JP7014268B2

JP7014268B2 - Power converter for railroad vehicles

Info

Publication number: JP7014268B2
Application number: JP2020126149A
Authority: JP
Inventors: 義郎森; 与貴西嶋; 聡中道; 弘之伊藤; 将光滝沢
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2036-06-07
Also published as: JP2020188680A

Description

この発明は、鉄道車両用電力変換装置に関し、特に、放熱フィンを備える鉄道車両用電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device for a railroad vehicle, and more particularly to a power conversion device for a railroad vehicle provided with heat dissipation fins.

従来、放熱フィンを備える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）。 Conventionally, a power conversion device for a railway vehicle provided with heat dissipation fins is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献１には、複数の半導体素子と、複数の半導体素子が一方側の面に配置される受熱部と、受熱部の他方側の面に配置されるとともに、複数の半導体素子から発生する熱を放出する放熱フィンとを備える鉄道車両用電力変換装置が開示されている。この鉄道車両用電力変換装置には、放熱フィンを覆うように、放熱フィンを飛び石などの異物から保護するためのカバーが設けられている。 In Patent Document 1, a plurality of semiconductor elements, a heat receiving portion in which the plurality of semiconductor elements are arranged on one side, and a heat receiving portion are arranged on the other side of the heat receiving portion, and are generated from the plurality of semiconductor elements. A power conversion device for a railroad vehicle provided with a heat dissipation fin that emits heat is disclosed. The power conversion device for railway vehicles is provided with a cover for protecting the heat radiation fins from foreign substances such as stepping stones so as to cover the heat radiation fins.

特開２０１１－１５１９２４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-151924

しかしながら、上記特許文献１に記載の鉄道車両用電力変換装置では、放熱フィンを覆うように、放熱フィンを飛び石などの異物から保護するためのカバーが設けられているため、放熱フィンに当たる走行風の流量が減少する。この結果、放熱フィンの冷却性能が低下するという問題点がある。 However, in the electric power conversion device for railway vehicles described in Patent Document 1, since a cover for protecting the heat radiating fins from foreign matter such as stepping stones is provided so as to cover the heat radiating fins, the running wind hitting the heat radiating fins The flow rate decreases. As a result, there is a problem that the cooling performance of the heat radiation fins deteriorates.

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、放熱フィンの冷却性能の低下を抑制しながら、異物衝突時の放熱フィンの変形を抑制す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。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to suppress deformation of the heat radiating fin at the time of collision with a foreign object while suppressing deterioration of the cooling performance of the heat radiating fin. It is to provide a power conversion device for a railroad vehicle that can be used.

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では、発熱部を含む電力変換装置本体と、上面に発熱部が配置された受熱部の下面から下方に突出し、発熱部の熱を放出する放熱フィンと、を備え、放熱フィンは、鉄道車両の進行方向の前方の端部に設けられ、放熱フィンの根元部側から放熱フィンの先端部側に向かって進行方向の後方に延びるように、直線状に傾斜する第１の傾斜面を含む傾斜部と、放熱フィンの突出方向に沿って直線状に延びる端部分とを含み、第１の傾斜面は、放熱フィンに対して進行方向の前方に配置された空気取込部に含まれる第２の傾斜面と、進行方向から見て放熱フィンの突出方向における位置が重なるように形成され、異物が飛来する方向である空気取込部の第２の傾斜面に沿った方向と、傾斜部の第１の傾斜面の法線方向とのなす第１の角度が、第２の傾斜面に沿った方向と、端部分の平面の法線方向とのなす第２の角度よりも大きい。 In order to achieve the above object, in the power conversion device for a railroad vehicle according to one aspect of the present invention, the power conversion device main body including the heat generating portion and the lower surface of the heat receiving portion having the heat generating portion arranged on the upper surface are projected downward. A heat radiating fin that dissipates heat from the heat generating portion is provided. Includes an inclined portion including a first inclined surface that is linearly inclined so as to extend rearward of the heat radiation fin, and an end portion that extends linearly along the projecting direction of the heat radiation fin, and the first inclined surface is the heat radiation fin. The second inclined surface included in the air intake portion arranged in front of the traveling direction is formed so as to overlap the position in the protruding direction of the heat radiation fin when viewed from the traveling direction, and the foreign matter is in the direction of flying. The first angle between the direction along the second inclined surface of an air intake portion and the normal direction of the first inclined surface of the inclined portion is the direction along the second inclined surface. , Greater than the second angle formed by the normal direction of the plane at the end.

この発明の一の局面による鉄道車両用電力変換装置では、上記のように、放熱フィンに、鉄道車両の進行方向の前方の端部において、放熱フィンの根元部側から放熱フィンの先端部側に向かって進行方向の後方に延びるように傾斜する傾斜部を設ける。これにより、飛び石などの異物が鉄道車両の進行方向に沿って飛来し、放熱フィンの前方端部に衝突する場合に、放熱フィンの前方端部が鉄道車両の進行方向に対して垂直になっている場合に比べて、放熱フィンの傾斜部により、異物と放熱フィンとの衝突角度を大きくすることができる。その結果、異物から放熱フィンに伝わる運動エネルギを小さくすることができるので、異物衝突時の放熱フィンの変形を抑制することができる。また、放熱フィンの変形を抑制するために、放熱フィンを覆うようにカバーなどを設ける必要がないので、放熱フィンに当たる走行風の流量が減少することもない。その結果、放熱フィンの冷却性能の低下を抑制することができる。これらの結果、放熱フィンの冷却性能の低下を抑制しながら、異物衝突時の放熱フィンの変形を抑制することができる。また、放熱フィンの傾斜形状を簡素な形状にすることができるので、放熱フィンにおいて傾斜部を容易に形成することができる。 In the power conversion device for a railroad vehicle according to one aspect of the present invention, as described above, the heat radiating fins are attached to the heat radiating fins from the root side of the radiating fins to the tip side of the radiating fins at the front end portion in the traveling direction of the railroad vehicle. An inclined portion is provided so as to extend backward in the direction of travel. As a result, when a foreign substance such as a flying stone flies along the traveling direction of the railroad vehicle and collides with the front end of the heat radiation fin, the front end of the heat radiation fin becomes perpendicular to the traveling direction of the railroad vehicle. The collision angle between the foreign matter and the heat radiation fin can be increased by the inclined portion of the heat radiation fin as compared with the case where the heat radiation fin is provided. As a result, the kinetic energy transmitted from the foreign matter to the radiating fin can be reduced, so that the deformation of the radiating fin at the time of collision of the foreign matter can be suppressed. Further, in order to suppress the deformation of the heat radiation fins, it is not necessary to provide a cover or the like so as to cover the heat radiation fins, so that the flow rate of the running wind that hits the heat radiation fins does not decrease. As a result, it is possible to suppress a decrease in the cooling performance of the heat radiation fins. As a result, it is possible to suppress the deformation of the heat radiation fins at the time of collision with foreign matter while suppressing the deterioration of the cooling performance of the heat radiation fins. Further, since the inclined shape of the heat radiation fin can be made a simple shape, the inclined portion can be easily formed in the heat radiation fin.

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、傾斜部は、少なくとも放熱フィンの先端部近傍に設けられている。ここで、放熱フィンに飛来する異物は、たとえば、鉄道車両の外形などに遮られることによって、放熱フィンの根元部との衝突が起こりにくい一方、先端部との衝突が起こりやすい。したがって、上記のように構成すれば、異物との衝突が起こりやすい放熱フィンの先端部近傍に傾斜部が設けられているので、異物衝突時の放熱フィンの変形を効果的に抑制することができる。 In the power conversion device for railway vehicles according to the above aspect, the inclined portion is preferably provided at least in the vicinity of the tip portion of the heat radiation fin. Here, the foreign matter flying to the heat radiating fin is less likely to collide with the root portion of the heat radiating fin by being blocked by, for example, the outer shape of a railroad vehicle, but is likely to collide with the tip portion. Therefore, with the above configuration, since the inclined portion is provided in the vicinity of the tip portion of the heat radiating fin where collision with foreign matter is likely to occur, deformation of the heat radiating fin at the time of collision with foreign matter can be effectively suppressed. ..

