JP2002159161A - アンプ一体型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御基板をモータの発熱とパワー基板の発熱
とから防御する。 【解決手段】 モータ７と、前記モータの外側で前記モ
ータに第１のモータ取付け部材６を介して支持されるア
ンプ３０とを備えたアンプ一体型モータであって、前記
アンプは、放熱性支持部２ｂ、９、３７を有し、第１回
路２ｃが熱伝導的に設けられた第１基板２ａと、第２回
路１ａが熱伝導的に設けられた第２基板１とを備え、前
記第１回路の許容温度は前記第２回路の許容温度と異な
り、前記第１基板と前記放熱性支持部は、互いに熱伝導
的に結合し、前記放熱性支持部は、前記モータに前記第
１のモータ取付け部材を介して支持され、前記第２基板
は、前記放熱性支持部に非熱伝導的に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンプ一体型モー
タに関し、特に、モータとアンプが生成する熱からアン
プの制御基板およびパワー基板を保護するアンプ一体型
モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＰＵを含むアンプがサーボモータに一
体化されたアンプ一体型モータは、特開昭６０−１０２
８３９号で知られている。大きい質量又は大きい負荷を
含む大質量制御系の設計は、コンピュータの設計とは異
なる。制御系は、ＣＰＵを持つ制御基板の他にパワーコ
ントロールのためのパワー基板を持つ。アンプ一体型モ
ータは、特に、それの発熱に対する対策が重要である。

【０００３】制御基板の許容温度は、パワー基板の許容
温度と異なっている。パワー基板と制御基板を含むアン
プは、モータの発熱から防御されることが大事である。
制御基板はパワー基板の発熱から防御されることが必要
である。発熱体と熱的防御体との間に空気又は真空を介
在させることは、熱的防御の最良の手段としてよく知ら
れている。空気は輻射熱を吸収するがその対流によって
熱の伝導媒体になる。空気をモータの周囲に積極的に通
してモータを冷却する技術は、既述の公報により知られ
ている。

【０００４】出力パワーが大きいロボットのようなアク
チェータのモータの発熱から制御基板を防御するだけで
は、今後の熱対策としては不十分であり、パワー基板の
発熱から制御基板を防御することが今後の技術に求めら
れる。その場合、狭い空間領域で多数のモータを用いる
自律型アクチュエータでは、冷媒循環型の冷却技術によ
らずに簡素で容積が小さい空冷技術によりその熱問題が
解決されることが求められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、制御
基板をモータの発熱とパワー基板の発熱とから防御する
アンプ一体型モータを提供することにある。本発明の他
の課題は、制御基板をモータの発熱とパワー基板の発熱
とから防御する技術が簡素であり、且つ、小さい容積で
あるアンプ一体型モータを提供することにある。本発明
の更に他の課題は、制御基板をモータの発熱とパワー基
板の発熱とから防御する技術が簡素であり、且つ、小さ
い容積であるために空冷を最適正にするアンプ一体型モ
ータを提供することにある。本発明の更に他の課題は、
制御基板およびパワー基板をモータの発熱から防御する
アンプ一体型モータを提供することにある。本発明の更
に他の課題は、制御基板およびパワー基板をモータの発
熱から防御する技術が簡素であり、且つ、小さい容積で
あるアンプ一体型モータを提供することにある。本発明
の更に他の課題は、制御基板およびパワー基板をモータ
の発熱から防御する技術が簡素であり、且つ、小さい容
積であるために空冷を最適正にするアンプ一体型モータ
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。

【０００７】本発明のアンプ一体型モータは、モータ
（７）と、前記モータ（７）の外側で前記モータ（７）
に第１のモータ取付け部材（６）を介して支持されるア
ンプ（３０）とを備えたアンプ一体型モータであって、
前記アンプ（３０）は、放熱性支持部（２ｂ、９、３
７）を有し、第１回路（２ｃ）が熱伝導的に設けられた
第１基板（２ａ）と、第２回路（１ａ）が熱伝導的に設
けられた第２基板（１）とを備え、前記第１回路（２
ｃ）の許容温度は前記第２回路（１ａ）の許容温度と異
なり、前記第１基板（２ａ）と前記放熱性支持部（２
ｂ、９、３７）は、互いに熱伝導的に結合し、前記放熱
性支持部（２ｂ、９、３７）は、前記モータ（７）に前
記第１のモータ取付け部材（６）を介して支持され、前
記第２基板（１）は、前記放熱性支持部（２ｂ、９、３
７）に非熱伝導的に支持されている。

【０００８】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記第１のモータ取付け部材（６）は、防振性を有してい
る。

【０００９】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記第１のモータ取付け部材（６）は、ゴム製である。

【００１０】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記放熱性支持部（２ｂ、９、３７）は、前記第１のモー
タ取付け部材（６）に支持され、前記第１のモータ取付
け部材（６）に近接する近接放熱性支持部（３７、９）
と、前記近接放熱性支持部（３７、９）に支持され前記
第１のモータ取付け部材（６）から前記近接放熱性支持
部（３７、９）よりも遠方に配置される遠隔放熱性支持
部（２ｂ）とを有し、前記第１基板（２ａ）は、前記遠
隔放熱性支持部（２ｂ）に熱伝導的に支持される。

【００１１】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記遠隔放熱性支持部（２ｂ）は、前記近接放熱性支持部
（３７、９）に非熱伝導的に支持されている。

【００１２】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記第２基板（１）は、前記近接放熱性支持部（３７、
９）に熱伝導的に支持されている。

【００１３】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記遠隔放熱性支持部（２ｂ）と前記近接放熱性支持部
（３７、９）とは、内部に空間（１３）を形成し、前記
第１回路（２ｃ）と前記第２回路（１ａ）は、前記空間
（１３）中に配置されている。

