JPH08289566A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチング素子を放熱フィンに取付る取付
作業性の向上を図ること。 【構成】 スイッチング素子６の端子６ａは、主回路基
板１５の外周部に半田付けされている。そして、スイッ
チング素子６の本体部６ｂは、主回路基板１５の外周部
から外側に突出し、放熱フィン１６と取付バー１７ａ，
１７ｂとの間で挟持されている。従って、取付バー１７
ａ，１７ｂを放熱フィン１６にネジ止めするだけで、複
数の本体部６ｂが放熱フィン１６に固定されるので、ス
イッチング素子６を放熱フィン１６に取付る取付作業性
が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モジュール化されてい
ない複数のスイッチング素子によりモータ駆動回路が構
成されたモータ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、インバータ装置のモータ駆動回
路を構成する複数のスイッチング素子は、スイッチング
損失およびオン損失により発熱する。従って、各スイッ
チング素子に放熱部材を取付け、各スイッチング素子で
発生した熱を放熱部材を通して放熱させる必要がある。

【０００３】モジュール化された複数のスイッチング素
子を用いる場合には、モジュールに放熱部材が組込まれ
ているため、スイッチング素子に放熱部材を改めて取付
ける必要がない。これに対して、モジュール化されてい
ない複数のスイッチング素子を用いる場合には、各スイ
ッチング素子に放熱部材を別途取付ける必要がある。従
来より、スイッチング素子に放熱部材を別途装着するに
あたっては、各スイッチング素子の孔を通して放熱部材
のネジ孔にネジを螺合することにより、両者を締結する
ようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来は、複数のスイッチング素子を夫々ネジ止めする構成
であるため、ネジ止め作業回数が多くなっていた。しか
も、駆動回路基板にスイッチング素子を半田付けする段
階でスイッチング素子の位置決めを行い、スイッチング
素子の孔と放熱部材のネジ孔とを正確に位置決めする必
要があり、総じて、スイッチング素子に放熱部材を簡単
に取付けることができなかった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、スイッチング素子に放熱部材を簡単
に取付けることができるモータ駆動装置を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のモータ駆
動装置は、駆動回路基板と、この駆動回路基板に接続さ
れ、モータ駆動回路を構成する複数のスイッチング素子
と、これらスイッチング素子で発生した熱を放熱する放
熱部材とを備え、前記複数のスイッチング素子の本体部
が前記駆動回路基板から突出し、押え部材により前記放
熱部材に押付けられているところに特徴を有するもので
ある。

【０００７】請求項２記載のモータ駆動装置は、複数の
スイッチング素子の本体部が駆動回路基板の外周部から
外側に突出し、放熱部材のスイッチング素子接触面が前
記駆動回路基板に対して角度を有しているところに特徴
を有するものである。請求項３記載のモータ駆動装置
は、駆動回路基板に開口部が形成され、複数のスイッチ
ング素子の本体部が前記開口部内に突出しているところ
に特徴を有するものである。

【０００８】請求項４記載のモータ駆動装置は、駆動回
路基板に開口部が形成され、複数のスイッチング素子の
本体部が前記開口部を通って前記駆動回路基板の外側に
突出し、放熱部材のスイッチング素子接触面が前記駆動
回路基板に対して角度を有しているところに特徴を有す
るものである。請求項５記載のモータ駆動装置は、駆動
回路基板に接続され、制動抵抗にモータの発電エネルギ
ーを供給する抵抗駆動用スイッチング素子を備え、この
抵抗駆動用スイッチング素子の本体部が前記駆動回路基
板から突出し、押え部材により放熱部材に押付けられて
いるところに特徴を有するものである。

【０００９】

【作用】請求項１記載の手段によれば、スイッチング素
子に放熱部材を取付けるにあたっては、駆動回路基板か
ら突出する複数の本体部を、押え部材により一括して放
熱部材に押付ける。従って、スイッチング素子を放熱部
材に個別にネジ止めする必要がなくなる。これと共に、
スイッチング素子の孔を駆動回路基板のネジ孔に位置決
めする作業が不要になる。

【００１０】請求項２記載の手段によれば、放熱部材の
スイッチング素子接触面が駆動回路基板に対して角度を
有している。従って、放熱部材の幅寸法が小形化され
る。請求項３記載の手段によれば、複数のスイッチング
素子の本体部が同一の開口部内に突出する。従って、こ
れら本体部をまとめて一つの押え部材で押えることがで
きる。

