JP2009253183A - モータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却ファン等の組付け部品の組付けを容易に行なうことができるモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造を提供すること。
【解決手段】 筐体内に、発熱体を設けた回路基板と、前記発熱体が発する熱を放熱する冷却フィンを備えた放熱器を配設し、該放熱器の冷却フィンを冷却する冷却ファンを内蔵したモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造において、
前記筐体６内の放熱器５に、前記冷却フィン１３の配設方向と交叉する方向に、冷却ファン９を配置する収納用凹部を設けるとともに、前記筐体６の上面を覆う上部カバー３の前記冷却ファン９の取付位置に対応する内壁部にファン保持部３１を形成し、前記筐体６の上部カバー３を組付けて該カバー３のファン保持部３１によって前記冷却ファン９のハウジングを保持して該冷却ファン９を前記筐体６内に組み付けた構造。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子部品を実装した回路基板を筐体内に収納したモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造に関する。

従来、電子部品を実装した回路基板を筐体内に収納したモータ等の制御装置は、回路基板に取り付けられたトランジスタ等の発熱素子から発せられる熱による筐体内部の温度上昇を防ぐために、冷却ファンを備えている。このような、従来の冷却ファンでは、冷却ファンのハウジングを、ネジ等を用いて筐体に組付けるのが一般的である（特許文献１）。

しかしながら、この構造では、筐体を組み立てる際、冷却ファンのリード線（ケーブル）が作業の邪魔になるという問題があった。
そこで、この問題を解決するため、特許文献１では、冷却ファンを一旦、フック形状が配置されたファンユニットに固定後、そのユニットのコネクタに冷却ファンを接続し、ファンユニットとして完了する。その後、ファンユニットを筐体にネジ止め固定し、筐体側の別のコネクタと対向する位置で嵌合することで、リード線引き回し作業を簡素化する構造を提案している。
特開２０００−３１６７８号公報

しかしながら、この実現のためには、リード線コネクタの位置決め、位置調整が可能な固定機能を用意する必要があり、構造が複雑、部品点数が多い、工数がかかる等の問題がある。

本発明は、上記課題を解決し、冷却ファン等の組付け部品の組付けを容易に行なうことができるモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、筐体内に、発熱体を設けた回路基板と、前記発熱体が発する熱を放熱する冷却フィンを備えた放熱器を配設し、該放熱器の冷却フィンを冷却する冷却ファンを内蔵したモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造において、 前記筐体内の放熱器に、前記冷却ファンを配置する収納用凹部を設けるとともに、前記筐体の上面を覆う上部カバーの前記冷却ファンの取付位置に対応する内壁部にファン保持部を形成し、前記筐体の上部カバーを組付けて該カバーのファン保持部によって前記冷却ファンのハウジングを保持して該冷却ファンを前記筐体内に組み付けたことにある。
また、本発明は、前記放熱器と回路基板を仕切る壁面に切欠き部を形成し、前記冷却ファンのリード線を、前記切欠き部を通して前記回路基板のコネクタ部に組み付けたことにある。
さらに、本発明は、前記放熱器の冷却フィンの一部を切欠いて段差部を形成し、該段差部にモータを制御する回生抵抗器を組み付けたことにある。

本発明によれば次のような効果を奏することができる。
請求項１によれば、冷却ファンの組付け作業に組付け用のネジ等の部品を必要とせず、組付け作業を容易に行なうことができる。
請求項２によれば、冷却ファンのリード線の引き回し作業が容易で、構造を簡素化することができる。
請求項３によれば、モータを制御する回生抵抗器を放熱器の冷却フィンの一部を切欠いて形成した段差部に配設することができるので、冷却効率の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、モータ制御機器を分解して示す斜視図、図２は冷却ファンを外して示す筐体の斜視図、図３は第１の回路基板を示す斜視図、図４は上部カバーの裏面を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。図６は回生抵抗器の取付位置を示す筐体の斜視図、図７は冷却ファンおよび回生抵抗器の配線構造を示す平面図、図８は第２の回路基板の取り付け位置を示す斜視図、図９は汲み付けが完了した状態を示す斜視図である。

図１ないし図８において、モータ制御機器１の前部カバー２、上部カバー３、下部カバー４を外して放熱器５を備えた筐体６を示しており、筐体６には、発熱体としての発熱素子７ａ，７ｂが設けられた第１の回路基板７、および第２の回路基板８が組み付けられ、発熱素子７ａ，７ｂを冷却する放熱器５には、冷却ファン９が組み付けられている。冷却ファン９は、四辺形の枠体からなるハウジング９１の中心軸線上にファンモータ９２を支持したものである。

