JP2013052715A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両機器の点検作業性の向上を図ることができる鉄道車両を提供する。
【解決手段】鉄道車両は、車体２０と、車両機器１ａと、昇降機構１０とを備えている。車両機器１ａは、車体２０に支持された筐体２と、筐体２内に収容された内容物６とを有している。昇降機構１０は、内容物６が筐体２内に収容される正規位置と、内容物６が筐体２の外部に露出される点検位置と、の間を昇降可能に内容物６を支持する。
【選択図】図５

Description

この発明の実施形態は、鉄道車両に関する。

鉄道車両は、車体と、車体に装着された複数の車両機器とを備えている。車両機器は、車体の床下の限られた場所に装着されている。車両機器としては、電力変換装置等の各種の機器が挙げられる。これらの車両機器は、一部を除いて日々のメンテナンスを要するものであり、点検スペースや点検蓋の開閉スペースを確保する必要もあることから、一般に、車体の床下の外周に装着されている。

近年、車両機器として、情報機器や保安機器等の機器の搭載が増えているが、これらの車両機器も、点検を要するため、車両の床下の外縁部に集中させる必要がある。車両の床下の中央部は、短期の点検が不要のエアタンク等が装着される以外、空きスペースとなっている。

また、車両機器は、複数の部品で形成されるが、機器単体としても、同様にメンテナンスを要する部品を機器の外縁側に配置することになる。車両機器の中央部は隙間が多くなるため、スペース効率の悪い機器となってしまう。

ところで、路面電車や地下鉄道を走る車両の車体は比較的短いため、車体の床下に絶対的なスペースが少なく、メンテナンスを要する車両機器を車体の床下の中央部に配置せざるを得ない場合もある。この場合、メンテナンスを要する車両機器の下側に設けられた点検蓋を取り、車両機器を下から見上げる姿勢で点検することとなる。

特開２００１−２６０８７７号公報

しかしながら、車両機器を下から見上げる姿勢で日々点検することは、非常に負担が大きいことから、車体の床下に装着される車両機器の点検作業性の向上を図ることができる技術が求められている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、車両機器の点検作業性の向上を図ることができる鉄道車両を提供することにある。

一実施形態に係る鉄道車両は、
車体と、
前記車体に支持された筐体と、前記筐体内に収容された内容物と、を有した車両機器と、
前記内容物が前記筐体内に収容される正規位置と、前記内容物が前記筐体の外部に露出される点検位置と、の間を昇降可能に前記内容物を支持した昇降機構と、を備えていることを特徴としている。

第１の実施の形態に係る鉄道車両を示す側面図である。 図１の線Ａ−Ａに沿った鉄道車両を示す断面図である。 上記鉄道車両の電力変換装置を示す概略図である。 図２の内容物を収容した筐体を示す側面図である。 上記内容物、筐体、点検蓋、昇降機構を示す断面図であり、内容物が正規位置に位置している状態を示す図である。 上記内容物、筐体、点検蓋、昇降機構を示す断面図であり、内容物が点検位置に位置している状態を示す図である。 第２の実施の形態に係る鉄道車両の床下を示す断面図であり、内容物が正規位置に位置し、点検扉が閉じている状態を示す図である。 上記第２の実施の形態に係る鉄道車両の床下を示す断面図であり、内容物が点検位置に位置し、点検扉が開いている状態を示す図である。 第３の実施の形態に係る鉄道車両の床下を示す断面図であり、内容物が正規位置に位置している状態を示す図である。 上記第３の実施の形態に係る鉄道車両の床下を示す断面図であり、内容物が点検位置に位置している状態を示す図である。

以下、図面を参照しながら第１の実施の形態に係る鉄道車両及び鉄道車両の車両機器の内容物の点検方法について詳細に説明する。始めに、鉄道車両の構成を説明する。
図１に示すように、鉄道車両は、それぞれ車輪１５が設けられた一対の台車フレーム１６と、台車フレーム上に空気ばね１７を介して支持された車体２０と、を備えている。

