(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内にアンプ，電源等の発熱要素を収納配置してなる略密閉状の制御盤の上記発熱要素からの熱を外部に排出する冷却構造において、上記筐体内を発熱量の大きい第１発熱要素が収納される第１発熱要素収納部と、該第１発熱要素より発熱量の小さい第２発熱要素が収納される第２発熱要素収納部とに上下に区分けし、該筐体に上記第１，第２発熱要素収納部の間に位置する下側ダクト部と、該下側ダクト部に続いて第１発熱要素収納部の後側に位置する後側ダクト部と、該後側ダクト部に続いて第１発熱要素収納部の上側に位置する上側ダクト部とを連通接続してなるエアダクト部を形成し、該エアダクト部内に上記下側ダクト部の空気吸込口から吸い込んだ空気をエアダクト部内を流通させて上記上側ダクト部の空気吐出口から排出する冷却ファンを配設し、少なくとも上記上側ダクト部に放熱フィンを配設し、該放熱フィンを上記上側ダクト部内に位置する盤外フィンと上記第１発熱要素収納部内に位置する盤内フィンとを備えたものとし、さらに該盤内フィンを中心部から外方に放射状に延びるよう配置するとともに、該盤内フィンの中心部に循環ファンを配設したことを特徴とする制御盤の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筐体内に発熱要素としてのアンプ，電源等を収納配置してなる制御盤に関し、詳細には上記アンプ，電源等から発生する熱を盤外に放熱するとともに、盤内全体に万遍なく分散させるようにした冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＮＣ工作機械では、各種の駆動モータ，油圧ポンプ等を駆動制御する制御盤を備えている。この種の制御盤には、スピンドルアンプ，パワーサプライモジュール，トランス，リアクトル等の発熱機器，発熱部品が収納されることから、これらから発生する熱を盤外に放熱して盤内での異常温度上昇を抑制する熱交換器が配設される場合がある。
【０００３】
このような熱交換器を盤内に配設するにあたっては、発熱機器，発熱部品の配置位置，あるいは配線の関係から筐体の内側に取付けることが困難であり、このため、従来、図５に示すように、筐体５０のドア５１に熱交換器５２を取付けるのが一般的となっている（例えば、特許公報第２８７６５８３号参照）。
【０００４】
上記熱交換器５２は、盤外ファン５３により盤外の冷却空気を吸い込んで下端口５４から盤外に吐き出し、盤内ファン５５により吸い込んだ盤内空気を上端口５６から吐き出す際に放熱板５７を介して冷却するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のように熱交換器をドアに取付ける構造とした場合、熱交換器の分だけドアの奥行き寸法が大きくなり、制御盤が大型化するという問題がある。
【０００６】
また上記従来のように盤内空気を下端部から吸い込んで放熱させた後上端部から吐き出す構造とした場合には、吐き出し口付近しか空気の流れがなく、盤内の全域が撹拌されることはなく、その結果、盤内での温度の高い部分と低い部分との温度差が大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、盤外への放熱量を確保しながら筐体を小型化できるとともに、盤内での温度差を解消できる制御盤の冷却構造を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筐体内にアンプ，電源等の発熱要素を収納配置してなる略密閉状の制御盤の上記発熱要素からの熱を外部に排出する冷却構造において、上記筐体内を発熱量の大きい第１発熱要素が収納される第１発熱要素収納部と、該第１発熱要素より発熱量の小さい第２発熱要素が収納される第２発熱要素収納部とに上下に区分けし、該筐体に上記第１，第２発熱要素収納部の間に位置する下側ダクト部と、該下側ダクト部に続いて第１発熱要素収納部の後側に位置する後側ダクト部と、該後側ダクト部に続いて第１発熱要素収納部の上側に位置する上側ダクト部とを連通接続してなるエアダクト部を形成し、該エアダクト部内に上記下側ダクト部の空気吸込口から吸い込んだ空気をエアダクト部内を流通させて上記上側ダクト部の空気吐出口から排出する冷却ファンを配設し、少なくとも上記上側ダクト部に放熱フィンを配設し、該放熱フィンを上記上側ダクト部内に位置する盤外フィンと上記第１発熱要素収納部内に位置する盤内フィンとを備えたものとし、さらに該盤内フィンを中心部から外方に放射状に延びるよう配置するとともに、該盤内フィンの中心部に循環ファンを配設したことを特徴としている。
