TW200822851A - Motor controller - Google Patents

Description

200822851 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明，主要有關高壓電源動作的變頻器裝置或伺服 擴大器等的馬達控制裝置，特別是有關提高馬達控制裝置 的放熱效果用的散熱器。 【先前技術】 習知的馬達控制裝置，例如變頻器裝置，是裝設有發 熱零件也就是複數功率半導體模組，且裝設有供冷卻前述 的複數功率半導體模組用的散熱器（例如，專利文獻1參 照）。習知的馬達控制裝置，例如變頻器裝置，是如第7 圖至第9圖所示的結構。 第7圖，是顯示使用習知的壓鑄成形散熱器的馬達控 制裝置的分解立體圖。 在第7圖中，壓鑄成形散熱器1 〇 1，是將馬達控制裝 置安裝於控制盤用的台座1 0 1 a、及基板安裝用的轂部 l〇lb、及樹脂殼安裝用的爪l〇ic —體成型。在壓鑄成形 散熱器 101中，實裝了具備會發出高熱的IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor)元件等的功率半導體 模組1 02。功率半導體模組1 〇2的熱，是傳到壓鑄成形散 熱器101而放熱。基板103，是在壓鑄成形散熱器1〇1， 藉由螺栓104固定於一體成型的基板安裝用的轂部101b， 並且與功率半導體模組102電連接。且，樹脂殼1〇5，是 在壓鑄成形散熱器1 0 1的樹脂殻固定用的螺栓孔1 〇 i c，藉 -4- 200822851 由螺合樹脂殻105的螺栓110，安裝於壓鑄成形散熱器 1 〇 1。馬達控制裝置，是藉由壓鑄成形散熱器1 〇 1的台座 1 〇 1 a安裝於控制盤（無圖示）。 壓鑄成形散熱器因爲製造上的限制，縮小鰭片間距是 困難的事。因此8mm以下的密間距的鰭片無法成型。因 此放熱面積無法進一步增加，冷卻性能有其上限。爲了更 提高冷卻性能的散熱器，使用由鋁擠壓成形材成型的散熱 器、或在由擠壓成形成型的散熱器的基座將平板狀的鰭片 夾箍固定的夾箍散熱器。這些的·片間距可窄至4mm程 度爲止，增加放熱面積。以下，這些的散熱器皆稱爲擠壓 成形散熱器。 近年來爲了馬達控制裝置的小型化，要求小型且高性 能的散熱器，而多使用擠壓成形散熱器。第8圖是顯示使 用擠壓成形散熱器的習知的馬達控制裝置例如變頻器裝置 。且弟9圖’是顯不第8圖的散熱器的安裝結構的詳細圖 〇 擠壓成形散熱器，在製造上，因爲剖面形狀固定，製 造複雜的形狀是困難的事。因此，成爲與使用第7圖所示 壓鑄成形散熱器1 0 1的習知的馬達控制裝置不同的結構。 在第8圖及第9圖中，擠壓成形散熱器106是藉由螺 栓1〇8安裝於由樹脂或是金屬板所構成的散熱器殻1〇7。 散熱器殼1 07，是具有將馬達控制裝置安裝於控制盤用的 台座部分107a，在擠壓成形散熱器1實裝有會發出高熱的 功率半導體模組1 02。且，在擠壓成形散熱器中安裝有螺 -5- 200822851 樁109，藉由螺栓104將基板103固定於螺樁109。基板 103是與功率半導體模組1〇2電連接。且，樹脂殻1〇5， 是在散熱器殼107的樹脂殼固定用的螺栓孔107c，藉由螺 合樹脂殼1 〇 5的螺栓1 1 〇安裝於散熱器殼1 〇 7。 藉由使用擠壓成形散熱器1 06，可提高冷卻性能並可 將散熱器小型化，可貢獻馬達控制裝置整體的小型化。 [專利文獻1]日本特開2004-349548號公報 【發明內容】 (本發明所欲解決的課題） 但是，在習知的馬達控制裝置使用擠壓成形散熱器的 情況時，具有以下問題。 即，擠壓成形散熱器在製造上，剖面形狀因爲固定， 所以製造複雜的形狀是困難的事。因此，如壓鑄成形散熱 器，馬達控制裝置安裝用的台座或基板固定用的轂部1樹 脂殻固定用的爪無法一體成型。加工擠壓成形散熱器，雖 可重現那些形狀，但加工費過高。因此，需要安裝：供固 定擠壓成形散熱器用的殼、或固定基板用的螺樁、樹脂殼 固定螺栓。零件點數因爲增加，零件費用增加，且組裝的 工時也增加，成爲馬達控制裝置整體成本上昇的原因。 本發明的目的，是鑑於這種問題點，使用擠壓成形散 熱器並且削減零件點數，藉由削減組裝工時，提供便宜且 冷卻性能高的馬達控制裝置。 200822851 (用以解決課題的手段） 爲了解決上述問題，本發明，是如以下結構。 如申請專利範圍第1項的發明，是具備：擠壓成形散 熱器、及包含與前述擠壓成形散熱器密合用的複數外部電 極端子的功率半導體模組、及前述的複數外部電極端子連 接的基板，其特徵爲：在前述擠壓成形散熱器的兩端具備 壓鑄成形框架。 如申請專利範圍第2項的發明，是前述壓鑄成形框架 ，是具有：馬達控制裝置安裝用的台座、及基板安裝用的 轂部。 如申請專利範圍第3項的發明，是由壓入或是夾箍的 方式將前述壓鑄成形框架安裝於擠壓成形散熱器。 如申請專利範圍第4項的發明，是在前述壓鑄成形框 架及樹脂殻，設置朝壓鑄成形框架的樹脂框架安裝用的卡 合部。 如申請專利範圍第5項的發明，是前述卡合部，是包 含：設在壓鑄成形框架的爪、及設在樹脂框架的安裝孔。 如申請專利範圍第6項的發明，是適用於複數機種的 馬達控制裝置的前述壓鑄成形框架，是形成與該複數機種 的馬達控制裝置共通的形狀。 且，如申請專利範圍第7項的發明，是前述壓鑄成形 框架，是具有與高度相等寬度不同的馬達控制裝置共通的 形狀。 200822851 (發明之效果） 依據申請專利範圍第1項及申請專利範圍第2項的發 明’在擠壓成形散熱器的兩側，藉由將具備基板安裝用的 轂部及馬達控制裝置安裝用的台座一體成型的壓鑄成形框 架，就可削減零件點數、削減組裝工時使成本下降成爲可 能。 依據申請專利範圍第3項的發明，擠壓成形散熱器及 壓鑄成形框架的安裝因爲不用使用螺栓，所以可削減零件 點數、削減組裝工時而使成本下降成爲可能。 依據申請專利範圍第4項及申請專利範圍第5項的發 明’因爲不使用螺栓等就可以將樹脂殼安裝於壓鑄成形框 架，所以可削減零件點數、削減組裝工時而使成本下降成 爲可能。 依據申請專利範圍第6項的發明，各壓鑄成形框架爲 同形狀可達成零件的共通化，零件種類的削減及零件單價 的降低成爲可能。 且，依據申請專利範圍第7項的發明，可以共用容量 不同的馬達控制裝置及壓鑄成形框架，透過製品套組達成 零件種類的削減並且使壓鑄成形框架的製造數增加，成本 下降成爲可能。 【實施方式】 以下，參照圖面說明本發明的實施例。 200822851 [實施例1 ] 第1圖是顯示本發明的第1實施例的馬達控制裝置的 立|^圖。第2圖是第1圖的馬達控制裝置的分解立體圖。 第3圖是第1圖的散熱器及壓鑄成形框架的安裝構造的詳 細圖。 在第1至3圖中，在擠壓成形散熱器1中形成鰭片la ，鰭片的相反面是成爲平面。