JP2014080193A - 車両用冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両内の外気の塵埃による汚損を招くことなく、メンテナンス作業が容易に行
うことができる車両用冷却装置を提供することである。
【解決手段】 実施形態の車両用冷却装置は、車両の車体内に設置され、車体の壁部に設
けられた吸気口から車体内に外気を取込む吸気風道４と、吸気風道４の下流側端に気密に
接続された送風機６と、送風機６の下流側端に気密に接続された風道５と、風道５内に設
置され風道内を通風する外気から塵埃を除去するフィルタ９と、フィルタ９を通過し塵埃
が除去された外気を被冷却機器に導く冷却風道７とからなる冷却機構を備えている。また
、風道５に形成され、車体内に、フィルタと同等以上の大きさに開口した点検口１０を有
している。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、車両用冷却装置に関する。

外気によって車両の機器を冷却する場合、外気中に含まれる砂、ほこり、植物の葉など
の塵埃が機器の汚損や破損の原因となる場合があった。そのため、それらの塵埃を外気か
ら除去するために、冷却風として採り入れた外気をフィルタに通過させるなどの対策が施
されている。例えば、慣性分離フィルタもその中のフィルタの一つである。車両の側面に
設けられる開口部より風道に外気を取り入れ、風道内に流入した外気を送風機によって慣
性分離フィルタに送風する。慣性分離フィルタに送風された外気は、慣性分離フィルタの
採り入れ口から、慣性分離フィルタ内に流入し、採り入れ口と接続されるチューブに入り
、チューブの中でらせん状に回転する。慣性分離フィルタは、回転の際に発生する遠心力
で外気中に含まれた塵埃を除去する方式である。慣性分離フィルタの送風機との配置につ
いては、送風機の吸気側に置く場合と、送風機の排気側に設置する場合がある。送風機の
排気側に設置する場合で、慣性分離フィルタにおけるメンテナンス作業を容易にするため
、慣性分離フィルタを車両側面に隣接して配置し、さらに慣性分離フィルタが隣接する車
両側面に点検口を設けることで、慣性分離フィルタの取り出しと補修・清掃等のメンテナ
ンスを容易にしたものが提案されている。

特開平４−５１６３号公報

しかしながら、従来の鉄道車両の冷却装置では、慣性分離フィルタを取り出すための点
検口より外気が流入し、車両内への汚損からメンテナンス作業が増大する問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、車両内の外気の塵埃による汚損を招くことなく、メ
ンテナンス作業を容易に行うことができる車両用冷却装置を提供することである。

実施形態の車両用冷却装置は、車両の車体内に設置され、前記車体の壁部に設けられた
吸気口から車体内に外気を取込む吸気風道と、前記吸気風道の下流側端に気密に接続され
た送風機と、前記送風機の下流側端に気密に接続された風道と、前記風道内に設置され風
道内を通風する外気から塵埃を除去するフィルタと、前記フィルタを通過し塵埃が除去さ
れた外気を被冷却機器に導く冷却風道と、前記風道に形成され、前記車体内に、前記フィ
ルタと同等以上の大きさに開口した点検口と、を有している。

第１の実施形態の鉄道車両の全体構成を示す断面図。 （ａ）は第１の実施形態の慣性分離フィルタの取付け面の図。（ｂ）は第１の実施形態の風道の取り付け面の図。

以下、実施形態の車両を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図１は、第１の実施形態の鉄道
車両の全体構成を示す断面図である。図２（ａ）は、第１の実施形態の慣性分離フィルタ
の取付け面の図である。図２（ｂ）は、第１の実施形態の風道の取り付け面の図。

（構成）
図１を参照して本実施形態の構成について説明する。図１は、車体１、取外し屋根２、
車体台枠３、吸気風道４、風道用フランジ４ａ、風道５、慣性分離フィルタ取付け面５０
、送風機６、送風機用上側フランジ６ａ、送風機用下側フランジ６ｂ、冷却風道７、排出
風道８、慣性分離フィルタ９、点検口１０、吸気口１１、与圧吐出し口１４、点検通路１
５、装置１６、パッキン１７、パッキン１８、パッキン１９、冷却機構２０、車輪２１、
ギア２２、モータ２３、車軸２４を有している。

