JP7436236B2

JP7436236B2 - モータ駆動装置

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Publication number: JP7436236B2
Application number: JP2020027119A
Authority: JP
Inventors: 玄造内藤
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2024-02-21
Anticipated expiration: 2040-02-20
Also published as: JP2021132486A

Description

本発明は、モータを駆動するモータ駆動装置に関する。

モータを駆動するモータ駆動装置として、冷却用のヒートシンクを有するアンプが用いられている。モータ駆動装置は、切削液のミストや切粉が飛散する環境下で用いられることが多い。このため、モータ駆動装置のヒートシンク等のクリーニングが必要となる。クリーニングを怠ると、ヒートシンク（あるいはヒートシンクを冷却するファン）が汚れて、冷却用の流体の流れが悪くなり、ヒートシンクの冷却性能が低下する。

しかし、そのクリーニングは必ずしも容易ではない。モータ駆動装置は、強電盤の内外に設置される。アンプ自体は強電盤内に設置されるが、ヒートシンクは強電盤外に設置されることが多く、アクセスが容易ではない。

特開２０１９－０２１９００号公報

本発明は、クリーニングの容易化を図ったモータ駆動装置を提供することを目的とする。

一態様に係るモータ駆動装置は、モータを駆動するアンプ装置と、前記アンプ装置に接続され、前記アンプ装置の熱を放熱する、ヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却するファンと、前記アンプ装置に形成され、前記ヒートシンクおよび前記ファンの一方に達する、第１貫通孔と、前記第１貫通孔を塞ぐ封止部材と、を備える。

本発明によれば、クリーニングの容易化を図ったモータ駆動装置を提供することができる。

実施形態に係るモータ駆動装置の斜視図である。実施形態に係るモータ駆動装置の側面図である。弁を封止部材として用いたモータ駆動装置の側面図である。変形例１に係るモータ駆動装置の側面図である。変形例２に係るモータ駆動装置の斜視図である。

以下、図面を参照しながら実施形態に係るモータ駆動装置を説明する。図１は、実施形態に係るモータ駆動装置１０の斜視図である。図２は、モータ駆動装置１０の側面図である。

図１に示すように、一般に、モータ駆動装置１０は、強電盤２０内に配置される。モータ駆動装置１０は、アンプ装置１２、ヒートシンク１４、ファン１６に区分できる。アンプ装置１２の背面にヒートシンク１４、ファン１６が配置される。強電盤２０は、その背面側に開口２０ａを有し、開口２０ａの前方側にアンプ装置１２が、開口２０ａの後方側にヒートシンク１４、ファン１６が配置される。

なお、図示しないが、通常、強電盤２０の前面側には、開閉可能な扉が設けられる。この扉を開けることで、アンプ装置１２のメンテナンス、保守点検を容易に行うことができる。

アンプ装置１２は、大電流をモータに供給して駆動させるための装置であり、発熱量が大きい。このため、アンプ装置１２は、ヒートシンク１４と接続され、冷却（放熱）される。

アンプ装置１２は、電子部品１２１、筐体１２２、貫通孔１２３を有する。

電子部品１２１は、モータを駆動するためのものである。

筐体１２２は、略直方体形状（前面、背面、上下面、左右の側面）を有し、電子部品１２１を覆うカバーである。

貫通孔１２３は、ヒートシンク１４およびファン１６にクリーニング用流体（例えば、エア、洗浄剤）を供給する流路である。

ここでは、貫通孔１２３は、筐体１２２の上下の中心軸付近に配置しているが、左右寄りでも差し支えない。貫通孔１２３は、ヒートシンク１４に達すればよく、その配置の自由度は大きい。

貫通孔１２３は、柱形状を有する。図１では、貫通孔１２３を円柱形状としているが、角柱形状、直方体形状等種々の形状とすることができる。

貫通孔１２３は、筐体１２２を貫通し、その前面と背面に開口１２３ａ、１２３ｂを有する。開口１２３ｂはヒートシンク１４に接する。この結果、貫通孔１２３からヒートシンク１４にクリーニング用流体を供給できる。

貫通孔１２３の周囲は、筒状体１２４で覆われ、貫通孔１２３内のクリーニング用流体が、筐体１２２内に漏れることが防止される。筒状体１２４は、中空の筒形状を有し、その内部空間が貫通孔１２３に対応する。

貫通孔１２３は、取り外し可能（着脱可能）な封止部材１２５で塞ぐことができる。すなわち、通常時には、貫通孔１２３を封止部材１２５で塞ぎ、ヒートシンク１４側から切削液のミストや切粉等を含む冷却用流体が強電盤２０内に流入することを防止する。一方、クリーニング時には、貫通孔１２３から封止部材１２５を取り外して、クリーニング用流体を流すことができる。

