JPH0974770A - 開閉制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱フィンによる放熱効率を高めると共にケ
ース内の電子部品が高温雰囲気下におかれることを防止
し、さらに冷却ファンを備える場合については冷却性能
を低下させることなく冷却ファンの交換作業を容易にす
る。 【解決手段】 ケース２１の上面の開口部を塞ぐように
放熱フィン２７を配置する。この放熱フィン２７は、前
記開口部に取付けられた基部２８と、この基部２８の表
面から上方に向かって突設された多数個のフィン２９と
から構成されている。一方、ケース２１内には、種々の
電子部品等を実装した主回路基板を水平方向に収容し、
前記電子部品のうち発熱部品であるスイッチング素子を
上面に実装すると共に、このスイッチング素子を前記放
熱フィン２７の基部２８に固定する。そして、スイッチ
ング素子が発熱すると、この熱が放熱フィン２７に伝わ
り放熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
等の発熱部品において発生する熱を放熱する放熱フィン
を備えたインバータ，サーボ機器等の開閉制御装置に関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】この種の開閉制御装
置、例えばインバータ機器は、各種電子部品を実装した
基板などをケースに収容して構成され、例えば壁面等に
取付けられるようになっている。図６及び図７は、従来
のインバータ機器の一例を示しており、全体として略矩
形箱状をなすケース１は、背面側に配置される放熱フィ
ン２の正面側に正面カバー３を取付けて構成されてい
る。前記放熱フィン２は、取付壁面から隙間を存して配
置される矩形板状の基部４と、この基部４の全周部から
正面側に立上がり前記正面カバー３が取付けられる筒部
５と、この基部４の左右両辺部から後方に向かって一体
に延びる一対の取付部６，６と、これら一対の取付部
６，６間の空間部に位置して前記基部４から背面側に延
びて一体に設けられた縦長な板状をなす多数個のフィン
７とから構成されている。また、前記各取付部６の上下
には、それぞれ取付片部８が形成されており、これら取
付片部８により壁面等に取付けられるようになってい
る。

【０００３】前記ケース１内には各種電子部品を実装し
た主回路基板９が収容されており、この主回路基板９は
前記筒部５の前面部分に固定されている。そして、前記
電子部品のうち発熱部品であるスイッチング素子１０
は、前記放熱フィン２の基部４に接触するように主回路
基板９の背面側に実装されている。また、主回路基板９
の正面側には、端子台１１、主回路コンデンサ１２など
が実装されると共に、正面カバー３の前面開口部に位置
するように設けられたタッチパネル１３からの操作信号
に基づいてインバータ機器の動作を制御する制御基板１
４がコネクタ１５を介して接続されている。そして、前
記正面カバー３の下面部には、主回路・制御用電線を端
子台１１へ配線するための配線口３ａが設けられてい
る。

【０００４】一方、前記フィン７のうち、スイッチング
素子１０に対応する先端側部分が長方形状に切欠かれ、
その切欠部分に冷却ファン１６が配設されている。この
冷却ファン１６の生成する冷却風をフィン７の先端側か
ら基部４側に向かって送風することにより放熱フィン２
を冷却するようにしている。

【０００５】上記構成の場合、冷却ファン１６により生
成される冷却風は比較的短い距離を通ってフィン７間を
流れるため、冷却風と放熱フィン２との間で効率良く熱
交換を行うことができるが、冷却ファン１６はその寿命
が比較的短い（例えば２〜３年）という事情があるのに
対し、冷却ファン１６のメンテナンス（交換）のために
は、いったん壁面からインバータ機器を取外す必要があ
り、作業性が悪いという問題点があった。

【０００６】これに対して、図８に示すように、放熱フ
ィン２の下方に冷却ファン１７を配置し、冷却ファン１
７の交換等のメンテナンス作業を容易にすることが考え
られる。しかしながら、この場合は、冷却ファン１７の
生成する冷却風はフィン７の下部側から上方に向かって
フィン７間を長い距離に亘って流れなければならないた
め圧力損失が大きくなり、冷却性能が低下するという問
題点があった。

【０００７】さらに、上記した従来構成のものは、いず
れも、放熱フィン２がケース１の背面側に配置されてい
るため、冷却ファン１６，１７による冷却風の通風方向
は上下方向に限られており、必ずしも十分な放熱効果が
得られなかった。

【０００８】また、スイッチング素子１０において発生
した熱は放熱フィン２の基部４に伝えられるだけでな
く、ケース１内の空気中にも僅かではあるが放熱され
る。このため、ケース１内の空気温度、特に正面上方側
の空気温度が上昇し、この部分に配置された制御基板１
４が高温雰囲気下に置かれて実装された電子部品が悪影
響を受けるおそれがあった。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、放熱フィンによる放熱効率を高めると
共にケース内の電子部品が高温雰囲気下におかれること
を防止し、さらに冷却ファンを備える場合については冷
却性能を低下させることなく冷却ファンのメンテナンス
作業を容易にした開閉制御装置を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の開閉制御装置
は、スイッチング素子等の発熱部品を含む回路基板をケ
ース内に収容してなるものであって、前記ケースの上面
に開口部を設け、基部の表面から上方に向けて多数個の
フィンを突設してなる放熱フィンを前記開口部を塞ぐよ
うにして設けると共に、前記放熱フィンの基部の下面部
に前記発熱部品を配置したところに特徴を有する（請求
項１）。

