JP2008302932A - 鉄道車両用床下電気品の車体実装方式 - Google Patents

Abstract

【課題】床下電気品のメンテナンスや交換作業を容易にするとともに、作業時間を短縮する。
【解決手段】床下電気品を、車体の床下に車体の長手方向に車体の一部として構成した床下収納部５１を設けた車体５に実装する鉄層車両用床下電気品の車体実装方式であって、床下収納部５１は、ユニット単位に形成した床下電気品５１を案内支持する案内手段５４と、床下電気品に設けた電気品側コネクタ１１５に対応する図示を省略した車体側コネクタと、床下電気品を床下収納部に固定する固定手段５８とを有し、床下電気品１１は、前記案内手段５４に案内される移動手段３１と、前記車体側コネクタに対応する電気品側コネクタ１１５とを有し、床下電気品を案内手段によって床下収納部の固定位置と床下収納部外の取外位置との間で移動させ、固定手段によって床下収納部の固定位置に収納固定するとともに、固定位置で電気的に接続する。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道車両の床下電気品の車体実装方式にかかり、特に、インバータ装置や補助インバータ装置などの床下電気品の収納箱を鉄道車両の床下に一体化して設けるボディマウント方式に関する。

従来の鉄道車両における床下電気品の車体実装方式は、図６に示すように、インバータ装置を構成するパワーユニット１１’、制御部２１’、オイルフィルタコンデンサ２２’などのその他の床下電気品を収納固定した電気装置収納箱９を車体５の床下に取り付け、その後電気品を車体側の配線と接続している。

このような床下電気品の車体実装方式では、各種電気装置収納箱が車体床下に点在するとともに、各電器装置のメンテナンスに当たっては、電気装置収納箱に収納された電気品と車体側の配線の接続を車側および車体内部を往来しながらはずした後、電気装置を取り外し、場合によっては電気品収納箱を車体床下から取り外すなど工数のかかる作業を行っていた。

本発明は、上記問題点を解決することを目的とし、各種電気装置の車体への実装工数および車体全体としての製造コストを低減することを目的とする。さらに、本発明は、床下電気品のメンテナンスを片面からのアクセスで可能とすることにより、インバータ装置のパワーユニットなどの電気装置のメンテナンスや交換作業時の作業を容易にするとともに、作業時間を短縮することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、床下電気品を、車体の床下に車体の長手方向に車体の一部として構成した床下収納部を設けた車体に実装する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下収納部は、ユニット単位に形成した床下電気品を案内支持する案内手段と、床下電気品に設けた電気品側コネクタに対応する車体側コネクタと、床下電気品を床下収納部に固定する固定手段とを有し、床下電気品は、床下収納部に設けた案内手段に案内される移動手段と、前記車体側コネクタに対応する電気品側コネクタとを有し、床下電気品を案内手段によって床下収納部の固定位置と床下収納部外の取外位置との間で移動させ、固定手段によって床下収納部の固定位置に収納固定するとともに、固定位置で電気品側コネクタと車体側コネクタを接続する。

本発明は、上記鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下収納部の車体外側面に、電気品が通過できる電気品挿入開口部を設け、外開口部を閉鎖する蓋を着脱自在または開閉自在に設けた。

本発明は、上記鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、電気品を床下収納部の固定位置に固定したときに電気品挿入開口部を塞ぐ蓋を電気品に一体的に取りつけ、蓋の固定によって電気品を床下収納部の固定位置に固定する。

本発明は、上記鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下収納部の車体中央側面に電気品の一部が露出する冷却用開口部を設けた。この電気品の一部が露出する部位は、外気と通じている開放室に位置し、それ以外は外気を遮断する密閉室に収納されている。

本発明は、上記鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下収納部の固定位置に電気品が固定されたときに、電気品側コネクタが車体側コネクタに接続される位置に、車体側コネクタを固定した。

本発明は、上記鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下収納部に設けた案内手段と電気品に設けた移動手段が、スライドレールで構成される。

本発明は、上記鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下収納部に設けた案内手段が床下収納部の内部に設けた支持レールであり、電気品に設けた移動手段が支持レールに案内される車輪であることを特徴とする。

本発明は、上記鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下電気品がインバータ装置のパワーユニットとした。