図３に示すように、鉄道車両は、電力変換装置３０を備えている。電力変換装置３０は、高速度遮断機３１と、開閉器３２、３３と、充電抵抗３４と、フィルタリアクトル３５と、フィルタコンデンサ３６と、電力変換回路３７と、冷却器と、を備えている。

高速度遮断機３１は、鉄道車両のパンタグラフを介して鉄道架線に電気的に接続されている。開閉器３２、３３は、高速度遮断機３１に接続されている。充電抵抗３４は開閉器３２に直列に接続されている。開閉器３２及び充電抵抗３４は、開閉器３３に並列に接続されている。フィルタリアクトル３５は、開閉器３３及び充電抵抗３４に接続されている。フィルタコンデンサ３６の一方はフィルタリアクトル３５に接続され、他方は接地されている。

電力変換回路３７は、インバータ回路３７ａ及びコンバータ回路３７ｂを有している。コンバータ回路３７ｂは、フィルタコンデンサ３６及びインバータ回路３７ａ間に接続されている。インバータ回路３７ａは、インバータ回路３７ａ及び電動器４０間に接続されている。

インバータ回路３７ａは、複数の半導体素子等で形成されている。インバータ回路３７ａは、入力される直流電力を交流電力に変換し、交流電力を電動器４０に供給するものである。

コンバータ回路３７ｂは、複数の半導体素子等で形成されている。コンバータ回路３７ｂは、入力される交流電力を直流電力に変換し、直流電力をインバータ回路３７ａに供給するものである。または、コンバータ回路３７ｂは、入力される直流電力を、直流電力のままインバータ回路３７ａに供給するものである。なお、コンバータ回路３７ｂには、放電抵抗（ブレーキ抵抗）５０が接続されている。

図示しないが、インバータ回路３７ａ及びコンバータ回路３７ｂは、それぞれ１つ又は複数の冷却器に取付けられている。冷却器は、インバータ回路３７ａ及びコンバータ回路３７ｂが発する熱を外部に放出することにより、インバータ回路３７ａ及びコンバータ回路３７ｂを冷却するものである。冷却器は、特に複数の半導体素子が発する熱を外部に放出するものである。

冷却器は、例えば、上記半導体素子が取付けられ、熱を伝導するアルミブロックと、アルミブロックに取付けられた複数のヒートパイプと、ヒートパイプに取付けられた複数の放熱フィンとを有している。上記冷却器は、少なくともヒートパイプ方式により放熱するものであるが、さらに空冷式により放熱することも可能である。

図１及び図２に示すように、鉄道車両は、車体２０の内部及び車体２０の床下に装着される複数の車両機器を備えている。車体２０の床下には、少なくとも車両機器１ａ、車両機器１ｂ及び車両機器１ｃが装着されている。車両機器１ａ、１ｂ、１ｃは車体２０の幅方向ｄに並んでいる。

車両機器１ｂは、筐体８ａと、筐体８ａ内に収容されている内容物１１ａとを有している。筐体８ａは、支持部材１９により車体２０の床下に支持されている。筐体８ａの一部に点検扉が形成され、内容物１１ａの点検を可能としている。

この実施の形態において、内容物１１ａはインバータ回路３７ａである。ここでは、インバータ回路３７ａが発する熱を外部に放出するため、筐体８ａには、上記冷却器が取付けられている。インバータ回路３７ａ、筐体８ａ及び冷却器は、インバータユニットを形成し、車体２０の床下の一方の周縁部に位置している。

車両機器１ｃは、筐体８ｂと、筐体８ｂ内に収容されている内容物１１ｂとを有している。筐体８ｂは、支持部材１９により車体２０の床下に支持されている。筐体８ｂの一部に点検扉が形成され、内容物１１ｂの点検を可能としている。

この実施の形態において、内容物１１ｂはコンバータ回路３７ｂである。ここでは、コンバータ回路３７ｂが発する熱を外部に放出するため、筐体８ｂには、上記他の冷却器が取付けられている。コンバータ回路３７ｂ、筐体８ｂ及び他の冷却器は、コンバータユニットを形成し、車体２０の床下の他方の周縁部に位置している。

