JPH09152284A - 制御盤の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メンテナンスを行うことなく長期的な使用が
可能な制御盤の冷却装置の提供。 【解決手段】 制御盤外部の冷気と内部の暖気との熱交
換により前記制御盤の冷却を行う制御盤の冷却装置にお
いて、冷却フィンよって２つの区画室に区画された本体
と、前記区画室の一方に設けられ前記制御盤の内部に連
通する内側吸気孔および内側排気孔と、前記区画室の他
方に設けられ前記制御盤の外部に連通する外側吸気孔お
よび外側排気孔と、前記区画室の一方に前記制御盤内部
の暖気を循環させる内側ファンと、前記区画室の他方に
前記制御盤外部の冷気を循環させる外側ファンと、前記
外側ファンの正回転と逆回転とを切り換える回転制御手
段とを備えたことからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマシニング
センタ等の数値制御工作機械の制御盤を冷却する制御盤
の冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタ等の数値制御工作機械
には、工作機械を制御するための制御盤が設けられてい
る。この制御盤は鋼板製の箱体内に多数の電子部品を収
納したものであり、電子部品の発熱により高温になりや
すいため冷却装置を備えたものが一般的である。従来使
用されている制御盤の冷却装置として図１１に示すのも
がある。図１１は従来の制御盤の冷却装置を示した概念
図である。すなわち、この冷却装置５０は、熱伝導の良
好な金属板からなる冷却フィン５２により区画室Ａおよ
び区画室Ｂに区画された箱状の本体５１が制御盤Ｎの一
側板に固定されている。区画室Ａには下方に吸気孔５３
ａが、また、上方に排気孔５４ａが形成されており、区
画室Ａと制御盤Ｎの外部とをそれぞれ連通している。一
方、区画室Ｂには上方に吸気孔５３ｂが、また、下方に
排気孔５４ｂが形成されており、区画室Ｂと制御盤Ｎの
内部とをそれぞれ連通している。各排気孔５４ａ，５４
ｂの近傍にはそれぞれモータ５６ａ，５６ｂにて駆動さ
れるファン５５ａ，５５ｂが設けられており、各ファン
５５ａ，５５ｂを回転することにより、区画室Ａ内に制
御盤Ｎ外部の冷気を循環させ、区画室Ｂ内に制御盤Ｎ内
部の暖気を循環させるようになっている。

【０００３】以上の構成により、制御盤Ｎ内部で発生し
た暖気は吸気孔５３ｂから区画室Ｂ内を通りファン５５
ｂにより排気孔５４ｂから排気され制御盤Ｎ内を循環す
る。これと同時に、制御盤Ｎ外部の冷気は、吸気孔５３
ａから区画室Ａ内を通りファン５５ａによって排気孔５
４ａから排気される。この時、冷却フィン５２を介して
区画室Ａ内の冷気と区画室Ｂ内の暖気間で熱交換が行わ
れ、区画室Ｂ内の暖気が冷却されて制御盤Ｎ内の温度が
外気に近づくようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
冷却装置５０は、ダストやオイルミスト等が多く発生す
る工場内で使用される場合が多く、また、上記冷却装置
５０においては両ファン５５ａ，５５ｂは常に正回転方
向にのみ回転されるため両区画室Ａ，Ｂ内を流れる空気
は常に一定方向に循環される。このため、この冷却装置
５０を長期にわたり使用すると吸気孔５３やその近傍の
冷却フィン５２にダスト等が付着して詰まり、区画室Ａ
の外気（冷気）の循環が行われず冷却効果が低下する。
そこで、頻繁に冷却装置５０（吸気孔５３ａや冷却フィ
ン５２）のメンテナンスを必要とするといった問題があ
った。

【０００５】このため、吸気孔５３ａにフィルタ５７を
取り付けることも考えられるが、循環される冷気（外
気）の循環が制限されるため、冷却効率が低下すると共
に、フィルタを交換、清掃するといったメンテナンスと
した。したがって、本発明はメンテナンスを行うことな
く長期的な使用が可能な制御盤の冷却装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための発明の構成は、電子部品を収納した箱体である制
御盤に設置され、前記制御盤外部の冷気と前記制御盤内
部の暖気との間で熱交換を行うことにより前記制御盤内
部の冷却を行う制御盤の冷却装置において、前記制御盤
に設置された箱体であり、高熱伝導部材からなる冷却フ
ィンよって２つの区画室に区画された本体と、前記区画
室の一方に設けられ前記制御盤の内部に連通する内側吸
気孔および内側排気孔と、前記区画室の他方に設けられ
前記制御盤の外部に連通する外側吸気孔および外側排気
孔と、前記区画室の一方に前記制御盤内部の暖気を循環
させる内側ファンと、前記区画室の他方に前記制御盤外
部の冷気を循環させる外側ファンと、前記冷却ファンの
正回転と逆回転との切り換えを制御する回転制御手段と
から構成される。

