JP3361055B2 - 電子ユニット - Google Patents
電子ユニットInfo
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- JP3361055B2 JP3361055B2 JP14910798A JP14910798A JP3361055B2 JP 3361055 B2 JP3361055 B2 JP 3361055B2 JP 14910798 A JP14910798 A JP 14910798A JP 14910798 A JP14910798 A JP 14910798A JP 3361055 B2 JP3361055 B2 JP 3361055B2
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- Japan
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- ipm
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- case
- electronic unit
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
駆動形の洗濯機モータの駆動装置等に用いられるIPM
(インテリジェントパワーモジュール)を回路基板上に
実装してなる電子ユニットに関する。
おける回転槽及び撹拌体をダイレクト駆動するためのモ
ータとして、インバータ駆動形の三相ブラシレスモータ
を採用することが行われてきている。この場合、モータ
駆動装置は、IGBT等の複数個のスイッチング素子か
ら成るインバータ回路や、それらスイッチング素子を駆
動するプリドライブ回路等を備えて構成される。このよ
うなモータ駆動装置は、回路基板上に各部品を実装して
構成されると共に、ケース内に収容されてユニット化さ
れ、防湿材によるポッティングが施された上で、例えば
洗濯機本体上部のトップカバー内に配設されるようにな
っている。
を図るため、アルミニウム製の放熱板が、防湿材から露
出した状態でスイッチング素子の上面部に添設されるよ
うになっている。ところが、従来構成では、全てのスイ
ッチング素子からの良好な放熱性を得るためには、放熱
板が大形化(平面方向の面積が増大)してしまうといっ
た不具合があった。
廃棄される際には、リサイクルを図るべく、アルミニウ
ム製の放熱板を取外して分別回収に供することが必要と
なる。しかしながら、従来の電子ユニットでは、分解時
に放熱板を取外すことが考慮された構成とはなっておら
ず、放熱板の取外しにかなり面倒な作業を必要とするも
のとなっていた。
で、その目的は、素子の放熱性に優れ、しかも分解時の
放熱板の取外しを容易に行うことができる電子ユニット
を提供するにある。
して、近年、インバータ回路やそれを駆動するプリドラ
イブ回路、前記インバータ回路の過電流や温度に対する
保護回路等を1個のモジュールとして組込んだIPM
(インテリジェントパワーモジュール)が開発されてき
ている。本発明者らは、そのようなIPMに着目し、I
PMを備えた電子ユニットにあって、コンパクトで回路
基板に対する組付性が良好であるといったIPM本来の
効果に加え、IPMを構成する素子の放熱性を良好と
し、且つ、分解時における放熱板の取外しを容易とする
構成を得るべく、本発明を成し遂げたのである。
は、リード取付形のIPMが実装された回路基板をケー
ス内に収容するものにあって、IPMの上面部に該IP
Mの下面側からねじ等の取付具により放熱板を取付ける
と共に、回路基板に取付具の取付け位置に対応して穴を
形成し、さらに、ケース内に回路基板及びIPMのリー
ドを覆うようにポッティング材を充填し、そのポッティ
ング材中に前記放熱板の一部を埋設状態とした構成に特
徴を有する。
た放熱板から放熱が行われると共に、IPMのリード部
分に伝わった熱が、ポッティング材を介してあるいは回
路基板及びポッティング材を介してケースから放熱され
る。このとき、IPMのリードとケース内面との間に、
熱容量の大きいポッティング材が介在されているので、
空気層が介在される場合に比べてケースに対する良好な
熱伝導が行われる。しかも、放熱板の一部をポッティン
グ材中に埋設状態とするようにしたので、放熱板の熱が
ポッティング材を介してケースに伝達されて放熱される
という放熱経路も構成されるようになり、放熱板から外
気への放熱が十分に行われない場合でも、効果的に放熱
を行うことができる。
じ等の取付具により取付けられていると共に、その取付
具に対応した穴が回路基板に形成されているので、ケー
スの外壁部を破ることにより、回路基板の穴を通して取
付具の取外しを容易に行うことができ、放熱板の分離を
容易に行うことができる。尚、IPMを用いていること
により、実装面積が少なく済んで回路基板ひいては全体
