(57)【要約】【課題】大電流が流れるスイッチング素子の発熱を効率的に冷却することができる制御盤を得ること。【解決手段】縦断面がコ字形で前面隔壁２５Ｄと上下端のガイド部２５Ｃを有し、制御盤筐体側板２１に取付けられるユニットガイド２５と、前方部に前方開口２６Ｆを有し、ユニットガイド２５内を副換気区画１０４とヒートシンク８、９が収納される主換気区画１０３とに仕切る側方仕切板２６と、前面隔壁２５Ｄと重なる前面板２７Ｃとガイド部２５Ｃと係合する上下のレール部２７Ｂを有し、放熱フィン８Ｂ、９Ｂを横に向けてヒートシンク８、９が絶縁枠２８を介して取付けられ、制御盤の前方からガイド部２５Ｃに沿って挿入されるユニットパネル２７とで制御盤内に箱形の防塵換気区画を形成し、側方仕切板２６の前後方向中央部にベースプレート８Ａ、９Ａの中央部に向けて送風する冷却ファン１６を設置する。【選択図】　　　図１
2004140276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に加工電力を供給するスイッチング素子と、
ベースプレート背面に多数の放熱フィンを有し表面に前記スイッチング素子を固着して放熱するヒートシンクを収納する制御盤において、
縦断面がコ字形で前面隔壁と上下端のガイド部を有し、その垂直部が前記制御盤筐体側板に取付けられるユニットガイドと、
前方部に前方開口を有し、前記ユニットガイド内に前記垂直部と平行に設置され前記ユニットガイド内を前記垂直部側の副換気区画と前記ヒートシンクが収納される主換気区画とに仕切る側方仕切板と、
前記前面隔壁と重なる前面板と前記ガイド部と係合する上下のレール部を有し、その垂直パネル面の前記主換気区画側に前記放熱フィンを横に向けて前記ヒートシンクのベースプレートが絶縁枠を介して取付けられ、前記制御盤の前方から前記ガイド部に沿って挿入されるユニットパネルとで前記制御盤内に箱形の換気区画を形成し、
前記ユニットガイドの垂直部と前記側方仕切板の間の前後方向中央部に前記ベースプレートの中央部に向けて送風する冷却ファンを設置し、送風の一部は前記放熱フィンに沿って前記主換気区画内を後方に向かって流れて制御盤筐体背面側の排気口から排出され、他の一部は前記放熱フィンに沿って前記主換気区画内を前方に向かって流れ、前記側方仕切板の前記前方開口を通って前記副換気区画内に入り前記副換気区画内を後方に向かって流れて前記制御盤筐体背面側の排気口から排出されるようにしたことを特徴とする制御盤。
【請求項２】
前記側方仕切板の後方部は、前記放熱フィンの後方端部より後方に延長され、かつ、前記放熱フィン側に傾斜した偏向部となっていることを特徴とする請求項１に記載の制御盤。
【請求項３】
直流電源の正、負回路にそれぞれ接続される第１群、第２群のスイッチング素子と、前記第１群、第２群のスイッチング素子のパッケージの放熱板がそれぞれ直接密着する第１、第２のヒートシンクのベースプレートと、前記第１群、第２群のスイッチング素子の端子が接続されるパワー基板とを備え、前記第１、第２のヒートシンクのベースプレートはそれぞれ電気的に絶縁して前記ユニットパネルに取付けられ、かつ、上下に並置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御盤。
【請求項４】
前記制御盤の防塵密閉筐体内部と前記換気区画とは、前記第１、第２のヒートシンクのベースプレートをそれぞれ絶縁して前記ユニットパネルに取付けるための絶縁枠によって防塵的に分離区画され、前記絶縁枠は上下に並置された前記第１、第２ヒートシンクのベースプレート同士を絶縁固定するための中央枠を含み、前記ベースプレートと前記ユニットパネルの中央開口を塞ぐように該ユニットパネルに取付けられた前記パワー基板との間には、前記防塵密閉筐体内部の空気が対流するための空間が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の制御盤。
【請求項５】