鰭片la是藉由擠壓成形一 體成型，或由夾箍被安裝。在擠壓成形散熱器1的兩端壓 鑄成形框架2是由螺栓3被固定。在壓鑄成形框架2中’ 將馬達控制裝置安裝於控制盤用的台座2a、及基板安裝用 的轂部2b是一體成型。在擠壓成形散熱器1的平面部實 裝功率半導體模組4。功率半導體模組4的熱是傳到擠壓 成形散熱器1而放熱。基板5’是藉由螺栓6固定在一體 成型於壓鑄成形框架2的基板安裝用的轂部2a’與功率半 導體模組4電連接。且’樹脂殼7是由螺栓等固定。馬達 控制裝置是藉由與壓鑄成形框架2 —體成型的台座2b，安 裝於控制盤。 本發明與習知技術不同的部分，是在擠壓成形散熱器 1的兩側具備壓鑄成形框架2的部分。對於使用擠壓成形 散熱器的馬達控制裝置，藉由將需要的基板安裝用的構件 及馬達控制裝置的安裝台座零件集約於壓鑄成形框架2， 就可以削減零件點數、削減組裝工時。由此成本下降成爲 可能。且，因爲壓鑄成形框架2是從擠壓成形散熱器1受 熱並放熱，所以可獲得放熱能力提高的效果。 -9 - 200822851 [實施例2] 第4圖是顯示第2實施例的馬達控制裝置的分解立體 圖。 在第4圖中，在擠壓成形散熱器1中形成鰭片la，鰭 片la的相反面是成爲平面。鰭片la是藉由擠壓成形一體 成型，或由夾箍被安裝。在擠壓成形散熱器1的兩端，壓 鑄成形框架2是藉由壓入或夾箍被固定。在壓鑄成形框架 2中，將馬達控制裝置安裝於控制盤用的台座2a、及基板 安裝用的轂部2b是一體成型。在擠壓成形散熱器1的平 面部實裝功率半導體模組4。功率半導體模組4的熱傳到 擠壓成形散熱器1而放熱。基板5，是藉由螺栓6固定於 與壓鑄成形框架2 —體成型的基板安裝用的轂部2a，與功 率半導體模組4電連接。且，樹脂殻7是由螺栓等固定。 馬達控制裝置是藉由與壓鑄成形框架2 —體成型的台座2b 安裝於控制盤。 與實施例1不同的部分，是對於擠壓成形散熱器1及 壓鑄成形框架2的安裝不使用螺栓。由此，可削減零件點 數、削減組裝工時而成本下降成爲可能。 [實施例3] 第5圖是顯示第3實施例的馬達控制裝置的分解立體 圖。 在第5圖中，在擠壓成形散熱器1中形成鰭片la’鰭 -10- 200822851 片的相反面是成爲平面。鰭片la是藉由擠壓成形一體成 型，或由夾箍被安裝。壓鑄成形框架2是藉由壓入或是夾 箍的方式固定在擠壓成形散熱器1的兩端。在壓鑄成形框 架2中，將馬達控制裝置安裝於控制盤用的台座2a、及基 板安裝用的轂部2b、樹脂殼安裝用的爪2c是一體成型。 在擠壓成形散熱器1的平面部實裝功率半導體模組4。功 率半導體模組4的熱是傳到擠壓成形散熱器1而放熱。基 板5，是藉由螺栓6固定在與壓鑄成形框架2 —體成型的 基板安裝用的轂部2a，與功率半導體模組4電連接。且， 樹脂殼7是安裝於壓鑄成形框架2。此時與壓鑄成形框架 2 —體成型的爪2c、及樹脂殼7的安裝孔7a ’是利用樹脂 的彈性而嵌入。馬達控制裝置是藉由與壓鑄成形框架2 — 體成型的台座2b安裝於控制盤。 與實施例1及實施例2不同的部分’是藉由直接將樹 脂殻7安裝於壓鑄成形框架2的爪2 c ’就可不使用供固定 樹脂殼7用的螺栓類。 由此，可削減零件點數、削減組裝工時而成本下降成 爲可能。 [實施例4] 在第5圖中，壓鑄成形框架是使用2個。藉由將此2 個形成同形狀的結構’零件的共通化就可能。由此’零件 種類可削減，壓鑄成形框架2的製造數因爲增加所以零件 的成本下降可能。