JP6854362B1 - 換気装置、換気ユニットおよび電力変換装置 - Google Patents

Abstract

実施形態の換気装置は、筐体と、シャッターケースと、ファンと、シャッターと、を備える。シャッターケースは、開口を有する。ファンは、開口を介して筐体内の空気を外部に排気する。シャッターは、シャッターケース内を、開口に連通される第１室と、第１室とは別の第２室とに区画するとともに、回動動作によって開口を開閉する。ファンは、筐体におけるシャッターケースの第１室側に配置される。第１室は、ファンの正圧領域とされる。第２室は、ファンの負圧領域とされる。シャッターケースの第２室は、筐体内の負圧領域のみと連通されている。シャッターは、第１室から受ける圧力よりも第２室から受ける圧力が小さくなるように設けられている。

Description

本発明の実施形態は、換気装置、換気ユニットおよび電力変換装置に関する。

例えば、筐体内に設けられた電力変換ユニット等の発熱体を冷却するための換気装置が知られている。換気装置は、例えば筐体の外面に設けられたフードと、フードの排気口を開閉するシャッターと、フード内に配置されたファンと、を備えている。換気装置は、シャッターを開放するとともに、ファンを駆動させ、排気口を介して筐体内の空気を外部に排気する。これにより、筐体内の空気の温度上昇を抑え、発熱体の冷却を促進できる。

発熱体の冷却性能を向上させるために、筐体に複数の換気装置を設ける場合がある。このような場合、発熱体の温度や仕様に応じて複数の換気装置のうち、所定の換気装置のみを駆動させる。停止している換気装置は、シャッターを閉塞している。これにより、駆動している換気装置と停止している換気装置との間で空気が循環してしまうショートサーキットを防止できる。このため、ファンによって、確実に筐体内の空気を排気できる。

シャッターの開閉動作を駆動装置等によらず簡素な構造にしようとすると、フードにシャッターを回動自在に設け、シャッターの自重により排気口を閉塞することが考えられる。この場合、排気口を開放するには、ファンの風圧を利用する。

しかしながら、フードにシャッターを回動自在に設け、シャッターの自重やファンの風圧を利用して排気口の開閉動作を行おうとすると、シャッターに対する回動軸を高精度に位置決めする必要があった。つまり、シャッターが確実に自重で閉塞するように回動軸の位置を設定すると、シャッターが重すぎてファンの風圧で排気口が開放されず、シャッターの機能を満足できない可能性があった。
回動軸の位置を適正に設定できたとしても、適用する電力変換装置ごとに装置内の圧力損失が異なるため、ファンの風圧が低下したり、回動軸が経年劣化したりする場合がある。このような場合、シャッターの開閉動作が適正に行われない可能性があった。

このように、種々の要因を考慮しながらシャッターの設計、製造を行う必要があり、設計、製造作業が煩雑になるという課題があった。

日本国特開２０１８−７９７５７号公報

本発明が解決しようとする課題は、シャッターの設計、製造を容易化できる換気装置、換気ユニットおよび電力変換装置を提供することである。

実施形態の換気装置は、筐体と、シャッターケースと、ファンと、シャッターと、を備える。シャッターケースは、筐体に取り付けられ、開口を有する。ファンは、開口を介して外部の空気を筐体内に送風、及び開口を介して筐体内の空気を外部に排気、のいずれか一方を行う。シャッターは、シャッターケースに回動自在に設けられ、シャッターケース内を、開口に連通される第１室と、第１室とは別の第２室とに区画するとともに、回動動作によって開口を開閉する。ファンは、筐体におけるシャッターケースの第１室側、及びシャッターケースの第１室のいずれか一方に配置される。第１室は、ファンの正圧領域、及び負圧領域のいずれか一方の第１領域とされる。第２室は、ファンの正圧領域、及び負圧領域のいずれか他方の第２領域とされる。シャッターケースの第２室は、筐体内における第２領域と同じ領域のみと連通されている。シャッターは、第１室から受ける圧力よりも第２室から受ける圧力が小さくなるように設けられている。

第１の実施形態の電力変換装置の概略構成図。 第１の実施形態のシャッターユニットのＸ−Ｚ平面に沿う断面の斜視図。 第２の実施形態のシャッターユニットのＸ−Ｚ平面に沿う断面の斜視図。 第３の実施形態のシャッターユニットのＸ−Ｚ平面に沿う断面の斜視図。 第１の変形例の換気装置の概略構成図。 第２の変形例の換気装置の概略構成図。

以下、実施形態の換気装置、換気ユニットおよび電力変換装置を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、電力変換装置１の概略構成図である。
図１に示すように、電力変換装置１は、箱状の筐体２と、筐体２内に収納されている電力変換ユニット３と、筐体２の一面２ａに取り付けられている換気ユニット４と、を備えている。
電力変換ユニット３は、例えば、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、直流電力を交流電力に変換するインバータとのうち、少なくとも一方を備えている。電力変換装置１は、少なくとも１つの電力変換ユニット３を備えていればよい。電力変換ユニット３は、駆動時に発熱する。