【００１４】本発明のアンプ一体型モータにおいて、更
に、電源（８）と、前記電源（８）を支持する放熱性電
源支持筐体（２３）とを備え、前記放熱性電源支持筐体
（２３）は、第２のモータ取付け部材（２２）を介して
前記モータに支持される。

【００１５】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記放熱性支持部（２ｂ、９、３７）と前記放熱性電源支
持筐体（２３）とは、第１断熱材（２６）を介して支持
しあっている。

【００１６】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記放熱性支持部（２ｂ、９、３７）は、前記第１のモー
タ取付け部材（６）に支持され、前記第１のモータ取付
け部材（６）に近接する近接放熱性支持部（３７、９）
と、前記近接放熱性支持部（３７、９）に支持され前記
第１のモータ取付け部材（６）から前記近接放熱性支持
部（３７、９）よりも遠方に配置される遠隔放熱性支持
部（２ｂ）とを有し、前記第１基板（２ａ）は、前記遠
隔放熱性支持部（２ｂ）に熱伝導的に支持される。

【００１７】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記近接放熱性支持部（３７、９）と前記放熱性電源支持
筐体（２３）とは、第２断熱材（３３）を介して支持し
あっている。

【００１８】本発明のアンプ一体型モータにおいて、更
に、第１放熱性筐体（３１）を備え、前記第１放熱性筐
体（３１）は、前記放熱性電源支持筐体（２３）よりも
前記モータから遠方に離隔し、前記電源（８）よりも前
記放熱性電源支持筐体（２３）からより遠方に離隔し、
前記第１放熱性筐体（３１）は、前記放熱性電源支持筐
体（２３）に非熱伝導的に支持されている。

【００１９】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記近接放熱性支持部（３７、９）と前記放熱性電源支持
筐体（２３）とは、非熱伝導的に支持しあっている。

【００２０】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記第２基板（１）は、前記放熱性電源支持筐体（２３）
に熱伝導的に接続している。

【００２１】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記近接放熱性支持部（３７、９）は、多孔性である。

【００２２】本発明のアンプ一体型モータにおいて、更
に、放熱構造体（２８、３４）を備え、前記放熱構造体
（２８、３４）は、前記放熱性支持部（２ｂ、９、３
７）に接合している。

【００２３】本発明のアンプ一体型モータにおいて、前
記第１基板（２ａ）は、絶縁性基板であり、前記第１基
板（２ａ）は、前記放熱性支持部（２ｂ、９、３７）に
接合し、前記第１基板（２ａ）の電極と前記第２基板
（１）の電極とは細いリード線（１２Ａ）のみにより電
気的に接続している。

【００２４】本発明のアンプ一体型モータは、モータ
（７）と、アンプ（３０）とを備えたアンプ一体型モー
タであって、前記アンプ（３０）は、放熱部（２ｂ、
９、３７）を有し、第１回路（２ｃ）が熱伝導的に設け
られた第１基板（２ａ）と、第２回路（１ａ）が熱伝導
的に設けられた第２基板（１）とを備え、前記第１回路
（２ｃ）の許容温度は前記第２回路（１ａ）の許容温度
と異なり、前記第１基板（２ａ）と前記放熱部（２ｂ、
９、３７）は、互いに熱伝導的に結合し、前記放熱部
（２ｂ、９、３７）は、前記モータ（７）に非熱伝導的
に支持され、前記第２基板（１）は、前記モータ（７）
に非熱伝導的に支持されている。

【００２５】本発明によるアンプ一体型モータは、モー
タ（７）と、モータ（７）の外側でモータ（７）に第１
のモータ取付け部材（６）を介して支持されるアンプ
（３０）とで構成されている。アンプ（３０）は、放熱
性支持体部分（２ｂ、上記放熱性支持部）と絶縁体支持
部分（２ａ、上記第１基板）からなるパワー基板（２）
と制御基板（１、上記第２基板）より構成される。パワ
ー基板（２）には、スイッチングＩＣ（２ｃ、上記第１
回路）が、また、制御基板（１）には各種のＩＣ（１
ａ、上記第２回路）が備えられており、スイッチングＩ
Ｃ（２ｃ）の許容温度は各種のＩＣ（１ａ）の許容温度
と異なり、パワー基板（２）は、モータ（７）に第１の
モータ取付け部材（６）を介して支持され、制御基板
（１）は、パワー基板（２）に非熱伝導的に支持され、
スイッチングＩＣ（２ｃ）は、パワー基板（２）に熱伝
導的に支持され、各種のＩＣ（１ａ）は制御基板（１）
に熱伝導的に支持される。

【００２６】パワー基板（２）は、制御基板（１）から
熱的に断絶され離隔していて、パワー基板（２）の放熱
と制御基板（１）の放熱との間の熱的依存関係が薄く、
パワー基板（２）の熱が制御基板（１）に伝達され難
く、パワー基板（２）と制御基板（１）とは独立に効果
的に放熱する。第１のモータ取付け部材（６）は、防振
性を有し、更に、熱伝達率がよくないゴム製であること
が好ましい。

【００２７】パワー基板（２）は、第１のモータ取付け
部材（６）に支持され第１のモータ取付け部材（６）に
近接する近接放熱性支持体（３７、上記近接放熱性支持
部）と、近接放熱性支持体（３７）に支持され第１のモ
ータ取付け部材（６）から近接放熱性支持体（３７）よ
りも遠方に配置されるパワー基板（２）の放熱性支持体
部分（２ｂ）とを備え、制御基板（１）は、パワー基板
（２）の絶縁体支持部分（２ａ）に熱伝導的に支持され
る。スイッチングＩＣ（２ｃ）は、近接放熱性支持体
（３７）に熱的に遮断されてモータ（７）より遠隔にあ
り、近接放熱性支持体（３７）の放熱により、モータ
（７）が生成する熱は、パワー基板（２）に伝達しにく
くなっている。パワー基板（２）は、近接放熱性支持体
（３７）とパワー基板（２）との間の離隔距離の程度次
第では、近接放熱性支持体（３７）に非熱伝導的に支持
されることが好ましい。制御基板（１）は、近接放熱性
支持体（３７）に熱伝導的に支持されることがある。こ
の場合、制御基板（１）が生成する熱は、近接放熱性支
持体（３７）に伝導して、近接放熱性支持体（３７）の
面から放熱する。

