JP6121890B2 - Power conversion device for vehicle and railway vehicle - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、車両用電力変換装置及び鉄道車両に関する。   Embodiments described herein relate generally to a vehicle power converter and a railway vehicle.

一般的な鉄道車両には、該鉄道車両における駆動用主電動機の制御等を行う装置として、車両用電力変換装置が例えば車体床下に設けられている。
従来、車両用電力変換装置は、車体の床下に取り付けられ、内部が密閉空間とされた制御箱と、この制御箱の内部に収容されたパワーユニット部(半導体素子のスイッチング動作を利用して電力変換を行う電力変換ユニット)と、制御箱の外部に開放された状態で制御箱に取り付けられ、パワーユニット部で生じた熱を放熱する放熱部と、を備えている。
In general railway vehicles, a vehicle power conversion device is provided, for example, under a vehicle body floor as a device for controlling a driving main motor in the railway vehicle.
2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicular power conversion device is installed under a floor of a vehicle body and has a control box in which the inside is a sealed space, and a power unit unit housed in the control box (power conversion using a switching operation of a semiconductor element). And a heat radiating part attached to the control box in a state opened to the outside of the control box and radiating heat generated in the power unit part.

この種の車両用電力変換装置としては、例えば、パワーユニット部と放熱部とが一体構造とされ、放熱部を構成するフィンが制御箱の底壁を突き抜けて下方に突出するように、パワーユニット部を制御箱の底壁上に設置したものが知られている。   As this type of vehicle power conversion device, for example, the power unit portion and the heat radiating portion are integrated, and the power unit portion is arranged so that the fins constituting the heat radiating portion protrude through the bottom wall of the control box and protrude downward. Those installed on the bottom wall of the control box are known.

しかしながら、従来の車両用電力変換装置では、パワーユニット部と放熱部とが一体構造とされているので、例えばメンテナンス等で半導体素子を具備するパワーユニット部を取り外す場合、放熱部も同時に取り外す必要があり、着脱操作性に改善の余地があった。特に、パワーユニット部が制御箱の底壁上に設置されている場合には、重量物であるパワーユニット部を垂直方向に持ち上げる必要があるので、容易に行うことが難しい。   However, in the conventional vehicle power conversion device, the power unit portion and the heat radiating portion are integrated, so when removing the power unit portion including the semiconductor element for maintenance, for example, it is necessary to remove the heat radiating portion at the same time, There was room for improvement in detachability operability. In particular, when the power unit is installed on the bottom wall of the control box, it is difficult to easily perform the operation because it is necessary to lift the heavy power unit in the vertical direction.

仮に、パワーユニット部と放熱部とが分離可能に構成されていたとしても、重量物であるパワーユニット部を垂直方向に持ち上げることには変わりがないので、依然として着脱操作性に改善の余地が残されていた。
更に、パワーユニット部と放熱部とを分離可能に構成した場合、パワーユニット部と放熱部との間にパッキンを介在させる対策を一般的に行う必要があるが、パッキンを用いた場合には全体の構造が複雑化する課題も生じてしまう。
Even if the power unit part and the heat radiating part are configured to be separable, there is no change in lifting the heavy power unit part in the vertical direction, so there is still room for improvement in detachability operability. It was.
Furthermore, when the power unit part and the heat radiating part are configured to be separable, it is generally necessary to take measures to interpose a packing between the power unit part and the heat radiating part. The problem which becomes complicated will also arise.

特開2013−154758号公報JP 2013-154758 A

本発明が解決しようとする課題は、安定した冷却性能を得ることができると共に、電力変換ユニットの着脱操作性が向上した車両用電力変換装置及び鉄道車両を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a vehicular power conversion device and a railway vehicle that can obtain stable cooling performance and have improved detachability operability of the power conversion unit.

実施形態の車両用電力変換装置は、底壁部を有する箱体と、前記箱体の内部に収容された電力変換ユニットと、前記底壁部の下面に固定され、前記電力変換ユニットで発生する熱を前記箱体の外側で放熱する放熱ユニットと、前記底壁部の上面に載置されると共に、前記電力変換ユニットをスライド移動可能に支持する支持レールと、前記底壁部の上面に立設され、前記支持レールを上下方向に移動可能にガイドするガイド部材と、前記支持レールを介して前記電力変換ユニットを前記底壁部の上面に押し付けた状態で固定可能であり、さらに前記ガイド部材に沿って前記底壁部から離間した前記支持レールを任意の高さで固定可能な固定部材と、を持つ。   The power conversion device for a vehicle according to the embodiment is generated by the power conversion unit that is fixed to the lower surface of the box having a bottom wall, a power conversion unit housed in the box, and the bottom wall. A heat dissipating unit that dissipates heat outside the box, a support rail that is placed on the top surface of the bottom wall portion and supports the power conversion unit so as to be slidable, and stands on the top surface of the bottom wall portion. A guide member which is provided and guides the support rail so as to be movable in the vertical direction, and can be fixed in a state where the power conversion unit is pressed against the upper surface of the bottom wall portion via the support rail. And a fixing member that can fix the support rail spaced apart from the bottom wall portion at an arbitrary height.

実施形態の鉄道車両は、上記車両用電力変換装置が床下に取り付けられた車体を持つ。   The railway vehicle according to the embodiment has a vehicle body on which the vehicle power conversion device is attached under the floor.

実施形態の鉄道車両を示す図である。It is a figure showing a rail car of an embodiment. 図1に示す車両用電力変換装置の構成図であって、鉄道車両の左側から見た状態における斜視図である。It is a block diagram of the power converter device for vehicles shown in FIG. 1, Comprising: It is a perspective view in the state seen from the left side of the rail vehicle. 図2に示す車両用電力変換装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the vehicle power converter device shown in FIG. 図2に示す車両用電力変換装置のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the power converter device for vehicles shown in FIG. 図2に示す車両用電力変換装置の上面図である。FIG. 3 is a top view of the vehicle power conversion device shown in FIG. 2. 図2に示す状態から電力変換ユニットを持ち上げた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which lifted the power conversion unit from the state shown in FIG.

以下、実施形態の車両用電力変換装置及び鉄道車両を、図面を参照して説明する。
鉄道車両の構成について説明する。
図1に示すように、本実施形態の鉄道車両1は、車体2と、この車体2の床下に設置された車両用電力変換装置3と、を備えている。
車両用電力変換装置3は、架線4からパンタグラフ5を介して供給された直流電力、又は図示しない電力供給源から供給された直流電力を交流電力に変換し、例えば左右の車輪6が軸支された台車7に取り付けられている車両用主電動機8や、鉄道車両1における図示しない各電気装備品(空調機等)に交流電力を供給する装置とされている。なお、車輪6は図示しない地面に設置されている線路上を走行する。
Hereinafter, a power converter for vehicles and a railway vehicle of an embodiment are explained with reference to drawings.
The configuration of the railway vehicle will be described.
As shown in FIG. 1, the railway vehicle 1 of the present embodiment includes a vehicle body 2 and a vehicle power conversion device 3 installed under the floor of the vehicle body 2.
The vehicular power conversion device 3 converts DC power supplied from the overhead line 4 through the pantograph 5 or DC power supplied from a power supply source (not shown) into AC power, for example, the left and right wheels 6 are pivotally supported. The apparatus is configured to supply AC power to the vehicle main motor 8 attached to the carriage 7 and each electric equipment (air conditioner, etc.) (not shown) in the railway vehicle 1. The wheels 6 travel on a track installed on the ground (not shown).

本実施形態では、車体2の前方及び後方を結ぶ方向を「前後方向L1」、車体2の車幅方向を「左右方向L2」、車体2の高さ方向を「上下方向L3」という。また、進行方向に対して車体2の右側を「右車側R」、進行方向に対して車体2の左側を「左車側L」という。   In the present embodiment, the direction connecting the front and rear of the vehicle body 2 is referred to as “front-rear direction L1”, the vehicle width direction of the vehicle body 2 is referred to as “left-right direction L2”, and the height direction of the vehicle body 2 is referred to as “vertical direction L3”. Further, the right side of the vehicle body 2 with respect to the traveling direction is referred to as “right vehicle side R”, and the left side of the vehicle body 2 with respect to the traveling direction is referred to as “left vehicle side L”.

