JP4801115B2 - 航空照明用絶縁変圧器およびこれを用いた航空照明回路 - Google Patents

Description

この発明は、航空照明用絶縁変圧器およびこれを用いた航空照明回路に係わり、特に一次側が定電流装置に接続され、二次側が灯器に接続される航空照明用絶縁変圧器およびこれを用いた航空照明回路に関する。

一般に、滑走路などの航空照明回路においては、多数個の灯器の光度を一定にして均一な見え方にする必要があるため、定電流装置を電源とした直列点灯回路が採用されている。

このような航空照明回路においては、灯器断芯時の回路開放防止および一次側の高圧回路と二次側の低圧回路を絶縁するため、ゴム被覆絶縁変圧器を介して灯器が接続されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、このような航空照明回路においては、ゴム被覆絶縁変圧器の一次側には所定の定電流が流れていることから、灯器断芯などにより変圧器の二次側が開放状態になると、ゴム被覆絶縁変圧器の鉄心が磁気飽和を起こし、ゴム被覆絶縁変圧器の二次側に異常パルス電圧が出力されることになる。

従来、このようなゴム被覆絶縁変圧器の二次側に接続される灯器としてハロゲンランプが使用されているため、ゴム被覆絶縁変圧器の変流比が１：１となっており、二次側が開放になった場合でも５００Ｗのゴム被覆絶縁変圧器で二次側の電圧が１５００Ｖ以下に抑えられるように構成されている。

一方、近時においては、寿命が長く、低消費電力の観点からＬＥＤ（Ｌight Ｅmitting Ｄiode）を光源とした灯器が開発されており、かかるＬＥＤをハロゲンランプに代えてゴム被覆絶縁変圧器の二次側に接続することが試みられている。このようなＬＥＤから成る灯器においては、必要な電流値はハロゲンランプの１／１０程度でよいことから、ゴム被覆絶縁変圧器の変流比もそれに合わせて１０：１のものが開発されている。

しかしながら、ゴム被覆絶縁変圧器の電流比が１０：１になると、ゴム被覆絶縁変圧器の電圧比が１：１０となるため、ゴム被覆絶縁変圧器の二次側が開放状態になった場合に発生する異常パルス電圧も従来の１０倍の電圧が出力するという難点がある。そして、二次側開放時に従来の１０倍の電圧が出力すると、ゴム被覆絶縁変圧器の二次側に最大で１５０００Ｖの電圧が発生することとなり、ひいてはゴム被覆絶縁変圧器の絶縁破壊や、ゴム被覆絶縁変圧器の二次側回路の絶縁破壊を引き起こす可能性があるとともに、人が触った場合に感電災害を引き起こす可能性もある。

特開平８−６９７０７号公報

本発明は、上述の難点を解決するためになされたもので、航空照明用絶縁変圧器の二次側に、航空照明用絶縁変圧器の二次側の電圧が閾値電圧を越えたときに短絡動作する異常電圧発生防止回路を接続することで、二次側開放時における異常電圧の発生を防止することができる航空照明用絶縁変圧器およびこれを用いた航空照明回路を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様である航空照明用絶縁変圧器は、変圧器本体を備え、変圧器本体の一次側に定電流装置が、二次側に灯器が接続される航空照明用絶縁変圧器において、変圧器本体の二次側に、変圧器本体の二次側の電圧が閾値電圧を越えたときに短絡動作する電子パーツで構成される異常電圧発生防止回路が接続され、異常電圧発生防止回路は、変圧器本体の二次側の電圧が閾値電圧を越えたときに短絡動作する短絡回路および変圧器本体の二次側に発生した異常電圧が消滅したときに短絡動作を解除する復帰回路を備え、変圧器本体と灯器間を接続する二次側リード線の中間部にゴムモールド体が設けられ、ゴムモールド体に電子パーツが埋設されているものである。

