WO2023238223A1

WO2023238223A1 - 車両用電力変換装置

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Publication number: WO2023238223A1
Application number: PCT/JP2022/022930
Authority: WO
Inventors: 宏和高林
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-12-14

Abstract

電力変換装置（１）は、筐体（１０）と、係止部材と、ガイドと、を備える。筐体（１０）は、電力変換回路を収容する。係止部材は、筐体（１０）に固定される。ガイドは、鉄道車両の車体の床下に取り付けられ、車体の幅方向に亘って設けられ、係止部材が係止可能な形状を有し、係止部材を幅方向に移動可能に支持する。

Description

車両用電力変換装置

　本開示は、車両用電力変換装置に関する。

　鉄道車両に搭載される推進制御装置は、例えば、電力変換回路、電力変換回路を制御する制御回路、接触器、検出器、放電回路等の電子回路を備える。これらの電子回路は、筐体の内部に収容される。推進制御装置の筐体は、上述の種々の電子回路を収容するための容量および鉄道車両の走行時の振動に耐え得る強度を要するため、大きく重い。この結果、推進制御装置の装置寸法および重量は大きい。装置寸法および重量が大きい推進制御装置を鉄道車両に搭載するために、推進制御装置の筐体に固定された吊り具が車体の床下に取り付けられる。この種の推進制御装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される床下装置の筐体には、吊耳が固定され、筐体が固定された吊耳は、車体の床下に締結部材によって取り付けられている。

特開２０１４－１５０６０号公報

　特許文献１に開示される床下装置を車体に取り付ける際には、車体の真下に床下装置を移動させてから鉛直方向上方に持ち上げて、床下装置の筐体に固定されている吊耳を車体に取り付ける必要がある。特許文献１に開示される床下装置を車体から取り外す際には、床下装置を真下から支えながら吊耳を車体から取り外し、装置を鉛直方向下方に移動させる必要がある。

　上述のように、鉄道車両に搭載される車両用電力変換装置は、装置寸法および重量が大きいため、車両用電力変換装置の持ち上げおよび支持のためには台車が必要となる。しかしながら、鉄道車両はレール上に位置しているため、鉄道車両の横側からは鉄道車両の車体の真下に台車を移動させることができない。そこで、台車の通過を可能とする取り外し可能なレール、鉄道車両の真下に台車が配置可能な空間を有する検査ピット等の検査設備が必要となる。このため、上述の車両用電力変換装置の車体への取り付けおよび車体からの取り外しの作業は、煩雑である。

　本開示は上述の事情に鑑みてなされたものであり、車体への取り付けおよび車体からの取り外しが容易な車両用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に、本開示の車両用電力変換装置は、鉄道車両に搭載される車両用電力変換装置であって、筐体と、係止部材と、ガイドと、を備える。筐体は、電力変換回路を収容する。係止部材は、筐体に固定される。ガイドは、鉄道車両の車体の床下に取り付けられ、車体の幅方向に亘って設けられ、係止部材が係止可能な形状を有し、係止部材を幅方向に移動可能に支持する。

　本開示の車両用電力変換装置は、筐体に固定される係止部材と、鉄道車両の車体の床下に取り付けられ、車体の幅方向に亘って設けられるガイドと、を備える。ガイドが筐体に固定される係止部材を幅方向に移動可能に支持するため、車体への取り付けおよび車体からの取り外しが容易な車両用電力変換装置が得られる。

実施の形態に係る推進制御装置の回路図実施の形態に係る車両用電力変換装置の鉄道車両への搭載例を示す図実施の形態に係る車両用電力変換装置の鉄道車両への搭載例を示す図実施の形態に係る車両用電力変換装置の斜視図実施の形態に係る車両用電力変換装置の筐体の移動例を示す図実施の形態に係る車両用電力変換装置の筐体の移動例を示す図実施の形態に係る車両用電力変換装置の第１変形例の鉄道車両への搭載例を示す図実施の形態に係る車両用電力変換装置の第１変形例の斜視図実施の形態に係る車両用電力変換装置の第２変形例の斜視図実施の形態に係る車両用電力変換装置の第３変形例の斜視図実施の形態に係る車両用電力変換装置の第３変形例の筐体の移動例を示す図実施の形態に係る車両用電力変換装置の第４変形例の斜視図実施の形態に係る車両用電力変換装置の第５変形例の断面図実施の形態に係る車両用電力変換装置の第６変形例の断面図

　以下、本開示の実施の形態に係る電子機器について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

　鉄道車両に搭載される電子機器の一例に、鉄道車両に搭載されて、直流電源から供給される直流電力を負荷装置に供給するための交流電力に変換し、変換した交流電力を電動機に供給する推進制御装置がある。図１に示す推進制御装置１００は、直流き電方式の鉄道車両に搭載される。推進制御装置１００は、供給される直流電力を、電動機９１に供給するための交流電力に変換し、変換した交流電力を電動機９１に供給する。電動機９１は、例えば、鉄道車両の推進力を生じさせる三相誘導電動機である。

