JP2002324990A - 電力系統リレー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筐体１０内の温度上昇を抑制できるように冷
却能力を高めた電力系統リレー装置を提供すること。 【解決手段】 電子機器基板３に対面して設けられて、
当該電子機器基板３から発生する熱を吸熱する熱伝達板
１５と、筐体１０と一体に形成されると共に熱伝達板１
５の端部が挿嵌するガイド溝１７を備えて、当該ガイド
溝１７に挿嵌された熱伝達板１５を支持して該熱伝達板
１５の熱を筐体１０に伝導させるガイドレール１６と設
けて、電子機器基板３からの熱を熱伝達板１５で吸熱
し、その熱をガイドレール１６を介して筐体１０に伝達
して機外雰囲気に放熱するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電力系統の保護及び
制御に使用される電力系統リレー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力系統においては系統や負荷等
の保護のために保護リレー装置が設けられると共に、当
該電力系統を制御するための制御リレー装置が設けられ
ている。

【０００３】そして、送電線に配設された変流器、変圧
器等から電流、電圧信号を検出し、予め定めたアルゴリ
ズムに従って状態を演算判断して、系統の事故の有無を
監視している。

【０００４】例えば、送電線に地落等の事故が発生した
と判断すると、その事故点を求め、最適な位置にある遮
断器を制御して系統の信頼性等を図っている。

【０００５】これらの保護リレー装置や制御リレー装置
は、図１５に示すように、入出力基板３ａ、電源基板３
ｂ、インターフェース基板３ｃ、演算処理基板３ｄ及び
マザー基板３ｅ等の基板を多数有し、それぞれ独立した
筐体に収納されている。以下、各基板を適宜電子機器基
板３と総称して記載する。

【０００６】電子機器基板３には、ＣＰＵや各種メモ
リ、電源等の発熱する部品が設けられている。かかる部
品からの熱を効率的に放熱しなければ、例えばＣＰＵが
熱暴走したり、また寿命が短くなったりしてメンテナン
スコストが増大してしまう問題がある。

【０００７】そこで、従来は発熱部品にフィンを取付け
たり、ファンによる強制空冷を行なったりしている。ま
た、近年においては発熱部品にヒートパイプを直接取付
けて冷却を行う場合がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護リ
レー装置や制御リレー装置がそれぞれ独立した筐体によ
り形成されているため、例えば電源基板の共有化ができ
ず各装置をコンパクト化することが困難であると共に、
各装置を設置するために大きな設置スペースを必要とす
る問題があった。

【０００９】また、電子機器基板３の数が増加すること
により筐体２内に多量の熱が放出し雰囲気温度が上昇
し、フィンやファンでも十分な冷却を行うことができな
い。特に、屋外等に配置されるような場合には、風雨や
塵埃に基板等が曝されないようにするために密閉型の筐
体が用いられ、この場合にはファンやフィンでは冷却を
行うことができない問題がある。

【００１０】そこで、本発明は、小型軽量化が可能であ
り、また密閉型の筐体であっても内部に配設された電子
機器基板の熱を十分に冷却できるようにした電力系統リ
レー装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、筐体内に系統や負荷等の
保護のために用いられる保護リレー機能又は当該系統を
制御するために用いられる制御リレー機能の少なくとも
１つの機能が内設され、かつ、各機能が複数の電子機器
基板をユニットとして形成されてなるリレー装置におい
て、電子機器基板に対面して設けられて、当該電子機器
基板から発生する熱を吸熱する熱伝達板と、筐体と一体
に形成されると共に熱伝達板の端部が挿嵌するガイド溝
を備えて、当該ガイド溝に挿嵌された熱伝達板を支持し
て該熱伝達板の熱を筐体に伝導させるガイドレールと設
けて、電子機器基板からの熱を熱伝達板で吸熱し、その
熱をガイドレールを介して筐体に伝達して機外雰囲気に
放熱するようにしたことを特徴とする。

【００１２】請求項２にかかる発明は、筐体が上下、左
右又は前後の筐体面を持つ箱体であって、ガイドレール
と上下の筐体面をなす側板とを一体形成したことを特徴
とする。

