JP2004082909A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、冷却効率を向上させることのできる車両制御装置を提供することにある。
【解決手段】本発明に基づく車両制御装置は、車両床下に懸架された筐体と、前記筐体内に設置されるユニットと、前記ユニット内に設置された基板と、前記基板と接続された電子部品とを有し、前記ユニットの一側面側に、前記電子部品の中でも発熱量の大きな電子部品を配置するとともに、前記筐体の前記一側面が、前記ユニットの一側面を兼ねていること特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気部品の寿命は使用環境に大きく左右される。そのため鉄道車両用制御装置に使用される電気部品も高温環境下で使用する場合は著しく寿命が低下する。
従来の車両制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図８は、従来の車両制御装置の正面図である。図９は、従来の車両制御装置の右側面図である。図１０は、図８におけるＸ部分の断面図である（図９のＹ−Ｙ断面図）である。
従来の車両制御装置は、車両制御装置の筐体１，ユニット２，基板３，支板４，循環ファン５，半導体素子６，放熱フィン７，抵抗８などから構成されている。このように構成された従来の車両制御装置において、筐体１に設けられた支板３とユニット２が固定されている。ユニット２には、複数の基板３が設置されている。複数の基板３上には、それぞれ半導体素子６，放熱フィン７，抵抗８，リレー（図示しない），ＣＰＵ（図示しない），コンデンサ（図示しない），トランジスタ（図示しない），ＩＣ（図示しない）などの電子部品が用途に応じて接続されている。このユニット２を冷却するために、筐体１内部には、循環フィン５が設置されている。
このように構成された車両制御装置において、筐体１は密閉構造となっている。
【０００３】
なお、本明細書において筐体１の左側面を側面１ａと定義する。
このように構成された車両制御装置において、ユニット２は、完全な密閉構造となっているわけではない。ユニット２の側面（上下の面も含める）は、小さな穴（図示しない）が多数あいた板により構成されている。なお、本明細書においてユニット２の左側面を側面２ａと定義する。
このように構成された車両制御装置において、基板３に接続された電子部品によって車両制御を行なう際に、電子部品は熱を発生させる。この電子部品が発生した熱はユニット２の側面に設けられた小さな穴（図示しない）を介して、筐体１へ放熱される。循環ファン５は、ユニット２から放熱された熱を冷却するために、筐体１内の空気を循環させたり、直接ユニット２へ送風を行なったりして温度上昇を抑制している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成された従来の車両制御装置において、発熱量が大きく許容温度幅も大きい電気部品（抵抗器８やトランジスタ，ＩＣ等）と発熱量が小さく許容温度幅も小さい電気部品（リレー，ＣＰＵ，コンデンサ等）が同じユニット２内に設置される。そのため、発熱量が大きく許容温度幅も大きい電気部品から発生する熱により、発熱量が小さく許容温度幅も小さい電気部品の寿命が低下するという現象が起きていた。
また、従来の車両制御装置において、大容量の半導体素子を適用しようとすると、放熱フィンや循環ファンが大形化してしまうという問題があった。
そこで本発明の目的は、冷却効率を向上させることのできる車両制御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】
本発明に基づく車両制御装置は、車両床下に懸架された筐体と、前記筐体内に設置されるユニットと、前記ユニット内に設置された基板と、前記基板と接続された電子部品とを有し、前記ユニットの一側面側に、前記電子部品の中でも発熱量の大きな電子部品を配置することと、前記筐体の前記一側面が、前記ユニットの一側面を兼ねていることを特徴とする。