　推進制御装置１００は、電源、具体的には、集電装置に接続される端子１００ａと、接地される端子１００ｂと、を備える。集電装置は、電力供給線を介して、変電所から電力を取得する。例えば、集電装置は、パンタグラフまたは集電靴であって、電力供給線は、架線または第三軌条である。

　推進制御装置１００はさらに、電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路５１と、電力変換回路５１が有する複数のスイッチング素子を制御する制御回路５２と、を備える。電力変換回路５１および制御回路５２をあわせて電力変換装置１と称する。

　推進制御装置１００はさらに、端子１００ａに一端が接続される接触器ＭＣ１と、一端が接触器ＭＣ１に接続されるフィルタリアクトルＦＬ１と、一端がフィルタリアクトルＦＬ１の他端に接続され、他端が電力変換回路５１に接続される第１スイッチＳＷ１１と、を備える。推進制御装置１００はさらに、第１スイッチＳＷ１１に並列に接続される充電抵抗Ｒ１１と、電力変換回路５１の一次端子間、すなわち、電源に近い端子間に接続されるフィルタコンデンサＦＣ１と、フィルタコンデンサＦＣ１に並列に接続される放電回路５３と、を備える。放電回路５３は、直列に接続された第２スイッチＳＷ１２および放電抵抗Ｒ１２を有する。

　接触器ＭＣ１は、電力変換回路５１と電源との間に設けられて電路を開閉する。接触器ＭＣ１は、図示しない接触器制御部によって投入または開放される直流電磁接触器で形成される。接触器ＭＣ１は、投入されると、端子１００ａとフィルタリアクトルＦＬ１とを電気的に接続する。この結果、電力変換回路５１が電源に電気的に接続される。接触器ＭＣ１は、開放されると、端子１００ａとフィルタリアクトルＦＬ１とを電気的に切り離す。この結果、電力変換回路５１は電源から電気的に切り離される。

　フィルタリアクトルＦＬ１は、フィルタコンデンサＦＣ１とともにＬＣフィルタを形成し、電力変換回路５１のスイッチング動作時に生じる高調波成分を低減する。また、フィルタリアクトルＦＬ１は、例えば変電所に存在する整流器を含む電子部品から出力されるリップルを低減する。

　第１スイッチＳＷ１１は、図示しないスイッチ制御部によってオンオフが制御される。接触器ＭＣ１が投入され、第１スイッチＳＷ１１がオンの状態では、端子１００ａから、接触器ＭＣ１、フィルタリアクトルＦＬ１および第１スイッチＳＷ１１を通って、電力変換回路５１およびフィルタコンデンサＦＣ１に電流が流れる。接触器ＭＣ１が投入され、第１スイッチＳＷ１１がオフの状態では、端子１００ａから、接触器ＭＣ１、フィルタリアクトルＦＬ１および充電抵抗Ｒ１１を通って、電力変換回路５１およびフィルタコンデンサＦＣ１に電流が流れる。第１スイッチＳＷ１１は、例えば、サイリスタで形成される。

　充電抵抗Ｒ１１は、推進制御装置１００の動作開始時に、電力変換回路５１に突入電流が流れることを抑制するために設けられている。充電抵抗Ｒ１１の抵抗値は、電力変換回路５１に突入電流が流れることを抑制することが可能な値に設定される。

　フィルタコンデンサＦＣ１は、電力変換回路５１の一次端子間に設けられ、電源から供給される直流電力で充電される。

　電力変換回路５１は、フィルタコンデンサＦＣ１を介して供給された直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を電動機９１に出力する。電力変換回路５１が出力する三相交流電力の電圧および周波数は、調節可能である。電力変換回路５１は、複数のスイッチング素子、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を有し、ＩＧＢＴのスイッチング動作によって、直流電力を三相交流電力に変換する。

　制御回路５２は、推進制御装置１００の運転または停止を指令する動作指令を取得すると、動作指令に応じて、電力変換回路５１が有するスイッチング素子を制御する制御信号を生成し、制御信号を電力変換回路５１が有する各スイッチング素子、具体的には、ＩＧＢＴのゲート端子に送る。制御回路５２は、例えば、ゲートドライバ基板で形成される。

　放電回路５３が有する第２スイッチＳＷ１２はスイッチ制御部によって制御される。接触器ＭＣ１が開放された状態で第２スイッチＳＷ１２がオンになると、放電抵抗Ｒ１２がフィルタコンデンサＦＣ１に電気的に接続され、フィルタコンデンサＦＣ１が放電される。第２スイッチＳＷ１２がオフの状態では、放電抵抗Ｒ１２とフィルタコンデンサＦＣ１は電気的に切り離されている。

　上述の推進制御装置１００の構成要素の内、電力変換装置１は、他の構成要素とは別の筐体に収容されている。詳細には、電力変換装置１は、図１に示す電力変換回路５１および制御回路５２に加え、図２および図３に示すように、電力変換回路５１および制御回路５２を収容する筐体１０と、筐体１０に取り付けられ電力変換回路５１および制御回路５２に熱的に接続される冷却器１１と、を有する。筐体１０は、鉄道車両の車体１０１の床下に取り付けられる。図２および図３において、Ｘ軸は車体１０１の幅方向を示し、Ｙ軸は鉄道車両の進行方向を示す。Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は互いに直交する。鉄道車両が水平に位置している状態で、Ｚ軸は鉛直方向を示す。後続の図においても同様である。

