電動機控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種電動機控制裝置，可以通過減少金屬板來降低成本。此外，上述電動機控制裝置具有高耐振動性，能夠簡單地組裝，并且安裝在控制盤上時的設置面積小。所述電動機控制裝置具有：主電路基板，安裝有半導體；外殼，內置有主電路基板；以及散熱片，與半導體接觸，對從所述半導體產生的熱量進行散熱，散熱片貫通形成在控制盤的側面板上的貫通孔，并且位于控制盤的外部側。
【專利說明】
電動機控制裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種電動機控制裝置。
【背景技術】
[0002]驅動主軸同步電動機的電動機控制裝置具有主電路基板、控制基板、動力制動電阻、防沖擊電阻和箱體。在主電路基板上安裝有保險絲和使轉換器輸出平滑化的電解電容器等大型元件。
[0003]在控制基板上安裝有CPU和IC等控制逆變器的電路元件。箱體具有:金屬板，支撐主電路基板、控制基板、動力制動電阻和防沖擊電阻；以及散熱片，對轉換器和逆變器的半導體元件進行冷卻。
[0004]這種電動機控制裝置安裝在包含于設備中的控制盤。控制盤具有箱型形狀。在控制盤內部的背面安裝有電動機控制裝置。當電動機控制裝置的發熱量大時，在控制盤的外部設置有電動機控制裝置的散熱片。由此，進行所謂的盤外冷卻。
[0005]在日本專利公開公報特開平5-38144號中公開了實現這種電動機控制裝置薄型化例子。在日本專利公開公報特開平5-38144號記載的電動機控制單元中，單元外殼具有扁平的大體長方體形狀。以與上述單元外殼大面積側的壁大體平行的方式配置有印刷線路板，該印刷線路板安裝有半導體模塊。以與單元外殼大面積側的壁面大體平行、且靠近一個壁的方式配置有板狀的加熱板。加熱板的一部分配置在單元外殼內，加熱板的其他部分向單元外殼外伸出。半導體模塊的散熱用安裝面與單元外殼內的加熱板接觸。此外，散熱片與單元外殼外的加熱板的兩側接觸。此外，在上述電動機控制單元中，以上述散熱片的高度和加熱板的厚度的和與單元外殼的寬度大體相同的方式，使位于加熱板一個面上的散熱片的高度與位于加熱板另一個面上的散熱片的高度相互不同。由此，在日本專利公開公報特開平5-38144號記載的電動機控制單元中，使用加熱板并實現了薄型化。
[0006]但是存在加熱板價格高的問題。此外，還存在電動機控制裝置的寬度雖變窄、但電動機控制裝置的縱深變長的問題。特別是如果散熱部的縱深變長，則存在控制盤的縱深變長而使設備大型化的問題。
[0007]日本專利公開公報特開平5-260763號記載的逆變器裝置包括主電路部和控制電路，該控制電路控制包含在該主電路部內的開關元件的開關。在上述逆變器裝置中，所述主電路部包括作為所述開關元件的半導體元件和散熱用冷卻裝置。所述控制電路由安裝有電子元件的印刷線路板構成。在一個金屬板機架上安裝有所需要的全部電子元件，所述電子元件包括所述主電路部的半導體元件和散熱用冷卻件。
[0008]通過將外殼安裝在所述金屬板機架上來覆蓋該金屬板機架的上表面，該外殼收納構成所述控制電路的印刷線路板。通過將側板安裝在該機架上來覆蓋所述金屬板機架的左右兩側部。通過將底板安裝在該機架上來覆蓋所述金屬板機架的底面。
[0009]此外，將固定裝置安裝在所述金屬板機架上，該固定裝置用于將所述逆變器裝置自身安裝在另外的箱體的內部。上述逆變器裝置具有作為整體的單元結構。
[0010]但在日本專利公開公報特開平5-260763號的逆變器裝置中，為了構成逆變器裝置(電動機控制裝置)，大多使用金屬板。此外，由于電動機控制裝置為大型裝置，所以需要強度高的金屬板。其結果，存在提高了金屬板的成本問題。此外，還存在將逆變器裝置設置在控制盤上時設置面積變大的問題。
[0011]在日本專利公開公報特開平6-284522號中記載了一種能夠良好地進行自然冷卻的控制盤。但是，控制盤的結構復雜。此外，在控制盤的背面安裝有電動機控制裝置。而且，電動機控制裝置占用了控制盤背面較大的面積。因此，存在用戶即使想要在控制盤內追加獨自的控制裝置時也沒有追加的余地的問題。
【發明內容】
[0012]為解決上述問題，本發明的目的在于提供以下的電動機控制裝置。在所述電動機控制裝置中，可以通過減少金屬板來降低成本。此外，所述電動機控制裝置具有高耐振動性，能夠簡單地組裝且安裝在控制盤上時的設置面積小。
