JP3669929B2

JP3669929B2 - Forklift motor control device

Info

Publication number: JP3669929B2
Application number: JP2001016431A
Authority: JP
Inventors: 耕治織田
Original assignee: 日本輸送機株式会社
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2021-01-24
Also published as: JP2002223504A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数個のスイッチング素子によるブリッジインバータから成り、これらスイッチング素子のオン、オフにより、フォークリフトの車体に搭載されたモータを制御するフォークリフトのモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォークリフトには、走行モータ及び油圧モータといった複数のモータが搭載され、これらモータは、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、これをＩＧＢＴと称する）から成る制御装置により制御される。
【０００３】
いま、走行モータを例にとると、この走行モータの制御装置は、図６に示すような３相ブリッジインバータＩＶにより構成されている。この３相ブリッジインバータＩＶは、図６に示すように、２個のＩＧＢＴＳ１、Ｓ２の直列回路により第１のアームＡ１が形成され、これと同様に２個のＩＧＢＴＳ３、Ｓ４の直列回路、及び２個のＩＧＢＴＳ５、Ｓ６の直列回路により、それぞれ第２、第３のアームＡ２、Ａ３が形成され、各ＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６にはフライホイールダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ逆極性に接続されている。
【０００４】
そして、インバータＩＶの各アームＡ１〜Ａ３それぞれにおけるＩＧＢＴの接続点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に、走行モータＭの固定子の星形結線された３相巻線Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が接続され、インバータＩＶの接続点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の上側にある各ＩＧＢＴＳ１、Ｓ３、Ｓ５のコレクタがバッテリＥの正端子に接続され、インバータＩＶの接続点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の下側にある各ＩＧＢＴＳ２、Ｓ４、Ｓ６のエミッタがバッテリＥの負端子に接続される。尚、バッテリＥに平滑用コンデンサＣが並列に接続されている。
【０００５】
ところで、このようなインバータＩＶに使用されるＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６は発熱を伴うため、効率よく放熱して安定した動作を得ることができるように、通常、アルミニウム等から成るヒートシンクに各ＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６が取り付けられ、このヒートシンクを介してＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６が発生する熱を効果的に放出できるように構成されている。
【０００６】
具体的には、図７に示すように、アルミニウム等から成る板状のヒートシンク１００上に、上記したアームＡ１〜Ａ３それぞれを構成する２個のＩＧＢＴ毎のモジュール（以下これをＩＧＢＴモジュールと称する）１０１が配列される。ここで、ＩＧＢＴモジュール１０１は３個ずつ２列に配列されてボルト１０３によりヒートシンク１００に固定され、例えば一方の列を成す３個のＩＧＢＴモジュール１０１が、上記した走行モータの制御装置における６個のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６を構成する。更に、他方の列を成す３個のＩＧＢＴモジュール１０１は、上記した走行モータの制御装置と同様に構成された油圧モータの制御装置における６個のＩＧＢＴを構成する。
【０００７】
そして、図７に示すように、ＩＧＢＴモジュール１０１の列間には平滑用コンデンサＣやサージ吸収用コンデンサを構成する電解コンデンサ１０２が複数個配設され、これらの電解コンデンサ１０２は、分割されたヒートシンク１００により挟み込まれて固定されている。尚、図７において、１０４は電解コンデンサ１０２の上部に設けられた接続端子、１０５はＩＧＢＴモジュール１０１に設けられたコレクタ、エミッタとの接続端子であり、これら接続端子１０４、１０５は、バスバーによりバッテリＥ及びモータＭの各巻線Ｍ１〜Ｍ３に電気的に接続される。
【０００８】
更に、ＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６のゲート、エミッタは、図６、図７には示されていないプリント基板に実装されたゲート信号発生回路に接続されるようになっている。このプリント基板はＩＧＢＴモジュール１０１のケースに取り付けられ、プリント基板のプリント配線パターンに形成された接続端子部に、ＩＧＢＴモジュール１０１内の各ＩＧＢＴのゲート、エミッタが半田付け等により接続され、各ＩＧＢＴのゲート、エミッタとゲート信号発生回路とが電気的に接続され、ゲート信号発生回路により発生されるゲート信号が、各ＩＧＢＴモジュール１０１の各ＩＧＢＴのゲートに供給されて各ＩＧＢＴのオン、オフ制御が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特に走行モータの制御装置を構成するＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６には、電流容量の関係上、同様のＩＧＢＴがそれぞれ並列接続されて使用されることがあり、このような場合、図７に示す走行モータの制御装置を構成するＩＧＢＴモジュール１０１の列に、更に同様のＩＧＢＴモジュール１０１がもう１列ヒートシンク１００上に追加する必要があるが、新たにＩＧＢＴモジュール１０１の列を追加配列することは実際上非常に困難である。
