JP5474265B2 - 車両用床下装置の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の床下に設置された装置を冷却する車両用床下装置の冷却装置に関するものである。

鉄道車両の車両床下に設置された車両床下装置は、車両停止時には自然空冷、車両走行時には走行風を利用して冷却される。したがって、車両床下装置の高効率冷却を行うためには、自然空冷の気流を妨げず、かつ走行風を効率良く取り入れることができる構造が必要となる。

例えば、特許文献１には、風を効率良く取り入れるためのガイドを用いたリアクトルの冷却方法が示されている。また、特許文献２には、Ｕ字型冷却管を用いた冷却器において、Ｕ字型冷却管の周囲に導風板を設けることが示されている。

実開昭５５−４７７４９号公報 特開平１１−１８９１５３号公報

しかしながら、特許文献１では冷却対象となる円筒巻線の外周が覆われているため圧力損失が大きくなり、かえって通風量が減少して冷却性能が低減する、という問題がある。さらに、この冷却方法では、冷却対象となる円筒巻線の外周が覆われているために、車両停止時における冷却効率が非常に悪い。

また、特許文献２では、ほとんどの走行風がＵ字型冷却管の貫通部に流れてしまい、冷却管には走行風が流れない、という問題がある。また、この貫通部に導風体を設置すると圧力損失が大きくなり、ますます冷却管に走行風が流れなくなる。さらに、この導風体の取付け状態では、車両停止時のＵ字冷却管の下側から上側へと流れる自然対流による流れを阻害するため、車両停止時の冷却能力は低下する。加えて、一般的にこのような床下に配置する冷却器には飛び石等から冷却器を保護するためのカバーを設けるが、本公報には図示されていない。仮に本公報の冷却器にもカバーが設けられている場合には、一般的に、カバーと冷却器の間には部品加工精度等による公差によって隙間ができ、カバー内側に入った走行風の一部はこの隙間へ流れていき冷却性能が低減する、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の床下に設置された冷却装置へ効率良く走行風を取り込むことができ、冷却能力に優れた車両用床下装置の冷却装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる車両用床下装置の冷却装置は、車両の床下に配置され、前記車両の走行により発生する走行風を冷却風として用いて前記車両の床下に配置された床下装置を冷却する車両用床下装置の冷却装置であって、裏面側に前記床下装置が取り付けられたベース板と、前記ベース板の正面側に取り付けられて前記床下装置から前記ベース板を介して伝導された熱を放熱する放熱部と、前記走行風を流入可能かつ流入した走行風を流出可能な側面開口部を前記車両の走行方向と面する両側面に有し、該両側面を接続する面として上面と正面側の面と下面とを有するとともに前記上面と下面とのそれぞれに通風用開口部を備えて前記放熱部を囲うカバーと、前記カバーの内部における前記カバーの側面と対向する前記放熱部の外周面よりも前記側面側の側部隙間領域に、前記カバーの前記上面と前記放熱部との隙間領域の少なくとも一部、前記下面と前記放熱部との隙間領域の少なくとも一部、および前記正面側の面と前記放熱部との隙間領域の少なくとも一部を塞いで前記側面開口部から流入する走行風を前記放熱部へ導き、前記走行方向において前記放熱部の上下を完全に覆わない形状または前記放熱部の外周面を部分的に覆う形状の誘導板を有すること、を特徴とする。

本発明によれば、車両の床下に設置された冷却装置へ効率良く走行風を取り込むことができ、電子機器等の被冷却部材の高効率冷却が可能な冷却能力に優れた車両用床下装置の冷却装置が得られる、という効果を奏する。

図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す斜視図である。 図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−１における線分Ａ−Ａに沿った縦断面図である。 図１−３は、本発明の実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−１における線分Ｂ−Ｂに沿った縦断面図である。 図１−４は、本発明の実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−１における線分Ｃ−Ｃに沿った横断面図である。 図２−１は、従来の車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す斜視図である。 図２−２は、従来の車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図２−１における線分Ｄ−Ｄに沿った縦断面図である。 図２−３は、従来の車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図２−１における線分Ｅ−Ｅに沿った縦断面図である。 図２−４は、従来の車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図２−１における線分Ｆ−Ｆに沿った横断面図である。 図３−１は、本発明の実施の形態２にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−３に対応する縦断面図である。 図３−２は、本発明の実施の形態２にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−４に対応する横断面図である。 図４−１は、本発明の実施の形態３にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−３に対応する縦断面図である。 図４−２は、本発明の実施の形態３にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−４に対応する横断面図である。 図５−１は、本発明の実施の形態４にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−２に対応する縦断面図である。 図５−２は、本発明の実施の形態４にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−４に対応する横断面図である。 図６は、本発明の実施の形態５にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−２に対応する縦断面図である。 図７は、本発明の実施の形態６にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−２に対応する縦断面図である。 図８−１は、本発明にかかる誘導板の変形例を示す図であり、図１−３に対応する縦断面図である。 図８−２は、本発明にかかる誘導板の変形例を示す図であり、図１−３に対応する縦断面図である。 図９−１は、本発明にかかる誘導板の変形例を示す図であり、図１−３に対応する縦断面図である。 図９−２は、本発明にかかる誘導板の変形例を示す図であり、図１−３に対応する縦断面図である。

