JP2004229500A - 車両用電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車体床下に吊設された車両用電力変換装置の車体側面側の側面と係合する
第1の受熱部と、この第1の受熱部の車体中央側の側面と係合する半導体素子と、前記第
1の受熱部の車体側面側の側面と係合する複数の放熱フィンと、前記電力変換装置の底面
と係合する第2の受熱部と、この第2の受熱部の上面と係合する半導体素子と、前記第2
の受熱部内にその片端が埋め込まれた略L字型のヒートパイプとを有し、前記ヒートパイ
プが前記複数の放熱フィンと係合することを特徴とする車両用電力変換装置。
【選択図】 図3
Description
る。図33は、鉄道車体の正面図である。
,電力変換装置6,誘導電動機7により構成されている。
ている。ライト4は、車体2にはめこまれ接続されている。電力変換装置6と誘導電動機
7は、車体2の床下に吊り下げられている。電力変換装置6の車体2の側面側の側面には
、放熱フィン8が接続されている。
る。電力変換装置6は、パンタグラフ1より電力を供給される。電力変換装置6は、パン
タグラフ1より供給された電力を変換し、誘導電動機7に電力を供給する。誘導電動機7
は、電力変換装置6により供給された電力により駆動し回転する。誘導電動機7は、その
回転力を車輪5に伝える。電力変換装置6は、電力変換装置6の側面に取り付けられた放
熱フィン8を介して大気と熱交換し冷却される。
導電動機7,電力変換装置10により構成されている。電力変換装置10は、車体2の中
心に電力変換装置10の中心が合わさるように設置されている。
の左側と右側に二台設置する方法と図33に記載の電力変換装置10のように、車体の中心
に一台設置する方法の2種類の設置方法がある。
、特に半導体を冷却するための装置のことである。
置された従来の車両用電力変換装置の斜視図である。図35は、従来の車両用電力変換装
置の正面図である。図36は、従来の車両用電力変換装置の上面図である。
複数の放熱フィン13,冷媒14により構成されている。
イプ12がはめ込まれ固定される。ヒートパイプ12には、複数の放熱フィン13が等間隔
で接続されている。冷媒14は、ヒートパイプ12の内部に封入される。
ウムなど熱伝導性の良い材料で作られている。金属ブロック11は、平板状になっており
、一方の側面にヒートパイプ12を挿入するための孔(図示しない)があけられている。
ニウムなど熱伝導性の良い材料で作られている。ヒートパイプ12は、両端が閉じている
中空状の棒のような形状をしている。
ムなど熱伝導性の良い材料で作られている。放熱フィン13は、薄板である。
ど沸点が比較的低いものであればよい。
素子15は、金属ブロック11の電力変換装置6の内部側の一面にコンパウンドを介して
ねじ止めされている。
、金属ブロック11に伝熱される。金属ブロック11に伝たえられた熱は、ヒートパイプ
12に伝わる。ヒートパイプ12に伝えられた熱は、ヒートパイプ12内部の冷媒14に
伝わる。冷媒14は、ヒートパイプ12より伝えられた熱により液体から気体へと相変化
を起こす。気体となった冷媒14は、ヒートパイプ12の先端部へと移動する。冷媒14
は、ヒートパイプ12と係合する放熱フィン13を介して大気と熱交換をし、気体から液
体へ相変化を起こす。液体となった冷媒14は、ヒートパイプ12の金属ブロック11側
へと移動する。
配置したことにより、効果的に走行風を冷却に使用することができるといった利点がある
。
た冷媒14の相変換により熱輸送を行なっているため、ヒートパイプ12の先端部と受熱
部側の温度差が少ない。そのため、ヒートパイプ12の先端側でも充分な冷却性能が得ら
れる。そのためヒートパイプ式の冷却方式は、冷媒を使用しないヒートシンク型の冷却装
置に比べて冷却効率が良いというメリットも考えられる。
フィン13Cでは、通風量に大きな差が出てしまうという欠点がある。風上側にある放熱フ
ィン13aと風下にある放熱フィン13Cの通風量に大きな差が出てしまうため、車体進行方
向に車両用電力変換装置を複数並べた場合、走行風を充分に利用できないといった事態が
起こった。そのため、従来の車両用電力変換装置を使用し、冷却効率を更に上げようとし
た場合、装置自体を大きくさせるという方法しかない。装置を大きくすることは、鉄道車
体の性質上難しいため、近年の電力変換装置の大容量化に伴ない冷却効率の向上を求めら
れたときに、装置を置くスペースの限られる鉄道車体用には、対応することができなかっ
た。
る。
の受熱部の電力変換装置側の側面と係合する半導体素子と、前記受熱部の反電力変換装置
側と係合する複数の放熱フィンと、この複数の放熱フィンを連結するヒートパイプとを備
えることを特徴とする。
側面側の側面と係合する第1の受熱部と、前記第1の受熱部の車体側面側の側面と係合す
る複数の第1の放熱フィンと、電力変換装置の底面と係合する第2の受熱部と、この第2
の受熱部の底面と係合する第2の放熱フィンと、前記第2の受熱部内にその片端側が埋め
込まれた略L字型のヒートパイプと電力変換装置の反車体側面側の側面と係合する第3の
受熱部と、この第3の受熱部の側面と係合する複数の第3の放熱フィンとを有し、前記ヒ
ートパイプの両端側が前記複数の第1の放熱フィンと前記複数の第3の放熱フィンと係合
することを特徴とする。
本発明に基づく第1の実施の形態の車両用電力変換装置について、図を参照し詳細に説明
する。図1は、本発明に基づく第1の車両用電力変換装置を組み込んだ電車の構成図であ
る。図2は、本発明に基づく第1の車両用電力変換装置の斜視図である。図3は、本発明
