溶接装置
【課題】 主回路の全体に機器外部の空気を当て冷却する溶接装置において、堆積または付着した粉塵や溶接ヒューム等のメンテナンスや電源内部の部品交換を筐体内部での作業は作業性が悪い。また、補修やメンテナンスに時間を費やすという課題を有していた。
【解決手段】 電源部を構成する電気素子を機能ごとに複数の電源ユニットに分け、少なくとも１つの電源ユニットを筐体外に取り出すためのガイドレールと、ガイドレール取り付け方向の延長線上の筐体に開口部を備えることで、筐体を分解することなく、電源部を筐体外へ出すことを簡単に行うことができ、電源部の補修やメンテナンス作業を筐体の外部で行うことが可能となることから、機器の補修やメンテナンス性が飛躍的に向上する。
【解決手段】 電源部を構成する電気素子を機能ごとに複数の電源ユニットに分け、少なくとも１つの電源ユニットを筐体外に取り出すためのガイドレールと、ガイドレール取り付け方向の延長線上の筐体に開口部を備えることで、筐体を分解することなく、電源部を筐体外へ出すことを簡単に行うことができ、電源部の補修やメンテナンス作業を筐体の外部で行うことが可能となることから、機器の補修やメンテナンス性が飛躍的に向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば溶接電極と溶接対象物との間に電力を供給する溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業用機器の稼働率は非常に高くなっている。このような状況下で溶接装置のメンテナンスの容易性が重要視されている。
【０００３】
従来の溶接装置として、冷却ファンを設けて冷却を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図４は従来の溶接装置の概略構成図である。
【０００４】
図４において、溶接装置は、筐体１０１と、空気吸排口１０２と、ファン１０３と、ヒートシンク１０４と、主半導体１０５を備えている。なお、実際にはアーク溶接を行うための種々の構成物、配線等が必要であるが、本発明の説明には直接関係しないので説明を省略する。またアーク溶接を行わせるための回路構成についても同様の理由により説明を省略する。
【０００５】
上記した従来のアーク溶接装置では高熱を発する主半導体１０５（例えば、パワートランジスタ等のスイッチング素子）を冷却する際に、ヒートシンク１０４を重点的に冷却して主回路全体に風を当てることで冷却を行っており、溶接装置内部の全体に機器外部の空気を排出または吸入させて冷却する構造であった。
【０００６】
具体的には、図４で示すように、主半導体１０５にヒートシンク１０４を接触して一体化したものに、ファン１０３を動作させて外から吸入した空気を当て、空気吸排口１０２から熱せられた空気を排出することで溶接装置内の排熱を行っていた。
【特許文献１】特開平８−２１４５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の溶接装置は、主回路の全体に機器外部の空気を当てて冷却を行うため、溶接装置内部に粉塵や溶接ヒューム等が堆積あるいは付着する。従って、堆積あるいは付着した粉塵や溶接ヒューム等を定期的にエアブローする必要や、溶接装置内部の部品交換が必要な場合、アーク溶接装置筐体１０１の内部で作業を行わなければならず、作業性が悪いという課題を有していた。そして、補修やメンテナンスに時間を費やすという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明の溶接装置は、筐体と、溶接電極と溶接対象物との間に電力を供給するための電源部とを備えた溶接装置であって、前記電源部を、内部に空気を流通可能なトンネル形状の空洞部材と前記空洞部材の表面に設けられた前記電源部を構成する電気素子とからなる複数の電源ユニットに分け、前記筐体内において前記複数の電源ユニットを溶接装置の高さ方向に配置したものである。
【０００９】
また、本願発明の溶接装置は、少なくとも１つの電源ユニットを筐体外に出すためのスライド機構を備えたものである。
【００１０】
また、本願発明の溶接装置は、複数の電源ユニットとして、二次平滑回路を構成する電気素子を含む第１の電源ユニットと、一次平滑回路および二次側スイッチ回路を構成する電気素子を含む第２の電源ユニットと、インバータ回路を構成する電気素子を含む第３の電源ユニットを備え、溶接装置の底面側から、前記第１の電源ユニット、前記第２の電源ユニット、前記第３の電源ユニットの順で前記溶接装置の高さ方向に配置したものである。
【００１１】
また、本願発明の溶接装置は、各空洞部材の開口部の少なくとも一方側に、前記空洞部材内に風を流す冷却ファンを設けたものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本願発明によれば、全体あるいは部分的に電源部を筐体外へ出すことが可能となり、電源部の補修やメンテナンス作業等を筐体外で行うことも可能となることから、機器の補修やメンテナンス性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図３を用いて説明する。
