(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口と排気口を有する本体部と、
吸気口と排気口を有し、前記本体部と重なるように配置された風洞部と、
前記本体部と、前記風洞部の間に配置された境界ベース部と、
前記境界ベース部に、フィンが前記風洞部内に突出するようにして取り付けられたヒートシンクと、
前記ヒートシンクのベース上面に、前記本体部内に位置するようにして密着取り付けされた電力変換素子と、
前記本体部と風洞部のそれぞれの排気口の傍らに配置された冷却ファンと、
前記風洞部内の前記ヒートシンクの風上側に配置された第１のリアクトルと、
前記本体部内の前記電力変換素子の風下側に配置された第２のリアクトルと、
を備えたことを特徴とする電子機器装置。
【請求項２】
前記境界ベース部の前記ヒートシンクよりも風上側に、前記本体部と前記風洞部を連通させる連通穴が設けられている請求項１に記載の電子機器装置。
【請求項３】
前記連通穴に対応させて、前記境界ベース部にダクトが取り付けられ、かつ、前記ダクト内に第１のリアクトルが配置されている請求項２に記載の電子機器装置。
【請求項４】
前記ダクトは、風洞部内に配置され、排気口が、前記連通穴であり、反連通穴側が吸気口である請求項３に記載の電子機器装置。
【請求項５】
前記風洞部は、吸気口にエアフィルタが設けられている請求項１に記載の電子機器装置。
【請求項６】
前記ダクトは、前記吸気口にエアフィルタが設けられている請求項４に記載の電子機器装置。
【請求項７】
前記エアフィルタが、前記吸気口に着脱可能に設けられている請求項６に記載の電子機器装置。
【請求項８】
前記エアフィルタが、前記吸気口にスライド可能に設けられている請求項７に記載の電子機器装置。
【請求項９】
前記ダクトの吸気口に通気部が設けられ、前記通気部で前記エアフィルタをスライド可能に支持している請求項８に記載の電子機器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インバータ装置、コンバータ装置、サーボアンプ装置等の電子機器装置は、省スペースのための小型化が求められている。その手段の一つとして、冷却効率を高めることにより、内蔵している電力変換素子やリアクトルなどを小型化することが行なわれている。
その為、従来の電子機器装置は、例えば特許文献１のような構成となっている。
特許文献１では、２つの冷却ファンにより冷却される２群の電力変換素子の間に導風装置を設け、前記電力変換素子を通って流れて来た冷却風を前記リアクトルに供給し、それぞれ別個の流れとして排出する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電子機器装置においては、電力変換素子により暖められた空気によってリアクトルを冷却する為、リアクトルに対する冷却効率が悪かった。
【０００５】
そこで、本発明は、リアクトルに対する冷却効率が良好な電子機器装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一つの観点によれば、
吸気口と排気口を有する本体部と、吸気口と排気口を有し、前記本体部と重なるように配置された風洞部と、前記本体部と、前記風洞部の間に配置された境界ベース部と、前記境界ベース部に、フィンが前記風洞部内に突出するようにして取り付けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクのベース上面に、前記本体部内に位置するようにして密着取り付けされた電力変換素子と、前記本体部と風洞部のそれぞれの排気口の傍らに配置された冷却ファンと、前記風洞部内の前記ヒートシンクの風上側に配置された第１のリアクトルと、前記本体部内の前記電力変換素子の風下側に配置された第２のリアクトルと、を備える電子機器装置が適用される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、風洞部にリアクトルを備えることにより、リアクトルの冷却効率を高めることができ、リアクトル及び電子機器装置本体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態を示すインバータ装置の斜視図である。
【図２】図１におけるインバータ装置の概略側断面図である。
【図３】図２におけるダクト部の拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示すインバータ装置の概略側断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示すインバータ装置の概略側断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態を示すインバータ装置の概略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。同一の構成については同一の符号を付することにより、重複説明を適宜省略する。なお、本発明は、電子機器装置としてインバータ装置を例に説明するが、コンバータ装置、サーボアンプ装置等の他の電子機器装置においても同様に実施できることは言うまでもない。
【００１０】
＜第１実施形態＞