【００１１】請求項４記載の手段によれば、放熱部材の
スイッチング素子接触面が駆動回路基板に対して角度を
有している。従って、放熱部材の幅寸法が小形化され
る。請求項５記載の手段によれば、モータ駆動回路のス
イッチング素子を押えると同時に抵抗駆動用スイッチン
グ素子が押えられる。従って、抵抗駆動用スイッチング
素子を放熱部材に個別にネジ止めする必要がなくなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１ないし図３
に基づいて説明する。まず、図３において、インバータ
回路１は、三相交流整流回路２と平滑コンデンサ３とモ
ータ駆動回路に相当するインバータ主回路４とを有して
いる。三相交流整流回路２は、６個のダイオード２ａか
ら構成されたものであり、三相交流電源５の交流電圧を
直流電圧に変換する。

【００１３】インバータ主回路４は、ＩＧＢＴからなる
６個のスイッチング素子６を三相ブリッジ接続すること
により構成されたものであり、インバータ主回路４には
モータに相当する誘導モータ７が接続されている。そし
て、三相交流整流回路２が変換した直流電圧は平滑コン
デンサ３により平滑された後、インバータ主回路４を通
して誘導モータ７に供給される。

【００１４】処理演算装置８はマイクロコンピュータか
ら構成されたものであり、インバータ主回路４のスイッ
チングパターンを作成してゲートドライブ回路９に出力
する。ゲートドライブ回路９は、処理演算装置８のスイ
ッチングパターンに基づいてインバータ主回路４の各ス
イッチング素子６をスイッチングするものであり、処理
演算装置８が入力指令に応じてスイッチングパターンを
変化させることによりインバータ主回路４がスイッチン
グ制御され、誘導モータ７が加減速運転および減速停止
される。

【００１５】電圧検出センサ１０は平滑コンデンサ３の
電圧を検出するものであり、処理演算装置８は、電圧検
出センサ１０の検出信号を監視し、検出信号が所定レベ
ルを越えるとゲートドライブ回路９に放熱信号を出力す
る。尚、誘導モータ７が減速停止するとき，誘導モータ
７の負荷が変動するとき等のように、誘導モータ７が発
電作用をした場合、誘導モータ７から出力された発電エ
ネルギーが平滑コンデンサ３にチャージされ、平滑コン
デンサ３の電圧が判定レベルを上回る。

【００１６】制動抵抗回路１１は、制動抵抗１２とダイ
オード１３とから構成されたものであり、ゲートドライ
ブ回路９は、放熱信号を受けると抵抗駆動用スイッチン
グ素子１４をオンする。すると、平滑コンデンサ３にチ
ャージされた発電エネルギーが制動抵抗１２に供給さ
れ、制動抵抗１２により熱として消費される。尚、制動
抵抗回路１１はインバータ回路１の一部を構成するもの
である。

【００１７】インバータ主回路４の各スイッチング素子
６は、図１に示すように、駆動回路基板に相当する主回
路基板１５に実装されている。また、放熱フィン１６
は、スイッチング素子６および１４で発生した熱を放熱
する放熱部材に相当するものであり、両側に水平なスイ
ッチング素子接触面１６ａ，１６ａを有し、中央に凹部
１６ｂを有している。そして、主回路基板１５は放熱フ
ィン１６の凹部１６ｂ内に配設されている。尚、放熱フ
ィン１６により放熱される熱は、スイッチング素子６お
よび１４のスイッチング損失やオン損失により発生す
る。

【００１８】インバータ主回路４の各スイッチング素子
６および抵抗駆動用スイッチング素子１４は、その端子
６ａおよび１４ａが主回路基板１５の外周部に半田付け
されている。そして、スイッチング素子６の本体部６ｂ
およびスイッチング素子１４の本体部１４ｂは主回路基
板１５の外周部から外側に突出し、放熱フィン１６のス
イッチング素子接触面１６ａ上に載置されている。

