電源装置
【課題】 部品の配置自由度を損なうことなく、各種の冷却対象となる部品を効率よく冷却することができる電源装置を提供すること。
【解決手段】 電源装置Ａは、長手状に延びる風路９と、風路９を規定する仕切板７Ａ，７Ｃと、風路９に風を送り込むファン８と、風路９に沿って配置される複数の電気部品３１，３２と、を備え、風路９を通る風によって電気部品３１，３２が冷却されるように構成されており、仕切板７Ａは、風路９に臨む開口７１，７２を有しており、上記複数の部品３１，３２は、上記開口７１，７２に嵌合しており、電気部品３１，３２の一部が風路９に露出する構造となっている。
【解決手段】 電源装置Ａは、長手状に延びる風路９と、風路９を規定する仕切板７Ａ，７Ｃと、風路９に風を送り込むファン８と、風路９に沿って配置される複数の電気部品３１，３２と、を備え、風路９を通る風によって電気部品３１，３２が冷却されるように構成されており、仕切板７Ａは、風路９に臨む開口７１，７２を有しており、上記複数の部品３１，３２は、上記開口７１，７２に嵌合しており、電気部品３１，３２の一部が風路９に露出する構造となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば溶接用の電源装置に関し、特に空気冷却のためのファンおよび風路を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の溶接用の電源装置には、電源回路を構成するための複数の部品と、長手状に延びる風路と、この風路に風を送り込むファンとを備えたものがある（たとえば、特許文献１を参照）。同文献に開示された電源装置では、風路の側壁に沿って複数の部品が配置され、その風路の長手方向一端部にファンが設けられている。ファンにより風路内に送り込まれた風は各部品から熱を奪いながら風路の長手方向他端部の出口より吹き出る。特に発熱しやすい部品は、効率よく空気冷却されるようにファンの近傍に配置されている。
【０００３】
このような溶接用の電源装置は、工場などの粉塵が多い雰囲気環境下で使用され、風路内に粉塵が入り込んで集積しやすい。そのため、電源装置の運用に際しては、たとえばエアブローガンを風路の出口からその内部に向け、圧縮空気の噴射によって内部の粉塵を定期的に吹き飛ばすといった除塵作業が課されている。
【０００４】
しかしながら、上記従来の電源装置では、ファンに対して遠い位置にある部品が近い位置のものよりも冷却されにくく、部品の位置によって冷却効果に差が生じるので、風路の側壁に沿う各部品を効率よく冷却することができないという難点があった。このような問題は、特に、比較的大型であり、発熱も大きなリアクトルやトランスといった部品について顕著なものである。
【０００５】
さらに、装置内においては、発熱が大きい部品をファンの近傍に配置する必要があるので、その部品の装置内や回路基板上における位置が制約され、部品配置の自由度がそれほど高くないという難点もある。
【０００６】
除塵作業では、風路の出口から内部に向けて噴射された圧縮空気が風路の長手方向一端部に位置するファンに対して直接当たりやすくなるので、ファンが高速度に逆転して破損するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２２９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情のもとで考え出されたものであって、部品の配置自由度を損なうことなく、各種の冷却対象となる部品を効率よく冷却することができる電源装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本発明により提供される電源装置は、長手状に延びる風路と、上記風路を規定する仕切板と、上記風路に風を送り込むファンと、上記風路に沿って配置される複数の部品と、を備え、上記風路を通る風によって上記部品が冷却されるように構成された電源装置であって、上記仕切板は、上記風路に臨む開口を有しており、上記複数の部品は、上記開口に嵌合する電気部品を含んでおり、上記電気部品の一部が上記風路に露出していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電気部品は、リアクトルまたはトランスであり、それらの本体部が上記風路内に位置している。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記本体部は、コア部と、上記コア部に巻き回された巻線部と、上記開口を封鎖する樹脂カバーとを備えている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂カバーが上記コア部および上記巻線部を覆っている。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂カバーには、複数の放熱フィンが一体形成されている。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の放熱フィンは、上記樹脂カバーの端面において上記風路の長手方向に延び、かつ、上記風路の短手方向に並んでいる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ファンは、上記風路の長手方向中間部に配置されており、上記風路の長手方向両端部は、風の出口になっている。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ファンが、上記風路の長手方向と直交する方向に風を噴出すように配置されている。
【００１８】
上記構成によると、上記ファンによって上記風路に送り込まれた風によって、上記電気部品の上記風路に露出する部分が直接冷却されることになる。このため、上記電気部品を効率的に冷却することが可能となっている。さらに、上記電気部品を効率的に冷却可能であるために、上記電気部品を以前よりも上記ファンから離れた位置に設置することが可能となり、上記電気部品の配置自由度が増加する。したがって、本発明によれば、上記複数の部品の配置自由度を損ないにくく、かつ、上記電気部品を効率的に冷却可能である。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電源装置の実施形態の一例を示す側面図である。
【図２】図１のII矢印方向の図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図２のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】図２のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】図６に示す電気部品の一例を示す斜視図である。
【図９】図６のIX−IX線に沿う断面図である。
【図１０】図６のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】図６に示す電気部品の別の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
図１〜図７は、本発明に係る電源装置の一実施形態を示している。本実施形態の電源装置Ａは、たとえばアーク溶接に必要な大電流および高電圧を出力させるために用いられる。電源装置Ａは、一般的に工場などの粉塵が多い雰囲気環境下で使用される。
【００２３】
電源装置Ａは、ベース部材１、筐体カバー２、電源回路を構成する複数の電子部品３０および電気部品３１，３２、ヒートシンク５、第１の仕切板６、第２の仕切板７Ａ，７Ｂ、第３の仕切板７Ｃ、および冷却用の第１および第２のファン８，８’を備える。装置内には、第２の仕切板７Ａの下側部分、第３の仕切板７Ｃ、およびベース部材１の一部によって囲われた第１の風路９が設けられているとともに、この第１の風路９とは別に、第１の仕切板６の一部、第２の仕切板７Ａの上側部分、第２の仕切板７Ｂ、および第３の仕切板７Ｃの一部によって囲われた第２の風路９’が設けられている。これらの第１および第２の風路９，９’は、電源装置Ａの前後方向（以下、「Ｆ方向」と称する）に長手状に延びている。装置内において第１および第２の風路９，９’の外側方には、ベース部材１の一部、筐体カバー２、第１の仕切板６、および、第２の仕切板７Ａに囲まれた配置空間Ｂ１が設けられている。さらに、ベース部材１の一部、筐体カバー２の一部、第１の仕切板６の一部、第２の仕切板７Ｂ、および第３の仕切板７Ｃの一部によって囲われたファン８，８’の配置空間Ｂ２が設けられている。配置空間Ｂ１は、第１の仕切板６より上方の空間と連続している。
