JP3726628B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路を備えた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る。
【０００２】
【従来の技術】
産業用の設備機器などの駆動源に用いられるモータの多くは、インバータ装置やサーボアンプなどのモータ制御装置を備えており、用途や設置場所などに応じて設備機器の電源電圧が設定され、それに応じてモータとモータ制御装置もその電源電圧仕様のものが選定される。
【０００３】
従来のモータ制御装置の代表例として、サーボアンプを用いて説明する。
【０００４】
図３において、サーボアンプは、パワー変換器３１、筐体３２、筐体を構成するケース３３、パネル３８、パワー変換器の熱を放熱する放熱器３４、パワー変換器とコネクタや端子の半田付けなどにより電気的接続され、平滑用の電解コンデンサ３５やトランス・リレーなどの主に１次回路部品を実装した第１の回路基板３６、その第１の回路基板３６とコネクタや電線ケーブルなどで電気的接続される主に２次回路部品を実装した第２の回路基板３７などで構成されている。
【０００５】
そして、第１の回路基板３６と第２の回路基板３７は、放熱器のボス部３４ａ・３４ｂなどにネジ３９などで固定され平行に配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ制御装置に誤って倍電圧（入力電圧が１００Ｖで設計している場合に対して２００Ｖ）が印加されると平滑用の電解コンデンサには定格電圧を超える過電圧が加えられることになり、電解コンデンサ内部の圧力が急上昇して圧力弁が作動して中の電解液が外部に飛散する場合がある。
【０００７】
このときに、回路部内でスパークなどが発生すると電解液に着火する可能性があり、電解コンデンサのベント部（抜き穴部）が開放状態になったままのため電解コンデンサの内部に残っている電解液に火が燃え移ると電解液がなくなるまで燃え続け火災につながる危険性があった。
【０００８】
また、従来の構成では、第２の回路基板の耐震性を向上させるため、放熱器に設けた３ヶ所から４ヶ所のボス部にネジなどで固定する必要があった。そのために、第１の回路基板には、複数のボス部の領域を逃げる必要があり、同様に第２の回路基板にも複数のネジ止め部が必要となり、それだけ電子部品の有効な実装面積が狭くなるという問題があった。
【０００９】
また、破損した場合には回路基板を交換修理する必要があるが、複数のネジ止め部が分解と再組立の作業性を阻害していた。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、電解コンデンサの破損による火災を防止でき、安全性が高く、回路基板の有効面積を広く取れることにより小型化ができ、しかも組立と分解作業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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、パワー変換器や平滑用の電解コンデンサなどを実装した第１回路基板と、第１回路基板と平行に配置され電気的に接続された第２回路基板と、第１回路基板の発熱部品の放熱と固定をする放熱器と、前記放熱器と係合して筐体を構成する合成樹脂製のケースとを備え、前記放熱器は、側部に前記ケースと係合する複数の突起部を有し、前記ケースは、第１回路基板上に実装された電解コンデンサのベント上部を囲む壁部と、その壁部と直角方向に第２回路基板を支えるガイド部と、前記放熱器の突起部と係合するＬ字状の切欠部を含む複数の切欠部とを有し、前記突起部と切欠部を２方向にスライド係合して、壁部とベント上部の位置決めと同時に第２回路基板をガイド部に固定するものであり、安全性が高く、小型で組立作業や分解作業を容易化できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために本発明は、パワー変換器や平滑用の電解コンデンサなどを実装した第１回路基板と、第１回路基板と平行に配置され電気的に接続された第２回路基板と、第１回路基板の発熱部品の放熱と固定をする放熱器と、前記放熱器と係合して筐体を構成する合成樹脂製のケースとを備え、前記放熱器は、側部に前記ケースと係合する複数の突起部を有し、前記ケースは、第１回路基板上に実装された電解コンデンサのベント上部を囲む壁部と、その壁部と直角方向に第２回路基板を支えるガイド部と、前記放熱器の突起部と係合するＬ字状の切欠部を含む複数の切欠部とを有し、前記突起部と切欠部を２方向にスライド係合して、壁部とベント上部の位置決めと同時に第２回路基板をガイド部に固定することを特徴とするモータ制御装置であり、ケースにベント上部を囲む壁部を設けたので電解コンデンサに起因する火災を防止でき、第２回路基板を支えるガイド部を設けたので、耐震性を確保しつつ回路基板の有効面積を広く取ることができる。