【００１９】スイッチング素子６の本体部６ｂおよびス
イッチング素子１４の本体部１４ｂには、図２に示すよ
うに、薄肉な押え部６ｃおよび１４ｃが形成されてい
る。そして、図１に示すように、図示左側に位置する３
個のスイッチング素子６は、押え部材に相当する板状の
取付バー１７ａを放熱フィン１６のスイッチング素子接
触面１６ａにネジ止めすることにより、その押え部６ｃ
が取付バー１７ａとスイッチング素子接触面１６ａとの
間で挟持されている。これにより、前記３個のスイッチ
ング素子６の本体部６ｂがスイッチング素子接触面１６
ａに押付けられている。

【００２０】図示右側に位置する３個のスイッチング素
子６および１個のスイッチング素子１４は、取付バー１
７ｂをスイッチング素子接触面１６ａにネジ止めするこ
とにより、その押え部６ｃおよび１４ｃが取付バー１７
ｂとスイッチング素子接触面１６ａとの間で挟持されて
いる。これにより、前記３個のスイッチング素子６の本
体部６ｂおよび１個のスイッチング素子１４の本体部１
４ｂがスイッチング素子接触面１６ａに押付けられてい
る。尚、符号１８は、取付バー１７ａおよび１７ｂを固
定するネジである。

【００２１】上記実施例によれば、スイッチング素子６
に放熱フィン１６を取付けるにあたっては、取付バー１
７ａおよび１７ｂを放熱フィン１６にネジ止めし、６個
のスイッチング素子６の本体部６ｂを放熱フィン１６に
一括して押付ける。従って、６個のスイッチング素子６
を放熱フィン１６に個別にネジ止めする必要がなくな
る。しかも、スイッチング素子６の孔と放熱フィン１６
のネジ孔とを位置決めする作業が不要になるので、スイ
ッチング素子６を主回路基板１５に半田付けするにあた
って、スイッチング素子６の位置決め作業が廃止され、
総じて、スイッチング素子６が放熱フィン１６に簡単に
取付けられる。

【００２２】また、主回路基板１５に抵抗駆動用スイッ
チング素子１４を接続し、取付バー１７ａを放熱フィン
１６にネジ止めすることに伴い、スイッチング素子１４
の本体部１４ｂを放熱フィン１６に押付ける構成とし
た。このため、スイッチング素子６と同時にスイッチン
グ素子１４が放熱フィン１６に取付けられるので、装置
の組立作業性が向上する。

【００２３】次に本発明の第２実施例を図４に基づいて
説明する。放熱フィン１６の各スイッチング素子接触面
１６ａは、主回路基板１５から離れるに従って上昇する
傾斜面状をなしている。また、各スイッチング素子６の
本体部６ｂおよびスイッチング素子１４の本体部１４ｂ
は、端子６ａおよび１４ａをスイッチング素子接触面１
６ａの傾斜角に沿って折曲げることによりスイッチング
素子接触面１６ａ上に配置されている。

【００２４】上記実施例によれば、スイッチング素子接
触面１６ａを主回路基板１５に対して傾斜させたので、
放熱フィン１６の幅寸法が小さくなり、その結果、イン
バータ回路１全体が小形化される。

【００２５】次に本発明の第３実施例を図５に基づいて
説明する。放熱フィン１６の各スイッチング素子接触面
１６ａは、主回路基板１５から離れるに従って下降する
傾斜面状をなしている。また、各スイッチング素子６の
本体部６ｂおよびスイッチング素子１４の本体部１４ｂ
は、端子６ａおよび１４ａをスイッチング素子接触面１
６ａの傾斜角に沿って折曲げることによりスイッチング
素子接触面１６ａ上に配置されている。

【００２６】上記実施例によれば、スイッチング素子接
触面１６ａを主回路基板１５に対して傾斜させたので、
放熱フィン１６の幅寸法が小さくなり、その結果、イン
バータ回路１全体が小形化される。尚、上記第２および
第３実施例においては、スイッチング素子接触面１６ａ
を主回路基板１５に対して傾斜させたが、これに限定さ
れるものではなく、直交させても良い。この構成の場
合、放熱フィン１６の幅寸法が一層小さくなるので、イ
ンバータ回路１全体が一層小形化される。

【００２７】次に本発明の第４実施例を図６に基づいて
説明する。主回路基板１５の中央部には矩形状の開口部
１５ａが形成されている。そして、スイッチング素子６
の本体部６ｂおよびスイッチング素子１４の本体部１４
ｂは、端子６ａおよび１４ａが主回路基板１５の外周部
に半田付けされることにより、開口部１５ａ内に突出し
ている。