本発明の第２の態様は、第１の態様である航空照明用絶縁変圧器において、変圧器本体の二次側に、異常電圧発生防止回路が着脱自在に接続されているものである。

本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様である航空照明用絶縁変圧器において、変圧器本体と灯器間にゴムモールド体が設けられ、ゴムモールド体に電子パーツが埋設されているものである。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様の何れかの態様である航空照明用絶縁変圧器において、ゴムモールド体は、常温硬化型ゴムで形成されているものである。

本発明の第５の態様は、第４の態様である航空照明用絶縁変圧器において、常温硬化型ゴムは、ウレタンゴムから成るものである。

本発明の第６の態様は、定電流装置、灯器および第１の態様乃至第５の態様の何れかの態様である航空照明用絶縁変圧器を備え、航空照明用絶縁変圧器の一次側には一次側リード線を介して定電流装置が、二次側には二次側リード線を介して灯器が接続されているものである。

本発明の航空照明用絶縁変圧器およびこれを用いた航空照明回路によれば、航空照明用絶縁変圧器の二次側に、当該二次側の電圧が閾値電圧を越えたときに短絡動作する異常電圧発生防止回路を接続することで、二次側開放時における異常電圧の発生を防止することができ、ひいては航空照明用絶縁変圧器の絶縁破壊や、航空照明用絶縁変圧器の二次側回路の絶縁破壊を引き起こすおそれがなくなり、また人が触った場合に感電災害を引き起こすおそれもなくなる。また、変圧器本体の二次側に、異常電圧発生防止回路を着脱自在に接続した場合においては、当該異常電圧発生防止回路が故障した場合に異常電圧発生防止回路のみを交換することで迅速に事故に対応することができ、また、航空照明用絶縁変圧器の全体を交換せずに異常電圧発生防止回路のみの交換で事故に対応し得ることからコストの低減を図ることができる。

以下、本発明の航空照明用絶縁変圧器およびこれを用いた航空照明回路を適用した好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。
［実施例１］
図１は、本発明の航空照明用絶縁変圧器を用いた航空照明回路の説明図を示している。

同図において、本発明における航空照明回路（直列点灯回路）は、滑走路などに沿って所定の間隔をおいて配置される多数個のゴム被覆絶縁変圧器から成る航空照明用絶縁変圧器１を備えており、各航空照明用絶縁変圧器１の一次側は一次側リード線Ｌ１を介して変電所内に配設された定電流装置２に直列に接続され、二次側は二次側リード線Ｌ２を介してＬＥＤから成る灯器３に接続されている。ここで、一次側リード線Ｌ１は、後述するように、航空照明用絶縁変圧器１の一次巻線に接続される第１、第２の一次側リード線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂと定電流装置２に接続される第３、第４の一次側リード線Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄとを備え、二次側リード線Ｌ２は、第１、第２の二次側リード線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを備えている。

航空照明用絶縁変圧器１は、図２に示すように、コア（不図示）や一次、二次巻線（不図示）等をゴムモールドして成る変圧器本体１１を備えており、当該変圧器本体１１の一次巻線の一方の端部には第１の一次側リード線Ｌ１ａが、他方の端部には第２の一次側リード線Ｌ１ｂがそれぞれ接続され、また、変圧器本体１１の二次巻線には第１の二次側リード線Ｌ２ａが接続され、当該第１の二次側リード線Ｌ２ａにはゴムモールド体４を介して第２の二次側リード線Ｌ２ｂが接続されている。

