(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に配置した工作機械で用いられる発熱性を有する制御機器を外部から遮蔽するための開閉式の扉を有する制御盤において、
前記制御盤の内部に設置され該制御盤の外部と連通する開口部を有する容積可変の袋体と、
前記制御盤の内部の空気を該制御盤の外部へ放出する方向のみに作用する圧力弁と、
前記制御盤の扉が開放状態のとき前記容積可変の袋体の内部の空気を外部へ排気する機構と、を備え、
前記容積可変の袋体は該袋体の容積変化により前記制御盤の内部と外部との圧力差を無くすように調整することを特徴とする制御盤。
【請求項２】
前記容積可変の袋体を覆う保護カバーを有することを特徴とする請求項１に記載の制御盤。
【請求項３】
前記容積可変の袋体を該制御盤の内部の別室に設置することを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の制御盤。
【請求項４】
前記容積可変の袋体内への切削による切り粉の侵入を防止するフィルターを前記開口部に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御盤。
【請求項５】
前記容積可変の袋体は耐油性を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の制御盤。
【請求項６】
前記容積可変の袋体は袋形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御盤。
【請求項７】
前記容積可変の袋体は蛇腹形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御盤。
【請求項８】
前記容積可変の袋体を前記制御盤の内部に配置した際に、該制御盤の外部と連通する前記開口部が該容積可変の袋体の最下部に位置することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の制御盤。
【請求項９】
前記制御盤の内部であって前記容積可変の袋体外の近傍にオイルミストセンサを設置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の制御盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉自在の蓋を有する工作機械の制御盤において、制御盤内へオイルミストや塵埃の侵入を防ぐための工作機械用密閉型制御盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械周辺の雰囲気空気中には、切削や研削時に生じるオイルやオイルミスト、または、塵埃、薬液、水、水蒸気等が含まれており、工作機械周辺は悪環境である場合が多い。また、チップコンベアやクーラントタンクが工作機械に隣接して設置されることが多く、そこからの蒸発により絶えずオイルミストを含んだ雰囲気となっている。オイルミストや塵埃が長年制御機器に蓄積すると、腐食による短絡や断線につながりトラブルの原因となる。
【０００３】
オイルミストや塵埃が制御盤内に侵入する原因の一つに、制御盤内の温度変化による圧力変化がある。工作機械の電源投入、遮断で生じる制御盤内の温度変化により、制御盤内圧力は変動する。  
制御盤の密閉性が低い場合、制御盤内の圧力変化で制御盤内の空気と外気とが出入りし、外気と共にオイルミストや塵埃も制御盤内へ一緒に吸い込んでしまう。制御盤の密閉性が高いほど制御盤内への外気の流入および制御盤内から制御盤外部への空気の流出は少ないが、制御盤内の内圧が変化する。この制御盤内の圧力変化に対抗するために、制御盤の剛性が重要になる。このように制御盤内にオイルミストや塵埃の侵入を防ぐには、密閉性と剛性が重要になるが、両立するにはコスト面で対応が難しい。
【０００４】
特許文献１には、制御盤に開口部を開けエアフィルタを取り付けることにより、制御盤内の温度変化により外気を吸入してもオイルミストは制御盤内に入れない技術が開示されている。
特許文献２には、制御盤に開口部を開け、袋体で塞ぐことで制御盤外との圧力差を緩和する技術が開示されている。  
特許文献３には、袋体にエアフィルタを取り付けた圧力調整部材を制御盤の開口部に取付け、急激な圧力変化には袋体、緩やかな圧力変化にはエアフィルタでミストの侵入を防ぐ技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６５７９３号公報
【特許文献２】特開２００３−２２９６７９号公報
