JPH07118881B2 - モ−タ駆動ユニツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は交流電動機の制御に用いられる電気部品を収納
するモータ駆動ユニットに関する。

（従来の技術） 工作機械の主軸または送り軸を駆動する交流電動機の制
御装置として、例えば第４図の回路図に示すモータ駆動
回路が用いられている。この第４図に示す三相交流電源
端子R,S,Tから交流電動機の通電端子U,V,Wに至る電路に
は、電磁接触器Ａ、整流用ダイオードＢ、平滑コンデン
サＣ、回生用トランジスタＤ、トランジスタブリッジ
Ｅ、フィルタＦなどの電気部品や、パワー抵抗器、ヒュ
ーズなどの各種の電気部品が結線されている。

そして、これらの電気部品中、大型の電気部品は取付板
にネジ止めされて固定され板金加工の金属ケースに収納
されて、束線を用いて結線されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の金属ケースに収納した制御装置においては、形状
の異なる各種の電気部品を固定した後、相互間を束線に
て結線しているためその組立に手数を要し、自動化する
には困難な問題があった。

また、外部筐体として板金加工の金属ケースを使用のた
め、そのコストや重量の点でも問題を生じていた。

本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、そ
の目的はモータの制御回路とパワー回路をそれぞれ別個
のプラスチックフレームに取付け、パワー回路の各部品
間の配線をプリント基板を使用することにより結線を行
い、板金加工の金属ケースや配線用の束線を不必要にし
ようとするモータ駆動ユニットを提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 交流電動機を駆動制御する電気部品のうち制御回路部品
を組付けたプリント板を保持する合成樹脂製のフレーム
と、前記電気部品のうち電力回路部品を固定する合成樹
脂製のフレームと、前記電力回路部品を結線するととも
に、両面に電力回路部品を組付けた電力基板を備え、前
記両フレーム間に前記電力基板を挟設したことを特徴と
するモータ駆動ユニットが提供される。

（作用） 制御回路部品のプリント板を上部のプラスチックフレー
ムにて保持し、放熱を要する電力回路部品を下部のプラ
スチックフレームに固定し、さらに電力部品を結線した
プリント基板を上下部のプラスチックフレームの間に挟
み、下部のプラスチックフレームに固定した電力回路部
品と結線したので、配線の束線作業や板金加工の金属フ
レームが不要となるとともにユニットの組立作業が簡素
化され、コンパクト化される作用がある。

（実施例） つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明のモータ駆動ユニットの一実施例を示す
分解斜視図であり、第１図において、１はプリント基板
で、制御用半導体素子やそれに付随する電気回路用の抵
抗器、コンデンサなどが取付けられてプリント配線なさ
れたものであり、図示していない交流電動機の制御回路
が構成されている。11は取付穴であり、プリント基板１
の周縁部の近傍に設けられ、上部フレーム２の保持具21
と係合することによりプリント基板１は上部フレーム２
上に保持される。12は電気回路を接続するコネクタであ
る。

上部フレーム２は合成樹脂材の成型品よりなり、上面に
はリブ22を有して上部フレーム２の強度を補強するとと
もに、大容量コンデンサ31を支持する支持部23を備えて
いる。なお上部フレーム２の上面の周縁部近傍には保持
具21が設けられ、ピン21aがプリント基板１の取付穴11
に挿通されるとともに爪部21bの作用によりプリント基
板１を挟持してプリント基板１を上部フレーム２に保持
するものである。

24は上部フレーム２の四隅に設けた脚部であり、下方に
脚穴24aを有し、後述する電力基板３を挟んで下部フレ
ーム４にタッピングネジ25にて取付けられるよう構成さ
れている。

電力基板３は多層プリント基板よりなり、交流電動機の
電力用部品となる大容量の平滑コンデンサ31、電磁接触
器32、サーキットブレーカ33、電力端子34などが取付け
られて導体部分がハンダ付にて電力基板３の銅箔部分に
結線されている。

第２図は電力基板への電力用部品の取付方法の一例を示
す説明図であり、端子ピン33aを有するサーキットブレ
ーカ33は、電力基板３の所定位置に穿設された基板穴33
bの対応位置に載置され、挿通された端子ピン33aが電力
基板３の裏面より電気配線となる銅箔部にハンダ付され
ることにより電力基板３上に固定されるものである。な
お、第２図に示した電力端子34も端子ピン34aが電力基
板３の基板穴34bの対応位置に挿通され裏面からのハン
ダ付されることにより固定されるものである。

つぎに電力基板３と電力用抵抗器６の電気結線は、電力
用抵抗器６に埋設された端子部61のナット部に対し、電
力基板３の配線となる銅箔に設けた配線穴35を介してボ
ルト36を締付けることにより、良好な導通状態が得られ
るよう構成されている。

第３図は端子部61にフローティングナット61aを用いた
説明図であり、電力用抵抗器６に埋設された端子部61の
ナット部は、例えば六角のフローティングナット61aが
上下左右に所定の微動ができるように端子部61に抱持さ
れているおり、いわゆるガタはあるがネジ中心軸に対し
回動しないよう構成されている。したがって、ボルト36
の上方より螺入に際し、ボルト36の中心軸と、フローテ
ィングナット61aの中心軸に多少のずれがあっても、ボ
ルト36の先端部がフローティングナット61aを移動して
両者の中心軸を合致させることになり、特に螺入作業を
ロボットが行う場合にも容易にネジ止めが出来るもので
ある。

