(57)【要約】  艤装コストを抑えることができる鉄道車両用の駆動装置、鉄道車両及びその製造方法を提供することを目的とする。  高圧線ＨＶＬと低圧線ＬＶＬとが前後方向に沿って並行して延在する鉄道車両の駆動装置は、自動遮断器ＳＨＢと、断流器ＬＢと、パワーユニットＰＵと、フィルタリアクトルＦＬと、論理部ＬＵと、筐体ＢＸと、を有し、筐体ＢＸは鉄道車両の車体ＢＤ１に対して、自動遮断器ＳＨＢと、断流器ＬＢと、パワーユニットＰＵと、フィルタリアクトルＦＬと、論理部ＬＵとを収容した状態で着脱可能であり、高圧線ＨＶＬから分岐した高圧分岐線ＨＢＬに接続可能な高圧線接続用コネクタＰＮと、低圧線ＬＶＬから分岐した低圧分岐線ＬＢＬに接続可能な低圧線接続用コネクタとＬＵ１が、筐体ＢＸの高圧線ＨＶＬ側および低圧線ＬＶＬ側に各々配置されている。
2020166472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧線と低圧線とが前後方向に沿って並行して延在する鉄道車両の駆動装置において、
自動遮断器と、断流器と、電力変換器と、フィルタリアクトルと、論理部と、筐体と、を有し、
前記筐体は前記鉄道車両の車体に対して、前記自動遮断器と、前記断流器と、前記電力変換器と、前記フィルタリアクトルと、前記論理部とを収容した状態で着脱可能であり、
前記高圧線から分岐した高圧分岐線に接続可能な高圧線接続用コネクタと、前記低圧線から分岐した低圧分岐線に接続可能な低圧線接続用コネクタとが、前記筐体の前記高圧線側および前記低圧線側に各々配置されている、
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動装置。
【請求項２】
前記筐体において、前記車体の高さ方向から見たときに、前記高圧線接続用コネクタと前記低圧線接続用コネクタの間に、主電動機に三相交流電力を出力する主電動機接続用コネクタが配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の駆動装置。
【請求項３】
前記電力変換器は、４個の主電動機を駆動するために三相交流電力を出力し、前記主電動機接続用コネクタは、前記筐体の前後方向の２つの端面に２つずつ配置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用の駆動装置。
【請求項４】
前記電力変換器は、８個の主電動機を駆動するために三相交流電力を出力し、前記主電動機接続用コネクタは、前記筐体の前後方向の一方の端面に２つ、他方の端面に６つ配置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用の駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動装置を搭載した、
ことを特徴とする鉄道車両。
【請求項６】
自動遮断器と、断流器と、電力変換器と、フィルタリアクトルと、論理部とを収容した筐体を、鉄道車両の車体に取り付け、
前記車体の前後方向に沿って並行して伸在する高圧線および低圧線を、前記筐体の前記高圧線側および前記低圧線側に各々設けられた高圧線接続用コネクタおよび低圧線接続用コネクタに、前記車体の高さ方向に見て交差しない高圧分岐線および低圧分岐線を介して接続する、
ことを特徴とする鉄道車両の製造方法。
【請求項７】
前記筐体において、前記車体の高さ方向から見て、前記高圧線接続用コネクタと前記低圧線接続用コネクタの間に、主電動機に三相交流電力を出力する主電動機接続用コネクタを配置する、
ことを特徴とする請求項６に記載の鉄道車両の製造方法。
【請求項８】
前記主電動機接続用コネクタを、前記筐体の前後方向の２つの端面に２つずつ配置する、
ことを特徴とする請求項７に記載の鉄道車両の製造方法。
【請求項９】
前記主電動機接続用コネクタを、前記筐体の前後方向の一方の端面に２つ、他方の端面に６つ配置する、
