JP2005537775A - 電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 制御用電子部品12a、12b、12cが装着される第1配線基板11と、電力用電子部品17が装着され、そして電気絶縁性を有するにも拘らず熱伝導性が良好である基層が備えられる第2配線基板16と、第2配線基板16の基層に熱伝導性を有するように接触させて配置される冷却用部材3とを備えることを特徴とする。
Description
三相直流モータの駆動制御回路は、図1に例示したような6個のパワートランジスタと、図示されていない直流モータの運転を制御する駆動制御用電子部品を備えている。従来技術における直流モータ用の駆動制御用電子部品は、完結した統合ユニットとして構成されるプリント配線基板上の直流モータにはめ込まれるか、あるいは、他の方法により直流モータと接続されるのが普通である。配線基板とモータとの間の接続は、接続ワイヤ及び導電部を介して行われ、それらの接続は、配線基板に半田付け接続、はめ込み接続、又は、他の同様の技術によって接続される。はめ込み接続部、半田付け接続部、又は、モータと配線基板との間の導電部の長さ寸法が長いと、直流モータの電気抵抗が高められ、それによりモータ巻線にかかる電圧が低減してしまう。
それにより、第1配線基板上に配置される制御用電子部品が、運転中、実質的に加熱されることがなくなり、そのため、特別な冷却手段を必要としないようにできるからである。
この直流モータ24は3組の相巻線U、112;V、114;W、116を有しており、それらは、図1においては、星形結線回路110として示されている。3組の相巻線112、114、116は、正側の電源母線118と、負側の電源母線120との間に接続される。正側の電源母線118は、電位+UBATを導いており、負側の電源母線120は、電位−UBATを導いている。相巻線112、114、116は、制御信号に応じて6つの電力用スイッチング素子T1、122;T2、124;T3、126;T4、128;T5、130;T6、132を介して各電源母線118、120に接続される。
図2において、符号24は、ブラシレス直流モータを示し、符号26は、冷却体を示し、符号28は、電力用電子部品を示し、符号30は、制御用電子部品を示すものである。また、電池出力線は、32で示されている。図2に示された本発明の一実施形態による装置構造は、図3に、さらに詳細に示される。
図3において、符号1は、モータ筐体を示し、以下、符号2は電気モータを、符号3はアルミニウムにより構成される冷却体(冷却用部材)を、符号4は、電気モータ2における電力用電子部品28及び制御用電子部品30のための搭載空間部を各々示す。
より具体的には、パワートランジスタ、例えば、図1に示されたトランジスタ122〜132に対応するトランジスタ122′〜132′を、支持板140、例えば、第2配線基板16上に配置した例を示すものである。パワートランジスタは、各々電力用電子部品の外被17と、第1配線基板11に直接に接続できる接続リードピン18とを備える。
2 電気モータ、
3 冷却体(冷却用部材)、
4 搭載空間部、
5 円筒状側壁、
6 冷却体のリング状フランジ部、
7 モータ筐体のリング状フランジ部、
8 ねじ、
9 床面、
10 冷却用放熱フィン部、
10a 隙間、
11 第1配線基板、
12 間隔保持具、
12a 制御用電子部品、
12b 制御用電子部品、
12c 制御用電子部品、
13 コンデンサ、
14 接続リードピン、
15 金属支持体、
16 第2配線基板、
17 電力用電子部品の外被(電力用電子部品)、
18 接続リードピン、
19a モータ接続リード線、
19b モータ接続リード線、
20 電池ケーブル用差込プラグ、
21 電池出力線、
22 ブッシング、
24 直流モータ、
26 冷却体(冷却用部材)、
28 電力用電子部品、
30 制御用電子部品、
32 電池出力線、
110 星形結線回路、
112 相巻線U、
114 相巻線V、
116 相巻線W、
118 正側の電源母線、
120 負側の電源母線、
122/122′ 電力用スイッチング素子T1、
124/124′ 電力用スイッチング素子T2、
126/126′ 電力用スイッチング素子T3、
128/128′ 電力用スイッチング素子T4、
130/130′ 電力用スイッチング素子T5、
132/132′ 電力用スイッチング素子T6、
G1〜G6 制御端子。
Claims (14)
- 制御用電子部品(12a〜12c)が装着される第1配線基板(11)と、
電力用電子部品(17)が装着され、そして電気絶縁性を有するにも拘らず熱伝導性が良好である基層が備えられる第2配線基板(16)と、
前記第2配線基板(16)の基層に熱伝導性を有するように接触させて配置される冷却用部材(3)と
を備える
ことを特徴とする電気モータ(2)の電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記第2配線基板(16)は、
銅層と、
良好な電気絶縁性及び熱伝導性が良好である材料により構成されて、前記銅層と接触するように設けられる担持層と、
熱伝導性が良好である金属により構成されて、熱伝導性を有するように前記担持層に接続される金属層と
の3層からなる構造を備え、
前記金属層は、
熱伝導性を有するように前記冷却用部材(3)に結合される
ことを特徴とする請求項1に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記担持層は、
高い熱伝導性及び良好な電気絶縁性を有するセラミック材料により構成され、
前記金属層は、
アルミニウム又はアルミニウム合金により構成される
ことを特徴とする請求項2に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記冷却用部材は、
前記金属層と熱伝導させるために大きな面積で接触されると共に、金属、特にアルミニウムにより構成される冷却体を備える
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記第1配線基板(11)は、
電気絶縁性を有するプラスチック材料により構成される基層の上側に銅層を備えると共に、前記第2配線基板(16)から間隔をおいて配置される
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記第1配線基板(11)は、
前記第2配線基板(16)の上側で、該第2配線基板(16)に対して略平行に配置される
ことを特徴とする請求項5に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記第1配線基板(11)の基層の両面は、銅層により覆われ、
下部側銅層(11a)に形成された導電路は、
前記第2配線基板の対向する表面(16a)上の電力用電子部品(17)に接続される
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記第2配線基板(16)に接続された電力用電子部品の外被(17)から、途中で折り曲げられて、制御用電子部品(12a〜12c)が装着された第1配線基板(11)に接続される接続リードピン(18)が設けられる
ことを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記第1配線基板(11)は、
間隔保持具(12)により、前記冷却体(3)の上側に直接に支持される
ことを特徴とする請求項4乃至8の何れか1項に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記第1配線基板(11)は、
前記冷却体(3)の側壁(5)により直接に支持され、
前記冷却体(3)の側壁(5)には、
前記配線基板(11)用の固定手段が設けられる
ことを特徴とする請求項4乃至8の何れか1項に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記冷却体(3)は、
前記第1配線基板(11)及び第2配線基板(16)及びそれらに配置される部品を搭載するための搭載空間部(4)を備え、そのフランジ部(6)を介して、対向するモータ筐体(1)のフランジ部(7)と接続される
ことを特徴とする請求項4乃至10の何れか1項に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記冷却体(3)は、
各フィン相互の隙間の空間を周囲の空気が通り抜けるように設けられる冷却用放熱フィン部(10)を備える
ことを特徴とする請求項4乃至11の何れか1項に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 前記冷却体(3)は、
アルミニウム又はアルミニウム合金から構成される
ことを特徴とする請求項4乃至12の何れか1項に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。 - 冷却用部材(3)は、接続されたモータ筐体(1)を備える
ことにより特徴づけられる請求項1乃至13の何れか1項に記載の電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造。
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