【特許文献３】特開２０００−２０８９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、エアフィルタを用いているため、オイルミストを防ぐには非常に目の細かいエアフィルタが必要になる。目の細かいエアフィルタから外気を吸入するためには、大きな圧力差が必要となり、エアフィルタからではなく、制御盤の隙間から吸入する可能性がある。また、エアフィルタを用いてオイルミストの浸入を防ぐとオイルミストが液化する。エアフィルタを交換しないまま使い続けると液化したオイルが制御盤内に侵入する恐れがある。
【０００７】
特許文献２に開示された技術では、保守・点検等で制御盤の扉を開閉するとき、開閉の仕方によっては扉を閉じた際に袋体内の空気がほとんど入っていない状態になる可能性がある。制御盤内の圧力が上昇した場合、袋体内の空気だけでは制御盤内の圧力差を緩和できず、制御盤内の圧力が上昇し制御盤にストレスがかかってしまう。  
特許文献３に開示された技術では、特許文献１に開示された技術と同様に、エアフィルタを用いるため、オイルミストが液化して制御盤内に浸入する恐れがある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、制御盤内の圧力を調整し外気の制御盤内への侵入を抑制し、制御盤内の制御機器へのオイルミストや塵埃の蓄積を防止できる工作機械用密閉型制御盤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の請求項１に係る発明は、内部に配置した工作機械で用いられる発熱性を有する制御機器を外部から遮蔽するための開閉式の扉を有する制御盤において、前記制御盤の内部に設置され該制御盤の外部と連通する開口部を有する容積可変の袋体と、前記制御盤の内部の空気を該制御盤の外部へ放出する方向のみに作用する圧力弁と、前記制御盤の扉が開放状態のとき前記容積可変の袋体の内部の空気を外部へ排気する機構と、を備え、前記容積可変の袋体は該袋体の容積変化により前記制御盤の内部と外部との圧力差を無くすように調整することを特徴とする制御盤である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記容積可変の袋体を覆う保護カバーを有することを特徴とする請求項１に記載の制御盤である。 
請求項３に係る発明は、前記容積可変の袋体を該制御盤の内部の別室に設置することを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の制御盤である。 
請求項４に係る発明は、前記容積可変の袋体内への切削による切り粉の侵入を防止するフィルターを前記開口部に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御盤である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記容積可変の袋体は耐油性を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の制御盤である。 
請求項６に係る発明は、前記容積可変の袋体は袋形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御盤である。 
請求項７に係る発明は、前記容積可変の袋体は蛇腹形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御盤である。 
請求項８に係る発明は、前記容積可変の袋体を前記制御盤の内部に配置した際に、該制御盤の外部と連通する前記開口部が該容積可変の袋体の最下部に位置することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の制御盤である。 
請求項９に係る発明は、前記制御盤の内部であって前記容積可変の袋体外の近傍にオイルミストセンサを設置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の制御盤である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、制御盤内の圧力を調整し外気の制御盤内への侵入を抑制し、制御盤内の制御機器へのオイルミストや塵埃の蓄積を防止できる工作機械用密閉型制御盤を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の袋体を備えた制御盤の正面断面図である。
【図２】本発明の実施形態の袋体を備えた制御盤の側面断面図である。
【図３】本発明の実施形態の蛇腹構造の袋体を備えた制御盤の側面断面図である。
【図４】制御盤内から外気方向のみに排気する圧力弁を説明する図である。
【図５】制御盤内の袋体が傷つくことを防止する手段を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態の、制御盤の扉を開けたときに袋体内の空気を全て排気する機構を備えた袋体を備えた制御盤の正面断面図である。
【図７】図６に示した制御盤の扉を閉じた状態の上面断面図である。
