JP2002164683A - 熱交換装置及び工作機械の制御盤 - Google Patents

熱交換装置及び工作機械の制御盤

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JP2002164683A
JP2002164683A JP2000359494A JP2000359494A JP2002164683A JP 2002164683 A JP2002164683 A JP 2002164683A JP 2000359494 A JP2000359494 A JP 2000359494A JP 2000359494 A JP2000359494 A JP 2000359494A JP 2002164683 A JP2002164683 A JP 2002164683A
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heat
pipe
housing
outside
heat exchange
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JP2000359494A
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Nobuhiko Ieto
伸彦 家藤
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DMG Mori Co Ltd
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Mori Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数及び消費電力を削減できるととも
に、装置全体の大型化を防止できる熱交換装置を提供す
る。 【解決手段】 略密閉状の筐体2内に収納された発熱体
3からの熱を吸収して筐体2の外部に放熱するようにし
た熱交換装置5において、ヒートパイプ8を下半部(一
端側)8aが筐体2内部に位置し、上半部(他端側)8
bが筐体2外部に位置するようにかつ回転自在に配設
し、上記ヒートパイプ8の両端部にそれぞれ盤内フィン
9,盤外フィン10を設け、上記ヒートパイプ8を駆動
モータ15により回転駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、略密閉状の筐体内
の発熱体から発生した熱を筐体外部に放熱することによ
り筐体内の異常温度上昇を抑制するようにした熱交換装
置及び該熱交換装置を用いた工作機械の制御盤に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、工作機械に付設される制御盤で
は、筐体内にアンプ,トランス等の発熱体が収容される
ことから、該アンプ等からの熱を吸収して外部に放熱す
る熱交換装置を備えるのが一般的である。
【0003】このような熱交換装置においては、近年、
大量な熱輸送が可能なヒートパイプの採用が検討されて
いる。このヒートパイプにより熱輸送を行なうには、ヒ
ートパイプの一端側をアンプに直接接触させるととも
に、他端側をヒートシンクに直接接触させ、該ヒートシ
ンクをファンにより冷却する方法が考えられる。
【0004】ところで、上記ヒートパイプを用いて気体
同士の熱交換を図るには、ヒートパイプの両端部にヒー
トシンクあるいはフィンを取付け、その周りの空気をフ
ァン,ブロア等の送風機を用いて送風する構造を採用す
ることとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしなから、上述の
ヒートパイプの両端部に送風機を配設する構造とした場
合には、送風機が少なくとも2つ必要となり、部品点数
及び消費電力が増える分だけコストが上昇するととも
に、熱交換装置が大型化するという問題がある。
【0006】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、部品点数及び消費電力を削減できるととも
に、大型化を防止できる熱交換装置及び工作機械の制御
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】請求項1の発明は、略密
閉状の筐体内に収納された発熱体からの熱を吸収して筐
体の外部に放熱するようにした熱交換装置において、熱
伝導性を有するパイプを一端側が筐体内部に位置し、他
端側が筐体外部に位置するようにかつ回転自在に配設
し、上記パイプの一端側及び他端側にそれぞれフィンを
設け、上記パイプを駆動モータにより回転駆動したこと
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
記パイプは、パイプ本体内に作動液を封入してなり、該
パイプ本体の一端側にて上記発熱体の熱を作動液が蒸発
することによって吸収し、該吸収した熱を蒸気流により
他端側に熱輸送するとともに該他端側にて蒸気の凝縮に
よって放熱するように構成されたヒートパイプであるこ
とを特徴としている。
【0009】請求項3の発明は、請求項1又は2におい
て、上記パイプは、上記筐体に装着されたケースにより
回転自在に支持されており、該ケース内には上記駆動モ
ータが内蔵されていることを特徴としている。
【0010】請求項4の発明は、工作機械に組み込まれ
た各種アクチュエータを駆動制御する制御盤において、
