CN110199466A - 电动机驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种电动机驱动装置(1)，其设置在控制盘，对多个电动机进行驱动，该电动机驱动装置(1)的特征在于，具有：板状的鳍片基座(2c)，其具有第1板面(2a)和第2板面(2b)；以及板状的散热器(3)，其以垂直于板面的第1法线与垂直于第1板面(2a)的第2法线相交叉的方式设置，与第1板面(2a)热性连接。电动机驱动装置(1)具有：半导体元件(7A)，其与散热器(3)热性连接，对第1电动机进行驱动；半导体元件，其与第1板面(2a)热性连接，对第2电动机进行驱动；以及鳍片(2d)，其热性连接于鳍片基座(2c)的与第1板面(2a)侧相反侧的第2板面(2b)，设置于在控制盘形成的风路中。

Description

电动机驱动装置

技术领域

本发明涉及在控制盘设置而对多个电动机进行驱动的电动机驱动装置。

背景技术

在对加工中心、NC车床、激光加工机、放电加工机等工作机械进行控制的控制盘上，设置有数控装置、机械侧控制电路、电动机驱动装置等。电动机驱动装置具有对在工作机械设置的电动机供给电力的半导体元件，半导体元件进行通断动作，由此向电动机供给电力而电动机进行动作。半导体元件在通断动作时会发生通断损耗及导通损耗，因此由于这些损耗而半导体元件的温度上升。如果半导体元件的温度超过容许温度，则半导体元件的寿命有可能变短，或半导体元件有可能损坏。因此，电动机驱动装置为了将半导体元件的温度收敛于容许温度以内，具有散热器、散热用风扇等冷却机构。

在使用电动机驱动装置对多个电动机进行驱动的情况下，需要将对多个电动机各自进行驱动的半导体元件设置于电动机驱动装置。即，在1个电动机驱动装置设置有多个半导体元件。在该情况下，多个半导体元件成为热源，因此需要针对各个半导体元件的冷却对策。如上所述对多个电动机进行驱动的电动机驱动装置具有多个半导体元件，并且具有多个冷却机构，但由于冷却机构的数量增加，因此与仅对1台电动机进行驱动的构造的电动机驱动装置相比，包含冷却机构在内的电动机驱动装置整体的尺寸变大。

在专利文献1中公开了使用1个散热器对多个半导体元件进行冷却的技术。专利文献1的电动机驱动装置具有：散热器，其具有第1导热面和与第1导热面相邻的第2导热面；基板，其搭载有在第1导热面设置的半导体元件；以及基板，其搭载有在第2导热面设置的半导体元件。在设置于散热器的第1导热面及第2导热面各自相接有半导体元件，因此在专利文献1的电动机驱动装置中，能够使用1个散热器对多个半导体元件进行冷却。

专利文献1：日本特开2014－138442号公报

发明内容

在控制盘的内部设置有分隔板，通过该分隔板在控制盘的内部形成换气空间和防尘空间。换气空间是包含油雾、粉尘等微粒的冷却空气所经过的空间。防尘空间是能够防止来自换气空间的微粒浸入的空间。在如上所述构成的控制盘设置专利文献1的电动机驱动装置的情况下，在专利文献1的电动机驱动装置中，由于在散热器的2个导热面设置有半导体元件，因此需要在换气空间不仅设置散热器，还要设置半导体元件及基板。

如果如上所述地将半导体元件及基板向换气空间设置，则微粒会附着于半导体元件、在基板上设置的电路等，因此有可能发生绝缘不良、腐蚀等，电动机驱动装置产生故障。因此，专利文献1的电动机驱动装置，作为防止微粒向半导体元件及基板附着的措施，需要进行下述对策，即，在半导体元件及基板实施特殊的涂层，或追加防止微粒侵入至散热器和基板之间的间隙的防尘用部件。其结果，存在下述课题，即，电动机驱动装置的构造变得复杂，另外半导体元件及基板的维护性降低。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到在对多个电动机进行驱动的结构中能够实现小型化、并且将构造简化的电动机驱动装置。

为了解决上述的课题并达到目的，本发明的电动机驱动装置设置于控制盘，对多个电动机进行驱动，该电动机驱动装置具有板状的第1散热部，其具有第1板面和成为第1板面的背面的第2板面。电动机驱动装置具有：板状的第2散热部，其具有第3板面，以垂直于第3板面的第1法线与垂直于第1板面的第2法线交叉的方式设置，与第1板面热性连接；以及第1发热元件，其与第2散热部热性连接，对第1电动机进行驱动。电动机驱动装置具有：第2发热元件，其与第1板面热性连接，对第2电动机进行驱动；以及第3散热部，其与第2板面热性连接。

发明的效果

本发明所涉及的电动机驱动装置具有下述效果，即，在对多个电动机进行驱动的结构中能够实现小型化、并且将构造简化。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的电动机驱动装置的第1斜视图。

图2是本发明的实施方式所涉及的电动机驱动装置的第2斜视图。

图3是图1所示的电动机驱动装置的分解斜视图。

图4是从框体及散热器的下侧观察图1所示的框体及散热器时的图。

图5是表示图1所示的电动机驱动装置的导热模型的图。

图6是在内部观察安装有图1所示的电动机驱动装置的控制盘时的图。

图7是图6所示的经由安装部件设置于分隔板的电动机驱动装置的外观斜视图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的电动机驱动装置详细地进行说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。

实施方式.

