JP2007075908A - 回生抵抗の冷却構造及び当該冷却構造を備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 回生抵抗の発熱による制御箱への影響を低減すること。
【解決手段】 マシニングセンタ１の制御箱９の上面に立設された抵抗カバー３０の筐体内の回生抵抗４０ａ〜４０ｃで発生する熱を冷却するために、回生抵抗４０ａ〜４０ｃが制御箱９の上面と離間するように、回生抵抗４０ａ〜４０ｃを取付部材７０ａ〜７０ｃに取付けて抵抗カバー３０の筐体内に吊り下げ固定する。さらに、回生抵抗４０ａ〜４０ｃを冷却するための空気流を発生させる冷却ファン５０を抵抗カバー３０の筐体３１内に設け、また冷却ファン５０による空気流を回生抵抗４０ａ〜４０ｃへ誘導するための風向調整部材６０を設ける。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、回生抵抗の冷却構造及び当該冷却構造を備えた工作機械に関し、詳細には、工作機械の制御箱の上面に立設された箱状カバーの筐体内に回生抵抗が設けられて、該回生抵抗で発生する熱を冷却するものに関する。

従来より、工作機械の一種であるマシニングセンタでは、土台となるベース上に、ワーク（被加工物）を切削工具で加工する機械本体を備え、その機械本体の背面側にマシニングセンタの動作を制御するための各種制御装置を内蔵する制御箱が配設されている。そして、モータ減速時の回生エネルギーを熱として消費するための回生抵抗を、制御箱の外部に設けるようにしたものが知られている。

例えば、通気区画上部と発熱体とを一体に覆う箱状カバーと、箱状カバー内を横方向に仕切って通気区画の上部に排気ダクトを形成するとともに、背面側に外気ファンを取付けたファン取付板とを備えた制御盤において、発熱体である略板状直方体の電力用抵抗器を、その長手方向を前後に、かつ、幅の広い側面を垂直にして取付板上に並置し、取付板前縁から前方に向かって斜め上方に延びる偏向板に、抵抗器前端を差込固定する。これにより、外気ファンの組立・交換が容易にでき、正面に位置するオペレータに外気排気流が当たらないようにするとともに、電力用抵抗器の強制風冷が良好にでき、かつ、盤内間接空冷用の熱交換効率も向上できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３３８３７３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、電力用抵抗器が取付板を介して制御盤の上面に配設されている。このように、電力用抵抗器が制御盤の近傍に配設されていると、電力用抵抗器による発熱が制御盤に伝わりやすく、制御盤内に設けられた電気回路や制御素子の誤作動などを生じやすくなるという問題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、回生抵抗の発熱による制御箱への影響を確実に低減することができる回生抵抗の冷却構造及び当該冷却構造を備えた工作機械の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の回生抵抗の冷却構造は、工作機械の制御箱の上面に立設された箱状カバーの筐体内に回生抵抗が設けられて、該回生抵抗で発生する熱を冷却する回生抵抗の冷却構造であって、前記回生抵抗は、前記制御箱の上面と離間するように、前記箱状カバーの筐体内における上面又は側面に設けられたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の回生抵抗の冷却構造は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記回生抵抗を冷却するための空気流を発生させるファンが、前記箱状カバーの筐体内に設けられたことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明の回生抵抗の冷却構造は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記回生抵抗は薄型の直方体状に形成されており、該回生抵抗における最大面積を有する側面が、前記箱状カバーの筐体内面に対して垂直となるように設けられたことを特徴とする。

また、請求項４に係る発明の回生抵抗の冷却構造は、請求項２又は３に記載の発明の構成に加え、前記回生抵抗は薄型の直方体状に形成されており、該回生抵抗における最大面積を有する側面が前記ファンによる空気流の流動方向に対して平行となるように設けられたことを特徴とする。

また、請求項５に係る発明の回生抵抗の冷却構造は、請求項２乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記箱状カバーの筐体内面に、前記回生抵抗を前記箱状カバーの筐体内に吊り下げて固定するための取付部材が設けられており、前記回生抵抗は、前記取付部材に取付けられて、前記箱状カバーの筐体内に吊り下げ固定されたことを特徴とする。

また、請求項６に係る発明の回生抵抗の冷却構造は、請求項２乃至５のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記箱状カバーの筐体内における前記制御箱の上面と前記回生抵抗の下面とで形成される間隙に、前記ファンによる空気流を前記回生抵抗へ誘導するための風向調整部材が設けられたことを特徴とする。

また、請求項７に係る発明の回生抵抗の冷却構造は、請求項６に記載の発明の構成に加え、前記風向調整部材は、その側面が薄い板状に形成された板状部材であって、該風向調整部材の側面が前記箱状カバーの筐体内面に当接しており、該風向調整部材の上面が前記回生抵抗の下面または、前記取付部材の下面と当接しており、該風向調整部材の下面において前記制御箱の上面との間に隙間が形成されていることを特徴とする。

