電気車駆動装置
【課題】本発明は、当該電気車駆動装置から漏れるノイズの軽減、ＶＶＶＦインバータと
主電動機間の配線の容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することの出
来る電気車駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給され
る交流電力により駆動される主電動機とを有し、前記インバータは、前記主電動機の近傍
に配置されたことを特徴とする電気車駆動装置。
主電動機間の配線の容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することの出
来る電気車駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給され
る交流電力により駆動される主電動機とを有し、前記インバータは、前記主電動機の近傍
に配置されたことを特徴とする電気車駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気車駆動装置について、図を参照し詳細に説明する。図２１は、従来の電気車
の構成図である。図２２は、従来の電気車のブロック図である。
【０００３】
従来の電気車は、架線１と接触するパンタグラフ２、パンタグラフ１と接続されたフィ
ルタリアクトル３、フィルターリアクトル３と接続されたＶＶＶＦインバータ４、ＶＶＶ
Ｆインバータ４と接続された主電動機５、主電動機５を懸架した台車６、主電動機５によ
り回転する車輪７から構成されている。
【０００４】
架線１からパンタグラフ２に供給された架線電力は、フィルタリアクトル３を介してＶ
ＶＶＦインバータ４に供給される。ＶＶＶＦインバータ４は、架線電力を３相交流電力に
変換し、主電動機５に供給する。主電動機５は、ＶＶＶＦインバータ４から供給された３
相交流電力により駆動し、車輪７を回転させる。
【０００５】
このように構成された電気車は、ＶＶＶＦインバータ４及び主電動機５から構成される
電気車駆動装置が駆動することにより、運行をすることが出来た。
【特許文献１】特開平１１−２５２７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来の電気車に今まで搭載していない新たな機器を搭載しようとする場合
、ＶＶＶＦインバータ４や台車６に搭載された主電動機５等から構成される電気車の駆動
装置が、機器の搭載可能なスペース（車両の床下）の大部分を占有しているため、他の機
器を搭載できるスペースが少なく、小さな機器しか搭載をすることは出来なかった。
【０００７】
また、ＶＶＶＦインバータ４が各々離れた場所に配置される複数の主電動機５を駆動さ
せるため、結果的にＶＶＶＦインバータ４と複数の主電動機５間の距離が長くなるので、
配線のぎ装が複雑になったり、ＶＶＶＦインバータの出力線からノイズが漏れるという問
題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、当該電気車駆動装置から漏れるノイズの軽減、ＶＶＶＦインバータ
と主電動機間の配線の容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することの
出来る電気車駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給さ
れる交流電力により駆動される主電動機とを有し、前記インバータは、前記主電動機の近
傍に配置されたことにより達成することが出来る。
【００１０】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換する小容量のインバータと、複数の前記小容量イ
ンバータにより構成されるインバータと、前記インバータから供給される交流電力により
駆動される多相形の電動機とを有し、前記インバータは、前記主電動機の近傍に配置され
たことにより達成することが出来る。
【００１１】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換する小容量のインバータと、複数の前記小容量イ
ンバータにより構成される複数の単位インバータと、前記複数の単位インバータ毎に設け
られ、前記単位インバータを開放する開放手段と、前記単位インバータから供給される交
流電力により駆動される多相形電動機とを有し、前記複数の単位インバータは、前記主電
動機の近傍に配置されたことにより達成することが出来る。
【００１２】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給され
る交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動機とを有し、前記インバータ
と前記電動機は一体化され、前記インバータの冷却部は車両の枕器方向の中央部側に配置
されていることにより達成することが出来る。
【００１３】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給され
る交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動機と、前記インバータと前記
電動機が一体化された複数のインバータ一体型電動機とを有し、前記複数のインバータ一
体型電動機のインバータ同士が直列接続され、前記インバータの冷却部は車両の枕器方向
の中央部側に配置されていることにより達成することが出来る。
【００１４】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給され
る交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動機と、前記インバータと前記
電動機が一体化された複数のインバータ一体型電動機とを有し、前記複数のインバータ一
体型電動機のインバータ同士が並列接続され、前記インバータの冷却部は車両の枕器方向
の中央部側に配置されていることにより達成することが出来る。
【００１５】
上記課題は、インバータや主電動機が収納される１台の台車と直流電力を交流電力に変換
する１台のインバータと、前記１台のインバータから供給される交流電力により駆動され
る一台の主電動機とを有し、前記１台の台車には、１台のインバータと１台の主電動機と
が収納されることにより達成することが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、当該電気車駆動装置から漏れるノイズの軽減、ＶＶＶＦインバータと主
電動機間の配線の容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することの出来
る電気車駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する
。図１は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図
である。図２は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の
ブロック図である。図３は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置が搭載さ
れる台車のＡ矢視図である。図４は、図３の上面図である。
【００１８】
本明細書において、電気車とは、鉄道、ＬＲＴ、機関車を意味するものと定義する。
【００１９】
本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車は、架線１と接触
するパンタグラフ２、パンタグラフ１と接続されたフィルタリアクトル３、フィルターリ
アクトル３と接続され台車６の枠内に搭載されたＶＶＶＦインバータ４、ＶＶＶＦインバ
ータ４と接続された主電動機５、ＶＶＶＦインバータ４と主電動機５を搭載した台車６、
主電動機５により回転する車輪７から構成されている。
【００２０】
このように構成された電気車において、架線１からパンタグラフ２に供給された架線電
力は、フィルタリアクトル３を介してＶＶＶＦインバータ４に供給される。ＶＶＶＦイン
バータ４は、台車枠１１と溶接若しくはボルト接続されている。ＶＶＶＦインバータ４の
上方部には冷却部４ａが設けられており、ＶＶＶＦインバータ４を冷却する。ＶＶＶＦイ
ンバータ４は、架線電力を３相交流電力に変換し、主電動機５に供給する。主電動機５は
、ＶＶＶＦインバータ４から供給された３相交流電力により駆動し、車輪７を回転させる
。
【００２１】
このように構成された電気車において、主電動機５は主電動機５の回転軸と車軸８が平
行になるように配置され、歯車や継ぎ手を介して車軸８と接続される。車軸８は台車枠１
０と接続される。台車枠１１は、その長手方向の一辺が、車軸８と略平行になるように配
置され、台車枠１０の上面と接続される。空気バネ１２は、台車枠１１の上面と接続され
、車体と接続される。ＶＶＶＦインバータ４は、主電動機５の略上側の空間に配置され、
配線１３を介して主電動機５と接続される。
【００２２】
このように構成された電気車駆動装置は、ＶＶＶＦインバータ４が電動機５の略上側の
台車内に配置されるので、ＶＶＶＦインバータ４と電動機５の間の距離も短くすることが
出来る。そのため、電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減することが出来、更にＶＶＶ
Ｆインバータ４と主電動機５間の配線も簡略化（容易化）することが出来る。
【００２３】
また、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置は、従来電気車両の床下の中
央部（レール方向）に配置されていたＶＶＶＦインバータ４を、主電動機５の略上側に配
置しているため、電気車両の床下の中央部には他の新たな機器を配置することが出来る。
【００２４】
また、このように構成された電気車駆動装置は、当該電気車駆動装置から漏れるノイズ