ここで、ゴム被覆絶縁変圧器から成る航空照明用絶縁変圧器１は、変圧器の一次側を高圧定電流回路に接続し、二次側を灯器３に接続することにより灯器３を一次側の高圧から絶縁するとともに、灯器３が断芯した場合に定電流回路が解放状態となるのを防ぐために使用されるもので、当該航空照明用絶縁変圧器１においては、二次側の電流値を小さく変成し二次側の電圧値が増大するように構成されている。また、第１、第２の一次側リード線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂは、例えば５０００Ｖ単心８ｍｍ２のエチレンプロピレンゴム絶縁クロロプレンシースケーブル（以下「ＰＮケーブル」という。）等から成り、第１の一次側リード線Ｌ１ａの先端部には例えばプラグＰ１が、第２の一次側リード線Ｌ１ｂの先端部には例えばレセプタクルＲ１が取り付けられている。また、第１、第２の二次側リード線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂは、例えば６００Ｖ２心３.５ｍｍ２のエチレンプロピレンゴム絶縁クロロプレンキャブタイヤーケーブル（以下「ＰＮＣＴケーブル」という。）等から成り、第２の二次側リード線Ｌ２ｂの先端部にはＬＥＤから成る灯器３を接続するためのレセプタクルＲ２が取り付けられている。なお、図１に示す第３、第４の一次側リード線Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄも、第１、第２の一次側リード線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂと同様に例えば５０００Ｖ単心８ｍｍ２のＰＮケーブル等から成り、これらの第３、第４の一次側リード線Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄの先端部にもプラグ（不図示）またはレセプタクル（不図示）が取り付けられている。これらのプラグやレセプタクルを取り付けることで、直列点灯回路のＰＮケーブルと航空照明用絶縁変圧器１の一次側リード線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂとの接続、またはＰＮケーブル相互間の接続、および航空照明用絶縁変圧器１の二次側リード線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂと灯器３の接続をワンタッチで行なうことができる。

一方、二次側リード線Ｌ２の中間部、すなわち第１の二次側リード線Ｌ２ａと第２の二次側リード線Ｌ２ｂとの接続部には、正面視で紡錘形状のゴムモールド体４が設けられており、このゴムモールド体４には後述する異常電圧発生防止回路としての電子パーツ５が埋設されている。なお、電子パーツ５は、回路基板５１（図４参照）上に分圧抵抗、ダイオード、ツェナーダイオードおよびサイリスタ（ＳＣＲ）等の電子部品を実装したもので構成されている。

異常電圧発生防止回路としての電子パーツ５は、図３に示すように、変圧器本体１１（図２参照）の二次側の電圧を検知する電圧検知回路５ａと、変圧器本体１１の二次側の電圧が閾値電圧（例えば６５０Ｖ）を越えたときに短絡動作する短絡回路５ｂと、異常電圧（閾値電圧）が消滅したときに短絡動作を解除して通常状態に復帰させる復帰回路５ｃとを備えている。ここで、短絡回路５ｂは電圧検知回路５ａおよび復帰回路５ｃに接続され、電圧検知回路５ａには第１、第２の端子Ｔ１、Ｔ２が接続されている。

図４は、航空照明用絶縁変圧器１の二次側リード線Ｌ２の中間部に設けられたゴムモールド体４の説明図を示している。

図４（ａ）において、ゴムモールド体４は、例えば常温硬化型のウレタンゴムから成るモールド本体４１を備えており、当該モールド本体４１内には第１、第２の二次側リード線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの接続部６と、当該接続部６と平行に配置された異常電圧発生防止回路としての電子パーツ５が埋設されている。

第１、第２の二次側リード線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの接続部６は、次のようにして形成されている。すなわち、図４（ｃ）に示すように、先ず、第１、第２の二次側リード線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの対向する端部をそれぞれ段剥することでそれぞれ絶縁線心６１ａ〜６１ｄや導体（不図示）が露出され、露出された各導体には圧着端子（不図示）がそれぞれ圧着されている。そして、第１の二次側リード線Ｌ２ａの絶縁線心６１ａ、６１ｂは二股に分けられた上で絶縁線心６１ａ、６１ｂを構成する導体（圧着端子）が電子パーツ５を構成する回路基板５１に離間して設けられた第１、第２の端子Ｔ1、Ｔ２に接続される。また、第２の二次側リード線Ｌ２ｂの絶縁線心６１ｃ、６１ｄは矩形状の電子パーツ５（回路基板５１）の周縁を囲むように配線された上で前述と同様にして絶縁線心６１ｃ、６１ｄを構成する導体（圧着端子）が回路基板５１の第１、第２の端子Ｔ１、Ｔ２に接続される。ここで、第２の二次側リード線Ｌ２ｂの絶縁線心６１ｃ、６１ｄを矩形状の電子パーツ５の周縁を囲むように配線したのは回路基板５１上に存在する電子部品（不図示）に悪影響を与えないためである。