に基づく第1の車両用電力変換装置の断面図である。
を省略する。
変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
金属ブロック16,放熱フィン17,第2の受熱部である金属ブロック18,略L字型の
ヒートパイプ19から構成されている。
換装置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の
上面を6dと定義する。
力変換装置6の側面6aと接続される。複数の放熱フィン17は、電力変換装置6と伝熱
されるように係合する。金属ブロック18は、電力変換装置6の底面6bと接続される。
ヒートパイプ19の片端側は、電力変換装置の側面6aと平行かつ側面6a側の側面に設
けられた孔にはめ込まれ固定されている。ヒートパイプ19の他端側は、複数の放熱フィ
ン17それぞれに設けられた孔と係合している。
換装置6の側面6aと並行かつ反電力変換装置6側の側面に設けられた溝が掘られている
。
ミニウムなど熱伝導性の高いものであれば良いので特に限定はしない。
変換装置の側面6aと平行かつ側面6a側の側面に金属ブロック長手方向に伸びた孔が設
けられている。なお、金属ブロック18の電力変換装置の側面6aと平行かつ側面6a側
の側面に金属ブロック長手方向に伸びた孔の径については、使用するヒートパイプ19の
径によって変えるため、特に限定はしない。
型になっている。ヒートパイプ19は、筒の両端を閉じたような形状になっている。ヒー
トパイプ19の材料としては、熱伝導性が良いものであれば良いので銅やアルミニウムの
みに限定はしない。
る金属ブロック16の反放熱フィン側の側面と第2の受熱部である金属ブロック18の上
面にコンパウンドを介してねじ止めにより接続される。半導体素子15は、導体20によ
り相互に接続される。
体素子を15a,金属ブロック18と接続された半導体素子を15bと定義する。半導体
素子15aから発生した熱は、金属ブロック16に伝熱される。金属ブロック16に伝た
えられた熱は、放熱フィン17に伝わる。放熱フィン17に伝熱された半導体素子15a
の発した熱は、主に放熱フィン17の金属ブロック16側を介して大気と熱交換をする。
半導体素子15bから発生した熱は金属ブロック18に伝熱される。半導体素子15bか
ら発生した熱は、金属ブロック18からヒートパイプ19に伝えられる。ヒートパイプ1
9に伝えられた熱は、ヒートパイプ19内部の冷媒14に伝わる。冷媒14は、ヒートパ
イプ19より伝えられた熱により液体から気体へと相変化を起こす。気体となった冷媒1
4は、ヒートパイプ19の先端部へと移動する。気体化した冷媒14がヒートパイプ先端
部へと移動するさいには、放熱板17の先端部へ均等に熱を伝えていく。冷媒14は、主
にヒートパイプ19と係合する放熱フィン17の先端側を介して大気と熱交換をし、気体
から液体へ相変化を起こす。液体となった冷媒14は、ヒートパイプ19の金属ブロック
18側へと移動する。
れる熱を、ヒートパイプ19により放熱板17に均等に伝熱されるように構成することで
、フィン全域が効率よく熱拡散を行なうことができる。フィン全域が効率よく熱拡散を行
なうことができるため、本実施形態の車両用電力変換装置において、半導体素子の冷却能
力が格段に向上させることができた。
に配置することが可能なため、半導体素子15同士を接続するために必要な最小距離を従
来の車両用電力変換装置に比べ短くすることができる。半導体素子15間の距離を短くす
ることができるため、本実施形態の車両用電力変換装置では、低インダクタンスを実現し
た実装が可能となる。低インダクタンスを実現した半導体素子15の実装を可能とするの
で、電流遮断時に半導体素子15に印加される跳ね上がり電圧が抑えられる。半導体素子
15に印加される跳ね上がり電圧を抑えることができるので、良好な電気的特性を得るこ
とができる。また、半導体素子15に印加される跳ね上がり電圧を低く抑えられるため、
ゲート抵抗値を小さくして、電圧上昇を急峻にすることも可能である。電圧上昇を急峻に
すると、半導体素子15からの発生熱損失を低減することができる。半導体素子15から
の発生熱損失を低減できるため、冷却器の小型化を実現することができる。
子15bが別々の金属ブロックに接続されているため、従来同じ金属ブロックに接続して
いた車両用電力変換装置に比べ、金属ブロックでの熱密度を下げることができる。金属ブ
ロックの熱密度を下げることができるため、冷却効率を向上させることができる。
に露出しているため、金属ブロック18の表面からの放熱効果も期待することができる。
の底面6bと平行になるように、金属ブロック16に接続されているため、走行風が入り
やすいといったメリットもある。
6底面としての役割も持っているため、従来の車両用電力変換装置よりも、重量を軽減す
ることができる。
本発明に基づく第2の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に説明
する。図4は、本発明に基づく第2の実施形態の車両用電力変換装置を組み込んだ電車の
構成図である。図5は、本発明に基づく第2の実施形態の車両用電力変換装置の断面図で
ある。図6は、本発明に基づく第2の実施形態の車両用電力変換装置の下面図である。図
1及び図2及び図3に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付して説明を省略す
る。
変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
