JP2005117013A - Multi-axis servo amplifier - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small multi-axis servo amplifier having a structure in which a plurality of printed boards can be arranged with high density, and by which high heat dissipation efficiency can be obtained. <P>SOLUTION: Printed boards 7 for power conversion are composed of rigid boards 2a, and printed boards 3 for controlling are composed of rigid boards 2b. A plurality of the printed boards 7 for power conversion are connected with a plurality of the printed boards 3 for controlling using a plurality of flexible boards 1. A case that is a polyhedron assembly is constituted by combining these boards. The printed board 7 for power conversion as a forming member of the case which constitutes the multi-axis servo amplifier 14 has a metal base 3 which constitutes a heat sink on the board on the opposite side to an installing plane where power elements 9 are installed, and has a metal frame 4. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数軸を持つサーボアンプおよび電力変換装置の構造に関する。   The present invention relates to a structure of a servo amplifier having a plurality of axes and a power converter.

従来の多軸サーボアンプは、同一平面上に複数のサーボアンプを実装していた（例えば、特許文献１を参照）。
特開平１１−２８９１８１号公報（第２〜３頁、図１〜図２） A conventional multi-axis servo amplifier has a plurality of servo amplifiers mounted on the same plane (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-289181 (pages 2 and 3, FIGS. 1 and 2)

図７は従来技術の実施例を示す多軸サーボアンプの側断面図であり、３軸のサーボアンプを構成した例である。
図７において、１６は制御基板、１７は制御素子、１８は電力変換基板、１９はパワー素子、２０はコネクタ、２１は放熱器である。パワー素子１９を実装した電力変換基板１８と、パワー素子１９を制御する制御素子１７を実装した制御基板１６は、お互いにコネクタ２０で接続されており、これらで１軸のサーボアンプを構成している。それぞれのパワー素子１９は放熱器２１に熱的および機械的に接続されており、パワー素子１９で発生する熱を放熱器２１を介して熱拡散している。
このように、従来の多軸サーボアンプは、制御基板と電力変換基板をコネクタで接続し、かつ、同一平面の放熱器を介して熱拡散していた。 FIG. 7 is a side sectional view of a multi-axis servo amplifier showing an embodiment of the prior art, and is an example in which a 3-axis servo amplifier is configured.
In FIG. 7, 16 is a control board, 17 is a control element, 18 is a power conversion board, 19 is a power element, 20 is a connector, and 21 is a radiator. The power conversion board 18 on which the power element 19 is mounted and the control board 16 on which the control element 17 for controlling the power element 19 is connected to each other by a connector 20, and these constitute a one-axis servo amplifier. Yes. Each power element 19 is thermally and mechanically connected to the radiator 21, and heat generated in the power element 19 is diffused through the radiator 21.
As described above, in the conventional multi-axis servo amplifier, the control board and the power conversion board are connected by the connector, and the heat is diffused through the radiator on the same plane.

しかしながら、従来の多軸サーボアンプは、複数のサーボアンプを同一平面上に配置する構造になっているため、サーボアンプを配置する自由度が少なく高密度配置が出来なかった。また、放熱器においても、サーボアンプを同一平面上に実装するため、放熱能力が余剰にある場合でも放熱器の平面の面積を小さくすることが出来ず、多軸サーボアンプを小形化するときの弊害になっていた。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、複数のプリント基板を高密度配置可能な構造にし、かつ、放熱効率の高い構造を実現することにより、小形の多軸サーボアンプを提供することを目的とする。 However, since the conventional multi-axis servo amplifier has a structure in which a plurality of servo amplifiers are arranged on the same plane, the degree of freedom in arranging servo amplifiers is small and high-density arrangement cannot be performed. Also in the radiator, the servo amplifier is mounted on the same plane, so even if there is an excess of heat dissipation capacity, the plane area of the radiator cannot be reduced, and when reducing the size of the multi-axis servo amplifier It was an evil.
Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and a small multi-axis servo is realized by making a structure in which a plurality of printed circuit boards can be arranged at high density and realizing a structure with high heat dissipation efficiency. The purpose is to provide an amplifier.

