專利名稱：弧焊控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種弧焊控制單元。
背景技術(shù)：
近來，工業(yè)設(shè)備的操作速度已大大提高。在這樣的情況下，人們已重視弧焊控制單元的維護(hù)的便利。
圖8是常規(guī)弧焊控制單元的透視圖，具體地說，是設(shè)置在該控制單元的外側(cè)的盒體部分的透視圖。在圖8中，參考標(biāo)號101表示用于弧焊控制單元的盒體，102表示空氣進(jìn)/出口，103表示風(fēng)扇，104表示散熱器，105表示主半導(dǎo)體。順便提及，實際上，還有用于實施弧焊的各種部件和導(dǎo)線；然而，因為它們與本發(fā)明的描述沒有直接的關(guān)系，所以省略了對它們的描述。另外，控制單元的電路結(jié)構(gòu)的描述也基于同樣的原因而被省略。
在上述結(jié)構(gòu)的常規(guī)弧焊控制單元中，作為用于冷卻放出強(qiáng)熱的主半導(dǎo)體(例如，諸如功率晶體管之類的開關(guān)元件)的方法，已利用這樣一種方法，即，散熱器被強(qiáng)烈冷卻，并且空氣被施加到整個主半導(dǎo)體上，由此冷卻該主半導(dǎo)體，也就是說，該控制單元構(gòu)造為使得位于該控制單元的外面的空氣被帶入該控制單元的整個內(nèi)部，或者被從該控制單元的整個內(nèi)部排出，以進(jìn)行冷卻。
具體地說，如圖8所示，風(fēng)扇103工作以從外面吸入空氣，并且空氣被施加到通過使散熱器104與主半導(dǎo)體5接觸而形成的結(jié)合體上，同時，被加熱的空氣從空氣進(jìn)/出口102排出，由此釋放出該控制單元的熱量。
順便提及，示出上述技術(shù)的實施方式披露在例如專利文獻(xiàn)1中。即，專利文獻(xiàn)1教導(dǎo)了用于電弧焊機(jī)等的冷卻結(jié)構(gòu)，其中散熱片附著在放出強(qiáng)熱的功率晶體管模塊上，并且該功率晶體管利用空氣來冷卻。
專利文獻(xiàn)1JP平-8-214549公開(圖1)然而，在常規(guī)弧焊控制單元中，由于設(shè)備的外面的空氣施加到整個主半導(dǎo)體上并因此使其冷卻，因而發(fā)現(xiàn)了一個問題灰塵和焊接煙塵等積累并粘附在設(shè)備內(nèi)部的傳導(dǎo)部分上，從而需要花費維護(hù)設(shè)備的時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供不僅可以大大改善設(shè)備的維護(hù)而且可以保證設(shè)備的可靠性的弧焊控制單元。
為解決在上述問題，根據(jù)本發(fā)明，提供一種弧焊控制單元，其具有裝入所述弧焊控制單元的盒體中的散熱單元，所述散熱單元用于把由第一發(fā)熱電氣元件所加熱的空氣排到外面，其中，散熱單元具有包括限定空腔部分的外圍部分的隧道式形狀，所述空腔部分讓空氣在其中流過。
另外，根據(jù)本發(fā)明的用于弧焊控制單元的散熱單元具有大致長方體形狀，所述大致長方體形狀包括用于限定所述空腔部分的側(cè)表面部分和頂表面部分，并且所述空腔部分的兩側(cè)端部形成有讓空氣流過的開口。此外，散熱單元的兩側(cè)端部的開口設(shè)置為面對所述盒體的內(nèi)表面，第一發(fā)熱電氣元件使用在限定空腔部分的外圍部分的至少一部分上。
另外，本發(fā)明的用于弧焊控制單元的第一發(fā)熱電氣元件包括具有散熱片的散熱器，所述散熱片設(shè)置為曝露于讓空氣通過的空腔部分的內(nèi)部，并且，在兩個散熱單元開口中的一個上，設(shè)置有強(qiáng)迫空腔部分中的空氣流動的風(fēng)扇。另外，散熱單元具有兩行或更多行空腔部分，同時所述兩行或更多行空腔中的每一行空腔具有風(fēng)扇。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供用于冷卻的盒體，使得可以防止灰塵和焊接煙塵等積累或粘附在設(shè)備內(nèi)部的傳導(dǎo)部分，從而不僅能大大地改善設(shè)備的維護(hù)，而且可以保證設(shè)備的可靠性。
具體實施例方式
下面，參照圖1至7描述實施本發(fā)明的最佳方式。
