| 【発明の名称】 |
車両用リアクトル装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】松木 毅
【住所又は居所】茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式会社日立製作所電機システム事業部内
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| 【要約】 |
【課題】本発明の目的は、直流リアクトルと電線が発生する漏洩磁束による車両内の漏洩磁束を規定値以下に簡単に低減できる車両用リアクトル装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、車両６の床下に設置される直流リアクトル１は端子４、５を有している。直流リアクトル１は電線９が発生する漏洩磁束Φ２を打消す方向に漏洩磁束Φ１が発生するように直流電流の通電方向、つまり、端子４、５への接続が設定されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】車両の床下に設置される直流リアクトルと、前記直流リアクトルと前記車両の床下の間に配置されるシールド材と、前記車両の床下に配線されている直流電流を通流する電線とを備え、前記直流リアクトルは、前記電線が発生する漏洩磁束を打消す方向に漏洩磁束を発生するように直流電流の通電方向を設定されていることを特徴とする車両用リアクトル装置。
【請求項２】車両の床下に設置され、高周波電流を抑制する直流リアクトルと、前記直流リアクトルと前記車両の床下の間に配置されるシールド材と、前記車両の床下であって、前記直流リアクトルの近傍に配線されている直流電流を通流する複数本の電線とを備え、前記直流リアクトルは、前記複数本の電線がそれぞれ発生する漏洩磁束の合成漏洩磁束を打消す方向に漏洩磁束を発生するように直流電流の通電方向を設定されていることを特徴とする車両用リアクトル装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記直流リアクトルは電気メーカで製作され、前記直流リアクトルの前記車両の床下に取付けと前記電線の配線は前記車両の車体メーカにより行われるものであることを特徴とする車両用リアクトル装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の床下に艤装される直流リアクトルと電線が発生する漏洩磁束の車両内への侵入量を低減する車両用リアクトル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、インバータで駆動される交流電動機（誘導電動機）により電車（車両）を走行させるインバータ電車が多く採用されている。インバータ電車はインバータが発生する高調波電流を抑制するために、直流架線とインバータの間に直流リアクトルを接続している。通常、直流リアクトルは車両の床下に設置されている。
【０００３】車両の床下に設置（艤装）される直流リアクトルは、車両運転時の通電状態において漏洩磁束を発生する。直流リアクトルの漏洩磁束の一部は車両内にまで浸入する。ところが、近年、人体への漏洩磁束の影響が問題視され、特に、乗客が装着している心臓のペースメーカーの誤動作の防止のために車両床面での漏洩磁束の大きさが規制されるようになっている。
【０００４】この対策として、直流リアクトルと車両の床下の間にシールド板を配置している。これにより直流リアクトルから車両床面への漏洩磁束を低減させ、車両床面での漏洩磁束を規定値以下にすることができる。
【０００５】また、直流リアクトルと車両の床下の間に電線を配設し、電線の発生する磁束によって直流リアクトルが発生する漏洩磁束を打消し車両床面の漏洩磁束を低減することが提案されている。このことは、例えば、特開平６−９０５０１号公報に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、直流リアクトルが発生する漏洩磁束の車両床面での低減を図ることができる。ところで、車両の床下には架線からインバータに給電する電線も配線されている。インバータに給電する電線（主回路電線）には直流電流が通電し、漏洩磁束を発生する。