上記問題を解決するため、本発明の請求項１に記載の多軸サーボアンプは、パワー素子を実装した電力変換用プリント基板と、前記パワー素子を制御する制御素子を実装した制御用プリント基板と、前記パワー素子を冷却する放熱器と、を備えた多軸サーボアンプにおいて、前記電力変換用プリント基板は、リジット基板から構成され、前記制御用プリント基板は、リジット基板から構成され、複数の前記電力変換用プリント基板と前記制御用プリント基板は複数のフレキシブル基板で接続されており、これらの基板を組み合わせることにより多面体状の組立体となる筐体を構成することを特徴としている。
このようになっているため、高密度配置することができ、多軸サーボアンプを小形化することができる。
また、本発明の請求項２に記載の多軸サーボアンプは、請求項１の多軸サーボアンプにおいて、前記多軸サーボアンプを構成する筐体は、前記電力変換用プリント基板は前記パワー素子を実装した実装面と反対側の基板上に前記放熱器を構成する金属ベースを有し、前記金属ベースと金属フレームを備えたものであることを特徴としている。このようになっているため、放熱効率を高くすることができ、多軸サーボアンプを小形化することができる。
また、本発明の請求項３に記載の多軸サーボアンプは、請求項１または請求項２の多軸サーボアンプにおいて、前記多面体状の筐体は、立方体状または直方体状の形状に組み立てられた筐体であることを特徴としている。このようになっているため、高密度配置することができ、また、放熱効率を高くすることができ、４軸サーボアンプを小形化することができる。
また、本発明の請求項４に記載の多軸サーボアンプは、請求項１乃至３に記載の多軸サーボアンプにおいて、前記筐体は、前記金属フレームを複数枚組み合わせて配置したものであることを特徴としている。このように金属筐体によって筐体内部と筐体外部が電気的にシールドされる構造になっているため、輻射ノイズ等の耐ノイズ性を向上することができる。 In order to solve the above problem, a multi-axis servo amplifier according to claim 1 of the present invention includes a power conversion printed board on which a power element is mounted, and a control printed board on which a control element for controlling the power element is mounted. In the multi-axis servo amplifier comprising the radiator for cooling the power element, the power conversion printed circuit board is configured from a rigid circuit board, and the control printed circuit board is configured from a rigid circuit board, The printed circuit board for power conversion and the printed circuit board for control are connected by a plurality of flexible boards, and a housing that forms a polyhedral assembly is formed by combining these boards.
Because of this, high-density arrangement can be achieved, and the multi-axis servo amplifier can be miniaturized.
The multi-axis servo amplifier according to claim 2 of the present invention is the multi-axis servo amplifier according to claim 1, wherein the casing constituting the multi-axis servo amplifier is configured such that the printed circuit board for power conversion includes the power element. It has the metal base which comprises the said heat sink on the board | substrate on the opposite side to the mounted surface mounted, The said metal base and the metal frame were provided. Thus, the heat radiation efficiency can be increased, and the multi-axis servo amplifier can be miniaturized.
The multi-axis servo amplifier according to claim 3 of the present invention is the multi-axis servo amplifier according to claim 1 or 2, wherein the polyhedral casing is assembled in a cubic or rectangular parallelepiped shape. It is characterized by being a housing. Because of this, high-density arrangement can be achieved, heat dissipation efficiency can be increased, and the 4-axis servo amplifier can be miniaturized.
The multi-axis servo amplifier according to claim 4 of the present invention is the multi-axis servo amplifier according to any one of claims 1 to 3, wherein the housing is a combination of a plurality of the metal frames. It is characterized by. Since the inside of the housing and the outside of the housing are electrically shielded by the metal housing in this way, noise resistance such as radiation noise can be improved.

本発明の請求項１に記載の多軸サーボアンプによれば、複数のリジット基板と複数のフレキシブル基板とを備え、これらを多面体状に配置することによって、高密度配置することができ、多軸サーボアンプを小形化することができるという効果がある。
また、本発明の請求項２に記載の多軸サーボアンプによれば、前記電力変換用プリント基板は基板上に金属ベースを有し、前記金属ベースと金属フレームからなる筐体を備えているため、放熱面積を大きくとれ、多軸サーボアンプの大きさに対する放熱効率を高くすることができ、その結果多軸サーボアンプを小形化することができるという効果がある。
また、本発明の請求項３に記載の多軸サーボアンプによれば、複数のリジット基板と複数のフレキシブル基板とを備え、これらを立方体状または直方体状に配置することによって、高密度配置することがでる。また、前記電力変換用プリント基板は基板上に金属ベースを有し、前記金属ベースと金属フレームからなる筐体を備えているため、放熱面積を大きくとれ、放熱効率を高くすることができる。その結果、小形の４軸サーボアンプを実現することができるという効果がある。
また、本発明の請求項４に記載の多軸サーボアンプによれば、複数枚の金属フレームを配置した筐体を備え、金属筐体によって筐体内部と筐体外部が電気的にシールドされる構造になっているため、輻射ノイズ等の外部からのノイズを遮断することができ、多軸サーボアンプの耐ノイズ性を向上することができるという効果がある。 According to the multi-axis servo amplifier according to claim 1 of the present invention, the multi-axis servo amplifier includes a plurality of rigid substrates and a plurality of flexible substrates, and these can be arranged in a polyhedral shape so that they can be arranged at high density. There is an effect that the servo amplifier can be miniaturized.
According to the multi-axis servo amplifier according to claim 2 of the present invention, the printed circuit board for power conversion has a metal base on the board, and includes a casing made of the metal base and a metal frame. The heat radiation area can be increased, and the heat radiation efficiency with respect to the size of the multi-axis servo amplifier can be increased. As a result, the multi-axis servo amplifier can be reduced in size.
