(57)【要約】【課題】冷却ファンを用いるインバータ装置において、冷却ファンの交換作業が容易になり、部品点数が少なくなるとともに、冷却効率が向上し、信頼性が高くなるようにする。【解決手段】本体内部に収納した発熱部品と、冷却用の冷却ファンとを有するインバータ装置において、冷却ファンを一体的に収納するファンユニットケース２と、インバータ装置本体の天井面の外側に形成され、ファンユニットケース２をスライドさせて収納する収納スペースと、ファンユニットケース２を固定するファンカバーとを備え、ファンユニットケース２の収納スペースから前後方向にファンユニットケース２をスライドさせて着脱するようにする。また、冷却ファンは爪４によりねじ止めなしでファンユニットケース２に固定するようにする。【選択図】図１
2007325383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体の内部に収納した発熱部品と、冷却用の冷却ファンとを有するインバータ装置において、
前記冷却ファンを一体的に収納するファンユニットケースと、
前記装置本体の天井面の外側に形成され、前記ファンユニットケースをスライドさせて収納する収納スペースと、
前記ファンユニットケースを固定するファンカバーとを備えることを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記収納スペースは前記装置本体の天井面を構成するダイカストケースにより形成され、この前記ダイカストケースは前記ファンユニットケースを収納する凹部を備えるとともに、前記ダイカストケースと前記ファンユニットケースとは、どちらか一方に設けられた係合部材と他方に設けられた被係合部材とが係合して固定されることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記ダイカストケースと前記ファンカバーとは、どちらか一方に設けられた係合部材と他方に設けられた被係合部材とが係合して固定されることを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記ファンユニットケースはばね機能を有する部材により前記冷却ファンを保持することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱部品と冷却ファンとを有するインバータ装置に関し、特に、冷却ファンが交換可能なインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置であるインバータ装置は、制御回路や電源回路が構成されたプリント基板、半導体素子を含む主回路部、半導体素子の冷却フィンなどを備えており、またこれらを冷却するための冷却ファンを備えている。この冷却ファンは交換可能であることが必要であり、そのための実装構造も種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８はこのような従来のインバータ装置の冷却ファン実装構造を示す分解斜視図である。ここでは冷却ファンを収容するファンユニットケースの構成を示している。このファンユニットケースにおいて、複数の冷却ファン１０１は、板金製の取付板１０２にねじ１０３により固定されている。また、取付板１０２には、図示していないが冷却ファン１０１へ電源を供給するための配線を固定するねじが設けられている。
【０００４】
図９は他の従来のインバータ装置の冷却ファン実装構造を示す分解斜視図であり、図８と同様ファンユニットケースの構成を示している。このファンユニットケースにおいては、複数の冷却ファン１０１は、プラスチック製の取付板１０４にねじ１０３により固定されている。また、取付板１０４には、冷却ファン１０１へ電源を供給するための配線を固定するねじ１０５が設けられている。
【０００５】
図１０は上記のような従来のインバータ装置の外観を示す斜視図である。このインバータ装置はインバータユニットとして一体的に構成され、前面カバー１１１がねじ１１２により装置本体に固定されており、また冷却ファンを収容したファンユニットケースは、インバータユニットの内部に配置されている。
【０００６】
図１１及び図１２は上記の従来のインバータ装置における冷却ファンの交換方法を示す斜視図である。冷却ファンの交換作業を行う際には、最初にねじ１１２を外して前面カバー１１１を開け（図１０参照）、インバータユニット内部のファンユニットケースを露出させる。次に、上述の冷却ファン１０１へ電源を供給するための配線を固定しているねじ及びファンユニットケースを固定しているねじ１１３を外す。そして、ファンユニットケース１１５を前方（矢印方向）に引き出し（図１２参照）、冷却ファン１０１の交換を行う。
【０００７】
また、交換した冷却ファン１０１の収納は、上記と逆の手順で行う。すなわち、冷却ファン１０１を収容したファンユニットケース１１５をインバータユニット内部に戻した後、ねじにより配線を固定するとともに、ねじ１１３でファンユニットケース１１５を固定する。その後、前面カバー１１１をねじ１１２によりインバータ装置本体に固定する。なお、以上の各構成部品の取り外し及び固定は、ドライバなど所定の工具を用いて行う。
