(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
アクチュエータにそれぞれ接続される複数のコントローラユニットと、前記コントローラユニットの間に介装される放熱ユニットとからなり、前記放熱ユニットは前記コントローラユニットの熱発生源で生じた熱を外部に放射するための熱放出用の複数の放熱突起を備え、
前記放熱ユニットは前記コントローラユニットのコネクタに電気的に接続することが可能なコネクタを有することを特徴とするコントローラ組立体。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のロボットコントローラで用いられているモータドライバは、左右一対の側板、天板、前後一対の側板からなる比較的大型の本体筐体の内部に収装されるものであって、その
図1の描出内容からしても単一の本体コントローラに適用される構造である。従って、この種の本体コントローラには、複数の同一のアクチュエータを限られた空間内で制御する思想はそもそも生じる可能性はなく、また、小型化の要請に対応することが困難である。
【0005】
しかも、小型化されたコントローラの設置場所は、実際に作業を行なう現場ではなく、電気配線を集中管理する配電盤内である場合が多い。しかしながら、配電盤内へのコントローラの設置は、例え、それが小型であったにせよ、十分なスペースはなく、設置ができたにせよその後のコントローラの増設や変更は困難である。
【0006】
一方、配電盤からアクチュエータまでの距離が長いと、駆動用の電力供給や制御信号を送るためのケーブルの取り回しが困難になるばかりか、給電途上の電力にロスが生じてしまう不都合がある。この種の不都合を回避するために、コントローラを配電盤内に設置することなく、作業現場近傍に設けたいとの要請が出てくる。
【0007】
しかしながら、作業現場は一般的にクーラント液や粉塵等が飛散対流する状況にある。そこで、コントローラ自体に防塵、防滴構造を施さなければならないという新たな要望が出てくる。しかしながら、アクチュエータを駆動するために大電流を供給しなければならないコントローラでは、その内部に設けられた電子部品からの発熱が大きいため、別途、発熱対策を構じなければならない。
【0008】
このために、例えば、コントローラを限られたスペースの中で複数個設置しようとすると、設置間隔の制限や、放熱ファン、換気口等を新たに配慮しなければならず、実際、その種のコントローラの小型化、省スペース化を達成することが困難であった。
【0009】
本発明は、これらの課題を一挙に解決するためのものであって、複数個のコントローラを近接配置することができるとともに、個々のコントローラから発生する熱を好適に外部に放出することにより冷却効率を高め、しかも省スペースで小型化に適したコントローラ組立体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記の課題を解決するために本発明は、アクチュエータにそれぞれ接続される複数のコントローラユニットと、コントローラユニットの間に介装される放熱ユニットとからなり、放熱ユニットはコントローラユニットの熱発生源で生じた熱を外部に放射するための熱放出用の複数の放熱突起を備えることを特徴とする。
【0011】
この構成によれば、放熱ユニットには放熱面積を拡張した複数の放熱突起が設けられているために、コントローラユニットで発生した熱を効果的に外部に放出することが可能であり、しかもコントローラユニットと放熱ユニットとが直接連設されているので両者間に無駄な空間がなく、省スペース化が達成される。
【0012】
本発明のコントローラ組立体において、放熱ユニットはコントローラユニットのコネクタに電気的に接続することが可能なコネクタを有することを特徴とする。
【0013】
この構成によれば、放熱ユニットにコントローラユニットのコネクタと電気的接続を行なうコネクタを設けているので、外部配線の取り回しを考慮する必要もなく、美麗であるとともに放熱ユニットとコントローラユニットの接合が堅牢となる利点がある。
【0014】
本発明のコントローラ組立体において、放熱ユニットはコントローラユニットに対し着脱自在であることを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、コントローラユニットに放熱ユニットが着脱自在に係合するので、コントローラユニットと放熱ユニットの連設数に限定されることなく、しかもメンテナンスも容易となる効果が得られる。
【0016】
本発明のコントローラ組立体において、コントローラユニットと放熱ユニットは