また、請求項８に係る発明の回生抵抗の冷却構造は、請求項２乃至７のいずれかに記載の発明の構成に加え、その側面が台形状の断面形状をなす前記回生抵抗を複数備えており、前記複数の回生抵抗は、各々の最大面積を有する側面が互いに平行となるように、かつ均等な間隔で配置されており、前記複数の回生抵抗のうちで両端側に位置する回生抵抗においては、前記箱状カバーの筐体内面に対向する側面が、他の回生抵抗に対向する側面よりも小さいことを特徴とする。

また、請求項９に係る発明の回生抵抗の冷却構造は、請求項８に記載の発明の構成に加え、前記複数の回生抵抗のうちで中央部に位置する回生抵抗は、前記ファンの近傍に位置するように配置されたことを特徴とする。

また、請求項１０に係る発明の回生抵抗の工作機械は、前記請求項１乃至９のいずれかに記載の回生抵抗の冷却構造を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明の回生抵抗の冷却構造では、工作機械の制御箱の上面に立設された箱状カバーの筐体内の回生抵抗で発生する熱を冷却するものであって、制御箱の上面と離間するように、回生抵抗を箱状カバーの筐体内における上面又は側面に設けた。よって、回生抵抗が制御箱とは離間して設けられるため、回生抵抗の発熱による制御箱への影響を確実に低減することができる。

また、請求項２に係る発明の回生抵抗の冷却構造では、請求項１に記載の発明の効果に加え、回生抵抗を冷却するための空気流を発生させるファンを箱状カバーの筐体内に設けた。よって、回生抵抗で発生する熱をファンで冷却することができる。

また、請求項３に係る発明の回生抵抗の冷却構造では、請求項２に記載の発明の効果に加え、薄型の直方体状に形成されている回生抵抗を、その最大面積を有する側面が箱状カバーの筐体内面に対して垂直となるように設けた。よって、ファンの空気流と回生抵抗の表面との接触面積を大きくして、ファンによる冷却効果を向上させることができる。

また、請求項４に係る発明の回生抵抗の冷却構造では、請求項２又は３に記載の発明の効果に加え、薄型の直方体状に形成されている回生抵抗を、その最大面積を有する側面がファンによる空気流の流動方向に対して平行となるように設けた。よって、ファンの空気流と回生抵抗の表面との接触面積を大きくして、ファンによる冷却効果を向上させることができる。

また、請求項５に係る発明の回生抵抗の冷却構造では、請求項２乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加え、回生抵抗を取付部材に取付けて箱状カバーの筐体内に吊り下げ固定した。よって、回生抵抗が制御箱と接触しないように箱状カバーの筐体内に固定され、かつ回生抵抗の発熱が取付部材にも拡散されるため、回生抵抗の発熱による制御箱への影響をより低減することができる。

また、請求項６に係る発明の回生抵抗の冷却構造では、請求項２乃至５のいずれかに記載の発明の効果に加え、箱状カバーの筐体内における制御箱の上面と回生抵抗の下面とで形成される間隙に、ファンの空気流を回生抵抗へ誘導するための風向調整部材を設けた。よって、回生抵抗周辺のファンによる空気流の流速及び風圧を高めることができ、ファンによる冷却効果をより向上させることができる。

また、請求項７に係る発明の回生抵抗の冷却構造では、請求項６に記載の発明の効果に加え、風向調整部材はその側面が薄い板状に形成された板状部材であって、その側面が箱状カバーの筐体内面に当接しており、その上面が回生抵抗の下面又は取付部材の下面と当接しており、その下面において制御箱の上面との間に隙間が形成されている。よって、回生抵抗の発熱が風向調整部材にも拡散されるため、回生抵抗の発熱による制御箱への影響をより低減することができる。

また、請求項８に係る発明の回生抵抗の冷却構造では、請求項２乃至７のいずれかに記載の発明の効果に加え、その側面が台形状の断面形状をなす複数の回生抵抗は、各々の最大面積を有する側面が互いに平行かつ等間隔で配置され、その両端側に位置する回生抵抗では、箱状カバーの筐体内面に対向する側面が他の回生抵抗に対向する側面よりも小さい。よって、箱状カバーの筐体内におけるファンの空気流を円滑にして、ファンによる冷却効果をより向上させることができる。

また、請求項９に係る発明の回生抵抗の冷却構造では、請求項８に記載の発明の効果に加え、複数の回生抵抗のうちで中央部に位置する回生抵抗を、ファンの近傍に位置するように配置した。よって、最も熱を帯びやすい中央部の回生抵抗を、より効果的に冷却することができる。

また、請求項１０に係る発明の回生抵抗の工作機械では、前記請求項１乃至９のいずれかに記載の回生抵抗の冷却構造を備えた。よって、回生抵抗の発熱による制御箱への影響によって、工作機械で誤作動が生じることを防止することができる。

以下、本発明の一実施形態であるマシニングセンタ１について、図面に基づいて説明する。

はじめに、マシニングセンタ１の概略構成について説明する。図１は、マシニングセンタ１の右斜め後方からみた外観斜視図である。図２は、マシニングセンタ１の右斜め前方からみた外観斜視図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線矢視方向断面図である。なお、図１における右上方向，図２における右下方向，図３における正面方向が、それぞれマシニングセンタ１の正面方向にあたる。また、マシニングセンタ１のＸ軸方向とは、マシニングセンタ１の左右方向を指し、Ｙ軸方向とは、マシニングセンタ１の前後方向（奥行き方向）を指し、Ｚ軸方向とは、マシニングセンタ１の上下方向を指すものとする。また、マシニングセンタ１が本発明に係る「工作機械」に相当する。