【００２４】
ベース部材１は、Ｆ方向に長い長矩形状の平板部材である。ベース部材１の下面には、ブラケットを介して複数の車輪１０が軸支されている。ベース部材１は、これらの車輪１０によって床面上を移動可能である。図３に示すように、ベース部材１の上面中央部には、ベース部材１の上面に対して垂直に第２の仕切板７Ａが配置されている。この第２の仕切板７Ａの下側部分片面とベース部材１の上面一部とを囲うように第３の仕切板７Ｃが配置されている。
【００２５】
筐体カバー２は、たとえば金属製であり、装置内を保護するためのものである。筐体カバー２は、ベース部材１に対して着脱可能な箱状を呈し、ベース部材１の両側部に沿って鉛直面をなす２つの側面部２Ａ，２Ｂと、ベース部材１の前端部および後端部に沿って鉛直面をなす正面部２Ｃおよび背面部２Ｄを有する。一方の側面部２ＡにおいてＦ方向両端部寄りの領域には、外部の空気を第１および第２のファン８，８’の配置空間Ｂ２に導くための吸気孔部２０が設けられている。吸気孔部２０は比較的小さな多数のスリット孔よりなる。正面部２Ｃおよび背面部２Ｄにおいて第１および第２の風路９，９’と対応する領域には、それらの風路９，９’から風を外部に導くための通風孔部２１が設けられている。通風孔部２１は、風通しを良好とするために比較的大きな多数の孔よりなる。
【００２６】
第１の仕切板６は、たとえば金属製であり、図３に示すように、第１および第２のファン８，８’の配置空間Ｂ２や第２の風路９’といった空間と電子部品３０の配置空間Ｂ１とを分けるものである。第１の仕切板６は、Ｆ方向にベース部材１と同程度の長さを有し、その短手方向一端が第２の仕切板７Ａの上端に垂直に接合される。これにより、第１の仕切板６は、筐体カバー２の上下方向中間部に水平に位置する。第１の仕切板６は、ファン８，８’の配置空間Ｂ２および第２の風路９’の上部壁をなす。
【００２７】
第２の仕切板７Ａは、たとえば金属製であり、第１および第２の風路９，９’と配置空間Ｂ１とを仕切るものである。第２の仕切板７Ａは、ベース部材１と同程度のＦ方向寸法を有し、ベース部材１および第１の仕切板６に対して垂直に配置される。すなわち、第２の仕切板７Ａは、第１および第２の風路９，９’の垂直壁をなす。この第２の仕切板７Ａの下側部分には、電気部品３１，３２が貫通して嵌合可能な開口７１，７２が設けられている。図６に示すように、第２の仕切板７Ａの風路９’の内側となる片面上側部分には、ヒートシンク５が配置される。さらに、第２の仕切板７Ａには、ヒートシンク５の一部を配置空間Ｂ１に対して露出させるための開口７３が設けられている。
【００２８】
第２の仕切板７Ｂは、たとえば金属製であり、第２の風路９’と配置空間Ｂ２とを仕切るものである。第２の仕切板７Ｂも、ベース部材１と同程度のＦ方向寸法を有する。第２の仕切板７Ｂは、第２の仕切板７Ａの上側部分に対して対向するように配置され、その上端および下端が第１の仕切板６および第３の仕切板７Ｃに対して垂直に接合される。すなわち、第２の仕切板７Ｂは、第２の風路９’の垂直壁をなす。第２の仕切板７ＢのＦ方向中間部には、第２の風路９’に対して第２のファン８’を臨ませる開口７０’が設けられている（図７参照）。
【００２９】
第３の仕切板７Ｃは、たとえば金属製であり、第１の風路９を囲う断面Ｌ字状のものである。第３の仕切板７Ｃも、ベース部材１と同程度のＦ方向寸法を有する。第３の仕切板７Ｃの水平部分の先端は、第２の仕切板７Ａの中央部に垂直に接合される一方、鉛直部分の基端は、ベース部材１に垂直に接合される。これにより、第３の仕切板７Ｃの水平部分は、第１の風路９の上部壁および第２の風路９’の底部壁をなし、その鉛直部分は、第２の仕切板７Ａの下側部分に対向した第１の風路９の垂直壁をなす。第３の仕切板７Ｃの鉛直部分におけるＦ方向中間部には、第１の風路９に対して第１のファン８を臨ませる開口７０が設けられている（図６参照）。
【００３０】
ヒートシンク５は、たとえばアルミニウム製の放熱部材であり、第２の仕切板７Ａの片面に固定される基部５０と、基部５０の一端面から延出してＦ方向に延びるとともに上下方向に並ぶ複数のフィン５１とを有する。基部５０は第２の仕切板７Ａに形成された開口７３を封鎖している。基部５０の他端面の大部分は開口７３から配置空間Ｂ１に露出している。複数のフィン５１は、基部５０から伝わってきた熱を空気中に効率よく放熱する部分であり、放熱効果を高めるために表面積が大きくなっている。このヒートシンク５は、図７によく示すように、Ｆ方向において風路９’の全長と同程度か短くなっている。本実施形態においてヒートシンク５は冷却対象となる。なお、ヒートシンク５は、第２の仕切板７Ａに沿って複数個がＦ方向に並ぶように配置されていてもよい。
【００３１】
複数の電子部品３０は、スイッチング素子やダイオード、コンデンサといったものであり、第２の仕切板７Ａの開口７３から配置空間Ｂ１に露出する基部５０の他端面に直接設置されている。各電子部品３０からの熱は、ヒートシンク５へと速やかに伝わる。
【００３２】
電気部品３１は、たとえばトランスであり、図８および図９に示すように、本体部３１Ａと、５本の端子部３１Ｂとを有する。本体部３１Ａは、図９に示すように、コア部３１１、一次巻線部３１２、二次巻線部３１３、支持部材３１４、および、樹脂カバー３１５を備えている。コア部３１１は、たとえばコの字状あるいはＥの字状の金属芯である。一次および二次巻線部３１２，３１３はそれぞれコイルを形成するようにコア部３１１に巻き回されている。本実施形態では二次巻線部３１３を挟むように一次巻線部３１２が配置されている。支持部材３１４は、板状の底部３１４Ａと蓋部３１４Ｂとの間にコア部３１１を挟んで固定している。底部３１４Ａ、蓋部３１４Ｂ、およびコア部３１１は複数のネジ３１４ａによって固定されている。樹脂カバー３１５は、コア部３１１、一次巻線部３１２、二次巻線部３１３、および、支持部材３１４の底部３１４Ａを覆うように、たとえばウレタン樹脂、エポキシ樹脂、またはシリコーン樹脂によって形成されている。樹脂カバー３１５は、一端部３１５ａが第１の風路９に対して臨み、他端部３１５ｂが配置空間Ｂ１に臨むように後述する開口７１に嵌合させられている。樹脂カバー３１５の一端側３１５ａには、複数の放熱フィン３１６が形成されている。５本の端子部３１Ｂは、樹脂カバー３１５の他端側３１５ｂから突出するように設けられている。各端子部３１Ｂは、それぞれ、一次巻線部３１２の両端、二次巻線部３１３の両端および二次巻線部３１３の適所に接続されている。
【００３３】
複数の放熱フィン３１６は、Ｆ方向に沿って延び、上下方向に並ぶように形成されている。各放熱フィン３１６は図９に示すように断面三角形状となっている。
【００３４】
さらに、電気部品３１には１対の接続金具３３が付属している。図８に示すように、接続金具３３は電気部品３１を電源装置Ａに組み込む前に予め樹脂カバー３１５に取り付けられている。各接続金具３３は、図９に示すように、断面Ｌ字状であり、互いに直交する１対の板片３３Ａ，３３Ｂによって構成されている。板片３３Ａには第２の仕切板７Ａの厚み方向を長手方向とする長孔３３ａが形成されている。板片３３Ｂには仕切板７Ａの厚み方向に貫通するネジ孔３３ｂが形成されている。この接続金具３３は、長孔３３ａに嵌合するネジ３３１によって樹脂カバー３１５に取り付けられている。電気部品３１の第２の仕切板７Ａへの固定は、ネジ穴３３ｂに通されるネジ３３２とナット３３３を介して行われる。このような取り付け構造によれば、ネジ３３１を緩めることによって、長孔３３ａの長手方向長さ分だけ、樹脂カバー３１５を仕切板７Ａの厚み方向に動かすことが可能となっている。
【００３５】
電気部品３２は、たとえばリアクトルであり、本体部３２Ａと、端子部３２Ｂとを有する。本体部３２Ａは、図１０に示すように、コア部３２１と、コア部３２１に巻き回された巻線部３２２と、コア部３２１を固定する固定部材３２３と、固定部材３２３を保持する樹脂カバー３２４とを備えている。この電気部品３２は、後述する開口７２へ嵌め込まれ、電気部品３１に用いたのと同様の接続金具３３を用いて第２の仕切板７Ａに固定される。接続金具３３は樹脂カバー３２４に取り付けられる。このような取り付け構造によれば、ネジ３３１を緩めることによって、長孔３３ａの長手方向長さ分だけ、樹脂カバー３２４を仕切板７Ａの厚み方向に動かすことが可能となっている。