金属ブロック16,放熱フィン17,第2の受熱部である金属ブロック18,略L字型の
第1のヒートパイプ19,略L字型の第2のヒートパイプ21から構成されている。
換装置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の
上面を6dと定義する。
9とヒートパイプ21の片端側は、第2の受熱部である金属ブロック18の電力変換装置
の側面6aと平行かつ側面6a側の側面に設けられた孔に交互にはめ込まれ固定されてい
る。ヒートパイプ19の他端側は、複数の放熱フィン17の金属ブロック16側に設けら
れた孔と係合している。ヒートパイプ21の他端側は、複数の放熱フィン17の先端部側
に設けられた孔と係合している。
1は長さが異なる。またヒートパイプ19とヒートパイプ21は、上方に曲がる個所も異
なる。
、ヒートパイプ21と係合し、放熱板17の先端部側はヒートパイプ19と係合している
構成となっている。そのため、本実施形態の車両用電力変換装置は、第1の実施形態の車
両用電力変換装置に比べコストは高くなるが、放熱フィン17のより広範囲な個所に均等
に熱が伝わるため冷却効率が向上する。
イプ19とヒートパイプ21を使用していたが、3種類や4種類などでも良いため、長さ
の違うヒートパイプの種類を2種類に限定しない。
本発明に基づく第3の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に説明
する。図7は、本発明に基づく第3の実施形態の車両用電力変換装置を組み込んだ電車の
構成図である。図8は、本発明に基づく第3の実施形態の車両用電力変換装置の断面図で
ある。図9は、本発明に基づく第3の実施形態の車両用電力変換装置の上面図である。図
1及び図2及び図3に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付して説明を省略す
る。
変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
金属ブロック16,放熱フィン17,第2の受熱部である金属ブロック18,略L字型の
第1のヒートパイプ19,板状放熱フィン22から構成されている。
換装置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の
上面を6dと定義する。
ク16と伝熱が行なわれるように係合する。ヒートパイプ19は、板状放熱フィン22の
冷媒流路22aに接触しないように板状放熱フィン22と係合する。板状放熱フィンは2
2の間には、放熱フィン17を三枚があるように配置されている。
流路22aが設けられている。冷媒流路22aの内部には、冷媒14と空気が封入されて
いる。板状放熱フィン22は、冷媒流路内の気泡(空気)が振動することにより冷媒を介
して熱輸送を行なう。板状放熱フィン22は、液化した冷媒を重力により受熱部に戻す一
般のヒートパイプとは動作原理が違うため、配置状の制約(上向きにおかなければいけな
い事など)がない。
受熱ブロック16を介して放熱板17及び板状放熱板22に伝えられる。ヒートパイプ1
9を介して、板状放熱板22に伝えられた熱は、放熱板17の先端部に伝えられる。
る金属ブロック16に設置したことにより放熱板17の先端部側にも均等に熱が伝わるた
め、冷却効率を向上させることができる。
ン17の3枚が板状放熱板22の間に存在するように配置していたが、放熱フィン17と
板状放熱板22が、交互に並べられていても冷却効率は向上するため、放熱フィンと板状
放熱板の配置については、第3の実施形態の車両用電力変換装置のみに限定はしない。
本発明に基づく第4の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に説明
する。図10は、本発明に基づく第4の実施形態の車両用電力変換装置を組み込んだ電車
の構成図である。図11は、本発明に基づく第4の実施形態の車両用電力変換装置の断面
図である。図12は、本発明に基づく第3の実施形態の車両用電力変換装置の上面図であ
る。図1及び図2及び図3に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付して説明を
省略する。
変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
金属ブロック16,放熱フィン17,第2の受熱部である金属ブロック18,略L字型の
第1のヒートパイプ19,略L字型の細管型ヒートパイプ23から構成されている。
電力変換装置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換
装置の上面を6dと定義する。
8とを細管型ヒートパイプ23により連結している。細管型ヒートパイプ23の片端側は
、電力変換装置6の底面6bと平行かつ電力変換装置6の反側面6a側にある金属ブロッ
ク16の側面に設けられた孔にはめ込まれ固定されている。細管型ヒートパイプ23の他
端側は、電力変換装置の側面6aと平行かつ側面6a側の金属ブロック18の側面に設け
られた孔にはめ込まれ固定されている。
壁が格子状に加工されたウィック構造になっている。ウィック構造になっているため、毛
細管現象が細管型ヒートパイプ23内部で起こり、液還流が起こる。なお、本実施形態の
車両用電力変換装置において、細管型ヒートパイプの内部構造は、ウィック構造となって
いるが、グルーブ構造などもあるため、ウィック構造のみに限定しないことはいうまでも
ない。
