(57)【要約】【課題】冷却効率の向上を図りつつ、収納本体内部に塵埃物が侵入することによる回路機器の故障を防止することができる電力変換装置を提供すること。【解決手段】内部にパワーモジュール１４を主として収納する収納本体１０と、収納本体１０とともに装置本体１を形成し、かつ内部に搭載された冷却ファン２２が駆動することにより、外部の空気を内部に導入して内部に装着された冷却フィン２１ｂ間を通過させてから外部に送出することでパワーモジュール１４を放熱させるヒートシンクを構成するフレーム体２０とを備えた電力変換装置において、装置本体１は、収納本体１０の内部とフレーム体２０の内部とが連通孔２０ｃにより連通しており、かつ収納本体１０に形成された開口１２，１３を覆うよう配設されたフィルタ部材３０，４０を備えたものである。【選択図】図１
2015023655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に回路機器を主として収納する収納本体と、
前記収納本体とともに装置本体を形成し、かつ内部に搭載された冷却ファンが駆動することにより、外部の空気を内部に導入して内部に装着された冷却フィン間を通過させてから外部に送出することで前記回路機器を放熱させるヒートシンクを構成するフレーム体と
を備えた電力変換装置において、
前記装置本体は、前記収納本体の内部と前記フレーム体の内部とが連通しており、かつ前記収納本体に形成された開口を覆うよう配設されたフィルタ部材を備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記フィルタ部材は、前記開口の近傍に配設されたフィルタ支持部材により前記装置本体に着脱可能に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば昇降機や空調機等の制御において電力変換装置が用いられており、この種の電力変換装置は、主要部品である回路機器等のパワーモジュールが収納本体に収納されるとともに、このパワーモジュールを冷却するためのヒートシンクが設けられている。ヒートシンクは、収納本体とともに装置本体を形成するフレーム体を備えて構成されている。フレーム体は、ダイカストで製作されており、内部に冷却ファン及び冷却フィンが装着されている。このようなフレーム体は、冷却ファンが駆動することにより、外部の空気を内部に導入して冷却フィン間を通過させ、その後に外部に送出することでパワーモジュールを放熱させている。一方、収納本体には、複数の開口が形成されており、収納本体内部で発生した熱の一部を該開口より外部に放出するようにしている。
【０００３】
ところが、上記電力変換装置では、収納本体内部で発生した熱の一部を収納本体に形成された開口を通じて放出するようにしているが、かかる放出は空気の自然対流によって行われており、高負荷時には十分に熱を放出することができない虞れがあった。
【０００４】
そこで、熱の放出を増大させて冷却効率の向上を図るべく、収納本体の内部とフレーム体の内部とを連通させるようにし、フレーム体の内部に設けた冷却ファンの駆動により収納本体内部の熱を強制的に外部に放出するようにした電力変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６２−１２０３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述した電力変換装置においては、収納本体の内部とフレーム体の内部とを連通させるようにし、フレーム体の内部に設けた冷却ファンの駆動により収納本体内部の熱を強制的に外部に放出するようにしていたので、収納本体の開口より内部に外気を吸い込むこととなり、粉塵等の塵埃物が該開口より侵入してしまう虞れがあった。このような塵埃物の侵入は、パワーモジュール等の回路機器の故障等を招来することになり好ましいものではない。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、冷却効率の向上を図りつつ、収納本体内部に塵埃物が侵入することによる回路機器の故障を防止することができる電力変換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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る電力変換装置は、内部に回路機器を主として収納する収納本体と、前記収納本体とともに装置本体を形成し、かつ内部に搭載された冷却ファンが駆動することにより、外部の空気を内部に導入して内部に装着された冷却フィン間を通過させてから外部に送出することで前記回路機器を放熱させるヒートシンクを構成するフレーム体とを備えた電力変換装置において、前記装置本体は、前記収納本体の内部と前記フレーム体の内部とが連通しており、かつ前記収納本体に形成された開口を覆うよう配設されたフィルタ部材を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記電力変換装置において、前記フィルタ部材は、前記開口の近傍に配設されたフィルタ支持部材により前記装置本体に着脱可能に配設されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装置本体は、収納本体の内部とフレーム体の内部とが連通しているので、冷却ファンの駆動により、収納本体の内部に強制的に外部空気を侵入させることができ、収納本体の内部の機器等を冷却することができる。