[0013]本發明提供一種電動機控制裝置(本電動機控制裝置)具有:主電路基板，安裝有半導體;外殼，內置有所述主電路基板;以及散熱片，與所述半導體接觸，對從所述半導體產生的熱量進行散熱，所述散熱片貫通形成在控制盤的側面板上的貫通孔，并且位于所述控制盤的外部側。
[0014]優選的是，所述半導體包含在轉換器或逆變器內。
[0015]優選的是，所述外殼具有基座金屬板和蓋，所述基座金屬板至少具有所述側面板側的側板，所述蓋至少具有與所述側面板側相反側的內部側板，所述主電路基板安裝在所述基座金屬板上。
[0016]優選的是，本電動機控制裝置具有形成有控制電路的控制基板，所述主電路基板和所述控制基板與所述側面板平行配置。
[0017]優選的是，所述控制基板的元件配置在所述控制基板的所述主電路基板側，所述主電路基板的元件配置在所述主電路基板的所述控制基板側。
[0018]在本電動機控制裝置中，可以通過減少金屬板來降低成本。此外，本電動機控制裝置具有高耐振動性，能夠簡單地進行組裝，并且安裝在控制盤上時的設置面積小。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明一種實施方式的電動機控制裝置的說明圖。
[0020]圖2是表示安裝在控制盤上的、本發明實施方式的電動機控制裝置的說明圖。
[0021]圖3是表示所述電動機控制裝置結構的說明圖。
[0022]圖4是表示散熱片、控制盤右側面板和側板的結構關系的說明圖。附圖標記說明
[0023]I電動機控制裝置
[0024]10外側外殼
[0025]1a 風扇
[0026]11 外殼
[0027]20基座金屬板
[0028]21下側板
[0029]22 側板
[0030]22a基座金屬板貫通孔[0031 ]23上側板
[0032]24背側板
[0033]30 蓋
[0034]31內部側板
[0035]32表面側板
[0036]32a表面側貫通孔
[0037]40控制基板
[0038]50主電路基板
[0039]50a半導體
[0040]60散熱片[0041 ]70 螺柱
[0042]100控制盤
[0043]101控制盤右側面板(側面板)
[0044]1la 貫通孔
【具體實施方式】
[0045]在下面的詳細說明中，出于說明的目的，為了提供對所公開的實施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細節。然而，顯然可以在沒有這些具體細節的前提下實施一個或更多的實施方式。在其它的情況下，為了簡化制圖，示意性地示出了公知的結構和裝置。
[0046]下面，對本發明的實施方式進行說明。
[0047]圖1是本發明實施方式的電動機控制裝置的說明圖。
[0048]如圖1所示，電動機控制裝置I具有外殼11。該外殼11具有基座金屬板20和蓋30。在基座金屬板20上安裝有散熱片60。
[0049]圖2是表示安裝在控制盤上的電動機控制裝置I的說明圖。
[0050]如圖2所示，電動機控制裝置I安裝在控制盤100上。控制盤100至少具有:控制盤右側面板101、控制盤背面板102、控制盤左側面板103、控制盤上面板104和控制盤底面板105。
[0051]另外，控制盤100在具有控制盤右側面板101、控制盤背面板102、控制盤左側面板103、控制盤上面板104和控制盤底面板105的基礎上，還可以具有設置在前面側的門等。控制盤100通過控制盤右側面板101、控制盤背面板102、控制盤左側面板103、控制盤上面板104和控制盤底面板105而具有前面側敞開的箱形狀。由此，在控制盤100的內部形成有控制盤內部空間10a ο上述控制盤內部空間10a能夠配置利用電動機控制裝置I驅動的各種機械的控制設備、它們的布線以及用戶進行操作的操作部(開關)等。因此，配置在控制盤內部空間10a內的電動機控制裝置I優選盡可能緊湊。此外，電動機控制裝置I希望配置在盡可能避免妨礙配置在控制盤內部空間10a內的、其他設備的配置的位置。
[0052]本實施方式的電動機控制裝置I安裝在控制盤100內的控制盤右側面板101上。因此，電動機控制裝置I能夠盡可能地避免妨礙配置在控制盤內部空間10a內的其他設備的配置。即，如果電動機控制裝置I安裝在控制盤背面板102上，則安裝在控制盤內部空間10a的中心附近。在這種情況下，電動機控制裝置I擠壓用于安裝其他設備的空間。而本實施方式的電動機控制裝置I安裝在控制盤右側面板101上。因此，能夠空出控制盤內部空間10a中心附近的空間。其結果，能夠確保用于安裝其他設備的空間。
