JP2015201957A - motor control device - Google Patents

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谷 直樹
Naoki Tani
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device capable of decreasing the number of components and reducing man-hours for assembly.SOLUTION: A contact part 13 in a V-shaped protruding form toward a switching element 10 is formed in a portion of a bus bar 12 opposite to the switching element 10. When a resin module 14 is fixed, a bottom face of a distal end of the contact part 13 is brought into contact with a top face of an electrode terminal 11 of the switching element 10 disposed between a main body of the switching element 10 and the bus bar 12. The contact part 13 applies a pressing force F in a direction toward a heat sink 9 to the switching element 10. A distance D between the heat sink 9 and the resin module 14 is set smaller than an addition value of thickness t1 of the switching element 10 and thickness t2 of the contact part 13 and the electrode terminal 11. Therefore, the contact part 13 presses the electrode terminal 11 and an interval after contact is reduced. The bus bar 12 presses the switching element 10 and the switching element 9 is brought into tight contact with the heat sink 6.

Description

本発明は、モータ制御装置に関し、特に、複数のスイッチング素子をバスバーに接続して構成されるインバータ回路の冷却構造を有するモータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a motor control device having an inverter circuit cooling structure configured by connecting a plurality of switching elements to a bus bar.

従来、電動パワーステアリング装置等に用いられる車載用のモータ制御装置として、バッテリ等の電源から供給される直流電圧を3相の交流電圧に変換するインバータ回路、およびインバータ回路を駆動させるマイコンを含む制御回路を備えた装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のモータ制御装置は、インバータ回路に設けられるスイッチング素子のパワーMOSFET(以下、FETという)の放熱性を高めるためのヒートシンクを備えている。複数のFETは、ねじでヒートシンクに締結されることによりヒートシンクの表面に密着して固定されている。   Conventionally, as an in-vehicle motor control device used for an electric power steering device or the like, a control including an inverter circuit that converts a DC voltage supplied from a power source such as a battery into a three-phase AC voltage, and a microcomputer that drives the inverter circuit An apparatus including a circuit is known (for example, see Patent Document 1). The motor control device described in Patent Document 1 includes a heat sink for improving the heat dissipation of a power MOSFET (hereinafter referred to as FET) of a switching element provided in an inverter circuit. The plurality of FETs are fixed in close contact with the surface of the heat sink by being fastened to the heat sink with screws.

特開2011−238850号公報JP 2011-238850 A

しかしながら、このようなモータ制御装置では、FETをヒートシンクに固定するためにねじや、専用の押え板等の固定部品が必要となる。また、バスバーをFETと電気的に接続するために、バスバーは基板を介して、あるいは直接FETとはんだ付けや溶接により接合されている。このため、ヒートシンクへの固定が部品点数を増加させる要因の一つとなり制御装置が大型化するとともに、ねじ締結や押さえ板の取付作業、ならびにバスバーとFETとの結合作業により製造工程、組付工数の増加を招いている。
なお、このような課題は、モータ制御装置に限らず、FET等の発熱部品の放熱性を高めるためのヒートシンクを備える各種電子機器に共通して存在している。
However, in such a motor control device, fixing parts such as screws and a dedicated presser plate are required to fix the FET to the heat sink. Further, in order to electrically connect the bus bar to the FET, the bus bar is joined to the FET by soldering or welding via a substrate or directly. For this reason, fixing to the heat sink is one of the factors that increase the number of parts, and the control device is enlarged. Has led to an increase.
Such a problem is not limited to the motor control device, and is common to various electronic devices including a heat sink for improving heat dissipation of heat-generating components such as FETs.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、部品点数を削減するとともに、組付工数を低減することのできるモータ制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a motor control device that can reduce the number of parts and the number of assembly steps.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、モータ制御装置において、モータ本体へ駆動電圧を供給するインバータのスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接触して前記スイッチング素子の発熱を放出するヒートシンクと、外部電源から前記スイッチング素子に電圧を供給するバスバーと、前記バスバーを一体的に収容し、ハウジングに固定される樹脂モジュールと、を備え、前記バスバーには、前記スイッチング素子の電極端子と電気的に接続される突起形状の接点部が形成され、前記スイッチング素子および前記ヒートシンクは、前記接点部から付与される押圧力により互いに密着していることを要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a motor control device, wherein a switching element of an inverter that supplies a drive voltage to a motor body, and heat generated by the switching element is released in contact with the switching element. A heat sink, a bus bar for supplying a voltage from an external power source to the switching element, and a resin module that integrally accommodates the bus bar and is fixed to a housing, the bus bar having an electrode terminal of the switching element A projecting contact portion that is electrically connected to the contact portion is formed, and the switching element and the heat sink are brought into close contact with each other by a pressing force applied from the contact portion.

