JP6981093B2

JP6981093B2 - 電力変換装置

Info

Publication number: JP6981093B2
Application number: JP2017156592A
Authority: JP
Inventors: 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: 2021-12-15
Anticipated expiration: 2037-08-14
Also published as: US10569665B2; JP2019034634A; US20190047423A1

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をリベットによって組み立てた筐体を有する電力変換装置を備えている。ここで、底壁、側壁、仕切り壁、天井壁に予め電気部品及び配線を固定してそれぞれサブユニットを構成し、これらのサブユニットをプラットホームとなる底壁を有した底壁ユニットにリベットで連結されている。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、電気部品及び配線を固定した底壁、側壁、仕切り壁、天井壁のサブユニットを構成し、各サブユニットをプラットホームとなる底壁を有した底壁ユニットにリベットで連結して筐体を構成している。この筐体の長手方向の長さが長くなると、機械的強度を確保するために、底壁、側壁、天井壁の機械的強度を上げる必要があり、板厚が厚くなって重量が嵩み、軽量化の要求に応えられないという課題がある。
特に、筐体を長手方向に分割して複数の部品収納筐体を連結して連結筐体を構成する場合には、連結する部品収納筐体間の機械的強度を確保することが困難であり、保持具としての吊り耳を数多く配置する必要が生じる。また、各部品収納筐体の連結作業を容易に行うことが困難である。

そこで、本発明は、上述した先行技術の課題に着目してなされたものであり、複数の部品収納筐体を連結して連結筐体を構成する場合に、軽量化を図りながら連結作業を容易化することができる電力変換装置を提供することを目的としている。

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、取付部に吊り下げ保持する電力変換装置である。この電力変換装置は、複数の部品収納筐体を前記取付部と平行に連結して構成される連結筐体を備えている。複数の部品収納筐体中の少なくとも１つの部品収納筐体に取り付けられた隣接する部品収納筐体内に延長するように突出する支持フレームと、基準部品収納筐体に隣接する部品収納筐体に形成した支持フレームを挿通する挿通孔とを備えている。支持フレームは、隣接する部品収納筐体の挿通孔内に挿通した状態で固定されている。

本発明の一態様によれば、基準部品収納筐体に隣接する部品収納筐体と連結する支持フレームを突出形成したので、連結筐体の長手方向の機械的強度を確保して、軽量化と連結作業の容易化とを図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連結筐体を示す斜視図である。図２の分解斜視図である。支持フレームを示す斜視図であって、（ａ）は端部仕上げ前の状態を示す斜視図、（ｂ）は端部仕上げ後の状態を示す斜視図である。第１部品収納筐体のフレーム挿通孔を示す斜視図である。左側面側の保持具を取り外した状態の連結筐体を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は右側面図である。図２の連結筐体の天井パネルを取り外した状態の斜視図である。図７の連結筐体を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図である。第３部品収納筐体の保持具を取り外した状態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。

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一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の連結筐体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。

連結筐体２１は、図２に示すように、車両の走行方向に第１部品収納筐体２１Ａ、第２部品収納筐体２１Ｂ及び第３部品収納筐体２１Ｃが一体に連結された構成を有する。ここで、鉄道車両１１が交流型電車であるものとすると、第１部品収納筐体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。第２部品収納筐体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吸気ファン等が収納されている。第３部品収納筐体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部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体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部品収納筐体２１Ａについては、図６（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排気口２５が形成されている。第３部品収納筐体２１Ｃについては、図６（ｄ）に示すように、通気ダクト２４の右端に多数のスリットを形成した排気口２６が形成されている。

第２部品収納筐体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吸気口２８が形成されている。この吸気口２８に対向する内部に吸気ファン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部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃの通気ダクト２４に連通されている。
第２部品収納筐体２１Ｂは基準部品収納筐体として設定されている。この第２部品収納筐体２１Ｂには、天井板２７ｄの裏面における前面板２７ａ及び背面板２７ｂに接する隅部にそれぞれ支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒが取り付けられている。