【０００７】また、前記回転制御手段を前記外側ファン
を正回転させてから第１の所定時間が経過したか否かを
判別する判別手段と、前記判別手段により前記第１の所
定時間が経過したと判別された場合に前記外側ファンを
第２の所定時間の間逆回転させる逆転手段とから構成し
ても良い。この制御盤の冷却装置においては、制御盤内
部の暖気が一方の区画室内を循環すると同時に、制御盤
外部の冷気が他方の区画室内を循環するため、各区画室
を隔離する冷却フィンを介して熱交換がなされ、制御盤
内部の冷却がなされる。

【０００８】そして、回転制御手段により外側ファンの
正回転および逆回転が切り換えられ、外側ファンが逆回
転されると、区画室内の冷気の循環方向が逆転し、正回
転時に吸入して外側吸気孔やその近傍の冷却ファンに付
着したダスト等は外側吸気孔より排出される。また、回
転制御装置が判別手段と逆転手段から構成される冷却装
置においては、正回転してから第１の所定時間経過後に
外側ファンが第２の所定時間だけ逆回転され、以下上記
外側ファンの正回転および逆回転が繰り返される。

【０００９】

【発明の実施形態】以下本発明の実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本実施形態の冷却装置１０を具備
した制御盤１の外観図である。制御盤１は鋼板製の箱体
からなり、接続される工作機械を制御する多数の電子部
品が内装されている。この制御盤１は図略の扉を有し開
閉可能に構成されているが、ダストやオイルミスト等の
混入を防止するため扉を閉めた状態では密閉されるよう
になっている。

【００１０】冷却装置１０は、図２および図３に示すよ
うに、鋼板製の箱体からなる本体１１が制御盤１の正面
板２に形成された取付窓３に固定されている。本体１１
内部中央には冷却フィン１２が固定されており、本体１
１の内部を２つの区画室Ａおよび区画室Ｂに区画してい
る。すなわち、冷却フィン１２は図４にその斜視図を示
すように、熱伝導性の良好な材質（例えば、アルミや
鉄）の薄板を長手方向の断面形状を矩形の凹凸状に形成
したものであり、上方には表面の凹部１２ａの一端を閉
塞する閉塞部１３ａが形成され、一方、下方には裏面の
凹部１２ｂの一端を閉塞する閉塞部１３ｂが形成されて
いる。そして、このように形成された冷却フィン１２が
公知のシール材１４を介して本体内に固定され、本体１
１および冷却フィン１２表面の凹部１２ａとで形成され
る区画室Ａと、本体１１および冷却フィン１２裏面の凹
部１２ｂとで形成される区画室Ｂとに区画すると共に、
両区画室Ａ，Ｂ間の空気の流出を防止している（図５の
モデル図参照）。

【００１１】本体１１の区画室Ａ側の側板１１ａには制
御盤１の外部と連通する外側吸気孔１５ａおよび外側排
気孔１６ａが形成されている。外側吸気孔１５ａは前記
冷却フィン１２よりも下方に形成されており、外側排気
孔１６ａは冷却フィン１２の上方部に対向した位置に形
成されている。外側吸気孔１５ａにはモータ１７ａを内
蔵した外側ファン１８ａが取り付けられており、このモ
ータ１７ａを駆動し外側ファン１８ａを正回転すること
により、区画室Ａ内に制御盤１外部の冷気を循環させる
ようになっている。すなわち、制御盤１外部の冷気は、
外側ファン１８ａにより外側吸気孔１５ａから吸気さ
れ、本体１１と冷却フィン１２表面の凹部１２ａにて形
成される区画室Ａを通り、外側排気孔１６ａより排気さ
れるようになっている。なお、モータ１７ａは後述する
ように逆転可能に配線されている。