(實施方式1)首先，參考圖5，簡要描述根據(jù)本發(fā)明該實施方式的弧焊控制單元的電路結(jié)構(gòu)。圖5是根據(jù)該實施方式的弧焊控制單元的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖5中，由單點劃線示出并用參考標(biāo)號20表示的部分是初級側(cè)逆變電路(invertercircuit)，28表示在初級側(cè)逆變電路20中用作逆變器(開關(guān)裝置)的功率晶體管，21表示主變壓器，由雙點劃線示出并用參考標(biāo)號22表示的部分是次級側(cè)主電路，23表示DC電抗器，34表示控制電路。
下面，參考上述電路結(jié)構(gòu)簡要描述該實施方式的操作。商用動力源25提供的電力由初級側(cè)逆變電路20中的初級整流二極管26整流，初級平滑電容器27使經(jīng)整流的電力變得平滑并轉(zhuǎn)化為直流電。而且，電壓和電流由功率晶體管28進(jìn)行逆變控制，以得到期望高頻的電壓和電流。另外，從初級側(cè)到次級側(cè)，主變壓器21升高電壓，電流由次級側(cè)整流二極管再轉(zhuǎn)化為直流電，正和負(fù)電壓被分別輸出，電弧在焊絲3和基體金屬29之間形成以進(jìn)行電弧焊接。順便提及，次級側(cè)電路中的DC電抗器23使高頻成分去掉以改善弧焊的質(zhì)量。另外，控制電路24用于在初級側(cè)逆變電路20和次級側(cè)電路中控制輸出電壓和電流，以穩(wěn)定弧焊的質(zhì)量。
接著，參考圖1描述根據(jù)該實施方式的用于弧焊控制單元的散熱單元。散熱單元1帶有前面參考圖5所述的初級側(cè)逆變電路20、次級側(cè)主電路22等，該散熱單元1以單元的形式設(shè)置在弧焊控制單元中。散熱單元1具有散熱機(jī)構(gòu)，以冷卻放出強(qiáng)熱的功率晶體管28等。
圖1是根據(jù)該實施方式的用于弧焊控制單元的散熱單元的透視圖，其為從該散熱單元的右后方向看。圖1中，參考標(biāo)號1表示散熱單元；4a和4b分別表示散熱單元1的側(cè)表面部分和頂表面部分，它們形成散熱單元1的外圍部分(outer peripheral portion)。另外，28表示圖5的電路圖所示的初級側(cè)逆變電路中的功率晶體管。還有，10a表示形成在散熱單元1的端部中的開口，而8表示分別設(shè)置在開口8上的風(fēng)扇。側(cè)表面部分4a和頂表面部分4b的各個表面以這樣的方式形成，即，功率晶體管28等與諸如薄金屬板之類的平板連接，所述平板為所述部分4a和4b的基本材料；由于如此形成的表面，散熱單元1具有包括空腔部分的隧道結(jié)構(gòu)。也就是說，散熱單元1具有隧道結(jié)構(gòu)，在該隧道結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生強(qiáng)熱的電氣元件用作由其頂表面部分和側(cè)表面部分限定的外圍部分的組成部分；空腔部分3由外圍部分限定；熱量以空腔部分和外面彼此隔絕的方式得到散發(fā)。
順便提及，如圖6所示，散熱單元1被裝入盒體2中，由此得到焊接控制單元，并且，在該實施方式中，散熱單元1以這樣的方式設(shè)置散熱單元1的包括風(fēng)扇8的一部分提供該焊接控制單元的后表面部分。
另外，圖2是如圖1所示的根據(jù)該實施方式的用于弧焊控制單元的散熱單元1的透視圖，其為從該散熱單元的左前方向看。圖2中，參考標(biāo)號10b表示形成在散熱單元1的兩側(cè)端部分的風(fēng)扇8的相對側(cè)上的開口，而3表示由散熱單元1的側(cè)表面部分4a和頂表面部分4b限定的空腔部分。即，散熱單元1具有包括由側(cè)表面部分4a和頂表面部分4b限定的空腔部分的隧道結(jié)構(gòu)，并包括分別形成在其兩端部中的兩開口，風(fēng)扇設(shè)置在兩個開口之一上。
另外，圖3與上述圖形相似，是散熱單元的透視圖，其為從該散熱單元的右前方向看。圖3中，40表示開關(guān)元件，雖然在圖5的電路圖中沒有示出，但其用在次級側(cè)電路中，并放出強(qiáng)熱。
