JP6081091B2 - 鉄道車両用制御装置 - Google Patents

Description

この発明の実施形態は、鉄道車両用の制御装置に関する。

鉄道車両には、制御装置として、例えば、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ、あるいは、直流電圧を３相の交流電圧に変換するインバータ等の電力変換装置が搭載されている。一般に、このような電力変換装置は、ＩＧＢＴ等の大容量の半導体スイッチング素子やダイオード等の複数の半導体素子と、これらに熱的に接続された冷却器と、を備えている。そして、冷却器に冷却風を送風することによって冷却を行っている。

鉄道車両の床下に配置され、１群で１台車分の三相交流モータ２個を駆動する電力変換用半導体素子回路を有するインバータユニットを２群有するＶＶＶＦ方式の鉄道車両用制御装置は、片方の車側面に２つのインバータユニットが並んで配置されている。

このような制御装置によれば、インバータユニットを取外す場合には片方の車側面のみからアクセスが可能となり、インバータユニットのメインテナンス性に優れている。また、ヒートパイプのように装置の車側面より突出するような構造を有するインバータユニットの場合は、突出構造が片方の車側面に集中するため、突出部も含めた外形寸法が複雑化しない。

特開２００３−４８５３３公報

しかし、上記構成の制御装置の場合、装置の中で大きな重量比率を占めるインバータユニットが装置片側に偏って配置されるため、装置全体の重心位置が偏り、筐体の機械的強度を増す必要がある。

ヒートパイプのように装置車側面より突出したフィンに走行風を取り込むことによって半導体素子を冷却する方式の場合、風下に配置されたヒートパイプを、風上のヒートパイプによって暖められた走行風によって冷やす必要がある。そのため、インバータユニットの１群配置に比較して、風下側に位置するインバータユニットの冷却性能を増す必要がある。その結果、ヒートパイプの本数やフィンの放熱面積を増加させる、もしくは冷却器の半導体素子取付部をアルミではなく銅にして熱伝導率を向上される等の対応が必要となる。これにより、インバータユニットの外形及び重量が増加する。以上の理由により、制御装置の外形、質量が増加してしまう。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その課題はインバータユニットの冷却を確保しながら、小型、軽量化を図ることが可能である鉄道車両用の制御装置を提供することにある。

実施形態によれば、鉄道車両用制御装置は、鉄道車両の床下に設置され、天井壁および底壁、前記鉄道車両の走行方向に延びる一対の側壁、並びに、走行方向と直交する方向に延びる一対の側壁を有する箱状の筐体と、それぞれ電動機を駆動する電力変換用の半導体素子回路と半導体素子を冷却する冷却器とを有する第１インバータユニットおよび第２インバータユニットと、を備え、
前記第１および第２インバータユニットは、前記筐体内で筐体の中心位置に対して対角位置に配置され、前記第１および第２インバータユニットの冷却器は、前記筐体外側に突出するように設けられている。前記第１インバータユニットに接続された複数の第１主回路出力配線および複数の第１主回路入力配線と、前記第２インバータユニットに接続された複数の第２主回路出力配線および複数の第２主回路入力配線と、を備えている。前記第１および第２主回路出力配線と艤装配線との接続部位は、前記筐体の第１および第２インバータユニットに直近の側壁に配置され、前記第１および第２主回路入力配線は、前記筐体内で前記第１および第２主回路出力配線と交差しない位置に配置されている。さらに、前記第１および第２インバータユニットの半導体素子回路のスイッチングを制御する制御ユニットと、前記制御ユニットを前記第１および第２インバータユニットに接続するゲート配線と、を備え、前記制御ユニットは、前記筐体内で前記第１あるいは第２インバータユニットと並んで配置され、前記第１および第２主回路入力配線は、前記筐体の中心に対して前記制御ユニットと対角位置にある収容室内に主に配置されている。

図１は、第１の実施形態に係る鉄道車両用の制御装置を示す斜視図。 図２は、前記制御装置を鉄道車両の床下に設置した状態を示す制御装置の断面図。 図３は、前記制御装置を上方から見た内部構造を示す平面図。 図４は、第２の実施形態に係る鉄道車両用の制御装置を上方から見た内部構造を示す平面図。 図５は、第３の実施形態に係る鉄道車両用の制御装置を上方から見た内部構造を示す平面図。 図６は、第３の実施形態に係る制御装置の配線パネルを示す平面図。 図７は、前記配線パネルの取付け工程を示す制御装置の側面図。

