(57)【要約】【課題】鉄道車両の台枠下部オオイ体に形成する走行風取り込み口のコンパクト化を図りつつ、床下に備えた電力変換装置の放熱部の冷却性能をより均一に向上できる鉄道車両用冷却構造を提供する。【解決手段】台枠下部オオイ体１を有する鉄道車両２の床下に電力変換装置３を備え、床下側方へ向けて突設された電力変換装置の放熱部４を台枠下部オオイ体に形成した走行風取り込み口５から車両進行方向に対して後内方へ傾斜させた傾斜導風ガイド６を介して導入した走行風によって冷却する鉄道車両用冷却構造１０である。走行風取り込み口は、台枠部材２１の床面２１１に略平行に近接する上底部５１と路面７に略平行に近接する下底部５２とを有する側面視で略台形状に形成され、上底部の前端部から後端部までの長さが下底部の前端部から後端部までの長さより長く、上底部の前端部が下底部の前端部より車両進行方向の前方に位置するように形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台枠下部オオイ体を有する鉄道車両の床下に電力変換装置を備え、床下側方へ向けて突設された前記電力変換装置の放熱部を前記台枠下部オオイ体に形成した走行風取り込み口から車両進行方向に対して後内方へ傾斜させた傾斜導風ガイドを介して導入した走行風によって冷却する鉄道車両用冷却構造であって、
前記走行風取り込み口は、台枠部材の床面に略平行に近接する上底部と路面に略平行に近接する下底部とを有する側面視で略台形状に形成され、前記上底部の前端部から後端部までの長さが前記下底部の前端部から後端部までの長さより長く、前記上底部の前端部が前記下底部の前端部より車両進行方向の前方に位置するように形成されていることを特徴とする鉄道車両用冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載された鉄道車両用冷却構造において、
前記放熱部は、前記電力変換装置のレール方向における前端部と後端部とに分離して配置され、前方の放熱部と後方の放熱部との間に所定の離間空間が形成されていることを特徴とする鉄道車両用冷却構造。
【請求項３】
請求項２に記載された鉄道車両用冷却構造において、
前記前方の放熱部と前記後方の放熱部との間には、前記後方の放熱部に対して走行風を取り込む前記走行風取り込み口と前記傾斜導風ガイドとが前記台枠下部オオイ体に形成されていることを特徴とする鉄道車両用冷却構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された鉄道車両用冷却構造において、
前記台枠下部オオイ体は、上端部において前記鉄道車両の側梁部材とヒンジを介して上下方向へ回動自在に連結され、下端部において前記電力変換装置の下端から側方へ向けて延設された支持部材と係合部材を介して着脱可能に係合されていること、
前記傾斜導風ガイドを構成する傾斜板と下板とを接続するコーナー部には、前記台枠下部オオイ体を上下方向へ回動させるときに前記支持部材の被係合部と干渉するのを回避する面取り部が形成されていることを特徴とする鉄道車両用冷却構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載された鉄道車両用冷却構造において、
前記傾斜導風ガイドは、略台形状をなす前記走行風取り込み口の前脚部から車両進行方向に対して後内方へ傾斜して延設された傾斜板と、前記走行風取り込み口の後脚部から後内方へ前記傾斜板と略平行に延設された外傾斜板とを備えた導風筒状ガイドを有することを特徴とする鉄道車両用冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用冷却構造に関し、詳しくは、台枠下部オオイ体を有する鉄道車両の床下に装着された電力変換装置の放熱部を台枠下部オオイ体に形成した傾斜導風ガイドを介して導入した走行風によって冷却する鉄道車両用冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄道車両の床下に装着された電力変換装置は、鉄道架線から供給される電力を半導体素子のスイッチング作用により直流から交流へ変換して車両駆動用モータを駆動・制御している。その電力変換装置の正常な作動を担保するため、運転中における半導体素子からの発熱を効率的に放熱させる鉄道車両用冷却構造が検討されている。
【０００３】
上記鉄道車両用冷却構造としては、図１７に示すように、車体１１０の床下に設置した箱体１０１内に収納された電力変換装置の半導体素子１０２を受熱部１０３に取り付けて熱を受熱部１０３で収集し、収集した熱を循環させるヒートパイプ１０４と放熱フィン１０５からなり床下の側方（枕木方向の外側）へ向けて突設された放熱部１０７から、床下側方を流れる走行風を利用して大気中に放散する冷却構造１００が知られている（特許文献１を参照）。放熱部１０７は、孔明け保護カバー１０６によって保護されている。この鉄道車両用冷却構造１００では、鉄道車両が走行するときに、床下の走行風を有効に利用して放熱部１０７の冷却効率を高めることができた。しかし、鉄道車両の外観意匠性等を考慮して、車体の床下側面を覆う台枠下部オオイ体を有する鉄道車両においては、走行風の流れが台枠下部オオイ体に規制されて、放熱部の冷却効率を高めることができないという問題があった。
【０００４】
そのため、例えば、図１８、図１９に示すように、電力変換装置の放熱部（放熱フィン）２０１を角形（長方形）の台枠下部オオイ体（機器間カウルカバー）２０２の内側にレール方向で隣接して２つ配置し、台枠下部オオイ体２０２の各辺に対して略平行となる側面視で長方形の走行風取り込み口２０３を設け、当該走行風取り込み口２０３からレール方向に対して後内方に傾斜させた傾斜導風ガイド（ガイド）２０４を形成して、放熱部２０１に走行風２０５を取り込むことが可能となる鉄道車両用冷却構造２００が開示されている（特許文献２を参照）。
【０００５】
ところが、図１９において、傾斜導風ガイド２０４のレール方向に対する傾斜角度α１が急であれば、走行風２０５の流れが曲がり切れず剥離して、走行風２０５の取り込み量が減少して放熱部２０１の冷却性能の低下を招くおそれがあった。一般に、剥離限界角度は７°と言われている。そこで、図２０に示すように、側面視で長方形の走行風取り込み口３０１の内側にレール方向に対して傾斜させた傾斜導風ガイド（導風ガイド）３０２は、走行風３０３の流入先端部における傾斜角度α２を、剥離限界角度としての７°以下とし、その後、中間地点でさらに７°以下の傾斜角度α３で傾斜させて形成し、放熱部３０４により多くの走行風３０３を導入する鉄道車両用冷却構造３００が開示されている（特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６０８７７号公報
【特許文献２】特開２００３−４８５３３号公報
