JP6943066B2

JP6943066B2 - 電力変換装置

Info

Publication number: JP6943066B2
Application number: JP2017156593A
Authority: JP
Inventors: 高橋　潔; 潔高橋
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2017-08-14
Filing date: 2017-08-14
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2037-08-14
Also published as: US10518660B2; JP2019037062A; US20190047424A1

Description

本発明は、例えば鉄道車両に装着される電力変換装置に関する。

鉄道車両の床下に装着される電力変換装置として例えば特許文献１に記載された鉄道車両用床下装置が提案されている。
この鉄道車両用床下装置は、底壁ユニット、側壁ユニット、天井壁ユニット及び仕切り壁ユニットで構成される筐体を備えており、天井壁ユニットの前後端部にそれぞれ長手方向に間隔を保って４個計８個の吊り耳が固定されている。これら吊り耳を鉄道車両の床下にボルト等で固定することにより、筐体が鉄道車両の床下に艤装されている。筐体は内部が２つの仕切り壁ユニットによって長手方向に３分割されている。筐体の左右端部側には、個別にフィルタコンデンサが配置され、中央部に２つの制御ユニットが配置されている。また、２つのフィルタコンデンサにそれぞれ対向してインバータユニットが配置されている。

特開２００９−９６４６０号公報

上記特許文献１に記載された先行技術では、鉄道車両の床下に艤装するための保持具となる吊り耳を天井壁ユニットにリベットにより固定するようにしている。鉄道車両は、力行や制動による車両長手方向の揺動が生じるとともに、カーブやポイント走行による車両幅方向の揺動も生じる。これらの揺動が床下に吊り下げられた筐体に伝達されることになり、筐体自体の質量も重いことから吊り耳に車両長手方向及び車両幅方向の大きな揺動荷重が作用する。この揺動荷重に耐えるため、吊り耳を多く配置する必要があり、組み付け作業時間が長くなるとともに、製造コストが嵩み、さらに軽量化の要求に応えられないという課題がある。

そこで、本発明に係る電力変換装置は、上記従来技術の課題に着目してなされたものであり、少ない数の保持具で筐体を確実に吊り下げ保持することができる電力変換装置を提供することも目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る電力変換装置の一態様は、鉄道車両の取付部に吊り下げ保持する保持具を設けた筐体を有する電力変換装置であって、保持具は、筐体の車両の走行方向に沿う長手方向の両端位置であり、且つ車両の幅方向の両端位置である少なくとも４箇所の位置に取付けられており、取付部と対向する筐体の第１面に取り付ける第１部材と、該第１部材と筐体の第１面に連接して車両の走行方向を向く第２面との間に取り付ける第２部材とを備え、第１部材は、第１面に取り付けられる平板状の第１取り付け部と、第１取り付け部に連接されて第１面から突出する第１中間板部、第１中間板部の一対の対向辺から第２面に沿うように折り曲げられた第１折り曲げ板部及び第２折り曲げ板部で断面Ｕ字状に形成された第２取り付け部とを備え、第２部材は、平板状の第２中間板部と第２中間板部の一対の対向辺から折り曲げられた互いに平行な第３折り曲げ板部及び第４折り曲げ板部とでＵ字状に構成されており、第２部材は、第３折り曲げ板部及び第４折り曲げ板部を第１部材の第１折り曲げ板部及び第２折り曲げ板部に接触させ、且つ第２中間板部を第１部材の第１中間板部と直角に接する状態で、前記第１部材に組み付けられている。

本発明の一態様によれば、保持具を筐体の取付部と対向する第１面とこれに連結する第２面とに取り付けることができ、筐体に伝達される長手方向及び幅方向の揺動荷重に対して十分な強度を備えて、少ない個数で筐体を吊り下げ保持することが可能となる。

本発明に係る電力変換装置を装着する鉄道車両を示す側面図である。本発明に係る電力変換装置の全体構成を示す斜視図である。図２の分解斜視図である。図２の天井板を取り外した状態の斜視図である。図４の平面図、正面図及び左側面図である。第１筐体への保持具取り付け前の状態を示す平面図、正面図及び左側面図である。第３筐体への保持具取り付け前の状態を示す分解斜視図である。図７の要部の拡大斜視図である。保持具の分解斜視図である。ブラインドリベットの一部を断面として示す拡大側面図である。保持具の装着状態を示す拡大断面図である。本発明に係る電力変換装置の第２の実施形態を示す平面図、正面図及び断面図である。図１１の保持具の装着状態を示す拡大断面図である。本発明に適用し得る保持具の変形例を示す分解斜視図である。