直方体状からなり、コントローラユニットと放熱ユニットのそれぞれの一面に嵌合用凸部が設けられるとともに、他面に嵌合用凹部が設けられ、コントローラユニットの嵌合用凸部が放熱ユニットの嵌合用凹部に嵌合し且つ放熱ユニットの嵌合用凸部がコントローラユニットの嵌合用凹部に嵌合することによりコントローラユニットと放熱ユニットとが連設されることを特徴とする。
【0017】
この構成によれば、嵌合用凸部と嵌合用凹部の雄雌係合でコントローラユニットと放熱ユニットが連設されるので、両ユニットの係合自体が容易であるために組立分解作業が容易で且つ連設されている特定のコントローラユニットに不都合が見出された時、それのみを取り外して検証する作業がし易い。
【0018】
本発明のコントローラ組立体において、コントローラユニット及び放熱ユニットの嵌合用凸部の周囲に防塵又は防滴用のシール部材が設けられていることを特徴とする。
【0019】
この構成によれば、工場内等で発生する微細な塵や水滴がコントローラユニットの基板に付着して誤作動を引き起こす等の事態を回避することができる。
【0020】
本発明のコントローラ組立体において、コントローラユニット及び放熱ユニットの嵌合用凸部及び嵌合用凹部の内側にコネクタが露呈する開口部が設けられていることを特徴とする。
【0021】
この構成によれば、コントローラユニットと放熱ユニットを連設するための嵌合用凸部や嵌合用凹部の内側に開口部を設け、この開口部に臨むようにコネクタを設けているので、特別にコネクタの設置部位を設けることなく、構造が簡素化し且つ小型化に資する利点がある。
【0022】
本発明のコントローラ組立体において、コントローラユニットの一面は放熱板で構成され、放熱ユニットの他面が放熱板に接することを特徴とする。
【0023】
この構成によれば、熱発生源となる基板に近接してコントローラユニットの側面を構成する放熱板が設けられ、しかもこの放熱板に放熱ユニットの他面が直接接していることから、発生した熱を一層効果的に放熱ユニットへと伝達することが可能となる。
【0024】
本発明のコントローラ組立体において、放熱ユニットの他面に放熱シートが設けられ、放熱シートが放熱板に接することを特徴とする。
【0025】
この構成によれば、コントローラユニットを構成する側板を放熱板で構成し、この放熱板に対し放熱ユニットに設けられた放熱シートが圧着するように配設されているのでコントローラユニットで発生した熱の放出がより効果的に達成される。
【0026】
本発明のコントローラ組立体において、放熱ユニットの他面に凹部が設けられ、凹部に放熱シートが配設されていることを特徴とする。
【0027】
この構成によれば、放熱シートが放熱ユニットの凹部に配設されるので、放熱ユニットとコントローラユニットの連設に際し放熱シートの厚さが支障となることはない。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、複数個のコントローラユニットを近接配置することができるとともに、個々のコントローラユニットが発生する熱をコントローラユニットに接して配置される放熱ユニットによって好適に外部に放出することによりコントローラユニットに対する冷却効率を高め、しかも省スペースで小型化に適したコントローラ組立体を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0030】
本発明に係るコントローラ組立体について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0031】
図1は、本実施の形態に係るコントローラ組立体の使用状態を示す斜視図であり、
図2は、本実施の形態に係るコントローラ組立体を電動アクチュエータに接続した状態の斜視図である。
【0032】
本実施の形態に係るコントローラ組立体10は、基本的に第1コントローラユニット20と、前記第1コントローラユニット20よりも長手方向において短尺な第2コントローラユニット60と、前記第2コントローラユニット60の側面に装着される入力ユニット70と、第1コントローラユニット20に接合される放熱ユニット80と、前記放熱ユニット80を外側から圧接して前記第1コントローラユニット20、第2コントローラユニット60、放熱ユニット80及び入力ユニット70を図示しないタイロッドで緊締するエンドブロック90とから基本的に構成される。
図1から容易に諒解されるように、このコントローラ組立体10は、レール100によって所望の場所に設置される。
【0033】