【特許文献３】特開２００５−２７１６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図２１に示すように、走行する鉄道車両における床下側方の走行風は、路面に近づくにつれて流速が急速に遅くなる傾向があるので、図１９、図２０に示すように、側面視で長方形状の走行風取り込み口２０３、３０１では、取り込み口下部からの風量が不足し、走行風による放熱部２０１、３０４の冷却性能を高めることが困難であった。また、走行風取り込み口２０３、３０１の上部と下部とで走行風２０５、３０３の流速が異なり、放熱部２０１、３０４の上部と下部とで冷却性能の不均一が生じやすいという問題があった。
【０００８】
また、図１８に示すように、放熱部２０１を台枠下部オオイ体２０２の内側にレール方向で隣接して２つ（複数）配置すると、後方の放熱部２０１を冷却する走行風２０５は、前方の放熱部２０１を通過する際、温度が上昇し、流速が低下するので、前方の放熱部２０１と後方の放熱部２０１とで冷却性能の不均一が生じやすいという問題があった。
【０００９】
また、図２０に示すように、走行風３０３の流入先端部におけるレール方向に対する傾斜角度α２を、剥離限界角度としての７°以下とし、その後、中間地点でさらに７°以下の傾斜角度α３で傾斜させて、傾斜導風ガイド３０２のレール方向に対する傾斜角度を段階的に増加させた場合には、走行風取り込み口３０１が前後方向（レール方向）で長くなり過ぎるので、鉄道車両の外観意匠性向上のためには好ましくなかった。
【００１０】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、鉄道車両の台枠下部オオイ体に形成する走行風取り込み口のコンパクト化を図りつつ、床下に備えた電力変換装置の放熱部の冷却性能をより均一に向上できる鉄道車両用冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る鉄道車両用冷却構造は、以下の構成を備えている。
（１）台枠下部オオイ体を有する鉄道車両の床下に電力変換装置を備え、床下の側方へ向けて突設された前記電力変換装置の放熱部を前記台枠下部オオイ体に形成した走行風取り込み口から車両進行方向に対して後内方へ傾斜させた傾斜導風ガイドを介して導入した走行風によって冷却する鉄道車両用冷却構造であって、
前記走行風取り込み口は、台枠部材の床面に略平行に近接する上底部と路面に略平行に近接する下底部とを有する側面視で略台形状に形成され、前記上底部の前端部から後端部までの長さが前記下底部の前端部から後端部までの長さより長く、前記上底部の前端部が前記下底部の前端部より車両進行方向の前方に位置するように形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、走行風取り込み口は、台枠部材の床面に略平行に近接する上底部と路面に略平行に近接する下底部とを有する略台形状に形成され、上底部の前端部から後端部までの長さが下底部の前端部から後端部までの長さより長く、上底部の前端部が下底部の前端部より車両進行方向の前方に位置するように形成するので、台枠部材の床面に近く流速の速い走行風を、路面に近く流速の遅い走行風より先行して走行風取り込み口から傾斜導風ガイド内へ大量に取り込むことができる。そのため、走行風取り込み口のコンパクト化を図りつつ、傾斜導風ガイド内へ取り込む走行風の絶対量を増加させることができ、床下に備えた電力変換装置の放熱部の冷却性能を向上させることができる。
【００１３】
また、走行風取り込み口は、台枠部材の床面に略平行に近接する上底部と路面に略平行に近接する下底部とを有する略台形状に形成され、上底部の前端部から後端部までの長さが下底部の前端部から後端部までの長さより長く、上底部の前端部が下底部の前端部より車両進行方向の前方に位置するので、先行して傾斜導風ガイド内へ取り込まれた流速の速い床面側の走行風が、流速の遅い路面側の走行風を吸引することができ、路面側の走行風をより多く傾斜導風ガイド内へ取り込むことができる。その結果、放熱部の上部と下部とを流れる走行風の均一化を図ることができ、放熱部をより均一に冷却させることができる。
【００１４】
よって、本発明によれば、鉄道車両の台枠下部オオイ体に形成する走行風取り込み口のコンパクト化を図りつつ、床下に備えた電力変換装置の放熱部の冷却性能をより均一に向上できる鉄道車両用冷却構造を提供することができる。
【００１５】
（２）（１）に記載された鉄道車両用冷却構造において、
前記放熱部は、前記電力変換装置のレール方向における前端部と後端部とに分離して配置され、前方の放熱部と後方の放熱部との間に所定の離間空間が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、放熱部は、電力変換装置のレール方向における前端部と後端部とに分離して配置され、前方の放熱部と後方の放熱部との間に所定の離間空間が形成されているので、走行風の当たる放熱部における前面の面積を倍増させることによって、放熱部の冷却性能をより一層向上させることができる。なお、後方の放熱部を冷却する走行風は、前方の放熱部を通過する際、一旦温度が上昇し流速が低下する場合があるが、前方の放熱部と後方の放熱部との間に所定の離間空間が形成されているので、後方の放熱部に到達するまでに周囲の走行風と混流されることによって、再度温度が低下し流速が上昇する。そのため、前方の放熱部の冷却性能と後方の放熱部の冷却性能とを略同レベルに向上させることができ、放熱部全体の冷却性能をより一層均一に向上できる。
【００１７】
（３）（２）に記載された鉄道車両用冷却構造において、
前記前方の放熱部と前記後方の放熱部との間には、前記後方の放熱部に対して走行風を取り込む前記走行風取り込み口と前記傾斜導風ガイドとが前記台枠下部オオイ体に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、前方の放熱部と後方の放熱部との間には、後方の放熱部に対して走行風を取り込む走行風取り込み口と傾斜導風ガイドとが台枠下部オオイ体に形成されているので、前方の放熱部と後方の放熱部とを、台枠下部オオイ体に形成された各走行風取り込み口から各傾斜導風ガイドを介して導入したそれぞれの走行風によって別々に冷却することができる。そのため、前方の放熱部と後方の放熱部とを、より同一の条件で冷却することができ、放熱部全体の冷却性能をより一層均一に確保できる。
【００１９】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載された鉄道車両用冷却構造において、
前記台枠下部オオイ体は、上端部において前記鉄道車両の側梁部材とヒンジを介して上下方向へ回動自在に連結され、下端部において前記電力変換装置の下端から側方へ向けて延設された支持部材と係合部材を介して着脱可能に係合されていること、