【００１３】請求項３にかかる発明は、ガイドレールを
筐体と一体に形成する際に、これらをダイガスト法によ
り成形したことを特徴とする。

【００１４】請求項４にかかる発明は、アルミニウムダ
イカストに用いる材料として、次の組成Ａ〜組成Ｇのい
ずれか１を用いたことを特徴とする。 組成Ａ； ０．３〜０．４ｗｔ％Ｃｕ−１２．０〜１
２．２ｗｔ％Ｓｉ−０．０８〜０．１１ｗｔ％Ｍｇ−
０．２３〜０．２４ｗｔ％Ｍｎ−０．６４〜０．７４ｗ
ｔ％Ｆｅ−０．０９〜０．１０ｗｔ％Ｚｎ−Ｂａｌ．Ａ
ｌ、 組成Ｂ； ２．８〜３．０ｗｔ％Ｃｕ−８．４〜８．６
ｗｔ％Ｓｉ−０．０〜０．１０ｗｔ％Ｍｇ−０．３２〜
０．３７ｗｔ％Ｍｎ−０．７０〜０．７１ｗｔ％Ｆｅ−
０．１３〜１４ｗｔ％Ｚｎ−Ｂａｌ．Ａｌ、 組成Ｃ； １．９〜２．５ｗｔ％Ｃｕ−９．４〜１０．
４ｗｔ％Ｓｉ−０．２１〜２５ｗｔ％Ｍｇ−０．１６〜
０．３８ｗｔ％Ｍｎ−０．７２〜０．９３ｗｔ％Ｆｅ−
０．４２〜０．９３ｗｔ％Ｚｎ−Ｂａｌ．Ａｌ、 組成Ｄ； ０．０１ｗｔ％Ｃｕ−０．１ｗｔ％Ｓｉ−
０．８０ｗｔ％Ｍｎ−０．０９ｗｔ％Ｆｅ−０．０１ｗ
ｔ％Ｎｉ−０．０１ｗｔ％Ｔｉ−Ｂａｌ．Ａｌ、 組成Ｅ； １．０〜４．３ｗｔ％Ｍｎ−０．５〜１．０
ｗｔ％Ｆｅ−Ｂａｌ．Ａｌ、 組成Ｆ； ０．０５ｗｔ％Ｃｕ−１．０ｗｔ％Ｃｏ−Ｂ
ａｌ．Ａｌ、 組成Ｇ； ２．０ｗｔ％Ｍｎ−３．０ｗｔ％Ｚｎ−１．
０ｗｔ％Ｆｅ−０．５ｗｔ％Ｍｇ−Ｂａｌ．Ａｌ、な
お、本明細書では、例えば０．３〜０．４ｗｔ％Ｃｕと
記載した際には、０．３ｗｔ％Ｃｕから０．４ｗｔ％Ｃ
ｕの範囲を意味しているものとして記載する。

【００１５】請求項５にかかる発明は、筐体の内壁面又
は熱伝達板の表面に輻射熱の吸収を促進させる輻射熱吸
収材をコーティングしたことを特徴とする。

【００１６】請求項６にかかる発明は、筐体の筐体面又
は熱伝達板の表面の少なくとも１方に、雰囲気との接触
面積を増やす凹凸を設けたことを特徴とする。

【００１７】請求項７にかかる発明は、筐体の筐体面又
は熱伝達板の表面の少なくとも１方に、高熱部の熱を低
温部に熱搬送するヒートパイプを設けたことを特徴とす
る。

【００１８】請求項８にかかる発明は、熱伝達板の熱膨
張係数がガイドレールの熱膨張係数より大きくなるよう
に設定して、これらの温度が上昇しても熱伝達板とガイ
ドレールとの熱接触が保てるようにしたことを特徴とす
る。

【００１９】請求項９にかかる発明は、ガイドレールの
ガイド溝又は熱伝達板の端部の何れか１方に、熱伝導性
に優れた銅又は銅合金材料の熱接触促進材をコーティン
グしたことを特徴とする。

【００２０】請求項１０にかかる発明は、熱伝達板の材
料として１００〜２３０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有するア
ルミニウム又はアルミニウム合金材料を用いることを特
徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる電力系
統リレー装置の概略構成を示す図である。

【００２２】当該電力系統リレー装置は、従来の保護リ
レー装置の機構を持つ保護リレー部１１、制御リレー装
置の機能を持つ制御リレー部１２、これら保護リレー部
１１及び制御リレー部１２に電源を供給する電源部１３
等により構成され、これらが１つの筐体１０内に収納さ
れた構成となっている。