According to the multi-axis servo amplifier according to claim 3 of the present invention, the multi-axis servo amplifier includes a plurality of rigid boards and a plurality of flexible boards, and these are arranged in a cubic shape or a rectangular parallelepiped shape so as to be arranged at high density. I get out. In addition, since the printed circuit board for power conversion has a metal base on the board and includes a casing made of the metal base and a metal frame, the heat dissipation area can be increased and the heat dissipation efficiency can be increased. As a result, there is an effect that a small 4-axis servo amplifier can be realized.
The multi-axis servo amplifier according to claim 4 of the present invention includes a housing in which a plurality of metal frames are arranged, and the inside and outside of the housing are electrically shielded by the metal housing. Since it has a structure, it is possible to block external noise such as radiation noise and improve the noise resistance of the multi-axis servo amplifier.

以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の第１実施例を示す多軸サーボアンプの側面図であり、モータを４軸駆動する６面体状の多軸サーボアンプの例を示している。
図１において、１はフレキシブル基板、２ａはリジット基板であり後述する電力変換用プリント基板７、２ｂはリジット基板であり後述する制御用プリント基板８、３はリジット基板２ａの基板上に取り付けられた金属ベース、４は金属フレーム、５は電力入力ケーブル／制御信号ケーブル、６はモータ４軸分の電力出力ケーブル／制御信号ケーブル、１２は電力入力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ、１３は電力出力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ、１１は電力出力ケーブル／制御信号ケーブルと各リジット基板２ａの電力出力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ１３との間を中継するコネクタを両面に有する電力出力ケーブル／制御信号ケーブル中継基板、２２は取り付け部である。尚、図１において側面の金属フレーム４は内部構造が判るように省略してある。
図２は本発明の第１実施例を示す多軸サーボアンプを構成するプリント基板であって、（ａ）その展開図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図２（ａ）（ｂ）は図１に示す多軸サーボアンプから、金属フレーム４、電力入力ケーブル／制御信号ケーブル５、電力出力ケーブル／制御信号ケーブル６、および電力出力ケーブル／制御信号ケーブル中継基板１１を取り除き、折り曲がっている４枚のフレキシブル基板１をまっすぐにした状態を示したものである。
図２（ａ）（ｂ）において、７は電力変換用プリント基板、８は制御用プリント基板、９はパワー素子、１０は制御素子、１２は電力入力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ、１３は電力出力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ、２３は取り付用穴である。尚、図２（ｂ）において図２（ａ）に記載してある基板上のパワー素子９および制御素子１０は省略してある。
図２において、本発明の実施例を示す多軸サーボアンプは機能的には大きく分けて、電力変換用プリント基板７（全４枚）に示される複数の電力変換部と、それらを制御する制御用プリント基板８（全１枚）に示される制御部、および電力変換部７から発生する熱を拡散するための金属ベース部３と図２には記載されていない金属フレーム４に示される放熱部とから構成される。
パワー素子９が実装された電力変換用プリント基板７はリジット基板からなり、パワー素子９の実装面と反対側の基板面には金属ベース３を取り付けて放熱器を構成することができ、パワー素子９で発生した熱は、金属ベース３に熱拡散させることが可能である。また、パワー素子９の駆動を制御する制御素子１０が実装された制御用プリント基板８もリジット基板からなり、電力変換用プリント基板７と制御用プリント基板８は、それぞれフレキシブル基板１とコネクタや熱圧着などで電気的、機械的に接続されている。
本多軸サーボアンプは図２（ａ）（ｂ）に示すように、制御用プリント基板８の４辺にそれぞれ電力変換用プリント基板７を折り曲げ可能なフレキシブル基板１で接続し、図１に示すように制御用プリント基板８に対して、４枚の電力変換用プリント基板７を金属ベース３の部分が外側に直角になるように折って立方体状または直方体状に成形することで組み立てられる。さらに、立方体状または直方体状に組み立て可能で、かつ分解可能な筐体となるようにアルミなどの放熱効果の高い金属フレーム４を６面全面に配置し、電力変換用プリント基板８の基板上に取り付けられた金属ベース３が金属フレーム４の内面に接触するようにネジなどで配置固定されている。
また、図１に示すように、電力入力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ１２で、外部からモータ駆動用の電力と制御回路用の電力を供給するケーブル及び上位制御装置などからの制御信号を供給するためのケーブルである電力入力ケーブル／制御信号ケーブル５を接続でき、電力出力ケーブル／制御信号ケーブル中継基板１１と電力出力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ１３で 、電力変換部で変換された電力を外部のモータに出力するためのケーブル及びモータの検出器からの制御信号を電力変換用プリント基板７を介して制御用プリント基板８に供給するためのケーブルである電力出力ケーブル／制御信号ケーブル６を接続できるようになっている。
以下に本発明を適用した一例を示す。
図３は本発明の第１実施例を示す多軸サーボアンプの適用図である。図３において、１４は４軸の多軸サーボアンプ、１５は４台のモータ及び検出器である。
図３に示す様に、電力入力ケーブル／制御信号ケーブル５と電力出力ケーブル／制御信号ケーブル６をそれぞれ多軸サーボアンプ１４の対向する側面に接続する構成にしているので電力入力と電力出力を分離することができ、４台のモータ及び検出器１５の４本の電力出力ケーブル／制御信号ケーブル６を多軸サーボアンプ１４の同一側面上に接続する構成にしているため保守性にも優れている。なお、図３の例では電力出力ケーブル／制御信号ケーブル６が中央横にモータ４台分が並んでいるが、縦でも構わず、位置も中央である必要は無い。 FIG. 1 is a side view of a multi-axis servo amplifier showing a first embodiment of the present invention, showing an example of a hexahedral multi-axis servo amplifier for driving a motor with four axes.