以下、本発明に係る電力変換装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

まず、本発明に係る電力変換装置の第１の実施形態について説明する。
本発明に係る電力変換装置１０を装着する鉄道車両１１は、図１に示すように、車体１２の上部にパンタグラフ１３が設置されている。車体１２の床下には、車両の進行方向の両端側にそれぞれレール１４に転接する車輪１５を支持する台車１６が配置されている。
車体１２の床下における台車１６間の取付部１７には、電力変換装置１０の筐体２１が吊り下げ保持されている。この電力変換装置１０は、鉄道車両１１の車内電源を供給するものである。

電力変換装置１０は、図２に示すように、車両の走行方向に３つの第１筐体２１Ａ、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃが一体に連結された構成を有する。ここで、鉄道車両１１が交流電気車であるものとすると、第１筐体２１Ａには、例えばパンタグラフ１３から変圧器を介して供給される単相交流を直流に変換するコンバータが収納されている。あるいは、鉄道車両１１が直流電気車の場合、第１筐体２１Ａには、例えば直流電圧を昇圧又は降圧するコンバータが収納されている。第２筐体２１Ｂには、変圧器、リアクトル等の部品や冷却媒体として外気を導入する排気ファン等が収納されている。第３筐体２１Ｃには、コンバータから出力される直流を三相交流に変換するインバータが収納されている。

第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃは、図３に示すように、前面板２２ａ、背面板２２ｂ、左側面板２２ｃ、右側面板２２ｄ、底面板２２ｅ及び天井板２２ｆを有する直方体に形成されている。ここで、前面板２２ａは、上端側が蝶番２３で固定された開閉扉とされている。背面板２２ｂには、図示しないが通気口が形成され、この通気口の外側に通気ダクト２４が配置されている。第１筐体２１Ａについては、図５（ｃ）に示すように、通気ダクト２４の左端に多数のスリットを形成した吸気口２５が形成されている。第３筐体２１Ｃについては、通気ダクト２４の右端に多数のスリットを形成した吸気口２６が形成されている。

第２筐体２１Ｂは、図３に示すように、左側面板及び右側面板が省略されて、前面板２７ａ、背面板２７ｂ、底面板２７ｃ及び天井板２７ｄで左側面及び右側面を開放した直方体状に構成されている。前面板２７ａには多数のスリットを形成した排気口２８が形成されている。この排気口２８に対向する内部に排気ファン２９が配置されている。また、背面板２７ｂには大きな通気口３０が形成され、この通気口３０を覆うように通気ダクト３１が配置されている。通気ダクト３１の左右端部は第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃの通気ダクト２４に連通されている。

第１筐体２１Ａ、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃは、互いの接合位置となる左右端面でリベット止めされている。また、第１筐体２１Ａ、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃは、図４及び図５に示すように、天井板２２ｆの下面側における前後端部に第１筐体２１Ａから第２筐体２１Ｂを経て第３筐体２１Ｃに至る補強フレーム３２が固定されている。この補強フレーム３２は、例えばリップ溝形鋼（Ｃ−チャンネル）で構成されている。
第１筐体２１Ａの天井板２２ｆにおける左端側の幅方向（前後方向）端部位置と第３筐体２１Ｃの天井板２２ｆにおける右端側の幅方向（前後方向）端部位置とにそれぞれ鉄道車両１１の車体１２における床下に吊り下げ保持する吊り耳となる保持具４０が固定されている。

この保持具４０は、図６〜図９に示すように、第１部材４１と平面視でＵ字状の第２部材４２とを備えている。第１部材４１は、第１筐体２１Ａ又は第３筐体２１Ｃの第１面としての天井板２２ｆに取り付けられる。第２部材４２は、第１部材４１と第１筐体２１Ａ又は第３筐体２１Ｃの天井板２２ｆに連接する第２面としての左側面板２２ｃ又は右側面板２２ｄとに取り付けられる。
第１部材４１は、図９に拡大して示すように、平板状の第１取り付け部４１ａと、側面視で逆Ｕ字状の第２取り付け部４１ｂとが一体に形成されている。第１取り付け部４１ａは、第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃの第１面となる天井板２２ｆに固定される。この第１取り付け部４１ａには、例えば９個のリベット用貫通孔４３が形成されている。

