JP7023729B2 - 鉄道車両用冷却装置 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 第５回鉄道技術展２０１７，平成２９年１１月２９日

本発明は、鉄道車両用冷却装置に関し、特に、ディーゼルエンジン（内燃機関）を搭載した気動車等の鉄道車両に設けられる空冷式ラジエータやオイルクーラ等の冷却装置に関する。

従来、日本国内で運行されている気動車は、ディーゼル機関、変速機又は主発電機、補機駆動装置、冷却水装置、吸排気管装置等の装置が車両の床下に各々分散して配置されている。

近年、ディーゼル車両の老朽化による車両更新時期を迎え、液体式から電気式へとシステムの変更が進みつつある中、本出願人は、床下に分散していた各装置をパッケージングして１つのユニットとして構成するパワーパック方式「ディーゼルパワーユニット（ＤＰＵ）」の開発を進めている。

このユニット方式を採用し、動力系装置周辺を標準化・共通化することで、車両設計工数の削減、標準化と量産化による製造コストの削減、保守方法の変革、及び機器更新の省力化等の効果が期待される。

しかし、鉄道車両の艤装限界（鉄道車両の床下に機器を配置してよい限界幅）までの余裕が少ないため、冷却装置を含むＤＰＵ全体をコンパクトにする必要がある。また、鉄道車両の艤装限界を最大限に利用するため、電動機を外側に配置し、コアを内側に配置することが考えられるが、電動機が邪魔になってコアの清掃や保守が困難になるという問題があった。コアの清掃ができないと、コアのフィンに埃やゴミが蓄積されて冷却性能が低下する。

そこで、本発明は、コアの清掃や保守を容易に行うことができ、冷却性能の低下を防止することが可能な鉄道車両用冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、鉄道車両用冷却装置であって、コアを収容する第１筐体と、コアに送風するファンを収容すると共に、該ファンを回転させる電動機を支持する第２筐体と、前記第１筐体から前記第２筐体を取り外し可能に両筐体を連結する連結部材とを備え、前記第２筐体が前記第１筐体の外側に位置すると共に、前記電動機が前記第２筐体の外側に位置するように、両筐体を鉄道車両の床面の下方の車両台枠の直下に取り付けることを特徴とする。

本発明によれば、連結部材によって第２筐体を第１筐体から取り外すことで、第１筐体に収容されているコアの清掃や保守を容易に行うことができ、冷却性能の低下を防止することができる。また、前記第２筐体が前記第１筐体の外側に位置すると共に、前記電動機が前記第２筐体の外側に位置するように、両筐体を鉄道車両の床面の下方の車両台枠の直下に取り付けることで、鉄道車両の艤装限界を最大限に利用することができる。

上記鉄道車両用冷却装置において、前記連結部材を、前記第１筐体に固定されて上方に突出するピンと、前記第２筐体に固定されて前記ピンを回動自在に収容する管とを備える抜差し蝶番とすることができる。この構成によれば、第２筐体は、抜差し蝶番を介して第１筐体に支持されているので、電動機の交換が必要な時には第２筐体一式で交換することが可能となり、作業効率が向上する。

また、前記第１筐体に、前記ファンからの空気流を整流する整流板を固定することができ、さらに冷却性能を高めることができる。

本発明によれば、コアの清掃や保守を容易に行うことができ、冷却性能の低下を防止することが可能な鉄道車両用冷却装置を提供することができる。

本発明に係る鉄道車両用冷却装置の一実施の形態を示す一部破断断面図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。 図１に示す鉄道車両用冷却装置の抜差し蝶番を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。 図１に示す鉄道車両用冷却装置を車両に搭載した状態を示す概略図である。 図１に示す鉄道車両用冷却装置の電動機側筐体の取り外し方法の説明図である。

次に、本発明に係る鉄道車両用冷却装置の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る鉄道車両用冷却装置の一実施の形態を示し、この鉄道車両用冷却装置１は、鉄道車両のディーゼルエンジンの冷却水や潤滑油を冷却するための空冷式ラジエータやオイルクーラ等であって、チューブやフィンで構成されるコア２と、コア２を強制空冷するために送風するファン４と、ファン４からの空気流を整流する整流板５と、ファン４を回転させる電動機８と、コア２及び整流板５を収容するコア側筐体（第１筐体）３と、ファン４を収容すると共に、電動機８を支持する電動機側筐体（第２筐体）６と、コア側筐体３と電動機側筐体６とを互いに着脱自在に連結する連結部材との抜差し蝶番７と、鉄道車両用冷却装置１全体を車両に取り付けるためのブラケット９等を備える。