【０００７】車両の床下に設置する電気機器の実装密度が高くなり、直流リアクトルの近傍に近接して主回路電線が配線されるようになってきている。このため、直流リアクトルの漏洩磁束と電線の漏洩磁束の重畳によって車両床面の漏洩磁束が規定値以上になるという事態がしばしば発生するという問題点を有する。
【０００８】このことは、特に、直流リアクトルは電機メーカで製作し漏洩磁束の検討がなされ、他方、直流リアクトルの車両の床下への取付けと主回路電線の配線を車体メーカが対応するということがしばしば発生させる大きな要因になっている。
【０００９】なお、直流リアクトルと車両の床下の間に電線を配設し、電線の発生する磁束によって直流リアクトルが発生する漏洩磁束を打消し車両床面の漏洩磁束を低減する方法は、電気機器の実装密度が高くなると実用化困難であり、また、コスト高になる。
【００１０】本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的とするところは直流リアクトルと電線が発生する漏洩磁束による車両内の漏洩磁束を規定値以下に簡単に低減できる車両用リアクトル装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするところは、車両の床下に設置される直流リアクトルは、電線が発生する漏洩磁束を打消す方向に漏洩磁束が発生するように直流電流の通電方向を設定されていることにある。
【００１２】本発明は、直流リアクトルが、電線が発生する漏洩磁束を打消す方向に漏洩磁束を発生するように直流電流の通電方向を設定されているので、直流リアクトルと電線が発生する漏洩磁束の合成漏洩磁束を低減できる。したがって、車両内の漏洩磁束を規定値以下に低減することができ、しかも、直流リアクトルの端子への電線の接続によって簡単に行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。図１は車両用直流リアクトルを車両床下に艤装した状態を示している。
【００１４】図１において、直流リアクトル１は内部に巻線２を収納し、端子箱３には巻線２に主回路電線（図示せず）を接続する端子４と端子５を備えている。直流リアクトル１は吊り金具８により車両（車両床）６に取付けて設置されている。直流リアクトル１と車両床６の間にはシールド板（シールド材）７が吊り金具８に固定配置されている。直流リアクトル１は、通常、電機メーカで製作し漏洩磁束の検討がなされ、他方、直流リアクトル１の車両６の床下に取付け配置と主回路電線の配線は車体メーカが対応するようにしている。
【００１５】主回路電線９は車両床下の直流リアクトル１の近傍に艤装（配線）されている。電線９に付した・印は直流電流の通流方向を示しており、紙面から上方向に通流していることを示している。電線９は車両６の車体メーカにより配線される。
【００１６】この構成において、車両運転時の通電状態においては直流リアクトル１の巻線２と車両床下に配線されている電線９に磁束が発生する。端子箱３の端子５に正側電線、端子４に負側電線を接続して直流リアクトル１の直流電流の通電方向を端子５から端子４の方向とすると、巻線２の内部に白抜き矢印の方向に主磁束Φｍが発生し、外部には矢印で示す方向に漏洩磁束Φ１が生じる。
【００１７】なお、直流リアクトル１の直流電流の通電方向を端子４から端子５の方向とすると、図２に示すように巻線２の内部に白抜き矢印の方向に主磁束Φｍが発生し、外部には矢印で示す方向に漏洩磁束Φ１が生じる。
【００１８】一方、電線９は・印の通流方向に直流電流が流れると、漏洩磁束Φ２を発生する。
【００１９】図１のように直流リアクトル１の通電方向を端子５から端子４の方向に設定すると、漏洩磁束Φ１とΦ２は図３に示す方向に発生する。漏洩磁束Φ１の×印は紙面から下方向に発生することを示しており、また、漏洩磁束Φ２の・印は紙面から上方向に発生することを示している。
【００２０】また、直流リアクトル１の通電方向を図２のように端子４から端子５の方向に設定すると、漏洩磁束Φ１とΦ２の両者は図４に示すように・印方向で同一方向に発生する。
【００２１】さて、直流リアクトル１の通電方向を図２のように端子４から端子５の方向に設定すると、位置１０における漏洩磁束Φ１とΦ２の合成漏洩磁束Φ０は図５（ｂ）に示すようになる。図５（ｂ）から明らかなように、位置１０における直流リアクトル１からの漏洩磁束Φ１と電線９からの漏洩磁束Φ２は共に車両６の床下から上方向に向いており、その合成漏洩磁束Φ０は漏洩磁束Φ１と漏洩磁束Φ２より大きくなる。
