(57)【要約】【課題】工場内の汚れた空気による制御機器の腐食や漏電などのトラブルを防止することができ、制御対象に対する制御の信頼性を向上することができる制御盤を提供する。【解決手段】発熱性を有する制御機器９を外部から遮蔽した状態で収容する制御盤１Ａにおいて、制御機器９を収容する筐体２に、筐体２内に外部から清浄な空気を導入させるためのフィルタを有する空気導入手段を設ける。空気導入手段は、筐体２の板部４に貫通形成された開口部２３と、この開口部２３に装着されるフィルタ８とを備えている。空気導入手段は、筐体２内の圧力が外側の圧力より低い場合に、筐体２内に空気を導入させるための空気導入手段である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱性を有する制御機器を外部から遮蔽した状態で収容する制御盤において、
前記制御機器を収容する筐体に、該筐体内に外部から清浄な空気を導入させるためのフィルタを有する空気導入手段が設けられたことを特徴とする制御盤。
【請求項２】
前記空気導入手段は、前記筐体の板部に貫通形成された開口部と、該開口部に装着された前記フィルタとを備えたことを特徴とする請求項１記載の制御盤。
【請求項３】
前記空気導入手段は、前記筐体の板部に貫通形成された係合孔と、該係合孔に係合する空気導入用のパイプ材とを備え、該パイプ材に前記フィルタが装着されたことを特徴とする請求項１記載の制御盤。
【請求項４】
前記空気導入手段は、前記筐体内の圧力が外側の圧力より低い場合に、該筐体内に前記空気を導入させるための空気導入手段であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の制御盤。
【請求項５】
前記筐体内に内側の空間を仕切る仕切壁が設けられ、該仕切壁に前記空気導入手段が設けられ、該空気導入手段を通して前記筐体内の一方の空間から他方の空間に空気が導入されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の制御盤。
【請求項６】
前記フィルタがエアフィルタであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の制御盤。
【請求項７】
前記フィルタが除湿フィルタであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の制御盤。
【請求項８】
前記フィルタが空気中の油分と空気中の水分とを取り除くハイブリッドフィルタであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の制御盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、工作機械や産業用ロボットに適用され、駆動源などを制御する制御機器を収容する制御盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、制御機器を外部から遮蔽した状態で収容する密閉構造の筐体を備えた制御盤として、図１１に示されるものが知られている（特許文献１）。図１１では、工作機械５０の後面側に切り屑処理装置５１などが設けられ、工作機械５０の側面側に制御盤５５が設けられている。切り屑処理装置５１は、切り屑コンベア５２や、切り屑バケット５３や、切削液タンク５４などを含み、切り屑と切削液とを分けて回収する装置である。切削液は切削時や回収時に蒸発するため、工作機械５０の周囲には、蒸発した切削液の水分や油分を含んだ空気が存在している。
【０００３】
制御盤５５は、制御機器５８を水分や油分を含んだ空気から守るための筐体５６を備えている。筐体５６には、開閉自在に扉５７が設けられている。筐体５６内は、サーボアンプ５９やインバータ６０などの制御機器５８が取り付けられた仕切壁６１によって、制御機器５８の発熱部としてのヒートシンク５９ａ，６０ａを有する一方の空間６３と、ヒートシンク５９ａ，６０ａを有しない他方の空間６４とに仕切られている。ヒートシンク５９ａ，６０ａを有する一方の空間６３には、空気を流して制御機器５８のヒートシンク５９ａ，６０ａを強制的に冷却するための通風ダクト６２が設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３１４４３２号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