本発明は、上記鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下収納部の固定位置に電気品が固定されたときに、固定位置で電気品側コネクタと車体側コネクタが接続する構造において、車体側コネクタは、他の複数個の電気品の車体側コネクタと構造物として連結一体構造となっており、床下収納部の１面から脱着できる機構を設けた。

上記課題を解決するために、本発明は、床下電気品を、車体の床下に車体の長手方向に車体の一部として構成した床下収納部を設けた車体に実装する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式であって、床下収納部は、ユニット単位に形成した床下電気品を案内支持する案内手段と、床下電気品に設けた電気品側コネクタに対応する車体側コネクタと、床下電気品を床下収納部に固定する固定手段とを有し、床下電気品は、床下収納部に設けた案内手段に案内される移動手段と、前記車体側コネクタに対応する電気品側コネクタとを有し、床下電気品を案内手段によって床下収納部の固定位置と床下収納部外の取外位置との間で移動させ、固定手段によって床下収納部の固定位置に収納固定するとともに、固定位置で電気品側コネクタと車体側コネクタを接続する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式が適用される鉄道車両用床下電気品において、床下収納部に設けた案内手段に案内される移動手段と、前記車体側コネクタに対応する位置に固定した電気品側コネクタとを有する。

上記課題を解決するために、本発明は、床下電気品を、車体の床下に車体の長手方向に車体の一部として構成した床下収納部を設けた車体に実装する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式であって、床下収納部は、ユニット単位に形成した床下電気品を案内支持する案内手段と、床下電気品に設けた電気品側コネクタに対応する車体側コネクタと、床下電気品を床下収納部に固定する固定手段とを有し、床下電気品は、床下収納部に設けた案内手段に案内される移動手段と、前記車体側コネクタに対応する電気品側コネクタとを有し、床下電気品を案内手段によって床下収納部の固定位置と床下収納部外の取外位置との間で移動させ、固定手段によって床下収納部の固定位置に収納固定するとともに、固定位置で電気品側コネクタと車体側コネクタを接続する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式が適用される鉄道車両において、床下収納部は、車体の床下に車体の長手方向に車体の一部として構成され、ユニット単位に形成した床下電気品を案内支持する案内手段と、床下電気品に設けた電気品側コネクタに対応する車体側コネクタと、床下電気品を床下収納部に固定する固定手段と、車体外側面に電気品が通過できる電気品挿入開口部と、車体中央側面に電気品の一部が露出する開口部とを設けた。

本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。

（１）保守時にパワーユニット取り外し作業を容易化することができ、保守交換作業時のリードタイムを短縮することとができる。

（２）メンテナンス機器を集約配置することができ、保守点検時の作業を容易化することができる。

（３）防塵しなければならない機器と防塵不要の機器とを区分けして配置し両区分けの間を仕切り板で仕切る必要がなくなり、コストを削減することができる。

（４）電気品同士を接続する主回路配線のぎ装配線作業が容易であり、車両全体としてのコストを削減することができる。

（５）ゴミや水を考慮して最適配置することによって、故障率を低減させることができる。従来機器の中で寸法内に収めてブロワで強制空冷していたものを、車両床下の最適空間に配置することによって、自冷とすることができ、ブロワを省略することができる。さらに、放電に対する故障も低減できる。

（６）密閉部の収納空間を大きく取ることができ、電気品を温度を考慮して最適配置することによって、温度による故障率を低減することができる。

本発明の鉄道車両用床下電気品の車体実装方式について、図を用いて説明する。図１はインバータ装置のパワーユニットを車体の床下に車体の一部として一体化して設けたぎ装部に搭載する例を説明する部分斜視図である。図２は図１に示したぎ装部の車体長手方向に直交する面での断面図である。図３は図２の左手方向からの断面図である。図４は本発明の実装方法における床下電気品の保守時の流れを説明する図である。

図１に示すように、本発明にかかる鉄道車両用床下電気品の車体実装方式は、車体５の床下に設けた床下収納部５１内に、インバータ装置を構成するパワーユニット１１、制御部２１、フィルタコンデンサ２２などの床下電気品を収納固定する方式である。

