(57)【要約】【課題】放熱性能を確保しながら、防水構造を施すことに起因した、製造工程およびメンテナンス時の手間を減らす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３０（鉄道車両用電力変換装置）では、冷却部３２を、第１放熱フィン部５１を有し、開口部３１ｃを水密性を確保した状態で塞ぐとともに、開口部３１ｃを介して半導体素子１８が接触するように配置された第１冷却部３２ａと、第２放熱フィン部５２を有し、第１冷却部３２ａが設けられた側と隣接する半導体装置２１の開口部３１ｃが設けられていない側の外表面３１ｂに対向するように設けられた第２冷却部３２ｂとを含むように構成する。【選択図】図４
2019029551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両に搭載され、内部に半導体素子が設けられた電力変換装置本体と、
複数のフィンを有する放熱フィン部を含むとともに、前記電力変換装置本体の外部に設けられ、前記電力変換装置本体の内部の熱を放熱するための冷却部と、を備え、
前記電力変換装置本体の上面側、下面側または側面側のうち、いずれかの１つの側の外表面のみに開口部が形成されており、
前記冷却部は、第１放熱フィン部を有し、前記開口部を水密性を確保した状態で塞ぐとともに、前記開口部を介して前記半導体素子が接触するように配置された第１冷却部と、第２放熱フィン部を有し、前記第１冷却部が設けられた側と隣接する前記電力変換装置本体の前記開口部が設けられていない側の外表面に対向するように設けられた第２冷却部とを含む、鉄道車両用電力変換装置。
【請求項２】
前記第２冷却部は、前記電力変換装置本体の外表面と離間して対向するように配置されている、請求項１に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項３】
前記第２冷却部と、前記第２冷却部が設けられた側の前記電力変換装置本体の外表面との間に、前記第２冷却部と前記電力変換装置本体とにより挟み込むように設けられたスペーサをさらに備える、請求項２に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項４】
前記冷却部は、前記第１冷却部と前記第２冷却部との間に跨って配置されるパイプ状部材をさらに含み、
前記パイプ状部材は、前記半導体素子と接触するように設けられ前記電力変換装置本体の内部からの熱が直接伝達される前記第１冷却部と、前記第２冷却部との間で熱伝導するように構成されている、請求項１〜３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５】
前記パイプ状部材は、前記半導体素子と接触するように設けられている、請求項４に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項６】
前記パイプ状部材は、断面が矩形形状に形成されている、請求項５に記載の鉄道車両用電力変換装置。
【請求項７】
前記開口部の外周部近傍において、前記電力変換装置本体と前記第１冷却部との間に水密性を確保するように設けられる環状の防水部材をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項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、鉄道車両に搭載され、内部に半導体素子が設けられた電力変換装置本体と、電力変換装置本体の外部に設けられ、電力変換装置本体の内部の熱を放熱するための冷却部と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、鉄道車両に搭載され、内部に半導体素子が設けられた電力変換装置本体と、電力変換装置本体の外部に設けられ、電力変換装置本体の内部の熱を放熱するための冷却部と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、車体の床下に吊るされた電力変換装置本体の底面と側面とにそれぞれ設けられるとともに電力変換装置本体の内部の熱を放熱するための受熱部（冷却部）と、電力変換装置本体の内部に設けられるとともに、それぞれの受熱部に接続されるそれぞれの半導体素子と、を備えた鉄道車両用電力変換装置が開示されている。
【０００４】
上記特許文献１の鉄道車両用電力変換装置では、電力変換装置本体において半導体素子が設けられている側の外表面（底面および側面）に開口部が形成されることにより、受熱部（冷却部）が半導体素子に直接的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７４６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された鉄道車両用電力変換装置では、受熱部（冷却部）が設けられた電力変換装置本体の複数の面（底面および側面）に開口部が形成されている。このため、複数の面のそれぞれに防水構造を施す必要がある。したがって、上記特許文献１のような鉄道車両用電力変換装置では、半導体素子等が搭載された電力変換装置本体へ雨水等の液体が浸入するのを抑制するために、複数の箇所に防水構造を施すことに起因した製造工程およびメンテナンス時の手間が増えるという問題点があると考えられる。
【０００７】
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、放熱性能を確保しながら、防水構造を施すことに起因した、製造工程およびメンテナンス時の手間を減らす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】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による鉄道車両用電力変換装置は、鉄道車両に搭載され、内部に半導体素子が設けられた電力変換装置本体と、複数のフィンを有する放熱フィン部を含むとともに、電力変換装置本体の外部に設けられ、電力変換装置本体の内部の熱を放熱するための冷却部と、を備え、電力変換装置本体の上面側、下面側または側面側のうち、いずれかの１つの側の外表面のみに開口部が形成されており、冷却部は、第１放熱フィン部を有し、開口部を水密性を確保した状態で塞ぐとともに、開口部を介して半導体素子が接触するように配置された第１冷却部と、第２放熱フィン部を有し、第１冷却部が設けられた側と隣接する電力変換装置本体の開口部が設けられていない側の外表面に対向するように設けられた第２冷却部とを含む。
【０００９】
この発明の一の局面による鉄道車両用電力変換装置においては、上記のように、冷却部は、第１放熱フィン部を有し、開口部を水密性を確保した状態で塞ぐとともに、開口部を介して半導体素子が接触するように配置された第１冷却部と、第２放熱フィン部を有し、第１冷却部が設けられた側と隣接する電力変換装置本体の開口部が設けられていない側の外表面に対向するように設けられた第２冷却部とを含む。これにより、電力変換装置本体の複数の側の外表面にそれぞれ第１冷却部と第２冷却部とが配置されることにより冷却部の放熱性能を確保した場合でも、電力変換装置本体の第１冷却部が設けられた側の外表面のみに水密性を確保するだけで電力変換装置本体の水密性を確保することができる。したがって、複数の面にそれぞれ防水構造を施す必要がある場合と比較して、１つの面に防水構造を施すだけで電力変換装置本体の水密性を確保することができる。その結果、鉄道車両用電力変換装置において、放熱性能を確保しながら、防水構造を施すことに起因した、製造工程およびメンテナンス時の手間を減らすことができる。