この場合、好ましくは、傾斜部は、放熱フィンの先端部から、放熱フィンの根元部よりも手前の位置まで設けられている。このように構成すれば、傾斜部が放熱フィンの先端部から放熱フィンの根元部まで設けられている場合に比べて、放熱フィンにおいて傾斜部を設ける範囲を小さくすることができる。その結果、傾斜部を設ける場合にも、放熱フィンの表面積が小さくなることを抑制することができるので、放熱フィンの冷却性能が低下することを抑制することができる。 In this case, the inclined portion is preferably provided from the tip end portion of the heat radiation fin to a position in front of the root portion of the heat radiation fin. With this configuration, the range in which the inclined portion is provided in the heat radiating fin can be reduced as compared with the case where the inclined portion is provided from the tip portion of the heat radiating fin to the base portion of the heat radiating fin. As a result, even when the inclined portion is provided, it is possible to suppress the reduction in the surface area of the heat radiation fins, so that it is possible to suppress the deterioration of the cooling performance of the heat radiation fins.

この場合、好ましくは、傾斜部では、空気取込部の進行方向に対する角度であり、かつ、第２の角度と等しい角度をθ１とし、傾斜部の進行方向と直交する方向に対する角度をθ２とした場合に、以下の式（１）を満たすように、角度θ２が形成されている。
２×θ１＜θ２・・・（１） In this case, preferably, in the inclined portion, the angle with respect to the traveling direction of the air intake portion and equal to the second angle is set to θ1, and the angle with respect to the direction orthogonal to the traveling direction of the inclined portion is set to θ2. In this case, the angle θ2 is formed so as to satisfy the following equation (1).
2 × θ1 <θ2 ・・・ (1)

このように構成すれば、空気取込部の傾斜方向に沿って異物が飛来し、放熱フィンに衝突する場合にも、放熱フィンの前方端部が鉄道車両の進行方向に対して垂直になっている場合に比べて、放熱フィンの傾斜部により、異物と放熱フィンとの衝突角度を大きくすることができる。その結果、空気取込部の傾斜方向に沿って異物が飛来し、放熱フィンに衝突する場合にも、異物から放熱フィンに伝わる運動エネルギを小さくすることができるので、異物衝突時の放熱フィンの変形を確実に抑制することができる。 With this configuration, even if foreign matter flies along the inclined direction of the air intake and collides with the heat radiation fin, the front end of the heat radiation fin becomes perpendicular to the traveling direction of the railroad vehicle. The collision angle between the foreign matter and the heat radiation fin can be increased by the inclined portion of the heat radiation fin as compared with the case where the heat radiation fin is provided. As a result, even when a foreign substance flies along the inclined direction of the air intake portion and collides with the heat radiation fin, the kinetic energy transmitted from the foreign substance to the heat radiation fin can be reduced. Deformation can be reliably suppressed.

本発明によれば、上記のように、放熱フィンの冷却性能の低下を抑制しながら、異物衝突時の放熱フィンの変形を抑制す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ができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to provide a power conversion device for a railroad vehicle capable of suppressing deformation of the heat radiation fins at the time of a foreign object collision while suppressing deterioration of the cooling performance of the heat radiation fins. ..

本発明の一実施形態による編成状態の高速鉄道車両を示した模式的な側面図である。It is a schematic side view which showed the high-speed railroad vehicle in the formation state by one Embodiment of this invention. 一実施形態による高速鉄道車両を下方から見た模式的な斜視図である。It is a schematic perspective view which looked at the high-speed rail car by one Embodiment from the bottom. 一実施形態による電力変換装置を下方から見た模式的な斜視図である。It is a schematic perspective view which looked at the power conversion apparatus by one Embodiment from the bottom. 一実施形態による電力変換装置を進行方向の前方から見た模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which looked at the power conversion apparatus by one Embodiment from the front in the traveling direction. 一実施形態による電力変換装置の放熱フィンを枕木方向から見た模式的な側面図である。It is a schematic side view which looked at the heat radiation fin of the power conversion apparatus by one Embodiment from the direction of a sleeper. 放熱フィンに対して異物が飛来する速度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the speed at which foreign matter flies with respect to a radiating fin. 異物が進行方向に沿って飛来する場合における異物と放熱フィンとの衝突を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the collision between a foreign substance and a radiating fin when a foreign substance flies along the traveling direction. 異物が空気取込部の傾斜方向に沿って飛来する場合における異物と放熱フィンとの衝突を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the collision between a foreign substance and a radiating fin when a foreign substance flies along the inclination direction of an air intake part. 一実施形態の第１参考例による電力変換装置の放熱フィンを枕木方向から見た模式的な側面図である。It is a schematic side view which looked at the heat radiation fin of the power conversion apparatus by 1st reference example of one Embodiment from the direction of a sleeper. 一実施形態の第２参考例による電力変換装置の放熱フィンを枕木方向から見た模式的な側面図である。It is a schematic side view of the heat radiation fin of the power conversion device according to the 2nd reference example of one Embodiment seen from the sleeper direction. 一実施形態の第３参考例による電力変換装置の放熱フィンを枕木方向から見た模式的な側面図である。It is a schematic side view which looked at the heat radiation fin of the power conversion apparatus by the 3rd reference example of 1 Embodiment from the sleeper direction. 一実施形態の第４参考例による電力変換装置の放熱フィンを下方から見た模式的な平面図である。It is a schematic plan view which looked at the heat radiation fin of the power conversion apparatus by the 4th reference example of one Embodiment from the bottom. 一実施形態の第４参考例による電力変換装置の放熱フィンを枕木方向から見た模式的な側面図である。It is a schematic side view which looked at the heat radiation fin of the power conversion apparatus by the 4th reference example of one Embodiment from the direction of a sleeper. 一実施形態の第５参考例による電力変換装置の放熱フィンを下方から見た模式的な平面図である。It is a schematic plan view which looked at the heat radiation fin of the power conversion apparatus by the 5th reference example of one Embodiment from the bottom. 一実施形態の第５参考例による電力変換装置の放熱フィンを枕木方向から見た模式的な側面図である。It is a schematic side view of the heat radiation fin of the power conversion apparatus according to the 5th reference example of one Embodiment seen from the sleeper direction.

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。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

［一実施形態］
（高速鉄道車両の構成）
まず、図１～図３を参照して、本発明の一実施形態による鉄道車両用電力変換装置１００（以下、電力変換装置１００と称する）が設置される高速鉄道車両１０の構成について説明する。 [One Embodiment]
(Composition of high-speed rail car)
First, with reference to FIGS. 1 to 3, a configuration of a high-speed railway vehicle 10 in which a power conversion device 100 for a railway vehicle (hereinafter referred to as a power conversion device 100) according to an embodiment of the present invention is installed will be described.

高速鉄道車両１０は、複数の車両が編成された状態で、たとえば、１８０ｋｍ／ｈ以上で走行する高速鉄道車両である。高速鉄道車両１０は、図１に示すように、交流電源としての架線１から供給される電力により走行するように構成されている。なお、本実施形態では、高速鉄道車両１０が、進行方向（Ｘ方向）のうちＸ１方向に走行する場合について説明する。また、進行方向のうち高速鉄道車両１０が進行するＸ１方向を進行方向の前方とし、前方とは反対のＸ２方向を進行方向の後方とする。また、高速鉄道車両１０は、特許請求の範囲の「鉄道車両」の一例である。 The high-speed railway vehicle 10 is a high-speed railway vehicle that travels at, for example, 180 km / h or more in a state where a plurality of vehicles are organized. As shown in FIG. 1, the high-speed railway vehicle 10 is configured to travel by electric power supplied from the overhead wire 1 as an AC power source. In this embodiment, a case where the high-speed railway vehicle 10 travels in the X1 direction in the traveling direction (X direction) will be described. Further, of the traveling directions, the X1 direction in which the high-speed railway vehicle 10 travels is defined as the front in the traveling direction, and the X2 direction opposite to the front is defined as the rear in the traveling direction. Further, the high-speed railway vehicle 10 is an example of a "railroad vehicle" within the scope of the claims.

高速鉄道車両１０は、図１および図２に示すように、車体１１と、パンタグラフ１２と、電力変換装置１００と、誘導電動機および空調機器などの電気機器１３とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the high-speed railway vehicle 10 includes a vehicle body 11, a pantograph 12, a power conversion device 100, and an electric device 13 such as an induction motor and an air conditioning device.

