CN100488691C - 焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接装置，其具备：筐体、将筐体的内部分隔为第一区域和第二区域的分隔构件、使空气在第一区域和第二区域中流通的隧道形状的散热组件、用于使空气在散热组件的空洞部中流通的风扇、设于第一区域内的第一电气元件、设于第二区域内的第二电气元件。该焊接装置中，第二区域的温度被降低，可靠性高。

Description

焊接装置

技术领域

本发明涉及一种搭载了反演电路等发热部件而产生电弧的焊接装置。

背景技术

近年来，为了实现焊接装置的小型化或高性能化，在电力控制电路中搭载了能够实现高速开关的反演电路的反演控制的焊接装置已经普及。另外，伴随着控制频率的高频化，开关元件的发热提高，开关元件的冷却受到重视。

实开昭61—53074号公报、特开平8—214549号公报中所公布的以往的反演焊接装置具备用于冷却反演驱动中所必需的半导体元件的冷却散热片、因发热而变为高温的变压器或电抗器。它们全都被配置于筐体内部的1个区域内，利用大型的冷却风扇将冷却散热片、变压器、电抗器冷却。半导体元件例如为二极管、晶闸管、晶体管等开关元件。

图5是实开昭61—53074号公报中所公布的以往的焊接装置5001的侧面透视图。焊接装置5001具备：晶闸管或晶体管等半导体元件102、用于冷却半导体元件102的冷却散热片103、转换电力的变压器、使输出电流平滑的电抗器105、用于将冷却散热片103、变压器104和电抗器105冷却的风扇106、控制半导体元件102的控制装置107、为了确保用于使控制装置107免受粉尘影响的区域而设置的分隔构件108，它们被配置于筐体101内。风扇106被按照使风沿铅直方向流过的方式安装。分隔构件108在风扇106的上侧将筐体101的内部分离为上侧的区域111和下侧的区域109。在区域111内配置有控制装置107。在区域109内配置有发热到高温的半导体元件102、冷却半导体元件102的冷却散热片103、变压器104和电抗器105，其被将来自外部的空气排出或吸入的风扇106吹送风而冷却。而且，焊接装置5001还具备焊接所必需的配线或各种各样的构成物，然而这里将说明省略。

图6是特开平8—214549号公报中所公布的其他的以往的焊接装置5002的侧面透视图。焊接装置5002具备：反演驱动中所必需的半导体元件2102、用于冷却半导体元件2102的冷却散热片2103、转换电力的变压器2104、使输出电流平滑的电抗器2105、用于将冷却散热片2103、变压器2104、电抗器2105冷却的风扇106、控制反演驱动的控制装置2107、为了确保用于使半导体元件2102和控制装置2107免受粉尘影响的区域而设置的分隔构件2108，它们被配置于筐体2101的内部。在分隔构件2108上，设有半导体元件2102所能够插穿的大小的贯穿孔2110。分隔构件2108将筐体2101的内部分离为上侧的区域2111和下侧的区域2109。半导体元件2102被从分隔构件2108的贯穿孔2110中插穿。在区域2111的分隔构件2108上配置有控制装置2107。焊接装置5002中，在区域2109内配置有将发热到高温的半导体元件2102冷却的冷却散热片2103、变压器2104、电抗器2105，被将来自外部的空气排出或吸入的风扇2106吹送风而冷却。风扇2106使风沿水平方向流过。而且，焊接装置5002还具备焊接所必需的配线或各种各样的构成物，然而这里将说明省略。

以往的焊接装置5001、5002中，为了能够使风在区域109、2109内的宽范围中流动，风扇106比较大型，将区域109、2109内部的全部的发热体冷却。

以往的焊接装置5001中，变压器104、电抗器105之类的发热到高温的部件被配置于与冷却散热片103相同的区域109中。所以，因变压器104、电抗器105的发热，区域109内的温度变高，由于它的影响，冷却散热片103的冷却效率降低。

另外，由于区域109很大，因此需要将风扇106大型化。即使将风扇106大型化，由于风扇106所产生的冷却风在区域109内扩散，优先地将变压器104等高温的部件冷却，因此无法局部地冷却。这样，冷却散热片103、变压器104、电抗器105的冷却效率降低，焊接装置5001、5002的可靠性降低。

