JP2018038115A - 電力変換装置および鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を標準化して製造コストを低減できる電力変換装置および鉄道車両を提供することである。【解決手段】実施形態の電力変換装置は、直方体状の筐体と、電力変換部と、送風機と、筐体開口部と、ダクトと、を持つ。筐体は、車両の床下に設けられ、前面が車両の進行方向に向くように配置されている。電力変換部は、筐体内に配置され、外部から供給された電力を車両に設けられている電装品に供給する電力に変換して出力する。送風機は、筐体内に着脱自在に設けられている。筐体開口部は、筐体に設けられ、筐体の外部から筐体の内部に冷却風を導入する。ダクトは、筐体に着脱自在で、且つ筐体開口部を覆うように設けられている。また、ダクトは、筐体の前面と交差する側面からこの側面の法線方向に沿って突出するように形成されており、且つ進行方向に向くようにダクト開口部が形成されている。そして、筐体開口部とダクト開口部とが連通されている。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、電力変換装置および鉄道車両に関する。

例えば、鉄道車両等の電気車には、架線から供給される電力を所望の電力に変換して主電動機等の駆動を制御する電力変換装置が搭載されている。電力変換装置は、鉄道車両の床下に設けられた筐体と、筐体内に設けられスイッチング素子等を有するインバータユニットと、このインバータユニットを冷却するための冷却手段と、を備えている。冷却手段としては、ファン等を用いた強制空冷方式と、走行風を用いた自然空冷式と、に大別される。

ここで、強制空冷方式と自然空冷方式とでは、ファン等の有無や筐体内への冷却風の導入の仕方が異なり、電力変換装置を方式ごとに設計する必要があった。このため、電力変換装置を標準化できず、製造コストが増大してしまう可能性があった。

特開２００６−３０４４６６号公報

本発明が解決しようとする課題は、装置を標準化して製造コストを低減できる電力変換装置および鉄道車両を提供することである。

実施形態の電力変換装置は、直方体状の筐体と、電力変換部と、送風機と、筐体開口部と、ダクトと、を持つ。筐体は、車両の床下に設けられ、前面が車両の進行方向に向くように配置されている。電力変換部は、筐体内に配置され、外部から供給された電力を車両に設けられている電装品に供給する電力に変換して出力する。送風機は、筐体内に着脱自在に設けられている。筐体開口部は、筐体に設けられ、筐体の外部から筐体の内部に冷却風を導入する。ダクトは、筐体に着脱自在で、且つ筐体開口部を覆うように設けられている。また、ダクトは、筐体の前面と交差する側面からこの側面の法線方向に沿って突出するように形成されており、且つ進行方向に向くようにダクト開口部が形成されている。そして、筐体開口部とダクト開口部とが連通されている。

実施形態の鉄道車両を示す概略側面図。 実施形態の電力変換装置を示す分解斜視図。 実施形態の電力変換装置に自然空冷方式を採用した場合を示す模式図。 実施形態の電力変換装置に強制空冷方式を採用した場合を示す模式図。 実施形態の変形例の電力変換装置を示す斜視図。

以下、実施形態の電力変換装置および鉄道車両を、図面を参照して説明する。

図１は、鉄道車両１の概略側面図である。
同図に示すように、本実施形態の鉄道車両１は、車体２と、車体２の床下に設けられた台車３、および電力変換装置４と、を備えている。

なお、以下の説明では、必要に応じてＸ，Ｙ，Ｚの直交座標系を用いて説明する。本実施形態において、Ｘ方向は鉄道車両１の車両前後方向（走行想定方向）に一致し、Ｙ方向は鉄道車両１の車幅方向に一致し、Ｚ方向は上下方向に一致している。また、鉄道車両１は、＋Ｘ方向、−Ｘ方向の何れにも進行可能であるが、以下では、説明を分かり易くするために＋Ｘ方向を進行方向前方とし、−Ｘ方向を進行方向後方として説明する。つまり、鉄道車両１は、−Ｘ方向が進行方向前方、＋Ｘ方向が進行方向後方となる場合もある。このような場合は、−Ｘ方向が前方、＋Ｘ方向が後方となるが、この方向についての説明は省略する。また、進行方向前方を単に前方（前部）、進行方向後方を単に後方（後部）などと称して説明する場合がある。さらに、以下では、＋Ｙ方向を車側として説明する。