図３に示すように、車体１１の底部１１ａには、電力変換装置１００を吊り下げた状態で取り付けるための、一対のレール１１ｂが設けられている。これにより、電力変換装置１００は、高速鉄道車両１０の車体１１の底部１１ａの下方（Ｚ２方向）に取り付けられている。また、高速鉄道車両１０の車体１１の底部１１ａには、後述する放熱フィン６２に対して進行方向の前方（Ｘ１方向）および進行方向の後方（Ｘ２方向）に、空気取込部１１ｃが形成されている。 As shown in FIG. 3, the bottom portion 11a of the vehicle body 11 is provided with a pair of rails 11b for attaching the power conversion device 100 in a suspended state. As a result, the power conversion device 100 is attached below the bottom portion 11a (Z2 direction) of the vehicle body 11 of the high-speed railway vehicle 10. Further, on the bottom portion 11a of the vehicle body 11 of the high-speed railway vehicle 10, an air intake portion 11c is formed in front of the traveling direction (X1 direction) and rearward in the traveling direction (X2 direction) with respect to the heat radiation fin 62 described later. ing.

パンタグラフ１２は、図１に示すように、架線１から電力を受け取る役割を有する。電力変換装置１００は、図示しない変圧器により変圧されたパンタグラフ１２からの交流電圧を、所望の３相交流電圧および周波数に変換して電気機器１３などに出力する役割を有する。 As shown in FIG. 1, the pantograph 12 has a role of receiving electric power from the overhead wire 1. The power conversion device 100 has a role of converting an AC voltage from a pantograph 12 transformed by a transformer (not shown) into a desired three-phase AC voltage and frequency and outputting the AC voltage to an electric device 13 or the like.

（電力変換装置の構成）
次に、図２～図５および図８を参照して、本発明の一実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。 (Configuration of power converter)
Next, the configuration of the power conversion device 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5 and 8.

電力変換装置１００は、図３および図４に示すように、金属製の筐体２０と、筐体２０の内部に配置される電力変換装置本体３０（図４参照）と、筐体２０を車体１１のレール１１ｂに取り付けるための複数の取付部４０とを含んでいる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the power conversion device 100 includes a metal housing 20, a power conversion device main body 30 (see FIG. 4) arranged inside the housing 20, and a housing 20 as a vehicle body. It includes a plurality of mounting portions 40 for mounting on the rail 11b of 11.

筐体２０は、３つの機器室２０ａ、２０ｂおよび２０ｃに区分けされている。機器室２０ａは、筐体２０の枕木方向（Ｙ方向）の中央に位置している。機器室２０ｂは、筐体２０の枕木方向の一方側（Ｙ２方向側）に位置している。機器室２０ｃは、筐体２０の枕木方向の他方側（Ｙ１方向側）に位置している。 The housing 20 is divided into three equipment chambers 20a, 20b and 20c. The equipment room 20a is located at the center of the housing 20 in the sleeper direction (Y direction). The equipment room 20b is located on one side (Y2 direction side) of the housing 20 in the sleeper direction. The equipment room 20c is located on the other side (Y1 direction side) of the housing 20 in the sleeper direction.

電力変換装置本体３０は、図４に示すように、機器室２０ａに配置される電力変換ユニット３１と、機器室２０ｂに配置される制御部３２と、機器室２０ｃに配置される電気機器群３３とを含んでいる。 As shown in FIG. 4, the power conversion device main body 30 includes a power conversion unit 31 arranged in the equipment room 20a, a control unit 32 arranged in the equipment room 20b, and an electric equipment group 33 arranged in the equipment room 20c. And include.

電力変換ユニット３１は、パンタグラフ１２（図１参照）からの交流電圧を、所望の３相交流電圧および周波数に変換する機能を有する。電力変換ユニット３１は、５つの半導体スイッチング素子群３１ａ～３１ｅを含んでいる。半導体スイッチング素子群３１ａ～３１ｅは、枕木方向（Ｙ方向）にこの順に並んで配置されている。半導体スイッチング素子群３１ａ～３１ｅは、コンバータ用の半導体スイッチング素子群およびインバータ用の半導体スイッチング素子群である。スイッチングの際には、半導体スイッチング素子群３１ａ～３１ｅが発熱する。半導体スイッチング素子群３１ａ～３１ｅは、特許請求の範囲の「発熱部」の一例である。 The power conversion unit 31 has a function of converting the AC voltage from the pantograph 12 (see FIG. 1) into a desired three-phase AC voltage and frequency. The power conversion unit 31 includes five semiconductor switching element groups 31a to 31e. The semiconductor switching element groups 31a to 31e are arranged side by side in this order in the sleeper direction (Y direction). The semiconductor switching element groups 31a to 31e are a semiconductor switching element group for a converter and a semiconductor switching element group for an inverter. During switching, the semiconductor switching element groups 31a to 31e generate heat. The semiconductor switching element groups 31a to 31e are examples of "heat generating portions" in the claims.

また、電力変換ユニット３１の下方（Ｚ２方向）には、図４に示すように、半導体スイッチング素子群３１ａ～３１ｅの熱を放出する冷却部６０が設けられている。冷却部６０は、受熱部６１と、複数の放熱フィン６２とを含んでいる。 Further, below the power conversion unit 31 (in the Z2 direction), as shown in FIG. 4, a cooling unit 60 that releases heat from the semiconductor switching element groups 31a to 31e is provided. The cooling unit 60 includes a heat receiving unit 61 and a plurality of heat radiating fins 62.

受熱部６１は、板状形状を有している。受熱部６１は、一方側（上側（Ｚ１方向側））の面６１ａに半導体スイッチング素子３１ａ～３１ｅが配置されている。また、受熱部６１は、他方側（下側（Ｚ２方向側））の面６１ｂに、複数の放熱フィン６２が配置されている。受熱部６１は、半導体スイッチング素子３１ａ～３１ｅの熱を、複数の放熱フィン６２に伝えるように構成されている。 The heat receiving portion 61 has a plate-like shape. In the heat receiving portion 61, the semiconductor switching elements 31a to 31e are arranged on the surface 61a on one side (upper side (Z1 direction side)). Further, in the heat receiving portion 61, a plurality of heat radiating fins 62 are arranged on the surface 61b on the other side (lower side (Z2 direction side)). The heat receiving unit 61 is configured to transfer the heat of the semiconductor switching elements 31a to 31e to the plurality of heat radiating fins 62.

複数の放熱フィン６２は、図２および図３に示すように、筐体２０の下部において、外部に露出するように構成されている。これにより、複数の放熱フィン６２は、高速鉄道車両１０の走行時に、高速鉄道車両１０の走行により生じる走行風が各放熱フィン６２の周りを通過するように構成されている。複数の放熱フィン６２は、走行風により冷却されることにより、受熱部６１を介して伝えられた半導体スイッチング素子３１ａ～３１ｅの熱を放出するように構成されている。また、複数の放熱フィン６２は、図３および図４に示すように、枕木方向（Ｙ方向）に一定のピッチで並ぶように配列されている。各放熱フィン６２の構成は同様であるので、以下では、１つの放熱フィン６２を例に放熱フィン６２の構成を説明する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of heat radiation fins 62 are configured to be exposed to the outside at the lower part of the housing 20. As a result, the plurality of heat radiating fins 62 are configured so that when the high-speed railway vehicle 10 is traveling, the traveling wind generated by the traveling of the high-speed railway vehicle 10 passes around each of the heat radiating fins 62. The plurality of heat radiating fins 62 are configured to release the heat of the semiconductor switching elements 31a to 31e transmitted via the heat receiving unit 61 by being cooled by the traveling wind. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of heat radiation fins 62 are arranged so as to be arranged at a constant pitch in the sleeper direction (Y direction). Since the configuration of each heat radiation fin 62 is the same, the configuration of the heat radiation fin 62 will be described below by taking one heat radiation fin 62 as an example.

放熱フィン６２は、板状形状を有している。また、放熱フィン６２は、受熱部６１の他方側の面６１ｂから、下方（Ｚ２方向）に突出するように形成されている。また、放熱フィン６２は、進行方向（Ｘ方向）に沿って延びるように形成されている。 The heat radiation fin 62 has a plate shape. Further, the heat radiation fin 62 is formed so as to project downward (Z2 direction) from the surface 61b on the other side of the heat receiving portion 61. Further, the heat radiation fin 62 is formed so as to extend along the traveling direction (X direction).