【特許文献１】特開２００５−６４０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような構成の従来のインバータ装置では、強度の保持や冷却ファンの固定、冷却風の回り込み防止など複数の必要機能を満たすための部品点数が多く、コストが高くなっていた。また、それに伴いねじ止めでの固定箇所も多くなり、組み立て工数が増加していた。そして、冷却ファンの交換作業を行う場合には、工具を用いてねじを外し、前面カバーを開ける必要があり、ファンユニットケース自体もインバータユニット内部にねじで固定されているため、工具を用いてねじを外した後、ファンユニットケースを引き出さなければならなかった。
【０００９】
このため、冷却ファンの交換作業が複雑で、作業工数も多く、時間がかかるとともに、ねじを落下させてしまうという問題点があり、また、長年の使用により冷却ファンに堆積した塵埃がファンユニットケースを引き出す際にインバータユニット内に落下し、清掃作業が必要になったり、場合によっては絶縁不良や発火を引き起こす恐れがあり、さらに、冷却ファン自体もインバータユニットの最上面（天面）にある排気用の格子孔から距離を取って配置されているので、排気風の抵抗が大きくなり、冷却ファンの効率が低下するという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、冷却ファンの交換作業が容易になり、部品点数が少なくなるとともに、冷却効率が向上し、信頼性の高いインバータ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】
【００１１】
本発明では上記課題を解決するために、装置本体の内部に収納した発熱部品と、冷却用の冷却ファンとを有するインバータ装置において、前記冷却ファンを一体的に収納するファンユニットケースと、前記装置本体の天井面の外側に形成され、前記ファンユニットケースをスライドさせて収納する収納スペースと、前記ファンユニットケースを固定するファンカバーとを備えることを特徴とするインバータ装置が提供される。
【００１２】
このようなインバータ装置によれば、装置本体の天井面の外側にファンユニットケースの収納スペースが形成されており、この収納スペースから前後方向にスライドさせてファンユニットケースを着脱するので、前面カバーの取り外しが必要なく、ユニット天面部にファン交換用のスペースも不要になるなど、冷却ファンの交換作業が容易になり、部品点数が少なくなるとともに、冷却効率が向上し、信頼性の高いものとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のインバータ装置は、装置本体の天井面の外側にファンユニットケースの収納スペースが形成されており、この収納スペースから前後方向にスライドさせてファンユニットケースを着脱するので、前面カバーの取り外しが必要なく、ユニット天面部にファン交換用のスペースも不要になるなど、冷却ファンの交換作業が容易になり、部品点数が少なくなるとともに、冷却効率が向上し、信頼性が高くなるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明の実施の形態のインバータ装置の冷却ファン実装構造を示す斜視図であり、図２は図１と上下関係を逆に示している。ここでは、インバータ装置本体の内部に収納された発熱部品を冷却する冷却用の複数の冷却ファンを一体的に収納するファンユニットケースの構成を示している。また、図３はファンユニットケースを固定する実施の形態のファンカバーの形状を示す斜視図であり、図４はファンユニットケースを収納する実施の形態のダイカストケースの形状を示す斜視図である。
【００１５】
複数の冷却ファン１を一体的に収納したファンユニットケース２は、後述の図５〜図７に示すようにインバータ装置本体の天井面の外側に形成された収納スペースに収納され、この収納スペースからインバータ装置本体の前後方向にスライドさせて着脱する構造となっている。また、ファンユニットケース２は、Ｓ字状の断面形状をベースに冷却ファン１の固定面の３方に直角に起こされた複数の側壁３と、冷却ファン１を固定するための爪４を有している。この爪４は、任意の側壁３にＵ字状の切り込みを設け、その中央部にＶ字状の絞りを行って形成したもので、ばね機能を有している。
【００１６】
さらに、ファンユニットケース２の冷却ファン１が固定される面にはそのファン形状に合わせた抜き穴５が設けられ、他方の面には左右２個の角穴６と中央部の六角穴７が設けられ、またその面から直角に起こされた側壁には中央の引き出し用の楕円穴８とその両側に複数の角穴（スリット）９が設けられている。
【００１７】
上記左右２個の角穴６はダイカストケース３１の突起３５が嵌まる穴で、ファンユニットケース２の前後方向を固定するためのものである。六角穴７は図４に示す内部ファン５１の形状に合わせて形成されたもので、空気を通過させる穴となっている。楕円穴８はファンユニットケース２を引き出すときの指の引っ掛けを兼ねた内部ファン５１の排気用の穴であり、角穴９も内部ファン５１の排気用の穴となる。