のコンパクト化を図ることができ、また組付け作業も容
易で、放熱板も小形で済むといったメリットも得ること
ができる。
ド取付形のIPMが実装された回路基板をケース内に収
容するものにあって、IPMの上面部に該IPMの下面
側からねじ等の取付具により放熱板を取付けると共に、
回路基板に取付具の取付け位置に対応して穴を形成し、
さらに、ケース内に回路基板及びIPMのリードを覆う
ようにポッティング材を充填し、前記ケースの外面部
に、回路基板に形成された穴の位置を示すためのマーク
を設けた構成に特徴を有する。これによれば、分解時に
おいて、ケースのうちマークで示された部分を破壊する
ことにより、取付具の取外しをより一層容易に行うこと
ができるようになる。
ド取付形のIPMが実装された回路基板をケース内に収
容するものにあって、IPMの上面部に該IPMの下面
側からねじ等の取付具により放熱板を取付けると共に、
回路基板に取付具の取付け位置に対応して穴を形成し、
さらに、ケース内に回路基板及びIPMのリードを覆う
ようにポッティング材を充填し、ケースのうち回路基板
に形成された穴に対応した部分を薄肉状に構成したとこ
ろに特徴を有する。これによれば、分解時のケースの破
壊作業がより簡単となる。本発明の請求項4の電子ユニ
ットは、リード取付形のIPMが実装された回路基板を
ケース内に収容するものにあって、IPMの上面部に該
IPMの下面側からねじ等の取付具により放熱板を取付
けると共に、回路基板に取付具の取付け位置に対応して
穴を形成し、さらに、ケース内に回路基板及びIPMの
リードを覆うようにポッティング材を充填し、前記ケー
スに、放熱板を支持するための支持部を設けたところに
特徴を有する。これによれば、放熱板をケースに支持さ
せることができるので、IPMのリードの回路基板に対
する接続部に作用するストレスを小さくすることができ
る。
ド取付形のIPMが実装された回路基板をケース内に収
容するものにあって、IPMの上面部に該IPMの下面
側からねじ等の取付具により放熱板を取付けると共に、
回路基板に取付具の取付け位置に対応して穴を形成し、
さらに、ケース内に回路基板及びIPMのリードを覆う
ようにポッティング材を充填し、IPMの下面側に、第
2の放熱板を設けたところに特徴を有する。これによ
り、放熱性を一層良好とすることができる。このとき、
前記第2の放熱板の一部を、ポッティング材から上面に
露出した形態に設けても良く(請求項6の発明)、これ
により、第2の放熱板の熱を外気に放熱することもで
き、放熱性の向上を図ることが可能となる。
御用電子ユニットに適用したいくつかの実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。 (1)第1の実施例 まず、図1及び図2を参照して、本発明の第1の実施例
について説明する。
気的構成を示しており、まずその概略について述べる。
詳しく図示はしないが、この洗濯機には、負荷として、
外槽内に設けられた回転槽及びその回転槽内に設けられ
た撹拌体を回転駆動する洗濯機モータ1、前記回転槽内
への給水を行うための給水弁2、回転槽内に柔軟仕上剤
を自動投入するためのソフタ弁3、回転槽からの排水を
行うための排水弁4、風呂水等を回転槽内に給水するた
めのポンプ5等が設けられている。
巻線を有するインバータ駆動形のブラシレスモータから
なり、洗濯運転全体を制御する制御マイコン6により、
後述するモータ駆動装置7を介して駆動制御されるよう
になっている。また、前記給水弁2、ソフタ弁3、排水
弁4、ポンプ5も、前記制御マイコン6により、ドライ
バー8及びAC駆動素子9を介して通断電制御されるよ
うになっている。さらには、前記制御マイコン6には、
トップカバーの上面部に設けられた操作パネル10のキ
ー入力信号が入力されるようになっていると共に、制御
マイコン6は、その操作パネル10の表示制御を行うよ
うになっている。
びIPM(インテリジェントパワーモジュール)12を
備えて構成されている。前記電源回路11は、商用交流
電源13を全波整流する整流回路14、平滑コンデンサ
15、DC/DCコンバータ16等からなる周知構成を
備え、前記IPM12のインバータ回路17に直流電源
を供給するようになっている。
接続された6個のスイッチング素子(IGBT)18等
を備え前記洗濯機モータ1に電流を供給するインバータ
回路17、このインバータ回路17のスイッチング素子
18のゲートを駆動するプリドライブ回路19、前記イ
ンバータ回路17の過電流や温度に対する保護回路等を
1個のモジュールとして組込んで構成されている。この
場合、IPM12は、図1に示すように、矩形状のパッ
ケージの2辺から多数本のリード12aを導出してなる
DIPタイプの部品とされている。
プリドライブ回路19に対して通電信号を与え、プリド
ライブ回路19はその通電信号に基づいてインバータ回
路17のスイッチング素子18を制御し、以てインバー