前記第１群、第２群のスイッチング素子とそれぞれ電気回路的に組み合わされる第１群、第２群の回生ダイオードは、絶縁伝熱シートを挟んでそれぞれ前記第１、第２のヒートシンクに固定されており、前記絶縁伝熱シートは、前記中央枠に嵌合されて位置決めされていることを特徴とする請求項４に記載の制御盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電加工機等の工作機械に加工電力を供給する電源装置等の制御盤に関し、特に、加工速度向上のため大電流を流す必要があるパルス電源ユニットの放熱性能の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の一般的なパルス電源ユニットの概略回路図である。図において、１はパルス電源ユニットで、一般的な電圧可逆チョッパ回路で構成されており、直流電源２から電源を供給されている。Ｑ１〜Ｑ６はＭＯＳ　ＦＥＴなどのスイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ６は回生ダイオードであり、これらは、パワー基板３に半田付接続され回路を形成している。
【０００３】
Ｑ１〜Ｑ３は並列接続され、各ドレイン端子Ｄが直流電源２の正回路に接続され、各ソース端子Ｓがパワー基板３の第１相回路パターン４に接続されている。Ｑ４〜Ｑ６も並列接続され、各ドレイン端子Ｄがパワー基板３の第２相回路パターン５に接続され、各ソース端子Ｓが直流電源２の負回路に接続されている。第１相回路パターン４と第２相回路パターン５の出力端部には、出力コネクタ１８が半田付接続されている。
【０００４】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、そのゲート端子Ｇが制御基板（図示せず）を経て発振回路に接続され、その駆動パルスによってオン・オフ動作を行う。このスイッチング動作に伴うスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及び回生ダイオードＤ１〜Ｄ６が発生する熱を除去するため、各素子は強制空冷されるヒートシンク１９に熱的に接続固定されている。
【０００５】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に使用される一般的な縦型ＭＯＳ　ＦＥＴはヒートシンク１９への取付面となるパッケージの放熱板がドレイン端子Ｄと同電位に構成され、回生ダイオードＤ１〜Ｄ６もパッケージの放熱板がカソード端子と同電位に構成されている。従って、上記各素子の放熱板とヒートシンク１９との間には絶縁伝熱シート（図示せず）が挟まれ、各素子間の電気的絶縁が確保されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
放電加工の加工速度向上に伴ってスイッチング動作のパルス電流は大きく、発振周波数は高くする必要があり、スイッチング動作に伴う発熱量は大幅に増加する。このため、ヒートシンクは熱抵抗の小さいものを使用しなければならない。熱抵抗の小さいヒートシンクは、通常、放熱フィン高さ及び長さが大きくなり、送風の空気抵抗も大きくなる。ヒートシンクの一端に冷却ファンを設置して送風すると他端の排気側では空気抵抗により風速が落ち、温度が高くなってしまう不具合が生じやすい。
【０００７】
上記のような不具合を無くすため、ヒートシンクの略中央部に冷却ファンを配置して外気をヒートシンク内に押し込み、ヒートシンク両側端から制御盤外部に排気させるようにしているものがある（例えば、特許文献１参照。）。しかし、一般的な制御盤は各種ユニットを挿入する前面側が扉構造であり、この扉には表示装置及びシートキーなどの操作パネルを設けることも多く、制御盤の前面側の扉に排気口を設け強制冷却後の熱気を排気することは、構造が複雑となる上に、前面に立つ操作者へも不快感を与えるので採用が難しい。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−２７４４８２号公報（図２、図５、図８、図１２）
【０００９】
また、各素子の放熱板とヒートシンクとの間に挟まれた絶縁伝熱シートの熱抵抗は小さいものでも０．４°Ｃ／Ｗ程度以上あり、高性能なヒートシンクの熱抵抗の約１０倍の大きさとなってしまう。熱抵抗の小さいヒートシンクを採用しても、合計の熱抵抗は小さくできず、スイッチング素子の温度上昇を抑えるためにはさらに大形のヒートシンクや、風速増大のため大形の冷却ファンが必要となる。
【００１０】
