(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の中空鉄心と、これらの鉄心の中空部に巻回されたコイルとを含む内装部材をケース内に収容したインピーダンスボンドにおいて、
硬度が比較的小さく圧縮応力を受けても変形が可能で、熱伝導率が高くて発熱により生じる熱応力を吸収し易い液状弾性材料を、前記ケース内に充填して硬化し、内装部材をケースに固定しており、
前記液状弾性材料を充填した前記鉄心の上端部同士の間及び下端部同士の間には、熱膨張を吸収するための中空状の空隙を鉄心と非接触で形成していることを特徴とするインピーダンスボンド。
【請求項２】
液状弾性材料が、２液混合自然硬化タイプのシリコーンゴムである請求項１記載のインピーダンスボンド。
【請求項３】
フィンが、ケースの全周外面に設けられている請求項１又は２記載のインピーダンスボンド。
【請求項４】
コイルが、１次コイル、２次コイル、及び３次コイルからなっており、１次コイルが鉄心の中空部の上下に隙間をおいて配置され、該１次コイル間の隙間の内側に２次コイルが配置されているとともに、該１次コイル間の隙間の外側に３次コイルが配置されている請求項１ないし３のいずれかに記載のインピーダンスボンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ケース内に冷却用オイルが充填されていない、いわゆるオイルレスインピーダンスボンドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のインピーダンスボンドとして、例えば特開平４−３７０９１１号公報に記載されたものがある。このインピーダンスボンドは、鉄心と、この鉄心に巻回された１次コイル及び２次コイルとを含む内装部材と、この内装部材を収容する金属ケースと、前記１次コイル及び２次コイルの各端末をケース外部に引き出す端子とからなるインピーダンスボンドにおいて、前記金属ケースが前記内装部材の外表面に略相似形で各部が略一定の近接距離にある内表面を有し、前記内装部材の外表面と前記ケースの内表面とで形成される狭く一定幅の空隙部に熱伝導性でかつ絶縁性を有するエポキシ樹脂を充填してなるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記インピーダンスボンドは、内装部材がケースに金属ボルトなどで固定されたうえ、該内装部材とケースとの間にはエポキシ樹脂が充填されているが、硬化したエポキシ樹脂はその性質上、材質が硬く、インピーダンスボンド内部の発熱により生ずる熱応力を吸収しにくい特性を有する。一方、鉄道の高速度高密度化運転と回生ブレーキ車の導入により単位時間当りの電車電流が増大しており、長大編成列車の運転はインピーダンスボンドに瞬時過負荷を強いることになる。オイルレス化したインピーダンスボンドは、こうした電車電流の増大及び過負荷運転時の１次コイルの発熱による内装部材の温度上昇により各部の熱膨張率が異なって、各構成部材に熱衝撃（熱応力）を生ずることになり、ケースに亀裂が入ったり、外気がケース内に入って絶縁が低下したりする問題点が想定される。
【０００４】
そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決し、インピーダンスボンド内部の発熱により生ずる熱応力を吸収して、各構成部材に熱衝撃が生ずることを避けることができるインピーダンスボンドを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１の発明は、１対の中空鉄心と、これらの鉄心の中空部に巻回されたコイルとを含む内装部材をケース内に収容したインピーダンスボンドにおいて、硬度が比較的小さく圧縮応力を受けても変形が可能で、熱伝導率が高くて発熱により生じる熱応力を吸収し易い液状弾性材料を、前記ケース内に充填して硬化し、内装部材をケースに固定しており、前記液状弾性材料を充填した前記鉄心の上端部同士の間及び下端部同士の間には、熱膨張を吸収するための中空状の空隙を鉄心と非接触で形成していることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、液状弾性材料が、２液混合自然硬化タイプのシリコーンゴムとなっている。請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、フィンが、ケースの全周外面に設けられている。請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、コイルが、１次コイル、２次コイル、及び３次コイルからなっており、１次コイルが鉄心の中空部の上下に隙間をおいて配置され、該１次コイル間の隙間の内側に２次コイルが配置されているとともに、該１次コイル間の隙間の外側に３次コイルが配置されている。
