(57)【要約】【課題】複数の放熱フィンにより構成された冷却部の全体的な冷却性能（放熱性能）を向上させることが可能な鉄道車両用電力変換装置を提供する。【解決手段】この電力変換装置１００（鉄道車両用電力変換装置）は、鉄道車両１０の走行方向の一方側に走行方向に沿って延びるように配置され、鉄道車両１０に搭載された半導体装置２０の熱を放熱する放熱フィン３１と、走行方向の他方側でかつ放熱フィン３１に対して所定の間隔を隔てて走行方向に沿って延びるように配置され、半導体装置２０の熱を放熱する放熱フィン３２と、鉄道車両１０の走行時に、放熱フィン３１および３２以外の領域から空気（新鮮外気）を取り込むとともに取り込んだ空気を放熱フィン３１と放熱フィン３２との間の空間Ｓ（フィン間領域）に導くように空間Ｓ内まで延びる導風ダクト４０とを備える。【選択図】図２
2018100069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の走行方向の一方側に前記走行方向に沿って延びるように配置され、前記鉄道車両に搭載された電力変換装置本体の熱を放熱する第１放熱フィンと、
前記走行方向の他方側でかつ前記第１放熱フィンに対して所定の間隔を隔てて前記走行方向に沿って延びるように配置され、前記電力変換装置本体の熱を放熱する第２放熱フィンと、
前記鉄道車両の走行時に、前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィン以外の領域から空気を取り込むとともに取り込んだ空気を前記第１放熱フィンと前記第２放熱フィンとの間のフィン間領域に導くように前記フィン間領域内まで延びる導風ダクトと、を備える、鉄道車両用電力変換装置。
【請求項２】
前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィンの各々は、複数のフィン部分と、前記複数のフィン部分の根元部が接続され、前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィンの各々を前記電力変換装置本体の表面に固定するための基部とを含み、
前記導風ダクトは、前記フィン間領域内において、前記基部の突出高さ以下の突出高さを有して延びる通風路と、前記通風路における前記複数のフィン部分が配置された側の表面に開口して前記通風路内の空気を前記フィン間領域内の前記複数のフィン部分が形成された側に排出する排出口とを含む、請求項１に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項３】
前記通風路は、前記基部が固定される前記電力変換装置本体の表面に沿って取り付けられている、請求項２に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項４】
前記通風路は、前記フィン間領域内において、前記走行方向と直交する方向に沿って延びている、請求項２または３に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項５】
前記排出口は、前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィンの前記走行方向と直交する方向に沿った一方端近傍から他方端近傍に亘って、前記通風路に設けられている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項６】
前記排出口は、前記通風路の延びる方向に沿ってスリット状に延びている、請求項２〜５のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項７】
前記排出口は、前記通風路の延びる方向に沿って、１個または所定の間隔を隔てて複数設けられている、請求項２〜６のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項８】
前記排出口を介して前記フィン間領域内の前記複数のフィン部分が形成された側に排出された空気を前記第１放熱フィンまたは前記第２放熱フィンのいずれか一方の前記走行方向の端部に導くように構成された第１風向板をさらに備える、請求項２〜７のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項９】
前記導風ダクトは、前記フィン間領域よりも外側の領域から空気を取り込む取込口をさらに含み、
前記走行方向に沿って前記取込口から取り込まれた空気が前記通風路に導かれるとともに、前記通風路および前記排出口を介して前記フィン間領域内の前記複数のフィン部分が配置された側に排出されるように構成されている、請求項２〜８のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１０】
前記取込口は、前記鉄道車両が前記第１放熱フィンを前記走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第１取込口と、前記鉄道車両が前記第２放熱フィンを前記走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第２取込口とを有し、
前記導風ダクトは、前記走行方向に応じて前記第１取込口または前記第２取込口から取り込まれた空気を前記通風路に導くように構成された第２風向板をさらに含む、請求項９に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１１】
前記導風ダクトは、前記走行方向と直交する方向における前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィンの前記フィン間領域よりも一方側の領域から前記フィン間領域よりも他方側の領域に跨って設けられている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１２】
前記導風ダクトは、前記フィン間領域よりも外側の領域から空気を取り込む取込口をさらに含み、
前記取込口は、前記走行方向と直交する方向における前記フィン間領域よりも両外側方向に離間した領域に設けられている、請求項１１に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１３】
前記取込口は、前記フィン間領域よりも外側における前記電力変換装置本体の両側の表面に配置されており、
前記鉄道車両の走行時に、前記電力変換装置本体の前記両側の表面に沿って流れる空気が前記取込口を介して取り込まれるとともに前記取込口から取り込まれた空気が前記フィン間領域内において、前記複数のフィン部分の根元部が接続され、前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィンの各々を前記電力変換装置本体の表面に固定するための基部の突出高さ以下の突出高さを有して延びる通風路に導かれるように構成されている、請求項１２に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１４】
前記走行方向と直交する方向において、前記取込口の長さは、前記通風路の長さよりも大きい、請求項１３に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１５】
前記導風ダクトは、前記フィン間領域における前記走行方向と直交する方向に沿った中心線に対して前記走行方向に対称な形状を有している、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１６】
前記導風ダクトは、前記走行方向に沿った中心線に対して前記走行方向と直交する方向に対称な形状を有している、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１７】
前記通風路は、前記フィン間領域内において、前記走行方向と直交する枕木方向に沿って延びている、請求項２〜１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１８】
前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィンは、前記鉄道車両の床下空間に設置されるとともに、
前記導風ダクトは、前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィンが固定される前記電力変換装置本体の下面に沿って取り付けられており、
前記導風ダクトは、前記鉄道車両の走行時に、前記電力変換装置本体の下面近傍位置または下面よりも外側の位置で取り込んだ空気を前記フィン間領域に導くとともに、前記第１放熱フィンまたは前記第２放熱フィンのいずれか一方の前記走行方向の端部に排出するように構成されている、請求項１７に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項１９】
前記通風路は、前記フィン間領域内において、前記走行方向と直交する前記鉄道車両の上下方向に沿って延びている、請求項２〜１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項２０】
前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィンは、前記鉄道車両の床下空間に設置されるとともに、
前記導風ダクトは、前記第１放熱フィンおよび前記第２放熱フィンが固定される前記電力変換装置本体の側面に沿って取り付けられており、
前記導風ダクトは、前記鉄道車両の走行時に、前記電力変換装置本体の側面近傍位置または側面よりも外側の位置で取り込んだ空気を前記フィン間領域に導くとともに、前記第１放熱フィンまたは前記第２放熱フィンのいずれか一方の前記走行方向の端部に排出するように構成されている、請求項１９に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両用電力変換装置に関し、特に、走行時に鉄道車両に搭載された機器の熱を放熱する複数の放熱フィンを備えた鉄道車両用電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行時に鉄道車両に搭載された機器の熱を放熱する複数の放熱フィンを備えた鉄道車両用電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、鉄道車両の床下に設置される車両駆動用電力変換装置に使用される複数の冷却器（放熱フィン）を備えた鉄道車両用半導体冷却装置が開示されている。この特許文献１に記載の鉄道車両用半導体冷却装置では、車両の床下空間において、冷却器（放熱フィン）が車両の走行方向に沿って３個に分割された状態で電力変換装置の側面に水平方向に並べられて配置されている。また、この冷却器群は、多数の通気孔が設けられた保護カバーにより外側が覆われている。なお、保護カバーの内部には、各々の冷却器側に傾けられた導風板が設けられている。