【００２８】パワー基板（２）と近接放熱性支持体（３
７）とは内部に空間（１３）を形成し、スイッチングＩ
Ｃ（２ｃ）と各種のＩＣ（１ａ）とは、空間（１３）中
に配置されている。空間（１３）を形成することは、近
接放熱性支持体（３７）の表面積が大きいことであり、
放熱性が高くなる。この場合、各種のＩＣ（１ａ）が生
成する熱が空間（１３）の中に溜まりやすいので、空間
（１３）の中の対流性が改善されるように、近接放熱性
支持体（３７）は多孔性に形成されることが好ましい。

【００２９】電源（８）がモータ（７）に同体化されて
いる。電源（８）を支持する放熱性電源支持筐体（２
３）とが追加される。放熱性電源支持筐体（２３）は、
第２のモータ取付け部材（２２）を介してモータ（５、
７）に支持される。パワー基板（２）と放熱性電源支持
筐体（２３）とは、第１断熱材（２６）を介して支持し
あっている。第１断熱材（２６）は、電源（８）が生成
する熱がパワー基板（２）に伝達することを防止する。

【００３０】第１放熱性筐体（３１）が追加される。第
１放熱性筐体（３１）は、放熱性電源支持筐体（２３）
よりもモータ（７）からより遠方に離隔し、電源（８）
よりも放熱性電源支持筐体（２３）からより遠方に離隔
し、第１放熱性筐体（３１）は、放熱性電源支持筐体
（２３）に非熱伝導的に支持されている。第１放熱性筐
体（３１）は、筐体であり、且つ、放熱体としての機能
を有する。近接放熱性支持体（３７）と放熱性電源支持
筐体（２３）とは、非熱伝導的に支持し合っていて、支
持構造を強化している。

【００３１】制御基板（１’）は、第１放熱性筐体（３
１’）に熱伝導的に接続し、各種のＩＣ（１ａ）が生成
する熱は、制御基板（１’）を介して第１放熱性筐体
（３１’）に伝達し、第１放熱性筐体（３１’）の面で
効果的に放熱する。

【００３２】放熱構造体（２８，３４）が更に追加され
る。放熱構造体（２８，３４）はパワー基板（２）の放
熱性支持体部分（２ｂ）に接合し、スイッチングＩＣ
（２ｃ）が生成する熱は、より効果的に放熱する。パワ
ー基板（２）の絶縁体支持部分（２ａ）がパワー基板
（２）の放熱性支持体部分（２ｂ）に接合し、パワー基
板（２）の絶縁体支持部分（２ａ）の電極と制御基板
（１）の電極とは細いリード線（１２Ａ）のみにより電
気的に接続している。細いリード線（１２Ａ）は、十分
に細く形成され得るので、パワー基板（２）を介してス
イッチングＩＣ（２ｃ）が生成する熱が各種のＩＣ（１
ａ）に伝達することを効果的に抑制し、両放熱の独立性
をよりよく改善することができる。

【００３３】本発明によるアンプ一体型モータは、モー
タ（７）と、アンプ（３０）とで構成されており、アン
プ（３０）は、放熱性支持体部分（２ｂ）と絶縁体支持
部分（２ａ）からなるパワー基板（２）と、制御基板
（１）とを備え、パワー基板（２）に設置されているス
イッチングＩＣ（２ｃ）の許容温度と制御基板（１）に
設置された各種のＩＣ（１ａ）の許容温度とは異なり、
パワー基板（２）および制御基板（１）は、それぞれ放
熱板としての作用を有し、モータ（７）に非熱伝導的に
支持され、スイッチングＩＣ（２ｃ）はパワー基板
（２）に熱伝導的に支持され、各種のＩＣ（１ａ）は制
御基板（１）に熱伝導的に支持されている。スイッチン
グＩＣ（２ｃ）と各種のＩＣ（１ａ）とは、モータ筐体
（５）を挟んで互いに最も離隔する相対位置に配置され
ることが、両ＩＣ（１ａ、２ｃ）の放熱性がより独立化
する点で好ましい。両ＩＣ（１ａ、２ｃ）の放熱は重要
であるが、一方のＩＣが生成するより多い熱が、他方の
ＩＣの温度を上昇させる度合いを低くすることも重要で
あるからである。しかし、制御基板（１）がパワー基板
（２）に非熱伝導的に支持されていることは、既述の通
り否定されない。制御基板（１）は、モータ（７）に第
１のモータ取付け部材（６）を介して支持され、パワー
基板（２）が内部に概ね閉じられた空間（１３）を形成
し、パワー基板（２）と制御基板（１）とが空間（１
３）の中に互いに離隔的に配置されていることも、既述
の先の発明に同じである。

【００３４】本発明によるアンプ一体型モータの熱的防
御方法は、モータ（７）とパワー基板（２）と制御基板
（１）とを含むアンプ一体型モータの両基板を熱的に保
護するアンプ一体型モータの熱的防御方法であり、パワ
ー基板（２）の放熱と制御基板（１）の放熱とを独立化
することにある。スイッチングＩＣ（２ｃ）が発生する
熱を金属体（２ｂ、上記放熱性支持部）の面から放熱す
ること、各種のＩＣ（１ａ）が発生する熱を空気の対流
により放熱すること、金属体（２ｂ）に対して制御基板
（１）を非熱伝導的に支持すること、金属体（２ｂ）の
面と制御基板（１）の面とを空気層（１３）を介して離
隔することとから構成されている。その独立性は、既述
の通りである。