下部フレーム４は合成樹脂材の成型品にて形成され、そ
の上方にはプリント基板１を備えた上部フレーム２と、
電力基板３とが取付けられるものであり、下方には放熱
を要するパワー用半導体素子を取付けた放熱器５と、電
力用抵抗器６とが取付けられるよう形成されている。そ
して、下部フレーム４を補強するとともに電力基板３を
支持するリブ41と、電力基板３の部品取付面の水平方向
の防塵を行う上部枠42と、放熱器５、電力用抵抗器６の
フランジ面をカバーする下部枠43とがそれぞれ下部フレ
ーム４の上下面に設けられている。なお上部枠42の開口
部分の寸法は電力基板３や上部フレーム２の脚部24の配
置の寸法より大きめに形成され、電力基板３の所定取付
位置に至る間はその寸法が次第に絞られているので、下
部フレーム４の上に電力基板３や上部フレーム２を取付
時には、これらを下部フレーム４の開口部に落し込むこ
とにより容易に所定取付位置に導かれるよう構成されて
いる。

放熱器５の上面には放熱を要する電力用トランジスタ51
や整流器などの電力用モジュール52が取付けられそれぞ
れの端子部が上方向に突設されており、電力用抵抗器６
にはその内部に電流容量の大きな抵抗体が埋設され、上
方向に端子部61が突出されているものである。なお、44
は固定用穴であり、図示していない強電盤に固定すると
きのボルト穴である。

つぎに、本実施例のモータ駆動ユニットの組立について
説明すると、まず制御回路が構成されたプリント基板１
の取付穴11を、上部フレーム２の保持具21と係合させて
上部フレームの上方に保持する。つぎに、電力用トラン
ジスタ51や電力用モジュール52を取付けた放熱器５と電
力用抵抗器６を下部フレーム４の下方にネジ止めする。
ついで電力端子34やサーキットブレーカ33などの電力用
部品をハンダ付にて結線して上部に固定した電力基板３
を、下部フレーム４の上方に載置し、放熱器５の上部に
取付けた電力用トランジスタ51、電力用モジュール52
や、電力用抵抗器６などを電力基板３の上方からのボル
ト36にて第２図に示した如く端子部61などのナット部に
締付けて電気結線を行う。

以上の組立作業の後、上部フレーム２を下部フレーム４
に載置した電力基板３上にのせ、上部フレーム24の脚穴
24aを介してタッピングネジ25のて下部フレーム４に締
付ける。最後に制御回路が構成されたプリント基板１の
取付穴11を、上部フレーム２の保持具21と係合させて上
部フレームの上方に保持すれば、プリント基板１、上部
フレーム２、電力基板３、下部フレーム４、放熱器５お
よび電力用抵抗器６はすべて一体となり、モータ駆動ユ
ニットとして組立てられたことになる。

なお、本発明を上記の実施例によって説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、制御用半導体を用いた電気回路を有す
るプリント基板を保持する上部フレームと、電力用トラ
ンジスタ、整流器などを取付けた放熱器や電力用抵抗器
を固定する下部フレームとをプラスチック材にて構成
し、これらの両フレームの間に電力用部品を結線した電
力基板を挟込んで放熱器上の部品や電力用抵抗器をネジ
止めにて結線するとともに、両フレームをタッピングネ
ジにて締付けて一体としたので、組立作業が簡易とな
り、ロボットなどを使用しての自動化が容易となる効果
がある。

また、本発明によれば上下の両フレーム間に挟んだ電力
基板は上部の電力用部品はハンダ付にて結線され、下部
の電力用部品はネジ止めにより電気回路が結線されるた
め、手数を要する部品間の配線作業や束線の作業が不必
要となり作業能率が向上する効果を生ずる。

さらに本発明では、プラスチックの上下のフレームで一
体化されるので、板金加工の金属ケースなどが不要のた
め、コストや重量が低減できる利点も生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモータ駆動ユニットの一実施例を示す
分解斜視図、第２図は電力基板への電力用部品の取付方
法の一例を示す説明図、第３図はフローティングナット
の説明図、第４図は交流電動機を制御するモータ駆動回
路の一例を示す回路図である。 １…プリント基板、２…上部フレーム、３…電力基板、
４…下部フレーム、５…放熱器、６…電力用抵抗器、11
…取付穴、21…保持具、25…タッピングネジ、33…サー
キットブレーカ、34…電力端子、61…端子部。

フロントページの続き (72)発明者 金森 裕志 東京都日野市旭が丘３丁目５番地１ ファ ナック株式会社商品開発研究所内 (56)参考文献 実開 昭61−4466（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−69875（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電動機を駆動制御する電気部品のうち
   制御回路部品を組付けたプリント板を保持する合成樹脂
   製のフレームと、前記電気部品のうち電力回路部品を固
   定する合成樹脂製のフレームと、前記電力回路部品を結
   線するとともに、両面に電力回路部品を組付けた電力基
   板を備え、前記両フレーム間に前記電力基板を挟設した
   ことを特徴とするモータ駆動ユニット。
2. 【請求項２】前記電力基板は上部の電力用部品はハンダ
   付にて結線され、下部の電力用部品はネジ止めにより電
   気回路が結線されることを特徴とする特許請求の範囲
   （１）に記載のモータ駆動ユニット。