また、放熱フィン６２は、図５に示すように、受熱部６１の他方側の面６１ｂに接続される根元部６２ａと、根元部６２ａとは反対側に配置される先端部６２ｂと、進行方向の前方（Ｘ１方向）の端部６２ｃと、進行方向の後方（Ｘ２方向）の端部６２ｆとを有している。 Further, as shown in FIG. 5, the heat radiation fin 62 has a root portion 62a connected to the surface 61b on the other side of the heat receiving portion 61, a tip portion 62b arranged on the side opposite to the root portion 62a, and a traveling direction. It has an end portion 62c in front of (X1 direction) and an end portion 62f in the rear (X2 direction) in the traveling direction.

ここで、本実施形態では、放熱フィン６２は、進行方向の前方（Ｘ１方向）の端部６２ｃに設けられ、放熱フィン６２の根元部６２ａ側（受熱部６１側）から放熱フィン６２の先端部６２ｂ側（受熱部６１とは反対側）に向かって進行方向の後方（Ｘ２方向）に延びるように傾斜する傾斜部６２ｄを含んでいる。 Here, in the present embodiment, the heat radiation fin 62 is provided at the end portion 62c in the front direction (X1 direction) in the traveling direction, and the tip portion of the heat radiation fin 62 is provided from the root portion 62a side (heat receiving portion 61 side) of the heat radiation fin 62. It includes an inclined portion 62d that is inclined so as to extend rearward (X2 direction) in the traveling direction toward the 62b side (the side opposite to the heat receiving portion 61).

本実施形態では、傾斜部６２ｄは、放熱フィン６２の先端部６２ｂから、放熱フィン６２の根元部６２ａよりも手前の位置まで設けられている。具体的には、放熱フィン６２の突出方向（本実施形態では、Ｚ方向）における傾斜部６２ｄの長さＬ１は、放熱フィン６２の突出方向における放熱フィン６２の先端部６２ｂから放熱フィン６２の根元部６２ａまでの長さＬ２よりも小さい。より具体的には、放熱フィン６２の突出方向における傾斜部６２ｄの長さＬ１は、放熱フィン６２の突出方向における放熱フィン６２の先端部６２ｂから放熱フィン６２の根元部６２ａまでの長さＬ２の約１／１０以上約１／２以下である。 In the present embodiment, the inclined portion 62d is provided from the tip portion 62b of the heat radiation fin 62 to a position in front of the root portion 62a of the heat radiation fin 62. Specifically, the length L1 of the inclined portion 62d in the protruding direction of the heat radiating fin 62 (Z direction in the present embodiment) is the root of the heat radiating fin 62 from the tip portion 62b of the heat radiating fin 62 in the protruding direction of the heat radiating fin 62. It is smaller than the length L2 up to the portion 62a. More specifically, the length L1 of the inclined portion 62d in the protruding direction of the radiating fin 62 is the length L2 from the tip portion 62b of the radiating fin 62 to the root portion 62a of the radiating fin 62 in the protruding direction of the radiating fin 62. It is about 1/10 or more and about 1/2 or less.

また、本実施形態では、傾斜部６２ｄは、放熱フィン６２の根元部６２ａ側から放熱フィン６２の先端部６２ｂ側に向かって進行方向の後方（Ｘ２方向）に延びるように、直線状に傾斜している。つまり、傾斜部６２ｄは、一定の傾斜方向および傾斜角度を有するように、直線状に形成されている。 Further, in the present embodiment, the inclined portion 62d is inclined linearly so as to extend rearward (X2 direction) in the traveling direction from the root portion 62a side of the radiating fin 62 toward the tip portion 62b side of the radiating fin 62. ing. That is, the inclined portion 62d is formed in a straight line so as to have a constant inclination direction and inclination angle.

本実施形態では、図８に示すように、傾斜部６２ｄでは、高速鉄道車両１０の車体１１の底部１１ａに形成された空気取込部１１ｃの進行方向（Ｘ方向）に対する角度をθ１とし、傾斜部６２ｄの進行方向と直交する方向（Ｚ方向）に対する角度をθ２とした場合に、以下の式（２）を満たすように、角度θ２が形成されている。
２×θ１＜θ２・・・（２） In the present embodiment, as shown in FIG. 8, in the inclined portion 62d, the angle with respect to the traveling direction (X direction) of the air intake portion 11c formed in the bottom portion 11a of the vehicle body 11 of the high-speed railway vehicle 10 is set to θ1 and the inclined portion 62d is inclined. When the angle with respect to the direction orthogonal to the traveling direction (Z direction) of the portion 62d is θ2, the angle θ2 is formed so as to satisfy the following equation (2).
2 × θ1 <θ2 ・・・ (2)

また、放熱フィン６２は、進行方向の前方（Ｘ１方向）の端部６２ｃに設けられ、根元部６２ａから傾斜部６２ｄまで延びるように形成される端部分６２ｅを含んでいる。端部分６２ｅは、放熱フィン６２の突出方向（Ｚ方向）に沿って延びるように形成されている。また、放熱フィン６２では、先端部６２ｂは、進行方向（Ｘ方向）に沿って延びるように形成されている。 Further, the heat radiation fin 62 is provided at the end portion 62c in the front direction (X1 direction) in the traveling direction, and includes an end portion 62e formed so as to extend from the root portion 62a to the inclined portion 62d. The end portion 62e is formed so as to extend along the projecting direction (Z direction) of the heat radiation fin 62. Further, in the heat radiation fin 62, the tip portion 62b is formed so as to extend along the traveling direction (X direction).

なお、放熱フィン６２は、放熱フィン６２の突出方向と直交する方向（Ｙ方向）から見て、線対称になるように形成されている。このため、放熱フィン６２は、進行方向の後方（Ｘ２方向）の端部６２ｆにも、傾斜部６２ｇおよび端部分６２ｈを含んでいる。進行方向の後方の傾斜部６２ｇおよび端部分６２ｈの構成は、高速鉄道車両１０が進行方向（Ｘ方向）のうちＸ２方向に走行するとし、高速鉄道車両１０が進行するＸ２方向を進行方向の前方とし、前方とは反対のＸ１方向を進行方向の後方とすれば、上記した進行方向の前方の傾斜部６２ｄおよび端部分６２ｅの構成と同様である。 The heat radiating fins 62 are formed so as to be line-symmetrical when viewed from a direction (Y direction) orthogonal to the protruding direction of the heat radiating fins 62. Therefore, the heat radiation fin 62 also includes the inclined portion 62g and the end portion 62h at the end portion 62f rearward in the traveling direction (X2 direction). The configuration of the inclined portion 62g and the end portion 62h behind in the traveling direction is that the high-speed rail vehicle 10 travels in the X2 direction of the traveling direction (X direction), and the high-speed rail vehicle 10 travels in the X2 direction in front of the traveling direction. Assuming that the X1 direction opposite to the front is the rear in the traveling direction, the configuration is the same as the configuration of the inclined portion 62d and the end portion 62e in the front in the traveling direction described above.

制御部３２は、図４に示すように、電力変換ユニット３１の半導体スイッチング素子群３１ａ～３１ｅのスイッチングなどを行うことにより電力変換ユニット３１の制御を行う機能を有している。電気機器群３３は、電力変換ユニット３１における電圧を所定の大きさに制限するための機器などから構成されている。 As shown in FIG. 4, the control unit 32 has a function of controlling the power conversion unit 31 by switching the semiconductor switching element groups 31a to 31e of the power conversion unit 31. The electric device group 33 is composed of devices for limiting the voltage in the power conversion unit 31 to a predetermined size.

（異物が進行方向に沿って飛来する場合）
次に、図６および図７を参照して、飛び石などの異物Ｔが進行方向に沿って飛来し、放熱フィン６２の傾斜部６２ｄに衝突する場合について説明する。 (When foreign matter flies along the direction of travel)
Next, a case where a foreign substance T such as a stepping stone flies along the traveling direction and collides with the inclined portion 62d of the heat radiation fin 62 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

図６に示すように、高速鉄道車両１０側から見た異物Ｔが飛来する速度Ｖは、地上側から見た異物Ｔが飛来する速度Ｖ０と、高速鉄道車両１０の走行速度Ｖ１とを合成した速度になる。また、高速鉄道車両１０側から見た異物Ｔが飛来する速度Ｖは、進行方向（Ｘ方向）の速度Ｖｘと、上下方向（Ｚ方向）の速度Ｖｚに分解することができる。 As shown in FIG. 6, the speed V at which the foreign matter T seen from the high-speed rail vehicle 10 side flies is a combination of the speed V0 at which the foreign matter T seen from the ground side flies and the traveling speed V1 of the high-speed rail vehicle 10. Become speed. Further, the speed V at which the foreign matter T seen from the high-speed rail vehicle 10 side flies can be decomposed into a speed Vx in the traveling direction (X direction) and a speed Vz in the vertical direction (Z direction).