車両用電力変換装置の構成について説明する。
図2及び図3に示すように、車両用電力変換装置3は、車体2の床下に取り付けられた箱体(制御箱)10と、箱体10の内部に収容された電力変換ユニット20と、電力変換ユニット20をスライド移動可能に支持する一対の支持レール30と、支持レール30を上下方向L3に移動可能にガイドするねじロッド(ガイド部材)40と、支持レール30を固定するナット(固定部材)41と、箱体10の外側に取り付けられた放熱ユニット50と、を備えている。
The configuration of the vehicle power conversion device will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the vehicle power conversion device 3 includes a box (control box) 10 attached under the floor of the vehicle body 2, a power conversion unit 20 accommodated in the box 10, A pair of support rails 30 that slidably support the power conversion unit 20, a screw rod (guide member) 40 that guides the support rail 30 so as to be movable in the vertical direction L3, and a nut (fixing member) that fixes the support rail 30 ) 41 and a heat dissipating unit 50 attached to the outside of the box 10.

箱体10は、車体2の床下側に向いた天壁部11と、図示しない線路側に向いた底壁部12と、前後方向L1及び左右方向L2に向いた4つの側壁部13と、を備え、これら各壁部(天壁部11、底壁部12、4つの側壁部13)によって直方体状に囲まれた金属製ボックスとされている。   The box 10 includes a top wall portion 11 facing the lower floor of the vehicle body 2, a bottom wall portion 12 facing the track side (not shown), and four side wall portions 13 facing the front-rear direction L1 and the left-right direction L2. And a metal box surrounded by these wall portions (the top wall portion 11, the bottom wall portion 12, and the four side wall portions 13) in a rectangular parallelepiped shape.

この箱体10は、天壁部11に取り付けられた複数の取付け片(吊り耳)14を介して車体2の床下に吊り下がるように取り付けられている。具体的には、箱体10は例えば左車側L寄りの床下において、図示しない艤装限界内に収まるように取り付けられている。なお、艤装限界とは、例えば、鉄道の分野においては、車体の床下に設置する機器に対する制限であり、設置する機器のいかなる部分もはみ出してはならない上下、左右の限界と定義される。
なお、取付け片14は、天壁部11における四隅から左右方向L2の外側に向けて突出するように形成されている。但し、箱体10の取り付け位置や取付け片14の個数等は、上記の場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
The box 10 is attached so as to be suspended under the floor of the vehicle body 2 via a plurality of attachment pieces (suspending ears) 14 attached to the top wall 11. Specifically, the box body 10 is attached, for example, under the floor near the left vehicle side L so as to be within an outfitting limit (not shown). For example, in the railway field, the outfit limit is a restriction on equipment installed under the floor of the vehicle body, and is defined as the upper, lower, left, and right limits that should not protrude any part of the installed equipment.
In addition, the attachment piece 14 is formed so that it may protrude toward the outer side of the left-right direction L2 from the four corners in the top wall part 11. FIG. However, the attachment position of the box 10 and the number of attachment pieces 14 are not limited to the above case, and may be changed as appropriate.

箱体10における4つの側壁部13のうち、左車側Lを向く箱体10の側壁部13には、箱体10の内部に収容されている電力変換ユニット20を出し入れする開口部15が形成されている。なお、通常時、この開口部15は図示しないカバーによって閉塞されている。
箱体10における底壁部12には、前後方向L1よりも左右方向L2に長い平面視矩形状の開口部16が形成されている。電力変換ユニット20及び放熱ユニット50は、この開口部16を挟んで対向するように配置されている。
Of the four side wall portions 13 in the box body 10, the side wall portion 13 of the box body 10 facing the left side L is formed with an opening 15 for taking in and out the power conversion unit 20 accommodated in the inside of the box body 10. Has been. Normally, the opening 15 is closed by a cover (not shown).
An opening 16 having a rectangular shape in plan view that is longer in the left-right direction L2 than in the front-rear direction L1 is formed in the bottom wall 12 of the box 10. The power conversion unit 20 and the heat dissipation unit 50 are arranged so as to face each other with the opening 16 interposed therebetween.

なお、箱体10の内部には、電力変換ユニット20だけでなく、その他の図示しない各種の電力変換機器(例えば、フィルタコンデンサやゲートアンプ等)や、鉄道車両1の走行に必要な図示しない各種機器が収容されていても構わない。   In addition, inside the box 10, not only the power conversion unit 20, but also various other power conversion devices (not shown) (for example, filter capacitors, gate amplifiers, etc.) and various types (not shown) necessary for running the railway vehicle 1. The device may be accommodated.

放熱ユニット50について詳細に説明する。
この放熱ユニット50は、電力変換ユニット20で発生する熱を箱体10の外側で放熱するユニットであって、放熱板51と、この放熱板51に一体的に形成された複数の冷却フィン52とを備えている。
The heat dissipation unit 50 will be described in detail.
The heat radiating unit 50 is a unit that radiates heat generated in the power conversion unit 20 outside the box body 10, and includes a heat radiating plate 51 and a plurality of cooling fins 52 formed integrally with the heat radiating plate 51. It has.

図2〜図4に示すように、放熱板51は、熱導電性に優れた金属材料(例えばアルミ等)により、前後方向L1よりも左右方向L2に長い平面視矩形状に形成されており、箱体10の底壁部12に形成された開口部16よりも大きいサイズとされている。そして、この放熱板51は、開口部16を下方から塞ぐように、箱体10の底壁部12の下面に取り付けられている。
この際、放熱板51は、ねじやボルト等を利用した一般的な締結手段によって固定されても構わないし、溶接や接着等によって固定されても構わない。
As shown in FIG. 2 to FIG. 4, the heat radiating plate 51 is formed in a rectangular shape in a plan view that is longer in the left-right direction L2 than in the front-rear direction L1 by a metal material excellent in thermal conductivity (for example, aluminum). The size is larger than the opening 16 formed in the bottom wall 12 of the box 10. And this heat sink 51 is attached to the lower surface of the bottom wall part 12 of the box 10 so that the opening part 16 may be block | closed from the downward direction.
At this time, the heat radiating plate 51 may be fixed by a general fastening means using screws, bolts, or the like, or may be fixed by welding, adhesion, or the like.

なお、開口部16における開口周縁は、シール材17によって全周に亘ってシーリングされている(図4参照)。これにより、開口部16における開口周縁と放熱板51との間の隙間が確実にシールされ、箱体10の内部の密閉性が確保されている。   In addition, the opening periphery in the opening part 16 is sealed over the perimeter by the sealing material 17 (refer FIG. 4). Thereby, the clearance gap between the opening periphery of the opening part 16 and the heat sink 51 is sealed reliably, and the airtightness inside the box 10 is ensured.

冷却フィン52は、放熱板51と同様に熱導電性に優れた金属材料により、車体2の進行方向である前後方向L1に沿って長く形成された板状フィンである。この冷却フィン52は、放熱板51から下方に向けて突出するように放熱板51に対して垂直に配置されていると共に、左右方向L2に一定の間隔をあけて平行に並ぶように配置されている。これにより、車体2の走行時、走行風が冷却フィン52の間を通過し易い構造とされている、
なお、複数の冷却フィン52は、例えば放熱板51に対して加締め結合やろう付け結合等で一体的に取り付けられていても良いし、その他の方法で一体的に取り付けられていても構わない。
The cooling fins 52 are plate-like fins that are formed long in the front-rear direction L <b> 1, which is the traveling direction of the vehicle body 2, using a metal material that is excellent in thermal conductivity, like the heat radiating plate 51. The cooling fins 52 are arranged perpendicular to the heat radiating plate 51 so as to protrude downward from the heat radiating plate 51, and are arranged in parallel in the left-right direction L2 with a certain interval. Yes. Thereby, when the vehicle body 2 is traveling, the traveling wind easily passes between the cooling fins 52.
The plurality of cooling fins 52 may be integrally attached to the heat radiating plate 51 by, for example, caulking or brazing, or may be integrally attached by other methods. .

