JP5749694B2

JP5749694B2 - 電力変換装置

Info

Publication number: JP5749694B2
Application number: JP2012150550A
Authority: JP
Inventors: 優片桐; 真一郎鯨岡
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Mito Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Mito Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2032-07-04
Also published as: JP2014012453A

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

鉄道車両用の電力変換装置は、車体の床下に吊り下げられたケーシングの内部に収容されており、内部に設けた送風機により外気を取り込み、電力変換装置の冷却を行っている。
このため、下記特許文献１には、点検用カバーとは別に、エアフィルタや、打ち抜き穴が形成された開放カバーをボルト等で固定して設けることが示されている。

しかし、点検用カバー、エアフィルタ、開放カバーを個別に設計すると、構造が複雑となってコストアップを招くばかりでなく、点検カバー、エアフィルタの裏面を清掃する際には、これらを固定するボルトをすべて外す必要があり、大きな作業負担が招く。

そのため、図８に示されるように、点検用カバーにフィルタを取り付けた、フィルタ付カバー構造が採用されている。
すなわち、ケーシング１５に形成した点検窓には、カバー体２が回動自在、着脱自在に設けられており、その開口部に、外気を取り込むためのメッシュ部５を有するフィルタ部を取り付け、電力変換装置の冷却を行うようにしている。なお、１４は、カバー体２を固定するためのロックレバーである。
このような構造により、メッシュ部５を定期的に清掃する際は、カバー体２を回動させたり、取り外すことで、裏面の清掃も簡単に行うことができる。

こうしたメッシュ部５は、鉄道車両の走行に伴い常時振動を受けるとともに、太陽光線、風雨に曝され、しかも、小石などの侵入を確実に防止するため、ステンレス等を用いて、高い強度に設計されており、走行中メッシュ部５が振動して騒音発生の原因とならないよう、強固に固定する必要がある。

そこで、このような構造の送風機付電力変換装置のフィルタ付きカバー構造においても、カバー体２の開口部に、内面側からメッシュ部５を位置決めした上で、このメッシュ部５を金属フレーム６により裏面から挟み込んだ状態で、ネジやリベット等の固定部材８を用いて、２０〜４０箇所で固定している。

特開２００５−９６７７０号公報

このような取り付け構造を採用すると、メッシュ部５が損傷して交換する場合、図８に示すように、すべての固定部材８を取り外して、新しいメッシュ部５と交換した上で、再びこれらの固定部材を締め付け固定する必要があるため、取り外し、取り付け作業に長時間を要し、また、作業時にネジ類を落下させたり、紛失するケースも多く、大きな作業負担を招いていた。しかも、ネジやリベットの締め付けが適切でない場合に、振動により、これらがゆるんで外れてしまい、騒音発生の原因ともなっていた。
この負担を低減するため、フィルタ付きカバー１ごと交換することも考えられるが、フック１３、ロックレバー１４等を含んでいるため、部品単価が高くコストアップを招く。

そこで、本発明は、フィルタ部からの振動発生を確実に防止しつつ、交換頻度の高いフィルタ部の着脱作業を容易に行うことのできる送風機付電力変換装置のフィルタ付カバー構造を備えた電力変換装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電力変換装置においては、鉄道車両下部に取り付けられる送風機付電力変換装置のケーシングに、回転自在かつ取り外し自在に装着される点検カバーの内面にガイドレールとストッパーを設け、メッシュ部の外周を補強フレームではさみあわせた構造のフィルタ部を差し込んで、点検カバーを回転して装着することにより、補強フレームの上辺及び下辺を、ケーシング側に設けた弾性部材の間で挟持されるようにした。

本発明によれば、フィルタ部はフィルタ付カバーの上方へ引き抜くことで、容易に取り外すことができ、また、取り付ける際は、フィルタ部をガイドレールに差し込んで、点検カバーを回転することにより、フィルタ部の上辺と下辺が弾性部材間で挟圧された状態で保持されるので、ネジ類を用いた着脱作業時間に対し、作業時間の短縮、作業時のネジ類落下や紛失などのヒューマンエラーの防止した上で、走行時や吸気時に伴うフィルタ部の振動を確実に抑止することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

