JPWO2008087875A1 - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

出荷試験の作業時間を削減し、コストダウン行い、試験の信頼性を上げ、さらに主回路端子台の小型化を行うことにより装置の小型化を行うことができるモータ制御装置を提供する。ヒートシンク（１）と、ヒートシンク（１）に密着する樹脂で形成されたサポート（２）と、ヒートシンク（１）に密着する複数の外部電極端子を備えたパワー半導体モジュール（３）と、導電板部を有し主回路配線を行なう主回路端子台（６）と、サポート（２）に載置されるとともに、主回路端子台（６）を有し、複数の外部電極端子が接続される基板（５）と、ヒートシンク（１）に取付けるファン（７）と、ファン（７）とヒートシンク（１）を固定させるファンケース（８）とを備えたモータ制御装置において、主回路端子台（６）の導電板部に、出荷試験用のプローブの形状に合わせて除肉した樹脂部（６ａ）を備えた構成とする。

Description

本発明は、主に高圧電源で動作するインバータ装置やサーボアンプなどのモータ制御装置に関するものであり、特にモータ制御装置の自動試験化による工数削減効果と試験の信頼性を上げるための主回路端子台に関するものである。

従来のモータ制御装置、例えばインバータ装置は、高熱を発するパワー半導体モジュールを用いているため、パワー半導体モジュールをヒートシンクに密着させ冷却効果を上げている。更に冷却効果を上げるためにファンを用い強制空冷にて冷却効果を上げている（例えば、特許文献１参照）。
また、樹脂サポートをヒートシンクと主回路配線を行う主回路端子台が実装された基板との間に構成させ、ヒートシンク側からの熱を基板側に伝えないように構成している。
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５、図６、および図７に示す構成がとられてきた。図５から図７において、ヒートシンク１に対し、例えばヒートシンク1に備えられたネジ穴1ｃに、主回路配線を行う主回路端子台６が実装された第１の基板５が配置され、ネジ９で第１の基板５は取付けされている。第１の基板５の下面にあるヒートシンク１の上にはインバータ部ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）素子等を備えたパワー半導体モジュール３が実装されている。なお、パワー半導体モジュール３はネジ４でヒートシンク１の上面に密着して取付けられている。ヒートシンク１と第１の基板５の間には、サポート２が配置され、ヒートシンク１と第１の基板５の取付の際、ネジ９で共締めされている。ヒートシンク１の地側には、ファン７を取付けたファンケース８が取付けされている。
この構成における、図７の端子台６は、主回路配線を行うため、樹脂で成型されたモールド６ａと電流を第１の基板５へ伝える導電板６ｂ，主回路配線のケーブルを導電板６ｂへ結線させるネジ６ｃ形成されている。
なお、第２の基板等は図示を省略している。
特開２００４−３４９５４８号公報

しかしながら、従来のモータ制御装置の構成には次のような問題があった。
モータ制御装置の出荷試験を行う際、主回路端子台の導電板周りを樹脂で覆っているため、プローブを当てる導電部が少なく、ネジや導電板にプローブを当てると電流容量が足りないためショートを起こしていた。そのため、ネジを緩めてケーブルを主回路端子台に取付け、その後ネジ締めを行い出荷試験を行っていた。また出荷試験後はネジを緩めケーブルを外し規定トルクでネジ締めを行っていた。このように出荷試験のセッティングに時間が必要であるため、作業時間の短縮に限界があった。そのため、作業時間を削減しモータ制御装置のコストダウンを実現するのには限界があった。また電流値の低い主回路端子台では、モータ制御装置を小型化するため、導電板の板厚を薄くしている。導電板の板厚が薄いため、導電板のリードの強度不足が発生している。そのため、導電板周りを樹脂で覆う必要がある。導電板のリードを樹脂で覆うと、熱が内部にこもり主回路端子台の温度が上昇する。主回路端子台の温度が上昇すると、主回路端子台の信頼性が低くなる。主回路端子台の信頼性を保つためには、温度上昇を抑える必要があり、温度上昇を抑えるためには、導電板の板厚を厚くしなければならない。導電板の板厚を厚くすると主回路端子台を大きくする必要があるため、モータ制御装置の小型化に限界があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、出荷試験の作業時間を削減し、コストダウン行い、試験の信頼性を上げ、さらに主回路端子台の小型化を行うことにより装置の小型化を行うことが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。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、ヒートシンクと、ヒートシンクに密着する樹脂で形成されたサポートと、ヒートシンクに密着する複数の外部電極端子を備えたパワー半導体モジュールと、導電板部を有し主回路配線を行なう主回路端子台と、
前記サポートに載置されるとともに、前記主回路端子台を有し、前記複数の外部電極端子が接続される基板と、前記ヒートシンクに取付けるファンと、前記ファンと前記ヒートシンクを固定させるファンケースと、を備えたモータ制御装置において、前記主回路端子台の導電板部に、出荷試験用のプローブの形状に合わせて除肉した樹脂部を備え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、前記主回路端子台の導電板に、導電板とプローブの接触面積を増やすための、当たり面を形成したことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記主回路端子台の導電板のリードに、強度を増すための幅広部を形成したことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、前記リードの幅広部が、除肉した樹脂部から外部に露出していることを特徴とするものである。