【００１０】
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２冷却部は、電力変換装置本体の外表面と離間して対向するように配置されている。このように構成すれば、外表面と離間して対向した第２冷却部と電力変換装置本体の外表面との間においても第２冷却部からの放熱を行うことができる。また、第２冷却部が電力変換装置本体の外表面と離間していることにより、第２冷却部から放熱された熱が電力変換装置本体の外表面から電力変換装置本体に伝達される（戻る）のを抑制することができる。これらの結果、電力変換装置本体の第１冷却部が設けられる側のみにしか開口部が形成されない場合でも、電力変換装置本体における放熱を効率的に行うことができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、第２冷却部と、第２冷却部が設けられた側の電力変換装置本体の外表面との間に、第２冷却部と電力変換装置本体とにより挟み込むように設けられたスペーサをさらに備える。このように構成すれば、スペーサにより、第２冷却部と電力変換装置本体の外表面とが離間して対向した状態を容易に維持することができる。
【００１２】
上記一の局面による鉄道車両用電力変換装置は、好ましくは、冷却部は、第１冷却部と第２冷却部との間に跨って配置されるパイプ状部材をさらに含み、パイプ状部材は、半導体素子と接触するように設けられ電力変換装置本体の内部からの熱が直接伝達される第１冷却部と、第２冷却部との間で熱伝導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内部からの熱が直接伝達されない第２冷却部にも、電力変換装置本体の内部からの熱をパイプ状部材を介して効率的に伝達することができる。その結果、電力変換装置本体の内部からの熱を、第１冷却部と第２冷却部とに効率的に分散させることができるので、冷却部の全体的な放熱効率（放熱性能）を向上させることができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、パイプ状部材は、半導体素子と接触するように設けられている。このように構成すれば、半導体素子から発生する熱を容易にパイプ状部材に伝達することができる。その結果、電力変換装置本体の内部からの熱をパイプ状部材を介して第２冷却部により効率的に伝達することができる。
【００１４】
上記パイプ状部材が半導体素子と接触する構成において、好ましくは、パイプ状部材は、断面が矩形形状に形成されている。このように構成すれば、たとえば、パイプ状部材の断面が円形形状に形成されている場合と比較して、パイプ状部材が半導体素子と接触する面積を増やすことができる。その結果、半導体素子から発生する熱をパイプ状部材に効率的に伝達することができる。
【００１５】
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、開口部の外周部近傍において、電力変換装置本体と第１冷却部との間に水密性を確保するように設けられる環状の防水部材をさらに備える。このように構成すれば、電力変換装置本体の水密性を確実に確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記のように、鉄道車両用電力変換装置において、放熱性能を確保しながら、防水構造を施すことに起因した、製造工程およびメンテナンス時の手間を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による電力変換装置を備える鉄道車両を示した側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による電力変換装置の回路構成を示した図である。
【図３】本発明の第１実施形態による電力変換装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態による電力変換装置を示す側面断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による電力変換装置の冷却部を示す平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による冷却部のパイプ状部材の様子を示す断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による電力変換装置の防水部材を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態による電力変換装置の防水部材を説明するための側面断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態による電力変換装置の組み立てを説明するための側面断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による電力変換装置の組み立てを説明するための別の側面断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による電力変換装置を示す側面断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による電力変換装置の冷却部を示す平面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態による電力変換装置を示す側面断面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態による電力変換装置を示す側面断面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態による電力変換装置を示す側面断面図である。
【図１６】本発明の変形例による電力変換装置のパイプ状部材の様子を示す断面図である。
【図１７】本発明の変形例による電力変換装置の別のパイプ状部材の様子を示す断面図である。
【図１８】本発明の変形例による電力変換装置の半導体素子の配置を説明するための平面図である。
【図１９】本発明の変形例による電力変換装置の半導体素子の別の配置を説明するための平面図である。
【図２０】本発明の変形例による電力変換装置の半導体素子のさらに別の配置を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
［第１実施形態］
図１〜図１０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３０の構成について説明する。図１に示すように、電力変換装置３０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。なお、電力変換装置３０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、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。