[0053]外殼11能夠形成具有左右方向薄的厚度。由此，如圖2所示，可以進一步空出控制盤內部空間10a中心附近的空間。因此，更容易確保用于安裝其他設備的空間。由此，本實施方式的電動機控制裝置I能夠更有效地利用控制盤100內的空間。
[0054]另外，在本實施方式中，電動機控制裝置I安裝在控制盤右側面板101上。代替于此，電動機控制裝置I也可以安裝在左側的控制盤左側面板103上。
[0055]圖3是電動機控制裝置I更詳細的說明圖。
[0056]在電動機控制裝置I的外殼11內，至少收容有主電路基板50和控制基板40。
[0057]基座金屬板20例如形成在外殼11內的控制盤右側面板101側。基座金屬板20具有:側板22、上側板23、下側板21和背側板24。但基座金屬板20最低限度具有側板22即可。側板22與控制盤右側面板101接觸。側板22利用各種方法(例如螺栓、螺母和螺釘等)與控制盤右側面板101連接。由此，固定側板22的位置。在側板22上形成有基座金屬板貫通孔22a。上述基座金屬板貫通孔22a的形狀比散熱片60小。由此，可以將散熱片60固定在基座金屬板20上。
[0058]為了進行外殼11內的散熱，即便是很少，也可以在上側板23和下側板21上形成狹縫狀的冷卻用孔。
[0059]也可以在背側板24的內部側位置上配置動力制動電阻和防沖擊電阻。當在上述位置上配置有動力制動電阻和防沖擊電阻時，能夠實現布線容易化。
[0060]側板22、上側板23、下側板21和背側板24優選通過折彎加工一張板而形成。由此，
能夠容易地制造基座金屬板20。
[0061]另外，在側板22和背側板24上配置有主電路基板50和控制基板40等電動機控制裝置I的主要元件。主電路基板50安裝在側板22上。因此，電動機控制裝置I的重量物幾乎都配置在側板22側。
[0062]蓋30具有表面側板32和內部側板31。內部側板31例如形成在與外殼11的控制盤右側面板1I側的相反側。外殼11具有如下結構:在利用蓋30的表面側板3 2和內部側板31的基礎上，利用基座金屬板20的側板22、上側板23、下側板21和背側板24，覆蓋外殼11的全部六個面。
[0063]可以在表面側板32上形成多個表面側貫通孔32a。例如導線或連接器等通過表面側貫通孔32a，上述導線或連接器等用于將電動機控制裝置I內部的主電路基板50和控制基板40等各種裝置與控制盤內的其他裝置等連接。
[0064]表面側貫通孔32a與主電路基板50和安裝在控制基板40上的接口對應。另外，蓋30只要至少具有表面側板32和內部側板31中的一個即可。優選的是，通過對一張板進行折彎加工來形成蓋30。由此，能夠容易地制造蓋30。
[0065]蓋30具有避免直接與重量物連接的結構。因此，與基座金屬板20相比，蓋30重量輕，且具有不需要高強度的結構。因此，蓋30也能夠由輕量材料形成。即，蓋30能夠由薄的金屬板形成，或者也能夠由樹脂等形成。
[0066]如上所述，外殼11由蓋30和基座金屬板20兩個構件構成。由此，可以減少用于制造外殼11的金屬板的張數。其結果，能夠削減外殼11的制造成本。
[0067]主電路基板50安裝有包含在轉換器和逆變器等中的半導體50a。電動機被驅動時上述半導體50a產生大量熱量。因此，半導體50a與散熱片60接觸。由此，半導體50a的熱量通過散熱片60向外部排出。即，散熱片60與半導體50a接觸，對從半導體50a產生的熱量進行散熱。
[0068]半導體50a配置在主電路基板50的側板22側的位置上。散熱片60安裝在側板22側。安裝在主電路基板50上的各種電子元件等中的、具有較大的主電路基板50的垂直方向的高度的電子元件(特別是保險絲和電解電容器)安裝在主電路基板50的側板22側。由此，能夠在主電路基板50和側板22之間配置各種元件。此外，通過以使半導體50a相對于散熱片60適當分布的方式，將多個半導體50a配置在主電路基板50上，能夠使散熱片60薄型化。
[0069 ]控制基板40具有配置有控制用的電子元件等的控制電路。安裝在控制基板40上的電子元件等中的、具有較大的控制基板40的垂直方向的高度的電子元件安裝在主電路基板50側。由此，能夠將控制基板40和內部側板31配置成它們的間隔為最低限度。