以下に、本発明にかかる車両用床下装置の冷却装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。

実施の形態１．
図１−１〜図１−４は、本発明の実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１の概略構成を示す図であり、図１−１は斜視図、図１−２は図１−１における線分Ａ−Ａに沿った縦断面図、図１−３は図１−１における線分Ｂ−Ｂに沿った縦断面図、図１−４は図１−１における線分Ｃ−Ｃに沿った横断面図である。車両用床下装置の冷却装置１は、車両の床下に配置され、車両の走行により発生する走行風を冷却風として用いて車両の床下に配置された床下装置を冷却する車両用床下装置の冷却装置である。

実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１では、導熱板であるベース板３の裏面側に被冷却部材である床下装置として電子部品４が取り付けられ、該ベース板３の正面（電子部品４が取り付けられた側と反対側の面）側に放熱部である冷却器２が取り付けられている。また、ベース板３の正面側において、冷却器２を覆ってカバー５が取付けられている。

冷却器２は、ベース板３の正面側に突出して設けられた複数の熱伝導用バー２ｂと、熱伝導用バー２ｂに固定された略長方形状の平板状の複数のフィン２ａとを有する。熱伝導用バー２ｂは、ベース板３の他面側において、ベース板３の面方向と所定の角度を有して突出した状態で、マトリックス状に配置されている。フィン２ａは、ベース板３の配列に対応して設けられた複数の貫通孔を有し、該貫通孔に熱伝導用バー２ｂが挿入されて、主面がベース板３の面方向と所定の角度を有した斜めの状態で、かつ熱伝導用バー２ｂの延在方向において所定の間隔をおいて固定されている。フィン２ａおよび熱伝導用バー２ｂは、熱伝導率の高い材料により構成される。

カバー５における一方および他方の側面には、略マトリックス状に配置された複数の開口部を有する側面開口部５ａが設けられている。側面開口部５ａは、リブ６により複数の領域に分割されている。カバー５における正面には、略マトリックス状に配置された複数の開口部を有する正面開口部５ｂが設けられている。正面開口部５ｂは、リブ６により複数の領域に分割されている。また、カバー５における正面には、部分的に大きな大開口部５ｃが設けられている。ここでは、カバー５において、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）と略垂直に配置される面を側面と呼び、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）と略平行であってベース板３と反対側の面を正面と呼ぶ。

また、カバー５における上面には、略マトリックス状に配置された複数の開口部を有する上面開口部５ｄが設けられている。上面開口部５ｄは、リブ６により複数の領域に分割されている。カバー５における正面の下部は、下方に下がるにつれてベース板３方向に傾斜した傾斜面とされ、該傾斜面には略マトリックス状に配置された複数の開口部を有する斜面開口部５ｅが設けられている。斜面開口部５ｅは、リブ６により複数の領域に分割されている。カバー５における下面には、略マトリックス状に配置された複数の開口部を有する下面開口部５ｆが設けられている。下面開口部５ｆは、図示しないリブにより複数の領域に分割されている。このような車両用床下装置の冷却装置１は、図示しない取り付け部材を介して鉄道車両の床下に固定される。

車両用床下装置の冷却装置１は、車両の走行により発生する走行風の一部を冷却風として用いて、電子部品４を冷却する。このため、車両の走行方向における両側面に上述した側面開口部５ａを有する。そして、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）においてその前方側の側面開口部５ａが車両用床下装置の冷却装置１に冷却風を導入する吸気口、その後方側の側面開口部５ａが車両用床下装置の冷却装置１に導入された冷却風を排出する排気口となる。

このように構成された車両用床下装置の冷却装置１における冷却動作について説明する。電子部品４で発生した熱は、ベース板を介して伝導されて冷却器２に輸送される。すなわち、電子部品４で発生した熱は、ベース板３、熱伝導用バー２ｂを介してフィン２ａまで輸送される。このため、冷却器２の温度は通常、外気温度より高くなっている。冷却器２の内部には複数のフィン２ａが形成されているため、冷却器２の内部を空気（冷却風）が通り抜けることでフィン２ａと空気との間で熱交換が行なわれる。なお、フィン２ａの形態は特に平板状に限定するものではない。さらに、フィン２ａの材料としてはアルミニウムが一般に使用されるが、熱伝導率の高い材料であれば特に限定されるものではない。