タ回路17からの三相AC出力により洗濯機モータ1が
駆動されるようになっている。尚、このとき、制御マイ
コン6には、洗濯機モータ1の回転位置を検出する回転
位置検出器20からモータ1の回転信号が入力されるよ
うになっている。
ント配線板からなる回路基板21に各構成部品を実装す
ると共に、その回路基板21をケース22内に収容した
形態の電子ユニット23として構成されるようになって
おり、その状態で洗濯機のトップカバー(図示せず)内
に配設されるようになっている。以下、本実施例に係る
電子ユニット23について、図1を参照して述べる。
M12の実装部分の断面を示している。ここで、IPM
12のパッケージの上面部には、放熱板24が取付けら
れるようになっている。この放熱板24は、例えばアル
ミニウム製であり、IPM12に密着される主板部の上
面に櫛歯状の放熱フィンを有して構成されている。この
とき、IPM12のパッケージの中央部には、ねじ挿通
孔12bが上下に貫通して設けられていると共に、放熱
板24にはそれに対応する位置にねじ穴24aが形成さ
れており、放熱板24は、固定具たるねじ25を、IP
M12の下面側からねじ挿通孔12bに通してねじ穴2
4aに締付けることにより取付けられている。
成されたスルーホール(図示せず)に、各リード12a
を挿入し、そられ各リード12aが回路基板21の下面
側にて半田付けされることにより実装される。このと
き、IPM12は、回路基板21の上面からやや浮上が
った状態に配設されるようになっている。そして、前記
回路基板21には、前記ねじ25の取付け位置に対応し
て穴21aが形成されている。
上面が開放した薄形矩形箱状をなし、その内部に前記回
路基板21が収容されて取付けられるようになってい
る。また、このケース22の外面部(底面)には、図示
はしないが、前記回路基板21の穴21aの位置を示す
マークが、例えば印刷等により設けられている。そし
て、このケース22内には、防湿性,絶縁性,機械的強
度の向上を図るべく、例えばウレタン樹脂からなるポッ
ティング材26が充填されるようになっている。この実
施例では、前記ポッティング材26は、前記IPM12
のリード12a全体が埋没するような高さ位置(放熱板
24の下面の高さ)まで充填されるようになっている。
記した電子ユニット23にあっては、モータ駆動装置7
を構成するインバータ回路17及びプリドライブ回路1
9等を1個にモジュール化されたIPM12を採用した
ので、スイッチング素子等を個別に回路基板上に実装し
ていた従来のものと異なり、回路基板21に対する組付
性の容易化や、回路基板21ひいては全体(ケース2
2)のコンパクト化、放熱板24の小形化等を図ること
ができる。
を構成する発熱部品の熱が、その上面に取付けられた放
熱板24に伝達され、放熱板24から外気へ放熱が行わ
れると共に、IPM12の熱の一部がIPM12の下面
側及びリード12a部分から、ポッティング材26を介
して、あるいは回路基板21及びポッティング材26を
介してケース22に伝達され、ケース22からの放熱が
行われる。このとき、ポッティング材26は、空気層よ
りも熱容量が大きいので、IPM12とケース22との
間に空気層が介在される場合に比べてケース22に対す
る良好な熱伝導が行われ、優れた放熱性を得ることがで
きる。
廃棄される際には、分解されてリサイクル可能なものの
分別回収が行われ、アルミニウム製の放熱板24は取出
されて分別回収に供される。このとき、本実施例では、
放熱板24がIPM12の下面側からねじ25により取
付けられていると共に、回路基板21にはそのねじ25
に対応した穴21aが形成されているので、ケース22
の底壁部をドリル等で破壊し、下方から回路基板21の
穴21aを通してドライバを差込み、ねじ25を緩める
ことによって、放熱板24の取外しを容易に行うことが
できるようになっている。このとき、ケース22の底壁
部のうちの回路基板21の穴21aに対応する位置がマ
ークによって容易に判るので、作業者は、余分な部分を
破壊することなくマーク部分をドリル等で破壊すれば良
く、容易にその作業を行うことができる。
を採用したことにより、実装面積が少なく済んで回路基
板21ひいては全体(ケース22)のコンパクト化を図
ることができ、また組付け作業も容易で、放熱板24も
小形で済むといったIPM12本来の効果が得られるこ
とは勿論、回路基板21及びIPM12のリード12a
部分をポッティング材26により覆う構成としたので、
良好な放熱性を得ることができ、しかも、廃棄時におけ
る放熱板24の取外し作業を容易に行うことができると
いう優れた実用的効果を得ることができるものである。
第7の実施例について説明する。尚、これら第2〜第7
の各実施例は、いわば上記第1の実施例の変形例ともい
うべきものであり、上記第1の実施例と同一部分につい
ては、同一符号を付して詳しい説明を省略し、以下、特
