JP4568189B2 - 鉄道車両用電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の床下に艤装される鉄道車両用電力変換装置において、特に半導体素子から発生する熱を自然冷却方式により効果的に冷却可能にした鉄道車両用電力変換装置に関する。

鉄道車両の床下に設置される電力変換装置は、半導体素子のスイッチング動作により電力変換を行うものであり、この電力変換装置には半導体素子より発生する熱を大気へ効率良く放散し、半導体素子の温度上昇を許容値以下に押えるための冷却器が備えられている。

この冷却器としては、電動送風機を用いた強制冷却方式や、自然通風方式のものがあるが、無保守性のメリットから電動送風機を用いない自然通風方式の冷却器が多く採用されている。そして、この自然通風方式の冷却器を電力変換装置本体内に収納する場合、大気への熱放散性が良好となるよう冷却器の放熱部を車体側方側に向けて配設するのが一般的である（例えば、特許文献１）。

ところで、従来の自然通風方式の冷却器を備えた鉄道車両用電力変換装置としては、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように構成されたものがある。

図１９（ａ）は鉄道車両用電力変換装置が車両床下に設置された状態を示す車体の側面図、図１９（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し矢印方向から見た断面図である。

図１９（ａ）、（ｂ）に示すように車体１の床下に電力変換装置本体２が設置され、この電力変換装置本体２の筐体内部には、半導体素子３を冷却するための冷却器４が収納されている。

この冷却器４には電力変換装置本体２の筐体内部に半導体素子３に取付けられた受熱部５と、車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分に放熱部６とがそれぞれ配置されるように構成されている。また、機器は床下の設置スペース限界内に設置されている。

このように構成された鉄道車両用電力変換装置では、半導体素子３より発生する熱は冷却器４の受熱部５へ熱伝導され、その熱はさらに放熱部６へと伝わり、この放熱部６より大気へと熱放散されることになる。

この場合、放熱部６は車体側方側にあるため、排出された熱は車体１の床下にこもりにくいというメリットがあり、かつ車両走行時に床下機器群周辺を流れる走行風は放熱部６を通して流れやすいため、放熱性能も向上する。

一方、車両によっては、床下に設置される機器群の周辺を覆うようにふさぎ板を設けた車両もある。このふさぎ板の形態としては、車体構体の下部をそのまま下方へ延長したような形状のふさぎ板を設けたものや、車体構体よりも車体中央側の奥まった位置にほぼ平板状のふさぎ板を設けたものなど様々なものがあるが、いずれも床下機器群の車体側方側に設けられたふさぎ板で機器群が覆われている。

図２０（ａ）は、床下機器群が覆われるようにふさぎ板を設けた車体の側面図、図１１
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿って切断し矢印方向から見た断面図で、図１９（ａ），（ｂ）と同一部品には同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。

図２０（ａ），（ｂ）に示すように車体１には床下機器群の車体側方側を覆うようにふさぎ板２１が設けられている。このふさぎ板２１を設置する目的も様々であり、新幹線車両のような高速車両では床下機器群全体を覆うことで走行抵抗の低減を図ったり、多雪地帯を走行する車両では、それぞれの機器箱の車体側方側に生ずる凹凸を無くすことで着雪の防止や、車両美観を向上させたりすることにも有効である。

また、鉄道車両用電力変換装置では、通電部品から少なからず磁歪音が発生するが、ふさぎ板で覆われることから、この騒音を遮蔽する効果もある。さらに、高電圧通電される機器への触手を防止するといった安全上のメリットもある。
特開２０００−１３４７０１号公報

このような構成の鉄道車両用電力変換装置においては、鉄道車両が停止している時でも稼動している装置が多数あり、電動送風機を使用しない自然冷却方式の場合でも、鉄道車両停止時に半導体素子３が冷却できるような設計がされている。この場合、冷却器４の放熱部６での熱放散によって暖められた外気が冷却器４の下方から上方へ対流することにより行われるが、外部の風等によりその対流が阻害されて十分な熱放散ができず、半導体素子３の温度を上昇させることが考えられ、また電力変換装置本体２の内部温度上昇に至ることが考えられる。