図１乃至図３に示すマシニングセンタ１は、図示外のワークと工具とを相対移動させることによって、ワークに所望の機械加工（例えば、「中ぐり」、「フライス削り」、「穴空け」、「切削」等）を施す工作機械である。このマシニングセンタ１は、基台となる鉄製のベース２と、該ベース２の上部に設けられ、ワークを加工する機械本体と、前記ベース２の上部に固定され、機械本体及びベース２の上部を覆う箱状のスプラッシュカバー３とを主体に構成されている。

そして、スプラッシュカバー３の後方には、マシニングセンタ１の動作を制御する制御装置（図示外）を内蔵する制御箱９が配設されている。また、制御箱９には、モータ減速時の回生エネルギーを熱として消費するための回生抵抗を収納するとともに、その回生抵抗を冷却するための抵抗カバー３０が設けられているが、詳細は後述する。

図１及び図２に示すように、ベース２は、鋳型内に鋳鉄等の金属材料を流し込むことによって成型され、Ｙ軸方向に長い略直方体状に形成されている。さらに、その芯部は、軽量化、高強度化及び低コスト化のため、所謂、肉抜き成形（リブによる骨組構造）されている。そして、ベース２の下部の四隅には、高さ調節が可能な４本の脚部２ａが各々設けられ、これらが工場などの床面に設置されることにより、マシニングセンタ１が所定場所に設置されるようになっている。また、ベース２の上部後方側の両隅部には、略直方体状に形成された台座である一対のコラム座部４，４が互いに離間して設けられ、該一対のコラム座部４，４上には、Ｚ軸方向に延設された柱状のコラム５の下部が載置して固定されている。さらに、図３に示すように、ベース２の上部には、底部２１と周板２２とで構成された凹状の収納部２０が設けられ、その収納部２０の内側にスプラッシュカバー３の下部が収納された状態となっている。

一方、スプラッシュカバー３は、図１乃至図３に示すように、前壁３ａ、右側壁３ｂ、左側壁３ｃ、天壁３ｄ、ベース２上部から右斜め側方に張り出した右底壁３ｅ、ベース２上部から左斜め側方に張り出した左底壁３ｆ、コラム５の前面から右側に張り出した右背壁３ｇ、コラム５の前面から左側に張り出した左背壁３ｈ等の複数の板金によって箱状に構成されている。そして、図２に示すように、前壁３ａの略中央には、縦長長方形状の開口部１０が設けられ、該開口部１０には、スライド開閉式の開閉扉１１が設けられている。そして、この開閉扉１１の取っ手部１１ａを左方向にスライドさせることにより、開口部１０が開口され、テーブル８上に保持されたワークの着脱が可能である。また、開閉扉１１の右側には、マシニングセンタ１の加工プログラムや、加工プログラム等のパラメータの設定入力を行うための操作パネル１２が設けられている。

さらに、図１及び図２に示すように、左側壁３ｃには、長方形状の開口部１４が設けられ、該開口部１４には、蓋状の点検ハッチ１５が着脱可能に固定されている。そして、この点検ハッチ１５を外し、開口部１４を開口することで、テーブル８上のワークの着脱作業や、スプラッシュカバー３の内側に収納された機械本体を構成する各種装置の保守作業ができるようになっている。なお、図示しないが、右側壁３ｂにも、左側壁３ｃと同様の開口部と、該開口部を閉塞する点検ハッチが設けられている。

また、図１及び図２に示すように、スプラッシュカバー３の天壁３ｄには、主軸ヘッド（図示外）や、主軸ヘッドの配線処理を行うケーブルベア（図示外）、工具交換装置６（図３参照）のマガジンモータ（図示外）等が突出する開口部（図示外）が設けられ、該開口部には、箱状のカバー１７，１８が各々覆設されている。さらに、スプラッシュカバー３の前壁３ａの上部左側の角部には、マシニングセンタ１の動作に関するエラーを作業者に報知するためのタワー型の警告報知ランプ１６が設置されている。

そして、このスプラッシュカバー３の内側には、図３に示すように、ワークの切削加工を行う機械本体が収納されている。この機械本体は、ベース２の上部後方に設けられたコラム座部４，４（図１及び図２参照）上に載置して固定された柱状のコラム５と、該コラム５の、ベース２の上部に対向する前面側に設けられ、Ｚ軸方向に移動可能に保持された主軸ヘッド（図示外）と、該主軸ヘッドの下部に回転可能に保持された主軸７と、該主軸７に装着される工具を自動的に交換する工具交換装置（ＡＴＣ）６とを主体に構成されている。さらに、ベース２上部の収納部２０内には、ワークが着脱可能に固定されると共に、ＸＹ軸方向に移動可能なテーブル８が配設されている。

