JP7178338B2 - 磁気シールド装置 - Google Patents
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Description
<磁気シールド装置>
初めに、本発明の一実施形態である実施の形態の磁気シールド装置について説明する。本実施の形態の磁気シールド装置は、鉄道車両に設けられた電気ケーブルに交流電流が流れることにより発生する交流磁界を遮蔽する磁気シールド装置である。このとき、電気ケーブルは、交流電力が供給される交流電化区間を走行する交流電気鉄道車両に設けられたものであってもよい。或いは、電気ケーブルが交流電流が流れる電気ケーブルであればよいので、電気ケーブルは、直流電力が供給される直流電化区間を走行する直流電気鉄道車両に設けられた電気ケーブルであって例えばインバータと交流モータとを接続するものでもよい。
次に、実施の形態の磁気シールド装置の変形例について説明する。本変形例の磁気シールド装置は、導体11が電気ケーブル4の長さ方向に延在する導体管16(後述する図4参照)を含む点で、導体11が電気ケーブル4の長さ方向に延在するケーブル15を含む実施の形態の磁気シールド装置と異なる。
次に、実施の形態の磁気シールド装置により遮蔽される磁界強度を計算した結果について説明する。
計算例1として、磁気シールド装置5が配置されておらず、電気ケーブル4のみが設置されている場合について、電気ケーブル4の周辺における磁界強度を計算した。ここで、後述する計算例2乃至計算例6を含めた計算例1乃至計算例6として、電気ケーブル4に流れる交流電流の周波数(50Hz)及び振幅を一定とした場合における電気ケーブル4の周辺における磁界強度を計算した。具体的には、計算例1乃至計算例6として、計算例1乃至計算例6の各々の磁界強度を計算例1の磁界強度で除して規格化した相対磁界強度を計算した。従って、計算例1の相対磁界強度は、1である。
計算例2乃至計算例5として、囲み部13を有しない磁気シールド装置5が配置された場合について、電気ケーブル4の周辺における磁界強度を計算した。
計算例3として、導体11、導体22、導体21及び導体23の各々の半径を10mmとしたこと以外は、計算例2と同様にして、実施の形態の磁気シールド装置5、即ち導体11が電気ケーブル4の長さ方向に延在するケーブル15を含む場合について、計算例1の磁界強度で除して規格化した磁界強度である相対磁界強度を計算した。
計算例4として、実施の形態の磁気シールド装置5に代えて、実施の形態の変形例の磁気シールド装置5、即ち導体11が電気ケーブル4の長さ方向に延在する導体管16を含む場合について、計算例1の磁界強度で除して規格化した磁界強度である相対磁界強度を計算した。計算例4では、導体管16の半径即ち外径と内径との平均値の二分の一を40mmとし、導体管16の厚さTH1(図5参照)即ち外径と内径との差の二分の一を5mmとし、導体22、導体21及び導体23の各々の半径を10mmとし、その他の条件は計算例2と同様にして相対磁界強度を計算した。なお、図5では、導体管16の半径を半径RD2と表示している。また、半径RD2は、導体11が電気ケーブル4から離れている距離DS1に等しい。
計算例5として、導体管16の半径即ち外径と内径との平均値の二分の一を25mmとし、導体管16の厚さTH1(図5参照)即ち外径と内径との差の二分の一を5mmとしたこと以外は、計算例2と同様にして、実施の形態の変形例の磁気シールド装置5について、即ち導体11が電気ケーブル4の長さ方向に延在する導体管16を含む場合について、電気ケーブル4の周辺における相対磁界強度を計算した。また、計算例5では、計算例2乃至計算例4と同様に、閉ループ14の高さHT1(図4参照)を2mとし、閉ループ14の幅WD1(図4参照)を0.5mとした。なお、図5では、導体管16の半径を半径RD2と表示している。
計算例6として、囲み部13を有する磁気シールド装置5が配置されたこと以外は、計算例5と同様にして、実施の形態の変形例の磁気シールド装置5について、即ち導体11が電気ケーブル4の長さ方向に延在する導体管16を含む場合について、電気ケーブル4の周辺における相対磁界強度を計算した。