【００２３】なお、保護リレー部１１、制御リレー部１
２及び電源部１３は、複数の電子機器基板３により構成
され、図１においては保護リレー部１１及び制御リレー
部１２が２枚の電子機器基板３により形成された場合を
示し、電源部１３が１枚の電子機器基板３により形成さ
れた場合を示している。

【００２４】このように、従来と同様の機能を持つ保護
リレー部１１及び制御リレー部１２を一つの筐体１０に
収納し、電源部１３を共有化することにより、少なくと
も共有化した部分の占有スペースが省けるようになり装
置の小型、軽量化が図られると共に、製造コストの削
減、設置スペースの縮小等が可能になる。

【００２５】無論、図１においては、電源部１３を共有
化しているが、これは例示であって保護リレー部１１及
び制御リレー部１２において同時に使用されない部品や
入出力基板、インターフェース基板、演算処理基板等を
共有化することも可能である。

【００２６】次に、本発明の第２の実施の形態の説明を
図を参照して行う。なお、第１の実施の形態と同一構成
に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。なお、
本実施の形態に係る電力系統リレー装置は、従来の保護
リレー装置又は制御リレー装置の何れか１方又は第１の
実施の形態におけるように両方の機能を備えたものであ
ってもよい。

【００２７】図２はかかる電力系統リレー装置における
要部の構成を示す概略図で、図２（ａ）は電子機器基板
３の正面図を示し、図２（ｂ）は当該電子機器基板３を
筐体１０に装着した際の様子を示している。

【００２８】本実施の形態に係る電力系統リレー装置の
筐体１０内には外部との信号の入出力が行われる入出力
基板３ａ、各種の演算処理を行う演算処理基板３ｄ及び
これらのマザー基板３ｅ、各電子機器基板３に電源を供
給する電源基板３ｂ等の電子機器基板３が多数収納され
ている。

【００２９】そして、電子機器基板３の発熱部品側に熱
伝達板１５が所定間隔を保って対向して設けられ、当該
熱伝達板１５の端部が筐体１０に設けられたガイドレー
ル１６のガイド溝１７に挿嵌されるようになっている。

【００３０】ガイドレール１６は筐体１０と一体に形成
され、または別部材により形成されても熱接触が十分に
確保できるように固定されている。

【００３１】このように発熱部品に対向して熱伝達板１
５を設けることにより、その部品の熱は当該熱伝達板１
５に熱伝導して、ガイドレール１６から筐体１０を介し
て機外雰囲気に効率的に放熱することが可能になり、例
えばＣＰＵやメモリ等の発熱部品の熱暴走や寿命劣化を
抑制することが可能になる。

【００３２】このとき筐体１０の上下、左右又は前後の
筐体面のうち少なくとも２つ筐体面（例えば、上面と後
面等）にガイドレール１６を一体成形すると、ガイドレ
ール１６から筐体面への熱伝達が効果的に行えるので好
ましい。

【００３３】次に、本発明の第３の実施の形態の説明を
図を参照して行う。なお、第１及び第２の実施の形態と
同一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略す
る。

【００３４】これまでの説明では、熱伝達板１５とガイ
ドレール１６との熱接触は十分に確保されているものと
しているが、ガイドレール１６の熱膨張係数が熱伝達板
１５の熱膨張係数より大きい材質により形成されている
と、温度上昇した際にはガイドレール１６と熱伝達板１
５との熱接触を十分に確保することができなくなる場合
がある。

【００３５】従って、このように熱膨張係数の異なる材
料を用いて熱伝達板１５及びガイドレール１６を形成す
る際には、熱伝達板１５の熱膨張係数がガイドレール１
６の熱膨張係数より大きくなるように設定することが好
ましい。

【００３６】これにより熱伝達板１５をガイドレール１
６に挿嵌する際には、容易に挿嵌できるようになると共
に、筐体１０内の温度が上昇した際にはガイドレール１
６と熱伝達板１５との熱接触がより大きくなる方向に熱
膨張するので、常に良好な放熱を行うことができるよう
になる。

