JPH0852569A - 交流アーク溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トランスの高い冷却能力を有する小型軽量の
交流アーク溶接機を提供することである。 【構成】 内部にトランス１０を配置すると共に、後板
１ｂに排気ファン６を取付けたケースカバー１の両側板
１ｃ，１ｄ及び底板１ｆの前部に、それぞれ吸気開口部
３，４，５を設け、更にトランス１０の固定鉄心１１の
前端面及び後端面付近に、それぞれ前部整風板２０及び
後部整風板２１を設けた。 【作用】 吸気開口部３，４，５から導入された外気
は、整風板２０，２１によりトランス１０の一次及び二
次コイル１２，１３の外周表面に集中的に流れた後、排
気ファン６によりケースカバー１の外部に排気される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大電流を必要とする交
流アーク溶接機に関し、特にトランスの冷却構造に特徴
がある交流アーク溶接機に関する。

【０００２】

【従来の技術】交流アーク溶接機の業界では、最近では
「小型軽量化」が市場のニーズとあって、各社が小型軽
量の製品開発に余念が無い。ところで、アーク溶接機の
電気的容量が同一であれば、トランス及びその外装のケ
ースカバーの小型化は、勢い発熱による機内温度上昇値
の高騰を招くものであり、トランスに有害な高温になる
のを防止するために、吸気又は排気用のファンをケース
カバーの適所に取付け、外気を導入してトランスを強制
空冷するものが一般的になりつつある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】より小さく、より軽量
にを押し進めると、トランスよりの発熱量は不変である
のに、ケースカバーの小型化でケースカバー内の温度は
益々上昇する傾向にあり、この冷却のためには、より強
力な（換言すればより大型の）吸気又は排気用のファン
が必要となり、小型化に反するのみならず、部品価格の
高騰や風切り音の増加による騒音レベルの上昇という不
具合点の発生にも繋がる。

【０００４】これは、小型化されたケースカバー内部で
は種々の凹凸の有るトランスが空間一杯に設置され、吸
気又は排気による強制空冷のための空気流が様々な障害
物に邪魔されて、複雑に渦を捲いて流れることとなるか
らである。そのため、取付けた空冷用ファンの定格流量
値の増大の割には、内部の空気はスムーズに流れず、当
然の結果としてトランスの冷却効果も期待する程には改
善されない。

【０００５】従って、本発明は、上記問題点に着目して
なされたもので、トランスの高い冷却能力を有する小型
軽量の交流アーク溶接機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の交流アーク溶接機は、ケースカバーと、こ
のケースカバー内に配置されたトランスと、ケースカバ
ーの後板に取付けられた排気ファンとを備える交流アー
ク溶接機において、外気を導入するための吸気開口部を
ケースカバーの両側板及び底板のそれぞれの前部に設け
たことを特徴とする。

【０００７】

【作用】この交流アーク溶接機では、ケースカバーの両
側板及び底板のそれぞれの前部に設けられた吸気開口部
から導入された外気は、ケースカバー前部から排気ファ
ンの存在するケースカバー後部に整然と流れ、発熱量の
多いコイルの外周表面との熱交換が効率良く行われる。

【０００８】ここで、吸気開口部をケースカバーの両側
板及び底板の前部に設けた理由について説明する。通
常、交流アーク溶接機用のトランスの発熱は、磁路を形
成する鉄心の発する鉄損によるものと、大電流の流れる
コイルの発する銅損によるものとに二分されるが、その
中でもコイルの銅損による発熱が比較的大なので、コイ
ルの強制空冷効果を向上させるためには、ケースカバー
内に導入された新鮮な冷たい外気を、効率良くコイル外
周表面に集中して導くように、ケースカバー内部の空気
流を誘導且つ整流することが不可欠である訳である。

【０００９】従って、従来のアーク溶接機においてケー
スカバーの両側板の全面に開口されていたベンチレータ
（鎧窓）を廃止すると共に、ケースカバーの底板を全閉
又は全開していたのも廃止し、本発明のようにケースカ
バーの両側板の前部のみ、及びケースカバーの底板の前
部のみを吸気開口部とすることで、吸気開口部の位置と
ケースカバーの後板に設けられた排気ファンとの相乗効
果により、ケースカバーの前部より導入された新鮮で冷
たい外気が、全体としてダクト形状のケースカバー内
を、ケースカバー後部に唯一存在する排気ファンを目掛
けてケースカバーの前部から後部に整然と流れ、外気と
コイル外周表面との熱交換が効率良く行われ、コイルの
強制空冷効果を高めることができる。勿論、ケースカバ
ーの底板の前部に設けた吸気開口部に、網状の巻き込み
防止ガードを設けて、塵埃や鉄片等を吸い込まないよう
にしてもよい。