（実施の形態１）
先ず、本実施の形態における溶接装置の回路構成を示すブロック図である図１を用いて、本実施の形態における溶接装置の回路構成の概略について説明する。
【００１４】
溶接装置は、一次平滑ユニット１２にて商用電源２１から供給される電力を整流および平滑し、その後直流化する。直流化された電力は、一次インバータユニット１３によってインバータ制御が行われ、所望の高周波電圧や高周波電流として出力される。さらに、主トランス１４によって一次側から二次側へ昇圧され、二次平滑ユニット１５により再び直流化され、正負の電圧をそれぞれ出力し、溶接電極であるワイヤ１８と溶接対象物である母材１９との間でアーク放電させてアーク溶接を行う。
【００１５】
なお、二次側回路中にある直流リアクタ１６は高周波成分をカットするものであり、また、二次スイッチングユニット１７は、出力電圧や出力電流の制御を行うためのものであり、アーク溶接の品質を良化する働きをする。また、制御回路１０は、アーク溶接の品質を安定させるために一次インバータユニット１３や二次スイッチングユニット１７の出力電圧や出力電流の制御を行うものである。
【００１６】
本実施の形態では、図１に示す構成部材等を機能ごとに分け、複数の電源ユニットとする。そして、これら複数の電源ユニットを組み合わせることで電源部を構成するものである。
【００１７】
次に、図２と図３を用いて、本実施の形態における溶接装置の各電源ユニットについて説明する。なお、図２（ａ）は溶接装置の概略構成を示す側面図であり、図２（ｂ）は溶接装置の概略構成を示す正面図である。また、図３は溶接装置の概略構成を示す斜視図である。
【００１８】
図２および図３において、第１の電源ユニット３は、二次平滑ユニット１５と、主トランス１４を含むものである。また、第２の電源ユニット４は、一次平滑ユニット１２と、二次スイッチングユニット１７と、ガイドレール７を含むものである。また、第３の電源ユニット５は、一次インバータユニット１３を含むものである。第１の電源ユニット３と、第２の電源ユニット４と、第３の電源ユニット５は、それぞれ独立した構造となっている。そして、接続線等を用いて各ユニットを電気的に接続することで、電源部としての機能を実現可能としている。
【００１９】
なお、各電源ユニットは、両端に開口部を有しており四角形の筒状のトンネル形状をした空洞部材の表面に、直接または間接的に上記した平滑ユニットや電気素子等を取り付けて構成されている。
【００２０】
次に、図２と図３を用いて、筐体１内の各電源ユニットの位置関係について説明する。第１の電源ユニット３は、筐体１の底面部に取り付けられている。第２の電源ユニット４は、第１の電源ユニット３の上方に取り付けられている。第３の電源ユニット５は、第２の電源ユニット４の上方にガイドレール７を介して取り付けられている。なお、ガイドレール７は筐体１に設ける構成としてもよい。
【００２１】
このように、電源部を複数の電源ユニットに分割し、分割した各電源ユニットを溶接装置の高さ方向に配置する構成とすることで、溶接装置の設置面積を少なくすることができる。
【００２２】
次に、図３を用いて、第３の電源ユニット５を筐体１の外に取り出す方法について説明する。
【００２３】
上記のように、第３の電源ユニット５はガイドレール７を介して筐体１内に取り付けられている。また、筐体１には、第３の電源ユニット５を取り出すためにガイドレール７の延長線上に開口部２が設けられている。なお、この開口部２は主にメンテナンス用とし、通常使用時は板金等で塞がれるものである。
【００２４】
第３の電源ユニット５を筐体１から取り外す場合は、先ず、開口部２を塞いでいる板金等を取り外す。そして、ガイドレール７に沿って第３の電源ユニット５を筐体１の外へスライドさせることで筐体１に設けた開口部２を通して第３の電源ユニット５を筐体１の外へ取り出す。
【００２５】
以上のように電源部を構成する電気素子等を機能ごとに複数の電源ユニットに分け、少なくとも１つの電源ユニットを筐体１の外に取り出すためのガイドレール７と筐体１に設けた開口部２を備える構成とすることで、筐体１を分解することなく、筐体１と電源部の分離が可能となり、電源部を筐体１の外へ出すことを極めて簡単に行うことができる。そして、電源部の補修やメンテナンス作業が筐体１の外で行うことが可能となることから、溶接装置の補修やメンテナンス性が飛躍的に向上する。
【００２６】
なお、上記では第３の電源ユニット５のみを筐体１の外へ取り出す例を示したが、これに限るものではなく、第１の電源ユニット３や第２の電源ユニット４を筐体１の外へ取り出すためのガイドレールと開口部を設ける構成としてもよい。この場合は、電源部全体を筐体１の外に取り出すことも可能とり、また、必要に応じて個々の電源ユニットを筐体１の外に取り出すことも可能となる。
【００２７】