ロック16と金属ブロック18とを連結している。金属ブロック16と金属ブロック18
とが細管型ヒートパイプ23を介して連結されているため、金属ブロック16と金属ブロ
ック18の温度は等しくなる。金属ブロック16と金属ブロック18の温度が等しくなる
と、放熱板17の先端部側と金属ブロック側の温度も均一になるため、冷却効率が向上す
る。
イプ23を交互に金属ブロック18に配置していたが、配置の仕方は無数にあるため、第
4の実施形態の車両用電力変換装置のヒートパイプ19とヒートパイプ23の配置のみに
限定はされない。
ン17のみをはめ込んでいたが、板状ヒートパイプを埋め込んでさらに冷却効率を向上さ
せてもよいので、基づく第4の実施形態の車両用電力変換装置では、金属ブロック16に
はめ込む部材を放熱フィン17のみに限定はしない。
本発明に基づく第5の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に説明
する。図13は、本発明に基づく第5の実施形態の車両用電力変換装置を組み込んだ電車
の構成図である。図14は、本発明に基づく第5の実施形態の車両用電力変換装置の断面
図である。図1及び図2及び図3に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付して
説明を省略する。
変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
金属ブロック16,放熱フィン17,第2の受熱部である金属ブロック18,略L字型の
第1のヒートパイプ19,板状細管ヒートパイプ24から構成されている。
置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の上面
を6dと定義する。
は、電力変換装置6の側面6aと接している金属ブロック16の側面と固着している。板
状細管型ヒートパイプ24の他端は、電力変換装置6の底面6bと係合する金属ブロック
18の上面と固着している。
力変換装置内部側の面と固着される。
属ブロック16と金属ブロック18の両方と固着しているため、金属ブロック16と金属
ブロック18の温度は等しくなる。金属ブロック16と金属ブロック18の温度が等しく
なると、放熱板17の先端部側と金属ブロック側の温度も均一になるため、冷却効率が向
上する。
ン17のみをはめ込んでいたが、板状ヒートパイプを埋め込んでさらに冷却効率を向上さ
せてもよいので、基づく第5の実施形態の車両用電力変換装置では、金属ブロック16に
はめ込む部材を放熱フィン17のみに限定はしない。
本発明に基づく第6の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に説明
する。図15は、本発明に基づく第6の実施形態の車両用電力変換装置を組み込んだ電車
の構成図である。図16は、本発明に基づく第6の実施形態の車両用電力変換装置の断面
図である。図1及び図2及び図3に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付して
説明を省略する。
変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
放熱フィン17,棒状の細管型ヒートパイプ25から構成されている。
置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の上面
を6dと定義する。
換装置6の底面6b側の半導体素子を15dと定義する。
17の先端部側に設けられた孔と係合している。
ロック16上下方向の中央部分に設けられている放熱フィンの温度と金属ブロック16上
下方向の両端部分に設けられている放熱フィンの温度では、差が生じる。しかし、本実施
形態の車両用電力変換装置は、細管型ヒートパイプ25を、放熱フィンの先端部側と係合
させているため、金属ブロック16上下方向の中央部分に設けられている放熱フィン17
と、金属ブロックの長手方向の両端部に設けられている放熱フィン17の間には、温度差
が生じない。放熱フィン17に、均等に熱が伝えられるため、本実施形態の車両用電力変
換装置は、冷却効率が向上する。
置に比べ、部品点数が少ないため、重量が軽いといったメリットがある。
ン17のみをはめ込んでいたが、板状ヒートパイプを埋め込んでさらに冷却効率を向上さ
せてもよいので、基づく第6の実施形態の車両用電力変換装置では、金属ブロック16に
はめ込む部材を放熱フィン17のみに限定はしない。
本発明に基づく第7の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に説明
する。図17は、本発明に基づく第7の実施形態の車両用電力変換装置を組み込んだ電車
の構成図である。図18は、本発明に基づく第7の実施形態の車両用電力変換装置の断面
図である。図1及び図2及び図3に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付して
説明を省略する。
変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
放熱フィン17,板状ヒートパイプ22,棒状の細管型ヒートパイプ25から構成されて
いる。
置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の上面
を6dと定義する。
換装置6の底面6b側の半導体素子を15dと定義する。
装置6の側面6aと平行かつ側面6aと接していない金属ブロック16の側面にはめ込ま
