(57)【要約】【課題】工作機械に付設した際に、変圧器を十分に冷却することが可能な変圧装置、及びこれを備えた工作機械を提供する。【解決手段】熱源冷却用の空気流を生じさせる送風機構を備えた工作機械に付設される変圧装置２０であって、変圧器３０と、この変圧器３０が収納される筐体２１とを備える。筐体２１は、送風機構によって生じた冷却作用後の空気流の流路に接続するための接続部２９を備えるとともに、この接続部２９が設けられる側板２６に、冷却作用後の空気流を内部に取り入れるために形成された取入れ口２６ａを備え、取入れ口２６ａから取り入れられた空気流が変圧器３０と接触する流路を通って排気されるように形成された排気口２３ａを底板２３に備える。【選択図】図４
2016047579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源冷却用の空気流を生じさせる送風機構を備えた工作機械に付設される変圧装置であって、
変圧器と、該変圧器が収納される筐体とを備え、
前記筐体は、前記送風機構によって生じた冷却作用後の空気流の流路に接続するための接続部を備えるとともに、該接続部が設けられる該筐体の構成部材に、前記冷却作用後の空気流を内部に取り入れるために形成された取入れ口を備え、更に、前記取入れ口から取り入れられた空気流が前記変圧器と接触する流路を通って排気されるように形成された排気口をいずれかの前記構成部材に備えることを特徴とする工作機械用変圧装置。
【請求項２】
前記筐体は、その前記接続部が設けられる構成部材の内側に、該構成部材と間隔を隔てて並設され、前記取入れ口から取り入れられた空気流が、該構成部材との間の空間を流通して、内部空間内に流れ込むように配設された内壁を備えていることを特徴とする請求項１記載の工作機械用変圧装置。
【請求項３】
前記接続部は、前記送風機構によって生じた冷却作用後の空気流を排気するために、前記工作機械に形成された開口部に接続可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械用変圧装置。
【請求項４】
熱源冷却用の空気流を生じさせる送風機構を備えた工作機械であって、
前記請求項１又は２に記載した変圧装置を備えるとともに、
前記変圧装置の接続部が、前記送風機構によって生じた冷却作用後の空気流の流路に接続されていることを特徴とする工作機械。
【請求項５】
熱源冷却用の空気流を生じさせる送風機構を備え、且つ該送風機構によって生じた冷却作用後の空気流を排気するための開口部を備えた工作機械であって、
前記請求項３に記載した変圧装置を備えるとともに、
前記変圧装置の接続部が前記開口部に接続されていることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器を備えた変圧装置であって、工作機械に付設されて使用される変圧装置、及びこれを備えた工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、工作機械は世界各国で使用され、各使用国では、それぞれの事情に応じて、供給される商用電力の電圧が異なっている。このため、従来、異なる商用電力に対応すべく、工作機械に変圧装置を付設し、供給される商用電力を、この変圧装置によって、工作機械メーカが設定する標準の電圧に変圧した後、主軸モータなどの電気製品や、電気回路に供給するようにしている。
【０００３】
ところが、この変圧装置は、これを作動させた際の発熱が大きく、変圧装置で生じた熱が工作機械に伝わると、工作機械の各部に熱変位を来たし、加工精度が悪化するという問題を生じる。
【０００４】
そこで、従来、前記変圧装置を、断熱材を介して付設するようにした工作機械が提案されている（特許文献１参照）。この工作機械によれば、変圧装置で生じた熱の工作機械への伝播が断熱材によって遮断されるため、変圧装置の発熱に起因した工作機械の熱変位が生じ難くなるものと思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１７７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来一般的に、前記変圧装置は、その作動中の温度が高いほど寿命が短くなり、一方、作動中の温度が低いほど、限界値に対する余裕度と耐久性が飛躍的に向上することが知られている。したがって、前記変圧装置の寿命を長くし、限界値に対する余裕度を高めるためには、その作動時に、これを冷却して、その温度を低く維持する必要がある。
【０００７】
ところが、上述した従来の工作機械では、前記変圧装置を十分に冷却することができないという問題があった。尚、この工作機械では、断熱材にフィンを形成し、このフィンによって断熱材からの放熱性を高める工夫がなされているが、自然放熱だけでは、十分に変圧装置を冷却することはできない。