上記構成によれば、バスバーにはスイッチング素子の電極端子と接触する突起形状の接点部が形成され、バスバーが収容された樹脂モジュールを固定するときに接点部が電極端子を押圧して電気的に接続される。このとき、接点部から付与される押圧力によりスイッチング素子はヒートシンクに押し付けられて密着する。これにより、スイッチング素子とヒートシンクとを密着させるためのねじや押さえ板等の固定部品が不要となるため、部品点数を削減することができる。そして、バスバーとスイッチング素子とを電気的に安定して接続し導通させることができるため、はんだ付けや溶接等の接合工程が不要となり、組付工数を低減することが可能になる。   According to the above configuration, the bus bar has the protruding contact portion that contacts the electrode terminal of the switching element, and the contact portion presses the electrode terminal electrically when fixing the resin module in which the bus bar is accommodated. Connected. At this time, the switching element is pressed against and adhered to the heat sink by the pressing force applied from the contact portion. This eliminates the need for fixing parts such as screws and pressing plates for bringing the switching element and the heat sink into close contact with each other, thereby reducing the number of parts. Further, since the bus bar and the switching element can be electrically connected and conducted stably, a joining process such as soldering or welding becomes unnecessary, and the number of assembling steps can be reduced.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のモータ制御装置において、前記スイッチング素子は、前記バスバーと前記ヒートシンクとの間に配置され、前記接点部は、前記バスバーにおける前記スイッチング素子に対向する部位に形成され、前記樹脂モジュールと前記スイッチング素子との間に屈曲して延出する前記電極端子に接触し対向方向に押圧していることを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the motor control device according to the first aspect, the switching element is disposed between the bus bar and the heat sink, and the contact portion faces the switching element in the bus bar. The gist of the present invention is that the electrode terminal is formed between the resin module and the switching element and bends and extends between the resin module and the switching element and is pressed in the opposite direction.

上記構成によれば、スイッチング素子がバスバーとヒートシンクとの間に設置されている場合には、接点部をバスバーにおけるスイッチング素子と対向する部位に形成する。接点部から付与される押圧力により電極端子はバスバーに接触し対向方向に押圧される。このため、樹脂モジュールを組付固定するときのバスバーの押し込みによりスイッチング素子はバスバーと電気的に接続され、スイッチング素子をヒートシンクに押し付けることでヒートシンクに密着する。これにより、ねじや押さえ板等の固定部品が不要になるので、部品点数が削減される。また、バスバーと電極端子との接合工程も不要となるので、組付工数を低減することができる。   According to the above configuration, when the switching element is installed between the bus bar and the heat sink, the contact portion is formed in a portion of the bus bar facing the switching element. The electrode terminal comes into contact with the bus bar and is pressed in the opposite direction by the pressing force applied from the contact portion. For this reason, the switching element is electrically connected to the bus bar by pressing the bus bar when the resin module is assembled and fixed, and is closely attached to the heat sink by pressing the switching element against the heat sink. This eliminates the need for fixed parts such as screws and pressing plates, thereby reducing the number of parts. In addition, since the joining process between the bus bar and the electrode terminal is not required, the number of assembling steps can be reduced.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のモータ制御装置において、前記樹脂モジュールと前記ヒートシンクとの対向面の間の距離は、前記スイッチング素子の厚みと、押圧前の前記接点部および前記電極端子の厚みと、を加算した値より小さく設定されていることを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the motor control device according to the second aspect of the present invention, the distance between the opposing surfaces of the resin module and the heat sink is the thickness of the switching element, the contact portion before pressing, and The gist is that the thickness is set smaller than the sum of the thicknesses of the electrode terminals.

上記構成によれば、対向する樹脂モジュールとヒートシンクとの面の間の距離は、スイッチング素子本体の厚みと、押圧前の状態の接点部およびスイッチング素子の電極端子それぞれの厚みと、の加算値よりも小さい値に設定されている。このため、樹脂モジュールが組付固定されるときの押し込みにより接点部がスイッチング素子の電極端子を押圧し、接点部または電極端子が変形し厚みが縮小する。これにより、バスバーがスイッチング素子を押し付け、確実にスイッチング素子をヒートシンクに密着させることができる。   According to the above configuration, the distance between the opposing resin module and the surface of the heat sink is based on the sum of the thickness of the switching element body and the thickness of the contact portion before pressing and the thickness of each electrode terminal of the switching element. Is also set to a small value. For this reason, when the resin module is assembled and fixed, the contact portion presses the electrode terminal of the switching element, and the contact portion or the electrode terminal is deformed to reduce the thickness. As a result, the bus bar presses the switching element, and the switching element can be securely adhered to the heat sink.

本発明によれば、部品点数を削減するとともに、組付工数を低減することのできるモータ制御装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while reducing a number of parts, the motor control apparatus which can reduce an assembly man-hour can be provided.

本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を含むモータ装置の概略構造を示す部分断面図。1 is a partial cross-sectional view showing a schematic structure of a motor device including a motor control device according to an embodiment of the present invention. 図1のモータ制御装置の動作を説明するための回路図。The circuit diagram for demonstrating operation | movement of the motor control apparatus of FIG. 本発明の第1の実施形態に係る図1のモータ制御装置のバスバーとスイッチング素子との詳細構造を示す図。The figure which shows the detailed structure of the bus-bar and switching element of the motor control apparatus of FIG. 1 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)は、本発明の第2実施形態に係るバスバーの接点部の形状を示す図、(b)は、本発明の第3の実施形態に係るバスバーの接点部の形状を示す図。(A) is a figure which shows the shape of the contact part of the bus-bar which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the shape of the contact part of the bus-bar which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るモータ制御装置のバスバーとスイッチング素子との詳細構造を示す図。The figure which shows the detailed structure of the bus-bar and switching element of the motor control apparatus which concerns on other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態に係るモータ制御装置3について、図に基づいて具体的に説明する。   Hereinafter, the motor control device 3 according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置3を含むモータ装置1の概略構造を示す部分断面図である。本実施形態のモータ装置(モータコントロールユニット)1は、モータ本体2およびモータ制御装置3から構成され、例えば、電動パワーステアリング装置に搭載されて、操舵機構にアシスト力を付与するための動力源として用いられるものである。   FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a schematic structure of a motor device 1 including a motor control device 3 according to an embodiment of the present invention. A motor device (motor control unit) 1 according to the present embodiment includes a motor main body 2 and a motor control device 3, and is mounted on an electric power steering device, for example, as a power source for applying assist force to a steering mechanism. It is used.