　筐体１０は、鉄道車両の走行時に生じる振動によって変形しない程度の剛性を有する部材で形成される。筐体１０は、熱伝導率の高い部材、例えば金属部材で形成されることが好ましい。筐体１０が熱伝導率の高い部材で形成されることで、筐体１０の内部に収容される電力変換回路５１および制御回路５２が有する電子部品から伝達された熱を、筐体１０の外部に位置する空気に伝達し、電子部品を冷却することが可能となる。筐体１０は、例えば、アルミニウムで形成される。

　筐体１０は、防塵性および防水性を有することが好ましい。これにより、筐体１０の内部に塵埃、水分等が流入することが抑制される。この結果、筐体１０に収容されている電力変換回路５１および制御回路５２に塵埃、水分等が接触することが抑制される。

　冷却器１１は、例えば、ヒートパイプ、フィン、ヒートパイプおよびフィンを覆うカバー等を有する。冷却器１１は、電力変換回路５１および制御回路５２から伝達された熱を周囲の空気に放熱する。この結果、電力変換回路５１および制御回路５２が冷却される。

　電力変換装置１はさらに、筐体１０を車体１０１に着脱可能に取り付けるための機構を有する。詳細には、図２から図４に示すように、電力変換装置１は、筐体１０に固定される係止部材としての役割を果たす一対の柱状部材２１ａ，２１ｂと、車体１０１の床下に取り付けられ、車体１０１の幅方向、すなわち、Ｘ軸方向に亘って設けられるガイドとしての役割を果たす一対のガイドレール３１ａ，３１ｂと、を備える。

　推進制御装置１００は５００ｋｇ程度の重量があるが、推進制御装置１００の一部である電力変換装置１の全体の重量は、例えば１５０ｋｇ程度である。したがって、車体１０１の床下に取り付けられるガイド、具体的には、ガイドレール３１ａ，３１ｂは、電力変換装置１の全体の重量より大きい重量、例えば２００ｋｇの重量に耐えられる剛性および構造を有すればよい。

　柱状部材２１ａ，２１ｂは、Ｘ軸方向に延伸し、Ｘ軸方向に直交する断面においてＴ字の形状を有する。柱状部材２１ａ，２１ｂは、鉄道車両の走行時に生じる振動によって変形しない程度の剛性を有する部材、例えば金属部材で形成される。一例として、柱状部材２１ａ，２１ｂは、アルミニウムの押出成形によって成形される。柱状部材２１ａ，２１ｂのＸ軸方向およびＹ軸方向に延在する平板状部分のＺ軸方向の厚みならびに柱状部材２１ａ，２１ｂのＸ軸方向およびＺ軸方向に延在する平板状部分のＹ軸方向の厚みは、例えば、１５ミリメートル以上、かつ、２０ミリメートル以下の厚みである。

　係止部材は、筐体１０の鉛直方向上面および筐体１０の鉄道車両の進行方向に交差する面の少なくともいずれかに固定される。実施の形態では、柱状部材２１ａは、筐体１０の鉛直方向上面、具体的には、Ｚ軸正方向に向く面１０ａ、および鉄道車両の進行方向に交差する面、具体的には、Ｙ軸負方向に向く面１０ｂに固定される。実施の形態では、柱状部材２１ａのＺ軸負方向に向く面の一方が筐体１０の面１０ａに当接し、かつ、柱状部材２１ａのＸ軸方向およびＺ軸方向に延在する平板状部分のＹ軸正方向に向く面が筐体１０の面１０ｂに当接した状態で、柱状部材２１ａは筐体１０に固定される。

　柱状部材２１ｂは、Ｚ軸正方向に向く面１０ａ、および鉄道車両の進行方向に交差する面、具体的には、Ｙ軸正方向に向く面１０ｃに固定される。実施の形態では、柱状部材２１ｂのＺ軸負方向に向く面の一方が筐体１０の面１０ａに当接し、かつ、柱状部材２１ｂのＸ軸方向およびＺ軸方向に延在する平板状部分のＹ軸負方向に向く面が筐体１０の面１０ｃに当接した状態で、柱状部材２１ｂは筐体１０に固定される。

　柱状部材２１ａ，２１ｂは、鉄道車両の走行時の振動によって、柱状部材２１ａ，２１ｂと筐体１０との相対的な位置関係がずれない程度に強固に筐体１０に固定される。例えば、柱状部材２１ａ，２１ｂは、締結部材による締結、溶接、ろう付け等の固定方法によって、筐体１０に固定される。

　柱状部材２１ａ，２１ｂのそれぞれのＺ軸負方向に向く面の他方は、ガイドレール３１ａ，３１ｂに係止する。詳細には、柱状部材２１ａ，２１ｂのそれぞれのＺ軸負方向に向く面の他方は、ガイドレール３１ａ，３１ｂのＺ軸正方向に向く面に面で当接し、ガイドレール３１ａ，３１ｂに支持される。