【００２０】
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態による電力変換装置３０を備える鉄道車両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１３と、架線２からの電力を利用して駆動輪１４を回転させる誘導電動機１５（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１６と、を備える。そして、電力変換装置３０は、鉄道車両１０の走行時に、架線２からの電力を半導体素子１８（図２参照）のスイッチングにより変換して、誘導電動機１５の回転制御を行う役割を有している。
【００２１】
次に、図２を参照して、電力変換装置３０に係る回路構成を簡潔に説明する。電力変換装置３０は、図２に示すように、３相インバータとして構成されたインバータユニット１７を備える。インバータユニット１７は、３つの半導体素子１８およびコンデンサ１９を含む。半導体素子１８は、それぞれ、２つのスイッチ素子１８ａを含む。また、電力変換装置３０は、図示しないコンバータ部を含む。コンバータ部およびコンデンサ１９は、電力変換装置３０に入力された交流を、直流に変換する（整流する）ように構成されている。そして、インバータユニット１７は、コンバータ部およびコンデンサ１９により整流された直流を、交流に変換して出力するように構成されている。
【００２２】
（電力変換装置の構成）
図３〜図８を参照して、本発明の第１実施形態による電力変換装置３０の構成を詳細に説明する。電力変換装置３０は、図３に示すように、電力変換を行うための半導体装置３１と、半導体装置３１内部の熱を外気に放熱するための２つの冷却部３２と、を備える。２つの冷却部３２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ている。なお、半導体装置３１は、特許請求の範囲の「電力変換装置本体」の一例である。
【００２３】
半導体装置３１は、図４に示すように、内部に半導体素子１８およびコンデンサ１９等の電子部品が設けられている。半導体装置３１は、半導体装置３１の外表面のうち、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３１ａのみに開口部３１ｃが形成されている。半導体素子１８は、図４および図５に示すように、長手方向が鉄道車両１０の走行方向（Ｘ軸方向）に向くように、かつ、走行方向（Ｘ軸方向）における位置が揃うように、枕木方向（Ｙ軸方向）に並べて配置されている。
【００２４】
冷却部３２は、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）に設けられた第１冷却部３２ａと、半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）に設けられた第２冷却部３２ｂと、第１冷却部３２ａと第２冷却部３２ｂとの間に跨って配置される複数のヒートパイプ３２ｃと、を含む。ここで、第２冷却部３２ｂが設けられた半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）は、半導体装置３１において、第１冷却部３２ａが設けられた半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）と隣接する。なお、ヒートパイプ３２ｃは、特許請求の範囲の「パイプ状部材」の一例である。
【００２５】
第１冷却部３２ａは、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３１ａと接触するように配置された平板状の放熱板４１と、複数のフィン５１ａを有する第１放熱フィン部５１と、を含む。
【００２６】
放熱板４１は、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３１ａと接触するように配置されている。放熱板４１は、開口部３１ｃを介して、半導体素子１８と接触するように配置されている。これにより、放熱板４１には、半導体素子１８から発生する熱が直接伝達される。
【００２７】
第１放熱フィン部５１は、放熱板４１の下面側（Ｚ１側）に取り付けられている。第１放熱フィン部５１は、Ｚ１方向に延びるように設けられた複数のフィン５１ａにより構成されている。これにより、第１冷却部３２ａは、半導体素子１８から発生する熱を、放熱板４１を介して第１放熱フィン部５１に伝達し、電力変換装置３０の外部に放熱することが可能である。
【００２８】
第２冷却部３２ｂは、半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３１ｂと離間して対向するように配置された平板状の放熱板４２と、複数のフィン５２ａを有する第２放熱フィン部５２と、を含む。
【００２９】
放熱板４２は、半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３１ｂとの間に、スペーサ３３を挟み込むことにより、外表面３１ｂと離間して対向した状態が容易に維持されるように構成されている。放熱板４２のＺ１側の端部は、放熱板４１のＹ２側の端部と接続している。これにより、放熱板４２には、半導体素子１８から発生する熱が、放熱板４１を介して間接的に伝達される。
【００３０】
第２放熱フィン部５２は、放熱板４２の側面側（Ｙ２側）に取り付けられている。第２放熱フィン部５２は、Ｙ２方向に延びるように設けられた複数のフィン５２ａにより構成されている。これにより、第２冷却部３２ｂは、半導体素子１８から発生して放熱板４１を介して間接的に伝達された熱を、放熱板４２を介して第２放熱フィン部５２に伝達し、電力変換装置３０の外部に放熱することが可能である。
【００３１】
ヒートパイプ３２ｃは、図５および図６に示すように、放熱板４１に形成された孔部４１ａ、および、放熱板４２に形成された孔部４２ａの中に埋め込まれるように配置されている。ヒートパイプ３２ｃは、サーマルコンパウンド（ゲル状の熱伝導物質）を介して孔部４１ａおよび孔部４２ａに埋め込まれた状態で固定されている。ヒートパイプ３２ｃは、図４に示すように、Ｘ軸方向から見て、Ｌ字形状となっている。また、ヒートパイプ３２ｃは、図６に示すように、断面が円形形状に形成されている。
【００３２】
ヒートパイプ３２ｃは、内部に設けられた液体の蒸発および凝縮により、ヒートパイプ３２ｃの一方の端部から他方の端部まで効率的に熱伝導することが可能に構成されている。これにより、放熱板４１と放熱板４２との間では、ヒートパイプ３２ｃを介して、効率的な熱伝導を行うことが可能である。したがって、半導体装置３１から発生する熱が直接伝達されない第２冷却部３２ｂにも、半導体装置３１から発生する熱をヒートパイプ３２ｃを介して効率的に伝達することが可能である。
【００３３】
ここで、図７および図８を参照して、半導体装置３１の内部の水密性を確保するための防水パッキン６０について説明する。電力変換装置３０では、図７に示すように、放熱板４１において、半導体素子１８の取り付け箇所よりも外側に、環状の防水パッキン６０が取り付けられるように構成されている。防水パッキン６０は、図８に示すように、半導体装置３１の開口部３１ｃの外周部近傍において、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３１ａに形成されＺ２方向に窪んだ凹部３１ｄと、放熱板４１の半導体装置３１側の表面に形成されＺ２方向に突出した凸部４１ｂとに嵌め込まれるように構成されている。これにより、開口部３１ｃを水密性を確保した状態で塞ぐことが可能である。