図1に示すように、モータ装置1は、モータ本体2と、複数のスイッチング素子10を含む電子部品を通じてモータ本体2へ供給する駆動電圧を制御するモータ制御装置3とが一体化された構造からなる。モータ本体2およびモータ制御装置3は、回転軸線mを中心に円筒状に形成されたモータハウジング4およびECUハウジング5の内部にそれぞれ収容されている。モータハウジング4およびECUハウジング5は、ねじ等により一体に結合されている。   As shown in FIG. 1, the motor device 1 has a structure in which a motor body 2 and a motor control device 3 that controls a drive voltage supplied to the motor body 2 through an electronic component including a plurality of switching elements 10 are integrated. Become. The motor main body 2 and the motor control device 3 are respectively housed in a motor housing 4 and an ECU housing 5 that are formed in a cylindrical shape around the rotation axis m. The motor housing 4 and the ECU housing 5 are integrally connected by screws or the like.

モータ制御装置3は、モータ本体2に近い方から上方向に順に配置されたヒートシンク9、スイッチング素子10、および樹脂モジュール14を備えている。ヒートシンク9および樹脂モジュール14は、図示しない支持構造を介して、それぞれモータハウジング4およびECUハウジング5に固定されている。   The motor control device 3 includes a heat sink 9, a switching element 10, and a resin module 14 that are arranged in order from the side closer to the motor body 2 upward. The heat sink 9 and the resin module 14 are fixed to the motor housing 4 and the ECU housing 5 through a support structure (not shown), respectively.

樹脂モジュール14は、平板状導体(例えば、銅または銅合金)からなるバスバー12を一体的に収容し、後述する平滑コンデンサを含むノイズを除去するフィルタ等の電子部品を樹脂封止した構造からなる。樹脂モジュール14は、回転軸線mに直交する水平方向(図中、左右方向)に延びるように形成されている。また、樹脂モジュール14は、ヒートシンク9との対向面と反対側の面からECUハウジング5の外部に導出される配線部(例えば、電線またはバスバー部材)7を介して後述するバッテリなどの外部電源6に接続されている。   The resin module 14 has a structure in which a bus bar 12 made of a flat conductor (for example, copper or a copper alloy) is integrally accommodated and an electronic component such as a filter for removing noise including a smoothing capacitor described later is resin-sealed. . The resin module 14 is formed so as to extend in a horizontal direction (left-right direction in the figure) orthogonal to the rotation axis m. The resin module 14 has an external power source 6 such as a battery, which will be described later, via a wiring portion (for example, an electric wire or a bus bar member) 7 led out of the ECU housing 5 from a surface opposite to the surface facing the heat sink 9. It is connected to the.

バスバー12は、例えば、樹脂モジュール14のヒートシンク9との対向面から突出しスイッチング素子(例えば、FETなど)10に対して図中、右方向に延出して、先端部に接点部13が形成されている。接点部13は、スイッチング素子10の接続配線部である電極端子(例えば、ゲート、ソース、ドレインの3端子)11に接触しスイッチング素子10を押圧している。   For example, the bus bar 12 protrudes from the surface of the resin module 14 facing the heat sink 9 and extends rightward in the drawing with respect to the switching element (for example, FET) 10, and a contact portion 13 is formed at the tip. Yes. The contact portion 13 is in contact with an electrode terminal (for example, three terminals of a gate, a source, and a drain) 11 that is a connection wiring portion of the switching element 10 and presses the switching element 10.

樹脂モジュール14は、外部電源6から配線部7を介して供給される直流電圧に含まれるノイズをフィルタ等を通じて除去するとともに、ノイズが除去された直流電圧をバスバー12を介してスイッチング素子10等に供給する。   The resin module 14 removes noise included in the DC voltage supplied from the external power source 6 via the wiring unit 7 through a filter or the like, and the DC voltage from which noise has been removed is applied to the switching element 10 or the like via the bus bar 12. Supply.

ヒートシンク9は、回転軸線mに直交して水平方向に延びるように配置されている。ヒートシンク9には、インバータ回路を中心に構成されるパワー系回路のスイッチング素子(FET)10等の各種電子部品が実装されている。実装された電子部品のうち、インバータ回路を構成するスイッチング素子10は、ヒートシンク9とバスバー12との間に配置される。   The heat sink 9 is disposed so as to extend in the horizontal direction perpendicular to the rotation axis m. On the heat sink 9, various electronic components such as a switching element (FET) 10 of a power system circuit mainly composed of an inverter circuit are mounted. Among the mounted electronic components, the switching element 10 constituting the inverter circuit is disposed between the heat sink 9 and the bus bar 12.