圖4與圖3相似，是散熱單元的透視圖，其為從該散熱單元的右前方向看，為易于理解其內(nèi)部，其以中部被截斷的方式示出。圖4中，6表示散熱器，7表示散熱片。散熱器6分別包括在功率晶體管28、次級側(cè)開關(guān)元件40和次級側(cè)整流二級管22的相應(yīng)電氣元件中；而且，該散熱器的包括散熱片7的部分曝露于具有隧道結(jié)構(gòu)的散熱單元1的內(nèi)部，即，曝露于讓空氣流過的空腔部分3的部分。另外，散熱單元1分別在兩個上和下段結(jié)構(gòu)中具有空腔部分；在每段結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有兩個或更多行彼此分開的空腔，分隔物位于它們之間；而且，各個空腔部分3形成為讓空氣流過它們。
如上所述，根據(jù)該實施方式的散熱單元1如圖1所示為大致長方體形狀，其中，風(fēng)扇8設(shè)置在形成于前表面且用作空氣入口的開口10a中，而空氣從相對的開口10b排出。在此情況下，在散熱單元1上安裝有構(gòu)成該焊接控制單元的電路的電氣元件，所述電氣元件放出特別強(qiáng)烈的熱；而且，散熱器6的散熱片部分曝露于空氣流過的空腔部分3，由此熱量可以高效地離開所述控制單元。
順便提及，在此情況下，如圖4所示，在散熱器8中，兩個或更多個散熱片7應(yīng)設(shè)置為大致平行于流過空腔3的空氣的流動方向，由此能夠防止空氣流動的停滯。
另外，根據(jù)該實施方式，由于散熱單元1為例如兩段(上和下段)結(jié)構(gòu)，因而放出強(qiáng)熱的電氣元件可以在為冷卻目的而專門設(shè)置的空腔部分中得到冷卻，由此防止它們與其余電氣元件的冷卻的進(jìn)行相干擾。
如此，限定散熱單元1的外圍表面的側(cè)表面部分4a和頂表面部分4b分別形成為能夠隔斷空氣的平坦表面，由這些平坦表面和外部限定的空腔部分3與外界之間的空氣流動被隔斷。另外，可以防止灰塵和焊接煙塵等進(jìn)入散熱單元1的隧道結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的傳導(dǎo)部分。
另外，如圖6所示，散熱單元1裝入盒體2中從而獲得弧焊控制單元。此時，盒體2設(shè)置為使得其包括兩個預(yù)先分別形成在兩個彼此面對的表面上的氣流孔2a，從而散熱單元1的開口10a和10b可以分別與氣流孔2a配合。即，散熱單元1設(shè)置為使得其兩側(cè)端部的開口10a和10b分別面對盒體2的彼此面對的表面的內(nèi)側(cè)表面。而且，設(shè)置在散熱單元1中的風(fēng)扇8被布置為面對弧焊控制單元的后表面的內(nèi)側(cè)表面，空氣從外側(cè)被吸入，熱量從形成在所述控制單元的前表面的氣流孔2a排到外面。而且，如上所述，在盒體2的內(nèi)部，由于散熱單元1的隧道結(jié)構(gòu)，因此可以隔斷在散熱單元1的內(nèi)部的空腔部分與外面之間的熱傳遞，從而能夠高效地冷卻電氣元件。
順便提及，在該實施方式中，風(fēng)扇8安裝在散熱單元1上。然而，從該控制單元的設(shè)計的簡便性方面考慮，風(fēng)扇8也可以安裝在盒體2的氣流孔2a中，或者可以插入在盒體2的內(nèi)表面與散熱單元1的開口10a之間。上述每一種設(shè)計均對該實施方式無不良影響。
另外，雖然散熱單元1形成為具有兩個上和下段的結(jié)構(gòu)，但其結(jié)構(gòu)不局限于該兩段結(jié)構(gòu)，還可以在水平和/或垂直方向上設(shè)置空腔的兩個或更多個行或列，這樣可以更有效地排出熱量。另外，為設(shè)計簡便起見，空腔部分可以分別用于排出不同電氣元件的熱量，或者一個或多個空腔部分可以用于排出兩個或更多個電氣元件的熱量。
此外，散熱單元1的形狀不限于大致長方體形，其還可以為其它形狀，例如柱形，只要它能夠形成隧道結(jié)構(gòu)。
如上所述，根據(jù)該實施方式，由于散熱器8和盒體9與存在于設(shè)備內(nèi)部的空氣被隔斷，因而可以防止灰塵和焊接煙塵等積累或粘附在該設(shè)備內(nèi)部的傳導(dǎo)部分。這不僅能大大地改善設(shè)備的維護(hù)，而且能保證設(shè)備的可靠性。
另外，如圖7所示，其示出了該實施方式的改進(jìn)示例，在具有隧道結(jié)構(gòu)的散熱單元1的內(nèi)部可以設(shè)置圖5所示的DC電抗器23。在此情況下，如果發(fā)熱源之一的DC電抗器23設(shè)置在具有兩段結(jié)構(gòu)的散熱單元1的下段空腔部分中，并且曝露給與上段部分中的不同的空腔部分的行，那么在下段部分中的所述空腔部分與其余空腔部分的行可以被隔斷，從而能夠高效地冷卻電氣元件。