　ガイドレール３１ａ，３１ｂは、鉄道車両の走行時に生じる振動によって変形しない程度の剛性を有する部材、例えば金属部材で形成される。一例として、ガイドレール３１ａ，３１ｂは、アルミニウムの押出成形、折曲加工等によって成形される。ガイドレール３１ａ，３１ｂは、厚みが、例えば、１５ミリメートル以上、かつ、２０ミリメートル以下である平板状部材を折曲加工することで形成される。

　ガイドレール３１ａの車体１０１に近い一方の端部は、車体１０１に固定される。ガイドレール３１ｂの車体１０１に近い一方の端部は、車体１０１に固定される。ガイドレール３１ａ，３１ｂのそれぞれの車体１０１に近い一方の端部は、鉄道車両の走行時の振動によって、ガイドレール３１ａ，３１ｂと車体１０１との相対的な位置関係がずれない程度に強固に車体１０１に固定される。例えば、ガイドレール３１ａ，３１ｂは、締結部材による締結、溶接、ろう付け等の固定方法によって、車体１０１に固定される。

　ガイドレール３１ａの車体１０１から遠い他方の端部は、車体１０１から離隔した位置にあり、柱状部材２１ａを支持する。詳細には、ガイドレール３１ａの他方の端部のＺ軸正方向に向く面は、柱状部材２１ａに面で当接することで柱状部材２１ａをＸ軸方向に移動可能に支持する。ガイドレール３１ｂの車体１０１から遠い他方の端部は、柱状部材２１ｂを支持する。詳細には、ガイドレール３１ｂの他方の端部のＺ軸正方向に向く面は、柱状部材２１ｂに面で当接することで柱状部材２１ｂをＸ軸方向に移動可能に支持する。

　実施の形態では、ガイドレール３１ａは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に延在する平板状部分と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に延在し、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に延在する平板状部分に対して互いに反対側に位置する２つの平板状部分と、を有する。ガイドレール３１ａが有するＸ軸方向およびＹ軸方向に延在する２つの平板状部材の内、一方が車体１０１に固定され、他方が車体１０１から離隔した位置にあり、車体１０１との間に位置する柱状部材２１ａをＸ軸方向に移動可能に支持する。

　ガイドレール３１ｂは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に延在する平板状部分と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に延在し、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に延在する平板状部分に対して互いに反対側に位置する２つの平板状部分と、を有する。ガイドレール３１ｂが有するＸ軸方向およびＹ軸方向に延在する２つの平板状部材の内、一方が車体１０１に固定され、他方が車体１０１から離隔した位置にあり、車体１０１との間に位置する柱状部材２１ｂをＸ軸方向に移動可能に支持する。

　ガイドレール３１ａ，３１ｂが、筐体１０に固定された柱状部材２１ａ，２１ｂをＸ軸方向に移動可能に支持することで、図３および図４の状態から図５および図６に示すように、筐体１０をＸ軸正方向に引き出すことが可能となる。このため、電力変換装置１を車体１０１から取り外すことが容易となる。Ｘ軸正方向に引き出された筐体１０は、台車９２によって支持される。筐体１０はＸ軸方向に引き出されているため、台車９２を車体１０１の鉛直方向下側に配置する必要がない。このため、筐体１０を取り外すために、台車９２の通過を可能とする取り外し可能なレール、鉄道車両の真下に台車９２が配置可能な空間を有する検査ピット等の検査設備は不要となる。

　筐体１０を取り付ける際には、台車９２によって支持される筐体１０に固定されている柱状部材２１ａ，２１ｂをガイドレール３１ａ，３１ｂの端部に係止させ、筐体１０をＸ軸負方向に移動させればよい。これにより、柱状部材２１ａ，２１ｂがガイドレール３１ａ，３１ｂに係止しながらＸ軸負方向に移動し、図３および図４に示すように、筐体１０を車体１０１の真下に配置することが可能となる。このため、電力変換装置１を車体１０１に取り付けることが容易となる。このとき、筐体１０に固定された柱状部材２１ａ，２１ｂがガイドレール３１ａ，３１ｂの上をＸ軸負方向に移動するため、台車９２を車体１０１の鉛直方向下側まで移動させる必要がない。このため、筐体１０を取り付けるために、台車９２の通過を可能とする取り外し可能なレール、鉄道車両の真下に台車９２が配置可能な空間を有する検査ピット等の検査設備は不要となる。

　図３および図４の位置に筐体１０が配置された状態で、筐体１０のＸ軸方向の移動が抑制されることが好ましい。例えば、柱状部材２１ａ，２１ｂのそれぞれのＸ軸正方向端部に当接した状態でガイドレール３１ａ，３１ｂに固定される図示しない固定部材によって、柱状部材２１ａ，２１ｂのＸ軸方向の移動が抑制されることが好ましい。これにより、鉄道車両の走行時の筐体１０のＸ軸方向の移動を抑制することが可能となる。