また、床下機器群を覆うようにふさぎ板８を設けた車体の場合には、鉄道車両走行時の走行風はふさぎ板内部では乱流となり、その乱流によって冷却器４の放熱部６での熱放散によって暖められた外気が冷却器４の下方から上方への対流が阻害されると、十分な熱放散ができず、半導体素子３の温度を上昇させることが考えられる。

そこで、これらの対策としてブロアやファン等の電動送風機を取付け、冷却器４の放熱部６へ強制的に送風することで、放熱部６の熱を奪い大気へ熱放散させることが考えられるが、ブロアやファン等の電動送風機は回転する部分にベアリング゛等の消耗部品が使用されているため、メンテナンス及び部品交換や電動送風機そのものの交換等の作業が必要になるという問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、電動送風機等の電気機器を使用することなく、且つ周りの環境に左右されずに、自然冷却方式で良好な冷却効果を得ることが可能な鉄道車両用電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するため、冷却器の自然冷却を阻害する要因である外部の風を防ぐ整風板を放熱部の下方を覆うように取付け、または冷却器放熱部に積極的に取り入れることが可能な整風板を冷却器の下面に取付ける構成とするものである。

本発明によれば、通常の鉄道車両やふさぎ板が取付けられた鉄道車両に対して、自然冷却方式で良好な冷却効果を得ることができ、またブロア及びファン等の電動送風機が不要となるため、メンテナンスフリー、省エネルギー、低騒音化が可能となり、さらにメンテナンスフリー化が図れるため、保守・点検にかかる費用の削減を図ることが可能となる。

以下本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第1の実施形態）
図１は、本発明による鉄道車両用電力変換装置の第１の実施形態を示すもので、（ａ）は車体側方側から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し、矢印方向から見た断面図で、図１９と同一部品には同一符号を付して説明する。

図１（ａ），（ｂ）において、鉄道車両１の床下に電力変換装置本体２が設置され、この電力変換装置本体２の筐体内部に半導体素子３を冷却するための冷却器４が収納されている。

この冷却器４には半導体素子３に取付けられた受熱部５が配置され、また車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分には半導体素子３から発生する熱を大気に放散する放熱部６が配置されている。

このような構成の鉄道車両用電力変換装置において、放熱部６の下面部側に整風体７を配置し、この整風体７をネジ等の締結部品により冷却器４の構体に取付ける。

この整風体７は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように開口端にフランジ８ａを有する一対の箱体８をそれぞれのフランジ８ａが突合さるように重ね合せると共に、フランジ８ａ部を複数本のネジ止めにより一体化したもので、下側の箱体８の底面に通風口９ａが、また上側の箱体８の上面に通風口９ｂがそれぞれ設けられている。

このような構成の整風体７を冷却器４の放熱部６の下面部側に取付けることにより、冷却器４の放熱部６の下側に流れ込む車両外部の風、及び走行時に生じる走行風を防ぐことが可能となる。また、整風体７には外気を取り込むための通気口９ａが整風板７の底面のみに設けられており、鉄道車両１が走行、停止のどちらの場合においても、安定した外気の取入れが可能となるため、冷却器４の放熱部６は外部の風の影響を受けにくくなる。

このように本発明の第１の実施形態では、整風体７により、冷却器４の放熱部６の下側に流れる風の影響を少なくすることが可能となり、冷却器４の放熱部６は半導体素子３の熱損失を安定して大気に熱放散を行うことができ、良好な冷却効果を得ることが可能となる。

