JP4734299B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、インバータ装置に関する。

制御盤に実装されるインバータには、放熱のためのヒートシンクが取付けられている。さらに、ヒートシンクにはファンモータが取付けられており、冷却効果を高めている。図４（ａ）から図４（ｃ）は従来技術におけるインバータ装置のそれぞれ側面図、部分拡大図および部分拡大斜視図である。これら図面に示されるように、インバータ装置１００の制御盤１１０は、壁または他の機械（以下、「壁等」と略す）６００に隣接して配置されている。

図４（ａ）から図４（ｃ）においては、制御盤１１０におけるインバータ取付部材１２０の一面１３０にはインバータ２００が取付けられている。そして、インバータ取付部材１２０の他面１４０には、ヒートシンク３００が取付けられている。図示されるように、ヒートシンク３００を冷却するためのファンモータ３３０はヒートシンク３００に直接的に固定されている。特許文献１に記載のインバータ装置においても、ファンモータがヒートシンクに直接的に固定されている。
特開平９−６５６６１号公報

ファンモータ３３０は長時間の使用によりその寿命が低下するので、定期的に交換、点検する必要がある。しかしながら、図４（ａ）から分かるように、インバータ取付部材１２０の他面１４０は、壁等６００に隣接して配置された制御盤１１０の背部に位置している。このため、インバータ取付部材１２０の他面１４０側からファンモータ３３０にアクセスするのは事実上困難である。それゆえ、従来技術においては、ファンモータ３３０を交換、点検するために、インバータ２００を制御盤１１０から取外す必要があった。

このようにインバータ２００を制御盤１１０から取外す場合には、作業時間が延びるだけでなく、インバータ２００を再度制御盤１１０に取付けるときに配線ミスが生ずる可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、インバータを制御盤のインバータ取付部材から取外すことなしに、ファンモータを交換、点検することのできるインバータ装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、フランジを端面に備えたインバータと、該インバータに結合されたヒートシンクと、第一の開口部が形成されているインバータ取付手段と、を具備し、前記インバータ取付手段の一面から他面に向かう第一の方向において前記ヒートシンクを前記第一の開口部に挿入することにより、前記フランジが前記第一の開口部周りに配置されて、前記インバータが前記インバータ取付手段の一面に取付けられるようになっており、それにより、前記ヒートシンクは前記インバータ取付手段の他面側に位置するようになり、さらに、前記ヒートシンクを冷却するファンモータを具備し、前記ファンモータは前記フランジに形成された第二の開口部と前記インバータ取付手段の前記第一の開口部とに前記インバータ取付手段の前記一面から前記第一の方向に挿入されて前記ヒートシンクに隣接して延びており、さらに、前記ファンモータを前記インバータの前記フランジに固定する固定手段とを具備し、前記固定手段の固定を解除して前記ファンモータを前記第二の開口部に通して前記第一の方向とは反対の第二の方向に引出すことにより、前記ファンモータを取出すようにした、インバータ装置が提供される。

すなわち１番目の発明においては、ファンモータを交換、点検する際には、固定手段を解除して、第二の開口部を通じてファンモータをインバータ取付部材の一面側に引出せば足りる。従って、インバータをインバータ取付部材から取外すことなしに、ファンモータを交換、点検することが可能となる。

２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記ファンモータを固定する固定手段は前記第二の開口部を閉鎖できる。
すなわち２番目の発明においては、インバータ取付手段の他面側から一面側に空気が流入するのを避けられる。

３番目の発明によれば、フランジを端面に備えたインバータと、該インバータに結合されたヒートシンクと、第一の開口部が形成されているインバータ取付手段と、を具備し、前記インバータ取付手段の一面から他面に向かう第一の方向において前記ヒートシンクを前記第一の開口部に挿入することにより、前記フランジが前記第一の開口部周りに配置されて、前記インバータが前記インバータ取付手段の一面に取付けられるようになっており、それにより、前記ヒートシンクは前記インバータ取付手段の他面側に位置するようになり、さらに、前記ヒートシンクを冷却するファンモータを具備し、前記インバータ取付手段には、前記第一の開口部に隣接して第二の開口部が形成されており、前記ファンモータは前記インバータ取付手段の前記一面から前記第二の開口部に前記第一の方向において挿入されて前記ヒートシンクに隣接して延びており、さらに前記ファンモータを前記インバータ取付手段に固定する固定手段とを具備し、前記固定手段の固定を解除して前記ファンモータを前記第二の開口部に通して前記第一の方向とは反対の第二の方向に引出すことにより、前記ファンモータを取出すようにした、インバータ装置が提供される。