これら支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒは、図４に拡大して示すように、断面形状がリップ溝形鋼（Ｃ−チャンネル）の形状に形成されている。すなわち、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒは、長尺の中央板部３２ａと、前面板部３２ｂ及び背面板部３２ｃと、前面板部３２ｂ及び背面板部３２ｃから中央板部３２ａと平行に内方に折り曲げられたリップ部３２ｄ及び３２ｅとを備えている。
また、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの長手方向の両端部は、図４（ａ）に示すように、前面板部３２ｂ及び背面板部３２ｃが前面板部３２ｂ及び背面板部３２ｃの高さに相当する長さ分切り取られて突出板部３２ｆが形成されている。この突出板部３２ｆが、図４（ｂ）に示すように、リップ部３２ｄ及び３２ｅ側に直角に折り曲げられて支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの左右端部を閉塞する閉塞板部３２ｇとされている。

中央板部３２ａには、第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃの天井板２２ｆと、第２部品収納筐体２１Ｂの天井板２７ｄに固定するためのリベット用貫通孔３２ｈが形成されている。同様に支持フレーム３２Ｌの前面板部３２ｂ及び支持フレーム３２Ｒの背面板部３２ｃにも、第１部品収納筐体２１Ａの前面板２２ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃの背面面板２２ｂと、第２部品収納筐体２１Ｂの前面板２７ａ，背面板２７ｂに固定するためのリベット用貫通孔３２ｉが形成されている。さらに、中央板部３２ａの左右両端側には、後述する保持具４０を固定する固定部となるリベット用貫通孔３２ｊが形成され、閉塞板部３２ｇには、後述する天井板２２ｆの折り曲げ部３５を固定する固定部となるリベット用貫通孔３２ｋが形成されている。

そして、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒが第２部品収納筐体２１Ｂの天井板２７ｄ及び前面板２７ａ，背面板２７ｂの接合位置にリベット止めされている。支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒをリベット止めするリベットとしては、ブラインドリベット６０が適用される。このブラインドリベット６０は、図１１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。
支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒと第２部品収納筐体２１Ｂとのリベット止めは、以下のようにして行う。先ず、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒのリベット用貫通孔３２ｈ及び３２ｉと天井板２７ｄ及び前面板２７ａ又は背面板２７ｂのリベット用貫通孔２７ｅ及び２７ｆを互いに重ねえ合わさるように位置決めする。この状態で、重なり合ったリベット用貫通孔３２ｈ及び２７ｅ（又は３２ｉ及び２７ｆ）の外側からマンドレル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（天井板２７ｄ又は前面板２７ａ，背面板２７ｂ）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。

このように、第２部品収納筐体２１Ｂに支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを取り付けることにより、図３に示すように、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒが左側面及び右側面から突出した状態となる。このときの、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの左側面側の突出長さは、第１部品収納筐体２１Ａの右側面板２２ｄの外表面から左側面板２２ｃの裏面までの長さに設定されている。また、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの右側面側の突出長さは、第３部品収納筐体２１Ｃの左側面板２２ｃの外表面から右側面板２２ｄの裏面までの長さに設定されている。

また、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒは、高さが後述する天井板２２ｆの折り曲げ部３５の高さと略等しく設定され、幅が後述する保持具４０における第１部材４１の幅の半分程度に設定されている。
また、第２部品収納筐体２１Ｂの底面板２７ｃには、図３に示すように、左右方向の両端面に連結用フランジ部３４が突出形成されている。この連結用フランジ部３４には、リベット用貫通孔３４ａが幅方向に所定間隔を保って形成されている。

第１部品収納筐体２１Ａの右側面板２２ｄにおける天井板２２ｆ側の前後端部には、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを挿通するフレーム挿通孔３３が形成されている。このフレーム挿通孔３３は、図５に示すように、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを挿通可能な開口部３３ａと、この開口部３３ａの下辺側の中央部に上方に突出して形成された凸部３３ｂとを備えている。凸部３３ｂは、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒのリップ部３２ｄ及び３２ｅ間の閉塞板部３２ｇで覆われない開口部に係合するように配置されている。

同様に、第３部品収納筐体２１Ｃの左側面板２２ｃにおける天井板２２ｆの側の前後端部にも支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを挿通するフレーム挿通孔３３と同様のフレーム挿通孔が形成されている。
ここで、第１部品収納筐体２１Ａの天井板２２ｆには、図１２に示すように、左端側が下方に折り曲げられて折り曲げ部３５が形成されている。一方、左側面板２２ｃには、図１２で点線図示のように、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの先端と対向しない内側位置に、幅方向（前後方向）に延長する補強フレーム部３６が一体に形成されている。