また、可動する部分がないため、部品の交換や特定のメンテナンスを必要がなく、保守点検の費用削減を図ることができるとともに、低騒音化も図ることが可能となる。更に、整風体７をネジ等の締結部品による取付けが可能な構造としてあるので、電力変換装置本体２の輸送、取付け、取り外し作業等における影響も軽減することが可能となる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明による鉄道車両用電力変換装置の第２の実施形態を示すもので、（ａ）は車体側方側から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し、矢印方向から見た断面図で、図１（ａ），（ｂ）と同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

第２の実施形態では、放熱部６の下面部側に配置され、ネジ等の締結部品により冷却器４の構体に取付けられる整風体７ａとして、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように開口端にフランジ８ａを有する一対の箱体８をそれぞれのフランジ８ａが突合さるように重ね合せると共に、フランジ８ａ部を複数本のネジ止めにより一体化し、上側の箱体８の上面に通風口９ｂを、また上側及び下側箱体８の前後左右の一側面に通風口９ｃをそれぞれ設け、その通気口９ｃから外気を冷却器４の放熱部６に取り込む構成としたものである。

このような構成の整風体７ａを冷却器４の放熱部６の下面部側に取付けることにより、鉄道車両の床下の状況に応じて前後左右のどの側面に通気口９ｃを設ければ一番効果があるかを確認した後に決めることが可能なため、良好な冷却効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明による鉄道車両用電力変換装置の第３の実施形態を示すもので、（ａ）は車体側方側から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し、矢印方向から見た断面図で、図１（ａ），（ｂ）と同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

第３の実施形態では、放熱部６の下面部側に配置され、ネジ等の締結部品により冷却器４の構体に取付けられる整風体７ｂとして、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように開口端にフランジ８ａを有する一対の箱体８をそれぞれのフランジ８ａが突合さるように重ね合せると共に、フランジ８ａ部を複数本のネジ止めにより一体化し、下側の箱体８の底面に通風口９ａを、また上側の箱体８の上面に通風口９ｂをそれぞれ設けると共に、上側又は下側箱体８の前後左右の一側面に通風口９ｄ（本例では下側箱体の左側面）を設ける構成としたものである。

このような構成の整風体７ａを冷却器４の放熱部６の下面部側に取付けることにより、より多くの外気を冷却器４の放熱部６に供給することが可能となるため、良好な冷却効果を得ることが可能となる。

（第４の実施形態）
図７は、本発明による鉄道車両用電力変換装置の第４の実施形態を示すもので、（ａ）は車体側方側から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し、矢印方向から見た断面図で、図１（ａ），（ｂ）と同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

第４の実施形態では、放熱部６の下面部側に配置され、ネジ等の締結部品により冷却器４の構体に取付けられる整風体７ｃとして、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように開口端にフランジ８ａを有する一対の箱体８をそれぞれのフランジ８ａが突合さるように重ね合せると共に、フランジ８ａ部を複数本のネジ止めにより一体化し、下側の箱体８の底面に通風口９ａを、また上側の箱体８の上面に通風口９ｂをそれぞれ設けると共に、上側及び下側箱体８の前後左右の一側面に通風口９ｃ（本例では上側及び下側箱体の左側面）を設ける構成としたものである。

このような構成の整風体７ａを冷却器４の放熱部６の下面部側に取付けることにより、より多くの外気を冷却器４の放熱部６に供給することが可能となるため、良好な冷却効果を得ることが可能となる。

（第５の実施形態）
図９は、本発明による鉄道車両用電力変換装置の第５の実施形態を示すもので、（ａ）は車体側方側から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し、矢印方向から見た断面図で、図１（ａ），（ｂ）と同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

第５の実施形態では、放熱部６の下面部側に配置され、ネジ等の締結部品により冷却器４の構体に取付けられる整風体７ｄとして、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように四角錐台形状の中空体１０とこの中空体１０の上面開口端の各辺より外側に伸びる水平面を有し、且つ各辺の水平面にコーナ部を残して通気口１１ａを設けた枠体１１とを一体化した構成とするものである。