图1是本发明的实施方式所涉及的电动机驱动装置的第1斜视图。图2是本发明的实施方式所涉及的电动机驱动装置的第2斜视图。图3是图1所示的电动机驱动装置的分解斜视图。图4是从框体及散热器的下侧观察图1所示的框体及散热器时的图。电动机驱动装置1是用于对在加工中心、NC车床、激光加工机、放电加工机等工作机械设置的多个电动机进行驱动的装置。此外，在本实施方式中，关于对4个电动机进行驱动的电动机驱动装置1的结构例进行说明，但电动机的数量大于或等于2个即可，并不限定于2个。

电动机驱动装置1具有：框体10；基板5，其设置于框体10内，对电路进行设置；以及多个半导体元件7A、7B、7C，它们设置于基板5，构成用于对第1电动机供给电力的电路。以下，有时将多个半导体元件7A、7B、7C简称为“半导体元件7”。多个半导体元件7A、7B、7C例如相当于用于对3个伺服电动机进行驱动的半导体元件组，该3个伺服电动机对在数控装置设置的进给轴3轴进行驱动。另外，第1电动机例如相当于这些伺服电动机内的1个电动机。

另外，电动机驱动装置1具有：散热器3，其设置于框体10内，与多个半导体元件7A、7B、7C机械连接及热性连接；以及基板4，其设置于框体10内，设置对第2电动机供给电力的电路。另外，电动机驱动装置1具有多个半导体元件6A、6B，该多个半导体元件6A、6B设置于基板4，构成用于对第2电动机供给电力的电路。第2电动机例如相当于对在数控装置设置的主轴进行驱动的电动机。另外，半导体元件6A相当于用于驱动对该主轴进行驱动的电动机的半导体元件。半导体元件6B例如相当于对多个半导体元件7A、7B、7C和半导体元件6A供给直流电力的整流器用的半导体元件。下面，有时将多个半导体元件6A、6B简称为“半导体元件6”。

另外，电动机驱动装置1具有：散热器2，其与散热器3及半导体元件6机械连接及热性连接；风扇9，其用于对散热器2进行强制风冷；以及连接部件8，其将基板5上的电路和基板4上的电路进行电连接。

在图1中，在左手系的XYZ坐标中，将基板5、散热器3及基板4的排列方向设为Z轴方向，在与Z轴方向正交的方向中，将散热器2及基板4的排列方向设为Y轴方向，将与Z轴方向和Y轴方向两者正交的方向设为X轴方向。X轴方向等于电动机驱动装置1的纵宽方向，另外等于铅垂方向。Y轴方向等于电动机驱动装置1的进深方向，另外等于水平方向。Z轴方向等于电动机驱动装置1的横宽方向，另外等于水平方向。上述的各轴方向在图2及其以后的各图中也是同样的。

框体10由直角相交的5个板构成。框体10是5个板全部直角相交的有底箱形的5面体。在5个板中，X轴方向的一个板是顶棚板10a，X轴方向的另一个板是底板10b，Y轴方向的板是正面板10c，Z轴方向的一个板是侧面板10d，Z轴方向的另一个板是侧面板10e。

作为框体10的材料，能够例示出铜合金、铸铁、钢、铁合金、铝合金、奥氏体类不锈钢合金等金属。此外，框体10的材料并不限定于金属，也可以是聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚或液晶共聚物这样的绝缘性的树脂。

框体10的外轮廓形状，并不限定于纵宽尺寸比横宽尺寸长的长方体形状，例如也可以是纵宽尺寸比横宽尺寸短的长方体形状，也可以是纵宽尺寸等于横宽尺寸的长方体形状。

框体10固定于散热器2的鳍片基座2c。鳍片基座2c是第1散热部。框体10可以使用螺入至鳍片基座2c的螺钉而固定于鳍片基座2c，也可以对框体10向鳍片基座2c的接触部实施焊接，由此固定于鳍片基座2c。散热器2的结构的详细内容在后面记述。

在框体10的内部，从侧面板10d朝向侧面板10e，基板5、半导体元件7及散热器3依次进行排列。另外，在框体10的内部，从鳍片基座2c朝向正面板10c，半导体元件6及基板4依次进行排列。