【００３４】
（電力変換装置の組み立て方法）
次に、図９および図１０を参照して、電力変換装置３０の組み立て方法について簡潔に説明する。
【００３５】
図９に示すように、まず、半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３１ｂに、スペーサ３３がネジ等により固定される。また、放熱板４１のＺ２側の面に、半導体素子１８が取り付けられる。このとき、半導体素子１８のＺ２側には、半導体装置３１の内部に搭載されるコンデンサ１９等のその他の電子部品も固定される。また、防水パッキン６０も、放熱板４１の半導体装置３１側の表面に形成された凸部４１ｂに嵌め込まれる。
【００３６】
そして、半導体素子１８が開口部３１ｃを介して半導体装置３１の内部に配置されるように、放熱板４１が半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３１ａと接触するまで、半導体素子１８等が取り付けられた冷却部３２が半導体装置３１に近付けられる。そして、防水パッキン６０が、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３１ａに形成された凹部３１ｄに嵌め込まれる。このとき、半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３１ｂに固定されたスペーサ３３と、放熱板４２とは接触した状態となっている。
【００３７】
そして、半導体装置３１と冷却部３２とが複数のボルト７０により固定される。図８に示すように、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３１ａおよび放熱板４１には、それぞれ、ボルト７０を取り付けるための複数の（図示しない）開口部が予め形成されている。また、半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３１ｂ、スペーサ３３および放熱板４２にも、それぞれ、ボルト７０を取り付けるための複数の（図示しない）開口部が予め形成されている。なお、図８では、説明を簡略化するため、ボルト７０の取り付け箇所は、２箇所のみを描いている。これにより、開口部３１ｃを水密性を確保した状態で塞ぐとともに、開口部３１ｃを介して半導体素子１８が接触するように配置された第１冷却部３２ａと、半導体装置３１の開口部３１ｃが設けられていない側の外表面３１ｂに対向するように設けられた第２冷却部３２ｂとを含む冷却部３２を備えた電力変換装置３０が組み立てられる。
【００３８】
（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。
【００３９】
第１実施形態の電力変換装置３０では、上記のように、冷却部３２を、第１放熱フィン部５１を有し、開口部３１ｃを水密性を確保した状態で塞ぐとともに、開口部３１ｃを介して半導体素子１８が接触するように配置された第１冷却部３２ａと、第２放熱フィン部５２を有し、第１冷却部３２ａが設けられた側と隣接する半導体装置３１の開口部３１ｃが設けられていない側の外表面３１ｂに対向するように設けられた第２冷却部３２ｂとを含むように構成する。これにより、半導体装置３１の複数の側の外表面３１ａ、３１ｂにそれぞれ第１冷却部３２ａと第２冷却部３２ｂとが配置されることにより冷却部３２の放熱性能を確保した場合でも、半導体装置３１の第１冷却部３２ａが設けられた側の外表面３１ａのみに水密性を確保するだけで半導体装置３１の水密性を確保することができる。したがって、複数の面にそれぞれ防水構造を施す必要がある場合と比較して、１つの面に防水構造を施すだけで半導体装置３１の水密性を確保することができる。その結果、電力変換装置３０において、放熱性能を確保しながら、防水構造を施すことに起因した、製造工程およびメンテナンス時の手間を減らすことができる。
【００４０】
また、第１実施形態の電力変換装置３０では、上記のように、第２冷却部３２ｂを、半導体装置３１の外表面３１ｂと離間して対向するように配置する。これにより、外表面３１ｂと離間して対向した第２冷却部３２ｂと半導体装置３１の外表面３１ｂとの間においても第２冷却部３２ｂからの放熱を行うことができる。また、第２冷却部３２ｂが半導体装置３１の外表面３１ｂと離間していることにより、第２冷却部３２ｂから放熱された熱が半導体装置３１の外表面３１ｂから半導体装置３１に伝達される（戻る）のを抑制することができる。これらの結果、半導体装置３１の第１冷却部３２ａが設けられる側のみにしか開口部３１ｃが形成されない場合でも、半導体装置３１における放熱を効率的に行うことができる。
【００４１】
また、第１実施形態の電力変換装置３０を、上記のように、第２冷却部３２ｂと、第２冷却部３２ｂが設けられた側の半導体装置３１の外表面３１ｂとの間に、第２冷却部３２ｂと半導体装置３１とにより挟み込むように設けられたスペーサ３３をさらに備えるように構成する。これにより、スペーサ３３により、第２冷却部３２ｂと半導体装置３１の外表面３１ｂとが離間して対向した状態を容易に維持することができる。
【００４２】
また、第１実施形態の電力変換装置３０では、上記のように、冷却部３２が、第１冷却部３２ａと第２冷却部３２ｂとの間に跨って配置されるヒートパイプ３２ｃをさらに含み、ヒートパイプ３２ｃを、半導体素子１８と接触するように設けられ半導体装置３１の内部からの熱が直接伝達される第１冷却部３２ａと、第２冷却部３２ｂとの間で熱伝導するように構成する。これにより、半導体装置３１の内部からの熱が直接伝達されない第２冷却部３２ｂにも、半導体装置３１の内部からの熱をヒートパイプ３２ｃを介して効率的に伝達することができる。その結果、半導体装置３１の内部からの熱を、第１冷却部３２ａと第２冷却部３２ｂとに効率的に分散させることができるので、冷却部３２の全体的な放熱効率（放熱性能）を向上させることができる。
【００４３】
また、第１実施形態の半導体装置３１を、上記のように、開口部３１ｃの外周部近傍において、半導体装置３１と第１冷却部３２ａとの間に水密性を確保するように設けられる環状の防水パッキン６０をさらに備えるように構成する。これにより、半導体装置３１の水密性を確実に確保することができる。
【００４４】
［第２実施形態］
次に、図１１および図１２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、上記第１実施形態の第２冷却部３２ｂとは異なる構成の第２冷却部２３２ｂを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には、同一の符号を付している。
【００４５】