車本発明に基づく車両制御装置は、両床下に懸架された筐体と、前記筐体内に設置されるユニットと、前記ユニット内に設置された基板と、前記基板と接続された電子部品とを有し、前記ユニットの一側面側に、前記電子部品の中でも発熱量の大きな電子部品を配置することを特徴とする車両制御装置。
本発明に基づく車両制御装置は、車両床下に懸架された筐体と、前記筐体内に設置されるユニットと、前記ユニット内に設置された基板と、前記基板と接続された電子部品とを有し、前記筐体の一側面が、前記ユニットの一側面を兼ねていることを特徴とする車両制御装置。
本発明に基づく車両制御装置は、車両床下に懸架された筐体と、前記筐体内に設置されるユニットと、前記ユニット内に設置された基板と、前記基板と接続された電子部品と、前記筐体内に設置され、前記筐体を分割する仕切り板と、前記仕切り版により分割された開放部と、前記仕切り版により分割された密閉部と、前記開放部に風が流入するように、前記筐体に設けられた外気取り入れ口と、この外気取り入れ口から流入した外気を前記筐体内から吐き出すために、前記共体に設けられた吐き出し口とを有し、前記ユニットの一側面側に、前記電子部品の中でも発熱量の大きな電子部品を配置することと、前記仕切り版が、前記ユニットの一側面を兼ねていることを特徴とする車両制御装置。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態の車両制御装置について図を参照し詳細に説明する。図１は、本発明に基づく第１の車両制御装置の部分断面図である。なお、図８乃至図１０に記載されたものと構造上同一のものに関しては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第１の実施の形態の車両制御装置は、筐体１，基板３，基板３ａ，半導体素子６，放熱フィン７，抵抗８，ユニット９等から構成されている。
このように構成された車両制御装置において、ユニット９はユニット２の左側面２ａをくり貫いた形状となっており、筐体１の側面１ａがユニット９の左側面も兼ねている。
このように構成された車両制御装置において、発熱量の多い半導体６及び抵抗８などが接続された基板３ａは、筐体１の側面１ａに最も近い場所に設置されている。
このように構成された車両制御装置において、発熱量の多い半導体６及び抵抗８などが接続された基板３ａを筐体１の側面１ａに最も近い場所に設置し、ユニット９の左側面を筐体１の側面１ａにより兼用している。そのため、発熱量の多い半導体６及び抵抗８などが接続された基板３ａから発生する熱のうち大部分は、筐体１の側面１ａに伝熱され、筐体１の外部（外気）へ熱放散される。
【０００７】
このように構成された車両制御装置において、電子部品により発生される熱のうちの大部分は、筐体１の側面１ａを介して筐体１の外部へ直接熱放散されるため、ユニット９の周囲温度を低減することができる。
このように構成された車両制御装置において、ユニット９の左側面を筐体１の側面１ａと兼用しているため、軽量化や製造コスト削減の効果もある。
なお、本発明に基づく第１の実施の形態の車両制御装置のいて、ユニット９の左側面を筐体１の側面１ａにより兼用する構成となっているが、ユニット９の右側面を筐体１の右側側面により兼用する構成でもよい。
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態の車両制御装置について図を参照し詳細に説明する。図２は、本発明に基づく第２の車両制御装置の部分断面図である。なお、図１に記載されたものと構造上同一のものに関しては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第２の実施の形態の車両制御装置は、筐体１，基板３，基板３ａ，半導体素子６，放熱フィン７，抵抗８，ユニット９から構成されている。
このように構成された第２の実施の形態の車両制御装置は、筐体１の側面１ａの中心部分には、平板形状の側面と比べると、外部（外気）との接触面積が大きい波型形状の波型側面１０が設けられている。なお、波型側面１０は、筐体１の側面１ａと一体成形などによって製造されても、組み合わされて製造されても良いことは言うまでもない。
【０００８】