基板5是对为了驱动第1电动机所需的电路进行设置的印刷基板。基板5设置为，在从X轴方向观察YZ平面时，垂直于基板5的基板面的法线n5与垂直于鳍片基座2c的第1板面2a的法线n2正交。此外，法线n5和法线n2并不限定于正交，只要相交叉即可。

另外，基板5以侧面板10d侧的基板面与侧面板10d成为平行的方式，设置为接近侧面板10d。在基板5的侧面板10d侧的基板面和侧面板10d之间形成间隙。此外，“平行”设为包含将构成电动机驱动装置1的各部件的制造上的公差、该各部件组装时的波动等考虑在内的范围。

在基板5的与侧面板10d侧相反侧的基板面，设置半导体元件7。在基板5形成有作为配线图案的铜箔，半导体元件7与铜箔电连接。

多个半导体元件7A、7B、7C各自例如是由半导体构成的功率模块。功率模块由多个功率元件和封装件构成，该封装件由将多个功率元件的外部覆盖的绝缘树脂形成。功率元件是晶体管及二极管。作为功率模块的种类，是逆变器模块、转换器模块等。

半导体元件7所具有的控制管脚通过软钎焊而向基板5上的配线图案连接，或该控制管脚经由连接器而向基板5上的配线图案连接。在控制管脚和配线图案之间，传送例如使开关元件进行通断动作的信号和从开关元件向电动机供给的电力。

多个半导体元件7A、7B、7C在X轴方向相互分离而排列。半导体元件7的与基板5侧相反侧的端面，与散热器3的基板5侧的板面3a相接。由此，半导体元件7与散热器3热性连接。此外，板面3a是接受由半导体元件7产生的热的受热面。

半导体元件7例如使用将基板5和半导体元件7贯通而螺入至散热器3的螺钉，固定于散热器3。

此外，作为半导体元件7向散热器3的固定方法，只要是将半导体元件7向散热器3热性连接即可，并不限定于这些。另外，半导体元件7的数量大于或等于1个即可，并不限定于3个。例如在多个半导体元件7A、7B、7C内仅使用半导体元件7A的情况下，半导体元件7A是第1发热元件。

散热器3是4个内角各自的大小等于直角的正方形状或长方形状的板状的第2散热部。作为散热器3的材料，能够例示出铝、奥氏体类不锈钢合金、铜合金、铸铁、钢、铁合金等金属。散热器3例如可以使用螺入至鳍片基座2c及散热器3的螺钉而固定于鳍片基座2c，也可以对散热器3向鳍片基座2c的接触部实施焊接，由此固定于鳍片基座2c。

散热器3设置为，在从X轴方向观察YZ平面时，垂直于散热器3的与基板5侧相反侧的第3板面的法线n3，与垂直于鳍片基座2c的第1板面2a的法线n2正交。法线n3是第1法线。法线n2是第2法线。此外，法线n3和法线n2并不限定于正交，只要相交叉即可。

散热器3固定于鳍片基座2c，由此散热器3与鳍片基座2c机械连接及热性连接。另外，散热器3固定于鳍片基座2c，由此基板5及半导体元件7经由散热器3向鳍片基座2c固定，并且半导体元件7与鳍片基座2c热性连接。

此外，散热器3并不限定于板状部件，例如也可以将作为长方形状的板状部件的鳍片基座和在该鳍片基座设置的多个鳍片进行组合。另外，散热器3也可以通过压铸将该鳍片基座及鳍片通过一体成型而制造出，也可以通过切削而进行成型。

基板4是对为了驱动第2电动机所需的电路进行设置的印刷基板。基板4设置为，在从X轴方向观察YZ平面时，垂直于基板4的基板面的法线n4，与垂直于基板5的基板面的法线n5正交。此外，法线n4和法线n5并不限定于正交，只要相交叉即可。

另外，基板4以垂直于基板4的基板面的法线n4，与垂直于鳍片基座2c的第1板面2a的法线2n成为平行的方式，设置为接近鳍片基座2c。在基板4的鳍片基座2c侧的基板面和鳍片基座2c之间形成间隙。

在基板4的鳍片基座2c侧的基板面设置半导体元件6。在基板4形成有作为配线图案的铜箔，半导体元件6与铜箔电连接。

基板4可以使用在基板4和鳍片基座2c之间设置的柱状部件和向该柱状部件螺入的螺钉而固定于鳍片基座2c，也可以使用将基板4和半导体元件6贯通而螺入至鳍片基座2c的螺钉，固定于鳍片基座2c。

多个半导体元件6A、6B各自是在驱动第2电动机时发热的部件，例如是由半导体构成的功率模块、升压变压器、电抗器、电阻体等。此外，半导体元件6只要是需要通过散热器2冷却的部件即可，并不限定于这些。