【００１３】
また、放熱器の側部に設けた突起部と、ケースの側部に設けたＬ字状の切欠部とをスライド係合して位置決めするため、ケースと放熱器の組立作業と分解作業を容易化できる。
【００１４】
さらに、第２回路基板の端部を支えるガイド部の断面を凹形状とし、開口部を第２回路基板の基板厚みより広くし、途中から底部までを第２回路基板の基板厚みとしたテーパを設けることで、保守交換時の分解および組立作業を容易にできる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１において、サーボアンプは、スイッチング素子などのパワー変換器１、筐体２を構成するケース３、パネル８、パワー変換器の熱を放熱する放熱器４、パワー変換器１とコネクタや半田付けで電気的接続され、平滑用の電解コンデンサ５やトランス・リレーなどの主に１次回路部品を実装した第１回路基板６、第１回路基板６とコネクタや電線ケーブルなどで電気的接続した主に２次回路部品が実装してある第２回路基板７などから構成されている。
【００１７】
難燃性の合成樹脂材料からなるケース３には、第１回路基板６に実装された電解コンデンサ５のベント上部を囲む壁部３ｄ、３ｅと、その壁部と直角方向に第２回路基板７を支えるガイド部３ｆを設けており、第１回路基板６と第２回路基板７は平行に配置されている。また、放熱器４の側部に設けた突起部４ａと、スライド係合するＬ字状の切欠部３ａとを、ケース３の側部に２ヶ所対象位置に設けている。
【００１８】
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ筐体２の組立手順を示しており、まず放熱器４にパワー変換器１を取り付け、次に第１回路基板６を取り付ける。次に第２回路基板７を放熱器４のボス部４ｃにネジ９で固定する。この時、第２回路基板７は片持ち状態で固定されている。
【００１９】
次に、ケース３をＹ方向にケース３に設けた切欠部３ａと放熱器４の突起部４ａに嵌めて沿わせながら移動させる。そしてケース３をＹ方向に移動させてそれ以上動かなくなれば今度はＸ方向にケース３を移動させる。この時、切欠部３ａは放熱器４の突起部４ａに嵌合される。同時にケース３の切欠部３ｂと放熱器４の突起部４ｂも嵌合する。
【００２０】
さらに、ケース３の第２回路基板７の端部７ａを支えるガイド部３ｆを、断面が凹状で開口部を第２回路基板７の基板厚みより広くし、途中から底部までを第２回路基板７の基板厚みとしたテーパを設けているので、ガイド部３ｆに片持ち状態の第２回路基板７の端部７ａをスムーズに嵌めることができる。
【００２１】
これによりケース３はＹ方向と反対方向に動かなくなり、最後にパネル８をケース３に嵌合させて組み立てる。この時、パネル８の爪部８ａをケース３の穴部３ｃに嵌合させる。これによりケース３は、Ｘ方向と反対方向にも動けなくなり筐体２の組立が完成する。
【００２２】
ここで、第２回路基板７は片持ちの反対側である端部７ａがケース３のガイド部３ｆで支えられ固定される。また、同時にケース３の壁部３ｄ、３ｅにより電解コンデンサ５上部のベント部５ａを囲むことになる。
【００２３】
このように、たとえ電解コンデンサ５が発火してもケース３の壁部３ｄ、３ｅで電解コンデンサ５のベント部５ａが覆われているため窒息消火されるので安全である。
【００２４】
また、第２回路基板７の固定においても、ケース３のガイド部３ｆにより保持されていない基板の端部７ａを支えるので、ネジの取付工程が少なくでき、耐震性を損なうことなく筐体２を確実に固定することができる。
【００２５】
さらに、図２に示すように、ガイド部３ｆの開口部を第２回路基板７の基板厚みより広くし、途中から底部までを第２回路基板７の基板厚み７ｂとしたテーパ３ｇとしており、また、ケース３と電解コンデンサ５のベント部５ａとの間は、
ベント部が破裂した時のふくらみを考慮し、１〜３ｍｍ程度の隙間Ｌ２を設けている。また、ケース３の壁部３ｅ、３ｄの長さは、電解コンデンサ５の頭部から５〜１０ｍｍ程度だけオーバーラップＬ１させることで、たとえ電解コンデンサから炎が発生しても、ケース３の壁で覆われている領域が酸素不足になるため消火作用がある。
【００２６】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、本発明によれば、電解コンデンサの発火に対して窒息消火できるので安全性が高く、ビスなどの取付工程を減らしても耐震性を損なうことなく第２回路基板を筐体に確実に固定することができる。また、ビスを削減したことで回路基板の有効面積が広く取れ、モータ制御装置の小型化ができる。
【００２７】
また、ケースの切欠部を放熱器の突起部に沿わせて移動するだけのスライド係合にしたのでケースと放熱器の組立および分解作業が非常に簡単にできる。
