JP3420043B2 - 電気車用電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気車用電源装置
に係り、より詳しくは、電気車両に対して電源装置を艤
装する際の技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の電気車用電源装置の回路
構成図である。この図において、インバータボックス１
内には、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子、平滑コンデン
サ、電流検出器などにより構成されるインバータ装置２
が収納されており、また、トランスボックス３内には、
出力トランス４と、高調波除去用のリアクトル５と、出
力波形整形用のコンデンサ６とが収納されている。そし
て、インバータ装置２とリアクトル５とはケーブル７に
より接続されており、また、出力トランス４の２次側と
図示を省略してある負荷側機器とはケーブル８により接
続されている。

【０００３】図８は、図７に示したインバータボックス
１及びトランスボックス３の車両床下における配置状況
を示す説明図である。この図に示すように、インバータ
ボックス１及びトランスボックス３が車両９の進行方向
に沿って連続して配設されており、これらインバータボ
ックス１及びトランスボックス３の反対側には他の装置
１０が配設されている。この場合、他の装置１０には、
車両９の左右のバランスを考慮して、インバータボック
ス１側及びトランスボックス３側の合計重量にできるだ
け等しくなるように機器の種類が選択される。そして、
インバータボックス１内のインバータ装置２とトランス
ボックス３内のリアクトル５との間のケーブル７はシー
ルドダクト１１，１２，１３を通って接続されている。

【０００４】図９は、図８をＡ−Ａ方向から見た側面図
である。この図に示すように、インバータボックス１内
のインバータ装置２からトランスボックス３側へ延びて
いるケーブル７は、端子台１４を介してシールドダクト
１１，１２内を通ってトランスボックス３内のリアクト
ル５に接続されている。

【０００５】図１０は、図８におけるトランスボックス
３の内部における各機器の配置状況を示す説明図であ
り、図１１は、図１０をＢ−Ｂ方向から見た側面図であ
る。これらの図に示すように、トランスボックス３には
防水構造となっている密閉室１５及び周囲が網カバー等
でおおわれた開放室１６が形成されており、密閉室１５
にはコンデンサ６及び端子台１４が配設され、また、開
放室１６には出力トランス４及びリアクトル５が配設さ
れている。そして、開放室１６に隣接する２つのシール
ドダクト１３内にはそれぞれインバータ装置２の出力側
に接続されている端子台１４が配設されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来構成で
は、図７に示したように、インバータボックス１側とト
ランスボックス３側とを結ぶケーブル７上の電圧又は電
流波形は、リアクトル５及びコンデンサ６の前段側であ
るためノイズ分（このノイズを当該技術分野では「直達
ノイズ」と呼んでいる。）を多く含んだものとなってい
る。この直達ノイズが周辺機器に悪影響を及ぼすのを避
けるため、図８乃至図１１に示したように、ケーブル７
はシールドダクト１１〜１３に覆われた構成となってい
る。

【０００７】しかし、このようなシールドダクト１１〜
１３の存在は、車両床下における機器取付作業及び配線
作業等を煩雑にし、艤装作業についての作業性の向上を
阻害する要因となっている。

【０００８】また、図８に示されるように、インバータ
ボックス１及びトランスボックス３は共に車両９の片側
に配置されている。これは、リアクトル５及びコンデン
サ６を内部に収納しているトランスボックス３がかなり
の重量となっており、トランスボックス３とインバータ
ボックス１とを互いに反対側に配置したのでは車両９の
左右のバランスを取ることができなくなるからである。
しかし、逆に、インバータボックス１とトランスボック
ス３とが同じ側に配置されているために、これらの合計
重量に見合うだけの機器を集めて他の装置１０として配
置しなければならず、重量バランスを取るための艤装設
計に苦労しなければならなかった。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、艤装作業についての作業性の向上を図ることがで
きると共に、重量バランスを取るための艤装設計を容易
に行うことができる電気車用電源装置を提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、インバータボッ
クス内に収納されたインバータ装置、トランスボックス
内に収納された出力トランス、及びインバータ装置と出
力トランスとの間に接続されたリアクトル及びコンデン
サを有し、これらが車両の床下部に配設されている電気
車用電源装置において、前記リアクトル及びコンデンサ
を前記インバータボックス内に収納した、ことを特徴と
する。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記インバータボックス及びトランスボッ
クスが、前記車両の長手方向に沿う中心線を間にして互
いに対向する位置に配設されている、ことを特徴とす
る。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記インバータ装置と前記出力トラ
ンスとの間を結ぶリード線が、前記トランスボックス内
で端子台を介することなく前記出力トランスに接続され
ている、ことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図６に基づき説明する。但し、図７乃至図１１に示し
た構成要素と同様の構成要素には同一符号を付して重複
した説明を省略する。