次に、電力変換ユニット20について詳細に説明する。
図2〜図5に示すように、電力変換ユニット20は、底壁部12に形成された開口部16を通じて放熱ユニット50に対して載置された状態で、箱体10の内部に収容されている。具体的には、熱伝導シート45を間に挟みながら、放熱ユニット50における放熱板51の上面に載置されている。
Next, the power conversion unit 20 will be described in detail.
As shown in FIGS. 2 to 5, the power conversion unit 20 is housed inside the box body 10 while being placed on the heat dissipation unit 50 through the opening 16 formed in the bottom wall portion 12. Yes. Specifically, the heat conductive sheet 45 is placed on the upper surface of the heat radiating plate 51 in the heat radiating unit 50 with the heat conductive sheet 45 interposed therebetween.

この電力変換ユニット20は、一対の支持レール30によって左右方向L2にスライド移動可能に支持された受熱板21と、この受熱板21に取り付けられた複数の半導体素子22と、各半導体素子22の図示しない端子部に導通することで所定の電力変換回路パターンを形成させる図示しない導体と、平滑コンデンサ23と、ゲート基板24と、を有している。   The power conversion unit 20 includes a heat receiving plate 21 that is slidably supported in a left-right direction L2 by a pair of support rails 30, a plurality of semiconductor elements 22 attached to the heat receiving plate 21, and an illustration of each semiconductor element 22. A conductor (not shown) that forms a predetermined power conversion circuit pattern by conducting to a terminal portion that is not connected, a smoothing capacitor 23, and a gate substrate 24.

受熱板21は、放熱板51と同様に熱導電性に優れた金属材料により、前後方向L1よりも左右方向L2に長い平面視矩形状に形成されている。なお、受熱板21のサイズとしては、底壁部12に形成された開口部16よりも一回り小さい。従って、受熱板21の下面全体または略全体が、熱伝導シート45を間に挟みながら放熱板51の上面に載置されている。   The heat receiving plate 21 is formed in a rectangular shape in plan view, which is longer in the left-right direction L2 than in the front-rear direction L1, by a metal material having excellent thermal conductivity like the heat radiating plate 51. The size of the heat receiving plate 21 is slightly smaller than the opening 16 formed in the bottom wall portion 12. Accordingly, the entire lower surface or substantially the entire lower surface of the heat receiving plate 21 is placed on the upper surface of the heat radiating plate 51 with the heat conductive sheet 45 interposed therebetween.

受熱板21のうち、前後方向L1に面した一対の側縁部(スライド方向に沿って延びる一対の側縁部)21A(図3参照)には、それぞれガイド溝25が形成されている。
このガイド溝25は、左右方向L2から見た側面視で受熱板21の内側に向かって四角形状に凹んだ溝であり、左右方向L2に沿いながら側縁部21Aの全長に亘って形成されている。よって、ガイド溝25は、左車側L及び右車側Rに向けて開放されている。
In the heat receiving plate 21, a guide groove 25 is formed in each of a pair of side edge portions (a pair of side edge portions extending along the slide direction) 21A (see FIG. 3) facing in the front-rear direction L1.
The guide groove 25 is a groove that is recessed in a square shape toward the inside of the heat receiving plate 21 in a side view as viewed from the left-right direction L2, and is formed over the entire length of the side edge portion 21A along the left-right direction L2. Yes. Therefore, the guide groove 25 is opened toward the left vehicle side L and the right vehicle side R.

なお、ガイド溝25は、受熱板21の厚み方向における中間部分に形成されており、上方及び下方に向けては開放されていない。従って、受熱板21における一対の側縁部21Aには、ガイド溝25を挟んで上下方向L3に対向し合う上方フランジ21a及び下方フランジ21bがそれぞれ形成されている(図3参照)。   The guide groove 25 is formed in an intermediate portion in the thickness direction of the heat receiving plate 21 and is not opened upward and downward. Therefore, an upper flange 21a and a lower flange 21b that face each other in the vertical direction L3 across the guide groove 25 are formed on the pair of side edge portions 21A of the heat receiving plate 21 (see FIG. 3).

また、受熱板21のうち左車側Lに面する側縁部21Bには、2つの取手26が前後方向L1に間隔をあけて並ぶように取り付けられている。これにより、例えば取手26を把持しながら電力変換ユニット20の着脱操作や持ち運びを行うことが可能とされている。
但し、取手26は必須なものではなく、具備しなくても構わない。また、取手26を取り付ける場合、取手26の数は2つに限定されるものではない。
In addition, two handles 26 are attached to the side edge portion 21B facing the left vehicle side L of the heat receiving plate 21 so as to be arranged at intervals in the front-rear direction L1. Thus, for example, the power conversion unit 20 can be attached / detached and carried while holding the handle 26.
However, the handle 26 is not essential and may not be provided. Moreover, when attaching the handle 26, the number of the handles 26 is not limited to two.

複数の半導体素子22は、図示しないゲートアンプのターンオン/ターンオフによってスイッチングされることで電力変換を行う素子であって、受熱板21の上面に取り付けられている。
なお、図示の例では、半導体素子22は前後方向L1に間隔をあけて3つ並び、且つ左右方向L2に間隔をあけて2つ並んだ状態で受熱板21に合計6つ取り付けられている。但し、半導体素子22の数はこの場合に限定されるものではない。
The plurality of semiconductor elements 22 are elements that perform power conversion by being switched by turning on / off a gate amplifier (not shown), and are attached to the upper surface of the heat receiving plate 21.
In the example shown in the figure, a total of six semiconductor elements 22 are attached to the heat receiving plate 21 in a state where three semiconductor elements 22 are arranged at intervals in the front-rear direction L1 and two are arranged at intervals in the left-right direction L2. However, the number of semiconductor elements 22 is not limited to this case.

また、受熱板21の上面には、複数の半導体素子22の周囲を囲むように形成されたフレーム枠27が取り付けられている。このフレーム枠27は、前後方向L1及び左右方向L2に面した4つの壁部を有すると共に、上方に開口した平面視四角形状に形成されている。   A frame frame 27 is attached to the upper surface of the heat receiving plate 21 so as to surround the plurality of semiconductor elements 22. The frame frame 27 has four wall portions facing in the front-rear direction L1 and the left-right direction L2, and is formed in a square shape in plan view that opens upward.

そして、このフレーム枠27に平滑コンデンサ23及びゲート基板24が取り付けられている。
具体的には、平滑コンデンサ23は、フレーム枠27の内部に収まった状態で固定され、複数の半導体素子22の上方に位置している。ゲート基板24は、フレーム枠27の壁部のうち左車側Lに面する壁部の外面側上部に取り付けられている。
なお、ゲート基板24が取り付けられている壁部の下部側は開口しており、例えば平滑コンデンサ23を取り外すことなく、フレーム枠27の外部から複数の半導体素子22に対してアクセスすることが可能とされている。
The smoothing capacitor 23 and the gate substrate 24 are attached to the frame frame 27.
Specifically, the smoothing capacitor 23 is fixed in a state of being accommodated inside the frame frame 27 and is positioned above the plurality of semiconductor elements 22. The gate substrate 24 is attached to the upper part on the outer surface side of the wall portion facing the left vehicle side L among the wall portions of the frame frame 27.
In addition, the lower side of the wall portion to which the gate substrate 24 is attached is open, and for example, it is possible to access the plurality of semiconductor elements 22 from the outside of the frame frame 27 without removing the smoothing capacitor 23. Has been.