半导体元件6所具有的控制管脚通过软钎焊向基板4上的配线图案连接，或该控制管脚经由连接器向基板4上的配线图案连接。在控制管脚和配线图案之间，传送例如使开关元件进行通断动作的信号和从开关元件向电动机供给的电力。

多个半导体元件6A、6B在X轴方向相互分离地进行排列。半导体元件6的与基板4侧相反侧的端面，与鳍片基座2c相接。由此，半导体元件6与散热器2热性连接。

此外，作为半导体元件6向鳍片基座2c的固定方法，只要将半导体元件6向鳍片基座2c热性连接即可，并不限定于这些。另外，半导体元件6的数量大于或等于1个即可，并不限定于2个。例如在仅使用多个半导体元件6A、6B内的半导体元件6A的情况下，半导体元件6A是第2发热元件。

接下来对散热器2的构造进行说明。散热器2具有作为长方形状的板状部件的鳍片基座2c和在鳍片基座2c设置的第3散热部即鳍片2d。此外，散热器2可以通过压铸将鳍片基座2c及鳍片2d通过一体成型而制造出，也可以通过切削而进行成型。

作为散热器2的材料，能够例示出铝、奥氏体类不锈钢合金、铜合金、铸铁、钢、铁合金等金属。

鳍片基座2c的形状并不限定于长方形状，也可以是正方形状。另外，鳍片基座2c只要是能够将在框体10形成的开口部闭塞的大小的板状部件即可，其形状也可以是四边形状以外的多边形状。

鳍片基座2c具有鳍片基座2c的框体10侧的第1板面2a和鳍片基座2c的第2板面2b。第2板面2b是第1板面2a的背面。

鳍片基座2c的第1板面2a是接受从半导体元件6产生的热，并且接受从半导体元件7产生的热的受热面。在鳍片基座2c的第1板面2a对散热器3和半导体元件6进行机械连接及热性连接。在图3中，在第1板面2a用虚线表示的区域2B，是与Y轴方向的散热器3的鳍片基座2c侧的端部相接的部分。

此外，在鳍片基座2c发生了机械性的翘曲的情况、在鳍片基座2c的第1板面2a存在凹凸的情况、或在散热器3的鳍片基座2c侧的端部存在凹凸的情况下，在散热器3和鳍片基座2c之间会产生空气层。即，在由半导体元件7产生的热的传导路径中会产生空气层。因此，由于该空气层，接触热阻增加，半导体元件7的冷却效果降低。

为了对如上所述的接触热阻的增加进行抑制，可以在散热器3和鳍片基座2c之间涂敷导热脂，也可以在散热器3和鳍片基座2c之间设置导热部件。该导热部件例如是具有绝缘性及高导热性的片材。具体地说，导热部件是在绝缘性的片材中混合导热性高的颗粒或与鳍片基座2c的材料相比导热率高的粉体而制造出的部件。作为绝缘性的片材的材料，能够例示出硅橡胶、聚异丁烯橡胶或丙烯酸橡胶。作为导热性高的颗粒或导热性高的粉体的材料，能够例示出氧化铝、氮化铝、氧化锌、二氧化硅或云母。

在散热器3和鳍片基座2c之间涂敷导热脂或设置导热部件，由此对接触热阻的增加进行抑制，通过散热器2实现的半导体元件7的冷却效果提高。

另外，散热器3也可以通过焊接而连接于散热器2的鳍片基座2c。通过焊接进行连接，与没有通过焊接连接的情况相比，散热器3和散热器2之间的接触热阻变小，半导体元件7的冷却效果提高。

此外，基板5及散热器3相对于鳍片基座2c的第1板面2a而直角地设置，但只要设置于将鳍片基座2c朝向基板4进行投影而成的区域内即可，也可以相对于鳍片基座2c的第1板面2a而以与直角稍微相差的角度设置。例如，鳍片基座2c的第1板面2a和基板5的基板面所成的角度可以是90°以外的角度，例如是从80°至100°的范围的角度。同样地，鳍片基座2c的第1板面2a和散热器3的板面所成的角度可以是90°以外的角度，例如是从80°至100°的范围的角度。

鳍片基座2c的第2板面2b是将鳍片基座2c的热向鳍片2d传递的导热面。鳍片基座2c的第2板面2b与鳍片2d机械连接及热性连接。此外，鳍片2d只要是能够将散热器2的散热面积扩展的形状即可，例如，也可以由在Z轴方向相互分离而排列的多个板状部件构成，也可以是在外周面实施了凹凸形状的加工的四边形状的部件。

在鳍片2d的上侧设置风扇9。风扇9是用于对鳍片基座2c进行强制风冷的送风机构，在仅使用鳍片2d能够对半导体元件7及半导体元件6的温度上升进行抑制的情况下，不需要风扇9。

