(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
この筐体の後部に配置されて前記筐体の両端部面方向に長手状に延び、長手方向両端部が風の出口になっている風路と、
この風路の後部面の長手方向中間部に設けられて風を送り込む第１のファンと、
前記風路の前部面に設けられ、前記第１のファン側に複数のフィンが形成され、第１の電気部品が背面に配置され、前記第１のファンからの風が直角方向に当たるヒートシンクと、
前記風路よりも筐体の前部面側で前記筐体内に設けられた上部仕切り板に取り付けられて、前記筐体の内部空間内に設けられた第２の電気部品を冷却する第２のファンとを備え、
前記筐体の底部面に前記第２のファンから送り出された風の出口である通風孔が形成され、
前記風路が、前記筐体の後部面と、前記両端部面と、前記底部面と、前記上部仕切り板と、前記後部面に対向する位置に設けられた垂直壁とで囲まれて形成され、
前記ヒートシンクが前記垂直壁に設けられて、この垂直壁に形成された開口部を通して前記第１の電気部品が前記ヒートシンクの背面に配置され、
前記内部空間が、前記筐体の前記前部面と、前記両端部面と、前記底部面と、前記垂直壁と、前記上部仕切り板とで囲まれて形成され、
前記第１の電気部品及び前記第２の電気部品が前記内部空間に設けられ、
前記第１の電気部品が電子部品であり、前記第２の電気部品がリアクトル又はトランスであることを特徴とする溶接電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ファンを設けた溶接電源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２を参照して、溶接電源の一般的な回路構成を説明する。同図において、３相交流電源である商用電源１から供給された電力が一次側整流器２によって整流され、この整流された直流電力が平滑コンデンサ４によって平滑される。半導体素子からなるインバータ回路５によって平滑された電力が高周波の電力に変換される。制御回路６は電流検出器１０によって溶接電流を検出して、出力電流値が予め定めた電流設定値になるようにインバータ回路５を制御する。高周波電力がトランス７によって昇圧又は降圧されて、二次側整流器８によって整流される。この整流された直流電力の高周波成分が二次側リアクトル９によってカットされて平滑され、出力端子１１に接続された図示を省略した溶接トーチ及び被加工物との間に電力が供給される。
【０００３】
従来の溶接電源は、内部に設けられた電子部品やトランス等の発熱部品を冷却するためのファンは、通常、溶接電源の後部面で、地面に近い位置に設けられ、後部面にファンとほぼ同じ大きさの開口部を開けている。そして、工場等の地面に鉄粉が堆積したり、空中に鉄粉が浮遊したりする環境に溶接電源は置かれるために、ファン用の開口部から鉄粉を吸い込みやすい。また、屋外で溶接電源を使用するときは、ファン用の開口部から雨が入り込みやすい。この結果、ファンによって吸い込まれた鉄粉や水分が電気部品に不具合を及ぼすという問題があった。
【０００４】
一方、鉄粉や水分を吸い込みやすいことを改善するために、ファンが上部面に設けられた溶接電源が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。この溶接電源は、ファンが地面から離れた場所に設けられているために、外部から鉄粉や水分を吸い込み難いが、ファンによる空気の流れが上部から下部方向となるために、電気部品が取り付けられたヒートシンクやトランス等の電気部品を縦方向に積み上げていく構造となり、電気部品の配置に裕度が少ない。また、ヒートシンクは鉄粉が堆積しやすいために、定期的にエアーブローガンをヒートシンクに向けて、エアーを吹き付けることによってこの鉄粉を除去する必要がある。このとき、ヒートシンクの上下に部品が配置されているために、ヒートシンクの掃除が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０５７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の溶接電源は、ファンが溶接電源の後部面で地面に近い位置に設けられている場合は、ファン用の開口部から鉄粉や水分を吸い込み、電気部品に不具合を及ぼすという問題があった。一方、ファンが溶接電源内の上部面に設けられた場合は、ヒートシンクやトランス等の部品を縦方向に積み上げていく構造となるために、部品の配置に裕度が少ない。また、ヒートシンクの掃除が困難であった。
【０００７】
本発明は、ファンによって吸い込まれた鉄粉や水分による電気部品への不具合を低減し、電気部品が取り付けられたヒートシンクを容易に掃除することができる溶接電源を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
この筐体の後部に配置されて前記筐体の両端部面方向に長手状に延び、長手方向両端部が風の出口になっている風路と、