上述したように構成された電力変換ユニット20は、先に述べたように、熱伝導シート45を間に挟みながら放熱板51の上面に載置されている。
図4に示すように、この熱伝導シート45は、金属フィラー等の図示しない熱伝導体が内部に配合されることで高い熱伝導性を有すると共に、柔軟性及び密着性にも優れたシートとされている。しかも、熱伝導シート45は、上記熱伝導体が厚さ方向に配向されており、平面方向よりも厚さ方向に高い熱伝導性を有している。
The power conversion unit 20 configured as described above is placed on the upper surface of the heat radiating plate 51 with the heat conductive sheet 45 interposed therebetween, as described above.
As shown in FIG. 4, the heat conductive sheet 45 is a sheet having high heat conductivity by mixing a heat conductor (not shown) such as a metal filler inside, and having excellent flexibility and adhesion. Has been. Moreover, in the heat conductive sheet 45, the heat conductor is oriented in the thickness direction, and has higher heat conductivity in the thickness direction than in the plane direction.

また、熱伝導シート45は、受熱板21と同程度のサイズとされた平面視矩形状に形成されており、受熱板21の下面全体に亘って接触している。この熱伝導シート45は、シート本体45aと、非粘着層(例えばアルミからなる層)45bと、で2層に構成されており、非粘着層45bが受熱板21側に配置されている。シート本体45aは、若干の粘着性を有しており、放熱板51の上面に接着により仮固定することが可能とされている。   In addition, the heat conductive sheet 45 is formed in a rectangular shape in plan view having the same size as the heat receiving plate 21, and is in contact with the entire lower surface of the heat receiving plate 21. The heat conductive sheet 45 is composed of a sheet body 45a and a non-adhesive layer (for example, a layer made of aluminum) 45b. The non-adhesive layer 45b is disposed on the heat receiving plate 21 side. The sheet main body 45a has a slight adhesiveness, and can be temporarily fixed to the upper surface of the heat radiating plate 51 by adhesion.

図2〜図5に示すように、一対の支持レール30は、受熱板21よりも左右方向L2に長く形成されており、受熱板21を間に挟んで前後方向L1に平行に並んだ状態で箱体10の底壁部12の上面に載置されている。
この際、各支持レール30は、左車側L方向に位置する第1端部30Aが、取手26が取り付けられた受熱板21の側縁部21Bに対してほぼ面一となる位置に配置され、且つ右車側R方向に位置する第2端部(第1端部30Aとは長手方向の反対側に位置する端部)30Bが、受熱板21よりもさらに右車側R方向に離れて位置するように、底壁部12の上面に載置されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the pair of support rails 30 are formed longer in the left-right direction L <b> 2 than the heat receiving plate 21, and are arranged in parallel in the front-rear direction L <b> 1 with the heat receiving plate 21 interposed therebetween. It is placed on the upper surface of the bottom wall portion 12 of the box 10.
At this time, each support rail 30 is arranged at a position where the first end portion 30A located in the left vehicle side L direction is substantially flush with the side edge portion 21B of the heat receiving plate 21 to which the handle 26 is attached. And the 2nd end part (end part located in the direction opposite to the 1st end part 30A in the longitudinal direction) 30B located in the right-car side R direction is further separated in the right-car side R direction rather than the heat receiving plate 21. It is mounted on the upper surface of the bottom wall portion 12 so as to be positioned.

各支持レール30の受熱板21側には、上面から凹むように形成された凹部が第1端部30Aから第2端部30Bに向かって受熱板21のガイド溝25と同じ長さとなるように形成されている。これにより、支持レール30には、該支持レール30の他の部分よりも厚みが薄く形成され、受熱板21のガイド溝25内に入り込んで該受熱板21を左右方向L2に沿ってスライド移動可能に支持するレール部31が形成されている。
つまり、一対の支持レール30はレール部31を介して受熱板21を前後方向L1から両持ち支持している。
On the side of the heat receiving plate 21 of each support rail 30, a recess formed so as to be recessed from the upper surface has the same length as the guide groove 25 of the heat receiving plate 21 from the first end 30 </ b> A to the second end 30 </ b> B. Is formed. As a result, the support rail 30 is formed to be thinner than other portions of the support rail 30 and can enter the guide groove 25 of the heat receiving plate 21 to slide the heat receiving plate 21 along the left-right direction L2. A rail portion 31 is formed to be supported.
That is, the pair of support rails 30 supports the heat receiving plate 21 from the front-rear direction L <b> 1 via the rail portions 31.

従って、スライド移動によって受熱板21を支持レール30から左車側L方向に取り外すことが可能であると共に、これとは逆に、取り外した受熱板21を左車側L方向からスライド移動させることで、再度支持レール30に支持させることが可能とされている。   Therefore, it is possible to remove the heat receiving plate 21 from the support rail 30 in the left vehicle side L direction by sliding movement, and conversely, by sliding the removed heat receiving plate 21 from the left vehicle side L direction. The support rail 30 can be supported again.

なお、凹部の壁面のうち左車側L方向に面する壁面は、受熱板21における上方フランジ21aが当接するストッパ壁32として機能する。これにより、受熱板21がストッパ壁32を越えて、右車側R方向にスライド移動することを規制することができ、受熱板21のスライド方向における位置決めを行うことができる。   In addition, the wall surface facing the left vehicle side L direction among the wall surfaces of a recessed part functions as the stopper wall 32 with which the upper flange 21a in the heat receiving plate 21 contacts. Thereby, it is possible to restrict the heat receiving plate 21 from sliding over the stopper wall 32 in the right vehicle side R direction, and the heat receiving plate 21 can be positioned in the sliding direction.

また、支持レール30の第1端部30A側には、該支持レール30を上下方向L3に貫くガイド孔33が形成されている。
このガイド孔33は、図3に示すように、左右方向L2に長い平面視楕円状に形成されている。さらに、支持レール30には、ガイド孔33に連通すると共に、左車側L方向に開口した収容室34が形成されている。この収容室34内には、ねじロッド40に螺合されたナット41が収容される。
Further, a guide hole 33 that penetrates the support rail 30 in the vertical direction L3 is formed on the first end 30A side of the support rail 30.
As shown in FIG. 3, the guide hole 33 is formed in an elliptical shape in plan view that is long in the left-right direction L2. Further, the support rail 30 is formed with a storage chamber 34 that communicates with the guide hole 33 and that opens in the left vehicle side L direction. A nut 41 screwed into the screw rod 40 is housed in the housing chamber 34.

上述したように構成された一対の支持レール30は、図2、図3及び図5に示すように、箱体10の底壁部12の上面に固定された連結バー(連結部材)35を介して互いに連結されている。
この連結バー35は、前後方向L1に沿って延びた長尺な部材であり、一対の支持レール30よりも右車側R方向に位置した状態で底壁部12の上面に固定されている。この際、連結バー35は、図示しないねじやボルト等の一般的な締結手段や、溶接、接着等によって底壁部12の上面に固定されていれば良い。
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the pair of support rails 30 configured as described above are connected via a connection bar (connection member) 35 fixed to the upper surface of the bottom wall portion 12 of the box 10. Are connected to each other.
The connecting bar 35 is a long member extending along the front-rear direction L <b> 1, and is fixed to the upper surface of the bottom wall portion 12 in a state of being positioned in the R direction on the right side of the pair of support rails 30. At this time, the connecting bar 35 may be fixed to the upper surface of the bottom wall portion 12 by general fastening means such as screws and bolts (not shown), welding, adhesion, or the like.