In FIG. 1, 1 is a flexible board, 2a is a rigid board, power conversion printed boards 7, 2b described later are rigid boards, and control printed boards 8, 3 described later are mounted on the rigid board 2a. Metal base, 4 metal frame, 5 power input cable / control signal cable, 6 power output cable / control signal cable for 4 motor axes, 12 power input cable / control signal cable connector, 13 power output cable / A control signal cable connector 11 is a power output cable / control signal cable relay board having connectors on both sides for relaying between the power output cable / control signal cable and the power output cable / control signal cable connector 13 of each rigid board 2a; Reference numeral 22 denotes a mounting portion. In FIG. 1, the metal frame 4 on the side is omitted so that the internal structure can be seen.
FIG. 2 is a printed circuit board constituting the multi-axis servo amplifier according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a development view thereof, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. .
2 (a) and 2 (b) show a metal frame 4, a power input cable / control signal cable 5, a power output cable / control signal cable 6, and a power output cable / control signal cable relay from the multi-axis servo amplifier shown in FIG. This shows a state in which the substrate 11 is removed and the four flexible substrates 1 bent are straightened.
2A and 2B, 7 is a power conversion printed circuit board, 8 is a control printed circuit board, 9 is a power element, 10 is a control element, 12 is a power input cable / control signal cable connector, and 13 is a power output. A cable / control signal cable connector 23 is a mounting hole. In FIG. 2B, the power element 9 and the control element 10 on the substrate shown in FIG. 2A are omitted.
In FIG. 2, the multi-axis servo amplifier according to the embodiment of the present invention is functionally divided into a plurality of power conversion units shown on the power conversion printed circuit board 7 (four in total) and control for controlling them. The control unit shown on the printed circuit board 8 (one in total), the metal base unit 3 for diffusing the heat generated from the power conversion unit 7, and the heat dissipation unit shown in the metal frame 4 not shown in FIG. It consists of.
The power conversion printed circuit board 7 on which the power element 9 is mounted is composed of a rigid board, and a radiator can be configured by attaching the metal base 3 to the board surface opposite to the mounting surface of the power element 9. The heat generated in 9 can be thermally diffused in the metal base 3. Further, the control printed circuit board 8 on which the control element 10 for controlling the driving of the power element 9 is mounted is also a rigid board. The power conversion printed circuit board 7 and the control printed circuit board 8 are respectively connected to the flexible circuit board 1, the connector, and the heat. Electrically and mechanically connected by crimping.
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the present multi-axis servo amplifier is connected to the four sides of the control printed circuit board 8 by a flexible printed circuit board 1 that can be bent, and is shown in FIG. Thus, the four printed circuit boards 7 for power conversion are assembled to the control printed circuit board 8 by bending the metal base 3 so that the metal base 3 is perpendicular to the outside and forming it into a cubic or rectangular parallelepiped shape. Further, a metal frame 4 having a high heat dissipation effect such as aluminum is arranged on the entire surface of the printed circuit board 8 for power conversion so that it can be assembled into a cube or a rectangular parallelepiped and can be disassembled. The attached metal base 3 is arranged and fixed with screws or the like so as to contact the inner surface of the metal frame 4.
Further, as shown in FIG. 1, a power input cable / control signal cable connector 12 is used to supply control signals from a cable for supplying motor driving power and control circuit power from the outside, a host control device, and the like. The power input cable / control signal cable 5 can be connected, and the power output cable / control signal cable relay board 11 and the power output cable / control signal cable connector 13 can convert the power converted by the power converter to an external motor. A power output cable / control signal cable 6 that is a cable for supplying a control signal from the motor and a detector for the motor to the control printed circuit board 8 via the power conversion printed circuit board 7 can be connected. It has become.
An example to which the present invention is applied is shown below.
FIG. 3 is an application diagram of the multi-axis servo amplifier showing the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, 14 is a 4-axis multi-axis servo amplifier, and 15 is four motors and detectors.