換気ユニット４は、複数（例えば、本第１の実施形態では２個）の換気装置５Ａ，５Ｂを備えている。各換気装置５Ａ，５Ｂの基本的構成は同一である。このため、以下の説明では、一方の換気装置５Ａについてのみ説明し、他方の換気装置５Ｂについての説明は、一方の換気装置５Ａと同一符号を付して説明を省略する。

以下の説明では、換気ユニット４が取り付けられている筐体２の一面２ａは、筐体２の重力方向上面であるものとして説明する。筐体２の内側とは、筐体２で囲まれた内部のことをいうものとし、筐体２の外面側が筐体２の外側をいうものとする。必要に応じて、重力方向上下方向（筐体２における一面２ａの法線方向）をＺ方向とし、筐体２における一面２ａの面方向で、かつ筐体２の一辺に沿う方向をＸ方向とし、Ｚ方向、及びＸ方向に直交する方向をＹ方向として説明する。

換気装置５Ａは、筐体２における一面２ａの内側に設けられたファン６と、筐体２における一面２ａの外側に設けられたシャッターユニット７と、を備えている。
ファン６は、筐体２の一面２ａに取り付けられたファンシュラウド８と、ファンシュラウド８に回転自在に固定されたファンブレード９と、を主構成としている。

ファンブレード９としては、例えば軸流ファン用のファンブレードが用いられる。ファンブレード９は、不図示のファンモータによって回転駆動される。ファンブレード９の回転軸線は、筐体２における一面２ａの法線方向に沿っている。以下、ファンブレード９の回転軸線方向を、単に軸方向と称して説明する場合がある。
ファンシュラウド８は、ファンブレード９の周囲を取り囲むように略円筒状に形成されている。ファンシュラウド８の中心軸線は、ファンブレード９の軸方向と一致している。

筐体２の一面２ａには、ファンブレード９と軸方向で対向する位置に、軸方向からみて略円形状の開口部２ｂが形成されている。ファンブレード９が回転すると、軸方向に沿って風Ｗが流れ、筐体２内の空気がファンシュラウド８、ファンブレード９、及び開口部２ｂを介して筐体２の外部に排気される。すなわち、筐体２内で、かつファンシュラウド８の外側は、ファン６によって負圧領域Ｎｐとなる。筐体２の一面２ａから外側は、ファン６によって正圧領域Ｐｐとなる。
特に図示しないが、筐体２には、ファン６から離間した他面に、外気を吸い込むための吸入口が形成されている。これにより、筐体２内の電力変換ユニット３を通るように風Ｗが流れる。

筐体２の一面２ａには、ファンシュラウド８よりも径方向外側に、筐体連通口２５が形成されている。筐体連通口２５は、シャッターユニット７に設けられた後述のダクト１５の通風路１６と連通される。

図２は、シャッターユニット７におけるＸ−Ｚ平面に沿う断面の斜視図である。
図１、図２に示すように、シャッターユニット７は、筐体２における一面２ａの外側（外面）に配置されている。シャッターユニット７は、筐体２の一面２ａ側に開口部１０ａが形成された箱状のシャッターケース１０と、シャッターケース１０に回動自在に設けられ、シャッターケース１０内を２つの部屋（正圧室２３、及び負圧室２４）に仕切るシャッター１１と、を主構成としている。

シャッターケース１０の大きさは、筐体２の大きさと比較して十分に小さい。シャッターケース１０は、Ｘ−Ｚ平面に沿う２つの側面１０ｂと、Ｙ−Ｚ平面に沿う２つの側面１０ｃと、各側面１０ｂ，１０ｃに筐体２とは反対側の端部で接続される天板１０ｄと、を有している。各側面１０ｂ，１０ｃにより、開口部１０ａが形成される。この開口部１０ａは、筐体２の開口部２ｂと連通されている。

天板１０ｄは、Ｘ−Ｙ平面に沿うように配置されている。天板１０ｄには、Ｘ方向略中央を中心にして片側半分に、段差面１０ｅを介して凹部１２が形成されている。この凹部１２の大部分に、排気口（請求項における開口に相当）１３が形成されている。

筐体２の排気口１３とは反対側の側面１０ｃと天板１０ｄとの間には、ダクト連通口１４が形成されている。このダクト連通口１４が形成されている側の側面１０ｃには、ダクト１５が設けられている。ダクト１５は、Ｚ方向に延び、かつＹ方向全体に渡って延びている。ダクト１５は、側面１０ｃとともに略角筒状に形成され、内部に通風路１６を形成している。

ダクト１５は、側面１０ｃと対向するダクト側面１５ａがシャッターケース１０の天板１０ｄに接合されている。これにより、通風路１６は、外気と遮断される。通風路１６は、Ｚ方向上端でダクト連通口１４に連通されている。通風路１６は、Ｚ方向下端で筐体２の筐体連通口２５を介して筐体２内に連通されている。