車体１内は、車両を走行させるために必要な装置１６と冷却機構２０が通路１５を挟ん
で配置されている。また車体１の外部には車軸２４と、車軸２４に取付ける車輪２１、モ
ータ２３、ギア２２が設置されている。

車体１内部の冷却機構２０は、吸気風道４、風道用フランジ４ａ、風道５、慣性分離フ
ィルタ取付け面５０、送風機６、送風機用上側フランジ６ａ、送風機用下側フランジ６ｂ
、冷却風道７、排出風道８、慣性分離フィルタ９、点検口１０、吸気口１１、与圧吐出し
口１４、装置１６、パッキン１７、パッキン１８、パッキン１９（１９ａ、１９ｂ）で構
成される。

以下に冷却機構２０について説明する。取外し屋根２は長手方向に傾斜面を有しており
、傾斜面には吸気口１１が取り付けられている。吸気口１１は、吸気風道４と接続される
。吸気風道４は、内部に空間を有する筒状で、全体としてはＬ字型を形成している。吸気
風道４の屋根側の一端部は吸気口１１と接続され、車体台枠側の他端部は送風機６と接続
される。吸気風道４が、送風機６と接続される端部の外周上には、吸気風道４の径よりも
大きい吸気風道用フランジ４ａが取り付けられている。また送風機６は、吸気風道４と接
続される側端部の外周上には吸気風道４の径より大きい送風機用上側フランジ６ａが取り
付けられている。吸気風道用フランジ４ａと送風機用上側フランジ６ａは、弾性体のパッ
キン１７を介して、密閉性を保ちながら取り付けられている。

また、送風機６は送風機用上側フランジ６ａとは反対側の端部に、送風機６の筐体の径
よりも大きい送風機用下側フランジ６ｂが取り付けられている。送風機用下側フランジ６
ｂは、弾性体のパッキン１８を介して風道５と接続される。

風道５の内部には、慣性分離フィルタ取付け面５０が設けられている。慣性分離フィル
タ取付け面５０上に慣性分離フィルタ９が設置される。図２（ａ）は、慣性分離フィルタ
９の下面の図である。慣性分離フィルタ９の下面には、フィルタ用冷却風送風口９ａとフ
ィルタ用排出風送風口９ｂが設けられている。また外周部には複数の固定穴９ｃが設けら
れている。図２（ｂ）は、風道５の慣性分離フィルタ取付け面５０である。慣性分離フィ
ルタ取付け面５０には、外周部にパッキン１９ａが取り付けられている風道用冷却風送風
口５ａと、外周部にパッキン１９ｂが取り付けられている風道用排出風送風口５ｂ、複数
の慣性分離フィルタ取付け穴５ｃが設けられている。慣性分離フィルタ取付け面５０の風
道用冷却風送風口５ａに対して、パッキン１９ａを介して慣性分離フィルタ９のフィルタ
用冷却風送風口９ａが接続され、取付け面５０の風道用排出風送風口５ｂに対してパッキ
ン１９ｂを介して慣性分離フィルタ９のフィルタ用排出風送風口９ｂが接続される。風道
用冷却風送風口５ａは、冷却風道７の一端が接続され、風道用排出風送風口５ｂは排出風
道８の一端が接続される。また、慣性分離フィルタ９と慣性分離フィルタ取付け面５０は
、慣性分離フィルタ取付け穴５ｃと固定穴９ｃをボトル等で固定することにより設置され
る。

上記のように慣性分離フィルタ９と接続される冷却風道７は、モータ２３等の被冷却機
器と接続される。また、排出風道８は車体１外部へ接続するように延在している。

このような吸気口１１より外気が取り入れられ、外気は風道４を通って送風機６内に流
入する。送風機６へ流入した外気は送風機の送風作用によって、風道５内に送られる。

慣性分離フィルタ９が内部に設置されている風道５に外気が流入すると、慣性分離フィ
ルタ９内の遠心分離作用により、外気に含有される塵埃が慣性分離フィルタ９外側に集約
される。集約された塵埃を多く含んだ外気は、排出風道８から車体１外部へと排出される
。一方で、慣性分離フィルタ９内で塵埃と分離し、塵埃をほとんど含有しない冷却風は、
冷却風道７をとおり、冷却の必要な被冷却機器（本実施形態ではモータ２３でたとえてい
る）に送風され、被冷却機器が冷却される。