【００３６】
このような電源装置Ａに用いられる電気部品３１，３２は、比較的大きくて重くなる傾向があり、固定時の重量バランスをとるため、第１の風路９に突出する樹脂カバー３１５，３２４の量を調整するのが望ましい。まず、第１の風路９に突出する樹脂カバー３１５，３２４の量は、接続金具３３の樹脂カバー３１５，３２４に対する取り付け位置の設定によって調整可能である。さらに本実施形態では、接続金具３３を樹脂カバー３１５，３２４に取り付け、第２の仕切板７Ａに固定した後であっても、上述したようにネジ３３１を緩めることにより樹脂カバー３１５，３２４を仕切板７Ａの厚み方向に動かしてその位置を調整することができる。移動後にネジ３３１を締めなおすことにより、移動させた位置で樹脂カバー３１５，３２４を固定することもできる。
【００３７】
第１および第２ファン８，８’はたとえば複数の羽根と電動機とが一体化された軸流式のものである。
【００３８】
図３に示すように、第１のファン８は、空気の吸入口８０および吐出口８１を有する。第１のファン８は、第３の仕切板７Ｃの開口７０に吐出口８１が一致して配置される。すなわち、第１のファン８は、第１の風路９の長手方向中間部に配置され、吐出口８１が風路９の内側に臨むように位置する。これにより、第１のファン８の送風方向は、第１の風路９の長手方向に対して水平面内で交差する方向となる。吸入口８０は、配置空間Ｂ２に位置し、側面部２Ａの内面に対して所定の間隔をもって対向する。この側面部２Ａにおける吸入口８０の正面領域には、吸気孔部２０が設けられていない。すなわち、側面部２ＡのＦ方向両端部寄りに位置する吸気孔部２０に対して吸入口８０がある程度離れて位置する。
【００３９】
図３に示すように、第２のファン８’は、空気の吸入口８０’および吐出口８１’を有する。第２のファン８’は、第２の仕切板７Ｂの開口７０’に吐出口８１’が一致して配置される。すなわち、第２のファン８’は、第２の風路９’の長手方向中間部に配置され、吐出口８１’が風路９’の内側に臨むように位置する。これにより、第２のファン８’の送風方向は、第２の風路９’の長手方向に対して水平面内で交差する方向となる。吸入口８０’は、配置空間Ｂ２に位置し、側面部２Ａの内面に対して所定の間隔をもって対向する。この側面部２Ａにおける吸入口８０’の正面領域には、吸気孔部２０が設けられていない。すなわち、側面部２ＡのＦ方向両端部寄りに位置する吸気孔部２０に対して吸入口８０’がある程度離れた位置する。
【００４０】
図６に示すように、第１の風路９は、第１のファン８からの風によって電気部品３１，３２を直接冷却し、その風を長手方向両端部に導くものである。この第１の風路９は、第２の仕切板７Ａの下側部分および第３の仕切板７Ｃの鉛直部分を幅方向に対向する一対の垂直壁とし、さらに第３の仕切板７Ｃの水平部分およびベース部材１の一部を上下方向に対向する上部壁および底部壁として囲われており、横断面矩形状に形成されている。第１の風路９の長手方向両端部は、風が吹き出る出口９０となる。第１のファン８から第１の風路９に送り込まれた風は、電気部品３２の本体部３２Ａに直接当たって第１の風路９の長手方向両端部へと二手に分かれる。さらにその一手は電気部品３１の本体部３１Ａの放熱フィン３１６に沿って流れる。従って第１のファン８から第１の風路９に送り込まれた風は、本体部３１Ａ，３２Ａから多くの熱を奪いながら出口９０から吹き出る。すなわち、第１の風路９内において第１のファン８から出口９０までの風が流れる距離は、第１の風路９全体の長さよりも短くなり、その風が速やかに外部に排出される。これにより、電気部品３１，３２は、第１の風路９を流れる風によって効率よく空気冷却される。出口９０から吹き出る風は、筐体カバー２の正面部２Ｃおよび背面部２Ｄに設けた通風孔部２１を通って速やかに外部に吹き出る。
【００４１】
図７に示すように、第２の風路９’は、第２のファン８’からの風によってヒートシンク５を冷却し、その風を長手方向両端部に導くものである。この第２の風路９’は、第２の仕切板７Ａの上側部分および第２の仕切板７Ｂを幅方向に対向する一対の垂直壁とし、さらに第１の仕切板６の一部および第３の仕切板７Ｃの水平部分を上下方向に対向する上部壁および底部壁として囲われており、横断面矩形状に形成されている。第２の風路９’の長手方向両端部は風が吹き出る出口９０’となる。第２のファン８’から第２の風路９’内に送り込まれた風は、ヒートシンク５に直接当たって第２の風路９’の長手方向両端部へと二手に分かれ、このヒートシンク５から多くの熱を奪いながら出口９０’から吹き出る。すなわち、第２の風路９’内において第２のファン８’から出口９０’までの風が流れる距離も第２の風路９’全体の長さよりも短くなり、その風が速やかに外部に排出される。これにより、電子部品３０は、ヒートシンク５を介して効率よく冷却される。出口９０’から吹き出る風は、筐体カバー２の正面部２Ｃおよび背面部２Ｄに設けた通気孔部２１を通って速やかに外部に吹き出る。
【００４２】
次に、上記電源装置Ａの作用について説明する。
【００４３】
電源装置Ａでは、溶接用の大電流および高電圧を出力するのに伴い、複数の電子部品３０および電気部品３１，３２が発熱してその温度が高まる。特に、トランスやリアクトルといった電気部品３１，３２は、作動時に発熱量が多くて外形サイズも比較的大きくなっている。
【００４４】
電気部品３１では、一次および二次巻線部３１２，３１３で生じた熱がコア部３１１を通じて樹脂カバー３１５に伝わる。この樹脂カバー３１５は複数の放熱フィン３１６が形成されており、表面積が大きくなっている。さらに複数の放熱フィン３１６は、開口７１から第１の風路９に露出しており、ファン８によって送り込まれた空気に直接触れるようになっている。このため、電源装置Ａでは、電気部品３１の駆動時に一次および二次巻線部３１２，３１３で生じた熱が効率よく奪われ、この電気部品３１が冷却される。
【００４５】
電気部品３２では、コア部３２１および巻線部３２２が開口７２から第１の風路９に露出しており、第１のファン８から送り込まれた風によって直接冷却される。このため、電源装置Ａでは、電気部品３２の駆動時に巻線部３２２で生じた熱が効率よく奪われ、電気部品３２が冷却される。
【００４６】
さらに、本実施形態では、複数の放熱フィン３１６がＦ方向に沿うように配置されており、放熱フィン３１６に沿って第１の風路９内を空気が流れるようになっている。このため、電源装置Ａでは、より効率よく冷却対象となる電気部品３１，３２を冷却することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、電子部品３０がヒートシンク５の基部５０に設置されているため、電子部品３０の熱は、空気中に伝わるほか速やかに複数のフィン５１へ伝わる。複数のフィン５１は空気に触れる表面積が大きくなるように形成されており、電子部品３０からの熱は複数のフィン５１によって風路９’内の空気中に効率よく放熱される。
【００４８】
第１および第２のファン８，８’が動作すると、吸入口８０，８０’周辺の空気が第１および第２のファン８，８’に取り込まれ、その空気が第１および第２の風路９，９’の長手方向に対して交差する方向に吐出口８１から風路９，９’内に送り出される。それに伴い配置空間Ｂ２には、吸気孔部２０から外部の空気が流入する。
【００４９】
このとき、吸入口８０，８０’に対して離れた位置の吸気孔部２０が空気の流入抵抗となり、吸入口８０，８０’付近と吸気孔部２０付近との間に十分な圧力差が生じる。これにより、配置空間Ｂ２内は負圧となる。吸気孔部２０から配置空間Ｂ２内に吸気された粉塵を含む空気は、各ファン８，８’の吸入口８０，８０’へと減速・滞留しながら流れるうちに粉塵が十分取り除かれ、第１および第２のファン８，８’は、粉塵の量がより少ない空気を取り込むことができる。そのため、これらのファン８，８’から風とともに第１および第２の風路９，９’内に粉塵が入るのを効果的に抑えることができる。
【００５０】
さらに本実施形態では、接続金具３３に設けられた長孔３３ａに沿って電気部品３１，３２を動かすことが可能となっている。このため、接続金具３３を第２の仕切板７Ａに固定したあとにも、重量バランスをとるべく、第１の風路９に臨む樹脂カバー３１５，３２４の突出量を微調整することが可能となっている。従って、電源装置Ａはより好ましい重量バランスを保つことが可能である。
【００５１】