As shown in FIG. 3, the power input cable / control signal cable 5 and the power output cable / control signal cable 6 are connected to the opposite sides of the multi-axis servo amplifier 14 respectively, so that the power input and power output are separated. Since the four power output cables / control signal cables 6 of the four motors and the detector 15 are connected on the same side of the multi-axis servo amplifier 14, the maintainability is excellent. . In the example of FIG. 3, the power output cable / control signal cable 6 has four motors arranged side by side in the center, but may be in the vertical direction, and the position does not need to be in the center.

図４は本発明の第２実施例を示す多軸サーボアンプの正面図であり、モータを６軸駆動する８面体状の多軸サーボアンプの例を示している。
図４において、図１と同じ説明符号のものは図１と同じ構成要素を示している。尚、図４において前面の金属フレーム４、および、第１実施例の図１においてと同様な電力出力ケーブル／制御信号ケーブルと各リジット基板２ａの電力出力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ１３との間を中継するコネクタを両面に有する電力出力ケーブル／制御信号ケーブル中継基板は、内部構造が判るように省略してある。
図５は本発明の第２実施例を示す多軸サーボアンプを構成するプリント基板であって、（ａ）その展開図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図５（ａ）（ｂ）は図４に示す多軸サーボアンプから、金属フレーム４、電力入力ケーブル／制御信号ケーブル、電力出力ケーブル／制御信号ケーブル、および電力出力ケーブル／制御信号ケーブル中継基板を取り除き、折り曲がっている６枚のフレキシブル基板１をまっすぐにした状態を示したものである。
図５（ａ）（ｂ）において、図２と同じ説明符号のものは図２と同じ構成要素を示している。尚、図５（ｂ）において図５（ａ）に記載してある基板上のパワー素子９および制御素子１０は省略してある。
本実施例が図１、２の第１実施例と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、第１実施例の多軸サーボアンプの形状は立方体状または直方体状であるのに対し、本実施例は、多面体状としている点である。
図５において、本発明の実施例を示す多軸サーボアンプは機能的には大きく分けて、電力変換用プリント基板７（全６枚）に示される複数の電力変換部と、それらを制御する制御用プリント基板８（全１枚）に示される制御部、および電力変換部７から発生する熱を拡散するための金属ベース部３と図５には記載されていない金属フレーム４に示される放熱部とから構成される。
パワー素子９が実装された電力変換用プリント基板７はリジット基板からなり、パワー素子９の実装面と反対側の基板面には金属ベース３を取り付けて放熱器を構成することができ、パワー素子９で発生した熱は、金属ベース３に熱拡散させることが可能である。また、パワー素子９の駆動を制御する制御素子１０が実装された制御用プリント基板８もリジット基板からなり、電力変換用プリント基板７と制御用プリント基板８は、それぞれフレキシブル基板１とコネクタや熱圧着などで電気的、機械的に接続されている。
本多軸サーボアンプは図５（ａ）（ｂ）に示すように、制御用プリント基板８の６辺にそれぞれ電力変換用プリント基板７を折り曲げ可能なフレキシブル基板１で接続し、図４に示すように制御用プリント基板８に対して、６枚の電力変換用プリント基板７を金属ベース３の部分が外側に直角になるように折って多面体状に成形することで組み立てられる。さらに、多面体状に組み立て可能で、かつ分解可能な筐体となるようにアルミなどの放熱効果の高い金属フレーム４を全面に配置し、電力変換用プリント基板７の基板上に取り付けられた金属ベース３が金属フレーム４の内面に接触するようにネジなどで配置固定されている。
また、第１実施例を示す図１と同様な電力入力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ１２で、外部からモータ駆動用の電力と制御回路用の電力を供給するケーブル及び上位制御装置などからの制御信号を供給するためのケーブルである電力入力ケーブル／制御信号ケーブル５を接続でき、電力出力ケーブル／制御信号ケーブル中継基板１１と電力出力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ１３で 、電力変換部で変換された電力を外部のモータに出力するためのケーブル及びモータの検出器からの制御信号を電力変換用プリント基板７を介して制御用プリント基板８に供給するためのケーブルである電力出力ケーブル／制御信号ケーブル６を接続できるようになっている。
以下に本発明を適用した一例を示す。
図６は本発明の第２実施例を示す多軸サーボアンプの適用図である。図６において、１４は４軸の多軸サーボアンプ、１５は６台のモータ及び検出器である。
図６に示す様に、電力入力ケーブル／制御信号ケーブル５と電力出力ケーブル／制御信号ケーブル６をそれぞれ多軸サーボアンプ１４の対向する側面に接続する構成にしているので電力入力と電力出力を分離することができ、４台のモータ及び検出器１５の４本の電力出力ケーブル／制御信号ケーブル６を多軸サーボアンプ１４の同一側面上に接続する構成にしているため保守性にも優れている。なお、図６の例では電力出力ケーブル／制御信号ケーブル６が中央横にモータ６台分が並んでいるが、縦でも構わず、位置も中央である必要は無い。
また、制御用プリント基板８の形状は第１実施例、第２実施例のような４角形や６角形に限らず、多角形（Ｎ＝ｎ）でもよい。その制御用プリント基板８のそれぞれの辺をｎ軸分の電力変換用プリント基板７にそれぞれフレキシブル基板１で接続する形状をとり、それらの周辺を第１実施例、第２実施例のように金属フレーム４から構成される筐体構造とすることで、６面体や８面体に限らず１０面体や１２面体などの多面体からなるｎ軸サーボアンプが構成可能である。さらには、制御用プリント基板８の形状は角形である必要も無い。円、楕円のような曲面の端面のみ、あるいは角形との組合せでもよい。その制御用プリント基板８の端面からｎ軸分の電力変換用プリント基板７にそれぞれフレキシブル基板１で接続する形状をとり、それらの周辺を第１実施例、第２実施例のように金属フレーム４から構成される筐体構造とすることで、多面体からなる多軸サーボアンプが構成可能である。 FIG. 4 is a front view of a multi-axis servo amplifier showing a second embodiment of the present invention, and shows an example of an octahedral multi-axis servo amplifier for driving a motor with six axes.