[0070]安裝在控制基板40上的、與上位裝置等的接口(連接器等)在控制基板40中配置在主電路基板50側。并且，安裝在主電路基板50上的、與電源和電動機等的接口(連接器等)在主電路基板50中配置在控制基板40側。另外，上述接口也具有$父大的控制基板40或主電路基板50的垂直方向的高度。
[0071]主電路基板50和控制基板40配置成與控制盤右側面板101平行或大體平行。安裝在主電路基板50和控制基板40上的電子元件(包括電容器和接口)主要配置在主電路基板50和控制基板40之間。即，控制基板40的元件(電子元件;至少一部分電子元件)配置在控制基板40的主電路基板50側，主電路基板50的元件(電子元件;至少一部分電子元件)配置在主電路基板50的控制基板40側，關于這些電子元件，通過將主電路基板50和控制基板40的各電子元件配置在相互空出的空間(不干擾的空間)內，能夠使主電路基板50和控制基板40盡可能地接近。由此，能夠使電動機控制裝置I整體的厚度(側板22和內部側板31之間的距離)變小。此外，散熱片60向外殼11的外部伸出。因此，能夠使外殼11的厚度卜側板22和內部側板31之間的距離)變小。
[0072]其中，利用螺柱70等間隔件將控制基板40與主電路基板50的距離保持為規定的距離，并且將控制基板40固定在主電路基板50上。此外，主電路基板50自身也固定在側板22上。因此，主電路基板50和控制基板40兩者都固定在側板22上。其結果，具有較重重量的、構成電動機控制裝置I的部件固定在側板22上。并且，側板22還固定在控制盤右側面板101上。因此，能夠更牢固地固定電動機控制裝置I的幾乎整個內部結構。其結果，能夠提高電動機控制裝置I的耐振動性。
[0073]在控制盤右側面板101上形成有貫通孔101a，該貫通孔1la用于將散熱片60配置在控制盤100的外部側位置上。在此，優選的是，貫通孔1la以散熱片60能貫通的方式具有與散熱片60相似且比散熱片60稍大的形狀。但貫通孔1la的形狀只要能夠使散熱片60貫通并通過即可。貫通孔1la的形狀也可以與散熱片60的形狀不是相似形狀。
[0074]在控制盤右側面板101上配置有外側外殼10，該外側外殼10覆蓋位于控制盤100外側的散熱片60。在上述外側外殼10上配置有風扇10a，該風扇1a用于向散熱片60送風。利用上述風扇1a對散熱片60進行強制冷卻。作為散熱片60可以采用薄型的散熱片。因此，也可以使外側外殼1成為薄的結構。
[0075]這樣，散熱片60貫通形成在控制盤100的控制盤右側面板101上的貫通孔101a，并且配置在控制盤100的外側。由此，可以抑制控制盤內部空間10a的溫度上升，并且可以將外部的空氣用于冷卻。其結果，能夠可靠地對半導體50a進行冷卻。
[0076]在具有這種結構的控制盤100中，作為最重的構件的散熱片60配置在控制盤右側面板101的外側、即控制盤100的外側。另一方面，如上所述，電動機控制裝置I的其他構件(主電路基板50等)配置在控制盤右側面板1I的內側、S卩控制盤100的內側。由此，在控制盤右側面板1I的內外配置有電動機控制裝置I的構件。因此，在控制盤100中，電動機控制裝置I的重量能夠以控制盤右側面板101為中心大體均衡。其結果，能夠提高電動機控制裝置I(控制盤100)的耐振動性。
[0077]對電動機控制裝置I的組裝方法進行說明。將散熱片60固定在基座金屬板20上。將多個半導體50a安裝在散熱片60上。此外，將主電路基板50安裝在上述半導體50a上。此后，通過螺柱70將控制基板40安裝在半導體50a上。并且，將蓋30固定在基座金屬板20上。由此，完成電動機控制裝置I的組裝。
[0078]圖4是說明散熱片60、控制盤右側面板101和側板22的結構關系的說明圖。
[0079]如圖4所示，散熱片60貫通形成在控制盤右側面板101上的貫通孔101a，且向控制盤100的外部露出。并且，外側外殼10位于覆蓋上述露出的散熱片60的位置上(參照圖2)。此夕卜，如圖4所示，散熱片60固定在側板22上。
[0080]本發明的側面板的一例是控制盤右側面板101和控制盤左側面板103。但是，本發明并不限于以上的實施方式。本發明也可以具有與使用狀況對應的不同的結構。
[0081]電動機控制裝置I也可以配置在如下位置上:盡可能不妨礙配置在控制盤內部空間I OOa內的其他設備的配置。