そこで、各スイッチング素子を、図８の回路において正回路に接続される第１群と負回路に接続される第２群とに分け、絶縁伝熱シートを介さずにヒートシンクに熱的に直接接合することによって熱抵抗を小さくすることが考えられる。この場合、ヒートシンクを第１群、第２群のスイッチング素子に対応させて２個に分割し、それぞれ個別に電気絶縁する必要がある。
【００１１】
また、前記特許文献１に記載のものは、スイッチング素子がＬ形断面の副ヒートシンクを介して主ヒートシンクに熱的に接続されている。この構造は、スイッチング素子からヒートシンクの放熱フィンまでの熱伝導経路が長く、また、接触熱抵抗も増えるので効率的な冷却構造ではない。さらに、上記主及び副ヒートシンクはプリント基板の半田付面とは反対側の面からネジ止め固定されているので、組立時に、反転作業を必要として生産性を損ねている。
【００１２】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、大電流が流れるスイッチング素子の発熱を効率的に冷却し、加工速度を向上することができる制御盤を得ることを目的とする。
【００１３】
また、冷却性能を損ねることなくコンパクトに構成でき、一方向からの作業によって容易に組立てることができる経済性の高い制御盤を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る制御盤は、工作機械に加工電力を供給するスイッチング素子と、ベースプレート背面に多数の放熱フィンを有し表面に前記スイッチング素子を固着して放熱するヒートシンクを収納する制御盤において、縦断面がコ字形で前面隔壁と上下端のガイド部を有し、その垂直部が制御盤筐体側板に取付けられるユニットガイドと、前方部に前方開口を有し、前記ユニットガイド内に前記垂直部と平行に設置され前記ユニットガイド内を前記垂直部側の副換気区画と前記ヒートシンクが収納される主換気区画とに仕切る側方仕切板と、前記前面隔壁と重なる前面板と前記ガイド部と係合する上下のレール部を有し、その垂直パネル面の前記主換気区画側に放熱フィンを横に向けて前記ヒートシンクのベースプレートが絶縁枠を介して取付けられ、前記制御盤の前方から前記ガイド部に沿って挿入されるユニットパネルとで前記制御盤内に箱形の換気区画を形成し、前記ユニットガイドの垂直部と前記側方仕切板の間の前後方向中央部に前記ベースプレートの中央部に向けて送風する冷却ファンを設置し、送風の一部は前記放熱フィンに沿って前記主換気区画内を後方に向かって流れて制御盤筐体背面側の排気口から排出され、他の一部は前記放熱フィンに沿って前記主換気区画内を前方に向かって流れ、前記側方仕切板の前方開口を通って前記副換気区画内に入り前記副換気区画内を後方に向かって流れて前記制御盤筐体背面側の排気口から排出されるようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を参照して、この発明の制御盤の実施の形態を説明する。図１は制御盤のパルス電源ユニット収納部分の一部破断正面図、図２は同部分の一部破断上面図、図３は同部分の右側面図、図４は同部分のパルス電源ユニットを引き出した状態を示す右側面図、図５はパルス電源ユニットの絶縁枠と絶縁伝熱シートを示す一部破断斜視図、図６はパルス電源ユニットのヒートシンクの取付部分を示す分解斜視図、図７はパルス電源ユニットの概略回路図である。
【００１６】
まず、図７を参照してこの発明の実施の形態に係るパルス電源ユニット回路について説明する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、正回路に接続される第１群のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３と、負回路に接続される第２群のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６とに分けられている。また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に対応する回生ダイオードＤ１〜Ｄ３は第１群に、Ｄ４〜Ｄ６は第２群に分けられている。
【００１７】