4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components as those in FIG. 4, between the metal frame 4 on the front surface and the power output cable / control signal cable similar to that in FIG. 1 of the first embodiment and the power output cable / control signal cable connector 13 of each rigid board 2a. The power output cable / control signal cable relay board having the connectors to be relayed on both sides is omitted so that the internal structure can be understood.
FIG. 5 is a printed circuit board constituting a multi-axis servo amplifier according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a development view thereof, and FIG. 5B is a sectional view taken along line BB in FIG. .
5 (a) and 5 (b) show the metal frame 4, the power input cable / control signal cable, the power output cable / control signal cable, and the power output cable / control signal cable relay board from the multi-axis servo amplifier shown in FIG. 6 shows a state in which the six flexible substrates 1 removed and bent are straightened.
5A and 5B, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same components as those in FIG. In FIG. 5B, the power element 9 and the control element 10 on the substrate shown in FIG. 5A are omitted.
This embodiment is different from the first embodiment of FIGS. 1 and 2 as follows.
That is, the shape of the multi-axis servo amplifier of the first embodiment is a cube or a rectangular parallelepiped, whereas the present embodiment is a polyhedron.
In FIG. 5, the multi-axis servo amplifier according to the embodiment of the present invention is broadly functionally divided into a plurality of power conversion units shown on the power conversion printed circuit board 7 (6 sheets in total) and control for controlling them. The control unit shown on the printed circuit board 8 (one in total), the metal base unit 3 for diffusing the heat generated from the power conversion unit 7, and the heat dissipation unit shown in the metal frame 4 not shown in FIG. It consists of.
The power conversion printed circuit board 7 on which the power element 9 is mounted is composed of a rigid board, and a radiator can be configured by attaching the metal base 3 to the board surface opposite to the mounting surface of the power element 9. The heat generated in 9 can be thermally diffused in the metal base 3. Further, the control printed circuit board 8 on which the control element 10 for controlling the driving of the power element 9 is mounted is also a rigid board. The power conversion printed circuit board 7 and the control printed circuit board 8 are respectively connected to the flexible circuit board 1, the connector, and the heat. Electrically and mechanically connected by crimping.
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the present multi-axis servo amplifier is connected to the six sides of the control printed circuit board 8 by a flexible printed circuit board 1 that can be bent, and is shown in FIG. As described above, the control printed circuit board 8 is assembled by folding the six power conversion printed circuit boards 7 so that the metal base 3 is perpendicular to the outside and forming it into a polyhedral shape. In addition, a metal frame 4 having a high heat dissipation effect such as aluminum is disposed on the entire surface so as to be a polyhedral body and can be disassembled, and a metal base mounted on the printed circuit board 7 for power conversion. 3 is arranged and fixed with screws or the like so as to contact the inner surface of the metal frame 4.
Further, the power input cable / control signal cable connector 12 similar to that in FIG. 1 showing the first embodiment is used, and the control signal from the cable for supplying the motor driving power and the control circuit power from the outside, the host control device, etc. The power input cable / control signal cable 5, which is a cable for supplying power, can be connected. The power output cable / control signal cable relay board 11 and the power output cable / control signal cable connector 13 convert the power converted by the power converter. For output to the external motor and a power output cable / control signal cable 6 which is a cable for supplying the control signal from the motor detector to the control printed circuit board 8 via the power conversion printed circuit board 7 Can be connected.
An example to which the present invention is applied is shown below.
FIG. 6 is an application diagram of a multi-axis servo amplifier showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, 14 is a 4-axis multi-axis servo amplifier, and 15 is 6 motors and detectors.