【００１０】
また、このように新たにＩＧＢＴモジュール１０１の列を追加した場合、例えばＩＧＢＴＳ１で説明すると、ＩＧＢＴＳ１及びこれに並列接続されたＩＧＢＴは同じタイミングでオン、オフしなければならないため、プリント基板のプリント配線パターンにおける接続端子部とＩＧＢＴＳ１及びこれに並列接続されたＩＧＢＴとを接続するリード線の長さを同じ値に設定し、ゲート信号発生回路からのゲート信号が、ＩＧＢＴＳ１及びこれに並列接続されたＩＧＢＴに同じタイミングで供給されるようにし、このタイミングがずれることによる誤動作を防止する必要があった。このことは、その他のＩＧＢＴＳ２〜Ｓ６及びこれらに並列接続されるＩＧＢＴについても同様である。
【００１１】
そこで、本発明は、スイッチング素子の並列構成を容易に実現でき、簡単な構成により、並列接続した両スイッチング素子の駆動回路によるオン、オフのタイミングを一致させることが可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、複数個のスイッチング素子によるブリッジインバータから成り、前記スイッチング素子のオン、オフにより、フォークリフトの車体に搭載されたモータを制御するフォークリフトのモータ制御装置において、前記各スイッチング素子が配列されて固定されたヒートシンクと、配線パターンが形成された基部とこの基部に一体的に形成された接合部とから成る主基板と、前記基部の配線パターンに実装され前記各スイッチング素子をそれぞれ駆動する駆動回路と、前記接合部に形成され前記駆動回路に前記各スイッチング素子を接続するための主接続端子部と、前記ヒートシンクに配列されて固定され前記各スイッチング素子それぞれに並列に接続される数個の補助スイッチング素子と、前記各補助スイッチング素子に対応して設けられ前記主基板の前記接合部と同一形状を有する補助基板と、前記補助基板に形成され前記駆動回路を前記各補助スイッチング素子に接続するための補助接続端子部とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、電流容量の関係上、各スイッチング素子を並列構造にする必要がある場合には、各スイッチング素子それぞれに補助スイッチング素子を並列に接続すると共に、補助基板の補助接続端子部により補助スイッチング素子に駆動回路を接続すればよく、スイッチング素子の並列構成を容易に実現することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記各スイッチング素子が接続された前記主接続端子部と前記駆動回路とを接続する主リード線と、前記各補助スイッチング素子が接続された前記補助接続端子部と前記駆動回路とを接続する補助リード線とを備え、前記主リード線及び前記補助リード線の長さが等しく設定されていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成によれば、駆動回路から各スイッチング素子までの主リード線などの長さと、駆動回路から各補助スイッチング素子までの補助リード線などの長さが等しくなるため、各スイッチング素子それぞれとこれらに並列接続した補助スイッチング素子の駆動回路によるオン、オフのタイミングを一致させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。但し、図１及び図２は外観構成を示す正面図及び平面図、図３及び図４はそれぞれ異なる一部の正面図、図５は結線状態の説明図である。尚、本実施形態は、カウンタバランス型フォークリフトに適用した場合を例にとって説明する。
【００１７】
本実施形態におけるモータ制御装置は、カウンタバランス型フォークリフトの車体における運転席後部内側に設けられた収容スペース内に収容され、その外観は図１及び図２に示すように構成されている。
【００１８】
即ち、図１及び図２に示すように、運転席後部の収容スペース内に配設されるアルミニウム等から成るヒートシンク１が設けられ、このヒートシンク１上の左寄りの位置に、２個のＩＧＢＴをケース内に収容して成る３個のＩＧＢＴモジュール２１が１列に配列され、ヒートシンク１上のほぼ中央位置に、２個のＩＧＢＴをケース内に収容して成る３個のＩＧＢＴモジュール２２が１列に配列されると共に、ヒートシンク１上の右寄りの位置に、２個のＩＧＢＴをケース内に収容して成る３個のＩＧＢＴモジュール２３が１列に配列され、各ＩＧＢＴモジュール２１、２２、２３の３つの列がヒートシンク１上に並行して配列されている。
【００１９】
そして、各ＩＧＢＴモジュール２１、２２、２３は、各々ボルト３によりヒートシンク１に固定され、ＩＧＢＴモジュール２２、２３の列間には電源平滑用及びサージ吸収用の電解コンデンサ４が複数個配設され、これらの電解コンデンサ４は、分割されたヒートシンク１により挟み込まれて固定されている。
【００２０】
また、図１及び図２に示すように、電解コンデンサ４の上部には接続端子６が設けられ、各ＩＧＢＴモジュール２１、２２、２３のケースには各々のＩＧＢＴのコレクタ、エミッタとの接続端子７が設けられている。更に、図１及び図２に示すように、ヒートシンク１の上部及び下部には複数個の冷却用ファン９がそれぞれ取り付けられ、これらのファン９により、運転席後部の収容スペース内に例えば上から下向きへの気流が形成されて収容スペース内に配設されたヒートシンク１の冷却が行われる。
【００２１】
