JP2002026557A - 制御盤の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 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。 【解決手段】 筐体２内を発熱量の大きいアンプ収納部
６と、発熱量の小さい電源収納部５とに上下に区分け
し、筐体２に上記電源収納部５，アンプ収納部６の間に
位置する下側ダクト部２１と、アンプ収納部６の後側に
位置する後側ダクト部２２と、アンプ収納部６の上側に
位置する上側ダクト部２３とを連通接続してなるエアダ
クト部２０を形成し、エアダクト部２０内に冷却ファン
３０を配設する。上記下側，上側ダクト部２１，２３に
それぞれ放熱フィン２５，２６を配設し、盤内フィン２
７ｂを電源収納部５，アンプ収納部６内に位置させ、さ
らに各盤内フィン２７ｂ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、中心部に循環ファン３１，
３２を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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５
１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１
７を接続固定した構造となっている。この放熱フィン１
７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２
３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２
ｆ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１
５の放熱フィン１７が上記後壁６ａに形成された開口６
ｂ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２３
ａ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２
３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２７
ｃ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２７
ｂ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２７
ｃ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３
１，３２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２７
ｂ´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１
７，２５，２６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２５，２
６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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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す
   る制御盤の冷却構造。