すなわち３番目の発明においては、ファンモータを交換、点検する際には、固定手段を解除して、第二の開口部を通じてファンモータをインバータ取付部材の一面側に引出せば足りる。従って、インバータをインバータ取付部材から取外すことなしに、ファンモータを交換、点検することが可能となる。

４番目の発明によれば、３番目の発明において、前記ファンモータを固定する固定手段は前記第二の開口部を閉鎖できる。
すなわち４番目の発明においては、インバータ取付手段の他面側から一面側に空気が流入するのを避けられる。

５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記固定手段は、前記ファンモータに電気的に接続される第一のコネクタを含んでおり、前記インバータは、該インバータに電気的に接続されていて前記第一のコネクタに嵌合可能な第二のコネクタを含んでいる。
すなわち５番目の発明においては、インバータを駆動する電源を用いて、ファンモータを駆動することができる。従って、配線が単純になり、インバータ装置全体を小型化することもできる。また、第一および第二のコネクタが互いに嵌合可能であるので、ロボットなどによってファンモータを自動的に組付けるのに特に有利である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１（ａ）から図１（ｃ）は本発明の第一の実施形態に基づくインバータ装置のそれぞれ側面図、部分拡大図および部分拡大斜視図である。これら図面に示されるように、インバータ装置１０は、壁等６０（壁または他の機械）に隣接して配置されている。

図１（ａ）においては、インバータ装置１０の制御盤１１には、インバータ取付部材１２が制御盤１１の前面１１ａおよび後面１１ｂに対して平行に配置されている。そして、図１（ｃ）から分かるように、インバータ取付部材１２には第一開口部１５が形成されている。この第一開口部１５の幅はインバータ２０の幅に概ね等しく、第一開口部１５はインバータ２０よりも高く形成されている。

図示されるように、インバータ２０の一面にはフランジ２５が設けられている。このフランジ２５はインバータ取付部材１２の第一開口部１５よりもわずかながら大きい。従って、インバータ２０をインバータ取付部材１２の前面１３に取付けると、インバータ２０のフランジ２５は第一開口部１５の周囲に当接するようになる。

さらに、図１（ｂ）に示されるようにフランジ２５が設けられたインバータ２０の一面には、ヒートシンク３０が取付けられる。ヒートシンク３０は、フランジ２５が設けられたインバータ２０の一面に概ね対応した形状であり、ヒートシンク３０は第一開口部１５を通じてインバータ２０に取付けられる。なお、ヒートシンク３０は上下方向に延びる複数の冷却フィンを備えているが、簡潔にする目的でこれら冷却フィンは図面に示していない。

また、図１（ｃ）から分かるように、フランジ２５には、第二開口部１６がインバータ２０の上方に形成されている。第一の実施形態においては、この第二開口部１６は第一開口部１５に連通している。なお、第一の実施形態における第二開口部１６はファンモータ３３の一面に概ね対応している。

図１（ｃ）に示されるように、ファンモータ３３の前面には第二開口部１６よりもわずかながら大きい固定プレート３５が取付けられている。そして、インバータ取付部材１２の前面１３側からファンモータ３３を第二開口部１６および第一開口部１５に通す。図１（ｂ）に示されるように、ファンモータ３３はヒートシンク３０の上面に沿って平行に延び、固定プレート３５が第二開口部１６周りでインバータ２０のフランジ２５に当接する。

次いで、固定プレート３５をインバータ取付部材１２に公知の手法で固定する。これにより、第二開口部１６は固定プレート３５およびファンモータ３３によって完全に閉鎖される。さらに、ファンモータ３３は、ヒートシンク３０の上方に隣接した位置で固定するようになる。

制御盤１１の背面１４側の空間においては、ヒートシンク３０からの熱をファンモータ３３によって吸出し、それにより、ヒートシンク３０の冷却効果を高めている。従って、ファンモータ３３の駆動時には、制御盤１１の背面１４側の空間においてはかなりの空気の流れが存在する。

一方、インバータ取付部材１２の前面１３側にはインバータ２０が配置されているので制御盤１１の前面１３側の空間は清浄な空気が存在するのが望まれる。この点に関し、本発明においては、ファンモータ３３の固定プレート３５は第二開口部１６全体を閉鎖している。従って、背面１４側の空気が、前面１３側に流入するのを防止できる。