【００３５】本発明は、モータ（７）と一体化させるア
ンプ（３０）の構造で、以下の作用効果を有する。

【００３６】空気の自然対流による放熱（熱伝達）の以
下の効果を有する構造をアンプ（３０）は有している。
アンプ（３０）は、制御基板（１）とパワー基板（２）
を空気の対流を生じさせる基板隙間（１４）を設けて重
ねた構造とすることで、両基板（１、２）の空気の自然
対流による放熱（熱伝達）の効果を有する。パワー基板
（２）に実装されたスイッチングＩＣ（２ｃ）の真上を
制御基板（１）が覆わない構造として、スイッチングＩ
Ｃ（２ｃ）の生成した熱をパワー基板（２）の表面から
放熱する。放熱板兼ケース（３ａ）との取合いをパワー
基板（２）のアルミニウム板（２ｂ）の取合い部（１
１）とすることで、この取合い部（１１）から放熱板兼
ケース（３ａ）に熱を伝える接触面積を大きくでき、熱
抵抗を小さくする構造をとるとともに、放熱板兼ケース
（３ａ）に伝わった熱をメッシュ窓（２１）を介して対
流する空気の流れを用い放熱する。同時に、放熱板兼ケ
ース（３ａ）は、制御基板（１）、パワー基板（２）と
の間に隙間を設けることができ、メッシュ窓（２１）を
介して対流する空気の流れを用い。制御基板（１）、パ
ワー基板（２）の熱の放熱を行う。放熱板兼ケース（３
ａ）との取合いを制御基板（１’）のアルミニウム板
（１ｃ）と取合うことで、この放熱板兼ケース（３ａ）
に熱を伝え、放熱板兼ケース（３ａ）に伝わった熱をメ
ッシュ窓（２１）を介して対流する空気の流れを用いて
放熱する。

【００３７】上記の熱伝達の効果を損なわずに、熱伝達
による放熱板の以下の効果をアンプ（３０）は有する。
パワー基板（２）のアルミニウム板（２ｂ）にフィン等
を設けたフィン付きの放熱板（２８）を増設可能とする
構造で、アルミニウム板（２ｂ）の全面積を使って放熱
板増設が可能なため、パワー基板（２）の熱が増設フィ
ン付きの放熱板（２８）に伝わり易い（熱抵抗が小さ
い）。

【００３８】放熱板兼ケース（３７Ａ）との取合いを制
御基板（１’）のアルミニウム基板（１ｃ）と結合する
ことで、この放熱板兼ケース（３７Ａ）に熱を伝え、放
熱板兼ケース（３７Ａ）に伝わった熱を外気を介して対
流する空気の流れを用いて放熱する。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１から図３を参照して、本発明
によるアンプ一体型モータの第１の実施形態を説明す
る。

【００４０】図１および図２に示されるように、本実施
形態のアンプ一体型モータは、サーボアンプ（以下単に
アンプという）３０とサーボモータ（またはアンプ３０
を駆動するドライバ、以下単にモータという）７とを備
えている。アンプ３０は、モータ７を駆動する。アンプ
３０は、モータ７の側面領域（周域）でモータ７の外側
に配置されている。電池である電源８は、モータ７の他
の側面領域でモータ７の外側に取り付けられている。

【００４１】モータ７は、モータ筐体５を備えている。
出力軸５ａは、モータ筐体５を貫通して外側に延びてい
る。既述の側面領域は、モータ７に対して鉛直方向に位
置するか水平方向に位置するかは、特に問われることは
ない。

【００４２】アンプ３０は、制御基板１と、パワー基板
２と、ケース３ａとを備えている。制御基板１およびパ
ワー基板２は、アンプ３０のアンプ機能を実現する。ケ
ース３ａは、アルミニウムなどの熱伝導率が高い材料で
構成され放熱板と兼用される。

【００４３】制御基板１とパワー基板２は、互いに分離
されて構成されている。制御基板１の両面には、モータ
７の制御処理を行うＣＰＵなどのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１ａが複数実装されている。
制御基板１は、厚さ０．５ｍｍ程度のガラス・エポキシ
樹脂により構成される広く一般に用いられている３層程
度の構造のものである。

【００４４】パワー基板２は、スイッチングＩＣ（Ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２ｃが実装される
実装基板２ａと、アルミニウム板（後述する第２放熱性
支持体部分）２ｂとから構成されている。スイッチング
ＩＣ２ｃは、制御基板１のＩＣ１ａからの指令に基づき
モータ７への供給電流を生成する。スイッチングＩＣ２
ｃの発熱量は大きい。

【００４５】実装基板２ａにおいてスイッチングＩＣ２
ｃは、制御基板１側に配置され、実装基板２ａのスイッ
チングＩＣ２ｃが実装されない面にアルミニウム板２ｂ
が片面実装されている。実装基板２ａは、厚さ０．５ｍ
ｍ程度のガラス・エポキシ樹脂により構成される広く一
般に用いられている３層程度の構造のものである。

【００４６】制御基板１とパワー基板２は重ねられた状
態で、ケース３ａに対し、アルミニウム板２ｂを上蓋と
して取り付けられている。アルミニウム板２ｂは、ケー
ス３ａに熱を伝導する。ケース３ａの側面には、網の目
状のメッシュ窓２１が設けられている。

【００４７】アンプ３０は、モータ７に防振機構６を介
してモータ７の側面に同体に固定されている。防振機構
６は、熱伝導率が小さいゴムのような振動緩衝性を持つ
材料で形成されている。防振機構６は、モータ７とケー
ス３ａとを離隔するスペーサとして機能する。

【００４８】制御基板１は、空間１３中に配置されてい
る。制御基板１は、コネクタ９Ａおよび支柱１０により
パワー基板２に固定される。制御基板１と実装基板２ａ
との間には基板隙間１４が設けられる。

【００４９】実装基板２ａの面積は、アルミニウム板２
ｂより一回り小さい。アルミニウム板２ｂの周縁部に
は、ケース３ａの取合い部１１を有している。重ねられ
た制御基板１とパワー基板２は、制御基板１を下向きに
してアルミニウム板２ｂを上蓋として、取合い部１１に
よってケース３ａに固定されるようにして取り付けられ
る。