この風路の後部面の長手方向中間部に設けられて風を送り込む第１のファンと、
前記風路の前部面に設けられ、前記第１のファン側に複数のフィンが形成され、第１の電気部品が背面に配置され、前記第１のファンからの風が直角方向に当たるヒートシンクと、
前記風路よりも筐体の前部面側で前記筐体内に設けられた上部仕切り板に取り付けられて、前記筐体の内部空間内に設けられた第２の電気部品を冷却する第２のファンとを備え、
前記筐体の底部面に前記第２のファンから送り出された風の出口である通風孔が形成され、
前記風路が、前記筐体の後部面と、前記両端部面と、前記底部面と、前記上部仕切り板と、前記後部面に対向する位置に設けられた垂直壁とで囲まれて形成され、
前記ヒートシンクが前記垂直壁に設けられて、この垂直壁に形成された開口部を通して前記第１の電気部品が前記ヒートシンクの背面に配置され、
前記内部空間が、前記筐体の前記前部面と、前記両端部面と、前記底部面と、前記垂直壁と、前記上部仕切り板とで囲まれて形成され、
前記第１の電気部品及び前記第２の電気部品が前記内部空間に設けられ、
前記第１の電気部品が電子部品であり、前記第２の電気部品がリアクトル又はトランスであることを特徴とする溶接電源である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の溶接電源は、第１のファンによって吸い込まれる鉄粉や水分による第１の電気部品及び第２の電気部品への不具合を無くし、また、第２のファンによって吸い込まれる鉄粉や水分の量を低減し、かつ、第１の電気部品が取り付けられたヒートシンクの掃除を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の溶接電源の内部の構成を示す図である。
【図２】溶接電源の一般的な回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は本発明の溶接電源の内部の構成を示す図であり、同図（Ａ）は溶接電源を側面から見た図であり、同図（Ｂ）はＣ−Ｃ矢視図である。同図において、溶接電源１９の筐体２０は、前部面２０ａ、後部面２０ｂ、両端部面２０ｃ、２０ｄ、上部面２０ｅ及び底部面２０ｆから成り、それぞれがフレームに取り付けられている。後部面２０ｂに第１のファン２１が設けられ、後部面２０ｂに対向する垂直壁２２が、溶接電源１９の内部の後部で、底部面２０ｆに対して垂直に配置されている。この垂直壁２２の第１のファン２１側（Ｙ２方向）には、金属製のヒートシンク２３の基部２３ａが固定されていて、このヒートシンクの基部２３ａの第１のファン２１側（Ｙ２方向）に複数のフィン２３ｂが形成され、表面積を大きくすることによって放熱効果が高められている。このフィン２３ｂの短手方向は第１のファン２１に向かう方向（Ｙ２方向）であり、フィン２３ｂの長手方向（Ｘ１−Ｘ２方向）は筐体２０の両端部面２０ｃ−２０ｄ方向である。これらのフィン２３ｂは上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に並んでいて、第１のファン２１からの風がヒートシンク２３に対して直角方向に当たるように送り込まれる。
【００１５】
筐体２０の内部の上部には、上部仕切り板２４が設けられている。筐体の後部面２０ｂの一部と両端部面２０ｃ、２０ｄの一部とヒートシンク２０Ｃと垂直壁２２と上部仕切り板２４の一部と底部面２０ｆの一部とで囲まれて、横断面矩形状の風路２５が形成されている。この風路２５の両端部が位置する筐体の両端部面２０ｃ、２０ｄには、第１のファン２１から送り出された風が吹き出る通風孔（図示を省略）がそれぞれ形成されていて、この風路２５は筐体２０の後部において両端部面２０ｃ−２０ｄ方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に長手状に延びている。第１のファン２１は風路２５のほぼ中間部に配置されている。両端部面２０ｃ、２０ｄは、筐体２０から着脱可能である。垂直壁２２には、ヒートシンク２３の背面（Ｙ１方向）よりも小さい開口部が形成されていて、この開口部を貫通して一次側整流器、トランジスタ、二次側整流器である第１の電気部品２６は、ヒートシンク２３の背面にネジ等によって直接取り付けられている。これによって第１の電気部品２６の熱がヒートシンク２３へ速やかに伝わる。開口部はヒートシンクの基部２３ａの背面によって塞がれている。平滑コンデンサ４が上部仕切り板２４の上に配置されている。
【００１６】