封止部材１２５は、棒状部１２６、蓋部１２７、取手１２８を有する。

棒状部１２６は、貫通孔１２３に対応する棒状の形状を有し、貫通孔１２３内に配置される。棒状部１２６が貫通孔１２３と対応する長さを有すると、棒状部１２６によって貫通孔１２３を完全に塞ぐことが容易となる。

蓋部１２７は、貫通孔１２３の開口１２３ａに配置され、封止部材１２５が貫通孔１２３から後方に抜けてしまうことを防止する。

取手１２８は、作業員の手による、貫通孔１２３からの封止部材１２５の取り出しを容易とする。

ここでは、取り外し可能な封止部材１２５によって貫通孔１２３の封止、開放を行っている。これに替えて、弁１２９を封止部材として用いてもよい（上位概念としての封止部材が弁１２９を有する）。

図３は、弁１２９を封止部材として用いたモータ駆動装置１０の側面図である。封止部材１２５に替えて、貫通孔１２３の開口１２３ａ、１２３ｂの近傍それぞれに弁１２９を配置している。これらの弁１２９は、通常（流体圧の無印加時）は閉じているが、流体圧の印加によって開くものとする。これによって、通常時には閉じた弁１２９で貫通孔１２３を塞ぎ、クリーニング時にはクリーニング用流体の流体圧によって、弁１２９を開き、貫通孔１２３を開放することができる。開口１２３ａ、１２３ｂ側の弁１２９によって、貫通孔１２３全体を封止できる。

ここでは、２つの弁１２９を用いているが、その個数は１つのみ、３つ以上としてもよい。また、弁１２９の配置箇所も開口１２３ａ、１２３ｂ近傍に限る必要はない。例えば、貫通孔１２３の半ばに、弁を配置してもよい。

なお、アンプ装置１２は、その筐体１２２内の、例えば、上側に冷却用のファン（羽根、モータ）を有してもよい。

ヒートシンク１４は、アンプ装置１２に接続され、その熱を放熱する。ヒートシンク１４は、ヒートシンク本体１４１、流路１４２、貫通孔１４３を有する。

ヒートシンク本体１４１は、アンプ装置１２と接続される複数の冷却用フィンを有し、アンプ装置１２（例えば、電子部品１２１）の熱を放熱する。

流路１４２は、ヒートシンク本体１４１を冷却する冷却用流体（例えば、大気）が流れる通路であり、例えば、ヒートシンク本体１４１の複数の冷却用フィンの間に形成される。流路１４２に冷却用流体が流れることで、流路１４２に面したヒートシンク本体１４１が冷却される。

流路１４２は、ヒートシンク本体１４１に面し、冷却用流体が流れる空間であればよく、その周囲を完全に封鎖する必要はない。すなわち、流路１４２周囲への多少の冷却用流体の漏れは許容される。なお、冷却用フィンとは別個に、部材を設け、流路１４２を形成してもよい。

貫通孔１４３は、貫通孔１２３と流路１４２を連通し、貫通孔１２３から流路１４２へのクリーニング用流体の供給を可能とする。

ファン１６は、ヒートシンク１４に冷却用流体を供給し、ヒートシンク１４を冷却するものであり、羽根１６１、モータ１６２、筐体１６３を有する。

ここでは、ファン１６は、ヒートシンク１４の上部に配置され、ヒートシンク１４の下部から上部に向かう冷却用流体の流れを形成する。ファン１６は、ヒートシンク１４の上部から下部に向かう冷却用流体の流れを形成してもよい。また、ファン１６をヒートシンク１４の下部に配置してもよい。

羽根１６１は、モータ１６２によって回転され、冷却用流体の流れを形成する。ここでは、冷却用流体は、ヒートシンク１４の下方から吸い込まれて、流路１４２を通り、ファン１６の上方（筐体１６３の上部の開口）から排出される。