を軽減することが出来、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線を容易化し、更に電気車
の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００２５】
尚、本実施の形態の電気車駆動装置の説明では、ＶＶＶＦインバータ４が台車枠内にあ
ると説明をしているが、ＶＶＶＦインバータ４の一部が台車枠１１よりもはみ出ていても
ＶＶＶＦインバータ４が電動機５の近傍に配置されていれば同様の効果を奏することが出
来るので、ＶＶＶＦインバータ４が台車枠１１よりも内側になければならないという限定
がされないことは言うまでもない。
【００２６】
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する
図５は、本発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置が搭載される台車のＡ矢視図
である。図６は、図５の上面図である。尚、図１乃至図４に記載したものと構造上同一の
ものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００２７】
本発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置において、ＶＶＶＦインバータ４は
、車軸８の外側に設けられ、冷却部４ａが電動機５よりも下に突き出ている。冷却部４ａ
を電動機５よりも下側に突き出すことによって、電気車の走行時に生ずる走行風を効果的
に冷却部４ａに取り込むことが出来、冷却効率を向上させることが出来る。
【００２８】
このように構成された第２の実施の形態の電気車の駆動装置は、第１の実施の形態の電気
車駆動装置と同様に、ＶＶＶＦインバータ４が電動機５の近傍に配置されるので、ＶＶＶ
Ｆインバータ４と電動機５の間の距離も短くすることが出来、電気車両の床下の中央部に
は他の新たな機器を配置することが出来る。
【００２９】
そのため、電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減することが出来、更にＶＶＶＦインバ
ータ４と主電動機５間の配線も簡略化（容易化）することが出来る。
【００３０】
このように構成された電気車駆動装置は、当該電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減
することが出来、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線を容易化し、更に電気車の機器
の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００３１】
（第３の実施の形態）
本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する
図７は、本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図で
ある。図８は、本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車のブ
ロック図である。尚、図１乃至図６に記載したものと構造上同一のものについては、同符
号を付して説明を省略する。
【００３２】
本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置において、小容量のインバータ１４ａ
の直流側入力端はリアクトル３と接続され、小容量のインバータ１４ａの直流側出力端は
小容量のインバータ１４ｂの直流側入力端と接続される。小容量のインバータ１４ｂの直
流側出力端は、小容量のインバータ１４ｃの直流側入力端と接続される。小容量インバー
タ１４ａ〜１４ｃの交流側出力端はそれぞれ多相式主電動機５ａと接続されている。
【００３３】
このように構成された電気車駆動装置において、インバータは、小容量のインバータ１４
を多数直並列に接続して構成され、主電動機５ａは多相巻線１５へ接続される。複数の小
容量のインバータ１４ａ〜１４ｃを直並列に接続してインバータを構成することによって
、各小容量のインバータ１４の出力電圧高調波に位相差を持って運転することが可能にな
り、高調波を低減し磁歪音も低減されるので、モータを低騒音化することができる。
【００３４】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機５ａを低損失化することが出来るので
、電気車駆動装置の効率を向上する事、主電動機５ａの出力の向上、主電動機５ａを全密
閉化し低騒音化やメンテナンスの省力化をすることが出来る。
【００３５】
また、本実施の形態の電気車駆動装置も、他の実施の形態の電気車駆動装置と同様に、
当該電気車駆動装置から漏れるノイズの軽減、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線の
容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００３６】
（第４の実施の形態）
本発明に基づく第４の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図９は、本発明に基づく第４の実施の形態の電気車駆動装置のブロック図である。尚、図
１乃至図８に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略す
る。
【００３７】
本発明に基づく第４の実施の形態の電気車駆動装置は、複数の少容量のインバータ１４
から構成され三相交流にて駆動可能な単位インバータ１６を複数備えている。各単位イン
バータ１６には、単位インバータ１６毎に開放できるように開放手段１７が各々設けられ
ている。
【００３８】
このように構成された電気車駆動装置において、単位インバータ１６ａが故障した場合
でも、開放手段１７ａにより単位インバータ１６ａを切り離し、単位インバータ１６ｂか
ら主電動機５ａに交流電力を供給することにが出来る。これにより、電気車も継続して運
転することが可能となる。
【００３９】
また、本実施の形態の電気車駆動装置においても、他の実施の形態の電気車駆動装置と
同様に、当該電気車駆動装置から漏れるノイズの軽減、ＶＶＶＦインバータと主電動機間
の配線の容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００４０】
（第５の実施の形態）
本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１０は、本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図
である。図１１は、本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車
のブロック図である。尚、図１乃至図９に記載したものと構造上同一のものについては、
同符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置は、第１〜第４の実施の形態の電気
車駆動装置では別装置となっていた主電動機とインバータを一体化しインバータ一体型電
動機９としたことを特徴としている。インバータ１９は、主電動機１８の反駆動側側面に
設けられ、主電動機１８とインバータ１９が一体化されている。
【００４２】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機１８とインバータ１９を一体化して
いるので、ぎ装配線を簡素化することが出来る。また、電気車にぎ装する場合にも、電動
機１８のみ台車に取付ければ良いので、第１〜第４の実施の形態の電気車駆動装置のよう
に、主電動機とインバータについて別々に配置する必要がなくなり、ぎ装作業も軽減する
ことが出きる。メンテナンスする場合にも主電動機単位で諸性能を確認すれば良いため、
第１〜第４の実施の形態の電気車駆動装置に比べ、メンテンス作業を軽減することが出来
る。
【００４３】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機１８とインバータ１９を一体化してい
るので、主電動機１８とインバータ１９間の距離が短くなり、当該電気車駆動装置から漏
れるノイズを軽減することが出来るとともに、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線の
容易化を実現することが出来る。更に主電動機１８とインバータ１９を一体化しているの
で、電気車両の中央の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００４４】
尚、本実施の形態のインバータ一体型電動機の主電動機の側面（軸方向、周方向の側面等
）に、インバータ１９を相毎に分割配置するという構成にするという構成にすると、各相
に分割されたインバータを均一に冷却することが出来るので好ましい。
【００４５】
（第６の実施の形態）
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１２は、本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図
である。尚、図１乃至図１１に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付
して説明を省略する。
【００４６】
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置は、複数の単位インバータ１６から
構成されるインバータ郡２０と主電動機１８を一体化し、インバータ郡２０と主電動機５
の冷却器についても一体化したことを特徴としている。
【００４７】
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置において、単位インバータ１６を構