シャッターケース１０におけるダクト連通口１４の下側縁には、仕切板（請求項における第１仕切板に相当）１７が設けられている。仕切板１７は、シャッター１１とともに、シャッターケース１０内を２つの部屋（正圧室２３、及び負圧室２４）に仕切る。仕切板１７は、金属板により形成されている。仕切板１７は、ダクト連通口１４の下側縁から、シャッター１１の回動軌跡に沿うように、斜め下方に向かって延出されている。

シャッターケース１０におけるダクト連通口１４が形成されている側面１０ｃには、仕切板１７よりも筐体２側に、板状のストッパ１８が設けられている。ストッパ１８は、シャッター１１の回動量を規制するとともに、シャッターケース１０内の風Ｗの向きを規制する。ストッパ１８は金属板により形成されている。ストッパ１８は、シャッターケース１０の側面１０ｃからシャッターケース１０内に向かって、かつ仕切板１７の下端に接するように、斜め上方に延出されている。ストッパ１８は、シャッターケース１０の排気口１３の近傍に至るまで延出されている。

シャッター１１は、シャッターケース１０に形成された段差面１０ｅの下端と、ストッパ１８との間に配置されている。シャッター１１は、略平板状のシャッター本体２１と、シャッター本体２１に設けられた回動軸２２と、を備えている。
シャッター本体２１は、平面視で略四角形状に形成されている。回動軸２２は、シャッター本体２１の一辺の略中央に、この一辺と直交する他辺に沿って、かつシャッター本体２１の面方向に沿って配置されている。回動軸２２は、シャッターケース１０に形成されている段差面１０ｅの下端に取り付けられている。この段差面１０ｅの下端と回動軸２２とは略平行であり、いずれもＹ方向に沿っている。これにより、シャッター本体２１は、回動軸２２回りに回動される。

シャッター１１が回動することにより、シャッター本体２１における回動軸２２よりもシャッターケース１０の排気口１３側が、この排気口１３を開閉する。より具体的には、シャッター本体２１がＸ−Ｙ平面に沿う方向、つまり、天板１０ｄと略平行な状態のとき、シャッター本体２１によって、排気口１３が閉塞される。この閉塞状態からシャッター本体２１が回動され、排気口１３の上方にシャッター本体２１が傾くと排気口１３が開放される。

シャッター本体２１の排気口１３とは反対側の一端部２１ａは、シャッターケース１０内の仕切板１７に至るまで延出されている。
仕切板１７は、シャッター本体２１における一端部２１ａの回動軌跡に沿って湾曲形成されている。仕切板１７とシャッター本体２１の一端部２１ａとの間には、微小隙間が形成されている。このため、仕切板１７とシャッター本体２１とが干渉してしまうことがない。

シャッターケース１０内は、仕切板１７とシャッター１１とにより、ファン６が配置されている側の正圧室（請求項における第１室に相当）２３と、ダクト連通口１４が形成されている側の負圧室（請求項における第２室に相当）２４とに区画される。
負圧室２４は、ダクト連通口１４、ダクト１５の通風路１６、及び筐体連通口２５を介して筐体２内に連通されている。

このように、シャッター本体２１における回動軸２２よりも排気口１３側は、この排気口１３を開閉するための開閉板２６として機能する。シャッター本体２１における回動軸２２よりも仕切板１７側は、シャッターケース１０内を区画する区画板２７として機能する。つまり、正圧室２３と負圧室２４とは、回動軸２２を境に区画されている。

シャッター本体２１の重心位置は、回動軸２２よりもやや一端部２１ａ側に位置している。このため、シャッター本体２１は、無負荷状態において区画板２７が若干下がるとともに、開閉板２６が若干持ち上がる。この結果、無負荷状態において、シャッター本体２１は、排気口１３が若干開放される程度に傾く。

次に、換気装置５Ａ，５Ｂの作用について説明する。
換気装置５Ａ，５Ｂが停止している状態では、無負荷状態であるので、排気口１３が若干開放されている。このため、筐体２内が自然換気される。

図１に示すように、換気装置５Ａ，５Ｂのファン６が駆動されると、このファン６によって、風Ｗが発生する（強制換気）。風Ｗは、筐体２内からファンシュラウド８、ファンブレード９、及び開口部２ｂを介してシャッターケース１０の正圧室２３へと流れる。このため、筐体２内は、負圧領域Ｎｐとなる。正圧室２３は、正圧領域Ｐｐとなる。シャッターケース１０の負圧室２４は、ダクト連通口１４、ダクト１５の通風路１６、及び筐体連通口２５を介して筐体２内に連通されている。筐体連通口２５は、ファンシュラウド８よりも径方向外側に形成されている。つまり、負圧室２４は、筐体２の負圧領域Ｎｐのみと連通されていることになる。このため、負圧室２４は、負圧領域Ｎｐとなる。