順便提及，用于弧焊控制單元的DC電抗器浸過清漆，從而不會引起與灰塵等的積累有關(guān)的問題。
如上所述，根據(jù)該實施方式，由于散熱器7和散熱單元1與存在于設(shè)備內(nèi)部的空氣被隔斷，因而可以防止灰塵和焊接煙塵等積累或粘附在該設(shè)備內(nèi)部的傳導(dǎo)部分上。由于該原因，能大大地改善設(shè)備的維護(hù)，而且能保證設(shè)備的可靠性。
順便提及，代替圖7所示的DC電抗器23的位置，還可以使用圖5所示的主變壓器21。
工業(yè)應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明的弧焊控制單元可以防止灰塵和焊接煙塵等積累或粘附在該設(shè)備內(nèi)部的傳導(dǎo)部分上，由此不僅能大大地改善設(shè)備的維護(hù)，而且能保證設(shè)備的可靠性。因此，本發(fā)明的弧焊控制單元在工業(yè)上是有用的。另外，本發(fā)明不僅可以有用地應(yīng)用于弧焊控制單元，而且可以有用地應(yīng)用于更廣泛的具有裝入的電氣元件并需要冷卻它們的裝置。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式1的用于弧焊控制單元的散熱單元的透視圖，其為從右后方向看。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式1的用于弧焊控制單元的散熱單元的透視圖，其為從左前方向看。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式1的用于弧焊控制單元的散熱單元的透視圖，其為從右后方向看。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方式1的用于弧焊控制單元的散熱單元的透視圖，其為從右后方向看。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方式1的弧焊控制單元的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方式1的弧焊控制單元的透視圖，其為從右后方向看。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實施方式1的弧焊控制單元的透視圖，其為從右前方向看。
圖8是常規(guī)弧焊控制單元的透視圖，其為從右后方向看。
參考符號說明
1散熱單元；2盒體；2a氣流孔；3空腔部分；4a側(cè)表面部分；4b頂表面部分；6散熱器；7散熱片；10風(fēng)扇；10a、10b開口；22次級側(cè)整流二級管；28功率晶體管；21主變壓器；22次級側(cè)整流二級管；23DC電抗器；26初級側(cè)整流二級管；27初級平滑電容器；28變壓器圖6前方后方圖7后方前方
權(quán)利要求
1.一種弧焊控制單元，其包括裝入盒體中用于把由第一發(fā)熱電氣元件所加熱的空氣排到外面的散熱單元，其中，所述散熱單元具有包括限定空腔部分的外圍部分的隧道式形狀，所述空腔部分讓空氣在其中流過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧焊控制單元，其中，所述散熱單元具有大致長方體形狀，所述大致長方體形狀包括用于限定所述空腔部分的側(cè)表面部分和頂表面部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的弧焊控制單元，其中，所述散熱單元具有兩個分別形成在所述空腔部分的兩側(cè)端部中的開口，所述空腔部分讓空氣在其中流過。