車両の走行時は、吸気口となる側面開口部５ａから導入された冷却風が、冷却器２に導かれてベース板３に取付けられたフィン２ａと熱伝導用バー２ｂとを冷却した後、排気口となる側面開口部５ａより排出される。また、車両の走行方向が変われば冷却風の流れも逆方向になり、吸気口と排気口との定義も逆になる。

一方、車両の停止時には走行風が無くなるが、この場合にはカバー５の下面の下面開口部５ｆから車両用床下装置の冷却装置１内の冷却器２を通過してカバー５の上面の上面開口部５ｄから空気が外部に流れる自然風１２による自然空冷によりフィン２ａと熱伝導用バー２ｂとが冷却される。

一般的に、カバーと冷却器の間には部品加工精度等による公差によって隙間が生じている。この場合、車両の走行時に吸気口となる側面開口部５ａから車両用床下装置の冷却装置１内に導入された走行風９（走行風９ａまたは走行風９ｂ）のうち、一部は冷却器２へ向かう冷却風である主流１０（主流１０ａまたは主流１０ｂ）となるが、それ以外はカバー５において両側面を接続する面と冷却器２との隙間領域へバイパスして流れていくバイパス流となる。図中の矢印の方向は各風の流れ方向を示している。

すなわち、車両の走行方向が走行方向８ａである場合は、走行風は車両の走行方向８ａとは逆向きの走行風９ａ、冷却器２へ向かう冷却風は車両の走行方向８ａとは逆向きの主流１０ａ、バイパス流は車両の走行方向８ａとは逆向きに流れていくバイパス流となる。車両の走行方向が走行方向８ｂである場合は、走行風は車両の走行方向８ｂとは逆向きの走行風９ｂ、冷却器２へ向かう冷却風は車両の走行方向８ｂとは逆向きの主流１０ｂ、バイパス流は車両の走行方向８ｂとは逆向きに流れていくバイパス流となる。そして、このようなバイパス流が発生している場合は、冷却風の風量が低減するため、フィン２ａと熱伝導用バー２ｂとを冷却する冷却性能が低減する。

そこで、実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１では、吸気口となるカバー５の側面近傍における側面と冷却器２との間の側部隙間領域に誘導板７が取り付けられている。誘導板７は、カバー５の両側面近傍において、カバー５において両側面を接続する面と冷却器２との隙間領域の少なくとも一部を塞いで側面開口部５ａから流入する走行風を冷却器２へ導く。

車両用床下装置の冷却装置１では、誘導板７は、カバー５において両側面を接続する面（カバー５の上面、正面側の面、下面）と冷却器２との隙間領域のうち、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）と垂直な面内における裏面側（ベース板３側）を除いた領域を塞ぐように略コ字状に設けられている。すなわち、誘導板７は、側部隙間領域のうち上方側、正面側、下方側に配置された略コ字状の形状を有する。誘導板７の冷却器２側の一端は、冷却器２の外周部における側面開口部５ａ側の角部近傍に接続されている。誘導板７の側面側の他端は、走行風を効率良く利用するために側面における側面開口部５ａの最外周のうち裏面側を除いた方向に沿ってカバー５の側面に接続されている。

このような誘導板７は、カバー５の側面と冷却器２との間を直線的に結び、また、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）においては、冷却器２を完全に覆わない形状とされる。実施の形態１においては、誘導板７とベース板３との間に隙間は無いほうが好ましいが、フィンピッチ程度の隙間があってもかまわない。

このような誘導板７を備える車両用床下装置の冷却装置１では、カバー５の側面と冷却器２との間の側部隙間領域近傍の走行風が誘導板７に導かれて、カバー５の上面、正面側の面または下面と冷却器２との隙間領域へバイパスすることなく冷却器２へ流れる。このため、車両の走行時に側面開口部５ａから取り入れた走行風の大半は、カバー５の上面、正面側の面または下面と冷却器２との間の隙間領域へバイパスすることなく冷却器２へ流れるため、冷却風の風量が増加する。これにより、フィン２ａと熱伝導用バー２ｂとを効率良く冷却して電子部品４を効率良く冷却することができる。ここでは、誘導板７は略コ字状に設けられているが、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）に垂直な面内において、カバー５の上面、正面側の面または下面と冷却器２との隙間領域の少なくとも一部を誘導板７で塞ぐことにより上記の効果が得られる。ただし、十分な効果を得るためには、誘導板７を極力広く配置することが好ましい。