制御盤５５の筐体５６には開閉自在の一対の扉５７，５７が設けられているから、ある程度は筐体５６に収容された制御機器５８を切削液の油分や水分を含んだ外気（オイルミスト）から遮蔽することができるものの、筐体５６と扉５７との間には隙間があるため、完全には外気の侵入を防止することはできない。殊に、筐体５６内は、制御機器５８作動中は制御機器５８から熱が発生して高温高圧となって筐体５６内の水分が蒸発し、逆に、制御機器５８停止中は筐体５６内が室温かつ低圧となって筐体５６の内と外で圧力差が発生する。このため、外気が筐体５６内に吸い込まれる現象を生じ、侵入した外気によって、制御機器５８を腐食させたり、漏電させたりするという問題があった。
【０００６】
また、切削液の油分や水分を含んだ空気は密閉性の悪い部分から侵入するが、どの部分から浸入するかを特定することは困難であり、空気が浸入してきた部分に、油分や水分による悪影響を受けやすい電子回路や、高い電圧がかかった部分（電源用の端子台等）があると、上記トラブルが発生する可能性が非常に高くなる。
【０００７】
筐体５６の内と外で圧力差が発生する場合は、筐体５６と扉５７との間にパッキンやシール材を設けて、制御盤５５自身（扉５７、筐体５６と扉５７の接合部、ねじ、ケーブルの引き出し部、制御機器５８の取り付け部等）の密閉度を上げても、空気の侵入を完全に防止することは困難である。例えば、一定の条件の下で、密閉された空間の温度が外気に比べ１５℃上昇した場合、完全密閉された状態では圧力が５ＫＰａ上昇するという結果が得られており、一般的なパッキンやシーリング処理では密閉性を維持することは出来ず、完全な密閉性を実現するには、コスト的に非常に高価になってしまう。
【０００８】
本発明は、上記した点に鑑み、工場内の汚れた空気による制御機器の腐食や漏電などのトラブルを防止することができ、制御対象に対する制御の信頼性を向上することができる制御盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の制御盤は、発熱性を有する制御機器を外部から遮蔽した状態で収容する制御盤において、前記制御機器を収容する筐体に、該筐体内に外部から清浄な空気を導入させるためのフィルタを有する空気導入手段が設けられたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の制御盤において、前記空気導入手段は、前記筐体の板部に貫通形成された開口部と、該開口部に装着された前記フィルタとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の制御盤において、前記空気導入手段は、前記筐体の板部に貫通形成された係合孔と、該係合孔に係合する空気導入用のパイプ材とを備え、該パイプ材に前記フィルタが装着されたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の制御盤において、前記空気導入手段は、前記筐体内の圧力が外側の圧力より低い場合に、該筐体内に前記空気を導入させるための空気導入手段であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の制御盤において、前記筐体内に内側の空間を仕切る仕切壁が設けられ、該仕切壁に前記空気導入手段が設けられ、該空気導入手段を通して前記筐体内の一方の空間から他方の空間に空気が導入されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の制御盤において、前記フィルタがエアフィルタであることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の制御盤において、前記フィルタが空気中の水分を取り除く除湿フィルタであることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の制御盤において、前記フィルタが空気中の油分と空気中の水分とを取り除くハイブリッドフィルタであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上の如く、請求項１の発明によれば、筐体にフィルタ付きの空気導入手段を設けることで、工場内の汚れた空気（外気）を浄化して、塵埃や油分や水分などを取り除き、筐体内に清浄な空気を導入することができる。したがって、空気中の油分や水分の付着による制御機器の腐食や漏電などのトラブルを防止することができ、制御対象に対する制御の信頼性を向上することができる。
【００１８】
また、請求項２の発明によれば、開口部にフィルタを設けることで、空気導入手段を形成することができる。したがって、コストをかけずに筐体内に清浄な空気を導入することができる。
【００１９】
また、請求項３の発明によれば、係合孔にフィルタ付きのパイプ材を係合させることで、空気導入手段を形成することができる。したがって、コストをかけずに筐体内に清浄な空気を導入することができる。
