JP2013154689A - 鉄道車両用機器 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体素子及びその他の電気部品への冷却性を向上することが可能な鉄道車両用機器を提供する。
【解決手段】実施形態にかかる鉄道車両用機器は、筐体と、放熱部と、を備えた。筐体は、車両の車室外に位置され、筐体には、半導体素子が収容された第一室と、電気部品が収容された第二室と、が設けられた。放熱部は、前記筐体外に露出され、前記半導体素子に熱的に接続された。筐体には、前記放熱部に面して前記第二室の内部と外部とを通じる第一開口部と、当該第一開口部とは異なる位置に位置され前記第二室の内部と外部とを通じる第二開口部と、が設けられた。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、鉄道車両用機器に関する。

従来から鉄道車両の床下などの車室外には、鉄道車両が走行する際に必要とする電力を生成する電力変換装置が設けられていた。電力変換装置には半導体素子が内蔵されており、半導体素子からは鉄道車両が走行する際の電力を生成する際に熱が発生する。そのため半導体素子からの熱を車外に放熱するための放熱性を高めるため、半導体素子に熱的に接続された受熱板や、受熱板に接続され、電力変換装置の筐体外に露出させたフィンを取り付けている鉄道車両用機器が知られている。

特開２０１１−１５１９２４号公報

しかしながら、鉄道車両には走行の安全性を確保するために装置の取り付け範囲には厳しい制限が課せられており、半導体素子以外にも放熱が必要な電気部品がある場合に冷却性能を確保することは非常に難しかった。そのため、鉄道車両の走行の信頼性を低下するおそれがあった。本発明が解決する課題は、半導体素子及びその他の電気部品への冷却性を向上することが可能な鉄道車両用機器を提供することである。

本発明の実施形態にかかる鉄道車両用機器は、筐体と、放熱部と、を備えた。筐体は、車両の車室外に位置され、筐体には、半導体素子が収容された第一室と、電気部品が収容された第二室と、が設けられた。放熱部は、前記筐体外に露出され、前記半導体素子に熱的に接続された。筐体には、前記放熱部に面して前記第二室の内部と外部とを通じる第一開口部と、当該第一開口部とは異なる位置に位置され前記第二室の内部と外部とを通じる第二開口部と、が設けられた。

図１は、実施形態にかかる鉄道車両用機器が設けられた鉄道車両の一例が模式的に示された側面図である。 図２は、実施形態にかかる鉄道車両用機器が含まれる電気回路の一例が模式的に示された図である。 図３は、第１実施形態にかかる鉄道車両用機器の一例の外観を示す斜視図である。 図４は、第１実施形態にかかる鉄道車両用機器の一例に含まれたフィンならびに電気部品が示された斜視図である。 図５は、第１実施形態にかかる鉄道車両用機器の一例の内部構成、フィン、ならびに空気流が模式的に示された平面図である。 図６は、第１実施形態にかかる鉄道車両用機器の一例のフィンを含む部分が模式的に示された平面図である。 図７は、第２実施形態にかかる鉄道車両用機器の一例の内部構成、フィン、ならびに空気流が模式的に示された平面図である。 図８は、第２実施形態にかかる鉄道車両用機器の一例のフィンを含む部分が模式的に示された平面図である。 図９は、第３実施形態にかかる鉄道車両用機器の一例に含まれたフィンならびに電気部品が示された斜視図である。 図１０は、第３実施形態にかかる鉄道車両用機器の一例の内部構成、フィン、ならびに空気流が模式的に示された側面図である。

以下の例示的な複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が省略される。また、便宜上、各図では方向が規定される。Ｘ方向は車両１（図１参照）の幅方向（横方向、図１の紙面と垂直な方向）、Ｙ方向は車両１の進行方向（前後方向、長手方向）、Ｚ方向は車両１の上下方向（高さ方向）である。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに直交している。また、各部品の図に示される方向は、車両１に組み込まれた状態（車体３に取り付けられた状態）での方向である。なお、車両１は、前方および後方（図１の左右方向）に進行することができる。