シャッター本体２１の筐体２側に設けられたストッパ１８は、シャッターケース１０の側面１０ｃから排気口１３の近傍に至るまで延出されている。このため、シャッター本体２１の区画板２７には、ファン６による風Ｗの影響を受けにくい。
これに対し、シャッター１１の開閉板２６は、正圧室２３の圧力を受けて上方に押し上げられようとする（図１における矢印Ｙ１参照）。シャッター１１の区画板２７も、負圧室２４から圧力を受けて上方（ダクト連通口１４側）に吸い上げられようとする（図１におけるＹ２参照）。

シャッター本体２１は、重心位置が回動軸２２よりもやや一端部２１ａ側に位置しているとともに、正圧室２３から受ける圧力Ｆ１よりも負圧室２４から受ける圧力Ｆ２が小さくなるように設けられている。
例えば、仕切板１７と区画板２７との間には、微小隙間が形成されている。この微小隙間から負圧室２４の空気が漏れる。このような空気の漏れが一因となり、シャッター本体２１が負圧室２４から受ける圧力は、正圧室２３から受ける圧力よりも小さくなる。この他、シャッターケース１０の大きさは、筐体２の大きさと比較して十分に小さい。このため、筐体２内に連通されている負圧室２４の圧力の大きさと比較して、正圧室２３の圧力が大きくなりやすい。このため、シャッター本体２１が負圧室２４から受ける圧力は、正圧室２３から受ける圧力よりも小さくなる。

このようにファン６が駆動されると、開閉板２６が押し上げられて、シャッター１１の傾きが大きくなる。これにより、排気口１３が自然換気の場合よりも大きく開放される。シャッター１１の傾きが大きくなると、区画板２７がストッパ１８に当接される。このため、シャッター１１が仕切板１７から離間することなく、シャッター１１の傾きが所望の傾きで維持される。ストッパ１８により、ファン６による風Ｗも整流（規制）され、排気口１３側へとスムーズに流れる。

２つの換気装置５Ａ，５Ｂは、いわゆるファン冗長用として使用される場合と、いわゆるファンバックアップ用として使用される場合とがある。ファン冗長用として使用される場合、電力変換ユニット３の放熱状況等に応じて、２つ同時に駆動させたり、１つのみ駆動させたりする。ファンバックアップ用として使用する場合、２つの換気装置５Ａ，５Ｂのうち、一方の換気装置５Ａ，５Ｂを常時駆動させる。この場合、一方の換気装置５Ａ，５Ｂに不具合が発生して停止すると、他方の換気装置５Ａ，５Ｂを駆動させる。

以下、図１に基づいて、ファン冗長用又はファンバックアップ用として、２つの換気装置５Ａ，５Ｂのうち、一方の換気装置５Ａのみ駆動させ、他方の換気装置５Ｂを停止させている場合について説明する。

他方の換気装置５Ｂを停止させている状態では、この換気装置５Ｂの排気口１３が若干開放されている。この状態で、一方の換気装置５Ａを駆動させると、換気装置５Ａの正圧室２３は、正圧領域Ｐｐとなる。他方の換気装置５Ｂの正圧室２３は、排気口１３を通じて大気圧となる。これに対し、筐体２内、及び筐体２内に連通されている各換気装置５Ａ，５Ｂの負圧室２４は、負圧領域Ｎｐとなる。

このため、他方の換気装置５Ｂにおけるシャッター１１の区画板２７は、負圧室２４から圧力を受けて上方（ダクト連通口１４側）に吸い上げられる（図１におけるＹ３参照）。このため、他方の換気装置５Ｂでは、シャッター１１によって排気口１３が閉塞される。この結果、一方の換気装置５Ａと他方の換気装置５Ｂとの間で空気が循環してしまうショートサーキットが防止される。

このように、上述のシャッターユニット７は、排気口１３が形成されているシャッターケース１０と、シャッターケース１０の排気口１３を開閉可能なように回動自在に設けられ、シャッターケース１０内を正圧室２３と負圧室２４とに区画するシャッター１１と、シャッターケース１０の排気口１３を介して筐体２内の空気を外部に排気するファン６とを備えている。正圧室２３は、排気口１３に連通されている。負圧室２４は、ダクト連通口１４、ダクト１５の通風路１６、及び筐体連通口２５を介して筐体２内の負圧領域Ｎｐのみと連通されている。シャッター本体２１は、重心位置が回動軸２２よりもやや一端部２１ａ側に位置している。シャッター本体２１は、正圧室２３から受ける圧力Ｆ１よりも負圧室２４から受ける圧力Ｆ２が小さくなるように設けられている。

このため、２つの換気装置５Ａ，５Ｂが停止している状態では、排気口１３が若干開放され、筐体２内を自然換気できる。２つの換気装置５Ａ，５Ｂが駆動している状態では、排気口１３を確実に開放し、筐体２内を確実に強制換気できる。
２つの換気装置５Ａ，５Ｂのうち、一方のみが駆動され、他方が停止されている場合、停止している換気装置５Ａ，５Ｂは、負圧室２４によってシャッター１１の区画板２７が吸い上げられる。このため、停止している換気装置５Ａ，５Ｂの排気口１３を確実に閉塞できる。よって、２つの換気装置５Ａ，５Ｂ間でのショートサーキットを防止できる。

