JP2016154242A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、パワー素子を冷却するヒートシンクを備えたモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor drive device including a heat sink for cooling a power element.
モータ駆動装置は、パワー素子などの電子部品を冷却するために、複数のフィンで構成されたヒートシンクとファンモータなどの送風機を備えていることが多い(特許文献1参照)。図5は従来技術のモータ駆動装置の外観斜視図である。図6は従来技術のモータ駆動装置の内部の概略構成図である。モータ駆動装置は、筺体部品1、筺体部品2、および筺体部品3で構成される筺体を備えている。 In many cases, a motor drive device includes a heat sink composed of a plurality of fins and a blower such as a fan motor in order to cool electronic components such as power elements (see Patent Document 1). FIG. 5 is an external perspective view of a conventional motor driving apparatus. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the inside of a conventional motor driving apparatus. The motor driving device includes a casing composed of a casing part 1, a casing part 2, and a casing part 3.
モータ駆動装置は、工作機械などの強電盤に実装された状態で、工場などに設置される。モータ駆動装置が実装された強電盤の周りの工場内の環境には、切削液ミストや塵や埃などが浮遊していることがある。強電盤の密閉度が不十分であった場合、切削液ミストなどを含んだ外気が、強電盤内に浸入し、さらに、モータ駆動装置の内部に浸入して、電子部品に付着して不具合を発生させることがある。特に、モータ駆動装置の電子部品を冷却するためにファンモータを設置した際に、不具合が発生し易くなる。
例えば、ヒートシンクなどの冷却風が集中的に流れる箇所には、多くの切削液ミストなどが付着して、水滴になることがある。その水滴が、ヒートシンクから付近の電子部品に集中的に滴下して、不具合が発生するケースもある。
The motor drive device is installed in a factory or the like in a state where it is mounted on a high power board such as a machine tool. Cutting fluid mist, dust, dust, and the like may be floating in the factory environment around the high-power panel on which the motor drive device is mounted. If the high-power panel is not tightly sealed, outside air containing cutting fluid mist, etc. will enter the high-power panel, and further enter the motor drive unit and adhere to electronic components, causing problems. May occur. In particular, when a fan motor is installed to cool the electronic components of the motor drive device, problems are likely to occur.
For example, a lot of cutting fluid mist or the like may adhere to a portion such as a heat sink where cooling air flows intensively, resulting in water droplets. In some cases, the water drops concentrate on the nearby electronic components from the heat sink, causing a problem.
従来、その水滴の滴下対策として、水滴が付着し易いヒートシンクなどから、電子部品を遠ざけて配置することで水滴の滴下による不具合を防ぐ方法がある。しかし、電子部品の配置が限定されてしまい、設計時の電子部品の配置の検討が難しくなったり、プリント基板のサイズが大きくなり、モータ駆動装置のサイズが大きくなってしまう問題が生じることがある。また、電子部品をヒートシンクから遠ざけて配置すると、必要以上にパターンが長くなってノイズの影響を受け易くなり、不具合が発生する可能性もある。 Conventionally, as a countermeasure against dripping of water droplets, there is a method of preventing inconvenience due to dripping of water droplets by disposing electronic components away from a heat sink or the like to which water droplets easily adhere. However, the arrangement of electronic components is limited, which may make it difficult to consider the arrangement of electronic components at the time of design, or the size of the printed circuit board may increase and the size of the motor drive device may increase. . Further, if the electronic component is arranged away from the heat sink, the pattern becomes longer than necessary, and it is easy to be affected by noise, which may cause a problem.
そこで本発明は、上記従来技術の課題を解決するために、モータ駆動装置に設置されたヒートシンクの端部を、水平面に対して傾斜させることによって、モータ駆動装置内に浸入した切削液ミストなどがヒートシンクに付着して水滴になった際に、水滴の滴下位置をコントロールして、水滴が電子部品へ付着するのを低減させることが可能な切削液滴下対策用ヒートシンクを備えたモータ駆動装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, in order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention makes it possible to prevent the cutting fluid mist entering the motor driving device by inclining the end of the heat sink installed in the motor driving device with respect to the horizontal plane. Providing a motor drive device with a heat sink for cutting droplets that can reduce the amount of water droplets adhering to electronic components by controlling the position of the water droplets when they adhere to the heat sink. It is intended to do.