【００２８】放熱フィン１９は、中央に凸部１９ａを有
し且つ両側に段部１９ｂ，１９ｂを有するものであり、
凸部１９ａの上面が水平なスイッチング素子接触面１９
ｃとして機能するようになっている。そして、６個のス
イッチング素子６の押え部６ｃおよびスイッチング素子
１４の押え部１４ｃは、押え部材に相当する板状の取付
バー２０をスイッチイング素子接触面１９ｃにネジ止め
することにより、取付バー２０とスイッチイング素子接
触面１９ｃとの間で挟持されている。これにより、各ス
イッチング素子６の本体部６ｂおよびスイッチング素子
１４の本体部１４ｂが放熱フィン１９に押付けられてい
る。

【００２９】上記実施例によれば、主回路基板１５の開
口部１５ａ内に６個のスイッチング素子６の本体部６ｂ
およびスイッチング素子１４の本体部１４ｂを突出させ
る構成とした。このため、押え部６ｃおよび１４ｃを共
通の取付バー２０で押えることが可能になるので、取付
バー２０の取付工数が短縮され、その結果、スイッチン
グ素子６および１４が放熱フィン１９に一層簡単に取付
けられる。

【００３０】また、放熱フィン１９の凸部１９ａにスイ
ッチング素子６および１４を固定する構成とした。この
ため、主回路基板１５と放熱フィン１９との間に通風部
２１，２１が形成される。従って、各通風部２１から主
回路基板１５に風が供給されるようになるので、その結
果、スイッチング素子６および１４の冷却性能が向上す
る。

【００３１】次に本発明の第５実施例を図７に基づいて
説明する。放熱フィン２２の中央部には水平な基板支持
部２２ａが形成されており、主回路基板１５は、図示し
ないスペーサーを介して基板支持部２２ａに支持されて
いる。そして、各スイッチング素子６の本体部６ｂおよ
びスイッチング素子１４の本体部１４ｂは、端子６ａお
よび１４ａを折曲げることに伴い、主回路基板１５の開
口部１５ａを通して主回路基板１５の外側に突出してい
る。

【００３２】放熱フィン２２の両側にはスイッチング素
子接触面２２ｂ，２２ｂが形成されている。これら各ス
イッチング素子接触面２２ｂは、主回路基板１５から離
れるに従って下降する傾斜面状をなしており、各スイッ
チング素子６の本体部６ｂおよびスイッチング素子１４
の本体部１４ｂは、取付バー１７ａおよび取付バー１７
ｂ（図１参照）により、放熱フィン２２に押付けられて
いる。

【００３３】上記実施例によれば、スイッチング素子接
触面２２ｂを主回路基板１５に対して傾斜させたので、
放熱フィン２２の幅寸法が小さくなり、その結果、イン
バータ回路１全体が小形化される。また、放熱フィン２
２の基板支持部２２ａにスペーサーを介して主回路基板
１５を固定する構成としたので、主回路基板１５と放熱
フィン２２との間に通風部２３が形成される。従って、
通風部２３から主回路基板１５に風が供給されるように
なり、その結果、スイッチング素子６および１４の冷却
性能が向上する。

【００３４】尚、上記第５実施例においては、スイッチ
ング素子接触面２２ａを主回路基板１５に対して下降傾
斜させたが、これに限定されるものではなく、第３実施
例のように上昇傾斜させたり、あるいは、直交させたり
しても良い。また、上記第１〜第５実施例においては、
押え部材を板状の取付バー１７ａ，１７ｂ，２０により
構成したが、これに限定されるものではなく、例えば棒
状の取付棒により構成しても良い。

【００３５】また、上記第１〜第５実施例においては、
スイッチング素子６および１４を主回路基板１５の両側
に分割して半田付けしたが、これに限定されるものでは
なく、主回路基板１５の一端側に一括して半田付けして
も良い。この構成の場合、６個のスイッチング素子６お
よび抵抗駆動用スイッチング素子１４を共通の押え部材
により押えることができるので、押え部材の取付工数が
削減される。