車体２は、Ｘ方向に長い直方体形状に形成されている。車体２の内部には、乗客を収容可能な空間が形成されている。車体２の天井には、＋Ｚ方向（上方）に向けてパンタグラフ６が突設されている。パンタグラフ６は、架線５に接触可能に構成されている。
台車３は、例えば空気ばね等の台車ばね７を介して車体２の床下に取り付けられている。台車３のＸ方向の両端部には、Ｙ方向に延びる一対の車軸１１が回転可能に支持されている。これら車軸１１のＹ方向の両端部には、車輪１２が各別に取り付けられている。台車３には、各車軸１１をそれぞれ回転させる主電動機１３が搭載されている。なお、台車３は、各車体２において、Ｘ方向の両端部にそれぞれ取り付けられている。

電力変換装置４は、架線５からパンタグラフ６を介して供給される電力を、所望の電力に変換して主電動機１３等の駆動を制御するために利用されるものである。電力変換装置４は、車体２の床下において、この車体２の＋Ｙ方向寄りで、且つ一対の台車３の間に位置する部分に搭載されている。

図２は、電力変換装置４の分解斜視図である。
同図に示すように、電力変換装置４は、Ｘ方向に長い直方体状の筐体２１を有している。また、筐体２１は、＋Ｙ方向（車側）に開口部２１ａを有する箱状に形成されている。つまり、筐体２１は、底面２１ｂと、天井２１ｃと、底面２１ｂの前後辺から＋Ｚ方向に向かって立ち上がる前面２１ｄおよび後面２１ｅと、底面２１ｂの−Ｙ方向の側面から＋Ｚ方向に向かって立ち上がる側面２１ｆと、を備えている。

筐体２１の前面２１ｄおよび後面２１ｅには、−Ｚ寄りにそれぞれ強制空冷用開口部２２，２３が形成されている。これら強制空冷用開口部２２，２３は、それぞれカバー２４，２５によって閉塞可能とされている。各カバー２４，２５によってそれぞれ強制空冷用開口部２２，２３を閉塞する場合、筐体２１の前面２１ｄおよび後面２１ｅに、ボルト２６によって各カバー２４，２５が締結固定される。

また、筐体２１の底面２１ｂには、Ｘ方向略中央に、電力変換部２７が設けられている。電力変換部２７は、スイッチング素子（半導体素子）２８と、スイッチング素子２８を冷却する冷却器２９と、を有している。この冷却器２９の＋Ｚ方向の上面に、スイッチング素子２８が配置されている。
冷却器２９は、アルミニウム等の熱伝導率が高い材料により形成されたヒートシンク２９ａを有している。これにより、スイッチング素子２８で発生した熱がヒートシンク２９ａに伝達され、このヒートシンク２９ａで放熱される。

また、筐体２１の底面２１ｂには、電力変換部２７の−Ｘ方向（後方）側に、ブロア３０が着脱自在に設けられている。ブロア３０は、筐体２１内に強制的に冷却風を発生させるためのものである（詳細は後述する）。ブロア３０は、このブロア３０の取付台座３０ａが、ボルト３１によって筐体２１の底面２１ｂに締結固定される。これにより、筐体２１に対してブロア３０が着脱自在になる。

さらに、筐体２１の底面２１ｂには、Ｘ方向両側に、それぞれ整風板３２，３３（第１整風板３２、第２整風板３３）が着脱自在に設けられている。整風板３２，３３は、後述の自然空冷用開口部３６，３７から導入された冷却風の風向きを電力変換部２７側へと偏向させる役割を有している（詳細は後述する）。
整風板３２，３３は、それぞれ偏向板３２ａ，３３ａと、偏向板３２ａ，３３ａを筐体２１の底面２１ｂに固定するための取付台座３２ｂ，３３ｂと、を有している。この取付台座３２ｂ，３３ｂが、ボルト３４によって筐体２１の底面２１ｂに締結固定される。これにより、筐体２１に対して整風板３２，３３が着脱自在になる。