基于焊接装置的规格，当变压器104或电抗器105等部件的数目增加时，由于区域109内的发热量增大，因此区域109内的温度进一步上升。

发明内容

该焊接装置具备：筐体、将筐体的内部分隔为第一区域和第二区域的分隔构件、在第一区域和第二区域中使空气流通的隧道形状的散热组件、用于使空气在散热组件的空洞部中流通的风扇、设于第一区域内的第一电气元件、设于第二区域内的第二电气元件。

该焊接装置中，第二区域的温度被降低，可靠性高。

附图说明

图1是本发明的实施方式的焊接装置的电路框图。

图2是实施方式的焊接装置的立体透视图。

图3是实施方式的焊接装置的立体透视图。

图4是实施方式的焊接装置中所使用的散热组件的立体图。

图5是以往的焊接装置的侧视透视图。

图6是其他的以往的焊接装置的侧视透视图。

其中，1  筐体，2  分隔构件，3  分隔构件，4  区域，5  区域(第二区域)，6  区域(第一区域)，7  护孔垫圈，8  散热组件，8A  空洞部，8B  外周部，9  开口部(第一开口部)，10  开口部(第二开口部)，11  风扇，12  侧板，13  开口部，14  缓冲器，15  开口部，16  底板，17  开口部，18  散热片，21  商用电源，22  整流二极管(第二电气元件)，23  电抗器(第一电气元件)，24  平滑电容器(第二电气元件)，25  半导体元件(第二电气元件)，26  主变压器(第一电气元件)，27  整流二极管(第二电气元件)，28  电抗器(第一电气元件)，29  输出端子，29A  喷枪电缆，29B  母材电缆，30  控制装置，31  直流电源基板，32  控制基板

具体实施方式

图1是本发明的实施方式的焊接装置1001的电路框图。由商用电源21供给的电压被整流二极管22整流，被电抗器23、平滑电容器24平滑化而变为直流电压。该直流电压被半导体元件25进行开关而变为高频电压。主变压器26将该高频电压升压。被升压了的高频电压利用整流二极管27而变为直流电压。为了提高焊接的质量，该直流电压的高频成分被电抗器28删除。在输出端子29上连接有焊枪电缆29A及母材电缆29B，可以进行焊接。控制装置30包括直流电源基板31和控制基板32，为了实现操作者所设定的值，控制半导体元件25，使焊接的质量稳定化。在半导体元件25上安装有用于过电压保护的缓冲器14。电抗器23、平滑电容器24、主变压器26、电抗器28是发热量大的电气元件。整流二极管22、半导体元件25、整流二极管27、缓冲器14是发热量多并且需要散热的电气元件。控制装置30与这些电气元件相比更不耐热，是达到高温时可靠性即降低的电气元件。

图2和图3是焊接装置1001的立体透视图。焊接装置1001具有筐体1。分隔构件2、3将筐体1内分隔为多个区域。即，筐体1内被沿上下方向分隔为分隔构件2的上方的区域4、处于分隔构件2的下方并且处于分隔构件3的上方的区域5、分隔构件3的下方的区域6，从上方开始为区域4、5、6。焊接装置1001包括护孔垫圈7、设于区域5内的散热组件8、风扇11、构成筐体1的侧板12、缓冲器14、构成筐体1的底板16。风扇11被设于散热组件8的开口部9中。在侧板12的面向区域5的部分形成有开口部13。在侧板12的面向区域6的部分设有开口部15。在底板16上形成有开口部17。

在筐体1的区域4中配置有控制装置30。在将区域4和区域5分离的分隔构件2上设有用于穿过配线的孔7A。为了不使空气穿过孔7A而从区域5进入区域4，在孔7A上安装有护孔垫圈7而仅使配线穿过。散热组件8具备在内侧形成空洞部的外周部8B，具有用于使空气在区域5和区域6之间流通的近似隧道形状。在散热组件8的空洞部的两端设有空气所流通的开口部9和开口部10。开口部9位于区域5中。开口部10位于分隔构件3的面上或区域6中，向区域6开口。风扇11被配置于开口部9中，使空气在散热组件8的空洞部中流通。在分隔构件3上面向开口部10的位置上设有与开口部10相同程度的大小的贯穿孔。