ところで、左側及び中央の列を成す各ＩＧＢＴモジュール２１、２２が走行モータの制御装置を構成し、右側の列を成す各ＩＧＢＴモジュール２３が油圧モータの制御装置を構成し、これら制御装置の基本的な構成及び結線は、図６に示すものと同様である。
【００２２】
即ち、左側の列を成す各ＩＧＢＴモジュール２１それぞれに２個ずつ収容されているＩＧＢＴは、図６におけるアームＡ１を成すＩＧＢＴＳ１、Ｓ２、アームＡ２を成すＩＧＢＴＳ３、Ｓ４、アームＡ２を成すＩＧＢＴＳ５、Ｓ６それぞれを構成し、これらのＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６が本発明におけるスイッチング素子に相当する。
【００２３】
そして、図１及び図２に示すように、平滑用コンデンサＣ（図６参照）を構成する電解コンデンサ４の接続端子６、及び各ＩＧＢＴモジュール２１の接続端子７が、バスバーによりバッテリＥ及びモータＭの各巻線Ｍ１〜Ｍ３（いずれも図６参照）に電気的に接続されている。このようにして、図１における各ＩＧＢＴモジュール２１のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６のコレクタ、エミッタとバッテリＥ及び走行用モータＭの各巻線Ｍ１〜Ｍ３との接続がなされている。
【００２４】
一方、各ＩＧＢＴモジュール２１のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６のゲート、エミッタは、図３に示すように、各ＩＧＢＴモジュール２１のケース２１Ａに取り付けられた主プリント基板１１に実装された駆動回路であるゲート信号発生回路に接続される。このとき、主プリント基板１１が本発明における主基板に相当し、配線パターン（図示せず）が形成された縦長の長方形の基部１１Ａと、この基部１１Ａに一体的に形成された基部より小さい横長の長方形の接合部１１Ｂとにより、主プリント基板１１が構成されている。
【００２５】
ところで、図３には図示されていないが、主プリント基板１１の基部１１Ａには所定の配線パターンが形成され、この配線パターンに上記したゲート信号発生回路を形成する回路部品が実装されてゲート信号発生回路が構成されている。更に、図３に示すように、接合部１１Ｂには主接続端子部１２が形成され、この主接続端子部１２において、基部１１Ａ側のゲート信号発生回路とＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６のゲート、エミッタとが接続されるようになっている。
【００２６】
また、図４に示すように、各ＩＧＢＴモジュール２２のケース２２Ａには、主プリント基板１１の接合部１１Ｂと同じ形状を有する補助基板である補助プリント基板１４が取り付けられ、各ＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６それぞれに他のＩＧＢＴを並列接続して使用する場合に、各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴが補助スイッチング素子として各ＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６それぞれに並列接続されるようになっている。その際、補助プリント基板１４に設けられた補助接続用端子部１５において、各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴのゲート、エミッタが、主プリント基板１１側のゲート信号発生回路に接続される。ここで、補助プリント基板１４を主プリント基板１１の接合部１１Ｂと同じ形状にしたため、補助プリント基板１４を形成する場合に主プリント基板１１用の金型の一部を変更して加工形成することができ、金型の共用化による製造コストの低減を図ることができる。
【００２７】
そして、図５に示すように、主プリント基板１１の基部１１Ａに実装されて成るゲート信号発生回路ＧＳの各接続端子は、配線パターンにより基部１１Ａに形成された基部側端子部１６まで導かれ、予め定められた長さに設定された主リード線１７により、基部側端子部１６と接合部１１Ｂ側の主接続端子部１２とが接続されている。
【００２８】
このとき、各ＩＧＢＴモジュール２１のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６それぞれに、各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴを並列接続して使用する必要がない場合には、基部側端子部１６と接合部１１Ｂ側の主接続端子部１２とを、主リード線１７よりも短いジャンパ線により接続して使用するのが望ましい。
【００２９】
一方、各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴのゲート、エミッタは、図４に示す補助プリント基板１４の配線パターンに接続されて補助接続端子部１５まで導かれており、各ＩＧＢＴモジュール２１のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６それぞれに、各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴを並列接続して使用する場合には、図５に示すように、上記した主リード線１７と同じ長さに設定された補助リード線１８により、基部側端子部１６と補助接続端子部１５とが接続され、ゲート信号発生回路ＧＳにより発生されるゲート信号は、これら主リード線１７及び補助リード線１８を介して同じタイミングで各ＩＧＢＴモジュール２１、２２のＩＧＢＴのゲートに供給され、各ＩＧＢＴモジュール２１のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６それぞれと、これらに並列接続された各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴが、同期してオン、オフされる。
【００３０】