第１および第２の風路９，９’が上段と下段とに分けられているため、下段の電気部品３１，３２の発熱によって温められた空気が上方に移動することはなく、上段の電子部品３０と下段の電気部品３１，３２とは、互いの発熱による影響を受けずに効率よく空気冷却される。
【００５２】
また、たとえば上段のヒートシンク５よりも下段の電気部品３１，３２の方が発熱によって温度が高くなりやすい場合、下段の第１のファン８として、送風力が比較的強いものとし、あるいは大型のものを採用することができる。すなわち、第１および第２のファン８，８’は、冷却能力が異なるものとすることができる。さらには、たとえば電子部品３０および電気部品３１，３２の動作が時間的に大きく異なる場合、それに応じて第１および第２のファン８，８’を作動させるタイミングをそれぞれ異なるようにすることもできる。
【００５３】
本実施形態の電源装置Ａにおいては、第１および第２のファン８，８’が第１および第２の風路９，９’の中間部分にある。このためＦ方向における前後双方に第１および第２のファン８，８’に比較的近い領域が生じることになる。従って、電子部品３０や電気部品３１，３２は、第１および第２の風路９，９’に沿うＦ方向においてある程度自由に配置することができる。
【００５４】
上記電源装置Ａの運用時には、第１および第２の風路９，９’内には、ある程度の粉塵が空気とともに入り込むため、比較的長時間にわたって使用された後の第１および第２の風路９，９’内は、ヒートシンク５のフィン５１の隙間などに粉塵が堆積した状態になりがちである。そうした状態のまま電源装置Ａを使用していると、ヒートシンク５や放熱フィン３１６の放熱効果が弱まることがある。その結果、電子部品３０および電気部品３１，３２が十分に冷却されずに熱的に損傷してしまうおそれがある。そのため、運用に際しては、図示しないエアブローガンを用いて第１および第２の風路９，９’内の粉塵を定期的に吹き飛ばすといった除塵作業が行われる。
【００５５】
エアブローガンを用いた除塵作業では、筐体カバー２を取り外して第１および第２の風路９，９’の出口９０，９０’を露出させた状態とし、それらの出口９０，９０’のうち長手方向いずれか一方側からエアブローガンによって風路９，９’内に圧縮空気を噴射する。その際、圧縮空気の噴流方向は、第１および第２のファン８，８’の送風方向に対して概ね直角に交差した方向となり、圧縮空気は、第１および第２のファン８，８’に対して風圧を作用させにくい。これにより、エアブローガンを用いた除塵作業時においても、ファン８，８’が高速に逆回転して損壊するといったことがなく、容易に除塵作業を行うことができる。
【００５６】
電子部品３０や電気部品３１，３２の端子部３１Ｂ，３２Ｂが位置する配置空間Ｂ１は、第１および第２の仕切板６，７Ａによって第１および第２の風路９，９’ならびに第１および第２のファン８，８’の配置空間Ｂ２と完全に仕切られている。さらに、第２の仕切板７Ａに形成された開口７１，７２には電気部品３１，３２が嵌合しており、開口７１，７２を通して配置空間Ｂ１に空気が流れにくくなっている。また、第２の仕切板７Ａに形成された開口７３はヒートシンク５の基部５０によって封鎖されている。このため、ファン８，８’からの風や外部の空気が配置空間Ｂ１に積極的に入り込む余地がない。従って、配置空間Ｂ１は、除塵作業を必要とするほど粉塵が集積せず、粉塵による電子部品３０や電気部品３１，３２の誤作動を招くおそれもない。
【００５７】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００５８】
上記の各実施形態で示した構成は、あくまでも一例にすぎず、各請求項に記載した事項の範囲内での各部の変更は、すべて本発明の範囲に含まれる。
【００５９】
たとえば、図１１に示すように、電気部品３１の樹脂カバー３１５にフランジ部３１５ｃを設けてもよい。フランジ部３１５ｃは、第２の仕切板７Ａの厚み方向視において開口７１の外側に広がるように形成されている。このフランジ部３１５ｃが第２の仕切板７Ａに当接するように電気部品３１を設置すると、開口７１をより良好に封止することができる。このようにすると、開口７１を通して第１の風路９から配置空間Ｂ１へ空気がより一層流れにくくなり、配置空間Ｂ１に粉塵が入るのを防ぐことができる。なお、電気部品３２の樹脂カバー３２４においても同様の構造とすることができる。また、必要に応じてこれらの場合も長孔３３ａに沿って樹脂カバー３１５，３２４を動かして電気部品３１，３２の位置調整を行うことが可能である。
【００６０】
また、たとえば、上記実施形態では、電気部品３２はコア部３２１および巻線部３２２が樹脂カバー３２４から露出する構造となっているが、コア部３２１および巻線部３２２が樹脂カバー３２４に覆われた構造であっても構わない。さらにその場合、放熱フィン３１６と同様の放熱フィンを樹脂カバー３２４に設けてもよい。
【００６１】
また、たとえば、上記実施形態における電気部品３１では、コア部３１１および一次、二次巻線部３１２，３１３が樹脂カバー３１５に覆われているが、コア部３１１および一次、二次巻線部３１２，３１３が樹脂カバー３１５から露出していても構わない。
【００６２】
また、上記実施形態では、第１のファン８と対向する第２の仕切板７Ａに形成された開口７１，７２に電気部品３１，３２が嵌合させられているが、装置の構造に応じてファンと対向しない仕切板に開口を設け電気部品を嵌合させても構わない。
【００６３】
また、たとえば、上記実施形態では、ヒートシンク５と電気部品３１，３２とが別々の風路９，９’内に設置されているが、それらを同一の風路内に設置してもよい。なお、その場合、風路およびファンを１つずつとしても構わない。
【００６４】
また、電子部品３０の一部を風路９’に直接臨ませるように配置してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ 電源装置
１ ベース部材
２ 筐体カバー
２Ａ，２Ｂ 側面部
２Ｃ 正面部
２Ｄ 背面部
２０ 吸気孔部
２１ 通風孔部
３０ 電子部品
３１，３２ 電気部品
３１Ａ，３２Ａ 本体部
３１Ｂ，３２Ｂ 端子部
３１１，３２１ コア部
３１２ 一次巻線部
３１３ 二次巻線部
３１４ 支持部材
３１４Ａ 底部
３１４Ｂ 蓋部
３１５，３２４ 樹脂カバー
３１５ａ 一端部
３１５ｂ 他端部
３１５ｃ フランジ部
３１６ 放熱フィン
３２２ 巻線部
３２３ 固定部材
３３ 接続金具
３３Ａ，３３Ｂ 板片
３３ａ 長孔
３３ｂ ネジ孔
３３１，３３２ ネジ
３３３ ナット
５ ヒートシンク
５０ 基部
５１ フィン
６ 第１の仕切板
７Ａ，７Ｂ 第２の仕切板
７Ｃ 第３の仕切板
７０，７１，７２，７３ 開口
８ ファン（第１のファン）
８’ 第２のファン
８０，８０’ 吸入口
８１，８１’ 吐出口
９ 風路（第１の風路）
９’ 第２の風路
９０，９０’ （風路の）出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば溶接用の電源装置に関し、特に空気冷却のためのファンおよび風路を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の溶接用の電源装置には、電源回路を構成するための複数の部品と、長手状に延びる風路と、この風路に風を送り込むファンとを備えたものがある（たとえば、特許文献１を参照）。同文献に開示された電源装置では、風路の側壁に沿って複数の部品が配置され、その風路の長手方向一端部にファンが設けられている。ファンにより風路内に送り込まれた風は各部品から熱を奪いながら風路の長手方向他端部の出口より吹き出る。特に発熱しやすい部品は、効率よく空気冷却されるようにファンの近傍に配置されている。
【０００３】
このような溶接用の電源装置は、工場などの粉塵が多い雰囲気環境下で使用され、風路内に粉塵が入り込んで集積しやすい。そのため、電源装置の運用に際しては、たとえばエアブローガンを風路の出口からその内部に向け、圧縮空気の噴射によって内部の粉塵を定期的に吹き飛ばすといった除塵作業が課されている。
【０００４】
しかしながら、上記従来の電源装置では、ファンに対して遠い位置にある部品が近い位置のものよりも冷却されにくく、部品の位置によって冷却効果に差が生じるので、風路の側壁に沿う各部品を効率よく冷却することができないという難点があった。このような問題は、特に、比較的大型であり、発熱も大きなリアクトルやトランスといった部品について顕著なものである。