このようなインバータ装置１０においてファンモータ３３を交換、点検する場合には、はじめに固定プレート３５の固定を解除し、次いで第二開口部１６からファンモータ３３をインバータ取付部材１２の前面１３側に引出すようにする。これにより、ファンモータ３３はインバータ取付部材１２から取外し、ファンモータ３３を交換、点検できるようになる。つまり、本発明においては、ファンモータ３３を交換、点検する際には、インバータ２０をインバータ取付部材１２から取外す必要はなく、インバータ２０をインバータ取付部材１２に取付た状態で、ファンモータ３３を容易に交換、点検することが可能となる。

また、図２（ａ）から図２（ｃ）は本発明の第二の実施形態に基づくインバータ装置のそれぞれ側面図、部分拡大図および部分拡大斜視図である。第二の実施形態について、第一の実施形態とは異なる点を説明する。第二の実施形態においては、第一開口部１５はインバータ２０の一面に概ね対応した形状である。また、インバータ２０に設けられたフランジ２５は第一開口部１５よりもわずかながら大きく、フランジ２５には第二開口部１６は形成されていない。従って、第二の実施形態においては、フランジ２５の構成が単純になる。

このような構成であるので、インバータ２０をインバータ取付部材１２の前面１３に取付けると、インバータ２０のフランジ２５は第一開口部１５の周囲に当接するようになる。さらに、図２（ｃ）から分かるように、第二開口部１６は、第一開口部１５の上方においてインバータ取付部材１２に形成されている。

第二の実施形態においては、ファンモータ３３をインバータ取付部材１２の第二開口部１６に挿入する。図２（ｂ）に示されるように、ファンモータ３３はヒートシンク３０の上面に沿って平行に延び、固定プレート３５が第二開口部１６周りでインバータ取付部材１２の前面１３に当接する。

このようにファンモータ３３が配置されたインバータ装置１０であっても第一の実施形態の場合と同様の効果が得られるのは明らかであろう。なお、図２（ｂ）等には示していないものの、ファンモータ３３とヒートシンク３０とを連結するダクトを設けるのが好ましく、それにより、冷却効果をさらに高めることができる。

図３（ａ）は本発明の第三の実施形態に基づくインバータ装置の部分拡大斜視図である。第三の実施形態においては、固定プレート３５に第一コネクタ４０が設けられている。この第一コネクタ４０はファンモータ３３に電気的に接続されている。

また、インバータ２０のフランジ２５には、第一コネクタ４０に嵌合可能な第二コネクタ５０が設けられている。この第二コネクタ５０はインバータ２０に電気的に接続されている。これらコネクタ４０、５０はそれぞれ固定プレート３５およびフランジ２５に固定されているものとする。

図３（ｂ）および図３（ｃ）はそれぞれコネクタの連結状態を示す第一および第二の図である。これら図面に示されるように、第一コネクタ４０は固定プレート３５の前面から略Ｕ字形状に湾曲しており、第一コネクタ４０の先端４１は固定プレート３５の下方において固定プレート３５に対して垂直に延びている。

一方、フランジ２５に対して垂直に延びる第二コネクタ５０には、第一コネクタ４０の先端４１を受容可能な受容穴５１が形成されている。そして、これら図３（ｂ）および図３（ｃ）から分かるように、ファンモータ３３を第二開口部１６に挿入すると、第一コネクタ４０の先端４１も第二コネクタ５０の受容穴５１に同時に受容されるようになる。これにより、インバータ２０とファンモータ３３とが電気的に接続される。

従って、この場合には、インバータ２０を駆動する電源（図示しない）を用いて、ファンモータ３３を駆動することが可能となる。つまり、第三の実施形態においては、ファンモータ３３を駆動するために別の配線等を設ける必要がない。このため、インバータ装置１０全体の構成を単純化および小型化することが可能となる。

さらに、図３（ｂ）および図３（ｃ）から分かるように、ファンモータ３３を第二開口部１６に挿入する線形運動によって、同時に第一コネクタ４０と第二コネクタ５０とを接続することが可能となっている。このような構成は、ロボット（図示しない）によってファンモータ３３を自動的に組み付けるときに特に有利である。

図面を参照して説明した実施形態においてはファンモータ３３はヒートシンク３０の上方に配置されている。しかしながら、第二開口部１６をインバータ２０の下方に形成することにより、ファンモータ３３をヒートシンク３０の下方に配置するようにしてもよい。この場合には、ファンモータ３３はヒートシンク３０の下部に外気を直接的に吹付けるようになる。そのような場合であっても、本発明の範囲に含まれるのは明らかであろう。