ところで、油圧モータの制御装置を構成する各ＩＧＢＴモジュール２３についても、走行モータの制御装置を構成する各ＩＧＢＴモジュール２１の主プリント基板１１と同じ形状及び構成を有するプリント基板１９が設けられており、プリント基板１９には主プリント基板１１のゲート信号発生回路と同じものが実装されている。そして、各ＩＧＢＴモジュール２３のＩＧＢＴ及びプリント基板１９の接続は、各ＩＧＢＴモジュール２１のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６及び主プリント基板１１の接続と同様に成されている。そのため、主プリント基板１１とプリント基板１９との共用化を図ることができ、主プリント基板１１用の金型を利用してプリント基板１９を加工形成することができ、部品点数を低減することができる。
【００３１】
従って、上記した実施形態によれば、電流容量の関係上、各ＩＧＢＴモジュール２１のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６を並列構造にする必要がある場合には、各ＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６それぞれに各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴを並列に接続すると共に、補助プリント基板１４の補助接続端子部１５により各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴにゲート信号発生回路ＧＳを接続すればよく、ＩＧＢＴの並列構成を容易に実現することができる。
【００３２】
また、主リード線１７及び補助リード線１８の長さを等しく設定したため、ゲート信号発生回路ＧＳから各ＩＧＢＴモジュール２１のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６それぞれと、これらに並列接続した各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴのゲート信号発生回路ＧＳによるオン、オフのタイミングを一致させることができ、このタイミングのずれによる誤動作を防止することができる。
【００３３】
なお、上記した実施形態では、主リード線１７及び補助リード線１８を用いて、各ＩＧＢＴモジュール２１のＩＧＢＴＳ１〜Ｓ６それぞれと、これらに並列接続した各ＩＧＢＴモジュール２２のＩＧＢＴのゲート信号発生回路ＧＳによるオン、オフのタイミングを一致させているが、このようにタイミングを一致させる構成はリード線を用いた場合に限るものではなく、その他の接続手段を用いても構わない。
【００３４】
また、上記した実施形態では、スイッチング素子としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を使用した場合について説明したが、スイッチング素子は特にＩＧＢＴに限定されるものではなく、その他にパワーＭＯＳＦＥＴ等のパワースイッチング素子を用いる場合にも、本発明を適用することができるのはいうまでもない。
【００３５】
更に、上記した実施形態では、本発明をカウンタバランス型フォークリフトに適用した場合について説明したが、カウンタバランス型以外のフォークリフトであって、バッテリによる駆動されるモータを搭載したフォークリフトであれば本発明を同様に適用することができ、上記した実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００３６】
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、電流容量の関係上、各スイッチング素子を並列構造にする必要がある場合には、各スイッチング素子それぞれに補助スイッチング素子を並列に接続すると共に、補助基板の補助接続端子部により補助スイッチング素子に駆動回路を接続すればよく、スイッチング素子の並列構成を容易に実現可能なモータ制御装置を提供することができる。
【００３８】
また、請求項２に記載の発明によれば、駆動回路から各スイッチング素子までの主リード線などの長さと、駆動回路から各補助スイッチング素子までの補助リード線などの長さが等しくなるため、各スイッチング素子それぞれとこれらに並列接続した補助スイッチング素子の駆動回路によるオン、オフのタイミングを一致させることが可能になり、オン・オフのタイミングのずれによる誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の外観構成を示す正面図である。
【図２】この発明の一実施形態の外観構成を示す平面図である。
【図３】この発明の一実施形態における一部の正面図である。
【図４】この発明の一実施形態における異なる一部の正面図である。
【図５】この発明の一実施形態における結線状態の説明図である。
【図６】この発明の背景となるモータ制御装置の結線図である。
【図７】従来例の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ヒートシンク
１１主プリント基板（主基板）
１１Ａ基部
１１Ｂ接合部
１２主接続端子部
１４補助プリント基板
１５補助接続端子部
１７主リード線
１８補助リード線
２１、２２、２３ＩＧＢＴモジュール
Ｓ１〜Ｓ６ＩＧＢＴ（スイッチング素子）
Ｍモータ
Ｍ１〜Ｍ３巻線
Ｅバッテリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor controller for a forklift that includes a bridge inverter having a plurality of switching elements, and controls a motor mounted on a vehicle body of the forklift by turning on and off the switching elements.