第２取り付け部４１ｂは、第１取り付け部４１ａの第２面となる左側面板２２ｃ又は右側面板２２ｄ側の端部から突出して形成されている。この第２取り付け部４１ｂは、第１中間板部４４ａ、第１折り曲げ板部４４ｂ及び第２折り曲げ板部４４ｃで側面視逆Ｕ字状に形成されている。第１中間板部４４ａは、第１取り付け部４１ａに連接して平板状に形成されている。第１折り曲げ板部４４ｂ及び第２折り曲げ板部４４ｃは、第１中間板部４４ａの幅方向における一対の対向辺からそれぞれ直角に下方に折り曲げられて互いに対向するように形成されている。

そして、第１中間板部４４ａには、中央位置に車体１２に取り付けるボルトを挿通するボルト挿通孔４５が形成され、このボルト挿通孔４５の周囲の例えば４個所にリベット用貫通孔４６が形成されている。第１折り曲げ板部４４ｂ及び第２折り曲げ板部４４ｃには、例えば４個所に互いに対向するリベット用貫通孔４７が形成されている。
第２部材４２は、図９に拡大して示すように、垂直面を有する平板状の第２中間板部５０ａと、この第２中間板部５０ａの左右端部からそれぞれ後方に直角に折り曲げられて互いに対向する第３折り曲げ板部５０ｂ及び第４折り曲げ板部５０ｃとを備えている。
そして、第２中間板部５０ａには、下６個所の計１２個所にリベット用貫通孔５１が形成されている。第３折り曲げ板部５０ｂ及び第４折り曲げ板部５０ｃには、第１部材の第１折り曲げ板部４４ｂ及び第２折り曲げ板部４４ｃのリベット用貫通孔４６に対応する位置にリベット用貫通孔５２が形成されている。

そして、第１部材４１と第２部材４２とが組み合わされて一体化されて保持具４０が構成されている。すなわち、第１部材４１の第２取り付け部４１ｂ内に、第２部材４２を挿入する。このとき、第２中間板部５０ａを第１取り付け部４１ａ側とし、第３折り曲げ板部５０ｂ及び第４折り曲げ板部５０ｃの外面を第１折り曲げ板部４４ｂ及び第２折り曲げ板部４４ｃの内面に接触させる。この状態で、リベット用貫通孔４６がリベット用貫通孔５２と一致するように位置決めする。したがって、第１部材４１の第１取り付け部４１ａと第２部材４２の第２中間板部５０ａとが側面視でＬ字状となる。そして、第１部材４１の第２取り付け部４１ｂの第１折り曲げ板部４４ｂ及び第２折り曲げ板部４４ｃの外側からブラインドリベット６０を挿通して固定する。

ここで、ブラインドリベット６０は、図１０に示すように、ともに金属製の中空のリベット本体６１と、このリベット本体６１内に挿通されるマンドレル６２とを備えている。リベット本体６１は、円筒部６１ａと、円筒部６１ａの一端に形成されたフランジ６１ｂとで構成されている。
マンドレル６２は、リベット本体６１を貫通しフランジ６１ｂ側から外方に延長する軸部６２ａと、この軸部６２ａのリベット本体６１における円筒部６１ａのフランジ６１ｂとは反対側に形成された頭部６２ｂとで構成されている。頭部６２ｂは、円筒部６１ａの内径より大径に形成されている。マンドレル６２の軸部６２ａには、リベット本体６１の円筒部６１ａにおける軸方向の中間位置に破断用小径部６２ｃが形成されている。

このブラインドリベット６０は、接合する２枚の板部材に、互いに重ね併せた状態で、互いに対向するリベット用貫通孔を形成しておく。この２枚の板部材を互いのリベット用貫通孔が重なり合うように位置決めした状態で、リベット用貫通孔の一端側からマンドレル６２をその頭部６２ｂ側から挿入する。そして、リベット本体６１のフランジ６１ｂを挿入側の板部材に当接させることにより、マンドレル６２の頭部６２ｂがリベット用貫通孔の他端側から突出される。この状態で、マンドレル６２のリベット本体６１のフランジ６１ｂから突出する軸部６２ａの先端を締結工具（図示せず）によって引き出す。これにより、マンドレル６２の頭部６２ｂがリベット本体６１のフランジ６１ｂとは反対側で円筒部６１ａを座屈変形させて外方に突出する膨出部を形成する。この膨出部の形成が終了すると、マンドレル６２が軸部６２ａに形成した破断用小径部６２ｃで破断されて、リベット止めを終了する。