【０００８】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、工作機械に付設した際に、変圧器を十分に冷却することが可能な変圧装置、及びこれを備えた工作機械の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明は、熱源冷却用の空気流を生じさせる送風機構を備えた工作機械に付設される変圧装置であって、
変圧器と、該変圧器が収納される筐体とを備え、
前記筐体は、前記送風機構によって生じた冷却作用後の空気流の流路に接続するための接続部を備えるとともに、該接続部が設けられる該筐体の構成部材に、前記冷却作用後の空気流を内部に取り入れるために形成された取入れ口を備え、更に、前記取入れ口から取り入れられた空気流が前記変圧器と接触する流路を通って排気されるように形成された排気口をいずれかの前記構成部材に備えた工作機械用変圧装置、及びこれを備えた工作機械に係る。
【００１０】
この工作機械用変圧装置は、その筐体の接続部が、前記送風機構によって生じた冷却作用後の空気流の流路に接続するように前記工作機械に付設されて使用される。そして、工作機械用変圧装置がこのように付設されると、その取入れ口から前記冷却作用後の空気流が取り入れられ、前記変圧器と接触する流路を通って、排気口から排出される。斯くして、冷却作用後の空気流が変圧器と接触する、即ち、変圧器が冷却作用後の空気流に晒されることによって、両者間で熱交換が行われ、これにより、変圧器が冷却される。尚、工作機械が有する一般的な熱源を冷却した後の前記空気流、即ち、前記送風機構により生成された空気流であって、前記熱源と熱交換をした後の空気流の温度は、変圧器の温度に比べて十分に低く、この冷却作用後の空気流によって変圧器を十分に冷却することが可能である。
【００１１】
このように、本発明に係る工作機械用変圧装置では、その使用時に、変圧器が十分に冷却され、これにより、その長寿命化、及び限界値に対する余裕度の向上が図られる。また、工作機械に備えられる送風機構の冷却作用後の空気流、即ち排気を利用して変圧器を冷却することができるので、当該変圧器を冷却するための特別な装置や機構が不要であり、変圧器を、何らのエネルギコストをかけることなく、冷却することができる。
【００１２】
本発明において、前記筐体は、その前記接続部が設けられる構成部材の内側に、該構成部材と間隔を隔てて並設され、前記取入れ口から取り入れられた空気流が、該構成部材との間の空間を流通して、内部空間内に流れ込むように配設された内壁を備えていても良い。
【００１３】
このようにすれば、変圧器が配置される内部空間と、工作機械とが、接続部が設けられる構成部材と前記内壁との間に形成される空間（隔離空間）によって隔てられ、この隔離空間が断熱作用を奏するので、変圧器の熱が工作機械に伝播されるのが、この隔離空間によって遮断され、これにより、工作機械が変圧器から熱影響を受けるのを防止することができる。
【００１４】
また、本発明において、前記接続部は、前記送風機構によって生じた冷却作用後の空気流を排気するために、前記工作機械に形成された開口部に接続可能に構成されているのが好ましい。このようにすれば、前記開口部から排気される空気流を、効率よく、筐体内部に取り込むことができ、より効果的に変圧器を冷却することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明に係る工作機械用変圧装置及びこれを備えた工作機械によれば、変圧器を、何らのエネルギコストをかけることなく、十分に冷却することができ、その長寿命化、及び限界値に対する余裕度の向上を図ることができる。
【００１６】
また、筐体の接続部が設けられる構成部材の内側に、この構成部材と間隔を隔てて内壁を並設すれば、構成部材と内壁との間に形成される隔離空間の断熱作用により、工作機械が変圧器から熱影響を受けるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械を後方向から視た断面図であり、図２及び図３における矢視Ｃ−Ｃ方向の断面図である。
【図２】図１における矢視Ａ−Ａ方向の断面図である。
【図３】図１における矢視Ｂ−Ｂ方向の断面図である。
【図４】本実施形態に係る変圧装置を示した断面図であり、図３における変圧装置を拡大して示した断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る変圧装置を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１９】
図１〜図３に示すように、本例の工作機械１は、ベッド２と、このベッド２及び当該ベッド２上に形成される加工領域７を被うカバー体８と、このカバー体８のさらに外側の領域を被うカバー体９と、カバー体９とカバー体８との間の空間内に配設される変圧装置２０及び送風機１０とを備えている。