そして、連結バー35と各支持レール30の第2端部30Bとは、前後方向L1に沿って回動軸Mが配置されたヒンジ部36を介して互いに連結されている。各支持レール30は、ヒンジ部36を中心(回動軸Mを中心)に回動することで上下方向L3に移動自在とされている。なお、ヒンジ部36として、図示の例では蝶番を例に挙げているが、この場合に限定されるものではなく、例えば薄肉のヒンジ片であっても良い。
特に、各支持レール30は、ねじロッド40でガイドされながら第1端部30Aが上下方向L3に大きく移動するように回動する。
And the connection bar 35 and the 2nd end part 30B of each support rail 30 are mutually connected via the hinge part 36 by which the rotating shaft M is arrange | positioned along the front-back direction L1. Each support rail 30 is movable in the vertical direction L3 by rotating around the hinge portion 36 (centering on the rotation axis M). In the illustrated example, a hinge is exemplified as the hinge portion 36, but the hinge portion 36 is not limited to this case, and may be a thin hinge piece, for example.
In particular, each support rail 30 is rotated so that the first end 30 </ b> A greatly moves in the vertical direction L <b> 3 while being guided by the screw rod 40.

図2〜図5に示すように、ねじロッド40は、外周面にねじ部が形成された円柱状のロッドであり、箱体10における底壁部12の上面に例えば溶接等により立設されている。なお、図示の例では、ねじロッド40の基端部から先端部に至る全長に亘ってねじ部が形成されている。
このねじロッド40は、一対の支持レール30の第1端部30A側に配置されており、ガイド孔33内に挿入されて支持レール30を下方から貫いている。この際、ねじロッド40の長さは、ねじロッド40の先端部が支持レール30よりも上方に大きく突出する程度の長さとされている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the screw rod 40 is a cylindrical rod having a threaded portion formed on the outer peripheral surface, and is erected on the upper surface of the bottom wall portion 12 of the box 10 by, for example, welding or the like. Yes. In the illustrated example, the threaded portion is formed over the entire length from the proximal end portion to the distal end portion of the threaded rod 40.
The screw rod 40 is disposed on the first end 30A side of the pair of support rails 30 and is inserted into the guide hole 33 so as to penetrate the support rail 30 from below. At this time, the length of the screw rod 40 is set to such a length that the tip end portion of the screw rod 40 protrudes greatly above the support rail 30.

また、先に説明したように、ガイド孔33は左右方向L2に長い平面視楕円状に形成されているので、ねじロッド40とガイド孔33との間には左右方向L2に隙間が確保されている(図5参照)。この隙間によって、ガイド孔33内にねじロッド40が挿入されたままの状態で、ヒンジ部36を中心とした支持レール30の回動が許容されている。つまり、一対の支持レール30は、ねじロッド40に沿いながらヒンジ部36を中心に回動自在とされている。   Further, as described above, since the guide hole 33 is formed in an elliptical shape in plan view that is long in the left-right direction L2, a gap is secured in the left-right direction L2 between the screw rod 40 and the guide hole 33. (See FIG. 5). The clearance allows the support rail 30 to rotate around the hinge portion 36 with the screw rod 40 still inserted into the guide hole 33. That is, the pair of support rails 30 are rotatable around the hinge portion 36 along the screw rod 40.

ナット41は、ねじロッド40に螺合された状態で、支持レール30に形成された収容室34内に収容されている。従って、ナット41を回転操作して、ねじロッド40に沿って上下動させることで、該ナット41を介して支持レール30を押し上げ又は押し下げることが可能とされている。   The nut 41 is accommodated in an accommodation chamber 34 formed in the support rail 30 in a state of being screwed to the screw rod 40. Accordingly, the support rail 30 can be pushed up or down through the nut 41 by rotating the nut 41 and moving it up and down along the screw rod 40.

特に、ねじロッド40に沿ってナット41を下方に移動させることで、支持レール30を介して電力変換ユニット20の受熱板21を、熱伝導シート45を間に挟んで放熱ユニット50の放熱板51に対して押し付けることが可能とされている。これにより、電力変換ユニット20は、スライド移動が規制された状態になると共に、箱体10の内部に安定的に固定された状態で収容される。
また、ねじロッド40に沿ってナット41を上方に移動させることで、ヒンジ部36を中心に一対の支持レール30を上方に向けて回動させることができる。従って、電力変換ユニット20の上記押し付けを解除できると共に、ねじロッド40に沿って底壁部12から離間した支持レール30を任意の高さで固定することが可能とされている。
In particular, by moving the nut 41 downward along the screw rod 40, the heat receiving plate 21 of the power conversion unit 20 is interposed via the support rail 30, and the heat radiating plate 51 of the heat radiating unit 50 with the heat conductive sheet 45 interposed therebetween. It is possible to press against. As a result, the power conversion unit 20 is housed in a state in which sliding movement is restricted and is stably fixed inside the box 10.
Further, by moving the nut 41 upward along the screw rod 40, the pair of support rails 30 can be rotated upward about the hinge portion 36. Therefore, the pressing of the power conversion unit 20 can be released, and the support rail 30 spaced from the bottom wall portion 12 along the screw rod 40 can be fixed at an arbitrary height.

次に、上述したように構成された車両用電力変換装置3の作用について説明する。
なお、通常時(鉄道車両1の運行時)の段階では、ナット41が支持レール30を介して電力変換ユニット20を、熱伝導シート45を間に挟みながら放熱ユニット50に対して押し付けている。これにより、電力変換ユニット20はスライド移動が規制された状態で、箱体10の内部に安定的に設置されている。
Next, the operation of the vehicular power conversion device 3 configured as described above will be described.
It should be noted that at a normal stage (when the railway vehicle 1 is in operation), the nut 41 presses the power conversion unit 20 against the heat dissipation unit 50 via the support rail 30 with the heat conductive sheet 45 interposed therebetween. Thereby, the power conversion unit 20 is stably installed inside the box 10 in a state where sliding movement is restricted.

特に、本実施形態では、ねじやボルト等の一般的な締結手段を使用して電力変換ユニット20を固定する構造ではないので、構成を簡略化することができるうえ、締結手段を設置するスペースが不要となり、このスペースを有効に利用することが可能である。   In particular, in this embodiment, since it is not a structure which fixes the power conversion unit 20 using general fastening means, such as a screw and a volt | bolt, a structure can be simplified and the space which installs a fastening means is also available. This space becomes unnecessary, and this space can be used effectively.

そして、架線4又は図示しない電力供給源から車両用電力変換装置3に直流電力が供給されると、この直流電力は突入電流が防止された状態で、電力変換ユニット20における半導体素子22に供給される。すると、半導体素子22は、ゲートアンプからのターンオン/ターンオフによってスイッチングを行い、直流電力から交流電力への電力変換を行う。これにより、鉄道車両1の運行に必要な電力が確保される。   When DC power is supplied to the vehicle power converter 3 from the overhead line 4 or a power supply source (not shown), this DC power is supplied to the semiconductor element 22 in the power conversion unit 20 in a state where an inrush current is prevented. The Then, the semiconductor element 22 performs switching by turn-on / turn-off from the gate amplifier, and performs power conversion from DC power to AC power. Thereby, the electric power required for operation of the railway vehicle 1 is ensured.

上記電力変換の際に半導体素子22から発生した熱は、受熱板21及び熱伝導シート45を介して箱体10の外側に配置されている放熱ユニット50に伝わる。そして、放熱ユニット50がその熱を外気に放熱する。この放熱による熱交換により、箱体10の内部に収容されている電力変換ユニット20を冷却することができる。   The heat generated from the semiconductor element 22 during the power conversion is transmitted to the heat radiating unit 50 disposed outside the box 10 via the heat receiving plate 21 and the heat conductive sheet 45. The heat radiating unit 50 radiates the heat to the outside air. The power conversion unit 20 accommodated in the box 10 can be cooled by heat exchange by this heat radiation.