また、筐体２１の底面２１ｂに、各整風板３２，３３を取り付けた状態では、偏向板３２ａ，３３ａは、面方向がＺ方向に沿っていると共に、Ｘ方向およびＹ方向の何れの方向に対しても交差している。つまり、各整風板３２，３３は、偏向板３２ａ，３３ａの一面３２ｃ，３３ｃが、電力変換部２７と、対応する自然空冷用開口部３６，３７との両者に向くようにＸ方向およびＹ方向に対して斜めに配置される。

また、筐体２１には、開口部２１ａを閉塞するように扉３５が設けられている。扉３５は、例えば蝶番１０等を介して筐体２１に取り付けられており、開口部２１ａを開閉可能とされている。なお、開口部２１ａに対する扉３５の開閉構造は、蝶番１０に限られるものではなく、さまざまな開閉構造を採用することが可能である。
扉３５には、Ｘ方向両側に、つまり、整風板３２，３３に対応する位置に、それぞれ自然空冷用開口部３６，３７が形成されている。また、扉３５には、各自然空冷用開口部３６，３７を覆うように、自然空冷ダクト３８，３９が着脱自在に設けられている。

自然空冷ダクト３８，３９は、筐体２１に形成されている自然空冷用開口部３６，３７を介し、走行風を筐体２１内に導入するためのものである。自然空冷ダクト３８，３９は、扉３５側に開口部４１ａ，４２ａを有する箱状のダクト本体４１，４２を有している。ダクト本体４１，４２は、扉３５から＋Ｙ方向に向かって突出した状態になっている。

２つの自然空冷ダクト３８，３９のうち、前方（図２における右方）に配置された第１自然空冷ダクト３８のダクト本体４１には、前側面４１ｂの大部分にダクト開口部４３が形成されている。一方、２つの自然空冷ダクト３８，３９のうち、後方（図２における左方）に配置された第２自然空冷ダクト３９のダクト本体４２には、後側面４２ｂの大部分にダクト開口部４４が形成されている。これらダクト開口部４３，４４、開口部４１ａ，４２ａ、および筐体２１の自然空冷用開口部３６，３７を介し、筐体２１の内外が連通される。

また、各ダクト本体４１，４２の開口縁には、それぞれフランジ部４５，４６が形成されている。このフランジ部４５，４６が、ボルト４７によって扉３５に締結固定される。これにより、扉３５に対して各自然空冷ダクト３８，３９が着脱自在になる。

次に、図３、図４に基づいて、電力変換装置４の空冷方式について説明する。
この電力変換装置４は、同一の筐体２１で自然空冷方式と強制空冷方式との２つの空冷方式を採用することが可能である。まず、電力変換装置４に自然空冷方式を採用する場合について説明する。

図３は、電力変換装置４に自然空冷方式を採用した場合の模式図である。
同図に示すように、自然空冷方式を採用する場合、扉３５に各自然空冷ダクト３８，３９を取り付ける。また、筐体２１に各整風板３２，３３を取り付け、ブロア３０（図２参照）は取り外す。さらに、筐体２１の強制空冷用開口部２２，２３を、それぞれカバー２４，２５を用いて閉塞する。

このような構成もと、鉄道車両１が＋Ｘ方向（図３における矢印Ｙ１参照）に向かって走行すると、第１自然空冷ダクト３８のダクト開口部４３から走行風Ｗが導入される。さらに、ダクト本体４１の開口部４１ａおよび筐体２１の自然空冷用開口部３６を介し、筐体２１内に走行風Ｗが導入される。この後、第１整風板３２によって、筐体２１内に導入された走行風Ｗの風向きが偏向され、この走行風Ｗが電力変換部２７を通過する。これにより、電力変換部２７が空冷される。

電力変換部２７を通過した走行風Ｗは、第２整風板３３によって風向きが偏向される。そして、筐体２１の自然空冷用開口部３７、ダクト本体４２の開口部４２ａおよび第２自然空冷ダクト３９のダクト開口部４４を介して外部に走行風Ｗが排気される。