【図８】図６に示した制御盤の扉を開けた状態の上面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。  
図１は本発明の実施形態の袋体を備えた制御盤の正面断面図であり、図２は本発明の実施形態の袋体を備えた制御盤の側面断面図である。制御盤１は、筺体１１と扉１２とを備えている。扉１２を閉じることによって、筺体１１と扉１２とで制御盤１の内部を制御盤１の外部から遮蔽することができる。制御盤１の内部には、保護カバー４３が取り付けられている。保護カバー４３には制御機器３１が固定されており、また、保護カバー４３に保護されるように容積可変の袋体４１が配置されている。
【００１５】
制御盤１の内部の圧力変化を最小限にとどめ剛性面で有利にするため、制御盤１の筺体１１の裏側の面に制御盤開口部１３を開け、袋体４１を制御盤１内に配置し、袋体４１の袋体開口部４２は、制御盤開口部１３を介して袋体４１内と制御盤１の外部とを連通させている。  
制御盤１の背面にはダクト２１が取り付けられている。制御盤１の背面であってダクト２１内には、冷却ファン３３とヒートシンク３２が取り付けられている。ヒートシンク３２は、制御盤１内に取付けられた制御機器３１からの放熱を促進するための部材である。冷却ファン３３は、ヒートシンク３２を冷却することによって、制御機器３１からの放熱を促進することができる。
【００１６】
袋体開口部４２は、制御盤１の筺体１１内に袋体４１を取り付けたときに、その袋体開口部４２が袋体の最下部に位置するように設ける。これによって、袋体４１内に浸入したオイルミストや塵が袋体開口部４２から自ずと流れ出し、袋体４１の内部にオイルミストや塵が溜まらないようにできる。圧力弁５１は、制御盤１の内部から制御盤１の外部の外気方向のみに排気する圧力弁である。図１〜図３では筺体１１の下部に取り付けられているが、下部に限定されるわけではない。
【００１７】
袋体４１は、容積可変の可撓性の袋であって、ＮＢＲゴムやナイロンなどの耐油性に優れた材料を用いて作られ、その形状は、袋状または蛇腹状の構造を有する。図３は、本発明の実施形態の蛇腹構造の袋体を備えた制御盤の側面断面図である。図３に示される袋体４１は蛇腹構造の袋体である。
【００１８】
制御盤１の内部の圧力が高くなったときには制御盤１の内部の空気が膨張する、袋状（図１，図２参照）や蛇腹状（図３参照）の袋体４１は制御盤１内の膨張した空気によって縮み、袋体４１の内部の空気を制御盤１の外部の外気に排出する。これによって、制御盤１の内部の圧力上昇を抑えることができる。制御盤１の内部の圧力が低くなったときには袋体４１は膨らみ、外気を袋体４１の内部へ吸入することになる。これによって、制御盤１の内部であって袋体４１の外部の空間の圧力と制御盤１の外部の外気圧との圧力差を緩和することができる。
【００１９】
ここで、袋体４１内の空気を全て排気してしまった場合を考える。この場合に、更に、制御盤１内部の温度が上昇すると、制御盤１内部の空気が熱膨張し制御盤１内の空気圧が上昇する。そうすると、制御盤１の筺体１１と扉１２の壁面は外方向に膨らみ（撓み）、制御盤１に負荷がかかる。そこで、図１〜図３に示されるように圧力弁５１を制御盤１の任意の壁面に取付ける。圧力弁５１は、図１〜図３では筺体１１の下部に取り付けられている。
【００２０】
図４は、制御盤内から外気方向のみに排気する圧力弁５１を説明する図である。吸入孔５３側が制御盤１の内部の側に配置され、排気孔５７側が制御盤１の外部の側に配置される。密閉板５５に吸入孔５３側から圧力がある一定以上かかる（つまり、制御盤１内部の空気圧が上昇して圧力がある一定以上かかる）と、密閉板５５がバネ５６を押し、密閉板５５とＯリング（パッキン）５４の間に隙間が生じる。この生じた隙間を通り、吸入孔５３から排気孔５７へ制御盤１の内部の空気が制御盤１の外部に排出される。排気孔５７側から圧力がかかる場合には、密閉板５５がＯリング５４に押し付けられるため、密閉板５５とＯリング５４との間に隙間が生じず、排気孔５７から吸入孔５３へ空気が通ることはない。また、制御盤１の内部の温度が下がり圧力が低下した場合には、袋体４１が制御盤１の外部の外気を吸入することで、制御盤１の内部と制御盤１の外部との圧力差を緩和する。
【００２１】
ところで、袋体４１は容積可変の可撓性の袋であって、ＮＢＲゴムやナイロンなどの耐油性に優れた材料で作成されていることから、制御盤１の内部で傷をつけられる可能性がある。そして、袋体４１は縮んだり膨らんだりすることによって、袋体１の袋の側面の位置が変動することによって傷がつく可能性は高くなる。ＮＢＲゴムは、アクリロニトリル−ブタジエンゴムといわれる耐油性ゴムとして広く使われている代表的な特殊ゴムである。
【００２２】
