WO2018092648A1 - 制御盤 - Google Patents

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WO2018092648A1
WO2018092648A1 PCT/JP2017/040204 JP2017040204W WO2018092648A1 WO 2018092648 A1 WO2018092648 A1 WO 2018092648A1 JP 2017040204 W JP2017040204 W JP 2017040204W WO 2018092648 A1 WO2018092648 A1 WO 2018092648A1
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WO
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plate
top plate
side plate
control panel
heat
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/040204
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
淳史 細川
翔太 佐藤
亮 竹井
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26Casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/30Cabinet-type casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/32Mounting of devices therein
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/56Cooling; Ventilation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to a control panel, and more particularly to a control panel capable of cooling its main body by utilizing the chimney effect of heat generated from internal components.
  • control panels used in power electronics equipment such as elevators have a tendency to be multifunctional and downsized.
  • the temperature of the control panel surface may increase due to heat generated from components mounted inside the control panel. From the viewpoint of avoiding the danger of burns and the like caused by an operator who performs operation and maintenance of the control panel touching the surface of the control panel, it is desired to use a control panel in which the surface temperature does not easily rise.
  • a control panel for discharging heat generated from an electronic component or the like is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-256747 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-194963 (Patent Document 2).
  • the control panel disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-256747 is provided with an inner first housing structure and a second housing structure arranged on the outer side, and a cavity is provided between the two housing structures. It has a configuration.
  • the heat generated by the electronic components disposed in the first housing structure is conducted to the air in the cavity, and is released to the outside by rising in the cavity due to the chimney effect.
  • the control panel disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-194963 is provided so that heat generated from a plurality of functional units stacked in the vertical direction is outside and extends along the stacked vertical direction of the functional units. It is released to the outside by rising from the ventilation passage due to the chimney effect.
  • the control panel disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-256747 has a double structure of the first housing structure and the second housing structure on the side of the housing, which increases the weight of the entire control panel and reduces the cost of the equipment. Soaring. Also, heat generated by electronic components and the like is preferentially transmitted to the rail adjacent to the first housing structure rather than air in the cavity. For this reason, the heat transferred to the rail is easily transferred to the second housing structure and is easily transferred to the surface of the control panel. Also in the control panel of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-194963, if the heat generated in the air in the functional unit is exhausted to the ventilation passage, the heat of the ventilation passage is easily transmitted to the surface of the control panel.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to cool the surface with the outside air without having a configuration in which the manufacturing cost increases, and therefore, the safety of the operator. It is to provide a control panel with improved performance.
  • the control panel of the present invention includes a casing and a plurality of heat generating components.
  • the plurality of heat generating components are arranged inside the housing.
  • the housing includes a top plate, a side plate, and a bottom plate.
  • a plurality of first openings are formed in the top plate.
  • the side plate has a plurality of second openings formed in a region closer to the bottom plate than the top plate.
  • the end of the top plate has a top plate end surface that extends along the surface of the side plate. An outside air path is provided between the top plate end face and the side plate.
  • the plurality of heat generating components are fixed to the casing by a support member disposed inside the casing.
  • the side plate can be naturally air-cooled using the chimney effect, and the heat insulating effect formed by the air layer formed in the outside air path allows the heat generating component and the side plate to be mounted inside the housing.
  • the interval can be reduced.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a top plate in the first embodiment.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 1 in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line BB in FIG. 1 in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line CC in FIG. 1 in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an intake path and an exhaust path in the first embodiment. 3 is a schematic cross-sectional view showing an intake path near a side plate in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 1 in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line BB in FIG. 1 in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a heat conduction path of the regenerative resistor in the first embodiment in an enlarged manner as compared with FIG.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of a top plate in the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 1 in the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line BB in FIG. 1 in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line CC in FIG. 1 in the second embodiment. 6 is a schematic cross-sectional view showing a heat conduction path of a regenerative resistor in Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 1 in the third embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line BB in FIG. 1 in the third embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line CC in FIG. 1 in the third embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 1 in the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an intake path and an exhaust path in the fifth embodiment.
  • a control panel 100 is an apparatus used in a part of power electronics equipment and can be applied to uses other than elevators. It will be described as being for use.
  • the installation location of the control panel 100 differs depending on the shape of the building in which it is installed.
  • the control panel 100 can be installed in various places such as a machine room built on the top floor of the elevator hoistway, a part in the hoistway, and a part where passengers get on and off the elevator.
  • the control panel 100 according to the present embodiment includes an arbitrary control panel 100 capable of mounting a heat generating component therein regardless of the installation location.
  • the outermost frame of the control panel 100 of the present embodiment is constituted by, for example, a substantially rectangular parallelepiped casing 10.
  • the housing 10 includes a top plate 11 disposed on the top surface thereof, that is, the upper portion of FIG. 1, a side plate 12 disposed on the side portion thereof, that is, the front portion and the right side of FIG. And a bottom plate 13 disposed in the lower part.
  • One top plate 11 is disposed at a relatively upper portion of the entire housing 10, and one bottom plate 13 is disposed at a relatively lower portion of the entire housing 10.
  • a total of four side plates 12 are disposed at positions corresponding to the respective sides of the rectangular shape when the top plate 11 is viewed in a plan view from the direction S indicated by the arrow in FIG.
  • the side plate 12 does not necessarily have to be formed by a combination of four separate plate members.
  • the side plate 12 may be formed as a cylindrical side plate 12 facing in all directions by bending a single sheet metal. Good.
  • the control panel 100 is for the purpose of preventing operators and the like who perform operations and maintenance from directly touching the heat-generating parts and charging parts inside thereof, and suppressing the entry of foreign matter from the outside.
  • the heat generating component is surrounded by a housing 10. Since the housing 10 includes the top plate 11, the side plate 12, and the bottom plate 13, the heat generating component can be surrounded from each of the vertical direction, the horizontal direction, and the height direction.
  • the top plate 11, the side plate 12, and the bottom plate 13 constituting the housing 10 are all configured in a plate shape, that is, as a sheet metal by, for example, a steel material.
  • a material having excellent corrosion resistance such as a hot dip galvanized steel plate is used.
  • the plate material used for the top plate 11, the side plate 12, and the bottom plate 13 of the control panel 100 is not necessarily limited to the above-described steel plate depending on the application or use environment of the control panel 100, and for example, a resin material is used. Also good.
  • the thickness is about 0.8 mm to 4.5 mm, and the thickness is determined by the strength required for the housing 10. Further, according to the required specifications of the control panel 100, it is possible to select whether or not the plate material constituting the housing 10 is to be painted.
  • the casing 10 constituting the control panel 100 has a height direction along the vertical direction as compared with a dimension in the vertical direction (depth direction in FIG. 1) along the horizontal direction and a dimension in the horizontal direction (left and right direction in FIG. 1).
  • the dimension (vertical direction in FIG. 1) is large.
  • the dimension in the height direction of the housing 10 is preferably at least twice as long as the shorter dimension in the vertical direction or the horizontal direction.
  • the top plate 11 is arranged at a position closer to the bottom plate 13 than the end of the side plate 12 opposite to the bottom plate 13.
  • the end of the side plate 12 opposite to the bottom plate 13 is the end opposite to the lower side of FIG. 1 where the bottom plate 13 is arranged, that is, the upper end of the side plate 12 of FIG. Means. That is, as shown in FIG. 1, the top plate 11 is arranged at a position below the side plate uppermost part 12 b which is the uppermost part of the side plate 12 in FIG. 1.
  • a top plate 11b which will be described later, of the top plate 11 is disposed below the top plate uppermost portion 12b by, for example, about 50 mm to 150 mm.
  • a plurality of first openings 11 a are formed in the top plate 11. 1 and 2, the top plate 11 has a rectangular shape as shown in FIG. 2 when seen in a plan view from a direction S indicated by an arrow in FIG. 1.
  • a plurality of first openings 11a are formed in the top plate upper surface 11b which is a rectangular flat plate portion in plan view of the top plate 11 so as to penetrate the top plate 11b.
  • Each of the four side plates 12 is formed with a plurality of second openings 12a. The second opening 12 a is formed so as to penetrate the side plate 12.
  • the plurality of first openings 11a and the plurality of second openings 12a are arranged in a matrix, for example, at intervals from each other so as to follow the rectangular shape of the top plate 11 and the side plate 12.
  • these are not limited to being arranged in a matrix, but may be arranged in a row, for example, or may be arranged in a zigzag (staggered) manner at intervals.
  • the zigzag shape means that, for example, a pair of first openings 11a (second openings 12a) adjacent to each other in the vertical direction or the horizontal direction in which the edge of the housing 10 extends in a plan view corresponds to the vertical direction or the horizontal direction. It means that they are arranged alternately so as not to ride on the same straight line extending in the direction.
  • Each of the plurality of first openings 11a and the plurality of second openings 12a has, for example, a rectangular shape, and the size may be 12 mm or less on the short side and 50 mm or more and 100 mm or less on the long side. preferable. If the short side is set to 12 mm or less, foreign matter or an operator's finger from the outside of the control panel 100 can be prevented from entering the control panel 100, and if the long side is set to 50 mm or more and 100 mm or less, the ceiling It is possible to suppress a decrease in the strength of the steel material constituting the face plate 11 and the side plate 12.
  • the first opening portion 11a and the second opening portion 12a are not limited to the rectangular shape described above, and may be, for example, an elliptical shape or a circular shape, or may be processed like an armor window in the opening portion. Good.
  • the orientations of the first opening 11a and the second opening 12a shown in FIGS. 1 and 2 are not limited to those illustrated.
  • the first opening portion 11a and the second opening portion 12a have a vertically long rectangular shape, but may have a horizontally long rectangular shape.
  • the distance between a pair of adjacent openings is preferably about 10 mm or less.
  • the second opening 12 a of the side plate 12 is formed in a region closer to the bottom plate 13 than the top plate 11, that is, in a region below the top plate 11 in FIG.
  • the top plate 11 includes a top plate end surface 11 c below the top plate upper surface 11 b, and the lowest part of the top plate end surface 11 c is the lowermost portion of the top plate 11.
  • a second opening 12a is formed in a lower region of FIG. 1 than a lowermost portion of the top plate end surface 11c (indicated by a dotted line on the side plate 12 in FIG. 1).
  • the second opening 12 a of the side plate 12 is preferably formed in a region closer to the top plate 11 than the bottom plate 13. That is, the second opening 12a is formed in a region on the upper side of FIG. 1 with respect to the bottom plate 13 (indicated by a dotted line on the side plate 12 in FIG. 1).
  • FIGS. 3 to 5 also referring to FIGS. 1 and 2 as appropriate.
  • a plurality of regenerative resistors 15 as heat-generating components are arranged in the housing 10 at intervals.
  • the regenerative resistor 15 is a component that generates the largest amount of heat among the heat generating components in the control panel 100.
  • the regenerative resistor 15 is used to consume power generated during the regenerative operation of the elevator as heat.
  • any high power resistor selected from the group consisting of a metal clad resistor, a cement resistor, and an enamel resistor is used.