本願の請求項1に係る発明は、筐体内に、切削液滴下対策用ヒートシンクと、前記切削液滴下対策用ヒートシンクが固定され該切削液滴下対策用ヒートシンクにより冷却される電子部品と、前記切削液対策用ヒートシンクより下方に配置された電子部品と、を有するモータ駆動装置において、前記切削液滴下対策用ヒートシンクは、鉛直方向の下側の端部が、水平面に対して傾斜し、さらに、前記端部の鉛直方向の最下端部から鉛直方向下向きに仮想線を延長したときに、該仮想線が前記切削液滴下対策用ヒートシンクより下方に配置された前記電子部品と交差しない、ことを特徴とするモータ駆動装置である。
請求項2に係る発明は、前記切削液滴下対策用ヒートシンクの、前記切削液滴下対策用ヒートシンクにより冷却される前記電子部品の取り付け面と反対側の端部が、前記筐体と近接または接触していることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置である。
The invention according to claim 1 of the present application includes: a heat sink for cutting droplet countermeasures; an electronic component that is fixed by the heat sink for cutting droplet countermeasures and cooled by the heat sink for cutting droplet countermeasures; And a motor driving device having an electronic component disposed below the countermeasure heat sink, wherein the cutting liquid drop countermeasure heat sink has a vertical lower end inclined with respect to a horizontal plane, and the end. When the imaginary line is extended vertically downward from the lowermost end of the vertical direction of the part, the imaginary line does not intersect with the electronic component disposed below the heat sink for cutting liquid drop countermeasure It is a motor drive device.
According to a second aspect of the present invention, the cutting liquid drip measures heat sink, the ends of the mounting surface opposite of the electronic component to be cooled by the cutting liquid drip countermeasure heat sink, close to or in contact with said housing and Ru motor driving device der according to claim 1, characterized in that are.
本発明により、モータ駆動装置に設置されたヒートシンクの端部を、水平面に対して傾斜させることによって、モータ駆動装置内に浸入した切削液ミストなどがヒートシンクに付着して水滴になった際に、水滴の滴下位置をコントロールして、水滴が電子部品へ付着するのを低減させることが可能な切削液滴下対策用ヒートシンクを備えたモータ駆動装置を提供できる。 According to the present invention, when the end of the heat sink installed in the motor drive device is inclined with respect to the horizontal plane, when the cutting fluid mist or the like that has entered the motor drive device adheres to the heat sink and becomes water droplets, It is possible to provide a motor driving device including a heat sink for cutting liquid drop prevention that can control the dropping position of the water drop and reduce the adhesion of the water drop to the electronic component.
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同一または類似する構成については同じ符号を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the structure which is the same as that of a prior art, or similar, it demonstrates using the same code | symbol.
(実施形態1)
図1は、実施形態1のモータ駆動装置17の内部構造を示す図である。モータ駆動装置17は、筺体部品1、筺体部品2、および筺体部品3を含んで構成される筺体を備えている。モータ駆動装置17には、ファンモータ4が筺体部品3に取り付けられている。ファンモータ4の近傍にはヒートシンク12が筺体内に取り付けられている。筺体部品1に沿ってプリント基板7が設けられている。プリント基板7にはパワー素子6が取り付けられている。また、パワー素子6には、パワー素子6自身を冷却するためのヒートシンク12が固定されている。そして、電子部品8,9,10,11が筺体内の下部に配設されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating an internal structure of the motor drive device 17 according to the first embodiment. The motor driving device 17 includes a housing that includes the housing component 1, the housing component 2, and the housing component 3. A fan motor 4 is attached to the housing part 3 in the motor driving device 17. A heat sink 12 is attached in the vicinity of the fan motor 4. A printed circuit board 7 is provided along the housing part 1. A power element 6 is attached to the printed circuit board 7. Further, the power device 6, the heat sink 12 for cooling power element 6 itself is fixed. And the electronic components 8, 9, 10, and 11 are arrange | positioned in the lower part in a housing.