As shown in FIG. 6, the power input cable / control signal cable 5 and the power output cable / control signal cable 6 are connected to the opposite side surfaces of the multi-axis servo amplifier 14 respectively, so that the power input and power output are separated. Since the four power output cables / control signal cables 6 of the four motors and the detector 15 are connected on the same side of the multi-axis servo amplifier 14, the maintainability is excellent. . In the example of FIG. 6, the power output cable / control signal cable 6 has six motors arranged side by side in the center, but it may be vertical and the position need not be in the center.
Further, the shape of the control printed circuit board 8 is not limited to the quadrangular or hexagonal shape as in the first and second embodiments, but may be a polygon (N = n). Each side of the control printed circuit board 8 is connected to the power conversion printed circuit board 7 for n-axis by the flexible circuit board 1, and the periphery thereof is made of metal as in the first and second embodiments. By adopting a housing structure composed of the frame 4, it is possible to configure an n-axis servo amplifier composed of a polyhedron such as a dodecahedron or a dodecahedron as well as a hexahedron or an octahedron. Furthermore, the shape of the control printed circuit board 8 need not be a square. Only the end face of a curved surface such as a circle or an ellipse, or a combination with a square may be used. The flexible printed circuit board 1 is connected to the power conversion printed circuit board 7 corresponding to the n-axis from the end face of the control printed circuit board 8 and the periphery of the metal frame 4 as in the first and second embodiments. A multi-axis servo amplifier composed of a polyhedron can be configured by using a housing structure composed of

以上述べたように、本発明の第１実施例および第２実施例に係る多軸サーボアンプは、電力変換用プリント基板７は、リジット基板２ａから構成され、制御用プリント基板８は、リジット基板２ｂから構成され、複数の電力変換用プリント基板７と制御用プリント基板８は複数のフレキシブル基板１で接続されており、これらの基板を組み合わせることにより多面体状の組立体となる筐体を構成するようにしているので、複数のプリント基板を高密度配置することが可能となり、放熱のための連続した一平面の面積を小さくすることが可能である。
また、本発明は、多軸サーボアンプ１４を構成する筐体は、電力変換用プリント基板７はパワー素子９を実装した実装面と反対側の基板上に前記放熱器を構成する金属ベース３を有し、金属ベース３と金属フレーム４を備えるようにしており、電力変換用プリント基板８の基板上に取り付けられた金属ベース３が金属フレーム４の内面に接触するように取り付けられる構造としたので、電力変換用プリント基板７上に配置されたパワー素子９で発生した熱が、金属ベース３を介して金属フレーム４に熱接続される。そのため放熱面積を大きくとれ、多軸サーボアンプの大きさに対する放熱効率を高くすることができる。
さらに、本発明は、前記筐体は、金属フレーム４を複数枚組み合わせて配置したものとしているため、金属筐体により筐体内部と筐体外部を電気的にシールドされ、輻射ノイズ等の外部からのノイズを遮断することができ筐体内部の電子部品に対する耐ノイズ性も向上する。また、電力入力と電力出力を分離することができるのでノイズ対策の面でも有効である。 As described above, in the multi-axis servo amplifier according to the first and second embodiments of the present invention, the power conversion printed circuit board 7 is composed of the rigid circuit board 2a, and the control printed circuit board 8 is the rigid circuit board. 2b, and a plurality of power conversion printed circuit boards 7 and a control printed circuit board 8 are connected by a plurality of flexible boards 1, and a combination of these boards forms a polyhedral assembly. Thus, a plurality of printed circuit boards can be arranged at high density, and the area of one continuous plane for heat dissipation can be reduced.
Further, according to the present invention, the casing constituting the multi-axis servo amplifier 14 is configured such that the power conversion printed board 7 has the metal base 3 constituting the radiator on the board opposite to the mounting surface on which the power element 9 is mounted. The metal base 3 and the metal frame 4 are provided, and the metal base 3 attached on the board of the power conversion printed circuit board 8 is attached so as to be in contact with the inner surface of the metal frame 4. The heat generated by the power element 9 disposed on the power conversion printed circuit board 7 is thermally connected to the metal frame 4 through the metal base 3. Therefore, the heat radiation area can be increased, and the heat radiation efficiency with respect to the size of the multi-axis servo amplifier can be increased.
Further, according to the present invention, since the casing is a combination of a plurality of metal frames 4, the inside of the casing and the outside of the casing are electrically shielded by the metal casing, and externally from radiation noise or the like. Noise can be blocked, and the noise resistance of the electronic components inside the housing is also improved. Further, since power input and power output can be separated, it is also effective in terms of noise countermeasures.

本発明はあらゆる用途の多軸サーボアンプ及び類似した電力変換装置にも適用が可能である。   The present invention can also be applied to multi-axis servo amplifiers and similar power converters for all uses.