  • the amount of heat generated during operation of the regenerative resistor 15 is relatively large, for example, 20 W or more and 300 W or less per one. For this reason, the temperature of the regenerative resistor 15 may reach 100 ° C. or more due to the operation of the regenerative resistor 15.
  • the number of regenerative resistors 15 inside the housing 10 varies depending on the specifications of the elevator in which the control panel 100 is used. Generally, since the regenerative power generated increases as the speed of the elevator increases or the number of elevators increases, the number of necessary regenerative resistors 15 increases.
  • a total of 32 regenerative resistors 15 are arranged inside the housing 10 so that four rows are arranged in the vertical direction and the horizontal direction and arranged in two stages in the height direction. This is the maximum number of regenerative resistors 15 that can be arranged inside the control panel 100.
  • the number of regenerative resistors 15 arranged inside the control panel 100 is related to product specifications and is not limited to the above number.
  • the regenerative resistor 15 has a rectangular parallelepiped shape as an example, but is not limited to such a shape. As shown in FIGS. 3 to 5, when the regenerative resistor 15 has a rectangular parallelepiped shape, it is preferable that the longitudinal direction is arranged along the vertical direction. Although the longitudinal direction of the regenerative resistor 15 may be arranged along the horizontal direction, the heat dissipation when the plurality of regenerative resistors 15 are arranged inside the control panel 100 is due to the effect of natural convection. The case where it arrange
  • the plurality of regenerative resistors 15 are fixed to the housing 10 by a resistor fixing plate 16a as a support member disposed inside the housing 10. That is, the resistor fixing plate 16 a is fixed to the housing 10, whereby the regenerative resistor 15 fixed to the resistor fixing plate 16 a is indirectly fixed to the side plate 12 of the housing 10.
  • the resistor fixing plate 16a is, for example, a rectangular parallelepiped member extending in the left-right direction of FIGS. 3 and 5, that is, the left-right direction of FIG. 1, and is formed of, for example, a steel material similar to that of the housing 10.
  • the resistor fixing plate 16a is disposed at one end and the other end of the regenerative resistor 15 extending in the vertical direction as shown in FIG. That is, the regenerative resistor 15 is fixed to the resistor fixing plate 16a by screws or the like at one end and the other end thereof. Since the two stages of regenerative resistors 15 are arranged in the vertical direction, a total of four stages of resistor fixing plates 16a for fixing one end and the other end of each stage are arranged in the vertical direction.
  • the four regenerative resistors 15 arranged in the left-right direction in FIG. 3 are all fixed to the same resistor fixing plate 16a extending in the left-right direction in FIG.
  • the regenerative resistors 15 arranged in four rows in the depth direction in FIG. 3 are fixed to the resistor fixing plates 16a arranged so as to extend in the four rows in the depth direction and in the left-right direction. Therefore, in the present embodiment, the resistor fixing plates 16a are arranged in four rows in the depth direction of FIG. 1 and four rows in the vertical direction of FIG.
  • Each of the 16 resistor fixing plates 16 a extends, and one end and the other end in the left-right direction in FIG. 3 and the like are fixed to the side plate 12.
  • the first spacer 17 is sandwiched between the side plate 12 and the end portion of the resistor fixing plate 16a, and the resistor fixing plate 16a is fixed to the side plate 12 by the first screw 18.
  • the regenerative resistor 15 is fixed to the housing 10 (side plate 12).
  • a first spacer 17 (spacer) is disposed between the side plate 12 and the resistor fixing plate 16a.
  • the edge part which contacts the 1st spacer 17 of the resistor fixing plate 16a becomes an aspect which bent the steel material (sheet metal) as a constituent material partially.
  • the end of the resistor fixing plate 16 a is fixed to the side plate 12 by the first screw 18.
  • Each of the plurality of regenerative resistors 15 is provided with wiring or wiring connection terminals for electrical connection with other devices. Arbitrary resistance values and power capacities can be obtained from the regenerative resistor 15 by connecting these wirings or wiring connection terminals in series or in parallel.
  • all of the plurality of regenerative resistors 15 extend along the vertical direction, and the regenerative resistors 15 are arranged so that the extending direction in the longitudinal direction is not different.
  • the present invention is not limited thereto, and for example, the upper regenerative resistor 15 and the lower regenerative resistor 15 in FIGS. 3 and 4 may be arranged so that the extending directions in plan view are different by 90 °.
  • the direction in which the longitudinal direction of the regenerative resistor 15 in the part extends may be different from the direction in which the other regenerative resistor 15 extends in the longitudinal direction.
  • the first spacer 17 is preferably formed of a material such as a resin having a relatively low thermal conductivity.
  • the first spacer 17 may be provided as a member formed with a female screw that can be fitted to the first screw 18 as shown in FIGS. 3 and 5, for example, or the first spacer 17 may be formed by stacking a plurality of washers.
  • the spacer 17 may function.
  • the first spacer 17 may have a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 3 or the like, but is not limited thereto.
  • the size of the first spacer 17 is preferably about the same as the cross-sectional area of the first screw 18 in order to reduce heat conduction to the side plate 12.
  • the size of the first spacer 17 in plan view is preferably not less than 2 times and not more than 10 times the size of the first screw 18 that is a fixing member in plan view. More specifically, the first spacer 17 shown in FIG. 3 and the portion where the first spacer 17 of the first screw 18 is fitted to the outside (the portion where the male screw other than the screw head is formed) are shown in FIG. It is assumed that the outer shape when viewed from above, that is, from the direction perpendicular to the side plate 12, is circular. At this time, the outermost diameter A of the first spacer 17 is preferably not less than 2 times and not more than 10 times the outermost diameter B of the first screw 18.
  • the inner shape of the first screw 18 in which the first spacer 17 is fitted on the outside thereof (the part in which the male screw is formed) in a plan view is circular.
  • the innermost diameter of the first spacer 17 is preferably 1 to 1.1 times the outermost diameter of the first screw 18.
  • the resistor fixing plate 16a may be fixed to the side plate 12 by a first screw 18 as a general-purpose product that is generally used. However, the resistor fixing plate 16a is fixed by another joining member such as a rivet instead of the first screw 18. Alternatively, a tape or an adhesive may be used.
  • the top plate 11 has a top plate top surface 11b and a top plate end surface 11c.
  • the top plate upper surface 11b is a rectangular flat plate portion that can be seen when the top plate 11 incorporated as the housing 10 is viewed in a plan view from the direction S indicated by the arrow in FIG.
  • the top plate end surface 11c is a region formed by being bent so as to be substantially orthogonal to the top plate upper surface 11b at each rectangular portion constituting the top plate upper surface 11b. Since the top plate end face 11 c is substantially orthogonal to the top plate top surface 11 b, the top plate end face 11 c extends along the surface of the side plate 12.
  • top plate end faces 11c extend from the rectangular sides of the top plate 11b. These top surface plate end surfaces 11c are opposed to each of the four side plates 12 in total. The top plate end surface 11c is disposed below the top plate upper surface 11b in FIG.
  • the top plate end surface 11c does not need to be formed by bending each side of the top plate upper surface 11b.
  • each side of the top plate upper surface 11b is orthogonal to each side of the top plate upper surface 11b.
  • a structure in which rectangular metal plates are joined may be used.
  • the top plate 11 has a rectangular shape slightly smaller than the rectangular shape formed by the four side plates 12 in plan view. That is, a gap is provided between each of the four top plate end faces 11c arranged at the outermost edge in plan view of the top plate 11 and each of the four side plates 12 facing the top plate end face 11c. A portion of the gap between the side plate 12 and the top plate end surface 11c facing the side plate 12 serves as an outside air path 21 having a certain width by the second screw 20 with the second spacer 19 interposed therebetween. That is, the top plate 11 is fixed to the housing 10 (side plate 12) by the second spacer 19 and the second screw 20.
  • a second spacer 19 (spacer) is disposed between the side plate 12 and the top plate 11, and the second spacer 19 causes an outside air path between the side plate 12 and the top plate 11. 21 is provided.
  • the first spacer 17 and the second spacer 19 are disposed between the side plate 12 and at least one of the top plate 11 and the resistor fixing plate 16a.
  • all of the four top plate end surfaces 11c extend from the top plate top surface 11b downward in FIG. 3 or the like, for example, about 50 mm or more and 150 mm or less.
  • the second spacer 19 is preferably formed of a resin having a relatively low thermal conductivity, but may be formed of a metal material as long as it is small.
  • the second spacer 19 may be provided as a member in which a female screw that can be fitted to the second screw 20 is formed, or a plurality of washers are stacked to form the second spacer 19. It may be made to function as.
  • the second spacer 19 may have a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 3 or the like, but is not limited thereto.
  • the second spacer 19 and the second screw 20 also have the same relationship as the first spacer 17 and the second screw 18 described above.
  • the size of the second spacer 19 is preferably about the same as the cross-sectional area of the second screw 20 in order to reduce the heat conduction to the side plate 12.
  • the size of the second spacer 19 in a plan view is preferably not less than 2 times and not more than 10 times the size of the second screw 20 as a fixing member in a plan view. More specifically, the second spacer 19 shown in FIG. 3 and the portion where the second spacer 19 of the second screw 20 is fitted to the outside (the portion where the male screw other than the screw head is formed) are shown in FIG.
  • the outer shape when viewed from above, that is, from the direction perpendicular to the side plate 12, is circular.
  • the outermost diameter A of the second spacer 19 is preferably not less than 2 times and not more than 10 times the outermost diameter B of the second screw 20.
  • the inner shape of the second screw 20 in which the second spacer 19 is fitted to the outside is a circle.
  • the innermost diameter of the second spacer 19 is preferably 1 to 1.1 times the outermost diameter of the second screw 20.
  • the side plate 12 and at least one of the top plate 11 and the resistor fixing plate 16a are fixed by the first screw 18 and the second screw 20 as fixing members. That is, the side plate 12 and the resistor fixing plate 16 a are fixed by the first screw 18, and the side plate 12 and the top plate 11 are fixed by the second screw 20.
  • top plate 11 may be fixed to the side plate 12 by a second screw 20 as a general-purpose product that is generally used, but may be fixed by another joining member such as a rivet instead of the second screw 20.
  • a tape or an adhesive may be used.
  • top plate end surface 11c and the side plate 12 are not restricted to the structure which fixes the top plate end surface 11c and the side plate 12 using the 2nd spacer 19 and the 2nd screw 20 as shown in FIG. 3, for example, the top plate end surface 11c and the side plate 12 mutually Any method that can be fixed to form the outside air path 21 at an interval is applicable.
  • the top plate 11 and the side plate 12 constituting the housing 10 are basically fixed to each other by the second spacer 19 and the second screw 20.
  • the resistor fixing plate 16 a and the side plate 12 are fixed to each other by the first spacer 17 and the first screw 18. That is, in the present embodiment, a spacer is arranged between the side plate 12 and at least one of the top plate 11 and the resistor fixing plate 16a.
  • the side plate 12 and the bottom plate 13 are fixed to each other with a screw or the like (without a spacer).