成する小容量インバータ１４及び主電動機１８には、内部に冷却液が流れる冷却管が接続
されている。小容量インバータ１４及び主電動機１８と接続される冷却管はラジエター２
１と接続される。
【００４８】
このように構成された電気車駆動装置において、小容量インバータ１４や主電動機１８
を冷却した冷却液は、ラジエター２１へと流入し冷却され、再び小容量インバータ１４や
主電動機１５を冷却する。冷却液は、主電動機１８の回転を利用し循環する。
【００４９】
このように構成された電気車駆動装置は、複数の機器（主電動機１８やインバータ１６
）を同一の冷却器により冷却することが出来るので、機器の大きさ、重量、コストの点か
らは効率的な装置となる。
【００５０】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機１８とインバータ１９を一体化してい
るので、主電動機１８とインバータ１９間の距離が短くなり、当該電気車駆動装置から漏
れるノイズを軽減することが出来るとともに、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線の
容易化を実現することが出来る。更に主電動機１８とインバータ１９を一体化しているの
で、電気車両の中央の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００５１】
尚、本実施の形態の電気車駆動装置において、冷却液は主電動機１８の回転を利用し循
環するものとしたが、ポンプを取り付け冷却液を循環させる構成としても良い。
【００５２】
（第７の実施の形態）
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１３は、本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図
である。図１４は、第７の実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。図１５は、第７
の実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。尚、図１乃至図１２に記載したものと構
造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５３】
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置は、ダイレクトドライブ方式の主電
動機２２とインバータ１９を一体化し、インバータ１９を車両の枕木方向の中央部側に配
置し、インバータ１９を直列接続したことを特徴としている。
【００５４】
このように構成された電気車駆動装置において、インバータ１９の冷却器１９ａは車両
の枕器方向の中央部側に配置されている。
【００５５】
このように構成された電気車駆動装置は、冷却器１９ａが車両の中央部側に配置されてい
るので、スカート等が装備された高速電気車においては、走行風を効率的に取り込むこと
が可能となる。スカート等が装備された高速電気車に本実施形態の電気車駆動装置を採用
することによって、防音効果も向上することが出来る。
【００５６】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機１８とインバータ１９を一体化してい
るので、主電動機１８とインバータ１９間の距離が短くなり、当該電気車駆動装置から漏
れるノイズを軽減することが出来るとともに、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線の
容易化を実現することが出来る。更に主電動機１８とインバータ１９を一体化しているの
で、電気車両の中央の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００５７】
図１４及び図１５には、本実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。図１４に示し
た電気車駆動装置は、インバータ１９を並列接続している点で図１３に示した電気車駆動
装置と異なる。図１５は、ダイレクトドライブ方式の主電動機２２が、各車輪毎ではなく
両輪に対して設けられている点が異なる。
【００５８】
尚、他の変形例としては、主電動機とインバータが一体化された電気車駆動装置と、本
発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置を組み合わせて、冷却器を電動機の下側
に設け走行風を効果的に取り込むという構成が考えられる。
【００５９】
（第８の実施の形態）
本発明に基づく第８の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１６は、本発明に基づく第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した台車の構成図で
ある。図１７は、第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例である。図
１８は、第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例である。尚、図１乃
至図１５に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する
。
【００６０】
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置が、本発明に基づく第１乃至第６の
実施の形態の電気車駆動装置と異なる点は、一台の台車６に一台のインバータ４と一台の
主電動機５を搭載した点である。
【００６１】
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置において、インバータ４は、台車枠
１１とボルト締結若しくは溶接により接続され、主電動機５に電力を供給する。
【００６２】
このように構成された電気車駆動装置は、一台の台車６に一台のインバータ４と一台の
主電動機５を搭載しているので、インバータ４及び主電動機５を大きくすることが出来る
。
【００６３】
このように構成された第８の実施の形態の電気車の駆動装置は、ＶＶＶＦインバータ４が
電動機５の近傍に配置されるので、ＶＶＶＦインバータ４と電動機５の間の距離も短くす
ることが出来、電気車両の床下の中央部には他の新たな機器を配置することが出来る。
【００６４】
そのため、電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減することが出来、更にＶＶＶＦインバ
ータ４と主電動機５間の配線も簡略化（容易化）することが出来る。
【００６５】
このように構成された電気車駆動装置は、当該電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減
することが出来、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線を容易化し、更に電気車の機器
の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００６６】
本実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例を図１７に示す。図１７に記載
した電気車では、従来の電気車のように動力車と付随車という切り分けをせずに、すべて
の台車６にインバータ４及び主電動機５が搭載されている。
【００６７】
このように電気車を構成することによって、電気車両を規格化することが出来、製造コ
ストや部品管理費等を削減することが出来る。
【００６８】
また、従来の電気車では、一軸が空転した場合に台車の振動が発生し、結果として他の
軸の空転も引き起こしてしまい駆動力が低下してしまうという現象が起きていたが、本実
施の形態の電気車駆動装置の場合は、このような現象は起こらない。
【００６９】
次に、本実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の他の例を図１８に示す。図１８
は、本実施の形態の電気車駆動装置を連接台車に適用した電気車の構成図である。
【００７０】
連接台車に本実施の形態の電気車駆動装置を適用することによって、インバータ４から
生じる電磁騒音が客室から遠ざかるので、客室内を低騒音化することが出来る。
【００７１】
尚、本実施の形態の電気車駆動装置は、インバータ４と主電動機５を別の装置として説
明しているが、第５乃至第７の実施の形態の電気車駆動装置のようにインバータ４と主電
動機５を一体化していても、同様の効果を得られるためインバータ一体型電動機一台を、
一台の台車に配置するという構成でも良い。また、主電動機５を多相式の主電動機５ａに
しても同様の効果が得られるので、一台の台車に一台のインバータ（単位インバータ１６
から構成されるものでも良いし、小容量のインバータ１４ａから構成されるものでも良い
）と主電動機５ａという構成にしても良い。
【００７２】
（第９の実施の形態）
本発明に基づく第９の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１９は、本発明に基づく第９の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した台車の構成図で
ある。図２０は、インバータに設定されるＩＰアドレスの一例である。尚、図１乃至図１
８に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００７３】
本発明に基づく第９の実施の形態の電気車駆動装置は、集中制御器２３が車内ネットワ
ークを利用して複数のインバータ５ａを集中的に制御することを特徴としている。
【００７４】
本実施の形態の電気車駆動装置において、集中制御器２３と複数のインバータ５ａとは
伝送線２４を介して接続されている。集中制御器２３は、各インバータに設定されたＩＰ