徴となる部分についてのみ述べることとする。
ユニット31の構成を示している。この実施例において
は、IPM12の上面部に取付けられる放熱板32は、
その端部に、下方に延びる突起部32aを一体に有して
いる。そして、ケース22内には、例えばウレタン樹脂
からなるポッティング材33が充填されるのであるが、
このポッティング材33は、前記突起部32が埋設状態
となると共に、放熱板32の主板部の一部(厚み方向ほ
ぼ下半部)が埋設状態とされる高さ位置まで設けられて
いる。
例と同様に、IPM12の良好な放熱性を得ることがで
き、しかも、廃棄時における放熱板32の取外し作業を
容易に行うことができるという効果が得られると共に、
放熱板32の熱がポッティング材33を介してケース2
2に伝達されて放熱されるという放熱経路も構成される
ようになり、放熱板32から外気への放熱が十分に行わ
れない場合でも、効果的に放熱を行うことができるとい
った利点を得ることができる。
ユニット41の構成を示している。この実施例が上記第
1の実施例と異なるところは、回路基板21上の、IP
M12の下面との間の空隙部分に、モータ駆動装置7を
構成する他の部品42(例えばチップ形の抵抗等)を実
装するようにした点にある。これによれば、上記第1の
実施例と同様の作用・効果に加え、回路基板21の面積
を有効に利用して実装密度をより向上させることができ
るという効果を得ることができる。
ユニット51の構成を示している。この実施例では、ケ
ース52の底壁部に、前記回路基板21の穴21aが形
成された位置に対応して、その穴21aの位置を示すマ
ークとしての下方に凸となる凸部53が形成されてい
る。さらに、ここでは、その凸部53は、ケース52の
他の部分の厚みに比べて薄肉状に構成されている。
の回路基板21の穴21aに対応する位置が凸部53に
よって容易に判るので、分解時(放熱板24の取外し作
業時)において、作業者は、余分な部分を破壊すること
なく凸部53部分をドリル等で破壊すれば良く、容易に
その作業を行うことができ、しかも、その破壊すべき部
分が薄肉となっているので、その作業をより一層簡単に
行うことができるものである。
ユニット61の構成を示している。この実施例では、ケ
ース62の図で左右の内壁部上部に、内側に突出するよ
うに延び支持部として機能する嵌合片部62aを設ける
ようにしている。そして、放熱板63の図で左右の側壁
部には、その嵌合片部62aの先端が嵌合する嵌合凹部
63aが形成されている。
嵌合凹部63aを嵌合させるにあたっては、ケース62
の図で左右の壁部を一時的に外側にたわませながら放熱
板63(回路基板21)を嵌込むようにすれば良い。こ
れにより、放熱板63をケース62に支持させることが
できるので、IPM12のリード12aの回路基板21
に対する接続部(半田付け部)に作用するストレスを小
さくすることができるといったメリットを得ることがで
きる。
ユニット71の構成を示している。この実施例では、I
PM12の下面部に、例えばアルミニウムから平板状に
構成された第2の放熱板72を設けるようにしている。
このとき、IPM12に対し、第2の放熱板72及び放
熱板24が1本の取付具たるねじ73によって下方から
いわば共締めされて取付けられている。これによれば、
熱伝導性の良い第2の放熱板72からポッティング材2
6を介して放熱されることによって、放熱性を一層良好
とすることができる。
ユニット81の構成を示している。この実施例では、上
記第6の実施例と同様に、IPM12の下面部に第2の
放熱板82を設けるようにしているのであるが、このと
き、第2の放熱板82には、リード12aのない部分か
ら上方に延びる突出部82aが一体に設けられており、
その突出部82aの上端部分がポッティング材26から
上面に露出した形態とされている。これにより、第2の
放熱板82の熱を外気に放熱することもでき、一層の放
熱性の向上を図ることが可能となる。
ための取付具としてねじ25,73を採用したが、リベ
ット等を用いてかしめ取付けするようにしても良い。ま
た、放熱板24は、ポッティング材26に接触していな
くても良い。さらに、上記第4の実施例では、マークと
してケース52に凸部53を形成するようにしたが、マ
ークとしては、凹部としても良く、また、ケースの底面
に単に目印を印刷等により付すようにしても良い。
各実施例に限定されるものではなく、例えば、上記した
いくつかの実施例を適宜組合わせた構成としても良いこ
とは勿論であり、また本発明は、洗濯機のモータ駆動装
置に限らず、IPMを採用した電子ユニット全般に適用
することができる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変
更して実施し得るものである。
の電子ユニットによれば、素子の放熱性に優れ、しかも
分解時の放熱板の取外しを容易に行うことができるとい
う優れた効果を奏するものである。