前記筐体６は、後部プレート１０を含む四辺形を構成する枠体１１の後部プレート１０側を仕切り壁１２で仕切り、この仕切り壁１２で仕切られた後部プレート１０との間隙に略等間隔で互いに平行に立設された多数の冷却フィン１３が設けられている。この仕切り壁１２で仕切られた後部プレート１０側に、前記第１の回路基板７の発熱素子７ａ，７ｂが設けられた部分を配置し、これら発熱素子７ａ，７ｂが発する熱を放散するように前記発熱素子７ａ，７ｂの上部側に冷却フィン１３が配設されている。

これら冷却フィン１３が並ぶ片側端部には、これら冷却フィン１３の配設方向と直交する方向（すなわち冷却フィン１３と交叉する方向）に、冷却ファン９を組付ける収納用凹部１４が設けられ、この収納用凹部１４に、冷却ファン９のハウジング９１部分の一部を挿入して前記冷却ファン９が配置されている。この冷却ファン９はファンモータ９２を冷却フィン１３に向けて立設して配置され、冷却フィン１３の間隙に、フィン１３に沿って風を送るものである。図４および図５に示すように、冷却ファン９は上部カバー３の裏面に形成されたファン保持部３１によってハウジング９１の上面を保持されて固定されている。ファン保持部３１は、上部カバー３の裏面に、冷却ファン９のハウジング９１の位置に対応するようにして、突出して形成された２条の固定用リブ３２によって構成されている。この固定用リブ３２の先端にゴム等の緩衝材を設けることもできる。

前記冷却ファン９のハウジング９１の側壁９１ａには、図２、図６および図７に示すように、リード線９３が引出されており、このリード線９３の先端に装着されたコネクタ９４は、前記仕切り壁１２の上端部に形成されたＵ字状の切欠き部１２ａを通して、第１の回路基板７に設けられたコネクタ１５に接続されている。このコネクタ１５は、電源回路および制御回路に接続されており、リード線９３を通してファンモータ９２に電源および制御指令を送るものである。

前記放熱器５の一部の冷却フィン１３の上端部には、中央部分を一定の長さで、かつ一定の幅で切欠いて、冷却フィン１３の上端部に対して一段低い段差部１３ａが形成されており、この段差部１３ａによって形成される間隙部に、モータ制御用の回生抵抗器１６が配設されている。回生抵抗器１６は上端の基板１６ａに設けられたネジ孔１６ｂを介してネジ１７により放熱器５の冷却フィン１３と仕切り壁１２の上端に形成されたネジ孔１３ｂ，１２ｃにネジ止めされている。

この回生抵抗器１６のリード線１６１，１６２は、前記仕切り壁１２の上端部に形成された矩形状の切欠き部１２ｂを通して、リード線１６１，１６２が通され、リード線１６１，１６２の先端に装着された回生抵抗器用コネクタ１６３，１６４が、それぞれ第１の回路基板７に設けられたコネクタ１８，１９に接続されている。

図８に示すように前記筐体６の枠体１１には、前部側上面左右にボス部２０が立設されており、このボス部２０のネジ孔２０ａに第２の回路基板８がネジ２１を介して羅着されている。この筐体６の枠体１１の上面に上部カバー３を被せ、筐体６の下面に配置した下部カバー４と組み合わせて締結する。そして、筐体６の前面に前部カバー２を組付けてモータ制御機器１が組み立てられている。上部カバー３および下部カバー４は、図１に示すように前端側の左右に、一対の係合孔３ａ，４ａが形成され、かつ後端側の左右に、一対の係合爪３ｂ，４ｂが形成されており、一対の係合爪３ｂ，４ｂを介して後部プレート１０の上端部および下端部の両側に形成されたそれぞれ一対の係合孔１０ａ，１０ｂに係合して後部プレート１０に組みつけられている。一方、前部カバー２の上端部および下端部の左右両側には、後方に向けてそれぞれ一対の係合爪２ａ，２ｂが設けられており、これら係合爪２ａ，２ｂを上部カバー３および下部カバー４の係合孔３ａ，４ａに係合させて、前部カバー２と、上部カバー３および下部カバー４を一体に組み付けている。前部カバー２は、図９に示すようにネジ２２を介して枠体１１の前面に締結して固定されている。

次に、上記モータ制御機器１の組立手順を説明する。
まず、筐体６の枠体１１の下面に第１の回路基板７をネジ止めする。そして、下部カバー４の係合爪４ｂを筐体６の後部プレート１０に形成した係合孔１０ｂに差し込んで組付ける。次に、冷却ファン９を冷却フィン１３の端部に形成された収納用凹部１４に挿入して配置する。この冷却ファン９のリード線９３は、仕切り壁１２の上端部に形成された切欠き部１２ａを通して、第１の回路基板７に設けられたコネクタ１５にリード線９３のコネクタ９４を接続する（図２，図３参照）。

