JP2001245408A - 制御盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 盤外への放熱量を確保しながら筐体の小型化
を可能にできる制御盤を提供する。 【解決手段】 略密閉状態の筐体２内にアンプ１５，電
源等の発熱要素を収納してなる制御盤１において、上記
筐体２内を発熱の大きいアンプ収納部（第１発熱要素収
納部）６とこれより発熱量の小さい電源収納部（第２発
熱要素収納部）５とに上下に区分けし、該筐体２に上記
アンプ，電源収納部６，５の間に位置する下側ダクト部
２１と、該下側ダクト部２１に続いてアンプ収納部６の
後側に位置する後側ダクト部２２と、該後側ダクト部２
２に続いてアンプ収納部６の上側に位置する上側ダクト
部２３とを連通接続してなるエアダクト部２０を形成
し、上記下側ダクト部２１の前面に空気吸込口２１ａを
形成するとともに、上側ダクト部２３の前面に空気吐出
口２３ａを形成し、上記エアダクト部２０内に放熱フィ
ン１７，２５，２６を配置するとともに、上記空気吸込
口２１ａから吸い込んだ空気をエアダクト部２０内を流
通させて上記空気吐出口２３ａから排出する冷却ファン
３０を配置する。

Description

【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
熱するようにした盤外放熱構造に関する。

【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
線の関係から筐体側に取付けることは困難であり、この
ため筐体のドアに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】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来装
置のように熱交換器をドアに取付ける構造とした場合、
熱交換器の分だけ筐体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。

【０００５】ここで、制御盤の小型化を図る観点から、
例えば各機器，部品同士を近接させて配置することによ
り筐体を小型化することが考えられる。しかしながら、
筐体を単に小型化すると、筐体の表面積が小さくなるこ
とから、結果的に筐体表面からの放熱量も小さくなると
いう問題が生じる。

【０００６】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の小型化
を可能にできる制御盤を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、略密閉状態の
筐体内にアンプ，電源等の発熱要素を収納してなる制御
盤において、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、上記下側ダクト部の前面に空
気吸込口を形成するとともに、上側ダクト部の前面に空
気吐出口を形成し、上記下側，上側ダクト部内に放熱フ
ィンを配置し、さらに上記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空気吐出口から排
出する冷却ファンを配置したことを特徴としている。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、上
記下側，上側ダクト部に配置された放熱フィンが、仕切
り板に上記第１発熱要素の内側に位置する盤内フィンと
第１発熱要素の外側に位置する盤外フィンとを形成して
なるものであり、該盤内フィンと第１発熱要素との間に
盤内ファンが配設されている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るとともに、第２発
熱要素からの発熱を下側ダクト部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
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
設けたので、筺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用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】請求項２の発明では、放熱フィンを仕切り
板に第１発熱要素の内側に位置する盤内フィンと外側に
位置する盤外フィンとを形成してなるものとし、該盤内
フィンと第１発熱要素との間に盤内ファンを配置したの
で、第１発熱要素の発熱をさらに集中的にかつ強制的に
放熱することができ、熱交換効率をさらに高めることが
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７は、本発明の一実施形態に
よる制御盤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は制御盤の筐体の斜視図、図３は筐体
のエアダクト部の断面側面図、図４はエアダクト部の空
気吐出口の断面正面図、図５，図６はアンプの側面図，
平面図、図７は制御機器の取付け状態を示す概略側面図
である。

【００１４】図において、１は不図示のＮＣ工作機械に
配設された制御盤であり、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を有する略直方
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により上記開口２ａは気密に閉塞されている。なお、
３ａはブレーカハンドルであり、前面ドア３が閉じられ
たとき、盤内のメインブレーカの軸と係合するようにな
っている。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
下に区分けされており、また上記筐体２の右側部には隔
壁２ｄにより区分けれた制御部品収納部７が形成されて
いる。この制御部品収納部７の側面開口７ａには側面ド
ア８が開閉可能に配設されており、該制御部品収納部７
内には不図示のスイッチ，リレー，タイマ等の制御部品
が収納配置されている。

【００１６】上記制御機器収納部４内には制御機器９が
収納配置されている。この制御機器９は、図７に示すよ
うに、側面視でＨ字形状をなす端子台１０の前壁１０ａ
に取付け固定されている。この端子台１０の後壁１０ｂ
は上記機器収納部４の内壁４ａに固定されており、該端
子台１０の前壁１０ａと後壁１０ｂとの間の横壁１０ｃ
の上側空間と下側空間に制御機器９に接続された各ケー
ブル９ａが収納配置されている。これにより制御機器９
の背面の端子台１０をケーブル配索スペースとして利用
することにより、制御機器回りをコンパクトにすること
ができ、また従来別途配置していた配線ダクトを不要に
できる。

【００１７】上記電源収納部５には不図示のメインブレ
ーカ，トランス，リアクトル，コンタクタ等が収納配置
されている。上記メインブレーカは電源収納部５の最前
部に配置され、これにより生じたメインブレーカの背面
のデッドスペースに上記トランス，リアクトル，コンタ
クタが配置されている。また電源収納部５の保守点検性
を考慮してメンテナス頻度の低いリアクトルは電源収納
部５の側面に配置され、正面からではメインブレーカに
よって見えない位置に配置されている。

【００１８】また上記アンプ収納部６内にはアンプ１５
が収納配置されている。このアンプはメインアンプ，プ
リアンプからなり幅方向に並列配置されている。上記ア
ンプ１５は、図５，図６に示すように、直方体縦長状の
アンプケース１６の後壁に放熱フィン１７を接続固定し
たものである。