実施形態1では、プリント基板7に実装されたパワー素子6を冷却するためのヒートシンク12の端部が、パワー素子6との取り付け面の垂直方向に対して傾斜している。つまり、モータ駆動装置17を強電盤16内に設置したときに、ヒートシンク12の鉛直方向の下側の端部が水平面に対して傾斜する。 In the first embodiment, the end of the heat sink 12 for cooling the power element 6 mounted on the printed circuit board 7 is inclined with respect to the vertical direction of the mounting surface with the power element 6. That is, when the motor drive device 17 is installed in the high power board 16, the lower end of the heat sink 12 in the vertical direction is inclined with respect to the horizontal plane.
モータ駆動装置17が強電盤16内に設置された状態において、モータ駆動装置17内に設置されたヒートシンク12の端部が水平面に対して傾斜していることで、ファンモータ4により掻き集められてヒートシンク12に付着した切削液などの水滴が、ヒートシンク12より地面側に実装された電子部品8,9,10,11に滴下しないように、モータ駆動装置17の筺体部品1の筐体側面へ滴下させることができる。 In a state where the motor drive device 17 is installed in the high power board 16, the end of the heat sink 12 installed in the motor drive device 17 is inclined with respect to the horizontal plane. Water droplets such as cutting fluid adhering to 12 are dropped on the side surface of the casing of the housing component 1 of the motor drive device 17 so as not to drop on the electronic components 8, 9, 10, 11 mounted on the ground side from the heat sink 12. be able to.
ヒートシンク12から水滴が鉛直下方に滴下する位置について説明する。モータ駆動装置17は強電盤16内に、ヒートシンク12に対して電子部品8,9,10,11が鉛直方向下側に位置する状態で取り付けられる。この状態をモータ駆動装置17の正常な使用状態という。モータ駆動装置17の正常な使用状態の姿勢において、モータ駆動装置17の筺体内に取り付けられたヒートシンク12の地面に対峙するヒートシンク12の端部(鉛直方向の下側の端部)が、水平面に対して傾斜している。そして、ヒートシンク12の水平面に対して傾斜した端部の鉛直方向の最下端部から鉛直方向下向きに仮想線を延長したときに、該仮想線が切削液などに対して耐性のない電子部品8,9,10,11の全てと交差しない。これによって、ヒートシンク12の前記鉛直方向の最下端部(実際には最下端部およびその近傍を含む領域)から滴下した切削液が、電子部品8,9,10,11上に落下するのを防止できる。なお、切削液などに対する耐性のない部品とは、チップ抵抗やICなど活電部が露出していて、切削液などによりショートや断線などの不具合が発生し易い部品が考えられる。 A position where a water droplet drops from the heat sink 12 vertically downward will be described. The motor drive device 17 is mounted in the high-power panel 16 with the electronic components 8, 9, 10, and 11 positioned on the lower side in the vertical direction with respect to the heat sink 12. This state is referred to as a normal use state of the motor drive device 17. In the posture of the motor drive device 17 in a normal use state, the end of the heat sink 12 (the lower end in the vertical direction) facing the ground of the heat sink 12 attached in the housing of the motor drive device 17 is in a horizontal plane. It is inclined with respect to it. When the imaginary line is extended vertically downward from the lowermost vertical end of the end inclined with respect to the horizontal plane of the heat sink 12, the imaginary line is not resistant to cutting fluid or the like, Does not intersect with 9, 10, 11 This prevents the cutting fluid dripped from the lowermost end of the heat sink 12 in the vertical direction (actually, the region including the lowermost end and the vicinity thereof) from dropping onto the electronic components 8, 9, 10, 11. it can. In addition, the parts that are not resistant to the cutting fluid and the like are conceivable parts in which live parts such as chip resistance and IC are exposed and problems such as short circuit and disconnection are likely to occur due to the cutting fluid and the like.
ヒートシンク12と筐体部品1の筺体側面を近接もしくは接触させることで、水滴がヒートシンク12から筐体側面へ流れ、ヒートシンク12より地面側に実装された電子部品8,9,10,11とモータ駆動装置17よりも地面側に実装された他の機器への付着を低減させることができる。 By bringing the heat sink 12 and the casing side surface of the housing component 1 close to or in contact with each other, water droplets flow from the heat sink 12 to the housing side surface, and the electronic components 8, 9, 10, 11 mounted on the ground side from the heat sink 12 are driven by the motor. Adhesion to other devices mounted on the ground side than the device 17 can be reduced.