图4是散热组件8的立体图。散热片18被与流过散热组件8内的空洞部8A的空气的流动大致平行地配设。由于与前述相同，因此将说明省略。

如图2和图4所示，与散热组件8的外周部8B直接接触地配置有整流二极管22和半导体元件25。平滑电容器24被与散热组件8的外周部8B拉开规定的间隔地间接地配置。在构成筐体1的侧板12的面向区域5的位置上设有多个开口部13。当冷却风扇11被驱动时，即从开口部13向筐体1的内部吸入外部的空气，所吸入的空气流入风扇11。按照使流入风扇11的空气将平滑电容器24或缓冲器14包入地流过的方式，适当地决定开口部13的开口位置或数目，将平滑电容器24或缓冲器14有效地冷却。

在分离区域5和区域6的分隔构件3上设有用于穿过配线的孔7B。为了不使空气穿过孔7B而从区域6进入区域5，在孔7B上安装有护孔垫圈7而仅使配线穿过。

在区域6内的散热组件8的开口部10的下方配置有电抗器23、主变压器26和电抗器28。当由电抗器23、主变压器26和电抗器28的大小或形状制约了它们的配置时，也可以将散热组件8配置于电抗器23、主变压器26和电抗器28的冷却效果高的位置。由于主变压器26和电抗器28的发热量多，因此将散热组件8的开口部10配置于主变压器26和电抗器28的正上方是有效的做法。利用此种配置，穿过散热组件8的空洞部8A内而从开口部10中吹出的空气就会直接吹打主变压器26和电抗器28，可以将它们有效地冷却。而且，即使不改变散热组件8的位置而将其固定，将主变压器26和电抗器28配置于散热组件8的开口部10的正下方，也可以得到相同的效果。

在构成筐体1的侧板12的面向区域6的位置上设有多个开口部15。在构成筐体1的底板16的面向区域6的位置上设有多个开口部17。被加热了的区域6内的空气被从开口部15、17向筐体1的外部排出，从而可以降低区域6内的温度。空气利用风扇11的作用从散热组件8的开口部10流入区域6内，将电抗器23、主变压器26、电抗器28包入地流过，从开口部15、开口部17向筐体1的外部排出。按照能够获得将电抗器23、主变压器26、电抗器28最有效地冷却的空气的流动的方式，来决定开口部15、17的位置或数目。

焊接装置1001中，来自区域5的空气由于分隔构件2和护孔垫圈7的存在而不会流入控制装置30所在的区域4。所以，区域4内的温度可以被抑制为低于被半导体元件25等加热了的区域5内的温度，从而可以提高控制装置30的可靠性。

配置于区域6中的主变压器26或电抗器23、28发热量多，区域6内的温度变得非常高。在焊接装置1001中，由于可以利用分隔构件3和护孔垫圈7防止高温的区域6内的空气进入区域5，因此区域5内的温度不会受来自电抗器23或主变压器26、电抗器28的热的影响，可以保持为比较低的温度。所以，由于被风扇11向散热组件8吹送的区域5内的空气是比较低的温度，因此被直接配置于散热组件8的外周部8B上的整流二极管22或半导体元件25就被有效地冷却。

在焊接装置1001中，不存在分隔构件3的情况下，被配置于区域6中的电抗器23、主变压器26、电抗器28等发热量多的构件加热了的空气就进入区域5内。该情况下，由于该空气被配置于区域5中的风扇11吸入，加热了的空气在散热组件8的空洞部8A内流过，因此散热组件8的散热效率降低。当散热组件8的散热效率降低时，整流二极管22和半导体元件25的温度即升高，使整流二极管22或半导体元件25的可靠性降低。而且，实施方式中，有分隔构件3时的区域5和区域6的温差约为20℃。

如图3所示，整流二极管27也被直接地安装于散热组件8的外周部8B上。整流二极管27与二极管22和半导体元件25相同，因利用分隔构件3将筐体1的内部分离为区域5和区域6，而被有效地冷却，从而可以提高可靠性。