また、各電源ユニットにおいて、空洞部材の少なく一方の開口部側に冷却ファンを設けるようにしても良い。このように、電源部を複数の電源ユニットに分け、各電源ユニットを各電源ユニットに設けられた冷却ファンにより冷却する構成とすることで、電源部の冷却効率を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の溶接装置によれば、電源部を筐体外へ容易に取り出すことができ、補修やメンテナンスが必要な溶接装置等として産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１における溶接装置の回路構成の概略を示すブロック図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す側面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す正面図
【図３】本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す斜視図
【図４】従来の溶接装置の概略更生を示す図
【符号の説明】
【００３０】
１ 筐体
２ 開口部
３ 第１の電源ユニット
４ 第２の電源ユニット
５ 第３の電源ユニット
７ ガイドレール
１０ 制御ユニット
１２ 一次平滑ユニット
１３ 一次インバータユニット
１４ 主トランス
１５ 二次平滑ユニット
１６ 直流リアクタ
１７ 二次スイッチングユニット
１８ ワイヤ
１９ 母材
２１ 商用電源
１０１ 筐体
１０２ 空気吸排口
１０３ ファン
１０４ ヒートシンク
１０５ 主半導体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば溶接電極と溶接対象物との間に電力を供給する溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業用機器の稼働率は非常に高くなっている。このような状況下で溶接装置のメンテナンスの容易性が重要視されている。
【０００３】
従来の溶接装置として、冷却ファンを設けて冷却を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図４は従来の溶接装置の概略構成図である。
【０００４】
図４において、溶接装置は、筐体１０１と、空気吸排口１０２と、ファン１０３と、ヒートシンク１０４と、主半導体１０５を備えている。なお、実際にはアーク溶接を行うための種々の構成物、配線等が必要であるが、本発明の説明には直接関係しないので説明を省略する。またアーク溶接を行わせるための回路構成についても同様の理由により説明を省略する。
【０００５】
上記した従来のアーク溶接装置では高熱を発する主半導体１０５（例えば、パワートランジスタ等のスイッチング素子）を冷却する際に、ヒートシンク１０４を重点的に冷却して主回路全体に風を当てることで冷却を行っており、溶接装置内部の全体に機器外部の空気を排出または吸入させて冷却する構造であった。
【０００６】
具体的には、図４で示すように、主半導体１０５にヒートシンク１０４を接触して一体化したものに、ファン１０３を動作させて外から吸入した空気を当て、空気吸排口１０２から熱せられた空気を排出することで溶接装置内の排熱を行っていた。
【特許文献１】特開平８−２１４５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の溶接装置は、主回路の全体に機器外部の空気を当てて冷却を行うため、溶接装置内部に粉塵や溶接ヒューム等が堆積あるいは付着する。従って、堆積あるいは付着した粉塵や溶接ヒューム等を定期的にエアブローする必要や、溶接装置内部の部品交換が必要な場合、アーク溶接装置筐体１０１の内部で作業を行わなければならず、作業性が悪いという課題を有していた。そして、補修やメンテナンスに時間を費やすという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明の溶接装置は、筐体と、溶接電極と溶接対象物との間に電力を供給するための電源部とを備えた溶接装置であって、前記電源部を、内部に空気を流通可能なトンネル形状の空洞部材と前記空洞部材の表面に設けられた前記電源部を構成する電気素子とからなる複数の電源ユニットに分け、前記筐体内において前記複数の電源ユニットを溶接装置の高さ方向に配置したものである。
【０００９】
また、本願発明の溶接装置は、少なくとも１つの電源ユニットを筐体外に出すためのスライド機構を備えたものである。
【００１０】
また、本願発明の溶接装置は、複数の電源ユニットとして、二次平滑回路を構成する電気素子を含む第１の電源ユニットと、一次平滑回路および二次側スイッチ回路を構成する電気素子を含む第２の電源ユニットと、インバータ回路を構成する電気素子を含む第３の電源ユニットを備え、溶接装置の底面側から、前記第１の電源ユニット、前記第２の電源ユニット、前記第３の電源ユニットの順で前記溶接装置の高さ方向に配置したものである。
【００１１】