スイッチング素子10の電極端子11は、屈曲してバスバー12とスイッチング素子10本体との間を水平方向(図中、左方向)に延出して、先端部はバスバー12の接点部13と接触して押圧されている。これにより、スイッチング素子10の発熱を放出する放熱面はヒートシンク9に対向した位置でヒートシンク9の表面に密着して固定されている。   The electrode terminal 11 of the switching element 10 is bent and extends between the bus bar 12 and the main body of the switching element 10 in the horizontal direction (left direction in the figure), and the tip part contacts the contact part 13 of the bus bar 12. It is pressed. As a result, the heat radiating surface that emits heat from the switching element 10 is fixed in close contact with the surface of the heat sink 9 at a position facing the heat sink 9.

スイッチング素子10は、樹脂モジュール14からバスバー12を介して供給される外部電源6の直流電圧から、モータ本体2に供給するための交流電圧を生成する。生成された交流電圧は図示しない電源系バスバーを介してモータ本体2に供給される。モータ本体2は、供給される交流電圧に基づいて駆動し、モータ本体2に結合されたモータ出力軸8を回転させる。   The switching element 10 generates an AC voltage to be supplied to the motor body 2 from the DC voltage of the external power supply 6 supplied from the resin module 14 via the bus bar 12. The generated AC voltage is supplied to the motor body 2 via a power supply system bus bar (not shown). The motor body 2 is driven based on the supplied AC voltage, and rotates the motor output shaft 8 coupled to the motor body 2.

次に、図2は、図1のモータ制御装置3の動作を説明するための回路図である。
図2に示すように、モータ制御装置3は、大容量の平滑コンデンサ16と、平滑コンデンサ16に並列に接続されモータ本体2へ駆動電圧を供給するインバータ17とを備えている。モータ制御装置3には、外部電源であるバッテリ15と、インバータ17を介してモータ本体2が接続される。図2において、モータ本体2は、図示しない3相の巻線(U相、V相、およびW相巻線)を有する3相ブラシレスモータである。また、バッテリ15は、インバータ17に接続されモータ本体2を駆動する低電圧(例えば、12V)、または高電圧(例えば、100V以上)の直流電源である。
Next, FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the operation of the motor control device 3 of FIG.
As shown in FIG. 2, the motor control device 3 includes a large-capacity smoothing capacitor 16 and an inverter 17 that is connected in parallel to the smoothing capacitor 16 and supplies a drive voltage to the motor body 2. The motor main body 2 is connected to the motor control device 3 via a battery 15 as an external power source and an inverter 17. In FIG. 2, the motor body 2 is a three-phase brushless motor having three-phase windings (U-phase, V-phase, and W-phase windings) not shown. The battery 15 is a low voltage (for example, 12 V) or high voltage (for example, 100 V or more) DC power source that is connected to the inverter 17 and drives the motor body 2.

平滑コンデンサ16は、バッテリ15の正負両極の電源線18と接地線19と間に設けられている。平滑コンデンサ16は、バッテリ15と双方からインバータ17に電力を供給する。特に、平滑コンデンサ16からは、インバータ17に瞬間的に大電力を供給する。具体的には、平滑コンデンサ16は電荷を蓄積し、バッテリ15からインバータ17に流れる電流が不足するときには蓄積した電荷を放電する。このように、平滑コンデンサ16は、電流リップルを吸収しモータ本体2を駆動するための電源電圧を平滑するコンデンサとして機能している。   The smoothing capacitor 16 is provided between the positive and negative power supply lines 18 and the ground line 19 of the battery 15. The smoothing capacitor 16 supplies power to the inverter 17 from both the battery 15 and the inverter 17. In particular, the smoothing capacitor 16 instantaneously supplies large power to the inverter 17. Specifically, the smoothing capacitor 16 accumulates charges, and discharges the accumulated charges when the current flowing from the battery 15 to the inverter 17 is insufficient. In this way, the smoothing capacitor 16 functions as a capacitor that absorbs current ripple and smoothes the power supply voltage for driving the motor body 2.

インバータ17は、複数(本実施形態では、6個)のスイッチング素子(例えば、FET,IGBTなど)10a,10b,10c,10d,10e,10fを含んでいる。これら6個のスイッチング素子10a〜10fを2個ずつ直列に接続して上下アーム(例えば、10a,10d)が形成された3つの回路は、電源線18と接地線19との間に並列に設けられている。上下アームのスイッチング素子10のそれぞれの接続点は、モータ本体2のU相、V相、およびW相の巻線の一端に直接接続されている。そして、モータ本体2の3相の巻線の他端は、図示しない共通の接続点(中性点)に接続されている。   The inverter 17 includes a plurality (six in this embodiment) of switching elements (eg, FET, IGBT, etc.) 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f. Three circuits in which two of these six switching elements 10a to 10f are connected in series to form upper and lower arms (for example, 10a and 10d) are provided in parallel between the power line 18 and the ground line 19. It has been. Each connection point of the switching elements 10 of the upper and lower arms is directly connected to one end of the U-phase, V-phase, and W-phase windings of the motor body 2. The other end of the three-phase winding of the motor body 2 is connected to a common connection point (neutral point) not shown.