以下、図面を参照しながら、種々の実施形態に係る鉄道車両用の制御装置について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る鉄道車両用の制御装置１０を示す斜視図、図２は、制御装置を鉄道車両の床下に設置した状態を示す制御装置の断面図、図３は、制御装置を上方から見た内部構造を示す平面図である。

図１ないし図３に示すように、制御装置１０は、例えば、直流電力を交流電力に変換して３相交流の電動機等に供給する電力変換装置として構成されている。制御装置１０は、矩形箱状のほぼ密閉された筐体２０、この筐体内に配置された複数、例えば、２つの第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂ、筐体内に配設された制御ユニット３２、および筐体内に配設された高圧回路ユニット３４等を備えている。

筐体２０は、矩形状の天井壁２０ａおよび底壁２０ｂ、鉄道車両４０の走行方向Ａに沿って延びる一対の側壁２０ｃ、２０ｄ、並びに、走行方向Ａと直交する方向（枕木方向）に延びる一対の側壁２０ｅ、２０ｆを有し、金属板により構成されている。本実施形態において、筐体２０内に仕切り壁２１が設けられ、この仕切り壁は、側壁２０ｃ、２０ｄと直交して、かつ、筐体のほぼ中心（重心）Ｃを通って延び、側壁２０ｃ、２０ｄ間に設けられている。この仕切り壁２１により、筐体２０内は、第１機器室２４ａと第２機器室２４ｂとに仕切られている。

天井壁２０ａには、複数、例えば、６つの吊り耳２２が固定されている。これらの吊り耳２２は、天井壁２０ａの両側縁に沿って、３つずつ並んで設けられている。

制御装置１０の筐体２０は、複数の吊り耳２２により鉄道車両４０の床下に艤装され、筐体２０の天井壁２０ａは、鉄道車両４０の床下に隙間を置いて対向し、また、底壁２０ｂは、レールあるいは地面側と隙間を置いて対向する。また、側壁２０ｃないし２０ｆは、地面に対して、ほぼ垂直に延びた状態となる。

第１インバータユニット３０ａは、１群で１台車分の三相交流電動機２個を駆動する電力変換用のインバータ回路（半導体素子回路、主回路）を構成する複数の半導体素子３６およびコンデンサ３７と、これらの半導体素子３６を冷却する冷却器３８と、を備えている。複数の半導体素子３６は、例えば、低損失半導体素子であるＳｉＣ素子、あるいは、ＩＧＢＴ(insulated gate bipolar transistor)、ＧＴＯ等の自己消弧型半導体素子からなり、例えば、ＳｉＣ素子と、このＳｉＣ素子に逆並列に接続されたダイオードとがモジュール化されている。

冷却器３８は、伝熱性の高い材料、例えば、アルミニウムにより形成された受熱ブロック４１と、この受熱ブロックに立設された多数の放熱フィン４２と、を有している。複数の半導体素子３６は、受熱ブロック４１の受熱面上に実装されている。

第２インバータユニット３０ｂは、第１インバータユニット３０ａと同様に構成され、１群で１台車分の三相交流電動機２個を駆動する電力変換用のインバータ回路と、インバータ回路を構成する半導体素子３６を冷却する冷却器３８ｂと、を備えている。冷却器３８ｂは、半導体素子が実装された受熱ブロック４１と、この受熱ブロックに立設された多数の放熱フィン４２と、を有している。そして、第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂにより、ＶＶＶＦ方式の電力変換装置を構成している。

第１インバータユニット３０ａおよび第２インバータユニット３０ｂは、筐体２０内において、筐体の中心Ｃに対して、対角位置に配置されている。本実施形態において、第１インバータユニット３０ａは、第１機器室２４ａにおいて、側壁２０ｃ側の領域に配置され、また、第２インバータユニット３０ｂは、第２機器室２４ｂにおいて、側壁２０ｄ側の領域に配置されている。これにより、第１インバータユニット３０ａおよび第２インバータユニット３０ｂは、矩形状の筐体２０内に置いて、対角位置関係にある２つの角部内に配置されている。

第１インバータユニット３０ａの冷却器３８ａは、側壁２０ｃ側に位置し、放熱フィン４２は、側壁２０ｃから外側に突出し、外部に露出している。第２インバータユニット３０ｂの冷却器３８ｂは、反対側の側壁２０ｄ側に位置し、放熱フィン４２は、側壁２０ｄから外側に突出し、外部に露出している。