このように構成された車両制御装置において、電子部品により発生される熱のうちの大部分は、筐体１の側面１ａに設けられた波型側面１０を介して筐体１の外部へ直接熱放散されるため、本発明に基づく第１の実施の形態の車両制御装置に比べ、冷却効率が向上する。
このように構成された車両制御装置において、ユニット９の左側面を筐体１の側面１ａと兼用しているため、軽量化や製造コスト削減の効果もある。
なお、本発明に基づく第２の実施の形態の車両制御装置では、筐体１の側面１ａを波型形状としたが、エンボス形状や他のスリット形状などでも同様の効果が得られるため、波型形状のみに限定はしない。
（第３の実施の形態）
本発明に基づく第３の実施の形態の車両制御装置について図を参照し詳細に説明する。図３は、本発明に基づく第３の車両制御装置の部分断面図である。なお、図１に記載されたものと構造上同一のものに関しては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第３の実施の形態の車両制御装置は、筐体１，基板３，基板３ａ，半導体素子６，抵抗８，ユニット９，絶縁部品１１，受熱板１２，放熱フィン１３から構成されている。
【０００９】
このように構成された車両制御装置において、基板３ａには、発熱量の大きな電子部品（例えば抵抗器８など）が接続される。受熱板１２の筐体１内部側側面には、半導体素子６や絶縁部品１１を介して受熱板１２が接続される。受熱版１２の外部（外気）側には、放熱フィン１３が接続されている。
このように構成された車両制御装置において、放熱フィン１３が外気に露出していることで、本発明に基づく第１の実施の形態及び第２の実施の形態の車両制御装置に比べ、方熱効果が高まり、冷却効率が向上する。
（第４の実施の形態）
本発明に基づく第４の実施の形態の車両制御装置について図を参照し詳細に説明する。図４は、本発明に基づく第４の車両制御装置の部分断面図である。図５は、図４のＺ−Ｚ断面図である。なお、図１乃至図３に記載されたものと構造上同一のものに関しては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第４の実施の形態の車両制御装置は、筐体１，基板３，基板３ａ，半導体素子６，抵抗８，ユニット９，絶縁部品１１，受熱板１２，放熱フィン１３，仕切り板１４から構成されている。
このように構成された車両制御装置において、筐体１は、仕切り板１４によって開放部１５と密閉部１６とにわけられている。仕切り版１４と受熱部１２が接続される。筐体１の側面１ａには、外気取り入れ口１７とフィルタ−１７ａが設けられている。筐体１の前面（後面でも良い）には吐き出し口１８が設けられている。
【００１０】
このように構成された車両制御装置において、外気は、外気取り入れ口１７から流入し、フィルター１７ａにより埃やごみなどの異物が取り除かれ、筐体１の開放部１５内の放熱フィン１３を冷却する。放熱フィン１３を冷却した外気は、外気吐き出し口１８から再び筐体１外へ吐き出される。
このように構成された車両制御装置において、外気取り入れ口１７から外気を効率的に筐体１内の開放部１５へ取り入れることで、冷却効率をさらに向上させることができる。
なお、本発明に基づく第４の実施の形態の車両制御装置において、筐体１ａの側面１ａに外気取り入れ口１７，筐体１の前面に吐き出し口１８に設置しているが、外気が流入すれば前面に外気取り入れ口を設置し側面１ａに吐き出し口を設置してもよいので、外気取り入れ口及び吐き出し口の位置については、特に限定はしない。
（第５の実施の形態）
本発明に基づく第５の実施の形態の車両制御装置について図を参照し詳細に説明する。図６は、本発明に基づく第５の車両制御装置の部分断面図である。なお、図１乃至図５に記載されたものと構造上同一のものに関しては、同符号を付して説明を省略する。
【００１１】
本発明に基づく第５の実施の形態の車両制御装置は、筐体１，基板３，基板３ａ，半導体素子６，抵抗８，ユニット９，絶縁部品１１，受熱板１２，放熱フィン１３，仕切り板１９から構成されている。
このように構成された車両制御装置において、ユニット９内部は、仕切り板１９によって二つに区切られる。ユニット９において、筐体１の側面１ａ側の空間には、発熱量が大きく許容温度幅も大きい電気部品が設置され、仕切り板１９によって区切られた他の空間には、発熱量が小さく許容温度幅も小さい電気部品が設置されている。