前記傾斜導風ガイドを構成する傾斜板と下板とを接続するコーナー部には、前記台枠下部オオイ体を上下方向へ回動させるときに前記支持部材の被係合部と干渉するのを回避する面取り部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、台枠下部オオイ体は、上端部において鉄道車両の側梁部材とヒンジを介して上下方向へ回動自在に連結され、下端部において電力変換装置の下端から側方へ向けて延設された支持部材と係合部材を介して着脱可能に係合され、傾斜導風ガイドを構成する傾斜板と下板とを接続するコーナー部には、台枠下部オオイ体を上下方向へ回動させるときに支持部材の被係合部と干渉するのを回避する面取り部が形成されているので、傾斜導風ガイドの後端開口部における開口面積をより大きく形成して、走行風を放熱部により多く送り込むことができる。そのため、放熱部の冷却性能をより一層向上させることができる。
【００２１】
また、台枠下部オオイ体は、上端部において鉄道車両の側梁部材とヒンジを介して上下方向へ回動自在に連結され、下端部において電力変換装置の下端から側方へ向けて延設された支持部材と係合部材を介して着脱可能に係合されているので、後端開口部における開口面積を大きくすることによって傾斜導風ガイドの重量が増加した台枠下部オオイ体を、側梁部材から取り外すことなく上下方向へ簡単に回動させることができる。そのため、床下に装着された電力変換装置その他の機器に対して、容易に点検・保守等を行うことができる。
【００２２】
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載された鉄道車両用冷却構造において、
前記傾斜導風ガイドは、略台形状をなす前記走行風取り込み口の前脚部から車両進行方向に対して後内方へ傾斜して延設された傾斜板と、前記走行風取り込み口の後脚部から後内方へ前記傾斜板と略平行に延設された外傾斜板とを備えた導風筒状ガイドを有することを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、傾斜導風ガイドは、略台形状をなす走行風取り込み口の前脚部から車両進行方向に対して後内方へ傾斜して延設された傾斜板と、走行風取り込み口の後脚部から後内方へ傾斜板と略平行に延設された外傾斜板とを備えた導風筒状ガイドを有するので、走行風取り込み口を通過する走行風が導風筒状ガイドで収束して層流化しやすく、その流速を高めることができる。そのため、放熱部に対して、より流速を高めた走行風を供給することができる。その結果、走行風を放熱部により多く送り込むことによって、放熱部の冷却性能をより一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、鉄道車両の台枠下部オオイ体に形成する走行風取り込み口のコンパクト化を図りつつ、床下に備えた電力変換装置の放熱部の冷却性能をより均一に向上できる鉄道車両用冷却構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第１実施例）の側面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ横断面図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ縦断面図である。
【図４】図１に示すＣ−Ｃ縦断面図である。
【図５】図１に示す走行風取り込み口と傾斜導風ガイドの詳細斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第１実施例）の車両速度と車速‐風速比との関係を従来例と比較したグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第２実施例）の側面図である。
【図８】図７に示すＤ−Ｄ横断面図である。
【図９】図７に示すＥ矢視図である。
【図１０】図７に示す走行風取り込み口と傾斜導風ガイドの詳細斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第３実施例）の側面図である。
【図１２】図１１に示すＦ−Ｆ横断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第４実施例）の側面図である。
【図１４】図１３に示すＧ−Ｇ横断面図である。
【図１５】図１３に示すＨ矢視図である。
【図１６】図１３に示す走行風取り込み口と傾斜導風ガイドの詳細斜視図である。
【図１７】特許文献１に記載された鉄道車両における電力変換装置の冷却構造の概縦断面略図である。
【図１８】特許文献２に記載された鉄道車両における電力変換装置の冷却構造の概横断面略図である。
【図１９】図１８に記載された走行風取り込み口と傾斜導風ガイドの斜視図である。
【図２０】特許文献３に記載された鉄道車両における電力変換装置の冷却構造における走行風取り込み口と傾斜導風ガイドの斜視図である。（Ａ）は、全体斜視図であり、（Ｂ）は、傾斜導風ガイドの詳細斜視図である。
【図２１】公益財団法人  鉄道総合技術研究所の出版物  RRR Vol.70 No.9 2013.9特集  数値シミュレーション「走行する車両周りの風の流れを再現する」に記載された、車両が走行する地点の風について平均風速の高さ方向分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第１実施例〜第４実施例）について、図面を参照しながら詳細に説明する。具体的には、本実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第１実施例）の構成を説明した上で、本実施例に対する走行風の測定結果を従来例と比較して説明する。次に、本実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第２実施例）の構成と、本実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第３実施例）の構成とを、第１実施例との相違点を中心に説明する。また、本実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第４実施例）の構成を、第２実施例との相違点を中心に説明する。
【００２７】
＜鉄道車両用冷却構造（第１実施例）の構成＞
まず、本実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第１実施例）の構成について、図１〜図５を用いて説明する。図１に、本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第１実施例）の側面図を示す。図２に、図１に示すＡ−Ａ横断面図を示す。図３に、図１に示すＢ−Ｂ縦断面図を示す。図４に、図１に示すＣ−Ｃ縦断面図を示す。図５に、図１に示す走行風取り込み口と傾斜導風ガイドの詳細斜視図を示す。
【００２８】
