JPH06112001A - 抵抗器装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】効率の良い冷却が行なえると共に、他機器への
取付けが容易に行なえる抵抗器装置を得る。 【構成】抵抗体３，３０から発生する熱を冷却体２０に
伝えて放熱するように構成した抵抗器装置において、発
生した熱を効率よく冷却するために、前記抵抗体３，３
０を遮蔽物４，２４〜２６，３１〜３３で覆って外気か
ら遮断し、熱の放出を防いで外気との温度差を大きく
し、かつ前記冷却体２０の集熱部２１を前記遮蔽物４，
２４〜２６，３１〜３３内の前記抵抗体３，３０に接近
させ、前記冷却体２０の放熱部２２を前記遮蔽物４，２
４〜２６，３１〜３３外に露出させて熱輸送力を高めた
のである。そして、前記遮蔽物４，２４〜２６，３１〜
３３に他機器１６への取付部８，２６，３６を設けて冷
却体２０付きの抵抗体３，３０をユニット化し、他機器
１６への取付けを容易にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抵抗体装置に係り、特
に、電気車搭載用制御装置に用いるのに好適な抵抗器装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の例えば巻線型の抵抗器装置は、実
開昭56−155401号公報に記載のように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、他機
器への取付けについての配慮がなされてなく、他機器へ
の取付け作業を厄介なものとする問題があった。

【０００４】本発明の目的の一つは、他機器への取付け
が容易に行なえると共に、効率のよい冷却ができる抵抗
器装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、抵抗体から発生する熱を冷却体に伝えて
放熱するように構成した抵抗器装置において、前記抵抗
体を外気から遮断する遮蔽物で覆うと共に、この遮蔽物
と前記抵抗体との間に絶縁充填材を充填し、かつ前記冷
却体の集熱部を前記遮蔽物内の前記抵抗体に接近させ、
前記冷却体の放熱部を前記遮蔽物外に露出させのであ
る。

【０００６】

【作用】抵抗体を遮蔽物で覆って絶縁充填材を詰めたの
で、前記抵抗体から発生する熱は前記遮蔽物の表面に伝
わらずに、ほとんどが前記抵抗体に接近して設けられた
冷却体の集熱部に集熱されるので、前記遮蔽物内外の温
度差が高まる。この温度差は冷却体の放熱部と外気との
温度差となるので、冷却体放熱部からの外気への熱放散
は活発になる。その結果、冷却体の集熱部から放熱部へ
の熱輸送力を高めることができ、冷却効率を高めること
ができる。したがって、冷却効率を高めた分、抵抗体を
小型化できる。また、抵抗器装置は抵抗体と冷却体とを
前記遮蔽物を介してユニット化しており、その遮蔽物を
利用して固定部材への取付けができるので、取付けのた
めに特別な付属部品を用意する必要はなく、簡単に取付
けることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２につ
いて説明する。本実施例による抵抗器装置は、巻線型抵
抗器１が用いられる。この巻線型抵抗器１は、陶磁器製
例えばセラミック製の筒体２とその外周に巻付けられた
抵抗線３とより構成されている。前記抵抗線３は絶縁体
である筒体２に巻付けられるので、裸の線を用いてもよ
いが、巻付ける際の前記抵抗線３の保護と巻線ピッチを
小さくし、あるいは重ね巻きすることから、例えば耐熱
絶縁布を被覆した絶縁被覆線が用いられ、そして、必要
に応じて巻付けた抵抗線３の保持と保護のために前記巻
付けられた抵抗線３の表面に耐熱絶縁塗料を塗布してい
る。

【０００８】このような巻線型抵抗器１の外周は適当な
間隔をもって筒状の保護ケース４で覆われている。この
保護ケース４は、例えばアルミニウム，銅，ステンレス
鋼，鋼板あるいは耐熱及び耐候性に優れた合成樹脂を繊
維で強化したものなどの機械的強度が確保できる強度部
材で形成されている。尚、前記保護ケース４を導電性の
材料で形成して前記抵抗線３との絶縁距離がとれない場
合には、前記保護ケース４の内周面に絶縁筒を施す必要
がある。

【０００９】前記筒状の保護ケース４の両端部５Ａ及び
５Ｂの外周にはねじが切られている。この保護ケース４
の一端部５Ａのねじ部には端板６がねじ込まれ、例えば
絶縁材製の塞ぎ板７Ａを挟んで前記端板６と前記筒体２
との間に隙間が生じないようにしている。

