特開 2022-157108 制御盤及び工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022157108

(43)【公開日】2022-10-14

(54)【発明の名称】制御盤及び工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/12 20060101AFI20221006BHJP

   B23Q 1/00 20060101ALN20221006BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/12 A

B23Q1/00 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021061149

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104178

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 尚

(72)【発明者】

【氏名】千村 栄治郎

【テーマコード（参考）】

3C048

【Ｆターム（参考）】

3C048AA05

(57)【要約】

【課題】電装部品を十分に冷却できる制御盤及び工作機械を提供する。
【解決手段】制御盤は収納箱を備える。収納箱は内部に工作機械を制御する電装部品を収納する。収納箱は外側に放熱機構、筐体４０、送風機を配置する。放熱機構の一部は収納箱内側に配置し、電装部品と接続する。筐体４０は収納箱外側で放熱機構の下側に並べて配置する。筐体４０は壁部４０１を含む複数の壁部と、複数の壁部で囲んだ内部に中空部４３と、上端に中空部４３と連通して筐体４０の放熱機構側を開口する第二開口部４２とを有する。壁部４０１は中央部を開口し、中空部４３と連通する第一開口部４１を有する。壁部４０１は第一開口部４１を覆うようにして送風機を固定する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械を制御する電装部品と、
前記電装部品を収納する収納箱と、
前記電装部品に連結し、一部を前記収納箱の所定壁の外側に配置する放熱機構と、
前記所定壁の外側にて、前記収納箱の外側に在る前記放熱機構と並べて設け、且つ複数の壁部と、前記複数の壁部が囲んだ内部に中空部を有する筐体と、
前記筐体の外側且つ前記複数の壁部の第一壁部に固定する送風機とを備え、
前記筐体は、
前記第一壁部を開口し、前記中空部と連通する第一開口部と、
前記放熱機構側を開口し、前記中空部と連通する第二開口部とを有することを特徴とする制御盤。

【請求項2】

前記第二開口部は、前記放熱機構の一部を通過することを特徴とする請求項１に記載の制御盤。

【請求項3】

前記筐体は、前記第一壁部における前記送風機よりも前記放熱機構側にて前記第一壁部から前記筐体の外側に向かって突出し、前記送風機と前記放熱機構とが並ぶ所定方向と交差する交差方向に延びる交差壁部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御盤。

【請求項4】

前記筐体は、前記放熱機構よりも下側に配置し、前記筐体の下端部を構成する第二壁部が閉塞していることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の制御盤。

【請求項5】

前記筐体は、
前記第二壁部を開口し、前記中空部と連通する孔と、
前記孔を閉塞する栓とを有することを特徴とする請求項４に記載の制御盤。

【請求項6】

請求項１～５の何れかに記載の制御盤を備えたことを特徴とする工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御盤及び工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の工作機械は制御箱を備える。制御箱は電装部品を収納する。冷却フィン部は制御箱左側面に設け、制御箱内に収納する電装部品を冷却する。フィン囲い部は冷却フィン部を覆う。ファンは冷却フィン部の下方に設け、複数の支柱を介して制御箱左側面に固定する。ファンはフィン囲い部内に空気を取込み、制御箱左側面に向けて送風する。

【0003】

ファンが送風する風は制御箱左側面からフィン囲い部内側全体に拡がる。フィン囲い部内側全体に拡がった風の一部は冷却フィン部を通過することで冷却フィン部の熱を放熱し、電装部品を冷却する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－２２１６０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ファンが送風する風は一部が冷却フィン部を通過しないので、上記工作機械の制御箱は電装部品を十分に冷却できない時がある。

【0006】

本発明の目的は、電装部品を十分に冷却できる制御盤及び工作機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第一態様に係る制御盤は、工作機械を制御する電装部品と、前記電装部品を収納する収納箱と、前記電装部品に連結し、一部を前記収納箱の所定壁の外側に配置し、前記電装部品の熱を前記収納箱の外側に放出する放熱機構と、前記所定壁の外側にて、前記収納箱の外側に在る前記放熱機構と並べて設け、且つ複数の壁部と、前記複数の壁部が囲んだ内部に中空部を有する筐体と、前記筐体の外側且つ前記複数の壁部の第一壁部に固定し、前記筐体に向けて送風する送風機とを備え、前記筐体は、前記第一壁部を前記送風機に向けて開口し、前記中空部と連通する第一開口部と、前記放熱機構側に開口し、前記中空部と連通する第二開口部とを有することを特徴とする。