  • the bottom plate 13 is not provided with openings corresponding to the first opening 11 a and the second opening 12 a in the top plate 11 and the side plate 12.
  • an opening for penetrating the wiring and the like may be formed in the bottom plate 13.
  • the control panel 100 of the present embodiment cools the regenerative resistor 15 and the housing 10 by natural air cooling rather than forced air cooling using a fan or the like. It has a structure.
  • the control circuit and other constituent circuits for operating the elevator such as an inverter are not the control panel 100 but a separate control panel. However, the control circuit, an inverter, and the like may be mounted on the lower part of the control panel 100 in the vertical direction.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional aspect of the portion along the line AA in FIG. 1, similarly to FIG.
  • buoyancy is generated in the air around regenerative resistor 15 when a plurality of regenerative resistors 15 inside case 10 generate heat.
  • an air intake path A ⁇ b> 1 is created through which the outside air is sucked from the outside of the housing 10 to the inside of the housing 10 through the second openings 12 a provided in the side plates 12.
  • the outside air sucked into the housing 10 by the intake path A1 flows vertically upward in the housing 10 by the buoyancy, and the housing 10 by the exhaust path A2 passing through the first opening 11a of the top plate 11. Exhausted outside.
  • the chimney effect of the entire control panel 100 is increased by making the height dimension along the vertical direction larger than the vertical and horizontal dimensions along the horizontal direction of the casing 10. Accordingly, the effect of efficiently cooling the side plate 12 by the outside air intake path A1 can be enhanced, and there is no need to add a cooling device such as a fan.
  • the top plate 11 has a plurality of first openings 11 a and the side plate 12 has a plurality of second openings 12 a. Due to the chimney effect caused by these, the flow of outside air is generated by the intake path A1 and the exhaust path A2 as shown in FIG.
  • the side plate 12 is naturally cooled by the outside air flowing through the intake path A1. For this reason, the side plate 12 can be efficiently cooled without adding a cooling device such as a fan. Heat generated by the regenerative resistor 15 in the control panel 100 is released to the outside of the housing 10 by the outside air flowing through the exhaust path A2. For this reason, the inside of the housing 10 can be efficiently cooled without adding a cooling device such as a fan.
  • the top plate 11 becomes the exhaust path A2 where the temperature rises after the regenerative resistor 15 is cooled. For this reason, the top plate 11 has a temperature distribution having a temperature gradient in which the central portion in plan view of the top plate top surface 11b has the highest temperature and the temperature decreases concentrically therefrom.
  • the top plate 11 particularly the top plate top surface 11b of the top plate 11 is disposed at a position lower than the side plate uppermost part 12b. For this reason, it has a structure in which the operator or the like cannot easily touch the top plate 11b.
  • the configuration is such that heat once riding on the flow of the outside air composed of the intake path A1 and the exhaust path A2 is prevented from being transmitted again to the side plate 12.
  • the effect which suppresses the temperature rise of the side plate 12 is acquired also by this.
  • the top plate 11 is disposed below the side plate uppermost portion 12b, but the side plate 12 is below the top plate 11 (the lowermost portion of the top plate end surface 11c).
  • the second opening 12a is formed only in the region. Thereby, it can be excluded that the hot outside air that has passed through the first opening 11 a of the top plate 11 is exhausted from the second opening 12 a of the side plate 12 again.
  • the second opening 12a is not exhausted, and the second opening 12a serves as an inlet for cooling the side plate 12 by ambient air. For this reason, the temperature rise of the side plate 12 can be suppressed. Since the bottom plate 13 is not provided with an opening, an intake path from the bottom plate 13 does not occur. Therefore, the intake air amount from the intake path A1 of the side plate 12 is further increased, and the cooling performance of the side plate 12 is improved. Can be made. Although it is highly necessary to cool the side plate 12 so that it is not touched by the operator's hand, the bottom plate 13 is separated from the regenerative resistor 15 that is a heat-generating component, and is unlikely to rise in temperature. This is because it is not assumed.
  • the top plate 11 has a top plate top surface 11b and a top plate end surface 11c extending downward in the vertical direction therefrom.
  • the top plate end surface 11c is disposed so as to surround a region overlapping with the top plate upper surface 11b (just below the top plate upper surface 11b). That is, a region immediately below the top plate upper surface 11b surrounded by the top plate end surface 11c is a spatial region.
  • the outside air passing through the intake passage A1 and the exhaust passage A2 reaches the space region surrounded by the top plate end surface 11c and flows from there to the side plate 12 side. Therefore, the air flows straight to the top surface 11b side and flows to the outside of the housing 10 from the exhaust path A2. Therefore, the heat exhaust path in the control panel 100 can be limited to the exhaust path A2 from the top plate 11b. As a result, the heat in the housing 10 can be prevented from being transmitted to the side plate 12.
  • the top plate 11 has a top plate top surface 11 b and a top plate end surface 11 c, and an outside air path 21 is provided between the top plate end surface 11 c and the side plate 12.
  • FIG. 7 which is a schematic sectional view of a portion along the same line AA as in FIG. 3, the flow of the outside air rising up the outside air path 21 functions as the first intake path A1a.
  • a part of the intake path A1 from the second opening 12a of the side plate 12 below the outside air path 21 functions as the second intake path A1b.
  • the intake path A1 includes two types of the first intake path A1a and the second intake path A1b.
  • the flow of the outside air passing through the first intake passage A1a forms a heat insulating layer in the outside air passage 21 between the top plate 11c and the side plate 12. For this reason, the first intake path A1a flowing through the outside air path 21 can suppress the heat of the top plate 11 from being transmitted to the side plate 12.
  • the outside air passing through the second intake path A1b adjacent to the side plate 12 also in the region below the outside air path 21. Is formed.
  • the flow of outside air passing through the second intake path A1b forms a heat insulating layer between the regenerative resistor 15 and the side plate 12, and suppresses the heat of the regenerative resistor 15 from being directly transmitted to the side plate 12. Can do.
  • a heat insulating layer is formed by the first intake path A1a and the second intake path A1b.
  • the plurality of regenerative resistors 15 are fixed to the housing 10 by a resistor fixing plate 16a disposed inside the housing 10.
  • a resistor fixing plate 16a disposed inside the housing 10.
  • a route H1 is generated.
  • the heat generated from the regenerative resistor 15 includes two types, a path that conducts heat to the surrounding air and a heat conduction path H1 that is transmitted to the side plate 12.
  • a first spacer 17 fixed by a first screw 18 is disposed between the side plate 12 and the resistor fixing plate 16a.
  • a second spacer 19 fixed by a second screw 20 is disposed between the side plate 12 and the top plate 11. Also by this, the temperature rise of the side plate 12 due to the heat conduction path from the top plate 11 to the side plate 12 can be suppressed.
  • the method is not limited to the method using such a spacer. For example, by making the contact area between the resistor fixing plate 16a and the side plate 12 smaller than the area shown in FIG. The heat conduction may be suppressed.
  • the second spacer 19 described above, it is possible to provide an outside air path 21 as a gap between the side plate 12 and the top plate end surface 11c. Therefore, the second spacer 19 can generate a heat insulating layer in the outside air path 21 as described above, and as a result, the control panel 100 can be downsized.
  • the regenerative resistor 15 and the side plate 12 in the left-right direction in FIG. 8 becomes very narrow, the regenerative resistor 15 and the side plate 12 come into contact with each other, and heat conduction and heat radiation are caused by the contact. This may cause the temperature of the side plate 12 to rise. Or the width
  • a plurality of the first openings 11a of the top plate 11 and the second openings 12a of the side plates 12 are formed so that the distance between them is about 10 mm or less. In this way, the ratio of the area of the portion where the first opening portion 11a and the second opening portion 12a are formed to the respective areas of the top plate 11 and the side plate 12 can be sufficiently increased. The exhaust function of the first opening 11a and the intake function of the second opening 12a can be sufficiently enhanced.
  • FIG. 9 The configuration of each part of the control panel 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 12 (also referring to FIG. 1 as appropriate).
  • a housing 10 including a top plate 11, a side plate 12, and a bottom plate 13 is provided.
  • a plurality of regenerative resistors 15 are installed in four rows in the vertical direction and in the horizontal direction, two stages in the height direction, for a total of 32 units.
  • the top plate 11 is fixed to the side plate 12 with a second screw 20 through a second spacer 19, and the configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the following description is omitted for parts having the same configuration as in the first embodiment, and the parts different from the first embodiment are described below.
  • the plurality of regenerative resistors 15 are fixed to the housing 10 by a top surface resistor fixing plate 16b as a fixing plate disposed inside the housing 10.
  • the top surface resistor fixing plate 16b is a flat plate-like member extending in the vertical direction of FIGS. 10 and 11, that is, in the vertical direction of FIG. 1, and is formed of, for example, a steel material similar to that of the housing 10.
  • each of the top surface resistor fixing plates 16b is fixed to the vertical extending portion 16b1 extending in the vertical direction of FIG. 1 and fixed to the regenerative resistor 15 and the top surface plate upper surface 11b.
  • a top plate fixing part 16b2 is fixed to the vertical extending portion 16b1 extending in the vertical direction of FIG. 1 and fixed to the regenerative resistor 15 and the top surface plate upper surface 11b.
  • the vertically extending portion 16b1 is a portion that can be seen when the top surface resistor fixing plate 16b is viewed from the front side as shown in FIG. 10, and two regeneratively arranged in the vertical direction when viewed from the front side of FIG.
  • Each of the resistors 15 is a portion fixed by a screw or the like.
  • the top plate fixing portion 16b2 is a portion formed by bending the top resistor fixing plate 16b so as to be substantially orthogonal to the vertical extending portion 16b1, and the top plate is formed by the third screw 23. 11 (top plate upper surface 11b) and a fixed portion.
  • the top resistor fixing plate 16b when viewed from the direction of the side plate 12 of FIG. 1, the top resistor fixing plate 16b is generally L-shaped by a vertically extending portion 16b1 and a top plate fixing portion 16b2. It has a shape. However, from the viewpoint of further improving the strength of the resistor fixing plate 16b for the top surface, a structure in which a reinforcing rib or the like is provided may be used.
  • Each top resistor fixing plate 16b is fixed to two regenerative resistors 15 in the vertical direction. Therefore, the pair of regenerative resistors 15 adjacent to each other in the left-right direction in FIG. 10 and the pair of regenerative resistors 15 adjacent to each other in the left-right direction in FIG. It is fixed. Accordingly, as shown in FIG. 12, in order to fix each of the 32 regenerative resistors 15, a total of 16 top surface resistor fixing plates 16b are installed in four rows in the vertical and horizontal directions. . However, all of the 32 regenerative resistors 15 may be fixed to the top plate 11 by separate top resistor fixing plates 16b. Alternatively, conversely, a larger number of regenerative resistors 15 than those shown in FIGS. 10 and 11 may be fixed to one top surface resistor fixing plate 16b. The number can be reduced.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the plurality of regenerative resistors 15 are fixed to the top plate 11 by the top resistor fixing plate 16b.