【００１２】また、本体１１の区画室Ｂ側の側板１１ｂ
には制御盤１の内部と連通する内側吸気孔１５ｂおよび
内側排気孔１６ｂが形成されている。内側吸気孔１５ｂ
は前記冷却フィン１２よりも上方に形成されており、内
側排気孔１６ｂは冷却フィン１２の下方部に対向した位
置に形成されている。内側吸気孔１５ｂにはモータ１７
ｂを内蔵した内側ファン１８ｂが取り付けられており、
このモータ１７ｂを駆動し内側ファン１８ｂを正回転す
ることにより、区画室Ｂ内に制御盤１内部の暖気を循環
させるようになっている。すなわち、制御盤１外部の冷
気は、外側ファン１８ａにより外側吸気孔１５ａから吸
気され、本体１１と冷却フィン１２表面の凹部１２ａに
て形成される区画室Ａを通り、外側排気孔１６ａより排
気されるようになっている。なお、上述した外側ファン
１８ａおよび内側ファン１８ｂはそれぞれ２つづつ設け
られている。

【００１３】上記モータ１７ａ，１７ｂは制御盤１内に
設けられた、プログラマブルコントローラ（以下、ＰＣ
という）に接続され、その回転が時間的に制御されるよ
うになっている。このＰＣは、主に制御盤１に接続され
る図略の工作機械の制御に使用され、この一部の機能を
利用してモータ１７ａ，１７ｂの制御を行うようにして
いる。なお、このＰＣが請求項における回転制御手段
（判別手段および逆転手段）を構成している。

【００１４】以下、図６から図９のシーケンス回路に基
づき、モータ１７ａ，１７ｂの動作について説明する。
図６において、制御盤１に設けた運転スイッチＳＷ（図
１においては図略）の接点が閉成されると継電器Ｋ１が
励起され、常開接点Ｋ１１が閉成されて自己保持される
と共に、常開接点Ｋ１２が閉成されてＰＣの入力部の継
電器Ｒ１が励磁される。すると、図７に示したＰＣ内部
のラダー回路にしたがって、継電器Ｒ１の励磁により常
開接点Ｒ１１が閉成して継電器Ｄ１が励起される。これ
により、常開接点Ｄ１１からＤ１５が閉成され、内部タ
イマＴ２が作動すると共に、継電器Ｗ１および継電器Ｗ
２が励磁される。すると、図８に示した、ＰＣの出力部
の常開接点Ｗ１２，Ｗ２２が閉成され、継電器ＣＲ１お
よび継電器ＣＲ２が励磁される。これにより、図９に示
した常開接点ＣＲ１１，ＣＲ１２，ＣＲ２３が閉成され
るとともに常閉接点ＣＲ２２が開成され、モータ１７ｂ
は正回転されるとともにモータ１７ａは逆回転される。

【００１５】上記内部タイマＴ２が所定時間（第２の所
定時間で例えば５分）経過しタイムアップすると、図７
にて、常開タイマ接点Ｔ２１が閉成して内部タイマＴ３
が作動すると共に、常閉タイマ接点Ｔ２２が開成して継
電器Ｗ２の励磁が解除される。すると、図８にて常開接
点Ｗ２２の閉成状態は解除されて継電器ＣＲ２の励磁が
解除される。これにより、図９にて常開接点ＣＲ２３の
閉成状態が解除されると共に常閉接点ＣＲ２２の開成状
態が解除されモータ１７ａは停止される。

【００１６】図７にて上記内部タイマＴ３が所定時間
（例えば１分）経過しタイムアップすると、常開タイマ
接点Ｔ３１が閉成されて内部タイマＴ４が作動すると共
に、常開タイマ接点Ｔ３２が閉成されて継電器Ｗ３が励
磁される。すると、図８にて常開接点Ｗ３２が閉成され
る。この時点においては、図７の継電器Ｗ１は励磁状態
が保持され、継電器ＣＲ２の励磁は解除されているの
で、図８の継電器ＣＲ１および継電器ＣＲ３が励磁状態
になる。これにより、図９にて常開接点ＣＲ１１，ＣＲ
１２，ＣＲ３２が閉成状態になると共に常閉接点ＣＲ２
２，ＣＲ３３が開成状態となり、モータ１は正回転が継
続されると共にモータ１７ａは正回転される。

【００１７】図７にて上記内部タイマＴ４が所定時間
（第１の所定時間で例えば８時間）経過しタイムアップ
すると、常開タイマ接点Ｔ４１が閉成されて内部タイマ
Ｔ５が作動されると共に、常閉タイマ接点Ｔ４２が開成
されて継電器Ｗ３の励磁が解除される。すると、図８の
常開接点Ｗ３２の閉成状態が解除されて継電器ＣＲ３の
励磁が解除される。これにより、図９の常開接点ＣＲ３
２の閉成状態が解除されモータ１７ａの回転が停止され
る。この場合にも、モータ１７ｂの回転は継続される。