【００１４】図１は、本発明の実施形態に係る電気車用
電源装置の回路構成図である。この図に示すように、図
７の従来装置ではトランスボックス側に収納されていた
リアクトル５及びコンデンサ６がインバータボックス１
Ａ側に収納されている。したがって、インバータボック
ス１Ａ側とトランスボックス３Ａ側とを結ぶケーブル７
上の電圧又は電流波形は、リアクトル５及びコンデンサ
６の後段側となり、直達ノイズが除去されたきれいな波
形となっている。

【００１５】図２は、図１に示したインバータボックス
１Ａ及びトランスボックス３Ａの車両床下における配置
状況を示す説明図である。図８においては、インバータ
ボックス１側とトランスボックス３側とを結ぶケーブル
７の周囲がシールドダクト１１〜１３により覆われてい
たが、図２においては、このようなシールドダクトが設
けられていない。これはインバータボックス１Ａ側とト
ランスボックス３Ａ側とを結ぶケーブル７がインバータ
ボックス１Ａ内に収納されたリアクトル５及びコンデン
サ６の後段側になっているからである。このように、シ
ールドダクトが設けられていない構成となっているの
で、本発明に係る電気車用電源装置は、機器取付作業及
び配線作業等の艤装作業についての作業性を向上させる
ことができるようになっている。

【００１６】また、このインバータボックス１Ａは、そ
の内部にリアクトル５及びコンデンサ６が収納されてい
るので、重量が大きくなっている。したがって、トラン
スボックス３Ａを、車両９の長手方向に沿う中心線を間
にしてインバータボックス１Ａに対向するように配設す
ることが可能になっている。このように、トランスボッ
クス３Ａをインバータボックス１Ａの反対側に配設でき
るようになっているので、インバータボックス１Ａの重
量とトランスボックス３Ａ及び他の装置１０Ａの重量と
がバランスするように、他の装置１０Ａ内に機器を配置
すればよい。したがって、従来装置のように、重量バラ
ンスを取るための艤装設計に苦労することがなくなる。

【００１７】図３は、図２をＣ−Ｃ方向から見た側面図
である。この図に示すように、インバータボックス１Ａ
内には端子台１４が設けられており、インバータ装置２
とこの端子台１４とはリード線２４により接続されてい
る。また、トランスボックス３Ａ内にも端子台１４が設
けられており、トランスボックス３Ａとこの端子台１４
とがリード線２０により接続されている。そして、イン
バータボックス１Ａ内及びトランスボックス３Ａ内の各
端子台１４同士はケーブル７により接続されている。

【００１８】図４は、図３におけるトランスボックス３
Ａの構造を示す正面図であり、図５は、図４をＤ−Ｄ方
向から見た側面図である。トランスボックス３Ａ内の出
力トランス４は、フランジ部１７にボルト部材１８を用
いて取り付けられており、その周囲が網カバー１９によ
り覆われている。そして、出力トランス４の下部から
は、先端に圧着端子２１を有するリード線２０が延びて
いる。従来装置におけるトランスボックス３には、図１
０に示したように、コンデンサ６を収納するための密閉
室１５を設ける必要があったが、本発明では、リアクト
ル５及びコンデンサ６がインバータボックス１Ａ側に収
納されているので、トランスボックス３Ａ側には密閉室
を設ける必要はなくなっている。