【0008】

第一態様の制御盤において、送風機が送る風は第一開口部から筐体内に入り、第二開口部を経て放熱機構へと流れる。制御盤は送風機が送る風が拡がることなく放熱機構に流れるので、放熱機構が効果的に電装部品の熱を放出し、電装部品を十分に冷却できる。

【0009】

第一態様において、前記第二開口部は、前記放熱機構の一部を覆ってもよい。制御盤は送風機が送る風が更に拡がることなく放熱機構に流れるので、電装部品を十分に冷却できる。

【0010】

第一態様において、前記筐体は、前記第一壁部における前記送風機よりも前記放熱機構側にて前記第一壁部から前記筐体の外側に向かって立設し、前記送風機と前記放熱機構とが並ぶ所定方向と交差する交差方向に延びる交差壁部を有してもよい。制御盤は交差壁部により放熱機構を流れる風が送風機に戻ることを抑制するので、電装部品をより十分に冷却できる。

【0011】

第一態様において、前記筐体は、前記筐体の下端部を構成する第二壁部が閉塞してもよい。筐体の第二壁部が収納箱等から飛散する霧状の液体（例えば工作機械の切削剤）を受けるので、制御盤の利便性は向上する。

【0012】

第一態様において、前記筐体は、前記第二壁部を開口し、前記中空部と連通する孔と、前記孔を閉塞する栓とを有してもよい。孔から栓を抜くことで第二壁部が受けた液体を孔から抜くことができるので、制御盤の利便性は更に向上する。

【0013】

本発明の第二態様に係る工作機械は、請求項１～５の何れかに記載の制御盤を備えたことを特徴とする。第二態様の工作機械は第一態様と同様の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】工作機械１の斜視図。

【図2】制御盤２０の斜視図。

【図3】制御盤２０の左側面図。

【図4】カバー３０を取り外した制御盤２０の左側面図。

【図5】図３に示すＩ－Ｉ線矢視方向断面図。

【図6】図５に示す筐体４０周囲の部分拡大図。

【図7】筐体４０の左斜め下方からの斜視図。

【図8】筐体４０の左斜め上方からの斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を説明する。以下説明は図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。工作機械１の左右方向、前後方向、上下方向は、夫々、工作機械１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。

【0016】

図１を参照し工作機械１の構造を説明する。工作機械１は主軸（図示略）がＺ軸方向に延びる立型工作機械である。工作機械１は基台２、コラム５、主軸ヘッド７、本体カバー３、制御盤２０を備える。基台２は鉄製土台である。コラム５は基台２上部後方に立設する。コラム５は前面にＺ軸移動機構（図示略）を配置する。主軸ヘッド７はＺ軸移動機構前方に配置する。主軸ヘッド７はＺ軸移動機構によりＺ軸方向に移動できる。

【0017】

主軸ヘッド７は主軸をＺ軸方向に平行な回転軸線を中心に回転可能に支持する。主軸は工具（図示略）を装着し、工作台（図示略）上面に固定する被削材（図示略）の切削加工等を行う。工作台は基台２上部前方に配置する。本体カバー３は基台２上部に固定し、主軸、工作台の周囲を取り囲む。

【0018】

図２～図８を参照し制御盤２０の構造を説明する。制御盤２０は収納箱２１を備える。収納箱２１は前壁２０１、左壁２０２を備える略直方体状である。収納箱２１は前壁２０１外側に右側取付部２２、左側取付部２３を備える。右側取付部２２は前壁２０１右側、左側取付部２３は前壁２０１左側に配置する。右側取付部２２、左側取付部２３は上下方向に延び且つ前壁２０１から前方に突出する。収納箱２１は右側取付部２２、左側取付部２３をコラム５後方に取付けて固定する。収納箱２１は工作機械１を制御する各種電装部品を収納する。各種電装部品は、例えば入出力基板９３（図５参照）、制御基板９４（図５参照）、ＤＣスイッチング電源、ブレーカ、インバータ、配線ダクト、サーボアンプ等である。

【0019】

収納箱２１はコラム５とは反対側に扉２０３を備える。作業者は例えば制御盤２０の点検時、扉２０３を開き、収納箱２１内に収納する各種電装部品の点検、交換、修理等を行う。扉２０３は左下部に扉２０３の施錠と解錠とを切替え、扉２０３を開く時に作業者が把持する把持部２４を備える。

【0020】

図２～図４の如く制御盤２０は左壁２０２にカバー３０、放熱機構９０、筐体４０、上カバー６０、電線挿入部７０を備える。カバー３０は収納箱２１外側で放熱機構９０、筐体４０、送風機５０の周囲を覆う（図３、図４参照）。