また、第１部材４１の第２取り付け部４１ｂにおける第１中間板部４４ａの上面に隙間調整板６５を同様にブラインドリベット６０によって固定する。この隙間調整板６５には、図９に示すように、第２取り付け部４１ｂの第１中間板部４４ａに形成されたボルト挿通孔４５及びリベット用貫通孔４６に対向するボルト挿通孔６６とリベット用貫通孔６７とが形成されている。ここで、リベット用貫通孔６７は、上面側に座繰り６８が形成されている。このため、ブラインドリベット６０によって隙間調整板６５を第２取り付け部４１ｂの第１中間板部４４ａに取り付けた際に、ブラインドリベット６０のフランジ６１ｂが隙間調整板６５の上面に突出しないようにしている。
このようにして、第１部材４１及び第２部材４２を一体化することにより、保持具４０が構成される。この保持具４０を図２に示すように第１筐体２１Ａの第１面となる天井板２２ｆと第２面となる左側面板２２ｃとにブラインドリベット６０を使用してリベット止めする。同様に、保持具４０を第３筐体２１Ｃの第１面となる天井板２２ｆと第２面となる右側面板２２ｄとにブラインドリベット６０を使用してリベット止めする。

このため、第１筐体２１Ａの保持具取り付け位置には、図６に示すように、第１面となる天井板２２ｆに第１部材４１の第１取り付け部４１ａに形成したリベット用貫通孔４３に対応するリベット用貫通孔７１が形成されている。また、第２面となる左側面板２２ｃに第２部材４２の第２中間板部５０ａに形成されたリベット用貫通孔５１に対応するリベット用貫通孔７２が形成されている。
同様に、第３筐体２１Ｃの保持具取り付け位置には、図７及び図８に示すように、第１面となる天井板２２ｆに第１部材４１の第１取り付け部４１ａに形成したリベット用貫通孔４３に対応するリベット用貫通孔７４が形成されている。また、第２面となる右側面板２２ｄに第２部材４２の第２中間板部５０ａに形成されたリベット用貫通孔５１に対応するリベット用貫通孔７５が形成されている。

次に、電力変換装置１０の組み立て方法について説明する。
先ず、図４に示すように、内部にコンバータを組み込んだ第１筐体２１Ａ、内部に排気ファン２９、変圧器、リアクトル等を組み込んだ第２筐体２１Ｂ及び内部にインバータを組み込んだ第３筐体２１Ｃを用意する。そして、第１筐体２１Ａ、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃを、天井板２２ｆ，２７ｄを取り外した状態で、その順に隣接させて配置し、各第１筐体２１Ａ、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃを例えばリベットで固定する。この状態で、第１筐体２１Ａ、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃの天井側の幅方向端部位置に長尺の補強フレーム３２を例えばリベットによって固定する。

ここで、第１筐体２１Ａの天井板２２ｆには、図１１に示すように、左端側が下方に折り曲げられて折り曲げ板部３３が形成されている。一方、左側面板２２ｃには、図４及び図１１に示すように、断面逆Ｕ字状の補強フレーム３４が一体に形成されている。この補強フレーム３４は、第１板部３４ａ、第１折り曲げ板部３４ｂ及び第２折り曲げ板部３４ｃを有する。第１板部３４ａは、左側面板２２ｃの天井板２２ｆ側に折り曲げ板部３３を収納する段部を形成している。第１折り曲げ板部３４ｂは、第１板部３４ａの上端から天井板２２ｆの裏面に沿って後方に折り曲げられている。第２折り曲げ板部３４ｃは、第１折り曲げ板部３４ｂの右方端から下方に折り曲げられている。

また、第３筐体２１Ｃの天井板２２ｆ及び右側面板２２ｄについても図示しないが上記と同様の折り曲げ板部及び補強フレームが形成されている。
そして、第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃに天井板２２ｆを例えばリベットによって固定する。また、第２筐体２１Ｂに天井板２７ｄを例えばリベットによって固定する。これによって、第１筐体２１Ａ、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃが一体化されて筐体２１が構成される。
次いで又はその前に、第１筐体２１Ａの左右端部位置の天井板２２ｆ及び左側面板２２ｃに保持具４０を取り付ける。

