JP4798287B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、溶接に使用される溶接装置等の、冷却ファンを用いて内部の冷却を行う電気機器に関するものである。

従来、溶接装置のような電気機器おいて、電気機器を冷却する方法として、筐体に吸気孔と排気孔を設け、ファンにより電気機器内部を冷却するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、機器の冷却を行うために、筐体を構成する前後や左右のいずれかの側板に開口部を備えた溶接装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

このような従来の技術からさらに良好に冷却を行える電気機器として、図５に示すような電気機器が考えられる。

図５に示す電気機器は、前面板３１と左側板３２と右側板３３と後面板３４を有する筐体４０を備えている。後面板３４には、筐体４０内の熱せられた空気を筐体４０外に排出するための第１の開口部３７が設けられている。左側板３２には、筐体４０外から筐体４０内に空気を取り込むための第２の開口部３８が設けられている。右側板３３には、筐体４０外から筐体４０内に空気を取り込むための第３の開口部３９が設けられている。筐体４０内には、発熱性素子１５が配置されている。さらに、筐体４０内には、筐体４０内の熱せられた空気を筐体４０の外に排出するファン３６を備えている。

しかし、このような従来技術から考えられる電気機器で溶接装置等を構成した場合は、熱をもった溶接スパッタやグラインダー等で発生する赤熱した鉄粉等が直接電気機器の開口部から内部に侵入する可能性がある。たとえ、開口部３７〜３９にルーバーが設けられていても、飛散する角度によっては赤熱したまま侵入する可能性がある。

特開平８−２１４５４９号公報 意匠登録第１１２９５１５号公報

本発明は、熱を持った溶接スパッタ等が飛散して電気機器の開口部に侵入しても、直接電気機器内部に入ることを抑制する安全性の高い電気機器を提供するものである。

本発明は、前面板と左側面板と右側面板と後面板と上面板と下面板とを有する筐体と、前面板と左側面板と右側面板と後面板と上面板と下面板のうちのいずれかの面板に設けられ筐体内の空気を筐体外に排出するための排出用開口部と、排出用開口部が設けられていない面板のうちの少なくともひとつの面板に設けられ筐体外から筐体内に空気を取り込むための取り込み用開口部と、取り込み用開口部が設けられた面板との間に空気経路を形成するように筐体内に設けられ、取り込み用開口部と重ならない位置に空気を取り込むための他の取り込み用開口部を有する仕切り部材と、空気を流通させるための空洞部を形成する外周部を有し、空洞部の一端側の開口部が排出用開口部に面するように、仕切り部材と排出用開口部が形成された面板との間に配置された放熱ユニットと、筐体内に配置された発熱性素子と、筐体内の熱せられた空気を筐体外に排出する送風部とを備えた構成を有する。

このような構成によれば、例えば溶接中に溶接スパッタ類が飛散して電気機器の開口部に侵入しても、一旦仕切り部材に飛散物が当たる。そのため、溶接スパッタ類等が電子部品等を備えた電気機器内部に直接入ることを抑制することができ、安全性の高い電気機器を実現することができる。

本発明の一実施の形態における電気機器の外観を示す概要図 同実施の形態における電気機器の概略構成を示す上方から見た概略断面図 同実施の形態における電気機器の概略構成を示す上方から見た概略断面斜視図 同実施の形態における電気機器の他の構成例を示す部分透過斜視図 従来の溶接装置である電気機器の概略構成を示す図

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。図１は本実施の形態における電気機器の一例である溶接装置の概観を示す概要図である。構造がわかり易いように後述する左側板２を分解した状態を示している。図２は本実施の形態における電気機器を上面から見た要部概略断面図である。図３は本実施の形態における電気機器を約半分の高さで切断し斜め方向からみた場合の要部概略断面図である。

図１から図３において、筐体１７は、前面板１と左側板２と右側板３と後面板４と上面板５と下面板６とを備えている。筐体１７を載置面に載置した場合、載置面に垂直な１つの面を前面板１とした場合、載置面に垂直な面で前面板１に接続される２つの板を左側板２および右側板３とし、載置面に垂直な面で前面板１と対向する位置の板を後面板４とする。また、載置面と略平行（以下、略平行は平行の場合も含む）であり前面板１と左側板２と右側板３と後面板４に接する１つの面を上面板５とする。さらに、載置面と略平行であり前面板１と左側板２と右側板３と後面板４に接し上面板５と対向する位置にあり上面板５よりも載置面に近い板を下面板６とする。