８は第１のヒートシンク、９は第２のヒートシンクでそれぞれ個別に電気絶縁されている。第１、第２群のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６はそのパッケージの放熱板をそれぞれ第１、第２のヒートシンク８、９に直接接触させて固定されている。また、第１、第２群の回生ダイオードＤ１〜Ｄ６は従来のように絶縁伝熱シート（図示せず）を挟んでそれぞれ第１、第２のヒートシンク８、９に固定されている。第１相回路パターン４の出力端には出力導体６が接続され、第２相回路パターン５の出力端には出力導体７が接続されており、大きい出力電流を流すことができる。その他の部分は図８の従来のパルス電源ユニットと同様であるので説明は省略する。
【００１８】
次に図１〜図６を参照して、パルス電源ユニット及び制御盤筐体の構造について説明する。２１は制御盤の筐体側板で、前後端に前面フランジ２１Ａと後面フランジ２１Ｂが形成されている。２２は制御盤の筐体前面に設けられた扉である。２３は制御盤筐体の背面寄りに設置された後方仕切板、２４は後面フランジ２１Ｂに接続する裏板である。扉２２と後方仕切板２３の間には、防塵的に密閉されたユニット区画１０１が形成され、後方仕切板２３と裏板２４の間には外気が流通できる通気区画１０２が形成されている。この通気区画１０２には、ユニット区画１０１内の熱を放熱するための熱交換用コルゲートフィン１７が設置されている。
【００１９】
２５は筐体側板２１の内面に取付けられたユニットガイドで、取付面となる垂直部２５Ａと、垂直部２５Ａの上下端からコ字状に折り曲げ形成された上下の水平部２５Ｂと、各水平部２５Ｂ端縁から内側に折り曲げ形成されたガイド部２５Ｃと、垂直部２５Ａ、水平部２５Ｂの前端面から折り曲げ形成された前面隔壁２５Ｄとから成る。ユニットガイド２５の後端は後方仕切板２３に接続している。
【００２０】
２６はユニットガイド２５内部に垂直部２５Ａと平行に設置された側方仕切板で、ユニットガイド２５の垂直部２５Ａから所定間隔を空けた垂直部２６Ａと、ユニットガイド２５の上下の水平部２５Ｂに密着固定された上下の水平部２６Ｂと、上記各水平部２６Ｂ端縁から内側に折り曲げ形成されたガイド部２６Ｃとを有する。また、垂直部２６Ａの後方部は、ユニットガイド２５の後端部より後方の裏板２４に接続するように延長され筐体側板２１から離れる方向に傾斜する偏向部２６Ｄとなっている。
【００２１】
後で詳述するパルス電源ユニット１を取付けるユニットパネル２７は、側方仕切板２６を含むユニットガイド２５に沿って摺動させ前側から挿入することができる。ユニットパネル２７の挿入によって、ユニットガイド２５の右側面及び前面の解放部分は塞がれユニットパネル２７と側方仕切板２６との間に主換気区画１０３が形成され、側方仕切板２６と筐体側板２１（及びユニットガイド２５）との間に副換気区画１０４が形成される。
【００２２】
副換気区画１０４の前後方向中央部には、上下に２個の冷却ファン１６が設置されている。側方仕切板２６と筐体側板２１の間隔は、冷却ファン１６の回転軸方向の高さとほとんど同一とされ、冷却ファン１６の吸気側に配置され吸気スリット３２Ａを有するファンカバー３２は、筐体側板２１と面一となっている。筐体側板２１の開口２１Ｃ及びユニットガイド２５の開口２５Ｅは、ファンカバー３２の形状に対応して穿設されている。また、側方仕切板２６にはファン穴２６Ｅが穿設されている。冷却ファン１６とファンカバー３２は、ネジ５６を介して側方仕切板２６に固定されている。冷却ファン１６の固定ネジ５６の４本の内２本は、冷却ファン１６のみを締め付けるようになっていて、ファンカバー３２のその部分には、逃がし穴３２Ｂが穿設されている。
【００２３】
後方仕切板２３には、通気区画１０２と主、副換気区画１０３、１０４とを連通する排気口２３Ａが穿設されている。また、裏板２４にも排気口２３Ａに対してやや筐体の中央寄りに排気口２４Ａが穿設されている。側方仕切板２６の偏向部２６Ｄは筐体の中央寄りに（後述するヒートシンクの放熱フィンに近づくように）傾斜して排気口２３Ａから突出して裏板２４の内面まで伸びている。また、偏向部２６Ｄは、主、副換気区画１０３、１０４の横幅寸法に概略比例して、排気口２３Ａ、２４Ａを垂直方向に分割するように配置されている。
【００２４】