アドレスに基づき、各機器からの機器情報を判別し、出力の制御を行う。
【００７５】
各インバータに設定されるＩＰアドレスは、図２２に示すように、編成番号を下位１６
ビット中のビット１５〜８の８ビットに割り振り、最下位４ｂｉｔに機器番号を割り振り
、下位８ビット中のビット７〜４の４ビットに号車番号を割り振ることにより構成されて
いる。そのため、最下位８ｂｉｔによって表されるアドレスの最後の数字（１９２．１６
８．１０．３の場合は、３の事）は、号車番号と機器番号により算出される。ＩＰアドレ
スが設定されていない各インバータにＩＰアドレスを設定する際には、車両に搭載された
号車設定器（図示しない）から号車番号を受け取り、号車番号を最下位４ｂｉｔに割り振
る。次に、車両に搭載された編成番号設定器（図示）から編成番号を受け取り、下位１６
ビット中のビット１５〜８の８ビットに編成番号を割り振る。最後に、機器番号を設定す
る。
【００７６】
このように構成された電気車駆動装置において集中制御器２３は、各インバータからの
機器情報に基づき、集中的に各インバータを制御することが出来るので、たとえば故障等
があった場合でも、故障していないインバータの出力を少しずつ上げることによって電気
車全体の出力を維持することが可能となる。
【００７７】
尚、本実施の形態の電気車駆動装置においても、当該電気車駆動装置から漏れるノイズを
軽減することが出来、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線を容易化し、更に電気車の
機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００７８】
本実施の形態の電気車駆動装置では、伝送線を用いてインバータ５ａと集中制御器２３
を接続しているが、インバータ５ａと集中制御器２３間を無線により接続すれば、各イン
バータに伝送線を引き通す必要がなくなるので、ぎ装が簡易化され、機器の搭載スペース
をより有効に利用することが出来る。また、集中制御器２３からインバータ５ａへの指令
やインバータ５ａから集中制御器２３への機器情報の送受信を、動力線に信号を用いて行
うようにしても、機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図２】本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車のブロック図である。
【図３】本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置が搭載される台車のＡ矢視図である。
【図４】図３の上面図である。
【図５】本発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置が搭載される台車のＡ矢視図である。
【図６】図５の上面図である。
【図７】本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図８】本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車のブロック図である。
【図９】本発明に基づく第４の実施の形態の電気車駆動装置のブロック図である。
【図１０】本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図１１】本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車のブロック図である。
【図１２】本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図１３】本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図１４】第７の実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。
【図１５】第７の実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。
【図１６】本発明に基づく第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した台車の構成図である。
【図１７】第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例である。
【図１８】第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例である。
【図１９】本発明に基づく第９の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した台車の構成図である。
【図２０】インバータに設定されるＩＰアドレスの一例である。
【図２１】従来の電気車の構成図である。
【図２２】従来の電気車のブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 架線
２ パンタグラフ
３ フィルタリアクトル
４ ＶＶＶＦインバータ
５ 主電動機
６ 台車
７ 車輪
８ 車軸
９ インバータ一体型電動機
１０ 台車枠
１１ 台車枠
１２ 空気バネ
１３ 配線
１４ 小容量インバータ
１５ 多相巻線
１６ 単位インバータ
１７ 開放手段
１８ 主電動機
１９ インバータ
２０ インバータ
２１ ラジエター
２２ インバータ
２３ 集中制御器
２４ 伝送線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気車駆動装置について、図を参照し詳細に説明する。図２１は、従来の電気車
の構成図である。図２２は、従来の電気車のブロック図である。
【０００３】
従来の電気車は、架線１と接触するパンタグラフ２、パンタグラフ１と接続されたフィ
ルタリアクトル３、フィルターリアクトル３と接続されたＶＶＶＦインバータ４、ＶＶＶ
Ｆインバータ４と接続された主電動機５、主電動機５を懸架した台車６、主電動機５によ
り回転する車輪７から構成されている。
【０００４】
架線１からパンタグラフ２に供給された架線電力は、フィルタリアクトル３を介してＶ
ＶＶＦインバータ４に供給される。ＶＶＶＦインバータ４は、架線電力を３相交流電力に
変換し、主電動機５に供給する。主電動機５は、ＶＶＶＦインバータ４から供給された３
相交流電力により駆動し、車輪７を回転させる。
【０００５】
このように構成された電気車は、ＶＶＶＦインバータ４及び主電動機５から構成される
電気車駆動装置が駆動することにより、運行をすることが出来た。
【特許文献１】特開平１１−２５２７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来の電気車に今まで搭載していない新たな機器を搭載しようとする場合
、ＶＶＶＦインバータ４や台車６に搭載された主電動機５等から構成される電気車の駆動
装置が、機器の搭載可能なスペース（車両の床下）の大部分を占有しているため、他の機
器を搭載できるスペースが少なく、小さな機器しか搭載をすることは出来なかった。
【０００７】
また、ＶＶＶＦインバータ４が各々離れた場所に配置される複数の主電動機５を駆動さ
せるため、結果的にＶＶＶＦインバータ４と複数の主電動機５間の距離が長くなるので、
配線のぎ装が複雑になったり、ＶＶＶＦインバータの出力線からノイズが漏れるという問
題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、当該電気車駆動装置から漏れるノイズの軽減、ＶＶＶＦインバータ
と主電動機間の配線の容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することの
出来る電気車駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給さ
れる交流電力により駆動される主電動機とを有し、前記インバータは、前記主電動機の近
傍に配置されたことにより達成することが出来る。
【００１０】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換する小容量のインバータと、複数の前記小容量イ
ンバータにより構成されるインバータと、前記インバータから供給される交流電力により
駆動される多相形の電動機とを有し、前記インバータは、前記主電動機の近傍に配置され
たことにより達成することが出来る。
【００１１】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換する小容量のインバータと、複数の前記小容量イ
ンバータにより構成される複数の単位インバータと、前記複数の単位インバータ毎に設け
られ、前記単位インバータを開放する開放手段と、前記単位インバータから供給される交
流電力により駆動される多相形電動機とを有し、前記複数の単位インバータは、前記主電
動機の近傍に配置されたことにより達成することが出来る。
【００１２】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給され
る交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動機とを有し、前記インバータ
と前記電動機は一体化され、前記インバータの冷却部は車両の枕器方向の中央部側に配置
されていることにより達成することが出来る。
【００１３】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給され
る交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動機と、前記インバータと前記
電動機が一体化された複数のインバータ一体型電動機とを有し、前記複数のインバータ一
体型電動機のインバータ同士が直列接続され、前記インバータの冷却部は車両の枕器方向
の中央部側に配置されていることにより達成することが出来る。
【００１４】
