WO2008029637A1 - Motor control device - Google Patents

Description

明 細 書

モータ制御装置

技術分野

[0001] 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に使用されているヒートシンクの 小型化と、装置全体の部品点数削減を実現するための構成に関するものである。 背景技術

[0002] 従来のモータ制御装置、例えばインバータ装置は、発熱部品である複数のパワー 半導体モジュールが装着され、前記複数のパワー半導体モジュールを冷却するため のヒートシンクが装着されている（例えば、特許文献 1参照）。また、装置全体の部品 点数削減のためには、前記ヒートシンクを複雑な形状が製作可能なダイカストで製作 することが効果的であり、一般的に使用されている。

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 4から図 6に示す構 成がとられてきた。

図 4から図 6おいて、ヒートシンク 1には、ボス la、係合部 lb、およびフィン lcが設け られ、前記ボス la上に基板 4が配置され、ネジ 5で前記ヒートシンク 1に取りつけられ ている。前記基板 4の下面にある前記ヒートシンク 1の上にはパワー半導体モジユー ノレ 2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いる。また、前記係合部 lbにはファン 6が取り つけられ、前記フィン lc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 4を 取りつけるための前記ボス laや前記ファン 6を取りつけるための前記係合部 lbを設 けることにより部品点数の削減を実現している。

特許文献 1 :特開 2004— 349548号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0003] しかしながら、従来のモータ制御装置のヒートシンクにおいては、次のような問題が あった。

すなわち、ダイカストは熱伝導性が悪ぐ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。

課題を解決するための手段

[0004] 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、前記ヒートシンクに密着する複数のパヮ 一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互いに熱伝導可能に組み合わせて製作し、前記第 2の ヒートシンクに、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 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!/、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 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、前記第 1のヒートシンクと第 2のヒートシンクを熱伝導可 能に密着させたことを特徴とするものである。

請求項 7に記載の発明は、前記第 1のヒートシンクと第 2のヒートシンクを、ヒートパイ プを介して熱伝導可能に接続したことを特徴とするものである。

発明の効果

本発明によれば、次のような効果がある。

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に分け、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、力も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、装置を小型化 すること力 Sできる。また、第 1のヒートシンクと第 2のヒートシンクは、熱伝導可能に組み 合わされているので、高温となる第 2のヒートシンクの熱の一部を第 1のヒートシンクに 伝え、第 1のヒートシンクにおいても、第 2のヒートシンクに密着しているパワー半導体 モジュールの熱を放熱させることができ、冷却効率を向上させることができる。

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のヒートシンク力 S、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 ツチを、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、第 1のヒートシンクと第 2のヒートシンクを、熱伝導可 能に密着させることにより、 2つのヒートシンクそれぞれの放熱効果を効果的に上げる ことができるため、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。

請求項 7に記載の発明によると、第 1のヒートシンクと第 2のヒートシンクを、ヒートパイ プを介して熱伝導可能に接続することにより、 2つのヒートシンクそれぞれの放熱効果 をさらに効果的に上げること力できる。したがって、ヒートシンクをさらに小型化するこ とができるとともに、モータ制御装置をさらに小型化することができる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の実施例におけるモータ制御装置を示す分解斜視図である。

園 2]図 1におけるモータ制御装置の組立て斜視図である。

[図 3]図 2におけるモータ制御装置を示す図で、（a)は右側面図、（b)は背面図である

〇

園 4]従来技術におけるモータ制御装置を示す分解斜視図である。

園 5]図 4におけるモータ制御装置の組立て斜視図である。

園 6]図 5におけるモータ制御装置を示す図で、（a)は右側面図、（b)は背面図である

符号の説明

ヒートシンク

la ボス

lb 係合部

lc

2 ぺヮ一半導体 ^ -一ノレ

3 ぺヮ一半導体 ^ -ール固定用のネジ

4

5 基板固定用のネジ

6 ファン

7 第 1のヒートシンク

7a ボス

7b 係合部

7c 中空穴

8 第 2のヒートシンク

8a 9 第 2のヒートシンク固定用のネジ

10 ヒートパイプ

発明を実施するための最良の形態

[0008] 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。

実施例

[0009] 図 1は、本発明の第 1実施例におけるモータ制御装置を示す分解斜視図である。

図 2は、図 1におけるモータ制御装置の組立て斜視図である。図 3は図 2におけるモ ータ制御装置を示す図で、（a)は右側面図、（b)は背面図である。

図 1から図 3において、 2はパワー半導体モジュール、 4は基板、 6はファン、 7は第 1 のヒートシンク、 8は第 2のヒートシンク、 10はヒートパイプである。