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的弧焊控制單元，其中，所述散熱單元設(shè)置為使得形成在所述兩側(cè)端部的兩個開口分別面對所述盒體的內(nèi)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的弧焊控制單元，其中，所述散熱單元使用在限定所述空腔部分的所述外圍部分的至少一部分上的第一發(fā)熱電氣元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的弧焊控制單元，其中，所述第一發(fā)熱電氣元件包括具有散熱片的散熱器，所述散熱片曝露于空氣流過的所述空腔部分的內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的弧焊控制單元，其中，在所述兩個開口之一中，設(shè)置有強(qiáng)迫存在于所述空腔部分中的空氣流過所述空腔部分的風(fēng)扇。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的弧焊控制單元，其中，所述風(fēng)扇安裝在所述散熱單元的開口上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的弧焊控制單元，其中，所述風(fēng)扇安裝在形成在所述盒體中的氣流孔部分，所述氣流孔部分讓空氣在其中流過。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的弧焊控制單元，其中，所述散熱單元包括兩個或更多個在限定所述空腔部分的所述外圍部分中的第一電氣元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的弧焊控制單元，其中，所述散熱單元包括兩行或更多行空腔部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的弧焊控制單元，其中，所述散熱單元包括分別設(shè)置于形成在兩行或更多行中的每一空腔部分中的風(fēng)扇。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的弧焊控制單元，其中，所述散熱單元使在每一空腔部分中的不同第一電氣元件的空氣流動。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的弧焊控制單元，其中，所述第一電氣元件包括用于設(shè)置在所述弧焊控制單元中的逆變電路的電氣元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的弧焊控制單元，其中，所述第一電氣元件包括功率晶體管。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的弧焊控制單元，其中，所述第一電氣元件包括整流二極管。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的弧焊控制單元，其中，在所述空腔部分中設(shè)置有第二發(fā)熱電氣元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的弧焊控制單元，其中，所述第二電氣元件包括電抗器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的弧焊控制單元，其中，所述第二電氣元件包括變壓器。
全文摘要
在常規(guī)弧焊控制單元中，由于設(shè)備的外面的空氣被直接施加到整個主半導(dǎo)體上以冷卻，存在的問題為灰塵或焊接煙塵等積累或粘附到設(shè)備內(nèi)部的傳導(dǎo)部分上，從而需要花費用于設(shè)備的維護(hù)的時間。為解決此問題，根據(jù)本發(fā)明，提供一種弧焊控制單元，其具有裝入所述弧焊控制單元的盒體中的散熱單元，所述散熱單元用于把由第一發(fā)熱電氣元件所加熱的空氣排到外面。散熱單元具有包括限定空腔部分的外圍部分的隧道式形狀，所述空腔部分讓空氣在其中流過，由此可以防止灰塵或焊接煙塵等積累或粘附到設(shè)備內(nèi)部的傳導(dǎo)部分上。
文檔編號H05K7/20GK1826204SQ200580000720
公開日2006年8月30日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者大山英俊, 田畑芳行, 武藤泰道, 向井康士 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社