抜差し蝶番７は、図２に示すように、コア側筐体３に固定される羽根７ａと、電動機側筐体６に固定される羽根７ｃを備え、羽根７ａにはピン７ｂが設けられ、羽根７ｃには、ピン７ｂを挿入する管７ｄが設けられる。

コア側筐体３と電動機側筐体６の左側面は、上記抜差し蝶番７で互いに着脱自在に連結されると共に、コア側筐体３と電動機側筐体６の右側面は、ボルトナット等の簡単な締結手段で互いに容易に着脱できるように連結される。

図１に示すように、整流板５は、ボルト２１、２２によってコア側筐体３の内面に固定される。また、ファン４は、電動機８の出力軸８ａに連結され、電動機８全体は、ボルト２３等で電動機側筐体６の外面に固定される。

上記鉄道車両用冷却装置１を車両に取り付けるには、図３に示すように、車両床面１１の下方の車両台枠１２の直下に、電動機８が外側に位置するように、車両台枠１２側の取付部（不図示）にブラケット９を用いて固定する。その際、鉄道車両用冷却装置１は艤装限界１３及び車両限界１４からはみ出さないように配置される。尚、参照番号１５はレール面を示す。

次に、上記構成を有する鉄道車両用冷却装置１の電動機側筐体６の取り外し方法について、図４を参照しながら説明する。

図１及び図３に示した状態から、コア側筐体３と電動機側筐体６の右側面のボルトナット等（不図示）を取り外すと、抜差し蝶番７によってコア側筐体３に対して電動機側筐体６が回動可能となり、図４（ａ）に示す状態となる。また、この状態をファン４側から見た状態が図４（ｄ）に描かれている。

次に、図４（ａ）の状態から電動機側筐体６をコア側筐体３に対して上方に持ち上げ（
図４（ｂ））、図２に示すように、ピン７ｂと管７ｄの係合状態を解除することで、図４
（ｃ）に示すように、コア側筐体３から電動機側筐体６を取り外すことができる。

上記図４（ａ）及び図４（ｄ）に示す状態では、電動機８が邪魔になってコア２（図１参照）の清掃や保守が困難になることがなく、コアのフィン等の埃やゴミを容易に取り除くことができ、鉄道車両用冷却装置１の冷却性能が低下するのを防止することができる。また、図４（ｃ）に示すように、コア側筐体３から電動機側筐体６を取り外すことで、電動機８が故障した場合等、電動機８の交換が必要な時に電動機側筐体６一式で交換することが可能となり、作業効率が向上する。

尚、上記実施の形態では、抜差し蝶番７を用いて電動機側筐体６をコア側筐体３に対して着脱可能に構成したが、必ずしも抜差し蝶番７を用いる必要はなく、電動機側筐体６をコア側筐体３に対して着脱可能とすることができれば、その他の連結部材を用いてもよい。

また、必ずしも整流板５を設ける必要はなく、整流板５を設ける場合でも、コア側筐体３の内面に固定せずに、電動機側筐体６の幅方向の寸法を広くして電動機側筐体６の内面に固定することも可能である。

さらに、上記鉄道車両用冷却装置１は、背景技術の欄で説明したディーゼルパワーユニット（ＤＰＵ）の一部としてもよく、従来のように床下設置したディーゼル機関等の装置とは別に設置した冷却装置とすることもできる。また、ＤＰＵの一部とした場合でも、ＤＰＵ全体をコンパクトに構成するため、１台のＤＰＵに小型の鉄道車両用冷却装置１を複数設置することもできる。

１ 鉄道車両用冷却装置
２ コア
３ コア側筐体
４ ファン
５ 整流板
６ 電動機側筐体
７ 抜差し蝶番
７ａ 羽根
７ｂ ピン
７ｃ 羽根
７ｄ 管
８ 電動機
９ ブラケット
１１ 車両床面
１２ 車両台枠
１３ 艤装限界
１４ 車両限界
１５ レール面
２１～２３ ボルト

Claims (3)

1. コアを収容する第１筐体と、
   コアに送風するファンを収容すると共に、該ファンを回転させる電動機を支持する第２筐体と、
   前記第１筐体から前記第２筐体を取り外し可能に両筐体を連結する連結部材とを備え、前記第２筐体が前記第１筐体の外側に位置すると共に、前記電動機が前記第２筐体の外側に位置するように、両筐体を鉄道車両の床面の下方の車両台枠の直下に取り付けることを特徴とする鉄道車両用冷却装置。
2. 前記連結部材は、前記第１筐体に固定されて上方に突出するピンと、前記第２筐体に固定されて前記ピンを回動自在に収容する管とを備える抜差し蝶番であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用冷却装置。
3. 前記第１筐体には、前記ファンからの空気流を整流する整流板が固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用冷却装置。

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