JPWO2008029636A1 - モータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
従来のモータ制御装置、例えばインバータ装置においては、図7から図9に示す構成がとられてきた。
図7から図9において、ヒートシンク1にはボス1aおよび係合部1bおよびフィン1cが設けられ、前記ボス1a上に基板6が配置され、ネジ7で前記ヒートシンク1に取りつけられている。前記基板6の下面にある前記ヒートシンク1の上には第1のパワー半導体モジュール2および第2のパワー半導体モジュール4が配置されている。なお、前記パワー半導体モジュール2は、ネジ3で前記ヒートシンク1の上面に密着して取りつけられており、前記パワー半導体モジュール4はネジ5で前記ヒートシンク1の上面に密着して取りつけられている。また、前記係合部1bにはファン8が取りつけられ、前記フィン1cに冷却風を当てることにより前記ヒートシンク1の冷却効率を向上させている。
この構成において、前記ヒートシンク1はダイカストで製作されており、前記基板6を取りつけるための前記ボス1aや、前記ファン8を取りつけるための前記係合部1bを設けることにより、部品点数の削減を実現している。
すなわち、ダイカストは熱伝導性が悪く、フィンピッチもあまり小さくできない。そのため、冷却効率が悪くヒートシンクの小型化の妨げになっていた。そのため、ヒートシンクを小型化してモータ制御装置の小型化を実現するのには限界があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、部品点数を極力増やすことなく、ヒートシンクを小型化することにより、装置の小型化およびコストダウンが容易にできるモータ制御装置を提供することを目的とするものである。
請求項1に記載の発明は、ヒートシンクと、前記ヒートシンクに密着する複数のパワー半導体モジュールと、前記複数のパワー半導体モジュールと電気的に接続された基板と、外気の流れを発生させ、前記ヒートシンクに冷却風を当てるファンを備えたモータ制御装置において、前記ヒートシンクを、第1のヒートシンクと第2のヒートシンクからなる2種類のヒートシンクを組み合わせて製作し、前記第1のヒートシンクと第2のヒートシンクのそれぞれに、少なくとも1個以上の前記パワー半導体モジュールを密着させたことを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、前記第1のヒートシンクを、ダイカストヒートシンクとし、第2のヒートシンクを押し出し、あるいはかしめ方式等の熱伝導性が良い材料を用いたヒートシンクとすることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、前記第1のヒートシンクと第2のヒートシンクの内、少なくともいずれか1つのヒートシンクにフィンが備えられていることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、前記第1のヒートシンクと第2のヒートシンクにフィンを備え、前記第2のヒートシンクのフィンを、第1のヒートシンクのフィンよりも風下に配置したことを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、前記第2のヒートシンクのフィンピッチが、前記第1のヒートシンクのフィンピッチよりも小さいことを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、前記2種類のヒートシンクの間に断熱材を挿入したことを特徴とするものである。
請求項1,2,3に記載の発明によると、ヒートシンクを、第1のヒートシンクと第2のヒートシンクからなる2種類のヒートシンクを組み合わせて製作し、第1のヒートシンクを、複雑な形状が可能なダイカストヒートシンクにすることにより、基板を取りつけるためのボスやファンを取りつけるための係合部が容易に設けられ、装置の部品点数が削減される。また、第2のヒートシンクを、熱伝導性の良い押し出し、あるいはかしめ等のヒートシンクにすることにより、冷却効率を向上させ、ヒートシンクを小型化するとともに、モータ制御装置を小型化することができる。
請求項4に記載の発明によると、熱伝導性が良くパワー半導体モジュールの熱が良好に伝達されて高温になりやすい前記第2のヒートシンクのフィンを、第1のヒートシンクのフィンよりも風下に配置することで、第1のヒートシンクが、高温の第2のヒートシンクの影響を受けることがない。
請求項5に記載の発明によると、熱伝導性の良いかしめ等のヒートシンクのフィンピッチを、ダイカストで製作した場合の製作可能なフィンピッチよりも小さくすることにより、放熱面積が大きくなり冷却効率が向上するので、ヒートシンクを小型化することができ、モータ制御装置を小型化することができる。
請求項6に記載の発明によると、2つのヒートシンク間の熱移動を遮断することができるため、第1のヒートシンクと第2のヒートシンクのそれぞれに装着されているパワー半導体モジュール同士の影響を無視することができ、ヒートシンクの小型化を効率的に行うことができ、モータ制御装置を小型化することができる。