以上のように、負圧室２４を利用してシャッター１１の開閉動作を確実に行うことができるので、シャッター本体２１に対する回動軸２２の位置決めを高精度に行う必要がない。仮に回動軸２２が経年劣化した場合であっても、確実にシャッター１１の開閉動作を行うことができる。よって、シャッター１１の設計、製造を容易化できる。
シャッター１１を常時適正に動作させることができるので、各換気装置５Ａ，５Ｂによって、電力変換ユニット３を効果的に冷却させることができる。

シャッターケース１０内の正圧室２３と負圧室２４とは、回動軸２２を境に区画されている。このため、シャッター本体２１を、回動軸２２を挟んで開閉板２６と区画板２７とに機能分けできる。例えば、段差面１０ｅから離間した位置に回動軸２２を設けてしまうと、シャッター本体２１を、回動軸２２を挟んで開閉板２６と区画板２７とに機能分けできなくなる。本第１の実施形態のように、回動軸２２を挟んで開閉板２６と区画板２７とに機能分けできると、シャッター本体２１に対する回動軸２２の位置決めをさらに容易にできる。

シャッター本体２１は、平面視で略四角形状に形成されている。回動軸２２は、シャッター本体２１の一辺の略中央に、この一辺と直交する他辺に沿って、かつシャッター本体２１の面方向に沿って配置されている。仕切板１７は、シャッター本体２１における一端部２１ａの回動軌跡に沿って湾曲形成されている。このように構成することで、シャッターケース１０内を、正圧室２３と負圧室２４とに容易に区画できる。このため、シャッターユニット７の製造コストを抑えることができる。

シャッターケース１０には、シャッター１１の回動量を規制するストッパ１８が設けられている。このため、シャッター１１が仕切板１７から離間することなく、シャッター１１の傾きを所望の傾きで維持できる。
ストッパ１８は、シャッターケース１０の側面１０ｃからシャッターケース１０内に向かって、斜め上方に延出されている。ストッパ１８は、シャッターケース１０の排気口１３の近傍に至るまで延出されている。このため、ストッパ１８により、ファン６による風Ｗが整流（規制）され、排気口１３に向かって筐体２内の空気をスムーズに流すことができる。

シャッターケース１０は、筐体２における一面２ａの外側に設けられている。ファン６は、筐体２内にシャッターケース１０の開口部１０ａと対向するように設けられている。このように、筐体２内の空きスペースを有効活用することで、シャッターケース１０にファン６を配置する場合と比較して、シャッターケース１０の大型化を防止できる。このため、シャッターユニット７の製造コストを低減できる。

シャッター本体２１の重心位置は、回動軸２２よりもやや一端部２１ａ側に位置している。このため、換気装置５Ａ，５Ｂが停止している状態で筐体２内を確実に自然換気することができる。とりわけ、例えば、換気装置５Ａ，５Ｂを緊急停止した場合であっても筐体２内の冷却を続ける必要がある場合に好適である。

上述の第１の実施形態では、仕切板１７を金属板により形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、樹脂やフィルム等の柔らかい素材により形成してもよい。このように構成することで、仕切板１７を湾曲形成しやすくすることができる。このため、シャッターユニット７の製造コストをさらに低減できる。

上述の第１の実施形態では、シャッター本体２１の重心位置は、回動軸２２よりもやや一端部２１ａ側に位置している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではない。

例えば、シャッター本体２１の重心位置を、回動軸２２の位置、つまり、シャッター本体２１の丁度Ｘ方向中央とした場合、シャッター本体２１は、自重の影響を受けにくくなる。このため、ファン６の風Ｗ（風圧）を利用して、シャッター本体２１による排気口１３の開閉を容易に行うことが可能になる。例えばファン６を小型化した場合であっても、シャッター本体２１の開閉を容易に行うことが可能になる。

例えば、シャッター本体２１の重心位置を、回動軸２２よりもやや一端部２１ａとは反対側とした場合、無負荷状態において開閉板２６が下がり、区画板２７が持ち上がる。このため、排気口１３が閉塞されてこの排気口１３からの異物侵入を防ぐことができる。よって、換気装置５Ａ，５Ｂの設置環境が悪く異物対策が必要な場合に好適に用いることができる。

（第２の実施形態）
次に、図３に基づいて、第２の実施形態について説明する。
図３は、第２の実施形態におけるシャッターユニット２０７のＸ−Ｚ平面に沿う断面の斜視図である。上述の第１の実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する（以下の実施形態、第１の変形例についても同様）。
図３に示すように、第２の実施形態のシャッターユニット２０７は、第１の実施形態におけるシャッターユニット７を、Ｙ−Ｚ平面を中心に面対称に２つ配置し、１つのシャッターユニット２０７としている。この点、前述の第１の実施形態と異なる点である。