【０００５】
さらに、装置内においては、発熱が大きい部品をファンの近傍に配置する必要があるので、その部品の装置内や回路基板上における位置が制約され、部品配置の自由度がそれほど高くないという難点もある。
【０００６】
除塵作業では、風路の出口から内部に向けて噴射された圧縮空気が風路の長手方向一端部に位置するファンに対して直接当たりやすくなるので、ファンが高速度に逆転して破損するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２２９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情のもとで考え出されたものであって、部品の配置自由度を損なうことなく、各種の冷却対象となる部品を効率よく冷却することができる電源装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本発明により提供される電源装置は、長手状に延びる風路と、上記風路を規定する仕切板と、上記風路に風を送り込むファンと、上記風路に沿って配置される複数の部品と、を備え、上記風路を通る風によって上記部品が冷却されるように構成された電源装置であって、上記仕切板は、上記風路に臨む開口を有しており、上記複数の部品は、上記開口に嵌合する電気部品を含んでおり、上記電気部品の一部が上記風路に露出していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電気部品は、リアクトルまたはトランスであり、それらの本体部が上記風路内に位置している。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記本体部は、コア部と、上記コア部に巻き回された巻線部と、上記開口を封鎖する樹脂カバーとを備えている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂カバーが上記コア部および上記巻線部を覆っている。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂カバーには、複数の放熱フィンが一体形成されている。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の放熱フィンは、上記樹脂カバーの端面において上記風路の長手方向に延び、かつ、上記風路の短手方向に並んでいる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ファンは、上記風路の長手方向中間部に配置されており、上記風路の長手方向両端部は、風の出口になっている。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ファンが、上記風路の長手方向と直交する方向に風を噴出すように配置されている。
【００１８】
上記構成によると、上記ファンによって上記風路に送り込まれた風によって、上記電気部品の上記風路に露出する部分が直接冷却されることになる。このため、上記電気部品を効率的に冷却することが可能となっている。さらに、上記電気部品を効率的に冷却可能であるために、上記電気部品を以前よりも上記ファンから離れた位置に設置することが可能となり、上記電気部品の配置自由度が増加する。したがって、本発明によれば、上記複数の部品の配置自由度を損ないにくく、かつ、上記電気部品を効率的に冷却可能である。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電源装置の実施形態の一例を示す側面図である。
【図２】図１のII矢印方向の図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図２のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】図２のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】図６に示す電気部品の一例を示す斜視図である。
【図９】図６のIX−IX線に沿う断面図である。
【図１０】図６のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】図６に示す電気部品の別の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
図１〜図７は、本発明に係る電源装置の一実施形態を示している。本実施形態の電源装置Ａは、たとえばアーク溶接に必要な大電流および高電圧を出力させるために用いられる。電源装置Ａは、一般的に工場などの粉塵が多い雰囲気環境下で使用される。
【００２３】
電源装置Ａは、ベース部材１、筐体カバー２、電源回路を構成する複数の電子部品３０および電気部品３１，３２、ヒートシンク５、第１の仕切板６、第２の仕切板７Ａ，７Ｂ、第３の仕切板７Ｃ、および冷却用の第１および第２のファン８，８’を備える。装置内には、第２の仕切板７Ａの下側部分、第３の仕切板７Ｃ、およびベース部材１の一部によって囲われた第１の風路９が設けられているとともに、この第１の風路９とは別に、第１の仕切板６の一部、第２の仕切板７Ａの上側部分、第２の仕切板７Ｂ、および第３の仕切板７Ｃの一部によって囲われた第２の風路９’が設けられている。これらの第１および第２の風路９，９’は、電源装置Ａの前後方向（以下、「Ｆ方向」と称する）に長手状に延びている。装置内において第１および第２の風路９，９’の外側方には、ベース部材１の一部、筐体カバー２、第１の仕切板６、および、第２の仕切板７Ａに囲まれた配置空間Ｂ１が設けられている。さらに、ベース部材１の一部、筐体カバー２の一部、第１の仕切板６の一部、第２の仕切板７Ｂ、および第３の仕切板７Ｃの一部によって囲われたファン８，８’の配置空間Ｂ２が設けられている。配置空間Ｂ１は、第１の仕切板６より上方の空間と連続している。
【００２４】
ベース部材１は、Ｆ方向に長い長矩形状の平板部材である。ベース部材１の下面には、ブラケットを介して複数の車輪１０が軸支されている。ベース部材１は、これらの車輪１０によって床面上を移動可能である。図３に示すように、ベース部材１の上面中央部には、ベース部材１の上面に対して垂直に第２の仕切板７Ａが配置されている。この第２の仕切板７Ａの下側部分片面とベース部材１の上面一部とを囲うように第３の仕切板７Ｃが配置されている。
【００２５】
筐体カバー２は、たとえば金属製であり、装置内を保護するためのものである。筐体カバー２は、ベース部材１に対して着脱可能な箱状を呈し、ベース部材１の両側部に沿って鉛直面をなす２つの側面部２Ａ，２Ｂと、ベース部材１の前端部および後端部に沿って鉛直面をなす正面部２Ｃおよび背面部２Ｄを有する。一方の側面部２ＡにおいてＦ方向両端部寄りの領域には、外部の空気を第１および第２のファン８，８’の配置空間Ｂ２に導くための吸気孔部２０が設けられている。吸気孔部２０は比較的小さな多数のスリット孔よりなる。正面部２Ｃおよび背面部２Ｄにおいて第１および第２の風路９，９’と対応する領域には、それらの風路９，９’から風を外部に導くための通風孔部２１が設けられている。通風孔部２１は、風通しを良好とするために比較的大きな多数の孔よりなる。
【００２６】
第１の仕切板６は、たとえば金属製であり、図３に示すように、第１および第２のファン８，８’の配置空間Ｂ２や第２の風路９’といった空間と電子部品３０の配置空間Ｂ１とを分けるものである。第１の仕切板６は、Ｆ方向にベース部材１と同程度の長さを有し、その短手方向一端が第２の仕切板７Ａの上端に垂直に接合される。これにより、第１の仕切板６は、筐体カバー２の上下方向中間部に水平に位置する。第１の仕切板６は、ファン８，８’の配置空間Ｂ２および第２の風路９’の上部壁をなす。
【００２７】
第２の仕切板７Ａは、たとえば金属製であり、第１および第２の風路９，９’と配置空間Ｂ１とを仕切るものである。第２の仕切板７Ａは、ベース部材１と同程度のＦ方向寸法を有し、ベース部材１および第１の仕切板６に対して垂直に配置される。すなわち、第２の仕切板７Ａは、第１および第２の風路９，９’の垂直壁をなす。この第２の仕切板７Ａの下側部分には、電気部品３１，３２が貫通して嵌合可能な開口７１，７２が設けられている。図６に示すように、第２の仕切板７Ａの風路９’の内側となる片面上側部分には、ヒートシンク５が配置される。さらに、第２の仕切板７Ａには、ヒートシンク５の一部を配置空間Ｂ１に対して露出させるための開口７３が設けられている。