鳍片2d及风扇9设置于将鳍片基座2c朝向鳍片2d及风扇9投影而成的区域内。由此，能够将鳍片基座2c固定于控制盘的分隔板。鳍片基座2c向控制盘的分隔板的固定方法的详细内容在后面记述。

连接部件8是连接器、线束、端子台等，将基板5的配线图案向基板4的配线图案进行电连接。在连接部件8传送在基板4上的电路和基板5上的电路之间收发的信号。

在如上所述构成的电动机驱动装置1中，基板4、基板5、半导体元件6及半导体元件7设置于由框体10和鳍片基座2c包围的空间内，鳍片2d设置于该空间的外部。下面，将该空间的内部称为框体内部，将该空间的外部称为框体外部。此外，在图1至4中，2个基板4、5在电动机驱动装置1中被使用，但只要包含2个基板4、5，则基板的数量也可以大于或等于3个。

下面，说明由电动机驱动装置1产生的热进行传递的路径。由于由半导体元件6及半导体元件7产生的热和由在基板5及基板4各自设置的电路产生的热，框体内部的温度与框体外部的温度相比变高。热会从温度高的区域向温度低的区域移动，因此为了使成为高温的半导体元件等的温度降低，需要使框体内部的热向框体外部辐射。

由与散热器2的鳍片基座2c相接的半导体元件6产生的热，经由鳍片基座2c传递至鳍片2d，从鳍片2d辐射至框体外部。由与散热器3相接的半导体元件7产生的热，经由散热器3及鳍片基座2c传递至鳍片2d，从鳍片2d辐射至框体外部。

由半导体元件6产生的热传递至散热器2，因此由半导体元件6产生的热的一部分经由散热器2而传递至散热器3。因此，散热器3的温度与仅对来自半导体元件7的热进行传递的情况相比变高。如上所述成为高温的散热器3的热传递至半导体元件7，因此半导体元件7的温度与在半导体元件6中没有产生热的情况相比变高。为了对如上所述的半导体元件7的温度上升进行抑制，考虑增大散热器2的热容，由此提高从散热器3向散热器2的热传递量的方法。

此外，在半导体元件6及半导体元件7是包含多个功率元件的功率模块的情况下，热的传递路径成为功率元件、功率模块的封装件表面、散热器、框体外部的顺序，但在本实施方式中，将从功率元件传递至功率模块的封装件表面的热，作为由半导体元件6及半导体元件7产生的热对待。因此，在本实施方式中，设为半导体元件6及半导体元件7是包含多个功率元件的功率模块的情况下的热的传递路径为半导体元件6、散热器、框体外部的顺序和半导体元件7、散热器、框体外部的顺序而进行说明。

在这里，如果将由半导体元件6及半导体元件7产生的电力损耗置换为电流，将热阻置换为电阻，将温度差置换为电位差，则半导体元件的热的流动，能够使用电路的欧姆定律进行说明。热阻是表示温度的传递难易度的值，表示单位时间中的每单位发热量的温度上升量。热阻越小，则散热性越好，热阻的单位为“℃/W”。

图5是表示图1所示的电动机驱动装置的导热模型的图。在图5所示的导热模型中，作为热的产生源的各半导体元件被视作电力损耗源。具体地说，在图5中，半导体元件6A被视作电力损耗源60A，半导体元件6B被视作电力损耗源60B，半导体元件7A被视作电力损耗源70A，半导体元件7B被视作电力损耗源70B，半导体元件7C被视作电力损耗源70C。

热阻R1表示散热器2和半导体元件6A之间的热阻。热阻R2表示散热器2和半导体元件6B之间的热阻。热阻R11表示散热器3和半导体元件7A之间的热阻。热阻R12表示散热器3和半导体元件7B之间的热阻。热阻R13表示散热器3和半导体元件7C之间的热阻。热阻R20表示散热器2和散热器3之间的热阻。热阻R30表示散热器2和散热器2的周围的空气之间的热阻。

电力损耗源60A与热阻R1的一端连接。温度T6A是该连接点的温度，等于由半导体元件6A产生的热的温度。电力损耗源60B与热阻R2的一端连接。温度T6B是该连接点的温度，等于由半导体元件6B产生的热的温度。电力损耗源70A与热阻R11的一端连接。温度T7A是该连接点的温度，等于由半导体元件7A产生的热的温度。电力损耗源70B与热阻R12的一端连接。温度T7B是该连接点的温度，等于由半导体元件7B产生的热的温度。电力损耗源70C与热阻R13的一端连接。温度T7C是该连接点的温度，等于由半导体元件7C产生的热的温度。