このような構成により、マシニングセンタ１は、ユーザが操作パネル１２から指定した加工内容に応じて、テーブル８上のワークをＸＹ軸方向に移動させ、かつ工具が取り付けられた主軸７をＺ軸方向に移動させながら、当該ワークに機械加工を施すものである。

次に、制御箱９の概略構成について説明する。図４は、制御箱９の正面図である。図５は、制御箱９の平面図である。図６は、制御箱９の左側面図である。図７は、制御箱９の右側面図である。なお、図１乃至図３に示すマシニングセンタ１の背面方向が、図４乃至図７に示す制御箱９の正面方向にあたり、具体的には、図４における正面方向，図５における下方向，図６における右方向，図７における左方向が、それぞれ制御箱９の正面方向にあたる。

図４乃至図７に示す制御箱９は、正面視縦長であって、かつ平面視横長をなす箱状部材であって、その内部にマシニングセンタ１の動作を制御する制御装置（図示外）を内蔵している。そして、制御箱９の正面側には、前後開閉式の開閉扉９ａが設けられており、この開閉扉９ａにはツマミ部９ｂが設けられている。このツマミ部９ｂを時計回り方向に回転させると開閉扉９ａが開閉可能となり、制御装置（図示外）の調整やメンテナンスが可能となる。

そして、制御箱９の上面には、下面が開口された平面視横長の箱状部材であって、その内部に回生抵抗や冷却ファンなどを収納した抵抗カバー３０が設けられている。抵抗カバー３０は、その開口した下面側を制御箱９の上面に対向させて立設されており、その長手方向（抵抗カバー３０の左右方向）がマシニングセンタ１（制御箱９）のＸ軸方向と平行となっている。

そして、抵抗カバー３０の左側面は、パンチングメタルによるメッシュ構造となっており、後述する排気口３１ｂとしての機能のみならず、外部からのゴミや障害物の進入を防ぐ機能を有する。一方、抵抗カバー３０の右側面は閉口されているが、その右端部が制御箱９の上面から右方向に突出するように、抵抗カバー３０が制御箱９の上面における右側寄りに配置されている。そのため、抵抗カバー３０の下面のうち、制御箱９の上面から右方向にはみ出した部分が下方向に向けて開口されており、この開口部が後述する給気口３１ａとしての機能を有する。

また、制御箱９の右側面には、左側面が開口された平面視縦長の箱状部材であって、その内部に各種接続コードを収容するための配線カバー２８が設けられている。配線カバー２８は、その開口した左面側を制御箱９の右側面に対向させて設置されている。この配線カバー２８の背面には貫通孔（図示外）が形成されており、マシニングセンタ１の各種機構から引き出された各種接続コードがこの貫通孔（図示外）を介して配線カバー２８内に収容されている。また、制御箱９と配線カバー２８との接合面には各々の内部を連通する貫通孔（図示外）が形成されており、配線カバー２８内の各種接続コードはこの貫通孔（図示外）を介して、制御箱９内の制御装置（図示外）に接続されている。

また、制御箱９の上面における抵抗カバー３０の背面に、平面視横長の箱状部材であって、その内部に各種コネクタを収容するための端子カバー２９が設けられている。端子カバー２９の内部には、制御箱９内の制御装置（図示外）に接続するためのコネクタが配設されている。そして、抵抗カバー３０と端子カバー２９との接合面には各々の内部を連通する貫通孔（図示外）が形成されており、抵抗カバー３０内の回生抵抗（図８等参照）から引き出されたリード線（図示外）が、この貫通孔（図示外）を介して端子カバー２９内のコネクタ（図示外）に接続されている。

次に、抵抗カバー３０の概略構成について説明する。図８は、抵抗カバー３０の平面図である。図９は、抵抗カバー３０の正面図である。図１０は、抵抗カバー３０の底面図である。図１１は、抵抗カバー３０の概略斜視図である。なお、図１乃至図３に示すマシニングセンタ１の背面方向が、図８乃至図１１に示す抵抗カバー３０の正面方向にあたり、具体的には、図８における下方向，図９における正面方向，図１０における上方向，図１１における左下方向が、それぞれ抵抗カバー３０の正面方向にあたる。また、理解を容易にするために、図８〜図１０では抵抗カバー３０の筐体３１を仮想線で示し、図１１では筐体３１を図示していない。なお、抵抗カバー３０が本発明に係る「箱状カバー」に相当する。

図８乃至図１１に示す抵抗カバー３０は、薄い金属板が箱状に成形加工された、下面が開口した平面視横長の筐体３１を有する。そして、この筐体３１の内部に、複数の回生抵抗４０ａ，４０ｂ，４０ｃが配設されている。各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは、その内部に巻線が配設されて薄型直方体状に固化させたセメントを、アルミケース内に収容したカートリッジ状の抵抗器である。本実施の形態では、抵抗カバー３０の筐体３１内に３つの回生抵抗４０ａ，４０ｂ，４０ｃが配設された場合を例示し、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは容量５００ワットで抵抗値１５オームであるものとする。また、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは、平面視、その厚みの小さい側面が台形状の断面形状を有しているものとする。