【００５０】ケース３ａおよびアルミニウム板２ｂは、
アンプ筐体３６を構成する。アンプ筐体３６は防振機構
６によりモータ筐体５から離隔されていて、アンプ筐体
３６とモータ筐体５との間は空気層を形成している。ア
ンプ筐体３６は、優れた放熱性を有し制御基板１および
実装基板２ａを支持する放熱性支持体として形成されて
いる。放熱性支持体（放熱性支持部）としてのアンプ筐
体３６は、第１放熱性支持体部分３７と第２放熱性支持
体部分（上記アルミニウム板）２ｂと離隔用部分９とを
備えている。第１放熱性支持体部分３７と離隔用部分９
とから形成される一体成形体は、１面が開放された箱の
形状に、すなわち上記のケース３ａとして形成されてい
る。

【００５１】放熱性支持部としてのアンプ筐体３６のう
ち、第１放熱性支持体部分３７と離隔用部分９は、モー
タ７により近接していることから近接放熱性支持部と捉
えることができ、これに対して、第２放熱性支持体部分
２ｂは、遠隔放熱性支持部と捉えることができる。

【００５２】第１放熱性支持体部分３７が、防振機構６
を介してモータ筐体５に支持されている。第２放熱性支
持体部分２ｂは、第１放熱性支持体部分３７よりもモー
タ筐体５から更に遠く離隔していて、第１放熱性支持体
部分３７に支持されている。

【００５３】離隔用部分９は、第１放熱性支持体部分３
７の周域部分に一体化されてモータ筐体５から離隔方向
に延びている。第２放熱性支持体部分２ｂは、離隔用部
分９の離隔端部分９ａに直接に支持されている。離隔端
部分９ａと第２放熱性支持体部分２ｂの取合い部１１
は、直接に面接合し、ボルト１２により互いに結合して
いる。

【００５４】第１放熱性支持体部分３７と離隔用部分９
と第２放熱性支持体部分２ｂとから形成される同体形成
体は、内部に空間１３を形成する。空間１３は、大気圧
下の空気で満たされている。離隔用部分９は、メッシュ
窓２１を持っている。空間１３の中の空気は、メッシュ
窓２１を介して十分に外気と交流する。

【００５５】第１放熱性支持体部分３７と第２放熱性支
持体部分２ｂと離隔用部分９は、熱伝導率が高く放熱性
が優れている板で形成され、その板の材料はアルミニウ
ムが適正である。

【００５６】スイッチングＩＣ２ｃは、第２放熱性支持
体部分２ｂに機械的に、且つ、熱的に接合している。制
御基板１は、支柱１０を介して第２放熱性支持体部分２
ｂに取り付けられ第２放熱性支持体部分２ｂから離隔し
ている。

【００５７】ＩＣ１ａは、制御基板1に機械的に、且
つ、熱的に接合している。ＩＣ１ａの許容温度は、スイ
ッチングＩＣ２ｃの許容温度と異なっていて、２０度以
上の差がある。ＩＣ１ａの電極は、実装基板２ａの電極
配線層にコネクタ９Ａを介して接続している。配線部分
を除くコネクタ９Ａと支柱１０は、熱的絶縁材料で形成
されている。ＩＣ１ａとスイッチングＩＣ２ｃとの間に
は、空間１３が介在して互いに空間的に熱的に離隔して
いる。

【００５８】アンプ３０を駆動するための電源８は、防
振機構２２を介してモータ７の周域に配置され支持され
ている。防振機構２２は、ゴムのような断熱性と振動緩
衝性がある材料で形成されている。防振機構２２は、電
源８とモータ７とを離隔するスペーサとして機能する。

【００５９】電源８と防振機構２２との間に放熱性ケー
シング２３が介在している。放熱性ケーシング２３は、
電源８を囲んでいる。第２放熱性支持体部分２ｂの周辺
部分の一部が、放熱性ケーシング２３の延長部分２４の
支持部分２５に支持されている。第２放熱性支持体部分
２ｂと支持部分２５との間には、断熱体２６が介在して
いて、第２放熱性支持体部分２ｂは電源８に非熱伝導的
に支持されている。放熱性ケーシング２３は、第１放熱
性支持体部分３７に直接的には接合していない。

【００６０】大きな負荷に対抗するモータ７は、多くの
熱を放出する。その熱はモータ筐体５の表面まで伝導す
る。モータ筐体５の表面と第１放熱性支持体部分３７の
外側面との間の空気は外気であり、その外気の対流によ
りモータ筐体５から第１放熱性支持体部分３７に伝達す
る熱の量は少ない。

【００６１】スイッチングＩＣ２ｃも多くの熱を放出す
る。スイッチングＩＣ２ｃが放出する熱は、第２放熱性
支持体部分２ｂに伝導する。第２放熱性支持体部分２ｂ
に伝導した熱は、離隔端部分９ａと離隔用部分９を介し
て第１放熱性支持体部分３７に伝導する。

【００６２】第１放熱性支持体部分３７に伝導した熱
は、表面積が大きい第１放熱性支持体部分３７の外側表
面で外気に渡され、且つ、その外側表面から輻射的に放
散する。空間１３の空気は、スイッチングＩＣ２ｃ（実
装基板２ａ）およびＩＣ１ａ（制御基板１）から熱を受
け取って対流し、メッシュ窓２１を通過して外側に流出
する。対流する空間１３の空気は、基板隙間１４を移動
する。第２放熱性支持体部分２ｂは、スイッチングＩＣ
２ｃにより加熱された実装基板２ａの表面温度を均一に
する効果を有し、放熱板として機能する。第２放熱性支
持体部分２ｂの取合い部１１は、実装基板２ａの持つ熱
をケース３ａに伝導する。ケース３ａにはメッシュ窓２
１が設けられているため、空気の対流が起き易く、実装
基板２ａから取合い部１１を介してケース３ａに伝わっ
た熱の放熱が促進される。