  • a resistor fixing plate 16 a fixed to the regenerative resistor 15 is fixed to the side plate 12 with the first spacer 17 interposed therebetween.
  • a heat conduction path H1 as shown in FIG. 8 is formed, and part of the heat generated by the regenerative resistor 15 is transmitted to the side plate 12, and there is a concern that the temperature of the side plate 12 increases.
  • the heat transmitted through the heat conduction path H1 partially remains even if the first spacer 17 is interposed.
  • the amount of heat generated and the number of mounted regenerative resistors 15 are large, the amount of heat transmitted through the heat conduction path H1 increases, and the temperature rise of the side plate 12 may increase.
  • the method of fixing the regenerative resistor 15 to the housing 10 is changed, and the top surface resistor fixing plate 16b is used instead of the resistor fixing plate 16a.
  • the top surface resistor fixing plate 16b the regenerative resistor 15 is fixed to the top surface plate 11, so that the heat conduction path H1 from the regenerative resistor 15 to the side plate 12 as shown in FIG. More specifically, with reference to FIG. 13, the heat of the regenerative resistor 15 is transmitted to the top plate 11 through the heat conduction path H2 that is transmitted through the top resistor fixing plate 16b in the vertical direction.
  • the heat transferred to the top plate 11 turns around as shown on the top plate top surface 11 b in FIG. 13, and may be directed to the side plate 12 side outside the top plate 11.
  • the number of heat generating components that can be mounted and the allowable heat generation amount of the heat generating components can be made larger than those in the first embodiment.
  • top surface resistor fixing plate 16b Since the top surface resistor fixing plate 16b is fixed to the top surface plate 11, it is not necessary to sandwich the first spacer 17 which is disposed when the top surface resistor fixing plate 16b is fixed to the side surface plate 12. This is because heat transfer from the top plate 11 to the side plate 12 can be suppressed as shown in the first embodiment, and even if the temperature of the top plate 11 rises, the influence on the side plate 12 is small. Thus, since it is not necessary to sandwich the first spacer 17, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
  • Embodiment 3 The configuration of each part of the control panel 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 16 (also referring to FIG. 1 as appropriate).
  • a casing 10 including a top plate 11, a side plate 12, and a bottom plate 13 is provided.
  • a plurality of regenerative resistors 15 are arranged in four rows in the vertical and horizontal directions and two in the height direction, for a total of 32 units.
  • the top plate 11 is fixed to the side plate 12 by the second screw 20 through the second spacer 19, and the configuration thereof is the same as that of the first embodiment.
  • the plurality of regenerative resistors 15 are fixed to the housing 10 by heat sinks 16c as fixing plates disposed inside the housing 10.
  • the heat sink 16c is a flat plate member extending in the vertical direction of FIGS. 14 and 15, that is, the vertical direction of FIG. It is fixed to the top plate top surface 11b).
  • the heat sink 16c may have fins 26 for heat dissipation.
  • Each heat sink 16c includes two regenerative resistors 15 in the vertical direction on the base surface that is the main surface of the heat sink 16c, and each of the four rows of regenerative resistors 15 arranged in the left-right direction as viewed from the front of FIG. It is fixed with screws. That is, a total of eight regenerative resistors 15 shown in the front view of FIG. 14 are fixed by one flat heat sink 16c on the back side in FIG. 14 (that is, the right side in FIG. 15). Since this is arranged in four rows in the left-right direction when viewed from the side of FIG. 15, a total of four heat sinks 16 c are fixed to eight regenerative resistors 15 in this embodiment.
  • all 32 regenerative resistors 15 may be fixed to the top plate 11 by separate heat sinks 16c.
  • each heat sink 16c may be fixed with the two regenerative resistors 15 of the up-down direction.
  • the surface of the heat sink 16c where the fins 26 are formed is preferably arranged so as to extend along the vertical direction as shown in FIG.
  • the material of the heat sink 16c is preferably aluminum or copper having higher thermal conductivity than the resistor fixing plate 16a and the top surface resistor fixing plate 16b.
  • the effect of this Embodiment is demonstrated.
  • the heat generated by the regenerative resistor 15 can be effectively radiated to the surrounding air by the heat sink 16c.
  • the heat generating component that can be mounted in the control panel 100 And the allowable heat generation amount of the heat generating component can be made larger than in the first embodiment.
  • heat dissipation silicon may be applied between the heat sink 16c and the regenerative resistor 15 to which the heat sink 16c is fixed, or a heat dissipation sheet may be sandwiched. If it does in this way, the contact thermal resistance between the heat sink 16c and the regenerative resistor 15 can be reduced, and the heat dissipation of the regenerative resistor 15 can be improved.
  • Embodiment 4 FIG. 17 in control panel 100 of the present embodiment, heat shielding sheet 31 or heat diffusion is provided inside control panel 100, specifically, at least a part of the surfaces of side panel 12 and top panel 11.
  • a sheet may be arranged.
  • the heat shield sheet 31 is affixed to a part of the inner wall surface of the side plate 12 and the top plate 11 of the first embodiment shown in FIG.
  • the heat shield sheet 31 may be attached to a part of the inner wall surface of the side plate 12 and the top plate 11 of the second and third embodiments. In this way, the heat transmitted to the housing 10 can be made uniform.
  • Embodiment 5 FIG. Referring to FIG. 18, the configuration of control panel 100 of the present embodiment is basically the same as the configuration of control panel 100 of the first embodiment. However, in the control panel 100 according to the present embodiment, the fan 27 is installed between the bottom plate 13 and the bottom plate 13 side of the resistor fixing plate 16a, that is, the lower portion of the figure. In this respect, the control panel of the present embodiment is different from the control panel 100 of the first embodiment.
  • the fan 27 sucks outside air from the outside of the housing 10 into the inside of the housing 10 through the second opening 12 a of the side plate 12 on the side of the portion where the fan 27 is arranged.
  • Route A3 is generated.
  • the outside air sucked into the housing 10 by the intake path A3 flows vertically upward in the housing 10 due to the buoyancy, and the housing 10 by the exhaust path A4 passing through the first opening 11a of the top plate 11. Exhausted outside.
  • the exhaust path A4 may be the same as the exhaust path A2.
  • the intake path A3 is not limited to the path from the second opening 12a.
  • the intake path A3 may be a path that intakes air from an opening formed in the bottom plate 13 via the fan 27, for example.
  • the fan 27 It is not necessary to install a large fan or one with a high rotation speed as the fan 27.
  • only one DC fan of about 80 mm square may be arranged at the center of the housing 10.
  • the number of fans 27 is not limited to one, and a plurality of fans 27 may be arranged. Further, the fan 27 is not limited to a DC fan, and may be an AC fan.
  • the fan 27 is fixed to the bottom plate 13 via a fixed metal plate 28.
  • the fan 27 is not limited to being fixed to the bottom plate 13.
  • the fan 27 may be fixed to the side plate 12 or the resistor fixing plate 16a.
  • the fan 27 can also be disposed on the top plate 11 side. However, the temperature around the top plate 11 rises due to exhaust. Therefore, the fan 27 is disposed on the bottom plate 13 side in order to reduce the life of the fan 27.
  • the exhaust path A4 is formed by the blowing of the fan 27. For this reason, the chimney effect of the outside air in the entire control panel 100 can be made more effective. Thereby, not only the side plate 12 can be cooled, but also the regenerative resistor 15 arranged at the center of the housing 10 can be cooled. Thereby, the heat generation of the regenerative resistor 15 can be made uniform. If the maximum absolute rated temperature of the regenerative resistor 15 can be lowered by making the heat generated by the regenerative resistor 15 uniform, the number of regenerative resistors 15 used can be reduced and the regenerative resistor 15 can be downsized. Can do.

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Abstract

制御盤は、筐体(10)と、複数の発熱部品(15)とを備える。複数の発熱部品(15)は筐体(10)の内部に配置される。筐体(10)は、天面板(11)と、側面板(12)と、底面板(13)とを含む。天面板(11)には複数の第1の開口部が形成されている。側面板(12)は、天面板(11)よりも底面板(13)側の領域に複数の第2の開口部が形成されている。天面板(11)の端部には側面板(12)の表面に沿うように拡がる天面板端面(11c)を有する。天面板端面(11c)と側面板(12)との間に外気経路が設けられている。複数の発熱部品(15)は、筐体(10)の内部に配置される支持部材(16a)により筐体(10)と固定されている。

Description

制御盤
 本発明は制御盤に関し、特に、内部の部品からの発熱の煙突効果を利用してその本体を冷却することが可能な制御盤に関するものである。
 近年、エレベータなどのパワーエレクトロニクス機器に用いられる制御盤は、多機能化および小型化の傾向にある。これに伴い、制御盤の内部に実装される部品から発生した熱により制御盤表面の温度が上昇することがある。制御盤の操作及び保守を行なう作業者等が制御盤表面に触れることによる熱傷などの危険を回避する観点から、表面温度が上昇しにくい制御盤が用いられることが望まれている。
 電子部品などから発生する熱を排出する制御盤は、たとえば特開平10-256747号公報(特許文献1)および特開2009-194963号公報(特許文献2)に開示されている。特開平10-256747号公報に開示の制御盤は、内側の第一のハウジング構造と、その外側に配置された第二のハウジング構造とを備え、それら2つのハウジング構造の間に空洞が設けられた構成を有している。そして第一のハウジング構造内に配置される電子部品などが発する熱は、空洞内の空気に伝導され、その空洞内を煙突効果により上昇することで外部に放出される。また特開2009-194963号公報に開示の制御盤は、鉛直方向に複数積み上げられた機能ユニットから発生した熱が、その外部にあり機能ユニットの積み上げられた鉛直方向に沿って延びるように設けられた換気通路から煙突効果により上昇することで外部に放出される。
特開平10-256747号公報 特開2009-194963号公報
 特開平10-256747号公報の制御盤は、筐体側面が第一のハウジング構造と第二のハウジング構造との二重構造になるため、制御盤全体の重量が重くなるとともに、設備のコストが高騰する。また電子部品などが発する熱は、空洞内の空気よりもむしろ第一のハウジング構造に隣接するレールに優先的に伝わる。このためレールに伝わった熱は第二のハウジング構造に容易に伝わり、制御盤の表面に伝わりやすくなる。特開2009-194963号公報の制御盤についても、機能ユニット内の空気の発熱が換気通路に排気されれば、その換気通路の熱が制御盤の表面に伝わりやすくなる。
 本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストが高騰する構成を有することなく、その表面を外気により冷却することが可能であり、それゆえ作業者の安全性を向上させた制御盤を提供することである。
 本発明の制御盤は、筐体と、複数の発熱部品とを備える。複数の発熱部品は筐体の内部に配置される。筐体は、天面板と、側面板と、底面板とを含む。天面板には複数の第1の開口部が形成されている。側面板は、天面板よりも底面板側の領域に複数の第2の開口部が形成されている。天面板の端部には側面板の表面に沿うように拡がる天面板端面を有する。天面板端面と側面板との間に外気経路が設けられている。複数の発熱部品は、筐体の内部に配置される支持部材により筐体と固定されている。
 本発明によれば、煙突効果を利用して側面板を自然空冷することができるとともに、外気経路に形成される空気層による断熱効果により、筐体内部に実装される発熱部品と側面板との間隔を小さくすることができる。
本発明の各実施の形態に共通の、制御盤の外観構成を示す概略斜視図である。 実施の形態1における天面板の概略平面図である。 実施の形態1における、図1のA-A線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態1における、図1のB-B線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態1における、図1のC-C線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態1における吸気経路および排気経路を示す概略断面図である。 実施の形態1における側面板付近の吸気経路を示す概略断面図である。 実施の形態1における回生抵抗器の熱伝導経路を図3よりも拡大して示す、概略断面図である。 実施の形態2における天面板の概略平面図である。 実施の形態2における、図1のA-A線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態2における、図1のB-B線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態2における、図1のC-C線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態2における回生抵抗器の熱伝導経路を示す概略断面図である。 実施の形態3における、図1のA-A線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態3における、図1のB-B線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態3における、図1のC-C線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態4における、図1のA-A線に沿う部分の概略断面図である。 実施の形態5における吸気経路および排気経路を示す概略断面図である。
 以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
 実施の形態1.