热阻R11的另一端、热阻R12的另一端和热阻R13的另一端，与热阻R20的一端连接。温度TH3是该连接点的温度。

热阻R1的另一端、热阻R2的另一端和热阻R20的另一端，与热阻R30的一端连接。温度TH2是该连接点的温度，等于散热器2的温度。

而且，热阻R30的另一端的温度表示为周围温度Ta。周围温度Ta等于在散热器2的周围存在的空气的温度。

下面，说明使用图5的导热模型，对散热器2、散热器3、半导体元件6A、半导体元件6B、半导体元件7A、半导体元件7B及半导体元件7C各自的温度进行计算的例子。此外，下面，P6A表示由半导体元件6A产生的电力损耗，P6B表示由半导体元件6B产生的电力损耗，P7A表示由半导体元件7A产生的电力损耗，P7B表示由半导体元件7B产生的电力损耗，P7C表示由半导体元件7C产生的电力损耗。

散热器2的温度TH2能够通过下述(1)式进行计算。此外，在下述(1)式中，以周围温度Ta为基准，对散热器2的温度TH2进行计算。

TH2＝(P6A+P6B+P7A+P7B+P7C)×R30+Ta···(1)

散热器3的温度TH3能够通过下述(2)式进行计算。

TH3＝(P7A+P7B+P7C)×R20+TH2···(2)

半导体元件6A的温度T6A能够通过下述(3)式进行计算。

T6A＝P6A×R1+TH2···(3)

半导体元件6B的温度T6B能够通过下述(4)式进行计算。

T6B＝P6B×R2+TH2···(4)

半导体元件7A的温度T7A能够通过下述(5)式进行计算。

T7A＝P7A×R11+TH3···(5)

半导体元件7B的温度T7B能够通过下述(6)式进行计算。

T7B＝P7B×R12+TH3···(6)

半导体元件7C的温度T7C能够通过下述(7)式进行计算。

T7C＝P7C×R13+TH3···(7)

根据图5和上述(1)式至(7)式可知，各部温度成为周围温度Ta＜散热器2的温度TH2＜散热器3的温度TH3，另外半导体元件6的温度会被散热器2的温度TH2影响，半导体元件7的温度会被散热器2的温度TH2和散热器3的温度TH3影响。因此，为了降低半导体元件6的温度，需要降低散热器2的温度TH2，为了降低半导体元件7的温度，需要降低散热器2的温度TH2，并且降低散热器3的温度TH3。

例如，在希望使半导体元件6的温度处于半导体元件6的容许温度以内，并使半导体元件7的温度降低的情况下，考虑使在上述(5)式至(7)式所示的热阻降低。例如，通过增大散热器3的体积而散热器3的热容变大，由此能够相对地降低热阻。但是，在电动机驱动装置1中，散热器3设置于框体10的内部，因此从有效使用框体10内部的仪器设置空间的观点出发，不优选增大散热器3的体积。

因此，将散热器2的体积，特别是将鳍片2d的体积与散热器3的体积相比相对地增大，由此散热器2的热容变大，因此与增大散热器2的体积前的散热器2的温度TH2相比，散热器2的温度TH2变低。另外，与增大散热器2的体积前相比，散热器2的温度TH2和散热器3的温度TH3之差变小。因此，对散热器3的温度TH3的上升进行抑制，与增大散热器2的体积前的散热器3的温度TH3相比，散热器3的温度TH3变低。因此，与增大散热器2的体积前相比，从散热器3向半导体元件7的热的传递量变小，对半导体元件7的温度上升进行抑制。

如上所述，将散热器2的体积与散热器3的体积相比相对地变大，由此不增大散热器3的体积，就能够对半导体元件7的温度上升进行抑制。另外，框体10内部的仪器设置空间不变窄，因此还得到在框体10的内部设置的仪器布局的自由度增大这样的效果。另外，散热器2的体积变大，由此与将散热器2的体积相比于散热器3的体积而相对地变大前相比，从半导体元件6向散热器2的热的传递量增加，对半导体元件6的温度上升进行抑制。另外，对半导体元件6及半导体元件7的温度上升进行抑制，因此在半导体元件6及半导体元件7为功率模块的情况下，对功率模块内的功率元件的结温的上升进行抑制，对温度上升进行抑制，与之相应地能够将功率元件高速地驱动，能够实现电动机驱动装置1的高输出化。

下面，说明将本实施方式所涉及的电动机驱动装置1作为对在工作机械搭载的电动机进行驱动的装置而利用的情况。

具有主轴和由伺服电动机驱动的进给轴3轴的数控装置，需要伺服电动机驱动用的3个半导体元件、主轴电动机驱动用的1个半导体元件、以及将工厂电源的交流电力变换为直流电力而对这4个半导体元件供给直流电力的1个整流器用的半导体元件。如上所述，具有进给轴3轴和主轴的数控装置合计需要5个半导体元件。