インバータ17に含まれる各スイッチング素子10a〜10fは図示しない制御回路により制御される。より具体的には、制御回路は、モータ回転角度などの入力されたデータに基づき、モータ本体2に供給すべき3相の駆動電流(U相、V相、およびW相電流)の目標値(目標電流)を決定し、図示しない電流センサ等により検出した各相電流値を目標電流に一致させるためのPWM信号を出力する。制御回路から出力された各相のPWM信号は、インバータ17に含まれるスイッチング素子10a〜10fのゲート端子にそれぞれ供給されている。   Each switching element 10a to 10f included in the inverter 17 is controlled by a control circuit (not shown). More specifically, the control circuit determines a target value (three-phase drive current (U-phase, V-phase, and W-phase current)) to be supplied to the motor body 2 based on input data such as a motor rotation angle. Target current) is determined, and a PWM signal for matching each phase current value detected by a current sensor (not shown) with the target current is output. The PWM signal of each phase output from the control circuit is supplied to the gate terminals of the switching elements 10a to 10f included in the inverter 17, respectively.

<第1の実施形態>
次に、本発明の第1の実施形態に係るスイッチング素子10周辺の構造について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る図1のモータ制御装置3のバスバー12とスイッチング素子10との詳細構造を示す図である。
<First Embodiment>
Next, the structure around the switching element 10 according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a diagram showing a detailed structure of the bus bar 12 and the switching element 10 of the motor control device 3 of FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention.

図3に示すように、バスバー12におけるスイッチング素子10との対向部位には、スイッチング素子10に向かってV字の突起形状を有する接点部13が一体に形成されている。接点部13の突起形状は、例えば、平板状導体の折り曲げ加工などにより形成される。スイッチング素子10の電極端子11は、図中、左方向に屈曲して先端部がバスバー12とスイッチング素子10本体との間に配置されている。樹脂モジュール14を矢印方向(下側)に押し込んでECUハウジング5(図1参照)内に組付固定すると、この接点部13のV字の先端下面がスイッチング素子10の電極端子11の上面に接触する。このとき、接点部13はスイッチング素子10に対してヒートシンク9に向かう方向の押圧力Fを付与している。   As shown in FIG. 3, a contact portion 13 having a V-shaped protrusion toward the switching element 10 is integrally formed at a portion of the bus bar 12 facing the switching element 10. The protrusion shape of the contact portion 13 is formed, for example, by bending a flat conductor. The electrode terminal 11 of the switching element 10 is bent in the left direction in the figure, and the tip is disposed between the bus bar 12 and the switching element 10 body. When the resin module 14 is pushed in the direction of the arrow (downward) and assembled and fixed in the ECU housing 5 (see FIG. 1), the bottom surface of the V-shaped tip of the contact portion 13 contacts the top surface of the electrode terminal 11 of the switching element 10. To do. At this time, the contact portion 13 applies a pressing force F in the direction toward the heat sink 9 to the switching element 10.

また、接触部位の電位が異なる場合等、必要に応じてスイッチング素子10およびヒートシンク9間、ならびにスイッチング素子10本体および電極端子11間に絶縁シート等の絶縁体が挟み込まれ、互いに電気的に絶縁されている。例えば、絶縁体の板厚を変更して押圧力Fの大きさを調整することができるため、密着性をより高めることができる。   Further, when the potentials of the contact portions are different, an insulator such as an insulating sheet is sandwiched between the switching element 10 and the heat sink 9 and between the switching element 10 body and the electrode terminal 11 as necessary, and is electrically insulated from each other. ing. For example, since the thickness of the insulator can be changed to adjust the magnitude of the pressing force F, the adhesion can be further improved.

ここで、対向する樹脂モジュール14の下面とヒートシンク9の上面との間の距離Dは、所定の寸法に管理されている。上記距離Dは、スイッチング素子10の上下方向の厚みt1と、押圧前の接点部13および電極端子11の上下方向の厚みt2との加算値よりも小さい値に設定されている(D<t1+t2)。樹脂モジュール14が押し込まれ組付固定されると、接点部13は電極端子11を下方向に押圧する。このため、押圧する接点部13(または押圧される電極端子11)が変形することによりその厚みが減少し、全体的に接触後の接点部13mあるいは電極端子11の厚みが縮小する。そして、あらかじめ設定された距離D内にスイッチング素子10、電極端子11および接点部13が重畳して設置される。バスバー12が押圧力Fによりスイッチング素子10を押圧し、確実にスイッチング素子10をヒートシンク9に密着させることができる。   Here, the distance D between the lower surface of the opposing resin module 14 and the upper surface of the heat sink 9 is managed to a predetermined dimension. The distance D is set to a value smaller than the sum of the vertical thickness t1 of the switching element 10 and the vertical thickness t2 of the contact portion 13 and the electrode terminal 11 before pressing (D <t1 + t2). . When the resin module 14 is pushed in and assembled and fixed, the contact portion 13 presses the electrode terminal 11 downward. For this reason, when the contact part 13 to be pressed (or the electrode terminal 11 to be pressed) is deformed, the thickness is reduced, and the thickness of the contact part 13m or the electrode terminal 11 after the contact is reduced as a whole. And the switching element 10, the electrode terminal 11, and the contact part 13 are piled up and installed in the distance D set beforehand. The bus bar 12 presses the switching element 10 with the pressing force F, so that the switching element 10 can be securely attached to the heat sink 9.

<第2および第3の実施形態>
次に、第2および第3の実施形態に係るスイッチング素子10周辺の構造について説明する。
図4(a)は、本発明の第2実施形態に係るバスバー12の接点部13の形状を示す図、図4(b)は、本発明の第3の実施形態に係るバスバー12の接点部13の形状を示す図である。
<Second and Third Embodiments>
Next, the structure around the switching element 10 according to the second and third embodiments will be described.
FIG. 4A is a diagram showing the shape of the contact portion 13 of the bus bar 12 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is the contact portion of the bus bar 12 according to the third embodiment of the present invention. It is a figure which shows the shape of 13.