本発明の第１実施例を示す多軸サーボアンプの側面図である。1 is a side view of a multi-axis servo amplifier showing a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施例を示す多軸サーボアンプを構成するプリント基板であって、（ａ）その展開図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a printed circuit board which comprises the multi-axis servo amplifier which shows 1st Example of this invention, Comprising: (a) The development view, (b) is sectional drawing which follows the AA line of (a). 本発明の第１実施例を示す多軸サーボアンプの適用図である。It is an application figure of the multi-axis servo amplifier which shows 1st Example of this invention. 本発明の第２実施例を示す多軸サーボアンプの正面図であるIt is a front view of the multi-axis servo amplifier which shows 2nd Example of this invention. 本発明の第２実施例を示す多軸サーボアンプを構成するプリント基板であって、（ａ）その展開図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。FIG. 2 is a printed circuit board constituting a multi-axis servo amplifier showing a second embodiment of the present invention, in which (a) is a development view, and (b) is a sectional view taken along line BB in (a). 本発明の第２実施例を示す多軸サーボアンプの適用図である。It is an application figure of the multi-axis servo amplifier which shows 2nd Example of this invention. 従来技術の実施例を示す多軸サーボアンプの側断面図である。It is a sectional side view of the multi-axis servo amplifier which shows the Example of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１ フレキシブル基板
２ａ、２ｂ リジット基板
３ 金属ベース
４ 金属フレーム
５ 電力入力ケーブル／制御信号ケーブル
６ 電力出力ケーブル／制御信号ケーブル
７ 電力変換用プリント基板
８ 制御用プリント基板
９、１９ パワー素子
１０、１７ 制御素子
１１ 電力出力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ中継基板
１２ 電力入力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ
１３ 電力出力ケーブル／制御信号ケーブルコネクタ
１４ 多軸サーボアンプ
１５ モータ及び検出器
１６ 制御基板
１８ 電力変換基板
２０ コネクタ
２１ 放熱器
２２ 取り付け部
２３ 取り付け用穴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flexible board 2a, 2b Rigid board 3 Metal base 4 Metal frame 5 Power input cable / control signal cable 6 Power output cable / control signal cable 7 Power conversion printed circuit board 8 Control printed circuit board 9, 19 Power element 10, 17 Control Element 11 Power output cable / control signal cable connector relay board 12 Power input cable / control signal cable connector 13 Power output cable / control signal cable connector 14 Multi-axis servo amplifier 15 Motor and detector 16 Control board 18 Power conversion board 20 Connector 21 Radiator 22 Mounting part 23 Mounting hole

Claims (4)

パワー素子（９）を実装した電力変換用プリント基板（７）と、
前記パワー素子（９）を制御する制御素子を実装した制御用プリント基板（８）と、
前記パワー素子（９）を冷却する放熱器（３）と、
を備えた多軸サーボアンプにおいて、
前記電力変換用プリント基板（７）は、リジット基板（２ａ）から構成され、
前記制御用プリント基板（８）は、リジット基板（２ｂ）から構成され、
複数の前記電力変換用プリント基板（７）と前記制御用プリント基板（８）は複数のフレキシブル基板（１）で接続されており、これらの基板を組み合わせることにより多面体状の組立体となる筐体を構成することを特徴とする多軸サーボアンプ。 A power conversion printed circuit board (7) mounted with a power element (9);
A control printed circuit board (8) on which a control element for controlling the power element (9) is mounted;
A radiator (3) for cooling the power element (9);
In a multi-axis servo amplifier with
The power conversion printed circuit board (7) is composed of a rigid board (2a),
The control printed circuit board (8) is composed of a rigid board (2b),
The plurality of power conversion printed circuit boards (7) and the control printed circuit board (8) are connected by a plurality of flexible boards (1), and a casing that becomes a polyhedral assembly by combining these boards. A multi-axis servo amplifier characterized by comprising. 前記多軸サーボアンプ（１４）を構成する筐体は、前記電力変換用プリント基板（７）は前記パワー素子（９）を実装した実装面と反対側の基板上に前記放熱器を構成する金属ベース（３）を有し、前記金属ベース（３）と金属フレーム（４）を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の多軸サーボアンプ。   The casing that constitutes the multi-axis servo amplifier (14) is the metal that constitutes the radiator on the board on the opposite side of the mounting surface on which the power conversion printed board (7) is mounted. The multi-axis servo amplifier according to claim 1, wherein the multi-axis servo amplifier has a base (3) and is provided with the metal base (3) and a metal frame (4). 前記多面体状の筐体は、立方体状または直方体状の形状に組み立てられた筐体であることを特徴とする請求項１または２に記載の多軸サーボアンプ。   3. The multi-axis servo amplifier according to claim 1, wherein the polyhedral housing is a housing assembled in a cubic shape or a rectangular parallelepiped shape. 4. 前記筐体は、前記金属フレーム（４）を複数枚組み合わせて配置したものであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の多軸サーボアンプ。   The multi-axis servo amplifier according to any one of claims 1 to 3, wherein the casing is a combination of a plurality of the metal frames (4).
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