JPH05318274A

JPH05318274A - パワーユニットおよびその冷却構造

Info

Publication number: JPH05318274A
Application number: JP14901792A
Authority: JP
Inventors: Susumu Ito; 進伊藤; Mitsushi Yoshioka; 光志吉岡
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1993-12-03
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JP2773008B2

Abstract

(57)【要約】【目的】パワーユニットの構造的な剛性を高くする。
パワーユニットに対する冷却効率を上げ、また、故障を
少なくする。さらに、パワーユニットをベース内空間へ
収納しやすくする。【構成】パワーユニット１における基体２の底部に補
強部材１３をやぐらとなるように取り付ける。下方の補
強枠材１３ｂ間にケーブルカバー１６を取り付ける。パ
ワーユニット１をその下方の補強枠材１３ｂをガイドと
してベース内空間２０に収容する。パワーユニット１を
密閉筐体９に収納し、パワーユニット１の基体２に強制
排気ダクト１２を設け、実装部品４の放熱フィン１５を
ダクト内の気流で冷却すると共に、密閉空間部分に位置
する部分を熱交換器２５で冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワーユニットの構
造、その冷却構造およびパワーユニットを産業機器のベ
ースに装着する構造に関する。このパワーユニットは、
工作機械や射出成形機など大きな電力を使用する産業機
器の電力回路部分を納めたものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来のパワーユニット１の一般
的な構造を示し、基体２の実装板３にパワー回路部材４
が実装されている（以下、実装部品という）。基体２は
前後壁５，６と底壁７を備え、前後壁が実装板３で結合
された構造となっている。この様な構造の基体２は実装
板３で補強された構造となっているが、基本的には板金
加工による構造なので部分的に作用する力に対して強度
が低い。そのため、従来のパワーユニット１は、平らな
面にしか置くことができない。また、パワーユニット１
をフォークリフトを用いて移動しようとするとパワーユ
ニットに重量があるため、持ち上げた際に底壁７に部分
的に力が作用してこれを変形させ、内部の回路部品に悪
影響を与えてしまうことがある。このため、パワーユニ
ット１を産業機器のベース内空間に収納することが簡単
ではなかった。

【０００３】従来のパワーユニット１においては、全て
の配線用のケーブル８が平らな底壁７より上方で配線さ
れねばならず、無理な配線のためにケーブルの発熱や接
続点の脱落が生じる危険があった。また、パワーユニッ
ト１が産業機器のベース内空間に収納されるとき、水平
移動でパワーユニット１が収納空間に納められる場合が
多い。しかし、収納に際して格別なガイドなどは無く、
パワーユニット１をベースに衝突させてしまうことがあ
った。

【０００４】他方で、パワーユニット１は水、油、塵な
どの外部環境による汚染から保護する必要があるので、
図８のように密閉が可能な筐体９に納められる。また、
実装された電力用パーツ４には発熱するものが多いの
で、筐体９にフィルター付きの吸気孔１０と排気ファン
１１を取り付けて、筐体９の内部に蓄積される熱を外部
に排出する冷却構造が採用されている。しかし、この構
造は、吸気孔１０にフィルターが装着されているもの
の、筐体内部に外気が導入されるので実装部品の表面に
細かな塵埃が付着し、短いサイクルでの点検・清掃が必
要である。さらに、フィルタが水や油を含んだ場合、導
入される外気の流れに乗って霧状の水滴や油滴が侵入す
る危険がある。筐体内部を外部から隔離し、熱交換器に
よって内部の熱を外部に排出する完全密封方式の冷却構
造もあるが、この構造は熱の排出が間接的になって熱交
換器に性能の良いものを必要とし、高価となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】パワーユニットにおけ
る基体の剛性を高めること、パワーユニットにおけるケ
ーブル配線空間を拡大すること、パワーユニットをベー
ス内空間に収納し易い構造とすること、および効率の良
い冷却を行えるパワーユニット冷却構造の提供を課題と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】パワーユニットを次の構
成とする。底壁を備えた基体にパワー回路部材が実装さ
れる。基体の底部に補強枠材をやぐらとなるように取り
付ける。最下部の補強枠材を底壁下面に配置して基体の
長手方向に向ける。最下部の両補強枠材間の空間にケー
ブルカバーを設けてユニット内部のケーブル配線用ガイ
ド空間を形成することがある。