1a ボス
1b 係合部
1c フィン
2 第1のパワー半導体モジュール
3 第1のパワー半導体モジュール固定用のネジ
4 第2のパワー半導体モジュール
5 第2のパワー半導体モジュール固定用のネジ
6 基板
7 基板固定用のネジ
8 ファン
9 第1のヒートシンク
9a ボス
9b 係合部
9c 中空穴
10 第2のヒートシンク
10a フィン
11 第2のヒートシンク固定用のネジ
12 断熱材
図1から図3において、2は第1のパワー半導体モジュール、4は第2のパワー半導体モジュール、6は基板、8はファン、9は第1のヒートシンク、10は第2のヒートシンクである。
ここで、前記第1のヒートシンク9にフィンを設ける空間がある場合は、前記第1のヒートシンク9にフィンを設け、前記ファン8にて冷却風を当てることにより、前記第1のヒートシンク9の冷却効率を向上させることも可能である。
また、上述したように、前記第1のヒートシンク9を、ダイカストヒートシンクとし、第2のヒートシンク10を押し出し、あるいはかしめ方式等の熱伝導性が良い材料を用いたヒートシンクとした場合、熱伝導性が良くパワー半導体モジュールの熱が良好に伝達されて高温になりやすい前記第2のヒートシンク10のフィン10aは、第1のヒートシンク9のフィン(図示せず)よりも風下に配置されることになり、第1のヒートシンク9が高温の風の影響を受け、冷却性が悪くなるということがない。
ここで、前記第1のパワー半導体モジュール2と前記第2のパワー半導体モジュール4は、通常の使用形態ではほとんどの場合において、発熱量が異なっている。そのため、必然的に発熱量が大きい方のパワー半導体モジュールを冷却効率が高い前記ヒートシンク10に取りつけることになる。つまり、前記第2のパワー半導体モジュール4が前記第1のパワー半導体モジュール2よりも発熱量が高く、そのため、前記第2のパワー半導体モジュール4は、冷却効率のよい第2のヒートシンクに10に取りつけられている。
図4から図6において、2は第1のパワー半導体モジュール、4は第2のパワー半導体モジュール、6は基板、8はファン、9は第1のヒートシンク、10は第2のヒートシンク、12は断熱材である。
ここで、前記第1のヒートシンク9にフィンを設ける空間がある場合は、前述した実施例1と同様に、前記第1のヒートシンク9にフィンを設け、前記ファン8にて冷却風を当てることにより、前記第1のヒートシンク9の冷却効率を向上させることも可能である。この場合、熱伝導性が良くパワー半導体モジュールの熱が良好に伝達されて高温になりやすい前記第2のヒートシンクのフィンは、第1のヒートシンクのフィンよりも風下に配置されることになり、第1のヒートシンクが高温の風の影響を受け、冷却性が悪くなるということがない。
ここで、前記第1のパワー半導体モジュール2と前記第2のパワー半導体モジュール4は、通常の使用形態ではほとんどの場合において、発熱量が異なっている。そのため、必然的に発熱量が大きい方のパワー半導体モジュールを冷却効率が高い前記ヒートシンク10に取りつけることになる。つまり、前記第2のパワー半導体モジュール4が前記第1のパワー半導体モジュール2よりも発熱量が高く、そのため、前記第2のパワー半導体モジュール4は、冷却効率のよい第2のヒートシンクに10に取りつけられている。
Claims (6)
- ヒートシンクと、前記ヒートシンクに密着する複数のパワー半導体モジュールと、前記複数のパワー半導体モジュールと電気的に接続された基板と、外気の流れを発生させ、前記ヒートシンクに冷却風を当てるファンを備えたモータ制御装置において、
前記ヒートシンクを、第1のヒートシンクと第2のヒートシンクからなる2種類のヒートシンクを組み合わせて製作し、前記第1のヒートシンクと第2のヒートシンクのそれぞれに、少なくとも1個以上の前記パワー半導体モジュールを密着させたことを特徴とするモータ制御装置。 - 前記第1のヒートシンクを、ダイカストヒートシンクとし、第2のヒートシンクを押し出し、あるいはかしめ方式等の熱伝導性が良い材料を用いたヒートシンクとすることを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記第1のヒートシンクと第2のヒートシンクの内、少なくともいずれか1つのヒートシンクにフィンが備えられていることを特徴とする請求項2に記載のモータ制御装置。
- 前記第1のヒートシンクと第2のヒートシンクにフィンを備え、前記第1のヒートシンクのフィンを、第2のヒートシンクのフィンよりも風上に配置したことを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。
- 前記第2のヒートシンクのフィンピッチが、前記第1のヒートシンクのフィンピッチよりも小さいことを特徴とする請求項4に記載のモータ制御装置。
- 前記第1のヒートシンクと第2のヒートシンクの間に断熱材を挿入したことを特徴とする請求項1から5のいずれかの項に記載のモータ制御装置。
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