【００１０】前記端板６は外周部に形成したねじ部と同
心の穴を中心部に有し、前記塞ぎ板７Ａは外周が前記保
護ケース４の内周に接し中心部が前記筒体２に接する大
きさを有し、中心部に中心穴が形成されている。

【００１１】また、前記保護ケース４の他端部５Ｂのね
じ部には取付具８がねじ込まれている。この取付具８の
前記保護ケース４と反対側には、パッキング保持部８Ａ
を例えば点溶接などの周知の接合手段によって取付けて
いる。さらに、前記取付具８の前記保護ケース４側には
絶縁材料で形成された塞ぎ体９が位置している。この塞
ぎ体９の前記保護ケース４の内側に位置する部分には、
前記筒体２と前記保護ケース４とを同心状に保持するた
めに、前記筒体２と前記保護ケース４の内周部に夫々係
合する係合部１０Ａ及び１０Ｂが形成されており、ま
た、前記塞ぎ体９の前記保護ケース４の外側に位置する
部分には、内部に端子用導体１２Ａ及び１２Ｂを貫通し
た端子保護体１１Ａ及び１１Ｂが、前記パッキング保持
部８Ａを貫通して前記筒体２の長手方向に沿って突出し
ている。前記端子用導体１２Ａの内端には、抵抗線３の
前記端板６側に接続したリード線１３Ａを接続してい
る。前記リード線１３Ａには絶縁チューブ１４が貫通さ
れており、この状態で前記リード線１３Ａは前記抵抗線
３の外周部を絶縁距離を確保しながら前記端子用導体１
２Ａ側に引出されている。また、前記端子用導体１２Ｂ
の内端には、抵抗線３の前記取付具８側のリード線１３
Ｂが接続されている。

【００１２】７Ｂは筒体２と塞ぎ体９との間を塞ぐ絶縁
材製の塞ぎ板で、前記塞ぎ板７Ａと同じ機能を有するも
のである。１５は前記パッキング保持部８Ａの表側に装
着されるパッキングで、例えば制御器箱１６などの他機
器の開口部１６Ｈの周縁に押付けて前記取付具８を制御
器箱１６に機械的に固定することにより、前記制御器箱
１６を防滴，防塵構造にする。そのために、前記取付具
８には、他機器側に突出するスタッドボルトＢを植込
み、このスタッドボルトＢを例えば制御器箱１６のボル
ト穴を貫通させ、その貫通部にナットＮをねじ込んで固
定している。しかし、他機器への取付け形態に応じて前
記スタッドボルトＢの代わりに前記パッキング保持部８
Ａ及びパッキング１５を貫通してボルト穴あるいはねじ
穴を設けたりしてもよい。

【００１３】上記構成において前記筒体２と前記保護ケ
ース４との間に同心状の筒状の空間部１７が形成され
る。この空間部１７内に例えば断熱効果の高い酸化けい
素，酸化アルミニウム，炭化けい素などを主成分とする
絶縁充填材１８を充填している。そして、前記端子用導
体１２Ａ及び１２Ｂを貫通した端子保護体１１Ａ及び１
１Ｂ内には、撥水性のある例えばシリコーン樹脂などの
充填材１９を充填している。しかし、この充填材１９
は、端子保護体１１Ａ及び１１Ｂによって絶縁がとれ、
あるいは外気との遮蔽ができれば、省略することができ
る。

【００１４】一方、冷却体であるヒートパイプ２０は、
集熱部２１と放熱部２２とを有し、放熱部２２には複数
の冷却フィン２３が取付けられている。そして複数の冷
却フィン２３のうち前記放熱部２２側に位置する冷却フ
ィン２３Ｅは、前記集熱部２１への吸湿を防止するため
に、前記端板６に例えばハンダ付けなど周知の手段によ
り一体に取付けられている。そのため、前記端板６を前
記保護ケース４にねじ込むことにより、前記ヒートパイ
プ２０の集熱部２１は前記筒体２の穴２Ｈ内に挿入され
ることになる。そして、前記筒体２と前記ヒートパイプ
２０の集熱部２１との間の熱伝導の低下を最小限にする
ために、両者を密着させる必要がある。そのために一つ
の手段として、両者間に熱伝導率の優れた材料を充填し
たり、両者のうち一方を他方側に膨張させたりして密着
させることができる。