これら保持具４０の取り付けは、第１筐体２１Ａについては、天井板２２ｆに形成されたリベット用貫通孔７１と、保持具４０の第１部材４１の第１取り付け部４１ａに形成したリベット用貫通孔４３とを重ね合わせる。これと同時に、左側面板２２ｃに形成されたリベット用貫通孔７２と保持具４０の第２部材４２の第２中間板部５０ａに形成されたリベット用貫通孔５１とを重ね合わせる。
この状態で、各リベット用貫通孔７１及び４３に天井板２２ｆの外側からブラインドリベット６０のマンドレル６２の頭部６２ｂを挿入し、フランジ６１ｂを保持具４０の第１部材４１における第１取り付け部４１ａの表面に当接させる。この状態では、図１１に示すように、ブラインドリベット６０のマンドレル６２の頭部６２ｂ及びリベット本体６１の円筒部６１ａの先端側が天井板２２ｆ又は天井板２２ｆ及び左側面板２２ｃの第１折り曲げ板部３４ｂの裏面より突出した状態となる。

この状態で、締結工具（図示せず）を使用してマンドレル６２の軸部６２ａを外側へ引き出す。これにより、頭部６２ｂによってリベット本体６１の円筒部６１ａが天井板２２ｆの裏面側又は第１折り曲げ板部３４ｂの裏面側で座屈変形して外側に膨出する膨出部が形成される。この結果、天井板２２ｆ又は天井板２２ｆ及び第１折り曲げ板部３４ｂと保持具４０の第１部材４１とがリベット本体６１によって締結される。その後、マンドレル６２の軸部６２ａが切断用小径部位置で切断される。
同様に、保持具４０の第２部材４２における第２中間板部５０ａと第２面となる左側面板２２ｃとを同様にリベット用貫通孔５１及び７２に外側からブラインドリベット６０の頭部６２ｂを挿入する。そして、締結工具でマンドレル６２の軸部６２ａを外側へ引き出すことにより、リベット本体６１で第２中間板部５０ａと左側面板２２ｃとを締結する。

第３筐体２１Ｃの左右端部位置にも同様の工程で保持具４０を天井板２２ｆ及び右側面板２２ｄにブラインドリベット６０を使用して固定する。
その後、保持具４０を固定した筐体２１を鉄道車両１１の車体１２の床下に形成した例えばＬ字状のブラケット（図示せず）に隙間調整板６５の上面を当接させた状態でボルト締めすることにより、筐体２１を車体１２の床下に吊り下げる固定することができる。
このように、上記第１の実施形態によると、保持具４０を第１部材４１及び第２部材４２を組み合わせて、第１筐体２１Ａの第１面となる天井板２２ｆ及び第２面となる左側面板２２ｃに固定する。同様に保持具４０を第３筐体２１Ｃの第１面となる天井板２２ｆ及び第２面となる右側面板２２ｄに固定する。このため、保持具４０を第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃの互いに隣接する第１面及び第２面に強固に固定することができる。したがって、鉄道車両１１の加減速による車体長手方向の揺動や車両幅方向の揺動による揺動荷重が保持具４０に伝達された場合でも十分な機械的強度を確保することができる。

よって、筐体２１が第１筐体２１Ａ、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃとで構成されて鉄道車両１１の長手方向に長い場合であっても保持具４０の設置個数は最小限の４個とすることができる。したがって、電力変換装置の保持具４０を含めた重量を軽減することができるとともに、製造コストを低減することができる。
しかも、保持具４０の第１部材４１及び第２部材４２の組み付けと、保持具４０と第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃとの組み付けとをブラインドリベット６０を使用して行う。このため、組み付け作業時間を短縮することができるとともに、締結作業を一方向から行うことが可能となり、組み付け作業を容易且つ確実に行うことができる。
ちなみに、保持具４０の組み付けや保持具４０と第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃとの接合を溶接で行うことも可能である。しかしながら、溶接による接合は、溶接時の熱で保持具４０や第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃが変形したり、溶接不良による亀裂が生じたりする恐れがあり、十分な機械的強度を確保することが難しい。これに対して、第１の実施形態では、上述したようにリベット止めによって十分な機械的強度を得ることができる。

また、第１部材４１及び第２部材４２を予め組み付けることにより保持具４０を構成しておくことによって、保持具４０を筐体の組み立て工程とは別工程で組み付けることができる。このため、保持具４０の第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃへの組み付け作業を簡略化することかできる。
また、第１の実施形態では、筐体２１の長手方向の端部に保持具４０を装着するので、筐体２１の長手方向の端部以外には保持具４０を設ける必要がない。このため、電力変換装置１０を鉄道車両１１の車体１２の床下に進行方向に沿うように吊り下げた状態で、車体１２の側面側から開閉可能な開閉扉を配置することができ、電力変換装置１０の点検、修理を容易に行うことができる。