【００１０】更に、トランスの鉄心部の前端面及び／又
は後端面付近に、それぞれ吸気開口部から導入された外
気をトランスのコイル外周表面からケースカバーの後部
に流すための前部整風板及び／又は後部整風板を設ける
ことにより、発熱の比較的低くそれほど冷却の必要のな
い鉄心にではなく、発熱の高いコイルに新鮮で冷たい外
気流を集中させることができ、コイルの強制空冷効果を
一層高めることができる。

【００１１】更には、トランスの鉄心部の後端面付近か
らケースカバーの後板に至る空間に、トランスを冷却し
た外気を排気ファンに導くための排気ダクトを配置する
ことにより、コイルを冷却した高温の空気流を効率良く
ケースカバー後部の排気ファンに導くことができ、排気
効率が高まる。なお、本発明の交流アーク溶接機に使用
するトランスとしては、通常のものでもよいが、本願出
願人の先願に係るトランス（特開平６−１７６９３４号
公報、特願平６−１７５４３号）を使用してもよい。前
者のトランスは、コイルの層間よりコイル外に向けて延
設される放熱板を備えるものであり、後者のトランス
は、コイルの層間よりコイル内外に向けて延設された放
熱板を備え、コイル内に突出する放熱板部分及び／又は
コイル外に突出する放熱板部分とコイルとを隅肉溶接し
てなるものである。いずれのトランスも、通常のトラン
スに比較して効率良く放熱を行うことができるだけでな
く、トランス自体の小型化・材料費の低減等を達成でき
る。従って、そのようなトランスを用いれば、より一層
トランスの冷却能力が向上すると共に、交流アーク溶接
機の軽量小型化を実現できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の交流アーク溶接機を実施例に
基づいて説明する。図１は、一実施例に係るアーク溶接
機の内部構造を示す外観斜視図である。このアーク溶接
機は、前板１ａ、後板１ｂ、側板１ｃ，１ｄ、天板１
ｅ、底板１ｆからなるダクト状のケースカバー１（二点
鎖線部分）を備え、ケースカバー１の底板１ｆに備え付
けられた車輪２により移動可能である。ケースカバー１
の両側板１ｃ，１ｄ及び底板１ｆの前部には、それぞれ
吸気開口部３，４，５が設けられ、後板１ｂには排気フ
ァン６が取付けられている。ケースカバー１内部には、
トランス１０が配置されている。

【００１３】トランス１０は、この実施例では、固定鉄
心１１と、固定鉄心１１に巻回された一次コイル１２及
び二次コイル１３とを有する。更に、このトランス１０
には、一次及び二次コイル１２，１３間の間隙（ギャッ
プ）に出入可能に配備された可動鉄心１４が設けられて
いる。可動鉄心１４に螺入されたネジ軸１５を回し、可
動鉄心１４をガイドレール機構１６に沿って前後に移動
させることで、一次及び二次コイル１２，１３間のギャ
ップを変え、二次コイル１３からの出力電流を調整でき
るようになっている。

【００１４】両側板１ｃ，１ｄの吸気開口部３，４は、
上記トランス１０の固定鉄心１１の前端面よりも前側に
位置しており（図２及び図３参照）、底板１ｆの吸気開
口部５も同様に前側に位置し、排気ファン６のために後
板１ｂに設けられた開口（この開口は、回転中の排気フ
ァン６のブレードに誤って触れないようにするためにフ
ィンガー・ガード構造としてある）を除いて、ケースカ
バー１は吸気開口部３，４，５以外は密閉構造となって
いる。なお、図面には示していないが、前後方向に長い
ダクト状のケースカバー１内を、前方から後方に新鮮な
外気が流通するように、ケースカバー１の前板１ａの一
部分に吸気開口部を設けても差し支えない。但し、吸気
開口部の総面積は、使用する排気ファンの定格流量（ｍ
³ ／ｍｉｎ）を十分に流入可能にするだけの面積が必要
である。