【００２８】
さらに、ガイド部の形状構成により耐震性を損なうことなく第２回路基板を筐体に確実に固定することができる。
【００２９】
このように、電解コンデンサの破損による火災を防止でき、安全性が高く、回路基板の有効面積を広く取れることにより小型化ができ、しかも組立と分解作業が容易にできるモータ制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の実施例を示すモータ制御装置のケース取付説明図
（ｂ）本発明の実施例を示す筐体の組立説明図
（ｃ）本発明の実施例を示すモータ制御装置の側面図
【図２】 （ａ）本発明の実施例におけるガイド部の説明図
（ｂ）本発明の実施例におけるガイド部周辺の説明図
【図３】 従来のモータ制御装置の構造図
【符号の説明】
１ パワー変換器
２ 筐体
３ ケース
３ａ 切欠部
３ｄ、３ｅ 壁部
３ｆ ガイド部
３ｇ テーパ
４ 放熱器
４ａ 突起部
５ 電解コンデンサ
５ａ ベント部
６ 第１回路基板
７ 第２回路基板
７ａ 端部
７ｂ 基板厚み
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路を備えた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る。
【０００２】
【従来の技術】
産業用の設備機器などの駆動源に用いられるモータの多くは、インバータ装置やサーボアンプなどのモータ制御装置を備えており、用途や設置場所などに応じて設備機器の電源電圧が設定され、それに応じてモータとモータ制御装置もその電源電圧仕様のものが選定される。
【０００３】
従来のモータ制御装置の代表例として、サーボアンプを用いて説明する。
【０００４】
図３において、サーボアンプは、パワー変換器３１、筐体３２、筐体を構成するケース３３、パネル３８、パワー変換器の熱を放熱する放熱器３４、パワー変換器とコネクタや端子の半田付けなどにより電気的接続され、平滑用の電解コンデンサ３５やトランス・リレーなどの主に１次回路部品を実装した第１の回路基板３６、その第１の回路基板３６とコネクタや電線ケーブルなどで電気的接続される主に２次回路部品を実装した第２の回路基板３７などで構成されている。
【０００５】
そして、第１の回路基板３６と第２の回路基板３７は、放熱器のボス部３４ａ・３４ｂなどにネジ３９などで固定され平行に配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ制御装置に誤って倍電圧（入力電圧が１００Ｖで設計している場合に対して２００Ｖ）が印加されると平滑用の電解コンデンサには定格電圧を超える過電圧が加えられることになり、電解コンデンサ内部の圧力が急上昇して圧力弁が作動して中の電解液が外部に飛散する場合がある。
【０００７】
このときに、回路部内でスパークなどが発生すると電解液に着火する可能性があり、電解コンデンサのベント部（抜き穴部）が開放状態になったままのため電解コンデンサの内部に残っている電解液に火が燃え移ると電解液がなくなるまで燃え続け火災につながる危険性があった。
【０００８】
また、従来の構成では、第２の回路基板の耐震性を向上させるため、放熱器に設けた３ヶ所から４ヶ所のボス部にネジなどで固定する必要があった。そのために、第１の回路基板には、複数のボス部の領域を逃げる必要があり、同様に第２の回路基板にも複数のネジ止め部が必要となり、それだけ電子部品の有効な実装面積が狭くなるという問題があった。
【０００９】
また、破損した場合には回路基板を交換修理する必要があるが、複数のネジ止め部が分解と再組立の作業性を阻害していた。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、電解コンデンサの破損による火災を防止でき、安全性が高く、回路基板の有効面積を広く取れることにより小型化ができ、しかも組立と分解作業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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、パワー変換器や平滑用の電解コンデンサなどを実装した第１回路基板と、第１回路基板と平行に配置され電気的に接続された第２回路基板と、第１回路基板の発熱部品の放熱と固定をする放熱器と、前記放熱器と係合して筐体を構成する合成樹脂製のケースとを備え、前記放熱器は、側部に前記ケースと係合する複数の突起部を有し、前記ケースは、第１回路基板上に実装された電解コンデンサのベント上部を囲む壁部と、その壁部と直角方向に第２回路基板を支えるガイド部と、前記放熱器の突起部と係合するＬ字状の切欠部を含む複数の切欠部とを有し、前記突起部と切欠部を２方向にスライド係合して、壁部とベント上部の位置決めと同時に第２回路基板をガイド部に固定するものであり、安全性が