ことを特徴とする請求項７に記載の鉄道車両の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して鉄道車両用の駆動装置、鉄道車両及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の直流架線向け鉄道車両においては、遮断器、断流器、フィルタリアクトル、インバータユニット等の機器を有し、これら機器により駆動装置が構成される。典型的な例ではそれぞれ機器は個別の筐体内に配置され、車両の床下に艤装される。例えば特許文献１〜２に開示された駆動装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２０４９１４号公報
【特許文献２】特開２０１７−１８４４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の駆動装置を構成する各機器を床下艤装する場合、機器ごとに鉄道車両に対して着脱できるという観点からは、床下艤装の自由度が高いといえる。一方で、通常の床下艤装は車両整備工場等のピットで行われるが、作業者が比較的狭い空間であるピット内で作業を強いられるという観点からは、床下艤装に関してさらなる改善の余地がある。また、個々の機器を電気的に接続する配置配線とその接続は、機器の数が増加するにつれ艤装工数も増加してしまうという課題がある。【０００５】
このため本発明は、従来とは異なる視点よりなされたものであって、その目的は、作業効率を高め、艤装工数を削減できる鉄道車両用の駆動装置、鉄道車両及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、代表的な本発明の鉄道車両用の駆動装置は、高圧線と低圧線とが前後方向に沿って並行して延在する鉄道車両の駆動装置において、自動遮断器と、断流器と、電力変換器と、フィルタリアクトルと、論理部と、筐体と、を有し、前記筐体は前記鉄道車両の車体に対して、前記自動遮断器と、前記断流器と、前記電力変換器と、前記フィルタリアクトルと、前記論理部とを収容した状態で着脱可能であり、前記高圧線から分岐した高圧分岐線に接続可能な高圧線接続用コネクタと、前記低圧線から分岐した低圧分岐線に接続可能な低圧線接続用コネクタとが、前記筐体の前記高圧線側および前記低圧線側に各々配置されている、ことにより達成される。【０００７】
さらに、代表的な本発明の鉄道車両の製造方法は、
自動遮断器と、断流器と、電力変換器と、フィルタリアクトルと、論理部とを収容した筐体を、鉄道車両の車体に取り付け、前記車体の前後方向に沿って並行して伸在する高圧線および低圧線を、前記筐体の前記高圧線側および前記低圧線側に各々設けられた高圧線接続用コネクタおよび低圧線接続用コネクタに、前記車体の高さ方向に見て交差しない高圧分岐線および低圧分岐線を介して接続する、ことにより達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車体へ筐体を取り付けて、高圧分岐線および低圧分岐線をそれぞれのコネクタに接続するだけで、駆動装置の艤装作業は基本的に完了する。また、離れて配置されている高圧線と低圧線からそれぞれ分岐する分岐線を、筐体の高圧線側と低圧線側にそれぞれ配置されているコネクタに接続するため、分岐線を必要以上に曲げることなく接続でき、車体の配線艤装は容易となり、更に、接続した分岐線が互いに交差しないため、高圧線の影響が低圧線に及ぶことも抑制できる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る鉄道車両用の駆動装置の回路構成図である。
【図２】図２は、図１の鉄道車両用の駆動装置である主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１を構成する代表的な機器を、直方体から成る同一の筐体ＢＸに収容した配置例を下面から見た図である。