本発明によれば、次のような効果がある。
請求項１に記載の発明によると、電板部の樹脂部を出荷試験用のプローブの形状に合わせて除肉するため、導電板にプローブを当てることができ、試験が容易に行えるようになる。
試験が容易に行なえるようになることにより、ロボットでの自動試験が簡単に行なうことができ、作業性の向上を行なうことができる。
請求項２記載の発明によると、導電板にプローブとの接触面積を増やすための当たり面を形成するため、電流容量不足によるショートの発生がなくなり、試験の信頼性向上を行うことができる。
請求項１及び請求項２記載の発明によると、導電板に正面方向から力が加わった場合にも、導電板にはプローブの当たり面があるので、この当たり面でも力を受けることができ導電板が傾くことがない。導電板が傾くことがないため、実装不良が発生することがなく、組立性の向上を行うことができる。
請求項３記載の発明によると、導電板のリード強度を増すため、リード幅を広く形成する。リード幅を広く形成するため、その部分を樹脂で補強しなくてもリードが傾くことがなく、導電板が傾くことがない。導電板が傾くことがないため、実装不良が発生することがなく、組立性の向上を行うことができる。
請求項４記載の発明よると、リード幅を広く形成し、その部分の樹脂部を除肉するため、導電板に風が当たり、端子台の温度上昇を抑えることができる。端子台の温度上昇を抑えることにより、端子台を小型化することができる。端子台を小型化することにより、モータ制御装置を小型化することができる。

本発明の実施例を示すモータ制御装置の斜面図である。 図1におけるモータ制御装置の分解斜視図である。 図２における主回路端子台を示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は斜視断面図、（ｅ）は導電板の斜視図である。 導電板リードの幅を広くした場合の主回路端子台を示した図であり、（ａ）は主回路端子台の正面図、（ｂ）は主回路端子台の右側面図、（ｃ）は主回路端子台の平面図、（ｄ）は主回路端子台の斜視図、（ｅ）は導電板の斜視図である。 従来技術を示すモータ制御装置の斜視図である。 図５におけるモータ制御装置の分解斜視図である。 図６における主回路端子台を示した図であり、従来の主回路端子台の（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は斜視断面図、（ｅ）は導電板の斜視図である。

符号の説明

１ ヒートシンク
１ａ ネジ穴
１ｂ サポート取付けボス
１ｃ ネジ穴
２ 樹脂サポート
２ａ 基板位置決めボス
２ｂ 基板固定爪
２ｃ ヒートシンク取付け穴
３ パワー半導体モジュール
４ パワー半導体モジュール固定用のネジ
５ 第１の基板
５ａ 基板位置決めボス通し穴
５ｂ ネジ通し穴
６ 主回路端子台
６ａ モールド
６ａ１ モールド除肉部
６ｂ 導電板
６ｂ１ 導電板プローブ当たり面
６ｂ２ 導電板リード
６ｂ２ａ 幅広部
６ｃ ネジ
７ ファン
８ ファンケース
９ 第１の基板固定用のネジ

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明のモータ制御装置の斜視図である。図２は、図1におけるモータ制御装置の分解斜視図である。図３は、図1における主回路端子台６を示した図であり、図３（ａ）は主回路端子台６の正面図、図３（ｂ）は主回路端子台６の右側面図、図３（ｃ）は主回路端子台６の平面図、図３（ｄ）は主回路端子台６の斜視断面図、図３（ｅ）は導電板６ｂの斜視図である。図４は、導電板リードの幅を広くした場合の主回路端子台６を示した図であり、図４（ａ）は主回路端子台６の正面図、図４（ｂ）は主回路端子台６の右側面図、図４（ｃ）は主回路端子台６の平面図、図４（ｄ）は主回路端子台６の斜視図、図４（ｅ）は導電板６ｂの斜視図である。
図１から図４において、１は冷却用ヒートシンク、２は樹脂サポート、３はインバータ部ＩＧＢＴ素子等を含むパワー半導体モジュールであり、複数本の外部電極端子を持つ構造になっている。６は主回路配線を行なう、主回路端子台であり、５はパワー半導体モジュール３の外部電極端子と主回路端子台６が接続される第１の基板である。７はファンであり、８はファン７をヒートシンク１に固定するファンケースである。
なお、前記ファンケース８は、ヒートシンク１に直接固定せず、部材を介して固定しても構わない。また、第２の基板等は図示を省略している。