この際、放熱ユニット50が複数の冷却フィン52を備えているので、外気との間の熱交換をスムーズに行うことができ、放熱性を高めて電力変換ユニット20を速やかに冷却することができる。しかも、鉄道車両1の走行に伴う走行風が複数の冷却フィン52の間を流れるので、積極的な放熱を行うことができ、安定した冷却を行える。
これらのことから、安定且つ優れた冷却性能を得ることができ、電力変換ユニット20及び箱体10の内部の温度上昇を効果的に抑制することができる。
At this time, since the heat dissipating unit 50 includes the plurality of cooling fins 52, heat exchange with the outside air can be performed smoothly, and the power conversion unit 20 can be quickly cooled by improving heat dissipation. . Moreover, since the traveling wind accompanying the traveling of the railway vehicle 1 flows between the plurality of cooling fins 52, positive heat dissipation can be performed and stable cooling can be performed.
From these things, the stable and outstanding cooling performance can be obtained and the temperature rise inside the power conversion unit 20 and the box 10 can be suppressed effectively.

特に、電力変換ユニット20と放熱ユニット50との間には熱伝導シート45が設けられているので、半導体素子22から発生した熱を抵抗少なく放熱ユニット50に伝えることができる。しかも、熱伝導シート45は、受熱板21と放熱板51との間に挟まれているので、受熱板21及び放熱板51の微小な表面凹凸や撓み部分等を自身の柔軟性(弾性)を利用して吸収でき、受熱板21及び放熱板51に対して隙間なく密着する。従って、電力変換ユニット20から放熱ユニット50に対して効率良く熱を伝えることができる。そのため、優れた冷却性能を発揮することができる。   In particular, since the heat conductive sheet 45 is provided between the power conversion unit 20 and the heat dissipation unit 50, the heat generated from the semiconductor element 22 can be transmitted to the heat dissipation unit 50 with less resistance. In addition, since the heat conductive sheet 45 is sandwiched between the heat receiving plate 21 and the heat radiating plate 51, the surface of the heat receiving plate 21 and the heat radiating plate 51 can have their own flexibility (elasticity). It can be absorbed and utilized, and is in close contact with the heat receiving plate 21 and the heat radiating plate 51 without any gap. Therefore, heat can be efficiently transferred from the power conversion unit 20 to the heat dissipation unit 50. Therefore, excellent cooling performance can be exhibited.

さらに、本実施形態では、受熱板21が熱伝導シート45を間に挟んで放熱板51に対して直接取り付けられていると共に、熱伝導シート45が平面方向よりも厚さ方向に高い熱伝導性を有している。これらのことから、電力変換ユニット20で発生した熱を一層効率良く放熱ユニット50に伝えることができ、高い冷却性能を期待できる。   Furthermore, in this embodiment, the heat receiving plate 21 is directly attached to the heat radiating plate 51 with the heat conductive sheet 45 interposed therebetween, and the heat conductive sheet 45 has a higher heat conductivity in the thickness direction than in the planar direction. have. From these things, the heat which generate | occur | produced in the power conversion unit 20 can be more efficiently transmitted to the thermal radiation unit 50, and high cooling performance can be anticipated.

次に、電力変換ユニット20の着脱作業について説明する。
この場合には、左車側L方向に開口している収容室34内のナット41にアクセスし、該ナット41を回転させることでねじロッド40に沿って上方移動させる。なお、一対の支持レール30に取り付けられているそれぞれのナット41を同量、上方移動させる。
ナット41を上方移動させることで、支持レール30を介した電力変換ユニット20の押し付けを解除できると共に、ねじロッド40に沿って支持レール30を上方移動させることでき、箱体10の底壁部12から離間させることができる。
Next, the attachment / detachment work of the power conversion unit 20 will be described.
In this case, the nut 41 in the accommodation chamber 34 opened in the left-car side L direction is accessed, and the nut 41 is rotated to move upward along the screw rod 40. The nuts 41 attached to the pair of support rails 30 are moved upward by the same amount.
By moving the nut 41 upward, the pressing of the power conversion unit 20 via the support rail 30 can be released, and the support rail 30 can be moved upward along the screw rod 40, so that the bottom wall portion 12 of the box body 10 can be moved. Can be separated from

具体的には、図6に示すように、ナット41を上方移動させることで、ヒンジ部36を中心に一対の支持レール30を回動させることができ、底壁部12に対して傾斜させた状態で一対の支持レール30を上方移動させることができる。この際、一対の支持レール30は、左車側L方向に位置する第1端部30A側が大きく持ち上がるように傾斜する。   Specifically, as shown in FIG. 6, by moving the nut 41 upward, the pair of support rails 30 can be rotated around the hinge portion 36 and inclined with respect to the bottom wall portion 12. In this state, the pair of support rails 30 can be moved upward. At this time, the pair of support rails 30 are inclined so that the first end portion 30 </ b> A side positioned in the left vehicle side L direction is lifted greatly.

そして、支持レール30の第1端部30Aが所望する高さに達した時点でナット41の回転操作を終了する。これにより、一対の支持レール30を例えば数度傾斜させた状態で、固定することができる。従って、一対の支持レール30によって支持されている電力変換ユニット20を底壁部12から持ち上げた状態(宙に浮いた状態)に維持することができる。   Then, when the first end 30A of the support rail 30 reaches a desired height, the rotation operation of the nut 41 is finished. Thereby, a pair of support rail 30 can be fixed in the state inclined, for example by several degrees. Therefore, the power conversion unit 20 supported by the pair of support rails 30 can be maintained in a state where the power conversion unit 20 is lifted from the bottom wall portion 12 (floating in the air).

次いで、支持レール30に沿って受熱板21を左車側L方向にスライド移動させることで、宙に浮いた電力変換ユニット20を、開口部15を通じて箱体10の内部から外部に引き出すことができる。これにより、電力変換ユニット20の取り外し作業を行うことができ、半導体素子22を含む各構成品の交換作業やメンテナンス作業等を行える。また、受熱板21に取り付けられた取手26を利用できるので、電力変換ユニット20の取り外し作業を容易に行うことが可能である。
また、上述した逆の作業を行うことで電力変換ユニット20の取り付け作業を行える。
Next, the power conversion unit 20 floating in the air can be pulled out from the inside of the box 10 through the opening 15 to the outside by sliding the heat receiving plate 21 along the support rail 30 in the left vehicle side L direction. . Thereby, the removal operation | work of the power conversion unit 20 can be performed, and replacement | exchange operation | work of each component including the semiconductor element 22, a maintenance operation | work, etc. can be performed. Moreover, since the handle 26 attached to the heat receiving plate 21 can be used, it is possible to easily remove the power conversion unit 20.
Moreover, the installation work of the power conversion unit 20 can be performed by performing the reverse operation | work mentioned above.

特に、電力変換ユニット20の着脱を行う際、電力変換ユニット20を一旦宙に浮かせた状態に維持できるので、例えば電力変換ユニット20を垂直に持ち上げながら、箱体10の内部から引き出すといった一連の連続的な作業を行う必要がない。従って、重量物である電力変換ユニット20の着脱作業を従来に比べて容易に行うことができ、着脱操作性を向上することができる。   In particular, when the power conversion unit 20 is attached or detached, the power conversion unit 20 can be maintained in a state of being suspended in the air. For example, a series of continuous operations such as pulling out the power conversion unit 20 from the inside of the box 10 while lifting the power conversion unit 20 vertically. There is no need to perform routine work. Therefore, the attaching / detaching work of the power conversion unit 20 which is a heavy object can be easily performed as compared with the conventional one, and the attaching / detaching operability can be improved.

また、ナット41を回転操作するだけで、支持レール30を介して電力変換ユニット20を任意の圧力で熱伝導シート45に押し付けることができると共に、支持レール30を任意の高さに微調整することが可能である。しかも、支持レール30を上下方向L3に移動させる際、ねじロッド40に対するナット41の噛み合いを利用して支持レール30が不意にずり下がるような挙動も防止できる。この点においても、着脱操作性を向上することができる。   Further, by simply rotating the nut 41, the power conversion unit 20 can be pressed against the heat conducting sheet 45 with an arbitrary pressure via the support rail 30, and the support rail 30 can be finely adjusted to an arbitrary height. Is possible. Moreover, when the support rail 30 is moved in the vertical direction L3, it is possible to prevent the support rail 30 from unexpectedly sliding down using the engagement of the nut 41 with the screw rod 40. Also in this respect, the detachability operability can be improved.