請求項1ないし3の何れかに記載の熱交換装置を備えた
ことを特徴としている。
【0011】
【発明の作用効果】請求項1の発明の熱交換装置では、
駆動モータによりパイプを回転駆動すると、筐体内側の
フィンの回転による空気流により筐体内の熱がパイプの
一端側に吸収され、該一端側で吸収された熱はパイプを
介して他端側に伝達され、該他端側にて筐体外側のフィ
ンの回転による空気流により外方に放出されることとな
る。このようにして発熱体からの熱は筐体外部に放熱さ
れることとなり、筐体内の異常温度上昇が抑制される。
【0012】このように請求項1の発明にかかる熱交換
装置によれば、筐体の内,外に位置させたパイプの両端
部にフィンを設け、該パイプを駆動モータにより回転さ
せるだけで筐体内の発熱を外部に放熱することができ、
上述の送風機を不要にできる。その結果、部品点数及び
消費電力を低減でき、コストを低減できるとともに、熱
交換装置の小型化が可能となる。
【0013】請求項2の発明では、上記パイプに、パイ
プ本体内に作動液を封入してなるヒートパイプを採用し
たので、大量な熱輸送が可能となり、冷却効率を高める
ことができる。
【0014】請求項3の発明では、上記パイプを筐体に
装着されたケースにより軸支するとともに、該ケース内
に駆動モータを内蔵したので、熱交換装置をコンパクト
にすることができ、また駆動モータの配線を筐体内に配
索することが可能となり、配索構造を簡略化することが
できる。
【0015】請求項4の発明では、上記熱交換装置を工
作機械の制御盤に採用したので、発熱量の大きいアン
プ,トランス等の冷却を確実に行なうことができ、かつ
制御盤全体の小型化を図ることができる。
【0016】
【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。
【0017】図1ないし図3は、本発明の一実施形態に
よる制御盤の熱交換装置を説明するための図であり、図
1は制御盤に配設された熱交換装置の概略図、図2は熱
交換機本体の斜視図、図3はヒートパイプの動作を示す
特性図である。
【0018】図において、1は不図示のNC工作機械に
組み込まれた駆動モータ,油圧ポンプ等を駆動制御する
制御盤を示しており、該制御盤1は略密閉された直方体
状の筐体2内にアンプ,電源,トランス等の発熱体3を
収納配置して構成されている。
【0019】上記制御盤1には本実施形態の特徴をなす
熱交換装置5が配設されている。この熱交換装置5は筐
体2の天壁2aの上記発熱体3の上方に配置され、該天
壁2aに装着されたケース6と、該ケース6により回転
自在に支持された熱交換機本体7とを備えている。
【0020】上記ケース6は有底円筒状のケース部6a
にフランジ6bを一体形成した構造のものであり、該フ
ランジ6bは上記天壁2aに形成された開口2bの周縁
部に該開口2bを気密に閉塞するようにボルト締め固定
されている。
【0021】上記熱交換機本体7は、上記ケース6内に
軸線を垂直方向に向けて挿入配置されたヒートパイプ8
と、該ヒートパイプ8の両端部に形成された盤内フィン
9及び盤外フィン10とから構成されている。
【0022】上記ヒートパイプ8は、下半部8aが筐体
2の内側に位置し、上半部8bが筐体2の外側に位置す
るように配置されており、上記ケース6により回転自在
に支持されている。また上記ヒートパイプ8とケース6
との間はシール部材11により気密にシールされてお
り、これにより筐体2内に水,埃等が侵入するのを防止
している。
【0023】上記ヒートパイプ8は、図3に示すよう
に、熱伝導率の高いアルミ製のパイプ本体8c内に毛細
管物質(不図示)をライニングするとともに、部分真空
中に少量の作動液aを封入した金属封管よりなるもので
ある。上記パイプ本体8cの下端部8c′にて発熱体3
の熱を作動液が蒸発することによって吸収する。この吸
収した熱は蒸気流となって上端部8c″側に熱輸送さ
れ、該上端部8c″にて蒸気の凝縮によって放熱され
る。そして放熱によって凝縮した作動液は下端部8c′
側に還流される。
【0024】上記盤内,外フィン9,10は、矩形板状
のアルミ板9a,10aを上記ヒートパイプ8の下端部
及び上端部にそれぞれ周方向に所定角度間隔ごとに放射
状にかつ縦向き配置するとともに、該ヒートパイプ8に
溶接等により固着したものである。また上記天壁2aに
は盤外フィン10の外方を囲むように網状に形成された
カバー13が配設されている。
【0025】上記ケース6内には駆動モータ15が内蔵
されている。この駆動モータ15はケース部6a内にコ
イル16を収納配置するとともに、上記ヒートパイプ8
に該コイル16に対向するようにロータマグネット17
を装着した構造となっており、上記コイル16に接続さ
れた配線18は筐体2内に配設された電源19に接続さ
れている。
【0026】上記コイル16に電源を供給すると、ロー
タマグネット17とともにヒートパイプ8が回転し、こ
れに伴って盤内フィン9及び盤外フィン10が回転す
る。盤内フィン9の回転により生じた空気流により発熱
体3からの熱がヒートパイプ8の下半部8aを加熱し、
この熱はヒートパイプ8の下半部8aにおける作動液の
蒸発によって吸収され、蒸気流となって上昇し、上半部
8b側に熱輸送される。上半部8b側に熱輸送された熱
は、盤外フィン10の回転による空気流によって蒸気が
凝縮することで外部に放熱され、該凝縮した作動液は下
半部8a側に還流する。このようにして筐体2内で発生
した発熱体3からの熱は熱交換機本体7により外部に放