上記課題は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給され
る交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動機と、前記インバータと前記
電動機が一体化された複数のインバータ一体型電動機とを有し、前記複数のインバータ一
体型電動機のインバータ同士が並列接続され、前記インバータの冷却部は車両の枕器方向
の中央部側に配置されていることにより達成することが出来る。
【００１５】
上記課題は、インバータや主電動機が収納される１台の台車と直流電力を交流電力に変換
する１台のインバータと、前記１台のインバータから供給される交流電力により駆動され
る一台の主電動機とを有し、前記１台の台車には、１台のインバータと１台の主電動機と
が収納されることにより達成することが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、当該電気車駆動装置から漏れるノイズの軽減、ＶＶＶＦインバータと主
電動機間の配線の容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することの出来
る電気車駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する
。図１は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図
である。図２は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の
ブロック図である。図３は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置が搭載さ
れる台車のＡ矢視図である。図４は、図３の上面図である。
【００１８】
本明細書において、電気車とは、鉄道、ＬＲＴ、機関車を意味するものと定義する。
【００１９】
本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車は、架線１と接触
するパンタグラフ２、パンタグラフ１と接続されたフィルタリアクトル３、フィルターリ
アクトル３と接続され台車６の枠内に搭載されたＶＶＶＦインバータ４、ＶＶＶＦインバ
ータ４と接続された主電動機５、ＶＶＶＦインバータ４と主電動機５を搭載した台車６、
主電動機５により回転する車輪７から構成されている。
【００２０】
このように構成された電気車において、架線１からパンタグラフ２に供給された架線電
力は、フィルタリアクトル３を介してＶＶＶＦインバータ４に供給される。ＶＶＶＦイン
バータ４は、台車枠１１と溶接若しくはボルト接続されている。ＶＶＶＦインバータ４の
上方部には冷却部４ａが設けられており、ＶＶＶＦインバータ４を冷却する。ＶＶＶＦイ
ンバータ４は、架線電力を３相交流電力に変換し、主電動機５に供給する。主電動機５は
、ＶＶＶＦインバータ４から供給された３相交流電力により駆動し、車輪７を回転させる
。
【００２１】
このように構成された電気車において、主電動機５は主電動機５の回転軸と車軸８が平
行になるように配置され、歯車や継ぎ手を介して車軸８と接続される。車軸８は台車枠１
０と接続される。台車枠１１は、その長手方向の一辺が、車軸８と略平行になるように配
置され、台車枠１０の上面と接続される。空気バネ１２は、台車枠１１の上面と接続され
、車体と接続される。ＶＶＶＦインバータ４は、主電動機５の略上側の空間に配置され、
配線１３を介して主電動機５と接続される。
【００２２】
このように構成された電気車駆動装置は、ＶＶＶＦインバータ４が電動機５の略上側の
台車内に配置されるので、ＶＶＶＦインバータ４と電動機５の間の距離も短くすることが
出来る。そのため、電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減することが出来、更にＶＶＶ
Ｆインバータ４と主電動機５間の配線も簡略化（容易化）することが出来る。
【００２３】
また、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置は、従来電気車両の床下の中
央部（レール方向）に配置されていたＶＶＶＦインバータ４を、主電動機５の略上側に配
置しているため、電気車両の床下の中央部には他の新たな機器を配置することが出来る。
【００２４】
また、このように構成された電気車駆動装置は、当該電気車駆動装置から漏れるノイズ
を軽減することが出来、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線を容易化し、更に電気車
の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００２５】
尚、本実施の形態の電気車駆動装置の説明では、ＶＶＶＦインバータ４が台車枠内にあ
ると説明をしているが、ＶＶＶＦインバータ４の一部が台車枠１１よりもはみ出ていても
ＶＶＶＦインバータ４が電動機５の近傍に配置されていれば同様の効果を奏することが出
来るので、ＶＶＶＦインバータ４が台車枠１１よりも内側になければならないという限定
がされないことは言うまでもない。
【００２６】
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する
図５は、本発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置が搭載される台車のＡ矢視図
である。図６は、図５の上面図である。尚、図１乃至図４に記載したものと構造上同一の
ものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００２７】
本発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置において、ＶＶＶＦインバータ４は
、車軸８の外側に設けられ、冷却部４ａが電動機５よりも下に突き出ている。冷却部４ａ
を電動機５よりも下側に突き出すことによって、電気車の走行時に生ずる走行風を効果的
に冷却部４ａに取り込むことが出来、冷却効率を向上させることが出来る。
【００２８】
このように構成された第２の実施の形態の電気車の駆動装置は、第１の実施の形態の電気
車駆動装置と同様に、ＶＶＶＦインバータ４が電動機５の近傍に配置されるので、ＶＶＶ
Ｆインバータ４と電動機５の間の距離も短くすることが出来、電気車両の床下の中央部に
は他の新たな機器を配置することが出来る。
【００２９】
そのため、電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減することが出来、更にＶＶＶＦインバ
ータ４と主電動機５間の配線も簡略化（容易化）することが出来る。
【００３０】
このように構成された電気車駆動装置は、当該電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減
することが出来、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線を容易化し、更に電気車の機器
の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００３１】
（第３の実施の形態）
本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する
図７は、本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図で
ある。図８は、本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車のブ
ロック図である。尚、図１乃至図６に記載したものと構造上同一のものについては、同符
号を付して説明を省略する。
【００３２】
本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置において、小容量のインバータ１４ａ
の直流側入力端はリアクトル３と接続され、小容量のインバータ１４ａの直流側出力端は
小容量のインバータ１４ｂの直流側入力端と接続される。小容量のインバータ１４ｂの直
流側出力端は、小容量のインバータ１４ｃの直流側入力端と接続される。小容量インバー
タ１４ａ〜１４ｃの交流側出力端はそれぞれ多相式主電動機５ａと接続されている。
【００３３】
このように構成された電気車駆動装置において、インバータは、小容量のインバータ１４
を多数直並列に接続して構成され、主電動機５ａは多相巻線１５へ接続される。複数の小
容量のインバータ１４ａ〜１４ｃを直並列に接続してインバータを構成することによって
、各小容量のインバータ１４の出力電圧高調波に位相差を持って運転することが可能にな
り、高調波を低減し磁歪音も低減されるので、モータを低騒音化することができる。
【００３４】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機５ａを低損失化することが出来るので
、電気車駆動装置の効率を向上する事、主電動機５ａの出力の向上、主電動機５ａを全密
閉化し低騒音化やメンテナンスの省力化をすることが出来る。
【００３５】
また、本実施の形態の電気車駆動装置も、他の実施の形態の電気車駆動装置と同様に、
当該電気車駆動装置から漏れるノイズの軽減、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線の
容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００３６】
（第４の実施の形態）
本発明に基づく第４の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図９は、本発明に基づく第４の実施の形態の電気車駆動装置のブロック図である。尚、図
１乃至図８に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略す