【０００７】
【作用】
前記のようにケース内に充填された液状弾性材料は、硬度が比較的小さく圧縮応力を受けても変形が可能で、熱伝導率が高くて発熱により生じる熱応力を吸収し易い特性を有するので、インピーダンスボンド内部の発熱により生ずる熱応力を液状弾性材料が流れ込む空隙とともに吸収して、各構成部材に熱衝撃が生ずることを避けることが可能となる。
【０００８】
【実施例】
図１はこの発明の一実施例を示すインピーダンスボンドの前半部破断の平面図、図２は図１の縦断正面図、図３は要部の拡大縦断正面図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う部分平面図、図５は上蓋を外した状態の縦断側面図である。１は金属ケースで、上端開口のケース本体２と上蓋３とからなっており、上蓋３にはさらに後記シリコーンゴム充填用小蓋４が設けられている。ケース本体２内には上側鉄心５Ａ，６Ａと下側鉄心５Ｂ，６Ｂからなる中空鉄心５，６が１対、収容されている。鉄心５，６には図５に示すように１次コイル８，９が、該上側鉄心と下側鉄心間の中空部に上下に隙間１０をおいて配置されて巻回されている。１次コイル８，９の隙間１０のある鉄心５，６には２次コイル１２と３次コイル１３が、２次コイル１２を内側、３次コイル１３を外側にして配置されて巻回されている。これら鉄心５，６とコイル８，９，１２，１３で内装部品１４が構成される。図３に示すようにケース本体２と１次コイル８，９、及びケース本体２と２，３次コイル１２，１３相互間で一定の耐電圧を得るための薄い絶縁テープ１５，１６が該コイル８，９，１２，１３の外面に巻き付けられ、絶縁処理が施されている。これら絶縁テープ１５，１６は伝導熱抵抗を小さくする目的から必要最低限の厚さとなっている。
【０００９】
図１，２において１８は１次コイル８，９の端末をケース１の外部に引き出す端子、２５は中性点端子であり、それぞれ１次コイル８，９からそれぞれ垂直に立ち上がった複数の銅板からなる端部１９とＬ字形の接続金具２０を介して水平方向に平行に張り出してボルトナットからなる固定金具２１で取り付けられている。接続金具２０の固定金具取付位置には図３，４に示すように長孔２３が穿設されており、該長孔に対する固定金具２１の位置を調整することにより、１次コイル８，９の端部１９に対する接続金具２０の取付位置の調整ができるようになっている。図１，２において２６は２次コイル１２の各端末、２７は３次コイル１３の各端末を示している。また２８はケース本体２の一側（図１，２では右側）の上端部に切欠き形成された端子引き出し用の開口部であり、該開口部に配置される端子１８，２５の上下には例えばエポキシ樹脂からなる固形ブロック体としての絶縁体２９が端子１８，２５を共通に挾持する状態に配設され、ねじ止めされている。すなわち、端子１８，２５は絶縁体２９によりケース本体２に対する高さ位置が設定され、この設定高さに基づき接続金具２０の長孔２３と固定金具２１の取付位置が調整され、該固定金具により接続金具２０と１次コイル８，９の端部１９が取り付けられる。
【００１０】
前記の鉄心５，６やコイル８，９，１２，１３からなる内装部材１４の周りのケース本体２内には液状弾性材料としての２液混合自然硬化タイプのシリコーンゴム３０が、隣接する鉄心５，６の上端部間及び下端部間の熱伝導に影響しない隙間に熱膨張を吸収するための空隙３２を形成して充填されて硬化されており、このシリコーンゴム３０の充填により内装部材１４がケース本体２に固定される。シリコーンゴム３０はＪＩＳ硬度Ａｔｙｐｅで測定できる硬度が比較的小さい性質のものである。例えば消しゴム程度の硬さであるＪＩＳ硬度Ａｔｙｐｅ６０となっており、これにより圧縮応力を受けても変形が容易になる。しかも、このシリコーンゴム３０は熱伝導率が高くなっていて、発熱により生じる熱応力を吸収し易い性質ももっている。
【００１１】
空隙３２の形成に際しては、例えばシリコーンゴム３０の充填前に図示しない発砲スチロールを前記隙間に予め入れておく。これにより発砲スチロールがシリコーンゴム３０の充填後にインピーダンスボンド自体のもつ熱により溶けて空隙３２となる。この空隙形成のための発砲スチロールの充填は一例であり、ほかにインピーダンスボンド自体のもつ熱により溶けるものであればゴムの風船のようなものでもよい。
【００１２】