【００２０】
また、請求項４の発明によれば、筐体内の温度変化によって筐体内の圧力が外の圧力より低くなった場合に、フィルタ付きの空気導入手段を介して筐体内に積極的に空気を取り込むことで、空気がフィルタ機能を持っていない任意の隙間から筐体内に侵入することを防止できる。したがって、筐体が完全に密閉されていなく、多少の隙間がある場合であっても、筐体内に清浄な空気を導入することができる。
【００２１】
また、請求項５記載の発明によれば、筐体内の空間を仕切る仕切壁に空気導入手段が設けられているから、空気導入手段を介して筐体内の一方の空間から他方の空間に空気を導入することが可能となる。一方の空間が制御機器のヒートシンク側を有する空間であり、他方の空間が制御機器の本体側を有する空間である場合は、ヒートシンクの放熱を行うことができると共に、制御機器の本体側の空間に清浄な空気を取り込むことが可能となる。
【００２２】
また、請求項６記載の発明によれば、フィルタがエアフィルタであるから、空気中の油分を不織布などに吸着させることで取り除くことができる。
【００２３】
また、請求項７記載の発明によれば、フィルタが除湿フィルタであるから、空気中の水分を取り除くことができる。
【００２４】
また、請求項８記載の発明によれば、フィルタがハイブリッドフィルタであるから、空気中の油分と空気中の水分とを一度に取り除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る制御盤の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の制御盤１Ａは、前側に開口５を有する箱状の筐体２と、筐体２の開口部分に図示しないヒンジによって開閉自在に装着された扉７と、筐体２の背板４に固定され、扉７によって外部から遮蔽された状態に収容された制御機器９と、筐体２内に清浄な空気を導入する空気導入手段とから構成されている。空気導入手段は、筐体２の背板４に貫通形成された開口部２３と、開口部２３に装着されたフィルタ８とから構成されている。
【００２６】
この制御盤１Ａは、図示しない工作機械の背面側や側面側に配設され、主軸を回転駆動するスピンドルモータや、ワークが固定されたテーブルを所定の方向に直線駆動するサーボモータや、工具の取り付け／取り外しを行う際に駆動されるサーボモータなどを制御するために用いられるものである。
【００２７】
筐体２は、例えば、肉厚の薄い鉄板などをプレスにて打ち抜いた後、所定形状に折り曲げて形成したものであり、矩形状の側板３と、側板３の背面側端部に一体形成された平面状の背板４とからなっている。背板４と対向する前側は、開口形成されている。背板４には、所定の位置で所定の数の（本実施形態では二つ取り付けられている）制御機器９が取り付けられている。また、背板４には、フィルタを通して外部から空気を導入するための開口部２３が形成されている。
【００２８】
一対の各扉７，７は、筐体２と同じ鉄板材料などから打ち抜き、所定形状に折り曲げて形成され、筐体２の前側開口５を覆うようにして筐体２に図示しないヒンジを介して開閉自在に取り付けられている。一対の扉７，７が開いた状態で、制御機器９の調整などのメンテナンスが行われる。一対の扉７，７が閉じた状態にあるときは、筐体２と扉７との間に僅かな隙間を残して筐体２内が略密閉状態となり、筐体２内の制御機器９が外部から遮蔽される。
【００２９】
制御機器９は、制御部品や電源部品やアンプ部品などを備えている。制御部品はリレーなどの電気部品であり、電源部品はトランスやインバータなどであり、アンプ部品はスピンドルアンプやサーボアンプなどである。インバータやアンプ類は、高熱性の電気部品であるため、これらの電気部品が作動しているときは筐体２内の温度が周囲の温度より高くなると共に、筐体２内の圧力が周囲の圧力より高くなる。一方、電気部品が作動を停止すると、筐体２内の温度が除々に下がり、筐体２内の圧力が周囲の圧力より低くなる。筐体２内の圧力が周囲の圧力より低くなることで、周囲の空気が筐体２内に導入される。このように、空気を吸い込んだり、吐き出したりする現象は、”制御盤の呼吸”という現象として知られている。
【００３０】
工作機械が設置されている工場内では、切削液から蒸発した油分と水分とが空気中に含まれており、このような空気が浄化されることなくそのまま制御盤内に吸い込まれると、制御機器９が故障するなどのトラブルを生じる心配があるが、本発明は以下において説明するようにフィルタを通して空気を導入することで、このようなトラブルを未然に防止することができるようになっている。
【００３１】