次に、本発明に係る電力変換装置の第２の実施形態について図１２及び図１３を伴って説明する。
この第２の実施形態では、保持具と筐体との固定強度をより高めるようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図１２及び図１３に示すように、第１の実施形態における保持具４０の第２部材４２における第２中間板部５０ａの下面側に第３折り曲げ板部５０ｂ及び第４折り曲げ板部５０ｃとは反対側に突出する係合突起８１が形成されている。

一方、保持具４０を取り付ける第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃの第２面となる左側面板２２ｃ及び右側面板２２ｄのリベット用貫通孔７３及び７５の下側には、係合突起８１が係合する係合孔８２が形成されている。
その他の構成は前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、第１の実施形態との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
この第２の実施形態によると、図１３に示すように、保持具４０の第１部材４１を第１筐体２１Ａの天井板２２ｆに沿わせながら係合突起８１を左側面板２２ｃの係合孔８２に対向させた状態で、保持具４０を係合突起８１が係合孔８２に係合するように移動させる。これにより、保持具４０を第１筐体２１Ａの第１面となる天井板２２ｆ及び第２面となる左側面板２２ｃに装着することができる。この保持具４０の装着状態では、第１部材４１の下面と係合突起８１の上面とで左側面板２２ｃを挟持することになり、保持具４０の位置決めを行うことができる。

この状態で、前述した第１の実施形態と同様に、保持具４０の外側からブラインドリベット６０のマンドレル６２の頭部６２ｂを挿入して、リベット本体６１のフランジ６１ｂを第１部材４１又は第２部材４２の第２中間板部５０ａに当接させる。この状態で、締結工具（図示せず）によってマンドレル６２の軸部６２ａを外側へ引き出し、リベット本体６１の円筒部６１ａを座屈変形させて外側に膨出させることにより、リベット止めを行うことができる。
同様にして、保持具４０を第３筐体２１Ｃに取り付けることができる。

そして、保持具４０を第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃに取り付けた状態で、第１部材４１と係合突起８１とで左側面板２２ｃ及び右側面板２２ｄを挟持することになるので、保持具４０の上下方向の移動が確実に阻止される。しかも、係合突起８１が第２面となる左側面板２２ｃ及び右側面板２２ｄに形成された係合孔８２に係合しているので、左右方向の移動も阻止される。したがって、保持具４０を第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃに取り付けた状態での機械的強度を前述した第１の実施形態に比較してより向上させることができる。

なお、第２の実施形態では、第２部材４２の第２中間板部５０ａの下面側に係合突起８１を形成したが、これに限定されるものではない。すなわち、第２中間板部５０ａの上面側に上下方向の切込みを入れて第３折り曲げ板部５０ｂ及び第４折り曲げ板部５０ｃとは反対方向に折り曲げることにより、係合突起を形成するようにしてもよい。この場合には、左側面板２２ｃ又は右側面板２２ｄの対向する位置に係合孔８２を形成すればよい。
また、保持具４０を構成する第１部材４１及び第２部材４２の形状は、上記第１及び第２の実施形態に限定されるものではなく、図１４に示すように簡略化した構成とすることができる。

すなわち、図１４に示すように、保持具４０を構成する第１部材４１の第２取り付け部４１ｂを、第１折り曲げ板部４４ｂ及び第２折り曲げ板部４４ｃを省略して第１中間板部４４ａのみの構成とする。したがって、第１部材４１は、第１取り付け部４１ａと第２取り付け部４１ｂとで平板状に構成される。
また、保持具４０を構成する第２部材４２が、平面視でＵ字状に形成する場合に代えて、図１４に示すように、第１平板部９１と第２平板部９２とで側面視でＬ字状に形成されている。第１平板部９１は、第１部材４１の第２取り付け部４１ｂと略等しい長さに形成されて第２取り付け部４１ｂに取り付けられる。また、第２平板部９２は、第１筐体２１Ａの第２面となる左側面板２２ｃ又は第３筐体２１Ｃの第２面となる右側面板２２ｄに取り付けられる。

第１平板部９１には、第１部材４１の第２取り付け部４１ｂに形成されたリベット用貫通孔４６に対応する位置にリベット用貫通孔９３が形成されている。第２平板部９２には、第１筐体２１Ａの左側面板２２ｃ又は第３筐体２１Ｃの右側面板２２ｄに形成されたリベット用貫通孔７５に対応するリベット用貫通孔９４が形成されている。また、第１平板部９１に第１部材４１の第２取り付け部４１ｂに形成されたボルト挿通孔４５に対応するボルト貫通孔９５が形成されている。
そして、第１部材４１に対して第２部材４２が第１平板部９１を第２取り付け部４１ｂに沿わせ、且つ第２平板部９２が第１部材の中間位置となって側面視で略Ｔ字状となるように組み合わせる。この状態で、第２取り付け部４１ｂと第１平板部９１とをブラインドリベット６０によって締結する。