本発明の第２実施形態による電力変換装置２３０は、図１１に示すように、半導体装置３１と、冷却部２３２とを備える。冷却部２３２は、第１冷却部３２ａと、半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）に設けられた第２冷却部２３２ｂと、第１冷却部３２ａと第２冷却部２３２ｂとの間に跨って配置される複数のヒートパイプ２３２ｃと、を含む。ここで、第１冷却部３２ａが設けられた半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）と、第２冷却部２３２ｂが設けられた半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）とは、半導体装置３１において隣接する側である。なお、電力変換装置２３０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、ヒートパイプ２３２ｃは、特許請求の範囲の「パイプ状部材」の一例である。
【００４６】
第２冷却部２３２ｂは、半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３１ｂと離間して対向するように配置された複数のフィン２５２ａを有する第２放熱フィン部２５２を含む。図１２に示すように、複数のフィン２５２ａには、ヒートパイプ２３２ｃを貫通させるための複数の孔部２５２ｂが形成されている。
【００４７】
ヒートパイプ２３２ｃは、図１１および図１２に示すように、放熱板４１に形成された孔部４１ａに埋め込まれるとともに、複数のフィン２５２ａに形成された孔部２５２ｂの中を貫通するように配置されている。ヒートパイプ２３２ｃは、図１２に示すように、隣り合うヒートパイプ２３２ｃ同士で、Ｙ軸方向に延びる部分の長さが互い違いとなるように構成されている。これに伴い、複数のフィン２５２ａに形成された孔部２５２ｂ同士は、Ｙ軸方向に互い違いにずれた位置となるようにＸ軸方向に向かって並ぶように形成されている。ヒートパイプ２３２ｃは、複数のフィン２５２ａに形成された孔部２５２ｂの中を貫通した状態で、ろう付けにより固定されている。すなわち、ヒートパイプ２３２ｃは、複数のフィン２５２ａに直接接続されている。
【００４８】
図１１に示すように、冷却部２３２は、ヒートパイプ２３２ｃをスペーサ３３に固定するための固定具３４と、ヒートパイプ２３２ｃが暴露される箇所を保護するためのヒートパイプ保護カバー３５と、を含む。
【００４９】
固定具３４は、Ｘ軸方向から見て、Ｌ字形状かつ板状に形成されている。固定具３４は、Ｌ字形状の一方側の板に、ヒートパイプ２３２ｃを貫通させるための図示しない孔部が形成されており、ヒートパイプ２３２ｃと固定される。また、固定具３４は、Ｌ字形状の他方側の板に、ボルト７０を貫通させるための図示しない貫通孔が形成されており、ボルト７０を介して、スペーサ３３と固定される。これにより、第２放熱フィン部２５２は、半導体装置３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３１ｂとの間に、スペーサ３３を挟み込むことにより、外表面３１ｂと離間して対向した状態が容易に維持される。
【００５０】
ヒートパイプ保護カバー３５は、Ｌ字形状に形成されたヒートパイプ２３２ｃの折れ曲がる箇所近傍に配置されている。ヒートパイプ保護カバー３５は、ヒートパイプ２３２ｃの放熱板４１および第２放熱フィン部２５２に覆われない部分の一部を覆うことにより、Ｌ字形状のヒートパイプ２３２ｃが外部からの衝撃を受けることを抑制する。
【００５１】
なお、第２実施形態のその他の構成については、上記第１実施形態と同様である。
【００５２】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態の電力変換装置２３０では、上記のように、冷却部２３２を、第１放熱フィン部５１を有し、開口部３１ｃを水密性を確保した状態で塞ぐとともに、開口部３１ｃを介して半導体素子１８が接触するように配置された第１冷却部３２ａと、第２放熱フィン部２５２を有し、第１冷却部３２ａが設けられた側と隣接する半導体装置３１の開口部３１ｃが設けられていない側の外表面３１ｂに対向するように設けられた第２冷却部２３２ｂとを含むように構成する。これにより、第１実施形態の電力変換装置３０と同様に、複数の面にそれぞれ防水構造を施す必要がある場合と比較して、１つの面に防水構造を施すだけで半導体装置３１の水密性を確保することができる。その結果、電力変換装置２３０において、第１実施形態の電力変換装置３０と同様に、放熱性能を確保しながら、防水構造を施すことに起因した、製造工程およびメンテナンス時の手間を減らすことができる。
【００５３】
また、第２実施形態の電力変換装置２３０では、上記のように、第２冷却部２３２ｂを、半導体装置３１の外表面３１ｂと離間して対向するように配置する。これにより、離間して対向した第２冷却部２３２ｂと半導体装置３１の外表面３１ｂとの間においても第２冷却部２３２ｂからの放熱を行うことができる。また、第２冷却部２３２ｂが半導体装置３１の外表面３１ｂと離間していることにより、第２冷却部２３２ｂから放熱された熱が半導体装置３１の外表面３１ｂから半導体装置３１に伝達されるのを抑制することができる。これらの結果、冷却部２３２における放熱を効率的に行うことができるので、半導体装置３１の第１冷却部３２ａが設けられる側のみに開口部３１ｃが形成される場合でも、冷却部２３２の放熱性能を確実に確保することができる。また、ヒートパイプ２３２ｃは、複数のフィン２５２ａに直接接続されているので、ヒートパイプ２３２ｃを介して第２冷却部２３２ｂに伝達される熱を効率的に放熱させることができる。
【００５４】
なお、第２実施形態のその他の効果については、上記第１実施形態と同様である。
【００５５】
［第３実施形態］
次に、図１３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、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）に開口部３１ｃが設けられた上記第１実施形態とは異なり、半導体装置３３１の側面側（Ｙ２側）に開口部３３１ｃを設けた例について説明する。なお、半導体装置３３１は、特許請求の範囲の「電力変換装置本体」の一例である。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付している。
【００５６】
本発明の第３実施形態による電力変換装置３３０は、図１３に示すように、半導体装置３３１と、冷却部３３２とを備える。半導体装置３３１は、内部に半導体素子３１８等の電子部品が設けられている。半導体装置３３１は、半導体装置３３１の外表面のうち、半導体装置３３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３３１ａのみに開口部３３１ｃが形成されている。なお、電力変換装置３３０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。
【００５７】
冷却部３３２は、半導体装置３３１の側面側（Ｙ２側）に設けられた第１冷却部３３２ａと、半導体装置３３１の下面側（Ｚ１側）に設けられた第２冷却部３３２ｂと、第１冷却部３３２ａと第２冷却部３３２ｂとの間に跨って配置される複数のヒートパイプ３３２ｃと、を含む。ここで、第２冷却部３３２ｂが設けられた半導体装置３３１の下面側（Ｚ１側）は、半導体装置３３１において、第１冷却部３３２ａが設けられた半導体装置３３１の側面側（Ｙ２側）と隣接する。なお、ヒートパイプ３３２ｃは、特許請求の範囲の「パイプ状部材」の一例である。
【００５８】