【０００７】機械のベース内空間にパワーユニットを収
容した構造を次の構成とする。ベースは枠構造を備える
ものとする。パワーユニットは底壁下面に補強枠材を２
本平行に備えるものとする。枠構造の下部平行枠材間に
パワーユニットが収納される。ベースにおける前記の平
行枠材をガイドレールとし、底壁下面の補強枠材をこの
レールに沿って移動するガイド駒として、ベース内空間
にパワーユニットが収納される。

【０００８】パワーユニットの冷却構造を次の構成とす
る。パワーユニットが密閉された筐体に収容される。パ
ワーユニットは、強制排気ダクトを備えた基体と放熱フ
ィンを備えたパワー回路部材を備える。パワー回路部材
は、放熱フィンを強制排気ダクトに露出させて基体に実
装される。強制排気ダクトの両端が、筐体に設けた吸・
排気孔を通じて外気に開口される。筐体に、内部空間の
熱を外部空間に放出する熱交換器が取り付けられる。パ
ワーユニットが装着された枠構造のベース内空間が、ベ
ースパネルで密閉されて密閉筐体を形成することがあ
る。

【０００９】

【作用】請求項１の発明におけるやぐらに組込まれた補
強枠材は、筐体の剛性を高くする。請求項２の発明にお
けるケーブル配線用ガイド空間は筐体の底壁下部にケー
ブル配線を可能とする。請求項３の発明における、ベー
ス下部の平行枠材をガイドとし筐体下部の補強枠材をガ
イド駒とした構造はベース内空間にパワーユニットを収
納しやすくする。

【００１０】請求項４の発明における筐体の密閉空間
は、パワーユニットの実装部品を外気の塵などから保護
し、強制排気ダクトは放熱器の熱を除去し、また、熱交
換器は密閉空間の熱を除去する。請求項５の発明におけ
る筐体は、ベース内空間に収納されたパワーユニットの
強制排気および熱交換による冷却を可能とする。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明によるパワーユニットの一例
である。パワーユニット１は、基体２、強制排気ダクト
１２、やぐらに組まれた補強枠材１３（ａ，ｂ）および
実装部品４（ａ〜ｃ）を備える。基体２と強制排気ダク
ト１２および基体２の一部を構成する底壁７、遮壁１４
は板金加工で一体に形成されている。強制排気ダクト１
２は基体２の幅方向（左右方向）の中央部に長手方向
（前後方向）に配置され、その両側壁が実装板３となっ
ている。

【００１２】補強枠材１３（ａ，ｂ）はパワーユニット
１の重量に対し十分な強度を備えた角形断面の鋼材であ
る。そして、補強枠材１３ａは左右方向に配置されて底
壁７の上面側に所定間隔で固定され、補強枠材１３ｂは
底壁７の下面に前後方向に配置され、左右方向に間隔を
おいて平行に固定されている。すなわち、補強枠材１３
（ａ，ｂ）は下方の長手方向に平行な補強枠材１３ｂの
上方にもう一組の左右方向に平行な補強枠材１３ａが平
面視で井桁に組まれたやぐら構造となっている。

【００１３】実装部品４ａ、４ｂはアンプなどの発熱量
の多いパワー回路部材で、いずれも背面側に放熱フィン
１５を備えており、この放熱フィン１５を強制排気ダク
ト１２の内部、すなわち、空気流通路に露出させて取り
付けられる（図４，図６参照）。実装部品４ｃはコネク
タ部分で格別の発熱はなく、発熱部分から遮壁１４で隔
離されて基体２に取り付けられている。基体２の底壁７
の下面に間隔をとって平行に配置された補強枠材１３の
後部のであって実装部品４ｃの下方に当たる個所には、
ケーブルカバー１６が前記の補強枠材１３間に固定さ
れ、ケーブル配線用のガイド空間１７が形成されてい
る。実装部品４ｃから他の実装部品４へのケーブル８は
前記のガイド空間１７を通って配線される。