【００１５】上記のように構成された抵抗器装置におい
て、いま、通電により前記抵抗線３が発熱した場合、前
記抵抗線３の周囲は断熱効果の高い絶縁充填材１８が充
填されているので、放出された熱はこの絶縁充填材１８
を伝わって外周の保護ケース４までは伝わりずらく、ほ
とんどの熱は前記抵抗線３の周辺に留まり、抵抗線３に
一番接近している筒体２を介して前記ヒートパイプ２０
の集熱部２１に伝えられる。

【００１６】以上により、外部に放出されようとする熱
を有効にヒートパイプ２０の集熱部２１に集められるの
で、ヒートパイプ２０の集熱部２１と放熱部２２が接す
る外気との温度差は大きくなり、放熱部２２からの外気
への熱放散は活発になる。その結果、ヒートパイプ２０
の熱輸送力を高めることができるので、放熱効果は向上
でき、機器全体を小型化でき、特に、電気車搭載用制御
装置に用いるのに好適な巻線型の抵抗器装置を得ること
ができる。

【００１７】また、前記ヒートパイプ２０や巻線型抵抗
器装置１は、前記保護ケース４に支持され、この保護ケ
ース４を他機器に取付けるように構成したので、その取
付け作業は簡単になる。

【００１８】さらに、前記巻線型抵抗器装置１は、前記
保護ケース４で覆われるので、抵抗線３表面に塵埃等が
付着することはなく、付着した塵埃の除去作業を省略で
きるなどの保守点検を軽減することができる。

【００１９】このほか、前記保護ケース４に、前記巻線
型抵抗器装置１と前記ヒートパイプ２０を支持し、端子
用導体１２Ａ及び１２Ｂを突出させる構成としたので、
ヒートパイプ付きの巻線型抵抗器装置１をユニット化す
ることができ、他機器への取付け作業も簡単となる。

【００２０】ところで、上記実施例において、前記放熱
部２２側に位置する冷却フィン22Ｅと前記端板６とを一
体に取付けているが、これらを一体化せずに、前記端板
６を前記ヒートパイプ２０の集熱部２１に隙間なく取付
けるようにしてもよく、また、組立性を考慮して一体化
せずに前記端板６と前記ヒートパイプ２０間に例えばシ
リコーン樹脂などを詰めて密封するようにしてもよい。

【００２１】以上の実施例は、抵抗線３を巻付けた筒体
２と保護ケース４との間に空間部１７を形成したもので
あるが、図３に示すように構成してもよい。

【００２２】図３に示す構成は、筒体２に抵抗線３を巻
付けた巻線型抵抗器１を箱体で覆うようにしたのであ
る。この箱体は、前記筒体２と同心の保護ケース２４
と、この保護ケース２４の両端を塞ぐ塞ぎ体２５及び端
板２６とより構成されている。そして、箱体内の空間部
２７に前記実施例と同じような絶縁充填材１８を詰め、
前記抵抗線３の両端に接続した端子用導体１２Ａ及び１
２Ｂを端子保護体１１Ａ及び１１Ｂを介して前記端板２
６から突出させている。

【００２３】上記構成によっても前記実施例と同じ効果
を奏することができる。尚、上記各実施例は巻線型抵抗
器１の周囲に形成した空間部１７，２７に断熱作用のあ
る絶縁充填材１８を充填して抵抗線３から発生する熱を
封込める構造であるが、保護ケース４，２４そのものを
断熱材で形成したり、保護ケース４，２４の内側に熱反
射体を設けて前記絶縁充填材１８の充填を省略すること
も可能である。

【００２４】ところで、上記各実施例は、いずれも巻線
型抵抗器装置についての説明であるが、例えば絶縁体の
表面に抵抗材の粉末を塗布したり蒸着して抵抗皮膜を形
成したり、抵抗材の箔膜あるいは薄膜または薄板を巻付
けて抵抗皮膜を形成した所謂皮膜抵抗器を用いても本発
明を実施することができる。その一例を図４について説
明する。