図１〜図５に示すように、第１実施例の鉄道車両用冷却構造１０は、台枠下部オオイ体１を有する鉄道車両２の床下に電力変換装置３を備え、床下の側方（枕木方向の外側）へ向けて突設された電力変換装置３の放熱部４を、台枠下部オオイ体１に形成した走行風取り込み口５から車両進行方向に対して後内方へ傾斜させた傾斜導風ガイド６を介して導入した走行風ＳＨによって、冷却する鉄道車両用冷却構造である。
【００２９】
なお、本鉄道車両用冷却構造１０は、車両進行方向を前後切り替えた場合にも成立するように、台枠下部オオイ体１には、それぞれ走行風取り込み口５及び当該走行風取り込み口５から車両進行方向に対して後内方へ傾斜させた傾斜導風ガイド６を、放熱部４の前後中心線ＣＬに対して対称となるように、放熱部４の前方と後方に備えている。放熱部４の後方に位置する走行風取り込み口５及び傾斜導風ガイド６は、走行風排出口及び傾斜排風ガイドの役割を果たす。また、本鉄道車両用冷却構造１０は、レール方向と平行な車両中心に対して、左右対称に形成されている。
【００３０】
ここで、台枠下部オオイ体１は、レール方向で複数個に分割されて、側面視で略長方形状に形成されている。また、台枠下部オオイ体１は、それぞれ上端部１１において鉄道車両２の側梁部材２２とヒンジ２３を介して上下方向へ回動自在に連結され、下端部１２において電力変換装置３の下端から側方へ向けて延設された支持部材３３と係合部材（例えば、ラッチ）１３を介して着脱可能に係合されている。また、電力変換装置３は、台枠部材２１の床下面２１２に吊り金具３２を介して固定されている。また、放熱部４は、電力変換装置３の半導体素子を受熱部に取り付けて熱を受熱部で収集し、収集した熱を循環させるヒートパイプと放熱フィンからなり、多角形状の孔明き保護カバーによって保護されている。
【００３１】
また、走行風取り込み口５は、台枠部材２１の床面２１１に略平行に近接する上底部５１と路面７に略平行に近接する下底部５２とを有する側面視で略直角台形状に形成されている。また、上底部５１の前端部ａから後端部ｂまでの長さＬ１が、下底部５２の前端部ｄから後端部ｃまでの長さＬ２より長く形成されている。また、上底部５１の前端部ａが、下底部５２の前端部ｄより車両進行方向の前方に位置するように形成されている。
【００３２】
そして、走行風取り込み口５における上底部５１の前端部ａと下底部５２の前端部ｄとを結ぶ前脚部５３は、上方から下方に向けて斜め後方へ傾斜するように形成されている。前脚部５３の垂直方向に対する傾斜角βは、３０°±１０°程度が好ましい。一方、走行風取り込み口５における上底部５１の後端部ｂと下底部５２の後端部ｃとを結ぶ後脚部５４は、上方から下方に向けて略垂直状に形成されている。
【００３３】
走行風取り込み口５が上記形状に形成されているので、床面２１１に近く流速の速い走行風ＳＨ（ＳＨ１）を、路面７に近く流速の遅い走行風ＳＨ（ＳＨ２）より先行して走行風取り込み口５から傾斜導風ガイド６内へ大量に取り込むことができる。その結果、走行風取り込み口５のコンパクト化を図りつつ、傾斜導風ガイド６内へ取り込む走行風ＳＨの絶対量を増加させることができ、床下に備えた電力変換装置３の放熱部４の冷却性能を向上させることができる。また、先行して傾斜導風ガイド６内へ取り込まれた流速の速い床面側の走行風ＳＨ１が、流速の遅い路面側の走行風ＳＨ２を吸引することによって、路面側の走行風ＳＨ２をより多く傾斜導風ガイド６内へ取り込むことができ、放熱部４をより均一に冷却させることができる。
【００３４】
また、傾斜導風ガイド６は、走行風取り込み口５の前脚部５３から車両進行方向に対して後内方へ傾斜して延設された傾斜板６１と、走行風取り込み口５の上底部５１から三角形状に内方へ延設され傾斜板６１の上端と接続された上板６２と、走行風取り込み口５の下底部５２から三角形状に内方へ延設され傾斜板６１の下端と接続された下板６３とを備え、縦断面で略コ字状断面に形成されている。傾斜導風ガイド６の後端開口部６４は、放熱部４の前面４１に対向するように形成されている。傾斜導風ガイド６の後端開口部６４と放熱部４の前面４１との間には、上下方向に貫通する所定の隙間Ｓが設けられている。この隙間Ｓは、傾斜導風ガイド６の後端開口部６４から流れ出る走行風ＳＨが、周辺の走行風を吸引して、放熱部４により多くの走行風を供給する機能を有している。
【００３５】
なお、車両最大速度が１２０ｋｍ／ｈ程度の一般車両では、特に山間部等での低速走行（例えば、３０〜４０ｋｍ/ｈ）における冷却性能を高める必要があり、また、かかる低速走行では、走行風取り込み口５での走行風ＳＨの剥離現象が生じにくいことを考慮すると、傾斜板６１の車両進行方向に対する傾斜角度θ１は、２０〜３０°程度が好ましい。
【００３６】
次に、図６を用いて、本鉄道車両用冷却構造（第１実施例）の車両速度と車速‐風速比との関係を、従来例との比較において説明する。図６に、本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第１実施例）の車両速度と車速‐風速比との関係を従来例と比較したグラフを示す。ここでは、比較する従来例として、台枠下部オオイ無し（従来例１）と、横スリットを並列状に設けたルーバ付きオオイ（従来例２）と、スリットの無い通常オオイ（従来例３）とを、第１実施例と同一の鉄道車両に取り付けて実験した。また、車両速度Ｐは、４７ｋｍ／ｈと７７ｋｍ／ｈの２種類とし、各車両速度において、放熱部４の前面４１で吸気の風速を計測し、放熱部４の後面４２で排気の風速を計測した。車速‐風速比は、風速を車両速度で除した値の百分率（％）である。基準値は、電力変換装置に必要な冷却性能を担保し得る車速‐風速比として、経験則上で求めた値である。
【００３７】
図６に示すように、ルーバ付きオオイ（従来例２）とスリットの無い通常オオイ（従来例３）の場合には、車両速度が４７ｋｍ／ｈと７７ｋｍ／ｈの両方において、車速‐風速比Ｑが、吸気側と排気側とで基準値を大幅に下まわっていた。これに対して、本実施例１では、車両速度が４７ｋｍ／ｈと７７ｋｍ／ｈの両方において、車速‐風速比Ｑが、排気側で基準値を僅かに下まわったものの、放熱部４の冷却性能に大きく影響する吸気側では、車速‐風速比Ｑが、基準値を大きく上まわり、台枠下部オオイ無し（従来例１）の排気側と同程度であり、同台枠下部オオイ無し（従来例１）の吸気側の走行風を７０〜８０％程度取り込むことがわかった。したがって、本実施例１の鉄道車両用冷却構造１０によれば、台枠下部オオイ体を有する鉄道車両において、その外観意匠性を担保するため、台枠下部オオイ体に形成する走行風取り込み口のコンパクト化を図りつつ、床下に備えた電力変換装置に必要な冷却性能を確保できるといえる。
【００３８】
＜鉄道車両用冷却構造（第２実施例）の構成＞
次に、本実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第２実施例）の構成について、図７〜図１０を用いて説明する。図７に、本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第２実施例）の側面図を示す。図８に、図７に示すＤ−Ｄ横断面図を示す。図９に、図７に示すＥ矢視図を示す。図１０に、図７に示す走行風取り込み口と傾斜導風ガイドの詳細斜視図を示す。なお、第２実施例の構成において、前述した第１実施例との相違点を中心に説明し、共通の構成については、同一の符号を付して、その説明を原則として割愛する。