この場合、枠体１１の水平面の外形寸法は中空体１０の下面開口端よりも若干大きく形成されている。

このような構成の整風体７ｄを冷却器４の放熱部６の下面部側に取付けることにより、中空体１０の下面開口部より上面開口部に抜ける通風路に加えて、中空体１０の外周面に沿って枠体１１の通気口１１ａを抜ける通風路が形成されるので、外部の風を中空体１０の外周斜面に沿って上昇させ、放熱部６の下側から上側へ吹き上げることが可能となる。

従って、電力変換装置本体２の底面側をレール方向、枕木方向に流れる自然風及び走行風を冷却器４の放熱部６へ積極的に取り込むことができ、良好な冷却効果を得ることが可能となる。

（第６の実施形態）
図１１は、本発明による鉄道車両用電力変換装置の第６の実施形態を示すもので、（ａ）は車体側方側から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し、矢印方向から見た断面図で、図１（ａ），（ｂ）と同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

第６の実施形態では、放熱部６の下面部側に配置され、ネジ等の締結部品により冷却器４の構体に取付けられる整風体７ｅとして、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように四角錐台形状の中空体１０とこの中空体１０の上面開口端の各辺より外側に伸びる水平面を有し、且つ各辺の水平面にコーナ部を残して通気口１１ａを設けた枠体１１とを一体化した構成とし、このような整風体７ｅを複数個、本例では２個上下に２段重ねにして設けるものである。

この場合、下段の整風体７ｅを構成する中空体１０の高さ方向の寸法を上段の整風体７ｅを構成する中空体のそれよりも大きく（本例では約２倍）して、下段の整風体７ｅの枠体１１が上段の整風体７ｅの中空体１０の上面開口端に溶接等により接合され、且つ下段の整風体７ｅの中空体１０の外周面と上段の整風体７ｅの中空体１０の内周面との間に通風路が形成されようにしてある。

このように複数個の整風体７ｅを上下方向に複数段に重ねた状態で冷却器４の放熱部６の下面部側に取付けることにより、下段の整風体７ｅの中空体１０の下面開口部より上段の整風体７ｅの中空体１０の上面開口部に抜ける通風路に加えて、上段及び下段の整風体７ｅの中空体１０の外周面に沿って各段の整風体７ｅの枠体１１の通気口１１ａを抜ける通風路が形成されるので、外部からより多くの風を取込んで中空体１０の外周斜面に沿って上昇させ、放熱部６の下側から上側へ吹き上げることが可能となる。

従って、電力変換装置本体２の底面側をレール方向、枕木方向に流れる自然風及び走行風を冷却器４の放熱部６へ積極的に取り込むことが可能となり、良好な冷却効果を得ることができる。

（第７の実施形態）
図１３は、本発明による鉄道車両用電力変換装置の第７の実施形態を示すもので、（ａ）は車体側方側から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し、矢印方向から見た断面図で、図１（ａ），（ｂ）と同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

第７の実施形態では、放熱部６の下面部側に配置され、ネジ等の締結部品により冷却器４の構体に取付けられる整風体７ｆとして、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように円錐台形状の中空体１２とこの中空体１２の上面開口端に対応する部位に円形の通気口１３ａを有し、この通気口１３ａの外周部に等間隔を存して複数（本例では４個）の円弧状の通気口１３ｂを設けた板体１３とを一体化した構成とするものである。

この場合、板体１３に有する円形の通気口１３ａは中空体１２の上面開口端が板面中央部に位置し、また円弧状の通気口１３ｂは中空体１２の下面開口端の外周部に対応する位置に設けられている。