次にパルス電源ユニット１の組立構造を説明するが、組立に際し使用する部品順に説明することとする。第１のヒートシンク８は、矩形のベースプレート８Ａとこれの背面に取付けられた多数の平行平板状の放熱フィン８Ｂとから成る。同様に第２のヒートシンク９も矩形のベースプレート９Ａとこれの背面に取付けられた放熱フィン９Ｂとから成る。第１、第２のヒートシンク８、９はパルス電源ユニット１の盤への収納状態において放熱フィン８Ｂ、９Ｂを横方向に向けて上下に接近して配置される。さらに、放熱フィン８Ｂ、９Ｂは、互いに接近するようにベースプレート８Ａ、９Ａに片寄って取付けられ、放熱フィン８Ｂ上部と上側ユニットガイド水平部２５Ｂ及び放熱フィン９Ｂ下部と下側ユニットガイド水平部２５Ｂとの間に隙間が形成されている。
【００２５】
第１、第２のヒートシンク８、９の外周に絶縁枠２８が配置されている。図５に示すように、絶縁枠２８は額縁状の枠体２８Ａとその内部に形成された水平方向の中央枠２８Ｂとバリヤ２８Ｃとで構成されている。バリヤ２８Ｃは並置された第１、第２のヒートシンク８、９の間に入り、相互を電気絶縁する。中央枠２８Ｂには取付穴２８Ｆが設けられ、ネジ５３により第１、第２のヒートシンク８、９と締結される。枠体２８Ａには適宜な個所に取付穴２８Ｄが設けられ、この部分には張出部２８Ｅが形成されている。
【００２６】
絶縁枠２８を覆うようにユニットパネル２７が配置される。ユニットパネル２７は浅い箱状に折り曲げ形成され、垂直パネル面となる平坦部２７Ａ、上下一対のレール部２７Ｂ、前面板２７Ｃ、後面部２７Ｄから成る。ユニットパネル２７の垂直パネル面となる平坦部２７Ａには、ほぼパワー基板３の大きさに見合う中央開口２７Ｅが穿設されている。
【００２７】
２９は絶縁カラーで、図６に示すように、ネジ５４が貫通できる穴２９Ａと、小径部２９Ｂと、大径部２９Ｃと、大径部２９Ｃに設けられた凹部２９Ｄを有する。ユニットパネル２７には、絶縁枠２８の取付穴２８Ｄと一致する取付穴２７Ｇが穿設されており、絶縁カラー２９の小径部２９Ｂは上記取付穴２７Ｇ、取付穴２８Ｄを貫通して第１のヒートシンク８又は第２のヒートシンク９に達する。絶縁カラー２９を介してネジ５４を締め付けることにより、第１、第２のヒートシンク８、９と絶縁枠２８と、ユニットパネル２７は相互に締結されると共に第１、第２のヒートシンク８、９とユニットパネル２７は電気絶縁される。
【００２８】
３０は回生ダイオードＤ１〜Ｄ６と第１、第２のヒートシンク８、９との間に配設される絶縁伝熱シートである。図３に示すように、各回生ダイオードＤ１〜Ｄ６は、それぞれ２個のダイオードが並列使用され、絶縁伝熱シート３０は上記２個一体のもので、片側に凸部３０Ａが形成されている。一方、中央枠２８Ｂには溝部２８Ｇが形成されており、各ベースプレート８Ａ、９Ａ表面を滑らせて溝部２８Ｇ内に絶縁伝熱シート３０の凸部３０Ａを差し込むことにより絶縁伝熱シート３０の位置決めができる。
【００２９】
第１群のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３は、それぞれ２個のスイッチング素子が並列使用され、絶縁伝熱シートを使用せずにネジ５０により第１のヒートシンク８の表面に固着されている。同様に、第２群のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６は第２のヒートシンク９の表面に固着されている。また、第１群及び第２群の回生ダイオードＤ１〜Ｄ６は、それぞれ第１、第２のヒートシンク８、９にセットされた絶縁伝熱シート３０を挟んでネジ５０により固定されている。これにより、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と回生ダイオードＤ１〜Ｄ６を近接してそれぞれ同群のヒートシンクに配置することができ、パワー基板３を小形にできると共に、電気的に安定した回路を形成することができる。
【００３０】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の端子１０及び回生ダイオードＤ１〜Ｄ６の端子１１は予め直角に折り曲げ成形されている。パワー基板３は、端子１０、１１を挿入してからネジ５１によってユニットパネル２７に締結される。次に各端子１０、１１がパワー基板３に半田付される。なお、各素子を固定するネジ５０の上部に通し穴３Ａが設けられている。この通し穴３Ａを使用して分解修理等ができる。
【００３１】