図4(a),(b)に示すように、図3を参照して、電極端子11と接触する接点部13の形状は、第1の実施形態のV字の突起形状に折り曲げ加工されたものに限らない。図4(a)のバスバー12の先端部を平板状に180°屈曲させた平面からなる接点部13、あるいは図4(b)のバスバー12の先端部を直角に屈曲させた端面からなる接点部13を有して形成されていてもよい。   As shown in FIGS. 4A and 4B, referring to FIG. 3, the shape of the contact portion 13 that is in contact with the electrode terminal 11 is bent into the V-shaped protrusion shape of the first embodiment. Not limited to things. 4 (a), a contact portion 13 comprising a flat surface obtained by bending the front end portion of the bus bar 12 into a flat plate shape by 180 °, or a contact portion comprising an end face obtained by bending the front end portion of the bus bar 12 in FIG. 4 (b) at a right angle. 13 may be formed.

以上により、スイッチング素子10がバスバー12とヒートシンク9との間に配置されている場合には、接点部13をバスバー12におけるスイッチング素子10と対向する部位に形成することが有効である。これにより、樹脂モジュール14を固定するときに、バスバー12に一体に形成した接点部13がスイッチング素子10の屈曲し延出した電極端子11を押圧し電気的に接続させる。さらに、接点部13からスイッチング素子10に付与される押圧力Fによりスイッチング素子10とヒートシンク9とを確実に密着させることができる。   As described above, when the switching element 10 is disposed between the bus bar 12 and the heat sink 9, it is effective to form the contact portion 13 at a portion of the bus bar 12 facing the switching element 10. Thereby, when the resin module 14 is fixed, the contact portion 13 formed integrally with the bus bar 12 presses and electrically connects the electrode terminal 11 which is bent and extended of the switching element 10. Furthermore, the switching element 10 and the heat sink 9 can be reliably adhered by the pressing force F applied from the contact portion 13 to the switching element 10.

次に、上記のように構成された本発明の各実施形態に係るモータ制御装置3の作用および効果について説明する。   Next, operations and effects of the motor control device 3 according to each embodiment of the present invention configured as described above will be described.

上記実施形態によれば、スイッチング素子10がバスバー12とヒートシンク9との間に設置されている場合には、バスバー12におけるスイッチング素子10と対向する部位にV字の突起形状を有する接点部13が形成されている。接点部13は、スイッチング素子10本体から突出して屈曲しスイッチング素子10とバスバー12との間に延びる電極端子11を対向方向に押圧し接触する。バスバー12が収容された樹脂モジュール14をECUハウジング5に押し込み固定するときに、接点部13は電極端子11を押圧し電気的に接続する。このとき、スイッチング素子10は、接点部13から付与される押圧力Fによりヒートシンク9に押し付けられて密着する。   According to the above embodiment, when the switching element 10 is installed between the bus bar 12 and the heat sink 9, the contact portion 13 having a V-shaped protrusion shape at a portion facing the switching element 10 in the bus bar 12. Is formed. The contact portion 13 protrudes from the switching element 10 main body, bends, and presses and contacts the electrode terminal 11 extending between the switching element 10 and the bus bar 12 in the opposing direction. When the resin module 14 in which the bus bar 12 is accommodated is pressed into the ECU housing 5 and fixed, the contact portion 13 presses and electrically connects the electrode terminal 11. At this time, the switching element 10 is pressed against and closely contacts the heat sink 9 by the pressing force F applied from the contact portion 13.

また、対向する樹脂モジュール14の下面とヒートシンク9の上面との間の距離Dは、スイッチング素子10の上下方向の厚みt1と、押圧前の接点部13および電極端子11の上下方向の厚みt2との加算値よりも小さい値に設定されている。このため、樹脂モジュール14が組付固定されると、電極端子11は接点部13により押圧され、下側に押圧する接点部13、または押圧された電極端子11が変形し、その厚みが減少することにより全体的に接点部13および電極端子11が接触した後の厚みが縮小する。そして、あらかじめ設定された距離D内にスイッチング素子10、電極端子11および接点部13が重畳して設置される。バスバー12はスイッチング素子10を押圧し、確実にスイッチング素子10をヒートシンク9に密着させる。   Moreover, the distance D between the lower surface of the resin module 14 and the upper surface of the heat sink 9 that are opposed to each other is the thickness t1 in the vertical direction of the switching element 10 and the thickness t2 in the vertical direction of the contact portion 13 and the electrode terminal 11 before pressing. It is set to a value smaller than the added value. For this reason, when the resin module 14 is assembled and fixed, the electrode terminal 11 is pressed by the contact portion 13, and the contact portion 13 that presses downward or the pressed electrode terminal 11 is deformed and its thickness decreases. Thereby, the thickness after the contact part 13 and the electrode terminal 11 contact is reduced as a whole. And the switching element 10, the electrode terminal 11, and the contact part 13 are piled up and installed in the distance D set beforehand. The bus bar 12 presses the switching element 10 to securely bring the switching element 10 into close contact with the heat sink 9.