【００３９】
図７〜図１０に示すように、第２実施例の鉄道車両用冷却構造１０Ｂは、台枠下部オオイ体１Ｂを有する鉄道車両２の床下に電力変換装置３を備え、床下側方に向けて突設された電力変換装置３の放熱部４Ｂを、台枠下部オオイ体１Ｂに形成した走行風取り込み口５Ｂから車両進行方向に対して後内方へ傾斜させた傾斜導風ガイド６Ｂを介して導入した走行風ＳＨによって、冷却する鉄道車両用冷却構造である。ここで、台枠下部オオイ体１Ｂ（１ａＢ、１ｂＢ、１ｃＢ）は、レール方向で複数個に分割されて、それぞれ側面視で略長方形状に形成されている。この点は、第１実施例と共通する。
【００４０】
しかし、以下に説明する放熱部４Ｂと、台枠下部オオイ体１Ｂに形成した走行風取り込み口５Ｂの形状と、傾斜導風ガイド６Ｂの形状とが、第１実施例と相違する。すなわち、第２実施例の放熱部４Ｂは、電力変換装置３のレール方向における前端部３１と後端部３４とに分離して配置され、前方の放熱部４ａＢ（４Ｂ）と後方の放熱部４ｂＢ（４Ｂ）との間に所定の離間空間Ｒが形成されている。また、前方の放熱部４ａＢ及び後方の放熱部４ｂＢは、それぞれ同一の大きさで形成されているので、傾斜導風ガイド６Ｂを介して導入した走行風ＳＨが当たる前面４１Ｂの面積が２倍に増えて、冷却性能の向上に寄与している。
【００４１】
また、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとの間には、後方の放熱部４ｂＢに対して走行風ＳＨを取り込む走行風取り込み口５Ｂと傾斜導風ガイド６Ｂとが、中間に位置する台枠下部オオイ体１ｂＢに形成されている。そのため、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとを、台枠下部オオイ体１Ｂに形成された各走行風取り込み口５Ｂから各傾斜導風ガイド６Ｂを介して導入したそれぞれの走行風ＳＨによって別々に冷却することができる。その結果、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとを、より同一の条件で冷却することができ、放熱部４Ｂ全体の冷却性能をより一層均一に向上できる。
【００４２】
また、走行風取り込み口５Ｂは、台枠部材２１の床面２１１に略平行に近接する上底部５１Ｂと路面７に略平行に近接する下底部５２Ｂとを有する側面視で略直角台形状に形成されている。また、上底部５１Ｂの前端部ａから後端部ｂまでの長さＬ３が、下底部５２の前端部ｄから後端部ｃまでの長さＬ４より長く形成されている。また、上底部５１の前端部ａが、下底部５２の前端部ｄより車両進行方向の前方に位置するように形成されている。
【００４３】
そして、走行風取り込み口５Ｂにおける上底部５１Ｂの前端部ａと下底部５２Ｂの前端部ｄとを結ぶ前脚部５３Ｂ（５３ａＢ、５３ｂＢ）は、上方から下方に向けて斜め後方へ傾斜するように形成されている。前脚部５３Ｂ（５３ａＢ、５３ｂＢ）は、上方から下方への途中位置ｅで屈曲（又は湾曲）し、斜め後方への傾斜が途中位置ｅで増大するように多段階で屈曲（又は湾曲）するように形成されている。例えば、上方の前脚部５３ａＢの垂直方向に対する傾斜角β１は、３０°±１０°程度が好ましく、下方の前脚部５３ｂＢの垂直方向に対する傾斜角β２は、６０°±１０°程度が好ましい。一方、走行風取り込み口５Ｂにおける上底部５１Ｂの後端部ｂと下底部５２Ｂの後端部ｃとを結ぶ後脚部５４Ｂは、上方から下方に向けて垂直状に形成されている。なお、前脚部５３Ｂは、２段階で屈曲（又は湾曲）するように形成されているが、２以上の多段階で屈曲（又は湾曲）するように形成されてもよい。
【００４４】
また、走行風取り込み口５Ｂが上記形状に形成されているので、台枠部材２１の床面２１１に近く流速の速い走行風ＳＨ（ＳＨ１、ＳＨ２）を、路面７に近く流速の遅い走行風ＳＨ（ＳＨ３、ＳＨ４）より先行して走行風取り込み口５Ｂから傾斜導風ガイド６Ｂ内へ大量に取り込むことができる。その結果、走行風取り込み口５Ｂのコンパクト化を図りつつ、傾斜導風ガイド６Ｂ内へ取り込む走行風ＳＨの絶対量を増加させることができ、床下に備えた電力変換装置３の放熱部４Ｂの冷却性能をさらに向上させることができる。
【００４５】
また、前脚部５３Ｂ（５３ａＢ、５３ｂＢ）は、上方から下方への途中位置ｅで屈曲（又は湾曲）し、斜め後方への傾斜が増大するように形成されているので、上方の前脚部５３ａＢから傾斜導風ガイド６Ｂ内へ取り込まれた流速の速い床面側の走行風ＳＨ１（ＳＨ１１、ＳＨ１２）の流線と、下方の前脚部５３ｂＢから遅れて傾斜導風ガイド６Ｂ内へ取り込まれた流速の遅い路面側の走行風ＳＨ２（ＳＨ２１、ＳＨ２２）の流線とが、互いに近接しやすくなる。走行風ＳＨ１、ＳＨ２の流線が互いに近接することによって、流速の速い面側の走行風ＳＨ１が、流速の遅い路面側の走行風ＳＨ２をより一層吸引しやすくなる。その結果、吸引されて流速が上昇した路面側の走行風ＳＨ２が、傾斜導風ガイド６Ｂ内へより多く取り込まれ、放熱部４Ｂを上下方向でより均一に冷却させることができる。
【００４６】
また、傾斜導風ガイド６Ｂは、走行風取り込み口５Ｂの上方の前脚部５３ａＢから車両進行方向に対して後内方へ傾斜して延設された傾斜板６１Ｂと、走行風取り込み口５Ｂの上底部５１Ｂから三角形状に内方へ延設され傾斜板６１Ｂの上端と接続された上板６２Ｂと、走行風取り込み口５Ｂの下底部５２Ｂから三角形状に内方へ延設された下板６３Ｂと、傾斜板６１Ｂと下板６３Ｂとを接続するコーナー部に形成され台枠下部オオイ体１Ｂを上下方向へ回動させるときに支持部材３３の被係合部３３１と干渉するのを回避する面取り部６５Ｂとを備え、縦断面で略コ字状断面に形成されている。面取り部６５Ｂは、下方の前脚部５３ｂＢから車両進行方向に対して後内方へ傾斜して延設されている。傾斜板６１Ｂの車両進行方向に対する傾斜角度θ２は、２０〜３０°程度が好ましい。
【００４７】
また、傾斜導風ガイド６Ｂが上記断面形状を有することによって、放熱部４Ｂに対して走行風ＳＨを供給する傾斜導風ガイド６Ｂの後端開口部６４Ｂにおける開口面積をより大きく形成できる。また、走行風ＳＨが当たる放熱部４Ｂの前面４１Ｂの面積をより大きく形成できる。その結果、走行風ＳＨを放熱部４Ｂにより多く送り込むことによって、放熱部４Ｂの冷却性能をより一層向上させることができる。
【００４８】
また、傾斜導風ガイド６Ｂの後端開口部６４Ｂは、放熱部４Ｂの前面４１Ｂに対向するように形成されている。傾斜導風ガイド６Ｂの後端開口部６４Ｂと放熱部４Ｂの前面４１Ｂとの間には、上下方向に貫通する所定の隙間Ｓが設けられている。この隙間Ｓは、傾斜導風ガイド６Ｂの後端開口部６４Ｂから流れ出る走行風ＳＨが、周辺の走行風を吸引して、放熱部４Ｂにより多くの走行風ＳＨを供給する機能を有している。
