JP3568721B2 - インピーダンスボンド - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
この発明は、インピーダンスボンドに関し、主にその不平衡電流検出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気車のレールの継目の両側に配置され、レール電流や信号電流を伝達するものであるが、レールの状態にひび割れ等の異常が発生すると一対のレールに不平衡電流が流れ、インピーダンスボンドにも不平衡電流が流れる。従って、インピーダンスボンドの不平衡電流を検出することによりレールの異常を検出することができる。又、何らかの異常によりレールに過電流が流れることがある。
【０００３】
図６はインピーダンスボンドの構造を示し、図７はインピーダンスボンドの回路を示す。図において、１は鉄心、２は鉄心締付バンド、３〜５は鉄心１に巻回された一次コイル、二次コイル、及び三次コイルであり、一次コイル３は二つのコイル部３ａ，３ｂに分かれ、中性点３ｃで接続されている。これらはアルミ容器６に収納され、隙間にはエポキシ樹脂７が充填されている。又、各コイル３〜５にはそれぞれリード線８〜１０が設けられ、リード線８の先端には一次端子１１と中性点端子１２が容器６から突出して形成され、リード線９，１０の先端にも二次端子１３及び三次端子１４が突出形成される。１５はインピーダンスボンドの全体を示し、一次端子１１はレールと接続され、中性点端子１２はもう一方のインピーダンスボンドの中性点端子と接続される。
【０００４】
図８は従来のインピーダンスボンドの不平衡電流検出装置の構成図を示し、１６，１７は一次コイル３の両端のリード線８にそれぞれ設けられた直流変流器（ＤＣＣＴ）であり、直流変流器１６，１７により一対のレールから一次コイル３に流入する、あるいは逆に一次コイル３から各レールに流出するレール電流を検出し、このレール電流を１０Ωのシャント抵抗１８，１９により電圧に変換し、ローパスフィルタ２０，２１によりノイズを除去する。こうして得られた二つの電圧値の偏差を差動増幅器２２により検出し、この偏差が所定値以上の場合にはコンパレータ及び出力回路２３から出力を出し、レール電流に不平衡が生じたと判定し、レールの異常を検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の不平衡電流検出装置においては、インピーダンスボンド１５内に一対の直流変流器１６，１７を設ける必要があり、インピーダンスボンド１５が大形になった。又、直流変流器１６，１７は動作用電源を必要とし、高価になった。さらに、動作点検時には不平衡電流をレール又はインピーダンスボンド１５に流す必要があり、このための装置が大掛かりなものとなった。
【０００６】
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、不平衡電流を検出する機能を有し、小形にすることができるとともに、動作用電源が不要であり、動作の点検も簡単に行うことができるインピーダンスボンドを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るインピーダンスボンドは、レールと接続された一次コイルの中性点近傍に磁気を感知する磁気センサを設けたものである。
【０００８】
請求項２に係るインピーダンスボンドは、螺合した非磁性ボルト内に磁気センサを設けたものである。
【０００９】
請求項３に係るインピーダンスボンドは、一次コイルの中性点近傍に感動レベルが異なる複数の磁気センサを設けたものである。
【００１０】
請求項４に係るインピーダンスボンドは、内部に磁気センサを樹脂によりモールドしたものである。
【００１１】
請求項５に係るインピーダンスボンドは、磁気センサの外周に点検用磁界を発生する点検用コイルを設けたものである。
【００１２】
請求項６に係るインピーダンスボンドは、螺合した非磁性ボルト内に磁気センサ及び点検用コイルを設けたものである。
【００１３】
請求項７に係るインピーダンスボンドは、磁気センサの近傍に感動レベルを調整する磁性体を設けたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図１（ａ），（ｂ）はこの実施形態によるインピーダンスボンドの平面図及び正面図を示し、２４はインピーダンスボンド１５の一次コイル３の中性点３ｃ近傍においてインピーダンスボンド１５に螺合された中空の非磁性ボルトであり、非磁性ボルト２４の内部には図２にも示すように磁気センサであるリードスイッチ２５が固定され、その周囲には点検用コイル２６が設けられている。２５ａはリードスイッチ２５の出力線、２６ａは点検用コイル２６の入力線である。又、２７は非磁性ボルト２４の内部の下端に設けられた磁性体である。
【００１５】
リードスイッチ２５は図３（ａ）に示すように一対の磁性体からなる接点２５ｂをガラスからなる保持部２５ｃにより保持したものであり、感動磁界以上の磁界が加わると接点２５ｂ間が閉じ、開放磁界以下の磁界が加わった場合には接点２５ｂ間が開く、図３（ｂ）はリードスイッチ２５の周囲に点検用コイル２６を配設した場合を示し、点検用コイル２６に電流を流すと磁界が発生し、磁力線Ａの作用により接点２５ｂが閉じる。又、インピーダンスボンド１５の回路を示す図４においてリードスイッチ２５の位置を示し、また従来構造を示す図６においてもリードスイッチ２５の位置を示す。
【００１６】
次に、上記構成の動作を説明する。図５はインピーダンスボンド１５の一次側の磁界分布を示し、レールからレール電流が一次コイル３の両端から矢印で示すように流入する場合を考える。この場合、各リード線８には図示のように電流が流れるので（ａ）に示すように磁界が発生し、各リード線８（Ａ），８（Ｂ）を流れる電流により発生する磁界Ａ，Ｂは（ｂ），（ｃ）に示すようになる。従って、レール電流が平衡している場合には、（ｂ）に示すように中性点３ｃにおいては磁界Ａ，Ｂは大きさが等しく方向が反対となるので磁界零となる。このため、中性点３ｃの近傍にリードスイッチ２５を設けてもリードスイッチ２５は動作しない。