　上述のように筐体１０の取り外しまたは取り付けを行う際の作業負荷を低減するため、柱状部材２１ａとガイドレール３１ａとの当接面および柱状部材２１ｂとガイドレール３１ｂとの当接面の摩擦係数は低いことが好ましい。例えば、ガイドレール３１ａ，３１ｂの柱状部材２１ａ，２１ｂに当接する面に、柱状部材２１ａ，２１ｂのＸ軸方向への移動を滑らかにするために樹脂が塗布されていることが好ましい。

　以上説明した通り、実施の形態に係る電力変換装置１において、柱状部材２１ａ，２１ｂがガイドレール３１ａ，３１ｂの上をＸ軸方向に移動するため、筐体１０を車体１０１の横側に引き出すこと、および、筐体１０を車体１０１の横側から車体１０１の鉛直方向下側に向かって移動させることが可能となる。この結果、車体１０１への取り付けおよび車体１０１からの取り外しが容易な電力変換装置１が得られる。

　上述のように、筐体１０を車体１０１の横側に引き出すこと、および、筐体１０を車体１０１の横側から車体１０１の鉛直方向下側に向かって移動させることが可能となるため、台車９２の通過を可能とする取り外し可能なレール、鉄道車両の真下に台車９２が配置可能な空間を有する検査ピット等の検査設備は不要となる。換言すれば、検査設備がない場所でも、筐体１０を車体に取り付けまたは車体から取り外すことが可能となる。

　本開示は、上述の実施の形態に限られない。係止部材およびガイドの形状は、上述の例に限られない。実施の形態と異なる構造のガイドを有する電力変換装置２の例を図７および図８に示す。電力変換装置２は、電力変換装置１と同様に、筐体１０に固定される係止部材として機能する一対の柱状部材２１ａ，２１ｂを備える。電力変換装置２は、車体１０１の床下に取り付けられ、Ｘ軸方向に亘って設けられるガイドとしての役割を果たす一対のガイドレール３２ａ，３２ｂと、車体１０１に取り付けられ、ガイドレール３２ａ，３２ｂが固定される一対のフレーム３３ａ，３３ｂと、を備える。図の複雑化を避けるため、図８においてフレーム３３ａ，３３ｂは省略されている。

　ガイドレール３２ａ，３２ｂは、Ｘ軸方向に延伸し、Ｘ軸方向に直交する断面においてＴ字の形状、具体的には、１８０度回転したＴ字の形状を有する。例えば、ガイドレール３２ａ，３２ｂは、電力変換装置１が備える柱状部材２１ａ，２１ｂと同様の形状を有する。ガイドレール３２ａ，３２ｂは、鉄道車両の走行時に生じる振動によって変形しない程度の剛性を有する部材、例えば金属部材で形成される。一例として、ガイドレール３２ａ，３２ｂは、柱状部材２１ａ，２１ｂと同様に、アルミニウムの押出成形によって成形される。

　ガイドレール３２ａのＺ軸正方向に向く面の一方は、実施の形態と同様に、柱状部材２１ａに面で当接することで、柱状部材２１ａをＸ軸方向に移動可能に支持する。ガイドレール３２ｂのＺ軸正方向に向く面の一方は、実施の形態と同様に、柱状部材２１ｂに面で当接することで、柱状部材２１ｂをＸ軸方向に移動可能に支持する。

　ガイドレール３２ａのＺ軸負方向に向く面の少なくとも一部がフレーム３３ａに当接した状態で、ガイドレール３２ａはフレーム３３ａに固定される。ガイドレール３２ａは、鉄道車両の走行時の振動によって、ガイドレール３２ａとフレーム３３ａとの相対的な位置関係がずれない程度に強固にフレーム３３ａに固定される。

　ガイドレール３２ｂのＺ軸負方向に向く面の少なくとも一部がフレーム３３ｂに当接した状態で、ガイドレール３２ｂはフレーム３３ｂに固定される。ガイドレール３２ｂは、鉄道車両の走行時の振動によって、ガイドレール３２ｂとフレーム３３ｂとの相対的な位置関係がずれない程度に強固にフレーム３３ｂに固定される。

　例えば、ガイドレール３２ａ，３２ｂは、締結部材による締結、溶接、ろう付け等の固定方法によって、フレーム３３ａ，３３ｂに固定される。

　フレーム３３ａ，３３ｂは、Ｘ軸方向に延伸する。例えば、フレーム３３ａ，３３ｂは、電力変換装置１が備えるガイドレール３１ａ，３１ｂと同様の形状を有する。フレーム３３ａの車体１０１に近い一方の端部は、車体１０１に固定され、フレーム３３ａの車体１０１から遠い他方の端部にはガイドレール３２ａが固定される。フレーム３３ａの車体１０１に近い一方の端部は、鉄道車両の走行時の振動によって、フレーム３３ａと車体１０１との相対的な位置関係がずれない程度に強固に車体１０１に固定される。

　フレーム３３ｂの車体１０１に近い一方の端部は、車体１０１に固定され、フレーム３３ｂの車体１０１から遠い他方の端部にはガイドレール３２ｂが固定される。フレーム３３ｂの車体１０１に近い一方の端部は、鉄道車両の走行時の振動によって、フレーム３３ｂと車体１０１との相対的な位置関係がずれない程度に強固に車体１０１に固定される。