また、電力変換ユニット20の取り外し作業を行う際、支持レール30を介して電力変換ユニット20を一旦持ち上げるので、熱伝導シート45上を引きずるように電力変換ユニット20を移動させることがない。従って、熱伝導シート45に皺や擦れ、破れ等が生じることを抑制でき、熱伝導シート45を良好な状態で長期に亘って使用し続けることができる。   Further, when the power conversion unit 20 is removed, the power conversion unit 20 is once lifted via the support rail 30, so that the power conversion unit 20 is not moved so as to be dragged on the heat conductive sheet 45. Therefore, wrinkles, rubbing, tearing, and the like can be suppressed from occurring in the heat conductive sheet 45, and the heat conductive sheet 45 can be continuously used for a long time in a good state.

さらに、一対の支持レール30は、受熱板21を両持ち支持するので、電力変換ユニット20の全体をがたつき少なく安定して支持することができ、安定性に優れている。
また、受熱板21を両持ち支持しているので、電力変換ユニット20を持ち上げた際、受熱板21は支持レール30によって支持されている両側よりも中央部分が下方に膨らむように反った形状(撓んだ形状)になり易い。そのため、支持レール30を下方移動させて、受熱板21の下面を熱伝導シート45に接触させる際、受熱板21の中央部分を最初に接触させ、徐々に残りの部分を接触させることができる。
従って、受熱板21と熱伝導シート45との間に隙間が生じ難く、受熱板21の下面全体を熱伝導シート45に対して密着させることができ、受熱板21と熱伝導シート45との間で優れた熱伝導性を確保し易い。
Further, since the pair of support rails 30 supports the heat receiving plate 21 at both ends, the entire power conversion unit 20 can be stably supported with less shakiness and is excellent in stability.
Moreover, since the heat receiving plate 21 is supported at both ends, when the power conversion unit 20 is lifted, the heat receiving plate 21 is warped so that the central portion swells downward from both sides supported by the support rail 30 ( It tends to be a bent shape). Therefore, when the support rail 30 is moved downward and the lower surface of the heat receiving plate 21 is brought into contact with the heat conductive sheet 45, the central portion of the heat receiving plate 21 can be contacted first, and the remaining portions can be gradually contacted.
Therefore, it is difficult for a gap to be formed between the heat receiving plate 21 and the heat conductive sheet 45, and the entire lower surface of the heat receiving plate 21 can be brought into close contact with the heat conductive sheet 45. It is easy to ensure excellent thermal conductivity.

さらに、本実施形態では、箱体10の底壁部12を挟んで電力変換ユニット20及び放熱ユニット50が対向するように配置されているので、パッキンレス構造で箱体10の内部を密閉状態にすることが可能である。そのため、パッキンレス構造による全体構成の簡略化を図り易い。
また、電力変換ユニット20と放熱ユニット50とが分離可能な構造であるので、それぞれを個別に設計することができ、両ユニット20、50の構成の簡略化及び小型化を図り易い。
Furthermore, in this embodiment, since the power conversion unit 20 and the heat radiating unit 50 are disposed so as to face each other with the bottom wall portion 12 of the box 10 interposed therebetween, the inside of the box 10 is sealed with a packingless structure. Is possible. Therefore, it is easy to simplify the overall configuration by the packingless structure.
In addition, since the power conversion unit 20 and the heat dissipation unit 50 are separable, each can be designed individually, and the configuration of both the units 20 and 50 can be easily simplified and downsized.

さらに、熱伝導シート45が非粘着層45bを具備しているので、電力変換ユニット20を取り外す際、熱伝導シート45と受熱板21とを容易に離間させることができる。この点においても、着脱操作性を向上させ易い。   Furthermore, since the heat conductive sheet 45 includes the non-adhesive layer 45b, when removing the power conversion unit 20, the heat conductive sheet 45 and the heat receiving plate 21 can be easily separated. Also in this respect, it is easy to improve the detachability operability.

以上説明したように、本実施形態によれば、電力変換ユニット20で発生する熱を効率良く放熱ユニット50に伝えることができ、安定且つ優れた冷却性能を発揮させて、電力変換ユニット20及び箱体10内の温度上昇を効果的に防止することができる。また、電力変換ユニット20の着脱操作性を向上することができ、メンテナンス等を効率良く行うことができるうえ、熱伝導シート45の破れ等を防止でき、熱伝導シート45を良好な状態で長期的に亘って使用し続けることができる。
そして、このような作用効果を奏する車両用電力変換装置3を具備しているので、電力供給が安定的になされ、走行性能に優れた鉄道車両1とすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the heat generated in the power conversion unit 20 can be efficiently transmitted to the heat dissipation unit 50, and the power conversion unit 20 and the box can be exhibited with a stable and excellent cooling performance. The temperature rise in the body 10 can be effectively prevented. In addition, the detachability operability of the power conversion unit 20 can be improved, maintenance and the like can be performed efficiently, and the heat conduction sheet 45 can be prevented from being broken, and the heat conduction sheet 45 can be kept in a good condition for a long time. Can continue to be used.
And since the vehicle power converter device 3 which has such an effect is comprised, it can be set as the rail vehicle 1 by which electric power supply was made stably and excellent in driving performance.

以上、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。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、上記実施形態では、電力変換ユニット20が熱伝導シート45を間に挟みながら、底壁部12に形成された開口部16を通じて放熱ユニット50に対して載置された構成を例に挙げたが、この場合に限定されるものではない。   For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the power conversion unit 20 is placed on the heat dissipation unit 50 through the opening 16 formed in the bottom wall portion 12 with the heat conductive sheet 45 interposed therebetween is taken as an example. However, the present invention is not limited to this case.

例えば、底壁部12に開口部16を形成せずに、電力変換ユニット20を箱体10の底壁部12の上面に載置すると共に、放熱ユニット50を箱体10の底壁部12の下面に固定する構成としても構わない。
この場合であっても、上記実施形態と同様に、電力変換ユニット20の着脱操作性を向上することができる。また、電力変換ユニット20で発生する熱を、底壁部12を通じて箱体10の外側に配置されている放熱ユニット50に伝えることができるので、外気とのスムーズな熱交換によって電力変換ユニット20を効率良く冷却することができる。
For example, without forming the opening 16 in the bottom wall portion 12, the power conversion unit 20 is placed on the upper surface of the bottom wall portion 12 of the box body 10, and the heat dissipation unit 50 is mounted on the bottom wall portion 12 of the box body 10. It may be configured to be fixed to the lower surface.
Even in this case, the detachability operability of the power conversion unit 20 can be improved as in the above embodiment. Moreover, since the heat generated in the power conversion unit 20 can be transmitted to the heat radiating unit 50 disposed outside the box 10 through the bottom wall portion 12, the power conversion unit 20 can be exchanged by smooth heat exchange with the outside air. It can be cooled efficiently.

但し、冷却効率の観点から、底壁部12に形成した開口部16を通じて電力変換ユニット20の受熱板21と放熱ユニット50の放熱板51とを接触させることが好ましく、さらには熱伝導シート45を間に挟んだ状態で受熱板21と放熱板51とを接触させることがより好ましい。   However, from the viewpoint of cooling efficiency, it is preferable that the heat receiving plate 21 of the power conversion unit 20 and the heat radiating plate 51 of the heat radiating unit 50 are brought into contact with each other through the opening 16 formed in the bottom wall portion 12. It is more preferable that the heat receiving plate 21 and the heat radiating plate 51 are brought into contact with each other while being sandwiched therebetween.