第１冷却部３３２ａは、半導体装置３３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３３１ａと接触するように配置されている。また、第１冷却部３３２ａは、開口部３３１ｃを介して、半導体素子３１８と接触するように配置されている。
【００５９】
第２冷却部３３２ｂは、半導体装置３３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３３１ｂとの間にスペーサ３３３を挟み込むことにより、半導体装置３３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３３１ｂと離間して対向するように配置されている。
【００６０】
ヒートパイプ３３２ｃは、第１実施形態のヒートパイプ３２ｃと同様に、半導体装置３３１から発生する熱が直接伝達されない第２冷却部３３２ｂにも、半導体装置３３１から発生する熱を効率的に伝達するように構成されている。
【００６１】
なお、第３実施形態の電力変換装置３３０は、半導体装置３１の（Ｚ１側）の外表面３１ａに開口部３１ｃが形成された第１実施形態の電力変換装置３０を、半導体装置３３１の側面側（Ｙ２側）の外表面３３１ａに開口部３３１ｃが形成された構成に置き換えたものである。すなわち、第３実施形態の電力変換装置３３０は、第１冷却部３２ａおよび第２冷却部３２ｂが、それぞれ、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）および側面側（Ｙ２側）に設けられた第１実施形態の電力変換装置３０を、第１冷却部３３２ａおよび第２冷却部３３２ｂが、それぞれ、半導体装置３３１の側面側（Ｙ２側）および下面側（Ｚ１側）に設けられた構成に置き換えたものである。したがって、第３実施形態の電力変換装置３３０のその他の構成については、上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態の電力変換装置３３０では、上記のように、冷却部３３２を、開口部３３１ｃを水密性を確保した状態で塞ぐとともに、開口部３３１ｃを介して半導体素子３１８が接触するように配置された第１冷却部３３２ａと、第１冷却部３３２ａが設けられた側と隣接する半導体装置３３１の開口部３３１ｃが設けられていない側の外表面３３１ｂに対向するように設けられた第２冷却部３３２ｂとを含むように構成する。これにより、第１実施形態の電力変換装置３０と同様に、複数の面にそれぞれ防水構造を施す必要がある場合と比較して、１つの面に防水構造を施すだけで半導体装置３３１の水密性を確保することができる。その結果、電力変換装置３３０において、第１実施形態の電力変換装置３０と同様に、放熱性能を確保しながら、防水構造を施すことに起因した、製造工程およびメンテナンス時の手間を減らすことができる。
【００６３】
なお、第３実施形態のその他の効果については、上記第１実施形態と同様である。
【００６４】
［第４実施形態］
次に、図１４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、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）に開口部３１ｃが設けられた上記第１実施形態とは異なり、半導体装置４３１の上面側（Ｚ２側）に開口部４３１ｃを設けた例について説明する。なお、半導体装置４３１は、特許請求の範囲の「電力変換装置本体」の一例である。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付している。
【００６５】
本発明の第４実施形態による電力変換装置４３０は、図１４に示すように、半導体装置４３１と、冷却部４３２とを備える。半導体装置４３１は、内部に半導体素子４１８等の電子部品が設けられている。半導体装置４３１は、半導体装置４３１の外表面のうち、半導体装置４３１の上面側（Ｚ２側）の外表面４３１ａのみに開口部４３１ｃが形成されている。なお、電力変換装置４３０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。
【００６６】
冷却部４３２は、半導体装置４３１の上面側（Ｚ２側）に設けられた第１冷却部４３２ａと、半導体装置４３１の側面側（Ｙ２側）に設けられた第２冷却部４３２ｂと、第１冷却部４３２ａと第２冷却部４３２ｂとの間に跨って配置される複数のヒートパイプ４３２ｃと、を含む。ここで、第２冷却部４３２ｂが設けられた半導体装置４３１の側面側（Ｙ２側）は、半導体装置４３１において、第１冷却部４３２ａが設けられた半導体装置４３１の上面側（Ｚ２側）と隣接する。なお、ヒートパイプ４３２ｃは、特許請求の範囲の「パイプ状部材」の一例である。
【００６７】
第１冷却部４３２ａは、半導体装置４３１の上面側（Ｚ２側）の外表面４３１ａと接触するように配置されている。また、第１冷却部４３２ａは、開口部４３１ｃを介して、半導体素子４１８と接触するように配置されている。
【００６８】
第２冷却部４３２ｂは、半導体装置４３１の側面側（Ｙ２側）の外表面４３１ｂとの間にスペーサ４３３を挟み込むことにより、半導体装置４３１の側面側（Ｙ２側）の外表面４３１ｂと離間して対向するように配置されている。
【００６９】
ヒートパイプ４３２ｃは、第１実施形態のヒートパイプ３２ｃと同様に、半導体装置４３１から発生する熱が直接伝達されない第２冷却部４３２ｂにも、半導体装置４３１から発生する熱を効率的に伝達するように構成されている。
【００７０】
なお、第４実施形態の電力変換装置４３０は、半導体装置３１の（Ｚ１側）の外表面３１ａに開口部３１ｃが形成された第１実施形態の電力変換装置３０を、半導体装置４３１の上面側（Ｚ２側）の外表面４３１ａに開口部４３１ｃが形成された構成に置き換えたものである。すなわち、第４実施形態の電力変換装置４３０は、第１冷却部３２ａおよび第２冷却部３２ｂが、それぞれ、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）および側面側（Ｙ２側）に設けられた第１実施形態の電力変換装置３０を、第１冷却部４３２ａおよび第２冷却部４３２ｂが、それぞれ、半導体装置４３１の上面側（Ｚ２側）および側面側（Ｙ２側）に設けられた構成に置き換えたものである。したがって、第４実施形態の電力変換装置４３０のその他の構成については、上記第１実施形態と同様である。
【００７１】
（第４実施形態の効果）
第４実施形態の電力変換装置４３０では、上記のように、冷却部４３２を、開口部４３１ｃを水密性を確保した状態で塞ぐとともに、開口部４３１ｃを介して半導体素子４１８が接触するように配置された第１冷却部４３２ａと、第１冷却部４３２ａが設けられた側と隣接する半導体装置４３１の開口部４３１ｃが設けられていない側の外表面４３１ｂに対向するように設けられた第２冷却部４３２ｂとを含むように構成する。これにより、第１実施形態の電力変換装置３０と同様に、複数の面にそれぞれ防水構造を施す必要がある場合と比較して、１つの面に防水構造を施すだけで半導体装置４３１の水密性を確保することができる。その結果、電力変換装置４３０において、第１実施形態の電力変換装置３０と同様に、放熱性能を確保しながら、防水構造を施すことに起因した、製造工程およびメンテナンス時の手間を減らすことができる。
【００７２】