　例えば、フレーム３３ａ，３３ｂは、締結部材による締結、溶接、ろう付け等の固定方法によって、車体１０１に固定される。

　電力変換装置２においても、図８に示すように、筐体１０をＸ軸方向に引き出すことが可能となる。

　実施の形態と異なる構造の係止部材およびガイドを有する電力変換装置３の例を図９に示す。電力変換装置３は、筐体１０に固定される係止部材としての役割を果たす柱状部材２２ａ，２２ｂおよび複数の吊り具２３ａ，２３ｂと、ガイドとしての役割を果たす一対のガイドレール３４ａ，３４ｂと、を備える。電力変換装置３は、図示しないが、電力変換装置２が備えるフレーム３３ａ，３３ｂをさらに備える。

　複数の吊り具２３ａは、Ｘ軸方向に直交する断面においてＬ字の形状、具体的には、９０度回転したＬ字の形状を有し、Ｘ軸方向に間隔を空けて並べられる。複数の吊り具２３ｂは、Ｘ軸方向に直交する断面においてＬ字の形状、具体的には、９０度回転したＬ字の形状を有し、Ｘ軸方向に間隔を空けて並べられる。図９の例では、４つの吊り具２３ａがＸ軸方向に等間隔に並べられ、４つの吊り具２３ｂがＸ軸方向に等間隔に並べられる。

　各吊り具２３ａは、筐体１０の面１０ａ，１０ｂに固定される。各吊り具２３ｂは、筐体１０の面１０ａ，１０ｃに固定される。吊り具２３ａ，２３ｂは、鉄道車両の走行時の振動によって、吊り具２３ａ，２３ｂと筐体１０との相対的な位置関係がずれない程度に強固に筐体１０に固定される。例えば、吊り具２３ａ，２３ｂは、締結部材による締結、溶接、ろう付け等の固定方法によって、筐体１０に固定される。

　柱状部材２２ａ，２２ｂは、Ｘ軸方向に延伸し、Ｘ軸方向に直交する断面において矩形または正方形の形状を有する。柱状部材２２ａは、各吊り具２３ａのＹ軸負方向に向く面に当接した状態で、各吊り具２３ａに固定される。柱状部材２２ｂは、各吊り具２３ｂのＹ軸正方向に向く面に当接した状態で、各吊り具２３ｂに固定される。柱状部材２２ａ，２２ｂは、鉄道車両の走行時の振動によって、柱状部材２２ａ，２２ｂと吊り具２３ａ，２３ｂとの相対的な位置関係がずれない程度に強固に吊り具２３ａ，２３ｂに固定される。例えば、柱状部材２２ａ，２２ｂは、締結部材による締結、溶接、ろう付け等の固定方法によって、吊り具２３ａ，２３ｂに固定される。

　ガイドレール３４ａ，３４ｂは、Ｘ軸方向に延伸し、柱状部材２２ａ，２２ｂが係止可能な形状を有し、柱状部材２２ａ，２２ｂをＸ軸方向に移動可能に支持する。一例として、ガイドレール３４ａは、Ｘ軸方向に延伸し、Ｙ軸正方向に向いて開口している溝が形成される柱状部材で形成される。同様に、ガイドレール３４ｂは、Ｘ軸方向に延伸し、Ｙ軸負方向に向いて開口している溝が形成される柱状部材で形成される。ガイドレール３４ａおよび柱状部材２２ａは、重量物の移動に用いられる重量用スライドレールで実現可能である。ガイドレール３４ｂおよび柱状部材２２ｂは、重量物の移動に用いられる重量用スライドレールで実現可能である。

　ガイドレール３４ａ，３４ｂは、フレーム３３ａ，３３ｂに固定され、フレーム３３ａ，３３ｂを介して車体１０１に固定されればよい。

　実施の形態と異なる構造のガイドを有する電力変換装置４の例を図１０および図１１に示す。電力変換装置４は、電力変換装置１と同様に、筐体１０に固定される係止部材としての役割を果たす一対の柱状部材２１ａ，２１ｂを備える。電力変換装置４は、車体１０１の床下に取り付けられ、車体１０１の幅方向、すなわち、Ｘ軸方向に亘って設けられるガイドとしての役割を果たす複数の支持部材３５ａ，３５ｂを備える。

　各支持部材３５ａ，３５ｂのＸ軸方向に直交する断面の形状は、電力変換装置１が備えるガイドレール３１ａ，３１ｂと同様である。複数の支持部材３５ａは、Ｘ軸方向に間隔を空けて並べられる。複数の支持部材３５ｂは、Ｘ軸方向に間隔を空けて並べられる。

　支持部材３５ａの車体１０１に近い一方の端部は、車体１０１に固定される。詳細には、支持部材３５ａの車体１０１に近い一方の端部は、鉄道車両の走行時の振動によって、支持部材３５ａと車体１０１との相対的な位置関係がずれない程度に強固に車体１０１に固定される。