この補強フレーム部３６は、第１板部３６ａ、第１折り曲げ板部３６ｂ及び第２折り曲げ板部３６ｃで断面逆Ｕ字状に形成されている。第１板部３６ａは、左側面板２２ｃの天井板２２ｆ側に折り曲げ部３５を収納する段部を形成している。第１折り曲げ板部３６ｂは、第１板部３６ａの上端から天井板２２ｆの裏面に沿って右方に折り曲げられている。第２折り曲げ板部３６ｃは、第１折り曲げ板部３６ｂの右端から下方に折り曲げられている。第１部品収納筐体２１Ａの右側面板２２ｄにも図示しないが同様の補強フレーム部が形成されている。

第３部品収納筐体２１Ｃにも、天井板２２ｆに折り曲げ部３５が形成され、左側面板２２ｃ及び右側面板２２ｄに図示しない第１部品収納筐体２１Ａの補強フレーム部３６と同様の断面逆Ｕ字状の補強フレーム部が形成されている。
また、図示しないが、第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃの底面板２２ｅにおける第２部品収納筐体２１Ｂの連結用フランジ部３４のリベット用貫通孔３４ａに対向する位置にリベット用貫通孔が形成されている。

そして、図３に示すように、第１部品収納筐体２１Ａのフレーム挿通孔３３に第２部品収納筐体２１Ｂから突出する支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを対向させた状態で、フレーム挿通孔３３内に支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを挿入する。第２部品収納筐体２１Ｂの左端端面が第１部品収納筐体２１Ａの右側面板２２ｄに当接する状態となると、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの閉塞板部３２ｇが、図１２に示すように、左側面板２２ｃ側に折り曲げられた天井板２２ｆの折り曲げ部３５の裏面側に当接する。この状態で、支持フレーム３２Ｌと天井板２２ｆ及び前面板２２ａとがブラインドリベット６０を使用して固定されている共に、支持フレーム３２Ｒと天井板２２ｆ及び背面板２２ｂとがブラインドリベット６０を使用して固定されている。

また、第２部品収納筐体２１Ｂの左端と第１部品収納筐体２１Ａの右端とが当接したときに、第２部品収納筐体２１Ｂの連結用フランジ部３４が第１部品収納筐体２１Ａの底面板２２ｅの下面側に接触し、連結用フランジ部３４に形成されたリベット用貫通孔３４ａが底面板２２ｅに形成されたリベット用貫通孔に重ね合わされる。この状態で、連結用フランジ部３４と第１部品収納筐体２１Ａの底面板２２ｅとがブラインドリベット６０を使用して締結されている。
同様に、第３部品収納筐体２１Ｃのフレーム挿通孔に第２部品収納筐体２１Ｂの支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを対向させた状態で、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒをフレーム挿通孔内に挿通する。第２部品収納筐体２１Ｂの右端が第３部品収納筐体２１Ｃの左端に当接した状態で、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの閉塞板部３２ｇが第３部品収納筐体２１Ｃの天井板２２ｆの折り曲げ部３５の裏面側に当接する。

この状態で、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒと第３部品収納筐体２１Ｃの天井板２２ｆ、前面板２２ａ，背面板２２ｂ及び天井板２２ｆの折り曲げ部３５とを上述したようにブラインドリベット６０を使用してリベット止めを行う。さらに、第２部品収納筐体２１Ｂの底面板２２ｅから突出する連結用フランジ部３４のリベット用貫通孔３４ａと第３部品収納筐体２１Ｃの底面板２２ｅに形成されたリベット用貫通孔とをブラインドリベット６０を使用してリベット止めする。
これによって、第１部品収納筐体２１Ａ、第２部品収納筐体２１Ｂ及び第３部品収納筐体２１Ｃが一体に連結されて連結筐体２１が構成されている。この連結筐体２１は、上述したように、第２部品収納筐体２１Ｂに取り付けられた支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃに挿入した状態で、リベット止めされる。したがって、例えば連結筐体２１の長手方向の両端すなわち第１部品収納筐体２１Ａの左端及び第３部品収納筐体２１Ｃの右端を支点として自重によって作用する曲げ荷重に対して十分な機械的強度を得ることができる。