【００１７】
一方、レールに不平衡電流が流れている場合には磁界Ａ，Ｂは（ｃ）に示すようになり、中性点３ｃにおいて磁界は零とならない。このため、リードスイッチ２５はこの磁界が感動磁界以上であれば動作し、レール電流の不平衡を検知し、レールの何らかの異常状態を検知することができる。
【００１８】
又、点検用コイル２６に電流を流すと点検用磁界が発生し、これによってリードスイッチ２５が正常に動作するか否かを検出することができる。
【００１９】
上記実施形態によれば、一次コイル３の中性点３ｃの近傍にリードスイッチ２５を設け、これによりレールの不平衡電流を検出しており、直流変流器１６，１７を設ける必要がなく、インピーダンスボンド１５を小形化することができる。又、リードスイッチ２５は電源を必要とせず、安価にすることができる。さらに、リードスイッチ２５をインピーダンスボンド１５に螺合した非磁性ボルト２４内に設けており、非磁性ボルト２４のねじ込み具合により中性点３ｃとの距離を調整し、リードスイッチ２５の感動レベルを容易に調整することができる。
【００２０】
又、リードスイッチ２５の外周に点検用コイル２６を設け、点検用コイル２６により磁界を発生させ、リードスイッチ２５の動作点検を行うようにしており、レール等に不平衡電流を流す必要がなく、動作点検を簡単に行うことができる。又、この点検用コイル２６をリードスイッチ２５と共に非磁性ボルト２４内に設けており、やはり感動レベルの調整が容易となる。さらに、非磁性ボルト２４内においてリードスイッチ２５の近傍に磁性体２７を設けており、これにより磁界分布が変化するので、リードスイッチ２５の感動レベルを調整することができる。
【００２１】
なお、同一感動レベルのリードスイッチ２５を例えば中性点３ｃの上下に設け、各リードスイッチ２５からの出力により不平衡電流を検出するようにすれば、信頼性が２倍になる。又、中性点３ｃの近傍に感動レベルが異なる複数のリードスイッチ２５を設ければ、不平衡電流の不平衡レベルがどの程度であるかを判別することができ、レールの異常状態の判別を行うことができる。又、リードスイッチ２５を非磁性ボルト２４内に設けたが、インピーダンスボンド１５内に樹脂によりモールドしてもよい。又、図１（ａ）に二点鎖線で示すように一対の一次端子１１の近傍にそれぞれリードスイッチ２５を設ければ、レール電流の過電流を検出することができ、この場合にも直流変流器１６，１７は必要なく、小形安価とすることができ、動作点検も容易となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、一次コイルの中性点近傍に磁気センサを設けてレール電流の不平衡を検出しており、インピーダンスボンドを小形にすることができるとともに、動作用電源が不要で安価にすることができ、動作点検も容易となる。
【００２３】
請求項２，６によれば、磁気センサのみあるいは磁気センサと点検用コイルをインピーダンスボンドに螺合した非磁性ボルト内に設けており、非磁性ボルトのねじ込み具合により磁気センサの感動レベルを調整することができる。
【００２４】
請求項３によれば、一次コイルの中性点近傍に感動レベルが異なる複数の磁気センサを設けており、レール電流の不平衡の度合を検知することができ、これによりどのような異常かを判別することができる。
【００２５】
請求項４によれば、インピーダンスボンド内に磁気センサを樹脂によりモールドしており、一層の小形化が可能となる。
【００２６】
請求項５によれば、磁気センサの外周に点検用コイルを設けており、磁気センサの動作点検時にレール等に不平衡電流を流すための大掛かりな装置が不要となり、動作点検が簡単となる。
【００２７】
請求項７によれば、磁気センサの近傍に磁性体を設けており、これにより磁気分布が変化して感動レベルを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるインピーダンスボンドの平面図及び正面図である。
【図２】この発明によるインピーダンスボンドの要部正面図である。
【図３】この発明によるリードスイッチの断面図、リードスイッチを点検用コイル内に収納した状態の断面図である。
【図４】この発明によるインピーダンスボンドの回路図である。
【図５】この発明によるインピーダンスボンドの一次側の磁界分布の説明図である。
【図６】従来のインピーダンスボンドの一部破断平面図及び半縦断側面図である。
【図７】従来のインピーダンスボンドの回路図である。
【図８】従来のインピーダンスボンドの不平衡電流検出装置の構成図である。
【符号の説明】
３…一次コイル
３ｃ…中性点
１１…一次端子
１５…インピーダンスボンド
２４…非磁性ボルト
２５…リードスイッチ
２６…点検用コイル
２７…磁性体

Claims (7)

1. 電気車のレール電流及び信号電流を伝達するインピーダンスボンドにおいて、レールと接続された一次コイルの中性点近傍に磁気を感知する磁気センサを設けたことを特徴とするインピーダンスボンド。
2. 上記磁気センサを螺合した非磁性ボルトの内部に設けたことを特徴とする請求項１記載のインピーダンスボンド。
3. 上記磁気センサを磁気の感動レベルが異なる複数の磁気センサとしたことを特徴とする請求項１又は２記載のインピーダンスボンド。
4. 上記磁気センサを内部に樹脂によりモールドしたことを特徴とする請求項１又は３記載のインピーダンスボンド。
5. 上記磁気センサの外周に点検用磁界を発生する点検用コイルを設けたことを特徴とする請求項１又は３記載のインピーダンスボンド。
6. 上記磁気センサ及び点検用コイルを螺合した非磁性ボルトの内部に設けたことを特徴とする請求項５記載のインピーダンスボンド。
7. 上記磁気センサの近傍にその感動レベルを調整する磁性体を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインピーダンスボンド。
   【０００１】

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