これにより、車両走行に伴う走行風が保護カバーの通気孔を介して取り込まれるとともに直接的またはその一部が導風板に沿って流されて各々の冷却器（放熱フィン）に供給されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４６９４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された鉄道車両用半導体冷却装置では、多数の通気孔を有する保護カバーの通気孔を介して取り込まれた走行風が導風板を介して個々の冷却器（放熱フィン）に供給される一方、個々の冷却器の配置関係や導風板の取付位置による保護カバー内の複雑な気流状態に起因して、保護カバー内に取り込まれた走行風の全てが各々の冷却器に供給されない状況も生じうると考えられる。そして、保護カバー内に取り込まれた空気の一部が冷却器との熱交換に用いられずに素通りして保護カバーの多数の通気孔を介して保護カバー外へ排出される状況下では、個々の冷却器への走行風の供給（導入）が不十分になるとともに、各冷却器の放熱性能を最大限に引き出すことができなくなる。このため、冷却器全体として見た場合の放熱性能が低下するという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、複数の放熱フィンにより構成された冷却部の全体的な冷却性能（放熱性能）を向上させることが可能な鉄道車両用電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の局面による鉄道車両用電力変換装置は、鉄道車両の走行方向の一方側に走行方向に沿って延びるように配置され、鉄道車両に搭載された電力変換装置本体の熱を放熱する第１放熱フィンと、走行方向の他方側でかつ第１放熱フィンに対して所定の間隔を隔てて走行方向に沿って延びるように配置され、電力変換装置本体の熱を放熱する第２放熱フィンと、鉄道車両の走行時に、第１放熱フィンおよび第２放熱フィン以外の領域から空気を取り込むとともに取り込んだ空気を第１放熱フィンと第２放熱フィンとの間のフィン間領域に導くようにフィン間領域内まで延びる導風ダクトと、を備える。
【０００８】
この発明の一の局面による鉄道車両用電力変換装置は、上記のように、鉄道車両の走行時に、第１放熱フィンおよび第２放熱フィン以外の領域から空気を取り込むとともに取り込んだ空気を第１放熱フィンと第２放熱フィンとの間のフィン間領域に導くようにフィン間領域内まで延びる導風ダクトを備える。これにより、たとえば、鉄道車両が第１放熱フィンを先頭（風上側）として走行している場合に、第１放熱フィンおよび第２放熱フィン以外の領域から取り込まれた走行風（新鮮外気）を、導風ダクト内を流通させて第１放熱フィンと第２放熱フィンとの間のフィン間領域に確実に導くことができる。そして、このフィン間領域に導かれた空気（走行風）を後段（風下側）の第２放熱フィンに確実に（十分に）供給することができるので、第２放熱フィンの放熱性能を風上側の第１放熱フィンの放熱性能と同等レベルに維持することができる。この結果、個々の放熱フィン（第１放熱フィンおよび第２放熱フィン）の放熱性能を最大限に得ることができるので、鉄道車両が有する冷却器の全体的な冷却性能（放熱性能）を向上させることができる。
【０００９】
上記一の局面による鉄道車両用電力変換装置において、好ましくは、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンの各々は、複数のフィン部分と、複数のフィン部分の根元部が接続され、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンの各々を電力変換装置本体の表面に固定するための基部とを含み、導風ダクトは、フィン間領域内において、基部の突出高さ以下の突出高さを有して延びる通風路と、通風路における複数のフィン部分が配置された側の表面に開口して通風路内の空気をフィン間領域内の複数のフィン部分が形成された側に排出する排出口とを含む。このように構成すれば、通風路の突出高さが基部の突出高さ以下になるので、フィン間領域における第１放熱フィンの複数のフィン部分と第２放熱フィンの複数のフィン部分との間に通風路が突出せず、フィン間領域に空気の通り道（空間）を容易に確保することができる。したがって、排出口から排出された走行風（新鮮外気）をフィン間領域に拡散させるとともに、鉄道車両の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分（第１放熱フィンまたは第２放熱フィン）に有効に供給することができる。
【００１０】
上記導風ダクトが通風路と排出口とを含む構成において、好ましくは、通風路は、基部が固定される電力変換装置本体の表面に沿って取り付けられている。このように構成すれば、基部の突出高さ以下の突出高さを有する通風路を電力変換装置本体の表面に沿ってフィン間領域内まで容易に延ばして設置することができる。
【００１１】
上記導風ダクトが通風路と排出口とを含む構成において、好ましくは、通風路は、フィン間領域内において、走行方向と直交する方向に沿って延びている。このように構成すれば、第１放熱フィンおよび第２放熱フィン以外の領域から取り込まれた走行風（新鮮外気）を、通風路を介してフィン間領域内における走行方向と直交する方向に沿った端部側から中央部側までの広い領域（範囲）に導くことができる。
【００１２】
上記導風ダクトが通風路と排出口とを含む構成において、好ましくは、排出口は、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンの走行方向と直交する方向に沿った一方端近傍から他方端近傍に亘って、通風路に設けられている。このように構成すれば、第１放熱フィンおよび第２放熱フィン以外の領域から取り込まれた走行風（新鮮外気）を、排出口を介してフィン間領域内における走行方向と直交する方向に沿った一方端近傍から他方端近傍に亘って広範囲に排出することができる。したがって、走行方向と直交する方向に沿ってフィン間領域に拡散させた走行風を、鉄道車両の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分（第１放熱フィンまたは第２放熱フィン）に万遍なく供給することができる。
【００１３】
上記導風ダクトが通風路と排出口とを含む構成において、好ましくは、排出口は、通風路の延びる方向に沿ってスリット状に延びている。このように構成すれば、第１放熱フィンおよび第２放熱フィン以外の領域から取り込まれた走行風を、スリット状に延びた排出口からフィン間領域内にエアカーテン状に排出することができる。したがって、エアカーテン状の空気流を、鉄道車両の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分における走行方向と直交する方向に沿った一方端近傍から他方端近傍に亘って万遍なく供給することができる。
【００１４】
上記導風ダクトが通風路と排出口とを含む構成において、好ましくは、排出口は、通風路の延びる方向に沿って、１個または所定の間隔を隔てて複数設けられている。このように構成すれば、フィン間領域内を延びる通風路の長さに応じて、排出口の個数や配置間隔などを設定（調整）することができるので、排出口からフィン間領域内に排出される走行風の気流形状を、所望の状態に形成することができる。
【００１５】
上記導風ダクトが通風路と排出口とを含む構成において、好ましくは、排出口を介してフィン間領域内の複数のフィン部分が形成された側に排出された空気を第１放熱フィンまたは第２放熱フィンのいずれか一方の走行方向の端部に導くように構成された第１風向板をさらに備える。このように構成すれば、第１風向板を用いて走行風（新鮮外気）を鉄道車両の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分の走行方向の端部に無駄なく確実に導くことができる。
【００１６】
上記導風ダクトが通風路と排出口とを含む構成において、好ましくは、導風ダクトは、フィン間領域よりも外側の領域から空気を取り込む取込口をさらに含み、走行方向に沿って取込口から取り込まれた空気が通風路に導かれるとともに、通風路および排出口を介してフィン間領域内の複数のフィン部分が配置された側に排出されるように構成されている。このように構成すれば、鉄道車両の走行方向と直交する方向におけるフィン部分（第１放熱フィンまたは第２放熱フィン）の外側を流れる走行風を取込口から容易に取り込むとともに、取込口に接続されるダクト状の通風路を経由させてフィン間領域に集めることができる。そして、フィン間領域内に開口する排出口から後段（風下側）のフィン部分（第１放熱フィンまたは第２放熱フィン）に確実に供給することができる。
【００１７】
この場合、好ましくは、取込口は、鉄道車両が第１放熱フィンを走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第１取込口と、鉄道車両が第２放熱フィンを走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第２取込口とを有し、導風ダクトは、走行方向に応じて第１取込口または第２取込口から取り込まれた空気を通風路に導くように構成された第２風向板をさらに含む。このように構成すれば、鉄道車両の走行方向に応じて第１取込口または第２取込口から取り込まれた走行風を、フィン間領域から後段（風下側）のフィン部分（第１放熱フィンまたは第２放熱フィン）に確実に供給することができる。
【００１８】
上記一の局面による鉄道車両用電力変換装置において、好ましくは、導風ダクトは、走行方向と直交する方向における第１放熱フィンおよび第２放熱フィンのフィン間領域よりも一方側の領域からフィン間領域よりも他方側の領域に跨って設けられている。このように構成すれば、鉄道車両の走行方向と直交する方向における第１放熱フィンおよび第２放熱フィンのフィン間領域よりも一方側の領域または他方側の領域の少なくとも一方から確実に走行風（新鮮外気）を取り込んでフィン間領域に確実に導くことができる。したがって、鉄道車両の走行条件や走行風の強弱に大きく影響されずに、鉄道車両が有する冷却器の全体的な冷却性能（放熱性能）を一定のレベルに維持することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、導風ダクトは、フィン間領域よりも外側の領域から空気を取り込む取込口をさらに含み、取込口は、走行方向と直交する方向におけるフィン間領域よりも両外側方向に離間した領域に設けられている。このように構成すれば、鉄道車両の走行時に第１放熱フィンまたは第２放熱フィンを通過して暖められた空気が導風ダクトの取込口から再び取り込まれるのを確実に防止することができる。
【００２０】
上記導風ダクトが取込口をさらに含む構成において、好ましくは、取込口は、フィン間領域よりも外側における電力変換装置本体の両側の表面に配置されており、鉄道車両の走行時に、電力変換装置本体の両側の表面に沿って流れる空気が取込口を介して取り込まれるとともに、取込口から取り込まれた空気が、フィン間領域内において、複数のフィン部分の根元部が接続され、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンの各々を電力変換装置本体の表面に固定するための基部の突出高さ以下の突出高さを有して延びる通風路に導かれるように構成されている。このように構成すれば、フィン間領域よりも外側における電力変換装置本体の両側の表面を通過する走行風（新鮮外気）を有効に取り込んで、鉄道車両の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分（第１放熱フィンまたは第２放熱フィン）に効果的に供給することができる。