且’藉由零件種類的削減事’也可獲得 -11 - 200822851 組裝性效率的提高。 [實施例5] 第6圖是顯示第5實施例的結構的馬達控制裝置的分 解立體圖。 對於馬達控制裝置的容量不同即寬度尺寸a相異但高 度尺寸b共通的馬達控制裝置，使壓鑄成形框架2形成與 該馬達控制裝置具有共通的形狀。由此，透過製品套組化 可削減零件種類，且，由壓鑄成形框架2的製造數的增加 可達成零件成本的下降。 [產業上的利用可能性] 可以利用於：主要有關於由高壓電源動作變的頻器裝 置或伺服擴大器等的馬達控制裝置，特別是有關提高馬達 控制裝置的放熱效果用的散熱器，使用擠壓成形散熱器並 且削減零件點數，藉由削減組裝工時，提供便宜且冷卻性 能高的馬達控制裝置之領域。 【圖式簡單說明】 [第1圖]顯示本發明的第1實施例的馬達控制裝置的 立體圖。 [第2圖]顯示第1圖的馬達控制裝置的分解立體圖。 [第3圖]顯示第2圖的散熱器部的分解立體圖。 [第4圖]顯示第2實施例的馬達控制裝置的分解立體 -12- 200822851 圖。 [第5圖]顯示第3實施例的馬達控制裝置的分解立體 圖。 [第6圖]顯示第5實施例的馬達控制裝置的分解立體 圖。 [第7圖]顯示使用壓鑄成形散熱器的習知的馬達控制 裝置的分解立體圖。 [第8圖]顯示使用擠壓成形散熱器的習知的馬達控制 裝置的分解立體圖。 [第9圖]顯示第8圖的散熱器的安裝結構的詳細圖。 【主要元件符號說明】 1 :擠壓成形散熱器 la :鰭片 2 :壓鑄成形框架 2a :台座 2b :轂部 2c :爪 3 :螺栓 4 :功率半導體模組 5 :基板 6 :螺栓 7 ·樹脂殼 7a :安裝孔 -13- 200822851 1 〇 1 :壓鑄成形散熱器 101a :台座 1 〇 1 b :轂部 1 0 1 c :螺栓孔 102 :功率半導體模組 l〇2b :轂部 103 :基板 104 :螺栓 1 〇 5 :樹脂殼 106 :擠壓成形散熱器 107 :散熱器殼 l〇7a :台座部分 l〇7c :螺栓孔 108 :螺栓 1 〇 9 :螺樁 1 1 〇 :螺栓 -14

Claims (1)

1. 200822851 十、申請專利範圍 i 一種馬達控制裝置，是具備：擠壓成形散熱器、 及包含與前述擠壓成形散熱器密合用的複數外部電極端子 的功率半導體模組、及前述的複數外部電極端子連接的基 板’其特徵爲：在前述擠壓成形散熱器的兩端具備壓鑄成 形框架。 2.如申請專利範圍第1項的馬達控制裝置，其中， 前述壓鑄成形框架，是具有··馬達控制裝置安裝用的台座 、及基板安裝用的轂部。 3 ·如申請專利範圍第1項的馬達控制裝置，其中， 由壓入或是夾箍的方式將前述壓鑄成形框架安裝於擠壓成 形散熱器。 4 ·如申請專利範圍第1或2項的馬達控制裝置，其 中’在前述壓鑄成形框架及樹脂殼，設置朝壓鑄成形框架 的樹脂框架安裝用的卡合部。 5 ·如申請專利範圍第4項的馬達控制裝置，其中， 前述卡合部，是包含：設在壓鑄成形框架的爪、及設在樹 脂框架的安裝孔。 6.如申請專利範圍第1項的馬達控制裝置，其中， 適用於複數機種的馬達控制裝置的前述壓鑄成形框架，是 形成共通的形狀。 7 ·如申§靑專利範圍第1項的馬達控制裝置，其中， 前述壓鑄成形框架，是具有與高度相等寬度不同的馬達控 制裝置共通的形狀。 -15-