JPH11234963A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筐体の天面や背面に設置すべき部材がある場
合でも、筐体内部のインバータ等の電気部品を効率よく
冷却することのできるモータ駆動装置を提供すること。 【解決手段】 筐体５に内装したインバータ３に水平方
向に伸びる冷却フィン１を列設したヒートシンク２を取
り付け、冷却フィン１を冷やすための空気の流れを水平
方向とする。筐体５の天面５ｃに空気の流れを制御する
ための手段を設ける必要がなくなるので、筐体５の天面
５ｄに設置すべき部材がある場合でも、モータ駆動装置
の冷却機能を維持できる。また、冷却フィン１が水平方
向に伸びているため、筐体５の側方から取り込んだ空気
の送風経路を変更せずに効果的な送風冷却が行えるよう
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータを有す
るモータ駆動装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】インバータを内蔵したモータ駆動装置に
おいてインバータを冷却するための筐体構造として、図
２（ａ）乃至図２（ｄ）に示すような構造のものが既に
公知である。各図は、いずれも筐体構造の主要部を透視
して示す斜視図である。

【０００３】図２（ａ）に示す筐体構造は、上下方向に
伸びる冷却フィン１を多数列設したヒートシンク２をイ
ンバータ３に取り付け、ヒートシンク２の両側に固設さ
れたステー４を介して密閉された筐体５の内壁にインバ
ータ３を取り付けたものであるが、このような密閉構造
の場合、ヒートシンク２に対する冷却効果が十分でな
く、また、ヒートシンク２の熱がステー４を介して筐体
５に伝達されてから大気中に放出される構成であるた
め、筐体５自体が加熱されるという問題がある。

【０００４】また、図２（ｂ）に示す筐体構造では、筐
体５の下部両側面と背面に多数のスリット状の給気孔６
を穿設すると共に筐体５の天面に多数のスリット状の排
気孔７を穿設し、筐体５の内部でヒートシンク２によっ
て暖められた空気を排気孔７から逃がして新たな外気を
給気孔６から取り入れるようにしているが、対流を利用
した自然空冷であるため、冷却能力に限界がある。

【０００５】図２（ｃ）に示す従来例と図２（ｄ）に示
す従来例は共にファンモータ８による強制空冷を適用し
た筐体構造を示している。

【０００６】図２（ｃ）に示す従来例では、筐体５の天
面に２つのファンモータ８を装備すると共に、筐体５の
下部両側面に穿設した給気孔６の内側にダクト９を接続
して設け、ファンモータ８で筐体５内の空気を吸い出す
ことにより給気孔６から新たな外気を取り入れ、その外
気をダクト９でヒートシンク２の下端部に誘導して冷却
フィン１に沿って上方に流すことでヒートシンク２の冷
却効率を改善しており、また、図２（ｄ）に示す従来例
では、筐体５の下部背面に２つのファンモータ８を装備
してヒートシンク２の下部に直に外気を吹き付け、その
外気を冷却フィン１に沿って上方に流して筐体５の天面
の排気孔７から逃がすことによりヒートシンク２の冷却
効率を改善している。

【０００７】しかし、図２（ｃ）および図２（ｄ）に示
すいずれの構成においても、ヒートシンク２に設けられ
た冷却フィン１が上下方向に伸びるように形成されてい
るため、その冷却効果を高めるためには冷却フィン１の
向きに沿って空気が筐体５の内部を上下方向に流れるよ
うにしなければならない。

【０００８】前述したように、図２（ｃ）に示す従来例
では筐体５の下部両側に穿設した給気孔６から取り込ん
だ外気をダクト９を介して冷却フィン１の下端部に導い
て上方に流すようにし、また、図２（ｄ）に示す従来例
では２つのファンモータ８でヒートシンク２の下部背面
に直に外気を吹き付け、その空気を冷却フィン１に沿っ
て上方に流すように構成しているが、いずれの場合にお
いても空気の流れが経路の途中で水平方向から垂直方向
に屈曲されるため、送風に関連した損失が大きく、ファ
ンモータ８の送風効率を十分に生かせないといった問題
がある。

【０００９】無論、空気の流れる経路を屈曲させないよ
うにするために、図２（ｃ）に示す従来例において給気
孔６を筐体５の底面に穿設したり、図２（ｄ）に示す従
来例においてファンモータ８を筐体５の底面に取り付け
たりすることは理論的には可能であるが、実際には、筐
体５の底面は機械ベースや床面に設置されることになる
ので、そのような構造には意味がない。