図２、図４、図５及び図６に示すように、車両機器１ａは、筐体２と、筐体２内に収容された内容物６とを有している。筐体２は、箱状に形成されている。筐体２は、車体２０の床下に対向した天井壁２ａと、地面に対向した底壁２ｂとを有している。筐体２は、底壁２ｂに形成され、地面と対向する開口２ｄを有している。筐体２は、支持部材１９により車体２０の床下に支持されている。この実施の形態において、内容物６はフィルタコンデンサ３６である。

筐体２の開口２ｄは、点検蓋３で塞がれている。点検蓋３は、筐体２とともに内容物６を覆っている。点検蓋３は、筐体２に取付けられた固定具４により、着脱自在に固定されている。固定具４は、例えば留め具で形成されている。内容物６は、保持部材９により保持され、後述するように、筐体２内に収容される正規位置と、開口２ｄを通して筐体２の下方に移動し外部に露出する点検位置との間を昇降可能に支持されている。

保持部材９の天井壁２ａ側の上端部及び底壁２ｂ間にダンパ７が取付けられている。ダンパ７は、内容物６を支持し、内容物６の降下速度を減衰させるものである。保持部材９及びダンパ７は、昇降機構１０を形成している。

昇降機構１０は、上記正規位置と、点検位置と、の間を昇降可能に内容物６を支持するものである。内容物６は、正規位置にて、筐体２内に収容され、さらに、幅方向ｄの両側方が、車両機器１ｂ、１ｃで覆われている状態となる。内容物６は、点検位置にて、筐体２の外に下降し、幅方向ｄに車両機器１ｂ、１ｃから外れ、幅方向ｄからの点検を可能とする状態となる。

底壁２ｂの地面側の面に、突出部５ａが取付けられている。突出部５ａには、ボルト孔が形成されている。ボルト５ｂは、突出部５ａのボルト孔を貫通して設けられ、ボルト孔からの抜け止め構造を有している。このため、ボルト５ｂの脱落を防止することができる。地面側の保持部材９の下端部にも、ボルト孔が形成されている。ボルト５ｂで固定する際、突出部５ａのボルト孔と、保持部材９のボルト孔とを対向させ、ボルト５ｂを締めればよい。

突出部５ａ、ボルト５ｂ及び保持部材９は、内容物６を正規位置に固定する固定部５を形成している。
上記のように鉄道車両が構成されている。

次に、内容物６を点検する場合の点検方法について説明する。
まず、固定具４による点検蓋３の固定状態を解除し、点検蓋３を取外す。次に、ボルト５ｂを緩める。これにより、内容物６は自重にて下降し、開口２ｄを通って筐体２の下方に移動する。内容物６の位置は、正規位置から点検位置に切替えられる。この際、ダンパ７によって重力による作用を減衰することにより、内容物６をゆっくりと下降させることができる。そのため、昇降機構１０に加わり得る衝撃を低減し、昇降機構１０の破損や、内容物６の脱落を防止することができ、内容物６を安全に点検位置まで下降させることができる。

続いて、幅方向ｄから内容物６を点検する。点検位置において、内容物６は筐体２の外に露出しているとともに内容物６の両側方は車両機器１ｂ、１ｃで覆われていないため、幅方向ｄからの内容物６の点検が可能となるものであり、内容物６を地面側から見上げる姿勢で点検する場合に比べ、内容物６の点検作業性を向上させることができる。

内容物６を点検した後、内容物６を点検位置から正規位置まで押し上げ、固定部５により、内容物６を正規位置に固定する。次いで、固定具４により、点検蓋３を筐体２に固定することにより、被点検物６の点検作業が終了する。

上記のように構成された鉄道車両及び鉄道車両の被点検物６の点検方法によれば、鉄道車両は、車体２０と、車体２０の床下に装着される複数の車両機器１ａ、１ｂ、１ｃと、昇降機構１０と、を備えている。昇降機構１０は、内容物６が筐体２内に収容される正規位置と、内容物６が筐体２の外部に露出される点検位置と、の間を昇降可能に内容物６を支持している。