本実施形態において、制御ユニット３２および高圧回路ユニット３４は、筐体２０内において、筐体の中心Ｃに対して対角位置に配置されている。すなわち、制御ユニット３２は、第１機器室２４ａにおいて、側壁２０ｄ側の領域に配置され、また、高圧回路ユニット３４は、第２機器室２４ｂにおいて、側壁２０ｃ側の領域に配置されている。

なお、本実施形態では、筐体２０の側壁２０ｃにおいて、第２機器室２４ｂと対向する位置に、メインテナンス用の開口４４ａが形成されている。この開口４４ａは、脱着可能なカバー４６ａにより、覆われている。また、筐体２０の側壁２０ｄにおいて、第１機器室２４ａと対向する位置に、メインテナンス用の開口４４ｂが形成されている。この開口４４ｂは、脱着可能なカバー４６ｂにより、覆われている。

図２および図３に示すように、制御装置１０は、第１インバータユニット３０ａに接続された３本の第１主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗ、および２本の第１主回路入力配線Ｐ、Ｎと、第２インバータユニット３０ｂに接続された３本の第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗおよび２本の第２主回路入力配線Ｐ、Ｎと、を備えている。

第１主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗの一端は、第１インバータユニット３０ａに接続され、他端は、第１インバータユニット３０ａに最も近い側壁２０ｆに設けられた第１接続ターミナル（接続コネクタ）５０ａに接続されている。第１主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗは、第１接続ターミナル５０ａの位置で、鉄道車両４０側から延びる艤装配線にそれぞれ接続される。

第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗの一端は、第２インバータユニット３０ｂに接続され、他端は、第２インバータユニット３０ｂに最も近い側壁２０ｅに設けられた第２接続ターミナル（接続コネクタ）５０ｂに接続されている。第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗは、第２接続ターミナル５０ｂの位置で、鉄道車両４０側から延びる艤装配線にそれぞれ接続される。
第１および第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗは、筐体２０の天井壁２０ａの内面側に配置され、この天井壁に沿って引き回されている。

第１主回路入力配線Ｐ、Ｎの一端は、第１インバータユニット３０ａに接続され、他端は、側壁２０ｅに設けられた第３接続ターミナル（接続コネクタ）５０ｃに接続されている。第２主回路入力配線Ｐ、Ｎの一端は、第２インバータユニット３０ｂに接続され、他端は、側壁２０ｅに設けられた第３接続ターミナル（接続コネクタ）５０ｃに接続されている。これら第１および第２主回路入力配線Ｐ、Ｎは、筐体２０の天井壁２０ａの内面側に配置され、前記第１および第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗと筐体２０内で交差しない位置に引き回されている。
第１および第２主回路入力配線Ｐ、Ｎは、第３接続ターミナル５０ｃの位置で、鉄道車両４０側から延びる艤装配線にそれぞれ接続される。

制御ユニット３２は、ゲート配線５１ａ、５１ｂを介して、第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂに接続され、これらのゲート配線を通してゲート信号を出力することにより、第１および第２インバータユニットの半導体素子回路のスイッチングを制御する。ゲート配線５１ａ、５１ｂの一端は、制御ユニット３２に接続され、他端は、第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂにそれぞれ接続されている。

制御ユニット３２は、筐体２０内で第１あるいは第２インバータユニット３０ａ、３０ｂと並んで配置され、前述した第１および第２主回路入力配線Ｐ、Ｎは、筐体２０の中心ｃに対して制御ユニット３２と対角位置にある機器室領域内に主に配置されている。

以上のように構成された第１の実施形態に係る鉄道車両用の制御装置１０によれば、装置内で多くの重量比率を占める第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂが制御装置１０の中心Ｃ、ここでは、筐体２０の中心Ｃに対して対角位置に配置されるため、制御装置の重心位置を装置中央付近とすることができる。これにより、偏重心の装置と比較すると、制御装置１０の筐体２０の強度を必要以上に強化する必要がなくなり、軽量化が実現できる。