ここで、各自然空冷ダクト３８，３９のダクト本体４１，４２は、扉３５から＋Ｙ方向（車側）に向かって突出している。このため、電力変換装置４のＸ方向両側に配置された台車３によって、走行風Ｗの進路を阻害されることがない。よって、第１自然空冷ダクト３８を介し、筐体２１内に効率よく走行風Ｗを導入することができる。

なお、上述の自然空冷方式では、筐体２１の強制空冷用開口部２２，２３を、それぞれカバー２４，２５を用いて閉塞した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、カバー２４，２５を取り外して強制空冷用開口部２２，２３を開口させたままの状態としてもよい。このように構成することで、筐体２１内に、より走行風Ｗを導入することが可能になる。

次に、電力変換装置４に強制空冷方式を採用する場合について説明する。
図４は、電力変換装置４に強制空冷方式を採用した場合の模式図である。
同図に示すように、強制空冷方式を採用する場合、扉３５から各自然空冷ダクト３８，３９を取り外す。図４では、各自然空冷ダクト３８，３９を取り外す代わりに、扉３５の各自然空冷用開口部３６，３７に、ボルト４５によってカバー５０を締結固定している。しかしながら、カバー５０を取り付けず、各自然空冷用開口部３６，３７を開口させたままの状態としてもよい。

また、筐体２１から各整風板３２，３３を取り外し、この代わりにブロア３０を取り付ける。さらに、筐体２１からカバー２４，２５（図２参照）を取り外し、強制空冷用開口部２２，２３を開口させる。

このような構成もと、鉄道車両１が走行しているか否かに関わらず、ブロア３０を駆動すると、このブロア３０の前方、つまり、ブロア３０よりも電力変換部２７側が負圧となる。一方、ブロア３０の後方が正圧となる。このため、筐体２１の前面２１ｄに設けられている強制空冷用開口部２２から、外気Ｇが筐体２１内吸引される。そして、この外気Ｇが冷却風となって電力変換部２７を通過し、さらに、筐体２１の後面２１ｅに設けられている強制空冷用開口部２３から外気Ｇが排気される。これにより、電力変換部２７が空冷される。

ここで、筐体２１の前面２１ｄに設けられている強制空冷用開口部２２から外気Ｇを吸引するにあたって、電力変換装置４のＸ方向両側には台車３が配置されているが、ブロア３０によって強制空冷用開口部２２から強制的に外気Ｇを吸引するので、台車３によって外気Ｇの吸引が阻害されることはない。
これに加え、筐体２１の前面２１ｄおよび後面２１ｅに、それぞれ強制空冷用開口部２２，２３を形成することにより、外気Ｇの流路がＸ方向に沿って直線となる。さらに、この直線上にブロア３０が配置される形になる。このため、ブロア３０によって、効率よく外気Ｇを吸引することができ、効率よく電力変換装置４を空冷することが可能になる。

なお、上述の強制空冷方式では、扉３５から各自然空冷ダクト３８，３９を取り外した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、扉３５に、各自然空冷ダクト３８，３９を取り付けたままの状態にしておくことも可能である。このように構成することで、筐体２１内に、より効率よく外気Ｇを取り込むことが可能になる。

このように、上述の電力変換装置４は、電力変換部２７が内装された筐体２１に、強制空冷用開口部２２，２３と、自然空冷用開口部３６，３７の２種類の開口部が形成されている。また、筐体２１内にブロア３０が着脱可能とされていると共に、自然空冷用開口部３６，３７上に設けられる自然空冷ダクト３８，３９が、筐体２１に対して着脱可能とされている。このため、電力変換装置４の冷却手段として、自然空冷方式を採用する場合には、筐体２１に自然空冷ダクト３８，３９を設ければよく、強制空冷方式を採用する場合には、筐体２１内にブロア３０を設ければよい。このように、２つの空冷方式の筐体２１を共通化し、対応する部品の付け替えを行うだけで２つの空冷方式に対応することができる。よって、電力変換装置４の製造コストを低減できる。