（ａ）本発明の第一の実施形態に基づくインバータ装置の側面図である。（ｂ）図１（ａ）に示されるインバータ装置の部分拡大側面図である。（ｃ）図１（ａ）に示されるインバータ装置の部分拡大斜視図である。 （ａ）本発明の第二の実施形態に基づくインバータ装置の側面図である。（ｂ）図１（ａ）に示されるインバータ装置の部分拡大側面図である。（ｃ）図１（ａ）に示されるインバータ装置の部分拡大斜視図である。 （ａ）本発明の第三の実施形態に基づくインバータ装置の部分拡大斜視図である。（ｂ）コネクタの連結状態を示す第一の図である。（ｃ）コネクタの連結状態を示す第二の図である。 （ａ）従来技術におけるインバータ装置の側面図である。（ｂ）従来技術におけるインバータ装置の部分拡大側面図である。（ｃ）従来技術におけるインバータ装置の部分拡大斜視図である。

符号の説明

１０ インバータ装置
１１ 制御盤
１２ インバータ取付部材
１３ 前面
１４ 背面
１５ 第一開口部
１６ 第二開口部
２０ インバータ
２５ フランジ
３０ ヒートシンク
３３ ファンモータ
３５ 固定プレート
４０ 第一コネクタ
４１ 先端
５０ 第二コネクタ
５１ 受容穴
６０ 壁等

Claims (5)

1. フランジを端面に備えたインバータと、
   該インバータに結合されたヒートシンクと、
   第一の開口部が形成されているインバータ取付手段と、を具備し、
   前記インバータ取付手段の一面から他面に向かう第一の方向において前記ヒートシンクを前記第一の開口部に挿入することにより、前記フランジが前記第一の開口部周りに配置されて、前記インバータが前記インバータ取付手段の一面に取付けられるようになっており、それにより、前記ヒートシンクは前記インバータ取付手段の他面側に位置するようになり、
   さらに、
   前記ヒートシンクを冷却するファンモータを具備し、
   前記ファンモータは前記フランジに形成された第二の開口部と前記インバータ取付手段の前記第一の開口部とに前記インバータ取付手段の前記一面から前記第一の方向に挿入されて前記ヒートシンクに隣接して延びており、
   さらに、
   前記ファンモータを前記インバータの前記フランジに固定する固定手段とを具備し、
   前記固定手段の固定を解除して前記ファンモータを前記第二の開口部に通して前記第一の方向とは反対の第二の方向に引出すことにより、前記ファンモータを取出すようにした、インバータ装置。
2. 前記ファンモータを固定する固定手段は前記第二の開口部を閉鎖できる請求項１に記載のインバータ装置。
3. フランジを端面に備えたインバータと、
   該インバータに結合されたヒートシンクと、
   第一の開口部が形成されているインバータ取付手段と、を具備し、
   前記インバータ取付手段の一面から他面に向かう第一の方向において前記ヒートシンクを前記第一の開口部に挿入することにより、前記フランジが前記第一の開口部周りに配置されて、前記インバータが前記インバータ取付手段の一面に取付けられるようになっており、それにより、前記ヒートシンクは前記インバータ取付手段の他面側に位置するようになり、
   さらに、
   前記ヒートシンクを冷却するファンモータを具備し、
   前記インバータ取付手段には、前記第一の開口部に隣接して第二の開口部が形成されており、
   前記ファンモータは前記インバータ取付手段の前記一面から前記第二の開口部に前記第一の方向において挿入されて前記ヒートシンクに隣接して延びており、
   さらに、
   前記ファンモータを前記インバータ取付手段に固定する固定手段とを具備し、
   前記固定手段の固定を解除して前記ファンモータを前記第二の開口部に通して前記第一の方向とは反対の第二の方向に引出すことにより、前記ファンモータを取出すようにした、インバータ装置。
4. 前記ファンモータを固定する固定手段は前記第二の開口部を閉鎖できる請求項３に記載のインバータ装置。
5. 前記固定手段は、前記ファンモータに電気的に接続される第一のコネクタを含んでおり、
   前記インバータは、該インバータに電気的に接続されていて前記第一のコネクタに嵌合可能な第二のコネクタを含んでいる請求項１から４のいずれか一項に記載のインバータ装置。

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