また、上記実施形態では、ヒンジ部36を中心に一対の支持レール30を回動させる構成としたが、この場合に限定されるものではない。例えば、支持レール30の全体をねじロッド40に沿って上下方向L3に平行移動させるように構成しても構わない。この場合であっても同様の作用効果を奏功することができる。
但し、支持レール30の全体を平行移動させる場合よりも、ヒンジ部36を中心に回動させる場合の方が、回転操作するナット41の数が少ないので、着脱操作性をより向上し易い。加えて、支持レール30を傾斜させることができるので、電力変換ユニット20を着脱させ易い。
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which rotates a pair of support rail 30 centering on the hinge part 36, it is not limited to this case. For example, you may comprise so that the whole support rail 30 may be translated in the up-down direction L3 along the screw rod 40. FIG. Even in this case, the same effect can be achieved.
However, since the number of nuts 41 to be rotated is smaller in the case of rotating around the hinge portion 36 than in the case of moving the entire support rail 30 in parallel, it is easier to improve the detachability operability. In addition, since the support rail 30 can be inclined, the power conversion unit 20 can be easily attached and detached.

L…左車側、
R…右車側、
M…ヒンジ部の回動軸
L1…前後方向、
L2…左右方向、
L3…上下方向、
1…鉄道車両、
2…車体、
3…車両用電力変換装置、
4…架線、
5…パンタグラフ、
6…車輪、
7…台車、
8…車両用主電動機、
10…箱体(制御箱)、
11…天壁部、
12…底壁部、
13…側壁部、
14…取付け片(吊り耳)、
15…側壁部の開口部、
16…底壁部の開口部、
17…シール材、
20…電力変換ユニット、
21…受熱板、
21A、21B…側縁部、
21a…上方フランジ、
21b…下方フランジ、
22…半導体素子、
23…平滑コンデンサ、
24…ゲート基板、
25…ガイド溝、
26…取手、
27…フレーム枠、
30…支持レール、
30A…第1端部、
30B…第2端部、
31…レール部、
32…ストッパ壁、
33…ガイド孔、
34…収容室、
35…連結バー(連結部材)、
36…ヒンジ部、
40…ねじロッド(ガイド部材)、
41…ナット(固定部材)、
45…熱伝導シート、
45a…シート本体、
45b…非粘着層、
50…放熱ユニット、
51…放熱板、
52…冷却フィン、
L ... Left car side,
R ... Right car side,
M: Rotation axis L1 of the hinge part: the front-rear direction,
L2 ... left-right direction,
L3: Up and down direction,
1 ... Railcar,
2 ... the car body,
3 ... Vehicle power conversion device,
4 ... overhead lines,
5 ... Pantograph,
6 ... wheels,
7 ... cart,
8 ... Vehicle main motor,
10 ... box (control box),
11 ... the top wall,
12 ... bottom wall,
13 ... side wall,
14: Mounting piece (hanging ear),
15 ... opening of side wall,
16 ... the opening of the bottom wall,
17 ... Sealing material,
20 ... Power conversion unit,
21 ... heat receiving plate,
21A, 21B ... side edges,
21a ... upper flange,
21b ... lower flange,
22 ... Semiconductor element,
23: Smoothing capacitor,
24. Gate substrate,
25 ... Guide groove,
26 ... Toride,
27 ... Frame frame,
30 ... support rail,
30A ... first end,
30B ... second end,
31 ... Rail part,
32 ... stopper wall,
33 ... guide hole,
34 ... Containment room,
35 ... connecting bar (connecting member),
36 ... Hinge part,
40: Screw rod (guide member),
41 ... nut (fixing member),
45 ... heat conduction sheet,
45a ... seat body,
45b ... non-adhesive layer,
50 ... Heat dissipation unit,
51 ... heat sink,
52 ... cooling fins,

Claims (7)

底壁部を有する箱体と、
前記箱体の内部に収容された電力変換ユニットと、
前記底壁部の下面に固定され、前記電力変換ユニットで発生する熱を前記箱体の外側で放熱する放熱ユニットと、
前記底壁部の上面に載置されると共に、前記電力変換ユニットをスライド移動可能に支持する支持レールと、
前記底壁部の上面に立設され、前記支持レールを上下方向に移動可能にガイドするガイド部材と、
前記支持レールを介して前記電力変換ユニットを前記底壁部の上面に押し付けた状態で固定可能であり、さらに前記ガイド部材に沿って前記底壁部から離間した前記支持レールを任意の高さで固定可能な固定部材と、を備える車両用電力変換装置。
A box having a bottom wall,
A power conversion unit housed inside the box;
A heat dissipating unit that is fixed to the lower surface of the bottom wall portion and dissipates heat generated by the power conversion unit outside the box;
A support rail mounted on the upper surface of the bottom wall and supporting the power conversion unit so as to be slidable;
A guide member that is erected on the upper surface of the bottom wall portion and guides the support rail so as to be movable in the vertical direction;
The power conversion unit can be fixed in a state of being pressed against the upper surface of the bottom wall portion via the support rail, and the support rail separated from the bottom wall portion along the guide member can be fixed at an arbitrary height. A vehicle power conversion device comprising: a fixing member that can be fixed.
請求項1に記載の車両用電力変換装置において、
前記底壁部には、開口部が形成され、
前記電力変換ユニットは、熱伝導シートを間に挟みながら、前記開口部を通じて前記放熱ユニットに対して載置され、
前記固定部材は、前記支持レールを介して前記電力変換ユニットを前記放熱ユニットに対して押し付ける車両用電力変換装置。
The vehicle power converter according to claim 1,
The bottom wall is formed with an opening,
The power conversion unit is placed with respect to the heat radiating unit through the opening while sandwiching a heat conductive sheet therebetween,
The fixed member is a vehicle power conversion device that presses the power conversion unit against the heat dissipation unit via the support rail.
請求項1又は2に記載の車両用電力変換装置において、
前記底壁部の上面に固定され、前記支持レールのうちスライド方向に沿った一端部を、ヒンジ部を介して連結する連結部材を備え、
前記支持レールは、前記ガイド部材に沿いながら前記ヒンジ部を中心に回動する車両用電力変換装置。
In the vehicle power converter according to claim 1 or 2,
A connecting member that is fixed to the upper surface of the bottom wall portion and that connects one end portion of the support rail along the sliding direction via a hinge portion;
The support rail is a vehicle power conversion device that rotates around the hinge portion along the guide member.
請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用電力変換装置において、
前記ガイド部材は、ねじ部が形成されたねじロッドであり、
前記固定部材は、前記支持レールに設けられると共に、前記ねじロッドに螺合されたナットである車両用電力変換装置。
In the vehicle power converter device according to any one of claims 1 to 3,
The guide member is a threaded rod formed with a threaded portion,
The power conversion device for a vehicle, wherein the fixing member is a nut provided on the support rail and screwed to the screw rod.
請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用電力変換装置において、
前記電力変換ユニットは、受熱板と、該受熱板上に固定されると共に電力変換を行う半導体素子と、を備え、
前記支持レールは、前記受熱板をスライド移動可能に支持する車両用電力変換装置。
In the vehicle power converter device according to any one of claims 1 to 4,
The power conversion unit includes a heat receiving plate, and a semiconductor element fixed on the heat receiving plate and performing power conversion,
The said support rail is a vehicle power converter device which supports the said heat receiving plate so that sliding movement is possible.
請求項5に記載の車両用電力変換装置において、
前記受熱板は、スライド方向に沿って延びる一対の側縁部を有する平面視矩形状に形成され、
前記支持レールは、前記一対の側縁部を介して前記受熱板を両持ち支持する車両用電力変換装置。
In the vehicle power converter according to claim 5,
The heat receiving plate is formed in a rectangular shape in plan view having a pair of side edges extending along the sliding direction,
The said support rail is a vehicle power converter device which supports the said heat receiving plate both-ends via said pair of side edge part.
請求項1から6のいずれか1項に記載の車両用電力変換装置が床下に取り付けられた車体を備える鉄道車両。   A rail vehicle provided with the vehicle body in which the vehicle power converter device of any one of Claim 1 to 6 was attached under the floor.
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