すなわち、シャッターユニット２０７のシャッターケース２１０には、天板２１０ｄのＸ方向中央に、排気口１３が形成されている。天板２１０ｄの排気口１３側の側縁には、段差面１０ｅが下方に向かって屈曲延出されている。各段差面１０ｅの下端に、第１シャッター部材２１１Ａと、第２シャッター部材２１１Ｂとが回動自在に設けられている。これら２つのシャッター部材２１１Ａ，２１１Ｂによって、排気口１３が開閉される。

シャッターケース２１０は、２つのシャッター部材２１１Ａ，２１１Ｂによって、１つの正圧室２３と、第１負圧室２２４Ａ、及び第２負圧室２２４Ｂの２つの負圧室２２４Ａ，２２４Ｂとに区画される。各負圧室２２４Ａ，２２４Ｂは、シャッターケース２１０のＸ方向両側面１０ｃに設けられた２つのダクト１５、及び筐体２の一面２ａに形成される２つの筐体連通口２５（いずれも図１参照、図３では不図示）を介し、筐体２内に連通されている。

したがって、上述の第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

これに加え、第２の実施形態では、前述の第１の実施形態のシャッター１１を、２つのシャッター部材２１１Ａ，２１１Ｂで構成した形になる。これら２つのシャッター部材２１１Ａ，２１１Ｂによって、排気口１３を開閉する。このため、第１の実施形態のシャッター１１の大きさと比較して、各シャッター部材２１１Ａ，２１１Ｂの大きさを小さくすることができる。

これについて、各シャッター部材２１１Ａ，２１１Ｂが排気口１３を開放した場合と、第１の実施形態におけるシャッター１１が排気口１３を開放した場合とを比較した場合を考える。この場合、第１の実施形態におけるシャッター１１の天板１０ｄからの突出高さに対し、各シャッター部材２１１Ａ，２１１Ｂの天板２１０ａからの突出高さを低くすることができる。このため、シャッターユニット２０７の占有高さを抑えることができ、レイアウト性も向上できる。

また、ファン６による風Ｗがシャッターケース２１０のＸ方向中央を通ることになるので、風Ｗの流れがＺ方向に沿う直線状に近づく。このため、風Ｗの流れがスムーズになり、電力変換ユニット３の冷却効率を高めることが可能になる。

（第３の実施形態）
次に、図４に基づいて、第３の実施形態について説明する。
図４は、第３の実施形態におけるシャッターユニット３０７のＸ−Ｚ平面に沿う断面の斜視図である。
図４に示すように、前述の第１の実施形態と本第３の実施形態との相違点は、第１の実施形態における仕切板１７と、第３の実施形態における仕切板（請求項における第２仕切板）３１７とが異なる点にある。

第３の実施形態における仕切板３１７は、シャッターケース１０におけるダクト連通口１４の下側縁と、シャッター本体２１の一端部２１ａとを連結するように蛇腹状に形成されている。仕切板３１７は蛇腹状に形成されているので、ダクト連通口１４に対して接近、離間する方向に伸縮自在である。このため、仕切板３１７によって、シャッター１１の回動動作が阻害されることがない。このような仕切板３１７とシャッター本体２１（区画板２７）によって、シャッターケース１０内が正圧室２３と負圧室２４とに区画される。

したがって、上述の第３の実施形態によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

これに加え、第１の実施形態のように、金属板の仕切板１７を湾曲形成する必要もないので、シャッターユニット３０７の製造コストを低減できる。第１の実施形態のように、仕切板１７とシャッター本体２１の一端部２１ａとの間に微小隙間が形成されることもない。第２の実施形態では、仕切板３１７とシャッター本体２１とにより密閉度の高い負圧室２４となる。このため、負圧室２４を、効率よく負圧領域Ｎｐにすることができる。

上述の各実施形態では、ファン６は、筐体２における一面２ａの内側に設けられている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、シャッターケース１０，２１０内に、ファン６を設けてもよい。このように構成することで、換気装置５Ａ，５Ｂをユニット化できるので、筐体２の製造コストを低減できる。

上述の各実施形態では、電力変換装置１は、２つの換気装置５Ａ，５Ｂを備えている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電力変換装置１は、少なくとも１つの換気装置（５Ａ，５Ｂ）を備えていればよい。電力変換装置１は、換気装置を３つ以上備えていてもよい。

上述の各実施形態では、ファン６は、筐体２内の空気をシャッターユニット７，２０７の排気口１３を介して外部に排気する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ファン６は、排気口１３を介して外部の空気を筐体２内に送風してもよい。

図５は、第１の変形例における換気装置５Ａ，５Ｂの概略構成図である。
第１の変形例と前述の第１の実施形態との相違点は、第１の変形例では、上述した第１の実施形態におけるシャッターケース１０内の正圧室２３が、負圧室２４（負圧領域Ｎｐ）になる点である。また、正圧室２３（正圧領域Ｐｐ）は、第１仕切板４１７、及びシャッター本体２１により、シャッターケース１０内に形成される点である。

第１仕切板４１７は、前述の第１の実施形態の仕切板１７に相当する。第１仕切板４１７の途中にストッパ４１８が設けられている。ストッパ４１８は、第１仕切板４１７からＸ方向に延び、シャッターケース１０の排気口１３の近傍に至るまで延出されている。ストッパ４１８は、前述の第１の実施形態のストッパ１８に相当する。