【００１１】このとき、ケースの正面を構成するカバー
は、放熱フィンの正面側を覆うよう上方に延長されてい
ることが望ましい（請求項２）。そして、放熱フィンの
上部側に冷却ファンを設ければ、より効果的である（請
求項３）。さらに、放熱フィンの基部の表面部分に、各
フィンの根元部分が挿通される透孔を有するシート状の
クリーンネットを設けると良い（請求項４）。この場
合、クリーンネットを枠体に支持させ、その枠体を冷却
ファンの取付枠に取付けるようにしても良い（請求項
５）。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を開閉制御装置であ
るインバータ機器に適用した第１実施例について、図１
及び図２を参照して説明する。図１はインバータ機器の
外観を示したもので、ケース２１は、全体としてほぼ矩
形箱状をなし、背面側に位置し左右に延出するフランジ
部２２を一体に有する底板板金２３と、この底板板金２
３の前面側に固定され左右の両側面及び底面を構成する
ケース本体２４と、このケース本体２４の正面側を覆う
カバー２５とを備えて構成されている。したがって、こ
のケース２１は上面全体が開口し、ここが開口部２６と
されている。尚、このケース２１は前記フランジ部２２
にて壁面等に取付けられるようになっている。

【００１３】そして、このケース２１の上面の開口部２
６部分には、該開口部２６を塞ぐようにして放熱フィン
２７が配置されている。この放熱フィン２７は、前記開
口部２６に取付けられた矩形板状をなす基部２８の表面
から、多数個の横長な板状のフィン２９を上方に向かっ
て一体に突設して構成されている。このとき、上記した
ケース２１の正面を構成するカバー２５が上方に延長さ
れて形成されていることにより、前記放熱フィン２７の
正面側が覆われるようになっている。

【００１４】一方、ケース２１内には、種々の電子部品
等を実装した回路基板たる主回路基板３０が収容されて
いる。この主回路基板３０は後縁部が底板板金２３に固
定されてケース２１内の上部に水平状態に設けられてお
り、その上面には、前記電子部品のうち発熱部品である
スイッチング素子３１が実装されている。また、この主
回路基板３０の下面側には、カバー２５に設けられたタ
ッチパネル３２とフレキシブル電線３３を介して接続さ
れ前記タッチパネル３２からの操作信号に基づいてイン
バータ機器の動作を制御する制御基板３４がコネクタ３
５を介して接続されている。そして、前記スイッチング
素子３１は前記放熱フィン２７の基部２８の下面部に熱
的接触状態に固定されている。さらに、ケース２１内に
は、底板板金２３の下方部に位置して主回路コンデンサ
３６や端子台３７が配設されており、ケース本体２４の
底部には、主回路・制御用電線を前記端子台３７に接続
するための配線口３８が設けられている。

【００１５】而して、上記した構成によれば、スイッチ
ング素子３１において発熱すると、その熱は放熱フィン
２７の基部２８に伝えられ、フィン２９から放熱され
る。このとき、放熱フィン２７は、フィン２９を上方に
突設してケース２１の上面に固定されており、正面側の
みがカバー２５で覆われているだけであるので、後方に
突設してなるフィン８を有する放熱フィン２をケース１
の背面側に設けた従来のもの（図６ないし図８参照）と
異なり、フィン２９からの放熱効率が大幅に向上する。

【００１６】そして、スイッチング素子３１において発
生した熱は一部、ケース２１内の空気中に放熱されて空
気温度を上昇させるが、ケース２１内のうち、特に高温
雰囲気となる上方には発熱部品であるスイッチング素子
３１が配置されているだけであるので、その他の電子部
品が高温雰囲気下におかれることを防止でき、信頼性が
向上する。

【００１７】さらに、本実施例では、放熱フィン２７の
前面がカバー２５により覆われているので、外観も良
く、また作業者が高温の放熱フィン２７に誤って触れて
しまうことを未然に防止することができる。また、従来
ではケース１の背面側に放熱フィン２が取付けられてい
たが、本実施例においては、放熱フィン２７をケース２
１の上部に取付けるようにした。この結果、機器全体の
奥行き寸法を大きくすることなく配線口３８を大きくす
ることができるので、主回路・制御用電線の端子台３７
への接続作業が容易になる。