【００６３】上記では、コネクタ９Ａによって実装基板
２ａおよび制御基板１を電気的に接続する構成を示し
た。この構成に代えて、図３に示されるように、実装基
板２ａおよび制御基板１にリード線１２Ａをはんだ直付
け１３で接続することができる。

【００６４】図４は、本発明によるアンプ一体型モータ
の第２の実施形態を示している。本実施の形態は、既述
の実施の形態に、放熱用ケーシング２８が追加されてい
る。放熱用ケーシング２８は、第２放熱性支持体部分２
ｂの外側表面に密着して接合する第１放熱用面板２９
と、第１放熱用面板２９の端部が直角に曲げられて電源
８を外側から覆う第２放熱用面板３１とから形成されて
いる。第１放熱用面板２９は、アルミニウムの板で成形
されている。第１放熱用面板２９の外側表面の側にフィ
ン３２が形成されている。

【００６５】第２放熱用面板３１は、第１放熱用面板２
９に一体に成形されている。放熱用ケーシング２８は、
アンプ３０と電源８とを覆うケーシングであり、第２放
熱性支持体部分２ｂの熱を放熱する放熱板を兼ねてい
る。フィン３２付きの第１放熱用面板２９は、アルミニ
ウム板２ｂの全面積に形成されることで、実装基板２ａ
の熱が効率的にフィン３２付きの第１放熱用面板２９に
伝導される。第２放熱用面板３１の端部は、断熱体３３
を介して放熱性ケーシング２３に支持されている。

【００６６】上記では、第１放熱用面板２９の端部が直
角に曲げられて第２放熱用面板３１が形成されるとした
が、第１放熱用面板２９を設けずにアルミニウム板２ｂ
の端部が直角に曲げられて第２放熱用面板３１が形成さ
れる構成にすることができる。フィン３２は、第１放熱
用面板２９ではなくアルミニウム板２ｂに直接的に設け
られることができる。

【００６７】図５は、本発明によるアンプ一体型モータ
の第３の実施形態を示している。本実施の形態は、図２
に示される既述の実施の形態に、他の放熱用ケーシング
３４が追加されている。放熱用ケーシング３４は、第２
放熱性支持体部分２ｂに取り付けられたケース３ａ’に
より構成される。ケース３ａ’は、上記のケース３ａと
同じ構成である。ケース３ａ’は、ケース３ａの第１放
熱性支持体部分３７と対称に形成されていて、第１放熱
性支持体部分３７に相当する第１放熱性支持体部分３
７’と離隔用部分９に相当する離隔用部分９’と、離隔
端部分９ａに相当する逆離隔端部分９ａ’を備えてい
る。逆離隔端部分９ａ’は、第２放熱性支持体部分２ｂ
の取合い部１１にボルト１２’により接合されている。
第２放熱性支持体部分２ｂと離隔用部分９’と第１放熱
性支持体部分３７’とにより内側に空間１３’が形成さ
れている。

【００６８】実装基板２ａおよび制御基板１が放出する
熱は、第２放熱性支持体部分２ｂと逆離隔端部分９ａ’
と離隔用部分９’とを介して第１放熱性支持体部分３
７’に伝導して第１放熱性支持体部分３７’の外側表面
から放熱する。離隔用部分９’には、メッシュ構造（メ
ッシュ窓２１と同じ構成）により多孔性化されている。
そのメッシュ構造により空気の対流が起き易く、アルミ
ニウム板２ｂの取合い部１１から放熱用ケーシング３４
に伝わった熱は、空間１３’の中の空気の対流と、第１
放熱性支持体部分３７’および逆離隔端部分９ａ’の熱
伝導とにより効果的に放熱される。

【００６９】図６は、本発明によるアンプ一体型モータ
の第４の実施形態を示している。本実施の形態では、図
４に示される既述の実施の形態が、アンプ筐体３６の形
態と放熱用ケーシング２８の形態と制御基板１の形態の
３点で改良されている。図４のアンプ筐体３６に代替さ
れて、アンプ筐体３６ｃが設けられている。アンプ筐体
３６ｃで用いられるケース３ｂでは、図７に示されるよ
うに、図４のケース３ａの片側の離隔用部分９が削除さ
れている。そのように離隔用部分９が削除された側の第
１放熱性支持体部分３７ｃの端部は、断熱体３５を介し
て放熱性ケーシング２３の端部に支持され、電源８に対
して非熱伝導的に支持されている。

【００７０】図４に示される放熱用ケーシング２８に代
替されて更に他の放熱用ケーシング２８’が設けられて
いる。放熱用ケーシング２８’では、図４の第１放熱用
面板２９に替えられて第１放熱用面板２９’が用いら
れ、図４の第２放熱用面板３１は削除されている。図４
の制御基板１に代替されて、制御基板１’が設けられて
いる。制御基板１’は、ＩＣ１ａが実装される実装基板
１ｂ、１ｄと、それらの実装基板１ｂ、１ｄの間に設け
られたアルミニウム基板１ｃとを備えている。各実装基
板１ｂ、１ｄは、厚さ０．５ｍｍ程度のガラス・エポキ
シ樹脂により構成され広く一般的に用いられている３層
程度のものである。アルミニウム基板１ｃの延長部分は
曲げられていて曲折部分３６Ａを構成している。

【００７１】曲折部分３６Ａは、第３放熱用面板３７Ａ
に接合している。第３放熱用面板３７Ａの外側面には、
フィン構造３８が与えられている。第３放熱用面板３７
Ａの一端部は、第１放熱用面板２９’の端部に断熱体３
９を介して非熱伝導的に接合している。図４の第２放熱
用面板３１に替えられて第２放熱用面板３１’が用いら
れている。第２放熱用面板３１’の一端部に断熱体４１
を介して第３放熱用面板３７Ａの他端部が非熱伝導的に
支持されている。第３放熱用面板３７Ａおよび第２放熱
用面板３１’を含めて放熱板兼用ケース３ｃが形成され
る。