筐体２０内の風路２５よりも前部面２０ａ側（Ｙ１方向）で、筐体２０の上部仕切り板２４に第２のファン２７が取り付けられている。筐体の両端部面２０ｃ、２０ｄの上部には、第２のファン２７によって外部から吸気されるための吸気孔２８が形成されている。吸気孔２８は複数の小さい鎧窓から成り、地面から高い位置に配置されている。また筐体の底部面２０ｆには、第２のファン２７から送り出された風が吹き出る複数の通風孔２９が形成されている。トランス、二次側リアクタである第２の電気部品３０が筐体の底部面２０ｆに取り付けられていて、第２のファン２７によってこれらの第２の電気部品３０が冷却される。底部面２０ｆの下面には、ブラケットを介して複数の車輪３１が軸支されていて、溶接電源１９は、これらの車輪３１によって移動可能である。制御回路６が筐体の上部に配置されている。筐体の前部面２０ａ、後部面２０ｂ、両端部面２０ｃ、２０ｄ及び底部面２０ｆと、垂直壁２２と上部仕切り板２４とは例えば金属製である。
【００１７】
第２のファン２７によって外気が吸い込まれる吸気２８にフィルタを取り付けて防塵効果を高めても良い。また、この吸気孔２８にシャッターを付けて、溶接電源を使用しないときはシャッターを閉じて鉄粉や水分が入らないようし、溶接電源を使用するときにはシャッターを開くようにしてもよい。
【００１８】
以下、動作を説明する。本発明の溶接電源１９は、工場等の地面に鉄粉が堆積したり、空中に鉄粉が浮遊したりしている環境で使用される。溶接電源１９が動作中、第１の電気部品２６及び第２の電気部品３０は発熱して温度が上昇する。第１の電気部品２６の熱は内部空間３３の空気中に伝わると共に、ヒートシンク２３に直接伝わる。このとき、ヒートシンク２３が金属で形成されているために空気よりも熱伝導率が大きく、第１の電気部品２６の熱はヒートシンク２３に効率良く伝わる。ヒートシンク２３に伝わった熱は複数のフィン２３ｂによって風路２５の空気中に効率よく放熱される。また、ヒートシンク２３に伝わった熱は垂直壁２２と筐体の両端部面２０ｃ、２０ｄ及び底部面２０ｆとにも伝わり、この熱は内部空間３３や外部の空気中に放熱される。一方、第２の電気部品３０は、コイル部分が発熱して、この熱が内部空間３３の空気中に伝わる。
【００１９】
第１のファン２１が動作すると、筐体の後部面２０ｂに形成された開口部の周辺の外部の空気が第１のファン２１によって風路２５内に取り込まれ、その風がヒートシンク２３に対して直角方向に直接当たり、フィン２３ｂに沿って長手方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へ二手に分かれて流れる。そして、この風が風路２５の両端部の通風孔から外部へ吹き出される。風路２５内において、第１のファン２１から風路２５の両端部の通風孔までの距離は風路２５全体の長さの半分程度となるために、風が速やかに外部に排出される。このとき、フィン２３ｂの表面から熱が奪われるためにヒートシンク２３は効率良く冷却され、このヒートシンク２３を介して第１の電気部品２６も効率よく冷却される。
【００２０】
風路２５は、筐体の後部面２０ｂの一部と両端部面２０ｃ、２０ｄの一部と底部面２０ｆの一部と垂直壁２２と上部仕切り板２４の一部とで囲まれているので、ヒートシンク２３に送り込まれた空気は第１の電気部品２６が取り付けられた内部空間３３内に送り込まれることがなく、第１の電気部品２６及び第２の電気部品３０に直接当たることがない。そのために、第１のファン２１から鉄粉や水分を含んだ空気が送り込まれても第１の電気部品２６及び第２の電気部品３０に不具合もたらすことがない。従って、ヒートシンク２３を冷却する第１のファン２１については、防塵や防滴を考慮する必要はなく、筐体の後部面２０ｂに第１のファン２１とほぼ同じ大きさの開口部を形成して、第１のファン２１を地面に近い位置に配置することができる。ヒートシンク２３に伝わった熱は垂直壁２２、筐体の両端部面２０ｃ、２０ｄ及び底部面２０ｆにも伝わることによって、この熱は内部空間３３や外部の空気中に放熱される。
【００２１】
次に第２のファン２７が動作すると、筐体の両端部面２０ｃ、２０ｄの上部に形成された吸気孔２８の周辺の外部の空気が第２のファン２７によって内部空間３３に取り込まれ、その風が第２の電気部品３０に直接当たり、この風が底部面２０ｆに形成された通風孔２９から吹き出される。このとき、第２の電気部品３０のコイル部分に風が直接当たるので、コイル部分から効率的に熱が奪われる。
【００２２】
第２のファン２７の風の吸い込み口が筐体の両端部面２０ｃ、２０ｄの上部に開けられた複数の小さい鎧窓からなる吸気孔２８であることから、これらの吸気孔２８が地面から離れた位置にあり、また吸気孔２８は多くの小さな鎧窓で構成されているために吸気孔２８での風圧が小さくなるので、鉄粉や水分の少ない綺麗な空気を内部空間３３へ取り込むことができる。従って、第２の電気部品３０の端子に鉄粉や水分が付着することがない。また、第２のファン２７からの風の向きが上から下方向のために、仮に鉄粉や水分が内部空間３３に侵入したとしても底部面２０ｆに形成された複数の通風孔２９から容易に外部に排出される。
【００２３】