また、フィルタ部材が収納本体に形成された開口を覆うよう配設しているので、粉塵等の塵埃物が開口から侵入することを防止できる。よって、冷却ファンの駆動により収納本体の内部に強制的に外部空気を侵入させるので、収納本体に収納された機器等の冷却効率の向上を図ることができ、しかも粉塵等の塵埃物が開口から侵入することを防止できるので、回路機器の故障等を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である電力変換装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態である電力変換装置の内部構造を模式的に示す模式図である。
【図３】図３は、図１に示した電力変換装置の一部を分解して示す斜視図である。
【図４】図４は、冷却ファンが駆動した場合の空気の流れを模式的に説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る電力変換装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態である電力変換装置を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態である電力変換装置の内部構造を模式的に示す模式図であり、図３は、図１に示した電力変換装置の一部を分解して示す斜視図である。ここで例示する電力変換装置は、装置本体１を備えている。
【００１４】
装置本体１は、収納本体１０とフレーム体２０とを備えて構成してある。収納本体１０は、後面が開口した直方状の形態をなしており、フレーム体２０の前方域を覆う態様で該フレーム体２０に連結されている。かかる収納本体１０は、フレーム体２０との間に様々な制御機器を収納するための収納空間１１を画成している。また、収納本体１０には、上面開口１２及び側面開口１３が形成されている。上面開口１２は、収納本体１０の上面に複数形成されている。側面開口１３は、収納本体１０の左右それぞれの側面の下方に複数形成されている。
【００１５】
フレーム体２０は、上面及び下面が開口した直方状を成すものであり、例えばダイカストにより構成してある。このフレーム体２０には、フィンユニット２１、冷却ファン２２、コンデンサ２３が配設してある。
【００１６】
フィンユニット２１は、ベース部２１ａの後面に上下方向に沿って延在する複数の冷却フィン２１ｂが左右方向に並設されることで構成したものである。このフィンユニット２１のベース部２１ａは、フレーム体２０の前面２０ａの上方開口２０ｂを貫通するパワーモジュール１４に熱的に接続してある。
【００１７】
パワーモジュール１４は、収納本体１０に配設された基板１５の後面に実装されており、入力を順変換するコンバータ部とこのコンバータ部の出力を逆変換するインバータ部とを含む回路部を備えるものである。かかるパワーモジュール１４は公知のものである。
【００１８】
冷却ファン２２は、フレーム体２０の上面の開口を閉塞する態様で配設されている。この冷却ファン２２は、駆動することによりフレーム体２０の下方、あるいはフレーム体２０の側面に形成されたフレーム開口２４を通じて外部の空気をフレーム体２０の内部に導入し、冷却フィン２１ｂ間に空気を通過させて外部に送出する送風手段である。このように冷却フィン２１ｂ間に空気が通過することで、フィンユニット２１にて熱交換が積極的に行われることとなり、フレーム体２０はパワーモジュール１４等の機器のヒートシンクを構成している。
【００１９】
コンデンサ２３は、複数設けてあり、それぞれが図示せぬブスバー（導体）を介してパワーモジュール１４に電気的に接続されることで、それぞれがコンバータ部の出力を平滑化するものである。
【００２０】
このような装置本体１においては、上記構成の他、連通孔２０ｃ、第１フィルタ部材３０及び第２フィルタ部材４０を備えて構成してある。連通孔２０ｃは、フレーム体２０の前面２０ａの上部側に複数形成してある。この連通孔２０ｃは、フレーム体２０の内部と収納本体１０との内部（収納空間１１）とを連通させるためのものである。これにより、フレーム体２０の内部と収納空間１１とは、連通孔２０ｃを通じて連通することとなる。
【００２１】
第１フィルタ部材３０は、例えばへパフィルタ等のフィルタを備えた板状構造体であり、その前端部には把手３０ａが設けてある。このような第１フィルタ部材３０は、第１フィルタ支持部材３１に支持されることで上面開口１２を覆う態様で配設してある。
【００２２】
より詳細に説明すると、第１フィルタ支持部材３１は、左支持部材３１１と右支持部材３１２とが左右一対となる態様で配設されることにより構成されるものである。左支持部材３１１は、収納本体１０の上面の左端部より上方に延在する左上延部３１１ａと、この左上延部３１１ａの延在端部より右方に延在する左右延部３１１ｂとにより構成されており、左右延部３１１ｂと収納本体１０の上面との間には第１フィルタ部材３０の進入を許容する大きさの間隙が形成してある。右支持部材３１２は、収納本体１０の上面の右端部より上方に延在する右上延部３１２ａと、この右上延部３１２ａの延在端部より左方に延在する右左延部３１２ｂとにより構成されており、右左延部３１２ｂと収納本体１０の上面との間には第１フィルタ部材３０の進入を許容する大きさの間隙が形成してある。