【0021】

カバー３０は平板状の左壁３０１、後壁３０２、前壁３０３、固定部３０４、３０５を有する。左壁３０１は上下方向且つ前後方向に延びる。後壁３０２は左壁３０１後端部から右方に突出し、前壁３０３は左壁３０１前端部から右方に突出する。固定部３０４は後壁３０２右端部から後方に突出し、固定部３０５は前壁３０３右端部から前方に突出する。カバー３０は固定部３０４、３０５を収納箱２１の左壁２０２中央部に取付けて固定する。

【0022】

カバー３０は左壁３０１下部に上下方向に延び且つ左右方向に貫通する複数の開口部３１を有する。複数の開口部３１は後述する送風機５０が空気を取り込む為の給気口である。開口部３１は左壁３０１下部の内、送風機５０と対向する対向部３１０の周囲に位置する（図３、図６参照）。本実施形態では、複数の開口部３１は対向部３１０の前側、後側に夫々位置する。対向部３１０後側に位置する開口部３１を後開口部３１１、対向部３１０前側に位置する開口部３１を前開口部３１２という。

【0023】

左壁３０１上部は前後方向に延び且つ左右方向に貫通する複数の排出口３２１を有する。後壁３０２、前壁３０３上部は左右方向に延び且つ前後方向に貫通する複数の排出口３２２、３２３（図５参照）を有する。複数の排出口３２１～３２３は後述する盤外放熱機構９０１よりも上側に位置する。

【0024】

図４、図５の如く放熱機構９０は左壁２０２中央部に配置する。放熱機構９０は上下方向且つ左右方向に延びる複数の冷却フィンを備えるヒートシンクである。放熱機構９０は左壁２０２中央部を左右方向に貫通して配置する。放熱機構９０は盤外放熱機構９０１、盤内放熱機構９０２を有する。盤外放熱機構９０１は収納箱２１外側に配置し、盤内放熱機構９０２は収納箱２１内側に配置する。盤内放熱機構９０２は収納箱２１に収納する電装部品と接続する。

【0025】

図４、図６～図８の如く筐体４０は収納箱２１外側で盤外放熱機構９０１の下側に並べて配置する略直方体状である。筐体４０は壁部４０１、４０３～４０５、固定部４０６～４０８、中空部４３、第一開口部４１、第二開口部４２、交差壁部４４、栓４６を有する。

【0026】

壁部４０１、４０３～４０５、固定部４０６～４０８は平板状である。中空部４３は壁部４０１、４０３～４０５が囲んだ内部に配置する。壁部４０１は上下方向且つ前後方向に延びる。左右方向において盤外放熱機構９０１よりも左側に配置する（図６参照）。第一開口部４１は壁部４０１中央部を左右方向に開口し、中空部４３と連通する。壁部４０１は第一開口部４１を覆うように左側に後述する送風機５０を固定する。

【0027】

壁部４０３は壁部４０１後端部から右方に突出し、壁部４０４は壁部４０１前端部から右方に突出、壁部４０５は壁部４０１下端部から右方に突出する。第二開口部４２は壁部４０１、４０３、４０４上端部が囲んだ内側に配置する。第二開口部４２は筐体４０の放熱機構９０側を開口し、中空部４３と連通する。第二開口部４２は盤外放熱機構９０１下端部よりも上側に在り、盤外放熱機構９０１下端部を通過する。

【0028】

固定部４０６は壁部４０３右端部から後方に突出し、固定部４０７は壁部４０４右端部から前方に突出し、固定部４０８は壁部４０５前端部から下方に突出する。筐体４０は固定部４０６～４０８を収納箱２１の左壁２０２に取付けて固定する。

【0029】

交差壁部４４は壁部４０１上端部から左側に突出し、且つ前後方向に延びる平板状である。交差壁部４４はカバー３０の左壁３０１近傍まで左方に延びる（図６参照）。交差壁部４４後端は壁部４０１後端よりも後側に、交差壁部４４前端は壁部４０１前端よりも前側に配置する。壁部４０５は後部を上下方向に開口し、中空部４３と連通する孔４５を有する。孔４５の内壁はねじ山を形成する。栓４６は雄ねじであって孔４５のねじ山と螺合し、孔４５を閉塞する。

【0030】

送風機５０は例えば軸流ファンである。送風機５０は左端部に保護金網５１を配置する。保護金網５１は比較的大きい異物を送風機５０内部に入ることを防止する。送風機５０は周囲の空気を取り込み、右方へ送風する。