高く、小型で組立作業や分解作業を容易化できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために本発明は、パワー変換器や平滑用の電解コンデンサなどを実装した第１回路基板と、第１回路基板と平行に配置され電気的に接続された第２回路基板と、第１回路基板の発熱部品の放熱と固定をする放熱器と、前記放熱器と係合して筐体を構成する合成樹脂製のケースとを備え、前記放熱器は、側部に前記ケースと係合する複数の突起部を有し、前記ケースは、第１回路基板上に実装された電解コンデンサのベント上部を囲む壁部と、その壁部と直角方向に第２回路基板を支えるガイド部と、前記放熱器の突起部と係合するＬ字状の切欠部を含む複数の切欠部とを有し、前記突起部と切欠部を２方向にスライド係合して、壁部とベント上部の位置決めと同時に第２回路基板をガイド部に固定することを特徴とするモータ制御装置であり、ケースにベント上部を囲む壁部を設けたので電解コンデンサに起因する火災を防止でき、第２回路基板を支えるガイド部を設けたので、耐震性を確保しつつ回路基板の有効面積を広く取ることができる。
【００１３】
また、放熱器の側部に設けた突起部と、ケースの側部に設けたＬ字状の切欠部とをスライド係合して位置決めするため、ケースと放熱器の組立作業と分解作業を容易化できる。
【００１４】
さらに、第２回路基板の端部を支えるガイド部の断面を凹形状とし、開口部を第２回路基板の基板厚みより広くし、途中から底部までを第２回路基板の基板厚みとしたテーパを設けることで、保守交換時の分解および組立作業を容易にできる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１において、サーボアンプは、スイッチング素子などのパワー変換器１、筐体２を構成するケース３、パネル８、パワー変換器の熱を放熱する放熱器４、パワー変換器１とコネクタや半田付けで電気的接続され、平滑用の電解コンデンサ５やトランス・リレーなどの主に１次回路部品を実装した第１回路基板６、第１回路基板６とコネクタや電線ケーブルなどで電気的接続した主に２次回路部品が実装してある第２回路基板７などから構成されている。
【００１７】
難燃性の合成樹脂材料からなるケース３には、第１回路基板６に実装された電解コンデンサ５のベント上部を囲む壁部３ｄ、３ｅと、その壁部と直角方向に第２回路基板７を支えるガイド部３ｆを設けており、第１回路基板６と第２回路基板７は平行に配置されている。また、放熱器４の側部に設けた突起部４ａと、スライド係合するＬ字状の切欠部３ａとを、ケース３の側部に２ヶ所対象位置に設けている。
【００１８】
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ筐体２の組立手順を示しており、まず放熱器４にパワー変換器１を取り付け、次に第１回路基板６を取り付ける。次に第２回路基板７を放熱器４のボス部４ｃにネジ９で固定する。この時、第２回路基板７は片持ち状態で固定されている。
【００１９】
次に、ケース３をＹ方向にケース３に設けた切欠部３ａと放熱器４の突起部４ａに嵌めて沿わせながら移動させる。そしてケース３をＹ方向に移動させてそれ以上動かなくなれば今度はＸ方向にケース３を移動させる。この時、切欠部３ａは放熱器４の突起部４ａに嵌合される。同時にケース３の切欠部３ｂと放熱器４の突起部４ｂも嵌合する。
【００２０】
さらに、ケース３の第２回路基板７の端部７ａを支えるガイド部３ｆを、断面が凹状で開口部を第２回路基板７の基板厚みより広くし、途中から底部までを第２回路基板７の基板厚みとしたテーパを設けているので、ガイド部３ｆに片持ち状態の第２回路基板７の端部７ａをスムーズに嵌めることができる。
【００２１】
これによりケース３はＹ方向と反対方向に動かなくなり、最後にパネル８をケース３に嵌合させて組み立てる。この時、パネル８の爪部８ａをケース３の穴部３ｃに嵌合させる。これによりケース３は、Ｘ方向と反対方向にも動けなくなり筐体２の組立が完成する。
【００２２】
ここで、第２回路基板７は片持ちの反対側である端部７ａがケース３のガイド部３ｆで支えられ固定される。また、同時にケース３の壁部３ｄ、３ｅにより電解コンデンサ５上部のベント部５ａを囲むことになる。
【００２３】
このように、たとえ電解コンデンサ５が発火してもケース３の壁部３ｄ、３ｅで電解コンデンサ５のベント部５ａが覆われているため窒息消火されるので安全である。
【００２４】
また、第２回路基板７の固定においても、ケース３のガイド部３ｆにより保持されていない基板の端部７ａを支えるので、ネジの取付工程が少なくでき、耐震性を損なうことなく筐体２を確実に固定することができる。
【００２５】
さらに、図２に示すように、ガイド部３ｆの開口部を第２回路基板７の基板厚みより広くし、途中から底部までを第２回路基板７の基板厚み７ｂとしたテーパ３ｇとしており、また、ケース３と電解コンデンサ５のベント部５ａとの間は、