＜第１実施形態＞
本実施形態では、一例として、図１に示されるように、車両１には、車室２を形成する車体３の外部（本実施形態では、一例として車体３の下部）に、機器１０（鉄道車両用機器）が設けられている。また、車体３の上側には、パンタグラフ４が設けられている。パンタグラフ４は、架線５と接触することができる。モータ６（図２参照）によって駆動された車輪７がレール８上を転動することにより、車両１がレール８に沿って走行する。

また、本実施形態では、一例として、図１，２に示されるように、機器１０には、電力変換装置１２と、蓄電池１３と、が含まれている。電力変換装置１２は、一例として、架線５からパンタグラフ４や配線９を介して供給された直流を交流（例えば、三相交流）に変換し、モータ６（例えば、三相誘導電動機）や他の電気部品等（図示されず）に供給する。また、蓄電池１３は、架線５からパンタグラフ４や配線９を介して供給された電力を蓄える。また、蓄電池１３は、必要に応じて、モータ６や他の電気部品等に対する電力供給源として機能することができる。電力変換装置１２は、一例としては、インバータ（例えば、所謂ＶＶＶＦインバータや、静止形インバータ（所謂ＳＩＶ）等）である。また、蓄電池１３は、一例としては、リチウムイオン二次電池である。

また、本実施形態では、一例として、図３〜５に示されるように、機器１０は、筐体１１を有する。筐体１１には、電気部品として、半導体素子１４や、蓄電池１３等が収容されている。半導体素子１４は、電力変換装置１２を構成し、一例としては、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）である。

また、本実施形態では、一例として、図３〜５に示されるように、筐体１１は、全体として車両１の進行方向（Ｙ方向）に長い直方体状の外観を呈している。筐体１１は、底壁１１ａ（壁部、下壁、横壁、外壁部）と、二つの側壁１１ｂ（壁部、立壁、右壁、左壁、外壁部、側壁部）と、二つの端壁１１ｃ（壁部、立壁、前壁、後壁、外壁部、側壁部）と、天壁１１ｄ（壁部、上壁、横壁、外壁部）と、を有している。

具体的に、底壁１１ａは、矩形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。底壁１１ａは、ＸＹ平面に沿って延びている。また、側壁１１ｂは、矩形状（本実施形態では、一例として長方形状）の板状に形成されている。側壁１１ｂは、底壁１１ａの短手方向（Ｘ方向）の端部に接続され、底壁１１ａと交叉する方向（本実施形態では一例として直交する方向、ＹＺ平面）に沿って延びている。二つの側壁１１ｂは、車両１の幅方向（Ｘ方向）に相互に対向し、相互に並行して（本実施形態では、一例として平行に）設けられている。また、端壁１１ｃは、矩形状（例えば長方形状）の板状に形成され、底壁１１ａならびに側壁１１ｂの長手方向（Ｙ方向）の端部に接続されている。端壁１１ｃは、底壁１１ａと交叉する方向（本実施形態では一例として直交する方向、ＸＺ平面）に沿って延びている。二つの端壁１１ｃは、車両１の進行方向（Ｙ方向）に相互に対向し、相互に並行して（本実施形態では、一例として平行に）設けられている。また、天壁１１ｄは、矩形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。天壁１１ｄは、側壁１１ｂおよび端壁１１ｃの上端部に接続され、側壁１１ｂおよび端壁１１ｃと交叉する方向（本実施形態では一例として直交する方向、ＸＹ平面）に沿って延びている。底壁１１ａと天壁１１ｄとは、車両１の上下方向（Ｚ方向）に相互に対向し、相互に並行して（本実施形態では、一例として平行に）設けられている。

また、本実施形態では、一例として、図３〜６に示されるように、筐体１１には、外側から内側に向けて凹んだ凹部１５が設けられている。凹部１５は、車両１の幅方向（Ｘ方向）の外側に面した側壁１１ｂ側に設けられる。凹部１５は、幅方向の外側から内側に向けて凹んでいる。すなわち、凹部１５は、車両１の幅方向の外側および上側に開放された直方体状の空間（キャビティ）として構成されている。筐体１１の、凹部１５を形成する部分は、図３に示されるように、奥壁１５ａと、端壁１５ｂ，１５ｃと、底壁１５ｄとを有している。奥壁１５ａ（壁部、側壁、縦壁、外壁部）は、矩形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。奥壁１５ａは、ＹＺ平面に沿って延びている。また、端壁１５ｂ，１５ｃ（壁部、側壁、縦壁、外壁部）は、矩形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。端壁１５ｂ，１５ｃは、ＸＺ平面に沿って延びている。二つの端壁１５ｂ，１５ｃは、車両１の進行方向（Ｙ方向）に相互に対向し、相互に並行して（本実施形態では、一例として平行に）設けられている。また、底壁１５ｄ（壁部、横壁、外壁部）は、矩形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。底壁１５ｄは、ＸＹ平面に沿って延びている。この凹部１５には、パイプ１７ｃの一部ならびにフィン１７ｄが収容されている。