る。
【００３７】
本発明に基づく第４の実施の形態の電気車駆動装置は、複数の少容量のインバータ１４
から構成され三相交流にて駆動可能な単位インバータ１６を複数備えている。各単位イン
バータ１６には、単位インバータ１６毎に開放できるように開放手段１７が各々設けられ
ている。
【００３８】
このように構成された電気車駆動装置において、単位インバータ１６ａが故障した場合
でも、開放手段１７ａにより単位インバータ１６ａを切り離し、単位インバータ１６ｂか
ら主電動機５ａに交流電力を供給することにが出来る。これにより、電気車も継続して運
転することが可能となる。
【００３９】
また、本実施の形態の電気車駆動装置においても、他の実施の形態の電気車駆動装置と
同様に、当該電気車駆動装置から漏れるノイズの軽減、ＶＶＶＦインバータと主電動機間
の配線の容易化、更に電気車の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００４０】
（第５の実施の形態）
本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１０は、本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図
である。図１１は、本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車
のブロック図である。尚、図１乃至図９に記載したものと構造上同一のものについては、
同符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置は、第１〜第４の実施の形態の電気
車駆動装置では別装置となっていた主電動機とインバータを一体化しインバータ一体型電
動機９としたことを特徴としている。インバータ１９は、主電動機１８の反駆動側側面に
設けられ、主電動機１８とインバータ１９が一体化されている。
【００４２】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機１８とインバータ１９を一体化して
いるので、ぎ装配線を簡素化することが出来る。また、電気車にぎ装する場合にも、電動
機１８のみ台車に取付ければ良いので、第１〜第４の実施の形態の電気車駆動装置のよう
に、主電動機とインバータについて別々に配置する必要がなくなり、ぎ装作業も軽減する
ことが出きる。メンテナンスする場合にも主電動機単位で諸性能を確認すれば良いため、
第１〜第４の実施の形態の電気車駆動装置に比べ、メンテンス作業を軽減することが出来
る。
【００４３】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機１８とインバータ１９を一体化してい
るので、主電動機１８とインバータ１９間の距離が短くなり、当該電気車駆動装置から漏
れるノイズを軽減することが出来るとともに、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線の
容易化を実現することが出来る。更に主電動機１８とインバータ１９を一体化しているの
で、電気車両の中央の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００４４】
尚、本実施の形態のインバータ一体型電動機の主電動機の側面（軸方向、周方向の側面等
）に、インバータ１９を相毎に分割配置するという構成にするという構成にすると、各相
に分割されたインバータを均一に冷却することが出来るので好ましい。
【００４５】
（第６の実施の形態）
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１２は、本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図
である。尚、図１乃至図１１に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付
して説明を省略する。
【００４６】
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置は、複数の単位インバータ１６から
構成されるインバータ郡２０と主電動機１８を一体化し、インバータ郡２０と主電動機５
の冷却器についても一体化したことを特徴としている。
【００４７】
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置において、単位インバータ１６を構
成する小容量インバータ１４及び主電動機１８には、内部に冷却液が流れる冷却管が接続
されている。小容量インバータ１４及び主電動機１８と接続される冷却管はラジエター２
１と接続される。
【００４８】
このように構成された電気車駆動装置において、小容量インバータ１４や主電動機１８
を冷却した冷却液は、ラジエター２１へと流入し冷却され、再び小容量インバータ１４や
主電動機１５を冷却する。冷却液は、主電動機１８の回転を利用し循環する。
【００４９】
このように構成された電気車駆動装置は、複数の機器（主電動機１８やインバータ１６
）を同一の冷却器により冷却することが出来るので、機器の大きさ、重量、コストの点か
らは効率的な装置となる。
【００５０】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機１８とインバータ１９を一体化してい
るので、主電動機１８とインバータ１９間の距離が短くなり、当該電気車駆動装置から漏
れるノイズを軽減することが出来るとともに、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線の
容易化を実現することが出来る。更に主電動機１８とインバータ１９を一体化しているの
で、電気車両の中央の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００５１】
尚、本実施の形態の電気車駆動装置において、冷却液は主電動機１８の回転を利用し循
環するものとしたが、ポンプを取り付け冷却液を循環させる構成としても良い。
【００５２】
（第７の実施の形態）
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１３は、本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図
である。図１４は、第７の実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。図１５は、第７
の実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。尚、図１乃至図１２に記載したものと構
造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５３】
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置は、ダイレクトドライブ方式の主電
動機２２とインバータ１９を一体化し、インバータ１９を車両の枕木方向の中央部側に配
置し、インバータ１９を直列接続したことを特徴としている。
【００５４】
このように構成された電気車駆動装置において、インバータ１９の冷却器１９ａは車両
の枕器方向の中央部側に配置されている。
【００５５】
このように構成された電気車駆動装置は、冷却器１９ａが車両の中央部側に配置されてい
るので、スカート等が装備された高速電気車においては、走行風を効率的に取り込むこと
が可能となる。スカート等が装備された高速電気車に本実施形態の電気車駆動装置を採用
することによって、防音効果も向上することが出来る。
【００５６】
このように構成された電気車駆動装置は、主電動機１８とインバータ１９を一体化してい
るので、主電動機１８とインバータ１９間の距離が短くなり、当該電気車駆動装置から漏
れるノイズを軽減することが出来るとともに、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線の
容易化を実現することが出来る。更に主電動機１８とインバータ１９を一体化しているの
で、電気車両の中央の機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００５７】
図１４及び図１５には、本実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。図１４に示し
た電気車駆動装置は、インバータ１９を並列接続している点で図１３に示した電気車駆動
装置と異なる。図１５は、ダイレクトドライブ方式の主電動機２２が、各車輪毎ではなく
両輪に対して設けられている点が異なる。
【００５８】
尚、他の変形例としては、主電動機とインバータが一体化された電気車駆動装置と、本
発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置を組み合わせて、冷却器を電動機の下側
に設け走行風を効果的に取り込むという構成が考えられる。
【００５９】
（第８の実施の形態）
本発明に基づく第８の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１６は、本発明に基づく第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した台車の構成図で
ある。図１７は、第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例である。図
１８は、第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例である。尚、図１乃
至図１５に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する
。
【００６０】
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置が、本発明に基づく第１乃至第６の