さらに、上述したように、第２部品収納筐体２１Ｂと第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃとを底面側で連結用フランジ部３４をリベット止めすることにより、より機械的強度を向上させることができる。すなわち、第２部品収納筐体２１Ｂに上方からの曲げ荷重が作用したときに、第２部品収納筐体２１Ｂと第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃとの底部が開くことを防止できる。
また、第１部品収納筐体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部品収納筐体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９、図１０及び図１２に示すように、側面視で逆Ｕ字状の第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部品収納筐体２１Ａ又は第３部品収納筐体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部品収納筐体２１Ａ又は第３部品収納筐体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１０に拡大して示すように、平板状の第１取り付け部４１ａと、背面視で逆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部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体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２２ｂ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１０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４７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とが前面視で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。

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１０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部品収納筐体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部品収納筐体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部品収納筐体２１Ａの保持具取り付け位置には、図６（ａ）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、図６（ｃ）に示すように、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。また、天井板２２ｆ側のリベット用貫通孔７１における左右端側の一列は前述した支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒに形成されたリベット用貫通孔３２ｊに重なり合うように形成されている。

同様に、第３部品収納筐体２１Ｃの保持具取り付け位置には、図６（ａ）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７３が形成されている。また、図６（ｄ）に示すように、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７４が形成されている。さらに、天井板２２ｆ側のリベット用貫通孔７３における左右端側の一列は前述した支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒに形成されたリベット用貫通孔３２ｊに重なり合うように形成されている。

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３に示すように、内部にコンバータを組み込んだ第１部品収納筐体２１Ａ、内部に吸気ファン２９、変圧器、リアクトル等を組み込んだ第２部品収納筐体２１Ｂ及び内部にインバータを組み込んだ第３部品収納筐体２１Ｃを用意する。
ここで、第２部品収納筐体２１Ｂには、基準部品収納筐体とすべく、図３に示すように、予め支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを前後端面から突出させた状態で天井板２７ｄ、前面板２７ａ及び背面板２７ｂにリベット止めしておく。

そして、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの左端端側を第１部品収納筐体２１Ａのフレーム挿通孔３３内に挿入して、先端の閉塞板部３２ｇを図１２に示すように天井板２２ｆの折り曲げ部３５の裏面側に当接させる。
この状態で、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒに形成されたリベット用貫通孔３２ｈ、３２ｉ及び３２ｋが天井板２２ｆのリベット用貫通孔２２ｇ及び前面板２２ａ，背面板２２ｂのリベット用貫通孔２２ｈに重ね合わされる。これと同時に支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの先端の閉塞板部３２ｇに形成されたリベット用貫通孔３２ｊが天井板２２ｆの折り曲げ部３５に形成されたリベット用貫通孔３５ａに重ね合わされる。

重ね合わされた第１部品収納筐体２１Ａ側のリベット用貫通孔２２ｇ、２２ｈ及び３５ａと支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒ側のリベット用貫通孔３２ｈ、３２ｉ及び３２ｋに対して、外側からブラインドリベット６０におけるマンドレル６２の頭部６２ｂを挿入する。
そして、リベット本体６１のフランジ６１ｂを天井板２２ｆ、前面板２２ａ，背面板２２ｂ及び天井板２２ｆの折り曲げ部３５に当接させてから図示しない締結具を使用してマンドレル６２の軸部６２ａを引き出す。

これにより、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの内側でマンドレル６２の頭部６２ｂがリベット本体６１のフランジ６１ｂとは反対側の円筒部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で破断される。
したがって、リベット本体６１によって支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒと天井板２２ｆ、前面板２２ａ，背面板２２ｂ及び天井板２２ｆの折り曲げ部３５とが締結される。
これと同時に、第２部品収納筐体２１Ｂの連結用フランジ部３４と第１部品収納筐体２１Ａの底面板２２ｅとを上記と同様にブラインドリベット６０を使用してリベット止めする。

次いで、第２部品収納筐体２１Ｂの右端から突出する支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを第３部品収納筐体２１Ｃのフレーム挿通孔に挿通して第１部品収納筐体２１Ａと同様に、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒと第３部品収納筐体２１Ｃとをブラインドリベット６０を使用してリベット止めする。これと同時に、第２部品収納筐体２１Ｂの連結用フランジ部３４と第３部品収納筐体２１Ｃの底面板２２ｅとを上記と同様にブラインドリベット６０を使用してリベット止めする。
これによって、第１部品収納筐体２１Ａ、第２部品収納筐体２１Ｂ及び第３部品収納筐体２１Ｃが一体化されて連結筐体２１が形成される。