【００２３】
そして、図３に示すように、左支持部材３１１と収納本体１０の上面との間、並びに右支持部材３１２と収納本体１０の上面との間に前方より第１フィルタ部材３０が進入することで、第１フィルタ部材３０は、第１フィルタ支持部材３１に支持されて上面開口１２を覆う態様で配設される。尚、図１中の符号５０は、ストッパ部材である。
【００２４】
また、第１フィルタ支持部材３１は、支持する第１フィルタ部材３０が前方に向けて移動することを許容するので、これにより、第１フィルタ部材３０は、装置本体１（収納本体１０）に着脱可能に配設されている。
【００２５】
第２フィルタ部材４０は、例えばへパフィルタ等のフィルタを備えた板状構造体であり、その前端部には把手４０ａが設けてある。このような第２フィルタ部材４０は、第２フィルタ支持部材４１に支持されることで側面開口１３を覆う態様で配設してある。
【００２６】
より詳細に説明すると、第２フィルタ支持部材４１は、上支持部材４１１と下支持部材４１２とが上下一対となる態様で配設されることにより構成されるものである。上支持部材４１１は、収納本体１０の右側面における側面開口１３の上部域より右方に延在する上右延部４１１ａと、この上右延部４１１ａの延在端部より下方に延在する上下延部４１１ｂとにより構成されており、上下延部４１１ｂと収納本体１０の右側面との間には第２フィルタ部材４０の進入を許容する大きさの間隙が形成してある。下支持部材４１２は、収納本体１０の右側面の下端部より右方に延在する下右延部４１２ａと、この下右延部４１２ａの延在端部より上方に延在する下上延部４１２ｂとにより構成されており、下上延部４１２ｂと収納本体１０の右側面との間には第２フィルタ部材４０の進入を許容する大きさの間隙が形成してある。
【００２７】
そして、図３に示すように、上支持部材４１１と収納本体１０の右側面との間、並びに下支持部材４１２と収納本体１０の右側面との間に前方より第２フィルタ部材４０が進入することで、第２フィルタ部材４０は、第２フィルタ支持部材４１に支持されて側面開口１３を覆う態様で配設される。
【００２８】
また、第２フィルタ支持部材４１は、支持する第２フィルタ部材４０が前方に向けて移動することを許容するので、これにより、第２フィルタ部材４０は、装置本体１（収納本体１０）に着脱可能に配設されている。尚、図には明示していないが、右側面と同様に、左側面にも第２フィルタ部材（４０）が第２フィルタ支持部材（４１）に支持されることで左側面の側面開口（１３）を覆う態様で配設してある。
【００２９】
このような構成を有する電力変換装置においては、連通孔２０ｃを通じてフレーム体２０の内部と収納空間１１とが連通しているので、冷却ファン２２の駆動により、図４に示すように、上面開口１２及び側面開口１３からも外部空気が侵入し、侵入した空気が連通孔２０ｃを通じてフレーム体２０の内部に至ってその後に外部に放出されることとなる。この場合に、上面開口１２を覆う態様で第１フィルタ部材３０を配設し、かつ側面開口１３を覆う態様で第２フィルタ部材４０を配設しているので、粉塵等の塵埃物が上面開口１２及び側面開口１３から侵入することを防止できる。
【００３０】
よって、本実施の形態である電力変換装置によれば、冷却ファン２２の駆動により収納空間１１の内部に強制的に外部空気を侵入させるので、収納空間１１の機器等を冷却することで冷却効率の向上を図ることができ、しかも粉塵等の塵埃物が上面開口１２及び側面開口１３から侵入することを防止できるので、パワーモジュール１４等の回路機器の故障等を防止することができる。
【００３１】
また、本実施の形態である電力変換装置によれば、第１フィルタ部材３０が第１フィルタ支持部材３１により装置本体１に対し着脱可能に配設されるとともに、第２フィルタ部材４０が第２フィルタ支持部材４１により装置本体１に対し着脱可能に配設されているので、各フィルタ部材３０，４０の汚れが目立つ場合には、新しいフィルタ部材に交換することができ、これにより、塵埃物のフィルタリング性能を良好なものとすることができる。
【００３２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
【００３３】
上述した実施の形態では、収納本体１０の上面開口１２及び側面開口１３をフィルタ部材で覆う場合について説明したが、本発明においては、収納本体の開口が設けられる個所は特に限定されるものではなく、またフィルタ部材の支持の仕方は、その都度最適なもので決定すればよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  装置本体
１０  収納本体
１１  収納空間
１２  上面開口
１３  側面開口
１４  パワーモジュール
１５  基板
２０  フレーム体
２０ｃ  連通孔
２１  フィンユニット
２１ａ  ベース部
２１ｂ  冷却フィン
２２  冷却ファン
２３  コンデンサ
３０  第１フィルタ部材
３１  第１フィルタ支持部材
４０  第２フィルタ部材
４１  第２フィルタ支持部材
【図１】
2015023655.tif 000003
【図２】
2015023655.tif 000004
【図３】
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【図４】
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