【００３７】なお、熱伝達板１５のガイドレール１６へ
の挿脱着を繰返すことにより、ガイド溝１７の側壁や当
該ガイド溝１７に挿嵌される熱伝達板１５の端部が摩耗
したり、上述したような熱膨張係数の部材を選択したた
めに熱伝達板１５やガイドレール１６が堅くこれらの密
着性を確保することが困難な場合が想定される。

【００３８】そこで、このような場合には図３に示すよ
うに、ガイドレール１６の溝や熱伝達板１５の溝に嵌る
部分に熱伝導性に優れた銅及び銅合金の熱接触促進材１
８をコーティングすることが好ましい。

【００３９】銅及び銅合金は熱伝達板１５をガイド溝１
７に挿嵌した際に生じ得る摺動によるかじりや摩耗を防
止する働きがあるため、常に良好な熱接触状態が確保で
き、熱伝達板１５の熱を速やかに筐体１０を介して機外
雰囲気に放熱することが可能になる。

【００４０】なお、熱接触促進材１８としては、銅及び
銅合金の他にニッケルやニッケル合金、クロムやクロム
合金等が列記でき、またコーティング方法としてはめっ
きや蒸着等の周知の技術が適用できる。

【００４１】次に、本発明の第４の実施の形態の説明を
図を参照して行う。なお、第１〜第３の実施の形態と同
一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。

【００４２】これまでの各実施の形態においては、ガイ
ドレール１６は筐体１０に固着又は固定されているもの
として説明した。このときガイドレール１６を筐体１０
にボルト止めすると、ボルトの締付力によっては、筐体
１０とガイドレール１６との密着性が悪くなり熱接触を
十分に確保できない場合が生じて、ガイドレール１６の
熱を速やかに筐体１０を介して機外雰囲気に放熱するこ
とが困難となる場合が想定される。

【００４３】無論、ボルトを強固に締付けることにより
ガイドレール１６と筐体１０との熱接触を十分に確保す
ることが可能であるが、筐体１０は熱伝導度の高いアル
ミニウム系の材料が用いられていることが多く、この場
合にはボルトを強固に締付けるとネジ溝が損傷等する恐
れがある。

【００４４】そこで、本実施の形態では、図４に示すよ
うに、ガイドレール１６を筐体１０と一体に形成するこ
とにより、かかる不都合に対応できるようにしたもので
ある。

【００４５】これにより筐体１０とガイドレール１６と
の締結が不要になるので、締結作業によるコストを削減
でき、また常に最良の熱接触状態が保てるので、熱伝達
板１５の熱を速やかに機外雰囲気に放熱することが可能
になる。

【００４６】次に、本発明の第５の実施の形態の説明を
図を参照して行う。なお、第１〜第４の実施の形態と同
一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。

【００４７】これまでの説明においては、熱伝達板１５
の材質や筐体１０とガイドレール１６とを一体に形成す
る際の材料については詳しく言及していなかった。本実
施の形態はこれらの材料に関するものである。

【００４８】図５は、熱伝達板１５として５０〜２３０
Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有するアルミニウム又はアルミニ
ウム合金を用いた際の筐体１０の内部温度を測定した結
果を示している。

【００４９】この結果、１００〜２３０Ｗ／ｍＫの熱伝
導率を有するアルミニウム又はアルミニウム合金を用い
ると筐体１０の内部温度を２〜３℃低くすることが可能
であることがわかる。

【００５０】無論、本発明は熱伝達板１５の材料として
アルミニウム又はアルミニウム合金に限定されるもので
はなく、熱伝達板１５に吸収された熱が速やかに筐体１
０に移動して機外雰囲気に放熱されると共に、軽量化や
小型化の要求が満される材料であればよい。

【００５１】例えば、アルミニウムやアルミニウム合金
の他に、銅や銅合金、チタンやチタン合金が例示でき、
更には鉄基、Ｃｏ基、Ｎｉ基等の合金を用いることが可
能である。

【００５２】なお、ここで言うダイガスト法には、真空
ダイカスト法、酸素雰囲気ダイカスト法、雰囲気流動ダ
イカスト法、レオキャスティング法、アキュラッド法、
低速充填ダイカスト法、高圧鋳造法、バランス型流動ダ
イカスト法、カープロセス法、パラショット法が含まれ
る。

【００５３】これは、ダイガスト法では熱伝導性に優れ
たアルミニウム材料を用いることができるために、熱伝
導性の高い筐体１０及びガイドレール１６を製造するこ
とができると共に、アルミニウムを材料としているため
リサイクルが可能である等の理由による。