モールド本体４１は、図４（ｂ）に示すように、断面視で略楕円状に形成することが好ましい。このように形成することで、その形状を角型にしたものに比し金型内の空間に液状のウレタンゴムを隙間なく容易に注入することができ、ひいては絶縁特性の良好なモールド本体４１を提供することができる。

ここで、ゴムモールド体４に異常電圧発生防止回路としての電子パーツ５を埋設した理由について説明する。先ず、航空照明用絶縁変圧器１は水没状態での使用も想定されているため、電子パーツ５としての短絡回路５ｂを含む異常電圧発生防止回路も同様な環境で使用されることを前提にして取り付け場所を選定する必要がある。次に、短絡回路５ｂを含む異常電圧発生防止回路は電子パーツ５で構成されているため、変圧器本体１１を構成するコアに電子パーツ５を取り付けると、ゴムモールド時の熱（例えば１５０℃×1時間）で破損するおそれがある。このため、本発明においては、航空照明用絶縁変圧器１の二次側リード線Ｌ２の中間部に電子パーツ５を配設し、これを常温で硬化するウレタンゴムでモールドすることで電子パーツ５の破損を防止することができる。また、電子パーツ５をウレタンゴムでモールドすることで航空照明用絶縁変圧器１における水没状態での使用も可能となる。

一方、異常電圧発生防止回路としての短絡回路５ｂは繰り返しの使用が可能となるように構成されており、また、異常電圧が消滅した場合は短絡動作も解除され通常状態に復帰するように構成されている。これにより、繰り返し連続使用が可能な短絡回路５ｂを航空照明用絶縁変圧器１の二次側リード線Ｌ２の中間部に取り付けて常温でモールド加工することで、従来のゴム被覆絶縁変圧器と同じ扱いが可能な上、異常電圧の発生を防止することができる。

次に、本発明の航空照明回路における異常電圧発生防止回路の動作について説明する。

先ず、定電流装置２からの出力は一次側リード線Ｌ１、航空照明用絶縁変圧器１および二次側リード線Ｌ２を介してＬＥＤから成る灯器３に供給されている。しかして、このような航空照明回路において、ＬＥＤから成る灯器３が断芯すると航空照明用絶縁変圧器１の二次側が開放状態になることで二次側に例えば６５０Ｖを越える異常パルス電圧が出力されることになる。かかる異常パルス電圧が異常電圧発生防止回路としての電圧検知回路５ａで検知されると、異常電圧発生防止回路としての短絡回路５ｂが動作して二次側が短絡されることになる。また、短絡回路５ｂの短絡動作により二次側に発生した異常電圧（閾値電圧）が消滅すると、復帰回路５ｃにより短絡動作が解除して通常状態に復帰する。これにより、航空照明用絶縁変圧器１の二次側開放時の異常電圧の発生が防止されることになる。

以上のように、本発明の航空照明用絶縁変圧器１およびこれを用いた航空照明回路によれば、変圧器本体１１の二次側に異常電圧発生防止回路（電子パーツ５）が接続されていることから、変圧器本体１１の二次側の電圧が閾値電圧を越えたときに異常電圧発生防止回路の短絡回路５ｂが短絡動作することで変圧器本体１１の二次側に発生した異常電圧を消滅させることができ、また、異常電圧発生防止回路に復帰回路５ｃを搭載した場合には、短絡動作を解除する復帰回路５ｃが動作することで、通常状態に復帰させることができる。従って、本発明の航空照明用絶縁変圧器１およびこれを用いた航空照明回路によれば、航空照明用絶縁変圧器１の絶縁破壊や、航空照明用絶縁変圧器１の二次側回路の絶縁破壊を引き起こすおそれがなくなり、また人が触った場合に感電災害を引き起こすおそれもなくなる。
［実施例２］
図５は、本発明の他の実施例における航空照明用絶縁変圧器の正面図、図６は同航空照明用絶縁変圧器の二次側に着脱自在に接続されるゴムモールド体の説明図を示している。なお、図５、図６において、図１乃至図４と共通する部分には同一の符合を付して詳細な説明を省略する。