【００１４】このような構造を備えたパワーユニット１
は、やぐらに組まれた補強枠材１３（ａ，ｂ）によって
基体２が補強されているので、重量のあるユニットが凹
凸のある個所におかれても、基体２が歪んで内部の実装
部品４に悪影響を与えるようなことはない。また、ケー
ブル配線用のガイド空間１７によってユニット内部でケ
ーブル８を余裕をもって配線することができる。また、
このように補強されたパワーユニット１は、下方の補強
枠材１３（ａ，ｂ）間にハンドリフタや小型リフトのフ
ォークを差し込み、持ち上げて搬送することができる
（図５）。

【００１５】この実施例において、パワーユニット１は
枠構造とされたベース１８の内部空間に収納される。図
５は、射出成形機のベース１８であり、小型リフトなど
で搬送されたパワーユニット１は、枠構造の下部平行枠
材１９，１９（図４，図５）間に、これらの平行枠材１
９，１９をガイドレールとしパワーユニット１における
底壁下面の補強枠材１３ｂ、１３ｂを前記のガイドレー
ルに沿って移動するガイド駒として、ベース内空間２０
に水平移動によって収納される。収納された状態が図４
に示されているが、補強枠材１３ｂの上面はベース１８
側の平行枠材１９の上面とほぼ等しくされる。

【００１６】図４において、符号２１は薄い連結板で枠
構造のパワーユニット１が移動して来る側の端部下方に
位置する枠材に変えて取り付けられ、パワーユニット１
がベース内空間２０に挿入されやすくされている。この
収納構造によれば、パワーユニット１は挿入時にガイド
されるので、ベース８に衝突することなく、ベース内空
間２０に収納される。なお、パワーユニット１が収納さ
れるベース内空間２０は、上面、前後の側面、および左
右の側面がベースパネル２２で遮蔽され、また、底面は
基体２の底壁７などで遮蔽されて密閉空間とされる。こ
の内、正面側（左右側面の一つ）のベースパネル２２ａ
とパワーユニット１が挿入される側のベースパネル２２
ｂ（図５に破線で示している）は開閉可能とされる。

【００１７】図６，図７は、パワーユニット１の冷却構
造を示し、パワーユニット１は密閉された筐体９の内部
に収容されている。なお、図においてパワーユニット１
の構造は省略して示されているが、図１の構造とほぼ同
様である。ただし、基体２の底壁７は強制排気ダクト１
２の底面も遮蔽し、また、下方の補強枠材１３ｂはパワ
ーユニット１とは別途に、筐体９の下面に固定されてい
る。

【００１８】筐体９内において、パワーユニット１の強
制排気ダクト１２の両端はシール部材２３を介して筐体
９に設けた吸・排気孔２４（ａ，ｂ）に接続して配置さ
れる。これにより、強制排気ダクト１２の両端は外気に
開口されると共に、筐体９の内部空間と強制排気ダクト
１２の内部空間とが隔離される。なお、前記の吸・排気
孔２４（ａ，ｂ）の一方には吸気ファン、排気ファンの
いずれかが装着され、強制排気ダクト１２の内部空間に
外気が強制的に導入され、排出される。筐体９には、さ
らに内部空間の熱を外部空間に放出する熱交換器２５が
取り付けられている。

【００１９】このような冷却構造によって、密閉筐体９
内のパワーユニット１に実装された実装部品４の熱は、
まず第１に放熱フィン１５を通じ、強制排気ダクト１２
内を流通する外気によって排出される。そして、第２に
筐体９の内部空間に放出されて熱交換器２５によって間
接的に外部に放出される。