また、第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂの冷却器３８ａ、３８ｂは、筐体２０の対向する一対の側壁２０ｃ、２０ｄ側に設けられ、放熱フィン４２は、これら異なる側壁２０ｃ、２０ｄから外方に突出している。このように、筐体２０の側面に冷却器の放熱フィンを突出させ、走行風を取り込むことによって半導体素子３６を冷却する方式において、冷却器３８ａ、３８ｂを鉄道車両４０の走行方向に重なることなく、対向する異なる２つの側壁２０ｃ、２０ｄ側に設けることにより、従来の技術に対して風上の熱の煽りを風下が受ける、といったことが起きない。そのため、冷却器３８ａ、３８ｂの冷却性能を最適化することが可能となる。その結果、冷却器３８ａ、３８ｂおよび放熱フィン４２の小型化や、アルミブロックを用いた軽量化設計が可能となる。以上により、制御装置１０全体の小型、軽量化が実現できる。

第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂよりそれぞれ出力される三相交流電動機駆動用の第１および第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗと艤装配線との接続部位（第１接続ターミナル、第２接続ターミナル）は、筐体２０の側壁において、第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂに最も近い側壁２０ｅ、２０ｆの中央部にそれぞれ配置されている。これにより、第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂの第１および第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗの長さを極力短縮することが可能となり、装置内配線の短縮による軽量化が可能となる。

また、第１および第２主回路入力配線Ｐ、Ｎは、第１および第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗと筐体２０内で交差しないような位置に引き回され、装置内に接続されている。これにより、配線経路が最適化され、軽量化と共に、省スペース化による小型化が可能となる。更に、絶縁処理の簡略化を図ることができるとともに、損失を発生する主回路入力配線の短縮によって発生損失も低減させることが可能となる。

第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂの半導体素子３６のスイッチングを制御するためのゲートアンプを駆動するゲート配線５１ａ、５１ｂを有する制御ユニット３２は、筐体２０内で第１あるいは第２インバータユニット３０ａ、３０ｂと並んで配置され、第１および第２主回路入力配線Ｐ、Ｎは、筐体２０の中心Ｃに対して制御ユニット３２と対角位置にある機器室領域内に主に配置されている。制御ユニット３２は、筐体２０の側壁２０ｄ側からアクセスしやすい位置に配置された上で、第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂ間にそれぞれ接続されるゲート配線５１ａ、５１ｂを最短かつ同配線長にて接続することが可能となる。

これにより、主回路入力配線が設けられた機器室と制御ユニット３２を含む制御回路機器室が分離され、かつ制御ユニットから第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂへ接続されるゲート配線５１ａ、５１ｂを短縮することによってノイズ低減を図ることができる。これにより、ノイズ対策用コアの取り付が不要となり、用品削減による装置の小型、軽量化が可能となる。また、制御ユニット３２と各インバータユニット３０ａ、３０ｂ間の距離も同等にすることが可能となるため、ゲート配線５１ａ、５１ｂへのノイズの偏りも抑制することができる。

次に、他の実施形態に係る鉄道車両用の制御装置について説明する。
なお、以下に述べる他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に詳細に説明する。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る制御装置１０を上から見た平面図である。第２の実施形態によれば、制御装置１０は、第１インバータユニット３０ａに接続された３本の第１主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗ、および２本の第１主回路入力配線Ｐ、Ｎと、第２インバータユニット３０ｂに接続された３本の第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗおよび２本の第２主回路入力配線Ｐ、Ｎと、を備えている。

第１主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗの一端は、第１インバータユニット３０ａに接続され、他端は、第１インバータユニット３０ａに最も近い側壁２０ｆに設けられた第１接続ターミナル（接続コネクタ）５０ａに接続されている。第１主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗは、第１接続ターミナル５０ａの位置で、鉄道車両４０側から延びる艤装配線にそれぞれ接続される。

第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗの一端は、第２インバータユニット３０ｂに接続され、他端は、第２インバータユニット３０ｂに最も近い側壁２０ｅに設けられた第２接続ターミナル（接続コネクタ）５０ｂに接続されている。第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗは、第２接続ターミナル５０ｂの位置で、鉄道車両４０側から延びる艤装配線にそれぞれ接続される。
第１および第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗは、筐体２０の天井壁２０ａの内面側に配置され、この天井壁に沿って引き回されている。