実施の形態の電気車駆動装置と異なる点は、一台の台車６に一台のインバータ４と一台の
主電動機５を搭載した点である。
【００６１】
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置において、インバータ４は、台車枠
１１とボルト締結若しくは溶接により接続され、主電動機５に電力を供給する。
【００６２】
このように構成された電気車駆動装置は、一台の台車６に一台のインバータ４と一台の
主電動機５を搭載しているので、インバータ４及び主電動機５を大きくすることが出来る
。
【００６３】
このように構成された第８の実施の形態の電気車の駆動装置は、ＶＶＶＦインバータ４が
電動機５の近傍に配置されるので、ＶＶＶＦインバータ４と電動機５の間の距離も短くす
ることが出来、電気車両の床下の中央部には他の新たな機器を配置することが出来る。
【００６４】
そのため、電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減することが出来、更にＶＶＶＦインバ
ータ４と主電動機５間の配線も簡略化（容易化）することが出来る。
【００６５】
このように構成された電気車駆動装置は、当該電気車駆動装置から漏れるノイズを軽減
することが出来、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線を容易化し、更に電気車の機器
の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００６６】
本実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例を図１７に示す。図１７に記載
した電気車では、従来の電気車のように動力車と付随車という切り分けをせずに、すべて
の台車６にインバータ４及び主電動機５が搭載されている。
【００６７】
このように電気車を構成することによって、電気車両を規格化することが出来、製造コ
ストや部品管理費等を削減することが出来る。
【００６８】
また、従来の電気車では、一軸が空転した場合に台車の振動が発生し、結果として他の
軸の空転も引き起こしてしまい駆動力が低下してしまうという現象が起きていたが、本実
施の形態の電気車駆動装置の場合は、このような現象は起こらない。
【００６９】
次に、本実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の他の例を図１８に示す。図１８
は、本実施の形態の電気車駆動装置を連接台車に適用した電気車の構成図である。
【００７０】
連接台車に本実施の形態の電気車駆動装置を適用することによって、インバータ４から
生じる電磁騒音が客室から遠ざかるので、客室内を低騒音化することが出来る。
【００７１】
尚、本実施の形態の電気車駆動装置は、インバータ４と主電動機５を別の装置として説
明しているが、第５乃至第７の実施の形態の電気車駆動装置のようにインバータ４と主電
動機５を一体化していても、同様の効果を得られるためインバータ一体型電動機一台を、
一台の台車に配置するという構成でも良い。また、主電動機５を多相式の主電動機５ａに
しても同様の効果が得られるので、一台の台車に一台のインバータ（単位インバータ１６
から構成されるものでも良いし、小容量のインバータ１４ａから構成されるものでも良い
）と主電動機５ａという構成にしても良い。
【００７２】
（第９の実施の形態）
本発明に基づく第９の実施の形態の電気車駆動装置について図を参照し詳細に説明する。
図１９は、本発明に基づく第９の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した台車の構成図で
ある。図２０は、インバータに設定されるＩＰアドレスの一例である。尚、図１乃至図１
８に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００７３】
本発明に基づく第９の実施の形態の電気車駆動装置は、集中制御器２３が車内ネットワ
ークを利用して複数のインバータ５ａを集中的に制御することを特徴としている。
【００７４】
本実施の形態の電気車駆動装置において、集中制御器２３と複数のインバータ５ａとは
伝送線２４を介して接続されている。集中制御器２３は、各インバータに設定されたＩＰ
アドレスに基づき、各機器からの機器情報を判別し、出力の制御を行う。
【００７５】
各インバータに設定されるＩＰアドレスは、図２２に示すように、編成番号を下位１６
ビット中のビット１５〜８の８ビットに割り振り、最下位４ｂｉｔに機器番号を割り振り
、下位８ビット中のビット７〜４の４ビットに号車番号を割り振ることにより構成されて
いる。そのため、最下位８ｂｉｔによって表されるアドレスの最後の数字（１９２．１６
８．１０．３の場合は、３の事）は、号車番号と機器番号により算出される。ＩＰアドレ
スが設定されていない各インバータにＩＰアドレスを設定する際には、車両に搭載された
号車設定器（図示しない）から号車番号を受け取り、号車番号を最下位４ｂｉｔに割り振
る。次に、車両に搭載された編成番号設定器（図示）から編成番号を受け取り、下位１６
ビット中のビット１５〜８の８ビットに編成番号を割り振る。最後に、機器番号を設定す
る。
【００７６】
このように構成された電気車駆動装置において集中制御器２３は、各インバータからの
機器情報に基づき、集中的に各インバータを制御することが出来るので、たとえば故障等
があった場合でも、故障していないインバータの出力を少しずつ上げることによって電気
車全体の出力を維持することが可能となる。
【００７７】
尚、本実施の形態の電気車駆動装置においても、当該電気車駆動装置から漏れるノイズを
軽減することが出来、ＶＶＶＦインバータと主電動機間の配線を容易化し、更に電気車の
機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【００７８】
本実施の形態の電気車駆動装置では、伝送線を用いてインバータ５ａと集中制御器２３
を接続しているが、インバータ５ａと集中制御器２３間を無線により接続すれば、各イン
バータに伝送線を引き通す必要がなくなるので、ぎ装が簡易化され、機器の搭載スペース
をより有効に利用することが出来る。また、集中制御器２３からインバータ５ａへの指令
やインバータ５ａから集中制御器２３への機器情報の送受信を、動力線に信号を用いて行
うようにしても、機器の搭載スペースを有効に利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図２】本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車のブロック図である。
【図３】本発明に基づく第１の実施の形態の電気車駆動装置が搭載される台車のＡ矢視図である。
【図４】図３の上面図である。
【図５】本発明に基づく第２の実施の形態の電気車駆動装置が搭載される台車のＡ矢視図である。
【図６】図５の上面図である。
【図７】本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図８】本発明に基づく第３の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車のブロック図である。
【図９】本発明に基づく第４の実施の形態の電気車駆動装置のブロック図である。
【図１０】本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図１１】本発明に基づく第５の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車のブロック図である。
【図１２】本発明に基づく第６の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図１３】本発明に基づく第７の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の構成図である。
【図１４】第７の実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。
【図１５】第７の実施の形態の電気車駆動装置の変形例である。
【図１６】本発明に基づく第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した台車の構成図である。
【図１７】第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例である。
【図１８】第８の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した電気車の一例である。
【図１９】本発明に基づく第９の実施の形態の電気車駆動装置を搭載した台車の構成図である。
【図２０】インバータに設定されるＩＰアドレスの一例である。
【図２１】従来の電気車の構成図である。
【図２２】従来の電気車のブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 架線
２ パンタグラフ
３ フィルタリアクトル
４ ＶＶＶＦインバータ
５ 主電動機
６ 台車
７ 車輪
８ 車軸
９ インバータ一体型電動機
１０ 台車枠
１１ 台車枠
１２ 空気バネ
１３ 配線
１４ 小容量インバータ
１５ 多相巻線
１６ 単位インバータ
１７ 開放手段
１８ 主電動機
１９ インバータ
２０ インバータ
２１ ラジエター
２２ インバータ
２３ 集中制御器
２４ 伝送線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動される主電動機とを有し、
前記インバータは、前記主電動機の近傍に配置されたことを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項２】
直流電力を交流電力に変換する小容量のインバータと、