１３は制御基板で、コネクタ１５によってパワー基板３と接続されている。制御基板１３はネジ５１とサポート５２を介してパワー基板３に取付けられている。なお、１２は、直流電源２と接続するための電源コネクタである。１４は、発振回路と接続するための制御コネクタである。
【００３２】
パワー基板３の第１相回路パターンの出力端４Ａには出力導体６が締結接続されている。また、第２相回路パターンの出力端５Ａには出力導体７が締結接続されている。各出力導体６、７は、図示しない別の接続導体及びケーブルを経て放電加工機本体に加工電力を供給する。
【００３３】
前述したように、パルス電源ユニット１は、ユニットパネル２７の上下のレール部２７Ｂをユニットガイド２５のガイド部２５Ｃと側方仕切板２６のガイド部２６Ｃの間に嵌合し、これに沿って摺動して前側から挿入される。最終挿入位置でユニットパネル前面板２７Ｃは、ユニットガイド前面隔壁２５Ｄに重なりネジ５５により両者は締結される。ユニットパネル２７の上部レール部２７Ｂと後面部２７Ｄにはパッキン３１が貼り付けられており、ユニット区画１０１と主、副換気区画１０３、１０４とは防塵的に密閉区画される。
【００３４】
次に、上記のように構成された制御盤の作用について説明する。スイッチング動作に伴ってスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に発生する熱は、その大部分が第１、第２のヒートシンクに伝熱される。前述したように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、約０．４°Ｃ／Ｗの大きい熱抵抗を有する絶縁伝熱シートを使用せずに直接ヒートシンクに接触しているので、良好に伝熱される。回生ダイオードＤ１〜Ｄ６とヒートシンクとの間には、絶縁伝熱シート３０が介在しているが、回生ダイオードは、発熱量が少ないので温度上昇が問題になることはない。
【００３５】
冷却ファン１６の運転によって、図２の矢印ａで示すように、外気が第１、第２の放熱フィン８Ｂ、９Ｂの中央部に直角方向に吹き込まれる。次いで放熱フィン８Ｂ、９Ｂ内でベースプレート８Ａ、９Ａにぶつかり、矢印ａ１とａ２の二手に分かれる。後方に流れる気流ａ１はフィン後端から出て側方仕切板２６の偏向部２６Ｄによってユニットパネル２７側に偏向されつつ、排気口２３Ａを経て排気口２４Ａから外部に排出される。
【００３６】
前方に流れる気流ａ２はユニットパネル前面板２７Ｃに遮られ側方仕切板２６の前方開口２６Ｆを通って副換気区画１０４内に押し込まれる。次いで冷却ファン１６周囲の隙間を通り、排気口２３Ａを経て排気口２４Ａから外部に排出される。また、気流ａ２の一部は側方仕切板２６の水平部２６Ｂと放熱フィン８Ｂ、９Ｂとの上下の隙間に押し込まれ、気流ａ１と合流して外部に排出される。
【００３７】
気流流れ方向に長い放熱フィン８Ｂ、９Ｂであっても、外気ａは、その中央部から吹き込まれるので、上流側で温められた外気が下流側を流れるようなことがない。また、気流の圧力損失については、気流ａ１は、一般的なヒートシンク片端から風を流すものに比べて小さいことは明らかである。気流ａ２は、Ｕターンによる圧力損失が生ずるが、上下にも分流して流量が分散されるので、その圧力損失は、フィンピッチの狭い放熱フィン８Ｂ、９Ｂ内を流れるときの圧力損失に比べて大きくない。さらに、気流ａ１が偏向部２６Ｄに沿って流れる部分は高速となり端部において負圧となるから、気流ａ２は吸引される。また、筐体側板２１の後面フランジ２１Ｂとの衝突も抑制される。以上により、放熱フィン８Ｂ、９Ｂ内の気流ａ１、ａ２の風速は高く維持され、放熱フィン８Ｂ、９Ｂは良好に冷却される。
【００３８】
第１、第２のヒートシンク８、９は上下に並置されると共にヒートシンクの放熱フィン８Ｂ、９Ｂを冷却するための冷却風は水平方向に強制貫流されているので、一方のヒートシンクの高温排気によって他方が温められるようなことがない。また、外気ａは中央部からベースプレート８Ａ、９Ａに向けて吹き込まれるので、最も高温となるベースプレート８Ａ、９Ａまで到達し、温度差が大きいので熱放散量が大きく、また、上記外気吹き込み部を発熱量の大きいスイッチング素子取付部に一致させることが可能である。
【００３９】