 まず本発明の各実施の形態に共通の、制御盤の外観構成について図1、および必要に応じて図2を参照しながら説明する。図1を参照して、本実施の形態の制御盤100は、パワーエレクトロニクス機器の一部に用いられる装置であり、エレベータ以外の用途にも適用することができるが、以下では制御盤100はエレベータ用であるものとして説明する。ただし当該制御盤100の設置場所はそれが設置される建物の形状によって異なる。たとえばエレベータの昇降路の最上階に建てられた機械室、昇降路内、エレベータへの搭乗者が乗降する部分など、様々な場所に制御盤100は設置され得る。しかし本実施の形態の制御盤100には、その設置場所には関係なく、内部に発熱部品を実装可能な任意の制御盤100が含まれる。
 本実施の形態の制御盤100は、たとえば概ね直方体状の筐体10によりその最外枠が構成されている。この筐体10は、その天面部すなわち図1の上部に配置される天面板11と、その側部すなわち図1の正面部および右側に配置される側面板12と、その底面部すなわち図1の下部に配置される底面板13とを含んでいる。天面板11は筐体10全体の比較的上部に1枚、底面板13は筐体10全体の比較的下部に1枚、それぞれ配置されている。これに対して側面板12は、天面板11を図1の矢印に示す方向Sから平面視したときの矩形状の各辺に対応する位置に1枚ずつ、合計4枚配置されている。なお側面板12は必ずしも4枚の別個の板材の組み合わせにより構成されなくてもよく、たとえば単一の板金を折り曲げることにより四方に面する筒状の側面板12として形成されたものであってもよい。
 制御盤100は、操作および保守などを行なう作業者等が、その内部の発熱部品および充電部などに直接手を触れないようにすること、ならびに外部からの異物進入を抑制することを目的として、発熱部品の周囲を筐体10で囲む構成としている。筐体10は天面板11と側面板12と底面板13とを含むため、発熱部品を縦方向、横方向、および高さ方向の各方向から取り囲むことができる。
 筐体10を構成する天面板11、側面板12および底面板13は、いずれもたとえば鋼材により板状に、すなわち板金として、構成されている。通常、鋼板の素材としては溶融亜鉛メッキ鋼板などの耐腐食性に優れたものが用いられる。しかし制御盤100の天面板11、側面板12および底面板13に用いられる板材としては、その制御盤100の用途または使用環境によっては、必ずしも上記の鋼板に限らず、たとえば樹脂材料が用いられてもよい。筐体10に溶融亜鉛メッキ鋼板が用いられる場合、その厚みは0.8mm以上4.5mm以下程度であり、当該筐体10に必要な強度によって厚みが決定される。また制御盤100の要求仕様に合わせて、筐体10を構成する板材への塗装の有無を選択することができる。
 制御盤100を構成する筐体10は、水平方向に沿う縦方向(図1の奥行き方向)の寸法、および横方向(図1の左右方向)の寸法に比べて、鉛直方向に沿う高さ方向(図1の上下方向)の寸法が大きい。具体的には、たとえば筐体10の高さ方向の寸法は、縦方向または横方向のいずれか短い方の寸法の2倍以上の長さであることが好ましい。
 天面板11は、側面板12の底面板13と反対側の端部よりも底面板13側の位置に配置されている。ここで側面板12の底面板13と反対側の端部とは、底面板13が配置される図1の下側とは反対側の端部、つまり図1の側面板12の上側の端部を意味する。すなわち図1に示すように、天面板11は、側面板12の図1における最上部である側面板最上部12bよりも下側の位置に配置されている。具体的には、側面板最上部12bよりもたとえば50mm以上150mm以下程度だけ下方(底面板13側)に配置されることが好ましい。このとき、天面板11のうち特に後述する天面板上面11bが、天面板最上部12bよりもたとえば50mm以上150mm以下程度だけ下方に配置されることが好ましい。
 天面板11には複数の第1の開口部11aが形成されている。ここで図1および図2を参照して、天面板11は、図1の矢印に示す方向Sから平面視したとき、図2に示すような矩形状を有している。その天面板11の平面視における矩形状の平板部分である天面板上面11bには、当該天面板上面11bを貫通するように、複数の第1の開口部11aが形成されている。また4面の側面板12のそれぞれには、複数の第2の開口部12aが形成されている。第2の開口部12aは当該側面板12を貫通するように形成されている。
 複数の第1の開口部11a、および複数の第2の開口部12aは、いずれも天面板11および側面板12の矩形状に沿うように、互いに間隔をあけてたとえば行列状に配置される。ただしこれらは行列状に配置される場合に限らず、たとえば連なるように配置されていたり、互いに間隔をあけてジグザグ状に(千鳥状に)配置されてもよい。ここでジグザグ状とは、たとえば平面視における筐体10の縁が延びる縦方向または横方向に関して隣接する1対の第1の開口部11a(第2の開口部12a)が、当該縦方向または横方向に沿って延在する同一直線上に乗らないように互い違いに配置されることを意味する。
 複数の第1の開口部11a、および複数の第2の開口部12aは、いずれもたとえば長方形状であり、そのサイズは、短辺側が12mm以下、長辺側は50mm以上100mm以下とすることが好ましい。短辺側を12mm以下にすれば制御盤100の外側から異物または作業者の指などが制御盤100の内部に入ることを抑制することができ、長辺側を50mm以上100mm以下にすれば天面板11および側面板12を構成する鋼材の強度の低下を抑制することができる。
 なお第1の開口部11aおよび第2の開口部12aは、上述した長方形状に限らず、たとえば楕円形状または円形状であってもよいし、開口部に鎧窓のような加工を加えてもよい。図1および図2中に示している第1の開口部11aおよび第2の開口部12aの向きは、図示されたものに限定されない。たとえば図1および図2においては第1の開口部11aおよび第2の開口部12aは縦長の長方形状となっているが、横長の長方形状であってもよい。複数の第1の開口部11aおよび複数の第2の開口部12aのそれぞれにおいて、互いに隣り合う1対の開口部間の距離は10mm以下程度とすることが好ましい。
 側面板12の第2の開口部12aについては、天面板11よりも底面板13側の領域に、すなわち天面板11よりも図1の下側の領域に、形成される。後述のように、天面板11は天面板上面11bの下方に天面板端面11cを含み、天面板端面11cの最下部が天面板11のうち最も下側の部分となる。この天面板端面11cの最下部(図1中、側面板12上に点線で示す)よりも図1の下側の領域に、第2の開口部12aが形成される。
 また側面板12の第2の開口部12aは、底面板13よりも天面板11側の領域に形成されることが好ましい。すなわち底面板13(図1中、側面板12上に点線で示す)よりも図1の上側の領域に、第2の開口部12aが形成される。
 なお図3以降の、天面板11および側面板12の断面図においては、図を見やすく観点から、第1の開口部11aおよび第2の開口部12aの図示が省略されている。
 次に、本実施の形態の制御盤100の各部分の構成について、図3~図5を用いて(適宜図1、図2も参照しつつ)説明する。図3~図5を参照して、筐体10の内部には、複数の発熱部品としての回生抵抗器15が、互いに間隔をあけて配置されている。回生抵抗器15は、制御盤100内の発熱部品の中で最も発熱量が大きい部品である。
 回生抵抗器15は、エレベータの回生動作時に発生する電力を熱として消費するために用いられる。回生抵抗器15としては、メタルクラッド抵抗器、セメント抵抗器、ホーロー抵抗器からなる群から選択されるいずれかの大電力用途の抵抗器が用いられる。回生抵抗器15の動作中の発熱量は、1本あたりたとえば20W以上300W以下と比較的大きい。このため回生抵抗器15の動作によりその温度が100℃以上に達することもある。筐体10の内部の回生抵抗器15の数は、制御盤100が用いられるエレベータの仕様により異なる。一般的にエレベータの速度が速くなったり、エレベータの収容人数が増加するにしたがって発生する回生電力が増えるため、必要な回生抵抗器15の数は増える。
 たとえば図3~図5においては、回生抵抗器15は筐体10の内部において、縦方向および横方向に4列ずつ、高さ方向に2段並ぶように、合計32本設置されている。これが制御盤100の内部に配置可能な回生抵抗器15の最大本数である。しかし制御盤100の内部に配置される回生抵抗器15の数は製品の仕様に関するものであり、上記の台数に限られない。
 なお図3~図5に示すように、回生抵抗器15は一例として直方体状を有しているが、このような形状に限られない。図3~図5に示すように、回生抵抗器15が直方体状を有する場合、その長手方向が鉛直方向に沿うように配置されることが好ましい。回生抵抗器15の長手方向が水平方向に沿うように配置されてもよいが、制御盤100の内部に複数の回生抵抗器15を配置したときの放熱性は、自然対流による効果により、その長手方向が鉛直方向に沿うように配置された場合の方が向上する。
 これらの複数の回生抵抗器15は、筐体10の内部に配置される支持部材としての抵抗器固定板16aにより、筐体10に対して固定されている。すなわち抵抗器固定板16aが筐体10に固定されることにより、抵抗器固定板16aに固定された回生抵抗器15が、間接的に筐体10の側面板12と固定されている。
 抵抗器固定板16aは、図3および図5の左右方向、すなわち図1の左右方向に延びるたとえば直方体状の部材であり、たとえば筐体10と同様の鋼材により形成されている。抵抗器固定板16aは、図3などの鉛直方向に延びる回生抵抗器15の、当該延びる方向に関する一方および他方の端部に配置されている。つまり当該回生抵抗器15は、その一方および他方の端部において、ネジなどにより、抵抗器固定板16aと固定されている。鉛直方向に関して2段の回生抵抗器15が配置されるため、各段の一方および他方の端部を固定するための抵抗器固定板16aが、鉛直方向に関して合計4段、配置されている。また図5に示すように、図3の左右方向に4列並ぶ回生抵抗器15は、全て同一の、図3の左右方向に延びる抵抗器固定板16aに固定される。また図5に示すように、図3の奥行き方向に4列並ぶ回生抵抗器15は、同じく奥行き方向に4列、左右方向に延びるように並ぶ抵抗器固定板16aのそれぞれに固定される。よって本実施の形態においては、抵抗器固定板16aは、図1の奥行き方向に4列、図1の鉛直方向に4段、合計16台、配置されている。
 16台の抵抗器固定板16aのそれぞれが延びる、図3などの左右方向に関する一方および他方の端部は、側面板12に固定されている。具体的には、側面板12と抵抗器固定板16aの端部との間に第1のスペーサ17を挟んで、第1のネジ18により、抵抗器固定板16aが側面板12に固定されている。これにより、回生抵抗器15は、筐体10(側面板12)に固定されている。側面板12と、抵抗器固定板16aとの間には、第1のスペーサ17(スペーサ)が配置されている。なお、抵抗器固定板16aの第1のスペーサ17と接触する端部は、図5に示すように、構成材料としての鋼材(板金)を部分的に曲げたような態様となっている。これにより抵抗器固定板16aの端部は第1のネジ18で側面板12に固定されている。
 複数の回生抵抗器15のそれぞれには、他の機器と電気的に接続するための配線または配線接続用端子が備えられている。それらの配線または配線接続用端子を直列接続または並列接続することにより、回生抵抗器15から任意の抵抗値および電力容量を得ることができる。