送風機付電力変換装置の全体構造の一例を示す図である。フィルタ部を取り外した状態の点検カバーの構造を示す図である。フィルタ部の構造を示す図である。フィルタ部を挿入した状態の点検カバーの構造を示す図である。フィルタ付点検カバーを取り付ける際の作業を示す図である。フィルタ部が装着された状態を表面、裏面からみた図である。フィルタ付カバーのフィルタ部交換作業を示す図である。従来の送風機付電力変換装置のフィルタ付カバー構造を示す図である。フィルタ付点検カバー及びケーシングの断面を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。なお、従来技術と同じ部品には、同じ図示番号を付している。

図１は、送風機付電力変換装置を内部に収容するケーシング１５の全体構造を一例で示す図である。ケーシング１５は、車体１６の床下に吊り下げられた状態で取り付けられており、外方に向けて、点検用のフィルタ付きカバー１が回動自在及び着脱自在に装着されている。点検用のフィルタ付きカバー１は、カバー体２とフィルタ部４からなり、ケーシング１５の内部に設けた送風機により、フィルタ部４から外気を取り込み、送風機付電力変換装置を冷却するようになっている。なお、１４は、フィルタ付きカバー１を着脱するためのロックレバーである。

図２は、フィルタ部４を取り外した状態のカバー体２の構造を裏面側からみた図である。
カバー体２に形成された開口部３の裏面には、その左右両側にガイドレール９が、また、下方には、フランジ１０と弾性体１１とで構成されるストッパー１２がそれぞれ設けられている。このガイドレール９の溝にフィルタ部４を差し込み、下方にスライドさせて、その下辺を弾性体１１上面の中央部に当接させることにより、カバー体２の開口部を全体を裏面側から覆う構造となっている。
また、カバー体２の表面側上方には、フック１３が、そして裏面側下方には、カバー体２をロックするため、ロックレバー１４に連動する留め金１４ａが回転自在に配設されている。

図３は、フィルタ部４の構造を示す図であり、ステンレス等からなるメッシュ部５を、金属フレーム６、７で表面、裏面から挟み合わせ、皿リベット、皿ネジ８、あるいは、スポット溶接や接着等で固定している。これらの金属フレーム６、７が、メッシュ部５の周囲の剛性を高め、ガイドレール９をスムースにスライドさせる補強フレームを構成し、図４に示すように、補強フレームの両側を、ガイドレール９の溝に沿って差し込み、ストッパー１２に当接させることにより、簡単に装着できるようになっている。

図５は、本実施例のフィルタ付点検カバー１の構造を、送風機付電力変換装置のケーシング１５に取り付ける際の手順に合わせて説明する図である。なお、図５（ａ）〜（ｄ）においては、フィルタ部４を構成するメッシュ部の一部のみを図示しているが、構造自体は図３に示すものと同様である。これは後に説明する図６〜図８についても同様である。

図５（ａ）に示すように、まず、カバー体２のフック１３を、ケーシング１５に形成した点検窓上方に設けた掛け金具１７のピンに引っ掛け、このピンを中心に、カバー体２の下方をケーシング１５に向けて回転させ、ケーシング１５に形成した点検窓に押し付ける。
そして、ロックレバー１４を操作することにより、図５（ｂ）に示すように、カバー体２がケーシング１５に固定されて装着される。

図５（ｃ）は、固定完了後の正面図であり、図５（ｄ）は、そのＡ−Ａ断面斜視図である。ケーシング１５に形成した点検窓カバーには、その上辺及び下辺に沿ってフランジ１８ａ、１８ｂがそれぞれ設けられ、その前面側には、弾性部材１９ａ、１９ｂがそれぞれ取り付けられている。
フィルタ部４の金属フレーム６、７の上端は、ケーシング１５の開口部上方に設けた、上辺側の弾性部材１９ａの下端に干渉されることなく通過するよう、掛け金具１７のピンとフック１３の接触点を定められている。
したがって、ロックレバー１４を握りながら、カバー体２を、フック１３と掛け金具１７のピンとの接触部を中心にケーシング１５の点検窓に向けて回転させ、カバー体２の下縁がケーシング１５に接した段階で、ロックレバー１４を若干持ち上げながら押し込んでロックすることにより、カバー体２の下縁が下辺側の弾性部材１９ｂを挟圧した状態で係止され、車両の振動や吸気時のカバー体２の振動が確実に抑止される。