【図３】図３は、鉄道車両における搭載機器の床下配置の一例を示す図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【図５】図５は、第２の実施の形態にかかる主回路変換器ＶＶＶＦ２Ｇ１を構成する代表的な機器を、直方体から成る同一の筐体ＢＸに収容した配置例を下面から見た図である。
【図６】図６は、鉄道車両における主回路変換器ＶＶＶＦ２Ｇ１を含む搭載機器の床下配置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の実施形態の説明においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクション又は実施形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部又は全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施形態の説明において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特性の数以上でも以下でもよい。
【００１１】
さらに、以下の実施形態の説明において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施形態の説明において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値及び範囲についても同様である。
【００１２】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の説明に用いる方向を、次のように定義する。図において、長手方向（前後方向、進行方向、レール方向）をＸ方向、幅方向（枕木方向、左右方向）をＹ方向、および高さ方向をＺ方向とする。
また、「高圧線」は、架線（架空電車線）又は第三軌条から供給された高電圧（例えば１５００Ｖや７５０Ｖ）の電力を供給するためのケーブルまたは配線などをいい、「低圧線」は、高圧線よりも低圧（例えば１００Ｖ〜２００Ｖ、以下１００Ｖで説明する）の電力を供給するための、及び／又は通信用のケーブルまたは配線などをいう。低圧線は、複数線を束ねて使用されることが多い。
【００１３】
図１は、第１の実施形態に係る鉄道車両用の駆動装置の回路構成図である。鉄道車両用の駆動装置は、例えばインバータパワーユニットＰＵ側で事故電流が発生したときに、その事故電流を減流する半導体減流器（ＳＨＢ）２を備えており、断流器（ＬＢ１、ＬＢ２）７により、減流電流を断流するか、インバータが動作不良となった場合の主回路を開放する。なお、半導体減流器（ＳＨＢ）２は、減流用素子ＳＨＢＴｒ１、減流抵抗ＤＲｅ、フィルタコンデンサ（ＦＣ）充電用素子ＳＨＢＴｒ２、充電抵抗ＣＨＲｅから構成される。
【００１４】
さらに鉄道車両用の駆動装置は、断流器（ＬＢ１、ＬＢ２）７と、半導体減流器（ＳＨＢ）２と、フィルタリアクトル（ＦＬ）５が直列接続され、フィルタコンデンサ（ＦＣ）６を内蔵したインバータ装置（ＩＮＶ）１７を用いて、４個のモータ（ＩＭ１〜ＩＭ４）１６を駆動する、いわゆる１Ｃ４Ｍ制御方式をとる。
【００１５】
架線からの電力供給経路については、直流１５００Ｖの架線から、パンタグラフ１３、主フューズ（ＭＦ）１４を介して入力される架線電圧と、主回路とを電気的に切り離すための主スイッチ（ＭＳ）８、およびアース側と主回路を電気的に切り離すための接地スイッチ（ＧＳ）９が配置されている。また、過電圧放電用素子（ＯＶＴｒ）、放電抵抗（ＯＶＲｅ）および電圧計（ＤＣＰＴ２）を有する過電圧防止回路（ＯＶＴ）３を備え、さらに、電圧計（ＤＣＰＴ１）１１、放電抵抗（ＤＣＨＲｅ）１２および放電用スイッチ（ＤＳ）１０、インバータ４Ａ、４Ｂ、４Ｃを含む電力変換器であるパワーユニット（ＰＵ）４を備えている。なお、図１では、各装置からの入出力の配線を接続するコネクタは、図示を省略している。
【００１６】