また、各自然空冷ダクト３８，３９のダクト本体４１，４２は、扉３５から＋Ｙ方向（車側）に向かって突出している。このため、電力変換装置４のＸ方向両側に配置された台車３によって、走行風Ｗの進路を阻害されることがない。よって、第１自然空冷ダクト３８を介し、筐体２１内に効率よく走行風Ｗを導入することができる。
しかも、筐体２１の前面２１ｄおよび後面２１ｅと直交する扉３５に、自然空冷用開口部３６，３７を設けている。このため、自然空冷用開口部３６，３７上に設けられる自然空冷ダクト３８，３９を大型化することなく、筐体２１よりも車側から自然空冷ダクト３８，３９を介して筐体２１内に走行風Ｗを導入することができる。

一方、筐体２１の前面２１ｄおよび後面２１ｅに、それぞれ強制空冷用開口部２２，２３を形成することにより、外気Ｇの流路がＸ方向に沿って直線となる。さらに、この直線上にブロア３０を配置できる。このため、強制空冷方式を採用する場合には、ブロア３０によって、効率よく外気Ｇを吸引することができ、効率よく電力変換装置４を空冷することが可能になる。

また、筐体２１内に２つの整風板３２，３３を着脱自在に設けている。このため、自然空冷方式の場合において、筐体２１の車側から（自然空冷ダクト３８，３９から）導入された走行風Ｗを、効率よく電力変換部２７を通過させることができる。よって、自然空冷方式の場合において、電力変換部２７に対する冷却能力を高めることができる。

さらに、扉３５のＸ方向両側に、それぞれ自然空冷用開口部３６，３７を形成すると共に、扉３５のＸ方向両側に、それぞれ自然空冷ダクト３８，３９を設けている。そして、２つの自然空冷ダクト３８，３９のうち、前方に配置された第１自然空冷ダクト３８のダクト本体４１には、前側面４１ｂの大部分にダクト開口部４３が形成されている。一方、２つの自然空冷ダクト３８，３９のうち、後方に配置された第２自然空冷ダクト３９のダクト本体４２には、後側面４２ｂの大部分にダクト開口部４４が形成されている。このため、鉄道車両１の進行方向が＋Ｘ方向または−Ｘ方向の何れの方向であっても、筐体２１内に走行風Ｗを導入することができる。

なお、上述の実施形態では、電力変換装置４は、架線５からパンタグラフ６を介して供給される電力を、所望の電力に変換して主電動機１３等の駆動を制御するためのものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、鉄道車両１以外のさまざまな車両に搭載されている電装品に供給するための電力変換装置に、上述の電力変換装置４の構成を採用することが可能である。

また、上述の実施形態では、筐体２１や扉３５に対してブロア３０、整風板３２，３３、および各自然空冷ダクト３８，３９を着脱自在に設ける構成として、ボルト３１，３４，４７によってそれぞれブロア３０、整風板３２，３３、および各自然空冷ダクト３８，３９を締結固定する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、筐体２１や扉３５に対し、ブロア３０、整風板３２，３３、および各自然空冷ダクト３８，３９を着脱自在とするためのさまざまな構成を採用することが可能である。例えば、ピン等を介し、筐体２１や扉３５に、それぞれブロア３０、整風板３２，３３、および各自然空冷ダクト３８，３９を取り付けるように構成してもよい。

さらに、上述の実施形態では、筐体２１は、＋Ｙ方向（車側）に開口部２１ａを有する箱状に形成されている場合について説明した。また、筐体２１に、開口部２１ａを開閉可能な扉３５を設け、この扉３５に各自然空冷ダクト３８，３９が着脱自在に設けられている場合について説明した。しかしながら、筐体２１の構成はこれに限られるものではなく、必要に応じて設計変更可能である。また、扉３５の有無も必要に応じて設計変更可能である。