床下収納部５１は、車体５と一体に構成され、車体に床下に車体の長手方向に設けられており、内部空間に床下電気品を収納するとともに、車体の剛性を増大させる働きをも有している。

床下収納部５１の車体外側面には、電気品を通過させる電気品挿入開口部５２と、床下収納部の車体中央側面に電気品の一部が露出する冷却用開口部５３が設けられている。電気品挿入開口部５２は、該開口部に着脱自在または開閉自在に設けた蓋５９（図２）によって閉じられる。

図２および図３に示すように、床下収納部５１は、車体５の床下に一体的に構成され、車体外側面に電気品を通過させる電気品挿入開口部５２が、車体中央側の壁面５５に電気品の後背部に設けた冷却フィン１１４が露出する冷却用開口部５３が設けられている。床下収納部５１は、車体５の床下の左右に設けられており、中央に形成される空間を機器の冷却空間として使用することができる。

蓋５９によって閉じられる電気品挿入開口部５２は、図示を省略した鎖錠手段によって、気密かつ液密に閉鎖される。

冷却用開口部５３と、電気品の後背面周囲は図示を省略したパッキングによって気密構造とされ、内部空間に水が進入することを防いでいる。

床下収納部５１に設けた隔壁５７には、第１のスライドレール保持部材５４が固定されている。第１のスライドレール保持部材５４には、案内手段として働くスライドレール３０の固定レール３２が固定される。

床下収納部５１の内部底面には、支持案内手段として働くレール５６と、電気品を固定位置に固定する電気品固定手段５８が固定されている。電気品固定手段５８の鎖錠機構は、任意の機構でよく、図示を省略している。

床下電気品であるパワーユニット１１は、枠体１１１に電気部品を固定して形成され、支持部材１１２と、第２のスライドレール保持部材１１３と、冷却フィン１１４と、電気品側コネクタ１１５と、移動手段として働く車輪１１６と、固定部材１１７と、固定部材１１８とを有している。

支持部材１１２は、枠体１１１を第２のスライドレール保持部材１１３の上面で支持する働きを有している。

第２のスライドレール保持部材１１３は、枠体１１１の固定部材１１８に固定され、スライドレール３０の移動レール３１が取りつけられる。

冷却フィン１１４は、電気品の後背面に設けられ、電気品の発熱を冷却空間に放散させる。

電気品側コネクタ１１５は、直流電源に接続される＋−端子と、電動機などの負荷に接続される三相交流端子および接地端子などであり、パワーユニットの側面に突出して設けられる。電気品側コネクタ１１５は、パワーユニットが固定位置に配置されたときに、床下収納部５１内に設けられた車体側コネクタ５９１の受け部にその先端が挿入接続される位置に設けられる。この車体側コネクタ５９１は、隣接する他の複数個の電気品の車体側コネクタ５９１と構造物として連結一体構造とした主回路ハーネス５９の一部を形成しており、床下収納部の１面例えば車体中央面から脱着できる機構を有しており、ぎ装配線作業を容易にしている。

車輪１１６は、パワーユニット１１を支える車輪であり、パワーユニット１１を車体から取外したり取りつけるときの移動作業を容易にする働きを有するとともに、パワーユニット１１を固定位置に固定したときに、車体に設けたレール５６上に支持する働きをも有している。

固定部材１１７は、図示を省略した鎖錠手段によって電気品固定手段５８と共同して電気品を床下収納部５１の固定位置に固定するための部材である。

固定部材１１８は、第２のスライドレール保持部材１３３を枠体１１に固定するための手段である。

スライドレール３０は、例えば断面コ字状の固定レール３２と、固定レール内を移動可能に設けた移動レール３１とから構成され、固定レール３２と移動レール３１との間にはローラ軸受３３などが設けられて、移動を容易にしている。

このような構成において、車体５に電気品を搭載固定する場合には、蓋５９を開いた電気品挿入開口部５２の前に図示を省略したリフトに搭載したパワーユニット１１を配置し、スライドレール３０の移動レール３１を引き出して、移動レール３１に固定された第２のスライドレール保持部材１１３の先端部に固定部材を当てて図示を省略した鎖錠手段によって固定する。このときパワーユニット１１の支持部材１１２の下面が第２のスライドレール保持部材１１３の上面に位置して、パワーユニット１１は台２のスライドレール保持部材１１３に固定される。