【００１８】図３及び図４は本発明の第２実施例を示す
もので、上記した第１実施例と同一部分についての説明
は省略し、異なる部分のみを説明する。即ち、この実施
例では、放熱フィン２７の上部側に、放熱フィン２７に
向けて送風する軸流ファンなどの冷却ファン４１（図４
にのみ示す）を配設するようにしている。この冷却ファ
ン４１は、放熱フィン２７の外形と大きさを同じくする
矩形状の取付枠４２内に取付けられており、詳しくは図
示しないが、取付枠４２の四隅を例えばねじ止めするこ
とにより放熱フィン２７に締付け固定されている。

【００１９】従って、本実施例においては、上記した第
１実施例の作用効果に加えて、次のような作用効果を得
ることができる。即ち、冷却ファン４１により生成され
る冷却風により放熱フィン２７が冷却されるので、スイ
ッチング素子３１における発熱量が多くても、放熱フィ
ン２７から効率良く放熱することができる。また、冷却
ファン４１はその寿命が比較的短い（例えば２から３
年）事情があるが、当該冷却ファン４１の交換（メンテ
ナンス）の際も、従来のように機器を壁面から取外す手
間が省け、冷却ファン４１の交換作業の容易化を図るこ
とができる。

【００２０】図５は本発明の第３実施例を示したもので
あり、上記した第２実施例とは次の点が異なっている。
即ち、本実施例においては、放熱フィン２７の基部２８
の表面部分にシート状のクリーンネット５１が設けられ
るようになっており、図５は、放熱フィン２７からクリ
ーンネット５１を取り外した状態を示している。このク
リーンネット５１は、図５に示すように、基部２８表面
に突設された多数個のピン状のフィン５２の根元部分が
挿通される透孔、この場合、円形状の透孔５３を有し、
その周縁部を矩形状の枠体５４に縁取られている。そし
て、この枠体５４の四隅部のうち向い合う二隅部から突
設された一対の脚部５５によって冷却ファン４１の取付
枠４２に一体に取付けられている。

【００２１】このクリーンネット５１は、冷却ファン４
１を放熱フィン２７に取付ける際に、各透孔５３に各フ
ィン５２が挿入されるようにして押込まれていき（矢印
Ａ方向）、最終的にはフィン５２の根元部分（基部３１
の表面部）に位置されるようになる。

【００２２】この場合、上記した第２実施例の作用効果
に加えて次の作用効果を得ることができる。即ち、冷却
ファン４１を交換する際に、放熱フィン２７から冷却フ
ァン４１を取り外すと、クリーンネット５１が矢印Ａ方
向とは反対方向に引出されて取り外される。このとき、
機器の運転に伴いフィン５２間に蓄積したごみを、フィ
ン５２の根元部分に設けられたクリーンネット５１と共
に簡単に取除くことができるので清掃作業性が向上す
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
熱部品の放熱を、ケースの上面に設けられた放熱フィン
により行うようにしたので、放熱効率を十分高めること
ができ、しかも、発熱部品がケース内の最上部にあるの
で他の部品が高温雰囲気下に置かれることを防止できる
という優れた実用的効果を奏するものである。また、放
熱フィンの放熱効率を高めるために冷却ファンを設けて
も、冷却ファンの点検や交換を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すもので、インバータ
機器の外観を示す斜視図

【図２】縦断側面図

【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図４】図２相当図

【図５】本発明の第３実施例を示すもので、冷却ファン
及びクリーンネットを放熱フィンから取外した状態を示
す斜視図

【図６】従来例を示す図１相当図

【図７】図２相当図

【図８】他の従来例を示す図２相当図

【符号の説明】

２１はケース、２５はカバー、２６は開口部、２７は放
熱フィン、２８は基部、２９，５２はフィン、３０は主
回路基板（回路基板）、３１はスイッチング素子（発熱
部品）、４１は冷却ファン、４２は取付枠、５１はクリ
ーンネット、５３は透孔、５４は枠体を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング素子等の発熱部品を含む回
   路基板をケース内に収容してなるものにおいて、 前記ケースの上面に開口部を設け、基部の表面から上方
   に向けて多数個のフィンを突設してなる放熱フィンを前
   記開口部を塞ぐようにして設けると共に、前記放熱フィ
   ンの基部の下面部に前記発熱部品を配置したことを特徴
   とする開閉制御装置。
2. 【請求項２】 ケースの正面を構成するカバーが、放熱
   フィンの正面側を覆うように上方に延長されていること
   を特徴とする請求項１記載の開閉制御装置。
3. 【請求項３】 放熱フィンの上部側には、冷却ファンが
   設けられていることを特徴とする請求項１または２記載
   の開閉制御装置。
4. 【請求項４】 放熱フィンの基部の表面部分には、各フ
   ィンの根元部分が挿通される透孔を有するシート状のク
   リーンネットが設けられていることを特徴とする請求項
   １ないし３記載の開閉制御装置。
5. 【請求項５】 クリーンネットは枠体に支持され、その
   枠体が冷却ファンの取付枠に取付けられていることを特
   徴とする請求項４記載の開閉制御装置。