れ固定されている。板状ヒートパイプ22は、電力変換装置の側面6aに接している金属
ブロック16の側面に接続される半導体素子15の長手方向の中心部分と合わさるように
、位置決めされている。
金属ブロック16上下方向の位置が、半導体素子15c及び半導体素子15dの長手方向
の中心部分と合わさるように位置決めされているため、第6の実施形態の車両用電力変換
装置に比べ、半導体素子15c及び半導体素子15dからの熱が細管型ヒートパイプ25
に伝わりやすい。そのため、本実施形態の車両用電力変換装置は、第6の実施形態の車両
用電力変換装置より、冷却効率が良い。
び半導体素子15dの長手方向の中心部分と合わさるように設置したが、板状ヒートパイ
プ22と放熱フィン17を交互に配置したり、金属ブロック長手方向の中心部分に複数の
板状ヒートパイプ22を配置することなど、無数に組合せがあるため、板状ヒートパイプ
22の配置については本実施形態の車両用電力変換装置のみに限定はしない。
本発明に基づく第8の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に説明
する。図19は、本発明に基づく第8の実施形態の車両用電力変換装置を組み込んだ電車
の構成図である。図20は、本発明に基づく第8の実施形態の車両用電力変換装置の断面
図である。図21は、本発明に基づく第8の車両用電力変換装置の下面図である。図1及
び図2及び図3に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付して説明を省略する。
変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
放熱フィン17,円型ヒートパイプ26,円型ヒートパイプ27から構成されている。
電力変換装置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換
装置の上面を6dと定義する。
装置6の側面6aと平行かつ側面6aと接していない金属ブロック16の側面に設けられ
た溝にはめ込まれ固定されている。円型ヒートパイプ26は、放熱フィン17に設けられ
た孔と係合する。円型ヒートパイプ27は、電力変換装置6の側面6aと平行かつ側面6
aと接していない金属ブロック16の側面に設けられた溝にはめ込まれ固定されている。
円型ヒートパイプ27は、放熱フィン17に設けられた孔と係合する。円型ヒートパイプ
26と円型ヒートパイプ27は、金属ブロック16に交互に配置され接続される。
をした細管型ヒートパイプである。そのため、自励振動により液還流が行なわれる。円型
ヒートパイプ27は、円型ヒートパイプ26よりも横手方向の長さが長い円型形状をした
細管型ヒートパイプである。円型ヒートパイプ27は放熱フィン17と、円型ヒートパイ
プ26よりも放熱フィン17の先端部側で係合する。
直接円型ヒートパイプ26及び円型ヒートパイプ27が接続されているため、放熱フィン
17の先端部側と金属ブロック16側の温度がほぼ均一になる。そのため、放熱フィン1
7の冷却効率が向上し装置の小型化を実現することができる。
ン17を係合させていたが、板状ヒートパイプを係合させてさらに冷却効率を向上させて
もよいので、基づく第8の実施形態の車両用電力変換装置では、金属ブロック16と係合
する部材を放熱フィン17のみに限定はしない。
本発明に基づく第9の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に説明
する。図22は、本発明に基づく第9の実施形態の車両用電力変換装置を組み込んだ電車
の構成図である。図23は、本発明に基づく第9の実施形態の車両用電力変換装置の断面
図である。図1及び図2及び図3に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付して
説明を省略する。
変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
L字型のヒートパイプ19,金属ブロック30から構成されている。
置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の上面
を6dと定義する。
6内部金属ブロック6bと水平に設置される。略L字型のヒートパイプ19の片端側は、
金属ブロック28の側面に設けられた孔にはめ込まれ固着される。略L字型のヒートパイ
プ19の他端側は、外部に露出される。ヒートパイプ19の他端側には、複数の放熱フィ
ン17が接続される。半導体素子15は、金属ブロック28の両面に接続される。
面6C側に配置することができる。コンデンサ他周辺部品30を金属ブロック28よりも
、電力変換装置の上面6d側に配置することができる。ゲートアンプ29やコンデンサ他
周辺部品30を半導体素子15の近傍に配置することができるため、低インダクタンス実
装を可能とする。
所に、ゲートアンプ29及びコンデンサ他周辺部品30が配置されているため保守性が向
上する。
本発明に基づく第10の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に説
明する。図24は、本発明に基づく第10の実施形態の車両用電力変換装置を組み込んだ
電車の構成図である。図25は、本発明に基づく第9の実施形態の車両用電力変換装置の
断面図である。図1及び図2及び図3に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付
して説明を省略する。