まず、図１ないし図３を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るインバータ装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るインバータ装置の斜視図である。図２は、図１におけるインバータ装置の概略側断面図である。図３は、図２におけるダクト部の拡大図である。
【００１１】
本実施形態に係るインバータ装置１は、図示しない制御盤等の筐体内に配置されて使用される。インバータ装置１は、図１および図２に示すように、本体部２と風洞部３とを備えており、これらは、重なって配置される２層構造になっている。図１において、インバータ装置１の方向は、図面の上側がインバータ装置１の上側を表し、図面の下側がインバータ装置１の下側を表している。また、図面の手前側がインバータ装置の正面側を表し、図面の奥側が、インバータ装置の背面側を表している。なお、図１においては、インバータ装置１の内部構造を見やすくするため、正面プレートをはずして描いている。
【００１２】
図１および図２に示すように、本体部２は、下側に吸気口２ａを有し、上側に排気口２ｂを有している。また、風洞部３も、本体部１と同様に、下側に吸気口３ａを有し、上側に排気口３ｂを有している。
風洞部３は、制御盤の中に配置される場合と、ヒートシンクを温度の低い外気に触れさせて冷却効果を高めるために、制御盤の外に配置される場合とがある。この第１実施形態では、風洞部３は制御盤の外に配置される場合を示している。
【００１３】
インバータ装置１は、本体部２と風洞部３の境界に境界ベース部４を設けている。インバータ装置１は、この境界ベース部４を制御盤の筐体の背面部に固定して取り付ける。
境界ベース部４には、ヒートシンク５が取り付けられている。ヒートシンク５は、ベース５ａを境界ベース部４に取り付け、フィン５ｂを、制御盤外となる風洞部３内に突出させている。図１では２つのヒートシンクが間隔をあけて設けられている。
ヒートシンク５のベース５ａの上面には、電力変換素子６が密着固定されている。
インバータ装置１の本体部２の上側には、冷却ファン７ａが設けられ、風洞部３の上側には冷却ファン７ｂが設けられている。
【００１４】
境界ベース部４には、ヒートシンク５よりも風上側に、本体部２と風洞部３を連通させる連通穴８が設けられている。また、境界ベース部４には、この連通穴８に対応させて、ダクト９が取り付けられている。ダクト９は、一方の口が連通穴８と一緒になっており、これが排気口９ｂを構成している。また、他方の口、つまり連通穴８とは反対側の口が吸気口９ａを構成している。
ダクト９は、吸気口９ａから、風洞部３内を流れる外気を取り入れるため、吸気口９ａに、エアフィルタ１０を設けている。エアフィルタ１０は、ダクト９に、スライド方式で着脱可能に設けられている。例えば、図３に示すように、ダクト９の吸気口９ａに、エアフィルタ１０がスライド可能な分の隙間をあけて通気部９ｃを設け、この通気部９ｃでエアフィルタ１０を矢印Ｄ方向にスライド可能に支持している。エアフィルタ１０は、ダクト９の吸気口９ａに設けられたつば部９ｄに形成したＵ字状の切欠き部に通して、エアフィルタ１０の取っ手１０ａに締付けられた固定ねじ１１によって固定される。を緩めて、エアフィルタ１０をスライドさせることにより、固定ねじ１１を完全に外してしまうことなく、容易に取り外すことができる。また、逆に容易に取り付けることができる。図３において、エアフィルタ１０は、破線で示される位置が固定されたときの位置であり、実線で示されている位置は、エアフィルタ１０を、固定ねじ１１を緩めてスライドさせている途中の位置である。
【００１５】
このダクト９内には、第１のリアクトル１２ａ（例えばＡＣリアクトル）が配置されている。第１のリアクトル１２ａは、境界ベース部４に取り付けられるが、ダクト９の強度が十分であれば、ダクト９に取り付けてもよい。
また、本体部２においては、電力変換素子６の風下側に、つまり、電力変換素子６と冷却ファン７ａの間に、第２のリアクトル１２ｂ（例えばＤＣリアクトル）が配置されている。この第２のリアクトル１２ｂは、境界ベース部４に取り付けられている。
【００１６】
図１に示すように、境界ベース部４には、２つのヒートシンク５の両側に複数個のコンデンサ１３を直線的に並べている。コンデンサ１３は、コンデンサケース１３ａに納められて、風洞部３内に突出するようにして配置されている。コンデンサ１３が納められたコンデンサケース１３ａの長さは、ヒートシンク５の長さよりも長く、風洞部３内において、冷却風のガイドの役目も果たしている。
【００１７】
このような構成において、インバータ装置１の冷却は、次のようにして行なわれる。
インバータ装置１の駆動により、第１のリアクトル１２ａ、第２のリアクトル１２ｂ、電力変換素子６、およびコンデンサ１３等が発熱をするが、これらは冷却ファン７ａ，７ｂによる冷却風により、冷却がなされる。
【００１８】
本体部２においては、冷却ファン７ａにより吸気口２ａから吸い込まれた冷却風は、矢印Ａに示すように排気口２ｂに向かって流れる。その際、本体部２内に配置されている電力変換素子６と第２のリアクトル１２ｂを冷却する。
風洞部３においては、冷却ファン７ｂにより吸気口３ａから吸い込まれた冷却風は、矢印Ｂに示すように排気口３ｂに向かって流れる。その際、ヒートシンク５およびコンデンサ１３を冷却する。