[0002]
[Prior art]
A plurality of motors such as a traveling motor and a hydraulic motor are mounted on the forklift, and these motors are controlled by a control device including, for example, an insulated gate bipolar transistor (hereinafter referred to as IGBT).
[0003]
Taking a travel motor as an example, the travel motor control device is configured by a three-phase bridge inverter IV as shown in FIG. In the three-phase bridge inverter IV, as shown in FIG. 6, a first arm A1 is formed by a series circuit of two IGBTs 1, S2, and similarly, a series circuit of two IGBTs 3, S4, and 2 Second and third arms A2 and A3 are formed by a series circuit of the IGBTs 5 and S6, respectively, and flywheel diodes D1 to D6 are connected to the respective IGBTs 1 to S6 with opposite polarities.
[0004]
Then, the three-phase windings M1, M2, M3 of the stator of the traveling motor M connected in a star shape are connected to the connection points P1, P2, P3 of the IGBT in each of the arms A1 to A3 of the inverter IV, and the inverter IV The collectors of the IGBTs 1, S3, S5 above the connection points P1, P2, P3 are connected to the positive terminal of the battery E, and the IGBTs 2, S4, S4, below the connection points P1, P2, P3 of the inverter IV, respectively. The emitter of S6 is connected to the negative terminal of battery E. A smoothing capacitor C is connected to the battery E in parallel.
[0005]
By the way, since the IGBTs 1 to S6 used in such an inverter IV are accompanied by heat generation, the IGBTs 1 to S6 are usually attached to a heat sink made of aluminum or the like so as to obtain a stable operation by efficiently dissipating heat. Thus, the heat generated by the IGBTs 1 to S6 can be effectively released through the heat sink.
[0006]
Specifically, as shown in FIG. 7, on the plate-shaped heat sink 100 made of aluminum or the like, modules for each of the two IGBTs constituting the arms A1 to A3 (hereinafter referred to as IGBT modules). 101 are arranged. Here, three IGBT modules 101 are arranged in two rows of three, and are fixed to the heat sink 100 by bolts 103. For example, three IGBT modules 101 in one row include six IGBT modules 101 in the travel motor control device described above. The IGBTTS1 to S6 are configured. Further, the three IGBT modules 101 in the other row constitute six IGBTs in the hydraulic motor control device configured in the same manner as the travel motor control device described above.
[0007]
As shown in FIG. 7, a plurality of electrolytic capacitors 102 constituting a smoothing capacitor C and a surge absorbing capacitor are arranged between the rows of IGBT modules 101, and these electrolytic capacitors 102 are divided into heat sinks. It is sandwiched and fixed by 100. In FIG. 7, reference numeral 104 denotes a connection terminal provided on the upper part of the electrolytic capacitor 102, 105 denotes a collector / emitter connection terminal provided in the IGBT module 101, and these connection terminals 104 and 105 are connected to the battery by a bus bar. E and each of the windings M1 to M3 of the motor M are electrically connected.
[0008]
Furthermore, the gates and emitters of the IGBTs 1 to S6 are connected to a gate signal generation circuit mounted on a printed board not shown in FIGS. This printed circuit board is attached to the case of the IGBT module 101, and the gate and emitter of each IGBT in the IGBT module 101 are connected to the connection terminal portion formed in the printed wiring pattern of the printed circuit board by soldering or the like. The gate, the emitter, and the gate signal generation circuit are electrically connected, and the gate signal generated by the gate signal generation circuit is supplied to the gate of each IGBT of each IGBT module 101 to perform on / off control of each IGBT. Is called.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in particular, the IGBTs 1 to S6 that constitute the control device for the travel motor may be used in parallel with each other because of the current capacity. In such a case, the travel motor shown in FIG. It is necessary to add a similar IGBT module 101 to another row of heat sinks 100 in the row of IGBT modules 101 constituting the control device of the above, but it is actually very difficult to newly add a row of IGBT modules 101. It is difficult to.
[0010]
In addition, when a new row of IGBT modules 101 is added in this way, for example, in the case of IGBTTS1, since IGBTTS1 and IGBTs connected in parallel to this must be turned on and off at the same timing, printed wiring on a printed circuit board The length of the lead wire connecting the connection terminal portion in the pattern and the IGBT TS1 and the IGBT connected in parallel to the same is set to the same value, and the gate signal from the gate signal generating circuit is the IGBT TS1 and the IGBT connected in parallel to the IGBT It is necessary to prevent the malfunction caused by the deviation of the timing. The same applies to the other IGBTs 2 to S6 and the IGBTs connected in parallel thereto.