一般的に、地上側から見た異物Ｔの速度Ｖ０に対して、高速鉄道車両１０の速度Ｖ１は極めて大きい。このため、異物Ｔが飛来する速度Ｖのうちの上下方向（Ｚ方向）の速度Ｖｚは、異物Ｔが飛来する速度Ｖのうちの進行方向（Ｘ方向）の速度Ｖｘに対して極めて小さい。この場合、異物Ｔは、ほぼ進行方向に沿って飛来すると考えられる。 Generally, the speed V1 of the high-speed railway vehicle 10 is extremely large with respect to the speed V0 of the foreign matter T seen from the ground side. Therefore, the speed Vz in the vertical direction (Z direction) of the speed V at which the foreign matter T flies is extremely small with respect to the speed Vx in the traveling direction (X direction) of the speed V at which the foreign matter T flies. In this case, it is considered that the foreign matter T flies substantially along the traveling direction.

図７に示すように、異物Ｔが進行方向に沿って飛来し、放熱フィン６２の傾斜部６２ｄに衝突する場合には、異物Ｔと放熱フィン６２の傾斜部６２ｄとの衝突角度θ３は、以下の式（３）により表すことができる。
θ３＝９０＋θ２・・・（３） As shown in FIG. 7, when the foreign matter T flies along the traveling direction and collides with the inclined portion 62d of the heat radiation fin 62, the collision angle θ3 between the foreign matter T and the inclined portion 62d of the heat radiation fin 62 is as follows. It can be expressed by the equation (3) of.
θ3 = 90 + θ2 ・・・ (3)

つまり、異物Ｔと放熱フィン６２の傾斜部６２ｄとの衝突角度θ３は、９０度よりも大きくなる。ここで、異物Ｔから放熱フィン６２に伝わる運動エネルギが最大になるのは、異物Ｔと放熱フィン６２との衝突角度θ３が９０度になる場合である。したがって、本実施形態では、放熱フィン６２に傾斜部６２ｄを設けることによって、異物Ｔと放熱フィン６２の傾斜部６２ｄとの衝突角度θ３を９０度よりも大きくすることができるので、異物Ｔから放熱フィン６２に伝わる運動エネルギを小さくすることが可能である。この結果、異物衝突時の放熱フィン６２の変形を抑制することが可能である。 That is, the collision angle θ3 between the foreign matter T and the inclined portion 62d of the heat radiation fin 62 is larger than 90 degrees. Here, the kinetic energy transmitted from the foreign matter T to the radiating fin 62 is maximized when the collision angle θ3 between the foreign matter T and the radiating fin 62 is 90 degrees. Therefore, in the present embodiment, by providing the inclined portion 62d on the heat radiation fin 62, the collision angle θ3 between the foreign matter T and the inclined portion 62d of the heat radiation fin 62 can be made larger than 90 degrees, so that the heat is dissipated from the foreign matter T. It is possible to reduce the kinetic energy transmitted to the fin 62. As a result, it is possible to suppress deformation of the heat radiation fin 62 when a foreign object collides.

（異物が空気取込部の傾斜方向に沿って飛来する場合）
次に、図８を参照して、異物Ｔが空気取込部１１ｃの傾斜方向に沿って飛来し、放熱フィン６２の傾斜部６２ｄに衝突する場合について説明する。 (When foreign matter flies along the inclination direction of the air intake part)
Next, with reference to FIG. 8, a case where the foreign matter T flies along the inclined direction of the air intake portion 11c and collides with the inclined portion 62d of the heat radiation fin 62 will be described.

図８に示すように、放熱フィン６２に対して進行方向の前方（Ｘ１方向）に空気取込部１１ｃが設けられている場合には、空気取込部１１ｃの傾斜方向に沿って走行風が流れる。異物Ｔが走行風により運ばれると仮定すると、異物Ｔは、空気取込部１１ｃの傾斜方向に沿って飛来すると考えられる。 As shown in FIG. 8, when the air intake portion 11c is provided in front of the traveling direction (X1 direction) with respect to the heat radiation fin 62, the traveling wind flows along the inclined direction of the air intake portion 11c. It flows. Assuming that the foreign matter T is carried by the traveling wind, it is considered that the foreign matter T flies along the inclination direction of the air intake portion 11c.

この場合、異物Ｔと放熱フィン６２の傾斜部６２ｄとの衝突角度θ３は、以下の式（４）により表すことができる。
θ３＝９０－θ１＋θ２・・・（４） In this case, the collision angle θ3 between the foreign matter T and the inclined portion 62d of the heat radiation fin 62 can be expressed by the following equation (4).
θ3 = 90-θ1 + θ2 ... (4)

また、異物Ｔと放熱フィン６２の端部分６２ｅ（進行方向と直交する方向に沿って延びる部分）との衝突角度θ４は、以下の式（５）により表すことができる。
θ４＝９０－θ１・・・（５） Further, the collision angle θ4 between the foreign matter T and the end portion 62e (the portion extending along the direction orthogonal to the traveling direction) of the heat radiation fin 62 can be expressed by the following equation (5).
θ4 = 90-θ1 ... (5)

この場合、傾斜部６２ｄの角度θ２が以下の式（６）を満たす範囲では、衝突角度θ３は、衝突角度θ４よりも９０度に近い角度になる（９０度との差の絶対値が小さくなる）。
０＜θ２≦２×θ１・・・（６） In this case, as long as the angle θ2 of the inclined portion 62d satisfies the following equation (6), the collision angle θ3 is closer to 90 degrees than the collision angle θ4 (the absolute value of the difference from 90 degrees becomes smaller). ).
0 <θ2 ≦ 2 × θ1 ・・・ (6)

したがって、衝突角度θ４よりも、衝突角度θ３の方を、９０度から遠い角度にする（９０度との差の絶対値を大きくする）ためには、角度θ２を以下の式（７）を満たすようにすればよい。
２×θ１＜θ２・・・（７） Therefore, in order to make the collision angle θ3 farther from 90 degrees (to increase the absolute value of the difference from 90 degrees) than the collision angle θ4, the angle θ2 satisfies the following equation (7). You can do it like this.
2 × θ1 <θ2 ・・・ (7)

この式（７）は、上記した式（２）と同様の式である。そして、上記のように、傾斜部６２ｄは、式（２）を満たすように、角度θ２が形成されている。したがって、本実施形態では、異物Ｔと放熱フィン６２の傾斜部６２ｄとの衝突角度θ３を、異物Ｔと放熱フィン６２の端部分６２ｅとの衝突角度θ４よりも、９０度から遠い角度にすることができる。この結果、異物Ｔと放熱フィン６２の端部分６２ｅとの衝突時に異物Ｔから放熱フィン６２に伝わる運動エネルギよりも、異物Ｔと放熱フィン６２の傾斜部６２ｄとの衝突時に異物Ｔから放熱フィン６２に伝わる運動エネルギを小さくすることが可能である。この結果、異物衝突時の放熱フィン６２の変形を抑制することが可能である。 This equation (7) is the same as the above equation (2). Then, as described above, the inclined portion 62d is formed with an angle θ2 so as to satisfy the equation (2). Therefore, in the present embodiment, the collision angle θ3 between the foreign matter T and the inclined portion 62d of the heat radiation fin 62 is set to an angle farther from 90 degrees than the collision angle θ4 between the foreign matter T and the end portion 62e of the heat radiation fin 62. Can be done. As a result, the kinetic energy transmitted from the foreign matter T to the heat radiation fin 62 when the foreign matter T collides with the end portion 62e of the heat radiation fin 62 is more than the kinetic energy transmitted from the foreign matter T to the heat radiation fin 62 when the foreign matter T collides with the inclined portion 62d of the heat radiation fin 62. It is possible to reduce the kinetic energy transmitted to. As a result, it is possible to suppress deformation of the heat radiation fin 62 when a foreign object collides.