 なお図3~図5においては一例として、複数の回生抵抗器15のすべてが鉛直方向に沿って延び、複数の回生抵抗器15の間でその長手方向の延びる方向が異ならないように配置されている。しかしそのような態様に限らず、たとえば図3および図4の上段の回生抵抗器15と下段の回生抵抗器15とが平面視において延びる方向が90°異なるように配置されてもよいし、一部の回生抵抗器15の長手方向の延びる方向が、他の回生抵抗器15の長手方向の延びる方向と異なっていてもよい。
 第1のスペーサ17は、熱伝導率の比較的低い樹脂などの素材により形成されることが好ましい。第1のスペーサ17はたとえば図3および図5に示すような、第1のネジ18と嵌合可能なメスねじが形成された部材として設けてもよいし、ワッシャを複数枚積み上げることにより第1のスペーサ17として機能させてもよい。また第1のスペーサ17は図3などに示すような立方体状に近い直方体状であってもよいが、これに限られない。第1のスペーサ17の大きさは、側面板12への熱伝導を小さくするために、第1のネジ18の断面積と同等程度とすることが好ましい。具体的には、第1のスペーサ17の平面視におけるサイズは、固定部材である第1のネジ18の平面視におけるサイズの2倍以上10倍以下であることが好ましい。より詳しくは、図3に示す第1のスペーサ17、および第1のネジ18の第1のスペーサ17がその外側に嵌められた部分(ネジ頭以外の、オスねじが形成された部分)は図の左側から、つまり側面板12に垂直な方向から平面視したときの外形形状が円形であるとする。このとき第1のスペーサ17の最外部の直径Aが、第1のネジ18の最外部の直径Bの2倍以上10倍以下であることが好ましい。また第1のネジ18の第1のスペーサ17がその外側に嵌められた部分(オスねじが形成された部分)を平面視した内形形状が円形であるとする。このとき第1のスペーサ17の最内部の直径が、第1のネジ18の最外部の直径の1倍以上1.1倍以下であることが好ましい。
 また抵抗器固定板16aは一般に用いられる汎用品としての第1のネジ18により側面板12と固定されてもよいが、第1のネジ18の代わりにリベットなどの別の接合部材により固定されてもよく、テープまたは接着剤などが用いられてもよい。
 次に、特に図3および図4に示すように、天面板11は、天面板上面11bと、天面板端面11cとを有している。天面板上面11bは上記のように、筐体10として組み込まれた天面板11を図1の矢印に示す方向Sから平面視したときに見える矩形状の平板部分である。これに対し天面板端面11cは、天面板上面11bを構成する矩形状の各辺の部分にて天面板上面11bに対してほぼ直交するように屈曲されることにより形成された領域である。天面板端面11cは天面板上面11bにほぼ直交するため、側面板12の表面に沿うように拡がっている。天面板上面11bの矩形状の各辺から、合計4つの天面板端面11cが延びている。これらの天面板端面11cは、合計4つの側面板12のそれぞれに沿うように対向している。天面板端面11cは、図1における天面板上面11bの下方に配置されている。
 ただし天面板端面11cは、天面板上面11bの各辺部が屈曲されることにより形成される必要はなく、たとえば天面板上面11bの各辺に、天面板上面11bの各辺に対して直交する矩形状の板金が接合された構成であってもよい。
 特に図2に示すように、天面板11は平面視において、4つの側面板12により形成される矩形状よりもやや小さい矩形状となっている。すなわち天面板11の平面視における最外縁に配置される4つの天面板端面11cと、それらの天面板端面11cが対向する4つの側面板12のそれぞれとの間には隙間が設けられている。この側面板12とそれが対向する天面板端面11cとの隙間の部分は、第2のスペーサ19を挟んで、第2のネジ20により、一定の幅を有する外気経路21となっている。すなわちこの第2のスペーサ19および第2のネジ20により、天面板11が筐体10(側面板12)に固定されている。側面板12と、天面板11との間には、第2のスペーサ19(スペーサ)が配置されており、その第2のスペーサ19により、側面板12と天面板11との間には外気経路21が設けられている。以上より、側面板12と、天面板11および抵抗器固定板16aの少なくとも一方との間に第1のスペーサ17、第2のスペーサ19が配置されている。
 4つの天面板端面11cは、いずれも天面板上面11bから図3などの下方向に、たとえば50mm以上150mm以下程度延びていることが好ましい。
 第2のスペーサ19は、熱伝導率の比較的低い樹脂により形成されることが好ましいが、小型であれば金属材料により形成されてもよい。第2のスペーサ19はたとえば図3に示すような、第2のネジ20と嵌合可能なメスねじが形成された部材として設けてもよいし、ワッシャを複数枚積み上げることにより第2のスペーサ19として機能させてもよい。また第2のスペーサ19は図3などに示すような立方体状に近い直方体状であってもよいが、これに限られない。
 なお第2のスペーサ19および第2のネジ20についても、上記の第1のスペーサ17および第2のネジ18と同様の関係が成り立つ。第2のスペーサ19の大きさは、側面板12への熱伝導を小さくするために、第2のネジ20の断面積と同等程度とすることが好ましい。具体的には、第2のスペーサ19の平面視におけるサイズは、固定部材である第2のネジ20の平面視におけるサイズの2倍以上10倍以下であることが好ましい。より詳しくは、図3に示す第2のスペーサ19、および第2のネジ20の第2のスペーサ19がその外側に嵌められた部分(ネジ頭以外の、オスねじが形成された部分)は図の左側から、つまり側面板12に垂直な方向から平面視したときの外形形状が円形であるとする。このとき第2のスペーサ19の最外部の直径Aが、第2のネジ20の最外部の直径Bの2倍以上10倍以下であることが好ましい。また第2のネジ20の第2のスペーサ19がその外側に嵌められた部分(オスねじが形成された部分)を平面視した内形形状が円形であるとする。このとき第2のスペーサ19の最内部の直径が、第2のネジ20の最外部の直径の1倍以上1.1倍以下であることが好ましい。
 以上のように、側面板12と、天面板11および抵抗器固定板16aの少なくとも一方とは、固定部材としての第1のネジ18、第2のネジ20により固定されている。すなわち、側面板12と抵抗器固定板16aとは第1のネジ18により固定され、側面板12と天面板11とは第2のネジ20により固定される。
 また天面板11は一般に用いられる汎用品としての第2のネジ20により側面板12と固定されてもよいが、第2のネジ20の代わりにリベットなどの別の接合部材により固定されてもよく、テープまたは接着剤などが用いられてもよい。
 あるいは図3に示すような第2のスペーサ19および第2のネジ20を用いて天面板端面11cと側面板12とを固定する構成に限らず、たとえば天面板端面11cと側面板12とが互いに間隔をあけて外気経路21を形成するように固定されることが可能な任意の方法を適用可能である。
 以上のように、筐体10を構成する天面板11と側面板12とは、基本的に第2のスペーサ19と第2のネジ20とにより互いに固定される。また基本的に第1のスペーサ17と第1のネジ18とにより、抵抗器固定板16aと側面板12とが互いに固定される。すなわち本実施の形態においては、側面板12と、天面板11および抵抗器固定板16aの少なくとも一方との間に、スペーサが配置されている。
 一方、本実施の形態においては、側面板12と底面板13とは、両者の接触部を(スペーサを介さずに)ネジなどで固定することが好ましい。底面板13には、天面板11および側面板12における第1の開口部11aおよび第2の開口部12aに相当するような開口部は設けられない。ただし底面板13にも、配線などを貫通させるための開口部を形成してもよい。
 次に、本実施の形態における熱の伝導について、図6を用いて説明する。
 回生抵抗器15はエレベータの回生動作時に発熱するが、本実施の形態の制御盤100は、ファン等を使用して強制空冷するのではなく自然空冷によって回生抵抗器15および筐体10を冷却する構造となっている。なお制御回路およびインバータなどのエレベータを動作させるための他の構成回路は、上記の制御盤100ではなく別の制御盤により構成されている。ただし制御盤100の鉛直方向下部に当該制御回路およびインバータなどが実装されてもよい。
 図6は、図3と同様に、図1のA-A線に沿う部分の断面態様を示している。図6を参照して、本実施の形態の制御盤100においては、筐体10の内部の複数の回生抵抗器15が発熱することにより、回生抵抗器15の周囲の空気に浮力が発生する。これにより各側面板12に設けられた第2の開口部12aを通って、筐体10の外部から筐体10の内部へ、外気が吸い込まれる吸気経路A1が生じる。この吸気経路A1により筐体10の内部に吸い込まれた外気は上記浮力により筐体10の内部を鉛直方向上方に流れ、天面板11の第1の開口部11aを通る排気経路A2により筐体10の外部に排気される。このように、第1の開口部11aおよび第2の開口部12aを通る外気の自然対流が発生し、自然空冷によって回生抵抗器15および筐体10が冷却される。このような外気が筐体10内で温度上昇して浮力が生じることを煙突効果という。上記の煙突効果による外気の流れにより、側面板12が冷却され、また筐体10内の熱は天面板11から排出される。
 ここで筐体10の水平方向に沿う縦方向および横方向の寸法よりも鉛直方向に沿う高さ方向の寸法を大きくすることにより、制御盤100全体の煙突効果が大きくなる。よって外気の吸気経路A1により側面板12を効率的に冷却する効果を高めることができ、ファンなどの冷却装置を追加する必要がなくなる。
 次に、図7および図8を参照しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。
 上記のように本実施の形態の制御盤100は、天面板11に複数の第1の開口部11aが、側面板12に複数の第2の開口部12aが形成されている。そしてこれらによる煙突効果により、図6に示すような吸気経路A1および排気経路A2による外気の流れが生じる。この吸気経路A1を流れる外気により、側面板12が自然冷却される。このためファンなどの冷却装置を追加することなく、側面板12を効率的に冷却できる。また制御盤100内の回生抵抗器15による発熱は、排気経路A2を流れる外気により筐体10の外部に放出される。このためファンなどの冷却装置を追加することなく、筐体10の内部を効率的に冷却できる。
 したがって、制御盤100の操作および保守を行なう作業者等が、不意に制御盤100の筐体10の表面に触れたとしても、内部に実装された回生抵抗器15の筐体10の表面への熱伝導は抑えられており、作業者等が熱傷を負うなどのリスクを低減することができる。また一般的に制御盤の表面が温度上昇する場合には、その周囲に作業者等が近寄らないように柵を設けたり、制御盤を構成する筐体を二重構造にするなどの対策が必要となる。しかし本発明では上記のように熱による危険が回避可能であるためにこのような対策は不要であることから、制御盤の重量増加および設備のコスト高騰を抑制することができ、制御盤の小型化および設置場所の省スペース化を図ることもできる。
 天面板11は回生抵抗器15を冷却した後の温度上昇した排気経路A2となる。このため天面板11には、天面板上面11bの平面視における中央部が最高温度でありそこから同心円状に温度が低下していくような温度傾斜を有する温度分布が生じる。しかし本実施の形態の制御盤100においては、天面板11の特に天面板上面11bが、側面板最上部12bよりも下側の位置に配置されている。このため作業者等が容易に天面板上面11bに手が触れられない構造となっている。