なお、カバー体２をフック１３と掛け金具１７のピンとの接触部を中心にケーシング１５の点検窓に向けて回転させる際、図９に示すように、フィルタ部４の金属フレーム６、７の上端が、上辺側の弾性部材１９ａの下端に干渉せず、しかも、この弾性部材１９ａの下面中央部分に接触して押圧する軌跡を描くよう、掛け金具１７のピンとフック１３の接触点が定めると、ロックレバー１４を若干持ち上げながら押し込む必要がなくなりさらに好適である。

こうして、フィルタ付きカバー１の装着が完了すると、図６に示されるように、フィルタ付カバー１がケーシング１５に固定された状態で、フィルタ部４の金属フレーム７の上端及び下端が、それぞれ、上辺側の弾性部材１９ａの下面中央部と、ストッパー１２の弾性体１１上面中央部により、挟圧された状態となり、フィルタ付カバー１を確実に固定するとともに、走行時や吸気時に伴う振動を確実に抑止することができる。

なお、図示はしていないが、ケーシング１５の点検窓の左右両側にも、上下にわたってシーリング用の弾性部材が取り付けられており、カバー体２を係止した際、その裏面が、上辺側の弾性部材１９ａ、下辺側の弾性部材１９ｂと連携して、全周にわたりシーリングされるようになっている。

図７に、フィルタ部４を交換する際の手順を示す。
まず、左右のロックレバー１４を握り、両者をともに上向きに回転することで、ロックを解除し、手前に引き出して持ち上げることで、フィルタ付カバー１を取り外すことができる。
そして、フィルタ部４の金属フレーム６、７上辺をつかみ、上方に引き出すことで、取り外す。新しいフィルタ部４を装着する場合は、その逆の手順で行えばよい。

このように、簡単な操作でフィルタ部４の交換が可能となり、しかも、フィルタ部４自体は、ネジ等をカバー体２に固定する必要がないため、取り外し作業、取り付け作業を非常にスピーディーに行うことができ、作業時にネジ類を落下させたり、紛失することもなく、交換作業を容易にすることができる。しかも、フィルタ付カバー１を装着するだけで、フィルタ部４の上辺、下辺が弾性部材で自動的に挟圧されることになるので、長期にわたり振動の発生を抑止することが可能となる。

なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、フィルタ部や補強フレームに、耐衝撃性の高い樹脂を採用したり、ガイドレールや補強フレームにローラーを配設するなど、様々な変形が含まれる。

１フィルタ付カバー
２カバー
３開口部
４フィルタ部
５メッシュ部
６金属フレーム
７金属フレーム
８皿リベット又は皿ネジ
９ガイドレール
１０フランジ
１１弾性体
１２ストッパー
１３フック
１４回転式留金具
１５送風機付電力変換装置のケーシング
１６車体
１７掛金具
１８ａ上辺側のフランジ
１８ｂ下辺側のフランジ
１９ａ上辺側の弾性体
１９ｂ下辺側の弾性部材

Claims

鉄道車両下部に取り付けられる送風機付電力変換装置のケーシングの点検窓に、フック部、ロックレバーを介して、回転自在かつ取り外し自在に装着される点検カバーと、
この点検カバーに形成した開口部の内面において、左右及び下方にそれぞれ設けたガイドレール及びストッパーと、
メッシュ部の外周を補強フレームではさみあわせた構造のフィルタ部とからなり、
前記補強フレームの左右両側を、前記ガイドレールに沿って、該補強フレームの下辺が前記ストッパーの弾性部材に当接する位置まで挿入した状態で、前記フック部と掛け金具のピンとの接触部を中心として前記点検カバーを回転させて、前記ロックレバーにより固定する際、前記補強フレームの上辺と下辺が、前記ケーシングの開口部の内面上方に取り付けた弾性部材と、前記ストッパーに設けた弾性部材の間で挟持されるようにしたフィルタ付カバー構造を備えた電力変換装置。
前記点検カバーを回転させて、前記ケーシングに装着する際、前記補強フレームの上辺が、前記ケーシングの開口部の内面上方に取り付けた弾性部材の下縁と干渉することなく、該弾性部材の下面の中央部に当接するよう、前記フック部と掛け金具のピンとの接触部を中心とした前記補強フレームの上辺の軌跡が選定されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。