図2は、前記コントローラ組立体10と接続されて第1コントローラユニット20や第2コントローラユニット60から電力と制御信号を送られて、図示しないモータを駆動することにより、ボールねじを介してテーブル
170a、170bを進退動作させるための電動アクチュエータ110a、110bを含む接続状態を示す斜視図である。
【0034】
以上のように構成されるコントローラ組立体10の各構成要素について、以下詳細に説明する。
【0035】
図3は、コントローラ組立体10を構成する第1コントローラユニット20の斜視図である。第1コントローラユニット20は、長尺な直方体形状であり、その内部に前記電動アクチュエータ110a、110bを駆動制御するための電気回路部品を装着した基板22を配設している。基板22には、別異の第1コントローラユニット20と電気的な接続を果たすべく、第1コネクタ24が配設されている。基板22の一部及び第1コネクタ24は、第1コントローラユニット20の直方体形状の筐体26の一部を構成する放熱板28から外部に露呈している。すなわち、放熱板28は、熱伝導性に優れた部材で構成されており、その中央部下方に長円状の開口部30が設けられているとともに、前記開口部30を囲繞するように長円状の嵌合用凸部32が設けられている。前記第1コネクタ24は前記開口部30を介して外部に露呈する。前記嵌合用凸部32の周囲には、長円状の周回する溝が設けられ、この溝にOリング34が嵌合されている。
【0036】
後述するように、Oリング34は、前記第1コントローラユニット20と接合される他の第1コントローラユニット20、或いは第2コントローラユニット60、さらには放熱ユニット80と接合する際に防塵性、防滴性を確保するためのものである。すなわち、嵌合用凸部32によって、基板22は、開口部30を介して外部に露呈するに至るが、Oリング34によって他のコントローラユニットや放熱ユニットと接合する際に、塵や水蒸気がそこから侵入して基板22を電気的に損傷することを回避するためのものである。
【0037】
筐体26の上部には、開閉自在にカバー36が設けられ、このカバー36を開くことによって、基板22に装着された図示しないロータリースイッチ等とスイッチ群の設定を行なうことが可能である。筐体26の一方の幅狭な側面に、
図2に示す電動アクチュエータ110a、110bに対して電源を供給するための駆動用電源端子38aと、電動アクチュエータ110a、110bを構成するテーブル
170a、170bの移動方向や移動距離を検出するセンサの出力信号を入力するための位置情報入力端子38b及び電動アクチュエータ110a、110bに装着されたオートスイッチ等の出力を入力するための接点入力端子38cが設けられている。
【0038】
なお、
図3において、参照符号40a、40bは、第1コントローラユニット20の作動状態を外部から視認するための発光素子を示し、参照符号42a、42bは、
図1に示すようにコントローラ組立体10を一体化するために挿通される図示しないタイロッドを挿通するための貫通孔を示す。
【0039】
この場合、第1コントローラユニット20を構成する筐体26の嵌合用凸部32の下方にレール100が挿通されるレール挿入用凹部44が設けられ、このレール挿入用凹部44の両端部にレール100のフランジ46a、46bが嵌合する溝48a、48bが設けられている。
【0040】
図4に示すように、第1コントローラユニット20の放熱板28
の反対側には
、前記放熱板28に設けられた開口部30に対応する位置に嵌合用凸部32と同等の大きさの長円状の嵌合用凹部50が設けられるとともに、前記第1コネクタ24の反対側に位置して、第2コネクタ52が設けられている。すなわち、第1コネクタ24を雄型のコネクタとすると、第2コネクタ52は雌型のコネクタとして機能するものであり、第1コネクタ24が他の第1コントローラユニット20に接合される時、その雌型の第2コネクタ52に嵌合して電気的接続を果たすものである。
【0041】
第2コントローラユニット60は、第1コントローラユニット20と基本的に同一の構成要素からなるものであり、第1コントローラユニット20に対して長手方向の長さが短いという差異がある。従って、同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【0042】
なお、
図1に示すように、第2コントローラユニット60には入力ユニット70が連結される。入力ユニット70には、入力用の電源端子72a〜72cが設けられている。入力ユニット70は従来技術に属するものであるから、ここでは詳細な説明を省略する。
【0043】