【００１５】又、この実施例では、トランス１０の固定
鉄心１１の前端面及び後端面付近には、それぞれ吸気開
口部３，４，５から導入された外気をトランス１０の一
次及び二次コイル１２，１３の外周表面からケースカバ
ー１の後部に流すための前部整風板２０及び後部整風板
２１が取付けられている。各前部及び後部整風板２０，
２１は、それぞれの外周縁が天板１ｅ、側板１ｃ，１
ｄ、底板１ｆに近接する大きさであり、導入された外気
が固定鉄心１１と側板１ｃ，１ｄとの間隙を通ってケー
スカバー１の後部に流れるのを遮断するためのものであ
る。ここでは、前部整風板２０と後部整風板２１の両方
を設けてあるが、内蔵されるトランスの形状寸法等によ
り、前部整風板又は後部整風板のみ配置したり、或いは
図１のように両方を併設したりしてもよい。

【００１６】整風板２０，２１は固定鉄心１１とケース
カバー１（通常は鋼板製が多い）に接近するため、余分
な漏洩磁束等の影響でケースカバー１の振動や騒音が発
生しないように、整風板には非磁性体の素材（例えばア
ルミ板等）を使用するのが好ましいが、適切に配慮する
のであれば鋼板の使用も可能である。次に、上記のよう
に構成した交流アーク溶接機における冷却空気の流れ
（矢印参照）を図２に示す。但し、ここでは前部整風板
２０のみを配置してある。ケースカバー１の前部に位置
する吸気開口部３，４，５から吸い込まれた外気は、排
気ファン６の作動によりケースカバー１の後部に流れる
が、その際に前部整風板２０によって固定鉄心１１とケ
ースカバー１との間隙には流れず、一次及び二次コイル
１２，１３との空隙、即ち高い発熱量の一次及び二次コ
イル１２，１３の外周表面に集中的に流れ、新鮮で冷た
い外気と一次及び二次コイル１２，１３の外周表面との
熱交換が効率的に行われる。温められた空気は、排気フ
ァン６によりケースカバー１の後部から外部に排気され
る。

【００１７】図３は、後部整風板２１のみを配置した場
合の空気流を示す。この場合、吸気開口部３，４，５か
ら導入された外気は、一次及び二次コイル１２，１３と
の空隙の他に、固定鉄心１１とケースカバー１との間隙
にも流れるが、後部整風板２１が存在するため、その間
隙をそのまま通過して排気ファン６に至ることはなく、
図２の場合と同様に一次及び二次コイル１２，１３の外
周表面に集中的に流れる。

【００１８】ケースカバー１の後部に排気ダクトを配置
した例を図４に示す。図４は、交流アーク溶接機を後方
より見た図であり、前部及び後部整風板は便宜上省略し
てある。このアーク溶接機でも、ケースカバー１の後板
１ｂに排気ファン６のために設けられた開口、並びに両
側板１ｃ，１ｄ及び底板１ｆにそれぞれ形成された吸気
開口部３，４，５以外は、ケースカバー１は密閉構造に
なっている。

【００１９】排気ダクト２５は、トランス１０の固定鉄
心１１の後端面付近からケースカバー１の後板１ｂに至
る空間に位置する。排気ダクト２５は、固定鉄心１１と
ケースカバー１の後板１ｂに接近するため、前記整風板
と同様に、余分な漏洩磁束等の影響によるケースカバー
１の振動や騒音の発生を防ぐには、非磁性体の素材（例
えばアルミ板等）を用いるのが好ましいが、適切に配慮
すれば鋼板を使用しても構わない。又、排気ダクト２５
の上板とケースカバー１の天板１ｅが接近する構造にす
る場合（図６参照）、排気ダクト２５の上板を省略して
もよい。

【００２０】排気ダクト２５を設けた場合の冷却空気の
流れを図５（上面図）及び図６（左側面図）に示す。吸
気開口部３，４，５より導入された外気は、前部整風板
２０により図２に示す空気流と同様に一次及び二次コイ
ル１２，１３の外周表面に集中的に流れる。そして、コ
イル１２，１３の放熱冷却に役立った空気流のみが排気
ダクト２５により排気ファン６に導かれるので、排気効
率が高まる。

【００２１】なお、上記実施例に示したトランスに代え
て、前記したように、コイルの層間よりコイル外に向け
て延設される放熱板を備えるトランス、或いはコイルの
層間よりコイル内外に向けて延設された放熱板を備え、
コイル内に突出する放熱板部分及び／又はコイル外に突
出する放熱板部分とコイルとを隅肉溶接してなるトラン
スを用いることにより、トランス自体の放熱効果が向上
することと相まって、より一層トランスの冷却能力が増
すだけでなく、交流アーク溶接機の小型化・軽量化の一
層の促進にも役立つ。

