形、軽量化をさらに促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1によるインピーダンスボンドの横断平
面図及び縦断正面図である。
【図2】実施例1によるインピーダンスボンドの一次コ
イルの温度上昇特性図である。
【図3】実施例2によるインピーダンスボンドの横断平
面図及び縦断正面図である。
【図4】実施例2によるカットコアの平面図及び正面図
である。
【図5】実施例2によるインピーダンスボンドの一次コ
イルの温度上昇特性図である。
【符号の説明】
1…E−E型積み鉄心 2…E型積み鉄心 3…鉄製ケース 4…接近又は接触部 5〜7…コイル 8…カットコア 9…アルミ製ケース
フロントページの続き (72)発明者 高橋 久夫 東京都品川区西五反田7丁目16番1号 明電ケミカル株式会社内 (72)発明者 稲富 裕 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式 会社明電舎内 (56)参考文献 特開 平4−370911(JP,A) 特開 平3−69102(JP,A) 特開 昭56−155511(JP,A) 実開 昭60−98570(JP,U) 実開 平5−33514(JP,U) 実公 平1−43847(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B61L 1/18 H01F 30/00 JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のE型積み鉄心を対向配設したE−
    E型積み鉄心と、E−E型積み鉄心に巻装したコイル
    と、E−E型積み鉄心とコイルとを収納した鉄製ケース
    と、E−E型積み鉄心と鉄製ケースとの対向部位に他の
    部材を介さずに設けた熱伝導性絶縁シートと、ケース内
    に充填したエポキシ樹脂とを備えたことを特徴とするイ
    ンピーダンスボンド。
  2. 【請求項2】 カットコアと、カットコアに巻装したコ
    イルと、カットコアとコイルとをカットコアとケースの
    対向部位が接触するように収納したケースと、ケース内
    に充填したエポキシ樹脂とを備えたことを特徴とするイ
    ンピーダンスボンド。
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