また、本願発明の溶接装置は、各空洞部材の開口部の少なくとも一方側に、前記空洞部材内に風を流す冷却ファンを設けたものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本願発明によれば、全体あるいは部分的に電源部を筐体外へ出すことが可能となり、電源部の補修やメンテナンス作業等を筐体外で行うことも可能となることから、機器の補修やメンテナンス性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図３を用いて説明する。
（実施の形態１）
先ず、本実施の形態における溶接装置の回路構成を示すブロック図である図１を用いて、本実施の形態における溶接装置の回路構成の概略について説明する。
【００１４】
溶接装置は、一次平滑ユニット１２にて商用電源２１から供給される電力を整流および平滑し、その後直流化する。直流化された電力は、一次インバータユニット１３によってインバータ制御が行われ、所望の高周波電圧や高周波電流として出力される。さらに、主トランス１４によって一次側から二次側へ昇圧され、二次平滑ユニット１５により再び直流化され、正負の電圧をそれぞれ出力し、溶接電極であるワイヤ１８と溶接対象物である母材１９との間でアーク放電させてアーク溶接を行う。
【００１５】
なお、二次側回路中にある直流リアクタ１６は高周波成分をカットするものであり、また、二次スイッチングユニット１７は、出力電圧や出力電流の制御を行うためのものであり、アーク溶接の品質を良化する働きをする。また、制御回路１０は、アーク溶接の品質を安定させるために一次インバータユニット１３や二次スイッチングユニット１７の出力電圧や出力電流の制御を行うものである。
【００１６】
本実施の形態では、図１に示す構成部材等を機能ごとに分け、複数の電源ユニットとする。そして、これら複数の電源ユニットを組み合わせることで電源部を構成するものである。
【００１７】
次に、図２と図３を用いて、本実施の形態における溶接装置の各電源ユニットについて説明する。なお、図２（ａ）は溶接装置の概略構成を示す側面図であり、図２（ｂ）は溶接装置の概略構成を示す正面図である。また、図３は溶接装置の概略構成を示す斜視図である。
【００１８】
図２および図３において、第１の電源ユニット３は、二次平滑ユニット１５と、主トランス１４を含むものである。また、第２の電源ユニット４は、一次平滑ユニット１２と、二次スイッチングユニット１７と、ガイドレール７を含むものである。また、第３の電源ユニット５は、一次インバータユニット１３を含むものである。第１の電源ユニット３と、第２の電源ユニット４と、第３の電源ユニット５は、それぞれ独立した構造となっている。そして、接続線等を用いて各ユニットを電気的に接続することで、電源部としての機能を実現可能としている。
【００１９】
なお、各電源ユニットは、両端に開口部を有しており四角形の筒状のトンネル形状をした空洞部材の表面に、直接または間接的に上記した平滑ユニットや電気素子等を取り付けて構成されている。
【００２０】
次に、図２と図３を用いて、筐体１内の各電源ユニットの位置関係について説明する。第１の電源ユニット３は、筐体１の底面部に取り付けられている。第２の電源ユニット４は、第１の電源ユニット３の上方に取り付けられている。第３の電源ユニット５は、第２の電源ユニット４の上方にガイドレール７を介して取り付けられている。なお、ガイドレール７は筐体１に設ける構成としてもよい。
【００２１】
このように、電源部を複数の電源ユニットに分割し、分割した各電源ユニットを溶接装置の高さ方向に配置する構成とすることで、溶接装置の設置面積を少なくすることができる。
【００２２】
次に、図３を用いて、第３の電源ユニット５を筐体１の外に取り出す方法について説明する。
【００２３】
上記のように、第３の電源ユニット５はガイドレール７を介して筐体１内に取り付けられている。また、筐体１には、第３の電源ユニット５を取り出すためにガイドレール７の延長線上に開口部２が設けられている。なお、この開口部２は主にメンテナンス用とし、通常使用時は板金等で塞がれるものである。
【００２４】
第３の電源ユニット５を筐体１から取り外す場合は、先ず、開口部２を塞いでいる板金等を取り外す。そして、ガイドレール７に沿って第３の電源ユニット５を筐体１の外へスライドさせることで筐体１に設けた開口部２を通して第３の電源ユニット５を筐体１の外へ取り出す。
【００２５】
以上のように電源部を構成する電気素子等を機能ごとに複数の電源ユニットに分け、少なくとも１つの電源ユニットを筐体１の外に取り出すためのガイドレール７と筐体１に設けた開口部２を備える構成とすることで、筐体１を分解することなく、筐体１と電源部の分離が可能となり、電源部を筐体１の外へ出すことを極めて簡単に行うことができる。そして、電源部の補修やメンテナンス作業が筐体１の外で行うことが可能となることから、溶接装置の補修やメンテナンス性が飛躍的に向上する。
【００２６】