このような構成の整風体７ｆを冷却器４の放熱部６の下面部側に取付けることにより、中空体１２の下面開口部より上面開口部を通して板体１３の円形の通気口１３ａに抜ける通風路に加えて、円錐台形状の中空体１２の外周面に沿って板体１３に設けた複数の円弧状の通気口１３ｂを抜ける通風路が形成されるので、電力変換装置本体２の底面側を前後左右、すなわち水平方向に流れる自然風及び走行風を取り込んで整風体７ｆの中空体１２の外周斜面に沿って上昇し、複数の円弧状の通風口１３ｂを通して冷却器４の放熱部６の下方から上方へ吹き上げることが可能となる。

従って、電力変換装置本体２の底面側をレール方向、枕木方向に流れる自然風及び走行風を冷却器４の放熱部６へ積極的に取り込むことが可能となるので、良好な冷却効果を得ることができる。

（第８の実施形態）
図１５は、本発明による鉄道車両用電力変換装置の第８の実施形態を示すもので、（ａ）は車体側方側から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し、矢印方向から見た断面図で、図１（ａ），（ｂ）と同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

第８の実施形態では、放熱部６の下面部側に配置され、ネジ等の締結部品により冷却器４の構体に取付けられる整風体７ｇとして、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように円錐台形状の中空体１２とこの中空体１２の上面開口端に対応する部位に円形の通風口１３ａを有し、この通風口１３ａの外周部に等間隔を存して複数（本例では４個）の円弧状の通風口１３ｂを設けた板体１３とを一体化した構成とし、このような整風体７ｇを複数個、本例では２個用いて上下に２段重ねにして設けるものである。

この場合、下段の整風体７ｇを構成する中空体１２の高さ方向の寸法を上段の整風体７ｇを構成する中空体１２のそれよりも大きく（本例では約２倍）し、且つ上面開口端にリング状の板体１３ｃを取付け、この板体１３ｃを上段の整風体７ｇの板体１３に有する円形の通風口１３ａの周面に溶接等により接合される。また、このリング状の板体１３ｃには上段の整風体７ｇの板体１３に設けられた通風口１３ｂに対応する位置に円弧状の通風口１３ｂが設けられている。

このように複数個の整風体７ｇを上下方向に複数段重ねた状態で冷却器４の放熱部６の下面部側に取付けることにより、下段の整風体７ｇの中空体１２の下面開口部より上段の整風体７ｇの中空体１２の上面開口部に抜ける通風路に加えて、上段及び下段の整風体７ｇの中空体１２の外周面に沿って各段の整風体７ｇの板体１３の通気口１１ａを抜ける通風路が形成されるので、電力変換装置本体２の底面側を前後左右、すなわち水平方向に流れる自然風及び走行風を取込んで各段の整風体７ｇの中空体１２の外周傾斜面に沿って上昇し、冷却器４の放熱部６の下方から上方へ吹き上げることが可能となる。

従って、電力変換装置本体２の底面側をレール方向、枕木方向に流れる自然風及び走行風を冷却器４の放熱部６へ積極的に取り込むことが可能となるので、良好な冷却効果を得ることができる。

（第９の実施形態）
図１７は、本発明による鉄道車両用電力変換装置の第９の実施形態を示すもので、（ａ）は車体側方側から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って切断し、矢印方向から見た断面図で、図１（ａ），（ｂ）と同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

第９の実施形態では、放熱部６の下面部側に配置され、ネジ等の締結部品により冷却器４の構体に取付けられる整風体７ｈとして、図１８（ａ）〜（ｃ）に示すように中央部に適宜大きさの円形の通気口１４ａを設けた上板１４とこの上板１４の通気口１４ａより大きな径の通気口１５ａを設けた下板１５とを対向させて設け、これら上板１４の通気口１４ａと及び下板１５の通気口１５ａとの間を円周方向に等間隔を存して径方向に仕切る複数のガイド１６を配置する構成としものである。