【００２１】
この場合、好ましくは、走行方向と直交する方向において、取込口の長さは、通風路の長さよりも大きい。このように構成すれば、取込口の開口面積を増加させることができるので、より多くの走行風（新鮮外気）を取り込んだ状態で一旦通風路に集めるとともに、通風路に集められた空気をフィン間領域に勢いよく排出することができる。
【００２２】
上記一の局面による鉄道車両用電力変換装置において、好ましくは、導風ダクトは、フィン間領域における走行方向と直交する方向に沿った中心線に対して走行方向に対称な形状を有している。このように構成すれば、鉄道車両が第１放熱フィン側かまたは第２放熱フィン側のいずれの側を進行方向として走行する場合であっても、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンの放熱量のばらつきを同様に抑制することができる。すなわち、鉄道車両の走行方向に関係なく、本発明の冷却性能の向上効果を十分に得ることができる。
【００２３】
上記一の局面による鉄道車両用電力変換装置において、好ましくは、導風ダクトは、走行方向に沿った中心線に対して走行方向と直交する方向に対称な形状を有している。このように構成すれば、鉄道車両の走行方向と直交する方向における、フィン間領域よりも一方側の領域およびフィン間領域よりも他方側の領域から均一に走行風（新鮮外気）を取り込んでフィン間領域に導くことができる。したがって、鉄道車両の走行条件や走行風の強弱に大きく影響されずに、鉄道車両が有する冷却器の全体的な冷却性能（放熱性能）を一定のレベルに維持することができる。
【００２４】
上記導風ダクトが通風路と排出口とを含む構成において、好ましくは、通風路は、フィン間領域内において、走行方向と直交する枕木方向に沿って延びている。このように構成すれば、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンの各々に設けられた複数のフィン部分が、鉄道車両の上下方向に向かって延びている場合に、排出口から排出された走行風（新鮮外気）をフィン間領域に拡散させるとともに、鉄道車両の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分（第１放熱フィンまたは第２放熱フィン）に有効に供給することができる。
【００２５】
この場合、好ましくは、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンは、鉄道車両の床下空間に設置されるとともに、導風ダクトは、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンが固定される電力変換装置本体の下面に沿って取り付けられており、導風ダクトは、鉄道車両の走行時に、電力変換装置本体の下面近傍位置または下面よりも外側の位置で取り込んだ空気をフィン間領域に導くとともに、第１放熱フィンまたは第２放熱フィンのいずれか一方の走行方向の端部に排出するように構成されている。このように構成すれば、電力変換装置本体の下方に第１放熱フィンおよび第２放熱フィンを設置するための空間が十分にある場合に、電力変換装置本体を冷却する第１放熱フィンおよび第２放熱フィンの各々が有する冷却性能（放熱性能）を有効に平準化させることが可能な第１放熱フィンおよび第２放熱フィンを容易に設置することができる。
【００２６】
上記導風ダクトが通風路と排出口とを含む構成において、好ましくは、通風路は、フィン間領域内において、走行方向と直交する鉄道車両の上下方向に沿って延びている。このように構成すれば、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンの各々に設けられた複数のフィン部分が、鉄道車両の側方に向かって延びている場合に、排出口から排出された走行風（新鮮外気）をフィン間領域に拡散させるとともに、鉄道車両の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分（第１放熱フィンまたは第２放熱フィン）に有効に供給することができる。
【００２７】
この場合、好ましくは、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンは、鉄道車両の床下空間に設置されるとともに、導風ダクトは、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンが固定される電力変換装置本体の側面に沿って取り付けられており、導風ダクトは、鉄道車両の走行時に、電力変換装置本体の側面近傍位置または側面よりも外側の位置で取り込んだ空気をフィン間領域に導くとともに、第１放熱フィンまたは第２放熱フィンのいずれか一方の走行方向の端部に排出するように構成されている。このように構成すれば、電力変換装置本体の側方に第１放熱フィンおよび第２放熱フィンを設置するための空間が十分にある場合に、電力変換装置本体を冷却する第１放熱フィンおよび第２放熱フィンの各々が有する冷却性能（放熱性能）を有効に平準化させることが可能な第１放熱フィンおよび第２放熱フィンを容易に設置することができる。また、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンを電力変換装置本体の側方に設けることにより、鉄道車両の走行時に、第１放熱フィンおよび第２放熱フィンが鉄道車両の側方に露出した状態となる。これにより、他の装置などが取り付けられる鉄道車両の下から新鮮外気を取り込む場合と比べて、乱れの少ない走行風を取り込むことができるので、鉄道車両の側方からの新鮮外気を第１放熱フィンおよび第２放熱フィンにより容易に取り込むことができる。この結果、冷却部の冷却性能（放熱性能）をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、上記のように、複数の放熱フィンにより構成された冷却部の全体的な冷却性能（放熱性能）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態による鉄道車両を示した側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による鉄道車両を斜め下方から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による電力変換装置を下方から見た場合の図である。
【図４】本発明の第１実施形態による電力変換装置を鉄道車両の走行方向に沿って見た図である。
【図５】本発明の第１実施形態による電力変換装置の構造を示した側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態による電力変換装置を下方から見た斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態による導風ダクトの構造を示した斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態による導風ダクトの構造を示した斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態による電力変換装置の冷却構造を示した側面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による鉄道車両を示した側面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による鉄道車両を斜め下方から見た斜視図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による電力変換装置の冷却構造を示した側面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態による鉄道車両を斜め下方から見た斜視図である。
【図１４】本発明の第５実施形態による電力変換装置の冷却構造を示した側面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態による電力変換装置の冷却構造の要部を示した下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
［第１実施形態］
まず、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態による鉄道車両１０用の電力変換装置１００の構成について説明する。なお、電力変換装置１００は、特許請求の範囲の「鉄道車両用電力変換装置」の一例である。以下では、鉄道車両１０の走行方向をＸ軸方向とし、線路１におけるＸ軸方向と直交する枕木方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に共に直交する上下方向をＺ軸方向として説明を行う。
【００３２】
本発明の第１実施形態による電力変換装置１００は、図１および図２に示すように、鉄道車両１０における車体１１の床下空間１１ａに設置されている。ここで、鉄道車両１０の概略構成を簡潔に説明する。鉄道車両１０は、図１に示すように、車体１１と、架線２に供給されている電力を受電（集電）するパンタグラフ１２と、架線２からの電力を利用して駆動輪１３を回転させる誘導電動機１４（破線で示す）と、空調機や制御機器などその他の複数の機器類１５とを備える。そして、電力変換装置１００は、鉄道車両１０用の走行時に架線２からの電力を半導体素子（図示せず）のスイッチングにより変換して誘導電動機１４の回転制御を行う役割を有している。
【００３３】
（電力変換装置の構造）
電力変換装置１００は、電力変換を行う半導体装置２０と、半導体装置２０内の半導体素子から発生する熱を外気に放熱するための冷却部３０とを備える。また、図２に示すように、電力変換装置１００は、車体１１の床下空間１１ａにおいて車体１１の下面１１ｂに吊り下げられて固定されている。また、下面１１ｂの側（Ｚ１側）に半導体装置２０が配置されるとともに、線路１の側（Ｚ２側）に冷却部３０が配置されている。また、冷却部３０は、車体１１の延びるＸ軸方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された放熱フィン３１（Ｘ１側）および放熱フィン３２（Ｘ２側）を含んでいる。なお、放熱フィン３１および３２は、それぞれ、半導体装置２０の下面（Ｚ２側）から鉛直下方（線路１の側）に向かって延びるとともに、Ｘ軸方向に沿って薄板状に延びている。なお、半導体装置２０は、特許請求の範囲の「電力変換装置本体」の一例である。また、放熱フィン３１および３２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１放熱フィン」および「第２放熱フィン」の一例である。
【００３４】