また、本実施形態では、一例として、図３〜６に示されるように、筐体１１の内部空間は、隔壁１１ｅ（壁部、縦壁、内壁部）によって、複数（本実施形態では、一例として二つ）の室１６ａ，１６ｂに分けられている。本実施形態では、一例として、第一室１６ａには、半導体素子１４を含む電力変換装置１２が収容され、第二室１６ｂには、蓄電池１３が収容されている。隔壁１１ｅは、ＸＺ平面に沿って延びている。隔壁１１ｅは、第一室１６ａと第二室１６ｂとを、Ｙ方向、すなわち車両１の進行方向に隔てている。また、図５に示されるように、第一室１６ａは、凹部１５とＸ方向に隣接して（第二領域１６ａ２よりも）幅が狭い第一領域１６ａ１と、この第一領域１６ａ１の第二室１６ｂとは反対側に位置されて（第一領域１６ａ１よりも）幅が広い第二領域１６ａ２と、を有している。第二室１６ｂの幅は第一室１６ａの第二領域１６ａ２の幅とほぼ同じで、第一領域１６ａ１の幅より広い。第一領域１６ａ１の幅は、凹部１５が凹んでいる分だけ、第二領域１６ａ２および第二室１６ｂの幅より狭い。また、図３，５に示されるように、凹部１５の端壁１５ｂ，１５ｃは、凹部１５と第一室１６ａまたは第二室１６ｂとを、Ｙ方向、すなわち車両１の進行方向に隔てている。

また、本実施形態では、一例として、図５に示されるように、第一室１６ａの第一領域１６ａ１には、第一支持部１７ａと第二支持部１７ｂとが設けられている。第一支持部１７ａは、矩形状の板状に構成され、凹部１５の奥壁１５ａに沿って設けられている。第二支持部１７ｂは、矩形状の板状に構成され、第一領域１６ａ１内で、第一支持部１７ａからＸＺ平面に沿って突出している。半導体素子１４は、第二支持部１７ｂに取り付けられている。

また、凹部１５の奥壁１５ａからは、車両１の幅方向（Ｘ方向）に沿って、パイプ１７ｃ（ヒートパイプ）が、筐体１１の外に突出（露出）している。そして、このパイプ１７ｃに沿って、複数のフィン１７ｄが、並べられている。複数のフィン１７ｄは、矩形状（本実施形態では、一例として長方形状）かつ板状に形成され、パイプ１７ｃと交叉し（本実施形態では、一例として直交し）ＹＺ平面に沿った姿勢で設けられている。また、複数のフィン１７ｄは、一定の間隔（ピッチ）で、パイプ１７ｃに沿って重ねられている（配列されている）。パイプ１７ｃは、複数のフィン１７ｄを貫通するとともに、各フィン１７ｄと接続されている。このような構成において、隣接するフィン１７ｄ間には、ＹＺ平面に沿った隙間、すなわち、車両１の進行方向に沿って延びた隙間が形成される。そして、パイプ１７ｃならびにこのパイプ１７ｃに接続された複数のフィン１７ｄの列は、凹部１５の外まで延びている（露出している、突出している）。また、パイプ１７ｃは、筐体１１内（本実施形態では、一例として第一室１６ａ内）まで延びて、第一支持部１７ａを貫通し、第二支持部１７ｂ内を通っている。