　支持部材３５ｂの車体１０１に近い一方の端部は、車体１０１に固定される。詳細には、支持部材３５ｂの車体１０１に近い一方の端部は、鉄道車両の走行時の振動によって、支持部材３５ｂと車体１０１との相対的な位置関係がずれない程度に強固に車体１０１に固定される。

　支持部材３５ａ，３５ｂは、例えば、締結部材による締結、溶接、ろう付け等の固定方法によって、車体１０１に固定される。

　支持部材３５ａの他方の端部は柱状部材２１ａを支持する。詳細には、支持部材３５ａの他方の端部のＺ軸正方向に向く面は、柱状部材２１ａに面で当接することで柱状部材２１ａをＸ軸方向に移動可能に支持する。支持部材３５ｂの他方の端部は柱状部材２１ｂを支持する。詳細には、支持部材３５ｂの他方の端部のＺ軸正方向に向く面は、柱状部材２１ｂに面で当接することで柱状部材２１ｂをＸ軸方向に移動可能に支持する。

　複数の支持部材３５ａ，３５ｂは、図１１に示すようにＸ軸方向に筐体１０を引き出しても筐体１０を支持可能な間隔で並べられればよい。図１０および図１１の例では、３つの支持部材３５ａがＸ軸方向に等間隔に並べられ、３つの支持部材３５ｂがＸ軸方向に等間隔に並べられる。

　実施の形態と異なる構造の係止部材を有する電力変換装置５の例を図１２に示す。電力変換装置５は、筐体１０に固定される係止部材としての役割を果たす複数の吊り具２４ａ，２４ｂを備える。電力変換装置５は、電力変換装置１と同様に、車体１０１の床下に取り付けられ、車体１０１の幅方向、すなわち、Ｘ軸方向に亘って設けられるガイドとしての役割を果たすガイドレール３１ａ，３１ｂを備える。

　各吊り具２４ａ，２４ｂのＸ軸方向に直交する断面の形状は、電力変換装置１が備える柱状部材２１ａ，２１ｂと同様である。複数の吊り具２４ａは、Ｘ軸方向に間隔を空けて並べられる。複数の吊り具２４ｂは、Ｘ軸方向に間隔を空けて並べられる。図１２の例では、３つの吊り具２４ａがＸ軸方向に等間隔に並べられ、３つの吊り具２４ｂがＸ軸方向に等間隔に並べられる。

　各吊り具２４ａは、筐体１０の面１０ａ，１０ｂに固定される。各吊り具２４ｂは、筐体１０の面１０ａ，１０ｃに固定される。吊り具２４ａ，２４ｂは、鉄道車両の走行時の振動によって、吊り具２４ａ，２４ｂと筐体１０との相対的な位置関係がずれない程度に強固に筐体１０に固定される。例えば、吊り具２４ａ，２４ｂは、締結部材による締結、溶接、ろう付け等の固定方法によって、筐体１０に固定される。

　各吊り具２４ａは、電力変換装置１が備える柱状部材２１ａと同様に、ガイドレール３１ａによってＸ軸方向に移動可能に支持される。各吊り具２４ｂは、電力変換装置１が備える柱状部材２１ｂと同様に、ガイドレール３１ｂによってＸ軸方向に移動可能に支持される。

　係止部材を構成する部材の個数は上述の例に限られない。一例として、電力変換装置１の構成に加えて、Ｙ軸方向の中央で筐体１０の面１０ａに固定される柱状部材２５ａと、柱状部材２５ａが係止可能な形状を有するガイドレール３６ａ，３６ｂと、をさらに備える電力変換装置６を図１３に示す。柱状部材２５ａは、Ｘ軸方向に延伸し、Ｘ軸方向に直交する断面においてＨ字の形状、具体的には、９０度回転したＨ字の形状を有する。柱状部材２５ａは、柱状部材２１ａ，２１ｂの間に設けられる。柱状部材２５ａは、Ｙ軸方向の中央で筐体１０の面１０ａに固定される。

　ガイドレール３６ａ，３６ｂは、ガイドレール３１ａ，３１ｂと同様に、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に延在する平板状部分と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に延在し、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に延在する平板状部分に対して互いに反対側に位置する２つの平板状部分と、を有する。ガイドレール３６ａ，３６ｂは、柱状部材２５ａをＸ軸方向に移動可能に支持する。同様に、電力変換装置２－５が、柱状部材２５ａと、ガイドレール３６ａ，３６ｂと、をさらに備えてもよい。

　係止部材は、筐体１０の鉛直方向上面および筐体１０の鉄道車両の進行方向に交差する面の一方にのみ固定されてもよい。一例として、柱状部材２１ａ，２１ｂが面１０ｂ，１０ｃにのみ固定されている電力変換装置７を図１４に示す。電力変換装置７が備える筐体１０の面１０ｂには、Ｘ軸方向に延伸する溝１０ｄが形成される。面１０ｃには、Ｘ軸方向に延伸する溝１０ｅが形成される。柱状部材２１ａは、溝１０ｄに挿入された状態で、例えば締結部材による締結によって面１０ｂに固定される。柱状部材２１ｂは、溝１０ｅに挿入された状態で、例えば締結部材による締結によって面１０ｃに固定される。