図２は、図１の鉄道車両用の駆動装置を構成する主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１を構成する代表的な機器を、直方体から成る同一の筐体ＢＸに収容した配置例を下面から見た図である。ただし図２では、筐体ＢＸ内部の配線は省略し、また各機器は点線の矩形枠で単純化して示している。
【００１７】
主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１を構成する代表的な機器としては、半導体減流器（ＳＨＢ）２、断流器（ＬＢ）７、フィルタリアクトル（ＦＬ）５、論理部（ＬＵ）２０、パワーユニット（ＰＵ）４がある。半導体減流器（ＳＨＢ）２は主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１で発生する過電流を検知し、架線側と主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１を電気的に切り離し変電所のブレーカがトリップするのを防ぐ役割で利用する。断流器（ＬＢ）７は主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１を流れる主電流を断流する。フィルタリアクトル（ＦＬ）５は架線側からの交流ノイズ電流を抑える、または前記過電流の上昇を抑える（電圧の脈動を抑える）役割である。パワーユニット（ＰＵ）４は直流電力を三相交流電力に変換して主電動機ＩＭ１〜ＩＭ４に供給し、論理部（ＬＵ）２０はパワーユニット（ＰＵ）４や補助電源ＳＩＶ１から所望の電圧を出力するよう制御する機器である。冷却フィンＣＦはパワーユニット（ＰＵ）４内に用いられる半導体素子の温度上昇を抑えるものである。また本実施形態の主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１は、車体側との配線接続のインターフェースとして、高圧線接続用コネクタＰＮ、主電動機ＩＭ１〜ＩＭ４との主電動機接続用コネクタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と、論理部（ＬＵ）２０の制御信号線や１００Ｖ配線の接続用としての低圧線接続用コネクタＬＵ１を有する。
【００１８】
高圧線接続用コネクタＰＮは、後述する図４に示すように筐体ＢＸから外部に露出し、高圧分岐線ＨＢＬ（図３）のコネクタＡＰＮと接続可能となっている。また、低圧線接続用コネクタＬＵ１も、同様に筐体ＢＸから外部に露出し、低圧分岐線ＬＢＬ（図３）のコネクタＡＬＵ１と接続可能となっている。さらに、主電動機接続用コネクタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４も、同様に筐体ＢＸから外部に露出し、電動機側配線用コネクタＡＭ１，ＡＭ２，ＡＭ３，ＡＭ４と接続可能となっている。コネクタについては公知のものを用いることができる。
【００１９】
なお、筐体ＢＸに収容する機器としては、少なくとも、自動遮断器としての半導体減流器（ＳＨＢ）２と、断流器（ＬＢ）７と、パワーユニット（ＰＵ）４と、フィルタリアクトル（ＦＬ）５と、論理部（ＬＵ）２０であることが好ましい。これらの機器は、比較的大型であるので、筐体ＢＸ内に配置してユニット化し一緒に脱着することが作業効率化の観点より好ましいからである。ただし、それ以外の機器を筐体ＢＸに収容してもよい。また、パワーユニット（ＰＵ）４と、フィルタリアクトル（ＦＬ）５とを筐体ＢＸ内に収容することで、パワーユニット（ＰＵ）４から主電動機接続用コネクタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４までの配線が筐体ＢＸ内で完結するため、配線作業が効率化される。なお、自動遮断器としては、半導体減流器（ＳＨＢ）２を用いる代わりに、公知の高速度遮断器（ＨＢ）を用いてもよい。
【００２０】