また、誘導板７は冷却器２を完全に覆っておらず、冷却器２の上下面は誘導板７により覆われていない。このため、誘導板７がカバー５の下面からカバー５の上面へと流れる気流を妨げることは無く、車両の停止時における自然風１２による冷却器２の自然空冷を妨げることは無い。したがって、誘導板７は、車両停止時の冷却能力を阻害しない。

このように構成された誘導板７は、車両用床下装置の冷却装置１の作製において、あらかじめカバー５に取り付けてから冷却器２に固定することが可能であり、取り付けが容易である。また、カバー５にあらかじめ誘導板７を固定する構造にすることで、カバー５と誘導板７の間には一切隙間を作らない構造にでき、効率良く走行風を誘導できる。

ここで、比較のため従来の車両用床下装置の冷却装置の形態について説明する。図２−１〜図２−４は、従来の車両用床下装置の冷却装置１０１の概略構成を示す図であり、図２−１は斜視図（図１−１に対応）、図２−２は図２−１における線分Ｄ−Ｄに沿った縦断面図（図１−２に対応）、図２−３は図２−１における線分Ｅ−Ｅに沿った縦断面図（図１−３に対応）、図２−４は図２−１における線分Ｆ−Ｆに沿った横断面図（図１−４に対応）である。

従来の車両用床下装置の冷却装置の構造は、誘導板７を備えないこと以外は基本的に実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１と同じである。すなわち、図において冷却装置１０１、フィン１０２ａ、熱伝導用バー１０２ｂ、冷却器１０２、ベース板１０３、電子部品１０４、カバー１０５は、それぞれ車両用床下装置の冷却装置１における冷却装置１、フィン２ａ、熱伝導用バー２ｂ、冷却器２、ベース板３、電子部品４、カバー５に対応する。側面開口部１０５ａ、正面開口部１０５ｂ、大開口部１０５ｃ、上面開口部１０５ｄ、斜面開口部１０５ｅ、下面開口部１０５ｆ、リブ１０６は、それぞれ車両用床下装置の冷却装置１における側面開口部５ａ、正面開口部５ｂ、大開口部５ｃ、上面開口部５ｄ、斜面開口部５ｅ、下面開口部５ｆ、リブ６に対応する。走行方向１０８ａ、走行方向１０８ｂ、走行風１０９ａ、走行風１０９ｂ、主流１１０ａ、主流１１０ｂは、それぞれ車両用床下装置の冷却装置１における走行方向８ａ、走行方向８ｂ、走行風９ａ、走行風９ｂ、主流１０ａ、主流１０ｂに対応する。

このように構成された車両用床下装置の冷却装置１０１における冷却動作について説明する。電子部品１０４で発生した熱は冷却器１０２に輸送される。すなわち、電子部品１０４で発生した熱は、ベース板１０３、熱伝導用バー１０２ｂを介してフィン１０２ａまで輸送される。このため、冷却器１０２の温度は通常、外気温度より高くなっている。冷却器１０２の内部には複数のフィン１０２ａが形成されているため、冷却器１０２の内部を空気（冷却風）が通り抜けることでフィン１０２ａと空気との間で熱交換が行なわれる。

車両の走行時は、吸気口となる側面開口部１０５ａから導入された冷却風が、冷却器１０２に導かれてベース板１０３に取付けられたフィン１０２ａと熱伝導用バー１０２ｂとを冷却した後、排気口となる側面開口部１０５ａより排出される。また、車両の走行方向が変われば冷却風の流れも逆方向になり、吸気口と排気口との定義も逆になる。

一方、車両の停止時には走行風が無くなるが、この場合にはカバー１０５の下面の下面開口部１０５ｆから車両用床下装置の冷却装置１０１内の冷却器１０２を通過してカバー１０５の上面の上面開口部１０５ｄから空気が外部に流れる自然風１１２による自然空冷によりフィン１０２ａと熱伝導用バー１０２ｂとが冷却される。

一般的に、カバーと冷却器の間には部品加工精度等による公差によって隙間が生じている。この場合、車両の走行時に吸気口となる側面開口部１０５ａから車両用床下装置の冷却装置１０１内に導入された走行風１０９（走行風１０９ａまたは走行風１０９ｂ）のうち、一部は冷却器１０２へ向かう冷却風である主流１１０（主流１１０ａまたは主流１１０ｂ）となるが、それ以外はカバー１０５において両側面を接続する面と冷却器１０２との隙間領域へバイパスして流れていくバイパス流１１１（バイパス流１１１ａまたはバイパス流１１１ｂ）となる。