【００４９】
なお、本鉄道車両用冷却構造１０Ｂは、車両進行方向を前後切り替えた場合にも成立するように、台枠下部オオイ体１Ｂには、それぞれ走行風取り込み口５Ｂ及び当該走行風取り込み口５Ｂから車両進行方向に対して後内方に傾斜させた傾斜導風ガイド６Ｂを、放熱部４Ｂの前後中心線ＣＬ２に対して対称となるように、放熱部４Ｂ（４ａＢ、４ｂＢ）の前方と後方に備えている。放熱部４Ｂの後方に位置する走行風取り込み口５Ｂ及び傾斜導風ガイド６Ｂは、走行風排出口及び傾斜排風ガイドの役割を果たす。また、本鉄道車両用冷却構造１０Ｂは、レール方向と平行な車両中心に対して、左右対称に形成されている。
【００５０】
＜鉄道車両用冷却構造（第３実施例）の構成＞
次に、本実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第３実施例）の構成について、図１１、図１２を用いて説明する。図１１に、本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第３実施例）の側面図を示す。図１２に、図１１に示すＦ−Ｆ横断面図を示す。なお、第３実施例の構成において、前述した第１実施例及び第２実施例との相違点を中心に説明し、共通の構成については、同一の符号を付して、その説明を基本的に割愛する。
【００５１】
図１１、図１２に示すように、第３実施例の鉄道車両用冷却構造１０Ｃは、台枠下部オオイ体１Ｂ、１Ｃを有する鉄道車両２の床下に電力変換装置３を備え、床下側方に向けて突設された電力変換装置３の放熱部４Ｂを、台枠下部オオイ体１Ｂに形成した走行風取り込み口５Ｂから車両進行方向に対して後内方へ傾斜させた傾斜導風ガイド６Ｂを介して導入した走行風ＳＨによって、冷却する鉄道車両用冷却構造である。ここで、台枠下部オオイ体１Ｂ（１ａＢ、１ｃＢ）、１Ｃは、レール方向で複数個に分割されて、それぞれ側面視で略長方形状に形成されている。この点は、第１実施例と共通する。また、台枠下部オオイ体１Ｂに形成した走行風取り込み口５Ｂの形状と、傾斜導風ガイド６Ｂの形状は、第２実施例と共通する。また、放熱部４Ｂは、電力変換装置３のレール方向における前端部３１と後端部３４とに分離して配置され、前方の放熱部４ａＢ（４Ｂ）と後方の放熱部４ｂＢ（４Ｂ）との間に所定の離間空間Ｒが形成されていることは、第２実施例と共通する。
【００５２】
しかし、第３実施例では、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとの間に、後方の放熱部４ｂＢに対して新たな走行風ＳＨを取り込む走行風取り込み口５Ｂと傾斜導風ガイド６Ｂとが、台枠下部オオイ体１Ｃに形成されていない。この点が、第２実施例と相違する。そのため、台枠下部オオイ体１Ｂ、１Ｃを有する鉄道車両２において、走行風取り込み口５Ｂと傾斜導風ガイド６Ｂとを最小限に減らすことができる。したがって、鉄道車両２の台枠下部オオイ体１Ｂに形成する走行風取り込み口５Ｂを数量や頻度の上でコンパクト化を図りつつ、その外観意匠性を向上させることができる。
【００５３】
また、第３実施例では、第２実施例のように、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとを、台枠下部オオイ体１Ｂに形成された各走行風取り込み口５Ｂから各傾斜導風ガイド６Ｂを介して導入したそれぞれの走行風ＳＨによって別々に冷却することはできないが、放熱部４Ｂは、電力変換装置３のレール方向における前端部３１と後端部３４とに分離して配置され、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとの間に所定の離間空間Ｒが形成されているので、走行風ＳＨの当たる放熱部４Ｂにおける前面４１Ｂの面積を倍増させることによって、放熱部４Ｂ全体の冷却性能を向上させることができる。
【００５４】
また、後方の放熱部４ｂＢを冷却する走行風ＳＨは、前方の放熱部４ａＢを通過する際、一旦温度が上昇し流速が低下する場合があるが、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとの間に所定の離間空間Ｒが形成されているので、後方の放熱部４ｂＢに到達するまでに周囲の走行風と混流されることによって、再度温度が低下し流速が上昇する。そのため、前方の放熱部４ａＢの冷却性能と後方の放熱部４ｂＢの冷却性能とを略同レベルに向上させることができ、放熱部４Ｂ全体の冷却性能を一定程度均一化して向上させることができる。
【００５５】
＜鉄道車両用冷却構造（第４実施例）の構成＞
次に、本実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第４実施例）の構成について、図１３〜図１６を用いて説明する。図１３に、本発明の実施形態に係る鉄道車両用冷却構造（第４実施例）の側面図を示す。図１４に、図１３に示すＧ−Ｇ横断面図を示す。図１５に、図１３に示すＨ矢視図を示す。図１６に、図１３に示す走行風取り込み口と傾斜導風ガイドの詳細斜視図を示す。なお、第４実施例の構成において、前述した第２実施例との相違点を中心に説明し、共通の構成については、同一の符号を付して、その説明を原則として割愛する。
【００５６】
図１３〜図１６に示すように、第４実施例の鉄道車両用冷却構造１０Ｄは、台枠下部オオイ体１Ｄを有する鉄道車両２の床下に電力変換装置３を備え、床下の側方に向けて突設された電力変換装置３の放熱部４Ｂを、台枠下部オオイ体１Ｄに形成した走行風取り込み口５Ｄから車両進行方向に対して後内方へ傾斜させた傾斜導風ガイド６Ｄを介して導入した走行風ＳＨによって、冷却する鉄道車両用冷却構造である。ここで、台枠下部オオイ体１Ｄは、レール方向で複数個に分割されて、それぞれ側面視で略長方形状に形成されている。この点は、第２実施例と共通する。
【００５７】
しかし、以下に説明する台枠下部オオイ体１Ｄに形成した走行風取り込み口５Ｄの形状と、傾斜導風ガイド６Ｄの形状とが、第２実施例と相違する。すなわち、第４実施例の走行風取り込み口５Ｄは、台枠部材２１の床面２１１に略平行に近接する上底部５１Ｄと路面７に略平行に近接する下底部５２Ｄとを有する側面視で略台形状に形成されている。また、上底部５１Ｄの前端部ａから後端部ｂまでの長さＬ５が、下底部５２Ｄの前端部ｄから後端部ｃまでの長さＬ６より長く形成されている。また、上底部５１Ｄの前端部ａが、下底部５２Ｄの前端部ｄより車両進行方向の前方に位置するように形成されている。
【００５８】