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 (Effect of this embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、上記のように、放熱フィン６２に、高速鉄道車両１０の進行方向の前方の端部６２ｃ（６２ｆ）において、放熱フィン６２の根元部６２ａ側から放熱フィン６２の先端部６２ｂ側に向かって進行方向の後方に延びるように傾斜する傾斜部６２ｄ（６２ｇ）を設ける。これにより、飛び石などの異物Ｔが高速鉄道車両１０の進行方向に沿って飛来し、放熱フィン６２の前方端部（端部６２ｃ（６２ｆ））に衝突する場合に、放熱フィン６２の前方端部（端部６２ｃ（６２ｆ））が高速鉄道車両１０の進行方向に対して垂直になっている場合に比べて、放熱フィン６２の傾斜部６２ｄ（６２ｇ）により、異物Ｔと放熱フィン６２との衝突角度θ３を大きくすることができる。その結果、異物Ｔから放熱フィン６２に伝わる運動エネルギを小さくすることができるので、異物衝突時の放熱フィン６２の変形を抑制することができる。また、放熱フィン６２の変形を抑制するために、放熱フィン６２を覆うようにカバーなどを設ける必要がないので、放熱フィン６２に当たる走行風の流量が減少することもない。その結果、放熱フィン６２の冷却性能の低下を抑制することができる。これらの結果、放熱フィン６２の冷却性能の低下を抑制しながら、異物衝突時の放熱フィン６２の変形を抑制することができる。 In the present embodiment, as described above, on the heat radiating fin 62, at the front end portion 62c (62f) of the high-speed railway vehicle 10 in the traveling direction, from the root portion 62a side of the radiating fin 62 to the tip portion 62b side of the radiating fin 62. An inclined portion 62d (62g) is provided so as to extend rearward in the traveling direction toward. As a result, when a foreign substance T such as a flying stone flies along the traveling direction of the high-speed railway vehicle 10 and collides with the front end portion (end portion 62c (62f)) of the heat radiation fin 62, the front end portion of the heat radiation fin 62 (End portion 62c (62f)) collides with the foreign matter T and the radiating fin 62 due to the inclined portion 62d (62g) of the radiating fin 62, as compared with the case where the end portion 62c (62f) is perpendicular to the traveling direction of the high-speed railway vehicle 10. The angle θ3 can be increased. As a result, the kinetic energy transmitted from the foreign matter T to the radiating fin 62 can be reduced, so that the deformation of the radiating fin 62 at the time of collision of the foreign matter can be suppressed. Further, since it is not necessary to provide a cover or the like so as to cover the heat radiating fins 62 in order to suppress the deformation of the heat radiating fins 62, the flow rate of the running wind that hits the heat radiating fins 62 does not decrease. As a result, deterioration of the cooling performance of the heat radiation fin 62 can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the deformation of the heat radiating fin 62 at the time of collision with foreign matter while suppressing the deterioration of the cooling performance of the heat radiating fin 62.

また、本実施形態では、上記のように、傾斜部６２ｄ（６２ｇ）を、少なくとも放熱フィン６２の先端部６２ｂ近傍に設ける。ここで、放熱フィン６２に飛来する異物Ｔは、たとえば、高速鉄道車両１０の外形などに遮られることによって、放熱フィン６２の根元部６２ａとの衝突が起こりにくい一方、先端部６２ｂとの衝突が起こりやすい。したがって、上記のように構成することによって、異物Ｔとの衝突が起こりやすい放熱フィン６２の先端部６２ｂ近傍に傾斜部６２ｄ（６２ｇ）が設けられているので、異物衝突時の放熱フィン６２の変形を効果的に抑制することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the inclined portion 62d (62g) is provided at least in the vicinity of the tip portion 62b of the heat radiation fin 62. Here, the foreign matter T flying to the heat radiating fin 62 is less likely to collide with the root portion 62a of the heat radiating fin 62 by being blocked by, for example, the outer shape of the high-speed railway vehicle 10, while colliding with the tip portion 62b. It's easy to happen. Therefore, with the above configuration, the inclined portion 62d (62 g) is provided in the vicinity of the tip portion 62b of the heat radiation fin 62 where collision with the foreign matter T is likely to occur, so that the heat radiation fin 62 is deformed when the foreign matter collides. Can be effectively suppressed.

また、本実施形態では、上記のように、傾斜部６２ｄ（６２ｇ）を、放熱フィン６２の先端部６２ｂから、放熱フィン６２の根元部６２ａよりも手前の位置まで設ける。これにより、傾斜部６２ｄ（６２ｇ）が放熱フィン６２の先端部６２ｂから放熱フィン６２の根元部６２ａまで設けられている場合に比べて、放熱フィン６２において傾斜部６２ｄ（６２ｇ）を設ける範囲を小さくすることができる。その結果、傾斜部６２ｄ（６２ｇ）を設ける場合にも、放熱フィン６２の表面積が小さくなることを抑制することができるので、放熱フィン６２の冷却性能が低下することを抑制することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the inclined portion 62d (62 g) is provided from the tip portion 62b of the heat radiation fin 62 to a position in front of the root portion 62a of the heat radiation fin 62. As a result, the range in which the inclined portion 62d (62 g) is provided in the heat radiating fin 62 is smaller than that in the case where the inclined portion 62d (62 g) is provided from the tip portion 62b of the heat radiation fin 62 to the root portion 62a of the heat radiation fin 62. can do. As a result, even when the inclined portion 62d (62 g) is provided, it is possible to suppress the surface area of the heat radiation fin 62 from becoming small, so that it is possible to suppress the deterioration of the cooling performance of the heat radiation fin 62.

また、本実施形態では、上記のように、傾斜部６２ｄ（６２ｇ）を、放熱フィン６２の根元部６２ａ側から放熱フィン６２の先端部６２ｂ側に向かって進行方向の後方に延びるように、直線状に傾斜させている。これにより、放熱フィン６２の傾斜形状を簡素な形状にすることができるので、放熱フィン６２において傾斜部６２ｄ（６２ｇ）を容易に形成することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the inclined portion 62d (62 g) is straight so as to extend rearward in the traveling direction from the root portion 62a side of the heat radiation fin 62 toward the tip portion 62b side of the heat radiation fin 62. It is tilted like a shape. As a result, the inclined shape of the heat radiating fin 62 can be made into a simple shape, so that the inclined portion 62d (62 g) can be easily formed in the heat radiating fin 62.

また、本実施形態では、上記のように、傾斜部６２ｄ（６２ｇ）では、放熱フィン６２に対して進行方向の前方に配置される空気取込部１１ｃの進行方向に対する角度をθ１とし、傾斜部６２ｄ（６２ｇ）の進行方向と直交する方向に対する角度をθ２とした場合に、上記した式（２）を満たすように、角度θ２を形成する。これにより、空気取込部１１ｃの傾斜方向に沿って異物Ｔが飛来し、放熱フィン６２に衝突する場合にも、放熱フィン６２の前方端部（端部６２ｃ（６２ｆ））が高速鉄道車両１０の進行方向に対して垂直になっている場合に比べて、放熱フィン６２の傾斜部６２ｄ（６２ｇ）により、異物Ｔと放熱フィン６２との衝突角度θ３を大きくすることができる。その結果、空気取込部１１ｃの傾斜方向に沿って異物Ｔが飛来し、放熱フィン６２に衝突する場合にも、異物Ｔから放熱フィン６２に伝わる運動エネルギを小さくすることができるので、異物衝突時の放熱フィン６２の変形を確実に抑制することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, in the inclined portion 62d (62 g), the angle of the air intake portion 11c arranged in front of the radiating fin 62 in the traveling direction is set to θ1 and the inclined portion is set to θ1. When the angle of 62d (62g) with respect to the direction orthogonal to the traveling direction is θ2, the angle θ2 is formed so as to satisfy the above equation (2). As a result, even when the foreign matter T flies along the inclined direction of the air intake portion 11c and collides with the heat radiation fin 62, the front end portion (end portion 62c (62f)) of the heat radiation fin 62 is the high-speed railway vehicle 10. The collision angle θ3 between the foreign matter T and the heat radiation fin 62 can be increased by the inclined portion 62d (62 g) of the heat radiation fin 62 as compared with the case where the heat radiation fin 62 is perpendicular to the traveling direction. As a result, even when the foreign matter T flies along the inclined direction of the air intake portion 11c and collides with the heat radiation fin 62, the kinetic energy transmitted from the foreign matter T to the heat radiation fin 62 can be reduced, so that the foreign matter collision. Deformation of the heat radiation fin 62 at the time can be surely suppressed.