【００５４】また、ダイガスト法で用いる金型には、隣
接するガイドレール１６の寸法調整に中子をスペーサー
として用いることができるため、設計変更や電子機器基
板３の増加に素早く対応することができ、筐体１０の生
産性を向上させることができるためである。

【００５５】図６は、このようなダイガスト法による鋳
造構成を示したもので、電気炉５０、溶湯汲上機構５
１、射出機構５２、金型５３、コントローラ５４、真空
装置５５、プレス装置５６等を主要構成としている。

【００５６】そして、アルミニウム等の材料を電気炉５
０で溶融させ、溶湯汲上機構５１で汲上げて射出機構５
２により金型５３に高速高圧で圧入する。金型５３に圧
入された材料は急冷凝固し、これにより所望の鋳造が行
われる。

【００５７】なお、真空ダイカスト法は、溶湯に存在す
る気泡やガス成分を外部に排出しながら鋳造することが
できるため、鋳造欠陥が少ない均一な組織を呈した筐体
１０を製造することができる特徴がある。

【００５８】このように高速高圧で圧入し、急冷凝固す
るため、金型５３への材料の充填時間が短く、また急冷
凝固するため高い寸法精度をが容易に得られ、機械的強
度が高く、薄肉成形ができる特徴があり、加えて鋳造面
は平滑で後加工を殆ど必要としない。

【００５９】従って、高品質な筐体の生産性が向上して
製造コストを低減することができる。

【００６０】ダイカスト法では材料組成が溶湯の流動性
を左右するため、流動性の低い組成では鋳造欠陥の発生
が多発しやすいので、図７に示すようなアルミニウム合
金材料の組成を変えてアルミダイカスト試験を行い、組
成に対する鋳造欠陥の発生状況を調べた。

【００６１】ダイカスト条件としては、最大２４５０Ｍ
Ｐａの充填圧力を有するダイカスト装置を用い、射出速
度６０ｍ／ｓ、射出圧力１１７６ＭＰａ、充填時間０．
３秒の条件で試験を行った。

【００６２】図７から０．３〜０．４ｗｔ％Ｃｕ−１
２．０〜１２．２ｗｔ％Ｓｉ−０．０８〜０．１１ｗｔ
％Ｍｇ−０．２３〜０．２４ｗｔ％Ｍｎ−０．６４〜
０．７４ｗｔ％Ｆｅ−０．０９〜０．１０ｗｔ％Ｚｎ−
Ｂａｌ．Ａｌ、２．８〜３．０ｗｔ％Ｃｕ−８．４〜
８．６ｗｔ％Ｓｉ−０．０８〜０．１０ｗｔ％Ｍｇ−
０．３２〜０．３７ｗｔ％Ｍｎ−０．７０〜０．７１ｗ
ｔ％Ｆｅ−０．１３〜０．１４ｗｔ％Ｚｎ−Ｂａｌ．Ａ
ｌ、１．９〜２．５ｗｔ％Ｃｕ−９．４〜１０．４ｗｔ
％Ｓｉ−０．２１〜０．２５ｗｔ％Ｍｇ−０．１６〜
０．３８ｗｔ％Ｍｎ−０．７２〜０．９３ｗｔ％Ｆｅ−
０．４２〜０．９３ｗｔ％Ｚｎ−Ｂａｌ．Ａｌ、０．０
１ｗｔ％Ｃｕ−０．１ｗｔ％Ｓｉ−０．８０ｗｔ％Ｍｎ
−０．０９ｗｔ％Ｆｅ−０．０１ｗｔ％Ｎｉ−０．０１
ｗｔ％Ｔｉ−Ｂａｌ．Ａｌ、１．０〜４．３ｗｔ％Ｍｎ
−０．５〜１．０ｗｔ％Ｆｅ−Ｂａｌ．Ａｌ、０．０５
ｗｔ％Ｃｕ−１．０ｗｔ％Ｃｏ−Ｂａｌ．Ａｌ、２．０
ｗｔ％Ｍｎ−３．０ｗｔ％Ｚｎ−１．０ｗｔ％Ｆｅ−
０．５ｗｔ％Ｍｇ−Ｂａｌ．Ａｌのいずれかの組成を有
するアルミニウム又はアルミニウム合金材料を用いるこ
とが最適であることが解る。