後面板４には筐体１７内の空気を筐体１７の外に排出するための第１の開口部（排出用開口部）７が設けられている。左側板２には筐体１７の外から筐体内１７の内部に空気を取り込むための第２の開口部（取り込み用開口部）８が設けられている。第２の開口部８の横方向（前後方向）の中心位置は、左側板２の横方向の中心位置と略同一（以下、略同一は同一の場合も含む）である。また、右側板３には筐体１７の外から筐体１７の内部に空気を取り込むための第３の開口部（取り込み用開口部）９が設けられている。第３の開口部９の横方向の中心位置は、右側板３の横方向の中心位置と略同一である。

また、筐体１７の内部には左側板２に略平行であり上面板５と下面板６と前面板１と後面板４とに接している第１の仕切り部材１２が設けられている。第１の仕切り部材１２は、第２の開口部８から取り込まれた空気を、筐体１７の内部に空気を取り込むための第４の開口部（他の取り込み用開口部）１０を有している。また、右側板３に略平行で上面板５と下面板６と前面板１と後面板４とに接している第２の仕切り部材１３が設けられている。第２の仕切り部材１３は、第３の開口部９から取り込まれた空気を、筐体１７の内部に空気を取り込むための第５の開口部（他の取り込み用開口部）１１を有している。

第４の開口部１０は、第２の開口部８と重ならないように第２の開口部８よりも後面板４側に設けられている。同様に、第５の開口部１１は、第３の開口部９と重ならないように第３の開口部９よりも後面板４側に設けられている。このように、本実施の形態では、第４の開口部１０の中心位置は第１の仕切り部材１２の中心位置より後面板４側である。第５の開口部１１の中心位置は第２の仕切り部材１３の中心位置より後面板４側である。第２の開口部８は第４の開口部１０より前面板１側であり、第３の開口部９は第５の開口部１１より前面板１側である。すなわち、第１の仕切り部材１２は、第２の開口部８を覆うように左側板２に略平行に筺体１７内に設けられている。同様に、第２の仕切り部材１３は、第３の開口部９を覆うように右側板３に略平行に筐体１７内に設けられている。

第１の仕切り部材１２と第２の仕切り部材１３との間には、放熱ユニット１４が配置されている。放熱ユニット１４は、内部に空気を流通させるための空洞部１４Ａを形成する外周部１４Ｂを備えたトンネル形状を呈している。空洞部１４Ａは、角型筒状を呈しており、本実施の形態では、上下２段に形成されている。この空洞部１４Ａは、１段でもいし、３段以上でもよい。放熱ユニット１４の一端側の開口部１４Ｃは後面板４の第１の開口部７に面するように配置されている。放熱ユニット１４の外周面には発熱性素子１５が取り付けられている。発熱性素子１５は、例えば溶接装置に使用する溶接出力をインバータ制御するためのスイッチング素子等として動作する半導体素子等の電子部品である。したがって、溶接装置が動作するときにはスイッチング素子等が駆動され、熱を発する。したがって、発熱性素子１５が発熱源となって筐体１７内が加熱される。発熱性素子１５は、スイッチング素子以外にもパワートランジスタなどが挙げられる。なお、発熱性素子１５は、放熱ユニット１４から離れた位置に設けるようにしても良い。空洞部１４内には、内部の放熱効果を高めるためにヒダ状のヒートシンク１８（図３）が設けられている。

また、放熱ユニット１４の開口部１４Ｃとは反対側の開口部１４Ｄには、筐体１７内の熱せられた空気を筐体１７の外部に排出する送風部としてのファン１６が設けられている。なお、ファン１６は、放熱ユニット１４の開口部１４Ｃに設けても良いし、放熱ユニット１４の両方の開口部１４Ｃ、４Ｄに設けても良いし、放熱ユニット１４の内部に設けるようにしても良い。また、ファン１６は、第２の開口部８と第３の開口部９、あるいは、第４の開口部１０と第５の開口部１１、あるいは、第２の開口部８と第３の開口部９と第４の開口部１０と第５の開口部１１に設けても良い。また、ファン１６は、これら取り付け位置の任意の組み合わせの位置に設けても良い。さらに、ファン１６は、上下の各空洞部１４Ａ毎に設けても良い。すなわち、ファン１６は、筐体１７内の空気が放熱ユニット１４内を通って第１の開口部７から筐体１７の外部に排出可能な位置に設けられれば良い。

次に、上記のように構成された電気機器の冷却に関する動作について、溶接装置の場合を例にして説明する。図示しない電気機器の起動スイッチを押すことにより電気機器が動作を開始し、発熱性素子１５が動作するとともに発熱する。したがって、筐体１７内の冷却のために起動スイッチの押下に伴ってファン１６が駆動する。あるいは、起動スイッチの押下後、筐体１７内が所定の温度に達したときにファン１６が駆動する。