このような構成のもと、シャッター本体２１の開閉板２６は、負圧室２４からシャッターケース１０内に引き込む圧力Ｆ３を受ける。また、シャッター１１の区画板２７も、正圧室２３から下方に押し下げられる圧力Ｆ４を受ける。シャッター本体２１は、負圧室２４から受ける圧力Ｆ３よりも正圧室２３から受ける圧力Ｆ４が小さくなるように設けられている。このため、シャッター１１は、シャッターケース１０内に開閉板２６が引き込まれるように回動されて排気口１３を開閉する。排気口１３が開放される際、シャッター本体２１の区画板２７が持ち上げられる。このため、シャッターケース１０における天板１０ｄの高さは、区画板２７を受け入れ可能なように、前述の第１の実施形態の天板１０ｄの高さと比較して高くなる。

このように構成した場合であっても、前述の第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

図６は、第２の変形例における換気装置５Ａ，５Ｂの概略構成図である。上述の第２の実施形態と同一態様、上述の第１の変形例と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
第２の変形例と前述の第２の実施形態との相違点は、第２の変形例では、上述した第２の実施形態におけるシャッターケース１０内の正圧室２３が、負圧室２４（負圧領域Ｎｐ）になる点である。また、２つの負圧室２２４Ａ，２２４Ｂは、２つの正圧室２２３Ａ，２２３Ｂ（正圧領域Ｐｐ）になる点である。
第２の変形例では、前述の第１の変形例と同様に、ストッパ４１８を備えている。

このように構成した場合であっても、前述の第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、シャッターユニット７，２０７は、排気口１３が形成されているシャッターケース１０，２１０と、シャッターケース１０，２１０の排気口１３を開閉可能なように回動自在に設けられ、シャッターケース１０，２１０内を正圧室２３と負圧室２４とに区画するシャッター１１（第１シャッター部材２１１Ａ、第２シャッター部材２１１Ｂ）と、シャッターケース１０，２１０の排気口１３を介して筐体２内の空気を外部に排気するファン６とを備えている。

このため、２つの換気装置５Ａ，５Ｂが停止している状態では、排気口１３が若干開放され、筐体２内を自然換気できる。２つの換気装置５Ａ，５Ｂが駆動している状態では、排気口１３を確実に開放し、筐体２内を強制換気できる。
２つの換気装置５Ａ，５Ｂのうち、一方のみが駆動され、他方が停止されている場合、この停止している他方の換気装置５Ａ，５Ｂの排気口１３を確実に閉塞できる。このため、２つの換気装置５Ａ，５Ｂ間でのショートサーキットを防止できる。

正圧室２３の圧力と負圧室２４の圧力とを利用してシャッター１１（第１シャッター部材２１１Ａ、第２シャッター部材２１１Ｂ）を回動させるので、シャッター本体２１に対する回動軸２２の位置決めを高精度に行う必要がない。仮に回動軸２２が経年劣化した場合であっても、確実にシャッター１１（第１シャッター部材２１１Ａ、第２シャッター部材２１１Ｂ）の開閉動作を行うことができる。よって、シャッター１１（第１シャッター部材２１１Ａ、第２シャッター部材２１１Ｂ）の設計、製造を容易化できる。
シャッター１１（第１シャッター部材２１１Ａ、第２シャッター部材２１１Ｂ）を常時適正に動作させることができるので、各換気装置５Ａ，５Ｂによって、電力変換ユニット３を効果的に放熱させることができる。

シャッターケース１０内の正圧室２３，２２３Ａ，２２３Ｂと負圧室２４，２２４Ａ，２２４Ｂとは、回動軸２２を境に区画されている。このため、シャッター本体２１を、回動軸２２を挟んで開閉板２６と区画板２７とに機能分けできる分、シャッター本体２１に対する回動軸２２の位置決めをさらに容易にできる。

シャッター本体２１は、平面視で略四角形状に形成されている。回動軸２２は、シャッター本体２１の一辺の略中央に、この一辺と直交する他辺に沿って、かつシャッター本体２１の面方向に沿って配置されている。仕切板１７は、シャッター本体２１における一端部２１ａの回動軌跡に沿って湾曲形成されている。このように構成することで、シャッターケース１０内を、正圧室２３と負圧室２４とに容易に区画できる。このため、シャッターユニット７，２０７の製造コストを抑えることができる。

シャッターケース１０には、シャッター１１（第１シャッター部材２１１Ａ、第２シャッター部材２１１Ｂ）の回動量を規制するストッパ１８，４１８が設けられている。このため、シャッター１１（第１シャッター部材２１１Ａ、第２シャッター部材２１１Ｂ）が仕切板１７から離間することなく、シャッター１１（第１シャッター部材２１１Ａ、第２シャッター部材２１１Ｂ）の傾きを所望の傾きで維持できる。
ストッパ１８，４１８のうち、ストッパ１８は、シャッターケース１０の側面１０ｃからシャッターケース１０内に向かって、斜め上方に延出されている。ストッパ１８は、シャッターケース１０の排気口１３の近傍に至るまで延出されている。このため、ストッパ１８により、ファン６による風Ｗが整流（規制）され、排気口１３に向かって筐体２内の空気をスムーズに流すことができる。