【００６３】これにより、アルミダイカスト時の湯の流
動性が良く、鋳造欠陥が少なく信頼性の高い筐体１０を
製造することが可能になる。

【００６４】次に、本発明の第６の実施の形態の説明を
図を参照して行う。なお、第１〜第５の実施の形態と同
一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。

【００６５】これまでは熱伝達板１５が受熱した熱は、
ガイドレール１６を介して筐体１０から機外雰囲気等に
放熱される場合について説明したが、現実には筐体１０
内の雰囲気にも放熱され、その熱は筐体１０を介して機
外雰囲気に放熱されたり、筐体１０内に流入する雰囲気
により筐体１０外に搬出されることにより放熱される。

【００６６】従って、熱伝達板１５が受熱した熱を筐体
１０内の雰囲気にも速やかに放熱することは、発熱部品
の温度上昇を抑制するためにも好ましい。

【００６７】このような観点から、図８に示すように熱
伝達板１５の表面に種々形状の凹凸１９を設けて、筐体
１０内の雰囲気との接触面積を増大させるようにしても
よい。凹凸１９の形状としては球状凹凸、鱗状凹凸１９
ｂ等のが挙げられ、図８においては鱗状凹凸１９ｂを例
示している。この他種々の凹凸１９が可能であり、例え
ば筐体面にピン状の放熱棒を設けたり、質量の大きな凹
凸１９を設けてもよい。

【００６８】このように凹凸１９を設けることにより、
熱伝達板１５が雰囲気と接する接触面積が増大するの
で、放熱効率が高くなる。

【００６９】無論、発熱部品の近くの雰囲気に放熱する
と当該部品の周囲温度が高くなってしまい、部品の温度
上昇を抑制する目的が達成されない場合が生じ得る。

【００７０】このような場合には、図９に示すように熱
伝達板１５の端部にフィン１９ｃ等の凹凸１９を設け
て、当該端部から筐体１０内の雰囲気に多くの放熱が行
われるようにしてもよい。

【００７１】また、図１０に示すように、熱伝達板１５
にヒートパイプ２０を固着して、当該熱伝達板１５が吸
熱した熱をガイドレール１６の近傍領域まで熱搬送する
ようにしてもよい。

【００７２】ヒートパイプ２０は、密閉管に作動流体が
封入されたもので、当該作動流体が吸熱して蒸発し（本
発明ではヒートパイプの一方の端部を発熱部品近傍に設
置する）、低温部分（ヒートパイプの他方の端部をガイ
ドレール近傍に設置する）で冷却されて凝縮するサイク
ルを繰返すことにより熱搬送するものである。

【００７３】このとき当該ヒートパイプ２０を発熱部品
と反対側の熱伝達板１５の表面に半田等により接合する
ことで、筐体１０内の雰囲気と接する表面積も増大する
ため放熱効果及び熱搬送効果が共に働き、より効率的に
放熱することが可能になる。

【００７４】さらに、熱伝達板１５の表面（特に発熱部
品側の面）に輻射熱吸収材料をコーティングしてもよ
い。かかる輻射熱吸収材料としては、例えば黒色系であ
り、樹脂コーティングやめっき処理材料を用いることが
可能である。

【００７５】これにより、発熱部品からの熱が効率的に
熱伝達板１５に吸収されて、筐体１０等を介して機外雰
囲気に放熱できるようになるので当該発熱部品の温度上
昇を抑制することが可能になる。

【００７６】無論、このような凹凸１９やヒートパイプ
２０は筐体１０にも設けても良く、何れか一方に設けて
も良いことは明らかである。

【００７７】図１１は、筐体１０筐体面に凹凸１９とし
てフィン１９ｃを設けた場合を示し、図１２は当該筐体
面に鱗状凹凸１９ｂを設けた場合を示している。また、
図１３は当該筐体面に球状凹凸１９ａを設けた場合を、
図１４は当該筐体面にヒートパイプ２０を設けた場合を
示している。この場合、ヒートパイプ２０の一端がガイ
ドレール１６に近接して設け、他端が当該ガイドレール
１６と離れたところに位置するように設ける。