先述のように、抵抗カバー３０の下面のうち、制御箱９の上面から右方向にはみ出した部分が、下方向に向けて開口した給気口３１ａとして機能し、この給気口３１ａから筐体３１内へ外部空気が流入可能となっている。そして、筐体３１の内部では、その右側面の内側近傍（図８〜１０における筐体３１の右側面の左側）に、回転中の冷却ファン５０（後述する）に直接作業者が触れることを防ぐための安全カバー５１が設けられている。

そして、安全カバー５１の左側面には、抵抗カバー３０の左右方向を軸線方向として羽を回転駆動させる冷却ファン５０が設置されている。冷却ファン５０はその回転駆動によって、給気口３１ａから外部空気を流入させて回生抵抗４０ａ〜４０ｃを冷却するための空気流を抵抗カバー３０内に発生させる。一方、先述のように、筐体３１における左側面はメッシュ構造となっており、外部の空気が流出可能な排気口３１ｂとなっている。そのため、冷却ファン５０による空気流は、抵抗カバー３０内を給気口３１ａから排気口３１ｂへ左方向に流動する。

そして、冷却ファン５０からみた空気流の流動方向の下流側（冷却ファン５０から左方向）に、３つの回生抵抗４０ａ〜４０ｃが配設されている。ここで、筐体３１内の天井面（筐体３１内における上面）に、金属板をコの字型に曲げ成形した連結金具である取付部材７０ａ，７０ｂ，７０ｃが設けられている。各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは各取付部材７０ａ〜７０ｃにそれぞれ取付けられて、筐体３１内に吊り下げ固定される。

より詳細には、取付部材７０ａは、正面視横長の長方形状の平面であって、かつコの字型断面の底部をなす取付面７２ａと、取付面７２ａと連通して上端縁部から垂直に突出する上側面７１ａと、取付面７２ａと連通して下端縁部から垂直に突出する下側面７３ａとからなり、上側面７１ａと下側面７３ａとは同一方向に平行に突出するように曲げ形成されている。そして、回生抵抗４０ａの最大面積をなす側面が取付面７２ａに取り付けられて、回生抵抗４０ａが取付部材７０ａにネジ止め固定されている。さらに、上側面７１ａが筐体３１の天井内面に取り付けられて、取付部材７０ａが筐体３１の天井内面にネジ止め固定されている。

同様に、取付部材７０ｂ，７０ｃも取付部材７０ａと同じ構成を有している。そのため、取付面７２ｂに回生抵抗４０ｂが取り付けられた取付部材７０ｂが、上側面７１ｂで筐体３１の天井内面に取り付けられている。また、取付面７２ｃに回生抵抗４０ｃが取り付けられた取付部材７０ｃが、上側面７１ｃで筐体３１の天井内面に取り付けられている。その結果、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは、各々の最大面積を有する側面が筐体３１の天井内面に対して垂直となるように、それぞれ筐体３１内に吊り下げ固定される。

そして、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは、各々の最大面積を有する側面が抵抗カバー３０の左右方向と平行となるように配設されている。言い換えれば、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは、各々の最大面積を有する側面が冷却ファン５０の空気流の流動方向に対して平行となるように配設されている。さらに、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは、各々の最大面積を有する側面が互いに平行となるように、かつ等間隔で配置されている。

また、回生抵抗４０ａ〜４０ｃのうちで中央に位置する回生抵抗４０ｂは、冷却ファン５０の近傍に位置するように、回生抵抗４０ａ，４０ｃと比較して右側に配置されている。さらに、取付部材７０ａのコの字型の断面が、抵抗カバー３０の正面側（図８では下方向）に向けて開口するように、取付部材７０ａが取り付けられている。反対に、取付部材７０ｃのコの字型の断面が、抵抗カバー３０の背面側（図８では上方向）に向けて開口するように、取付部材７０ｃが取り付けられている。

これにより、回生抵抗４０ａ〜４０ｃのうちで最も正面側に位置する回生抵抗４０ａでは、回生抵抗４０ｂと対向する側面の方が、筐体３１の正面側の内面と対向する側面よりも大きい。すなわち、平面視、回生抵抗４０ａの台形状の断面を形成する四辺のうち、長辺が背面側に向き、かつ短辺が正面側に向くように配置される。同様に、回生抵抗４０ａ〜４０ｃのうちで最も背面側に位置する回生抵抗４０ｃでは、回生抵抗４０ｂと対向する側面の方が、筐体３１の背面側の内面と対向する側面よりも大きい。すなわち、平面視、回生抵抗４０ｃの台形状の断面を形成する四辺のうち、長辺が正面側に向き、かつ短辺が背面側に向くように配置される。

一方、筐体３１の内部には、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの下方に、金属板を曲げ成形した金具であって、冷却ファン５０による空気流を回生抵抗４０ａ〜４０ｃへ誘導するための風向調整部材６０が設置されている。詳細には、風向調整部材６０は、平面視横長の長方形状をなし、かつ制御箱９の上面に対して平行面となる取付面６２と、取付面６２における短手方向の両端縁部から各々垂直に下方向に突出する脚部６３と、取付面６２の右端縁部がくの字型に下方向へ曲げ成形された傾斜部６１とからなる。