また、計算例7として、閉ループ14の高さHT1(図2参照)を一定(2m)にした状態で、囲み部13(コア)の高さHT2(図2参照)を0から320mm以下の範囲で変化させた場合について、電気ケーブル4の周辺における相対磁界強度を計算した。その結果を、図8に示す。図8は、計算例7により計算された相対磁界強度を示すグラフである。
また、計算例8として、閉ループ14の幅WD1(図2参照)を一定(0.5m)にした状態で、囲み部13(コア)の半径RD3(図3参照)を20~40mmの範囲で変化させた場合について、電気ケーブル4の周辺における相対磁界強度を計算した。その結果を、図9に示す。図9は、計算例8により計算された相対磁界強度を示すグラフである。
1a 妻面
1b 通路開口部
1c 端部
3 幌部
4 電気ケーブル
4a 電線
4b 絶縁層
5 磁気シールド装置
11、12、21、22、23 導体
11a、11b、12a、12b、21a、21b 端部
11c 絶縁層
13 囲み部
14 閉ループ
15 ケーブル
16 導体管
31 クランプ部
CP1 中心位置
DR1、DR2 方向
DS1、DS2 距離
HT1、HT2 高さ
L1、L2 直線
LN1~LN4 長さ
P1 交点
PL1、PL2 面
PS1、PS2 位置
RD1~RD3 半径
RG1 範囲
TH1、TH2 厚さ
WD1 幅
Claims (7)
- 鉄道車両に設けられた電気ケーブルに交流電流が流れることにより発生する交流磁界を遮蔽する磁気シールド装置において、
第1端部及び前記第1端部と反対側の第2端部を有し、且つ、前記電気ケーブルに沿って配置された第1導体と、
第3端部及び前記第3端部と反対側の第4端部を有し、前記第3端部が前記第1導体の前記第1端部に接続され、且つ、前記第4端部が前記第1導体の前記第2端部に接続された第2導体と、
前記電気ケーブル及び前記第1導体を囲む囲み部と、
を有し、
前記囲み部は、強磁性体よりなり、
前記第1導体は、前記電気ケーブルの長さ方向に延在する導体管を含み、
前記第1導体は、前記電気ケーブルが前記導体管の内部を貫通することにより、前記電気ケーブルに沿って配置され、
前記第2導体は、前記導体管の外部を迂回し、且つ、前記囲み部の外部を迂回する、磁気シールド装置。 - 請求項1に記載の磁気シールド装置において、
前記囲み部は、強磁性体よりなり且つクランプ形状を有するクランプ部を含み、
前記クランプ部は、前記電気ケーブル及び前記第1導体に、着脱可能に取り付けられる、磁気シールド装置。 - 請求項1又は2に記載の磁気シールド装置において、
前記第1端部は、前記第1導体のうち前記第1導体の長さ方向である第1方向における第1の側の端部であり、
前記第2端部は、前記第1導体のうち前記第1方向における前記第1の側と反対側の端部であり、
前記第2導体は、
前記第1導体と交差する第2方向において前記第1導体から離れて配置された第3導体と、
前記第3導体のうち前記第1方向における前記第1の側の第5端部と、前記第1導体の前記第1端部と、を接続する第4導体と、
前記第3導体のうち前記第1方向における前記第1の側と反対側の第6端部と、前記第1導体の前記第2端部と、を接続する第5導体と、
を含み、
前記第3端部は、前記第4導体のうち前記第3導体側と反対側の端部であり、
前記第4端部は、前記第5導体のうち前記第3導体側と反対側の端部である、磁気シールド装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁気シールド装置において、
前記電気ケーブル、前記第1導体及び前記第2導体は、前記鉄道車両のうち前記鉄道車両の長さ方向における第7端部に配置されている、磁気シールド装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁気シールド装置において、
前記第1導体及び前記第2導体は、前記鉄道車両の長さ方向と交差する第1面と同一面内に配置されている、磁気シールド装置。 - 請求項4又は5に記載の磁気シールド装置において、
前記電気ケーブルは、前記鉄道車両の高さ方向に延在する、磁気シールド装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の磁気シールド装置において、
前記第1導体は、電気的に浮遊状態である、磁気シールド装置。
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