【００１８】図７にて上記内部タイマＴ５が所定時間
（例えば１分）経過しタイムアップすると、常閉タイマ
接点Ｔ５が開成され、継電器Ｄ１の励磁状態が解除され
て上記全継電器が初期状態となり、以下、上記動作を繰
り返すようになっている。また、上述した動作中に図６
の停止スイッチＳＳを押すと継電器Ｒ１の励磁状態が解
除される。すると、図７の常開接点Ｒ１１，Ｒ１３の閉
成状態が解除されると共に常閉接点Ｒ１２の開成状態が
解除されて内部タイマＴ１が作動されるが、内部タイマ
Ｔ１が所定時間（例えば３０分）経過しタイムアップし
て常閉タイマ接点Ｔ１１が開成するまでは上記動作を継
続し、内部タイマＴ１がタイムアップすると両モータ１
７ａ，１７ｂの回転が停止される。

【００１９】上述した構成において、図５の概念図およ
び図１０のタイムチャートを用いて本実施形態の冷却装
置１０の動作を説明する。まず、時刻ｔ０にて運転スイ
ッチＳＷが押されると、図１０に示すようにモータ１７
ｂ（内側ファン１８ｂ）は正回転されると共に、モータ
１７ａ（外側ファン１８ａ）は逆回転される。すると、
図５に示すように、冷却装置１０の区画室Ｂ内部では実
線矢印Ｙ１の方向に制御盤１内部の空気が循環され、区
画室Ａ内部では破線矢印Ｙ３の方向に制御盤１外部の空
気が循環される。すなわち、区画室Ａでは、制御盤１外
部の空気が外側排気孔１６ａから吸気され区画室Ａ内を
通って外側吸気孔１５ａより排気される。このため、外
側吸気孔１５ａやこの付近の冷却フィン１２に付着した
ダスト等が冷却装置１０（制御盤１）外に排出される。

【００２０】時刻ｔ０から所定時間（内部タイマＴ２の
設定時間で例えば５分）が経過した時刻ｔ１でモータ１
７ａは一旦（内部タイマＴ３の設定時間で例えば１分）
停止される。これは惰性で回転する外側ファン１８ａが
停止するまでの時間を考慮したものである。ただし、こ
の場合にも内側ファン１８ｂの正回転は継続される。す
ると、時刻ｔ２から外側ファン１８ａ（モータ１７ａ）
の正回転が開始される。すなわち、図５に示すように、
区画室Ａ内部の空気の循環は実線矢印Ｙ２に変更され
る。これにより、区画室Ａ内部には電子部品の発熱によ
り温度の上昇した制御盤１内の暖気が循環され、区画室
ｂ内部には制御盤１外部の冷気が循環される。そして、
この区画室Ａ内を循環する暖気と区画室Ｂ内を循環する
冷気とが冷却フィン１２を介して熱交換されるため区画
室Ｂ内の暖気が冷却されされるとともに温められた区画
室Ａ内の空気が制御盤１外部に排気されることにより制
御盤１内部の冷却が行われる。本実施形態の冷却装置１
０においては、外側ファン１８ａが外側吸気孔１５ａに
取り付けられているため、外側吸気孔より吸気される外
気の吸入速度が速いため、この外気と一緒に吸入される
ダスト等が外側吸気孔１５ａやこの付近の冷却フィン１
２に付着しづらくなっている。

【００２１】そして、時刻ｔ２から所定時間（内部タイ
マｔ４の設定時間で例えば８時間）経過した時刻ｔ３に
なると、再び外側ファン１８ａは一旦（内部タイマｔ５
の設定時間で例えば１分）停止され、この後上述したよ
うに外側ファン１８ａの逆回転および正回転を繰り返す
ようになっている。なお、本実施形態の冷却装置１０に
おいては、停止スイッチＳＳを押してから所定時間（内
部タイマＴ１の設定時間で例えば３０分）は両ファン１
７ａ，１７ｂの回転は停止されないようになっている。
したがって、例えば、時刻ｔ５にて停止スイッチＳＳを
押し、内部タイマＴ１の設定時間より短い時間（時刻ｔ
６）に再び運転スイッチＳＷを押した場合には、両ファ
ン１７ａ，１８ｂの回転は停止されることなく運転は継
続される。また、停止スイッチＳＳを押してから（時刻
ｔ７）再び運転スイッチＳＷを押すまで（時刻ｔ９）時
間が内部タイマＴ１の設定時間よりも長い場合には、停
止スイッチＳＳを押してから内部タイマＴ１の設定時間
経過後の時刻ｔ８に両ファン１８ａ，１８ｂは停止され
るようになっている。