【0031】

上カバー６０はカバー３０上側を覆うように配置する。上下方向において上カバー６０とカバー３０との間には隙間が在る。上カバー６０は収納箱２１の左壁２０２から左右方向に突出した後、上下方向に屈折して延び、且つ前後方向に延びる板状である。電線挿入部７０は左壁２０２を左右方向に貫通する非図示の挿通孔を有し、収納箱２１内部の電装部品と外部のデバイスと電気的に接続する電線を挿通して保持する。上カバー６０は前記電線を支持する。

【0032】

カバー３０における空気の流れを説明する。工作機械１が稼働すると、収納箱２１内部の各種電装部品が発熱するので、送風機５０を駆動して放熱機構９０は熱を放出させることで電装部品を冷却する。送風機５０はカバー３０の複数の開口部３１等を介してカバー３０外部から空気を取り込み、右方へ送風する。送風機５０が送風した風は第一開口部４１を介して中空部４３に流れ、第二開口部４２から筐体４０外側へと流れる。

【0033】

筐体４０外側に流れた風は上方へ流れ、盤外放熱機構９０１内部を通過する。該時、送風機５０が送風した風により放熱機構９０は熱を放出し、放熱機構９０と接続する収納箱２１内部の電装部品を冷却する。盤外放熱機構９０１内部を通過した風は複数の排出口３２１～３２３、上カバー６０とカバー３０との間の隙間からカバー３０外側に流れる。筐体４０外側に流れた風の一部は筐体４０側に巻戻る時があるが、交差壁部４４が筐体４０側に巻戻った風を送風機５０が再度取込むことを防止する。

【0034】

以上の如く、制御盤２０は工作機械１においてコラム５後方に配置する。制御盤２０は収納箱２１を備える。収納箱２１は内部に工作機械１を制御する入出力基板９３、制御基板９４等の電装部品を収納する。制御盤２０は収納箱２１の左壁２０２に放熱機構９０、筐体４０、送風機５０を設ける。放熱機構９０は収納箱２１外側に盤外放熱機構９０１を、収納箱２１内側に盤内放熱機構９０２を配置する。盤内放熱機構９０２は電装部品と接続する。筐体４０は収納箱２１外側で盤外放熱機構９０１の下側に並べて配置する。筐体４０は壁部４０１を含む複数の壁部と、複数の壁部で囲んだ内部に中空部４３と、上端に中空部４３と連通して筐体４０の放熱機構９０側を開口する第二開口部４２とを有する。壁部４０１は中央部を開口し、中空部４３と連通する第一開口部４１を有する。壁部４０１は第一開口部４１を覆うようにして送風機５０を固定する。送風機５０が送風する風は第一開口部４１を介して中空部４３に流れ、第二開口部４２を経て放熱機構９０へと流れる。送風機５０が送風する風が拡がることなく放熱機構９０に流れるので、放熱機構９０は効果的に電装部品の熱を放出する。故に制御盤２０は放熱機構９０により電装部品を十分に冷却できる。

【0035】

第二開口部４２は盤外放熱機構９０１下端部よりも上側に在り、盤外放熱機構９０１下端部を覆う。送風機５０が送る風が更に拡がることなく放熱機構９０に流れるので、制御盤２０は放熱機構９０により電装部品を十分に冷却できる。

【0036】

筐体４０は壁部４０１上端部に交差壁部４４を設ける。交差壁部４４は壁部４０１上端部から左側に突出し、且つ前後方向に延びる平板状である。送風機５０が送風して筐体４０外側に流れた風の一部は筐体４０側に巻戻る時がある。該時、交差壁部４４が筐体４０側に巻戻った風を送風機５０が再度取込むことを防止するので、制御盤２０は放熱機構９０により電装部品を十分に冷却できる。

【0037】

筐体４０は壁部４０５により下端部が閉塞している。壁部４０５は工作機械１が切削加工を行う時に飛散する切削剤等の霧状の液体を受けることができる。故に制御盤２０の利便性は向上する。

【0038】

筐体４０は壁部４０５後部を上下方向に開口し、中空部４３と連通する孔４５と、孔４５を閉塞する栓４６とを有する。孔４５から栓４６を抜くことで、筐体４０は孔４５を介して壁部４０５が受けた切削剤等の液体を抜くことができる。故に制御盤２０の利便性は更に向上する。

【0039】

上記実施形態において、入出力基板９３、制御基板９４は本発明の電装部品の一例である。左壁２０２は所定壁の一例である。壁部４０１は第一壁部の一例である。上下方向は所定方向の一例である。前後方向は交差方向の一例である。壁部４０５は第二壁部の一例である。

【0040】

本発明は上記実施形態から種々変更できる。以下説明する各種変形例は、矛盾が生じない限り夫々組合わせ可能である。例えば、本発明は上記実施形態の工作機械１は主軸がＺ軸方向に延びる立型工作機械であるが、主軸が水平方向に延びる横型工作機械にも適用できる。