[0011]
Therefore, the present invention provides a motor control device that can easily realize a parallel configuration of switching elements and can match the on and off timings of the drive circuits of both switching elements connected in parallel with a simple configuration. For the purpose.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a motor controller for a forklift that includes a bridge inverter having a plurality of switching elements, and controls a motor mounted on the body of the forklift by turning on and off the switching elements. A heat sink in which the respective switching elements are arranged and fixed, a main board comprising a base portion on which a wiring pattern is formed, and a joint portion formed integrally with the base portion, and mounted on the wiring pattern on the base portion. A driving circuit for driving each switching element; a main connection terminal portion for connecting the switching elements to the driving circuit formed at the junction; and a fixed arrangement arranged on the heat sink. Several auxiliary switching elements connected in parallel, and each of the auxiliary switching elements An auxiliary substrate provided corresponding to the switching element and having the same shape as the joint portion of the main substrate, and an auxiliary connection terminal portion formed on the auxiliary substrate for connecting the drive circuit to each auxiliary switching element. It is characterized by having.
[0013]
According to such a configuration, when it is necessary to make each switching element in parallel structure due to the current capacity, the auxiliary switching element is connected in parallel to each switching element, and the auxiliary connection terminal of the auxiliary board is connected. A driving circuit may be connected to the auxiliary switching element by the unit, and a parallel configuration of the switching elements can be easily realized.
[0014]
Further, the present invention provides a main lead wire that connects the main connection terminal portion to which the switching elements are connected and the drive circuit, and the auxiliary connection terminal portion and the drive circuit to which the auxiliary switching elements are connected. And the auxiliary lead wires are connected to each other, and the main lead wires and the auxiliary lead wires have the same length.
[0015]
According to such a configuration, the length of the main lead wire or the like from the drive circuit to each switching element is equal to the length of the auxiliary lead wire or the like from the drive circuit to each auxiliary switching element. The ON / OFF timing by the drive circuit of the auxiliary switching element connected in parallel to these can be matched.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, FIGS. 1 and 2 are a front view and a plan view showing an external configuration, FIGS. 3 and 4 are partially different front views, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a connection state. The present embodiment will be described by taking as an example a case where it is applied to a counterbalance type forklift.
[0017]
The motor control device in the present embodiment is housed in a housing space provided on the inner side of the rear portion of the driver's seat in the body of the counterbalance forklift, and the external appearance is configured as shown in FIGS.
[0018]
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, a heat sink 1 made of aluminum or the like is provided in the accommodation space at the rear of the driver's seat, and two IGBTs are placed on the left side of the heat sink 1 as a case. Three IGBT modules 21 housed in a single row are arranged in a row, and three IGBT modules 22 in which two IGBTs are housed in a case are arranged in a row at a substantially central position on the heat sink 1. In addition to the arrangement, three IGBT modules 23 each including two IGBTs housed in a case are arranged in a line at a position on the right side of the heat sink 1, and three IGBT modules 21, 22, and 23 are arranged in one row. Rows are arranged in parallel on the heat sink 1.
[0019]
Each IGBT module 21, 22, 23 is fixed to the heat sink 1 by a bolt 3, and a plurality of electrolytic capacitors 4 for smoothing power and absorbing surge are arranged between the rows of IGBT modules 22, 23, These electrolytic capacitors 4 are sandwiched and fixed by the divided heat sink 1.
[0020]
As shown in FIGS. 1 and 2, a connection terminal 6 is provided on the upper part of the electrolytic capacitor 4, and each IGBT module 21, 22, 23 has a connection terminal 7 connected to the collector and emitter of each IGBT. Is provided. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of cooling fans 9 are respectively attached to the upper and lower portions of the heat sink 1, and by these fans 9, for example, downward from above in the accommodation space at the rear of the driver's seat. An airflow is generated to cool the heat sink 1 disposed in the accommodation space.
[0021]
By the way, the IGBT modules 21 and 22 forming the left and center rows constitute a control device for the traveling motor, and the IGBT modules 23 forming the right row constitute a control device for the hydraulic motor. The configuration and connection are the same as those shown in FIG.
[0022]
That is, two IGBTs housed in each of the IGBT modules 21 forming the left column are respectively IGBTS1, S2 forming the arm A1 and IGBTTS3, S4 forming the arm A2, and the IGBTTS5, S6 forming the arm A2 in FIG. These IGBTTS1 to S6 correspond to the switching elements in the present invention.