空気導入手段は、図２に示すように、筐体２内に空気を導入させる開口部２３と、この開口部２３に装着されたフィルタ８とから構成されている。開口部２３の寸法は、筐体２内の温度変化によって筐体２内の圧力が外の圧力より低くなった場合に、筐体２内に積極的に空気を取り込むことができる寸法に形成されている。すなわち、空気がフィルタ機能を持っていない任意の隙間から筐体２内に侵入することを防止できる大きさ形状に形成されている。開口部２３をこのような大きさ形状に形成することで、筐体２が完全に密閉されていなく、多少の隙間がある場合であっても、筐体２内に導入される空気は空気抵抗の低い開口部２３の流路を通ることとなり、筐体２内に清浄な空気を導入することが可能となる。
【００３２】
フィルタ８は、塵埃だけでなく、油分や水分を吸着する機能を有するハイブリッドフィルタである。このため、工場内の汚れた空気に含まれる油分及び水分の両方が除去されて、制御盤１Ａに清浄な空気が導入される。フィルタ８は、開口部２３内の流路より大きい寸法形状に形成され、背板４の板面に固定されている。フィルタ８は、一定時間経過した後に新しいフィルタ１１に交換される。
【００３３】
図３は、本実施形態の制御盤の変形例を示したものである。この変形例では、空気導入手段が背板４に貫通形成された係合孔６と、この係合孔６に係合するフィルタ付きパイプ材１０Ａとから構成されている。係合孔６とパイプ材１０Ａは、互いに密に係合する寸法形状に形成され、両者が係合した後は外れないようになっている。この変形例の構成は、フィルタ１１とパイプ材１０Ａとが一体になっているから、係合孔６にパイプ材１０Ａを押し込むだけでよく、容易に取り付け／取り外しを行うことができるという効果がある。
【００３４】
図４は、フィルタ付きパイプ材１０Ａのバリエーションを示したものである。（ａ）は油分を吸着する機能と水分を吸着する機能を有するハイブリッドフィルタ１１である。（ｂ）は油分を吸着するエアフィルタ１２、（ｃ）は水分を吸着する除湿フィルタ１３である。
【００３５】
このように本発明に係る制御盤１Ａ，１Ａ′の第１の実施形態によれば、工場内の汚れた空気を浄化して、塵埃や油分や水分などを取り除き、筐体２内に清浄な空気を導入することができ、制御機器９の腐食や漏電などのトラブルを防止することが可能となる。また、背板４の板面にフィルタ８を直に固定したり、係合孔６にフィルタ付きのパイプ材１０Ａを係合させたりすることで、空気導入手段を形成することができるから、コストをかけずに筐体２内に清浄な空気を導入することができる。
【００３６】
次に、本発明に係る制御盤の第２の実施形態について説明する。図５に示すように、本実施形態の制御盤１Ｂは、背板４に形成された開口部２３に長尺のホース材１０Ｂを介してフィルタ１１を装着した点で、第１の実施形態の制御盤１Ａと相違している。ホース材１０Ｂは、一端にハイブリッドフィルタ１１を備え、他端が背板４の板面に接続されている。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は省略することとする。
【００３７】
この実施形態によれば、ホース材１０Ｂを所定の方向に延ばすことで、汚れた空気が存在する場所、例えば切削液タンクのある場所や切り屑が回収される場所を避けることができ、できるだけきれいな空気を取り込むことが可能となる。
【００３８】
次に、本発明に係る制御盤の第３の実施形態について説明する。図６に示すように、本実施形態の制御盤１Ｃは、筐体２内が仕切板１６Ｃにより２室に分離され、仕切板１６Ｃにフィルタ８が設けられている点と、筐体２の背板４に開口部２４が設けられている点で第１の実施形態の制御盤１Ａと相違している。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は省略することとする。
【００３９】
筐体２内を２室に仕切ることで、制御機器９のヒートシンク９ｂ側が露出する一方の空間２０と、本体９ａ側の他方の空間２１とを分離することができ、一方の空間２０の熱が他方の空間２１に伝わらないようにすることで、熱影響により制御機器９の誤作動や故障などを防止することができる効果がある。ヒートシンク９ｂは、開口部２４を通って強制的に導入された冷たい空気によって熱交換され、空気は図示しない導出孔から排出される。開口部２３から強制的に導入される空気は、フィルタ８により清浄化されるから、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