[0010] 前記第 1のヒートシンク 7には、ボス 7aおよび係合部 7bおよび中空穴 7cが設けられ ており、前記ボス 7a上に前記基板 4が配置され、ネジ 5で前記第 1のヒートシンク 7に 取りつけられている。前記基板 4の下面にある前記第 1のヒートシンク 7の上には前記 パワー半導体モジュール 2が配置されており、ネジ 3で前記第 1のヒートシンク 7の上 面に密着して取りつけられている。前記第 2のヒートシンク 8は前記第 1のヒートシンク 7の前記中空穴 7cの位置に配置されており、ネジ 9で前記第 1のヒートシンク 7に取り つけられている。前記ヒートパイプ 10により、前記第 1のヒートシンク 7と前記第 2のヒ ートシンク 8が接続されている。また、前記第 2のヒートシンク 8にはフィン 8aが設けら れており、前記第 1のヒートシンク 7の前記係合部 7bにファン 6が取りつけられ、前記 フィン 8cに冷却風を当てることにより前記第 2のヒートシンク 8の冷却効率を向上させ ている。

ここで、前記第 1のヒートシンク 7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 7にフィン（図示せず）を設け、前記ファン 6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 7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 2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 8のフィン 8aは、第 1のヒートシンク 7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 7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。 [0011] この構成において、前記第 1のヒートシンク 7はダイカストで製作されており、前記基 板 4を取りつけるための前記ボス 7aや前記ファン 6を取りつけるための前記係合部 7b を設けることにより装置全体部品点数の削減が可能である。

また、前記第 2のヒートシンク 8は熱伝導性の良いかしめ等のヒートシンクを使用し、 前記フィン 8aのフィンピッチ力 ダイカストで製作した場合の製作可能なフィンピッチ よりも小さく設けられている。これにより、前記第 2のヒートシンク 8の放熱面積が大きく なり冷却効率が向上するため、前記第 2のヒートシンク 8の小型化が可能である。 また、さらに、前記ヒートパイプ 10により、前記第 2のヒートシンク 8の冷却能力の一 部を前記第 1のヒートシンク 7へ伝達させることが出来るため、前記第 2のヒートシンク のさらなる小型化が可能となり、装置全体の小型化が可能となる。

なお、本発明においては、ヒートパイプを用いずに、第 1のヒートシンク 7と第 2のヒー トシンク 8とを密着させることによって、 2種類のヒートシンクを互いに熱伝導可能に組 み合わせるようにしてもよい。この場合も 2つのヒートシンクの放熱効果を効果的に上 げること力 Sできるため、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。

産業上の利用可能性

[0012] 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に使用されているヒートシンクの小型化と、装 置全体の部品点数削減を実現するための構成に関するもので、部品点数を極力増 やすことなぐ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製造、提供する分野に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 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 ンクを互いに熱伝導可能に組み合わせて製作し、前記第 2のヒートシンクに、前記パ ヮ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。

[2] 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!/、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。

[3] 前記第 1のヒートシンクと第 2のヒートシンクの内、少なくともいずれ力、 1つのヒートシ ンクにフィンが備えられてレ、ることを特徴とする請求項 1に記載のモータ制御装置。

[4] 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。

[5] 前記第 2のヒートシンクのフィンピッチ力 S、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。

[6] 前記第 1のヒートシンクと第 2のヒートシンクを熱伝導可能に密着させたことを特徴と 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。

[7] 前記第 1のヒートシンクと第 2のヒートシンクを、ヒートパイプを介して熱伝導可能に 接続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。