　図９に示す吊り具２３ａ，２３ｂの個数および配置位置は上述の例に限られない。吊り具２３ａ，２３ｂは、柱状部材２２ａ，２２ｂを筐体１０に固定することができる任意の位置に設けられればよい。一例として、吊り具２３ａは不等間隔でＸ軸方向に並べられ、吊り具２３ｂは不等間隔でＸ軸方向に並べられてもよい。

　図１２に示す吊り具２４ａ，２４ｂは、筐体１０のＸ軸方向の両端に少なくとも設けられていれば、吊り具２４ａ，２４ｂの個数および配置位置は任意である。一例として、吊り具２４ａは筐体１０のＸ軸方向の両端にのみ設けられ、吊り具２４ｂは筐体１０の鉛直方向の両端にのみ設けられてもよい。

　図１０および図１１に示す支持部材３５ａ，３５ｂの個数および配置位置は、筐体１０をＸ軸方向に移動可能に支持することができる個数および配置位置であれば任意である。一例として、４つ以上の支持部材３５ａがＸ軸方向に並べられ、４つ以上の支持部材３５ｂがＸ軸方向に並べられてもよい。

　図７に示すフレーム３３ａ，３３ｂの形状は、上述の例に限られず、ガイドレール３２ａ，３２ｂまたはガイドレール３４ａ，３４ｂを車体１０１に固定可能な形状であれば任意である。一例として、フレーム３３ａ，３３ｂは、Ｘ軸方向に直交する断面において、Ｙ軸方向に開口するＵ字の形状を有してもよい。

　電力変換装置１－７は、直流き電方式の鉄道車両に限られず、交流き電方式の鉄道車両に搭載されてもよい。電力変換装置１－７が交流き電方式の鉄道車両に搭載される場合、推進制御装置１００は、図１の構成に加え、集電装置が電力供給線を介して変電所から取得した交流電力を降圧する変圧器と、変圧器で降圧された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、をさらに備えればよい。

　電力変換装置１－７は、鉄道車両に限られず、自動車、航空機等の任意の移動体に搭載されてもよい。

　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

　１，２，３，４，５，６，７　電力変換装置、１０　筐体、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ　面、１０ｄ，１０ｅ　溝、１１　冷却器、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２５ａ　柱状部材、２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ　吊り具、３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂ　ガイドレール、３３ａ，３３ｂ　フレーム、３５ａ，３５ｂ　支持部材、５１　電力変換回路、５２　制御回路、５３　放電回路、９１　電動機、９２　台車、１００　推進制御装置、１００ａ，１００ｂ　端子、１０１　車体、ＦＣ１　フィルタコンデンサ、ＦＬ１　フィルタリアクトル、ＭＣ１　接触器、Ｒ１１　充電抵抗、Ｒ１２　放電抵抗、ＳＷ１１　第１スイッチ、ＳＷ１２　第２スイッチ。

Claims

　鉄道車両に搭載される車両用電力変換装置であって、
　電力変換回路を収容する筐体と、
　前記筐体に固定される係止部材と、
　前記鉄道車両の車体の床下に取り付けられ、前記車体の幅方向に亘って設けられ、前記係止部材が係止可能な形状を有し、前記係止部材を前記幅方向に移動可能に支持するガイドと、
　を備える車両用電力変換装置。
　前記係止部材は、前記筐体の鉛直方向上面および前記筐体の前記鉄道車両の進行方向に交差する面の少なくともいずれかに固定される、
　請求項１に記載の車両用電力変換装置。
　前記係止部材は、前記幅方向に延伸する一対の柱状部材を有する、
　請求項１または２に記載の車両用電力変換装置。
　前記係止部材は、前記幅方向および前記鉄道車両の進行方向に並べられる複数の吊り具を有する、
　請求項１または２に記載の車両用電力変換装置。
　前記ガイドは、前記幅方向に延伸する一対のガイドレールを有する、
　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。
　前記ガイドレールは、前記幅方向に直交する断面においてＴ字の形状を有する、
　請求項５に記載の車両用電力変換装置。
　前記ガイドは、前記車体に取り付けられ、前記ガイドレールが固定される一対のフレームを有する、
　請求項５または６に記載の車両用電力変換装置。
　前記ガイドレールの前記車体に近い一方の端部は前記車体に固定され、前記ガイドレールの前記車体から遠い他方の端部は前記係止部材を支持する、
　請求項５に記載の車両用電力変換装置。
　前記ガイドは、前記幅方向および前記鉄道車両の進行方向に並べられ、前記車体に近い一方の端部が前記車体に固定され、前記車体から遠い他方の端部が前記係止部材を支持する複数の支持部材を有する、
　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。
　前記係止部材は、前記幅方向に直交する断面においてＴ字の形状を有する、
　請求項１から９のいずれか１項に記載の車両用電力変換装置。
　前記筐体は、防水性および防塵性を有する、
　請求項１から１０のいずれか１項に記載の車両用電力変換装置。