放熱フィン３１は、複数の薄板状のフィン部分３１ａと、個々のフィン部分３１ａの根元部３１ｂが接続される基部３５とを含む。放熱フィン３２は、複数の薄板状のフィン部分３２ａと、個々のフィン部分３２ａの根元部３２ｂが接続される基部３６とを含む。フィン部分３１ａの枚数とフィン部分３２ａの枚数とは等しく、放熱フィン３１および３２は、互いに同一の構造を有している。また、放熱フィン３１および３２は、それぞれ、基部３５および３６を介して半導体装置２０の下面２１に固定されている。基部３５および３６は、所定の高さＨ１（Ｚ軸方向の厚み）を有する。また、放熱フィン３１および３２は、半導体装置２０のＹ軸方向（枕木方向）の中央においてＸ軸方向（走行方向）に延びる中心線１５０に対してＹ１側およびＹ２側に対称な形状を有している。また、放熱フィン３１および３２は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する空間Ｓを隔てて配置されている。なお、下面２１は、特許請求の範囲の「電力変換装置本体の表面」の一例である。また、空間Ｓは、特許請求の範囲の「フィン間領域」の一例である。また、高さＨ１は、特許請求の範囲の「突出高さ」の一例である。
【００３５】
そして、図１に示すように、鉄道車両１０が矢印Ｘ１方向に走行した場合、線路１付近の空気が相対的に矢印Ｘ２方向に流されて床下空間１１ａの冷却部３０に吹き付けられる。この場合、走行風がＸ軸方向に延びるフィン部分３１ａおよび３２ａ（図２参照）の隙間を矢印Ｘ２方向に流通される。これにより、冷却部３０の熱が大気に排熱されるように構成されている。以降の説明では、鉄道車両１０が矢印Ｘ１方向に走行している場合を想定しており、走行方向（進行方向）における風上側（Ｘ１側）に放熱フィン３１が配置されるとともに、後段となる風下側（Ｘ２側）に放熱フィン３２が配置されているとする。
【００３６】
ここで、第１実施形態では、図２および図３に示すように、放熱フィン３１と放熱フィン３２との間の空間Ｓに、導風ダクト４０が設置されている。導風ダクト４０は、基部３５が固定される半導体装置２０の下面２１に沿って取り付けられている。また、導風ダクト４０は、一対の取込口４１と、通風路４２と、排出口４３とによって構成されている。以下に、導風ダクト４０の詳細な構造を説明する。
【００３７】
（導風ダクトの詳細な構造）
導風ダクト４０における取込口４１は、図３に示すように、鉄道車両１０が放熱フィン３１を走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第１取込口４１ａと、鉄道車両１０が放熱フィン３２を走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第２取込口４１ｂとを有する。また、導風ダクト４０は、走行方向に応じて第１取込口４１ａまたは第２取込口４１ｂから取り込まれた空気を通風路４２に導くように構成された風向板４４（破線で示す）が内部に設けられている。また、取込口４１（第１取込口４１ａおよび第２取込口４１ｂ）は、走行方向（Ｘ軸方向）と直交する枕木方向（Ｙ軸方向）における空間Ｓよりも両外側方向（矢印Ｙ１方向および矢印Ｙ２方向）に離間した側方領域Ｑ１およびＱ２にそれぞれ設けられている。なお、風向板４４は、特許請求の範囲の「第２風向板」の一例である。また、側方領域Ｑ１およびＱ２は、それぞれ、特許請求の範囲の「領域」の一例である。
【００３８】
また、導風ダクト４０は、枕木方向における放熱フィン３１および３２の一方側（Ｙ１側）の側方領域Ｑ１から他方側（Ｙ２側）の側方領域Ｑ２に跨って設けられている。すなわち、枕木方向の両側の一対の取込口４１に接続されている通風路４２は、空間Ｓ内において、枕木方向に沿って延びている。なお、風向板４４によって隔てられた第１取込口４１ａおよび第２取込口４１ｂからの流路が内部で合流して単一の通風路４２が構成されている。また、通風路４２は、空間Ｓ内において、基部３５の高さＨ１（図２参照）と略等しい高さ（高さＨ１）を有して延びている。また、通風路４２の断面は、矩形形状を有している。また、取込口４１および通風路４２を含む導風ダクト４０は、基部３５が固定される半導体装置２０の下面２１に沿って取り付けられている。
【００３９】
また、導風ダクト４０における排出口４３は、放熱フィン３１および３２の枕木方向に沿ったＹ１側の一方端３１ｅおよび３２ｅ近傍からＹ２側の他方端３１ｆおよび３２ｆ近傍に亘って、通風路４２の下面４２ａ（Ｚ２側）に設けられている。また、排出口４３は、下面４２ａに１箇所だけ設けられた状態で、通風路４２の延びるＹ軸方向に沿ってスリット状に延びている。そして、排出口４３は、通風路４２における複数のフィン部分３１ａ（３２ａ）が配置された側の下面４２ａに開口している。したがって、図３および図５に示すように、排出口４３は、通風路４２内の空気を空間Ｓ内の複数のフィン部分３１ａ（３２ａ）が形成された側に排出する機能を有している。また、導風ダクト４０は、走行方向に沿った中心線１５０（一点鎖線）に対して走行方向と直交する枕木方向に対称な構造（形状）を有している。
【００４０】
これにより、第１実施形態では、導風ダクト４０が設けられることによって、鉄道車両１０の走行時に、走行方向に沿って取込口４１から取り込まれた空気（新鮮外気）が通風路４２に導かれるとともに、この空気が通風路４２および排出口４３を介して空間Ｓ内の複数のフィン部分３１ａ（３２ａ）が配置された側に排出されるように構成されている。
【００４１】
たとえば、図５に示すように、鉄道車両１０（図１参照）が矢印Ｘ１方向に走行している際に、放熱フィン３１および３２以外の領域（半導体装置２０の下面２１の近傍である側方領域Ｑ１およびＱ２（図３参照））から取り込まれた走行風が、導風ダクト４０内を流通して空間Ｓに導かれる。そして、空間Ｓに導かれた空気が、放熱フィン３２の走行方向の端部３２ｃに導かれるように構成されている。すなわち、導風ダクト４０は、図４に示すように、一対の第１取込口４１ａを介して空気（走行風）を取り込むとともに取り込んだ空気を空間Ｓ内まで延びる通風路４２およびスリット状の排出口４３を介して空間Ｓ内に排出する役割を有している。そして、空間Ｓ内に排出された空気（新鮮外気）は、放熱フィン３２の走行方向の端部３２ｃに供給されるようになる。
【００４２】
一方、図５にはこの場合の風の流れを図示していないが、鉄道車両１０が矢印Ｘ２方向に走行している場合には、一対の第２取込口４１ｂを介して取り込まれた空気（走行風）が通風路４２に導かれて排出口４３を介して空間Ｓ内に排出される。また、空間Ｓ内に排出された空気（新鮮外気）は、放熱フィン３１の走行方向の端部３１ｃに供給される。
【００４３】
これにより、鉄道車両１０が放熱フィン３１を先頭側（風上側）として走行している場合には、放熱フィン３１および３２以外の領域から導風ダクト４０を用いて取り込まれた空気（走行風）が空間Ｓにおける放熱フィン３２の走行方向の端部３２ｃに直接的かつ確実に（十分に）供給される。また、この際、放熱フィン３１により暖められた空気は、端部３１ｃを介して斜め下方（線路１の側）に排出される。したがって、放熱フィン３１に供給される走行風（新鮮外気）と同じ温度条件の空気を、導風ダクト４０を用いて端部３２ｃから放熱フィン３２の全体に亘って供給することができるので、風下側の放熱フィン３２の放熱性能を風上側の放熱フィン３１の放熱性能と同等レベルに維持することが可能に構成されている。
【００４４】
また、第１実施形態では、図３に示すように、導風ダクト４０は、空間Ｓにおける走行方向（Ｘ軸方向）と直交する枕木方向（Ｙ軸方向）に沿った中心線１６０（一点鎖線）に対して走行方向に対称な形状を有している。したがって、上記の説明では、鉄道車両１０（図１参照）が矢印Ｘ１方向に走行している場合の導風ダクト４０内の空気の流れを説明しているが、鉄道車両１０が矢印Ｘ２方向に走行している場合には、走行風は、導風ダクト４０における一対の第２取込口４１ｂから取り込まれて、通風路４２および排出口４３を介して放熱フィン３１の走行方向の端部３１ｃに供給される。これにより、風下側の放熱フィン３１の放熱性能の低下の抑制にも同様に寄与するように構成されている。第１実施形態による電力変換装置１００は、上記のように構成されている。
【００４５】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００４６】
第１実施形態では、上記のように、鉄道車両１０の走行時に、放熱フィン３１および３２以外の領域から空気を取り込むとともに取り込んだ空気を放熱フィン３１と放熱フィン３２との間の空間Ｓに導くように空間Ｓ内まで延びる導風ダクト４０を備える。これにより、鉄道車両１０が放熱フィン３１を先頭側（風上側）として走行している場合に、放熱フィン３１および３２以外の領域から取り込まれた走行風（新鮮外気）を、導風ダクト４０内を流通させて空間Ｓに確実に導くことができる。そして、空間Ｓに導かれた空気（走行風）を後段（風下側）の放熱フィン３２に確実に（十分に）供給することができるので、放熱フィン３２の放熱性能を風上側の放熱フィン３１の放熱性能と同等レベルに維持することができる。この結果、個々の放熱フィン（放熱フィン３１および３２）の放熱性能を最大限に得ることができるので、鉄道車両１０が有する冷却部３０の全体的な冷却性能（放熱性能）を向上させることができる。
【００４７】
また、第１実施形態では、空間Ｓ内において放熱フィン３１および３２における基部３５、３６の高さＨ１と等しい高さを有して延びる通風路４２と、通風路４２における複数のフィン部分３１ａ（３２ａ）が配置された側の表面（下面）４２ａに開口して通風路４２内の空気を空間Ｓ内の複数のフィン部分３１ａ（３２ａ）が形成された側に排出する排出口４３とを含むように導風ダクト４０を構成する。これにより、通風路４２の高さが基部３５、３６の高さＨ１と等しくなるので、空間Ｓにおける放熱フィン３１の複数のフィン部分３１ａと放熱フィン３２の複数のフィン部分３２ａとの間に通風路４２が突出せず、空間Ｓに空気の通り道（空間）を容易に確保することができる。したがって、排出口４３から排出された走行風（新鮮外気）を下方の空間Ｓに拡散させるとともに、鉄道車両１０の走行方向に応じた後段（風下側）の放熱フィン３１のフィン部分３１ａまたは放熱フィン３２のフィン部分３２ａに有効に供給することができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、通風路４２を基部３５が固定される半導体装置２０の表面（下面）２１に沿って取り付けることによって、基部３５の高さＨ１と等しい高さを有する通風路４２を半導体装置２０の表面（下面）２１に沿って空間Ｓ内まで容易に延ばして設置することができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、空間Ｓ内において走行方向と直交する枕木方向（Ｙ軸方向）に沿って延びるように通風路４２を構成する。これにより、放熱フィン３１および３２以外の領域から取り込まれた走行風（新鮮外気）を、通風路４２を介して空間Ｓ内における枕木方向（Ｙ軸方向）に沿った端部側（Ｙ１側およびＹ２側）から中央部側までの広い領域（範囲）に導くことができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、放熱フィン３１および３２の枕木方向（Ｙ軸方向）に沿った一方端３１ｅ（３２ｅ）近傍から他方端３１ｆ（３２ｆ）近傍に亘って、排出口４３を通風路４２に設ける。これにより、放熱フィン３１および３２以外の領域から取り込まれた走行風（新鮮外気）を、排出口４３を介して空間Ｓ内における枕木方向（Ｙ軸方向）に沿った一方端３１ｅ（３２ｅ）近傍から他方端３１ｆ（３２ｆ）近傍に亘って広範囲に排出することができる。