次いでに、第１部品収納筐体２１Ａの左端側における前後端部位置の天井板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、先ず、第１部品収納筐体２１Ａについては、先ず、左端側の天井板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。このとき、リベット用貫通孔７１の前後端部側の一列には支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒのリベット用貫通孔３２ｊが重なり合っている。

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１２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の裏面より突出した状態となる。なお、図１２では、リベット用貫通孔７１と支持フレーム３２Ｌのリベット用貫通孔３２ｊとが重なり合った状態を示しており、マンドレル６２の頭部６２ｂ及びリベット本体６１の円筒部６１ａの先端側が支持フレーム３２Ｌの中央板部３２ａから突出している。

この状態で、図示しない締結具で、マンドレル６２の軸部６２ａを引き出すことにより、リベット本体６１の円筒部６１ａに外方に膨出する膨出部が形成され、リベット本体６１で保持具４０の第１部材４１と天井板２２ｆ及び支持フレーム３２Ｌとが締結される。
同様に、保持具４０の第２部材４２と第１部品収納筐体２１Ａの左側面板２２ｃとをブラインドリベット６０を使用してリベット止めする。
また、第１部品収納筐体２１Ａの右端側にブラインドリベット６０を使用して同様に保持具４０を固定する。この場合も、保持具４０の第１部材４１におけるリベット用貫通孔７１の後端側の一例が支持フレーム３２Ｒのリベット用貫通孔３２ｊと重なり合うことから、保持具４０と支持フレーム３２Ｒとを天井板２２ｆを介してリベット止めする。

さらに、第３部品収納筐体２１Ｃについても上記と同様に、天井板２２ｆと右側面板２２ｄとにブラインドリベット６０を使用して保持具４０をリベット止めする。この第３部品収納筐体２１Ｃでも保持具４０の第１部材４１における外側の１列のリベット用貫通孔４３と天井板２２ｆのリベット用貫通孔２２ｇ及び支持フレーム３２Ｌ又は３２Ｒのリベット用貫通孔３２ｊに重なり合う。このため、保持具４０が天井板２２ｆを介して支持フレーム３２Ｌ又は３２Ｒにリベット止めされる。
その後、保持具４０を固定した連結筐体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、連結筐体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、上記実施形態によると、基準部品収納筐体となる第２部品収納筐体２１Ｂに支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを両端が左側面側及び右側面側に突出するように固定している。この支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃにフレーム挿通孔３３から挿入することにより、第２部品収納筐体２１Ｂを中心として第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃを容易に位置決めすることができる。
そして、第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃと支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒとをリベット止めすることにより、第１部品収納筐体２１Ａ、第２部品収納筐体２１Ｂ及び第３部品収納筐体２１Ｃが一体化されて連結筐体２１を構成することができる。このとき、リベットとしてブラインドリベット６０を使用することにより、各筐体の連結作業を外側から容易に行うことができる。

そして、連結筐体２１を構成したときに、第１部品収納筐体２１Ａ、第２部品収納筐体２１Ｂ及び第３部品収納筐体２１Ｃが長尺の支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを介して一体化されている。このため、例えば連結筐体２１の前後端部を支点として中央部に自重による曲げ荷重が作用したときに、十分な機械的強度を確保することができる。
したがって、軽量化を図りながら連結作業を容易化することができる電力変換装置を提供することができる。
このとき、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを断面逆Ｕ字形状とすることにより、十分な曲げ強度を確保することができ、さらに、開放端側に内側に延長するリップ部３２ｄ及び３２ｅを形成してリップ溝形鋼（Ｃ−チャンネル）形状とすることでより機械的強度を向上させることができる。

さらに、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒに吊り耳となる保持具４０をリベット止めすることにより、長尺の連結筐体２１を例えば上面の両端側四隅に保持具４０を固定するだけで、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。
なお、上記実施形態では、支持フレームとして２本の支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを連結筐体２１の上面左右位置に配置し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、上面の左右中央位置にも支持フレームを設けて３本の支持フレームとしたり、四隅に一本ずつ計４本の支持フレームを設けたりすることができ、支持フレーム数は２本以上の任意の本数とすることができる。