ベント部が破裂した時のふくらみを考慮し、１〜３ｍｍ程度の隙間Ｌ２を設けている。また、ケース３の壁部３ｅ、３ｄの長さは、電解コンデンサ５の頭部から５〜１０ｍｍ程度だけオーバーラップＬ１させることで、たとえ電解コンデンサから炎が発生しても、ケース３の壁で覆われている領域が酸素不足になるため消火作用がある。
【００２６】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、本発明によれば、電解コンデンサの発火に対して窒息消火できるので安全性が高く、ビスなどの取付工程を減らしても耐震性を損なうことなく第２回路基板を筐体に確実に固定することができる。また、ビスを削減したことで回路基板の有効面積が広く取れ、モータ制御装置の小型化ができる。
【００２７】
また、ケースの切欠部を放熱器の突起部に沿わせて移動するだけのスライド係合にしたのでケースと放熱器の組立および分解作業が非常に簡単にできる。
【００２８】
さらに、ガイド部の形状構成により耐震性を損なうことなく第２回路基板を筐体に確実に固定することができる。
【００２９】
このように、電解コンデンサの破損による火災を防止でき、安全性が高く、回路基板の有効面積を広く取れることにより小型化ができ、しかも組立と分解作業が容易にできるモータ制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の実施例を示すモータ制御装置のケース取付説明図
（ｂ）本発明の実施例を示す筐体の組立説明図
（ｃ）本発明の実施例を示すモータ制御装置の側面図
【図２】 （ａ）本発明の実施例におけるガイド部の説明図
（ｂ）本発明の実施例におけるガイド部周辺の説明図
【図３】 従来のモータ制御装置の構造図
【符号の説明】
１ パワー変換器
２ 筐体
３ ケース
３ａ 切欠部
３ｄ、３ｅ 壁部
３ｆ ガイド部
３ｇ テーパ
４ 放熱器
４ａ 突起部
５ 電解コンデンサ
５ａ ベント部
６ 第１回路基板
７ 第２回路基板
７ａ 端部
７ｂ 基板厚み
Claims (1)
- パワー変換器や平滑用の電解コンデンサなどを実装した第１回路基板と、第１回路基板と平行に配置され電気的に接続された第２回路基板と、第１回路基板の発熱部品の放熱と固定をする放熱器と、前記放熱器と係合して筐体を構成する合成樹脂製のケースとを備え、前記放熱器は、側部に前記ケースと係合する複数の突起部を有し、前記ケースは、第１回路基板上に実装された電解コンデンサのベント上部を囲む壁部と、その壁部と直角方向に第２回路基板を支えるガイド部と、前記放熱器の突起部と係合するＬ字状の切欠部を含む複数の切欠部とを有し、前記突起部と切欠部を２方向にスライド係合して、壁部とベント上部の位置決めと同時に第２回路基板をガイド部に固定することを特徴とするモータ制御装置。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000076075A JP3726628B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001268931A JP2001268931A (ja) | 2001-09-28 |
| JP3726628B2 true JP3726628B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=18593869
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000076075A Expired - Lifetime JP3726628B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP5644078B2 (ja) * | 2009-09-16 | 2014-12-24 | 富士電機株式会社 | インバータ装置 |
| DE102011106632B4 (de) * | 2011-06-17 | 2013-07-04 | Sma Solar Technology Ag | Wechselrichter mit Überwachung des Feuchtezustandes und Betriebsverfahren |
| JP6143026B2 (ja) * | 2013-06-04 | 2017-06-07 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置 |
-
2000
- 2000-03-17 JP JP2000076075A patent/JP3726628B2/ja not_active Expired - Lifetime
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