したがって、枕木方向（Ｙ軸方向）に沿って空間Ｓに拡散させた走行風を、鉄道車両１０の走行方向に応じた後段（風下側）の放熱フィン３１のフィン部分３１ａまたは放熱フィン３２のフィン部分３２ａに万遍なく供給することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、通風路４２の延びる方向に沿ってスリット状に延びるように排出口４３を構成する。これにより、放熱フィン３１および３２以外の領域から取り込まれた走行風（新鮮外気）を、スリット状に延びた排出口４３から空間Ｓ内にエアカーテン状に排出することができる。したがって、エアカーテン状の空気流を、鉄道車両１０の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分３１ａ（３２ａ）における枕木方向（Ｙ軸方向）に沿った一方端３１ｅ（３２ｅ）近傍から他方端３１ｆ（３２ｆ）近傍に亘って万遍なく供給することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、通風路４２の延びる方向に沿って１つの排出口４３を設ける。これにより、空間Ｓ内を延びる通風路４２の長さに応じて、１つの排出口４３の長さを調整することができるので、排出口４３から空間Ｓ内に排出される走行風の気流形状を、所望の状態に形成することができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、走行方向に沿って導風ダクト４０の取込口４１から取り込まれた空気が通風路４２に導かれるとともに、この空気を通風路４２および排出口４３を介して空間Ｓ内の複数のフィン部分３１ａ（３２ａ）が配置された側に排出するように構成する。これにより、鉄道車両１０の枕木方向（Ｙ軸方向）におけるフィン部分３１ａまたは３２ａ（放熱フィン３１または３２）の外側（側方）を流れる走行風を取込口４１から容易に取り込むとともに、取込口４１に接続されるダクト状の通風路４２を経由させて空間Ｓに集めることができる。そして、空間Ｓ内に開口する排出口４３から後段（風下側）のフィン部分３１ａまたは３２ａ（放熱フィン３１または３２）に確実に供給することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、鉄道車両１０が放熱フィン３１を走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第１取込口４１ａと、鉄道車両１０が放熱フィン３２を走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第２取込口４１ｂとを設ける。そして、走行方向に応じて第１取込口４１ａまたは第２取込口４１ｂから取り込まれた空気を通風路４２に導くように構成された風向板４４を導風ダクト４０に設ける。これにより、鉄道車両１０の走行方向に応じて第１取込口４１ａまたは第２取込口４１ｂから取り込まれた走行風（新鮮外気）を、空間Ｓから後段（風下側）のフィン部分３１ａまたは３２ａ（放熱フィン３１または３２）に確実に供給することができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、走行方向と直交する枕木方向（Ｙ軸方向）における放熱フィン３１および３２の空間Ｓよりも一方側（Ｙ１側）の領域（側方領域）Ｑ１から空間Ｓよりも他方側（Ｙ２側）の領域（側方領域）Ｑ２に跨って導風ダクト４０を設ける。これにより、鉄道車両１０の枕木方向（Ｙ軸方向）における空間Ｓよりも一方側（Ｙ１側）の領域（側方領域）Ｑ１および空間Ｓよりも他方側（Ｙ２側）の領域（側方領域）Ｑ２から確実に走行風（新鮮外気）を取り込んで空間Ｓに確実に導くことができる。したがって、鉄道車両１０の走行条件や走行風の強弱に大きく影響されずに、鉄道車両１０が有する冷却部３０の全体的な冷却性能（放熱性能）を一定のレベルに維持することができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、走行方向と直交する枕木方向（Ｙ軸方向）における空間Ｓよりも両外側方向（矢印Ｙ１方向および矢印Ｙ２方向）に離間した空間Ｓよりも一方側（Ｙ１側）および他方側（Ｙ２側）の領域（側方領域Ｑ１およびＱ２）に導風ダクト４０の取込口４１を設ける。これにより、鉄道車両１０の走行時に放熱フィン３１または３２を通過して暖められた空気が導風ダクト４０の取込口４１から再び取り込まれるのを確実に防止することができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、空間Ｓにおける鉄道車両１０に走行方向と直交する枕木方向（Ｙ軸方向）に沿った中心線１６０に対して走行方向に対称な形状を有するように導風ダクト４０を構成する。これにより、鉄道車両１０が放熱フィン３１側かまたは放熱フィン３２側のいずれの側を進行方向として走行する場合であっても、放熱フィン３１および３２の放熱量のばらつきを同様に抑制することができる。すなわち、鉄道車両１０の走行方向に関係なく、第１実施形態の冷却性能の向上効果を十分に得ることができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、鉄道車両１０の走行方向に沿った中心線１５０に対して走行方向と直交する枕木方向（Ｙ軸方向）に対称な形状を有するように導風ダクト４０を構成する。これにより、鉄道車両１０の枕木方向（Ｙ軸方向）における、空間Ｓよりも一方側（Ｙ１側）の領域（側方領域）Ｑ１および空間Ｓよりも他方側（Ｙ２側）の領域（側方領域）Ｑ２から均一に走行風（新鮮外気）を取り込んで空間Ｓに導くことができる。したがって、鉄道車両１０の走行条件や走行風の強弱に大きく影響されずに、鉄道車両１０が有する冷却部３０の全体的な冷却性能（放熱性能）を一定のレベルに維持することができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、通風路４２を、空間Ｓにおいて、走行方向と直交する枕木方向（Ｙ軸方向）に沿って延ばす。これにより、放熱フィン３１および３２に設けられた複数のフィン部分３１ａおよび３２ａが、鉄道車両１０の上下方向（Ｚ軸方向）に向かって延びている場合に、排出口４３から排出された走行風（新鮮外気）を空間Ｓに拡散させるとともに、鉄道車両１０の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分３１ａおよび３２ａ（放熱フィン３１および３２）に有効に供給することができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、放熱フィン３１および３２を、鉄道車両１０の床下空間１１ａに設置するとともに、導風ダクト４０を、放熱フィン３１および３２が固定される半導体装置２０の下面２１に沿って取り付ける。そして、鉄道車両１０の走行時に、半導体装置２０の下面２１の近傍の位置で取り込んだ空気（走行風）を放熱フィン３１と放熱フィン３２との間の空間Ｓに導くとともに、放熱フィン３１または３２のいずれか一方の走行方向の端部３２ｃ（３１ｃ）に排出するように導風ダクト４０を構成する。これにより、半導体装置２０の下方（Ｚ２側）に放熱フィン３１および３２を設置するための空間が十分にある場合に、半導体装置２０を冷却する放熱フィン３１および３２の各々が有する冷却性能（放熱性能）を有効に平準化させることが可能な放熱フィン３１および３２を容易に設置することができる。
【００６１】
［第２実施形態］
図１、図６および図７を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、導風ダクト２４０の取込口２４１の形状および配置を上記第１実施形態と異ならせた例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
【００６２】
本発明の第２実施形態による電力変換装置２００（図１参照）では、図６に示すように、冷却部２３０を備える。そして、冷却部２３０の一組となった放熱フィン３１および３２に対して導風ダクト２４０が設置されている。なお、電力変換装置２００は、特許請求の範囲の「鉄道車両用電力変換装置」の一例である。
【００６３】
ここで、第２実施形態では、図７に示すように、導風ダクト２４０は、取込口２４１と、通風路４２と、排出口４３とによって構成されている。また、取込口２４１は、空間Ｓよりも外側における半導体装置２０の側面２２ａ（Ｙ１側）および側面２２ｂ（Ｙ２側）に配置されている。つまり、空間Ｓより外側において、取込口２４１は、半導体装置２０の両側の表面（側面２２ａおよび２２ｂ）に配置されている。また、取込口２４１の高さ（Ｚ軸方向の長さ）Ｈ２は、通風路４２の高さＨ１（Ｚ軸方向の長さ）よりも大きい。そして、取込口２４１の内部には、走行方向に応じて第１取込口２４１ａまたは２４１ｂから取り込まれた空気（走行風）を通風路４２に導くように構成された風向板２４４ａおよび２４４ｂ（破線で示す）が設けられている。これにより、図６に示すように、鉄道車両１０の走行時に、半導体装置２０の下面２１よりも上方（Ｚ１側）の位置となる側面２２ａおよび２２ｂに沿って流れる空気（走行風）が取込口２４１を介して取り込まれるとともに、取込口２４１から取り込まれた空気が通風路４２に導かれるように構成されている。なお、側面２２ａおよび２２ｂは、特許請求の範囲の「電力変換装置本体の両側の表面」の一例である。また、風向板２４４ａおよび２４４ｂは、特許請求の範囲の「第２風向板」の一例である。
【００６４】
たとえば、鉄道車両１０（図１参照）が矢印Ｘ１方向に走行している際に、半導体装置２０の側面２２ａおよび２２ｂから一対の第１取込口２４１ａを介して取り込まれた走行風が、導風ダクト２４０内を流通して空間Ｓに導かれる。そして、空間Ｓに導かれた空気が、放熱フィン３２の走行方向の端部３２ｃに導かれる。また、鉄道車両１０が矢印Ｘ２方向に走行している場合には、一対の第２取込口２４１ｂを介して取り込まれた空気（新鮮外気）が通風路４２および排出口４３を介して空間Ｓ内に排出されるとともに、放熱フィン３１の走行方向の端部３１ｃに供給される。なお、第２実施形態による電力変換装置２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６５】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記のように、導風ダクト２４０を半導体装置２０の下面２１に取り付ける。そして、空間Ｓよりも外側における半導体装置２０の側面２２ａおよび２２ｂに取込口２４１を配置する。つまり、空間Ｓより外側において、取込口２４１は、半導体装置２０の両側の表面（側面２２ａおよび２２ｂ）を挟むように配置する。そして、鉄道車両１０の走行時に、半導体装置２０の両側の表面（側面２２ａおよび２２ｂ）に沿って流れる空気を取込口２４１を介して取り込むとともに取込口２４１から取り込まれた空気を通風路４２に導くように導風ダクト２４０を構成する。これにより、半導体装置２０の両側の表面（側面２２ａおよび２２ｂ）を通過する走行風（新鮮外気）を有効に取り込んで、鉄道車両１０の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分３１ａまたは３２ａ（放熱フィン３１または３２）に効果的に供給することができる。