そして、第一支持部１７ａおよび第二支持部１７ｂは、熱伝導性の比較的高い材料（例えば、金属材料等）を含んで構成されている。すなわち、第一支持部１７ａならびに第二支持部１７ｂは、半導体素子１４を支持する機能の他、半導体素子１４で生じた熱を伝達する経路としての機能も有している。さらに、パイプ１７ｃならびにフィン１７ｄも、熱伝導性の比較的高い材料（例えば、金属材料等）で構成されている。また、パイプ１７ｃ内には、熱を輸送する媒体（例えば、水等）が入れられている。すなわち、これらパイプ１７ｃならびにフィン１７ｄも、半導体素子１４で生じた熱を伝達する経路としての機能を有している。このような構成において、本実施形態では、一例として、第一支持部１７ａ、第二支持部１７ｂ、パイプ１７ｃ、およびフィン１７ｄは、半導体素子１４に熱的に接続され、半導体素子１４で生じた熱の伝達経路（放熱経路）として機能する。すなわち、本実施形態では、放熱部１７（放熱機構、冷却機構）は、一例として、第一支持部１７ａ、第二支持部１７ｂ、パイプ１７ｃ、およびフィン１７ｄを含む。

半導体素子１４で生じた熱は、第二支持部１７ｂや、第一支持部１７ａ、パイプ１７ｃ等を介してフィン１７ｄに伝達され、空気との熱交換や、周囲への熱の輻射によって、パイプ１７ｃおよびフィン１７ｄから放出される。放熱部１７のうち、凹部１５の外に突出した第二領域１７ｓは、車両１の走行に伴って生じる走行風が当たって冷却されやすい。なお、図１，３，４等に示されるように、パイプ１７ｃおよびフィン１７ｄは、カバー１８（覆部、覆部材）で覆われている。カバー１８には、スリット状あるいはメッシュ状の開口部１８ａ（貫通孔、穴、切欠等）が設けられている。すなわち、パイプ１７ｃおよびフィン１７ｄは、この開口部１８ａを通じて、カバー１８の外に露出している。なお、カバー１８は、筐体１１の外壁部の一部として構成することも可能である。その場合には、凹部１５を形成する各壁部は、内壁部に相当し、パイプ１７ｃおよびフィン１７ｄは、開口部１８ａを通じて筐体１１の外に露出する。

また、本実施形態では、一例として、図４，５に示されるように、第二室１６ｂには、電気部品としての蓄電池１３が収容されている。具体的に、蓄電池１３は、偏平な直方体状の外観を呈している。そして、本実施形態では、一例として、複数の蓄電池１３が、ＸＺ平面に沿った姿勢で、隙間をあけて、蓄電池１３の厚さ方向に（Ｙ方向）に重ねて並べられている。なお、蓄電池１３の形状や、姿勢、重なり方向は、種々に変更することができる。

そして、本実施形態では、一例として、図３，５に示されるように、第二室１６ｂには、複数（本実施形態では、一例として二つ）の開口部１９ａ，１９ｂが設けられている。開口部１９ａ，１９ｂは、第二室１６ｂの内部と外部とを通じる。また、開口部１９ａ，１９ｂは、互いに異なる位置に設けられている。具体的に、開口部１９ａ（第一開口部）は、凹部１５の端壁１５ｃに設けられ、フィン１７ｄに面している。また、開口部１９ａとは別の少なくとも一つの開口部１９ｂ（第二開口部）は、端壁１５ｃとは異なる端壁１１ｃ（第二壁部）に設けられている。開口部１９ｂは、開口部１９ａとはＹ方向（車両１の進行方向）の反対側に位置されるとともに、蓄電池１３に対して開口部１９ａの反対側に位置されている。また、開口部１９ａは、第二室１６ｂにおいて車両１の幅方向（Ｘ方向）の一方側（例えば、車両１の幅方向の外側）に寄せて位置されるのに対し、開口部１９ｂは、第二室１６ｂにおいて車両１の幅方向（Ｘ方向）の他方側（例えば、車両１の幅方向の内側）に寄せて位置されている。さらに、開口部１９ａは第二室１６ｂにおいて上側に寄せて位置されるのに対し、開口部１９ｂは、第二室１６ｂにおいて下側に寄せて位置される。