複数の前記小容量インバータにより構成されるインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動される多相形の電動機とを有し、
前記インバータは、前記主電動機の近傍に配置されたことを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項３】
直流電力を交流電力に変換する小容量のインバータと、
複数の前記小容量インバータにより構成される複数の単位インバータと、
前記複数の単位インバータ毎に設けられ、前記単位インバータを開放する開放手段と、
前記単位インバータから供給される交流電力により駆動される多相形電動機とを有し、
前記複数の単位インバータは、前記主電動機の近傍に配置されたことを特徴とする電気車
駆動装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至請求項２記載の電気車駆動装置において、
前記インバータの冷却部が前記電動機よりも下側に突き出て配置されていることを特徴と
する電気車駆動装置。
【請求項５】
前記請求項３記載の電気車駆動装置において、
前記単位インバータの冷却部が前記電動機よりも下側に突き出て配置されていることを特
徴とする電気車駆動装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至請求項２記載の電気車駆動装置において、
前記インバータと前記電動機を一体化して構成したことを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項７】
前記請求項３記載の電気車駆動装置において、
前記単位インバータと前記電動機を一体化して構成したことを特徴とする電気車駆動装置
。
【請求項８】
前記請求項６記載の電気車制御装置において、
前記インバータと前記電動機と係合し、内部に冷却液が流れる冷却管と、
前記冷却管と係合し、冷却液を冷却するラジエターとを有し、
前記冷却管を流れる冷却液が循環することを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項９】
前記請求項７記載の電気車制御装置において、
前記単位インバータと前記電動機と係合し、内部に冷却液が流れる冷却管と、
前記冷却管と係合し、冷却液を冷却するラジエターとを有し、
前記冷却管を流れる冷却液が循環することを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項１０】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動
機とを有し、
前記インバータと前記電動機は一体化され、前記インバータの冷却部は車両の枕器方向の
中央部側に配置されていることを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項１１】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動
機と、
前記インバータと前記電動機が一体化された複数のインバータ一体型電動機とを有し、
前記複数のインバータ一体型電動機のインバータ同士が直列接続され、
前記インバータの冷却部は車両の枕器方向の中央部側に配置されていることを特徴とする
電気車駆動装置。
【請求項１２】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動
機と、
前記インバータと前記電動機が一体化された複数のインバータ一体型電動機とを有し、
前記複数のインバータ一体型電動機のインバータ同士が並列接続され、
前記インバータの冷却部は車両の枕器方向の中央部側に配置されていることを特徴とする
電気車駆動装置。
【請求項１３】
インバータや主電動機が収納される１台の台車と
直流電力を交流電力に変換する１台のインバータと、
前記１台のインバータから供給される交流電力により駆動される一台の主電動機と
を有し、
前記１台の台車には、１台のインバータと１台の主電動機とが収納されることを特徴とす
る電気車駆動装置
【請求項１４】
前記請求項１３記載の電気車駆動装置において、
前記１台のインバータと前記１台の主電動機は一体化されていることを特徴とする電気車
駆動装置。
【請求項１５】
前記請求項１３記載の電気車駆動装置において、
複数の前記インバータ毎に個別のIPアドレスを設け、
前記インバータ毎の個別のＩＰアドレスを利用し、複数の前記インバータを集中制御する
集中制御器とを備えたことを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動される主電動機とを有し、
前記インバータは、前記主電動機の近傍に配置されたことを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項２】
直流電力を交流電力に変換する小容量のインバータと、
複数の前記小容量インバータにより構成されるインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動される多相形の電動機とを有し、
前記インバータは、前記主電動機の近傍に配置されたことを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項３】
直流電力を交流電力に変換する小容量のインバータと、
複数の前記小容量インバータにより構成される複数の単位インバータと、
前記複数の単位インバータ毎に設けられ、前記単位インバータを開放する開放手段と、
前記単位インバータから供給される交流電力により駆動される多相形電動機とを有し、
前記複数の単位インバータは、前記主電動機の近傍に配置されたことを特徴とする電気車
駆動装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至請求項２記載の電気車駆動装置において、
前記インバータの冷却部が前記電動機よりも下側に突き出て配置されていることを特徴と
する電気車駆動装置。
【請求項５】
前記請求項３記載の電気車駆動装置において、
前記単位インバータの冷却部が前記電動機よりも下側に突き出て配置されていることを特
徴とする電気車駆動装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至請求項２記載の電気車駆動装置において、
前記インバータと前記電動機を一体化して構成したことを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項７】
前記請求項３記載の電気車駆動装置において、
前記単位インバータと前記電動機を一体化して構成したことを特徴とする電気車駆動装置
。
【請求項８】
前記請求項６記載の電気車制御装置において、
前記インバータと前記電動機と係合し、内部に冷却液が流れる冷却管と、
前記冷却管と係合し、冷却液を冷却するラジエターとを有し、
前記冷却管を流れる冷却液が循環することを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項９】
前記請求項７記載の電気車制御装置において、
前記単位インバータと前記電動機と係合し、内部に冷却液が流れる冷却管と、
前記冷却管と係合し、冷却液を冷却するラジエターとを有し、
前記冷却管を流れる冷却液が循環することを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項１０】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動
機とを有し、
前記インバータと前記電動機は一体化され、前記インバータの冷却部は車両の枕器方向の
中央部側に配置されていることを特徴とする電気車駆動装置。
【請求項１１】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動
機と、
前記インバータと前記電動機が一体化された複数のインバータ一体型電動機とを有し、
前記複数のインバータ一体型電動機のインバータ同士が直列接続され、
前記インバータの冷却部は車両の枕器方向の中央部側に配置されていることを特徴とする
電気車駆動装置。
【請求項１２】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータから供給される交流電力により駆動されるダイレクトドライブ方式の電動
機と、
前記インバータと前記電動機が一体化された複数のインバータ一体型電動機とを有し、
前記複数のインバータ一体型電動機のインバータ同士が並列接続され、
前記インバータの冷却部は車両の枕器方向の中央部側に配置されていることを特徴とする
電気車駆動装置。
【請求項１３】
インバータや主電動機が収納される１台の台車と
直流電力を交流電力に変換する１台のインバータと、
前記１台のインバータから供給される交流電力により駆動される一台の主電動機と
を有し、
前記１台の台車には、１台のインバータと１台の主電動機とが収納されることを特徴とす
る電気車駆動装置
【請求項１４】
前記請求項１３記載の電気車駆動装置において、
前記１台のインバータと前記１台の主電動機は一体化されていることを特徴とする電気車
駆動装置。
【請求項１５】
前記請求項１３記載の電気車駆動装置において、
複数の前記インバータ毎に個別のIPアドレスを設け、
前記インバータ毎の個別のＩＰアドレスを利用し、複数の前記インバータを集中制御する
集中制御器とを備えたことを特徴とする電気車駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００６−２７１０２９（Ｐ２００６−２７１０２９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８１９８５（Ｐ２００５−８１９８５）
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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