さらに、上述の実施形態では、強制空冷方式において、電力変換部２７の後方にブロア３０を配置し、ブロア３０よりも電力変換部２７側を負圧とする場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電力変換部２７の前方にブロア３０を配置し、ブロア３０よりも電力変換部２７側が正圧となるように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、扉３５に自然空冷用開口部３６，３７を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電力変換装置４のレイアウトに応じて筐体２１の−Ｙ方向の側面２１ｆや底面２１ｂに、自然空冷用開口部３６，３７を設けることも可能である。この場合、自然空冷用開口部３６，３７の形成位置に応じて、筐体２１の側面２１ｆや底面２１ｂに、自然空冷ダクト３８，３９を着脱自在に設ける。

さらに、上述の実施形態では、２つの空冷方式用ごとに、それぞれ開口部２２，２３，３６，３７を設けた場合について説明した。つまり、強制空冷方式用として強制空冷用開口部２２，２３を設け、自然空冷方式用として自然空冷用開口部３６，３７を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、少なくとも筐体２１または扉３５の少なくとも何れか一方に、空冷用の開口部が形成され、さらに、この開口部上に取り付けられる自然空冷用のダクトが設けられていればよい。

これについて、望ましくは、少なくとも筐体２１の前面２１ｄおよび後面２１ｅに設けられた強制空冷用開口部２２，２３のみが設けられていればよい。そして、扉３５に設けられた自然空冷用開口部３６，３７は、設けられていなくてもよい。この場合、強制空冷用開口部２２，２３を、強制空冷方式および自然空冷方式の２つの空冷方式で兼用する。

より具体的には、図５に示すように、筐体２１に、強制空冷用開口部２２，２３を覆うように自然空冷ダクト２３８，２３９を着脱自在に設ける。これら自然空冷ダクト２３８，２３９は、筐体２１の前面２１ｄおよび後面２１ｅから筐体２１（扉３５）の＋Ｙ方向に向かって突出する箱状のダクト本体２４１，２４２を有している。

２つの自然空冷ダクト２３８，２３９のうち、前方（図５における右方）に配置された第１自然空冷ダクト２３８のダクト本体２４１には、前側面２４１ｂの＋Ｙ方向側（車側）に、ダクト開口部２４３が形成されている。一方、２つの自然空冷ダクト２３８，２３９のうち、後方（図５における左方）に配置された第２自然空冷ダクト２３９のダクト本体２４２には、後側面２４２ｂの＋Ｙ方向側（車側）にダクト開口部２４４が形成されている。これらダクト開口部２４３，２４４は、対応する強制空冷用開口部２２，２３に連通している。

このように構成することで、前述の実施形態と同様の効果を奏する。これに加え、自然空冷用開口部３６，３７を形成する必要がないので、この分、さらに電力変換装置４の製造コストを低減できる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電力変換装置４は、電力変換部２７が内装された筐体２１に、強制空冷用開口部２２，２３と、自然空冷用開口部３６，３７の２種類の開口部が形成されている。また、筐体２１内にブロア３０が着脱可能とされていると共に、自然空冷用開口部３６，３７上に設けられる自然空冷ダクト３８，３９が、筐体２１に対して着脱可能とされている。このため、電力変換装置４の冷却手段として、自然空冷方式を採用する場合には、筐体２１に自然空冷ダクト３８，３９を設ければよく、強制空冷方式を採用する場合には、筐体２１内にブロア３０を設ければよい。このように、２つの空冷方式の筐体２１を共通化し、対応する部品の付け替えを行うだけで２つの空冷方式に対応することができ、電力変換装置４の製造コストを低減できる。

また、各自然空冷ダクト３８，３９のダクト本体４１，４２は、扉３５から＋Ｙ方向（車側）に向かって突出している。このため、電力変換装置４のＸ方向両側に配置された台車３によって、走行風Ｗの進路を阻害されることがない。よって、第１自然空冷ダクト３８を介し、筐体２１内に効率よく走行風Ｗを導入することができる。
しかも、筐体２１の前面２１ｄおよび後面２１ｅと直交する扉３５に自然空冷用開口部３６，３７を設けている。このため、自然空冷用開口部３６，３７上に設けられる自然空冷ダクト３８，３９を大型化することなく、筐体２１よりも車側から自然空冷ダクト３８，３９を介して筐体２１内に走行風Ｗを導入することができる。