【００１８】
また、ファンユニットケース２は、ダイカストケース３１の爪保持部３８に嵌合する左右２個の爪１０と、角穴３６に嵌合する複数（この実施の形態では３個）の爪１１を有し、爪１０によりファンユニットケース２の前後方向が固定されるとともに、爪１１によりファンユニットケース２の上下方向が固定される。なお、ファンユニットケース２の左右方向は、ダイカストケース３１の左右の側壁により固定される。丸穴１２は冷却ファン１に電源を供給するためのコネクタ６２を有する電線を通す穴であり、ねじ穴１３は上記内部ファン５１を固定するためのものである。ねじ穴１３は工具レスのため、基本的にはねじ止めは行わないが、振動や衝撃の厳しい設置環境での使用を考慮してバックアップ用に設けられている。
【００１９】
ファンカバー２１は、ダイカストケース３１に固定するための鉤型の爪２２を両側に有しており、コ字状の断面形状をベースに、その両サイドを内側に曲げた形状となっている。また、前面側に曲げた部分には、角穴（スリット）２３とその両側のねじ穴２４を備え、中央部の下方には固定用のＬ字状の爪２５を備えている。
【００２０】
上記鉤型の爪２２はファンユニットケース２を固定するもので、ダイカストケース３１にはこの爪２２と係合する穴（爪でもよい）４０が設けられている。この例では、爪２２が穴４０に嵌まり込むようになっている。角穴２３は内部ファン５１の排気用の穴であり、ねじ穴２４はファンカバー２１を固定するためのものである。ねじ穴２４は工具レスのため、基本的にはねじ止めは行わないが、振動や衝撃の厳しい設置環境での使用を考慮してバックアップ用に設けられている。爪２５はダイカストケース３１の爪３９と係合する爪である。
【００２１】
ダイカストケース３１は、上述のインバータ装置本体の天井面を構成するもので、上記の収納スペースを形成し、厚み方向（上下方向）に凹形の溝を持った形状となっている。凹形の形状の底面には冷却ファン１の形状に合わせた複数（ここでは２つ）の角穴３２とその中央部の凸形のリブ３３を備え、さらに、その前面側にはテーパーを持った内部ファン５１を嵌め込むための凹部３４とその両側の２つの三角錐状の突起３５を備えている。突起３５は、ファンユニットケース２の角穴６に嵌合してファンユニットケース２の前後方向を固定する。また、後方の底面奥から垂直に立った面に複数の角穴３６を備え、前面の左右の底面から垂直に立った面にはそれぞれ凸穴３７を１つあるいは２つ備えている。
【００２２】
上記凸形のリブ３３は２つの冷却ファン１の間に入るリブで、テーパー面３３ａが設けられており、ファンユニットケース２を取り付ける際に、ファンユニットケース２をスライドさせていくと冷却ファン１が左右方向に広がり、冷却ファン１の固定が強固になる。角穴３６は上述のファンユニットケース２の爪１１が嵌まる穴で、ファンユニットケース２の上下方向を固定する。凸穴３７は後述する冷却ファン１の電源コネクタ６２を嵌め込む穴である。
【００２３】
また、爪保持部３８はファンユニットケース２の爪１０が嵌まる部分で、突起３８ａと側壁３８ｂとの間に位置し、ファンユニットケース２の前後方向を固定する。爪３９はファンカバー２１の爪２５と係合し、穴４０はファンカバー２１の爪２２が嵌まる穴であり、ねじ穴４１はファンカバー２１のねじ穴２４とともにファンカバー２１を固定するためのバックアップ用のねじ穴である。また、上述の内部ファン５１はインバータ装置の筐体内部の冷却用のファンであり、これに対して冷却ファン１は前述の発熱部品が搭載された冷却フィンを冷却するためのものである。ねじ穴５２はファンユニットケース２のねじ穴１３とともに内部ファン５１を固定するためのバックアップ用のねじ穴である。
【００２４】
なお、上記において、ファンユニットケース２の角穴６、爪１０、爪１１、ファンカバー２１の爪２２、爪２５、ダイカストケース３１の突起３５、角穴３６、爪保持部３８、爪３９、穴４０は、本発明の係合部材または被係合部材に相当するものであり、これら係合部材と被係合部材とにより、ファンユニットケース２、ファンカバー２１、ダイカストケース３１がそれぞれ固定される。
【００２５】
図５は上述の実施の形態のインバータ装置の外観を示す斜視図である。このインバータ装置はインバータユニットとして一体的に構成され、前面カバー６１がインバータ装置本体に固定されている。冷却ファンを収容したファンユニットケース２はこのインバータユニットの上部の収納スペースに配置されたダイカストケース３１上に収納され、その上方にファンカバー２１が取り付けられている。
【００２６】
図６及び図７は上記の実施の形態のインバータ装置における冷却ファンの交換方法を示す斜視図である。
冷却ファンの交換を行う際には、ファンカバー２１の中央部（爪２５付近）を前面側より指で押すことにより発生するたわみを利用して、図３に示すＬ型の爪２５をダイカストケース３１との嵌合から外した後、ファンカバー２１を爪２２を支点にして、図の右側面から見て時計回りに回転させて取り外す（図６参照）。次に、冷却ファンの電源コネクタ６２を前面側より引き抜き、その後ファンユニットケース２の取手を前面上方向に少し引き、図４に示すダイカストケース３１の突起３５と図２に示すファンユニットケース２の角穴６の嵌合およびダイカストケース３１の爪保持部３８とファンユニットケース２の爪１０の嵌合を外して、ファンユニットケース２を前面側に引き出す（図７参照）。