 その他、本実施の形態においては、いったん吸気経路A1および排気経路A2からなる外気の流れに乗った熱が、再び側面板12に伝わることを抑制する構成となっている。このことによっても側面板12の温度上昇を抑える効果が得られている。具体的には、まず上記のように天面板11は側面板最上部12bよりも下方に配置されているが、側面板12のうち天面板11(天面板端面11cの最下部)よりも下方の領域のみに第2の開口部12aが形成されている。これにより、天面板11の第1の開口部11aを通過した熱い外気が再度側面板12の第2の開口部12aから排気されることを排除することができる。このため第2の開口部12aから排気されることはなく、第2の開口部12aは常温の外気による側面板12の冷却用の吸気口として働く。このため側面板12の温度上昇を抑制することができる。また底面板13には開口部を設けないことにより、底面板13からの吸気経路は生じないため、側面板12の吸気経路A1からの吸気量をより増加させ、側面板12の冷却性能を向上させることができる。側面板12は作業者の手が触れないように冷却する必要性が高いが、底面板13は発熱部品である回生抵抗器15から離れており温度上昇しにくいとともに、通常作業者の手が触れることは想定されないためである。
 天面板11は、天面板上面11bと、そこから鉛直方向下方に延びる天面板端面11cとを有している。平面視において天面板端面11cは天面板上面11bと重なる(天面板上面11bの真下の)領域を囲むように配置されている。つまり天面板端面11cに囲まれた天面板上面11bの直下の領域は空間領域となる。天面板11がこのような構成を有することにより、上記の吸気経路A1および排気経路A2を通る外気は、天面板端面11cに囲まれた空間領域に達したところで、そこから側面板12側に流れることが阻まれ、天面板上面11b側にまっすぐ真上に流れ、排気経路A2から筐体10の外部に流れることになる。したがって制御盤100内の熱の排気経路を天面板上面11bからの排気経路A2のみとすることができる。その結果、筐体10内の熱が側面板12に伝わることを抑制することができる。
 また、天面板11が天面板上面11bと天面板端面11cとを有し、天面板端面11cと側面板12との間に外気経路21が設けられている。これにより、図3と同じA-A線に沿う部分の概略断面図である図7を参照して、外気経路21を上昇する外気の流れは、第1の吸気経路A1aとして機能する。また外気経路21よりも下方の側面板12の第2の開口部12aからの吸気経路A1の一部は、第2の吸気経路A1bとして機能する。このように吸気経路A1が第1の吸気経路A1aと第2の吸気経路A1bとの2種類を含むこととなる。
 このうち第1の吸気経路A1aを通る外気の流れは、天面板端面11cと側面板12との間の外気経路21内にて断熱層を形成する。このため外気経路21を流れる第1の吸気経路A1aは、天面板11の熱が側面板12に伝わることを抑制することができる。
 上記の外気経路21を備え、第1の吸気経路A1aが形成されるようにすることにより、外気経路21よりも下方の領域においても、側面板12に隣接する第2の吸気経路A1bを通る外気の流れが形成される。この第2の吸気経路A1bを通る外気の流れは、回生抵抗器15と側面板12との間に断熱層を形成し、回生抵抗器15の熱が直接側面板12に伝わることを抑制することができる。
 以上のように外気経路21を設ければ、第1の吸気経路A1aおよび第2の吸気経路A1bにより断熱層が形成される。これにより、回生抵抗器15と側面板12との間の断熱効果が高められるため、回生抵抗器15と側面板12との間隔を縮めることができ、その結果、制御盤100を小型化することができる。また断熱層により回生抵抗器15と側面板12との間の断熱効果が高められるため、筐体10を二重構造にする必要はなくなることから、設備の軽量化およびコスト削減が可能となる。
 一方、複数の回生抵抗器15は、筐体10の内部に配置される抵抗器固定板16aにより筐体10と固定される。しかしこれにより、図3の概略断面図中の回生抵抗器15の部分を拡大した図8を参照して、回生抵抗器15から抵抗器固定板16aを介して側面板12の方に伝わる熱伝導経路H1が発生する。回生抵抗器15から発生する熱は、周囲の空気に熱伝導する経路と、側面板12に伝わる熱伝導経路H1との2種類を含む。
 そこで側面板12と抵抗器固定板16aとの間に、第1のネジ18により固定された第1のスペーサ17が配置されている。これにより、熱伝導経路H1による側面板12の温度上昇を抑制することができる。同様に側面板12と天面板11との間に、第2のネジ20により固定された第2のスペーサ19が配置される。これによっても、天面板11から側面板12への熱伝導経路による側面板12の温度上昇を抑制することができる。ただしこのようなスペーサを用いる方法に限らず、たとえば抵抗器固定板16aと側面板12との接触面積を図8などに示す面積よりも小さくすることにより、抵抗器固定板16aから側面板12への熱伝導を抑制する構成としてもよい。
 また上記の第2のスペーサ19が設けられることにより、側面板12と天面板端面11cとの間に隙間としての外気経路21を設けることができる。このため第2のスペーサ19により、上記のように外気経路21に断熱層を生じさせることができ、その結果、制御盤100を小型化することができる。
 ただし、仮に回生抵抗器15と側面板12との、図8の左右方向に関する間隔が非常に狭くなれば、回生抵抗器15と側面板12とが接触し、その接触により熱伝導および熱放射が生じて側面板12が温度上昇する可能性がある。あるいは外気経路21の幅が狭くなることにより第1の吸気経路A1a内の外気の流れが悪くなり、当該外気の流れの断熱層としての効果が低減する可能性がある。このため回生抵抗器15と側面板12との間隔を少なくとも15mm以上設けることが好ましい。
 その他、天面板11の第1の開口部11a、および側面板12の第2の開口部12aは、いずれもその間隔が10mm以下程度となるように、複数形成されることが好ましい。このようにすれば、天面板11および側面板12のそれぞれの面積に対する第1の開口部11aおよび第2の開口部12aの形成される部分の面積の割合を十分に大きくすることができるため、第1の開口部11aの排気機能、および第2の開口部12aの吸気機能を十分に高めることができる。
 実施の形態2.
 本実施の形態の制御盤100の各部分の構成について、図9~図12を用いて(適宜図1も参照しつつ)説明する。図9~図12を参照して、本実施の形態においても実施の形態1と同様に、天面板11、側面板12および底面板13を含む筐体10が設けられ、筐体10の内部には、複数の回生抵抗器15が、縦方向および横方向に4列ずつ、高さ方向に2段、合計32台設置されている。天面板11は第2のスペーサ19を介して第2のネジ20により側面板12に固定されており、その構成も実施の形態1と同様である。このように本実施の形態において実施の形態1と同様の構成である部分については以下における説明を省略し、以下においては実施の形態1と異なる部分について説明する。
 本実施の形態においては、複数の回生抵抗器15は、筐体10の内部に配置される固定板としての天面用抵抗器固定板16bにより、筐体10と固定されている。天面用抵抗器固定板16bは、図10および図11の上下方向、すなわち図1の上下方向に延びる平板状の部材であり、たとえば筐体10と同様の鋼材により形成されている。図11に示すように、個々の天面用抵抗器固定板16bは、図1の上下方向に延び回生抵抗器15と固定される鉛直方向延在部16b1と、天面板上面11bに固定される天面板固定部16b2とを含んでいる。鉛直方向延在部16b1は図10のように正面側から天面用抵抗器固定板16bを見たときに見える部分であり、図1の正面側から見たときに上下方向に2つ並ぶ回生抵抗器15のそれぞれと、ネジなどにより固定されている部分である。一方、天面板固定部16b2は、鉛直方向延在部16b1とほぼ直交するように天面用抵抗器固定板16bが屈曲されることにより形成された部分であり、第3のネジ23により天面板11(天面板上面11b)と固定された部分である。
 図11に示すように、天面用抵抗器固定板16bは図1の側面板12の方向から見たときに、互いに直交する鉛直方向延在部16b1と天面板固定部16b2とにより概ねL字形状を有している。ただし天面用抵抗器固定板16bの強度をより向上させる観点から、ここに補強用のリブなどを設けた構造としてもよい。
 それぞれの天面用抵抗器固定板16bは、上下方向の2台の回生抵抗器15と固定されている。したがって図10の左右方向に関して隣接する1対の回生抵抗器15同士、および図11の左右方向に関して隣接する1対の回生抵抗器15同士は、いずれも別個の天面用抵抗器固定板16bに固定されている。したがって図12に示すように、32台の回生抵抗器15のそれぞれと固定するために、縦方向および横方向に4列ずつ、合計16台の天面用抵抗器固定板16bが設置されている。ただし32台の回生抵抗器15のすべてが別個の天面用抵抗器固定板16bにより天面板11に固定されてもよい。あるいは逆に、図10、図11に示すよりも多数の回生抵抗器15が1つの天面用抵抗器固定板16bに固定される構成としてもよく、そのようにすれば第3のネジ23の本数を削減することができる。
 次に、図13を参照しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。
 上記のように、本実施の形態は、複数の回生抵抗器15が、天面用抵抗器固定板16bにより、天面板11に固定されている点において、実施の形態1と異なっている。
 実施の形態1においては、回生抵抗器15に固定された抵抗器固定板16aが第1のスペーサ17を挟んで側面板12に固定されている。しかしこの場合は図8に示すような熱伝導経路H1が形成され、回生抵抗器15の発熱の一部が側面板12に伝わり、側面板12が温度上昇する懸念がある。この熱伝導経路H1を伝わる熱は、たとえ第1のスペーサ17を介在させても部分的に残存する。特に回生抵抗器15の発熱量および実装台数が多い場合には、熱伝導経路H1を伝わる熱量が増加し、側面板12の温度上昇が大きくなる場合がある。
 そこで本実施の形態においては回生抵抗器15の筐体10への固定方法を変更し、抵抗器固定板16aの代わりに天面用抵抗器固定板16bが用いられる。天面用抵抗器固定板16bによれば回生抵抗器15は天面板11に固定されるため、図8に示すような回生抵抗器15から側面板12への熱伝導経路H1が遮断される。より具体的には、図13を参照して、回生抵抗器15の熱は天面用抵抗器固定板16bを鉛直方向に伝わる熱伝導経路H2を通って天面板11に伝わる。天面板11に伝わった熱は図13中の天面板上面11b上に示すようにその伝熱方向が転回し、天面板11の外側の側面板12側に向かう場合もある。しかしこれは熱が金属材料内を伝わりやすいためであり、天面板端面11cに達した熱は、天面板端面11cと側面板12との間に存在する隙間(外気経路21)と第2のスペーサ19との効果により側面板12には伝わりにくい。外気経路21に外気の流れがあれば実施の形態1と同様にそこには断熱層が形成されるためである。このため図13の熱伝導経路H2によれば、熱が側面板12には伝わりにくくなる。
 以上のように実施の形態1よりも側面板12の温度上昇が抑えられる本実施の形態では、たとえ制御盤100の大きさが実施の形態1と同じであっても、その制御盤100内に実装可能な発熱部品の数、およびその発熱部品の許容される発熱量を実施の形態1よりも大きくすることができる。
 天面用抵抗器固定板16bが天面板11に固定されるため、これを側面板12に固定するときに配置されるような第1のスペーサ17を挟む必要がなくなる。天面板11から側面板12への伝熱は、実施の形態1に示すように抑制可能であり、天面板11が温度上昇しても側面板12への影響は少ないためである。このように第1のスペーサ17を挟む必要がなくなるため、部品の点数を削減し、コストを低減させることができる。
 実施の形態3.