すなわち、車両の走行方向が走行方向１０８ａである場合は、走行風は車両の走行方向１０８ａとは逆向きの走行風１０９ａ、冷却器１０２へ向かう冷却風は車両の走行方向１０８ａとは逆向きの主流１１０ａ、バイパス流は車両の走行方向１０８ａとは逆向きでカバー１０５において両側面を接続する面と冷却器１０２との隙間領域へバイパスして流れていくバイパス流１１１ａとなる。車両の走行方向が走行方向１０８ｂである場合は、走行風は車両の走行方向１０８ｂとは逆向きの走行風１０９ｂ、冷却器１０２へ向かう冷却風は車両の走行方向１０８ｂとは逆向きの主流１１０ｂ、バイパス流は車両の走行方向１０８ｂとは逆向きでカバー１０５において両側面を接続する面と冷却器１０２との隙間領域へバイパスして流れていくバイパス流１１１ｂとなる。なお、図中の矢印の方向は各風の流れ方向を示している。

このようなバイパス流が発生している場合は、冷却風の風量が低減するため、フィン１０２ａと熱伝導用バー１０２ｂとを冷却する冷却性能が低減する。

しかしながら、実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１では、上述した誘導板７を備えることにより、カバー５において両側面を接続する面と冷却器２との隙間領域へバイパスして流れていくバイパス流の発生が抑制、防止され、車両の走行時に側面開口部５ａから取り入れた走行風の大半は、カバー５において両側面を接続する面と冷却器２との隙間領域へバイパスすることなく冷却器２へ流れるため、冷却風の風量が増加する。これにより、フィン２ａと熱伝導用バー２ｂとを効率良く冷却して電子部品４を効率良く冷却することができる。

したがって、実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１によれば、車両の床下に設置された冷却器２へ効率良く走行風を取り込むことができ、車両の走行時および停車時ともに電子部品４を効率良く冷却することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１の変形例について説明する。実施の形態２にかかる車両用床下装置の冷却装置は、誘導板７の形状のみが実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１と異なるため、誘導板７についてのみ説明し、その他の説明は省略する。図３−１および図３−２は、本発明の実施の形態２にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図３−１は図１−３に対応する縦断面図、図３−２は図１−４に対応する横断面図である。

実施の形態２にかかる車両用床下装置の冷却装置では、誘導板７は、カバー５と冷却器２との隙間領域およびベース板３と冷却器２との隙間領域のうち、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）に垂直な面（図３−１参照）においてベース板３側を含めた全方向を塞ぐように略ロ字状の誘導板７が取り付けられている。すなわち、誘導板７は、側部隙間領域のうち上方側、正面側、下方側、裏面側に配置された略ロ字状の形状を有する。誘導板７の冷却器２側の一端は、冷却器２の外周部における側面開口部５ａ側の角部近傍に接続されている。誘導板７の側面側の他端は、走行風を効率良く利用するために側面における側面開口部５ａの最外周に沿って側面開口部５ａを囲んでカバー５の側面に接続されている。このような誘導板７は、カバー５の側面と冷却器２との間を直線的に結び、また、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）においては、冷却器２を完全に覆わない形状とされる。

このように構成された誘導板７は、車両用床下装置の冷却装置の作製において、あらかじめフィン２ａに取り付け、その後、冷却器２を覆うようにカバー５を固定することが可能であり、取り付けが容易である。また、フィン２ａにあらかじめ誘導板７を固定する構造にすることで、冷却器２と誘導板７の間には一切隙間を作らない構造にでき、効率良く走行風を誘導できる。

このような誘導板７を備える実施の形態２にかかる車両用床下装置の冷却装置では、カバー５の側面と冷却器２との間の隙間領域において、車両の走行方向に垂直な面におけるベース板３側を含めた全方向（全周）を塞ぐことにより、車両の走行時に側面開口部５ａから取り入れた走行風は冷却器２とカバー５との間の隙間領域およびベース板３と冷却器２との隙間領域へバイパスすることなく全て冷却器２へ流れるため、実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１に比べて冷却風の風量がさらに増加する。

したがって、実施の形態２にかかる車両用床下装置の冷却装置によれば、電子部品４をより効率良く冷却することができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１の変形例について説明する。実施の形態３にかかる車両用床下装置の冷却装置は、誘導板７の形状のみが実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１と異なるため、誘導板７についてのみ説明し、その他の説明は省略する。図４−１および図４−２は、本発明の実施の形態３にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図４−１は図１−３に対応する縦断面図、図４−２は図１−４に対応する横断面図である。

実施の形態３にかかる車両用床下装置の冷却装置では、カバー５の側面と冷却器２との間の側面隙間領域に、実施の形態１で説明した略コ字状の誘導板７が設けられ、さらに補助誘導板７ａが取り付けられている。補助誘導板７ａは、ベース板３と冷却器２との隙間領域を塞ぐように取り付けられている。この誘導板７および補助誘導板７ａは、カバー５の側面と冷却器２との間を直線的に結び、また、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）においては、冷却器２を完全に覆わない形状とされる。