【００１９】なお、インバータボックス１Ａ側の構造の
図示は省略しているが、リアクトル５を収納している部
分についてはトランスボックス３Ａと同様に網カバー１
９で覆ってリアクトル５の放熱を促進するようにし、イ
ンバータ装置２及びコンデンサ６を収納している部分に
ついては防水機能を有する密閉構造としてある。

【００２０】図６は、本発明の他の実施形態に係る出力
トランス４の配線構造を示したものである。この図にお
ける出力トランス４のリード線２０Ａは、図３乃至図５
における出力トランス４のリード線２０よりもはるかに
長いものとなっており、その中間部分が支持金具２２，
２３により支持された状態でその圧着端子２１がインバ
ータボックス１Ａ側の端子台１４に接続されている。そ
して、図３におけるトランスボックス３Ａ内の端子台１
４を省略した構成となっている。

【００２１】通常、トランスメーカより出荷されるトラ
ンスのリード線は、それほど長いものではなく、このリ
ード線を遠く離れた他の機器に接続する場合は、ユーザ
側で別の長いリード線及び端子台等を用意して配線作業
を行わなければならなかった。したがって、従来は出力
トランス４回りの配線作業について少なからぬ労力を費
やしていたが、図６の構成によれば、このような配線作
業に費やす労力を低減することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来は
トランスボックス内に収納されていたリアクトル及びコ
ンデンサをインバータボックス内に収納する構成とした
ので、艤装作業についての作業性の向上を図ることがで
きると共に、重量バランスを取るための艤装設計を容易
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る電気車用電源装置の回
路構成図。

【図２】図１に示したインバータボックス１Ａ及びトラ
ンスボックス３Ａの車両床下における配置状況を示す説
明図。

【図３】図２をＣ−Ｃ方向から見た側面図。

【図４】図３におけるトランスボックス３Ａの構造を示
す正面図。

【図５】図４をＤ−Ｄ方向から見た側面図。

【図６】本発明の他の実施形態に係る出力トランス４の
配線構造を示す説明図。

【図７】従来の電気車用電源装置の回路構成図。

【図８】図７に示したインバータボックス１及びトラン
スボックス３の車両床下における配置状況を示す説明
図。

【図９】図８をＡ−Ａ方向から見た側面図。

【図１０】図８におけるトランスボックス３の内部にお
ける各機器の配置状況を示す説明図。

【図１１】図１０をＢ−Ｂ方向から見た側面図。

【符号の説明】

１，１Ａ インバータボックス ２ インバータ装置 ３，３Ａ トランスボックス ４ 出力トランス ５ リアクトル ６ コンデンサ ７ ケーブル ８ ケーブル ９ 車両 １０，１０Ａ 他の装置 １１ シールドダクト １２ シールドダクト １３ シールドダクト １４ 端子台 １５ 密閉室 １６ 開放室 １７ フランジ部 １８ ボルト部材 １９ 網カバー ２０，２０Ａ，２４ リード線 ２１ 圧着端子 ２２，２３ 支持金具

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インバータボックス内に収納されたインバ
   ータ装置、トランスボックス内に収納された出力トラン
   ス、及びインバータ装置と出力トランスとの間に接続さ
   れたリアクトル及びコンデンサを有し、これらが車両の
   床下部に配設されている電気車用電源装置において、 前記リアクトル及びコンデンサを前記インバータボック
   ス内に収納した、 ことを特徴とする電気車用電源装置。
2. 【請求項２】前記インバータボックス及びトランスボッ
   クスが、前記車両の長手方向に沿う中心線を間にして互
   いに対向する位置に配設されている、 ことを特徴とする請求項１記載の電気車用電源装置。
3. 【請求項３】前記インバータ装置と前記出力トランスと
   の間を結ぶリード線が、前記トランスボックス内で端子
   台を介することなく前記出力トランスに接続されてい
   る、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の電気車用電源装
   置。