このように、第二室１６ｂには、二つの開口部１９ａ，１９ｂが、互いに異なる位置に設けられている。よって、例えば、車両１の走行などによって二つの開口部１９ａ，１９ｂでの圧力に差が生じる状況では、開口部１９ａ，１９ｂのうち一方が第二室１６ｂに空気を導入する導入口となり、他方が第二室１６ｂから空気を排出する排出口となる。ここで、図３，５から明らかなように、開口部１９ａは、凹部１５内に設けられたフィン１７ｄ、すなわち、放熱部１７のうち凹部１５内に位置された第一領域１７ｆに面している。よって、本実施形態によれば、一例としては、開口部１９ａ，１９ｂを通って第二室１６ｂを流れる空気流を、フィン１７ｄ（放熱部１７の領域１７ｆ）に作用させ、フィン１７ｄの放熱を促進することができる。本実施形態では、一例として、開口部１９ｂから第二室１６ｂを経て開口部１９ａから排出される空気流が形成される。この第二室１６ｂを流れる空気流は、蓄電池１３の冷却にも寄与している。よって、本実施形態によれば、一例としては、フィン１７ｄと蓄電池１３とをそれぞれ冷やす空気流が形成される場合に比べて、機器１０の構成が簡素化されやすく、フィン１７ｄと蓄電池１３とがより効率良く冷却されやすい。さらに、本実施形態では、一例として、二つの開口部１９ａ，１９ｂが、車両１の幅方向あるいは車両１の上下方向にずれて位置されている。よって、二つの開口部１９ａ，１９ｂの相互のずれがより小さい場合に比べて、蓄電池１３のより広い範囲が冷却されやすい。また、車両１の幅方向の外側の領域は、内側の領域に比べて、車両１の走行に伴う空気流（所謂走行風）の流速が高く、圧力が低くなりやすい。よって、開口部１９ａ，１９ｂのうち一方（本実施形態では、一例として開口部１９ａ）を他方（本実施形態では、一例として開口部１９ｂ）より車両１の幅方向の外側に位置させることで、他方から一方へ空気が流れやすい。

また、本実施形態では、一例として、図５に示されるように、凹部１５と第二室１６ｂとを通じる開口部１９ａには、第二室１６ｂから凹部１５に空気を送るファン２０が設けられている。よって、本実施形態によれば、一例としては、蓄電池１３の温度がフィン１７ｄの温度より低い場合に、蓄電池１３およびフィン１７ｄをより効率良く冷却することができる。なお、ファン２０は、電動ファンとして構成することが可能であり、図示されない制御部によって、オンオフを切り替える、すなわち、動作する（送風する）タイミングや期間を制御することができる。さらに、その場合、例えば、半導体素子１４、放熱部１７、蓄電池１３、凹部１５、および第二室１６ｂのうち少なくとも一つに設けられた温度センサ（例えばサーミスタ等、図示されず）の温度が所定値と同じかあるいは超えた場合に、ファン２０を動作させる構成とすることができる。

さらに、本実施形態では、一例として、図６に示されるように、フィン１７ｄ間の隙間の大きさが、フィン１７ｄの位置によって異なっている。具体的には、本実施形態では、一例として、第一領域１７ｆでのフィン１７ｄの間隔が、第二領域１７ｓでのフィン１７ｄの間隔より狭い。第一領域１７ｆには、開口部１９ａに面して凹部１５内に位置された複数のフィン１７ｄが含まれ、第二領域１７ｓには、凹部１５外に位置された複数のフィン１７ｄが含まれている。フィン１７ｄの間隔が狭いほど、単位体積あたりのフィン１７ｄの表面積、すなわち、放熱される部分の面積が増大する。よって、この点では、フィン１７ｄの間隔が狭いほど放熱性能は高まりやすい。一方、フィン１７ｄの間隔が狭いほど、空気抵抗が増大し、フィン１７ｄと熱交換する空気の流量が低下される。よって、この点では、フィン１７ｄの間隔が狭いほど放熱性能は低くなりやすい。ここで、本実施形態にかかる構成では、一例として、開口部１９ａに面したこと、あるいはさらにファン２０が設けられたことによって、開口部１９ａに面した第一領域１７ｆで所要の空気の流量が確保されやすい。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一領域１７ｆでの冷却性能が向上されやすいとともに、第二領域１７ｓでの冷却性能の低下が抑制されやすいため、複数のフィン１７ｄの全体として、冷却性能が増大されやすい。すなわち、本実施形態によれば、一例としては、局所的な空気の流量（流速）に応じて、場所によってフィン１７ｄの間隔を異ならせることで、放熱部１７による放熱効果が高まりやすい。なお、フィン１７ｄの間隔の大きさは、実験結果等に応じて適宜に設定可能である。また、本実施形態で例示されたフィン１７ｄの間隔の場所による差異は、あくまで一例であって、車両１が使用される状況や、機器１０の構成等に応じて、種々に変更することが可能である。