【００７８】この場合、ヒートパイプ２０は、筐体面に
半田付けしても良く、埋込んで形成しても良い。またヒ
ートパイプ２０を筐体１０の上面又は下面の何れか１方
の筐体面に設けると筐体１０内部で大きな温度勾配が発
生するので対流が促進されて生じて発熱部品近傍の雰囲
気が攪拌されるので、当該発熱部品の冷却がより効率的
に行えるようになる。

【００７９】なお、図１１〜図１４においては上面の筐
体面に凹凸１９及びヒートパイプ２０を外側に向けて設
けた場合を示しているが、これは例示であって他の筐体
面にも設けても良く、また内側にも設けても良いことは
言うまでもない。

【００８０】このように凹凸１９やヒートパイプ２０を
設けることにより熱伝達板１５に吸収された発熱部材か
らの熱が効率的に機外雰囲気に放熱することが可能にな
って、電力系統リレー装置の信頼性が向上し、寿命の低
下を抑制することが可能になる。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、筐体とガイドレールを
一体成形したので、熱伝達板の熱が効率的に筐体に伝達
するようになり、発熱部品等の熱暴走や寿命低下等が抑
制できて信頼性向上やメンテナンスコスト削減が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の説明に適用される電力系統
リレー装置の要部を示す概略構成図である。

【図２】第２の実施の形態の説明に適用される電力系統
リレー装置の要部を示す概略構成図である。

【図３】第３の実施の形態の説明に適用される電力系統
リレー装置の要部を示す概略構成図である。

【図４】第４の実施の形態の説明に適用される電力系統
リレー装置の要部を示す概略構成図である。

【図５】第５の実施の形態の説明に適用される熱伝達板
の試験結果を示す図である。

【図６】ダイカスト法による鋳造装置の概略構成図であ
る。

【図７】筐体とガイドレールとを一体形成する場合等に
おける種々組成材料の試験結果である。

【図８】第４の実施の形態の説明に適用される電力系統
リレー装置の要部を示す概略構成図で、熱伝達板の表面
に鱗状凹凸を設けた場合の図である。

【図９】図８に代る構成を示す図で、熱伝達板の端部に
フィンを設けた場合の図である。

【図１０】図８に代る構成を示す図で、熱伝達板の表面
にヒートパイプを設けた場合の図である。

【図１１】図８に代る構成を示す図で、筐体面にフィン
を設けた場合の図である。

【図１２】図８に代る構成を示す図で、筐体面に鱗状凹
凸を設けた場合の図である。

【図１３】図８に代る構成を示す図で、筐体面に半球状
凹凸を設けた場合の図である。

【図１４】図８に代る構成を示す図で、筐体面にヒート
パイプを設けた場合の図である。

【図１５】従来の技術の説明に適用される電力系統リレ
ー装置の要部を示す概略構成図である。

【符号の説明】

３…基板、１０…筐体、１１…保護リレー部、１２…制
御リレー部、１３…電源部、１５…熱伝達板、１６…ガ
イドレール、１７…ガイド溝、１８…熱接触促進材、１
９…凹凸、２０…ヒートパイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｈ 45/12 Ｈ０１Ｈ 45/12 (72)発明者 石川 昌幸 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 吉岡 洋明 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 元木 光夫 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 南 裕二 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 山本 範和 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 DB10 EA05 FA04