また、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの形状としては、Ｕ字形状又はリップ溝形鋼形状とする場合に限らず、Ｌ字形状、四角筒形状、三角筒形状等の任意の形状とすることができる。さらに、支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒの突出長さは第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃの端部に達する長さとする場合に限らず、第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃの中間部に達する長さとすることができ、突出長さは任意に設定することができる。
また、上記実施形態では、保持具４０をともにＵ字形状を有する第１部材４１及び第２部材４２で構成す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く、平板状の第１部材とＬ字状の第２部材とを組み合わせて側面視でＴ字状に形成するようにしてもよい。要は、保持具４０は、第１部品収納筐体２１Ａ及び第３部品収納筐体２１Ｃの第１面とこれに連接する第２面とに固定できるように構成されていれば任意の構成とすることができる。

また、上記実施形態では、第２部品収納筐体２１Ｂを基準部品収納筐体として、この第２部品収納筐体２１Ｂに前後両側に突出する支持フレーム３２Ｌ及び３２Ｒを固定した場合について説明した。しかしながら、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、第１部品収納筐体２１Ａ（又は第３部品収納筐体２１Ｃ）を基準部品収納筐体とし、第２部品収納筐体２１Ｂ内を通過して第３部品収納筐体２１Ｃ（又は第１部品収納筐体２１Ａ）まで延長する支持フレームを後端（又は前端）から突出させて固定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、３つの部品収納筐体２１Ａ〜２１Ｃを連結して連結筐体２１を構成し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、２つ又は４つ以上の部品収納筐体を連結して連結筐体を構成する場合にも本発明を適用することができる。

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…連結筐体、２１Ａ…第１部品収納筐体、２１Ｂ…第２部品収納筐体、２１Ｃ…第３部品収納筐体、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、２２ｇ，２２ｈ…リベット用貫通孔、２７ａ…前面板、２７ｂ…背面板、２７ｃ…底面板、２７ｄ…天井板、２７ｅ，２７ｆ…リベット用貫通孔、３２Ｌ，３２Ｒ…支持フレーム、３２ａ…中央板部、３２ｂ…左側板部、３２ｃ…右側板部、３２ｄ，３２ｅ…リップ部、３２ｇ…閉塞板部、３２ｈ〜３２ｋ…リベット用貫通孔、３３…フレーム挿通孔、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、７１〜７４…リベット用貫通孔

Claims

取付部に吊り下げ保持する電力変換装置であって、
複数の部品収納筐体を前記取付部と平行に連結して構成される連結筐体を備え、
前記複数の部品収納筐体中の少なくとも１つの部品収納筐体で構成される基準部品収納筐体に取り付けられた隣接する部品収納筐体内に延長するように突出する支持フレームと、
前記基準部品収納筐体に隣接する部品収納筐体に形成した前記支持フレームを挿通する挿通孔とを備え、
前記支持フレームは、前記隣接する部品収納筐体の挿通孔内に挿通した状態で固定されている電力変換装置。
前記支持フレームは、断面形状がリップ溝形鋼形状に構成されている請求項１に記載の電力変換装置。
前記挿通孔は、リップ溝形鋼形状の溝部に係合する係合凸部を備えている請求項２に記載の電力変換装置。
前記支持フレームは、隣接する部品収納筐体の前記基準部品収納筐体とは反対側の内端面まで延長され、端面を閉塞する閉塞板部が形成されている請求項３に記載の電力変換装置。
前記閉塞板部に前記隣接する部品収納筐体に固定する固定部が形成されている請求項４に記載の電力変換装置。
前記固定部はブラインドリベットを挿通する貫通孔で構成されている請求項５に記載の電力変換装置。
前記部品収納筐体の前記取付部と対向する第１面及び該第１面に連接する第２面の双方に固定され、前記連結筐体を前記取付部に吊下げ保持する保持具が配置されている請求項１から６の何れか一項に記載の電力変換装置。
前記基準部品収納筐体の支持フレームと当該基準部品収納筐体に連結する隣接する部品収納筐体との締結をブラインドリベットで行う請求項１から請求項７の何れか一項に記載の電力変換装置。