【００２２】

【発明の効果】本発明の交流アーク溶接機は、以上説明
したように構成されるため、下記の効果を有する。 （１）外気を導入するための吸気開口部をケースカバー
の両側板及び底板のそれぞれの前部に設けたため、後板
に取付けられた排気ファンの作用により吸気開口部から
吸い込まれた外気がケースカバー前部から後部に向かっ
て整然と流れ、トランスのコイル外周表面との熱交換が
効率良く行われ、トランスの冷却能力が増す。 （２）吸気開口部をケースカバーの両側板及び底板の前
部に設けただけの簡素な構造であるにもかかわらず、高
い冷却能力が得られ、小型化・軽量化を実現できる。 （３）トランスの鉄心部の前端面及び／又は後端面付近
に、それぞれ前部整風板及び／又は後部整風板を設ける
ことにより、鉄心より発熱量の高いコイルの外周表面に
集中的に外気を導くことができ、コイルの強制空冷効果
を更に高めることが可能となる。 （４）ケースカバーの後部に排気ダクトを配置すること
により、コイルを冷却した高温の空気を排気ファンによ
りケースカバー外部に効率良く排気することができる。 （５）トランスを、コイルの層間よりコイル外に向けて
延設される放熱板を備えるもの、或いはコイルの層間よ
りコイル内外に向けて延設された放熱板を備え、コイル
内に突出する放熱板部分及び／又はコイル外に突出する
放熱板部分とコイルとを隅肉溶接してなるものとするこ
とにより、トランス自体の放熱効果が向上することと相
まって、より一層トランスの冷却能力が増すだけでな
く、交流アーク溶接機の小型化・軽量化の一層の促進に
も役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る交流アーク溶接機の内部構造を
示す外観斜視図である。

【図２】同実施例（前部整風板を設けたもの）における
空気流を示す上面図である。

【図３】同実施例（後部整風板を設けたもの）における
空気流を示す上面図である。

【図４】別実施例に係る交流アーク溶接機の内部構造を
示す外観斜視図である。

【図５】同実施例における空気流を示す上面図である。

【図６】同実施例における空気流を示す左側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ケースカバー ３，４，５ 吸気開口部 ６ 排気ファン １０ トランス １１，１４ 鉄心 １２，１３ コイル ２０ 前部整風板 ２１ 後部整風板 ２５ 排気ダクト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 38/08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケースカバーと、このケースカバー内に配
   置されたトランスと、ケースカバーの後板に取付けられ
   た排気ファンとを備える交流アーク溶接機において、 外気を導入するための吸気開口部をケースカバーの両側
   板及び底板のそれぞれの前部に設けたことを特徴とする
   交流アーク溶接機。
2. 【請求項２】前記ケースカバーの底板の前部に設けた吸
   気開口部に、網状の巻き込み防止ガードを設けたことを
   特徴とする請求項１記載の交流アーク溶接機。
3. 【請求項３】前記トランスの鉄心部の前端面付近に、前
   記吸気開口部から導入された外気をトランスのコイル外
   周表面からケースカバーの後部に流すための前部整風板
   を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   交流アーク溶接機。
4. 【請求項４】前記トランスの鉄心部の後端面付近に、前
   記吸気開口部から導入された外気をトランスのコイル外
   周表面からケースカバーの後部に流すための後部整風板
   を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請
   求項３記載の交流アーク溶接機。
5. 【請求項５】前記トランスの鉄心部の後端面付近からケ
   ースカバーの後板に至る空間に、トランスを冷却した外
   気を排気ファンに導くための排気ダクトを配置したこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請
   求項４記載の交流アーク溶接機。
6. 【請求項６】前記排気ダクトの上板をケースカバーの天
   板とすることを特徴とする請求項５記載の交流アーク溶
   接機。
7. 【請求項７】前記トランスは、コイルの層間よりコイル
   外に向けて延設される放熱板を備えるものであることを
   特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求
   項４又は請求項５又は請求項６記載の交流アーク溶接
   機。
8. 【請求項８】前記トランスは、コイルの層間よりコイル
   内外に向けて延設された放熱板を備え、コイル内に突出
   する放熱板部分及び／又はコイル外に突出する放熱板部
   分とコイルとを隅肉溶接してなるものであることを特徴
   とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４
   又は請求項５又は請求項６記載の交流アーク溶接機。