【００６６】
また、第２実施形態では、走行方向と直交する方向（Ｚ軸方向）において、取込口２４１の長さ（高さ）Ｈ２を通風路４２の長さ（高さ）Ｈ１よりも大きく構成する。これにより、取込口２４１の開口面積を増加させることができるので、より多くの走行風（新鮮外気）を取り込んだ状態で一旦通風路４２に集めるとともに、通風路４２に集められた空気を空間Ｓに勢いよく排出することができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６７】
［第３実施形態］
図１、図８および図９を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態による導風ダクト４０に風向ガイド部材５０を設けた例について説明する。図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
【００６８】
本発明の第３実施形態による電力変換装置３００（図１参照）では、図９に示すように、導風ダクト４０に風向ガイド部材５０をさらに設けて冷却部３３０が構成されている。
【００６９】
具体的には、図８に示すように、通風路４２の下面４２ａにおける排出口４３の長手方向の両端部の若干外側の位置に、風向ガイド部材５０における脚部５１ａ（Ｙ１側）および脚部５１ｂ（Ｙ２側）が溶接により固定されている。また、風向ガイド部材５０は、一対の脚部５１ａおよび５１ｂをＹ軸方向（枕木方向）に接続する平板状の風向ガイド部５２を一体的に有している。風向ガイド部５２は、通風路４２の下面４２ａに対して矢印Ｚ２方向に所定の離間間隔を隔てて配置されている。また、風向ガイド部材５０は、Ｘ軸方向の中心位置が排出口４３に揃えられた状態で通風路４２に取り付けられている。なお、電力変換装置３００は、特許請求の範囲の「鉄道車両用電力変換装置」の一例である。また、風向ガイド部材５０は、特許請求の範囲の「第１風向板」の一例である。
【００７０】
風向ガイド部材５０は、排出口４３を介して空間Ｓ内のフィン部分３１ａ（３２ａ）が形成された側に排出された空気を放熱フィン３１または３２のいずれか一方の走行方向の端部３２ｃ（３１ｃ）に導く役割を有している。これにより、導風ダクト４０のみならず風向ガイド部材５０を用いて走行風（新鮮外気）が鉄道車両１０の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分３１ａ（またはフィン部分３２ａ）の走行方向の端部３１ｃ（または端部３２ｃ）に無駄なく確実に導かれる。
【００７１】
たとえば、図９に示すように、鉄道車両１０が放熱フィン３１を先頭側（風上側）として走行している場合には、排出口４３から下方（矢印Ｚ２方向）に排出された空気は、風向ガイド部５２の裏面５２ａにあてられてその向きを矢印Ｘ２方向に変えられる。そして、矢印Ｘ２方向に向きが変えられた空気（新鮮外気）が、放熱フィン３２の走行方向の端部３２ｃに確実に供給されるように構成されている。なお、図９にはこの場合の風の流れを図示していないが、鉄道車両１０が矢印Ｘ２方向に走行している場合においても、排出口４３から下方（矢印Ｚ２方向）に排出された空気が風向ガイド部５２の裏面５２ａにあてられてその向きを矢印Ｘ１方向に変えられた後、放熱フィン３１の走行方向の端部３１ｃに確実に供給されるように構成されている。なお、第３実施形態による電力変換装置３００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００７２】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、上記のように、排出口４３を介して空間Ｓ内の複数のフィン部分３１ａ（３２ａ）が形成された側に排出された空気を放熱フィン３１または３２のいずれか一方の走行方向の端部３１ｃ（または３２ｃ）に導くように構成された風向ガイド部材５０を冷却部３３０に備える。これにより、風向ガイド部材５０を用いて走行風（新鮮外気）を鉄道車両１０の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分３１ａ（３２ａ）の走行方向の端部３１ｃ（３２ｃ）に無駄なく確実に導くことができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７３】
［第４実施形態］
図１０〜図１２を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第１実施形態の放熱フィン３１、３２および導風ダクト４０と同様の構成の放熱フィン４３１、４３２および導風ダクト４４０を、半導体装置４２０の側方に延びるように設けた例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
【００７４】
本発明の第４実施形態による電力変換装置４００は、図１０および図１１に示すように、半導体装置４２０と、冷却部４３０とを備える。また、車体１１の下面１１ｂに固定された半導体装置４２０の側面（Ｙ２側の面）に冷却部４３０が配置されている。また、冷却部４３０は、車体１１の延びるＸ軸方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された放熱フィン４３１（Ｘ１側）および放熱フィン４３２（Ｘ２側）を含んでいる。なお、放熱フィン４３１および４３２は、それぞれ、半導体装置４２０のＹ２側の側面から外側（矢印Ｙ２方向）に向かって延びるとともに、Ｘ軸方向に沿って薄板状に延びている。なお、半導体装置４２０は、特許請求の範囲の「電力変換装置本体」の一例である。また、放熱フィン４３１および４３２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１放熱フィン」および「第２放熱フィン」の一例である。
【００７５】
放熱フィン４３１は、複数の薄板状のフィン部分４３１ａと、個々のフィン部分４３１ａの根元部４３１ｂが接続される基部４３５とを含む。放熱フィン４３２は、複数の薄板状のフィン部分４３２ａと、個々のフィン部分４３２ａの根元部４３２ｂが接続される基部４３６とを含む。また、放熱フィン４３１および４３２は、それぞれ、基部４３５および４３６を介して半導体装置４２０の側面４２１に固定されている。基部４３５および４３６は、所定の突出高さＨ４１（Ｙ軸方向の厚み）を有する。また、放熱フィン４３１および４３２は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する空間Ｓ４を隔てて配置されている。なお、側面４２１は、特許請求の範囲の「電力変換装置本体の表面」の一例である。また、空間Ｓ４は、特許請求の範囲の「フィン間領域」の一例である。また、側面４２１は、特許請求の範囲の「電力変換装置本体の表面」の一例である。
【００７６】
そして、図１０に示すように、鉄道車両４１０が矢印Ｘ１方向に走行した場合、線路１付近の空気が相対的に矢印Ｘ２方向に流されて床下空間１１ａの冷却部４３０に吹き付けられる。この場合、走行風がＸ軸方向に延びるフィン部分４３１ａおよび４３２ａ（図１１参照）の隙間を矢印Ｘ２方向に流通される。これにより、冷却部４３０の熱が大気に排熱されるように構成されている。以降の説明では、鉄道車両４１０が矢印Ｘ１方向に走行している場合を想定しており、走行方向（進行方向）における風上側（Ｘ１側）に放熱フィン４３１が配置されるとともに、後段となる風下側（Ｘ２側）に放熱フィン４３２が配置されているとする。
【００７７】
ここで、第４実施形態では、図１１および図１２に示すように、放熱フィン４３１と放熱フィン４３２との間の空間Ｓ４に、導風ダクト４４０が設置されている。導風ダクト４４０は、基部４３５が固定される半導体装置４２０の側面４２１に沿って取り付けられている。また、導風ダクト４４０は、一対の取込口４４１と、通風路４４２と、排出口４４３とによって構成されている。
【００７８】
導風ダクト４４０における取込口４４１は、図１２に示すように、鉄道車両４１０が放熱フィン４３１を走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第１取込口４４１ａと、鉄道車両４１０が放熱フィン４３２を走行方向の先頭側として走行する際の走行風を取り込む第２取込口４４１ｂとを有する。また、導風ダクト４４０は、走行方向に応じて第１取込口４４１ａまたは第２取込口４４１ｂから取り込まれた空気を通風路４４２に導くように構成された風向板４４４（図１２に点線で図示）が内部に設けられている。また、取込口４４１（第１取込口４４１ａおよび第２取込口４４１ｂ）は、走行方向（Ｘ軸方向）と直交する鉄道車両４１０の上下方向（Ｚ軸方向）における空間Ｓ４よりも両外側方向（矢印Ｚ１方向および矢印Ｚ２方向）に離間した領域Ｑ４１およびＱ４２にそれぞれ設けられている。なお、風向板４４４は、特許請求の範囲の「第２風向板」の一例である。
【００７９】
また、導風ダクト４４０は、Ｚ軸方向における放熱フィン４３１および４３２の一方側（Ｚ２側）の領域Ｑ４１から他方側（Ｚ１側）の領域Ｑ４２に跨って設けられている。なお、風向板４４４によって隔てられた第１取込口４４１ａおよび第２取込口４４１ｂからの流路が内部で合流して単一の通風路４４２が構成されている。また、通風路４４２は、空間Ｓ４内において、基部４３５のＹ軸方向における長さＨ４１（図１１参照）と略等しいＹ軸方向における長さ（長さＨ４１）を有して延びている。また、通風路４４２の断面は、矩形形状を有している。また、取込口４４１および通風路４４２を含む導風ダクト４４０は、基部４３５が固定される半導体装置４２０の側面４２１に沿って取り付けられている。
【００８０】
また、導風ダクト４４０における排出口４４３は、放熱フィン４３１および４３２のＺ軸方向に沿ったＺ２側の一方端４３１ｅおよび４３２ｅ近傍からＺ１側の他方端４３１ｆおよび４３２ｆ近傍に亘って、通風路４４２の側面４４２ａ（Ｙ２側）に設けられている。また、排出口４４３は、側面４４２ａに１箇所だけ設けられた状態で、通風路４４２の延びるＺ軸方向に沿ってスリット状に延びている。そして、排出口４４３は、通風路４４２における複数のフィン部分４３１ａ（４３２ａ）が配置された側の側面４４２ａに開口している。なお、側面４４２ａは、特許請求の範囲の「通風路における複数のフィン部分が配置された側の表面」の一例である。
【００８１】
これにより、第４実施形態では、導風ダクト４４０が設けられることによって、鉄道車両４１０の走行時に、走行方向に沿って取込口４４１から取り込まれた空気（新鮮外気）が通風路４４２に導かれるとともに、この空気が通風路４４２および排出口４４３を介して空間Ｓ４内の複数のフィン部分４３１ａ（４３２ａ）が配置された側に排出される。
【００８２】
たとえば、図１２に示すように、鉄道車両４１０（図１０参照）が矢印Ｘ１方向に走行している際に、放熱フィン４３１および４３２以外の領域（半導体装置４２０の側面４２１の近傍である領域Ｑ４１およびＱ４２）から取り込まれた走行風が、導風ダクト４４０内を流通して空間Ｓ４に導かれる。そして、空間Ｓ４に導かれた空気が、放熱フィン４３２の走行方向の端部４３２ｃに導かれるように構成されている。すなわち、導風ダクト４４０は、一対の第１取込口４４１ａを介して空気（走行風）を取り込むとともに取り込んだ空気を空間Ｓ４内まで延びる通風路４４２およびスリット状の排出口４４３を介して空間Ｓ４内に排出する役割を有している。そして、空間Ｓ４内に排出された空気（新鮮外気）は、放熱フィン４３２の走行方向の端部４３２ｃに供給されるようになる。