以上、説明したように、本実施形態では、第一開口部及び第二開口部を設けることで、半導体素子及びその他の電気部品への冷却性を向上することが可能な鉄道車両用機器を提供することが可能となっている。また、一例として、筐体１１に、放熱部１７に面して第二室１６ｂの内部と外部とを通じる開口部１９ａと、当該開口部１９ａとは異なる位置に位置され第二室１６ｂの内部と外部とを通じる開口部１９ｂと、が設けられた。よって、本実施形態によれば、一例としては、開口部１９ａ，１９ｂを設けたことで形成される第二室１６ｂを流れる空気流を利用して放熱部１７を冷却することができる。よって、一例としては、フィン１７ｄと蓄電池１３とがそれぞれ別の空気流で冷やされる場合に比べて、機器１０をより簡素に構成できる。

また、本実施形態では、一例として、開口部１９ａを通じて第二室１６ｂから放熱部１７に空気を送るファン２０が設けられた。よって、本実施形態によれば、一例としては、フィン１７ｄならびに蓄電池１３がより冷却されやすい。また、本実施形態では、一例として、ファン２０がフィン１７ｄの冷却と蓄電池１３の冷却とでそれぞれ設けられた場合に比べて、機器１０をより簡素に構成できる。また、本実施形態では、一例として、凹部１５に臨む開口部１９ａにファン２０が設けられた。よって、本実施形態によれば、一例としては、放熱部１７に空気流をより強く作用させやすい。

また、本実施形態では、一例として、放熱部１７の少なくとも一部は、筐体１１の外側から内側に向けて凹んだ凹部１５に収容された。よって、本実施形態によれば、一例としては、放熱部１７の筐体１１外への突出量（張出量）を小さくすることができ、ひいては、機器１０をより小型に構成できる。また、一例としては、筐体１１外への突出量が比較的小さい構造にあっても、第二室１６ｂを流れる空気流を放熱部１７に作用させることができるため、所要の冷却性能が得られやすい。また、本実施形態によれば、一例としては、凹部１５には走行風が作用しにくいため、凹部１５内での空気流の向きと車両１の走行に伴う走行風の向きとが逆の場合にあっても、放熱部１７における空気流が走行風によって妨げられにくい。また、本実施形態では、一例として、端壁１５ｃに開口部１９ａが設けられた。よって、一例としては、第二室１６ｂを流れる空気流を放熱部１７に作用させる構成が、比較的簡素な構成として得られやすい。

また、本実施形態では、一例として、第二室１６ｂと凹部１５とが車両１の進行方向に隣接し、開口部１９ｂは、端壁１５ｃとは車両１の進行方向の反対側に位置された壁部１１ｃに設けられた。よって、本実施形態によれば、一例としては、車両１の走行によって、開口部１９ａ，１９ｂを通じて第二室１６ｂを流れる空気流がより強まりやすい。よって、一例としては、フィン１７ｄならびに蓄電池１３がより冷却されやすい。

また、本実施形態では、一例として、開口部１９ａは、第二室１６ｂでの車両１の幅方向の一方側に位置され、開口部１９ｂは、第二室１６ｂでの車両１の幅方向の他方側に位置された。よって、本実施形態によれば、一例としては、蓄電池１３がより広い範囲で冷却されやすくなる。また、一例としては、開口部１９ａと開口部１９ｂとが離れる分、車両１の走行時における開口部１９ａと開口部１９ｂとの圧力差がより大きくなりやすい。よって、一例としては、フィン１７ｄならびに蓄電池１３がより冷却されやすい。