点検位置にて、幅方向ｄから内容物６を点検することができるため、内容物を地面側から見上げる姿勢で点検する場合に比べ、内容物６の点検作業性を向上させることができる。また、内容物６を、他の車両機器１ｂ、１ｃに挟まれた車体２０の床下の中央部に艤装することができる。車両機器１ａを含む複数の車両機器を車体２０の床下に分散して装着できるため、車体２０の床下の中央部が空きスペースであった従来に比べ、車体２０の床下のスペース効率を向上させることができる。

車体２０の床下の中央部に内容物６等を装着することができ、車体２０の床下の中央部を有効に利用できるため、車両機器全体のバランスの偏りを抑制することができ、また、苦心すること無しに複数の車両機器を全体のバランスをとるように配置することができる。
上記したことから、車体２０の床下のスペース効率の向上及び車体２０の床下に装着される内容物６の点検作業性の向上を図ることができる鉄道車両を得ることができる。

次に、第２の実施の形態に係る鉄道車両及び鉄道車両の内容物の点検方法について詳細に説明する。この実施の形態において、以下に説明する構成以外の他の構成は上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。始めに、鉄道車両の構成を説明する。

図７及び図８に示すように、鉄道車両は、車体２０の内部及び車体２０の床下に装着される複数の車両機器を備えている。車体２０の床下には、少なくとも車両機器１が装着されている。車両機器１は、筐体１２と、筐体１２内に収容されている内容物６、１１ａ、１１ｂとを有している。

筐体１２は、支持部材１９により車体２０の床下に支持されている。内容物６、１１ａ、１１ｂは、幅方向ｄに並んでいる。内容物１１ａ、１１ｂは、内容物６を挟んで幅方向ｄに間隔をおいて並んでいる。この実施の形態において、内容物１１ａはインバータ回路３７ａであり、内容物１１ｂはコンバータ回路３７ｂであり、内容物６はフィルタコンデンサ３６である。

筐体１２は矩形箱状に形成されている。この実施の形態において、筐体１２は車両限界一杯のサイズに形成されている。筐体１２は、車体２０の床下に対向した天井壁１２ａと、地面に対向した底壁１２ｂと、鉄道車両の進行方向に対向した図示しない一対の側壁と、幅方向ｄに対向した一対の点検扉１２ｃとを有している。天井壁１２ａ及び一対の側壁は互いに接合されている。底壁１２ｂ及び一対の側壁は互いに接合されている。天井壁１２ａ、底壁１２ｂ及び一対の側壁は、一体に形成されている。

点検扉１２ｃは、天井壁１２ａに懸垂支持されている。点検扉１２ｃは、筐体１２の幅方向ｄの開口を閉塞する閉状態と、筐体１２の幅方向ｄの開口を開放する開状態と、に切替えることができるよう、開閉自在に設けられている。筐体１２が車両限界一杯のサイズである場合、内容物１１ａ、１１ｂは、点検扉１２ｃ付近の底壁１２ｂ上に載置される。このため、筐体１２が車両限界一杯のサイズに形成されていても、点検扉１２ｃを開状態に切替えることにより、幅方向ｄから内容物１１ａ、１１ｂを点検することが可能である。

筐体１２は、底壁１２ｂに形成され、地面と対向する開口１２ｄを有している。筐体１２の開口１２ｄは、点検蓋３で覆われている。点検蓋３は、底壁１２ｂの地面側の面上をスライドするように筐体１２に取付けられている。内容物６は、保持部材９により保持されている。天井壁１２ａ側の保持部材９の上端部及び底壁１２ｂ間にダンパ７が取付けられている。保持部材９及びダンパ７は、昇降機構１０を形成している。