図５、図６において、この実施例においては、図２に示す第１の二次側リード線Ｌ２ａに代えて、先端部に例えばレセプタクルＲ３が取り付けられた第１の二次側リード線Ｌ２ａ´が変圧器本体１１の二次巻線（不図示）に接続されている。また、図２、図４に示すゴムモールド体４に代えて、入力側に例えばプラグＰ２が取り付けられ、出力側にＬＥＤから成る灯器３（図１参照）を接続するためのレセプタクルＲ４が取り付けられたゴムモールド体４´が第１の二次側リード線Ｌ２ａ´に着脱自在に接続されている。ここで、第１の二次側リード線Ｌ２ａ´とゴムモールド体４´との接続部分には例えば自己融着性絶縁テープの巻回およびポリ塩化ビニルテープの巻回により防水処理を施すことが好ましい。このような防水処理を施した場合には、航空照明用絶縁変圧器の水没状態での使用も可能になる。

なお、第１の二次側リード線Ｌ２ａ´としては、第１の二次側リード線Ｌ２ａと同様に、例えば６００Ｖ２心３.５ｍｍ２のＰＮＣＴケーブルが使用される。図６中、符合７ａ〜７ｄは絶縁線心６１ａ〜６１ｄの導体、８ａ〜８ｄは圧着端子を示している。

この実施例においては、第１の二次側リード線Ｌ２ａ´のレセプタクルＲ３にゴムモールド体４´のプラグＰ２をワンタッチで接続することで、変圧器本体１１の二次側（第１の二次側リード線Ｌ２ａ´）に、異常電圧発生防止回路（ゴムモールド体４´）を着脱自在に接続することができる。

従って、この実施例によれば、第１の実施例と同様の作用効果に加え、異常電圧発生防止回路（電子パーツ５）が故障した場合に当該異常電圧発生防止回路（電子パーツ５）のみを交換することで迅速に事故に対応することができ、また、航空照明用絶縁変圧器の全体を交換せずに異常電圧発生防止回路（電子パーツ５）のみの交換で事故に対応し得ることからコストの低減を図ることができる。
［実施例３］
図７は、本発明の他の実施例における航空照明用絶縁変圧器の正面図を示している。なお、同図において、図１乃至図５と共通する部分には同一の符合を付して詳細な説明を省略する。

この実施例においては、図５に示すゴムモールド体４´に代えて、入力側に第１の二次側リード線Ｌ２ａ´と同種の構成のリード線Ｌ３ａを介して例えばプラグＰ３が取り付けられ、出力側に第１の二次側リード線Ｌ２ａ´と同種の構成の他のリード線Ｌ３ｂを介してＬＥＤから成る灯器３（図１参照）を接続するためのレセプタクルＲ５が取り付けられたゴムモールド体４´´が第１の二次側リード線Ｌ２ａ´に着脱自在に接続されている。なお、第１の二次側リード線Ｌ２ａ´とゴムモールド体４´´との接続部分には第２の実施例と同様に防水処理を施すことが好ましい。

この実施例においても、第１の二次側リード線Ｌ２ａ´のレセプタクルＲ３にゴムモールド体４´´のプラグＰ３をワンタッチで接続することで、変圧器本体１１の二次側（第１の二次側リード線Ｌ２ａ´）に、異常電圧発生防止回路（ゴムモールド体４´´）を着脱自在に接続することができる。

従って、この実施例においても、第１の実施例と同様の作用効果に加え、異常電圧発生防止回路（電子パーツ５）が故障した場合に当該異常電圧発生防止回路（電子パーツ５）のみを交換することで迅速に事故に対応することができ、また、航空照明用絶縁変圧器の全体を交換せずに異常電圧発生防止回路（電子パーツ５）のみの交換で事故に対応し得ることからコストの低減を図ることができる。