筐体１６３は、略直方体形状（前面、背面、上下面、左右の側面）を有し、その下面、上面それぞれに、冷却用流体の入口、出口となる開口が形成される。

（ヒートシンク１４およびファン１６のクリーニング）
ヒートシンク１４およびファン１６は、定期的なクリーニングが必要である。強電盤２０の中は比較的クリーンな環境だが、ヒートシンク１４およびファン１６が配置される強電盤２０の外は切削液のミストや切粉等が舞う比較的汚い環境であることが多い。すなわち、ファン１６が吸い込む冷却用流体が、切削液のミストや切粉等を含む可能性がある。このため、ファン１６が吸い込む冷却用流体中の切削液のミストや切粉等によって、ヒートシンク１４（特に、流路１４２）やファン１６（特に、羽根１６１）が汚れる可能性がある。その結果、ヒートシンク１４やファン１６が目詰まりして、冷却用流体が通りにくくなり、放熱性能が落ちるおそれがある。ファン１６に汚れが堆積すると、汚れによって固着し、羽根１６１が回転しなくなることもある。

貫通孔１２３を用いることによって、ヒートシンク１４およびファン１６を強電盤２０の前面側からクリーニングすることが容易となる。貫通孔１２３を通して、クリーニング用流体をヒートシンク１４に導く。

クリーニング用流体は、気体、液体、粉体のいずれを用いてもよい。エアガン（エアーコンプレッサ）からの圧縮されたエア（空気）を用いて汚れを吹き飛ばすことができる。液体または粉体の洗浄剤を用いて汚れを取り除くことができる。

貫通孔１２３からヒートシンク１４（流路１４２）に供給されたクリーニング用流体は、ヒートシンク１４の上下に流れ、他の箇所をもクリーニングする。すなわち、クリーニング用流体は、流路１４２の上下に流れ、流路１４２自体のみならず、羽根１６１にも到達する。このように、貫通孔１２３を用いて、ヒートシンク１４、ファン１６双方をクリーニングできる。

従来は、流路１４２や羽根１６１が汚れると、強電盤２０からアンプ装置１２を外して、クリーニングする必要があった。これに対して、本実施形態では、貫通孔１２３を用いることで、モータ駆動装置１０の前面（すなわち、強電盤２０の内部）から流路１４２や羽根１６１をクリーニングでき、その機能の確保および寿命の延長が容易となる。

（変形例１）
以下、変形例１を説明する。図４は、変形例１に係るモータ駆動装置１０ａの側面図である。

モータ駆動装置１０ａにおいて、アンプ装置１２は、ファン１６に達する貫通孔１２３を有し、ファン１６は、貫通孔１６４を有する。貫通孔１２３は、筐体１２２を貫通し、その前面と背面に開口１２３ａ、１２３ｂを有する。開口１２３ａはファン１６（羽根１６１）に対向する。貫通孔１６４は、筐体１６３の前面側に形成され、貫通孔１２３と羽根１６１を連通する。

貫通孔１６４を介して、貫通孔１２３から羽根１６１にクリーニング用流体を供給できる。ファン１６（羽根１６１）に達したクリーニング用流体は、その下部からヒートシンク１４にも達し、ファン１６（羽根１６１）のみならず、ヒートシンク１４をもクリーニングできる。

なお、後述の変形例２のように、貫通孔１２３に替えて、筐体１２２の背面板１２２ａのみに貫通孔１２３ｃを設けてもよい。貫通孔１２３ｃから羽根１６１にクリーニング用流体を供給できる。

（変形例２）
以下、変形例２を説明する。図５は、変形例２に係るモータ駆動装置１０ｂの斜視図である。なお、図５では、判り易さのために、背面板１２２ａを除き、筐体１２２を仮想線で表している。

モータ駆動装置１０ｂにおいて、アンプ装置１２は、その筐体１２２の背面を構成する背面板１２２ａに貫通孔１２３ｃが形成され、図１に示す前面側の開口１２３ａ、筒状体１２４を有しない。貫通孔１２３ｃは、第１貫通孔として機能し、モータ駆動装置１０と同様、ヒートシンク１４およびファン１６にクリーニング用流体を供給する流路として機能する。

この変形例２では、強電盤２０の前面扉に加え、筐体１２２の前面を構成する前面扉を開くことで、貫通孔１２３ｃにアクセスし、貫通孔１２３ｃからヒートシンク１４およびファン１６にクリーニング用流体を供給できる。

貫通孔１２３ｃは、封止部材１２５ａによって封止される。封止部材１２５ａは、棒状部１２６、蓋部１２７、取手１２８を有する。封止部材１２５ａの棒状部１２６は、実施形態に係る封止部材１２５の棒状部１２６より短い。

ここで、棒状部１２６、取手１２８がなくてもよい。蓋部１２７のみでも、貫通孔１２３ｃを封止できる。また、この封止部材１２５ａを図３に示す弁１２９に替えてもよい。これらは、既述の変形例１において、貫通孔１２３に替えて、筐体１２２の背面板のみに貫通孔１２３ｃを形成した場合も同様である。