昇降機構１０は、上記正規位置と、点検位置と、の間を昇降可能に内容物６を支持するものである。内容物６は、正規位置にて、筐体１２内に収容され、さらに、幅方向ｄの両側方が、内容物１１ａ、１１ｂで覆われている状態となる。内容物６は、点検位置にて、筐体１２の外に下降し、幅方向ｄに内容物１１ａ、１１ｂから外れ、幅方向ｄからの点検を可能とする状態となる。

突出部５ａ、ボルト５ｂ及び保持部材９は、内容物６を正規位置に固定する固定部５を形成している。
上記のように鉄道車両が構成されている。なお、鉄道車両の内容物６を点検する際は、点検蓋３をスライドさせる以外、上述した第１の実施の形態と同様に行えばよい。

上記のように構成された鉄道車両及び鉄道車両の被点検物６の点検方法によれば、鉄道車両は、車体２０と、車体２０の床下に装着される車両機器１と、昇降機構１０と、を備えている。内容物６、１１ａ、１１ｂは、同一の筐体１２内に収容されている。昇降機構１０は、内容物６が筐体１２内に収容される正規位置と、内容物６が筐体１２の外部に露出される点検位置と、の間を昇降可能に内容物６を支持している。

点検位置にて、幅方向ｄから内容物６を点検することができるため、内容物を地面側から見上げる姿勢で点検する場合に比べ、内容物６の点検作業性を向上させることができる。また、内容物６を、筐体１２内の中央部に載置することができる。内容物６を含む複数の内容物を筐体１２内部に分散して載置できるため、筐体１２内の中央部が空きスペースであった従来に比べ、筐体１２内部のスペース効率を向上させることができ、ひいては、車体２０の床下のスペース効率を向上させることができる。

筐体１２内の中央部に内容物６等を載置することができ、筐体１２内の中央部を有効に利用できるため、内容物全体のバランスの偏りを抑制することができ、また、苦心すること無しに、複数の内容物を全体のバランスをとるように配置することができる。
上記したことから、車体２０の床下のスペース効率の向上及び車体２０の床下に装着される被点検物６の点検作業性の向上を図ることができる鉄道車両を得ることができる。

次に、第３の実施の形態に係る鉄道車両及び鉄道車両の内容物の点検方法について詳細に説明する。この実施の形態において、以下に説明する構成以外の他の構成は上述した第１及び第２の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。始めに、鉄道車両の構成を説明する。

図９及び図１０に示すように、鉄道車両は、車体２０の内部及び車体２０の床下に装着される複数の車両機器を備えている。車体２０の床下には、少なくとも車両機器１ｄが装着されている。車体２０の内部には、少なくとも車両機器１ａが装着されている。

車両機器１ｄは、筐体１２と、筐体１２内に収容されている内容物１１とを有している。筐体１２は、車体２０の床下に支持されている。ここでは、筐体１２は底壁に開口を有していない。内容物６は、筐体２内に収容されている。筐体２は座席２１の下に取付けられている。筐体２の下部は、車体２０の床下の開口２０ａに位置している。車体２０の床下の開口２０ａは、筐体２に固定される点検蓋３で概ね塞がれている。

車両機器１ａ及び車両機器１ｄは、鉛直方向及び幅方向ｄに沿った同一平面上に位置している。筐体１２及び筐体２は、鉛直方向に対向しておらず、幅方向ｄに互いにずれて位置している。

内容物６は、保持部材９により保持されている。天井壁２ａ側の保持部材９の上端部及び底壁２ｂ間にダンパ７が取付けられている。保持部材９及びダンパ７は、昇降機構１０を形成している。昇降機構１０は、正規位置と、点検位置と、の間を昇降可能に内容物６を支持するものである。

内容物６は、正規位置にて、筐体２内に収容され、さらに、幅方向ｄの側方が車体２０で覆われている状態となる。ここでは、正規位置は車体２０内部の座席２１の下である。内容物６は、点検位置にて、筐体２の外に下降し、車体２０の床下に露出し、幅方向ｄからの点検を可能とする状態となる。
上記のように鉄道車両が構成されている。なお、鉄道車両の被点検物６を点検する際は、上述した第１の実施の形態と同様に行えばよい。