第１主回路入力配線Ｐ、Ｎの一端は、第１インバータユニット３０ａに接続され、他端は、走行方向Ａに沿った筐体２０の側壁２０ｄに設けられた第３接続ターミナル（接続コネクタ）５０ｃに接続されている。第２主回路入力配線Ｐ、Ｎの一端は、第２インバータユニット３０ｂに接続され、他端は、第３接続ターミナル５０ｃに接続されている。これら第１および第２主回路入力配線Ｐ、Ｎは、筐体２０の天井壁２０ａの内面側に配置され、前記第１および第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗと筐体２０内で交差しない位置に引き回されている。第１および第２主回路入力配線Ｐ、Ｎは、第３接続ターミナル５０ｃの位置で、鉄道車両４０側から延びる艤装配線にそれぞれ接続される。

制御装置１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。そして、このように構成された第２の実施形態においても、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。

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る鉄道車両用の制御装置を上方から見た平面図、図６は、制御装置の配線パネルを示す平面図、図７は、配線パネルの取付け工程を示す制御装置の側面図である。

図５に示すように、第３の実施形態によれば、制御装置１０の筐体２０は、四畳半タイプの大きさに形成され、筐体内の機器室は、第１のインバータユニット３０ａが配置される第１機器室２４ａ、第２のインバータユニット３０ｂが配置される第２機器室２４ｂ、側壁２０ｃ側にて第１インバータユニット３０ａに隣接し高圧回路ユニット３４が配置される第３機器室（２つ以上の機器室でも良い。）２４ｃ、側壁２０ｄ側にて第２インバータユニット３０ｂと隣接し制御ユニット３２が配置される第４機器室（２つ以上の機器室でも良い。）２４ｄを有し、これに加えて、第１機器室と第４機器室の間に第５機器室２４ｅと、第２機器室と第３機器室の間に第６機器室２４ｆを有している。

第５、第６の機器室２４ｅ、２４ｆに隣接する側壁２０ｅ、２０ｆの中央部に、それぞれ第１および第２接続ターミナル５０ａ、５０ｂが設けられている。そして、第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂから出力される三相交流電動機駆動用の主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗは、第１および第２接続ターミナル５０ａ、５０ｂに接続されている。

また、第３の実施形態によれば、図５ないし図７に示すように、制御装置１０は、天井壁２０ａに取り付けられた第１配線パネル５２ａおよび第２配線パネル５２ｂを備えている。第１配線パネル５２ａは、矩形状に形成されている。この第１配線パネル上に、第１主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗの一部、および第１主回路入力配線Ｐ、Ｎの一部が予め配置され、各配線の両端部には、それぞれ接続導体５４が取り付けられている。同様に、第２配線パネル５２ｂは、矩形状に形成されている。この第２配線パネル上に、第２主回路出力配線ｕ、ｖ、ｗの一部、および第２主回路入力配線Ｐ、Ｎの一部が予め配置され、各配線の両端部には、それぞれ接続導体５４が取り付けられている。

第１配線パネル５２ａおよび第２配線パネル５２ｂは、第５機器室２４ｅおよび第６機器室２４ｆ内で、筐体２０の天井壁２０ａに取り付けられている。そして、第１および第２配線パネル５２ａ、５２ｂに対して、第１および第２インバータユニット３０ａ、３０ｂが、配線により接続され、更に、配線により、第１および第２接続ターミナル５０ａ、５０ｂが接続されている。

第１配線パネル５２ａ、５２ｂは、天井壁２０ａの内面に取り付けられている。また、図７に示すように、第１配線パネル５２ａ、５２ｂは、天井壁２０ａに形成された開口内に、天井壁の上方から取り付け可能に支持されていてもよい。第１配線パネル５２ａ、５２ｂは、天井壁２０ａの一部をそれぞれ構成する。
制御装置１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。

上記のように構成された第３の実施形態によれば、第１および第２配線パネル５２ａ、５２ｂに主回路入力配線および出力配線を予め接続しておき、これらの第１および第２配線パネル５２ａ、５２ｂを筐体２０内に組み込むことにより、筐体２０の底壁側より潜り込んでの組立作業を低減することが可能となり、組立て作業性が改善される。また、主回路出力配線および入力配線が交差しない最適化配線構成とすることにより、主回路出力配線および主回路入力配線を第５機器室および第６機器室の天井付近に集中させることが可能であり、主回路配線を極力短縮することができ、配線の重量低減を図ることが可能となる。