【００２８】
第２の仕切板７Ｂは、たとえば金属製であり、第２の風路９’と配置空間Ｂ２とを仕切るものである。第２の仕切板７Ｂも、ベース部材１と同程度のＦ方向寸法を有する。第２の仕切板７Ｂは、第２の仕切板７Ａの上側部分に対して対向するように配置され、その上端および下端が第１の仕切板６および第３の仕切板７Ｃに対して垂直に接合される。すなわち、第２の仕切板７Ｂは、第２の風路９’の垂直壁をなす。第２の仕切板７ＢのＦ方向中間部には、第２の風路９’に対して第２のファン８’を臨ませる開口７０’が設けられている（図７参照）。
【００２９】
第３の仕切板７Ｃは、たとえば金属製であり、第１の風路９を囲う断面Ｌ字状のものである。第３の仕切板７Ｃも、ベース部材１と同程度のＦ方向寸法を有する。第３の仕切板７Ｃの水平部分の先端は、第２の仕切板７Ａの中央部に垂直に接合される一方、鉛直部分の基端は、ベース部材１に垂直に接合される。これにより、第３の仕切板７Ｃの水平部分は、第１の風路９の上部壁および第２の風路９’の底部壁をなし、その鉛直部分は、第２の仕切板７Ａの下側部分に対向した第１の風路９の垂直壁をなす。第３の仕切板７Ｃの鉛直部分におけるＦ方向中間部には、第１の風路９に対して第１のファン８を臨ませる開口７０が設けられている（図６参照）。
【００３０】
ヒートシンク５は、たとえばアルミニウム製の放熱部材であり、第２の仕切板７Ａの片面に固定される基部５０と、基部５０の一端面から延出してＦ方向に延びるとともに上下方向に並ぶ複数のフィン５１とを有する。基部５０は第２の仕切板７Ａに形成された開口７３を封鎖している。基部５０の他端面の大部分は開口７３から配置空間Ｂ１に露出している。複数のフィン５１は、基部５０から伝わってきた熱を空気中に効率よく放熱する部分であり、放熱効果を高めるために表面積が大きくなっている。このヒートシンク５は、図７によく示すように、Ｆ方向において風路９’の全長と同程度か短くなっている。本実施形態においてヒートシンク５は冷却対象となる。なお、ヒートシンク５は、第２の仕切板７Ａに沿って複数個がＦ方向に並ぶように配置されていてもよい。
【００３１】
複数の電子部品３０は、スイッチング素子やダイオード、コンデンサといったものであり、第２の仕切板７Ａの開口７３から配置空間Ｂ１に露出する基部５０の他端面に直接設置されている。各電子部品３０からの熱は、ヒートシンク５へと速やかに伝わる。
【００３２】
電気部品３１は、たとえばトランスであり、図８および図９に示すように、本体部３１Ａと、５本の端子部３１Ｂとを有する。本体部３１Ａは、図９に示すように、コア部３１１、一次巻線部３１２、二次巻線部３１３、支持部材３１４、および、樹脂カバー３１５を備えている。コア部３１１は、たとえばコの字状あるいはＥの字状の金属芯である。一次および二次巻線部３１２，３１３はそれぞれコイルを形成するようにコア部３１１に巻き回されている。本実施形態では二次巻線部３１３を挟むように一次巻線部３１２が配置されている。支持部材３１４は、板状の底部３１４Ａと蓋部３１４Ｂとの間にコア部３１１を挟んで固定している。底部３１４Ａ、蓋部３１４Ｂ、およびコア部３１１は複数のネジ３１４ａによって固定されている。樹脂カバー３１５は、コア部３１１、一次巻線部３１２、二次巻線部３１３、および、支持部材３１４の底部３１４Ａを覆うように、たとえばウレタン樹脂、エポキシ樹脂、またはシリコーン樹脂によって形成されている。樹脂カバー３１５は、一端部３１５ａが第１の風路９に対して臨み、他端部３１５ｂが配置空間Ｂ１に臨むように後述する開口７１に嵌合させられている。樹脂カバー３１５の一端側３１５ａには、複数の放熱フィン３１６が形成されている。５本の端子部３１Ｂは、樹脂カバー３１５の他端側３１５ｂから突出するように設けられている。各端子部３１Ｂは、それぞれ、一次巻線部３１２の両端、二次巻線部３１３の両端および二次巻線部３１３の適所に接続されている。
【００３３】
複数の放熱フィン３１６は、Ｆ方向に沿って延び、上下方向に並ぶように形成されている。各放熱フィン３１６は図９に示すように断面三角形状となっている。
【００３４】
さらに、電気部品３１には１対の接続金具３３が付属している。図８に示すように、接続金具３３は電気部品３１を電源装置Ａに組み込む前に予め樹脂カバー３１５に取り付けられている。各接続金具３３は、図９に示すように、断面Ｌ字状であり、互いに直交する１対の板片３３Ａ，３３Ｂによって構成されている。板片３３Ａには第２の仕切板７Ａの厚み方向を長手方向とする長孔３３ａが形成されている。板片３３Ｂには仕切板７Ａの厚み方向に貫通するネジ孔３３ｂが形成されている。この接続金具３３は、長孔３３ａに嵌合するネジ３３１によって樹脂カバー３１５に取り付けられている。電気部品３１の第２の仕切板７Ａへの固定は、ネジ穴３３ｂに通されるネジ３３２とナット３３３を介して行われる。このような取り付け構造によれば、ネジ３３１を緩めることによって、長孔３３ａの長手方向長さ分だけ、樹脂カバー３１５を仕切板７Ａの厚み方向に動かすことが可能となっている。
【００３５】
電気部品３２は、たとえばリアクトルであり、本体部３２Ａと、端子部３２Ｂとを有する。本体部３２Ａは、図１０に示すように、コア部３２１と、コア部３２１に巻き回された巻線部３２２と、コア部３２１を固定する固定部材３２３と、固定部材３２３を保持する樹脂カバー３２４とを備えている。この電気部品３２は、後述する開口７２へ嵌め込まれ、電気部品３１に用いたのと同様の接続金具３３を用いて第２の仕切板７Ａに固定される。接続金具３３は樹脂カバー３２４に取り付けられる。このような取り付け構造によれば、ネジ３３１を緩めることによって、長孔３３ａの長手方向長さ分だけ、樹脂カバー３２４を仕切板７Ａの厚み方向に動かすことが可能となっている。
【００３６】
このような電源装置Ａに用いられる電気部品３１，３２は、比較的大きくて重くなる傾向があり、固定時の重量バランスをとるため、第１の風路９に突出する樹脂カバー３１５，３２４の量を調整するのが望ましい。まず、第１の風路９に突出する樹脂カバー３１５，３２４の量は、接続金具３３の樹脂カバー３１５，３２４に対する取り付け位置の設定によって調整可能である。さらに本実施形態では、接続金具３３を樹脂カバー３１５，３２４に取り付け、第２の仕切板７Ａに固定した後であっても、上述したようにネジ３３１を緩めることにより樹脂カバー３１５，３２４を仕切板７Ａの厚み方向に動かしてその位置を調整することができる。移動後にネジ３３１を締めなおすことにより、移動させた位置で樹脂カバー３１５，３２４を固定することもできる。
【００３７】
第１および第２ファン８，８’はたとえば複数の羽根と電動機とが一体化された軸流式のものである。
【００３８】
図３に示すように、第１のファン８は、空気の吸入口８０および吐出口８１を有する。第１のファン８は、第３の仕切板７Ｃの開口７０に吐出口８１が一致して配置される。すなわち、第１のファン８は、第１の風路９の長手方向中間部に配置され、吐出口８１が風路９の内側に臨むように位置する。これにより、第１のファン８の送風方向は、第１の風路９の長手方向に対して水平面内で交差する方向となる。吸入口８０は、配置空間Ｂ２に位置し、側面部２Ａの内面に対して所定の間隔をもって対向する。この側面部２Ａにおける吸入口８０の正面領域には、吸気孔部２０が設けられていない。すなわち、側面部２ＡのＦ方向両端部寄りに位置する吸気孔部２０に対して吸入口８０がある程度離れて位置する。
【００３９】
図３に示すように、第２のファン８’は、空気の吸入口８０’および吐出口８１’を有する。第２のファン８’は、第２の仕切板７Ｂの開口７０’に吐出口８１’が一致して配置される。すなわち、第２のファン８’は、第２の風路９’の長手方向中間部に配置され、吐出口８１’が風路９’の内側に臨むように位置する。これにより、第２のファン８’の送風方向は、第２の風路９’の長手方向に対して水平面内で交差する方向となる。吸入口８０’は、配置空間Ｂ２に位置し、側面部２Ａの内面に対して所定の間隔をもって対向する。この側面部２Ａにおける吸入口８０’の正面領域には、吸気孔部２０が設けられていない。すなわち、側面部２ＡのＦ方向両端部寄りに位置する吸気孔部２０に対して吸入口８０’がある程度離れた位置する。
【００４０】