【０００９】
【発明の作用効果】
本発明にかかる制御盤の冷却構造によれば、筐体内を発熱量の大きい第１発熱要素収納部とこれより発熱量の小さい第２発熱要素収納部とに上下に区分けし、該第１発熱要素収納部の下部，後部及び上部をエアダクト部で囲んだので、発熱量の大きい第１発熱要素からの発熱を集中的に放熱することができ、盤外への放熱効率を高めることにより盤内の温度上昇を抑制でき、従来の熱交換器を不要にできる。その結果、盤外への放熱量を確保しながら筐体の寸法を縮小でき、制御盤全体を小型化できる。
【００１０】
また下側，上側ダクト部内に放熱フィンを配設したので、筐体の放熱面積を増加させることができ、しかもエアダクト部内に冷却空気を強制的に流通させる冷却ファンを配置したので、熱交換効率をさらに高めることができ、盤内温度の異常上昇を抑制することができる。もって筐体の表面積を縮小した場合の放熱量の低下を回避でき、さらなる小型化を可能にできる。
【００１１】
本発明では、上記放熱フィンを下側，上側ダクト部内に位置する盤外フィンと第１，第２発熱要素収納部内に位置する盤内フィンとから構成し、各盤内フィンを中心部から外方に放射状に延びるよう配置するとともに、該盤内フィンの中心部に循環ファンを配設したので、発熱要素からの熱を吸引して昇温した空気は循環ファンにより盤内フィンの中心部に吸い込まれて攪拌され、外端部から吐き出される。このように空気が筐体の内周面に沿うように下方に吐き出され、下方にて中心側に移動して上昇し、循環ファンで再び吐出される。このようにして発熱要素からの熱が外方に放射状に万遍なく分散されることとなり、盤内での温度分布の差を小さくすることができる。このように発熱要素の放熱効率を高めることができる。その結果、筐体の寸法を縮小でき、制御盤全体を小型化できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態による制御盤の冷却構造を説明するための図であり、図１は制御盤の全体斜視図、図２は制御盤の筐体の断面側面図、図３は筐体内下方から見た放熱フィンの盤内フィンの平面図、図４は放熱フィンの断面正面図である。
【００１４】
図において、１は不図示のＮＣ工作機械に配設される制御盤であり、これは機械本体に組み込まれた各駆動モータ，油圧ポンプ等を駆動制御するものである。この制御盤１は、前面にドア開口２ａを有する直方体状の筐体２と、該筐体２のドア開口２ａを開閉する前面ドア３とからなる概略構造のものであり、該前面ドア３によりドア開口２ａは気密に閉塞されている。なお、３ａはドア閉時に盤内のメインブレーカに係合するブレーカハンドルであり、３ｂはドアヒンジである。
【００１５】
上記筐体２内は隔壁２ｂ，２ｃにより下から順に制御機器収納部４，電源収納部（第２発熱要素収納部）５，アンプ収納部（第１発熱要素収納部）６に上下に区分けされている。この制御機器収納部６内には不図示の各種制御機器が収納配置されており、上記電源収納部５内には第２発熱要素としての不図示のトランス，リアクトル及びメインブレーカ，コンタクタ等が収納配置されている。
【００１６】
また上記アンプ収納部６内には第１発熱要素としてのアンプ１５が収納配置されている。このアンプ１５は、スピンドルアンプ，パワーサプライモジュール等からなり、アンプケース１６の後壁に放熱フィン１７を接続固定した構造となっている。この放熱フィン１７はアンプケース１６に固定された平面視Ｔ字形状のベース部１７ａの両面に上下方向に延びる多数のフィン板１７ｂを間隔をあけて一体形成した構造のものである。
【００１７】
上記筐体２にはエアダクト部２０が形成されている。このエアダクト部２０は上記電源収納部５とアンプ収納部６との間に位置するよう形成された下側ダクト部２１と、該下側ダクト部２１の後端に続いてアンプ収納部６の後側に位置するよう形成された後側ダクト部２２と、該後側ダクト部２２の上端に続いてアンプ収納部６の上側に位置するよう形成された上側ダクト部２３とを略気密に連通接続して構成されている。