また、筐体ＢＸの内側から外部へ突出させる形で、パワーユニット（ＰＵ）４の外面側に設けた冷却器（ここでは冷却フィン）ＣＦを備えている。これ以外にも発熱しやすい半導体減流器（ＳＨＢ）２の外面側に、同様な冷却器を備えてもよい。
【００２１】
図３は、鉄道車両における搭載機器の床下配置の一例を示す図である。図３の例では、電動機付車両ＭＴ１と、電動機なし車両ＴＴ１とを連結した形態で示している。電動機付車両ＭＴ１は、車体ＢＤ１と、主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１の各機器を収容した筐体ＢＸ（図４）と、車輪ＷＨ及び主電動機ＩＭ１，ＩＭ２，ＩＭ３，ＩＭ４を備えた２つの台車ＢＧとを有する。車輪ＷＨを保持する前後の台車ＢＧに、２つずつの主電動機ＩＭ１，ＩＭ２、ＩＭ３、ＩＭ４が搭載されて車輪ＷＨを駆動するようになっている。
【００２２】
主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１は、各機器が筐体ＢＸ内に設置されており、この筐体ＢＸを介して電動機付車両ＭＴ１の車体ＢＤ１の中央に取り付けられている。台車ＢＧの主電動機ＩＭ１，ＩＭ２，ＩＭ３，ＩＭ４は、主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１から出力制御される三相交流電圧信号に基づき車輪ＷＨを回転駆動し、車両を所望の速度で走行させることができる。電動機なし車両ＴＴ１においては、その車体ＢＤ２の中央に補助電源ＳＩＶ１が配置されている。
【００２３】
さらに図３に示すように、電動機付車両ＭＴ１の車体ＢＤ１の床下には、断路器箱ＢＲＢ、ＳＩＶ断流器箱ＳＩＶＢＲの他、図示しないが情報制御機器箱（鉄道車輌の制御伝送・モニタリング装置用箱）、母線遮断器箱、ブレーキ制御装置、供給空気タンク、滑走防止弁装置および直通予備ブレーキ装置などが設置される。
【００２４】
架線から車両床下に引き込まれた１５００Ｖの高圧線ＨＶＬ（アース線を含む）は、図３に示すように床下に配置され、車体ＢＤ１のＹ方向における一方の側に沿って前後方向（Ｘ方向）に延在している。
【００２５】
また、１００Ｖの低圧線ＬＶＬ（通信用配線を含む）は、高圧線ＨＶＬと並行して、車体ＢＤ１のＹ方向における他方の側に沿って前後方向（Ｘ方向）に延在している。高圧線ＨＶＬと低圧線ＬＶＬは、隣接する電動機なし車両ＴＴ１の車体ＢＤ２にも引き通される。
【００２６】
このように高圧線ＨＶＬと低圧線ＬＶＬとを、車体ＢＤ１、ＢＤ２の枕木方向（Ｙ方向）に離して配置する理由は、高圧線用連結器と低圧つなぎ箱との位置関係と、高圧線ＨＶＬと低圧線ＬＶＬの位置関係が枕木方向に近いため、配線を必要以上に曲げずに接続できることから車体の艤装配線が容易となるからである。また、高電圧となる高圧線ＨＶＬと離して、低圧線ＬＶＬを配置することで、低圧線ＬＶＬの温度上昇を抑えられるという効果もある。
【００２７】
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図であり、筐体ＢＸ内の機器は点線で示している。概略図示する車体ＢＤ１の台枠ＦＲ内を、高圧線ＨＶＬと低圧線ＬＶＬが紙面垂直方向に延在している。台枠ＦＲの下面には、各機器を取り付けた筐体ＢＸが、不図示のボルト等によって取り付けられている。筐体ＢＸの枕木方向（Ｙ方向）両側は車体ＢＤ１に取り付けたカバーＣＶによって遮蔽されているが、筐体ＢＸの下側全体を覆う底壁は外部に露出している。筐体ＢＸの底壁には、開閉可能な扉（不図示）が設けられ、例えばピットで作業する作業者が扉を開けることで、内部の機器にアクセスできるようにしている。
【００２８】
図４に示すように、筐体ＢＸの前後方向端面ＢＸＥのほぼ中央に、主電動機ＩＭ用の主電動機接続用コネクタＭ１，Ｍ２が並んで設けられており、残りの主電動機接続用コネクタＭ３，Ｍ４は、筐体ＢＸの反対側端面における対応する位置に設けられている。高圧線接続用コネクタＰＮは、主電動機接続用コネクタＭ１，Ｍ２より高圧線ＨＶＬ側であって、主電動機接続用コネクタＭ１，Ｍ２の近傍における前後方向端面ＢＸＥに配置されている。また、低圧線接続用コネクタＬＵ１は、主電動機接続用コネクタＭ１，Ｍ２より低圧線ＬＶＬ側における前後方向端面ＢＸＥに配置されている。なお、コネクタの形状は、図示の例に限られず丸形、角形など種々の形状を採用できるが、コネクタごとに形状を変えることで誤結線を回避できる。