また、第１および第２配線パネル５２ａ、５２ｂを制御装置１０の上方より取付け可能な構造とすることにより、主な主回路配線を筐体２０の底壁２０ｂ側からのアクセス無しで取付け可能となり、さらに作業性が改善される。更に、第１および第２配線パネル５２ａ、５２ｂにより筐体２０の天井壁２０ａの一部を構成することにより、天井力バーの取付が不要となり、さらに作業性が改善される。
以上のことから、主回路配線の最適化による装置の小型、軽量化を図ることができるとともに、組立作業性が向上した制御装置１０が得られる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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、変更を行うことができ、また、上述した種々の実施形態を互いに組合わせて用いてもよい。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。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］鉄道車両の床下に設置される箱状の筐体と、それぞれ電動機を駆動する電力変換用の半導体素子回路と半導体素子を冷却する冷却器とを有する第１インバータユニットおよび第２インバータユニットと、を備え、前記第１および第２インバータユニットは、前記筐体内で筐体の中心位置に対して対角位置に配置され、前記第１および第２インバータユニットの冷却器は、前記筐体外側に突出するように設けられている鉄道車両用の制御装置。
［２］前記第１インバータユニットに接続された複数の第１主回路出力配線および複数の第１主回路入力配線と、前記第２インバータユニットに接続された複数の第２主回路出力配線および複数の第２主回路出力配線と、を備え、前記第１および第２主回路出力配線と艤装配線との接続部位は、前記筐体の第１および第２インバータユニットに直近の側壁に配置され、前記第１および第２主回路入力配線は、前記筐体内で前記第１および第２主回路出力配線と交差しない位置に配置されている［１］に記載の鉄道車両用の制御装置。
［３］前記第１および第２インバータユニットの半導体素子回路のスイッチングを制御する制御ユニットと、前記制御ユニットを前記第１および第２インバータユニットに接続するゲート配線と、を備え、前記制御ユニットは、前記筐体内で前記第１あるいは第２インバータユニットと並んで配置され、前記第１および第２主回路入力配線は、前記筐体の中心に対して前記制御ユニットと対角位置にある収容室内に主に配置されている［２］に記載の鉄道車両用の制御装置。
［４］前記筐体は、鉄道車両の床に対向する天井壁を有し、前記第１主回路入力配線および第１主回路出力配線の一部が形成された第１配線パネルと、前記第２主回路入力配線および第２主回路出力配線の一部が形成された第２配線パネルと、を備え、前記第１配線パネルおよび第２配線パネルは、前記筐体の天井壁に取り付けられている［２］又は［３］に記載の鉄道車両用の制御装置。
［５］前記第１配線パネルおよび第２配線パネルは、前記筐体の天井壁の一部をそれぞれ構成し、前記筐体の天井側から取り付け可能に支持されている［４］に記載の鉄道車両用の制御装置。
［６］前記筐体は、前記鉄道車両の走行方向に延びる一対の側壁を有し、前記第１インバータユニットの冷却器は、前記一方の側壁から外部に延出する複数の放熱フィンを有し、前記第２インバータユニットの冷却器は、他方の側壁から外部に露出する複数の放熱フィンを有している［１］ないし［５］のいずれか１に記載の鉄道車両用の制御装置。

１０…制御装置、２０…筐体、２０ａ…天井壁、２０ｂ…底壁、
２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ…側壁、３０ａ…第１インバータユニット、
３０ｂ…第２インバータユニット、３２…制御ユニット、３４…高圧回路ユニット、
３８ａ、３８ｂ…冷却器、４０…放熱ブロック、４２…放熱フィン、
５２ａ…第１配線パネル、５２ｂ…第２配線パネル、５４…接続導体

Claims (6)

