JP4324312B2 - Control panel cooling structure - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control panel in which an amplifier, a power source, and the like as heat generating elements are housed in a housing, and more specifically, heat generated from the amplifier, power source, etc. is dissipated outside the panel and The present invention relates to a cooling structure that is uniformly dispersed.
[0002]
[Prior art]
For example, NC machine tools are provided with a control panel that drives and controls various drive motors, hydraulic pumps, and the like. This type of control panel contains heat generating devices and heat generating parts such as spindle amplifiers, power supply modules, transformers, reactors, etc., so the heat generated from these is dissipated outside the panel to cause abnormal temperatures inside the panel. A heat exchanger that suppresses the rise may be provided.
[0003]
When arranging such a heat exchanger in the panel, it is difficult to install it inside the casing because of the location of the heat generating devices, the heat generating components, or the wiring. As shown, it is common to attach the
[0004]
The
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the heat exchanger is attached to the door as in the prior art, there is a problem that the depth of the door is increased by the amount of the heat exchanger and the control panel is enlarged.
[0006]
In addition, when the air in the panel is sucked from the lower end portion and radiated after the heat is discharged from the upper end portion as in the conventional case, there is only an air flow near the outlet, and the entire area in the panel is stirred. As a result, there is a problem that the temperature difference between the high temperature portion and the low temperature portion in the panel becomes large.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and provides a cooling structure for a control panel that can reduce the size of the chassis while ensuring the amount of heat released to the outside of the panel and can eliminate the temperature difference in the panel. The purpose is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a cooling structure that discharges heat from the heat generating element of a substantially hermetic control panel in which a heat generating element such as an amplifier and a power supply is housed and disposed in the housing to generate a large amount of heat in the housing. The housing is divided vertically into a first heat generating element storage portion in which the first heat generating element is stored and a second heat generating element storage portion in which the second heat generating element having a smaller heat generation amount than the first heat generating element is stored. A lower duct portion positioned between the first and second heat generating element storage portions, a rear duct portion positioned on the rear side of the first heat generating element storage portion following the lower duct portion, and the rear An air duct part is formed by connecting the upper duct part positioned above the first heat generating element storage part following the side duct part, and the air sucked into the air duct part from the air suction port of the lower duct part Circulates in the air duct part and the air outlet of the upper duct part A cooling fan to be discharged from the housing, and at least the radiating fin is disposed in the upper duct portion, and the radiating fin is located in the upper duct portion and in the panel located in the first heating element storage portion. The board fins are further provided, and the fins in the panel are arranged so as to extend radially outward from the center part, and a circulation fan is arranged in the center part of the fins in the board.
[0009]
[Effects of the invention]
According to the cooling structure of the control panel according to the present invention, the inside of the casing is divided into a first heat generating element storage section with a large heat generation amount and a second heat generation element storage section with a smaller heat generation amount, and the first heat generation is divided. Since the lower, rear and upper parts of the element storage part are enclosed by the air duct part, the heat generated from the first heat generating element with a large amount of heat can be radiated in a concentrated manner, and the heat radiation efficiency to the outside of the panel can be improved. Therefore, the conventional heat exchanger can be made unnecessary. As a result, the size of the housing can be reduced while ensuring the amount of heat released to the outside of the panel, and the entire control panel can be miniaturized.
[0010]
In addition, since heat radiation fins are arranged in the lower and upper duct parts, the heat radiation area of the housing can be increased, and a cooling fan for forcibly circulating cooling air is arranged in the air duct part. Can be further increased, and an abnormal rise in the temperature inside the panel can be suppressed. Accordingly, it is possible to avoid a decrease in the amount of heat radiation when the surface area of the housing is reduced, and to further reduce the size.
[0011]
In the present invention, the heat dissipating fin is composed of a fin outside the board located in the lower and upper duct parts and a fin inside the board located in the first and second heat generating element storage parts. Since the circulation fan is arranged at the center of the fin in the panel, the air heated by sucking heat from the heat generating element is placed in the center of the fin in the panel by the circulation fan. It is sucked in, stirred, and discharged from the outer end. In this way, air is discharged downward along the inner peripheral surface of the housing, moves upward toward the center side, rises, and is discharged again by the circulation fan. In this way, the heat from the heating element is uniformly distributed radially outward, and the temperature distribution difference in the panel can be reduced. Thus, the heat dissipation efficiency of the heat generating element can be increased. As a result, the dimensions of the housing can be reduced, and the entire control panel can be miniaturized.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0013]
1 to 4 are views for explaining a cooling structure of a control panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall perspective view of the control panel, and FIG. 2 is a sectional side view of a casing of the control panel. 3 is a plan view of the fins in the panel of the radiating fin as viewed from the lower side in the housing, and FIG. 4 is a sectional front view of the radiating fin.
[0014]
In the figure,
[0015]
The inside of the
[0016]
An
[0017]
An
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
A
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
A cooling
[0024]
Radiating
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
[0029]
In the
[0030]
In addition, the
[0031]
As described above, according to the present embodiment, the
[0032]
Further, since the
[0033]
In the present embodiment, the radiating
[0034]
In this embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a control panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional side view of the casing of the control panel.
FIG. 3 is a plan view of the fins in the panel of the heat radiating fins as viewed from below in the housing.
FIG. 4 is a cross-sectional front view of the radiating fin.
FIG. 5 is a schematic view of a control panel equipped with a conventional heat exchanger.
[Explanation of symbols]
1
6 Amplifier housing (first heating element housing)
15 Amplifier (first heating element)
20
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JP2000104951A (en) | Outdoor unit for air conditioner |
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