図６に示すように、第１の風路９は、第１のファン８からの風によって電気部品３１，３２を直接冷却し、その風を長手方向両端部に導くものである。この第１の風路９は、第２の仕切板７Ａの下側部分および第３の仕切板７Ｃの鉛直部分を幅方向に対向する一対の垂直壁とし、さらに第３の仕切板７Ｃの水平部分およびベース部材１の一部を上下方向に対向する上部壁および底部壁として囲われており、横断面矩形状に形成されている。第１の風路９の長手方向両端部は、風が吹き出る出口９０となる。第１のファン８から第１の風路９に送り込まれた風は、電気部品３２の本体部３２Ａに直接当たって第１の風路９の長手方向両端部へと二手に分かれる。さらにその一手は電気部品３１の本体部３１Ａの放熱フィン３１６に沿って流れる。従って第１のファン８から第１の風路９に送り込まれた風は、本体部３１Ａ，３２Ａから多くの熱を奪いながら出口９０から吹き出る。すなわち、第１の風路９内において第１のファン８から出口９０までの風が流れる距離は、第１の風路９全体の長さよりも短くなり、その風が速やかに外部に排出される。これにより、電気部品３１，３２は、第１の風路９を流れる風によって効率よく空気冷却される。出口９０から吹き出る風は、筐体カバー２の正面部２Ｃおよび背面部２Ｄに設けた通風孔部２１を通って速やかに外部に吹き出る。
【００４１】
図７に示すように、第２の風路９’は、第２のファン８’からの風によってヒートシンク５を冷却し、その風を長手方向両端部に導くものである。この第２の風路９’は、第２の仕切板７Ａの上側部分および第２の仕切板７Ｂを幅方向に対向する一対の垂直壁とし、さらに第１の仕切板６の一部および第３の仕切板７Ｃの水平部分を上下方向に対向する上部壁および底部壁として囲われており、横断面矩形状に形成されている。第２の風路９’の長手方向両端部は風が吹き出る出口９０’となる。第２のファン８’から第２の風路９’内に送り込まれた風は、ヒートシンク５に直接当たって第２の風路９’の長手方向両端部へと二手に分かれ、このヒートシンク５から多くの熱を奪いながら出口９０’から吹き出る。すなわち、第２の風路９’内において第２のファン８’から出口９０’までの風が流れる距離も第２の風路９’全体の長さよりも短くなり、その風が速やかに外部に排出される。これにより、電子部品３０は、ヒートシンク５を介して効率よく冷却される。出口９０’から吹き出る風は、筐体カバー２の正面部２Ｃおよび背面部２Ｄに設けた通気孔部２１を通って速やかに外部に吹き出る。
【００４２】
次に、上記電源装置Ａの作用について説明する。
【００４３】
電源装置Ａでは、溶接用の大電流および高電圧を出力するのに伴い、複数の電子部品３０および電気部品３１，３２が発熱してその温度が高まる。特に、トランスやリアクトルといった電気部品３１，３２は、作動時に発熱量が多くて外形サイズも比較的大きくなっている。
【００４４】
電気部品３１では、一次および二次巻線部３１２，３１３で生じた熱がコア部３１１を通じて樹脂カバー３１５に伝わる。この樹脂カバー３１５は複数の放熱フィン３１６が形成されており、表面積が大きくなっている。さらに複数の放熱フィン３１６は、開口７１から第１の風路９に露出しており、ファン８によって送り込まれた空気に直接触れるようになっている。このため、電源装置Ａでは、電気部品３１の駆動時に一次および二次巻線部３１２，３１３で生じた熱が効率よく奪われ、この電気部品３１が冷却される。
【００４５】
電気部品３２では、コア部３２１および巻線部３２２が開口７２から第１の風路９に露出しており、第１のファン８から送り込まれた風によって直接冷却される。このため、電源装置Ａでは、電気部品３２の駆動時に巻線部３２２で生じた熱が効率よく奪われ、電気部品３２が冷却される。
【００４６】
さらに、本実施形態では、複数の放熱フィン３１６がＦ方向に沿うように配置されており、放熱フィン３１６に沿って第１の風路９内を空気が流れるようになっている。このため、電源装置Ａでは、より効率よく冷却対象となる電気部品３１，３２を冷却することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、電子部品３０がヒートシンク５の基部５０に設置されているため、電子部品３０の熱は、空気中に伝わるほか速やかに複数のフィン５１へ伝わる。複数のフィン５１は空気に触れる表面積が大きくなるように形成されており、電子部品３０からの熱は複数のフィン５１によって風路９’内の空気中に効率よく放熱される。
【００４８】
第１および第２のファン８，８’が動作すると、吸入口８０，８０’周辺の空気が第１および第２のファン８，８’に取り込まれ、その空気が第１および第２の風路９，９’の長手方向に対して交差する方向に吐出口８１から風路９，９’内に送り出される。それに伴い配置空間Ｂ２には、吸気孔部２０から外部の空気が流入する。
【００４９】
このとき、吸入口８０，８０’に対して離れた位置の吸気孔部２０が空気の流入抵抗となり、吸入口８０，８０’付近と吸気孔部２０付近との間に十分な圧力差が生じる。これにより、配置空間Ｂ２内は負圧となる。吸気孔部２０から配置空間Ｂ２内に吸気された粉塵を含む空気は、各ファン８，８’の吸入口８０，８０’へと減速・滞留しながら流れるうちに粉塵が十分取り除かれ、第１および第２のファン８，８’は、粉塵の量がより少ない空気を取り込むことができる。そのため、これらのファン８，８’から風とともに第１および第２の風路９，９’内に粉塵が入るのを効果的に抑えることができる。
【００５０】
さらに本実施形態では、接続金具３３に設けられた長孔３３ａに沿って電気部品３１，３２を動かすことが可能となっている。このため、接続金具３３を第２の仕切板７Ａに固定したあとにも、重量バランスをとるべく、第１の風路９に臨む樹脂カバー３１５，３２４の突出量を微調整することが可能となっている。従って、電源装置Ａはより好ましい重量バランスを保つことが可能である。
【００５１】
第１および第２の風路９，９’が上段と下段とに分けられているため、下段の電気部品３１，３２の発熱によって温められた空気が上方に移動することはなく、上段の電子部品３０と下段の電気部品３１，３２とは、互いの発熱による影響を受けずに効率よく空気冷却される。
【００５２】
また、たとえば上段のヒートシンク５よりも下段の電気部品３１，３２の方が発熱によって温度が高くなりやすい場合、下段の第１のファン８として、送風力が比較的強いものとし、あるいは大型のものを採用することができる。すなわち、第１および第２のファン８，８’は、冷却能力が異なるものとすることができる。さらには、たとえば電子部品３０および電気部品３１，３２の動作が時間的に大きく異なる場合、それに応じて第１および第２のファン８，８’を作動させるタイミングをそれぞれ異なるようにすることもできる。
【００５３】
本実施形態の電源装置Ａにおいては、第１および第２のファン８，８’が第１および第２の風路９，９’の中間部分にある。このためＦ方向における前後双方に第１および第２のファン８，８’に比較的近い領域が生じることになる。従って、電子部品３０や電気部品３１，３２は、第１および第２の風路９，９’に沿うＦ方向においてある程度自由に配置することができる。
【００５４】
上記電源装置Ａの運用時には、第１および第２の風路９，９’内には、ある程度の粉塵が空気とともに入り込むため、比較的長時間にわたって使用された後の第１および第２の風路９，９’内は、ヒートシンク５のフィン５１の隙間などに粉塵が堆積した状態になりがちである。そうした状態のまま電源装置Ａを使用していると、ヒートシンク５や放熱フィン３１６の放熱効果が弱まることがある。その結果、電子部品３０および電気部品３１，３２が十分に冷却されずに熱的に損傷してしまうおそれがある。そのため、運用に際しては、図示しないエアブローガンを用いて第１および第２の風路９，９’内の粉塵を定期的に吹き飛ばすといった除塵作業が行われる。
【００５５】
エアブローガンを用いた除塵作業では、筐体カバー２を取り外して第１および第２の風路９，９’の出口９０，９０’を露出させた状態とし、それらの出口９０，９０’のうち長手方向いずれか一方側からエアブローガンによって風路９，９’内に圧縮空気を噴射する。その際、圧縮空気の噴流方向は、第１および第２のファン８，８’の送風方向に対して概ね直角に交差した方向となり、圧縮空気は、第１および第２のファン８，８’に対して風圧を作用させにくい。これにより、エアブローガンを用いた除塵作業時においても、ファン８，８’が高速に逆回転して損壊するといったことがなく、容易に除塵作業を行うことができる。
【００５６】