[0023]
1 and 2, the connection terminal 6 of the electrolytic capacitor 4 constituting the smoothing capacitor C (see FIG. 6) and the connection terminal 7 of each IGBT module 21 are connected to the battery E and the motor M by the bus bar. Are electrically connected to each of the windings M1 to M3 (see FIG. 6). In this manner, the collectors and emitters of the IGBTs 1 to S6 of each IGBT module 21 in FIG. 1 are connected to the windings M1 to M3 of the battery E and the traveling motor M.
[0024]
On the other hand, the gates and emitters of the IGBTs 1 to S6 of each IGBT module 21 are gate signal generating circuits which are drive circuits mounted on the main printed circuit board 11 attached to the case 21A of each IGBT module 21, as shown in FIG. Connected to. At this time, the main printed circuit board 11 corresponds to the main board in the present invention, and a vertically long rectangular base portion 11A on which a wiring pattern (not shown) is formed, and a lateral length smaller than the base portion formed integrally with the base portion 11A. The main printed circuit board 11 is constituted by the rectangular joint 11B.
[0025]
Incidentally, although not shown in FIG. 3, a predetermined wiring pattern is formed on the base portion 11A of the main printed circuit board 11, and circuit components for forming the gate signal generating circuit described above are mounted on the wiring pattern, and the gate signal is mounted. A generation circuit is configured. Further, as shown in FIG. 3, a main connection terminal portion 12 is formed in the junction portion 11B, and the gate signal generation circuit on the base portion 11A side and the gates and emitters of the IGBTs 1 to S6 are connected to the main connection terminal portion 12. It has come to be.
[0026]
Further, as shown in FIG. 4, an auxiliary printed circuit board 14, which is an auxiliary circuit board having the same shape as the joint portion 11 </ b> B of the main printed circuit board 11, is attached to the case 22 </ b> A of each IGBT module 22. When other IGBTs are connected in parallel, the IGBT of each IGBT module 22 is connected in parallel to each of the IGBTs TS1 to S6 as an auxiliary switching element. At that time, the gate and emitter of the IGBT of each IGBT module 22 are connected to the gate signal generation circuit on the main printed circuit board 11 side in the auxiliary connection terminal portion 15 provided on the auxiliary printed circuit board 14. Here, since the auxiliary printed circuit board 14 has the same shape as the joint portion 11B of the main printed circuit board 11, when forming the auxiliary printed circuit board 14, a part of the mold for the main printed circuit board 11 is changed and formed. The manufacturing cost can be reduced by sharing the mold.
[0027]
Then, as shown in FIG. 5, each connection terminal of the gate signal generating circuit GS mounted on the base portion 11A of the main printed circuit board 11 is led to the base side terminal portion 16 formed on the base portion 11A by the wiring pattern, The base-side terminal portion 16 and the main connection terminal portion 12 on the joint portion 11B side are connected by a main lead wire 17 set to a predetermined length.
[0028]
At this time, when it is not necessary to use the IGBT of each IGBT module 22 connected in parallel to each of the IGBTTS1 to S6 of each IGBT module 21, the base side terminal portion 16 and the main connection terminal portion 12 on the joint 11B side are used. Are preferably connected by a jumper wire shorter than the main lead wire 17.
[0029]
On the other hand, the IGBT gate and emitter of each IGBT module 22 are connected to the wiring pattern of the auxiliary printed circuit board 14 shown in FIG. 4 and led to the auxiliary connection terminal portion 15, and are respectively connected to the IGBT TS 1 to S 6 of each IGBT module 21. When the IGBTs of the respective IGBT modules 22 are connected in parallel, as shown in FIG. 5, the base side terminal portion 16 is provided by the auxiliary lead wire 18 set to the same length as the main lead wire 17 described above. And the auxiliary connection terminal portion 15 are connected, and the gate signal generated by the gate signal generation circuit GS is the gate of the IGBT of each IGBT module 21, 22 at the same timing via the main lead wire 17 and the auxiliary lead wire 18. To each of the IGBT modules 21 to 6 of each IGBT module 21 and connected in parallel to these IGBT of the IGBT module 22, turned on synchronously with, are turned off.