そして、走行風取り込み口５Ｄにおける上底部５１Ｄの前端部ａと下底部５２Ｄの前端部ｄとを結ぶ前脚部５３Ｄ（５３ａＤ、５３ｂＤ）は、上方から下方に向けて斜め後方へ傾斜するように形成されている。前脚部５３Ｄ（５３ａＤ、５３ｂＤ）は、上方から下方への途中位置ｅで屈曲（又は湾曲）し、斜め後方への傾斜が途中位置ｅで増大するように多段階で屈曲（又は湾曲）するように形成されている。例えば、上方の前脚部５３ａＤの垂直方向に対する傾斜角β３は、３０°±１０°程度が好ましく、下方の前脚部５３ｂＤの垂直方向に対する傾斜角β４は、７０°±１０°程度が好ましい。また、走行風取り込み口５Ｄにおける上底部５１Ｄの後端部ｂと下底部５２Ｄの後端部ｃとを結ぶ後脚部５４Ｄは、上方から下方に向けて後方へ傾斜するように形成されている。後脚部５４Ｄの垂直方向に対する傾斜角β５は、３０°±１０°程度が好ましい。なお、前脚部５３Ｄは、２段階で屈曲（又は湾曲）するように形成されているが、２以上の多段階で屈曲（又は湾曲）するように形成されてもよい。また、後脚部５４Ｄは、上方から下方に向けて垂直状に形成されてもよい。
【００５９】
また、傾斜導風ガイド６Ｄは、走行風取り込み口５Ｄの上方の前脚部５３ａＤから車両進行方向に対して後内方へ傾斜して延設された傾斜板６１Ｄと、走行風取り込み口５Ｄの上底部５１Ｄから三角形状に内方へ延設され傾斜板６１Ｄの上端と接続された上板６２Ｄと、走行風取り込み口５Ｄの下方の前脚部５３ｂＤから三角形状に後下方へ傾斜して延設され傾斜板６１の下端と接続された下板６６Ｄと、走行風取り込み口５Ｄの後脚部５４Ｄから後内方へ傾斜板６１Ｄと略平行に延設された外傾斜板６７とを備えている。傾斜板６１Ｄと上板６２Ｄと下板６６Ｄと外傾斜板６７とが、矩形筒断面形状をなす導風筒状ガイド６ＴＤを形成している。傾斜板６１Ｄの車両進行方向に対する傾斜角度θ３は、１５〜２５°程度が好ましい。
【００６０】
また、傾斜導風ガイド６Ｄは、略台形状からなる走行風取り込み口５Ｄの前脚部５３ａＤ（５３Ｄ）から車両進行方向に対して後内方へ傾斜して延設された傾斜板６１Ｄと、走行風取り込み口５Ｄの後脚部５４Ｄから後内方へ傾斜板６１Ｄと略平行に延設された外傾斜板６７とを備えた導風筒状ガイド６ＴＤを有するので、走行風取り込み口５Ｄを通過する走行風ＳＨが導風筒状ガイド６ＴＤで収束して層流化しやすく、その流速を高めることができる。そのため、放熱部４Ｂに対して、より流速を高めた走行風ＳＨを供給することができる。その結果、走行風ＳＨを放熱部４Ｂにより多く送り込むことによって、放熱部４Ｂの冷却性能をより一層向上させることができる。
【００６１】
また、傾斜導風ガイド６Ｄの後端開口部６４Ｄは、放熱部４Ｂの前面４１Ｂに対向するように形成されている。傾斜導風ガイド６Ｄの後端開口部６４Ｄと放熱部４Ｂとの間には、外傾斜板６７の後端部から後側方に向けて傾斜して延設された後傾斜板６９が設けられている。この後傾斜板６９は、導風筒状ガイド６ＴＤから流れ出る走行風ＳＨが、乱流を形成させずに、周辺の走行風を吸引して、放熱部４Ｂにより多くの走行風ＳＨを供給する機能を有している。
【００６２】
また、矩形筒断面形状をなす導風筒状ガイド６ＴＤ内には、傾斜板６１Ｄと外傾斜板６７とを垂直状に連結する整流板６８が複数個設けられている。この整流板６８は、上下方向で偏平状に形成され、導風筒状ガイド６ＴＤ内を流れる走行風ＳＨの向きを一定方向へ整える整流機能を果たすとともに、台枠下部オオイ体１Ｄの内部が見えにくくする遮蔽機能も有する。
【００６３】
＜作用効果＞
以上、詳細に説明した本実施形態に係る鉄道車両用冷却構造１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄによれば、走行風取り込み口５、５Ｂは、台枠部材２１の床面２１１に略平行に近接する上底部５１、５１Ｂと路面７に略平行に近接する下底部５２、５２Ｂとを有する略台形状に形成され、上底部５１、５１Ｂの前端部ａから後端部ｂまでの長さＬ１、Ｌ３が下底部５２、５２Ｂの前端部ｄから後端部ｃまでの長さＬ２、Ｌ４より長く、上底部５１、５１Ｂの前端部ａが下底部５２、５２Ｂの前端部ｄより車両進行方向の前方に位置するように形成されているので、台枠部材２１の床面２１１に近く流速の速い走行風ＳＨを、路面７に近く流速の遅い走行風ＳＨより先行して走行風取り込み口５、５Ｂから傾斜導風ガイド６、６Ｂ内へ大量に取り込むことができる。そのため、走行風取り込み口５、５Ｂのコンパクト化を図りつつ、傾斜導風ガイド６、６Ｂ内へ取り込む走行風ＳＨの絶対量を増加させることができ、床下に備えた電力変換装置３の放熱部４、４Ｂの冷却性能を向上させることができる。
【００６４】
また、走行風取り込み口５、５Ｂは、台枠部材２１の床面２１１に略平行に近接する上底部５１、５１Ｂと路面７に略平行に近接する下底部５２、５２Ｂとを有する略直角台形状に形成され、上底部５１、５１Ｂの前端部ａから後端部ｂまでの長さＬ１、Ｌ３が下底部５２、５２Ｂの前端部ｄから後端部ｃまでの長さＬ２、Ｌ４より長く、上底部５１、５１Ｂの前端部ａが下底部５２、５２Ｂの前端部ｄより車両進行方向の前方に位置するように形成されているので、先行して傾斜導風ガイド６、６Ｂ内へ取り込まれた流速の速い床面側の走行風ＳＨが、流速の遅い路面側の走行風ＳＨを吸引することができ、路面側の走行風ＳＨをより多く傾斜導風ガイド６、６Ｂ内へ取り込むことができる。その結果、放熱部４、４Ｂの上部と下部とを流れる走行風の均一化を図ることができ、放熱部４、４Ｂをより均一に冷却させることができる。
【００６５】
よって、本実施形態によれば、鉄道車両２の台枠下部オオイ体１、１Ｂに形成する走行風取り込み口５、５Ｂのコンパクト化を図りつつ、床下に備えた電力変換装置３の放熱部４、４Ｂの冷却性能をより均一に向上できる鉄道車両用冷却構造１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを提供することができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、放熱部４Ｂは、電力変換装置３のレール方向における前端部３１と後端部３４とに分離して配置され、前方の放熱部４ａＢ（４Ｂ）と後方の放熱部４ｂＢ（４Ｂ）との間に所定の離間空間Ｒが形成されているので、走行風ＳＨの当たる放熱部４Ｂにおける前面４１Ｂの面積を倍増させることによって、放熱部４Ｂの冷却性能をより一層向上させることができる。なお、後方の放熱部４ｂＢを冷却する走行風ＳＨは、前方の放熱部４ａＢを通過する際、一旦温度が上昇し流速が低下する場合があるが、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとの間に所定の離間空間Ｒが形成されているので、後方の放熱部４ｂＢに到達するまでに周囲の走行風と混流されることによって、再度温度が低下し流速が上昇する。そのため、前方の放熱部４ａＢの冷却性能と後方の放熱部４ｂＢの冷却性能とを略同レベルに向上させることができ、放熱部４Ｂ全体の冷却性能をより一層均一に向上できる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとの間には、後方の放熱部４ｂＢに対して走行風ＳＨを取り込む走行風取り込み口５Ｂと傾斜導風ガイド６Ｂとが台枠下部オオイ体１ｂＢ（１Ｂ）に形成されているので、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとを、台枠下部オオイ体１Ｂに形成された各走行風取り込み口５Ｂから各傾斜導風ガイド６Ｂを介して導入したそれぞれの走行風ＳＨによって別々に冷却することができる。