[0082]安裝在主電路基板50上的各種電子元件等在基板的垂直方向上具有較大高度的電子元件(特別是保險絲和電解電容器)可以安裝在主電路基板50的側板22側。即使在控制基板40上沿基板的垂直方向具有較大高度的電子元件也可以安裝在主電路基板50側。
[0083]具有最重重量的散熱片60能夠以控制盤右側面板101為中心，配置在控制盤100的外側。另一方面，如上所述，主電路基板50等能夠以控制盤右側面板101為中心，配置在控制盤100的內側。由此，成為以控制盤右側面板101為中心在重量上取得平衡的結構。其結果，能夠提尚耐振動性。
[0084]電動機控制裝置I的組裝方法還可以是如下方法。將散熱片60固定在基座金屬板20上。并在散熱片60上安裝多個半導體50a。此外，將主電路基板50安裝在上述半導體50a上。此后，通過螺柱70安裝控制基板40。并且，在固定蓋30后完成電動機控制裝置I的組裝。
[0085]本發明的實施方式可以是以下的第一?第四電動機控制裝置。
[0086]第一電動機控制裝置具有:主電路基板，安裝有半導體;外殼，內置有所述主電路基板；以及散熱片，與所述半導體接觸，對所述半導體產生的熱量進行散熱，所述散熱片貫通形成在控制盤側面的側面板上的貫通孔，并且位于所述控制盤的外部側。
[0087]第二電動機控制裝置在第一電動機控制裝置的基礎上，所述半導體構成轉換器或逆變器。
[0088]第三電動機控制裝置在第一或第二電動機控制裝置的基礎上，所述外殼具有基座金屬板和蓋，所述基座金屬板至少具有所述側面板側的側板，所述蓋至少具有與所述側面板側相反側的內部側板，所述主電路基板安裝在所述基座金屬板上。
[0089]第四電動機控制裝置在第一?第三中任意一個電動機控制裝置的基礎上，所述電動機控制裝置具有形成有控制電路的控制基板，所述主電路基板和所述控制基板配置成與所述側面板平行。
[0090]第五電動機控制裝置在第四電動機控制裝置的基礎上，所述控制基板在所述主電路基板側配置有元件，所述主電路基板在所述控制基板側配置有元件。
[0091]按照第一?第四電動機控制裝置，能夠通過減少金屬板來降低成本，提高耐振動性，組裝簡單且安裝在控制盤上時的設置面積小。
[0092]出于示例和說明的目的已經給出了所述詳細的說明。根據上面的教導，許多變形和改變都是可能的。所述的詳細說明并非沒有遺漏或者旨在限制在這里說明的主題。盡管已經通過文字以特有的結構特征和/或方法過程對所述主題進行了說明，但應當理解的是，權利要求書中所限定的主題不是必須限于所述的具體特征或者具體過程。更確切地說，將所述的具體特征和具體過程作為實施權利要求書的示例進行了說明。
【主權項】
1.一種電動機控制裝置，其特征在于具有: 主電路基板，安裝有半導體； 外殼，內置有所述主電路基板；以及 散熱片，與所述半導體接觸，對從所述半導體產生的熱量進行散熱， 所述散熱片貫通形成在控制盤的側面板上的貫通孔，并且位于所述控制盤的外部側。2.根據權利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于，所述半導體包含在轉換器或逆變器內。3.根據權利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于， 所述外殼具有基座金屬板和蓋， 所述基座金屬板至少具有所述側面板側的側板， 所述蓋至少具有與所述側面板側相反側的內部側板， 所述主電路基板安裝在所述基座金屬板上。4.根據權利要求2所述的電動機控制裝置，其特征在于， 所述外殼具有基座金屬板和蓋， 所述基座金屬板至少具有所述側面板側的側板， 所述蓋至少具有與所述側面板側相反側的內部側板， 所述主電路基板安裝在所述基座金屬板上。5.根據權利要求1?4中任意一項所述的電動機控制裝置，其特征在于，所述電動機控制裝置具有形成有控制電路的控制基板， 所述主電路基板和所述控制基板與所述側面板平行配置。6.根據權利要求5所述的電動機控制裝置，其特征在于， 所述控制基板的元件配置在所述控制基板的所述主電路基板側， 所述主電路基板的元件配置在所述主電路基板的所述控制基板側。
【文檔編號】H02P29/68GK105827178SQ201610017811
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月12日
【發明人】井出勇治, 押森卓男, 小池宏明
【申請人】山洋電氣株式會社