溶接電源１９の第１のファン２１の動作時には、鉄粉が空気と共に入り込むために、比較的長時間使用された後は、ヒートシンクのフィン２３ｂの隙間に鉄粉が入り込んで堆積する。この状態ではヒートシンク２３の放熱効果が低減されるために、定期的にエアーブローガンを使用してヒートシンク２３を掃除する必要がある。この作業において、筐体の両端部面２０ｃ、２０ｄをフレームに取り付けたネジを外して両端部面２０ｃ、２０ｄを開けるだけで、ヒートシンク２３の両端部が露出される。そして、風路２５の一方の出口からエアーブローガンのエアー噴出口を風路２５の内部に向けて、圧縮空気を噴射する。この圧縮空気は風路２５の長手方向（Ｘ１又はＸ２方向）に沿う噴流となって、フィン２３ｂに堆積した鉄粉を他方の出口に向けて勢いよく吹き飛ばす。このように、簡単にヒートシンク２３を清掃することができる。
【００２４】
また、エアーブローガンから噴射された圧縮空気の噴射方向は、風路２５の長手方向（Ｘ１又はＸ２方向）に沿った向であり、第１のファン２１の送風方向（Ｙ１方向）に対して交差した方向となる。このために、エアーブーガンからの圧縮空気は、第１のファン２１の羽根に対して風圧を直接作用させにくい噴流となる。そのため、エアーブローガンを用いた除塵作業時、圧縮空気の強い噴流によって第１のファン２１が高速に逆転させられることがなく、この第１のファン２１の羽根や回転軸受けが破損されるおそれはない。
【００２５】
この結果、本発明の溶接電源は、第１のファン２１によって吸い込まれる鉄粉や水分による第１の電気部品２６及び第２の電気部品３０への不具合を無くし、また、第２のファン２７によって吸い込まれる鉄粉や水分の量を低減し、かつ、第１の電気部品２６が取り付けられたヒートシンク２３の掃除を容易に行うことができる。
【００２６】
また、本発明の溶接電源１９は、従来技術の溶接電源のようにヒートシンク２３に取り付けられた第１の電気部品２６と第２の電気部品３０とを仕切り部材で仕切っていない。即ち、第１の電気部品２６と第２の電気部品３０とが同じ内部空間３３に配置されている。そのために、第１の電気部品２６と第２の電気部品３０との距離を短く配置することができるので、これらを接続するパワーケーブルの長さを短くすることができ、ケーブルの損失が小さくなることから溶接電源の効率が良くなる。また、パワーケーブルの線長が短くなることからコストダウンになる。
【００２７】
なお、上述した風路２５は、筐体の後部面２０ｂの一部、両端部面２０ｃ、２０ｄの一部、底部面２０ｆの一部と、垂直壁２２と上部仕切り板２４の一部とで囲まれ、ヒートシンク２３が、垂直壁２２の第１のファン２１側（Ｙ２方向）に設けられて、垂直壁２２に開口部が形成されて、この開口部を通して第１の電気部品２６がヒートシンク２３の背面に配置されていた。この代わりに、ヒートシンク２３を筐体の上部仕切り板２４及び筐体の両端部面２０ｃ、２０ｄまで延びた大きさになるように形成することによって、垂直壁２２を省略しても良い。これによって風路は、筐体の後部面２０ｂ、両端部面２０ｃ、２０ｄの一部及び底部面２０ｆの一部と、ヒートシンク２３と上部仕切り板２４の一部とで囲まれて形成される。この場合、ヒートシンク２３を、筐体の上部仕切り板２４に直接取り付けることができるので、放熱効果をさらに高めることが出来る。ヒートシンク２３の周囲に例えばスポンジゴムなどの防塵材料を取り付けても良い。
【００２８】
また、ヒートシンク２３の周囲と上部仕切り板２４又は筐体の両端部面２０ｃ、２０ｄとの間に空間がある場合、上述した垂直壁２２を設ける代わりに、これらの空間のみを塞ぐような仕切り板をヒートシンク２３の周囲の周囲に設けても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１            商用電源
２            一次側整流器
４            平滑コンデンサ
５            インバータ回路
６            制御回路
７            トランス
８            二次側整流器
９            二次側リアクトル
１０            電流検出器
１１            出力端子
１９            溶接電源
２０            筐体
２０ａ            前部面
２０ｂ            後部面
２０ｃ、２０ｄ        両端部面
２０ｅ            上部面
２０ｆ            底部面
２１            第１のファン
２２            垂直壁
２３            ヒートシンク
２３ａ            基部
２３ｂ            フィン
２４            上部仕切り板
２５            風路
２６            第１の電気部品
２７            第２のファン
２８            吸気孔
２９            通風孔
３０            第２の電気部品
３１            車輪
３３            内部空間
【図１】
0005641645.tif 000002
【図２】
0005641645.tif 000003