そのため、前方の放熱部４ａＢと後方の放熱部４ｂＢとを、より同一の条件で冷却することができ、放熱部４Ｂ全体の冷却性能をより一層均一に向上できる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、台枠下部オオイ体１Ｂは、上端部１１Ｂにおいて鉄道車両２の側梁部材２２とヒンジ２３を介して上下方向へ回動自在に連結され、下端部１２Ｂにおいて電力変換装置３の下端から側方へ向けて延設された支持部材３３と係合部材１３Ｂを介して着脱可能に係合され、傾斜導風ガイド６Ｂを構成する傾斜板６１Ｂと下板６３Ｂとを接続するコーナー部には、台枠下部オオイ体１Ｂを上下方向へ回動させるときに支持部材３３の被係合部３３１と干渉するのを回避する面取り部６５Ｂが形成されているので、傾斜導風ガイド６Ｂの後端開口部６４Ｂにおける開口面積をより大きく形成して、走行風ＳＨを放熱部４Ｂにより多く送り込むことができる。そのため、放熱部４Ｂの冷却性能をより一層向上させることができる。
【００６９】
また、台枠下部オオイ体１Ｂは、上端部１１Ｂにおいて鉄道車両２の側梁部材２２とヒンジ２３を介して上下方向へ回動自在に連結され、下端部１２Ｂにおいて電力変換装置３の下端から側方へ延設された支持部材３３と係合部材１３Ｂを介して着脱可能に係合されているので、後端開口部６４Ｂにおける開口面積を大きくすることによって傾斜導風ガイド６Ｂの重量が増加した台枠下部オオイ体１Ｂを、側梁部材２２から取り外すことなく上下方向へ簡単に回動させることができる。そのため、床下に装着された電力変換装置３その他の機器に対して、容易に点検・保守等を行うことができる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、傾斜導風ガイド６Ｄは、略台形状をなす走行風取り込み口５Ｄの前脚部５３Ｄから車両進行方向に対して後内方へ傾斜して延設された傾斜板６１Ｄと、走行風取り込み口５Ｄの後脚部５４Ｄから後内方へ傾斜板６１Ｄと略平行に延設された外傾斜板６７と、を備えた導風筒状ガイド６ＴＤを有するので、走行風取り込み口５Ｄを通過する走行風ＳＨが導風筒状ガイド６ＴＤで収束して層流化しやすく、その流速を高めることができる。そのため、放熱部４Ｂに対して、より流速を高めた走行風ＳＨを供給することができる。その結果、走行風ＳＨを放熱部４Ｂにより多く送り込むことによって、放熱部４Ｂの冷却性能をより一層向上させることができる。
【００７１】
＜変形例＞
以上、本実施形態の鉄道車両用冷却構造１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを詳細に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、本実施形態の第１実施例では、走行風取り込み口５の前脚部５３を直線状に形成し、また、第２実施例、第３実施例、及び第４実施例では、走行風取り込み口５Ｂの前脚部５３Ｂを多段階に屈曲（又は湾曲）するように形成した。しかし、これらに限定される必要はなく、例えば、走行風取り込み口５の前脚部５３を円弧状とし、円弧に接する接線と垂直線に対する傾斜角が下方へ行くにしたがって徐々に増加するように形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、台枠下部オオイ体を有する鉄道車両の床下に装着された電力変換装置の放熱部を台枠下部オオイ体に形成した傾斜導風ガイドを介して導入した走行風によって冷却する鉄道車両用冷却構造として利用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ              台枠下部オオイ体
２                                  鉄道車両
３                                  電力変換装置
４、４Ｂ                            放熱部
４ａＢ                              前方の放熱部
４ｂＢ                              後方の放熱部
５、５Ｂ、５Ｄ                      走行風取り込み口
６、６Ｂ、６Ｄ                      傾斜導風ガイド
６ＴＤ                              導風筒状ガイド
７                                  路面
１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ        鉄道車両用冷却構造
１１、１１Ｂ                        上端部
１２、１２Ｂ                        下端部
１３、１３Ｂ                        係合部材
２１                                台枠部材
２２                                側梁部材
２３                                ヒンジ
３１                                前端部
３３                                支持部材
３４                                後端部
３３１                              被係合部
５１、５１Ｂ、５１Ｄ                上底部
５２、５２Ｂ、５２Ｄ                下底部
５３、５３Ｂ、５３Ｄ                前脚部
５４、５４Ｂ、５４Ｄ                後脚部
６１、６１Ｂ、６１Ｄ                傾斜板
６７                                外傾斜板
６３、６３Ｂ                        下板
６５Ｂ                              面取り部
２１１                              床面
Ｒ                                  離間空間
ＳＨ、ＳＨ１、ＳＨ２                走行風
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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