【００７２】制御基板１’のアルミニウム基板１ｃは、
ケース３ｃに熱に伝えるように固定される。ケース３ｂ
の側面にはメッシュ構造（メッシュ窓２１と同じ構成）
が与えられる。第１放熱用面板２９’の外表面には、図
４に示すフィン３２や図５に示すケース３ａ’を設ける
ことができる。また、第１放熱用面板２９’を設けるこ
となくアルミニウム板２ｂの外表面に直接、図４に示す
フィン３２や図５に示すケース３ａ’を設けることがで
きる。

【００７３】実装基板２ａおよび制御基板１’が放出す
る熱は、第２放熱性支持体部分２ｂを介して第１放熱用
面板２９’に伝導して第１放熱用面板２９’の外側表面
で放熱する。ＩＣ１ａが放出する熱は、アルミニウム基
板１ｃを介して曲折部分３６Ａに伝導し、曲折部分３６
Ａに伝導した熱は更に第３放熱用面板３７Ａに伝導し
て、第３放熱用面板３７Ａの外側表面で放熱する。制御
基板１’は、電源８に対して非熱伝導的に結合してい
る。

【００７４】図８は、本発明によるアンプ一体型モータ
の第５の実施形態を示している。本実施の形態は、図２
に示される既述の実施の形態が改変されている。本実施
の形態は、ＩＣ１ａを支持する支持構造の点で改変がな
されている。図２の制御基板１に代替される制御基板
１”は、ＩＣ１ａが実装される実装基板１ｂ’、１ｄ’
と、それらの実装基板１ｂ’、１ｄ’の間に設けられた
アルミニウム基板１ｃ’とを備えている。各実装基板１
ｂ’、１ｄ’は、厚さ０．５ｍｍ程度のガラス・エポキ
シ樹脂により構成され広く一般的に用いられている３層
程度のものである。アルミニウム基板１ｃ’の両端部分
又は周辺部分には、該両端部分又は周辺部分が延長され
てなる両端延長又は周辺延長部４１が形成されている。

【００７５】周辺部分４１は、制御基板１”のアルミニ
ウム基板１ｃ’を第１放熱性支持体部分３７から離隔す
る離隔用部分４２と、第１放熱性支持体部分３７に熱伝
導的に接合する接合部分４３とを備えている。離隔用部
分４２と接合部分４３とは、アルミニウム基板１ｃ’に
機械的に、且つ、熱伝導的に一体化されている。接合部
分４３は、第１放熱性支持体部分３７にボルト４４によ
り固着されている。

【００７６】第２放熱性支持体部分２ｂは、ケース３ａ
に対して断熱体４６により非熱伝導的に結合している。
スイッチングＩＣ２ｃとケース３ａは、取合い部１１に
断熱体４６を介して、熱的に分離した結合を有するよう
に構成される。アルミニウム板２ｂの外表面には、図４
に示すフィン３２や図５に示すケース３ａ’を設けるこ
とができる。

【００７７】アルミニウム基板１ｃ’は、ケース３ａに
熱を伝えるように固定され、ケース３ａの側面には、メ
ッシュ窓２１が設けられているので、空気の対流が起き
易く、実装基板１ｂ’、１ｄ’からアルミニウム基板１
ｃ’を介してケース３ａに伝わった熱を放熱する。

【００７８】制御基板１”と実装基板２ａは、ケース３
ａに制御基板１”を下向きにしてアルミニウム板２ｂを
上蓋とし、その取合い部１１に断熱体４６を介して固定
される。実装基板２ａと制御基板１”の放熱板を兼ねる
ケース３ａとが熱伝導的に分離される。

【００７９】第２放熱性支持体部分２ｂと制御基板１”
と放熱性ケーシング２３とは、互いに非熱伝導的に結合
している。アンプ３０とモータ７と電源８とは、互いに
断熱体（離隔体）４，２２，２６,４６を介して非熱伝
導的に結合し互いに支持し合っている。

【００８０】

【発明の効果】本発明によるアンプ一体型モータは、制
御基板をモータの発熱とパワー基板の発熱とから防御す
ることができる。制御基板をモータの発熱とパワー基板
の発熱とから防御する技術が簡素であり、更には、容積
を小さくすることができる。制御基板およびパワー基板
をモータの発熱から防御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるアンプ一体型モータの第
１の実施形態を示す射軸投影図である。

【図２】図２は、図１の正面断面図である。

【図３】図３は、図２の一部が改変された正面図であ
る。

【図４】図４は、本発明によるアンプ一体型モータの第
２の実施形態を示す断面図である。

【図５】図５は、本発明によるアンプ一体型モータの第
３の実施形態を示す断面図である。

【図６】図６は、本発明によるアンプ一体型モータの第
４の実施形態を示す断面図である。

【図７】図７は、アンプ筐体を示す射軸投影図である。

【図８】図８は、本発明によるアンプ一体型モータの第
５の実施形態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…制御基板（第２基板） １ａ…ＩＣ（第２回路） ２…パワー基板 ２ａ…実装基板（第１基板） ２ｂ…アルミニウム板（第２放熱性支持体部分、放熱性
支持部、遠隔放熱性支持体） ２ｃ…スイッチングＩＣ（第１回路） ６…防振機構（第１のモータ取付け部材） ７…モータ ８…電源 ９…離隔用部分（放熱性支持部、近接放熱性支持体） １２Ａ…リード線 １３…空間 ２２…防振機構（第２のモータ取付け部材） ２３…放熱性ケーシング（放熱性電源支持筐体） ２６…断熱体（第１断熱材） ２８…放熱用ケーシング（放熱構造体） ３０…アンプ ３１…第２放熱用面板（第１放熱性筐体） ３３…断熱体（第２断熱材） ３４…放熱用ケーシング（放熱構造体） ３７…第１放熱性支持体部分（放熱性支持部、近接放熱
性支持体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮内 礼三 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 加藤 義樹 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 平野 雅弘 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 大西 献 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 藤原 謙二 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA03 AA11 AB04 AB07 AB08 BA01 CA05 FA02 5H611 AA09 BB01 TT01 TT02 UA04 UB00