【００２７】
このように冷却ファン１をファンユニットケース２と共に引き出し、冷却ファン１の交換を行い、上記とは逆の手順で交換した冷却ファン１を収容したファンユニットケース２を後方にスライドさせてダイカストケース３１上に収納し、ファンカバー２１を固定する。これにより、冷却ファン１の交換作業が完了する。
【００２８】
ここで実施の形態では、インバータユニットの天井面の外側にファンユニットケース２の収納スペースが形成されており、この収納スペースから前後方向にスライドさせてファンユニットケース２を着脱するので、前面カバー６１の取り外しが必要なくなり、冷却ファン１の交換作業が容易になり、部品点数が少なくなるとともに、排気風の抵抗が小さく、冷却効率が向上し、信頼性の高いものとなる。
【００２９】
また実施の形態では、各構成パーツが全て工具なしで取り外し可能な固定構造となっている。すなわち、冷却ファン１の固定をファンユニットケース２のばね機能を持つ爪４を用いて行うことにより、工具を用いることなくワンタッチで固定することができる。また、ファンユニットケース２をダイカストケース３１にスライドさせて収納して爪や穴で位置決めするとともに、ファンカバー２１の爪をダイカストケース３１の穴や爪と嵌合させて固定することにより、従来必要であった固定用のねじや補強用の板金も不要となり、組み立て工数や交換作業時間の大幅な短縮とコストダウンを図ることができる。
【００３０】
冷却ファン１の交換作業を行う際も、ダイカストケース３１上にファンユニットケース２の収納スペースを設けているので、上記のようにインバータユニットの前面カバー６１を取り外す必要がなく、ファンユニットケース２自体もファンカバー２１の嵌合ロック機構でのみ固定されているので、ドライバなどの工具を用いることなく、ワンタッチで取り外すことができ、大幅な交換作業時間の短縮が可能である。
【００３１】
また、ファンユニットケース２がインバータユニットの外側に配置されているので、ファンユニットケース２を前方に引き出す際に、冷却ファン１に堆積した塵埃がインバータユニット内部に落ちることもなくなる。さらに、その構造上冷却ファン１がインバータユニットの最天面に配置されるので、上記のように排気風の抵抗が減り、冷却効率が向上するとともに、ねじを落下させるなどの問題もなくなり、品質面でも大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態のインバータ装置の冷却ファン実装構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のインバータ装置の冷却ファン実装構造を示す斜視図である。
【図３】実施の形態のファンカバーの形状を示す斜視図である。
【図４】実施の形態のダイカストケースの形状を示す斜視図である。
【図５】実施の形態のインバータ装置の外観を示す斜視図である。
【図６】実施の形態のインバータ装置における冷却ファンの交換方法を示す斜視図である。
【図７】実施の形態のインバータ装置における冷却ファンの交換方法を示す斜視図である。
【図８】従来のインバータ装置の冷却ファン実装構造を示す分解斜視図である。
【図９】他の従来のインバータ装置の冷却ファン実装構造を示す分解斜視図である。
【図１０】従来のインバータ装置の外観を示す斜視図である。
【図１１】従来のインバータ装置における冷却ファンの交換方法を示す斜視図である。
【図１２】従来のインバータ装置における冷却ファンの交換方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  冷却ファン
２  ファンユニットケース
３  側壁
４，１０，１１，２２，２５，３９  爪
５  抜き穴
６，９，２３，３２，３６  角穴
７  六角穴
８  楕円穴
１２  丸穴
１３，２４，４１，５２  ねじ穴
２１  ファンカバー
３１  ダイカストケース
３３  リブ
３４  凹部
３５  突起
３７  凸穴
３８  爪保持部
４０  穴
５１  内部ファン
６１  前面カバー
６２  電源コネクタ
【図１】
2007325383.tif 000003
【図２】
2007325383.tif 000004
【図３】
2007325383.tif 000005
【図４】
2007325383.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007325383.tif 000008
【図７】
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【図８】
2007325383.tif 000010
【図９】
2007325383.tif 000011
【図１０】
2007325383.tif 000012
【図１１】
2007325383.tif 000013
【図１２】
2007325383.tif 000014