前述の実施例においては、図面に示した特定の実施の形態をもって本発明を説明しているが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、次のように構成してもよい。

第１に、前述の実施例においては、ゴムモールド体４を常温硬化型のウレタンゴムで形成しているが常温硬化型のシリコ−ンゴムで形成してもよい。

第２に、前述の実施例においては、一次側リード線Ｌ１として５ｋＶのＰＮケーブルを使用しているが３ｋＶのＰＮケーブルを使用してもよい。

第３に、前述の実施例においては、閾値電圧を６５０Ｖにしているが、当該閾値電圧はこれに限定されず例えば４５０Ｖとしてもよい。

第４に、前述の第２、第３の実施例においては、第１の二次側リード線Ｌ２ａ´の先端部にレセプタクルＲ３を取り付け、ゴムモールド体４´、４´´の入力側にプラグＰ２、Ｐ3を取り付けているが、第１の二次側リード線Ｌ２ａ´の先端部にプラグを取り付け、ゴムモールド体４´、４´´の入力側にレセプタクルを取り付けてもよい。

本発明の航空照明用回路の一例を示す説明図。 本発明の航空照明用絶縁変圧器の一例を示す正面図。 本発明の異常電圧発生防止回路（電子パーツ）のブロック構成図。 本発明の航空照明用絶縁変圧器の二次側に設けられたゴムモールド体の説明図で、分図（ａ）は正面図、分図（ｂ）は側面図、分図（ｃ）は上面図。 本発明の航空照明用絶縁変圧器の他の例を示す正面図。 図５に示す航空照明用絶縁変圧器の二次側に接続されるゴムモールド体の説明図で、分図（ａ）は正面図、分図（ｂ）は側面図、分図（ｃ）は上面図。 本発明の航空照明用絶縁変圧器の他の例を示す正面図。

１・・・航空照明用絶縁変圧器
１１・・・変圧器本体
２・・・定電流装置
３・・・灯器
４、４´、４´´・・・ゴムモールド体
５・・・異常電圧発生防止回路（電子パーツ）
５ａ・・・電圧検知回路
５ｂ・・・短絡回路
５ｃ・・・復帰回路
Ｌ１・・・一次側リード線
Ｌ２・・・二次側リード線

Claims (6)

1. 変圧器本体を備え、前記変圧器本体の一次側に定電流装置が、二次側に灯器が接続される航空照明用絶縁変圧器において、
   前記変圧器本体の二次側に、前記変圧器本体の二次側の電圧が閾値電圧を越えたときに短絡動作する電子パーツで構成される異常電圧発生防止回路が接続され、
   前記異常電圧発生防止回路は、前記変圧器本体の二次側の電圧が閾値電圧を越えたときに短絡動作する短絡回路および前記変圧器本体の二次側に発生した異常電圧が消滅したときに前記短絡動作を解除する復帰回路を備え、
   前記変圧器本体と前記灯器間を接続する二次側リード線の中間部にゴムモールド体が設けられ、前記ゴムモールド体に前記電子パーツが埋設されていることを特徴とする航空照明用絶縁変圧器。
2. 前記変圧器本体の二次側に、前記異常電圧発生防止回路が着脱自在に接続されていることを特徴とする請求項１記載の航空照明用絶縁変圧器。
3. 前記変圧器本体と前記灯器間にゴムモールド体が設けられ、前記ゴムモールド体に前記電子パーツが埋設されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の航空照明用絶縁変圧器。
4. 前記ゴムモールド体は、常温硬化型ゴムで形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３何れか１項記載の航空照明用絶縁変圧器。
5. 前記常温硬化型ゴムは、ウレタンゴムから成ることを特徴とする請求項４記載の航空照明用絶縁変圧器。
6. 定電流装置、灯器および請求項１乃至請求項５何れか１項記載の航空照明用絶縁変圧器を備え、前記航空照明用絶縁変圧器の一次側には一次側リード線を介して前記定電流装置が、二次側には二次側リード線を介して前記灯器が接続されていることを特徴とする航空照明回路。

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