その後、パワーユニット１１を床下収納部５１内に押し込み、電気品側コネクタ１１５が車体側コネクタに接続されて電気的接続が完了し、固定位置に達する。その後、固定部材１１７と電気品固定部材５８を図示を省略した鎖錠手段によって鎖錠することによって、パワーユニット１１が固定位置に固定される。このとき、パワーユニット１１の冷却フィン１１４は、冷却用開口部５３から冷却空間にさらされる。電気品挿入開口部５２を蓋５９で閉じてパワーユニットの車体への実装作業を終了する。

このように、本発明によれば、電気的な接続作業や電気装置収納箱の車体への取りつけ作業などを行わずに、極めて簡単にパワーユニット１１を車体５に実装することができる。

同様に、車体からパワーユニットを取外す場合には、蓋５９を開けた後、固定部材１１７と電気品固定手段５８の鎖錠を解いて、パワーユニット１１を床下収納部５１から図示を省略したリフト上に引き出し、固定部材１１８を第２のスライドレール保持部材１１３から開放することによって、取外すことができる。

このように、車体からパワーユニットを取外す作業も、電気的な接続の取外し作業や電気装置収納箱の車体からの取外し作業などを行わずに、極めて簡単にパワーユニット１１を車体５から取外すことができる。

図４に示すように、取り外したパワーユニット１１は、リフト上に載置され、トラックなどに搭載して検査・整備工場に搬送され、ここで所定の整備検査を終了して再度車体に実装される。

図５を用いて、本発明の他の実施の形態を説明する。この実施の形態はパワーユニット１１の枠体１１を床下収納部５１の電気品挿入開口部５２近傍まで延長し、その先端部に蓋５９を取りつけている。このような構成とすることによって、パワーユニットを床下収納部５１の固定部へ挿入した後、蓋５９に設けた図示を省略した鎖錠手段を用いて開口部５２に固定することによって、パワーユニット１１を車体５に実装することができる。

以上の説明では、床下電気品がインバータ装置のパワーユニットである場合を説明したが、床下電気品としては、インバータ装置のパワーユニットに限らず、フィルタコンデンサや制御装置等であってもよく、また、その他の電気品、例えば補助インバータ装置や、ＳＩＶモジュール等であってもよい。

また、以上の説明では、中央に形成される空間における冷却手段を自然空冷もしくは走行風による冷却として説明したが、本空間に強制的に冷却風を循環できる送風機を取り付け冷却してもよい。

本発明にかかる鉄道車両用床下電気品の車体実装方式の概要を説明する斜視図。 本発明にかかる鉄道車両用床下電気品の車体実装方式の概要を説明する断面図（その１）。 本発明にかかる鉄道車両用床下電気品の車体実装方式の概要を説明する断面図（その２）。 パワ―ユニットの点検・修理の工程の概要を説明する図 本発明の第２の実施の形態にかかる鉄道車両用床下電気品の車体実装方式の概要を説明する断面図。 従来の鉄道車両用床下電気品の実装方式を説明する斜視図。

符号の説明

１１ パワーユニット
１１１ 枠体
１１２ 支持部材
１１３ 第２のスライドレール保持部材
１１４ 冷却ファン
１１５ 電気品側コネクタ
１１６ 車輪
１１７ 固定部材
１１８ 固定部材
２１ 制御装置
２２ フィルタコンデンサ
３０ スライドレール
３１ 移動レール
３２ 固定レール
３３ ベアリング
５ 車体
５１ 床下収納部
５２ 電気品挿入開口部
５３ 冷却用開口部
５４ 第１のスライドレール保持部材
５５ 車体中央側壁面
５６ レール
５７ 隔壁
５８ 電気品固定手段
５９ 主回路ハーネス
５９１ 車体側コネクタ

Claims (11)