ケース本体２の外面には放熱面積を広げて冷却効果を高めるための放熱フィン３５がその全周にわたり、すなわち１次コイル８，９の端子１８方向及び該端子方向と反対方向、並びにこれら方向とほぼ直角に交叉する方向にわたってそれぞれ張り出して設けられている。３７は上蓋３に設けられたコンデンサ挿入用の小蓋である。
【００１３】
内装部材１４をケース本体２に固定するには、端子１８，２５を１次コイル８，９の端部１９に接続金具２０を介して固定金具２１を仮止めして取り付けた内装部材１４を、端子１８，２５が開口部２８から外部を臨むように位置するようにしてケース本体２内にその上端開口部から収納して位置決めした後、開口部２８に端子１８，２５を上下から挾むように絶縁体２９を嵌めてねじ止める。この内装部材１４の収納作業と併行して、隣接する鉄心５，６の上端部間と下端部間の隙間に発砲スチロールを入れる。しかる後、接続金具２０上の固定金具２１をしっかりと締め付けて固定する。次に、ケース本体２の上端開口部を覆うように上蓋３を被せて固定し、固定後に上蓋３の小蓋４を開けてここからシリコーンゴム３０をケース本体２内に充填する。充填されたシリコーンゴム３０は充填後に硬化してゆき、硬化により内装部材１４はケース本体２に固定された状態となる。そのため従来のように固定のためのボルト等が必要なくなり、製作工数の削減を図ることが可能となる。そして使用されてインピーダンスボンド自体から熱が発生すると、前記発砲スチロールが溶けてその部分が図５のように空隙３２となる。
【００１４】
使用状態においてその内部の発熱により熱応力が生じた場合はケース本体２内に充填されたシリコーンゴム３０がこれを吸収する。すなわち、シリコーンゴム３０は前記のように硬度が比較的小さく、熱伝導率が高くて発熱により生じる熱応力を吸収し易い特性を有するので、前記熱応力による圧縮歪（熱膨張）はシリコーンゴム３０が空隙３２に流れ込むことにより吸収され、緩和される。そのため、各構成部材に熱衝撃が生ずることを避けることが可能となる。
【００１５】
また、内部に発生する熱の冷却処理は熱移動が熱対流であっても熱伝導であっても、最終的にケース本体２の外面を外気で冷却することになるが、冷却のための放熱フィン３５がケース本体２の全周外面に設けられているので、放熱面積が広がり、冷却効果が高くなる。
【００１６】
図５に示すように３次コイル１３が２つの１次コイル８，９間に挾み込む形で配置されるので、１次コイル８，９と３次コイル１３との間の分布静電容量が従来のものに比べ減少する。そのため、電気的な線路共振周波数を高くして、ＡＴＣ信号や踏切制御子など高い周波数を用いた他の軌道回路機器への影響を軽減できる。従来のインピーダンスボンドでは１次と２次あるいは３次コイルの間の巻数比が大きい場合、巻線間の分布静電容量が大きくなり、特定の周波数で線路共振して特定の軌道回路機器が使用できない場合が生じていた。
【００１７】
この実施例で説明したシリコーンゴム３０は液状弾性材料の好ましい一例にすぎず、同効のものであれば、各種の材料でもよいことは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１ないし４の発明は前記のような構成からなり、インピーダンスボンド内部の発熱により生ずる熱応力を液状弾性材料と空隙により吸収して、各構成部材に熱衝撃が生ずることを避けることが可能となるので、従来のように熱衝撃が生じてケースに亀裂が入ったり、絶縁が低下したりする問題を解消することができる。また、内装部材をボルト等を介さずともシリコーンゴムの充填硬化によりケースに固定することができるので、製作工数の削減を図ることができる。また、放熱フィンをケース本体の全周外面に設けたので、放熱面積が広がり、冷却効果が高くなるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示すインピーダンスボンドの前半部破断の平面図である。
【図２】図１の縦断正面図である。
【図３】要部の拡大縦断正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う部分平面図である。
【図５】上蓋を外した状態の縦断側面図である。
【符号の説明】
１  ケース
２  ケース本体
３  上蓋
５，６  中空鉄心
８，９  １次コイル
１２  ２次コイル
１３  ３次コイル
１４  内装部材
１８  １次コイルの引き出し端子
２５  中性点端子
３０  シリコーンゴム
３２  空隙
３５  放熱フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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