このようにして構成した保持具４０を、第１筐体２１Ａの第１面となる天井板２２ｆに第１部材４１の第１取り付け部４１ａを接触させてリベット用貫通孔９３をリベット用貫通孔７２に重ね合わせて配置する。また、第２面となる左側面板２２ｃに第２部材４２の第２平板部９２を接触させてリベット用貫通孔９４をリベット用貫通孔７３に重ね合わせて配置する。
この状態で、リベット用貫通孔９３及び７２に外側からブラインドリベット６０のマンドレル６２における頭部６２ｂを挿通し、リベット本体６１のフランジ６１ｂを第１取り付け部４１ａの上面に当接させる。そして、締結工具（図示せず）でマンドレル６２の軸部６２ａを外方へ引き出すことにより、リベット本体６１の円筒部６１ａを座屈変形させて外側に膨出させてから軸部６２ａを破断用小径部で切断する。これによって、リベット本体６１で保持具４０の第１部材４１と第１筐体２１Ａの天井板２２ｆとを締結することができる。

同様に、リベット用貫通孔９４及び７３に外側からブラインドリベット６０のマンドレル６２における頭部６２ｂを挿通し、リベット本体６１のフランジ６１ｂを第２部材４２の第２平板部９２の前面に当接させる。この状態で、締結工具（図示せず）でマンドレル６２の軸部６２ａを外方へ引き出すことにより、リベット本体６１の円筒部６１ａを座屈変形させて外側に膨出させてから軸部６２ａを破断用小径部で切断する。これによって、リベット本体６１で保持具４０の第２部材４２と第１筐体２１Ａの左側面板２２ｃとを締結することができる。
同様に、保持具４０を第３筐体２１Ｃの天井板２２ｆ及び右側面板２２ｄにブラインドリベット６０を使用して取り付ける。

この保持具４０でも、第１筐体２１Ａの第１面となる天井板２２ｆ及び第２面となる左側面板２２ｃと、第３筐体２１ｃの第１面となる天井板２２ｆ及び第２面となる右側面板２２ｄとに保持具４０を構成する第１部材４１及び第２部材４２が個別に固定されているので、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
しかも、保持具４０を構成する第１部材４１が平板状に形成され、同様に保持具４０を構成する第２部材４２がＬ字状に形成されている。このため、前述した第１の実施形態の保持具４０に比較して第１部材４１及び第２部材４２の構成をともに簡略化することができ、保持具４０全体としても構成を簡略化することができる。

この保持具４０でも、第２の実施形態と同様に第２部材４２の第２平板部９２の下面又は左右側面に第１平板部９１とは反対方向に突出する係合突起を設け、第１筐体２１Ａの左側面板２２ｃ及び第３筐体２１Ｃの右側面板２２ｄに係合孔を設けることができる。
また、保持具４０を構成する第１部材４１及び第２部材４２はブラインドリベット６０で締結する場合に限らず、第１部材４１と第２部材とを通常の加締めによるリベットで締結するようにしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施形態では、筐体２１が３つの第１筐体２１Ａ、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃで構成されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、筐体２１を第１筐体２１Ａ〜第３筐体２１Ｃに相当する長い一つの筐体とするようにしてもよい。

また、鉄道車両１１が直流電気車であって、電力変換装置が直流電圧を昇圧又は降圧するコンバータを必要としない場合、第２筐体２１Ｂ及び第３筐体２１Ｃとで電力変換装置を構成すればよいことになる。したがって、筐体２１を構成する筐体数は、鉄道車両の構成によって任意に設定することができる。
また、第１及び第２の実施形態では、筐体２１の長手方向の端部にそれぞれ２つの保持具４０を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、３つ以上の保持具４０を設けるようにしてもよい。

また、第１及び第２の実施形態では、第１部材４１及び第２部材４２を組み付けて保持具４０を構成し、この保持具４０を第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃに取り付ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、第１部材４１（又は第２部材４２）を第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃに取り付けてから第２部材４２（又は第１部材４１）を第１筐体２１Ａ及び第３筐体２１Ｃに取り付けるようにしてもよい。
また、上記第１及び第２実施形態では、車体の上部に設置されたパンタグラフから集電する鉄道車両用電力変換装置に本発明を適用したが、本発明はこれに限られない。本発明は、第三軌条からコレクターシューを介して集電する第三軌条方式の鉄道車両用電力変換装置に対して適用してもよい。