【００１８】
上記エアダクト部２０は側面視でアンプ収納部６を囲むようにコ字状に形成されており、かつアンプ収納部６の全幅に渡って形成されている。
【００１９】
上記下側ダクト部２１は、上記隔壁２ｃを構成する上隔壁２ｃ′及び下隔壁２ｃ″とで形成された空気通路を有している。上記前面ドア３の下側ダクト部２１の前端開口２１ａに臨む部分には空気吸込口３ｅが形成されており、前面ドア３を閉じたときに空気吸込口３ｅと前端開口２１ａとが気密に連通するようになっている。
【００２０】
上記前面ドア３内の空気吸込口３ｅには吸い込み空気を濾過するフィルタ２４が配設されている。また上記空気吸込口３ｅは多数のスリット３ｃが設けられた蓋３ｄにより開閉可能となっており、この蓋３ｄをあけることにより、前面ドア３を閉じた状態でフィルタ２４の交換作業を行うことができ、メンテナンスを容易にできる。
【００２１】
上記後側ダクト部２２は、筐体２の背板２ｆとアンプ収納部６の後壁６ａとで形成された空気通路を有しており、この後側ダクト２２内には上記アンプ１５の放熱フィン１７が上記後壁６ａに形成された開口６ｂを挿通して収納配置されている。
【００２２】
上側ダクト部２３は、アンプ収納部６の上壁６ｄに筐体２の天井部を構成する箱状の天板部材２ｇを配置することにより形成された空気通路を有している。上記前面ドア３の上側ダクト部２３の前端開口２３ａに臨む部分には空気吐出口３ｇが形成されている。また下側，上側ダクト部２１，２３の断面積は後側ダクト部２２の断面積より小さく設定されており、これにより下側，上側ダクト部２１，２３を通る空気の流速を速めることにより冷却性を高めている。
【００２３】
上記後側ダクト部２２の下流側の放熱フィン１７の上側には冷却ファン３０が配置されている。この冷却ファン３０により上記空気吸込口３ｅから空気を吸い込みエアダクト部２０内を流通させて上記空気吐出口３ｇから排出するように構成されている。
【００２４】
上記下側ダクト部２１及び上側ダクト部２３には放熱フィン２５，２６が配設されている。この放熱フィン２５，２６は、仕切り板２７ａの下面に盤内フィン２７ｂを形成するとともに、上面に盤外フィン２７ｃを形成した構造のものである。
【００２５】
上側の放熱フィン２６は、盤内フィン２７ｂがアンプ収納部６内に位置し、かつ盤外フィン２７ｃが上側ダクト部２３内に位置するように配置されており、上壁６ｄに形成されたフィン開口３５の周縁に仕切り板２７ａを固定することにより支持されている。上記各盤外フィン２７ｃは空気の流通方向に延び、かつ幅方向に所定間隔をあけて配列されている。
【００２６】
また下側の放熱フィン２５は、盤内フィン２７ｂが電源収納部５内に位置し、かつ盤外フィン２７ｃが下側ダクト部２１内に位置するように配置されており、下隔壁２ｃ〃に形成されたフィン開口３５の周縁に仕切り板２７ａを固定することにより支持されている。
【００２７】
そして、上記各盤内フィン２７ｂは仕切り板２７ａの中心部から外方に放射状に延びるよう所定の角度間隔をあけて配置されており、各盤内フィン２７ｂの外端部２７ｂ´は筐体２の内壁に近接している。また上記仕切り板２７ａの中心部には循環ファン３１，３２が挿入配置されており、この各盤内ファン３１，３２は盤内フィン２７ｂを挟み込むように仕切り板２７ａに長いビスで直接固定されている。これにより循環ファン３１，３２により吸い込んだ空気を各盤内フィン２７ｂ間を通って外端部２７ｂ´に導き、ここから吐き出すようになっている。そして各盤内フィン２７ｂの外端部２７ｂ´が筐体２の全内周に渡って位置していることから，各外端部２７ｂ´から吐き出された空気は筐体２の全内周に沿うように均等に分散されつつ下方に流れ、ここから内方に流れた後上昇して上記循環ファン３１，３２に吸引される（図２の破線矢印参照）。
【００２８】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００２９】