これにより、従来のモータ制御装置で用いられていたようなFET等のスイッチング素子10とヒートシンク9とを密着させるためのねじや押さえ板等の固定部材が不要となるため、部品点数を削減することができる。さらに、バスバー12とスイッチング素子10とをはんだ付けや溶接することなく電気的に安定して接続させることができるため、接合工程が不要となり、組付工数を低減することが可能になる。   This eliminates the need for fixing members such as screws and press plates for bringing the switching elements 10 such as FETs and the heat sink 9 into close contact with those used in conventional motor control devices, thereby reducing the number of parts. Can do. Furthermore, since the bus bar 12 and the switching element 10 can be electrically and stably connected without being soldered or welded, a joining step is not required, and the number of assembling steps can be reduced.

以上のように、本発明の各実施形態によれば、部品点数を削減するとともに、組付工数を低減することのできるモータ制御装置を提供できる。   As described above, according to each embodiment of the present invention, it is possible to provide a motor control device capable of reducing the number of parts and the number of assembly steps.

以上、本発明に係る各実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。   As mentioned above, although each embodiment which concerns on this invention was described, this invention can also be implemented with another form.

<他の実施形態>
上記各実施形態において、ヒートシンク9がモータハウジング4内に固定される場合について説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、小型のヒートシンク9が基板20上に実装されて、スイッチング素子10に接触して冷却する場合にも適用することができる。
<Other embodiments>
In each of the above embodiments, the case where the heat sink 9 is fixed in the motor housing 4 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the small heat sink 9 is mounted on the substrate 20 and the switching element 10 It can also be applied to the case where it cools in contact with.

以下、他の実施形態に係るスイッチング素子10周辺の構造について説明する。
図5は、本発明の他の実施形態に係るモータ制御装置のバスバー12とスイッチング素子10との詳細構造を示す図である。なお、便宜上、上記第1の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明する。
Hereinafter, the structure around the switching element 10 according to another embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a detailed structure of the bus bar 12 and the switching element 10 of a motor control device according to another embodiment of the present invention. For convenience, the same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

図5に示すように、基板20に実装されたヒートシンク9に隣接して電極端子11がV字形状に折り曲げ加工されたスイッチング素子10が配置される。樹脂モジュール14から下方に突出するバスバー12におけるスイッチング素子10との対向部位には、スイッチング素子10に向かってV字の突起形状を有する接点部13が形成されている。樹脂モジュール14が矢印方向(下側)に押し込まれ図示しないECUハウジングに組付固定されると、この接点部13のV字の先端側面がスイッチング素子10の電極端子11の側面に接触する。そして、基板20に実装された他の電子部品(例えば、コネクタなど)21にバスバー12の端部が接触して押し付けられる。このとき、接点部13はスイッチング素子10に対してヒートシンク9に向かう方向の押圧力Fを付与している。   As shown in FIG. 5, the switching element 10 in which the electrode terminal 11 is bent into a V shape is disposed adjacent to the heat sink 9 mounted on the substrate 20. A contact portion 13 having a V-shaped protruding shape toward the switching element 10 is formed at a portion of the bus bar 12 protruding downward from the resin module 14 and facing the switching element 10. When the resin module 14 is pushed in the direction of the arrow (downward) and assembled and fixed to an ECU housing (not shown), the V-shaped tip side surface of the contact portion 13 contacts the side surface of the electrode terminal 11 of the switching element 10. Then, the end portion of the bus bar 12 is brought into contact with and pressed against another electronic component (for example, a connector) 21 mounted on the substrate 20. At this time, the contact portion 13 applies a pressing force F in the direction toward the heat sink 9 to the switching element 10.

ここで、接点部13は、基板20の方向(下側)に向って径が小さくなるテーパ状の先端部を有して電極端子11の側面側に押圧力Fを付与するようにしてもよい。また、電子部品21に代えて、他の基板接続用コネクタを共用してバスバー12の先端部を押圧方向とは反対方向に接続するようにしてもよい。また、バスバー12の先端部を基板20に設けた貫通孔等に挿入して直接固定するようにしてもよい。   Here, the contact portion 13 may have a tapered tip portion whose diameter decreases toward the direction of the substrate 20 (downward), and may apply the pressing force F to the side surface side of the electrode terminal 11. . Moreover, it may replace with the electronic component 21 and may be made to connect the front-end | tip part of the bus-bar 12 in the direction opposite to a press direction, sharing another board | substrate connection connector. Alternatively, the front end portion of the bus bar 12 may be inserted into a through-hole provided in the substrate 20 and fixed directly.

上記構成によれば、FET等のスイッチング素子10とヒートシンク9とを密着させるためのねじや押さえ板等の固定部材が不要となるため、部品点数を削減することができる。さらに、バスバー12とスイッチング素子10とをはんだ付けや溶接することなく電気的に安定して接続させることができるため、接合工程が不要となり組付工数を低減することができる。   According to the above configuration, a fixing member such as a screw or a pressing plate for bringing the switching element 10 such as an FET into close contact with the heat sink 9 becomes unnecessary, so that the number of parts can be reduced. Further, since the bus bar 12 and the switching element 10 can be electrically and stably connected without being soldered or welded, a joining step is not required, and the number of assembling steps can be reduced.

上記各実施形態では、樹脂モジュール14を最後にECUハウジング5に押し込み組付固定して接点部13が押圧し接触させるようにしたが、これに限定されるものでなく、樹脂モジュール14を組付固定した後にヒートシンク9(または基板20)をモータハウジング4側から押し込んで組付けるようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the resin module 14 is finally pushed into the ECU housing 5 and assembled and fixed so that the contact portion 13 is pressed and brought into contact. However, the present invention is not limited to this, and the resin module 14 is assembled. After fixing, the heat sink 9 (or the substrate 20) may be assembled by being pushed in from the motor housing 4 side.