【００２０】
前記ベッド２は、その内部に空間３が形成されており、この空間３に連通し、ベッド２の後方の側面に開口する給気孔４及び排気孔６を備えている。この給気孔４及び排気孔６は、ベッド２の長手方向に適宜間隔をあけて設けられており、前記カバー体８には、給気孔４に対応する位置に貫通孔８ａが形成され、排気孔６に対応する位置に貫通孔８ｂが形成されている。尚、工作機械１の前後は、図２及び図３における右側が前、左側が後である。
【００２１】
前記送風機１０は、前記貫通孔８ａに接続され、この貫通孔８ａ及び給気孔４を通して、前記ベッド２の空間３内に外気を送り込み、送り込まれた空気は、前記空間３内を流通して、前記排気孔６及び貫通孔８ｂから外部に排気される。斯くして、この送風機１０によって、前記ベッド２の空間３内を流れる空気流が生成され、この空気流との熱交換によってベッド２が冷却される。
【００２２】
前記ベッド２上には、主軸モータや送りモータなどの熱源が配設され、また、加工領域７内では、実行される加工によって熱が生じるため、これら熱源や加工熱により、ベッド２が熱変位する環境となっているが、前記送風機１０からの空気流によって、ベッド２を冷却することで、当該ベッド２の熱変位を抑制することができ、当該ベッド２が熱変位することによって加工精度が悪化するのを抑制することができる。
【００２３】
尚、図１〜図３において、特に図示はしていないが、前記加工領域７内には、主軸や送り装置といった適宜運動機構が配設され、これらの運動機構の作動によってワークが加工される。
【００２４】
前記変圧装置２０は、複数（本例では３個）の変圧器３０と、この変圧器３０が収納される筐体２１とを備える。筐体２１は、図４に示すように、その構成部材としての前側の側板２６、後側の側板２７、上板２２、底板２３、及び後方から視た左右の両側板２４，２５からなる略直方体形状を有し、前記上板２２、底板２３及び側板２４，２５，２６，２７によって囲繞される内部空間２８内に、前記変圧器３０が配設されている。尚、図４において、符号３０ａは、変圧器３０のコイルである。
【００２５】
また、前記上板２２、底板２３、及び左右の側板２４，２５は、それぞれ前側の側板２６よりもカバー体８側に延出しており、筐体２１は、その前記延出部の端部が前記貫通孔８ｂを囲むように当該カバー体８に当接した状態で、適宜固定具により、カバー体９及び／又はカバー体８に着脱自在に固定されている。斯くして、これら上板２２、底板２３、及び左右の側板２４，２５の延出部が、前記排気孔６及び貫通孔８ｂを通って排気される空気流に接続する接続部２９を構成し、前記排気孔６及び貫通孔８ｂを通って排気された空気流が、前記延出部によって形成された接続部２９の空間２９ａ内に流入する。
【００２６】
また、前記前側の側板２６には、貫通孔２６ａが形成されており、この貫通孔２６ａは、接続部２９の空間２９ａ内に流入した空気流を、前記内部空間２８内に導入する取入れ口として機能する。一方、前記変圧器３０のコイル３０ａの下方に当たる前記底板２３及びカバー体９には、それぞれ貫通孔２３ａ及び９ａが形成されており、これら貫通孔２３ａ及び９ａは、前記貫通孔２６ａから前記内部空間２８内に流入した空気流が排気される排気口として機能し、前記貫通孔２６ａと、貫通孔２３ａ及び９ａとの位置関係は、前記貫通孔２６ａから流入した空気流が前記変圧器３０（特にコイル３０ａ）と接触する流路を通って前記貫通孔２３ａ及び９ａから排気されるような位置関係となっている。尚、前記貫通孔２３ａ及び９ａは、３つの変圧器３０のコイル３０ａにそれぞれ個別に対応するように、前後に３つずつ２列に設けられたものでも、或いは、３つのコイル３０ａに対応するように前後に形成されたスリット状の２つの孔であっても良い。
【００２７】
以上の構成を備えた本例の工作機械１によれば、前記送風機１０から、前記貫通孔８ａ及び給気孔４を通して、前記ベッド２の空間３内に外気が送り込まれ、送り込まれた空気は、前記空間３内を流通して、前記排気孔６及び貫通孔８ｂから変圧装置２０の接続部２９内に流入する。
【００２８】
斯くして、前記ベッド２の空間３内を流通する空気流によってベッド２が冷却され、これにより、当該ベッド２の熱変位が抑制され、当該ベッド２の熱変位によって加工精度が悪化するのが抑制される。
【００２９】
そして、変圧装置２０の接続部２９内に流入した空気流（冷却作用後の空気流）は、更に、前記貫通孔２６ａを介して前記内部空間２８内に流入した後、前記変圧器３０と接触する流路を経て、前記貫通孔２３ａ及び９ａから排出される。斯くして、冷却作用後の空気流が変圧器３０と接触する、即ち、変圧器３０が冷却作用後の空気流に晒されることによって、両者間で熱交換が行われ、これにより、変圧器３０が冷却される。尚、ベッド２を冷却した後の空気流の温度は、変圧器３０の温度に比べて十分に低く、この空気流によって変圧器３０を十分に冷却することが可能である。
【００３０】