なお、第４実施形態のその他の効果については、上記第１実施形態と同様である。
【００７３】
［第５実施形態］
次に、図１５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、半導体装置４３１の上面側（Ｚ２側）に開口部４３１ｃが設けられた上記第４実施形態とは異なり、半導体装置５３１の側面側（Ｙ２側）に開口部５３１ｃを設けた例について説明する。なお、半導体装置５３１は、特許請求の範囲の「電力変換装置本体」の一例である。なお、図中において、上記第４実施形態と同様の構成には、同一の符号を付している。
【００７４】
本発明の第５実施形態による電力変換装置５３０は、図１５に示すように、半導体装置５３１と、冷却部５３２とを備える。半導体装置５３１は、内部に半導体素子５１８等の電子部品が設けられている。半導体装置５３１は、半導体装置５３１の外表面のうち、半導体装置５３１の側面側（Ｙ２側）の外表面５３１ａのみに開口部５３１ｃが形成されている。なお、電力変換装置５３０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。
【００７５】
冷却部５３２は、半導体装置５３１の側面側（Ｙ２側）に設けられた第１冷却部５３２ａと、半導体装置５３１の上面側（Ｚ２側）に設けられた第２冷却部５３２ｂと、第１冷却部５３２ａと第２冷却部５３２ｂとの間に跨って配置される複数のヒートパイプ５３２ｃと、を含む。ここで、第２冷却部５３２ｂが設けられた半導体装置５３１の上面側（Ｚ２側）は、半導体装置５３１において、第１冷却部５３２ａが設けられた半導体装置５３１の側面側（Ｙ２側）と隣接する。なお、ヒートパイプ５３２ｃは、特許請求の範囲の「パイプ状部材」の一例である。
【００７６】
第１冷却部５３２ａは、半導体装置５３１の側面側（Ｙ２側）の外表面５３１ａと接触するように配置されている。また、第１冷却部５３２ａは、開口部５３１ｃを介して、半導体素子５１８と接触するように配置されている。
【００７７】
第２冷却部５３２ｂは、半導体装置５３１の上面側（Ｚ２側）の外表面５３１ｂとの間にスペーサ５３３を挟み込むことにより、半導体装置５３１の上面側（Ｚ２側）の外表面５３１ｂと離間して対向するように配置されている。
【００７８】
ヒートパイプ５３２ｃは、第４実施形態のヒートパイプ４３２ｃと同様に、半導体装置５３１から発生する熱が直接伝達されない第２冷却部５３２ｂにも、半導体装置５３１から発生する熱を効率的に伝達するように構成されている。
【００７９】
なお、第５実施形態の電力変換装置５３０は、半導体装置４３１の（Ｚ２側）の外表面４３１ａに開口部４３１ｃが形成された第４実施形態の電力変換装置４３０を、半導体装置５３１の側面側（Ｙ２側）の外表面５３１ａに開口部５３１ｃが形成された構成に置き換えたものである。すなわち、第５実施形態の電力変換装置５３０は、第１冷却部４３２ａおよび第２冷却部４３２ｂが、それぞれ、半導体装置４３１の上面側（Ｚ２側）および側面側（Ｙ２側）に設けられた第４実施形態の電力変換装置４３０を、第１冷却部５３２ａおよび第２冷却部５３２ｂが、それぞれ、半導体装置５３１の側面側（Ｙ２側）および上面側（Ｚ２側）に設けられた構成に置き換えたものである。したがって、第５実施形態の電力変換装置５３０のその他の構成については、上記第４実施形態と同様である。
【００８０】
（第５実施形態の効果）
第５実施形態の電力変換装置５３０では、上記のように、冷却部５３２を、開口部５３１ｃを水密性を確保した状態で塞ぐとともに、開口部５３１ｃを介して半導体素子５１８が接触するように配置された第１冷却部５３２ａと、第１冷却部５３２ａが設けられた側と隣接する半導体装置５３１の開口部５３１ｃが設けられていない側の外表面５３１ｂに対向するように設けられた第２冷却部５３２ｂとを含むように構成する。これにより、第４実施形態の電力変換装置４３０と同様に、複数の面にそれぞれ防水構造を施す必要がある場合と比較して、１つの面に防水構造を施すだけで半導体装置５３１の水密性を確保することができる。その結果、電力変換装置５３０において、第４実施形態の電力変換装置３０と同様に、放熱性能を確保しながら、防水構造を施すことに起因した、製造工程およびメンテナンス時の手間を減らすことができる。
【００８１】
なお、第５実施形態のその他の効果については、上記第４実施形態と同様である。
【００８２】
［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。
【００８３】
たとえば、上記第１、第２および第４実施形態では、第２冷却部（３２ｂ、２３２ｂ、４３２ｂ）を、半導体装置（３１、４３１）のＹ２側に設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第２冷却部を、半導体装置のＹ１側に設けてもよい。
【００８４】
また、上記第３および第５実施形態では、第１冷却部（３３２ａ、５３２ａ）を、半導体装置（３３１、５３１）のＹ２側に設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１冷却部を、半導体装置のＹ１側に設けてもよい。
【００８５】
また、上記第１〜第５実施形態では、冷却部（３２、２３２、３３２、４３２、５３２）は、半導体装置（３１、３３１、４３１、５３１）の開口部（３１ｃ、３３１ｃ、４３１ｃ、５３１ｃ）が形成された側に設けられた第１冷却部（３２ａ、２３２ａ、３３２ａ、４３２ａ、５３２ａ）と、第１冷却部（３２ａ、３３２ａ、４３２ａ、５３２ａ）が設けられた側と隣接する半導体装置（３１、３３１、４３１、５３１）の側の内の１つに設けられた第２冷却部（３２ｂ、２３２ｂ、３３２ｂ、４３２ｂ、５３２ｂ）とを含む例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第２冷却部を、半導体装置の第１冷却部が設けられた側と隣接する両側に設けるようにしてもよい。たとえば、半導体装置の開口部を半導体装置の下面に形成させる場合、半導体装置の下面側（Ｚ１側）に第１冷却部を設け、半導体装置の両側の側面（Ｙ１側およびＹ２側）にそれぞれ第２冷却部を設けてもよい。
【００８６】
また、上記第１〜第５実施形態では、ヒートパイプ（３２ｃ、２３２ｃ、３３２ｃ、４３２ｃ、５３２ｃ）を、放熱板４１に形成された孔部４１ａの中に埋め込まれるように配置させた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、ヒートパイプを、半導体素子１８と接触するように配置させてもよい。たとえば、図１６に示すように、第１冷却部６３２ａが、半導体素子１８の側に開放された溝６４１ｂが形成された放熱板６４１を含むように構成し、ヒートパイプ６３２ｃを、溝６４１ｂにサーマルコンパウンドを介して埋め込まれるようにすればよい。これにより、半導体素子１８から発生する熱を容易にヒートパイプ６３２ｃに伝達することが可能である。この場合、半導体素子１８とヒートパイプ６３２ｃとは、ねじやブラケット等により固定されるのが好ましい。
【００８７】