【0041】

放熱機構９０、送風機５０、カバー３０は収納箱２１の左壁２０２以外の外壁に配置してもよい。送風機５０と放熱機構９０とは互いに異なる収納箱２１の外壁に配置してもよい。該時、制御盤２０は送風機５０が送風する風が放熱機構９０へと流れるダクトを備えてもよい。カバー３０は送風機５０を覆えばよく、放熱機構９０を覆わなくてもよい。

【0042】

開口部３１は左壁３０１における対向部３１０の周囲に配置すればよく、配置する位置を種々変更できる。例えば、開口部３１は上下方向において送風機５０と放熱機構９０との間の位置である挟込位置（対向部３１０上側）を除く位置に配置してもよい。即ち、開口部３１は対向部３１０下側に配置してもよい。カバー３０が開口部３１を挟込位置に配置しない場合、制御盤２０は開口部３１を介して送風機５０が取込む風と、送風機５０から放熱機構９０に向けて送る風とが干渉することを抑制できる。故に制御盤２０は送風機５０が送風する風により電装部品の熱を放熱機構９０から効果的に放出できる。

【0043】

上記実施形態では、カバー３０は対向部３１０後側に後開口部３１１、対向部３１０前側に前開口部３１２を夫々配置したが、後開口部３１１及び前開口部３１２の少なくとも一方だけ設けてもよい。カバー３０は送風機５０の給気口を左壁３０１の開口部３１以外に配置してもよい。例えば、カバー３０は後壁３０２、前壁３０３下部に送風機５０の給気口を配置してもよい。

【0044】

カバー３０は複数の排出口３２１～３２３を設けなくてもよい。該時、上カバー６０とカバー３０との間の隙間等から送風機５０が送風する風がカバー３０の外側に排出されればよい。上記実施形態のカバー３０は上下方向に開口するが、上端及び下端の何れか一方を閉塞してもよい。カバー３０下端を閉塞する場合、カバー３０下端部は工作機械１が切削加工を行う時に飛散する切削剤等の霧状の液体を受けることができる。故に制御盤２０の利便性は向上する。

【0045】

筐体４０は送風機５０を固定でき、且つ送風機５０が送風した風を内部に取込んだ後、放熱機構９０へと排出する構成であればよく、上記実施形態に限定しない。例えば、筐体４０は略八面体状であってもよい。筐体４０は一部を曲面で構成してもよい。

【0046】

筐体４０は壁部４０３～４０５に送風機５０を固定してもよい。該時、第一開口部４１は送風機５０を固定する壁部４０３～４０５に配置する。筐体４０は第一開口部４１、第二開口部４２、孔４５以外に中空部４３と連通する開口を有してもよい。

【0047】

筐体４０は第二開口部４２が放熱機構９０下端部を覆わなくてもよい。筐体４０と放熱機構９０とを離れて配置する場合、制御盤２０は第二開口部４２から排出する風がカバー３０内部に拡がって流れることを防止する為の上下方向に延びる整流板を左壁２０２における筐体４０と放熱機構９０との間に設けてもよい。筐体４０は放熱機構９０下側以外の位置に設けてもよい。該時、第二開口部４２から排出する風が放熱機構９０内部を通過できる方向に放熱機構９０の冷却フィンが延びることが望ましい。

【0048】

筐体４０は交差壁部４４を備えなくてもよい。該時、交差壁部４４に替わり、放熱機構９０は下部から左側に突出し、且つ前後方向に延びる平板状の壁を設けてもよい。カバー３０は放熱機構９０下部に向かって内側（右側）に突出し、且つ前後方向に延びる平板状の壁を設けてもよい。壁部４０５は孔４５を有さなくてもよい。栓４６は孔４５を塞ぐ一例であり、壁部４０５外側をスライドする扉が孔４５を塞いでもよい。壁部４０５に雌螺子を形成したナットを固着し、雄螺子を形成したボルトを栓として代用してもよい。

【符号の説明】

【0049】

１ 工作機械
２０ 制御盤
２１ 収納箱
３０ カバー
３１ 開口部
４０ 筐体
４１ 第一開口部
４２ 第二開口部
４３ 中空部
４４ 交差壁部
４５ 孔
４６ 栓
５０ 送風機
９０ 放熱機構
９３ 入出力基盤
９４ 制御基板
２０２、３０１ 左壁
３０１ 対向部
３１１ 後開口部
３１２ 前開口部
３２１～３２３ 排出口
４０１、４０５ 壁部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】