与圧吐出し口１４は、冷却風道７が送風機６からの空気圧を受けた際に、慣性分離フィ
ルタ９内で塵埃と分離し、塵埃をほとんど含有しない冷却風の一部を吐き出すことで、車
内を与圧し、車外からの塵埃の流入を防ぐほか、装置１６などから発せられる熱を車外へ
放出するための換気の役目を果たす。

（作用効果）
従来のような車体側面の外板が風道の一部分を構成している場合、車体外板と風道との
接続部は気密・水密性が必要となり、構造が複雑化していた。また、車体の製造・組み立
てにも非常に高い精度が要求され、接続するそれぞれの部品が設計段階と少しでも誤差が
ある場合、組み立てが困難となり、接続するための修繕、補修を行う必要があるという問
題があった。

従来提案されている構造においては、車体外板と風道５の寸法を調整しながら製缶作業
を進めること、風道５と車体外板の気密・水密性を確保することが必要とされていた。た
とえば、風道５の垂直度と外板の垂直度が一致していなければ、スキマが生じ、そのスキ
マができないようにするためには、毎回現物あわせで寸法を調整する必要があり、大変な
時間と労力を必要とする。スキマが残ったままでは、雨天時に車内に浸水する。本実施形
態において、風道５は、車体側面を構成する車体外板とは完全に独立した構成とすること
ができ、車体を製缶組立する際には、予め溶接などで外板を鋼体に取付けた車体側面のパ
ネルを車体台枠の上部に立てるだけでよい。つまり、車体外板と風道５とを溶接する必要
がなく、個別での製缶組立が可能となる。溶接方法のかわりにシール剤による方法もある
が、風道５周囲にシール作業に必要な作業空間が確保されていなければならない。本発明
では、一切の合わせ作業やシール作業が不要である。

本実施形態では、吸気口１１と吸気風道４と送風機６の接続位置を車体１内部でできる
限り離すことによって、組み立てが困難となる直角構造を回避することが可能となる。吸
気口１１が設けられている車体側面側と反対の車体側面側に冷却機構２０が組み立てられ
ることで、吸気風道４、送風機６、風道５の接続は、垂直構造として組み立てることでき
る。そのため、垂直・平面度の誤差や偏心が生じていても、送風機上部と屋根側の吸気風
道４との間に設けた伸縮性のよいパッキンとフランジ面がその誤差を吸収し、気密性、水
密性を確保する。また、送風機６は風道５の上部に予め取付けておき、吸気風道４を一体
として組込んだ取外し屋根２を車体１にかぶせるだけで組立作業が完了する。

また従来、車体１側面にあった吸気口１１は取外し屋根２に設けられ、さらに排出用風
道８が車体１側面に設けられていないため、車体１の外板に開口部を加工する必要がない
。車体１が開口部を有しないため、車体１の製造が容易となり、外部からの塵埃等により
車体が腐食することを防止できる。

また、機械室の通路側に設けた点検口を慣性分離フィルタ９よりも十分に大きくしてお
くことで、通路側から慣性分離フィルタを容易に組込むことが可能である。点検口１０か
ら慣性分離フィルタ９を風道５の中に挿入し、先端を位置合わせ金具に挿し込み、慣性分
離フィルタ９の周囲に設けられた固定穴９ｃにボルト等を用いて締める。風道５内部の慣
性分離フィルタ取付け面５０の風道用冷却風通風口５ａと風道用排出風通風口５ｂのそれ
ぞれにパッキンを用いることにより、単に固定用のねじを締めるだけで、気密・水密が確
保できる。点検・清掃時には、通路１５側に設けた点検口１０から風道５内に固定された
慣性分離フィルタ９を、容易に清掃することが可能であるため保守性も向上する。このよ
うに点検口１０が外部との接続部になっていないため、外気の塵埃が冷却機構２０と車体
１を構成する間隙に入り、腐食等を引き起こすことがない。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、慣性分離フィルタ取付け面５０の風道用冷却風送風口
５ａに対して、パッキン１９ａを介して慣性分離フィルタ９のフィルタ用冷却風送風口９
ａが接続され、取付け面５０の風道用排出風送風口５ｂに対してパッキン１９ｂを介して
慣性分離フィルタ９のフィルタ用排出風送風口９ｂが接続されるため、慣性分離フィルタ
９の接続部においては非常に高い密閉性を実現し、さらに、慣性分離フィルタ９から冷却
風道７および排出風道８に送風されなかった外気は風道５内で再循環し、慣性分離フィル
タ９へ再流入することになる。そのため、外気が風道５外や車体１内に漏れることがなく
、塵埃による車体１内の汚損を防止することができる。

