JP5617612B2 - サーボアンプ - Google Patents

Description

本発明は、各種産業機械の運転制御に使用する回生抵抗器内蔵型のサーボアンプに関し、詳しくは回生抵抗器の実装構造に関する。

周知のように、サーボアンプは回生電流を消費する回生抵抗器を備えている。この場合に、容量の大きなサーボアンプ，あるいはサーボモータの始動／停止制御を頻繁に繰り返すもののでは回生抵抗器の発熱量が大となることから、サーボアンプ本体とは別に外部回生抵抗器を用いているが、容量の低いサーボアンプでは回生抵抗器をサーボアンプ本体に搭載装備するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

次に、本発明の出願人が製造した製品を例に、従来における回生抵抗器内蔵型のサーボアンプの組立構造を図４，図５に示す。まず、図４において、１は本体ケースの骨格をなすフレーム構造のヒートシンク（アルミダイカスト製）、１ａはヒートシンク１のフレーム後部に形成した取付台座、１ｂはフレーム側部に形成した放熱フィン、２はヒートシンク１に組合せて本体ケースを構成するケースカバー（モールド樹脂製）、３はケースカバー２の前面に配した制御用操作パネル、４は前記放熱フィン１ａに重ねてヒートシンク１の外側面に取り付けた回生抵抗器、５は放熱フィン１ｂに並置してヒートシンク１の側面に組み付けたファンであり、回生抵抗器４はヒートシンク１の放熱フィン１ｂとともにファン５により風冷冷却するようにしている。なお、ファン５に吸い込まれた外気は二手に分かれて放熱フィン１ｂを洗流した後、本体ケースの上方，および下方に向けて放流される。

また、図示してないがサーボアンプの回路部品は回路基板に搭載してケースカバー１の内方に収容されており、このうち発熱の大きな回路部品であるパワー半導体モジュールはヒートシンク１の内面に直接マウントして発生熱をヒートシンクに伝熱して外部に放熱するようにしている。

一方、図５の製品例では、回生抵抗器４をケースカバー２の内方に収容配置し、前記のパワー半導体モジュールと同様にヒートシンク１の内面にマウントして回生抵抗器４の通電に伴う発生熱をヒートシンク１に伝熱して外部に放熱するようにしている。なお、図中で６はケースカバー２の内方に組み込んだ回路基板、７は回路基板６に実装した回路部品である。

特開平１１−３０７３０２号公報（図２）

ところで、前記した従来製品における内蔵回生抵抗器の取り付け構造では次記のような問題点がある。すなわち、図４の実装構造では、サーボアンプの使用中にそのヒートシンク１の外側面に露呈している回生抵抗器４に誤って手を触れると、回生抵抗器４の高温発熱により火傷を負う危険がある。そのほか、図６のように複数台のサーボアンプを左右に並べて制御盤などの盤内取付板８に設置して使用すると、回生抵抗器４の発熱が隣接するサーボアンプの本体ケースに輻射伝熱し（図中の点線矢印）、このためにケースカバー２，およびその内部温度が上昇して回路部品７に熱的な悪影響を及ぼすほか、回生抵抗器４に焼損事故が生じて異常に過熱した状態になると、この高温を受けて隣接するサーボアンプのケースカバー（熱可塑性のプラスチック製）２が溶け出したり、周囲の可燃物に引火するおそれがある。そこで、従来は隣接するサーボアンプとの間の間隔Ａを十分に確保して配置するようにしているが、この間隔Ａを大きく確保するとサーボアンプの設置スペースが拡大して盤内のスペース効率が低下する。

また、図５の実装構造は回生抵抗器４が本体ケースの内部に収容されているので、運転中に外部から手が触れるおそれはないが、回生抵抗器４の発熱により本体ケースの内部温度が上昇して回路部品への熱的干渉が生じる問題がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解消して発熱した回生抵抗器に外部から人の手が直接触れるのを防止し、併せて本体ケース内部の回路部品，および盤内に並置した隣接サーボアンプに及ぼす熱的影響を低減化しつつ、回生抵抗器の発生熱をヒートシンクに伝熱して放熱できるように内蔵回生抵抗器の実装構造を改良した回生抵抗器内蔵型のサーボアンプを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、本体ケースの骨格をなすフレーム構造のヒートシンクにケースカバーを組合せて回路基板および回路部品を収容した構成になる回生抵抗器内蔵型のサーボアンプであって、前記ヒートシンクに形成した取付台座を介して当該サーボアンプを盤内に設置するようにしたものにおいて、前記ヒートシンクはそのフレーム側部に放熱フィン，フレーム後部に取付台座を形成し、前記取付台座の背面に凹所を形成し、この凹所内に回生抵抗器を伝熱的に取付けて格納する。