1. 鉄道車両の床下に設置され、天井壁および底壁、前記鉄道車両の走行方向に延びる一対の側壁、並びに、走行方向と直交する方向に延びる一対の側壁を有する箱状の筐体と、
   それぞれ電動機を駆動する電力変換用の半導体素子回路と半導体素子を冷却する冷却器とを有する第１インバータユニットおよび第２インバータユニットと、を備え、
   前記第１および第２インバータユニットは、前記筐体内で筐体の中心位置に対して対角位置に配置され、前記第１および第２インバータユニットの冷却器は、前記筐体外側に突出するように設けられ、
   前記第１インバータユニットに接続された複数の第１主回路出力配線および複数の第１主回路入力配線と、前記第２インバータユニットに接続された複数の第２主回路出力配線および複数の第２主回路入力配線と、を備え、
   前記第１および第２主回路出力配線と艤装配線との接続部位は、前記筐体の第１および第２インバータユニットに直近の側壁に配置され、前記第１および第２主回路入力配線は、前記筐体内で前記第１および第２主回路出力配線と交差しない位置に配置されているとともに、
   前記第１および第２インバータユニットの半導体素子回路のスイッチングを制御する制御ユニットと、前記制御ユニットを前記第１および第２インバータユニットに接続するゲート配線と、を備え、
   前記制御ユニットは、前記筐体内で前記第１あるいは第２インバータユニットと並んで配置され、前記第１および第２主回路入力配線は、前記筐体の中心に対して前記制御ユニットと対角位置にある収容室内に主に配置されている鉄道車両用の制御装置。
2. 鉄道車両の床下に設置され、天井壁および底壁、前記鉄道車両の走行方向に延びる一対の側壁、並びに、走行方向と直交する方向に延びる一対の側壁を有する箱状の筐体と、
   それぞれ電動機を駆動する電力変換用の半導体素子回路と半導体素子を冷却する冷却器とを有する第１インバータユニットおよび第２インバータユニットと、を備え、
   前記第１および第２インバータユニットは、前記筐体内で筐体の中心位置に対して対角位置に配置され、前記第１および第２インバータユニットの冷却器は、前記筐体外側に突出するように設けられ、
   前記第１インバータユニットに接続された複数の第１主回路出力配線および複数の第１主回路入力配線と、前記第２インバータユニットに接続された複数の第２主回路出力配線および複数の第２主回路入力配線と、を備え、
   前記第１および第２主回路出力配線と艤装配線との接続部位は、前記筐体の第１および第２インバータユニットに直近の側壁に配置され、前記第１および第２主回路入力配線は、前記筐体内で前記第１および第２主回路出力配線と交差しない位置に配置されているとともに、
   前記第１および第２インバータユニットの半導体素子回路のスイッチングを制御する制御ユニットと、前記制御ユニットを前記第１および第２インバータユニットに接続するゲート配線と、を備え、
   前記制御ユニットは、前記筐体内で前記第１あるいは第２インバータユニットと並んで配置され、前記第１および第２主回路入力配線と艤装配線との接続部位は、前記走行方向に沿った前記筐体の側壁に配置されている鉄道車両用の制御装置。
3. 鉄道車両の床下に設置され、天井壁および底壁、前記鉄道車両の走行方向に延びる一対の側壁、並びに、走行方向と直交する方向に延びる一対の側壁を有する箱状の筐体と、
   それぞれ電動機を駆動する電力変換用の半導体素子回路と半導体素子を冷却する冷却器とを有する第１インバータユニットおよび第２インバータユニットと、を備え、
   前記第１および第２インバータユニットは、前記筐体内で筐体の中心位置に対して対角位置に配置され、前記第１および第２インバータユニットの冷却器は、前記筐体外側に突出するように設けられ、
   前記第１および第２インバータユニットの半導体素子回路のスイッチングを制御する制御ユニットを備え、
   前記制御ユニットは、前記筐体内で前記第１あるいは第２インバータユニットと並んで配置され、前記筐体の中心に対して前記制御ユニットと対角位置に高圧回路ユニットが配置されている鉄道車両用の制御装置。
4. 前記筐体は、鉄道車両の床に対向する天井壁を有し、
   前記第１主回路入力配線および第１主回路出力配線の一部が形成された第１配線パネルと、前記第２主回路入力配線および第２主回路出力配線の一部が形成された第２配線パネルと、を備え、
   前記第１配線パネルおよび第２配線パネルは、前記筐体の天井壁に取り付けられている請求項１〜３のいずれか１に記載の鉄道車両用の制御装置。
5. 前記第１配線パネルおよび第２配線パネルは、前記筐体の天井壁の一部をそれぞれ構成し、前記筐体の天井側から取り付け可能に支持されている請求項４に記載の鉄道車両用の制御装置。
6. 前記筐体は、前記鉄道車両の走行方向に延びる一対の側壁を有し、
   前記第１インバータユニットの冷却器は、前記一対の側壁のうちの一方の側壁から外部に延出する複数の放熱フィンを有し、
   前記第２インバータユニットの冷却器は、他方の側壁から外部に露出する複数の放熱フィンを有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の鉄道車両用の制御装置。

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