上記のように構成された鉄道車両及び鉄道車両の内容物６の点検方法によれば、鉄道車両は、車体２０と、車体２０の床下に装着される車両機器１ｄと、車体２０内部に装着される車両機器１ａと、昇降機構１０と、を備えている。昇降機構１０は、内容物６が筐体２内に収容される正規位置と、内容物６が筐体２の外部に露出される点検位置と、の間を昇降可能に内容物６を支持している。

点検位置にて、幅方向ｄから内容物６を点検することができるため、内容物を地面側から見上げる姿勢で点検する場合に比べ、内容物６の点検作業性を向上させることができる。

また、内容物６を有した車両機器１ａが車両限界の領域Ｒ内に収まらない場合、車両機器１ａを座席２１下等、車体２０内部に設けることができる。内容物６の点検作業時に内容物６を車体２０の床下に露出させて行うため、車体２０の床下のスペースを有効に利用することができる。その他、内容物６下方の床下のスペースを、筐体１２の点検扉１２ｃを開状態に切替えるスペースとして利用することができる。

車両機器１ａの分、車体２０の床下に余裕ができ、車体２０の床下を有効に利用できるため、車両機器をスペース効率よく装着することができる。また、複数の車両機器全体のバランスの偏りを抑制することができ、また、苦心すること無しに、複数の装着物を全体のバランスをとるように配置することができる。
上記したことから、車両機器をスペース効率よく装着することができ、内容物６の点検作業性の向上を図ることができる鉄道車両を得ることができる。

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、この発明の鉄道車両は、上述した第１乃至第３の実施の形態に係る鉄道車両に限定されるものではなく、種々変形可能であり、
車体と、車体に支持された筐体と、筐体内に収容された内容物と、を有した車両機器と、内容物が筐体内に収容される正規位置と、内容物が筐体の外部に露出される点検位置と、の間を昇降可能に内容物を支持した昇降機構と、を備えている各種の鉄道車両に適用することができる。

第１の実施の形態において、筐体２に収容された内容物６は、フィルタコンデンサ３６であるが、これに限定されるものではなく、種々変形可能である。

第２の実施の形態において、筐体１２に収容され、筐体１２内の中央部に位置した内容物６は、フィルタコンデンサ３６であるが、これに限定されるものではなく、種々変形可能である。

昇降機構１０を形成する部材は、種々変形可能であり、昇降機構１０は、正規位置と、点検位置と、の間を昇降可能に内容物６を支持するように形成されていればよい。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…車両機器、２，８ａ，８ｂ，１２…筐体、２ａ，１２ａ…天井壁、２ｂ，１２ｂ…底壁、２ｄ，１２ｄ，２０ａ…開口、３…点検蓋、５ｂ…ボルト、５…固定部、６，１１，１１ａ，１１ｂ…内容物、７…ダンパ、９…保持部材、１０…昇降機構、１２ｃ…点検扉、２０…車体、２１…座席、３０…電力変換装置、３６…フィルタコンデンサ、ｄ…幅方向。

Claims (4)

1. 車体と、
   前記車体に支持された筐体と、前記筐体内に収容された内容物と、を有した車両機器と、
   前記内容物が前記筐体内に収容される正規位置と、前記内容物が前記筐体の外部に露出される点検位置と、の間を昇降可能に前記内容物を支持した昇降機構と、を備えていることを特徴とする鉄道車両。
2. 前記車体の床下に支持され、前記車体の幅方向に間隔をおいて並んだ他の車両機器をさらに備え、
   前記車両機器は、前記他の車両機器の間で前記車体の床下に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
3. 前記車両機器は、前記筐体内に収容され、前記内容物を挟んで前記車体の幅方向に並んだ他の内容物をさらに有し、
   前記筐体は、前記車体の床下に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
4. 前記筐体は、前記車体内部の座席の下に設けられ、
   前記車体は、床下に前記車両機器と対向した開口を有していることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。

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