ットのIPM実装部分の縦断面図
はIPM、12aはリード、17はインバータ回路、1
9はプリドライブ回路、21は回路基板、21aは穴、
22,52,62はケース、23,31,41,51,
61,71,81は電子ユニット、24,32,63は
放熱板、25,71はねじ(取付具)、26,33はポ
ッティング材、42は部品、53は凸部(マーク)、6
2aは嵌合片部(支持部)、72,82は第2の放熱板
を示す。
Claims (6)
- 【請求項1】 ケースと、 このケース内に収容される回路基板と、 この回路基板上に実装されるリード取付形のIPMと、 このIPMの上面部に該IPMの下面側からねじ等の取
付具により取付けられる放熱板と、 前記回路基板に前記取付具の取付け位置に対応して形成
された穴と、 前記ケース内に前記回路基板及びIPMのリードを覆う
ように充填されるポッティング材とを具備すると共に、 前記放熱板は、その一部が前記ポッティング材中に埋設
状態とされていることを特徴とする 電子ユニット。 - 【請求項2】 ケースと、 このケース内に収容される回路基板と、 この回路基板上に実装されるリード取付形のIPMと、 このIPMの上面部に該IPMの下面側からねじ等の取
付具により取付けられる放熱板と、 前記回路基板に前記取付具の取付け位置に対応して形成
された穴と、 前記ケース内に前記回路基板及びIPMのリードを覆う
ように充填されるポッティング材とを具備すると共に、 前記ケースの外面部には、回路基板に形成された穴の位
置を示すためのマークが設けられていることを特徴とす
る 電子ユニット。 - 【請求項3】 ケースと、 このケース内に収容される回路基板と、 この回路基板上に実装されるリード取付形のIPMと、 このIPMの上面部に該IPMの下面側からねじ等の取
付具により取付けられる放熱板と、 前記回路基板に前記取付具の取付け位置に対応して形成
された穴と、 前記ケース内に前記回路基板及びIPMのリードを覆う
ように充填されるポッティング材とを具備すると共に、 前記ケースのうち、前記回路基板に形成された穴に対応
した部分が薄肉状に構成されていることを特徴とする 電
子ユニット。 - 【請求項4】 ケースと、 このケース内に収容される回路基板と、 この回路基板上に実装されるリード取付形のIPMと、 このIPMの上面部に該IPMの下面側からねじ等の取
付具により取付けられる放熱板と、 前記回路基板に前記取付具の取付け位置に対応して形成
された穴と、 前記ケース内に前記回路基板及びIPMのリードを覆う
ように充填されるポッティング材とを具備すると共に、 前記ケースには、前記放熱板を支持するための支持部が
設けられていることを特徴とする 電子ユニット。 - 【請求項5】 ケースと、 このケース内に収容される回路基板と、 この回路基板上に実装されるリード取付形のIPMと、 このIPMの上面部に該IPMの下面側からねじ等の取
付具により取付けられる放熱板と、 前記回路基板に前記取付具の取付け位置に対応して形成
された穴と、 前記ケース内に前記回路基板及びIPMのリードを覆う
ように充填されるポッティング材とを具備すると共に、 前記IPMの下面側に、第2の放熱板が設けられている
ことを特徴とする 電子ユニット。 - 【請求項6】 第2の放熱板は、その一部がポッティン
グ材から上面に露出した形態に設けられていることを特
徴とする請求項5記載の電子ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14910798A JP3361055B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 電子ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14910798A JP3361055B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 電子ユニット |
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JPH11340389A JPH11340389A (ja) | 1999-12-10 |
JP3361055B2 true JP3361055B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=15467860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14910798A Expired - Lifetime JP3361055B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 電子ユニット |
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