次に、コントローラ組立体10にあって、第1コントローラユニット20に密着するように配設される放熱ユニット80について説明する。
【0044】
放熱ユニット80は、第1コントローラユニット20とその厚みにおいて異なるものの、縦方向及び横方向の長さが略同一な直方体からなる。好ましくは、放熱ユニット80は、放熱性に優れる材質、例えば、アルミニウムや銅の如き金属製の材料等から一体的に構成されるものである。放熱ユニット80の一方の面には、縦方向及び横方向に整列して多数の断面台形状の放熱突起92が連設される。放熱突起92は、その隣接する放熱突起92との間で縦に第1の放熱溝94が形成されるとともに、さらに横方向に延在して第2の放熱溝96が設けられる(
図7参照)。なお、第1コントローラユニット20の貫通孔42aに対応した貫通孔98aを設けるべく、前記放熱突起92と高さは同一であるが、その縦方向及び横方向の長さが長大な突起99が設けられる。
【0045】
前記放熱ユニット80の放熱突起92が設けられる側には、矩形状の連結部120が設けられる。連結部120は、放熱突起92と一体的に構成されてもよいが、放熱突起92と別体で形成し、放熱ユニット80に前記連結部120を嵌合するための空間を設けて、この連結部120を組み込むようにしてもよい。連結部120には、第1コントローラユニット20の貫通孔42bに対応する貫通孔98bが設けられるとともに、前記第1コントローラユニット20の嵌合用凸部32に対応して嵌合用凸部122が設けられる。
【0046】
嵌合用凸部122の周囲には、前記嵌合用凸部32と同様にOリング124が嵌合している。前記嵌合用凸部122の内側に設けられる開口部126には、平板状の取付部128が設けられ、この取付部128に第1コントローラユニット20の第1コネクタ24に対応する第3コネクタ130が設けられる。第1コネクタ24と第3コネクタ130は、略同一の構成からなるために、その詳細な説明を省略する。
【0047】
図6に放熱ユニット80の
図5とは反対側の面の構成を図示する。放熱ユニット80の裏面側には、第1コントローラユニット20の嵌合用凹部50に対応する大きさの嵌合用凹部132が設けられ、この嵌合用凹部132の内部に設けられた平板状の取付部128から突出して第4コネクタ134が外部に露呈している。第4コネクタ134は、第1コントローラユニット20の裏面側に設けられた第2コネクタ52と対応する大きさ及び形状である。放熱ユニット80の前記嵌合用凹部132上方にL字状に幅広な凹部136が設けられる。
【0048】
次に、前記凹部136には、第1放熱シート138aと第2放熱シート138bが配設される。第1放熱シート138a及び第2放熱シート138bは、前記凹部136の深さより若干その厚みが大きく、弾性に富む。
図1に示すように、放熱シート138a、138bは熱伝導性に富む材料からなり、第1コントローラユニット20と組み合わされたとき放熱板28に圧着されて放熱板28から伝達される基板22からの熱を受けて、放熱突起92側へとその熱を伝える。従って、第1放熱シート138a、第2放熱シート138bは、第1コントローラユニット20内の基板22にあって、最も熱の発生し易い位置に対応して配設されているのが好ましい。なお、第3コネクタ130は、第1コントローラユニット20の第1コネクタ24と対応し、また、第4コネクタ134は、第2コネクタ52に対応する雄雌の関係にある。ここで、
図5乃至
図7において、参照符号140は第1コントローラユニット20のレール挿入用凹部44に対応する凹部を示し、また、参照符号142a、142bは溝48a、48bに対応する溝を示す。
【0049】
最後にエンドブロック90について説明する。エンドブロック90は、
図1から諒解されるように、上部が比較的肉薄な下部が肉厚な、例えば、アルミニウム等の金属から一体構成されてなるものであり、放熱ユニット80の一面側に配設される。特に、放熱ユニット80の連結部120を覆い隠すことによって、開口部126を閉塞する。このため、図示を省略しているが嵌合用凸部122が嵌合する開口部126と同様なサイズの凹部を設けておくとよい。エンドブロック90には、レール100に取り付けられるためのレール挿入用凹部150が設けられるとともに、このレール挿入用凹部150の幅方向両端部にはレール100のフランジ46a、46bが嵌合されるレール取付溝152a、152bが設けられている。なお、図中、参照符号154aは放熱ユニット80の貫通孔98aに対応する貫通孔であり、また、貫通孔154bは放熱ユニット80の貫通孔98bに対応する貫通孔を示す。
【0050】