【００２９】
このように、高圧線接続用コネクタＰＮを前後方向端面ＢＸＥの中央近傍に配置することで、筐体ＢＸ内部で引き回される配線と、内部の機器との干渉を回避しやすくなる。ただし、高圧線接続用コネクタＰＮを前後方向端面ＢＸＥのＹ方向端部側に設けてもよく、それにより高圧分岐線ＨＢＬの配線長を抑制でき、コスト低減が可能になる。また、高圧線接続用コネクタＰＮと低圧線接続用コネクタＬＵ１は、それぞれ筐体ＢＸの前後方向の別な端面に設けてもよい。
【００３０】
また、主電動機接続用コネクタＭ１，Ｍ２、Ｍ３，Ｍ４を前後方向端面ＢＸＥの中央近傍に設けることで、主電動機ＩＭ１，ＩＭ２、ＩＭ３，ＩＭ４に接続される配線を車体ＢＤ１の中央に沿って延在させることができるから、車体ＢＤ１に対して台車ＢＧが旋回する際に備える配線のたるみを、極力少なくすることができる。
【００３１】
図３において、電動機付車両ＭＴ１の車体ＢＤ１に、各機器を収容した筐体ＢＸを取り付けた状態で、高圧線ＨＶＬから分岐した高圧分岐線ＨＢＬの端部に設けたコネクタＡＰＮ（図２）を、筐体ＢＸに設けた高圧線接続用コネクタＰＮに接続することで、高圧線ＨＶＬの高圧電力ｐｎが筐体ＢＸ内の機器に供給される。高圧電力ｐｎは、パワーユニット（ＰＵ）４で４種類の三相交流電圧信号に変換され、そのうち三相交流電圧信号ｍ１、ｍ２は、主電動機接続用コネクタＭ１、Ｍ２及び配線を介して主電動機ＩＭ１，ＩＭ２に伝達され、また三相交流電圧信号ｍ３、ｍ４は、主電動機接続用コネクタＭ３、Ｍ４及び配線を介して主電動機ＩＭ３，ＩＭ４に伝達され、それぞれ主電動機を駆動する。
【００３２】
また電動機付車両ＭＴ１の車体ＢＤ１において、低圧線ＬＶＬから分岐した低圧分岐線ＬＢＬの端部に設けたコネクタＡＬＵ１（図２）を、各機器を収容した筐体ＢＸに設けた低圧線接続用コネクタＬＵ１に接続することで、低圧線ＬＶＬの低圧電力ｌｕ等が筐体ＢＸ内の機器に供給され、また論理部（ＬＵ）２０の制御信号が低圧線ＬＶＬに出力される。
【００３３】
一方、電動機なし車両ＴＴ１の車体ＢＤ２において、高圧線ＨＶＬから分岐した補助高圧分岐線ＳＨＢＬの端部に設けたコネクタ（不図示）を、補助電源ＳＩＶ１に設けた補助高圧線接続用コネクタＰＮＳに接続することで、高圧線ＨＶＬの高圧電力ｐｎが補助電源ＳＩＶ１に供給される。補助電源ＳＩＶ１の変圧器は、高圧電力ｐｎを１００Ｖの低圧電力に変換して、コネクタ１００から低圧線ＬＶＬに供給する。この低圧電力は、低圧線ＬＶＬを介して主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１と補助電源ＳＩＶ１の制御回路である論理部ＬＵに供給される。論理部ＬＵは、主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１のパワーユニット（ＰＵ）４に制御信号を出力するとともに、補助電源ＳＩＶ１の変圧器などを制御する制御信号ｌｕｓを低圧線ＬＶＬに出力する。
【００３４】
また、電動機なし車両ＴＴ１の車体ＢＤ２において、低圧線ＬＶＬから分岐した補助低圧分岐線ＳＬＢＬの端部に設けたコネクタ（不図示）を、補助電源ＳＩＶ１に設けた補助低圧線接続用コネクタＬＵ１Ｓに接続することで、低圧線ＬＶＬの制御信号ｌｕｓ等が補助電源ＳＩＶ１内の機器に供給される。
【００３５】