電子部品３０や電気部品３１，３２の端子部３１Ｂ，３２Ｂが位置する配置空間Ｂ１は、第１および第２の仕切板６，７Ａによって第１および第２の風路９，９’ならびに第１および第２のファン８，８’の配置空間Ｂ２と完全に仕切られている。さらに、第２の仕切板７Ａに形成された開口７１，７２には電気部品３１，３２が嵌合しており、開口７１，７２を通して配置空間Ｂ１に空気が流れにくくなっている。また、第２の仕切板７Ａに形成された開口７３はヒートシンク５の基部５０によって封鎖されている。このため、ファン８，８’からの風や外部の空気が配置空間Ｂ１に積極的に入り込む余地がない。従って、配置空間Ｂ１は、除塵作業を必要とするほど粉塵が集積せず、粉塵による電子部品３０や電気部品３１，３２の誤作動を招くおそれもない。
【００５７】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００５８】
上記の各実施形態で示した構成は、あくまでも一例にすぎず、各請求項に記載した事項の範囲内での各部の変更は、すべて本発明の範囲に含まれる。
【００５９】
たとえば、図１１に示すように、電気部品３１の樹脂カバー３１５にフランジ部３１５ｃを設けてもよい。フランジ部３１５ｃは、第２の仕切板７Ａの厚み方向視において開口７１の外側に広がるように形成されている。このフランジ部３１５ｃが第２の仕切板７Ａに当接するように電気部品３１を設置すると、開口７１をより良好に封止することができる。このようにすると、開口７１を通して第１の風路９から配置空間Ｂ１へ空気がより一層流れにくくなり、配置空間Ｂ１に粉塵が入るのを防ぐことができる。なお、電気部品３２の樹脂カバー３２４においても同様の構造とすることができる。また、必要に応じてこれらの場合も長孔３３ａに沿って樹脂カバー３１５，３２４を動かして電気部品３１，３２の位置調整を行うことが可能である。
【００６０】
また、たとえば、上記実施形態では、電気部品３２はコア部３２１および巻線部３２２が樹脂カバー３２４から露出する構造となっているが、コア部３２１および巻線部３２２が樹脂カバー３２４に覆われた構造であっても構わない。さらにその場合、放熱フィン３１６と同様の放熱フィンを樹脂カバー３２４に設けてもよい。
【００６１】
また、たとえば、上記実施形態における電気部品３１では、コア部３１１および一次、二次巻線部３１２，３１３が樹脂カバー３１５に覆われているが、コア部３１１および一次、二次巻線部３１２，３１３が樹脂カバー３１５から露出していても構わない。
【００６２】
また、上記実施形態では、第１のファン８と対向する第２の仕切板７Ａに形成された開口７１，７２に電気部品３１，３２が嵌合させられているが、装置の構造に応じてファンと対向しない仕切板に開口を設け電気部品を嵌合させても構わない。
【００６３】
また、たとえば、上記実施形態では、ヒートシンク５と電気部品３１，３２とが別々の風路９，９’内に設置されているが、それらを同一の風路内に設置してもよい。なお、その場合、風路およびファンを１つずつとしても構わない。
【００６４】
また、電子部品３０の一部を風路９’に直接臨ませるように配置してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ 電源装置
１ ベース部材
２ 筐体カバー
２Ａ，２Ｂ 側面部
２Ｃ 正面部
２Ｄ 背面部
２０ 吸気孔部
２１ 通風孔部
３０ 電子部品
３１，３２ 電気部品
３１Ａ，３２Ａ 本体部
３１Ｂ，３２Ｂ 端子部
３１１，３２１ コア部
３１２ 一次巻線部
３１３ 二次巻線部
３１４ 支持部材
３１４Ａ 底部
３１４Ｂ 蓋部
３１５，３２４ 樹脂カバー
３１５ａ 一端部
３１５ｂ 他端部
３１５ｃ フランジ部
３１６ 放熱フィン
３２２ 巻線部
３２３ 固定部材
３３ 接続金具
３３Ａ，３３Ｂ 板片
３３ａ 長孔
３３ｂ ネジ孔
３３１，３３２ ネジ
３３３ ナット
５ ヒートシンク
５０ 基部
５１ フィン
６ 第１の仕切板
７Ａ，７Ｂ 第２の仕切板
７Ｃ 第３の仕切板
７０，７１，７２，７３ 開口
８ ファン（第１のファン）
８’ 第２のファン
８０，８０’ 吸入口
８１，８１’ 吐出口
９ 風路（第１の風路）
９’ 第２の風路
９０，９０’ （風路の）出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手状に延びる風路と、
上記風路を規定する仕切板と、
上記風路に風を送り込むファンと、
上記風路に沿って配置される複数の部品と、
を備え、
上記風路を通る風によって上記部品が冷却されるように構成された電源装置であって、
上記仕切板は、上記風路に臨む開口を有しており、
上記複数の部品は、上記開口に嵌合する電気部品を含んでおり、
上記電気部品の一部が上記風路に露出していることを特徴とする、電源装置。
【請求項２】
上記電気部品は、リアクトルまたはトランスであり、それらの本体部が上記風路内に位置している、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
上記本体部は、コア部と、上記コア部に巻き回された巻線部と、上記開口を封鎖する樹脂カバーとを備えている、請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
上記樹脂カバーが上記コア部および上記巻線部を覆っている、請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
上記樹脂カバーには、複数の放熱フィンが一体形成されている、請求項３または４に記載の電源装置。
【請求項６】
上記複数の放熱フィンは、上記樹脂カバーの端面において上記風路の長手方向に延び、かつ、上記風路の短手方向に並んでいる、請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
上記ファンは、上記風路の長手方向中間部に配置されており、上記風路の長手方向両端部は、風の出口になっている、請求項１ないし６のいずれかに記載の電源装置。
【請求項８】
上記ファンが、上記風路の長手方向と直交する方向に風を噴出すように配置されている、請求項７に記載の電源装置。
【請求項１】
長手状に延びる風路と、
上記風路を規定する仕切板と、
上記風路に風を送り込むファンと、
上記風路に沿って配置される複数の部品と、
を備え、
上記風路を通る風によって上記部品が冷却されるように構成された電源装置であって、
上記仕切板は、上記風路に臨む開口を有しており、
上記複数の部品は、上記開口に嵌合する電気部品を含んでおり、
上記電気部品の一部が上記風路に露出していることを特徴とする、電源装置。
【請求項２】
上記電気部品は、リアクトルまたはトランスであり、それらの本体部が上記風路内に位置している、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
上記本体部は、コア部と、上記コア部に巻き回された巻線部と、上記開口を封鎖する樹脂カバーとを備えている、請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
上記樹脂カバーが上記コア部および上記巻線部を覆っている、請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
上記樹脂カバーには、複数の放熱フィンが一体形成されている、請求項３または４に記載の電源装置。
【請求項６】
上記複数の放熱フィンは、上記樹脂カバーの端面において上記風路の長手方向に延び、かつ、上記風路の短手方向に並んでいる、請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
上記ファンは、上記風路の長手方向中間部に配置されており、上記風路の長手方向両端部は、風の出口になっている、請求項１ないし６のいずれかに記載の電源装置。
【請求項８】
上記ファンが、上記風路の長手方向と直交する方向に風を噴出すように配置されている、請求項７に記載の電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２１０７６９（Ｐ２０１１−２１０７６９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４４３７（Ｐ２０１０−７４４３７）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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