【００２２】一方、図１のように直流リアクトル１の通電方向を端子５から端子４の方向に設定すると、位置１０における漏洩磁束Φ１とΦ２の合成漏洩磁束Φ０は図５（ａ）に示すようになる。図５（ａ）から明らかなように、位置１０における直流リアクトル１からの漏洩磁束Φ１と電線９からの漏洩磁束Φ２は反対方向となり打消し合い、その合成漏洩磁束Φ０は漏洩磁束Φ１と漏洩磁束Φ２より小さくなる。
【００２３】このように、直流リアクトル１の通電方向を端子５から端子４に設定することにより、合成漏洩磁束Φ０は直流リアクトル１又は電線９の各々単独で発生する漏洩磁束Φ１、Φ２より小さくなっており、車両６内に侵入する漏洩磁束を規定値以下にすることができる。そして、直流リアクトル１の通電方向は、端子箱３での外部からの電線の接続を変更すればよく簡単に行える。
【００２４】図６に本発明の他の実施例を示す。図６は２台の直流リアクトルと複数本（４本）の電線の場合の例を示している。
【００２５】図６において、直流リアクトル１ａは直流電流の通電方向を端子５から端子４の方向に設定され、また、直流リアクトル１ｂは通電方向を端子４から端子５の方向に設定されている。直流リアクトル１ａは白抜き矢印の方向に主磁束Φｍａが発生し、外部に漏洩磁束Φ１ａを発生する。直流リアクトル１ｂは白抜き矢印の方向に主磁束Φｍｂが発生し、外部に漏洩磁束Φ１ｂを発生する。
【００２６】一方、電線９ａ〜９ｄはそれぞれ矢印で示す通電方向に直流電流が通流して漏洩磁束Φ２ａ〜Φ２ｄを発生する。
【００２７】図６において、直流リアクトル１ａは電線９ａ〜９ｃの漏洩磁束Φ２ａ〜Φ２ｄを低減する観点からすると通電方向を逆方向にするのが望ましいが、レール磁化防止のために直流リアクトル１ｂの主磁束Φｍｂと逆方向の主磁束Φｍａを発生するように通電方向を設定されている。
【００２８】図６の例では、直流リアクトル１ｂに近接している電線９ａ、電線９ｂ、電線９ｄの通電方向が同じになり、漏洩磁束Φ２ａ、Φ２ｂ、Φ２ｄの方向も同じになるので合成漏洩磁束が大きくなる。漏洩磁束Φ２ａ、Φ２ｂ、Φ２ｄの合成漏洩磁束を打消すために直流リアクトル１ｂの漏洩磁束Φ１ｂが×印方向となるように直流リアクトル１ｂの通電方向を端子４から端子５に設定している。
【００２９】以上説明したように、本発明は直流リアクトルの通電方向を設定することにより直流リアクトルと電線の合成漏洩磁束を直流リアクトル又は電線の各々単独で発生する漏洩磁束より小さくでき、車両内に侵入する漏洩磁束を規定値以下にすることができる。そして、直流リアクトルの通電方向は、端子への電線の接続を変更すればよく簡単に行える。
【００３０】なお、直流リアクトルの通電方向を反対とすることは、直流リアクトルの取付け位置を１８０°反転させることも含むことは勿論のことである。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、直流リアクトルが、電線が発生する漏洩磁束を打消す方向に漏洩磁束を発生するように直流電流の通電方向を設定されているので、直流リアクトルと電線が発生する漏洩磁束の合成漏洩磁束を低減できる。したがって、車両内の漏洩磁束を規定値以下に低減することができ、しかも、直流リアクトルの端子への電線の接続によって簡単に行える。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【住所又は居所】東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地
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| 【出願日】 |
平成１４年３月２９日（２００２．３．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４６３１
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 幸彦
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２９９２０２（Ｐ２００３−２９９２０２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−９４１７８（Ｐ２００２−９４１７８） |
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