【００１０】また、産業用ロボットのモータ駆動装置等
の場合においては、モータ駆動装置の筐体５の天面また
は背面にロボット機構部等の部材が設置される場合もあ
り、図２（ｃ）の構成例におけるファンモータ８や図２
（ｄ）の構成例における排気孔７およびファンモータ８
を筐体５に配備すること自体が困難となる場合がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、前記従来技術の欠点を解消し、筐体の天面や背面に
設置すべき部材がある場合でも、筐体内部のインバータ
等の電気部品を効率よく冷却することのできるモータ駆
動装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、モータ駆動装
置のインバータに、水平方向に伸びる冷却フィンを列設
したヒートシンクを取り付け、該モータ駆動装置の筐体
における前記冷却フィンの一側に位置する側面にファン
モータを設け、冷却フィンに沿ってファンモータで送風
することでヒートシンクを冷却し、その風を前記冷却フ
ィンの他側に位置する筐体側面に設けた排気孔から排出
するようにしたことを特徴とする構成により前記課題を
達成した。

【００１３】更に、筐体内に配備されるインバータおよ
び制御回路用の弱電部品を確実に熱から守るために仕切
板を設け、インバータおよび制御回路用の弱電部品を実
装するための空間とヒートシンクを実装するための空間
とに分割した。

【００１４】また、抵抗器やトランス等の発熱する電気
部品を実装する場合には、前記ヒートシンクの近傍に送
風方向と重ならないようにして発熱する電気部品を実装
し、ファンモータからの風によってヒートシンクと共に
冷却することで、他の電気部品の冷却も同時に行うよう
にする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１（ａ）は、筐体５に主要な電気
部品としてインバータ３のみを実装する場合のモータ駆
動装置の構成に関して示す透視図である。

【００１６】インバータ３の裏面には、左右の水平方向
に伸びる冷却フィン１を上下方向に多数列設したヒート
シンク２が一体的に固設され、冷却フィン１の一側、即
ち、手前側から見て右側に位置する筐体５の壁面５ａに
は、上下方向に離間して２つの開口が設けられ、その各
々に、冷却フィン１に外気を吹き付けて冷却するための
ファンモータ８が取り付けられている。

【００１７】一方、冷却フィン１の他側、即ち、手前側
から見て左側に位置する筐体５の壁面５ｂには、ファン
モータ８によって筐体５に送り込まれた空気を外部に逃
がすためのスリット状の排気孔７が多数穿設して設けら
れ、ファンモータ８によって筐体５に送り込まれた空気
がヒートシンク２の冷却フィン１の間を縫うようにして
水平方向に流れ、そのまま送風方向を変更されることな
く、真っ直ぐに排気孔７を通って外部に排出されるよう
になっている。

【００１８】従って、図２（ｃ）および図２（ｄ）に示
した従来のモータ駆動装置とは相違し、ファンモータ８
で送り込まれた空気の流れが筐体５の内部で屈曲される
ことはなく、送風に関する損失が少なくなるため、同じ
駆動能力のファンモータ８によって一層効果的な冷却効
率を達成することができる。

【００１９】更に、図２（ｄ）に示した従来のモータ駆
動装置とは違い、ファンモータ８で送り込まれた空気が
ヒートシンク２の裏面に局部的に当たって跳ね返ること
がなく、確実に冷却フィン１の面に沿って長手方向（左
右）に流れるので、ヒートシンク２を全体的に冷却する
ことができ、インバータ３に対する冷却効果が一層向上
する。

【００２０】また、筐体５の天面５ｃおよび背面５ｄに
は、送風および排気に必要とされるファンモータ８も排
気孔７も設けられていないので、筐体５の天面５ｃや背
面５ｄには駆動対象となる産業用ロボット等の部材を任
意に固設することができる。

【００２１】更に、図１（ｂ）に示すようにして筐体５
内に仕切板１０を固設して筐体５内の空間を２分割し、
その一方の密閉空間５ｅにインバータ３を実装する一
方、他方の空間５ｆにヒートシンク２を実装するように
すれば、ヒートシンク２で暖められた空気がインバータ
３に接して加熱することを防止でき、同時に、埃や湿気
の侵入によってインバータ３に損傷が生じるのを防止す
ることができる。