进给轴在定位动作、轮廓加工时的切削进给动作等中被利用。在主轴安装刀具，主轴在直接工件的加工中被利用。因此，主轴承受大的负载。另外，伴随伺服电动机的电动机输出的增加和主轴电动机的电动机输出的增加，从电动机驱动装置1向电动机供给的电力增加，因此如果这些电动机输出变大，则在整流器用的半导体元件中流动的电流变大。

如前述所示，主轴在直接工件加工的加工中被利用，在整流器用的半导体元件中流动的电流伴随电动机输出的增加而增加。因此，在电动机驱动装置1用在数控装置中的情况下，在电动机驱动装置1内的半导体元件流过大于伺服电动机驱动用的半导体元件的电流。因此，在主轴电动机驱动用的半导体元件、整流器用的半导体元件等中，通常使用电流容量大的半导体元件。

例如，在半导体元件6A作为主轴电动机驱动用的半导体元件而利用、半导体元件6B作为整流器用的半导体元件而利用、多个半导体元件7A、7B、7C作为伺服电动机驱动用半导体元件而利用的情况下，由主轴电动机驱动用及整流器用的半导体元件组产生的热，通过散热器2而向框体外部辐射。另外，由伺服电动机驱动用的半导体元件组产生的热，经由散热器3而传递至散热器2，通过散热器2而向框体外部辐射。

如前述所示，从有效使用框体10内部的仪器设置空间的观点出发，优选散热器3的体积尽可能小。与主轴电动机驱动用及整流器用的半导体元件组相比，由伺服电动机驱动用的半导体元件组产生的电力损耗小，因此即使减小散热器3的体积，半导体元件7的温度上升也小。与此相对，主轴电动机驱动用及整流器用的半导体元件组产生的电力损耗大，因此在电动机驱动装置1中，为了应对该电力损耗，增大散热器2的体积，由此对散热器2的温度TH2的上升进行抑制。由此，对主轴电动机驱动用及整流器用的半导体元件组的温度上升进行抑制，并且也对散热器3的温度TH3的上升进行抑制。其结果，也对伺服电动机驱动用的半导体元件的温度上升进行抑制。

以下对将电动机驱动装置1安装于控制盘的状态进行说明。图6是在内部观察安装有图1所示的电动机驱动装置的控制盘时的图。在图6中示出从Z轴方向在内部观察控制盘20时的控制盘20的分隔板20C、在分隔板20C安装的电动机驱动装置1的外观、控制盘20的前面板20A、以及控制盘20的后面板20B。

分隔板20C是用于将控制盘20的内部空间分隔为换气空间201和防尘空间202的板状部件，该换气空间201是包含油雾、粉尘等微粒的冷却空气所经过的风路，该防尘空间202防止来自换气空间201的微粒的浸入。分隔板20C从控制盘20的顶棚板延伸至底板为止，X轴方向的一端固定于顶棚板，X轴方向的另一端固定于底板。

图7是图6所示的经由安装部件设置于分隔板的电动机驱动装置的外观斜视图。在分隔板20C固定有安装部件21，该安装部件21用于将电动机驱动装置1固定于分隔板20C。

安装部件21是4个内角各自的大小等于直角的正方形状或长方形状的板状的散热部件。安装部件21只要是能够将电动机驱动装置1固定于分隔板20C的板状部件即可，其形状并不限定于正方形状或长方形状。在安装部件21的材料中，能够例示出铝、奥氏体类不锈钢合金、铜合金、铸铁、钢、铁合金等金属。

安装部件21的XZ平面的面积，比在分隔板20C形成的开口部20C1的面积宽。另外，开口部20C1设置于将安装部件21朝向分隔板20C投影而成的区域内。

安装部件21的分隔板20C侧的板面21a，以与图6所示的前面板20A及后面板20B成为平行的方式向分隔板20C安装。安装部件21可以使用螺入分隔板20C的螺钉而固定于分隔板20C，也可以通过对安装部件21向分隔板20C的接触部实施焊接而固定于分隔板20C。

如图7所示，在安装部件21形成有开口部21b。开口部21b的面积比散热器2的鳍片基座2c的XZ平面的面积窄，且比散热器2的鳍片2d的XZ平面的面积宽。另外，开口部21b设置于将鳍片基座2c朝向安装部件21投影而成的区域内。

电动机驱动装置1向控制盘20的安装顺序如下面所述。首先，安装部件21以将分隔板20C的开口部20C1闭塞的方式固定于分隔板20C。接下来，将电动机驱动装置1的鳍片2d插入至安装部件21的开口部21b，直至鳍片基座2c的第2板面2b与安装部件21接触为止将电动机驱动装置1向Y轴方向压入。最后，在鳍片基座2c的第2板面2b与安装部件21接触的状态下，鳍片基座2c固定于安装部件21。