[0030]
By the way, also about each IGBT module 23 which comprises the control apparatus of a hydraulic motor, the printed circuit board 19 which has the same shape and structure as the main printed circuit board 11 of each IGBT module 21 which comprises the control apparatus of a traveling motor is provided, The same circuit as the gate signal generation circuit of the main printed circuit board 11 is mounted on the printed circuit board 19. And the connection of IGBT of each IGBT module 23 and the printed circuit board 19 is comprised similarly to the connection of IGBTTS1-S6 of each IGBT module 21, and the main printed circuit board 11. FIG. Therefore, the main printed circuit board 11 and the printed circuit board 19 can be shared, the printed circuit board 19 can be formed by using a mold for the main printed circuit board 11, and the number of parts can be reduced. it can.
[0031]
Therefore, according to the above-mentioned embodiment, when it is necessary to make IGBTTS1-S6 of each IGBT module 21 into a parallel structure on the relationship of current capacity, IGBT of each IGBT module 22 is parallelly arranged in each IGBTTS1-S6, respectively. In addition, the gate signal generation circuit GS may be connected to the IGBT of each IGBT module 22 by the auxiliary connection terminal portion 15 of the auxiliary printed circuit board 14, and the parallel configuration of the IGBT can be easily realized.
[0032]
Further, since the lengths of the main lead wire 17 and the auxiliary lead wire 18 are set to be equal to each other, the IGBT signal of the IGBTs 21 to 18 of each IGBT module 21 from the gate signal generation circuit GS and the IGBT gate signal of each IGBT module 22 connected in parallel to these. The ON and OFF timings by the generation circuit GS can be matched, and malfunction due to this timing shift can be prevented.
[0033]
In the above-described embodiment, using the main lead wire 17 and the auxiliary lead wire 18, the IGBT TS1 to S6 of each IGBT module 21 and the IGBT gate signal generation circuit GS of each IGBT module 22 connected in parallel thereto. Although the ON and OFF timings are matched, the configuration for matching the timings is not limited to the case where lead wires are used, and other connection means may be used.
[0034]
In the above-described embodiment, the case where an IGBT (insulated gate bipolar transistor) is used as the switching element has been described. However, the switching element is not particularly limited to the IGBT, and other power switching elements such as a power MOSFET are used. Needless to say, the present invention can also be applied to the case of using.
[0035]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a counterbalance type forklift has been described. However, the present invention is not limited to a counterbalance type forklift and is a forklift equipped with a battery-driven motor. The present invention can be applied in the same manner, and the same effect as the above-described embodiment can be obtained.
[0036]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the switching elements are required to have a parallel structure due to the current capacity, the auxiliary switching elements are connected in parallel to the respective switching elements. In addition, a drive circuit may be connected to the auxiliary switching element by the auxiliary connection terminal portion of the auxiliary substrate, and a motor control device capable of easily realizing a parallel configuration of the switching elements can be provided.
[0038]
Further, according to the invention of claim 2, since the length of the main lead wire from the drive circuit to each switching element and the length of the auxiliary lead wire from the drive circuit to each auxiliary switching element are equal, It becomes possible to make the ON / OFF timings of the respective switching elements and the auxiliary switching elements connected in parallel to each other coincide with each other, thereby preventing a malfunction due to a deviation in the ON / OFF timing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an external configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an external configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial front view of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial front view showing a different part in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a connection state in an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a connection diagram of a motor control device as a background of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Heat sink 11 Main printed circuit board (main circuit board)
11A Base portion 11B Joint portion 12 Main connection terminal portion 14 Auxiliary printed circuit board 15 Auxiliary connection terminal portion 17 Main lead wire 18 Auxiliary lead wires 21, 22, and 23 IGBT modules S1 to S6 IGBT (switching element)
M Motor M1-M3 Winding E Battery

Claims

Forklift motor control device comprising a bridge inverter with a plurality of switching elements, and controlling the motor mounted on the body of the forklift by turning on and off the switching elements.
A heat sink in which the switching elements are arranged and fixed;
A main board comprising a base on which a wiring pattern is formed and a joint formed integrally with the base;
A drive circuit mounted on the wiring pattern of the base and driving each of the switching elements;
A main connection terminal part for connecting each switching element to the drive circuit formed in the junction part;
Several auxiliary switching elements arranged and fixed on the heat sink and connected in parallel to each of the switching elements;
An auxiliary substrate provided corresponding to each auxiliary switching element and having the same shape as the joint portion of the main substrate;
A forklift motor control device comprising: an auxiliary connection terminal portion formed on the auxiliary substrate for connecting the drive circuit to each auxiliary switching element.

A main lead wire for connecting the main connection terminal portion to which the switching elements are connected and the drive circuit, and an auxiliary lead for connecting the auxiliary connection terminal portion to which the auxiliary switching elements are connected and the drive circuit The forklift motor control device according to claim 1 , wherein the main lead wire and the auxiliary lead wire are set to be equal in length.