ここで、上記地面側を補足して説明する。「ヒートシンク12より地面側に実装された電子部品8,9,10,11」の地面側の意味は、ヒートシンク12を備えたモータ駆動装置17を強電盤16内に正常な姿勢で設置したときに、ヒートシンク12の位置に対して鉛直方向下方側に電子部品8,9,10,11が位置することを意味する。他の実施形態においても同様である。 Here, the ground side will be supplementarily described. The meaning of “the electronic components 8, 9, 10, 11 mounted on the ground side from the heat sink 12” means that the motor driving device 17 having the heat sink 12 is installed in the high voltage board 16 in a normal posture. This means that the electronic components 8, 9, 10, and 11 are positioned on the lower side in the vertical direction with respect to the position of the heat sink 12. The same applies to other embodiments.
ヒートシンク12の種類は、押出し品や、放熱面積を稼ぐために、受熱材に薄いフィンをかしめた形態のかしめ品、または、受熱材に薄いフィンをロウ付けや半田付けで接合した接合品などが考えられるが、これらに限定されるものではない。また、ヒートシンク12の材質には、アルミニウムやアルミニウム合金、あるいは、銅や銅合金の熱伝導率の高い金属の使用が考えられるが、これらに限定されるものではない。 The heat sink 12 may be an extruded product, a caulked product in which a thin fin is caulked to obtain a heat radiation area, or a joined product in which a thin fin is joined to the heat receiving material by brazing or soldering. Although considered, it is not limited to these. The heat sink 12 may be made of aluminum, an aluminum alloy, or a metal having a high thermal conductivity such as copper or a copper alloy, but is not limited thereto.
(実施形態2)
図2は、実施形態2のモータ駆動装置17の内部構造を示す図である。実施形態2では、プリント基板7に実装された複数のパワー素子6,13を冷却するために複数のヒートシンク12,14がパワー素子に実装され、各ヒートシンク12,14の端部がパワー素子6,13の取り付け面の垂直方向に対して傾斜している。これによって、モータ駆動装置17を強電盤16に正常な姿勢で設置した状態で、実施形態1と同様に、各ヒートシンク12,14の鉛直方向の下側の端部が水平面に対して傾斜する。なお、上側のヒートシンク12の下端部は水平面に対して水平で、かつ、ヒートシンク12とヒートシンク14が近接または接触するような構造でもよい。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a diagram illustrating an internal structure of the motor driving device 17 according to the second embodiment. In the second embodiment, a plurality of heat sinks 12 and 14 are mounted on the power elements in order to cool the plurality of power elements 6 and 13 mounted on the printed circuit board 7, and the end portions of the heat sinks 12 and 14 are the power elements 6 and 14. 13 is inclined with respect to the vertical direction of the mounting surface. As a result, in the state where the motor drive device 17 is installed on the high-power panel 16 in a normal posture, the lower ends of the heat sinks 12 and 14 in the vertical direction are inclined with respect to the horizontal plane, as in the first embodiment. The lower end portion of the upper heat sink 12 may be horizontal with respect to the horizontal plane, and the heat sink 12 and the heat sink 14 may be close to or in contact with each other.
複数のヒートシンク12,14を上下に並べてパワー素子6,13を介してプリント基板7に実装した場合に、上側のヒートシンク12から流れ落ちた水滴が、下側のヒートシンク14に流れ、下側のヒートシンク14から滴下し、地面側に実装された電子部品8,9,10,11への付着を低減させることができる。また、ヒートシンク12,14と筐体部品1の筺体側面を近接もしくは接触させることで、水滴がヒートシンク12,14から筐体部品1の筺体側面へ流れ、ヒートシンク12,14より地面側に実装された電子部品8,9,10,11への付着を低減させることができる。 When a plurality of heat sinks 12, 14 are arranged vertically and mounted on the printed circuit board 7 via the power elements 6, 13, water drops that have flowed down from the upper heat sink 12 flow to the lower heat sink 14, and the lower heat sink 14 The adhesion to the electronic components 8, 9, 10, and 11 mounted on the ground side can be reduced. In addition, by bringing the heat sinks 12 and 14 and the housing side surfaces of the housing component 1 close to or in contact with each other, water droplets flow from the heat sinks 12 and 14 to the housing side surfaces of the housing component 1 and are mounted on the ground side from the heat sinks 12 and 14. Adhesion to the electronic components 8, 9, 10, and 11 can be reduced.