このような構成は、車両用床下装置の冷却装置の作製において、誘導板７をあらかじめカバー５に取り付け、補助誘導板７ａをあらかじめベース板３または冷却器２に取り付け、その後、冷却器２を覆うようにカバー５を固定することで形成可能であり、作製が容易である。

このような誘導板７および補助誘導板７ａを備える実施の形態３にかかる車両用床下装置の冷却装置では、カバー５の側面と冷却器２との間の側部隙間領域において、車両の走行方向に垂直な面におけるベース板３側を含めた全方向（全周）を塞ぐことにより、車両の走行時に側面開口部５ａから取り入れた走行風は冷却器２とカバー５との間の隙間領域およびベース板３と冷却器２との隙間領域へバイパスすることなく全て冷却器２へ流れるため、実施の形態１にかかる車両用床下装置の冷却装置１に比べて冷却風の風量がさらに増加する。

したがって、実施の形態３にかかる車両用床下装置の冷却装置によれば、電子部品４をより効率良く冷却することができる。

なお、略コ字状の誘導板７と補助誘導板７ａとの間は、部品加工精度等による公差により隙間が発生するが、隙間はより小さくすることが好ましく、無くすことがより好ましい。

実施の形態４．
実施の形態４では、実施の形態１〜３にかかる車両用床下装置の冷却装置の変形例について説明する。実施の形態４にかかる車両用床下装置の冷却装置は、誘導板７の形状のみが実施の形態１〜３にかかる車両用床下装置の冷却装置と異なるため、誘導板７についてのみ説明し、その他の説明は省略する。図５−１および図５−２は、本発明の実施の形態４にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図５−１は図１−２に対応する縦断面図、図５−２は図１−４に対応する横断面図である。なお、図５−１および図５−２では、実施の形態２に対する変形例について示している。

実施の形態４にかかる車両用床下装置の冷却装置では、誘導板７は、カバー５の側面と冷却器２との間をなだらかな曲線的に結び、また、車両の走行方向（走行方向８ａまたは走行方向８ｂ）においては、冷却器２を完全に覆わない形状とされる。このような構造によれば、側面開口部５ａと冷却器２との間の走行風（冷却風）の流れを緩やかに変化させることができ、誘導板７の剥離の抑制や圧力損失の抑制の効果が得られる。

したがって、実施の形態４にかかる車両用床下装置の冷却装置によれば、電子部品４を効率良く冷却することができるとともに、誘導板７や補助誘導板７ａの剥離の抑制や圧力損失の抑制の効果が得られる。

なお、図５−１および図５−２では、実施の形態２に対する変形例について示しているが、実施の形態１および実施の形態３の誘導板７と補助誘導板７ａにも同様に適用可能である。すなわち、カバー５の側面と冷却器２との間をなだらかな曲線的に結ぶ形状は、実施の形態１のように略コ字状の誘導板７、実施の形態２のように略ロ字状の誘導板７、実施の形態３のように略コ字状の誘導板７および補助誘導板７ａ、のいずれにも適用可能である。

実施の形態５．
実施の形態５では、実施の形態１〜３にかかる車両用床下装置の冷却装置の変形例について説明する。実施の形態５にかかる車両用床下装置の冷却装置は、誘導板７の形状のみが実施の形態１〜３にかかる車両用床下装置の冷却装置と異なるため、誘導板７についてのみ説明し、その他の説明は省略する。図６は、本発明の実施の形態５にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−２に対応する縦断面図である。なお、図６では、実施の形態２に対する変形例について示している。

実施の形態５にかかる車両用床下装置の冷却装置では、誘導板７は、カバー５の側面と冷却器２との間の側部隙間領域から冷却器２のフィン２ａにおける車両の走行方向に沿った外周面を略覆って延在した延在部７ｂを有し、フィン２ａの外周面の一部を覆う形状とされる。誘導板７がフィン２ａの外周面を覆う長さ（列車の走行方向）によっては、延在部７ｂにおいて、冷却器２の正面側以外の３面に沿う部分には、開口部として穴１３やスリットを設ける。

通常、車両の走行時の冷却風は、一部が冷却器２の上側や下側から抜けていく。一方、このような構造によれば、このように冷却器２の上側や下側、正面側から抜けていく冷却風の発生を抑制することができ、電子部品４をより効率良く冷却することができる。