由此，电动机驱动装置1的框体10设置于防尘空间202，电动机驱动装置1的散热器2设置于换气空间201。另外，安装部件21的开口部21b由鳍片基座2c闭塞，能够防止在换气空间201中流动的冷却空气向防尘空间202浸入。

此外，在本实施方式中，将电动机驱动装置1向分隔板20C的安装时使用了安装部件21，但也可以不使用安装部件21，例如将鳍片基座2c的XZ平面的面积加宽，或将分隔板20C的开口部20C1的面积缩窄，由此将鳍片基座2c直接固定于分隔板20C。

如上所述在安装于控制盘20的电动机驱动装置1设置有风扇9，因此在风扇9的动作时，在换气空间201中产生风的流动，有时在换气空间201中产生包含油雾、粉尘等微粒的冷却空气的对流。

在使用本实施方式所涉及的电动机驱动装置1的控制盘20中，通过以将分隔板20C的开口部20C1堵塞的方式设置的鳍片基座2c，使防尘空间202与换气空间201分离，并且在鳍片基座2c的防尘空间202侧设置半导体元件、基板等，在鳍片基座2c的换气空间201侧设置散热用的鳍片2d。

因此，不需要实施用于防止微粒向半导体元件、基板等附着的特殊涂层等对策，能够简化电动机驱动装置1的构造。此外，在本实施方式中，在电动机驱动装置1设置有框体10，但框体10是设置为使人不会接触到例如在控制盘20安装的电动机驱动装置1内的半导体元件、基板等的构件。因此，即使没有框体10，也能够防止油雾、粉尘等微粒向半导体元件、基板等附着。

另外，半导体元件、基板等设置于分隔板20C的防尘空间202侧，因此仅通过拆下框体10，就能够进行半导体元件、基板等的检查，与将电动机驱动装置1整体从控制盘20拆下而进行检查的情况相比，能够缩短电动机驱动装置1的维护时间。

此外，在本实施方式中，对具有作为发热元件的半导体元件的电动机驱动装置1的结构例进行了说明，但电动机驱动装置1所具有的发热元件并不限定于半导体元件，只要是在对电动机进行驱动时会发热的部件即可，例如也可以是升压变压器、电抗器、电阻体等部件。在该情况下，电动机驱动装置1具有用于对第1电动机进行驱动的第1发热元件和用于对第2电动机进行驱动的第2发热元件，第1发热元件与作为第2散热部的散热器3热性连接，第2发热元件与作为第1散热部的鳍片基座2c热性连接。

此外，在本实施方式中，说明了在构成控制盘20的外轮廓的框体的内部设置有电动机驱动装置1的结构例，但作为电动机驱动装置1的位置，只要能够对作为第3散热部的鳍片2d进行冷却，则并不限定于此。例如，控制盘20有时以将构成控制盘20的外轮廓的框体中的后面板20B拆下的状态，设置于地板。在如上所述地构成的控制盘20中，图6所示的分隔板20C成为构成控制盘20的外轮廓的框体的一部分，如果在分隔板20C设置了电动机驱动装置1，则成为在控制盘20的外部设置鳍片2d的形状。即，在控制盘20的外部露出鳍片2d。即使如上所述地构成，从发热元件传递至鳍片2d的热也向控制盘20的外部散热，并且对尘埃向防尘空间202的浸入进行抑制。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

1电动机驱动装置，2、3散热器，2B区域，2a第1板面，2b第2板面，2c鳍片基座，2d鳍片，3a、21a板面，4、5基板，6、6A、6B、7、7A、7B、7C半导体元件，8连接部件，9风扇，10框体，10a顶棚板，10b底板，10c正面板，10d、10e侧面板，20控制盘，20A前面板，20B后面板，20C分隔板，20C1、21b开口部，21安装部件，201换气空间，202防尘空间。

Claims (6)

1.一种电动机驱动装置，其设置于控制盘，对多个电动机进行驱动，

该电动机驱动装置的特征在于，具有：

板状的第1散热部，其具有第1板面和成为所述第1板面的背面的第2板面；

板状的第2散热部，其具有第3板面，以垂直于所述第3板面的第1法线与垂直于所述第1板面的第2法线相交叉的方式设置，与所述第1板面热性连接；

第1发热元件，其与所述第2散热部热性连接，对第1电动机进行驱动；

第2发热元件，其与所述第1板面热性连接，对第2电动机进行驱动；以及

第3散热部，其与所述第2板面热性连接。

2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，

具有导热脂，该导热脂设置于所述第1散热部和所述第2散热部之间。

3.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述第1散热部通过焊接而向所述第2散热部连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，

具有风扇，该风扇向所述第3散热部送风。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述第3散热部的体积比所述第2散热部的体积大。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述第3散热部向所述控制盘的外部露出。