以上のように構成される第1コントローラユニット20、第2コントローラユニット60、入力ユニット70及び放熱ユニット80は、以下のように組み立てられる。
【0051】
まず、レール100をコントローラ組立体10が組み付けられるべき場所に図示しないビス等を使って固定し、次いで、レール100のフランジ46a、46bに入力ユニット70、第2コントローラユニット60、第1コントローラユニット20、放熱ユニット80、第1コントローラユニット20、放熱ユニット80を挿入し、最後にエンドブロック90をこの順で挿入してレール100に位置決めする。
【0052】
次いで、エンドブロック90の貫通孔154a、154b、放熱ユニット80の貫通孔98a、98b、
第1コントローラユニット20の貫通孔42a、42b、第2コントローラユニット60の図示しない貫通孔、入力ユニット70の図示しない貫通孔にそれぞれタイロッド(図示せず)を挿入し、その反対側でナット等を螺回することによって、これら
第1コントローラユニット20
と、
第2コントローラユニット60と、放熱ユニット80と、入力ユニット70及びエンドブロック90を一体化する。
【0053】
そして
、第1コントローラユニット20の駆動用電源端子38a、位置情報入力端子38b、接点入力端子38c
及び第2コントローラユニット60の駆動用電源端子38a、位置情報入力端子38b、接点入力端子38cにそれぞれケーブル160の一端側を接続し、前記ケーブル160の他方側に電動アクチュエータ110a、110bを接続する。この場合、第1コントローラユニット20には、比較的大型の電動アクチュエータ110aを接続するとともに、第2コントローラユニット60には、比較的小型の電動アクチュエータ110bを接続するとよい。大型と小型の電動アクチュエータ110a、110bでは負荷が異なるために発熱量に相違があり、この発熱量の相違によって第1コントローラユニット20にはサイズの大なる放熱ユニットが連接される。一方、発熱量の少ない第2コントローラユニット60に対し、放熱ユニットを連設することなく、直接入力ユニット70を接続しておく。
【0054】
以上のような準備段階を経て、入力ユニット70の電源端子72a〜72cに電源が供給され、第1コントローラユニット20や第2コントローラユニット60を介して制御信号が送られて電動アクチュエータ110a、110bが駆動制御される。すなわち、駆動用電源端子38aから電動アクチュエータ110a、110bに電力が供給され、図示しないモータが駆動されると、このモータの駆動軸に連結されるボールねじが回転し、ボールねじに螺合するボールナットが変位することによって、ボールナットに連結されているテーブル170a、170bが変位する。前記テーブル170a、170bの移動方向や移動量は、図示しない検出装置(センサ)によって検出され、位置情報入力端子38bから第1コントローラユニット20や第2コントローラユニット60の基板22に供給され、電気的処理が行われる。これによって、電動アクチュエータ110a、110bの動作状態が把握されるに至る。
【0055】
このように電動アクチュエータ110a、110bが付勢されると、第1コントローラユニット20や第2コントローラユニット60が電動アクチュエータ110a、110bを制御する間に供給される電力によって、基板22の回路等が発熱するに至る。この発熱は、例えば、放熱
板28に接する放熱ユニット80を介して外部へ放出される。すなわち、放熱ユニット80では、多数の放熱突起92を介してその熱が放出されることになる。特に、放熱突起92は断面台形状であることから放熱面積が拡張され、これによって放熱効果が一層向上する。
【0056】
以上のように本実施の形態によれば、電動アクチュエータを駆動制御するコントローラユニットに放熱ユニットが配設され、この放熱ユニットによってコントローラ自体に発生する熱を効率的に外部へと放出するように構成されている。しかも、コントローラユニットの数に制約することなく、多数のコントローラユニットを連設することができるため、設置スペースを多くとることなく放熱効果に優れたコントローラ組立体が得られる。
【0057】
以上、本発明に関し好適な実施の形態を例示して詳細に説明したが、本発明のコントローラ組立体はこの実施の形態に制約されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更が可能なことは言うまでもない。
【0058】
例えば、実施の形態では放熱ユニットを構成する放熱突起を断面台形状に形成しているが、台形状に拘ることなく、円錐台形状や他の多角形状で構成することにより放熱面積を拡大すれば同様の効果が得られることは言うまでもない。