ファン１６が駆動することにより第２の開口部８から筐体１７内に空気が取り込まれ、この取り込まれた空気は第２の開口部８よりも後面板４側にある第４の開口部１０から内部に取り込まれる。この取り込まれた空気は、後面板４側から前面板１側へ流れ、放熱ユニット１４内を通って第１の開口部７から筐体１７の外部に排出される。同様に、ファン１６が駆動することにより第３の開口部９から筐体１７内に空気が取り込まれ、この取り込まれた空気は第３の開口部９よりも後面板４側にある第５の開口部１１から内部に取り込まれる。そして、この取り込まれた空気は、後面板４側から前面板１側へ流れ、放熱ユニット１４内を通って第１の開口部７から筐体１７の外部に排出される。

本実施の形態では、第４の開口部１０の中心位置を第１の仕切り部材１２の中心位置より後面板４側にし、第５の開口部１１の中心位置を第２の仕切り部材１３の中心位置より後面板４側にした。しかし、第４の開口部１０の中心位置を第１の仕切り部材１２の中心位置と同じにし、第５の開口部１１の中心位置を第２の仕切り部材１３の中心位置と同じにしても良い。すなわち、このような場合でも、第２の開口部８を第４の開口部１０より前面板１側に、第３の開口部９を第５の開口部１１より前面板１側に形成すれば、本実施の形態と同様の空気の流れが筺体１７内に発生する。

これにより筐体１７内を冷却することが可能となる。取り込まれた空気は、後面板４側から前面板１側へ、さらに放熱ユニット１４内を後面板４側へ空気が流れる。したがって、放熱ユニット１４だけでなく発熱性素子１５の表面も冷却することができ、また、筐体１７内全体を空気が流れるので筐体１７を効率的に冷却することができる。

また、溶接作業を行っている場合、ファン１６が動作して筐体１７内に空気を取り込むことに併せ、第２の開口部８や第３の開口部９から熱をもったスパッタ等も筐体１７内に取り込まれる可能性もある。しかし、第４の開口部１０は第２の開口部８と重ならない位置に設けているので、仮に第２の開口部８から熱をもったスパッタ等が入ってきたとしても、第１の仕切り部材１２に当たることとなる。同様に、第５の開口部１１は第３の開口部９と重ならない位置に設けているので、仮に第３の開口部９から熱をもったスパッタ等が入ってきたとしても、第２の仕切り部材１３に当たることとなる。これにより、発熱性素子１５を備えた電気機器内部にスパッタ等が入ってくることを抑制することができ、電気機器の安全を保つことができる。

以上のように、本実施の形態の電気機器によれば、筐体１７内の冷却効率を高めると共に、熱を持ったスパッタ等が筐体１７内に入ることを抑制して電気機器の安全性を保つことができる。

なお、上記した電気機器において、放熱ユニット１４は、空洞部１４Ａ毎に、発熱源としての異なる発熱性素子１５を取り付けて効率よく発熱性素子１５が発する熱を排出するようにしても良い。そしてこの場合、前述したように、空洞部毎にファン１６を設けることが望ましい。

また、第２の開口部８を左側板２の高さと略同一の高さの開口部とし、第３の開口部９を右側板３の高さと略同一の高さの開口部とすることにより、開口部の幅が同じ場合、筐体１７内により多くの空気を取り込むことが可能となる。

また、第１の仕切り部材１２は、上面板５と下面板６と前面板１とに接し、後面板４とは接しない構造とすることで、第１の仕切り部材１２と後面板４との間隙を第４の開口部１０としても良い。同様に、第２の仕切り部材１３は、上面板５と下面板６と前面板１とに接し、後面板４とは接しない構造とすることで、第２の仕切り部材１３と後面板４との間隙を第５の開口部１１としても良い。

さらに、本実施の形態では、第2の開口部８を第４の開口部１０より前面板１側に、第３の開口部９を第５の開口部１１より前面板１側に、それぞれ設けた。しかし、第４の開口部１０を第2の開口部８より前面板１側に、第５の開口部１１を第３の開口部９より前面板１側に、それぞれ設けても、第１の仕切り部材１２が第２の開口部８を、第２の仕切り部材１３が第３の開口部９を、それぞれ覆っている。したがって、筐体１７内の冷却効率を高めると共に、熱を持ったスパッタ等が筐体１７内に入ることを抑制して電気機器の安全性を保つことができる。この場合、発熱性素子１５を筺体１７内の空気の流れの中に配置すれば、発熱性素子１５が発する熱を効率よく排出できる。

図４は本実施の形態の電気機器の他の例を示す部分透過斜視図である。図４に示す電気機器は、例えば上面板５により上下２つの領域に分割されている。上面板５の上側の領域は完全な防塵領域２０である。上面板５を含む上面板５から下側の領域は、上記で説明した筐体１７の構造を有する冷却領域２１である。このように、防塵領域２０と冷却領域２１とを有する構造として電気機器を構成しても良い。