また、誘導板７における、冷却器２の正面側以外の３面に沿う部分に穴１３やスリットを設けることにより、誘導板７が冷却器２の下面から冷却器２の上面へと流れる気流を妨げることは無く、車両の停止時における自然風１２による冷却器２の自然空冷を妨げることは無い。したがって、誘導板７は、車両停止時の冷却能力を阻害しない。なお、自然風１２による冷却器２の自然空冷を阻害しない程度の長さを延在部７ｂが覆う場合や、自然空冷を阻害しても冷却能力が十分ある場合は、穴１３等を設けなくてもよい。

したがって、実施の形態５にかかる車両用床下装置の冷却装置によれば、電子部品４をより効率良く冷却することができる。

なお、図６では、実施の形態２に対する変形例について示しているが、実施の形態１および実施の形態３の形態に延在部７ｂを適用してもよい。ただし、冷却器２のベース板３側から冷却風が抜けていくことはないため、ベース板３側の誘導板７や補助誘導板７ａには延在部７ｂは不要である。

実施の形態６．
実施の形態６では、実施の形態５にかかる車両用床下装置の冷却装置の変形例について説明する。実施の形態６にかかる車両用床下装置の冷却装置は、誘導板７の形状のみが実施の形態５にかかる車両用床下装置の冷却装置と異なるため、誘導板７についてのみ説明し、その他の説明は省略する。図７は、本発明の実施の形態６にかかる車両用床下装置の冷却装置の概略構成を示す図であり、図１−２に対応する縦断面図である。

実施の形態６にかかる車両用床下装置の冷却装置では、誘導板７は、カバー５の側面と冷却器２との間をなだらかな曲線的に結ぶ形状とされる。このような構造によれば、側面開口部５ａと冷却器２との間の走行風（冷却風）の流れを緩やかに変化させることができ、誘導板７の剥離の抑制や圧力損失の抑制の効果が得られる。

したがって、実施の形態６にかかる車両用床下装置の冷却装置によれば、電子部品４をより効率良く冷却することができるとともに、誘導板７や補助誘導板７ａの剥離の抑制や圧力損失の抑制の効果が得られる。

なお、誘導板７は、実施の形態１のように略コ字状としてもよく、実施の形態２のように略ロ字状としてもよく、実施の形態３のように略コ字状の誘導板７と補助誘導板７ａとにより構成してもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記の実施の形態は一例を示したものであり、本発明は種々の形態を取り得る。例えばカバー５の形状について、上記の実施の形態において示したカバー５の形状は一例である。カバー５の形状としては、例えば網目状の開口部が不規則に並んだ形態、開口部の形状が矩形ではなく円形の開口部である形態、誘導板７に設ける穴の数を図示したものよりさらに増やした形態等を取り得る。

冷却器２で冷却する対象である被冷却部材について、上記の電子部品４は一例である。被冷却部材は、電子部品以外の発熱部品や非発熱の被冷却部品であってもよく、被冷却部材の形状の制限は無い。

誘導板７は、フィン２ａ、ベース板３等、固定ができればどこに取付けてもよい。誘導板７は、ネジ、ボルト、リベット等の締結部品で固定してもよく、接着剤を用いて固定してもよく、また溶接により固定してもよい。

冷却器２のフィン２ａの枚数は、十分な冷却能力が得られれば何枚でもよい。また、フィン２ａの高さ（大きさ）は、全て同じでもよく、配置方向において段階的に変えてもよい。

熱伝導用バー２ｂの代わりにヒートパイプを用いてもよく、これらはどちらか一方のみを用いてもよく、混合して用いてもよい。また、これらの配列は、規則的であってもよく、不規則であってもよい。

また、上記の実施の形態１〜６では、車両の走行方向に垂直な面方向における誘導板７の形状を冷却器２の外形形状に略沿う形状としているが、例えば図８−１および図８−２に示すように、フィン２ａを覆いつつカバー５の外形形状に略沿う形状に、さらに簡略化した形状で設置してもよく、図９−１および図９−２に示すようにさらに冷却器２の外形形状に略沿う形状にしてもよい。図８−１および図８−２は、誘導板７の変形例を示す図であり、図１−３に対応する縦断面図である。図８−１は補助誘導板７ａが無い場合を示し、図８−２は補助誘導板７ａがある場合を示している。図９−１および図９−２は、誘導板７の変形例を示す図であり、図１−３に対応する縦断面図である。図９−１は補助誘導板７ａが無い場合を示し、図９−２は補助誘導板７ａがある場合を示している。

また、いずれの実施の形態においても、誘導板７と、フィン２ａまたは熱伝導用バー２ｂまたはカバー５との間は、隙間が無いほうが好ましいが、フィンピッチ程度までの隙間であればあってもかまわない。