図５は、制御盤内の袋体が傷つくことを防止する手段を説明する図である。制御盤１の内部で袋体４１に傷を付ける可能性がある場合、気密ではない保護カバー４３を取り付けるか、または、制御盤１内の別室に袋体４１を配置する。ここで別室とは、袋体４１の配置箇所を遮蔽する遮蔽板（通気性のある）で覆われた小室を制御盤１内に設け、この小室の中に袋体４１を配置するとよい。図５の実施形態では、袋体開口部４２にエアフィルタまたは金網等のフィルター６１を取り付ける。フィルター６１は、オイルミストの侵入を完全に防ぐまでの性能は必要ない。
【００２３】
保守および点検等で制御盤１の扉１２を開閉するとき、扉１２の開閉の仕方によっては扉１２を閉じた際に袋体４１の内部に多くの空気が入った状態になる可能性がある。扉１２を閉じた後、制御盤１の内部の圧力が上昇する場合には、袋体４１または圧力弁５１から排気するため問題ない。しかし、制御盤１の内部の圧力が低下した場合、制御盤１の内外の圧力差を緩和するために、袋体４１の最大容量を超える空気を吸入しなければならない可能性がある。
【００２４】
扉１２を閉じたときに袋体４１の内部の空気がない状態であれば、制御盤１の内部の圧力が低下しても袋体４１の最大容量の空気を吸入できる。そこで、扉１２を閉じたときに袋体４１の内部の空気を全て排気する機構を設ける。図６〜図８を用いて前記排気する機構を説明する。図６は制御盤１の扉１２を開けたときに袋体内の空気を全て排気する機構を備えた袋体を備えた制御盤の正面断面図である。図７は図６に示した制御盤の扉を閉じた状態の上面断面図である。また、図８は図６に示した制御盤の扉を開けた状態の上面断面図である。
【００２５】
図７に示される扉１２が閉まった状態おいて、ガイド７６によってガイドされる第１リンクバー７５は扉１２の内壁によって押し下げられる。これによって、軸受け７７で軸受けされた第２リンクバー７４の先端側を跳ね上げる。第２リンクバー７４の先端側の跳ね上げによって圧縮板７１をバネ７３に抗して持ち上げる。この動作によって、袋体４１が縮んだり膨らんだりする空間が形成される。
【００２６】
一方、図８に示される扉１２が開いた状態において、第２リンクバー７４はその先端を押し上げようとする第１リンクバー７５からの力を受けないので、バネ７３によって圧縮板７１は押し下げられ袋体４１の内部の空気を外気に排出する。
【００２７】
このように、扉１２を開くとリンク機構（７４，７５，７６，７７）はフリーとなり、袋体４１はバネ７３と圧縮板７１により袋体４１の内部の空気は外気へ排出される。扉１２を閉じるとリンク機構により袋体４１が外気を吸入する容量が確保される。袋形状が蛇腹形状であっても、同様な排気する機構を設けることができる。
【００２８】
もし、袋体４１が破損した場合、早急に通知するため、制御盤１の内部であって袋体４１の付近にオイルミストセンサ５８（図３参照）を設置する。オイルミスト濃度が上昇した場合にはアラームを通知する。オイルミストセンサ５８の設置位置は、袋体４１の形状や材質に応じて、破損し易い箇所を事前に調べておき、その箇所付近に配置するとよい。オイルミストセンサ５８は光散乱式や水晶振動子の振動数の変化を検知するものなど公知のセンサを用いることができる。
【００２９】
多くの工作機械に使用される多数の部品点数からなる組み立て式の制御盤１では、完全な密閉構造の制御盤１を作成することは困難である。本発明の実施形態に基づいて説明したように、本発明は、制御盤１の筺体１１および扉１２で構成される壁面に形成される小さな隙間より、袋体４１の袋体開口部４２の方が積極的に外気を吸入するため、小さな圧力差での外気の吸入が可能で、わずかな隙間が制御盤１に生じていても、オイルミストや塵埃の侵入を防ぐことができる。また、制御盤１内への液化したオイルの浸入がなくフィルター６１の目詰まりがないため、ランニングコストにおいて有利である。  
また、本発明では、容積可変の袋体内の空気の排出だけで制御盤内の圧力差を緩和できない場合、制御盤内から制御盤外への方向のみに排気できる圧力弁を制御盤に設けることで、制御盤内の圧力上昇により制御盤にストレスがかかる問題を解決することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１    制御盤
１１  筺体
１２  扉
１３  制御盤開口部
２１  ダクト
２２  吸気口
２３  排気口
３１  制御機器
３２  ヒートシンク
３３  冷却ファン
４１  袋体
４２  袋体開口部
４３  保護カバー
５１  圧力弁
５２  圧力弁筺体
５３  吸入孔
５４  Ｏリング（パッキン）
５５  密閉板
５６  バネ
５７  排気孔
５８  オイルミストセンサ
６１  フィルター
７１  圧縮板
７２  ガイド軸
７３  バネ
７４  第２リンクバー
７５  第１リンクバー
７６  ガイド
７７  軸受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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