そして、風向調整部材６０では、平面視、取付面６２の縦方向の長さが、筐体３１内の縦方向の長さと略等しい。そのため、風向調整部材６０を筐体３１内に設置すると、風向調整部材６０の正面側の脚部６３は筐体３１の正面内面に接触し、かつ風向調整部材６０の背面側の脚部６３は筐体３１の背面内面に接触する。そして、この脚部６３によって制御箱９の上面で立設された状態で、風向調整部材６０は筐体３１にネジ止め固定される。さらに、各取付部材７０ａ〜７０ｃの下側面７３ａ〜７３ｃが、風向調整部材６０の取付面６２上にそれぞれ載置及び固定される。このような構成によって、筐体３１内における制御箱９の上面と回生抵抗４０ａ〜４０ｃの下面とで形成される間隙に、風向調整部材６０が設置される。

また、風向調整部材６０では、その傾斜部６１が冷却ファン５０による空気流の流動方向と対向するように、抵抗カバー３０の右方向に向けられている。さらに、傾斜部６１の最下端部は制御箱９の上面に接触しておらず、また取付面６２は脚部６３に支持されているため、風向調整部材６０と制御箱９の上面との間には隙間が生じている。よって、この風向調整部材６０と制御箱９の上面との間に形成される隙間にも、冷却ファン５０による空気流が流動可能である。

ここで、上記の抵抗カバー３０における、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの冷却構造について説明する。図１２は、冷却ファン５０の空気流の流れを示すための、抵抗カバー３０の平面図である。図１３は、冷却ファン５０の空気流の流れを示すための、抵抗カバー３０の正面図である。なお、図１２及び図１３では、理解を容易にするために説明に必要な構成のみを図示し、冷却ファン５０の空気流の流れを示す矢印を示している。

まず、抵抗カバー３０において各回生抵抗４０ａ〜４０ｃが発熱すると、その筐体３１内の温度が上昇することになる。しかし、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは各取付部材７０ａ〜７０ｃによって筐体３１内に吊り下げ固定されて制御箱９とは離間しているので、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの発熱による制御箱９への影響は少ない。また、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの発熱は、各々が取り付けられる各取付部材７０ａ〜７０ｃに熱分散し、さらには抵抗カバー３０の筐体３１にも熱分散するため、加熱の集中が防止された冷却しやすい構造となっている。

そして、図１２及び図１３に示すように、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃを冷却するために冷却ファン５０が回転駆動すると、制御箱９の上面から右方向にはみ出した給気口３１ａから外気が流入する。そして、冷却ファン５０の空気流は、安全カバー５１を経由して各回生抵抗４０ａ〜４０ｃに向けて送風されて、この空気流によって各回生抵抗４０ａ〜４０ｃは直接冷却される。

ここで、図１２に示すように、回生抵抗４０ａ〜４０ｃは平面視台形の断面形状を有しているため、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの右側面は冷却ファン５０の空気流の流動方向に対して傾斜している。そして、複数の回生抵抗４０ａ〜４０ｃは、各々の最大面積を有する側面が互いに平行かつ等間隔となるように配置されており、両端側に位置する回生抵抗４０ａ，４０ｃでは、筐体３１の内面に対向する側面が他の回生抵抗４０ｂに対向する側面よりも小さい。さらに、薄型直方体状に形成されている回生抵抗４０ａ〜４０ｃは、その最大面積を有する側面が筐体３１の天井面に対して垂直となるように、かつ冷却ファン５０による空気流の流動方向に対して平行となるように設けられている。

このような回生抵抗４０ａ〜４０ｃの形状や配置によって、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃの隙間や、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃと抵抗カバー３０の筐体３１との隙間を、冷却ファン５０の空気流が円滑に流動しやすく、かつ冷却ファン５０の空気流と各回生抵抗４０ａ〜４０ｃの表面との接触面積が大きい。これにより、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃがより効果的に冷却されるとともに、抵抗カバー３０の筐体３１に分散した熱も冷却される。

また、回生抵抗４０ａ〜４０ｃのうち中央に位置する回生抵抗４０ｂは、その両隣りに位置する回生抵抗４０ａ，４０ｃの発熱の影響も受けるため、回生抵抗４０ａ，４０ｃよりも熱を帯びやすい。しかし、回生抵抗４０ｂは回生抵抗４０ａ，４０ｃよりも右方向の冷却ファン５０の近傍に配置されているので、回生抵抗４０ａ，４０ｃよりも冷却ファン５０の空気流が接触しやすい。そのため、熱を帯びやすい回生抵抗４０ｂであっても、確実に冷却される。

また、図１３に示すように、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの下側には風向調整部材６０が設けられている。この薄い板状の風向調整部材６０は、その脚部６３が筐体３１の内面に当接しており、その取付面６２が回生抵抗４０ａ〜４０ｃの下面（または各取付部材７０ａ〜７０ｃの下側面７３ａ〜７３ｃ）と当接している。よって、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの発熱は風向調整部材６０にも熱分散し、さらには抵抗カバー３０の筐体３１にも熱分散するため、加熱の集中が防止された冷却しやすい構造となっている。