また、モータ制御用の回生抵抗器１６は、放熱器５の一部の冷却フィン１３の上端部に形成された段差部１３ａに配置し、回生抵抗器１６の基板１６ａに設けられたネジ孔１６ｂにネジ１７を通して冷却フィン１３の上端のネジ孔にネジ止めする。回生抵抗器１６のリード線１６１，１６２は、仕切り壁１２の上端部に形成された切欠き部１２ｂを通して、第１の回路基板７に設けられたコネクタ１８，１９にリード線１６１，１６２のコネクタ１６３，１６４をそれぞれ接続する（図６，図７参照）。

次に、図８に示すように、第２の回路基板８を筐体６の枠体１１に立設されたボス部２０にネジ２１を介して羅着する。
そして、筐体６の枠体１１の上面に上部カバー３を被せて、上部カバー３のファン保持部３１によって、冷却ファン９を固定する。上部カバー３は、筐体６の下面に配置した下部カバー４と組み合わせて締結する。最後に、筐体６の枠体１１の前面に前部カバー２をネジ２２を介して組付けてモータ制御機器１の組み付けが完了する（図９参照）。

上記実施の形態によれば、筐体６の枠体１１に第１の回路基板７および第２の回路基板８を組付け、さらに、放熱器５の冷却フィン１３および冷却ファン９を一体に組み付けているので、コンパクトで、かつ組付け容易なモータ制御機器１を提供することができる。また、上部カバー３の組付けによって、上部カバー３のファン保持部３１によって、冷却ファン９を固定することができるので、組付け部品を省略して作業性の向上を図ることができる。放熱器５の一部の冷却フィン１３の上端部に、中央部分を切欠いて一段低い段差部１３ａを形成し、この段差部１３ａによって生じた空間部に、モータ制御用の回生抵抗器１６を配設したので、設置スペースの縮小が図れ、装置全体の小型化を図ることができる。

さらに、筐体６内を仕切り壁１２によって、発熱素子７ａ，７ｂが設けられた部分と、それ以外の回路部分とに区画し、仕切り壁１２に設けられた切欠き部１２ａ，１２ｂを通して、冷却ファン９のリード線９３および回生抵抗器１６のリード線１６１，１６２をコネクタ１５およびコネクタ１８，１９に接続しているので、コンパクトな配線構造を採用することができる。

本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、組付け部品としては、冷却ファン９およびモータ制御用の回生抵抗器１６に限らず、他の部品を組付ける場合に適用することもできる。等、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜、変更して実施し得ることは言うまでもない。

本発明のモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造の実施の形態を示すモータ制御機器の背面側から見た分解斜視図である。 図１の放熱器から冷却ファンを外して示す正面側から見た分解斜視図である。 図２の第１の回路基板を示す斜視図である。 図１の上部カバーの裏面に設けられたファン保持部を示す平面図である。 図４のＡ−Ａ線部分断面図である。 本発明のモータ制御用の回生抵抗器の組付け位置を示す斜視図である。 本発明の冷却ファンおよびモータ制御用の回生抵抗器の配線構造を示す平面図である。 図１の第２の回路基板の組付け位置を示す斜視図である。 本発明のモータ制御機器の組付けが完了した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ モータ制御機器
２ 前部カバー
３ 上部カバー
３１ ファン保持部
４ 下部カバー
５ 放熱器
６ 筐体
７ 第１の回路基板
７ａ，７ｂ 発熱素子
８ 第２の回路基板
９ 冷却ファン
９１ ハウジング
９２ ファン
９３ リード線
９４ コネクタ
１０ 後部プレート
１１ 枠体
１２ 仕切り壁
１２ａ，１２ｂ 切欠き部
１３ 冷却フィン
１３ａ 段差部
１４ 収納用凹部
１５，１８，１９，９３，１６３，１６４ コネクタ
１６ 回生抵抗
１６ａ 基板
１６１，１６２ リード線
１７ ネジ

Claims (3)

1. 筐体内に、発熱体を設けた回路基板と、前記発熱体が発する熱を放熱する冷却フィンを備えた放熱器を配設し、該放熱器の冷却フィンを冷却する冷却ファンを内蔵したモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造において、
   前記筐体内の放熱器に、前記冷却ファンを配置する収納用凹部を設けるとともに、前記筐体の上面を覆う上部カバーの前記冷却ファンの取付位置に対応する内壁部にファン保持部を形成し、前記筐体の上部カバーを組付けて該カバーのファン保持部によって前記冷却ファンのハウジングを保持して該冷却ファンを前記筐体内に組み付けたことを特徴とするモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造。
2. 前記放熱器と回路基板を仕切る壁面に切欠き部を形成し、前記冷却ファンのリード線を、前記切欠き部を通して前記回路基板のコネクタ部に組み付けたことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造。
3. 前記放熱器の冷却フィンの一部を切欠いて段差部を形成し、該段差部にモータを制御する回生抵抗器を組み付けたことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御機器の放熱器と組付け部品との固定構造。

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