【００８３】
一方、図１２にはこの場合の風の流れを図示していないが、鉄道車両４１０が矢印Ｘ２方向に走行している場合には、一対の第２取込口４４１ｂを介して取り込まれた空気（走行風）が通風路４４２に導かれて排出口４４３を介して空間Ｓ４内に排出される。また、空間Ｓ４内に排出された空気（新鮮外気）は、放熱フィン４３１の走行方向の端部４３１ｃに供給される。
【００８４】
これにより、鉄道車両４１０が放熱フィン４３１を先頭側（風上側）として走行している場合には、放熱フィン４３１および４３２以外の領域から導風ダクト４４０を用いて取り込まれた空気（走行風）が空間Ｓ４における放熱フィン４３２の走行方向の端部４３２ｃに直接的かつ確実に（十分に）供給される。また、この際、放熱フィン４３１により暖められた空気は、端部４３１ｃを介して斜め側方（Ｙ２の側）に排出される。したがって、放熱フィン４３１に供給される走行風（新鮮外気）と同じ温度条件の空気を、導風ダクト４４０を用いて端部４３２ｃから放熱フィン４３２の全体に亘って供給することができるので、風下側の放熱フィン４３２の放熱性能を風上側の放熱フィン４３１の放熱性能と同等レベルに維持することが可能に構成されている。
【００８５】
なお、第４実施形態による電力変換装置４００の構成は、冷却部３０を半導体装置２０の下方に設けた上記第１実施形態の電力変換装置１００の構成を、冷却部４３０を半導体装置４２０の側方に設けるように置き換えたものである。したがって、第４実施形態による電力変換装置４００のその他の構成は、上記第１実施形態の電力変換装置１００のＹ軸方向およびＺ軸方向を、それぞれ、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に変更した点を除いて同様である。
【００８６】
（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８７】
第４実施形態では、上記のように、鉄道車両４１０の走行時に、放熱フィン４３１および４３２以外の領域から空気を取り込むとともに取り込んだ空気を放熱フィン４３１と放熱フィン４３２との間の空間Ｓ４に導くように空間Ｓ４内まで延びる導風ダクト４４０を備える。これにより、鉄道車両４１０が放熱フィン４３１を先頭側（風上側）として走行している場合に、放熱フィン４３１および４３２以外の領域から取り込まれた走行風（新鮮外気）を、導風ダクト４４０内を流通させて空間Ｓ４に確実に導くことができる。そして、空間Ｓ４に導かれた空気（走行風）を後段（風下側）の放熱フィン４３２に確実に（十分に）供給することができるので、放熱フィン４３２の放熱性能を風上側の放熱フィン４３１の放熱性能と同等レベルに維持することができる。この結果、個々の放熱フィン（放熱フィン４３１および４３２）の放熱性能を最大限に得ることができるので、鉄道車両４１０が有する冷却部４３０の全体的な冷却性能（放熱性能）を向上させることができる。
【００８８】
また、第４実施形態では、空間Ｓ４内において放熱フィン４３１および４３２における基部４３５、４３６の突出高さＨ４１と等しい突出高さを有して延びる通風路４４２と、通風路４４２における複数のフィン部分４３１ａ（４３２ａ）が配置された側の表面（側面）４４２ａに開口して通風路４４２内の空気を空間Ｓ４内の複数のフィン部分４３１ａ（４３２ａ）が形成された側に排出する排出口４４３とを含むように導風ダクト４４０を構成する。これにより、通風路４４２の突出高さが基部４３５の突出高さＨ４１と等しくなるので、空間Ｓ４における放熱フィン４３１の複数のフィン部分４３１ａと放熱フィン４３２の複数のフィン部分４３２ａとの間に通風路４４２が突出せず、空間Ｓ４に空気の通り道（空間）を容易に確保することができる。したがって、排出口４４３から排出された走行風（新鮮外気）を側方の空間Ｓ４に拡散させるとともに、鉄道車両４１０の走行方向に応じた後段（風下側）の放熱フィン４３１のフィン部分４３１ａまたは放熱フィン４３２のフィン部分４３２ａに有効に供給することができる。
【００８９】
また、第４実施形態では、通風路４４２を、空間Ｓ４において、走行方向と直交する鉄道車両４１０の上下方向（Ｚ軸方向）に沿って延ばす。これにより、放熱フィン４３１および４３２に設けられた複数のフィン部分４３１ａおよび４３２ａが、鉄道車両４１０の枕木方向（Ｙ軸方向）に向かって延びている場合に、排出口４４３から排出された走行風（新鮮外気）を空間Ｓ４に拡散させるとともに、鉄道車両４１０の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分４３１ａおよび４３２ａ（放熱フィン４３１および４３２）に有効に供給することができる。
【００９０】
また、第４実施形態では、放熱フィン４３１および４３２を、鉄道車両４１０の床下空間１１ａに設置するとともに、導風ダクト４４０を、放熱フィン４３１および４３２が固定される半導体装置４２０の側面４２１に沿って取り付ける。そして、鉄道車両４１０の走行時に、半導体装置４２０の側面４２１の近傍の位置で取り込んだ空気（走行風）を放熱フィン４３１と放熱フィン４３２との間の空間Ｓ４に導くとともに、放熱フィン４３１または４３２のいずれか一方の走行方向の端部４３２ｃ（４３１ｃ）に排出するように導風ダクト４４０を構成する。これにより、半導体装置４２０の側方（Ｙ１側またはＹ２側）に放熱フィン４３１および４３２を設置するための空間が十分にある場合に、半導体装置４２０を冷却する放熱フィン４３１および４３２の各々が有する冷却性能（放熱性能）を有効に平準化させることが可能な放熱フィン４３１および４３２を容易に設置することができる。また、第４実施形態のように、放熱フィン４３１および４３２を半導体装置４２０の側方（矢印Ｙ２方向）に設けることにより、鉄道車両４１０の走行時に、放熱フィン４３１および４３２が鉄道車両４１０の側方（矢印Ｙ２方向）に露出した状態となる。これにより、他の装置などが取り付けられる鉄道車両４１０の下から新鮮外気を取り込む場合と比べて、乱れの少ない走行風を取り込むことができるので、鉄道車両４１０の側方（矢印Ｙ２方向）からの新鮮外気を放熱フィン４３１および４３２により容易に取り込むことができる。この結果、冷却部４３０の冷却性能（放熱性能）をより向上させることができる。なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９１】
［第５実施形態］
図１０、図１３および図１４を参照して、第５実施形態について説明する。この第５実施形態では、導風ダクト５４０の取込口５４１の形状および配置を上記第４実施形態と異ならせた例について説明する。なお、図中において、上記第４実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
【００９２】
本発明の第５実施形態による電力変換装置５００（図１０参照）では、図１３に示すように、冷却部５３０を備える。そして、冷却部５３０の一組となった放熱フィン４３１および４３２に対して導風ダクト５４０が設置されている。なお、電力変換装置５００は、特許請求の範囲の「鉄道車両用電力変換装置」の一例である。
【００９３】
第５実施形態では、図１３に示すように、導風ダクト５４０は、取込口５４１と、通風路４４２と、排出口４４３とによって構成されている。また、取込口５４１は、空間Ｓ４よりも外側における半導体装置４２０の下面４２２ａ（Ｚ２側）および上面４２２ｂ（Ｚ１側）に配置されている。つまり、空間Ｓ４より外側において、取込口５４１は、半導体装置４２０の両側の表面（下面４２２ａおよび上面４２２ｂ）を挟むように配置されている。また、Ｙ軸方向において、取込口５４１の長さＨ５２は、通風路４４２の長さＨ４１よりも大きい。そして、図１４に示すように、鉄道車両４１０の走行時に、半導体装置４２０の側面４２１よりも側方（Ｙ２側）の位置となる下面４２２ａおよび上面４２２ｂに沿って流れる空気（走行風）が取込口５４１を介して取り込まれるとともに、取込口５４１から取り込まれた空気が通風路４４２に導かれるように構成されている。なお、下面４２２ａおよび上面４２２ｂは、特許請求の範囲の「電力変換装置本体の両側の表面」の一例である。
【００９４】
これにより、鉄道車両４１０（図１１参照）が矢印Ｘ１方向に走行している際に、半導体装置４２０の下面４２２ａおよび上面４２２ｂから一対の第１取込口５４１ａを介して取り込まれた走行風が、導風ダクト５４０内を流通して空間Ｓ４に導かれる。そして、空間Ｓ４に導かれた空気が、放熱フィン４３２の走行方向の端部４３２ｃに導かれる。また、鉄道車両４１０が矢印Ｘ２方向に走行している場合には、一対の第２取込口５４１ｂを介して取り込まれた空気（新鮮外気）が通風路４４２および排出口４４３を介して空間Ｓ４内に排出されるとともに、放熱フィン４３１の走行方向の端部４３１ｃに供給される。
【００９５】
なお、第５実施形態による電力変換装置５００の構成は、冷却部２３０を半導体装置２０の下方に設けた上記第２実施形態の電力変換装置２００の構成を、冷却部５３０を半導体装置４２０の側方に設けるように置き換えたものである。したがって、第５実施形態による電力変換装置５００のその他の構成は、上記第２実施形態の電力変換装置２００のＹ軸方向およびＺ軸方向を、それぞれ、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に変更した点を除いて同様である。
【００９６】
（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、上記のように、導風ダクト５４０を半導体装置４２０の側面４２１に取り付ける。そして、空間Ｓ４よりも外側における半導体装置４２０の下面４２２ａおよび上面４２２ｂに取込口５４１を配置する。つまり、空間Ｓ４より外側において、取込口５４１は、半導体装置４２０の両側の表面（下面４２２ａおよび上面４２２ｂ）を挟むように配置する。そして、鉄道車両４１０の走行時に、半導体装置４２０の両側の表面（下面４２２ａおよび上面４２２ｂ）に沿って流れる空気を取込口５４１を介して取り込むとともに取込口５４１から取り込まれた空気を通風路４４２に導くように導風ダクト５４０を構成する。これにより、半導体装置４２０の両側の表面（下面４２２ａおよび上面４２２ｂ）を通過する走行風（新鮮外気）を有効に取り込んで、鉄道車両４１０の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分４３１ａまたは４３２ａ（放熱フィン４３１または４３２）に効果的に供給することができる。
【００９７】