また、本実施形態では、一例として、放熱部１７は、開口部１９ａに面し第一間隔で複数のフィン１７ｄが並行した第一領域１７ｆと、当該第一領域１７ｆより車両１の幅方向の外側で第一間隔より大きい（広い）第二間隔で複数のフィン１７ｄが並行した第二領域１７ｓと、を有した。よって、本実施形態によれば、一例としては、放熱部１７から熱が放出されやすい。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、一例として、図７，８に示されるように、凹部１５の、開口部１９ａが設けられた壁部１５ｃとは反対側に位置された端壁１５ｂ（第三壁部）が、傾斜面１５ｅ（面）を有している。傾斜面１５ｅは、凹部１５の開放側に向かうにつれて開口部１９ａから遠ざかる方向に延びている（沿っている）。すなわち、傾斜面１５ｅを設けたことにより、奥側（奥壁１５ａ側）から開放側（側壁１１ｂ側）に向かうにつれて、凹部１５の断面積が拡大している。よって、本実施形態によれば、一例としては、開口部１９ａから凹部１５へ流入した空気流が、凹部１５の外へ排出されやすくなる。すなわち、本実施形態によれば、凹部１５における端壁１５ｂによる空気抵抗が低減されるため、一例としては、凹部１５を流れる空気流の流量がより増大しやすく、ひいては、放熱部１７からより熱が放出されやすい。

さらに、本実施形態では、一例として、複数のフィン１７ｄの開口部１９ａに近い列１７Ａと、複数のフィン１７ｄの開口部１９ａから遠い側の列１７Ｂとで、フィン１７ｄの配列が互いに異なっている。具体的には、列１７Ｂでは、より狭い間隔で並べられたフィン１７ｄの第一領域１７ｆの範囲が、列１７Ａよりも広く（長く）、放熱部１７の突出側へより拡大されている。開口部１９ａから凹部１５に流入した空気流は、開口部１９ａ側からその反対側（端壁１５ｂ側、図８では左側）へ向けて流れるとともに、凹部１５の奥側から開放側（図８では下側）へ向けても流れる。また、傾斜面１５ｅが設けられた場合には、凹部１５を流れる上述した空気流の流量がより多くなりやすい。よって、列１７Ａの第一領域１７ｆを通過した空気流は、列１７Ｂのより広い第一領域１７ｆを通過することができる。よって、本実施形態によれば、一例としては、放熱部１７から熱がより一層放出されやすい。なお、上述した構成以外は、上記第１実施形態と同様であるため、本実施形態にかかる筐体１１Ａを有した機器１０Ａによっても、上記第１実施形態にかかる筐体１１を有した機器１０と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、一例として、図９，１０に示されるように、凹部１５の下方に、第二室１６ｂと通じた通路１６ｃが設けられ、この通路１６ｃと凹部１５とを隔てる底壁１５ｄに、開口部１９ａが設けられている。そして、この開口部１９ａに、ファン２０が設けられている。よって、本実施形態によれば、一例としては、凹部１５において、下方から上方へ向かう空気流を形成することができる。加熱された空気は上方へ向かう。よって、本実施形態によれば、一例としては、凹部１５内で空気流の流量が増大されやすい。よって、一例としては、放熱部１７から熱がより一層放出されやすい。

さらに、本実施形態では、一例として、図１０に示されるように、第二室１６ｂ内には、蓄電池１３を支持する支持部２１が設けられている。具体的に、支持部２１は、底壁２１ａと側壁２１ｂとを有する。底壁２１ａは、矩形状の板状に形成され、ＸＹ平面に沿っている。また、底壁２１ａには、開口部２１ｃ（貫通孔や切欠等、本実施形態では、一例として貫通孔）が設けられている。開口部２１ｃは、通気口として機能することができる。側壁２１ｂは、底壁２１ａの、車両１の進行方向両側の端部に設けられている。側壁２１ｂは、底壁２１ａと交叉する方向（本実施形態では、一例として直交方向、ＸＺ平面）に沿っている。また、第二室１６ｂには、支持部２１を移動可能に支持する可動支持部２２が設けられている。可動支持部２２は、本実施形態では、一例として、二つの側壁２１ｂをそれぞれ支持するローラとして構成されている。可動支持部２２の回動により、支持部２１は、第二室１６ｂ内の位置（図９，１０に示される位置）と、第二室１６ｂから車両１の幅方向外側に出た第二室１６ｂ外の位置（図示されず）との間で移動可能である。この場合、端壁１１ｃには、開閉可能な蓋（図示されず）が設けられる。蓋が開放されることで、筐体１１Ｂの外に蓄電池１３を取り出して、点検や交換等のメンテナンスを行うことができる。なお、上述した構成以外は、上記第１実施形態と同様であるため、本実施形態にかかる筐体１１Ｂを有した機器１０Ｂによっても、上記第１実施形態にかかる筐体１１を有した機器１０と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、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、組み合わせ、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ともに、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。