なお、上記では第３の電源ユニット５のみを筐体１の外へ取り出す例を示したが、これに限るものではなく、第１の電源ユニット３や第２の電源ユニット４を筐体１の外へ取り出すためのガイドレールと開口部を設ける構成としてもよい。この場合は、電源部全体を筐体１の外に取り出すことも可能とり、また、必要に応じて個々の電源ユニットを筐体１の外に取り出すことも可能となる。
【００２７】
また、各電源ユニットにおいて、空洞部材の少なく一方の開口部側に冷却ファンを設けるようにしても良い。このように、電源部を複数の電源ユニットに分け、各電源ユニットを各電源ユニットに設けられた冷却ファンにより冷却する構成とすることで、電源部の冷却効率を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の溶接装置によれば、電源部を筐体外へ容易に取り出すことができ、補修やメンテナンスが必要な溶接装置等として産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１における溶接装置の回路構成の概略を示すブロック図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す側面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す正面図
【図３】本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す斜視図
【図４】従来の溶接装置の概略更生を示す図
【符号の説明】
【００３０】
１ 筐体
２ 開口部
３ 第１の電源ユニット
４ 第２の電源ユニット
５ 第３の電源ユニット
７ ガイドレール
１０ 制御ユニット
１２ 一次平滑ユニット
１３ 一次インバータユニット
１４ 主トランス
１５ 二次平滑ユニット
１６ 直流リアクタ
１７ 二次スイッチングユニット
１８ ワイヤ
１９ 母材
２１ 商用電源
１０１ 筐体
１０２ 空気吸排口
１０３ ファン
１０４ ヒートシンク
１０５ 主半導体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、溶接電極と溶接対象物との間に電力を供給するための電源部とを備えた溶接装置であって、
前記電源部を、内部に空気を流通可能なトンネル形状の空洞部材と前記空洞部材の表面に設けられた前記電源部を構成する電気素子とからなる複数の電源ユニットに分け、
前記筐体内において前記複数の電源ユニットを溶接装置の高さ方向に配置した溶接装置。
【請求項２】
少なくとも１つの電源ユニットを筐体外に出すためのスライド機構を備えた請求項１記載の溶接装置。
【請求項３】
複数の電源ユニットとして、
二次平滑回路を構成する電気素子を含む第１の電源ユニットと、
一次平滑回路および二次側スイッチ回路を構成する電気素子を含む第２の電源ユニットと、
インバータ回路を構成する電気素子を含む第３の電源ユニットとを備え、
溶接装置の底面側から、前記第１の電源ユニット、前記第２の電源ユニット、前記第３の電源ユニットの順で前記溶接装置の高さ方向に配置した請求項１または２記載の溶接装置。
【請求項４】
各空洞部材の開口部の少なくとも一方側に、前記空洞部材内に風を流す冷却ファンを設けた請求項１から３のいずれか１項に記載の溶接装置。
【請求項１】
筐体と、溶接電極と溶接対象物との間に電力を供給するための電源部とを備えた溶接装置であって、
前記電源部を、内部に空気を流通可能なトンネル形状の空洞部材と前記空洞部材の表面に設けられた前記電源部を構成する電気素子とからなる複数の電源ユニットに分け、
前記筐体内において前記複数の電源ユニットを溶接装置の高さ方向に配置した溶接装置。
【請求項２】
少なくとも１つの電源ユニットを筐体外に出すためのスライド機構を備えた請求項１記載の溶接装置。
【請求項３】
複数の電源ユニットとして、
二次平滑回路を構成する電気素子を含む第１の電源ユニットと、
一次平滑回路および二次側スイッチ回路を構成する電気素子を含む第２の電源ユニットと、
インバータ回路を構成する電気素子を含む第３の電源ユニットとを備え、
溶接装置の底面側から、前記第１の電源ユニット、前記第２の電源ユニット、前記第３の電源ユニットの順で前記溶接装置の高さ方向に配置した請求項１または２記載の溶接装置。
【請求項４】
各空洞部材の開口部の少なくとも一方側に、前記空洞部材内に風を流す冷却ファンを設けた請求項１から３のいずれか１項に記載の溶接装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２３６８５１（Ｐ２００８−２３６８５１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７０１９０（Ｐ２００７−７０１９０）
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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