【００２０】このように、パワーユニット１における実
装部品４は、放熱フィン１５による外気への直接的な熱
排出と熱交換器２５による間接的な熱排出の併用で効率
よく、しかも、安価に冷却される。また、実装部品４は
放熱フィン１５以外、外気に触れることはないので塵埃
が付着して故障することがなくなる。

【００２１】なお、密閉された筐体９は、独立した１個
の箱として構成される場合の他に、図４、図５のように
ベース１８に取り付けられるベースパネル２２によっ
て、ベース内空間２０が密閉された筐体９に構成される
こともある。実施例においては、開閉自在な正面のベー
スパネル２２ａに対する後面のベースパネル２２ｃに熱
交換器２５が装着されている。また、前方のベースパネ
ル２２ｂに吸気孔２４ａが設けられる。排気孔２４ｂ
は、強制排気ダクト１２の開放された底面である。以上
は、一実施例であり、本発明は図示された具体的構成に
限定されない。例えば、パワーユニット１は、ベース内
空間２０に正面側から収納されることがある。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明によればパワーユニット
の剛性が高くなってパワーユニットの搬送が容易にな
る。搬送時における基体の変形で実装部品の機能に支障
が生じる心配をする必要がない。請求項２の発明によれ
ばパワーユニット内のケーブル配線を無理なく配置する
ことができ、不測の故障を少なくすることができる。請
求項３の発明によれば、パワーユニットをベースの内部
空間へ容易に装着することができる。請求項４、５の発
明によれば、パワーユニットが効率よく冷却されると共
に実装部品の故障が少なくなる。さらに、熱交換器の容
量は比較的小さなものでよく装置のコストダウンを図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】パワーユニットの斜視図。

【図２】パワーユニットの正面図。

【図３】パワーユニットの後側面図。

【図４】パワーユニットをベース内空間に納めた側面図
（一部断面）。

【図５】パワーユニットの収納状況を示す斜視図。

【図６】パワーユニットの冷却構造を示す水平断面図。

【図７】パワーユニットの冷却構造を示す垂直断面図。

【図８】パワーユニットの斜視図（従来例）。

【符号の説明】

１パワーユニット２基体３実装板４実装部品（パワ
ー回路部品）８ケーブル１２強制排気ダクト１３補強枠材１５放熱フィン１６ケーブルカバー１７配線用ガイド
空間１８ベース２０ベース内空間２２ベースパネル２４吸・排気孔２５熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底壁を備えた基体にパワー回路部材が実
装されており、基体の底部に補強枠材をやぐらとなるよ
うに取り付け、最下部の補強枠材を底壁下面に配置して
基体の長手方向に向けてあることを特徴としたパワーユ
ニット。
【請求項２】最下部の両補強枠材間の空間にケーブル
カバーを設けてユニット内部のケーブル配線用ガイド空
間を形成してあることを特徴とした請求項１に記載のパ
ワーユニット。
【請求項３】機械のベース内空間に請求項１のパワー
ユニットを収容した構造であって、ベースは枠構造を備
え、枠構造の下部平行枠材間にパワーユニットが、前記
の平行枠材をガイドレールとし底壁下面の補強枠材をこ
のレールに沿って移動するガイド駒として、ベース内空
間に収納されていることを特徴としたパワーユニットの
収納構造。
【請求項４】パワーユニットが密閉筐体に収容された
構造であって、パワーユニットは強制排気ダクトを備え
た基体に放熱フィンを備えたパワー回路部材が、放熱フ
ィンを強制排気ダクトに露出させて、実装されており、
強制排気ダクトの両端は筐体に設けた吸・排気孔を通じ
て外気に開口されると共に、筐体に内部空間の熱を外部
空間に放出する熱交換器が取り付けられていることを特
徴としたパワーユニットの冷却構造。
【請求項５】パワーユニットが装着された枠構造のベ
ース内空間がベースパネルで密閉されて密閉筐体を形成
していることを特徴とした請求項４に記載のパワーユニ
ットの冷却構造。