【００１９】上記放熱フィン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を前後方向に所定
間隔をあけて一体形成した構造のものである。

【００２０】そして上記筐体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。

【００２１】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。

【００２２】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を閉じたときに吸込口３ｅ
と下側ダクト部２１とが気密に連通するようになってい
る。上記前面ドア３内の吸込口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を閉じたままフィルタ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。

【００２３】上記後側ダクト部２２は、筐体２の背板２
ｆ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１
５の放熱フィン１７が上記後壁６ａに形成された開口６
ｂを挿通して収納配置されている。

【００２４】また上側ダクト部２３は、筐体２の天板２
ｇとアンプ収納部６の上壁６ｄとで形成された空気通路
を有しており、該上側ダクト部２３の前端に空気吐出口
２３ａが形成されている。この天板２ｇのダクト部分は
前面ドア３の上端から上方に突出しており、これにより
空気吐出口２３ａは前方に指向するよう露出している。

【００２５】上記下側ダクト部２１内，及び上側ダクト
部２３内には放熱フィン２５，２６が挿入配置されてい
る。この放熱フィン２５，２６は仕切り板２７ａの一主
面側に多数の盤内フィン２７ｂを幅方向に所定間隔をあ
けて形成するとともに、他主面に該盤内フィン２７ｂよ
り長さが少し長い多数の盤外フィン２７ｃを幅方向に所
定間隔をあけて形成して構成されている。上記各放熱フ
ィン２５，２６は盤内フィン２７ｂがアンプ収納部６内
に位置し、盤外フィン２７ｃが下側，上側ダクト２１，
２３内に位置するように配設されている。上記仕切り板
２７ａにより上隔壁２ｃ，及び上壁６ｄに形成されたフ
ィン開口３５を閉塞している。

【００２６】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、盤外フィン２７ｃ間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。

【００２７】上記後側ダクト部２２と上側ダクト部２３
との連通部には冷却ファン３０が配設されている。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
２３ａから排出するように構成されている。

【００２８】また上記下側の盤内フィン２７ｂとアンプ
ケース１６の下面との間には盤内ファン３１が配設さ
れ、上記上側の盤内フィン２７ｂとアンプケース１６の
上面との間には盤内ファン３２が配設されている。この
各盤内ファン３１，３２はアンプ収納部６の盤内熱を盤
内フィン２７ｂに効率よく移動させるためのもので、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。

【００２９】次に本実施形態の作用効果について説明す
る。

【００３０】本実施形態の制御盤１は、冷却ファン３０
が前面ドア３のスリット３ｃを介して空気吸込口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２
２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２３ａから前方に排出される (図３の→印実線参
照）。

【００３１】また盤内ファン３１，３２がアンプ収納部
６の盤内熱を循環させ、放熱フィン２５，２６を介して
放熱する (図３の→印破線参照）。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。

【００３２】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
がら筐体の寸法を縮小でき、制御盤全体を小型化でき
る。

【００３３】またエアダクト部２０内に放熱フィン１
７，２５，２６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、熱交換効率を
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。

【００３４】本実施形態では、上記下側，上側ダクト部
２１，２３内の放熱フィン２５，２６を仕切り板２７ａ
にアンプ内側に位置する盤内フィン２７ｂとアンプ外側
に位置する盤外フィン２７ｃとを形成してなるものと
し、各盤内フィン２７ｂとアンプケース１６の下面，上
面との間に盤内ファン３１，３２を配置したので、熱交
換効率をさらに高めることができ、ひいては筐体２のさ
らなる小型化を図ることができる。ちなみに、本実施形
態では、従来の熱交換器をドアに取付けた場合に比べて
制御盤を総体積で３２％縮小することが可能である。

【００３５】なお、上記実施形態では、第１、第２発熱
要素がアンプ、電源である場合を例に説明したが、本発
明の発熱要素はこれらに限定されるものではなく、発熱
量が異なるものであれば良く、発熱量の多いものを優先
して第１発熱要素収納部へ収納することにより、効率的
な放熱が可能となる。

【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を説明するた
めの全体斜視図である。

【図２】上記制御盤の筐体の斜視図である。

【図３】上記筐体のエアダクト部の断面側面図である。

【図４】上記エアダクト部の空気吐出口の正面図であ
る。

【図５】上記筐体内に収納配置されたアンプの側面図で
ある。

【図６】上記アンプの平面図である。

【図７】上記筐体の制御機器の取付け状態を示す概略側
面図である。

【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） １７ 放熱フィン ２０ エアダクト部 ２１ 下側ダクト部 ２１ａ 前端開口（空気吸込口） ２２ 後側ダクト部 ２３ 上側ダクト部 ２３ａ 空気吐出口 ２５，２６ 放熱フィン ２７ａ 仕切り板 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略密閉状態の筐体内にアンプ，電源等の
   発熱要素を収納してなる制御盤において、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、上記下側ダクト部の前面に空気吸込口を形成すると
   ともに、上側ダクト部の前面に空気吐出口を形成し、上
   記下側，上側ダクト部内に放熱フィンを配置し、さらに
   上記空気吸込口から吸い込んだ空気をエアダクト部内を
   流通させて上記空気吐出口から排出する冷却ファンを配
   置したことを特徴とする制御盤。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記下側，上側ダク
   ト部に配置された放熱フィンが、仕切り板に上記第１発
   熱要素の内側に位置する盤内フィンと第１発熱要素の外
   側に位置する盤外フィンとを形成してなるものであり、
   該盤内フィンと第１発熱要素との間に盤内ファンが配設
   されていることを特徴とする制御盤。