上記各実施形態では、ヒートシンク9の冷却対象としてスイッチング素子(FET)10を例示したが、これに限定されるものでなく、モータ制御装置3に搭載される適宜の部材を採用することができる。   In each said embodiment, although switching element (FET) 10 was illustrated as a cooling object of the heat sink 9, it is not limited to this, The appropriate member mounted in the motor control apparatus 3 is employable.

上記各実施形態では、バスバー12は外部電源6から電圧を供給する電源系のバスバーを例示したが、これに限定されるものでなく、基板と基板との間に接続される信号系のバスバーにも適用することができる。   In each of the above embodiments, the bus bar 12 is exemplified by a power supply system bus bar that supplies a voltage from the external power supply 6. However, the present invention is not limited to this, and the signal bar bus bar connected between the boards is not limited thereto. Can also be applied.

上記各実施形態では、モータ本体2およびモータ制御装置3が一体化されたモータ装置1を例示したが、これに限定されるものでなく、モータ本体から分離されたモータ制御装置にも適用することができる。   In each said embodiment, although the motor apparatus 1 with which the motor main body 2 and the motor control apparatus 3 were integrated was illustrated, it is not limited to this, It applies also to the motor control apparatus isolate | separated from the motor main body. Can do.

上記各実施形態では、モータ制御装置3の冷却構造を例示したが、これに限定されるものでなく、電気的に接続されるバスバーと、FET等のスイッチング素子に接触するヒートシンクとを備える各種電子機器に適用することができる。   In each of the above embodiments, the cooling structure of the motor control device 3 has been exemplified. However, the present invention is not limited to this, and various electronic devices including a bus bar that is electrically connected and a heat sink that contacts a switching element such as an FET. It can be applied to equipment.

1:モータ装置(モータコントロールユニット)、2:モータ本体、
3:モータ制御装置、4:モータハウジング、5:ECUハウジング、6:外部電源、
7:配線部、8:モータ出力軸、9:ヒートシンク、
10,10a〜10f:スイッチング素子(FET)、11:電極端子、
12:バスバー、13:接点部、14:樹脂モジュール、15:バッテリ、
16:平滑コンデンサ、17:インバータ、18:電源線、19:接地線、20:基板、21:電子部品、
D:樹脂モジュールおよびヒートシンクの対向面間の距離、
t1:スイッチング素子の厚み、t2:押圧前の接点部および電極端子の厚み、
F:押圧力、m:回転軸線
1: Motor device (motor control unit) 2: Motor body
3: motor control device, 4: motor housing, 5: ECU housing, 6: external power supply,
7: Wiring section, 8: Motor output shaft, 9: Heat sink,
10, 10a to 10f: switching element (FET), 11: electrode terminal,
12: bus bar, 13: contact portion, 14: resin module, 15: battery,
16: smoothing capacitor, 17: inverter, 18: power line, 19: ground line, 20: substrate, 21: electronic component,
D: distance between opposing surfaces of the resin module and the heat sink,
t1: thickness of the switching element, t2: thickness of the contact portion and the electrode terminal before pressing,
F: pressing force, m: rotation axis

Claims (3)

モータ本体へ駆動電圧を供給するインバータのスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接触して前記スイッチング素子の発熱を放出するヒートシンクと、
外部電源から前記スイッチング素子に電圧を供給するバスバーと、
前記バスバーを一体的に収容し、ハウジングに固定される樹脂モジュールと、を備え、
前記バスバーには、前記スイッチング素子の電極端子と電気的に接続される突起形状の接点部が形成され、前記スイッチング素子および前記ヒートシンクは、前記接点部から付与される押圧力により互いに密着していることを特徴とするモータ制御装置。
A switching element of an inverter for supplying drive voltage to the motor body;
A heat sink that contacts the switching element and emits heat from the switching element;
A bus bar for supplying a voltage from an external power source to the switching element;
A resin module that integrally accommodates the bus bar and is fixed to the housing;
The bus bar has a protruding contact portion that is electrically connected to the electrode terminal of the switching element, and the switching element and the heat sink are in close contact with each other by a pressing force applied from the contact portion. The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記スイッチング素子は、前記バスバーと前記ヒートシンクとの間に配置され、前記接点部は、前記バスバーにおける前記スイッチング素子に対向する部位に形成され、前記樹脂モジュールと前記スイッチング素子との間に屈曲して延出する前記電極端子に接触し対向方向に押圧していることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
The switching element is disposed between the bus bar and the heat sink, and the contact portion is formed at a portion of the bus bar facing the switching element, and is bent between the resin module and the switching element. A motor control device, wherein the motor control device is in contact with the extending electrode terminal and is pressed in a facing direction.
請求項2に記載のモータ制御装置において、
前記樹脂モジュールと前記ヒートシンクとの対向面の間の距離は、前記スイッチング素子の厚みと、押圧前の前記接点部および前記電極端子の厚みと、を加算した値より小さく設定されていることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 2,
The distance between the opposing surfaces of the resin module and the heat sink is set to be smaller than a value obtained by adding the thickness of the switching element and the thickness of the contact portion and the electrode terminal before pressing. A motor control device.
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