このように構成された車両制御装置は、仕切り板１９を設けたため発熱量の大きい電気部品から発生する熱は、受熱部１２及び放熱フィン１３に伝わりやすくなるという効果がある。
本発明に基づく車両制御装置において、図７に示すように、半導体素子６や抵抗器８を筐体１の側面１ａ側の基板３ａの側面に設置しても冷却効率の向上が望めるため、第１乃至第５の実施の形態の車両制御装置のみには限定はしない。
【００１２】
【発明の効果】
本発明により、冷却効率を向上することのできる車両制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１の車両制御装置の部分断面図である。
【図２】本発明に基づく第２の車両制御装置の部分断面図である。
【図３】本発明に基づく第３の車両制御装置の部分断面図である。
【図４】本発明に基づく第４の車両制御装置の部分断面図である。
【図５】図４のＺ−Ｚ断面図である。
【図６】本発明に基づく第５の車両制御装置の部分断面図である。
【図７】本発明に基づく一実施形態の車両制御装置の部分断面図である。
【図８】従来の車両制御装置の正面図である。
【図９】従来の車両制御装置の右側面図である。
【図１０】図８におけるＸ部分の断面図である（図８のＹ−Ｙ断面図）である。
【符号の説明】
１・・・筐体
２・・・ユニット
３・・・基板
４・・・支板
５・・・循環ファン
６・・・半導体素子
７・・・放熱フィン
８・・・抵抗器
９・・・ユニット
１０・・・波型側面
１１・・・絶縁部品
１２・・・受熱板
１３・・・放熱フィン
１４・・・仕切り板
１５・・・開放部
１６・・・密閉部
１７・・・外気取り入れ口
１８・・・吐き出し口
１９・・・仕切り板

Claims (6)

1. 車両床下に懸架された筐体と、
   前記筐体内に設置されるユニットと、
   前記ユニット内に設置された基板と、
   前記基板と接続された電子部品とを有し、
   前記ユニットの一側面側に、前記電子部品の中でも発熱量の大きな電子部品を配置するともに、
   前記筐体の前記一側面が、前記ユニットの一側面を兼ねていること、
   を特徴とする車両制御装置。
2. 車両床下に懸架された筐体と、
   前記筐体内に設置されるユニットと、
   前記ユニット内に設置された基板と、
   前記基板と接続された電子部品とを有し、
   前記ユニットの一側面側に、前記電子部品の中でも発熱量の大きな電子部品を配置するともに、
   を特徴とする車両制御装置。
3. 車両床下に懸架された筐体と、
   前記筐体内に設置されるユニットと、
   前記ユニット内に設置された基板と、
   前記基板と接続された電子部品とを有し、
   前記筐体の一側面が、前記ユニットの一側面を兼ねていること、
   を特徴とする車両制御装置。
4. 前記請求項１乃至３記載の車両制御装置において、
   前記筐体の前記一側面が、波型形状をしていること
   を特徴とする車両制御装置。
5. 前記請求項１乃至３記載の車両制御装置において、
   前記筐体の前記一側面の外部側には、放熱フィンが取り付けてあること
   を特徴とする車両制御装置。
6. 車両床下に懸架された筐体と、
   前記筐体内に設置されるユニットと、
   前記ユニット内に設置された基板と、
   前記基板と接続された電子部品と、
   前記筐体内に設置され、前記筐体を分割する仕切り板と、
   前記仕切り版により分割された開放部と、
   前記仕切り版により分割された密閉部と、
   前記開放部に風が流入するように、前記筐体に設けられた外気取り入れ口と、
   この外気取り入れ口から流入した外気を前記筐体内から吐き出すために、前記共体に設けられた吐き出し口とを有し、
   前記ユニットの一側面側に、前記電子部品の中でも発熱量の大きな電子部品を配置するともに、
   前記仕切り版が、前記ユニットの一側面を兼ねていること、
   を特徴とする車両制御装置。

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