シャッターケース１０は、筐体２における一面２ａの外側に設けられている。ファン６は、筐体２内にシャッターケース１０の開口部１０ａと対向するように設けられている。このように、筐体２内の空きスペースを有効活用することで、シャッターケース１０にファン６を配置する場合と比較してシャッターケース１０の大型化を防止できる。このため、シャッターユニット７の製造コストを低減できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…電力変換装置、２…筐体、３…電力変換ユニット、４…換気ユニット、５Ａ，５Ｂ…換気装置、６…ファン、７，２０７…シャッターユニット、１０，２１０…シャッターケース、１１…シャッター、１３…排気口（開口）、１７，４１７…仕切板（第１仕切板）、１８，４１８…ストッパ、２１…シャッター本体、２２…回動軸、２３，２２３Ａ，２２３Ｂ…正圧室（第１室）、２４，２２４Ａ，２２４Ｂ…負圧室（第２室）、３１７…仕切板（第２仕切板）、Ｎｐ…負圧領域、Ｐｐ…正圧領域

Claims (11)

1. 筐体と、
   前記筐体に取り付けられ、開口を有するシャッターケースと、
   前記開口を介して外部の空気を前記筐体内に送風、及び前記開口を介して前記筐体内の空気を外部に排気、のいずれか一方を行うファンと、
   前記シャッターケースに回動自在に設けられ、前記シャッターケース内を、前記開口に連通される第１室と、前記第１室とは別の第２室とに区画するとともに、回動動作によって前記開口を開閉するシャッターと、
   を備え、
   前記ファンは、前記筐体における前記シャッターケースの前記第１室側、及び前記シャッターケースの前記第１室のいずれか一方に配置され、
   前記第１室は、前記ファンの正圧領域、及び負圧領域のいずれか一方の第１領域とされ、
   前記第２室は、前記ファンの正圧領域、及び負圧領域のいずれか他方の第２領域とされ、
   前記シャッターケースの前記第２室は、前記筐体内における前記第２領域と同じ領域のみと連通されており、
   前記シャッターは、前記第１室から受ける圧力よりも前記第２室から受ける圧力が小さくなるように設けられている
   換気装置。
2. 前記開口は排気口であり、
   前記ファンは、前記排気口を介して前記筐体内の空気を外部に排気を行い、
   前記第１室は正圧室であり、前記第２室は負圧室であり、
   前記シャッターケースの前記負圧室は、前記筐体内における前記ファンの負圧側の領域のみと連通されている
   請求項１に記載の換気装置。
3. 前記第１室と前記第２室とは、前記シャッターの回動軸を境に区画されている
   請求項１に記載の換気装置。
4. 前記シャッターは、第１シャッター部材と第２シャッター部材とを有し、
   前記第１シャッター部材、及び前記第２シャッター部材により、前記開口を開閉し、
   前記第２室は、前記第１シャッター部材により前記第１室と区画される第３室と、前記第２シャッター部材により前記第１室と区画される第４室と、を有する
   請求項１に記載の換気装置。
5. 前記シャッターは板状に形成されており、
   前記シャッターの回動軸は、前記シャッターの面方向に沿っており、
   前記シャッターケースに、前記シャッターにおける前記回動軸と直交する方向の端部の回動軌跡に沿う第１仕切板が設けられ、
   前記第１室と前記第２室とは、前記第１仕切板と前記シャッターとにより区画されている
   請求項１に記載の換気装置。
6. 前記シャッターは板状に形成されており、
   前記シャッターの回動軸は、前記シャッターの面方向に沿っており、
   前記シャッターケースの一面と、前記シャッターにおける前記シャッターの回動軸と直交する方向の端部と、を連結する伸縮自在な第２仕切板を有し、
   前記第１室と前記第２室とは、前記第２仕切板と前記シャッターとにより区画されている
   請求項１に記載の換気装置。
7. 前記シャッターケースに設けられ、前記シャッターの回動量を規制するストッパを備えた
   請求項１に記載の換気装置。
8. 前記ストッパは、前記シャッターを挟んで前記第２室とは反対側に配置され、前記ファンの近傍から前記開口の近傍に至る第１方向の間で、かつ前記シャッターケースの前記第１方向に直交する第２方向全体に渡って延在する板状の部材である
   請求項７に記載の換気装置。
9. 前記シャッターケースは、前記筐体の外面に設けられ、
   前記ファンは、前記筐体の前記シャッターケースと対向する位置に設けられている
   請求項１に記載の換気装置。
10. 請求項１に記載の換気装置を、少なくとも２つ備えた
    換気ユニット。
11. 請求項１に記載の換気装置と、
    前記筐体に収容された電力変換ユニットと、を備えた
    電力変換装置。

Images