【００２５】皮膜抵抗器２８は、例えばセラミック製の
筒体２９の表面に抵抗皮膜３０を形成して構成されてい
る。この皮膜抵抗器２８の前記筒体２９と同心的に保護
筒体３１を位置させている。この保護筒体３１の一端に
外周部をねじ込んで端板３２が取付けられ、内周部を前
記筒体２９の内径に固定している。さらに、前記保護筒
体３１の他端には外周部をねじ込んで端板３３が取付け
られている。この端板３３の内側には大径部３３Ａと小
径部３３Ｂとが形成され、小径部３３Ｂを前記筒体２９
の内径に係合して前記保護筒体３１との位置決めをして
いる。前記保護筒体３１及び両端板３２，３３は前記皮
膜抵抗器２８を保護するために例えばアルミニウムやス
テンレス鋼などの金属材料で形成された場合には、これ
ら保護筒体３１及び両端板３２，３３の内側に絶縁筒３
４及び絶縁環３５Ａ，３５Ｂを設けてアースに対して絶
縁を確保する必要がある。尚、前記絶縁環３５Ａ，３５
Ｂは、前記保護筒体３１の端部外周に形成した段部に前
記端板３２及び端板３３の大径部３３Ａによって押圧固
定されている。

【００２６】一方、前記保護筒体３１の外周には、他機
器への取付部３６が設けられている。また、前記保護筒
体３１の前記取付部３６が設けられた側には前記抵抗皮
膜３０と接続された端子用導体３７Ａ，３７Ｂが引出さ
れている。この端子用導体３７Ａ，３７Ｂは、前記保護
筒体３１の貫通部の気密を保ちアースに対して絶縁を確
保し、前記抵抗皮膜３０との絶縁を確保するために夫々
絶縁ブッシュ３８Ａ，３８Ｂで覆われている。

【００２７】上記のように前記保護筒体３１及び両端板
３２，３３で覆われた前記皮膜抵抗器２８は、前記筒体
２９の前記端板３２側が開口しているので、ここから前
記実施例と同じ構成のヒートパイプ２０の集熱部２１を
挿入して密着させる。その後、前記端板３２とヒートパ
イプ２０との隙間にシリコーン樹脂などのシール材３９
を詰めている。

【００２８】上記構成においても、前記実施例と同じ作
用効果を奏することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、効率の良い冷却が行な
えると共に、他機器への取付けが容易に行なえる抵抗器
装置を得ることができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による抵抗器装置を示す縦断
側面図である。