(実施形態3)
図3は、実施形態3のモータ駆動装置17の内部構造を示す図である。実施形態3では、プリント基板7に実装されたパワー素子6を冷却するためのヒートシンク15の端部が、水平面に対して、2方向に傾斜し、傾斜の頂点が端辺の途中に位置する。
ヒートシンク15の端部の傾斜の頂点を、地面側に実装された電子部品8,9,10,11の位置とずらすことによって、ヒートシンク15から滴下する水滴の電子部品8,9,10,11へ付着を低減させることができる。このようにヒートシンク15の傾斜の頂点は、自由にきめることができる。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a diagram illustrating an internal structure of the motor driving device 17 according to the third embodiment. In the third embodiment, the end of the heat sink 15 for cooling the power element 6 mounted on the printed circuit board 7 is inclined in two directions with respect to the horizontal plane, and the apex of the inclination is located in the middle of the end side.
By shifting the top of the slope of the end of the heat sink 15 from the position of the electronic components 8, 9, 10, 11 mounted on the ground side, water droplets dripping from the heat sink 15 are transferred to the electronic components 8, 9, 10, 11. Adhesion can be reduced. Thus, the top of the inclination of the heat sink 15 can be determined freely.
(実施形態4)
図4は、モータ駆動装置の筐体の一部と強電盤が接触している実施形態を説明する図である。実施形態4では、モータ駆動装置17の筐体部品2の一部と強電盤16が接触していることによって、ヒートシンク12から流れ出した水滴が、モータ駆動装置17の筐体部品1を伝わって筐体部品2へ、筐体部品2を伝わって強電盤16へ流れ、強電盤16を伝わって下まで流れ落ちることで、モータ駆動装置17の地面側に実装された電子機器18への水滴の付着を低減させることができる。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment in which a part of the casing of the motor drive device is in contact with the high power board. In the fourth embodiment, a portion of the casing component 2 of the motor driving device 17 and the high power board 16 are in contact with each other, so that water droplets flowing out of the heat sink 12 are transmitted through the casing component 1 of the motor driving device 17 and are encased. By flowing to the body part 2 through the casing part 2 and flowing to the high power board 16, and flowing down through the high power board 16, water droplets adhere to the electronic device 18 mounted on the ground side of the motor drive device 17. Can be reduced.
1 筐体部品
2 筐体部品
3 筐体部品
4 ファンモータ
5 ヒートシンク
6 パワー素子
7 プリント基板
8 電子部品
9 電子部品
10 電子部品
11 電子部品
12 ヒートシンク
13 パワー素子
14 ヒートシンク
15 ヒートシンク
16 強電盤
17 モータ駆動装置
18 電子機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case component 2 Case component 3 Case component 4 Fan motor 5 Heat sink 6 Power element 7 Printed circuit board 8 Electronic component 9 Electronic component 10 Electronic component 11 Electronic component 12 Heat sink 13 Power element 14 Heat sink 15 Heat sink 16 Strong electric board 17 Motor drive Device 18 Electronic equipment
Claims (2)
前記切削液滴下対策用ヒートシンクは、
鉛直方向の下側の端部が、水平面に対して傾斜し、さらに、前記端部の鉛直方向の最下端部から鉛直方向下向きに仮想線を延長したときに、該仮想線が前記切削液滴下対策用ヒートシンクより下方に配置された前記電子部品と交差しない、ことを特徴とするモータ駆動装置。 A heat sink for cutting droplet countermeasures, an electronic component to which the heat sink for cutting droplet countermeasures is fixed and cooled by the heat sink for cutting droplet countermeasures, and an electronic device disposed below the heat sink for cutting fluid countermeasures A motor drive device having a component,
The heat sink for measures against cutting droplets is:
When the lower end of the vertical direction is inclined with respect to the horizontal plane, and the imaginary line is extended vertically downward from the lowermost end in the vertical direction of the end, the imaginary line falls below the cutting droplet. A motor driving device characterized by not intersecting with the electronic component disposed below the countermeasure heat sink .
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