力変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
,放熱フィン17,金属ブロック18,略L字型のヒートパイプ19,放熱フィン31か
ら構成されている。
置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の上面
を6dと定義する。
ック18と伝熱がおこなわれるように係合している。
銅製の薄板である。しかし放熱フィン31の材料としては、銅やアルミニウムなど熱伝導
性の高いものであれば良いので特に限定はしない
このように構成された車両用電力変換装置において、第2の受熱部である金属ブロック
18に放熱フィン31を取り付けたことにより、第1の実施形態の車両用電力変換装置よ
りも冷却効率が向上する。
ロック18に放熱フィン17及び放熱フィン31のみをはめ込んでいたが、板状ヒートパ
イプを埋め込んでさらに冷却効率を向上させてもよいので、基づく第10の実施形態の車
両用電力変換装置では、金属ブロック16及び金属ブロック18と係合する部材を放熱フ
ィン17及び放熱フィン31のみに限定はしない。
本発明に基づく第11の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に
説明する。図26は、本発明に基づく第11の実施形態の車両用電力変換装置を組み込ん
だ電車の構成図である。図27は、本発明に基づく第11の実施形態の車両用電力変換装
置の断面図である。図24及び図25に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付
して説明を省略する。
力変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
,放熱フィン17,放熱フィン31,第2の金属ブロック32,略U字型のヒートパイプ
33,から構成されている。
置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の上面
を6dと定義する。
力変換装置を電力変換装置 62と定義する。
換装置の底面6bに固着されている。略U字型ヒートパイプ33の中心部分は、電力変換
装置6aと平行な金属ブロック32の側面に空けられた孔と係合する。略U字型ヒートパ
イプ33の両端側では、放熱フィン17と係合する。
は、金属ブロック32を貫通する孔が空けられている。第2の金属ブロック32の材料と
しては、熱伝導性の良いものであれば適しているため特に限定はしない。
力変換装置61と62を連結している。電力変換装置61と62が連結しているため、ど
ちらか一つの放熱フィンの破損などがあった場合にも対応することができる。また、略U
字型ヒートパイプは、細管型ヒートパイプや板状ヒートパイプのような自己循環型ヒート
パイプでも良いため、限定はしない。
力変換装置でその不足分を補うさいには、大量の熱が半導体素子15から発生する。しか
し、本実施形態の車両用電力変換装置は、電力変換装置同士を連結しているため、片方か
らの発生熱量が増えても問題なく冷却することができる。
本発明に基づく第12の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に
説明する。図28は、本発明に基づく第12の実施形態の車両用電力変換装置を組み込ん
だ電車の構成図である。図29は、本発明に基づく第12の実施形態の車両用電力変換装
置の断面図である。図27及び図28に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付
して説明を省略する。
力変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
,放熱フィン17,放熱フィン31,第2の金属ブロック32,略U字型のヒートパイプ
33から構成されている。
10の底面に接続されている。略U字型ヒートパイプ33の中心部側は、金属ブロック3
2に設けられた孔と係合する。略U字型ヒートパイプ33の両端部側は放熱フィン17と
係合する。
6と係合する放熱フィンとを略U字型ヒートパイプ33を介して熱的に連結させたため、
従来の車両用電力変換装置にくらべ冷却効率が向上する。
は、部品点数が少ないため組立てがしやすいといった利点がある。
ブロック32に放熱フィン17のみをはめ込んでいたが、板状ヒートパイプを埋め込んで
さらに冷却効率を向上させてもよいので、基づく第12の実施形態の車両用電力変換装置
では、金属ブロック16及び金属ブロック32にはめ込む部材を放熱フィン17のみに限
定はしない。
本発明に基づく第13の実施形態の車両用電力変換装置について、図を参照して詳細に
説明する。図30は、本発明に基づく第13の実施形態の車両用電力変換装置を組み込ん
だ電車の構成図である。図31は、本発明に基づく第13の実施形態の車両用電力変換装
置の断面図である。図30及び図31に記載のものと構造上同一のものには、同符号を付
して説明を省略する。
力変換装置6の半導体素子15を冷却するための装置である。
,放熱フィン17,放熱フィン31,第2の金属ブロック32,略U字型のヒートパイプ
33から構成されている。
置6の底面を6b,電力変換装置の側面6aの反対側の側面を6c,電力変換装置の上面
を6dと定義する。
の側面6cと係合している。電力変換装置の側面6aと係合する金属ブロック16と第1
の放熱フィン17は係合する。電力変換装置の側面6bと係合する金属ブロック16と第
2の放熱フィン17は係合する。電力変換装置の側面6cと係合する金属ブロック16と