【図２】図１の拡大右側面図である。

【図３】本発明の他の実施例による抵抗器装置を示す縦
断側面図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例による抵抗器装置を
示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１…巻線型抵抗器、２…筒体、３…抵抗線、４…保護ケ
ース、２０…ヒートパイプ、２１…集熱部、２２…放熱
部。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】抵抗体から発生する熱を冷却体に伝えて放
   熱するように構成した抵抗器装置において、前記抵抗体
   を外気から遮断する遮蔽物で覆うと共に、この遮蔽物と
   前記抵抗体との間に絶縁充填材を充填し、かつ前記冷却
   体の集熱部を前記遮蔽物内の前記抵抗体に絶縁材を介し
   て接触させ、前記冷却体の放熱部を前記遮蔽物外に露出
   させたことを特徴とする抵抗器装置。
2. 【請求項２】前記抵抗体は、絶縁筒体に抵抗線を巻付け
   て構成した巻線抵抗器であり、前記冷却体の集熱部は、
   前記絶縁筒体の内径部に挿入されていることを特徴とす
   る請求項１記載の抵抗器装置。
3. 【請求項３】前記抵抗体は、絶縁体の表面に抵抗皮膜を
   形成した皮膜抵抗器であり、前記冷却体の集熱部は、前
   記絶縁体に接触されていることを特徴とする請求項１記
   載の抵抗器装置。
4. 【請求項４】前記絶縁充填材は、断熱性を有することを
   特徴とする請求項１記載の抵抗器装置。
5. 【請求項５】抵抗体を第１の絶縁体の表面側に支持し、
   この第１の絶縁体を第２の絶縁体で覆い、この第２の絶
   縁体を強度部材で覆い、かつ前記第１の絶縁体の裏面側
   に冷却体の集熱部を接触させたことを特徴とする抵抗器
   装置。
6. 【請求項６】抵抗体の対地絶縁を確保し前記抵抗体から
   外気への放熱を遮蔽する第１の手段と、前記抵抗体から
   発生する熱を前記第１の手段外に導いて外気へ放出する
   第２の手段とを設け、前記第１の手段を介して他機器へ
   取付けるように構成したことを特徴とする抵抗器装置。
7. 【請求項７】抵抗体を遮蔽物で覆い、この遮蔽物と前記
   抵抗体との間に絶縁充填材を充填し、前記抵抗体に冷却
   体の一端側を接近させ他端側を前記遮蔽物から突出させ
   ると共に、前記遮蔽物に固定部材に対する取付部を設け
   たことを特徴とする抵抗器装置。
8. 【請求項８】前記抵抗体は、前記遮蔽物から突出する端
   子用導体に接続されていることを特徴とする請求項７記
   載の抵抗器装置。
9. 【請求項９】前記端子用導体は、前記取付部側から突出
   されていることを特徴とする請求項８記載の抵抗器装
   置。
10. 【請求項１０】抵抗体から発生する熱を冷却体に伝えて
    放熱するように構成した抵抗器装置において、前記抵抗
    体を第１の筒体の外周に支持させ、この抵抗体を隙間を
    介して第２の筒体で覆い、かつ前記冷却体の集熱部を前
    記第１の筒体の内周に挿入したことを特徴とする抵抗器
    装置。
11. 【請求項１１】抵抗体から発生する熱を冷却体に伝えて
    放熱するように構成した抵抗器装置において、前記抵抗
    体の外周を隙間を介して箱体で覆い、かつ前記冷却体の
    集熱部を前記箱体内の抵抗体に絶縁材を介して接触さ
    せ、冷却体の放熱部を前記箱体外に露出したことを特徴
    とする抵抗器装置。
12. 【請求項１２】抵抗体を覆って支持する断熱箱体と、こ
    の断熱箱体内の前記抵抗体に冷却体の集熱部を絶縁材を
    介して接触させ、冷却体の放熱部を前記断熱箱体外に突
    出させたことを特徴とする抵抗器装置。
13. 【請求項１３】絶縁筒体に抵抗線を巻付けて構成した巻
    線抵抗器を保護ケースで覆い、この保護ケース内の前記
    絶縁筒体にヒートパイプの集熱部を挿入し、このヒート
    パイプの放熱部を前記保護ケースの外側に突出させたこ
    とを特徴とする抵抗器装置。
14. 【請求項１４】前記保護ケースと前記巻線抵抗器との間
    には、断熱絶縁材が充填されていることを特徴とする請
    求項１３記載の抵抗器装置。
15. 【請求項１５】前記保護ケースは、他機器への取付部を
    有することを特徴とする請求項１４記載の抵抗器装置。
16. 【請求項１６】絶縁筒体に抵抗線を巻付けて構成した巻
    線抵抗器を断熱部材で覆い、前記絶縁筒体の一側からヒ
    ートパイプの集熱部を挿入して放熱部を前記断熱部材外
    に露出させ、かつ前記断熱部材に他機器への取付部を設
    けると共に、この取付部が設けられた側から前記抵抗線
    の端子を引出すように構成したことを特徴とする抵抗器
    装置。
17. 【請求項１７】前記取付部は、前記ヒートパイプの集熱
    部挿入方向とは反対側に設けられていることを特徴とす
    る請求項１６記載の抵抗器装置。
18. 【請求項１８】絶縁筒に抵抗線を巻付けて構成した巻線
    抵抗器と、前記絶縁筒と隙間を介して同心的に設けた保
    護ケースと、この保護ケースと前記絶縁筒間の隙間を前
    記保護ケースの端部で塞ぐ部材と、前記保護ケースの一
    方の端部を塞ぐ部材に他機器への取付部を形成すると共
    に、この取付部から前記抵抗線の端子を突出させ、かつ
    前記保護ケースの他方の端部を塞ぐ部材側から前記絶縁
    筒内にヒートパイプの集熱部を挿入し、この他方の端部
    を塞ぐ部材を利用して前記ヒートパイプの集熱部と前記
    保護ケースの間を塞ぎ、前記ヒートパイプの放熱部に多
    数の冷却フィンを取付けたことを特徴とする抵抗器装
    置。
19. 【請求項１９】絶縁筒体に抵抗線を巻付けて構成した巻
    線抵抗器を保護ケースで覆い、この保護ケース内の前記
    絶縁筒体にヒートパイプの集熱部を挿入し、このヒート
    パイプの放熱部を前記保護ケースの外側に突出させて構
    成した抵抗器装置を車体の床下に位置させたことを特徴
    とする電気車。
20. 【請求項２０】前記保護ケースは、他機器への取付部を
    有し、この取付部を前記車体の床下に設置した前記他機
    器に取付けるようにしたことを特徴とする請求項１９記
    載の電気車。