また、本実施形態では、冷却風をモータ２３に送風し、モータ２３を冷却しているが、
冷却風の使用用途としてはこれに限定することなく、車両内の機器等にも適用可能である
。その場合も、本実施形態の作用効果を得ることが可能である。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の車両によれば、車体内部に点検口を設け、冷
却機構が垂直構造で構成されるため、車体内が外部の塵埃により汚損することなく、簡易
な組み立ての車両用冷却装置を実現することができる。

１ 車体
２ 取外し屋根
３ 車体台枠
４ 吸気風道
４ａ 風道用フランジ
５ 風道
５ａ 風道用冷却風送風口
５ｂ 風道用排出風送風口
５ｃ 慣性分離フィルタ取付け穴
６ 送風機
６ａ 送風機用上側フランジ
６ｂ 送風機用下側フランジ
７ 冷却風道
８ 排出風道
９ 慣性分離フィルタ
９ａ フィルタ用冷却風送風口
９ｂ フィルタ用排出風送風口
９ｃ 固定穴
１０ 点検口
１１ 吸気口
１４ 与圧吐出し口
１５ 点検通路
１６ 装置
１７ パッキン
１８ パッキン
１９ パッキン
１９ａ パッキン
１９ｂ パッキン
２０ 冷却機構
２１ 車輪
２２ ギア
２３ モータ
２４ 車軸
５０ 慣性分離フィルタ取付け面

Claims (8)

1. 車両の車体内に設置され、前記車体の壁部に設けられた吸気口から車体内に外気を取込
   む吸気風道と、
   前記吸気風道の下流側端に気密に接続された送風機と、
   前記送風機の下流側端に気密に接続された風道と、
   前記風道内に設置され風道内を通風する外気から塵埃を除去するフィルタと、
   前記フィルタを通過し塵埃が除去された外気を被冷却機器に導く冷却風道と、
   前記風道に形成され、前記車体内に、前記フィルタと同等以上の大きさに開口した点検
   口と、
   を備える車両用冷却装置。
2. 前記風道内に設けられたフィルタ取付け板を備え、前記フィルタは前記フィルタ取付け
   板上に設置され、前記点検口は前記フィルタ取付け板よりも上部に形成される請求項１に
   記載の車両用冷却装置。
3. 前記フィルタ取付け板は、前記フィルタを通過し塵埃が除去された外気を通す第１の冷
   却風送風口と、前記フィルタにより除去された塵埃を含む外気を通す第１の排出風送風口
   と、を備え、
   前記フィルタは、慣性分離フィルタであり、前記フィルタ取付け板の第１の冷却風送風
   口と対向する第２の冷却風送風口と、前記フィルタ取付け板の第１の排気風送風口と対向
   する第２の排気風送風口と、を有する請求項１または２に記載の車両用冷却装置。
4. 前記フィルタ取付け板と前記慣性分離フィルタとの間で、前記フィルタ取付け板の第１
   の冷却風送風口と前記慣性分離フィルタの前記第２の冷却風送風口との周囲および前記フ
   ィルタ取付け板の第１の排出風送風口と前記慣性分離フィルタの前記第２の排出風送風口
   との周囲にパッキンが挟持される請求項３に記載の車両用冷却装置。
5. 前記フィルタ取付け板の第１の排出風送風口から前記車体の外部まで延び、前記フィル
   タにより除去された塵埃を含む外気を車体外に排出する排気風道を備える請求項３または
   ４に記載の車両用冷却装置。
6. 前記吸気風道の下流側端、前記送風機、および前記風道は、鉛直方向に沿って並んで配
   置され、互いに、鉛直方向に沿って連結される請求項１に記載の車両用冷却装置。
7. 前記吸気風道、前記送風機、前記風道とのそれぞれの接続部は、パッキンを介して接続
   される請求項６に記載の車両用冷却装置。
8. 前記風道に形成され前記車体内に開口する与圧吐出し口を備え、前記与圧吐出し口は前
   記フィルタ取付け板よりも下部に形成される請求項２に記載の車両用冷却装置。

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