1. 床下電気品を、車体の床下に車体の長手方向に車体の一部として構成した床下収納部を設けた車体に実装する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、
   床下収納部は、ユニット単位に形成した床下電気品を案内支持する案内手段と、床下電気品に設けた電気品側コネクタに対応する車体側コネクタと、床下電気品を床下収納部に固定する固定手段とを有し、
   床下電気品は、床下収納部に設けた案内手段に案内される移動手段と、前記車体側コネクタに対応する電気品側コネクタとを有し、
   床下電気品を案内手段によって床下収納部の固定位置と床下収納部外の取外位置との間で移動させ、固定手段によって床下収納部の固定位置に収納固定するとともに、固定位置で電気品側コネクタと車体側コネクタを接続することを特徴とする鉄道車両用床下電気品の車体実装方式。
2. 床下収納部の車体外側面に、電気品が通過できる電気品挿入開口部を設け、外開口部を閉鎖する蓋を着脱自在または開閉自在に設けたことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用床下電気品の車体実装方式。
3. 電気品を床下収納部の固定位置に固定したときに電気品挿入開口部を塞ぐ蓋を電気品に一体的に取りつけ、蓋の固定によって電気品を床下収納部の固定位置に固定することを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用床下電気品の車体実装方式。
4. 床下収納部の車体中央側面に電気品の一部が露出する冷却用開口部を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の鉄道車両用床下電気品の車体実装方式。
5. 床下収納部の固定位置に電気品が固定されたときに、電気品側コネクタが車体側コネクタに接続される位置に、車体側コネクタを固定したことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の床下電気品の車体実装方式。
6. 床下収納部に設けた案内手段と電気品に設けた移動手段が、スライドレールで構成されることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用床下電気品の車体実装方式。
7. 床下収納部に設けた案内手段が床下収納部の内部に設けた支持レールであり、電気品に設けた移動手段が支持レールに案内される車輪であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用床下電気品の車体実装方式。
8. 床下電気品がインバータ装置のパワーユニットである請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の鉄道車両用床下電気品の車体実装方式。
9. 床下収納部の固定位置に電気品が固定されたときに、固定位置で電気品側コネクタと車体側コネクタが接続する構造において、車体側コネクタは、他の複数個の電気品の車体側コネクタと構造物として連結一体構造となっており、床下収納部の１面から脱着できる機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用床下電気品の車体実装方式。
10. 床下電気品を、車体の床下に車体の長手方向に車体の一部として構成した床下収納部を設けた車体に実装する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下収納部は、ユニット単位に形成した床下電気品を案内支持する案内手段と、床下電気品に設けた電気品側コネクタに対応する車体側コネクタと、床下電気品を床下収納部に固定する固定手段とを有し、床下電気品は、床下収納部に設けた案内手段に案内される移動手段と、前記車体側コネクタに対応する電気品側コネクタとを有し、床下電気品を案内手段によって床下収納部の固定位置と床下収納部外の取外位置との間で移動させ、固定手段によって床下収納部の固定位置に収納固定するとともに、固定位置で電気品側コネクタと車体側コネクタを接続する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式が適用される鉄道車両用床下電気品において、
    床下収納部に設けた案内手段に案内される移動手段と、
    前記車体側コネクタに対応する位置に固定した電気品側コネクタと
    を有することを特徴とする鉄道車両用床下電気品。
11. 床下電気品を、車体の床下に車体の長手方向に車体の一部として構成した床下収納部を設けた車体に実装する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式において、床下収納部は、ユニット単位に形成した床下電気品を案内支持する案内手段と、床下電気品に設けた電気品側コネクタに対応する車体側コネクタと、床下電気品を床下収納部に固定する固定手段とを有し、床下電気品は、床下収納部に設けた案内手段に案内される移動手段と、前記車体側コネクタに対応する電気品側コネクタとを有し、床下電気品を案内手段によって床下収納部の固定位置と床下収納部外の取外位置との間で移動させ、固定手段によって床下収納部の固定位置に収納固定するとともに、固定位置で電気品側コネクタと車体側コネクタを接続する鉄道車両用床下電気品の車体実装方式が適用される鉄道車両において、
    床下収納部は、車体の床下に車体の長手方向に車体の一部として構成され、
    ユニット単位に形成した床下電気品を案内支持する案内手段と、
    床下電気品に設けた電気品側コネクタに対応する車体側コネクタと、
    床下電気品を床下収納部に固定する固定手段と、
    車体外側面に電気品が通過できる電気品挿入開口部と、
    車体中央側面に電気品の一部が露出する開口部と
    を設けたことを特徴とする鉄道車両。

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