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって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、上記した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すべての変更（変形例）が含まれる。 [Modification example]
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

たとえば、上記実施形態では、高速鉄道車両に設置される鉄道車両用電力変換装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、たとえば、１８０ｋｍ／未満で走行する鉄道車両に設置される鉄道車両用電力変換装置に適用してもよい。 For example, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a power conversion device for a railroad vehicle installed in a high-speed railroad vehicle is shown, but the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to, for example, a power conversion device for a railway vehicle installed in a railway vehicle traveling at a speed of less than 180 km /.

また、上記実施形態では、インバータを構成する半導体スイッチング素子群、および、コンバータを構成する半導体スイッチング素子群の熱を放出するように、放熱フィンを構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、インバータを構成する半導体スイッチング素子群、および、コンバータを構成する半導体スイッチング素子群以外の発熱部の熱を放出するように、放熱フィンを構成してもよい。 Further, in the above embodiment, an example in which the heat dissipation fins are configured so as to dissipate the heat of the semiconductor switching element group constituting the inverter and the semiconductor switching element group constituting the converter has been shown. Not limited. In the present invention, the heat dissipation fins may be configured so as to dissipate the heat of the heat generating portion other than the semiconductor switching element group constituting the inverter and the semiconductor switching element group constituting the converter.

また、上記実施形態では、放熱フィンの先端部から傾斜部を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、放熱フィンの先端部から傾斜部を設けなくてもよい。たとえば、放熱フィンの先端部と根元部との中間部分に、傾斜部を設けてもよい。また、放熱フィンの根元部から先端部と根元部との中間部分まで傾斜部を設けてもよい。 Further, in the above embodiment, an example in which an inclined portion is provided from the tip portion of the heat radiation fin is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, it is not necessary to provide an inclined portion from the tip portion of the heat radiation fin. For example, an inclined portion may be provided at an intermediate portion between the tip portion and the root portion of the heat radiation fin. Further, an inclined portion may be provided from the root portion of the heat radiation fin to the intermediate portion between the tip portion and the root portion.

また、上記実施形態では、放熱フィンの傾斜部が、放熱フィンの先端部から、放熱フィンの根元部よりも手前の位置まで設けられている例を示したが、本発明の参考例はこれに限られない。たとえば、図９に示す第１参考例のように、放熱フィンの傾斜部を構成してもよい。第１参考例では、放熱フィン１６２の傾斜部１６２ｄ（１６２ｇ）は、放熱フィン１６２の先端部１６２ｂから、放熱フィン１６２の根元部１６２ａまで設けられている。これにより、広範囲に傾斜部１６２ｄ（１６２ｇ）が設けられるので、より確実に、異物衝突時の放熱フィン１６２の変形を抑制することができる。 Further, in the above embodiment, an example is shown in which the inclined portion of the heat radiation fin is provided from the tip portion of the heat radiation fin to the position in front of the root portion of the heat radiation fin. Not limited. For example, as in the first reference example shown in FIG. 9, the inclined portion of the heat radiation fin may be configured. In the first reference example, the inclined portion 162d (162 g) of the heat radiation fin 162 is provided from the tip portion 162b of the heat radiation fin 162 to the root portion 162a of the heat radiation fin 162. As a result, since the inclined portion 162d (162 g) is provided in a wide range, it is possible to more reliably suppress the deformation of the heat radiation fin 162 at the time of a foreign matter collision.

また、上記実施形態では、放熱フィンの傾斜部が、放熱フィンの根元部側から放熱フィンの先端部側に向かって進行方向の後方に延びるように、直線状に傾斜している例を示したが、本発明の参考例はこれに限られない。本発明の参考例では、放熱フィンの傾斜部が、放熱フィンの根元部側から放熱フィンの先端部側に向かって進行方向の後方に延びるように、直線状に傾斜していなくてもよい。 Further, in the above embodiment, an example is shown in which the inclined portion of the heat radiation fin is linearly inclined so as to extend rearward in the traveling direction from the root side of the heat radiation fin toward the tip end side of the heat radiation fin. However, the reference example of the present invention is not limited to this. In the reference example of the present invention, the inclined portion of the heat radiating fin may not be linearly inclined so as to extend rearward in the traveling direction from the root side of the heat radiating fin toward the tip end side of the heat radiating fin.

たとえば、図１０に示すように、第２参考例では、放熱フィン２６２の傾斜部２６２ｄ（２６２ｇ）は、放熱フィン２６２の根元部２６２ａ側から放熱フィン２６２の先端部２６２ｂ側に向かって進行方向の後方（Ｘ１方向（Ｘ２方向））に延びるように、曲線状に傾斜している。つまり、傾斜部２６２ｄ（２６２ｇ）は、傾斜方向および傾斜角度が滑らかに変化するように、曲線状に形成されている。また、傾斜部２６２ｄ（２６２ｇ）は、放熱フィン２６２の先端部２６２ｂから、放熱フィン２６２の根元部２６２ａよりも手前の位置まで設けられている。 For example, as shown in FIG. 10, in the second reference example, the inclined portion 262d (262 g) of the heat radiation fin 262 is in the traveling direction from the root portion 262a side of the heat radiation fin 262 toward the tip portion 262b side of the heat radiation fin 262. It is inclined in a curved shape so as to extend backward (X1 direction (X2 direction)). That is, the inclined portion 262d (262 g) is formed in a curved shape so that the inclined direction and the inclined angle change smoothly. Further, the inclined portion 262d (262g) is provided from the tip portion 262b of the heat radiation fin 262 to a position in front of the root portion 262a of the heat radiation fin 262.

また、図１１に示すように、第３参考例では、第２参考例と同様に、放熱フィン３６２の傾斜部３６２ｄ（３６２ｇ）は、放熱フィン３６２の根元部３６２ａ側から放熱フィン３６２の先端部３６２ｂ側に向かって進行方向の後方（Ｘ１方向（Ｘ２方向））に延びるように、曲線状に傾斜している。つまり、傾斜部３６２ｄ（３６２ｇ）は、傾斜方向および傾斜角度が滑らかに変化するように、曲線状に形成されている。また、傾斜部３６２ｄ（３６２ｇ）は、放熱フィン３６２の先端部３６２ｂから、放熱フィン３６２の根元部３６２ａまで設けられている。第２参考例および第３参考例では、曲線状の傾斜部を設けることによって、放熱フィンの先端部側に向かうに従って、異物と曲線状の傾斜部との衝突角度を大きくすることができる。その結果、異物衝突時の放熱フィンの変形を効果的に抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 11, in the third reference example, as in the second reference example, the inclined portion 362d (362 g) of the heat radiation fin 362 is the tip portion of the heat radiation fin 362 from the root portion 362a side of the heat radiation fin 362. It is inclined in a curved shape so as to extend backward in the traveling direction (X1 direction (X2 direction)) toward the 362b side. That is, the inclined portion 362d (362 g) is formed in a curved shape so that the inclined direction and the inclined angle change smoothly. Further, the inclined portion 362d (362 g) is provided from the tip portion 362b of the heat radiation fin 362 to the root portion 362a of the heat radiation fin 362. In the second reference example and the third reference example, by providing the curved inclined portion, the collision angle between the foreign matter and the curved inclined portion can be increased toward the tip end side of the heat radiation fin. As a result, deformation of the heat radiation fins when a foreign object collides can be effectively suppressed.

また、上記実施形態では、下方に突出するように形成されている放熱フィンに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、枕木方向に突出するように形成されている放熱フィンに適用してもよい。 Further, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a heat radiating fin formed so as to project downward is shown, but the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to heat radiation fins formed so as to project in the direction of sleepers.