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内に系統や負荷等の保護のために用
   いられる保護リレー機能又は当該系統を制御するために
   用いられる制御リレー機能の少なくとも１つの機能が内
   設され、かつ、前記各機能が複数の電子機器基板をユニ
   ットとして形成されてなるリレー装置において、 前記電子機器基板に対面して設けられて、当該電子機器
   基板から発生する熱を吸熱する熱伝達板と、 前記筐体と一体に形成されると共に前記熱伝達板の端部
   が挿嵌するガイド溝を備えて、当該ガイド溝に挿嵌され
   た前記熱伝達板を支持して該熱伝達板の熱を前記筐体に
   伝導させるガイドレールとを設けたことを特徴とする電
   力系統リレー装置。
2. 【請求項２】 前記筐体が上下、左右又は前後の筐体面
   を持つ箱体であって、前記ガイドレールと前記上下筐体
   面の側板と一体形成されてなることを特徴とする請求項
   １記載の電力系統リレー装置。
3. 【請求項３】 前記ガイドレールを前記筐体と一体に形
   成する際に、これらをダイガスト法により成形したこと
   を特徴とする請求項１又は２記載の電力系統リレー装
   置。
4. 【請求項４】 前記アルミニウムダイカストに用いる材
   料として、次の組成Ａ〜組成Ｇのいずれか１を用いたこ
   とを特徴とする請求項３記載の電力系統リレー装置。 組成Ａ； ０．３〜０．４ｗｔ％Ｃｕ−１２．０〜１
   ２．２ｗｔ％Ｓｉ−０．０８〜０．１１ｗｔ％Ｍｇ−
   ０．２３〜０．２４ｗｔ％Ｍｎ−０．６４〜０．７４ｗ
   ｔ％Ｆｅ−０．０９〜０．１０ｗｔ％Ｚｎ−Ｂａｌ．Ａ
   ｌ、 組成Ｂ； ２．８〜３．０ｗｔ％Ｃｕ−８．４〜８．６
   ｗｔ％Ｓｉ−０．０〜０．１０ｗｔ％Ｍｇ−０．３２〜
   ０．３７ｗｔ％Ｍｎ−０．７０〜０．７１ｗｔ％Ｆｅ−
   ０．１３〜１４ｗｔ％Ｚｎ−Ｂａｌ．Ａｌ、 組成Ｃ； １．９〜２．５ｗｔ％Ｃｕ−９．４〜１０．
   ４ｗｔ％Ｓｉ−０．２１〜２５ｗｔ％Ｍｇ−０．１６〜
   ０．３８ｗｔ％Ｍｎ−０．７２〜０．９３ｗｔ％Ｆｅ−
   ０．４２〜０．９３ｗｔ％Ｚｎ−Ｂａｌ．Ａｌ、 組成Ｄ； ０．０１ｗｔ％Ｃｕ−０．１ｗｔ％Ｓｉ−
   ０．８０ｗｔ％Ｍｎ−０．０９ｗｔ％Ｆｅ−０．０１ｗ
   ｔ％Ｎｉ−０．０１ｗｔ％Ｔｉ−Ｂａｌ．Ａｌ、 組成Ｅ； １．０〜４．３ｗｔ％Ｍｎ−０．５〜１．０
   ｗｔ％Ｆｅ−Ｂａｌ．Ａｌ、 組成Ｆ； ０．０５ｗｔ％Ｃｕ−１．０ｗｔ％Ｃｏ−Ｂ
   ａｌ．Ａｌ、 組成Ｇ； ２．０ｗｔ％Ｍｎ−３．０ｗｔ％Ｚｎ−１．
   ０ｗｔ％Ｆｅ−０．５ｗｔ％Ｍｇ−Ｂａｌ．Ａｌ、
5. 【請求項５】 前記筐体の内壁面又は前記熱伝達板の表
   面に輻射熱の吸収を促進させる輻射熱吸収材をコーティ
   ングしたことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項
   記載の電力系統リレー装置。
6. 【請求項６】 前記筐体の筐体面又は前記熱伝達板の表
   面の少なくとも１方に、雰囲気との接触面積を増やす凹
   凸を設けたことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１
   項記載の電力系統リレー装置。
7. 【請求項７】 前記筐体の筐体面又は前記熱伝達板の表
   面の少なくとも１方に、高熱部の熱を低温部に熱搬送す
   るヒートパイプを設けたことを特徴とする請求項１乃至
   ６いずれか１項記載の電力系統リレー装置。
8. 【請求項８】 前記熱伝達板の熱膨張係数が前記ガイド
   レールの熱膨張係数より大きくなるように設定して、こ
   れらの温度が上昇しても前記熱伝達板と前記ガイドレー
   ルとの熱接触が保てるようにしたことを特徴とする請求
   項１乃至７いずれか１項記載の電力系統リレー装置。
9. 【請求項９】 前記ガイドレールのガイド溝又は前記熱
   伝達板の端部の何れか１方に、熱伝導性に優れた銅又は
   銅合金材料の熱接触促進材をコーティングしたことを特
   徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載の電力系統リ
   レー装置。
10. 【請求項１０】 前記熱伝達板の材料として１００〜２
    ３０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有するアルミニウム又はアル
    ミニウム合金材料を用いることを特徴とする請求項１乃
    至９いずれか１項記載の電力系統リレー装置。