熱されることとなり、筐体2内の異常温度上昇が抑制さ
れる。
【0027】このように本実施形態の熱交換装置5によ
れば、ヒートパイプ8を下半部8a側が筐体2内に位置
し、上半部8bが盤外に位置するように回転自在に配置
し、該ヒートパイプ8の両端部に盤内フィン9,盤外フ
ィン10を形成し、上記ヒートパイプ8を駆動モータ1
5により回転駆動したので、ヒートパイプ8を駆動モー
タ15により回転させるだけで筐体2内で発生した熱を
外部に放熱することができ、従来の送風機を不要にでき
る。その結果、部品点数及び消費電力を低減でき、コス
トを低減できるとともに、熱交換装置5,ひいては制御
盤1全体の小型化が可能となる。
【0028】またヒートパイプ8を盤内フィン9ととも
に回転させたので、盤内空気をヒートパイプ8及び盤内
フィン9により多く接触させることができ、もってヒー
トパイプ8による熱輸送をより確実に行うことができ
る。また制御盤内での空気の滞留を防止して筐体2内を
均一に冷却することができる。
【0029】さらにパイプ本体8c内に毛細管物質,作
動液を封入してなるヒートパイプ8を採用したので、筐
体2内の熱を大量に盤外に放出することができ、制御盤
1の冷却効率を高めることができる。
【0030】本実施形態では、上記ヒートパイプ8を天
壁2aに配置固定されたケース6により回転自在に支持
し、該ケース6内に駆動モータ15を内蔵したので、熱
交換機本体7をコンパクトにすることができる。また上
記駆動モータ15の配線18を筐体2内に配索すること
ができ、配線を盤外に配索する場合に比べて配索構造を
簡略化することができる。
【0031】なお、上記実施形態では、矩形板状の各ア
ルミ板9a,10aをヒートパイプ8の周方向に縦向き
に配置した場合を説明したが、本発明のフィン形状はこ
れに限られるものではない。例えば、矩形アルミ板をヒ
ートパイプの軸線方向に間隔をあけて配置するととも
に、周方向に横向きに配置してもよく、あるいは空気流
を形成し易い羽根形状としてもよい。
【0032】また上記実施形態では、ケース6内に駆動
モータ15を内蔵した場合を説明したが、本発明は駆動
モータを外付けし、ベルトを介してヒートパイプを回転
させてもよい。
【0033】さらに上記実施形態では、筐体2の天壁2
aに1台の熱交換装置5を配置したが、本発明は、熱交
換装置の配置位置,配置台数については、特に限定する
ものではなく、筐体内の発熱体の配置位置,発熱量等に
応じて適宜設定することとなる。
【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の熱交換装置
を説明するための概略図である。
【図2】上記熱交換装置の熱交換機本体の斜視図であ
る。
【図3】上記熱交換機本体のヒートパイプの動作を説明
するための図である。
【符号の説明】
1 制御盤 2 筐体 3 発熱体 5 熱交換装置 6 ケース 8 ヒートパイプ 8a 下半部(一端側) 8b 上半部(他端側) 8c パイプ本体 9 盤内フィン 10 盤外フィン 15 駆動モータ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F28D 15/02 102 F28D 15/02 102C B23Q 1/00 C

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略密閉状の筐体内に収納された発熱体か
    らの熱を吸収して筐体の外部に放熱するようにした熱交
    換装置において、熱伝導性を有するパイプを一端側が筐
    体内部に位置し、他端側が筐体外部に位置するようにか
    つ回転自在に配設し、上記パイプの一端側及び他端側に
    それぞれフィンを設け、上記パイプを駆動モータにより
    回転駆動したことを特徴とする熱交換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記パイプは、パイ
    プ本体内に作動液を封入してなり、該パイプ本体の一端
    側にて上記発熱体の熱を作動液が蒸発することによって
    吸収し、該吸収した熱を蒸気流により他端側に熱輸送す
    るとともに該他端側にて蒸気の凝縮によって放熱するよ
    うに構成されたヒートパイプであることを特徴とする熱
    交換装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、上記パイプ
    は、上記筐体に装着されたケースにより回転自在に支持
    されており、該ケース内には上記駆動モータが内蔵され
    ていることを特徴とする熱交換装置。
  4. 【請求項4】 工作機械に組み込まれた各種アクチュエ
    ータを駆動制御する制御盤において、請求項1ないし3
    の何れかに記載の熱交換装置を備えていることを特徴と
    する工作機械の制御盤。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5484315B2 (ja) * 2008-02-29 2014-05-07 Thk株式会社 冷却構造を備える回転テーブル装置
CN104242110A (zh) * 2014-09-09 2014-12-24 宁波高新区甬港现代创业服务有限公司 一种远程监控厢式变电站

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