上記構成によれば、次記効果を奏することができる。
（１）サーボアンプを盤内に据付けた使用状態では、回生抵抗器がヒートシンク後部の取付台座に形成した凹所内に格納して盤側の取付板との間に閉じ込められているので、外部から人の手が高温の回生抵抗器に触れて火傷を負う危険がなく、また回生抵抗器に焼損事故が万一発生しても周囲の可燃物に引火するおそれもなくて高い安全性を確保できる。
（２）また、回生抵抗器の発生熱はヒートシンクに伝熱し、その放熱フィンから外方に放熱されるので、回路部品を収容した本体ケースの内部温度上昇を防ぐことができる。
（３）さらに、複数台のサーボアンプを左右に並べて盤内に設置した使用状態でも、回生抵抗器の発熱が隣接サーボアンプに輻射伝熱することがなく、これによりサーボアンプ同士を近接配備して盤内の省スペース化が図れる。

本発明の実施例による回生抵抗器内蔵型サーボアンプの本体ケースを背面側から見た外形斜視図である。 図１のサーボアンプを前面側から見た外形斜視図である。 図１のサーボアンプを左右に並べて盤内に設置した状態の底面図である。 回生抵抗器をヒートシンクの側面に配置した従来の回生抵抗器内蔵型サーボアンプの前面側から見た外形斜視図である。 回生抵抗器をケースカバーの内部に収容した従来の回生抵抗器内蔵型サーボアンプの前面側から見た一部断面斜視図である。 図４のサーボアンプを左右に並べて盤内に設置した状態の底面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図４〜図６に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
図示実施例のサーボアンプの本体ケースは、基本的に図４に示した従来構造と同様であるが、その本体ケースに内蔵する回生抵抗器４が次記のようにヒートシンク１に実装されている。すなわち、図１で示すように本体ケースの骨格をなすアルミダイカスト製のヒートシンク１には、そのフレーム後部の取付台座１ａに背面側に開放した凹所１ｃを形成し、この凹所１ｃの中に回生抵抗器４を格納している。

ここで、回生抵抗器４は前記凹所１ｃの底壁へ伝熱的に重ねてねじ止めされており、回生抵抗器４のリード線４ａは凹所１ａの周壁に開口した穴を通してケースカバー２の内方に引出すようにしている。そして、このサーボアンプを制御盤の盤内に設置するには、図２のようにヒートシンク１の取付台座１ａを盤内に布設した取付板８の前面に重ねてボルト締結する。

このサーボアンプの設置状態では、回生抵抗器４がヒートシンク１の取付台座１ａに形成した凹所１ｃの中に閉じ込められて外方に露呈することがなく、したがって外部から高温の回生抵抗器４に人の手が触れるおそれはない。また、回生抵抗器４の通電に伴う発生熱は、ヒートシンク１の取付台座１ｃに伝熱し、放熱フィン１ｂを介して外方に放熱される。これにより、回生抵抗器４の発熱による本体ケースの内部温度上昇が抑えられるとともに、ケースカバー２の内方に収容した回路部品に及ぼす熱的影響も十分に低減できる。

さらに、図３で示すように複数台のサーボアンプを左右に並べて制御盤などの盤内取付板８に設置した使用状態でも、図６のように回生抵抗器４の発生熱が隣接するサーボアンプに輻射伝熱してそのケース内部の温度を高めることがない。これにより、サーボアンプ同士を近接配置して盤内の省スペース化が図れる。

また、サーボアンプを設置した状態では、回生抵抗器４はヒートシンク１に形成した凹所１ａと盤内取付板８によって周囲が金属で囲まれることになるので、万一に回生抵抗器４が破損して火花が飛散しても、周囲に引火する危険性は低く、高い安全性を確保することができる。

さらに、回生抵抗器４の発熱は、放熱フィン１ｂからの放熱以外にも盤内取付板８を介して放熱されることにより、本体ケースの内部温度の上昇を防止することができる。

１ ヒートシンク
１ａ 取付台座
１ｂ 放熱フィン
１ｃ 凹所
２ ケースカバー
４ 回生抵抗器
５ ファン
７ 回路部品

Claims (1)

1. 本体ケースの骨格をなすフレーム構造のヒートシンクにケースカバーを組合せて回路基板および回路部品を収容した構成になる回生抵抗器内蔵型のサーボアンプであって、前記ヒートシンクに形成した取付台座を介して当該サーボアンプを盤内に設置するようにしたものにおいて、
   前記ヒートシンクはそのフレーム側部に放熱フィン，フレーム後部に取付台座を形成し、前記取付台座の背面に凹所を形成し、この凹所内に回生抵抗器を伝熱的に取付けて格納することを特徴とするサーボアンプ。