この場合、ガイド１６は下板１５の通気口１５ａ及びガイド相互間より取込んだ風が上板１４の通気口１４ａ側に向けて上昇させる曲面形状となっている。

このような構成の整風体７ｈを冷却器４の放熱部６の下面部側に取付けることにより、電力変換装置本体２の底面側を前後左右、すなわち水平方向に流れる自然風及び走行風に対向する方向から取り込んだ風がガイド１６により上昇し、外部の風を冷却器４の放熱部６へ積極的に取り込むことが可能となる。

従って、電力変換装置本体２の底面側をレール方向、枕木方向に流れる自然風及び走行風を放熱部６の下側から上側へより効果的に上昇させることが可能となるため、より良好な冷却効果を得ることができる。

（ａ）は本発明による鉄道車両用電力変換装置の第１の実施形態を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 （ａ）は同実施形態における通風板の側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図。 （ａ）は本発明による鉄道車両用電力変換装置の第２の実施形態を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 （ａ）は同実施形態における通風板の上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図。 （ａ）は本発明による鉄道車両用電力変換装置の第３の実施形態を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 （ａ）は同実施形態における通風板の側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図。 （ａ）は本発明による鉄道車両用電力変換装置の第４の実施形態を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 （ａ）は同実施形態における通風板の側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図。 （ａ）は本発明による鉄道車両用電力変換装置の第５の実施形態を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 （ａ）は同実施形態における通風板の上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図。 （ａ）は本発明による鉄道車両用電力変換装置の第６の実施形態を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 （ａ）は同実施形態における通風板の上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図。 （ａ）は本発明による鉄道車両用電力変換装置の第７の実施形態を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 （ａ）は同実施形態における通風板の正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図。 （ａ）は本発明による鉄道車両用電力変換装置の第８の実施形態を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 （ａ）は同実施形態における通風板の正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図。 （ａ）は本発明による鉄道車両用電力変換装置の第６の実施形態を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 （ａ）は同実施形態における通風板の上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図。 （ａ）は従来の鉄道車両用電力変換装置の一例を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。 従来の床下機器群がふさぎ板により覆われた鉄道車両用電力変換装置の一例を示す車体側方から見た図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線に沿って断面し、矢印方向から見た図。

符号の説明

１…鉄道車両、２…電力変換装置本体、３…半導体素子、４…冷却器、５…受熱部、６…放熱部、７,７ａ〜７ｈ…整風体、８…箱体、８ａ…フランジ、９ａ，９ｂ，９ｃ…通風口、１０…四角錐台形状の中空体、１１…枠体、１１ａ…通気口、１２…円錐台形状の中空体、１３，…板体、１３ａ…円形の通気口、１３ｂ…円弧状の通気口、１３ｃ…リング状の板体、１４…上板、１４ａ…通気口、１５…下板、１５ａ…通気口、１６…ガイド。

Claims (9)