【００２２】以上に述べたように本実施形態の冷却装置
１０は、外側ファン１８ａを所定時間間隔毎に逆転する
ようにしたため、外側吸気孔１５ａ付近に付着したダス
ト等を排出できるため、清掃等のメンテナンスを行うこ
となく長期的に使用できるといった効果がある。また、
外側吸気孔１５ａの近傍に外側ファン１８ａを設けたこ
とにより、制御盤１外部から吸入されるダスト等の吸入
速度が速いため、ダスト等が外側吸入孔１５ａやその付
近の冷却フィン１２に付着しにくい構造となっている。
さらに、外側吸気孔１５ａにフィルタ等を設ける必要が
ないため冷却効率の低下もないといった利点もある。

【００２３】なお、上述した実施形態の冷却装置１０に
おいては、冷却フィン１２が長手方向の断面が矩形凹凸
の形状のものを使用しているが形状は適宜変更してよ
く、例えば波形のものを使用しても構わない。また、本
実施形態においては制御盤１に内装されたプログラマブ
ルコントローラＰＣの機能を利用して外側ファン１８ａ
の正逆回転の制御を行うようにしているが、専用の制御
装置を設けても構わない。

【００２４】さらに、本実施形態においては回転制御手
段として、時間により外側ファン１８ａの正逆回転を制
御しているが、たとえば、区画室Ａ内のダストの量を検
出するセンサーや区画室Ａの空気の流量を検出するセン
サを設け、これらのセンサによりダストの付着が検出さ
れた場合に外側ファン１８ａを逆回転するようにしても
構わない。また、単に外側ファン１８ａの正逆回転を切
り換える切り換えボタンを設けるだけでも良い。

【００２５】

【発明の効果】以上に述べたように本発明の制御盤の冷
却装置は、通常の正回転される外側ファンを、例えば時
間の経過により、逆回転可能にしたため、外側吸気孔や
その近傍の冷却ファンに付着したダストが外側吸気孔か
ら冷却装置外へ排出されるため、外側吸気孔や冷却ファ
ン等のダストを除去するといったメンテナンスが不要と
なり長期使用が可能であるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である冷却装置が装着された
制御盤の外観図である。

【図２】本発明の実施形態である冷却装置の正面断面図
である。

【図３】本発明の実施形態である冷却装置の側面断面図
である。

【図４】冷却フィンを示した斜視図である。

【図５】冷却装置の動作を示した概念図である。

【図６】モータ駆動用のシーケンス回路である。

【図７】モータ駆動用のシーケンス回路である。

【図８】モータ駆動用のシーケンス回路である。

【図９】モータ駆動用のシーケンス回路である。

【図１０】モータの駆動を示したタイムチャートであ
る。

【図１１】従来の冷却装置を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 制御盤 １０ 冷却装置 １１ 本体 １２ 冷却フィン １５ａ 外側吸気孔 １５ｂ 内側吸気孔 １６ａ 外側排気孔 １６ｂ 外側排気孔 １７ａ，１７ｂ モータ １８ａ 外側ファン １８ｂ 内側ファン Ａ，Ｂ 区画室 ＰＣ プログラマブルコントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を収納した箱体である制御盤に
   設置され、前記制御盤外部の冷気と前記制御盤内部の暖
   気との間で熱交換を行うことにより前記制御盤内部の冷
   却を行う制御盤の冷却装置において、前記制御盤に設置
   された箱体であり、高熱伝導部材からなる冷却フィンよ
   って２つの区画室に区画された本体と、前記区画室の一
   方に設けられ前記制御盤の内部に連通する内側吸気孔お
   よび内側排気孔と、前記区画室の他方に設けられ前記制
   御盤の外部に連通する外側吸気孔および外側排気孔と、
   前記区画室の一方に前記制御盤内部の暖気を循環させる
   内側ファンと、前記区画室の他方に前記制御盤外部の冷
   気を循環させる外側ファンと、前記外側ファンの正回転
   と逆回転との切り換えを制御する回転制御手段とを備え
   たことを特徴とする制御盤の冷却装置。
2. 【請求項２】 前記回転制御手段が前記外側ファンを正
   回転させてから第１の所定時間が経過したか否かを判別
   する判別手段と、前記判別手段により前記第１の所定時
   間が経過したと判別された場合に前記外側ファンを第２
   の所定時間の間逆回転させる逆転手段とからなる前記請
   求項１に記載の制御盤の冷却装置。