また、第５実施形態では、走行方向と直交する方向（Ｙ軸方向）において、取込口５４１の長さＨ５２を通風路４４２の長さＨ４１よりも大きく構成する。これにより、取込口５４１の開口面積を増加させることができるので、より多くの走行風（新鮮外気）を取り込んだ状態で一旦通風路４４２に集めるとともに、通風路４４２に集められた空気を空間Ｓ４に勢いよく排出することができる。また、第５実施形態のように、放熱フィン４３１および４３２を半導体装置４２０の側方（矢印Ｙ２方向）に設けることにより、鉄道車両４１０の走行時に、放熱フィン４３１および４３２が鉄道車両４１０の側方（矢印Ｙ２方向）に露出した状態となる。これにより、他の装置などが取り付けられる鉄道車両４１０の下から新鮮外気を取り込む場合と比べて、乱れの少ない走行風を取り込むことができるので、鉄道車両４１０の側方（矢印Ｙ２方向）からの新鮮外気を放熱フィン４３１および４３２により容易に取り込むことができる。この結果、冷却部５３０の冷却性能（放熱性能）をより向上させることができる。なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第２実施形態と同様である。
【００９８】
［第６実施形態］
図１０および図１５を参照して、第６実施形態について説明する。この第６実施形態では、上記第４実施形態による導風ダクト４４０に風向ガイド部材６５０を設けた例について説明する。図中において、上記第４実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
【００９９】
本発明の第６実施形態による電力変換装置６００（図１０参照）では、図１５に示すように、導風ダクト４４０に風向ガイド部材６５０をさらに設けて冷却部６３０が構成されている。なお、風向ガイド部材６５０は、特許請求の範囲の「第１風向板」の一例である。
【０１００】
風向ガイド部材６５０は、排出口４４３を介して空間Ｓ４内のフィン部分４３１ａ（４３２ａ）が形成された側に排出された空気を放熱フィン４３１または４３２のいずれか一方の走行方向の端部４３２ｃ（４３１ｃ）に導く役割を有している。これにより、導風ダクト４４０のみならず風向ガイド部材６５０を用いて走行風（新鮮外気）が鉄道車両４１０の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分４３１ａ（またはフィン部分４３２ａ）の走行方向の端部４３１ｃ（または端部４３２ｃ）に無駄なく確実に導かれる。
【０１０１】
たとえば、図１５に示すように、鉄道車両４１０が放熱フィン４３１を先頭側（風上側）として走行している場合には、排出口４４３から側方（矢印Ｙ２方向）に排出された空気は、その向きを矢印Ｘ２方向に変えられる。そして、矢印Ｘ２方向に向きが変えられた空気（新鮮外気）が、放熱フィン４３２の走行方向の端部４３２ｃに確実に供給されるように構成されている。なお、図１５にはこの場合の風の流れを図示していないが、鉄道車両４１０が矢印Ｘ２方向に走行している場合においても、排出口４４３から側方（矢印Ｙ２方向）に排出された空気が、その向きを矢印Ｘ１方向に変えられた後、放熱フィン４３１の走行方向の端部４３１ｃに確実に供給されるように構成されている。
【０１０２】
なお、第６実施形態による電力変換装置６００の構成は、冷却部３３０を半導体装置２０の下方に設けた上記第３実施形態の電力変換装置３００の構成を、冷却部６３０を半導体装置４２０の側方に設けるように置き換えたものである。したがって、第６実施形態による電力変換装置６００のその他の構成は、上記第３実施形態の電力変換装置３００のＹ軸方向およびＺ軸方向を、それぞれ、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に変更した点を除いて同様である。
【０１０３】
（第６実施形態の効果）
第６実施形態では、上記のように、排出口４４３を介して空間Ｓ４内の複数のフィン部分４３１ａ（４３２ａ）が形成された側に排出された空気を放熱フィン４３１または４３２のいずれか一方の走行方向の端部４３１ｃ（または４３２ｃ）に導くように構成された風向ガイド部材６５０を冷却部６３０に備える。これにより、風向ガイド部材６５０を用いて走行風（新鮮外気）を鉄道車両４１０の走行方向に応じた後段（風下側）のフィン部分４３１ａ（４３２ａ）の走行方向の端部４３１ｃ（４３２ｃ）に無駄なく確実に導くことができる。また、第６実施形態のように、放熱フィン４３１および４３２を半導体装置４２０の側方（矢印Ｙ２方向）に設けることにより、鉄道車両４１０の走行時に、放熱フィン４３１および４３２が鉄道車両４１０の側方（矢印Ｙ２方向）に露出した状態となる。これにより、他の装置などが取り付けられる鉄道車両４１０の下から新鮮外気を取り込む場合と比べて、乱れの少ない走行風を取り込むことができるので、鉄道車両４１０の側方（矢印Ｙ２方向）からの新鮮外気を放熱フィン４３１および４３２により容易に取り込むことができる。この結果、冷却部６３０の冷却性能（放熱性能）をより向上させることができる。なお、第６実施形態のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【０１０４】
［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
【０１０５】
たとえば、上記第１〜第６実施形態では、車体１１の床下空間１１ａに設置された電力変換装置１００、２００、３００、４００、５００および６００に対して本発明を適用したが、本発明はこれに限られない。たとえば、車体１１の屋根上に設置された電力変換装置に対して、本発明を適用してもよい。
【０１０６】
また、上記第１〜第３実施形態では、１つのスリット状に延びる排出口４３を通風路４２の下面４２ａに設けたが、本発明はこれに限られない。すなわち、複数の短い長さの排出口４３を所定の間隔を隔てて複数設けてもよい。この場合、複数の排出口４３は丸孔でもよいし、角孔（矩形形状の孔）でもよい。これにより、空間Ｓ内を延びる通風路４２の長さに応じて、排出口４３の個数や配置間隔などを設定することができるので、排出口４３から空間Ｓ内に排出される走行風（新鮮外気）の気流形状を、所望の状態に形成することができる。
【０１０７】
また、上記第４〜第６実施形態では、１つのスリット状に延びる排出口４４３を通風路４４２の側面４４２ａに設けたが、本発明はこれに限られない。すなわち、複数の短い長さの排出口４４３を所定の間隔を隔てて複数設けてもよい。この場合、複数の排出口４４３は丸孔でもよいし、角孔（矩形形状の孔）でもよい。これにより、空間Ｓ４内を延びる通風路４４２の長さに応じて、排出口４４３の個数や配置間隔などを設定することができるので、排出口４４３から空間Ｓ４内に排出される走行風（新鮮外気）の気流形状を、所望の状態に形成することができる。
【０１０８】
また、上記第１〜第６実施形態では、断面が矩形形状を有するように通風路４２（４４２）を構成したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断面が円筒形状を有する通風路４２（４４２）を用いて本発明における「導風ダクト」を構成してもよい。
【０１０９】
また、上記第１〜第３実施形態では、通風路４２の高さを基部３５および３６の高さＨ１に等しく構成したが、本発明はこれに限られない。たとえば、通風路４２の高さを高さＨ１よりも若干低く（薄く）してもよい。
【０１１０】
また、上記第４〜第６実施形態では、Ｙ軸方向において、通風路４４２の長さを基部４３５および４３６の長さＨ４１と等しく構成したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｙ軸方向において、通風路４４２の長さを長さＨ４１よりも若干短く（薄く）してもよい。
【０１１１】
また、上記第４〜第６実施形態では、放熱フィン４３１、４３２および導風ダクト４４０（５４０）を、半導体装置４２０の一方（Ｙ２側）の側面に設けるように構成したが、本発明はこれに限られない。放熱フィン４３１、４３２および導風ダクト４４０（５４０）を、半導体装置４２０の他方（Ｙ１側）の側面に設けてもよい。また、放熱フィン４３１、４３２および導風ダクト４４０（５４０）を、半導体装置４２０の両側の側面に設けてもよい。
【０１１２】
また、上記第１〜第３実施形態では、放熱フィン３１、３２および導風ダクト４０（２４０）を、半導体装置２０の下面に設け、上記第４〜第６実施形態では、放熱フィン４３１、４３２および導風ダクト４４０（５４０）を、半導体装置４２０の側面に設けるように構成したが、本発明はこれに限らない。複数の放熱フィンを、電力変換装置本体の下面および側面の両方に設けてもよい。
【０１１３】
また、上記第１〜第６実施形態では、架線２からの電力を利用して走行する架空電車線方式の鉄道車両１０（４１０）の電力変換装置１００、２００、３００、４００、５００および６００に本発明を適用したが、本発明はこれに限られない。走行用のレールとは別に並行して第三の給電用レール（第三軌条）が敷設され、この第三軌条に対して車体１１側に設けられた集電靴（コレクターシュー）が擦って集電する第三軌条方式の鉄道車両１０（４１０）の電力変換装置に対して本発明を適用してもよい。
【０１１４】
また、上記第１〜第６実施形態では、架線２からの電力を利用して走行する架空電車線方式の鉄道車両１０（４１０）の電力変換装置１００、２００、３００、４００、５００および６００に本発明を適用したが、本発明はこれに限られない。すなわち、ディーゼル機関を直接的な駆動源とする気動車に搭載された機器の冷却や、ディーゼル機関の発電によって誘導電動機１４を回転させる電気式気動車などの鉄道車両１０（４１０）の電力変換装置の冷却に対して、本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１０、４１０  鉄道車両
１１ａ  床下空間
２０、４２０  半導体装置（電力変換装置本体）
２１  下面（電力変換装置本体の表面）
２２ａ、２２ｂ  側面（電力変換装置本体の両側の表面）
３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０  冷却部
３１、４３１  放熱フィン（第１放熱フィン）
３１ａ、３２ａ、４３１ａ、４３２ａ  フィン部分（複数のフィン部分）
３１ｃ、３２ｃ、４３１ｃ、４３２ｃ  端部（走行方向の端部）
３１ｅ、３２ｅ、４３１ｅ、４３２ｅ  一方端
３１ｆ、３２ｆ、４３１ｆ、４３２ｆ  他方端
３２、４３２  放熱フィン（第２放熱フィン）
３５、３６、４３５、４３６  基部
４０、２４０、４４０、５４０  導風ダクト
４１、２４１、４４１、５４１  取込口
４１ａ、２４１ａ、４４１ａ、５４１ａ  第１取込口
４１ｂ、２４１ｂ、４４１ｂ、５４１ｂ  第２取込口
４２、４４２  通風路
４２ａ  下面（通風路における複数のフィン部分が配置された側の表面）
４３、４４３  排出口
４４、２４４ａ、２４４ｂ、４４４  風向板（第２風向板）
５０、６５０  風向ガイド部材（第１風向板）
１００、２００、３００、４００、５００、６００  電力変換装置（鉄道車両用電力変換装置）
４２１  側面（電力変換装置本体の表面）
４２２ａ  下面（電力変換装置本体の両側の表面）
４２２ｂ  上面（電力変換装置本体の両側の表面）
４４２ａ  側面（通風路における複数のフィン部分が配置された側の表面）
Ｈ１  高さ（突出高さ）
Ｈ２  長さ
Ｈ４１  突出高さ
Ｈ５２  長さ
Ｑ１、Ｑ２  側方領域（領域）
Ｑ４１、Ｑ４２  領域
Ｓ、Ｓ４  空間（フィン間領域）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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