第１、第２のヒートシンク８、９は、絶縁枠２８、絶縁カラー２９によって相互及び対地と電気絶縁されると共にユニット区画１０１と主換気区画１０３とを防塵的に密閉区画している。この絶縁枠２８の中央枠２８Ｂの高さは枠体２８Ａの高さより低くなっていて、パワー基板３とは隙間が設けられている。また、パワー基板３の上下端と絶縁枠２８との間にはユニットパネル２７に換気孔２７Ｆが設けられている。従って、図１の矢印ｂで示されるように、パワー基板３と第１、第２のヒートシンク８、９表面との間の空間に自然対流が発生する。この内気自然対流により、パワー基板３と各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、回生ダイオードＤ１〜Ｄ６のパッケージ表面が自然冷却される。また、必要に応じて内気攪拌ファンにより上記対流を加速することも可能である。
【００４０】
パルス電源ユニット１の組立は、ネジ締め方向が一方向からできるので、第１、第２のヒートシンク８、９を水平に置き、順次、絶縁枠２８等の部品を上層に重ねていって組立てられる。従って、重いヒートシンク等を反転することなく最後まで組立てることができる。また、絶縁伝熱シート３０は、その凸部３０Ａを中央枠２８Ｂの溝部２８Ｇ内に差し込むことにより位置決めができ位置合わせが容易で、回生ダイオードＤ１〜Ｄ６を取付ける際の位置ズレが防止できる。上記により生産性が向上する。
【００４１】
冷却ファン１６は、本来デッドスペースとなる筐体側板の前後面フランジ２１Ａ、２１Ｂの幅内に配置しているので、制御盤奥行が縮小されている。また、放熱フィン８Ｂ、９Ｂの長手方向両端から排気する構造にもかかわらず、筐体外部には背面の排気口２４Ａからのみ排気しているので、制御盤前面の排気スペースが不要となり、前面に立つ操作者の不快感を無くすことができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、パルス電源ユニット収納部を制御盤の左側に設ける形態を示したが、これを制御盤の右側に設けるようにしても良い。また、絶縁枠２８は、一体に成形される形態を示したが、これを適宜分割成形して組合わせる形態としても良い。これによって、樹脂成形金型費を低減することができる。
【００４３】
【発明の効果】
この発明に係る制御盤は、ヒートシンクの中央部に外気を押し込み、前後両端側に排気すると共に、前方の排気を冷却ファンの間を通ってＵターンさせ、後方の排気と合流させ排気するので、前方が塞がれていても、実質的に両端排気でき、圧力損失低減と下流側への排気熱の悪影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す制御盤のパルス電源ユニット収納部分の一部破断正面図である。
【図２】同上部分の一部破断上面図である。
【図３】同上部分の右側面図である。
【図４】同上部分のパルス電源ユニットを引き出した状態を示す右側面図である。
【図５】パルス電源ユニットの絶縁枠と絶縁伝熱シートを示す一部破断斜視図である。
【図６】パルス電源ユニットのヒートシンクの取付部分を示す分解斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態を示すパルス電源ユニットの概略回路図である。
【図８】従来の一般的なパルス電源ユニットの概略回路図である。
【符号の説明】
１　パルス電源ユニット、３　パワー基板、８　第１のヒートシンク、８Ｂ　放熱フィン、９　第２のヒートシンク、９Ｂ　放熱フィン、１６　冷却ファン、２１　筐体側板、２２　扉、２３　後方仕切板、２３Ａ　排気口、２４　裏板、２４Ａ　排気口、２５　ユニットガイド、２５Ｂ　水平部、２５Ｃ　ガイド部、２６　側方仕切板、２６Ｃ　ガイド部、２６Ｄ　偏向部、２６Ｅ　ファン穴、２６Ｆ　前方開口、２７　ユニットパネル、２７Ｅ　中央開口、２７Ｆ　換気孔、２８　絶縁枠、２８Ａ　枠体、２８Ｂ　中央枠、２８Ｃ　バリヤ、２８Ｇ　溝部、２９　絶縁カラー、３０　絶縁伝熱シート、３０Ａ　凸部、Ｑ１〜Ｑ６　スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ６　回生ダイオード、１０１　ユニット区画、１０３　主換気区画、１０４副換気区画。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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