第3の放熱フィン17は係合する。
ブロック16及び金属ブロック32及び放熱フィン17を配置しため、従来の車両用電力
変換装置と比べ、冷却効率が大幅に向上する。
用することもできるし、ヒートパイプの代りに細管型ヒートパイプを使用することができ
るため、本明細書に記載した組合せのみに限定はされない。
を使用することもできるため、本明細書に記載した実施形態のみに限定されない。
される場合も多く、本発明に基づく車両用電力変換装置を搭載できるため、1台の鉄道車
両に2台搭載される電力変換装置6のみに限定されない。
2・・・車体
3・・・窓ガラス
4・・・ランプ
5・・・車輪
6・・・電力変換装置
7・・・誘導電動機
8・・・放熱フィン
9・・・架線
10・・・電力変換装置
11・・・金属ブロック
12・・・ヒートパイプ
13・・・放熱フィン
13a・・・風上にある放熱フィン
13b・・・受熱部の中心部分にある放熱フィン
13c・・・風下にある放熱フィン
14・・・冷媒
15・・・半導体素子
16・・・金属ブロック
17・・・放熱フィン
18・・・金属ブロック
19・・・ヒートパイプ
20・・・導体
21・・・ヒートパイプ
22・・・板状ヒートパイプ
22a・・・冷媒流路
23・・・細管型ヒートパイプ
24・・・板状細管型ヒートパイプ
25・・・細管型ヒートパイプ
26・・・円型ヒートパイプ
27・・・円型ヒートパイプ
28・・・金属ブロック
29・・・ゲートアンプ
30・・・コンデンサ他周辺部品
31・・・放熱フィン
32・・・金属ブロック
33・・・U字型ヒートパイプ
Claims (2)
- 車体床下に吊設された車両用電力変換装置の車体中央側の側面と係合する受熱部と、
この受熱部の電力変換装置側の側面と係合する半導体素子と、
前記受熱部の反電力変換装置側の側面と係合する複数の放熱フィンを備えることを特徴と
する車両用電力変換装置。 - 車体床下に吊設された車両用電力変換装置の車体側面側の側面と係合する第1の受熱部と
、
前記第1の受熱部の車体側面側の側面と係合する複数の第1の放熱フィンと、
電力変換装置の底面と係合する第2の受熱部と、
この第2の受熱部の底面と係合する第2の放熱フィンと、
前記第2の受熱部内にその片端側が埋め込まれた略L字型のヒートパイプと
電力変換装置の反車体側面側の側面と係合する第3の受熱部と、
この第3の受熱部の側面と係合する複数の第3の放熱フィンとを有し、
前記ヒートパイプの両端側が前記複数の第1の放熱フィンと前記複数の第3の放熱フィン
と係合することを
特徴とする車両用電力変換装置。
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010064723A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toyota Motor Corp | 車両用駆動装置 |
JP2011239544A (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Aichi Electric Co Ltd | 太陽光発電システムの電力変換装置 |
JP2017052385A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | 電動車制御装置 |
CN107085009A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-08-22 | 广东工业大学 | 一种热管换热器性能测试装置 |
WO2018097271A1 (ja) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置 |
WO2019049405A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置および電力変換装置を搭載した鉄道車両 |
WO2019151375A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置および自励振動ヒートパイプの製造方法 |
JP2020171196A (ja) * | 2020-07-27 | 2020-10-15 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置 |
US10906405B2 (en) | 2017-08-01 | 2021-02-02 | Fuji Electric Co., Ltd. | Power converter for railroad vehicle |
JP6875606B1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-05-26 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
WO2022085737A1 (ja) * | 2020-10-22 | 2022-04-28 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
FR3117286A1 (fr) * | 2020-12-07 | 2022-06-10 | Sas | Système électronique et convertisseur de tension comprenant un tel système électronique |
-
2004