本実施形態によれば、筐体ＢＸに、少なくとも半導体減流器（ＳＨＢ）２と、断流器（ＬＢ）７と、パワーユニット（ＰＵ）４と、フィルタリアクトル（ＦＬ）５と、論理部（ＬＵ）２０とが収容されユニット化されており、これらの機器は筐体ＢＸと共に車体ＢＤ１の台枠ＦＲに脱着可能となっている。したがって、車体ＢＤ１外の作業台などに筐体ＢＸを載置した状態で、各機器を取り付けたり配線を行うことができるので、楽な姿勢で作業できるから作業者の負担を軽減でき、効率的に艤装作業を行うことができる。また、メンテナンス時などにおいても、車体ＢＤ１の台枠ＦＲから筐体ＢＸを取り外し、作業台などに載置した状態で各機器の検査や交換などを容易に行える。
【００３６】
さらに、車体ＢＤ１の台枠ＦＲに取り付けられた筐体ＢＸに対して、工具を用いることなくコネクタを接続するのみで、高圧線ＨＶＬ、低圧線ＬＶＬ、主電動機ＩＭ１〜ＩＭ４への配線を接続することができ、艤装工数が格段に低減する。
【００３７】
さらに、使用中の主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１と同じものを搭載した筐体ＢＸを代替品として用意しておくことで、一定期間使用した主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１を筐体ＢＸごと車体ＢＤ１から取り外した後、代替品の主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１を筐体ＢＸごと車体ＢＤ１に取り付ければ、すぐに同じ車両を運行させることができ、運行の効率化を図れる。また車両が運行している間に、取り外した主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１のメンテナンスを行うことができ、次に主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１を交換する際の代替品とすることができる。
【００３８】
主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１に接続配線される配線類は床下中央に纏めて配置することで配線引回し（例えば曲げ回数）を最小限に抑えることができる。なお、比較的電圧が高くなる高圧線接続用コネクタＰＮ、主電動機接続用コネクタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を筐体ＢＸの中央に纏め、低圧線接続用コネクタＬＵ１とその配線を筐体ＢＸの端部側に配置することで結線作業に関する動線距離の短縮や、結線間違いを防ぐことができ、結果的に艤装工数を削減できることになる。
【００３９】
さらに、図３に示すように、高圧線ＨＶＬに近い側に高圧線接続用コネクタＰＮが設けられており、低圧線ＬＶＬに近い側に低圧線接続用コネクタＬＵ１が設けられているので、高圧線ＨＶＬから分岐した高圧分岐線ＨＢＬと、低圧線ＬＶＬから分岐した低圧分岐線ＬＢＬとは、車体ＢＤ１の高さ方向（図３）で見て互いに交差しない。これにより高圧線ＨＶＬの発熱の影響が低圧線ＬＶＬに及ぶことが抑制される。
【００４０】
［第２の実施形態］
図５は、第２の実施の形態にかかる主回路変換器ＶＶＶＦ２Ｇ１を構成する代表的な機器を、直方体から成る同一の筐体ＢＸに収容した配置例を下面から見た図である。図６は、鉄道車両における主回路変換器ＶＶＶＦ２Ｇ１を含む搭載機器の床下配置の一例を示す図である。
【００４１】
本実施形態における主回路変換器ＶＶＶＦ２Ｇ１は、８個の主電動機を駆動できるものであり、単一の筐体ＢＸに収容された、半導体減流器（ＳＨＢ）２と、２つの断流器（ＬＢ１、ＬＢ２）７と、それぞれ冷却器ＣＦに連結された２つのパワーユニット（ＰＵ１、ＰＵ２）４と、２つのフィルタリアクトル（ＦＬ１、ＦＬ２）５と、２つの論理部（ＬＵａ、ＬＵｂ）２０と、を有している。すなわち、主回路変換器ＶＶＶＦ２Ｇ１は、４個の主電動機を駆動する主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１を２基設けた構成に類似するが、半導体減流器（ＳＨＢ）２は共通に用いる。
【００４２】