【００２２】ファンモータ８と排気孔７に関しては、ヒ
ートシンク２を実装した空間５ｆ側の壁面５ａ，５ｂに
対向させて設けるようにし、また、インバータ３以外の
弱電部品、例えば、制御回路用の電気部品等を始めとす
る加熱しにくい電気部品がある場合には、それらの電気
部品はインバータ３と共に密閉空間５ｅの側に配備する
ようにする。

【００２３】また、インバータ３内または外部に設けら
れていた回生放電用の抵抗器１１や外部に設けられてい
たトランス１２等のような発熱し易い電気部品を、図１
（ｃ）に示すように、これらの発熱し易い電気部品が送
風方向に重ならないようにしてヒートシンク２の近傍に
実装し、ファンモータ８からの風によってヒートシンク
２と共に抵抗器１１やトランス１２等の電気部品が冷却
されるようにする。

【００２４】図１（ｃ）に示した実施形態においては、
ヒートシンク２よりも背面寄りの位置にに抵抗器１１や
トランス１２を配備することにより、ファンモータ８か
らヒートシンク２に送られる風を抵抗器１１やトランス
１２が遮ったり、ファンモータ８から抵抗器１１やトラ
ンス１２に送られる風をヒートシンク２が遮ったりする
のを防止し、また、ファンモータ８からの風が抵抗器１
１やトランス１２にも直接あたるようにするため、壁面
５ａに配備するファンモータ８の数を４個に増やすと共
に、それに応じて壁面５ｂに穿設する排気孔７の数（面
積）も増大させている。

【００２５】無論、図２（ｃ）に示す実施形態において
も、図２（ｂ）の実施形態と同様にして仕切板１０を配
備することが可能である。

【００２６】当然、その場合は、抵抗器１１やトランス
１２等のような発熱し易い電気部品をヒートシンク2と
共にファンモータ８および排気孔７のある側の空間に配
備し、インバータ３およびその他の弱電部品、例えば、
制御回路用の電気部品等は他方の空間に配備することに
なる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ヒートシンクを冷やす
ための空気の流れが水平方向となるため、モータ駆動装
置の筐体の天面に空気の流れを制御するための手段を設
ける必要がなくなり、筐体の天面にも駆動対象となる機
械の機構部やベース等を自由に配備することができる。

【００２８】また、ヒートシンクの冷却に必要とされる
空気の送風経路を屈曲させる必要がないので、空気の送
風効率、要するに、ヒートシンクの冷却効率が改善され
る。

【００２９】更に、筐体内に仕切板を設けてインバータ
および制御回路用の弱電部品を実装するための空間とヒ
ートシンクを実装するための空間とに分割したので、イ
ンバータおよび制御回路用の弱電部品を確実に熱から守
ることができる。

【００３０】また、抵抗器やトランス等の発熱する電気
部品を実装する場合には、ヒートシンクの近傍に送風方
向と重ならないようにして電気部品を実装するようにし
たので、ファンモータからの風によってヒートシンクと
共に加熱し易い他の電気部品も同時に冷却することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の幾つかを示した透視図であ
る。

【図２】インバータを内蔵したモータ駆動装置において
インバータを冷却するための筐体構造の従来例を示した
透視図である。

【符号の説明】

１ 冷却フィン ２ ヒートシンク ３ インバータ ４ ステー ５ 筐体 ５ａ 筐体壁面 ５ｂ 筐体壁面 ５ｃ 筐体天面 ５ｄ 筐体背面 ５ｅ インバータを実装するための空間 ５ｆ ヒートシンクを実装するための空間 ６ 給気孔 ７ 排気孔 ８ ファンモータ ９ ダクト １０ 仕切板 １１ 抵抗器 １２ トランス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ駆動装置のインバータに、水平方
   向に伸びる冷却フィンを列設したヒートシンクを取り付
   け、該モータ駆動装置の筐体における前記冷却フィンの
   一側に位置する側面にファンモータを設け、冷却フィン
   に沿ってファンモータで送風することでヒートシンクを
   冷却し、その風を前記冷却フィンの他側に位置する筐体
   側面に設けた排気孔から排出するようにしたことを特徴
   とするモータ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記筐体内に仕切板を設け、インバータ
   および制御回路用の弱電部品を実装するための空間と前
   記ヒートシンクを実装するための空間とに分割したこと
   を特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記ヒートシンクの近傍に送風方向と重
   ならないようにして発熱する電気部品を実装し、前記フ
   ァンモータからの風によってヒートシンクと共に発熱す
   る電気部品を冷却するようにしたことを特徴とする請求
   項１または請求項２記載のモータ駆動装置。