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータと、 前記モータの外側で前記モータに第１のモータ取付け部
   材を介して支持されるアンプと を備えたアンプ一体型モータであって、 前記アンプは、 放熱性支持部を有し、第１回路が熱伝導的に設けられた
   第１基板と、 第２回路が熱伝導的に設けられた第２基板とを備え、 前記第１回路の許容温度は前記第２回路の許容温度と異
   なり、 前記第１基板と前記放熱性支持部は、互いに熱伝導的に
   結合し、 前記放熱性支持部は、前記モータに前記第１のモータ取
   付け部材を介して支持され、 前記第２基板は、前記放熱性支持部に非熱伝導的に支持
   されているアンプ一体型モータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアンプ一体型モータにお
   いて、 前記第１のモータ取付け部材は、防振性を有しているア
   ンプ一体型モータ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のアンプ一体型モータにお
   いて、 前記第１のモータ取付け部材は、ゴム製であるアンプ一
   体型モータ。
4. 【請求項４】 請求項１記載のアンプ一体型モータにお
   いて、 前記放熱性支持部は、前記第１のモータ取付け部材に支
   持され、前記第１のモータ取付け部材に近接する近接放
   熱性支持部と、 前記近接放熱性支持部に支持され前記第１のモータ取付
   け部材から前記近接放熱性支持部よりも遠方に配置され
   る遠隔放熱性支持部とを有し、 前記第１基板は、前記遠隔放熱性支持部に熱伝導的に支
   持されるアンプ一体型モータ。
5. 【請求項５】 請求項４記載のアンプ一体型モータにお
   いて、 前記遠隔放熱性支持部は、前記近接放熱性支持部に非熱
   伝導的に支持されているアンプ一体型モータ。
6. 【請求項６】 請求項５記載のアンプ一体型モータにお
   いて、 前記第２基板は、前記近接放熱性支持部に熱伝導的に支
   持されているアンプ一体型モータ。
7. 【請求項７】 請求項４記載のアンプ一体型モータにお
   いて、 前記遠隔放熱性支持部と前記近接放熱性支持部とは、内
   部に空間を形成し、前記第１回路と前記第２回路は、前
   記空間中に配置されているアンプ一体型モータ。
8. 【請求項８】 請求項１記載のアンプ一体型モータにお
   いて、 更に、 電源と、 前記電源を支持する放熱性電源支持筐体とを備え、 前記放熱性電源支持筐体は、第２のモータ取付け部材を
   介して前記モータに支持されるアンプ一体型モータ。
9. 【請求項９】 請求項８記載のアンプ一体型モータにお
   いて、 前記放熱性支持部と前記放熱性電源支持筐体とは、第１
   断熱材を介して支持しあっているアンプ一体型モータ。
10. 【請求項１０】 請求項８記載のアンプ一体型モータに
    おいて、 前記放熱性支持部は、 前記第１のモータ取付け部材に支持され、前記第１のモ
    ータ取付け部材に近接する近接放熱性支持部と、 前記近接放熱性支持部に支持され前記第１のモータ取付
    け部材から前記近接放熱性支持部よりも遠方に配置され
    る遠隔放熱性支持部とを有し、 前記第１基板は、前記遠隔放熱性支持部に熱伝導的に支
    持されるアンプ一体型モータ。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載のアンプ一体型モータ
    において、 前記近接放熱性支持部と前記放熱性電源支持筐体とは、
    第２断熱材を介して支持しあっているアンプ一体型モー
    タ。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載のアンプ一体型モータ
    において、 更に、 第１放熱性筐体を備え、 前記第１放熱性筐体は、前記放熱性電源支持筐体よりも
    前記モータから遠方に離隔し、前記電源よりも前記放熱
    性電源支持筐体からより遠方に離隔し、 前記第１放熱性筐体は、前記放熱性電源支持筐体に非熱
    伝導的に支持されているアンプ一体型モータ。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載のアンプ一体型モータ
    において、 前記近接放熱性支持部と前記放熱性電源支持筐体とは、
    非熱伝導的に支持しあっているアンプ一体型モータ。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載のアンプ一体型モータ
    において、 前記第２基板は、前記放熱性電源支持筐体に熱伝導的に
    接続しているアンプ一体型モータ。
15. 【請求項１５】 請求項４記載のアンプ一体型モータに
    おいて、 前記近接放熱性支持部は、多孔性であるアンプ一体型モ
    ータ。
16. 【請求項１６】 請求項１記載のアンプ一体型モータに
    おいて、 更に、 放熱構造体を備え、 前記放熱構造体は、前記放熱性支持部に接合しているア
    ンプ一体型モータ。
17. 【請求項１７】 請求項１記載のアンプ一体型モータに
    おいて、 前記第１基板は、絶縁性基板であり、 前記第１基板は、前記放熱性支持部に接合し、 前記第１基板の電極と前記第２基板の電極とは細いリー
    ド線のみにより電気的に接続しているアンプ一体型モー
    タ。
18. 【請求項１８】 モータと、 アンプと を備えたアンプ一体型モータであって、 前記アンプは、 放熱部を有し、第１回路が熱伝導的に設けられた第１基
    板と、 第２回路が熱伝導的に設けられた第２基板とを備え、 前記第１回路の許容温度は前記第２回路の許容温度と異
    なり、 前記第１基板と前記放熱部は、互いに熱伝導的に結合
    し、 前記放熱部は、前記モータに非熱伝導的に支持され、 前記第２基板は、前記モータに非熱伝導的に支持されて
    いるアンプ一体型モータ。