前記ヒートシンク１は、例えば直方体をしており、上面は平面状に形成され、サポート２を取付ける、サポート取付けボス１ｂが複数個形成されている。また前記パワー半導体モジュール３をヒートシンク１に取付けるためのネジ穴１ａが複数個形成されている。

前記サポート２は、前記ヒートシンク１の上に配置し、ヒートシンク取付け穴２ｃが複数個形成されている。また、前記パワー半導体モジュール３の外部電極端子と主回路端子台６が接続される第１の基板５を取付けるための、基板位置決めボス２ａと基板固定爪２ｂが複数個形成されている。

前記パワー半導体モジュール３は、前記ヒートシンク１のネジ穴１ａの上に配置し、ネジ４を使用し仮固定する。

前記主回路端子台６は、第１の基板５の上に配置し半田付けする。

前記第１の基板５は、前記サポート２の上に配置し、基板位置決めボス２ａと基板固定爪２ｂで固定させる。前記パワー半導体モジュール３も締付固定させる。この状態で前記パワー半導体モジュール３の端子を第1の基板５に半田付けする

前記ファン７は、前記ヒートシンク１に配置し、ファンケース８で前記ヒートシンク１に固定させる。

本発明のモータ制御装置は、主回路端子台６のモールド（樹脂部）６ａにモールド除肉部６ａ１、導電板６ｂに導電板プローブ当たり面６ｂ１を形成しているので、導電板６ｂにプローブを容易に当てることができ、試験を容易に行なうことができる。試験を容易に行なうことができることにより、ロボットでの自動試験を簡単に行なうことができ、作業性の向上を行なうことができる。作業性の向上を行なうことができることにより、出荷試験の作業時間を削減し、モータ制御装置のコストダウンを行なうことができる。さらに、導電板プローブ当たり面６ｂ１を設けることにより、導電板６ｂとプローブの接触面積が増えるため、電流容量不足によるショートの発生がなくなり、試験の信頼性向上を行なうことができる。
また導電板６ｂに正面方向から力が加わる場合にも、導電板６ｂには導電板プローブ当たり面６ｂ１の当たり面があるので、この当たり面でも力を受けることができ導電板６ｂが傾くことがない。導電板６ｂが傾くことがないため、実装不良が発生することがなく、組立性の向上を行うことができる。
また、導電板６ｂの導電板リード６ｂ２のリード幅を広くして幅広部６ｂ２ａを形成し、リード強度を補強するため、その部分をモールド６ａで補強しなくてもリードが傾くことがなく、導電板６ｂが傾くことがない。導電板６ｂが傾くことがないため、実装不良が発生することがなく、組立性の向上を行なうことができる。さらに、前記幅広部６ｂ２ａの部分のモールドを除肉するため、導電板６ｂに風が当たり、端子台６の温度上昇を抑えることができる。
端子台６の温度上昇を抑えることにより、端子台を小型化することができ、端子台を小型化することにより、モータ制御装置を小型化することができる。

本発明は、主に高圧電源で動作するインバータ装置やサーボアンプなどのモータ制御装置に適用して、出荷試験の作業時間を削減し、コストダウン行い、試験の信頼性を上げ、さらに主回路端子台の小型化を行うことにより装置の小型化を行うことができるモータ制御装置を製造、提供する分野に利用することができる。

Claims (4)

1. ヒートシンクと、
   前記ヒートシンクに密着する樹脂で形成されたサポートと、
   ヒートシンクに密着する複数の外部電極端子を備えたパワー半導体モジュールと、
   導電板部を有し主回路配線を行なう主回路端子台と、
   前記サポートに載置されるとともに、前記主回路端子台を有し、前記複数の外部電極端子が接続される基板と、
   前記ヒートシンクに取付けるファンと、
   前記ファンと前記ヒートシンクを固定させるファンケースと、
   を備えたモータ制御装置において、
   前記主回路端子台の導電板部に、出荷試験用のプローブの形状に合わせて除肉した樹脂部を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記主回路端子台の導電板に、導電板とプローブの接触面積を増やすための、当たり面を形成したことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記主回路端子台の導電板のリードに、強度を増すための幅広部を形成したことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
4. 前記リードの幅広部が、除肉した樹脂部から外部に露出していることを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。

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