さらに、この風向調整部材６０によって、筐体３１内における下部を流れる空気流の一部が、回生抵抗４０ａ〜４０ｃに向けて上方に流れるように傾斜部６１で誘導される。そのため、回生抵抗４０ａ〜４０ｃ周辺における冷却ファン５０による空気流の流速及び風圧が高められる。一方、筐体３１内における下部を流れる空気流の残りが、風向調整部材６０と制御箱９の上面との間に形成される隙間を流動する。これにより、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃがより効果的に冷却されるとともに、風向調整部材６０や筐体３１に分散した熱も冷却される。

最後に、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃの隙間や、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃと抵抗カバー３０の筐体３１との隙間や、風向調整部材６０と制御箱９の上面との間に形成される隙間などを流動した冷却ファン５０の空気流は、抵抗カバー３０の左側面に形成された排気口３１ｂから排出される。

以上、本実施形態のマシニングセンタ１によれば、その制御箱９の上面に立設された抵抗カバー３０の筐体３１内の回生抵抗４０ａ〜４０ｃで発生する熱を冷却するために、制御箱９の上面と離間するように回生抵抗４０ａ〜４０ｃを筐体３１内における上面に設けた。よって、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの発熱による制御箱９への影響を確実に低減することができる。さらに、回生抵抗４０ａ〜４０ｃを取付部材７０ａ〜７０ｃに取付けて筐体３１内に吊り下げ固定したので、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの発熱が取付部材７０ａ〜７０ｃや筐体３１に拡散されて、加熱が集中しにくく冷却しやすい構造とすることができる。

また、回生抵抗４０ａ〜４０ｃを冷却するための空気流を発生させる冷却ファン５０を筐体３１内に設けたので、回生抵抗４０ａ〜４０ｃで発生する熱を冷却ファン５０で冷却することができる。さらに、薄型直方体状に形成されている回生抵抗４０ａ〜４０ｃを、その最大面積を有する側面が筐体３１の内面に対して垂直となるように、かつ冷却ファン５０による空気流の流動方向に対して平行となるように設けた。よって、冷却ファン５０の空気流と回生抵抗４０ａ〜４０ｃの表面との接触面積を大きくして、冷却ファン５０による冷却効果を向上させることができる。

また、筐体３１内における制御箱９の上面と回生抵抗４０ａ〜４０ｃの下面とで形成される間隙に、冷却ファン５０による空気流を回生抵抗４０ａ〜４０ｃへ誘導するための風向調整部材６０を設けた。よって、回生抵抗４０ａ〜４０ｃ周辺の冷却ファン５０による空気流の流速及び風圧が高められて、冷却ファン５０による冷却効果をより向上させることができる。さらに、薄い板状の風向調整部材６０は、その脚部６３が筐体３１の内面に当接しており、その取付面６２が回生抵抗４０ａ〜４０ｃの下面（または各取付部材７０ａ〜７０ｃの下側面７３ａ〜７３ｃ）と当接しており、制御箱９の上面との間に隙間が形成されている。よって、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの発熱が風向調整部材６０や筐体３１に拡散されて、加熱が集中しにくく冷却しやすい構造とすることができる。

また、複数の回生抵抗４０ａ〜４０ｃを各々の最大面積を有する側面が互いに平行かつ等間隔で配置し、その両端側に位置する回生抵抗４０ａ，４０ｃでは、筐体３１の内面に対向する側面が他の回生抵抗４０ｂに対向する側面よりも小さいので、筐体３１内における冷却ファン５０の空気流を円滑にして、冷却ファン５０による冷却効果をより向上させることができる。また、その中央部に位置する回生抵抗４０ｂを、冷却ファン５０の近傍に位置するように配置した。よって、最も熱を帯びやすい中央部の回生抵抗４０ｂを、効果的に冷却することができる。

そして、上記のような回生抵抗４０ａ〜４０ｃの冷却構造を備えたマシニングセンタ１では、回生抵抗４０ａ〜４０ｃの発熱が制御箱９へ影響を及ぼすことによって誤作動が生じることを防止することができる。

なお、本発明の回生抵抗の冷却構造及び当該冷却構造を備えた工作機械は、上記実施形態に限らず、各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、上記実施の形態では、回生抵抗４０ａ〜４０ｃを抵抗カバー３０の筐体３１内における上面に配設しているが、回生抵抗４０ａ〜４０ｃを抵抗カバー３０の筐体３１内における側面に配設してもよい。また、回生抵抗４０ａ〜４０ｃが制御箱９の上面と離間すればよいため、取付部材７０ａ〜７０ｃを設けずに回生抵抗４０ａ〜４０ｃを直接筐体３１内における上面又は側面に配設してもよい。

また、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃの形状や配置等も、上記実施の形態に限定されず任意に変更することができる。例えば、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃを、それぞれ異なる形状又は大きさとしてもよいし、その容量や抵抗値を任意に異ならせてもよいし、回生抵抗の数量を２つ以下又は４つ以上としてもよい。また、各回生抵抗４０ａ〜４０ｃを一列に並べて配置したり、異なる高さに配置したり、筐体３１内の側面に対して垂直となるように設置してもよい。