図７は、本実施形態の制御盤の変形例を示したものである。この変形例では、空気導入手段が仕切板１６Ｃに貫通形成された係合孔６と、この係合孔６に係合するフィルタ付きパイプ材１０Ｃとから構成されている。この変形例の構成は、第１の実施形態の変形例と同様に、フィルタ１１とパイプ材１０Ｃとが一体になっているから、係合孔６にパイプ材１０Ｃを押し込むだけでよく、容易に取り付け／取り外しを行うことができるという効果がある。
【００４１】
制御盤１Ｃ，１Ｃ′の第３の実施形態は、筐体２内が２室に分離されている現実的な具体例を示したものであり、制御機器９のヒートシンク９ｂの放熱と共に、制御機器９の本体９ａ側の空間２１に清浄な空気を取り込むことを可能とする。
【００４２】
次に、本発明に係る制御盤の第４の実施形態について説明する。図８に示すように、本実施形態の制御盤１Ｄは、筐体２内が仕切板１６Ｄにより２室に分離され、仕切板１６Ｄに開口部２３が設けられ、背板４の開口部２４にフィルタ８が設けられている点で第１の実施形態の制御盤１Ａと相違している。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は省略することとする。
【００４３】
図９は、本実施形態の制御盤の変形例を示したものである。この変形例では、空気導入手段が背板４に貫通形成された係合孔６と、この係合孔６に係合するフィルタ付きパイプ材１０Ｄとから構成されている。この変形例の構成は、第１の実施形態の変形例と同様に、フィルタ１１とパイプ材１０Ｄとが一体になっているから、係合孔６にパイプ材１０Ｄを押し込むだけでよく、容易に取り付け／取り外しを行うことができるという効果がある。
【００４４】
このように本実施形態の制御盤１Ｄ，１Ｄ′によれば、制御機器９のヒートシンク９ｂを浄化された空気によって筐体２内で熱交換することができるから、ヒートシンク９ｂに塵埃や油分が付着して熱交換効率が低下することを防止できる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、図１０は、本発明に係る空気導入手段を図１１に示す従来の制御盤に適用した例を示したものである。適用例の空気導入手段は、開口部２３とフィルタ８とから構成されている。空気導入手段は、既存の制御盤５０にも簡単に設けることができ、これによって、制御盤５０の筐体５６内に導入される清浄な空気によって制御機器５８の制御の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る制御盤の第１の実施形態を示し、（ａ）は扉を開けた状態、（ｂ）は扉を閉じた状態の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【図３】第１の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図４】フィルタ付き空気導入手段のバリエーションを示し、（ａ）はハイブリッドフィルタを示し、（ｂ）はエアフィルタを示し、（ｃ）は除湿フィルタを示す断面図である。
【図５】本発明に係る制御盤の第２の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る制御盤の第３の実施形態を示す断面図である。
【図７】第３の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る制御盤の第４の実施形態を示す断面図である。
【図９】第４の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の空気導入手段を既存の制御盤に適用した一例を示す断面図である。
【図１１】従来の制御盤の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ    制御盤
２    筐体
４    背板
６    係合孔
９    制御機器
９ａ    本体
９ｂ    ヒートシンク
１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｄ    フィルタ付きパイプ材
１０Ｂ    フィルタ付きホース材
８，１１，１２，１３    フィルタ
１６Ｃ，１６Ｄ    仕切板
２０，２１    開口部
【図１】
2007165793.tif 000003
【図２】
2007165793.tif 000004
【図３】
2007165793.tif 000005
【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】
2007165793.tif 000010
【図９】
2007165793.tif 000011
【図１０】
2007165793.tif 000012
【図１１】
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