ヒートシンク５を冷却することにより、ヒートシンク５のベース５ａの上面に密着固定され、発生した熱のほとんどをヒートシンク５に伝達している電力変換素子６の冷却がなされる。このため、本体部２を流れる冷却風は、電力変換素子６との間の熱交換によって大きく温度が上昇することはない。
【００１９】
また、風洞部３においては、風洞部３と本体部２とをつなぐダクト９があり、その中に、第１のリアクトル１２ａが配置されている。
風洞部３を流れる冷却風の一部は、矢印Ｃで示すように、エアフィルタ１０を通って、ダクト９の吸気口９ａからダクト９内に入り、第１のリアクトル１２ａを冷却して本体部２内に入り込む。
この場合、冷却風が、本体部２からダクト９を通って風洞部３に流れていくこともあるように見える。
しかし、本体部２と風洞部３とを比べると、本体部２は、冷却風が、背の低い電力変換素子６の上部空間、および境界ベース部４からの背が低いコンデンサ１３の上部空間を流れるので、通風抵抗は小さい。これに対して、風洞部３は、冷却風が、間隔が狭くかつ長手方向に長い多数のフィン５ｂ間を通るため、通風抵抗が大きい。したがって、通風抵抗の小さな本体部２から、通風抵抗が大きい風洞部３に冷却風が流れることはなく、風洞部３内を流れる冷却風の一部が、ダクト９と連通穴８を通って本体部２内に入り込んで行く。
本体部２内に入り込んだ冷却風は、本体部２内を流れる矢印Ａで示される冷却風と合流し、電力変換素子６と第２のリアクトル１２ｂの冷却に寄与する。
この場合、第１のリアクトル１２ａは、ヒートシンク５の風上に位置させているので、電力変換装置で発生した熱の悪影響を受けることなく、風洞部３内を流れる冷却風により良好に冷却される。
【００２０】
また、第１のリアクトルを冷却した冷却風がヒートシンク５のフィン５ｂと接することがないので、第１のリアクトル１２ａによって暖められた冷却風がヒートシンク５の冷却に悪影響を与えることがない。なお、第１のリアクトル１２ａで暖められた冷却風は、本体部２内を流れる冷却風の一部でしかないので、電力変換素子６や第２のリアクトル１２ｂの冷却に大きな悪影響を与えることはない。
【００２１】
さらに、エアフィルタ１０をダクト９の吸気口９ａに備えているので、例えば、インバータ装置１を収納した制御装置等を環境の悪い箇所に設置する場合でも、ゴミなどの影響を受けることがなく、インバータ装置１の故障を防ぐことができる。また、エアフィルタ１０を取付ける場所が、風洞部３の吸気口３ａと比べて小さい、ダクト９の吸気口９ａであるので、エアフィルタ１０を小形化することができる。
【００２２】
＜第２実施形態＞
前述の第１実施形態は、風洞部３を、制御盤の外に配置する場合を示している。
本実施形態では、風洞部３も制御盤の中に配置する場合を示している。
風洞部３も制御盤の中に配置する場合は、エアフィルタ１０は必要がないので、図３および図４に示すように、エアフィルタ１０を、固定ねじ１１を緩めてスライドさせ、ダクト９の吸気口９ａから取り外すようにする。
この場合、温度の低い外気の取り込みはないが、ダクト９からの吸気時の抵抗が減少し、冷却風量を増すことができる。
【００２３】
＜第３実施形態＞
第１実施形態、第２実施形態は、風洞部３内にダクト９を設ける構成を示したが、図５に示すように、ダクトを設けない構成としてもよい。この図５では、風洞部３を、制御盤の外に配置する場合を示している。
この場合は、エアフィルタ１４を通して風洞部３の吸気口３ａから入り込んだ矢印Ｂで示される冷却風は、ダクトに当たることなく、良好な流れの中で直接第１のリアクトル１２ａに接するので、第１実施形態に比べると、第１のリアクトル１２ａの冷却は良好になる。反面、風洞部３内を流れる冷却風の一部が、第１のリアクトル１２ａで暖められた冷却風となるが、第１のリアクトル１２ａに接しない冷却風もヒートシンク５に向かって流れているため、ヒートシンク５の冷却に対しては、それほど大きな悪影響はない。
【００２４】
＜第４実施形態＞
前述の第３実施形態は、風洞部３を、制御盤の外に配置する場合を示している。
本実施形態では、風洞部３も制御盤の中に配置する場合を示している。
風洞部３も制御盤の中に配置する場合は、エアフィルタ１０は必要がないので、図６に示すように、エアフィルタ１０を、風洞部３の吸気口３ａから取り外すようにする。
この場合、温度の低い外気の取り込みはないが、吸気口３ａからの吸気時の抵抗が減少し、冷却風量を増すことができる。
【符号の説明】
【００２５】
１    インバータ装置
２    本体部
２ａ  吸気口
２ｂ  排気口
３    風洞部
３ａ  吸気口
３ｂ  排気口
４    境界ベース部
５    ヒートシンク
５ａ  ベース
５ｂ  フィン
６    電力変換素子
７ａ，７ｂ    冷却ファン
８    連通穴
９    ダクト
９ａ  吸気口
９ｂ  排気口
９ｃ  通気部
１０  エアフィルタ
１０ａ  取っ手
１１    固定ネジ
１２ａ  第１のリアクトル
１２ｂ  第２のリアクトル
１３    コンデンサ
１３ａ  コンデンサケース
１４    エアフィルタ
【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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