以上のように、本発明にかかる車両用床下装置の冷却装置は、車両の床下に設置された被冷却部材の高効率冷却の実現に有用である。

１ 冷却装置、２ 冷却器、２ａ フィン、２ｂ 熱伝導用バー、３ ベース板、４ 電子部品、５ カバー、５ａ 側面開口部、５ｂ 正面開口部、５ｃ 大開口部、５ｄ 上面開口部、５ｅ 斜面開口部、５ｆ 下面開口部、６ リブ、７ 誘導板、７ａ 補助誘導板、７ｂ 延在部、８ａ 走行方向、８ｂ 走行方向、９ 走行風、９ａ 走行風、９ｂ 走行風、１０ 主流、１０ａ 主流、１０ｂ 主流、１２ 自然風、１３ 穴、１０１ 冷却装置、１０２ａ フィン、１０２ｂ 熱伝導用バー、１０２ 冷却器、１０３ ベース板、１０４ 電子部品、１０５ カバー、１０５ａ 側面開口部、１０５ｂ 正面開口部、１０５ｃ 大開口部、１０５ｄ 上面開口部、１０５ｅ 斜面開口部、１０５ｆ 下面開口部、１０６ リブ、１０８ａ 走行方向、１０８ｂ 走行方向、１０９ 走行風、１０９ａ 走行風、１０９ｂ 走行風、１１０ 主流、１１０ａ 主流、１１０ｂ 主流、１１１ バイパス流、１１１ａ バイパス流、１１１ｂ バイパス流、１１２ 自然風。

Claims (11)

1. 車両の床下に配置され、前記車両の走行により発生する走行風を冷却風として用いて前記車両の床下に配置された床下装置を冷却する車両用床下装置の冷却装置であって、
   裏面側に前記床下装置が取り付けられたベース板と、
   前記ベース板の正面側に取り付けられて前記床下装置から前記ベース板を介して伝導された熱を放熱する放熱部と、
   前記走行風を流入可能かつ流入した走行風を流出可能な側面開口部を前記車両の走行方向と面する両側面に有し、該両側面を接続する面として上面と正面側の面と下面とを有するとともに前記上面と下面とのそれぞれに通風用開口部を備えて前記放熱部を囲うカバーと、
   前記カバーの内部における前記カバーの側面と対向する前記放熱部の外周面よりも前記側面側の側部隙間領域に、前記カバーの前記上面と前記放熱部との隙間領域の少なくとも一部、前記下面と前記放熱部との隙間領域の少なくとも一部、および前記正面側の面と前記放熱部との隙間領域の少なくとも一部を塞いで前記側面開口部から流入する走行風を前記放熱部へ導き、前記走行方向において前記放熱部の上下を完全に覆わない形状または前記放熱部の外周面を部分的に覆う形状の誘導板を有すること、
   を特徴とする車両用床下装置の冷却装置。
2. 前記誘導板は、前記放熱部の外周部における前記側面開口部側の角部に接続されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の車両用床下装置の冷却装置。
3. 前記誘導板は、前記側面開口部を囲んで前記カバーの側面に接続されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の車両用床下装置の冷却装置。
4. 前記誘導板は、前記隙間領域のうち前記走行方向と垂直な面内における裏面側を除いた領域を塞いで配置されること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用床下装置の冷却装置。
5. 前記誘導板が、前記側部隙間領域のうち正面側および正面側と交差する２方向側に配置されたコ字状の形状を有すること、
   を特徴とする請求項４に記載の車両用床下装置の冷却装置。
6. 前記誘導板の前記側面側の端部は、前記側面における前記側面開口部の最外周のうち裏面側を除いた方向に沿って前記側面開口部を囲んで配置されていること、
   を特徴とする請求項５に記載の車両用床下装置の冷却装置。
7. 前記誘導板は、前記隙間領域のうち前記走行方向と垂直な面内における全ての領域を塞いで配置されること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用床下装置の冷却装置。
8. 前記誘導板は、前記側部隙間領域のうち正面側、裏面側および正面側と交差する２方向側に配置されたロ字状の形状を有すること、
   を特徴とする請求項７に記載の車両用床下装置の冷却装置。
9. 前記誘導板の前記側面側の端部は、前記側面における前記側面開口部の最外周に沿って前記側面開口部を囲んで配置されていること、
   を特徴とする請求項８に記載の車両用床下装置の冷却装置。
10. 前記誘導板は、前記放熱部における前記走行方向に沿った面の一部を覆って設けられた延在部を有し、前記延在部は、一部に開口部を有すること、
    を特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の車両用床下装置の冷却装置。
11. 前記誘導板は、なだらかな曲線状に形成されていること、
    を特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の車両用床下装置の冷却装置。