例えば、上記実施形態にかかる機器は、いずれもファンを有したが、ファンを有しない構成とすることができる。また、第二室に収容される電気部品は、蓄電池以外の、例えば、ＩＧＢＴや、回路基板、フィルタコンデンサ、制御ユニット等、種々の部品でありうる。また、傾斜面（面）は、凹部の開口部側の端壁に設けてもよいし、凹部の底壁に設けてもよい。また、傾斜面（面）は、曲面を含んでもよい。また、空気流の流れ方向は逆であってもよい。また、本発明は、上記各実施形態の技術的特徴を、適宜に部分的に組み合わせたり置換したりして、実施することができる。また、各構成要素のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１…車両、２…車室、１０，１０Ａ，１０Ｂ…機器（鉄道車両用機器）、１１，１１Ａ，１１Ｂ…筐体、１１ｃ…端壁（第二壁部）、１３…蓄電池（電気部品）、１４…半導体素子、１５…凹部、１５ｂ…端壁（第三壁部）、１５ｃ…端壁（壁部）、１５ｅ…傾斜面１５ｅ（面）、１６ａ…第一室、１６ａ１…第一領域、１６ａ２…第二領域、１６ｂ…第二室、１７…放熱部、１９ａ…開口部（第一開口部）、１９ｂ…開口部（第二開口部）、２０…ファン。

Claims (7)

1. 車両の車室外に位置され、半導体素子が収容された第一室と、
   電気部品が収容された第二室と、
   前記第一室と前記第二室が設けられた筐体と、
   前記筐体外に露出され、前記半導体素子に接続された放熱部と、
   を備え、
   前記筐体に、前記放熱部に面して前記第二室の内部と外部とを通じる第一開口部と、当該第一開口部とは異なる位置に位置され前記第二室の内部と外部とを通じる第二開口部と、が設けられた、鉄道車両用機器。
2. 前記第一開口部を通じて前記第二室から前記放熱部に空気を送るファンを備えた、請求項１に記載の鉄道車両用機器。
3. 前記放熱部の少なくとも一部は、前記筐体の外側から内側に向けて凹んだ凹部に収容され、
   前記筐体は、前記第二室と前記凹部とを隔てる壁部を有し、
   前記第一開口部は、前記壁部に設けられた、請求項１または２に記載の鉄道車両用機器。
4. 前記第二室と前記凹部とは前記車両の進行方向に隣接し、
   前記第二開口部は、前記第二室の前記壁部とは前記進行方向の反対側に位置された第二壁部に設けられた、請求項３に記載の鉄道車両用機器。
5. 前記第一開口部は、前記第二室での前記車両の幅方向の一方側に位置され、前記第二開口部は、前記第二室での前記車両の幅方向の他方側に位置された、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の鉄道車両用機器。
6. 前記放熱部は、互いに並行して前記車両の進行方向に沿って設けられた複数のフィンを含むとともに、前記第一開口部に面し第一間隔で前記複数のフィンが並行した第一領域と、当該第一領域より前記車両の幅方向の外側で前記第一間隔より大きい第二間隔で前記複数のフィンが並行した第二領域と、を有した、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の鉄道車両用機器。
7. 前記凹部の前記壁部とは前記進行方向の反対側に位置された第三壁部に、前記凹部の奥側から開放側に向かうにつれて前記第一開口部から遠ざかる面が設けられた、請求項３に記載の鉄道車両用機器。

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