本発明は、内部の安全性を向上することができるので、溶接機分野等、冷却ファンにより冷却を行う機器、特に飛散物が存在する作業環境で使用する電気機器として有用である。

１ 前面板
２ 左側板
３ 右側板
４ 後面板
５ 上面板
６ 下面板
７ 第１の開口部
８ 第２の開口部
９ 第３の開口部
１０ 第４の開口部
１１ 第５の開口部
１２ 第１の仕切り部材
１３ 第２の仕切り部材
１４ 放熱ユニット
１４Ａ 空洞部
１４Ｂ 外周部
１４Ｃ，１４Ｄ 開口部
１５ 発熱性素子
１６ ファン
１７ 筐体
２０ 防塵領域
２１ 冷却領域

Claims (9)

1. 前面板と左側面板と右側面板と後面板と上面板と下面板とを有する筐体と、
   前記前面板と前記左側面板と前記右側面板と前記後面板と前記上面板と前記下面板のうちのいずれかの面板に設けられ前記筐体内の空気を前記筐体外に排出するための排出用開口部と、
   前記排出用開口部が設けられていない面板のうちの少なくともひとつの面板に設けられ前記筐体外から前記筐体内に前記空気を取り込むための取り込み用開口部と、
   前記取り込み用開口部が設けられた面板との間に空気経路を形成するように前記筐体内に設けられ、前記取り込み用開口部と重ならない位置に前記空気を取り込むための他の取り込み用開口部を有する仕切り部材と、
   前記空気を流通させるための空洞部を形成する外周部を有し、前記空洞部の一端側の開口部が前記排出用開口部に面するように、前記仕切り部材と前記排出用開口部が形成された面板との間に配置された放熱ユニットと、
   前記筐体内に配置された発熱性素子と、
   前記筐体内の熱せられた前記空気を前記筐体外に排出する送風部とを備え、
   前記排出用開口部が、前記後面板に設けられた第１の開口部からなり、
   前記取り込み用開口部が、前記左側板に設けられた第２の開口部と前記右側板に設けられた第３の開口部からなり、
   前記仕切り部材が、前記左側板との間に前記空気経路を形成するように前記筐体内に設けられた第１の仕切り部材と、前記右側板との間に前記空気経路を形成するように前記筐体内に設けられた第２の仕切り部材とからなり、
   他の前記取り込み用開口部が、前記第１の仕切り部材の前記第２の開口部と重ならない位置に設けられた第４の開口部と、前記第２の仕切り部材の前記第３の開口部と重ならない位置に設けられた第５の開口部とからなり、
   前記放熱ユニットが、前記空洞部の一端側の開口部が前記後面板の前記第１の開口部に面するように、前記第１の仕切り部材と前記第２の仕切り部材との間に配置された電気機器。
2. 前記第４の開口部は前記第２の開口部より前記後面板側に設けた請求項１記載の電気機器。
3. 前記第５の開口部は前記第３の開口部より前記後面板側に設けた請求項１記載の電気機器。
4. 前記第１の仕切り部材は、前記左側板に平行であり前記上面板と前記下面板と前記前面板と前記後面板とに接し、前記第４の開口部の中心位置は前記第１の仕切り部材の中心位置と同じ、あるいは、前記第１の仕切り部材の中心位置より前記後面板側であり、
   前記第２の仕切り部材は、前記右側板に平行であり前記上面板と前記下面板と前記前面板と前記後面板に接し、前記第５の開口部の中心位置は前記第２の仕切り部材の中心位置と同じ、あるいは、前記第２の仕切り部材の中心位置より前記後面板側であり、
   前記第２の開口部は前記第４の開口部より前記前面板側に設けられ、前記第３の開口部は前記第５の開口部より前記前面板側に設けられた請求項１記載の電気機器。
5. 前記第２の開口部の高さは前記左側板の高さと同一であり、前記第３の開口部の高さは前記右側板の高さと同一の高さである請求項１記載の電気機器。
6. 前記第１の仕切り部材は、前記左側板に平行であり前記上面板と前記下面板と前記前面板とに接し、前記第４の開口部は、前記第１の仕切り部材と前記後面板との間に形成され、前記第２の仕切り部材は、前記右側板に平行であり前記上面板と前記下面板と前記前面板とに接し、前記第５の開口部は、前記第２の仕切り部材と前記後面板との間に形成された請求項１記載の電気機器。
7. 前記放熱ユニットの外周面に発熱性素子が設けられた請求項１記載の電気機器。
8. 前記放熱ユニットは複数の前記空洞部を有する請求項１記載の電気機器。
9. 前記放熱ユニットの前記空洞部の両端の少なくとも一方の開口部に送風部が設けられた請求項１記載の電気機器。

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