本実施形態の制御盤１は、冷却ファン３０が前面ドア３の空気吸込口３ｅから下側ダクト部２１内に空気を吸い込む。この空気が下側ダクト部２１内にて盤外フィン２７ｃを介して電源部の熱を吸収しつつ後側ダクト部２２内に流入し、該後側ダクト部２２内にて放熱フィン１７を介してアンプ１５の熱を吸収する。冷却ファン３０により後側ダクト部２２内の空気を吸い込むとともに、上側ダクト部２３に吐き出し、吐き出された空気が上側ダクト部２３内にて盤外フィン２７ｃを介してアンプ部の熱を吸収しつつ空気吐出口３ｇから前方に排出される（図２の実線矢印参照）。
【００３０】
また、循環ファン３１，３２が電源収納部５，アンプ収納部６の盤内熱を吸い込み、該吸い込んだ空気を各盤内フィン２７ｂ間を通って外端部２７ｂ´から吐き出し、吐き出された空気が筐体２の全内周に沿うように均等に分散されつつ下方に流れ、ここから内方に流れた後上昇し、循環する。このようにして盤内温度を所定温度以下、例えば盤外温度のプラス１０度以下に保持する。
【００３１】
このように本実施形態によれば、筐体２内を下から順に制御機器収納部４，電源収納部５，アンプ収納部６に区分けし、該アンプ収納部６をエアダクト部２０により囲むとともに、該エアダクト部２０の下側ダクト部２１をアンプ収納部６と電源収納部５との間に配置したので、発熱量の大きいアンプ１５の熱を集中的に放熱することができるとともに、電源部の熱を下側ダクト部２１を介して放熱することができる。これにより、盤外への放熱効率を高めることができ、従来の熱交換器を不要にできる。その結果、盤外への放熱量を確保しながら筐体２の寸法を縮小でき、制御盤全体を小型化できる。
【００３２】
またエアダクト部２０内に放熱フィン１７，２５，２６を配置するとともに、空気を強制的に流通させる冷却ファン３０を配置したので、熱交換率を高めることができ、盤内温度の上昇を抑制することができる。もって筐体２の表面積を縮小した場合の放熱量の低下を回避でき、さらなる小型化を可能にできる。
【００３３】
本実施形態では、上記放熱フィン２５，２６を下側，上側ダクト部２１，２３内に位置する盤外フィン２７ｃと、電源収納部５，アンプ収納部６内に位置する盤内フィン２７ｂとから構成したので、熱交換効率をさらに高めることができる。
【００３４】
本実施形態では、上記各盤内フィン２７ｂを仕切り板２７ａの中心部から外方に放射状に延びるよう配置するとともに、各外端部２７ｂ´を筐体２の全内周面に位置させ、盤内フィン２７ｂの中心部に循環ファン３１，３２を配置したので、発熱量の大きい電源，アンプ１５等から発生した熱は循環ファン３１，３２により各盤内フィン２７ｂに沿って万遍なく分散して流れることとなり、盤内での温度差を小さくすることができる。このようにして電源，アンプ１５等の放熱効率を高めることができ、筐体の寸法を縮小でき、制御盤全体を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による制御盤の斜視図である。
【図２】上記制御盤の筐体の断面側面図である。
【図３】上記筐体内下方から見た放熱フィンの盤内フィンの平面図である。
【図４】上記放熱フィンの断面正面図である。
【図５】従来の熱交換器を備えた制御盤の概略図である。
【符号の説明】
１                        制御盤
２                        筐体
５                        電源収納部（第２発熱要素収納部）
６                        アンプ収納部（第１発熱要素収納部）
１５                      アンプ（第１発熱要素）
２０                      エアダクト部
２１                      下側ダクト部
２２                      後側ダクト部
２３                      上側ダクト部
２５，２６                放熱フィン
２７ｂ                    盤内フィン
２７ｃ                    盤外フィン
３０                      冷却ファン
３１，３２                盤内ファン
【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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