以上の変形例２では、モータ駆動装置１０ｂの前面扉を開き、貫通孔１２３ｃから封止部材１２５ａを取り外して、ヒートシンク１４およびファン１６をクリーニングできる。他の点は、実施形態と実質的な違いはないので、詳細な説明を省略する。

上記実施形態および変形例をまとめると以下のような発明を把握できる。

［１］一態様に係るモータ駆動装置１０は、モータを駆動するアンプ装置１２と、前記アンプ装置１２に接続され、前記アンプ装置１２の熱を放熱する、ヒートシンク１４と、前記ヒートシンク１４を冷却するファン１６と、前記アンプ装置１２に形成され、前記ヒートシンク１４および前記ファン１６の一方に達する、第１貫通孔１２３、１２３ｃと、前記第１貫通孔１２３、１２３ｃを塞ぐ封止部材１２５、１２５ａと、を備える。これにより、第１貫通孔１２３、１２３ｃを用いて、ヒートシンク１４およびファン１６をクリーニングできる。

［２］前記ヒートシンク１４は、冷却用流体が流れる流路１４２と、前記第１貫通孔１２３と前記流路１４２を連通する第２貫通孔１４３と、を有する。これにより、ヒートシンク１４の流路１４２を効果的にクリーニングできる。

［３］前記ファン１６は、羽根１６１と、前記羽根１６１を覆う筐体１６３と、前記筐体１６３に形成され、前記第１貫通孔１２３と前記羽根１６１を連通する第３貫通孔１６４と、を有する。これにより、ファン１６の羽根１６１を効果的にクリーニングできる。

［４］前記第１貫通孔１２３は、前記アンプ装置１２の前面に配置される第１開口１２３ａと、前記アンプ装置１２の背面に配置される第２開口１２３ｂと、を有し、前記ヒートシンク１４および前記ファン１６の一方は前記第２開口１２３ｂに対向して配置される。これにより、ヒートシンク１４およびファン１６を前面側からクリーニングできる。

［５］前記封止部材１２５、１２５ａは、前記第１貫通孔１２３、１２３ｃに対して着脱可能である。これにより、クリーニングしないときの第１貫通孔１２３、１２３ｃ内の汚れを防止できる。

［６］前記封止部材は、前記第１貫通孔１２３、１２３ｃを塞ぐ弁１２９を有する。これにより、封止部材１２５、１２５ａを取り外すこと無く、ヒートシンク１４およびファン１６を前面側からクリーニングできる。

なお、本発明に係るモータ駆動装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

１０、１０ａ、１０ｂ…モータ駆動装置１２…アンプ装置
１４…ヒートシンク１６…ファン
２０…強電盤２０ａ、１２３ａ、１２３ｂ…開口
１２１…電子部品１２２、１６３…筐体
１２３、１４３、１６４…貫通孔１２４…筒状体
１２５…封止部材１２６…棒状部
１２７…蓋部１２８…取手
１２９…弁１４１…ヒートシンク本体
１４２…流路１６１…羽根
１６２…モータ

Claims

モータを駆動するアンプ装置と、
前記アンプ装置に接続され、前記アンプ装置の熱を放熱する、ヒートシンクと、
前記ヒートシンクを冷却するファンと、
前記アンプ装置に形成され、前記ヒートシンクおよび前記ファンの一方に達する、第１貫通孔と、
を備え、
前記第１貫通孔は、前記アンプ装置の前面に配置される第１開口と、前記アンプ装置の背面に配置される第２開口とを有し、
前記第１貫通孔が達する前記ヒートシンクおよび前記ファンの一方は、前記第２開口に対向して配置される、モータ駆動装置。
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記ヒートシンクは、冷却用流体が流れる流路と、前記第１貫通孔と前記流路を連通する第２貫通孔と、を有する、モータ駆動装置。
請求項１または２に記載のモータ駆動装置において、
前記ファンは、羽根と、前記羽根を覆う筐体と、前記筐体に形成され、前記第１貫通孔と前記羽根を連通する第３貫通孔と、を有する、モータ駆動装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ駆動装置において、
前記第１貫通孔に対して着脱可能な封止部材をさらに備え、
前記封止部材が前記第１貫通孔に対して装着された場合、前記封止部材は前記第１貫通孔を塞ぐ、モータ駆動装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ駆動装置において、
前記第１貫通孔に配置され、開閉可能な弁をさらに備え、
前記弁は、前記第１貫通孔を塞ぐ弁を有する、モータ駆動装置。