1. 鉄道車両の床下に装着される電力変換装置本体と、この電力変換装置本体の筐体内に収納され半導体素子を冷却するための冷却器と、この冷却器に配置され前記半導体素子より発生する熱が伝達される受熱部と、前記冷却器の車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分に配置され前記受熱部に伝達された熱を大気に放散する放熱部と、前記冷却器の放熱部下面側の空間に設けられ箱体の上面と下面に通風口がそれぞれ設けられた整風体とを備えたことを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。
2. 請求項１記載の鉄道車両用電力変換装置において、前記整風体は六面体からなる箱体であることを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。
3. 鉄道車両の床下に装着される電力変換装置本体と、この電力変換装置本体の筐体内に収納され半導体素子を冷却するための冷却器と、この冷却器に配置され前記半導体素子より発生する熱が伝達される受熱部と、前記冷却器の車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分に配置され前記受熱部に伝達された熱を大気に放散する放熱部と、前記冷却器の放熱部下面側の空間に設けられ六面体からなる箱体の上面と前後左右面の一面に通風口がそれぞれ設けられた整風体とを備えたことを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。
4. 鉄道車両の床下に装着される電力変換装置本体と、この電力変換装置本体の筐体内に収納され半導体素子を冷却するための冷却器と、この冷却器に配置され前記半導体素子より発生する熱が伝達される受熱部と、前記冷却器の車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分に配置され前記受熱部に伝達された熱を大気に放散する放熱部と、前記冷却器の放熱部下面側の空間に設けられ六面体からなる箱体の上面と下面及び前後左右面の一面に通気口がそれぞれ設けられた整風体とを備えたことを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。
5. 鉄道車両の床下に装着される電力変換装置本体と、この電力変換装置本体の筐体内に収納され半導体素子を冷却するための冷却器と、この冷却器に配置され前記半導体素子より発生する熱が伝達される受熱部と、前記冷却器の車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分に配置され前記受熱部に伝達された熱を大気に放散する放熱部と、前記冷却器の放熱部下面側の空間に設けられ上面及び下面が開口された四角錐台形状の中空体とこの中空体の上面開口端の各辺より外側に伸びる水平面を有し、且つ各辺の水平面にコーナ部を残して通気口を設けた枠体とから構成された整風体とを備えたことを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。
6. 鉄道車両の床下に装着される電力変換装置本体と、この電力変換装置本体の筐体内に収納され半導体素子を冷却するための冷却器と、この冷却器に配置され前記半導体素子より発生する熱が伝達される受熱部と、前記冷却器の車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分に配置され前記受熱部に伝達された熱を大気に放散する放熱部と、前記冷却器の放熱部下面側の空間に複数個上下方向に重ねて設けられ上面及び下面が開口された四角錐台形状の中空体とこの中空体の上面開口端の各辺より外側に伸びる水平面を有し、且つ各辺の水平面にコーナ部を残して通気口を設けた枠体とから構成された整風体とを備えたことを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。
7. 鉄道車両の床下に装着される電力変換装置本体と、この電力変換装置本体の筐体内に収納され半導体素子を冷却するための冷却器と、この冷却器に配置され前記半導体素子より発生する熱が伝達される受熱部と、前記冷却器の車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分に配置され前記受熱部に伝達された熱を大気に放散する放熱部と、前記冷却器の放熱部下面側の空間に設けられ上面及び下面が開口された円錐台形状の中空体とこの中空体の上面部に設けられ中空体の上面開口端に対応する部位に円形の通気口を有し、この通気口の外周部に等間隔を存して複数の円弧状の通気口が設けられた板体とから構成された整風体とを備えたことを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。
8. 鉄道車両の床下に装着される電力変換装置本体と、この電力変換装置本体の筐体内に収納され半導体素子を冷却するための冷却器と、この冷却器に配置され前記半導体素子より発生する熱が伝達される受熱部と、前記冷却器の車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分に配置され前記受熱部に伝達された熱を大気に放散する放熱部と、前記冷却器の放熱部下面側の空間に複数個上下方向に重ねて設けられ上面及び下面が開口された円錐台形状の中空体とこの中空体の上面部に設けられ中空体の上面開口端に対応する部位に円形の通気口を有し、この通気口の外周部に等間隔を存して複数の円弧状の通気口が設けられた板体とから構成された整風体とを備えたことを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。
9. 鉄道車両の床下に装着される電力変換装置本体と、この電力変換装置本体の筐体内に収納され半導体素子を冷却するための冷却器と、この冷却器に配置され前記半導体素子より発生する熱が伝達される受熱部と、前記冷却器の車体側方側となる筐体外部の外気に晒される部分に配置され前記受熱部に伝達された熱を大気に放散する放熱部と、前記冷却器の放熱部下面側の空間に設けられ中央部に適宜大きさの円形の通気口を設けた上板とこの上板の通気口より大きな径の通気口を設けた下板とを対向させて設け、これら上板の通気口と下板の通気口との間を円周方向に等間隔を存して径方向に仕切る複数のガイドを配置した構成の整風体とを備えたたことを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。

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