また、第１の実施形態のコネクタに加え、主電動機接続用コネクタＭ３，Ｍ４を設けた筐体ＢＸの端面に、主電動機接続用コネクタＭ５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８を設けている。なお、論理部（ＬＵａ、ＬＵｂ）２０は２つであるが、低圧線接続用コネクタＬＵ１は単一として共通に用いている。ただし、低圧線接続用コネクタを２つ以上設けてもよい。
【００４３】
図６において、主回路変換器ＶＶＶＦ２Ｇ１を搭載する電動機付車両ＭＴ１と、補助電源ＳＩＶ１を搭載する電動機付車両ＭＴ２とが連結されている。電動機付車両ＭＴ２の車体ＢＤ２は、主電動機ＩＭ５，ＩＭ６を有する台車ＢＧと、主電動機ＩＭ７，ＩＭ８を有する台車ＢＧとを有する。
【００４４】
高圧線ＨＶＬから主回路変換器ＶＶＶＦ２Ｇ１に供給された高圧電力の一部は、パワーユニット（ＰＵ１、ＰＵ２）４で８種類の三相交流電圧信号に変換される。そのうち三相交流電圧信号ｍ１、ｍ２は、主電動機接続用コネクタＭ１、Ｍ２及び配線を介して主電動機ＩＭ１，ＩＭ２に伝達され、また三相交流電圧信号ｍ３、ｍ４は、主電動機接続用コネクタＭ３、Ｍ４及び配線を介して主電動機ＩＭ３，ＩＭ４に伝達され、それぞれ主電動機を駆動する。
【００４５】
さらに、三相交流電圧信号ｍ５、ｍ６は、主電動機接続用コネクタＭ５、Ｍ６及び配線を介して主電動機ＩＭ５，ＩＭ６に伝達され、また三相交流電圧信号ｍ７、ｍ８は、主電動機接続用コネクタＭ７、Ｍ８及び配線を介して主電動機ＩＭ７，ＩＭ８に伝達され、それぞれ主電動機を駆動する。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。第２の実施形態によれば、電動機付車両ＭＴ１，ＭＴ２を隣接配置することが可能となり、列車編成の自由度を向上できる。
【００４６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
上記した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４８】
例えば第１の実施形態、第２の実施形態に示した主回路変換器ＶＶＶＦ１Ｇ１，ＶＶＶＦ２Ｇ１の床下艤装位置は、車両の軸重バランスに及ぼす影響が少なければ、適宜配置場所を変更してもよい。またコネクタの位置や冷却フィンの位置も適宜変更してもよいことは言うまでもない。また本実施形態では主電動機として誘導電動機を想定して説明したが、永久磁石同期電動機でもよい。永久磁石同期電動機を用いる場合は、実施形態に示したパワーユニットＰＵを複数（例えば４群分）有し、一方でフィルタコンデンサや過電圧放電用素子等の部品を共通化する構成とすれば、主電動機の低損失化と主回路変換器の軽量化の効果を最大化できる利点を享受できる。
【符号の説明】
【００４９】
２…半導体減流器（ＳＨＢ）、３…過電圧防止回路（ＯＶＴ）、４…パワーユニット（ＰＵ、ＰＵ１，ＰＵ２）、５…フィルタリアクトル（ＦＬ、ＦＬ１，ＦＬ２）、６…フィルタコンデンサ（ＦＣ）、７…断流器（ＬＢ，ＬＢ１、ＬＢ２）、８…主スイッチ（ＭＳ）、９…接地スイッチ（ＧＳ）、１０…放電用スイッチ（ＤＳ）、１１…電圧計（ＤＣＰＴ１）、１２…放電抵抗（ＤＣＨＲｅ）、１３…パンタグラフ、１４…主フューズ（ＭＦ）、１７…インバータ装置（ＩＮＶ）、２０…論理部（ＬＵ、ＬＵａ、ＬＵｂ）、ＢＸ…筐体、ＰＮ…高圧線接続用コネクタ、Ｍ１〜Ｍ８…主電動機接続用コネクタ、ＩＭ１〜ＩＭ８…主電動機、ＬＵ１…低圧線接続用コネクタ、ＨＶＬ…高圧線，ＬＶＬ…低圧線、ＨＢＬ…高圧分岐線、ＬＢＬ…低圧分岐線、ＶＶＶＦ１Ｇ１，ＶＶＶＦ２Ｇ１…主回路変換器
【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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【国際調査報告】
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