１０…電力変換装置、１１…鉄道車両、１２…車体、１３…パンタグラフ、１４…レール、１５…車輪、１６…台車、１７…取付部、２１…筐体、２１Ａ…第１筐体、２１Ｂ…第２筐体、２１Ｃ…第３筐体、２２ａ…前面板、２２ｂ…背面板、２２ｃ…左側面板、２２ｄ…右側面板、２２ｅ…底面板、２２ｆ…天井板、２５，２６…吸気口、２８…排気口、２９…排気ファン、３０…通気口、３１…通気ダクト、３２…補強フレーム、４０…保持具、４１…第１部材、４１ａ…第１取り付け部、４１ｂ…第２取り付け部、４２…第２部材、４３，４６，４７…リベット用貫通孔、４４ａ…第１中間板部、４４ｂ…第１折り曲げ板部、４４ｃ…第２折り曲げ板部、５０ａ…第２中間板部、５０ｂ…第３折り曲げ板部、５０ｃ…第４折り曲げ板部、５１，５２…リベット用貫通孔、６０…ブラインドリベット、６１…リベット本体、６１ａ…円筒部、６１ｂ…フランジ、６２…マンドレル、６２ａ…軸部、６２ｂ…頭部、７１〜７５…リベット用貫通孔、８１…係合突起、８２…係合孔、９１…第１平板部、９２…第２平板部、９３，９４…リベット用貫通孔

Claims

鉄道車両の取付部に吊り下げ保持する保持具を設けた筐体を有する電力変換装置であって、
前記保持具は、前記筐体の車両の走行方向に沿う長手方向の両端位置であり、且つ車両の幅方向の両端位置である少なくとも４箇所の位置に取付けられており、前記取付部と対向する前記筐体の第１面に取り付ける第１部材と、該第１部材と前記筐体の第１面に連接して前記車両の走行方向を向く第２面との間に取り付ける第２部材とを備え、
前記第１部材は、前記第１面に取り付けられる平板状の第１取り付け部と、該第１取り付け部に連接されて前記第１面から突出する第１中間板部、該第１中間板部の一対の対向辺から前記第２面に沿うように折り曲げられた第１折り曲げ板部及び第２折り曲げ板部で断面Ｕ字状に形成された第２取り付け部とを備え、
前記第２部材は、平板状の第２中間板部と該第２中間板部の一対の対向辺から折り曲げられた互いに平行な第３折り曲げ板部及び第４折り曲げ板部とでＵ字状に構成されており、
前記第２部材は、前記第３折り曲げ板部及び前記第４折り曲げ板部を前記第１部材の前記第１折り曲げ板部及び前記第２折り曲げ板部に接触させ、且つ前記第２中間板部を前記第１部材の前記第１中間板部と直角に接する状態で、前記第１部材に組み付けられている電力変換装置。
鉄道車両の取付部に吊り下げ保持する保持具を設けた筐体を有する電力変換装置であって、
前記保持具は、前記筐体の車両の走行方向に沿う長手方向の両端位置であり、且つ車両の幅方向の両端位置である少なくとも４箇所の位置に取付けられており、前記取付部と対向する前記筐体の第１面に取り付ける第１部材と、該第１部材と前記筐体の第１面に連接して前記車両の走行方向を向く第２面との間に取り付ける第２部材とを備え、
前記第１部材は、前記第１面に取り付けられる平板状の第１取り付け部と、該第１取り付け部と連結して前記第１面から突出する第２取り付け部とで平板状に構成されており、
前記第２部材は、前記第１部材の前記第２取り付け部に取り付けられる第１平板部と、前記第２面に取り付けられる第２平板部とでＬ字状に構成されている電力変換装置。
前記第１部材及び前記第２部材の取り付けをリベットで行う請求項１又は２に記載の電力変換装置。
前記第１部材及び前記第２部材と前記筐体との取り付けをリベットで行う請求項１から３の何れか一項に記載の電力変換装置。
前記リベットは、ブラインドリベットである請求項３又は４に記載の電力変換装置。
前記筐体はさらに開閉扉を備え、
前記開閉扉は、前記鉄道車両に吊り下げられた状態で前記鉄道車両の車体の側面側に位置するように配置されている請求項１から５の何れか一項に記載の電力変換装置。