在焊接装置1001中，在被风扇11吹出空气的散热组件8的开口部10的下侧，配置有因发热而达到高温的主变压器26、电抗器28。利用该配置，可以使空气直接吹打主变压器26、电抗器28，从而可以将主变压器26、电抗器28有效地冷却。

即使在区域5、6中，整流二极管22和半导体元件25之类的半导体元件或平滑电容器24、缓冲器14等部件的配置被改变了的情况下，也可以通过更换侧板12来改变开口部13、开口部15的位置或数目。通过改变开口部13、开口部15的位置或数目，就可以改变风向，使风流向想要冷却的部件，从而可以提高冷却效率。

即使在区域6中部件的配置被改变了的情况下，也可以通过更换底板16来改变开口部17的位置或数目。通过改变开口部17的位置或数目，就可以改变风向，使风流向想要冷却的部件，从而可以提高冷却效率。可以将区域6内的粉尘穿过开口部17而向底板17的下侧排出，从而可以防止粉尘在区域6内堆积的情况。

通过改变构成筐体1的侧板12和分隔构件2、3，就可以改变焊接装置1001的整体的高度或区域4、5或6的高度。

在焊接装置1001的容量或规格被改变的情况下，即使控制装置30的部件数目或部件的大小改变，也可以通过改变侧板12的高度，或改变分隔构件2的安装位置，来改变区域4的高度，从而可以确保必需的空间。该情况下，由于焊接装置1001的基本构造并未改变，因此也可以获得与所述已说明的冷却有关的效果。

在焊接装置1001的容量或规格被改变的情况下，即使电抗器、变压器等的数目增加，也可以通过改变侧板12的高度，或改变分隔构件3的安装位置，来改变区域6的高度，从而可以确保必需的空间。该情况下，由于焊接装置1001的基本构造并未改变，因此也可以获得与所述已说明的冷却有关的效果。

而且，实施方式的焊接装置1001中，利用2个分隔构件将筐体1的内部分为3个区域。分隔构件和区域的数目并不限定于此，也可以用1个分隔构件将筐体1内部分为2个区域，例如分为区域4和区域5，也可以分为区域5和区域6。也可以用3个以上的分隔构件将筐体1的内部分为4个以上的区域。

另外，实施方式的数值只不过是一个例子。

另外，实施方式并不仅限定于焊接装置，可以广泛地用于内置发热量多的电气元件而需要冷却的装置。

产业上的利用可能性

本发明的焊接装置可以有效地冷却设于筐体内的构件，作为内置产生高热量的构件的电气机器十分有用。

Claims (13)

1.一种焊接装置，具备：

筐体；

将所述筐体的内部分隔为第一区域和第二区域的分隔构件；

设于所述筐体内的风扇；

设于所述第一区域内的第一电气元件；

设于所述第二区域内的第二电气元件，其特征在于，还具备：

具有在内部形成空洞部的外周部，并使空气在所述第一区域和所述第二区域流通的隧道形状的散热组件，

所述风扇用于使空气在所述散热组件的所述空洞部中流通。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述第二区域位于所述第一区域的上方。

3.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，

所述散热组件具有分别设于所述空洞部的两端的第一开口部和第二开口部，

所述散热组件的所述第一开口部位于所述第二区域，

所述散热组件的所述第二开口部位于所述第一区域，

所述风扇被设于所述第一开口部。

4.根据权利要求3所述的焊接装置，其中，所述第一电气元件被配设于所述散热组件的所述第二开口部的下方。

5.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述第二电气元件被直接地配置于所述散热组件的所述外周部上。

6.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述第二电气元件被配置成从所述散热组件的所述外周部隔开规定的间隔。

7.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述第二电气元件包括半导体元件。

8.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述第一电气元件包括电抗器和变压器当中的一者。

9.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述筐体具有在面向所述第二区域的位置上形成了多个开口部的侧板。

10.根据权利要求9所述的焊接装置，其中，所述侧板可以更换。

11.根据权利要求9所述的焊接装置，其中，可通过改变所述侧板的高度而改变所述第一区域和所述第二区域当中至少一者的高度。

12.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，可通过改变所述分隔构件的位置而改变所述第一区域和所述第二区域的高度。

13.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述筐体具有形成了多个开口部的底板。

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