また、上記第１〜第５実施形態では、ヒートパイプ（３２ｃ、２３２ｃ、３３２ｃ、４３２ｃ、５３２ｃ）を、断面が円形形状に形成させた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、ヒートパイプの断面を、矩形形状としてもよい。たとえば、図１７に示すように、第１冷却部７３２ａが、半導体素子１８の側に開放されるとともに、断面が略矩形形状の溝７４１ｂが形成された放熱板７４１を含むように構成し、ヒートパイプ７３２ｃを、溝７４１ｂにサーマルコンパウンドを介して埋め込まれるようにすればよい。また、図１７に示すように、ヒートパイプ７３２ｃを、半導体素子１８と接触するように配置させてもよい。これにより、断面が円形形状に形成されたヒートパイプ３２ｃと比較して、ヒートパイプ７３２が半導体素子１８に接触する面積を増やすことができるので、半導体素子１８から発生する熱をヒートパイプ７３２に効率的に伝達することが可能である。この場合も、半導体素子１８とヒートパイプ７３２ｃとは、ねじやブラケット等により固定されるのが好ましい。
【００８８】
また、上記第１〜第５実施形態では、半導体素子１８を、長手方向が鉄道車両１０の走行方向（Ｘ軸方向）に向くように、かつ、走行方向における位置が揃うように、枕木方向（Ｙ軸方向）に並べて配置させた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、半導体素子１８を、図１８に示すように、走行方向における位置をずらして配置してもよい。これにより、枕木方向から見て、半導体素子１８同士の一部を重ならないように配置することができるので、隣接する半導体素子１８からの半導体素子１８への熱の影響を抑制することが可能である。特に、３つが並べて配置された半導体素子１８のうち、中央の半導体素子１８が、両側の半導体素子１８から受ける熱の影響を抑制することが可能である。
【００８９】
また、上記第１〜第５実施形態では、半導体素子１８を、長手方向が鉄道車両１０の走行方向（Ｘ軸方向）に向くように、かつ、走行方向における位置が揃うように、枕木方向（Ｙ軸方向）に並べて配置させた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、半導体素子１８を、図１９に示すように、長手方向が枕木方向に向くように、鉄道車両１０の走行方向に並べて配置させてもよい。また、この場合、図２０に示すように、半導体素子１８を、枕木方向における位置をずらして配置してもよい。これにより、走行方向から見て、半導体素子１８同士の一部を重ならないように配置することができるので、風上側の半導体素子１８からの風下側の半導体素子１８への熱の影響を抑制することが可能である。
【００９０】
また、上記第１〜第５実施形態では、環状の防水パッキン６０が、半導体装置３１の開口部３１ｃの外周部近傍において、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３１ａに形成されＺ２方向に窪んだ凹部３１ｄと、放熱板４１の半導体装置３１側の表面に形成されＺ２方向に突出した凸部４１ｂとに嵌め込まれるように構成させた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、防水パッキンに６０を、半導体装置３１の下面側（Ｚ１側）の外表面３１ａに形成されＺ１方向に突出した凸部と、放熱板４１の半導体装置３１側の表面に形成されＺ１方向に窪んだ凹部とに嵌め込まれるように構成してもよい。また、防水パッキン６０の取り付け構造は、半導体装置３１と第１冷却部３２ａとの間に水密性を確保することが可能であれば、その他の構成としてもよい。
【００９１】
また、上記第１〜第５実施形態では、電力変換装置（３０、２３０、３３０、４３０、５３０）において、２つの冷却部（３２、２３２、３３２、４３２、５３２）が、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例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力変換装置において、１つの冷却部を設けてもよいし、３つ以上の冷却部を設けてもよい。
【００９２】
また、上記第１〜第５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３０、２３０、３３０、４３０および５３０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。
【００９３】
また、上記第１〜第５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の電力変換装置３０、２３０、３３０、４３０および５３０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の電力変換装置に対して本発明を適用してもよい。
【００９４】
また、上記第１〜第５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の電力変換装置３０、２３０、３３０、４３０および５３０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電力変換装置の冷却や、ディーゼル機関の発電によって誘導電動機１５を回転させる電気式気動車などの鉄道車両１０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】
【００９５】
１０  鉄道車両
１８、３１８、４１８、５１８  半導体素子
３０、２３０、３３０、４３０、５３０  電力変換装置（鉄道車両用電力変換装置）
３１、３３１、４３１、５３１  半導体装置（電力変換装置本体）
３１ａ、３１ｂ、３３１ａ、３３１ｂ、４３１ａ、４３１ｂ、５３１ａ、５３１ｂ  （電力変換装置本体の）外表面
３１ｃ、３３１ｃ、４３１ｃ  開口部
３２、２３２、３３２、４３２、５３２  冷却部
３２ａ、３３２ａ、４３２ａ、５３２ａ  第１冷却部
３２ｂ、２３２ｂ、３３２ｂ、４３２ｂ、５３２ｂ  第２冷却部
３２ｃ、２３２ｃ、３３２ｃ、４３２ｃ、５３２ｃ、６３２ｃ、７３２ｃ  ヒートパイプ（パイプ状部材）
３３、３３３、４３３、５３３  スペーサ
５１、  第１放熱フィン部
５２、２５２  第２放熱フィン部
６０  防水パッキン（防水部材）
【図１】
2019029551.tif 000003
【図２】
2019029551.tif 000004
【図３】
2019029551.tif 000005
【図４】
2019029551.tif 000006
【図５】
2019029551.tif 000007
【図６】
2019029551.tif 000008
【図７】
2019029551.tif 000009
【図８】
2019029551.tif 000010
【図９】
2019029551.tif 000011
【図１０】
2019029551.tif 000012
【図１１】
2019029551.tif 000013
【図１２】
2019029551.tif 000014
【図１３】
2019029551.tif 000015
【図１４】
2019029551.tif 000016
【図１５】
2019029551.tif 000017
【図１６】
2019029551.tif 000018
【図１７】
2019029551.tif 000019
【図１８】
2019029551.tif 000020
【図１９】
2019029551.tif 000021
【図２０】
2019029551.tif 000022