 本実施の形態の制御盤100の各部分の構成について、図14~図16を用いて(適宜図1も参照しつつ)説明する。図14~図16を参照して、本実施の形態においても実施の形態1,2と同様に、天面板11、側面板12および底面板13を含む筐体10が設けられ、筐体10の内部には、複数の回生抵抗器15が、縦方向および横方向に4列ずつ、高さ方向に2段、合計32台設置されている。天面板11は第2のスペーサ19を介して第2のネジ20により側面板12に固定されて、その構成も実施の形態1と同様である。このように本実施の形態において実施の形態1,2と同様の構成である部分については以下における説明を省略し、以下においては実施の形態1,2と異なる部分について説明する。なお天面板11の平面態様は図9と同様であるため、ここでは図示およびその説明を省略する。
 本実施の形態においては、複数の回生抵抗器15は、筐体10の内部に配置される固定板としてのヒートシンク16cにより、筐体10と固定されている。ヒートシンク16cは、天面用抵抗器固定板16bと同様に、図14および図15の上下方向、すなわち図1の上下方向に延びる平板状の部材であり、第3のネジ23により天面板11(天面板上面11b)に固定されている。ただし図16に示すようにヒートシンク16cは放熱用のフィン26を有していてもよい。
 それぞれのヒートシンク16cは、ヒートシンク16cの主表面であるベース面において、上下方向の2台の回生抵抗器15、および図14の正面から見た左右方向に並ぶ4列の回生抵抗器15のそれぞれと、ネジなどにより固定されている。つまり図14の正面図に示す合計8台の回生抵抗器15が、その図14における背面側(すなわち図15における右側)にて、1つの平板状のヒートシンク16cにより固定されている。これが図15の側面から見たときの左右方向に4列並ぶため、本実施の形態においては、合計4台のヒートシンク16cが8台ずつの回生抵抗器15に固定されている。ただし本実施の形態においても実施の形態2と同様に、たとえば32台の回生抵抗器15のすべてが別個のヒートシンク16cにより天面板11に固定されてもよい。あるいは図10および図11と同様に、それぞれのヒートシンク16cは、上下方向の2台の回生抵抗器15と固定されていてもよい。
 ヒートシンク16cのフィン26が形成される面は、図16に示すように鉛直方向に沿って延びるように配置されることが好ましい。またヒートシンク16cの素材は、抵抗器固定板16aおよび天面用抵抗器固定板16bよりも熱伝導率の高いアルミニウムまたは銅であることが好ましい。
 次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
 本実施の形態のように、固定板としてヒートシンク16cを用いることにより、回生抵抗器15の発熱をヒートシンク16cにより効果的に周囲の空気へ放熱することができる。このように実施の形態2よりも放熱性能を高められる本実施の形態では、たとえ制御盤100の大きさが実施の形態2と同じであっても、その制御盤100内に実装可能な発熱部品の数、およびその発熱部品の許容される発熱量を実施の形態1よりも大きくすることができる。
 なお本実施の形態においては、ヒートシンク16cとそれが固定される回生抵抗器15との間に放熱用のシリコンが塗布されてもよいし、放熱用のシートが挟まれてもよい。このようにすれば、ヒートシンク16cと回生抵抗器15との間の接触熱抵抗を低減し、回生抵抗器15の放熱性を向上させることができる。
 実施の形態4.
 図17を参照して、本実施の形態の制御盤100においては、制御盤100の内部、具体的には側面板12および天面板11の表面の少なくとも一部に、遮熱シート31または熱拡散シートが配置されてもよい。図17においては図3に示す実施の形態1の側面板12および天面板11の内壁面の一部に遮熱シート31が貼り付けられている。しかし上記の実施の形態2,3の側面板12および天面板11の内壁面の一部に遮熱シート31が貼り付けられてもよい。このようにすれば、筐体10に伝わる熱を均一化することができる。
 実施の形態5.
 図18を参照して、本実施の形態の制御盤100の構成は基本的には実施の形態1の制御盤100の構成と同様である。しかし本実施の形態の制御盤100においては、抵抗器固定板16aの底面板13側すなわち図の下側の部分と、底面板13との間にはファン27が設置されている。この点において本実施の形態の制御盤は、実施の形態1の制御盤100と異なっている。
 図18の構成においては、ファン27は、その配置される部分の側方にある側面板12の第2の開口部12aを通って、筺体10の外部から筐体10の内部へ外気を吸い込む吸気経路A3を生じさせる。この吸気経路A3により筐体10の内部に吸い込まれた外気は上記浮力により筐体10の内部を鉛直方向上方に流れ、天面板11の第1の開口部11aを通る排気経路A4により筐体10の外部に排気される。なお排気経路A4は排気経路A2と同一であってもよい。また吸気経路A3は第2の開口部12aからの経路に限られない。吸気経路A3は、たとえば底面板13に形成された開口部からファン27を介して吸気される経路であってもよい。
 ファン27としては大型のものまたは回転数の高いものが設置される必要はない。たとえば80mm角程度のDCファンが筐体10内の中心部に1個配置されるだけでもよい。またファン27は1個に限らず、複数個配置されてもよい。またファン27としてはDCファンに限らず、ACファンであってもよい。
 図18においては、ファン27は底面板13に、固定板金28を介して固定されている。しかしファン27は底面板13に固定されることに限られない。たとえばファン27は側面板12または抵抗器固定板16aに固定される形であってもよい。またファン27は天面板11側に配置することも可能である。しかし天面板11周辺は排気により温度が上昇している。したがって、ファン27の寿命劣化につながるため、ファン27は底面板13側に配置している。
 本実施の形態においては、ファン27の送風により排気経路A4が形成される。このため、制御盤100全体における外気の煙突効果をより効果的にすることができる。これにより、側面板12を冷却するだけでなく、筺体10内の中心部に配置される回生抵抗器15を冷却することもできる。これにより回生抵抗器15の発熱を均一化することができる。回生抵抗器15の発熱を均一化することにより、回生抵抗器15の最大絶対定格温度を下げることができれば、回生抵抗器15の使用数を削減すること、および回生抵抗器15を小型化することができる。
 以上に述べた各実施の形態(に含まれる各例)に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。たとえば実施の形態2の天面用抵抗器固定板16bと実施の形態4の遮熱シート31とを組み合わせた構成、これらにさらに実施の形態5のファン27を組み合わせた構成などを採用することもできる。
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10 筐体、11 天面板、11a 第1の開口部、11b 天面板上面、11c 天面板端面、12 側面板、12a 第2の開口部、12b 側面板最上部、13 底面板、15 回生抵抗器、16a 抵抗器固定板、16b 天面用抵抗器固定板、16b1 鉛直方向延在部、16b2 天面板固定部、16c ヒートシンク、17 第1のスペーサ、18 第1のネジ、19 第2のスペーサ、20 第2のネジ、21 外気経路、23 第3のネジ、26 フィン、27 ファン、28 固定板金、31 遮熱シート、100 制御盤、A1,A3 吸気経路、A2,A4 排気経路、H1,H2 熱伝導経路。

Claims (8)

  1.  筐体と、
     前記筐体の内部に配置される複数の発熱部品とを備え、
     前記筐体は、天面部に配置される天面板と、側部に配置される側面板と、底面部に配置される底面板とを含み、
     前記天面板には複数の第1の開口部が形成されており、
     前記側面板は、前記天面板よりも前記底面板側の領域に複数の第2の開口部が形成されており、
     前記天面板の端部には前記側面板の表面に沿うように拡がる天面板端面を有し、
     前記天面板端面と前記側面板との間に外気経路が設けられており、
     前記複数の発熱部品は、前記筐体の内部に配置される支持部材により前記筐体と固定されている、制御盤。
  2.  前記天面板は、前記側面板の前記底面板と反対側の端部よりも前記底面板側の位置に配置される、請求項1に記載の制御盤。
  3.  前記側面板と、前記天面板および前記支持部材の少なくとも一方との間にスペーサが配置され、
     前記側面板と、前記天面板および前記支持部材の少なくとも一方とは、固定部材により固定され、
     前記スペーサの平面視におけるサイズは、前記固定部材の平面視におけるサイズの2倍以上10倍以下である、請求項1または2に記載の制御盤。
  4.  前記側面板と前記天面板との間に配置される前記スペーサにより前記外気経路が設けられている、請求項3に記載の制御盤。
  5.  前記側面板および前記天面板の表面の少なくとも一部に遮熱シートまたは熱拡散シートが配置される、請求項1~4のいずれか1項に記載の制御盤。
  6.  前記支持部材の前記底面板側と、前記底面板との間にはファンが配置される、請求項1~5のいずれか1項に記載の制御盤。
  7.  前記支持部材は前記天面板に固定されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の制御盤。
  8.  前記支持部材はヒートシンクである、請求項7に記載の制御盤。
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