一方、筐体２１の前面２１ｄおよび後面２１ｅに、それぞれ強制空冷用開口部２２，２３を形成することにより、外気Ｇの流路がＸ方向に沿って直線となる。さらに、この直線上にブロア３０を配置できる。このため、強制空冷方式を採用する場合には、ブロア３０によって、効率よく外気Ｇを吸引することができ、効率よく電力変換装置４を空冷することが可能になる。

また、筐体２１内に２つの整風板３２，３３を着脱自在に設けている。このため、自然空冷方式の場合において、筐体２１の車側から（自然空冷ダクト３８，３９から）導入された走行風Ｗを、効率よく電力変換部２７を通過させることができる。よって、自然空冷方式の場合において、電力変換部２７に対する冷却能力を高めることができる。

さらに、扉３５のＸ方向両側に、それぞれ自然空冷用開口部３６，３７を形成すると共に、扉３５のＸ方向両側に、それぞれ自然空冷ダクト３８，３９を設けている。そして、２つの自然空冷ダクト３８，３９のうち、前方に配置された第１自然空冷ダクト３８のダクト本体４１には、前側面４１ｂの大部分にダクト開口部４３が形成されている。一方、２つの自然空冷ダクト３８，３９のうち、後方に配置された第２自然空冷ダクト３９のダクト本体４２には、後側面４２ｂの大部分にダクト開口部４４が形成されている。このため、鉄道車両１の進行方向が＋Ｘ方向または−Ｘ方向の何れの方向であっても、筐体２１内に走行風Ｗを導入することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…鉄道車両、２…車体（車両）、４…電力変換装置、５…架線、１３…主電動機（電装品）、２１…筐体、２１ｄ…前面、２２，２３…強制空冷用開口部、２７…電力変換部、３０…ブロア（送風機）、３２…第１整風板（整風板）、３３…第２整風板（整風板）、３６，３７…自然空冷用開口部、３８，２３８…第１自然空冷ダクト（ダクト）、３９，２３９…第２自然空冷ダクト（ダクト）、４１，２４１…ダクト本体（ダクト）、４２，２４２…ダクト本体（ダクト）、４３，４４…ダクト開口部、Ｇ…外気（冷却風）、Ｗ…走行風（冷却風）

Claims (5)

1. 車両の床下に設けられ、前面が前記車両の進行方向に向くように配置された直方体状の筐体と、
   前記筐体内に配置され、外部から供給された電力を前記車両に設けられている電装品に供給する電力に変換して出力する電力変換部と、
   前記筐体内に着脱自在に設けられた送風機と、
   前記筐体に設けられ、前記筐体の外部から前記筐体の内部に冷却風を導入するための筐体開口部と、
   前記筐体に着脱自在で、且つ前記筐体開口部を覆うように設けられたダクトと、
   を備え、
   前記ダクトは、前記筐体の前記前面と交差する側面から該側面の法線方向に沿って突出するように形成されており、且つ前記進行方向に向くようにダクト開口部が形成されており、
   前記筐体開口部と前記ダクト開口部とが連通されている電力変換装置。
2. 前記筐体開口部は、
   前記筐体の前記前面、および該前面と対向する後面に設けられた強制空冷用開口部と、
   前記筐体の前記前面以外、および前記後面以外の前記側面に設けられた自然空冷用開口部と、
   からなり、
   前記自然空冷用開口部を覆うように、前記ダクトが前記筐体に対して着脱自在に設けられている請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記自然空冷用開口部は、前記筐体の前記電力変換部が配置されている箇所よりも前記進行方向前後にそれぞれ設けられている請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記筐体内における前記電力変換部の前記進行方向前後で、且つ前記自然空冷用開口部に対応する位置に、それぞれ着脱自在に設けられ、前記自然空冷用開口部から導入された冷却風の風向きを前記電力変換部側へと偏向させる整風板を備えた請求項２または請求項３に記載の電力変換装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の電力変換装置を備えた鉄道車両。

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