また、取付部材７０ａ〜７０ｃや風向調整部材６０の形状や配置等も、上記実施の形態に限定されず任意に変更することができる。取付部材７０ａ〜７０ｃをＴ字型の取付金具として実装してもよいし、風向調整部材６０を冷却ファン５０の空気流の流動方向に沿って徐々に上方に湾曲するような板状部材としてもよい。

本発明に係る回生抵抗の冷却構造及び当該冷却構造を備えた工作機械は、制御箱の上面に立設された箱状筐体の内部に回生抵抗が設けられた工作機械において、該回生抵抗で発生する熱を冷却するための構造として利用できる。

マシニングセンタ１の右斜め後方からみた外観斜視図である。 マシニングセンタ１の右斜め前方からみた外観斜視図である。 図２に示すＡ−Ａ線矢視方向断面図である。 制御箱９の正面図である。 制御箱９の平面図である。 制御箱９の左側面図である。 制御箱９の右側面図である。 抵抗カバー３０の平面図である。 抵抗カバー３０の正面図である。 抵抗カバー３０の底面図である。 抵抗カバー３０の概略斜視図である。 冷却ファン５０の空気流の流れを示すための、抵抗カバー３０の平面図である。 冷却ファン５０の空気流の流れを示すための、抵抗カバー３０の正面図である。

符号の説明

１ マシニングセンタ
２ ベース
３ スプラッシュカバー
４ コラム座部
５ コラム
６ 工具交換装置
７ 主軸
８ テーブル
９ 制御箱
１０ 開口部
１１ 開閉扉
１２ 操作パネル
１４ 開口部
１５ 点検ハッチ
１６ 警告報知ランプ
１７，１８ カバー
２８ 配線カバー
２９ 端子カバー
３０ 抵抗カバー
３１ 筐体
３１ａ 給気口
３１ｂ 排気口
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 回生抵抗
５０ 冷却ファン
５１ 安全カバー
６０ 風向調整部材
６１ 傾斜部
６２ 取付面
６３ 脚部
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ 取付部材
７１ａ，７１ｂ，７１ｃ 上側面
７２ａ，７２ｂ，７２ｃ 取付面
７３ａ，７３ｂ，７３ｃ 下側面

Claims (10)

1. 工作機械の制御箱の上面に立設された箱状カバーの筐体内に回生抵抗が設けられて、該回生抵抗で発生する熱を冷却する回生抵抗の冷却構造であって、
   前記回生抵抗は、前記制御箱の上面と離間するように、前記箱状カバーの筐体内における上面又は側面に設けられたことを特徴とする回生抵抗の冷却構造。
2. 前記回生抵抗を冷却するための空気流を発生させるファンが、前記箱状カバーの筐体内に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の回生抵抗の冷却構造。
3. 前記回生抵抗は薄型の直方体状に形成されており、該回生抵抗における最大面積を有する側面が、前記箱状カバーの筐体内面に対して垂直となるように設けられたことを特徴とする請求項２に記載の回生抵抗の冷却構造。
4. 前記回生抵抗は薄型の直方体状に形成されており、該回生抵抗における最大面積を有する側面が前記ファンによる空気流の流動方向に対して平行となるように設けられたことを特徴とする請求項２又は３に記載の回生抵抗の冷却構造。
5. 前記箱状カバーの筐体内面に、前記回生抵抗を前記箱状カバーの筐体内に吊り下げて固定するための取付部材が設けられており、
   前記回生抵抗は、前記取付部材に取付けられて、前記箱状カバーの筐体内に吊り下げ固定されたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の回生抵抗の冷却構造。
6. 前記箱状カバーの筐体内における前記制御箱の上面と前記回生抵抗の下面とで形成される間隙に、前記ファンによる空気流を前記回生抵抗へ誘導するための風向調整部材が設けられたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の回生抵抗の冷却構造。
7. 前記風向調整部材は、その側面が薄い板状に形成された板状部材であって、該風向調整部材の側面が前記箱状カバーの筐体内面に当接しており、該風向調整部材の上面が前記回生抵抗の下面または、前記取付部材の下面と当接しており、該風向調整部材の下面において前記制御箱の上面との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の回生抵抗の冷却構造。
8. その側面が台形状の断面形状をなす前記回生抵抗を複数備えており、
   前記複数の回生抵抗は、各々の最大面積を有する側面が互いに平行となるように、かつ均等な間隔で配置されており、前記複数の回生抵抗のうちで両端側に位置する回生抵抗においては、前記箱状カバーの筐体内面に対向する側面が、他の回生抵抗に対向する側面よりも小さいことを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の回生抵抗の冷却構造。
9. 前記複数の回生抵抗のうちで中央部に位置する回生抵抗は、前記ファンの近傍に位置するように配置されたことを特徴とする請求項８に記載の回生抵抗の冷却構造。
10. 前記請求項１乃至９のいずれかに記載の回生抵抗の冷却構造を備えたことを特徴とする工作機械。
    

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