たとえば、図１２および図１３に示すように、第４参考例では、複数の放熱フィン４６２は、受熱部４６１から枕木方向（Ｙ１方向）に突出するように構成されている。また、各放熱フィン４６２は、進行方向（Ｘ方向）に沿って延びるように形成されている。また、各放熱フィン４６２は、進行方向の前方（Ｘ１方向（Ｘ２方向））の端部４６２ｃ（４６２ｆ）に設けられ、放熱フィン４６２の根元部４６２ａ側から放熱フィン４６２の先端部４６２ｂ側に向かって進行方向の後方（Ｘ２方向（Ｘ１方向））に延びるように傾斜する傾斜部４６２ｄ（４６２ｇ）を含んでいる。また、複数の放熱フィン４６２は、上方から順に、進行方向の長さが小さくなるように形成されている。そして、複数の放熱フィン４６２の進行方向の前方（Ｘ１方向（Ｘ２方向））の端部４６２ｃ（４６２ｆ）は、全体として、放熱フィン４６２の根元部４６２ａ側から放熱フィン４６２の先端部４６２ｂ側に向かって進行方向の後方（Ｘ２方向（Ｘ１方向））に延びるように傾斜している。これにより、複数の放熱フィン４６２の進行方向の前方の端部４６２ｃ（４６２ｆ）を、傾斜部として機能させることができるので、異物衝突時の放熱フィン４６２の変形をより一層抑制することができる。 For example, as shown in FIGS. 12 and 13, in the fourth reference example, the plurality of heat radiation fins 462 are configured to project from the heat receiving portion 461 in the sleeper direction (Y1 direction). Further, each heat radiation fin 462 is formed so as to extend along the traveling direction (X direction). Further, each heat radiation fin 462 is provided at the end portion 462c (462f) in the front direction (X1 direction (X2 direction)) in the traveling direction, and faces the tip portion 462b side of the heat radiation fin 462 from the root portion 462a side of the heat radiation fin 462. It includes an inclined portion 462d (462 g) that is inclined so as to extend rearward in the traveling direction (X2 direction (X1 direction)). Further, the plurality of heat radiation fins 462 are formed so that the length in the traveling direction becomes smaller in order from above. The end portion 462c (462f) in the front direction (X1 direction (X2 direction)) of the plurality of heat radiation fins 462 is located from the root portion 462a side of the heat radiation fin 462 to the tip end portion 462b side of the heat radiation fin 462 as a whole. It is inclined so as to extend backward in the traveling direction (X2 direction (X1 direction)). As a result, the front end portion 462c (462f) of the plurality of heat radiation fins 462 in the traveling direction can function as an inclined portion, so that deformation of the heat radiation fins 462 at the time of a foreign object collision can be further suppressed.

また、図１４および図１５に示すように、第５参考例では、複数の放熱フィン５６２は、受熱部５６１から枕木方向（Ｙ１方向）に突出するように構成されている。また、各放熱フィン５６２は、進行方向（Ｘ方向）に沿って延びるように形成されている。また、各放熱フィン５６２は、進行方向の前方（Ｘ１方向（Ｘ２方向））の端部５６２ｃ（５６２ｆ）に設けられ、放熱フィン５６２の根元部５６２ａ側から放熱フィン５６２の先端部５６２ｂ側に向かって進行方向の後方（Ｘ２方向（Ｘ１方向））に延びるように傾斜する傾斜部５６２ｄ（５６２ｇ）を含んでいる。また、複数の放熱フィン５６２の傾斜部５６２ｄ（５６２ｇ）は、上方から順に、傾斜角度が大きくなるように形成されている。ここで、飛来する異物は、地上との位置がより近い下方（Ｚ２方向）に設けられた放熱フィン５６２との衝突が起こりやすい一方、上方（Ｚ１方向）に設けられた放熱フィン５６２との衝突は起こりにくい。したがって、上記のように構成することによって、異物との衝突が起こりやすい下方の放熱フィン５６２の傾斜部５６２ｄ（５６２ｇ）では、傾斜角度を大きくすることによって、異物衝突時の放熱フィン５６２の変形を効果的に抑制することができる。また、異物との衝突が起こりにくい上方の放熱フィン５６２の傾斜部５６２ｄ（５６２ｇ）では、傾斜角度を小さくすることによって、放熱フィン５６２の表面積が小さくなることを抑制することができるので、放熱フィン５６２の冷却性能が低下することを抑制することができる。 Further, as shown in FIGS. 14 and 15, in the fifth reference example, the plurality of heat radiation fins 562 are configured to project from the heat receiving portion 561 in the sleeper direction (Y1 direction). Further, each heat radiation fin 562 is formed so as to extend along the traveling direction (X direction). Further, each heat radiation fin 562 is provided at the end portion 562c (562f) in the front direction (X1 direction (X2 direction)) in the traveling direction, and faces the tip portion 562b side of the heat radiation fin 562 from the root portion 562a side of the heat dissipation fin 562. It includes an inclined portion 562d (562g) that is inclined so as to extend backward in the traveling direction (X2 direction (X1 direction)). Further, the inclined portions 562d (562 g) of the plurality of heat radiation fins 562 are formed so that the inclined portions become larger in order from above. Here, the flying foreign matter is likely to collide with the heat radiating fin 562 provided at the lower side (Z2 direction) closer to the ground, while colliding with the heat radiating fin 562 provided at the upper side (Z1 direction). Is unlikely to occur. Therefore, with the above configuration, in the inclined portion 562d (562 g) of the lower heat radiation fin 562 where collision with foreign matter is likely to occur, the deformation of the heat radiation fin 562 at the time of foreign matter collision is caused by increasing the inclination angle. It can be effectively suppressed. Further, in the inclined portion 562d (562 g) of the upper heat radiating fin 562 where collision with foreign matter is unlikely to occur, it is possible to suppress the surface area of the heat radiating fin 562 from becoming small by reducing the tilt angle. It is possible to suppress the deterioration of the cooling performance of the 562.

１０高速鉄道車両（鉄道車両）
３０電力変換装置本体
３１ａ～３１ｅ半導体スイッチング素子群（発熱部）
６２、１６２、２６２、３６２、４６２、５６２放熱フィン
６２ａ、１６２ａ、２６２ａ、３６２ａ、４６２ａ、５６２ａ根元部
６２ｂ、１６２ｂ、２６２ｂ、３６２ｂ、４６２ｂ、５６２ｂ先端部
６２ｄ、１６２ｄ、２６２ｄ、３６２ｄ、４６２ｄ、５６２ｄ傾斜部
６２ｇ、１６２ｇ、２６２ｇ、３６２ｇ、４６２ｇ、５６２ｇ傾斜部
１００鉄道車両用電力変換装置 10 High-speed rail vehicle (railroad vehicle)
30 Power converter body 31a to 31e Semiconductor switching element group (heat generating part)
62, 162, 262, 362, 462, 562 Heat dissipation fins 62a, 162a, 262a, 362a, 462a, 562a Root part 62b, 162b, 262b, 362b, 462b, 562b Tip part 62d, 162d, 262d, 362d, 462d, 562d Inclined part 62g, 162g, 262g, 362g, 462g, 562g Inclined part 100 Power conversion device for railway vehicles

Claims

The main body of the power converter including the heat generating part and
A heat radiating fin that projects downward from the lower surface of the heat receiving portion in which the heat generating portion is arranged on the upper surface and discharges the heat of the heat generating portion is provided.
The radiating fins are provided at the front end of the railroad vehicle in the traveling direction, and are linearly extended from the root side of the radiating fins toward the tip end side of the radiating fins to the rear in the traveling direction. Includes an inclined portion including an inclined first inclined surface and an end portion extending linearly along the projecting direction of the heat radiation fin.
The first inclined surface is a second inclined surface included in an air intake portion arranged in front of the traveling direction with respect to the heat radiating fin, and the heat radiating fin in a protruding direction when viewed from the traveling direction. Formed so that the positions overlap,
The first angle formed by the direction along the second inclined surface of the air intake portion, which is the direction in which foreign matter flies, and the normal direction of the first inclined surface of the inclined portion is the said. A power conversion device for a railroad vehicle, which is larger than the second angle formed by the direction along the second inclined surface and the normal direction of the plane of the end portion.

The power conversion device for a railway vehicle according to claim 1, wherein the inclined portion is provided at least in the vicinity of the tip end portion of the heat radiation fin.

The power conversion device for a railway vehicle according to claim 2, wherein the inclined portion is provided from the tip end portion of the heat radiation fin to a position in front of the root portion of the heat radiation fin.

In the inclined portion, the angle of the air intake portion with respect to the traveling direction and equal to the second angle is set to θ1, and the angle of the inclined portion with respect to the direction orthogonal to the traveling direction is set to θ2. The power conversion device for a railroad vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the angle θ2 is formed so as to satisfy the following formula (1).
2 × θ1 <θ2 ・・・ (1)