また、前記接続部２９を、冷却作用後の空気が排気される貫通孔８ｂに接続させているので、この貫通孔８ｂから排気される空気流を、前記接続部２９を通して、全て前記内部空間２８内に取り込むことができ、効果的に変圧器３０を冷却することができる。
【００３１】
また、変圧器３０が配置される内部空間２８と、工作機械１のベッド２とは、カバー体８と側板２６との間の空間２９ａによって隔てられ、この空間２９ａが断熱作用を奏するので、変圧器３０の熱がベッド２に伝播されるのが、この空間２９ａによって遮断され、これにより、ベッド２が変圧器３０から熱影響を受けるのが防止される。
【００３２】
このように、本例の工作機械１では、変圧器３０を十分に冷却することができ、その長寿命化、及び限界値に対する余裕度の向上を図ることができる。また、工作機械１に備えられる送風機１０の冷却作用後の空気流、即ち排気を利用して変圧器３０を冷却することができるので、当該変圧器３０を冷却するための特別な装置や機構が不要であり、変圧器３０を、何らのエネルギコストをかけることなく、冷却することができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る態様は何らこれに限定されるものではない。
【００３４】
例えば、上例の変圧装置２０に代えて、図５に示した変圧装置４０を設けた構成としても良い。この変圧装置４０は、筐体４１の前側の側板４２の内側に、この側板４２と間隔を隔てて内壁４３を並設するとともに、内壁４３に貫通孔４３ａを形成したものであり、他の構成については、上例の変圧装置２０と同じである。したがって、図５においては、上例の変圧装置２０と同じ構成要素については、同じ符号を付している。尚、側板４２には、貫通孔４２ａが形成されている。
【００３５】
この変圧装置４０によれば、前記排気孔６及び貫通孔８ｂから排気され、接続部２９内に流入した空気流は、側板４２に形成された貫通孔４２ａから、当該側板４２と内壁４３との間の空間４４に流入して同空間４４内を流通し、ついで、内壁４３に形成された貫通孔４３ａから前記内部空間２８内に流入した後、前記変圧器３０と接触する流路を経て、前記貫通孔２３ａ及び９ａから排出される。斯くして、この変圧装置４０によっても、前記冷却作用後の空気流が変圧器３０と接触することによって、前記変圧器３０が冷却される。
【００３６】
また、この変圧装置４０では、変圧器３０が配置される内部空間２８と、工作機械１のベッド２とが、カバー体８と側板４２との間の空間２９ａに加えて、側板４２と内壁４３との間の空間４４によっても隔てられ、これらの空間２９ａ，４４が断熱作用を奏するので、変圧器３０の熱がベッド２に伝播されるのが、これらの空間２９ａ，４４によって遮断され、ベッド２が変圧器３０から熱影響を受けるのがより効果的に防止される。
【００３７】
また、上例では、送風機１０から送気され、ベッド２を冷却した後の空気流に、前記変圧装置２０，４０を接続させるように構成したが、このような構成に限られるものではない。一般的に、工作機械１における冷却対象物（熱源）は、上例のベッド２に限られず、制御装置や作動油なども冷却対象となっており、これらも適宜送風機によって冷却されている。本発明に係る変圧装置２０，４０は、その接続部２９を、工作機械１に付設された送風機によって生じる冷却後の空気流に、可能な限りにおいて、接続させることができる。工作機械１の熱源と熱交換をした後の空気流（冷却作用後の空気流）の温度は、変圧器３０の温度に比べて十分に低く、この冷却作用後の空気流によって変圧器３０を十分に冷却することが可能である。
【００３８】
また、上例では、接続部２９を、ベッド２を冷却した後の空気が排気される貫通孔８ｂを囲むようにこれに接続させたが、これに限るものではなく、接続部２９は、これが排気空気流に臨むように配設されて、当該排気空気流が接続部２９に流入するように配設されていれば良く、その形状も、排気空気流が流入するような形状であれば、上例のものには限られない。
【００３９】
また、上例の変圧装置２０，４０において、変圧器３０を適宜断熱材を介して、筐体２１，４１内に設置しても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１    工作機械
２    ベッド
３    空間
４    給気孔
６    排気孔
８，９  カバー体
８ａ，９ａ  貫通孔
１０  送風機
２０  変圧装置
２１  筐体
２２  上板
２３  底板
２３ａ  貫通孔
２４，２５，２６，２７  側板
２６ａ  貫通孔
２８  内部空間
２９  接続部
【図１】
2016047579.tif 000003
【図２】
2016047579.tif 000004
【図３】
2016047579.tif 000005
【図４】
2016047579.tif 000006
【図５】
2016047579.tif 000007