【００３６】また、上記第１〜第５実施例においては、
スイッチング素子１４および制動抵抗回路１１を設け、
誘導モータ７の発電エネルギーを制動抵抗回路１１で消
費する構成としたが、スイッチング素子１４および制動
抵抗回路１１は必要に応じて設ければ良い。また、上記
第１〜第５実施例においては、スイッチング素子として
ＩＧＢＴを例示したが、これに限定されるものではな
く、例えばトランジスタであっても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のモータ駆動装置は以下の効果を奏する。請求項１記載
の手段によれば、スイッチング素子の本体部を複数まと
めて放熱部材に押付けることができる。このため、スイ
ッチング素子を放熱部材に個別にネジ止めする必要がな
くなり、その結果、装置の組立作業性が向上する。これ
と共に、スイッチング素子の孔を駆動回路基板の孔に対
して正確に位置決めする作業が不要になるので、この点
からも装置の組立作業性が向上する。

【００３８】請求項２記載の手段によれば、放熱部材の
スイッチング素子接触面が駆動回路基板に対して傾斜ま
たは直交する。このため、放熱部材の幅寸法が小形化さ
れ、その結果、装置全体が小形化される。請求項３記載
の手段によれば、スイッチング素子の本体部を複数まと
めて同一の開口部内に突出させることができる。このた
め、これら本体部が共通の押え部材で押えられるので、
押え部材の取付工数が短縮され、その結果、装置の組立
作業性が一層向上する。

【００３９】請求項４記載の手段によれば、放熱部材の
スイッチング素子接触面が駆動回路基板に対して傾斜ま
たは直交する。このため、放熱部材の幅寸法が小形化さ
れ、その結果、装置全体が小形化される。請求項５記載
の手段によれば、モータ駆動回路のスイッチング素子と
同時に抵抗駆動用スイッチング素子を押えることができ
る。このため、抵抗駆動用スイッチング素子を放熱部材
に個別に装着する必要がなくなり、その結果、装置の組
立作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すインバータ主回路部
分の斜視図

【図２】スイッチング素子を示す斜視図

【図３】インバータ装置の電気的構成を示す図

【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図６】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図７】本発明の第５実施例を示す図１相当図

【符号の説明】

４はインバータ主回路（モータ駆動回路）、６はスイッ
チング素子、６ｂは本体部、７は誘導モータ（モー
タ）、１２は制動抵抗、１４はスイッチング素子（抵抗
駆動用スイッチング素子）、１４ｂは本体部、１５は主
回路基板（駆動回路基板）、１５ａは開口部、１６は放
熱フィン（放熱部材）、１６ａはスイッチング素子接触
面、１７ａおよび１７ｂは取付バー（押え部材）、１９
は放熱フィン（放熱部材）、１９ｃはスイッチング素子
接触面、２０は取付バー（押え部材）、２２は放熱フィ
ン（放熱部材）、２２ｂはスイッチング素子接触面を示
す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動回路基板と、 この駆動回路基板に接続され、モータ駆動回路を構成す
   る複数のスイッチング素子と、 これらスイッチング素子で発生した熱を放熱する放熱部
   材とを備え、 前記複数のスイッチング素子は、 その本体部が前記駆動回路基板から突出し、押え部材に
   より前記放熱部材に押付けられていることを特徴とする
   モータ駆動装置。
2. 【請求項２】 複数のスイッチング素子の本体部が駆動
   回路基板の外周部から外側に突出し、 放熱部材のスイッチング素子接触面が前記駆動回路基板
   に対して角度を有していることを特徴とする請求項１記
   載のモータ駆動装置。
3. 【請求項３】 駆動回路基板に開口部が形成され、 複数のスイッチング素子の本体部が前記開口部内に突出
   していることを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装
   置。
4. 【請求項４】 駆動回路基板に開口部が形成され、 複数のスイッチング素子の本体部が前記開口部を通って
   前記駆動回路基板の外側に突出し、 放熱部材のスイッチング素子接触面が前記駆動回路基板
   に対して角度を有していることを特徴とする請求項１記
   載のモータ駆動装置。
5. 【請求項５】 駆動回路基板に接続され、制動抵抗にモ
   ータの発電エネルギーを供給する抵抗駆動用スイッチン
   グ素子を備え、 この抵抗駆動用スイッチング素子は、 その本体部が前記駆動回路基板から突出し、押え部材に
   より放熱部材に押付けられていることを特徴とする請求
   項１記載のモータ駆動装置。