- 2004-05-11 JP JP2004141431A patent/JP2004229500A/ja not_active Withdrawn
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010064723A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toyota Motor Corp | 車両用駆動装置 |
JP2011239544A (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Aichi Electric Co Ltd | 太陽光発電システムの電力変換装置 |
CN107848545B (zh) * | 2015-09-09 | 2020-01-14 | 株式会社东芝 | 电车控制装置 |
JP2017052385A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | 電動車制御装置 |
WO2017043566A1 (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | 電動車制御装置 |
CN107848545A (zh) * | 2015-09-09 | 2018-03-27 | 株式会社东芝 | 电车控制装置 |
EP3546272A4 (en) * | 2016-11-28 | 2020-07-22 | Hitachi, Ltd. | POWER CONVERSION DEVICE FOR RAILWAY VEHICLE |
JP2018088744A (ja) * | 2016-11-28 | 2018-06-07 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置 |
WO2018097271A1 (ja) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置 |
CN107085009A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-08-22 | 广东工业大学 | 一种热管换热器性能测试装置 |
CN107085009B (zh) * | 2017-05-08 | 2024-01-26 | 广东工业大学 | 一种热管换热器性能测试装置 |
US10906405B2 (en) | 2017-08-01 | 2021-02-02 | Fuji Electric Co., Ltd. | Power converter for railroad vehicle |
WO2019049405A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置および電力変換装置を搭載した鉄道車両 |
CN111051178A (zh) * | 2017-09-08 | 2020-04-21 | 株式会社日立制作所 | 铁路车辆的电力转换装置以及搭载了电力转换装置的铁路车辆 |
JPWO2019049405A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2020-11-19 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置および電力変換装置を搭載した鉄道車両 |
WO2019151375A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置および自励振動ヒートパイプの製造方法 |
JPWO2019151375A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2021-03-04 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置および自励振動ヒートパイプの製造方法 |
JP7010974B2 (ja) | 2018-01-31 | 2022-01-26 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置および自励振動ヒートパイプの製造方法 |
WO2021205641A1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
JP6875606B1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-05-26 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
JP2020171196A (ja) * | 2020-07-27 | 2020-10-15 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置 |
WO2022085737A1 (ja) * | 2020-10-22 | 2022-04-28 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
FR3117286A1 (fr) * | 2020-12-07 | 2022-06-10 | Sas | Système électronique et convertisseur de tension comprenant un tel système électronique |
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