JPH11299285A - サーボアンプ - Google Patents
サーボアンプInfo
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- JPH11299285A JPH11299285A JP10121640A JP12164098A JPH11299285A JP H11299285 A JPH11299285 A JP H11299285A JP 10121640 A JP10121640 A JP 10121640A JP 12164098 A JP12164098 A JP 12164098A JP H11299285 A JPH11299285 A JP H11299285A
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
- H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
- H05K7/1427—Housings
- H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
- H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
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- H05K7/14324—Housings specially adapted for power drive units or power converters comprising modular units, e.g. DIN rail mounted units
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- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型、薄型のサーボアンプを提供する。
【解決手段】 半導体モジュール４の放熱面４ａとプリ
ント板１１，１２の平面がユニットケース２０の内壁面
と平行になるように半導体モジュール４をプリント板１
１，１２に実装する。サーボアンプにおいて必ず必要と
するインバータ等の半導体モジュール４とこの半導体モ
ジュール４を搭載したプリント板１１で形成される厚み
とユニットケース２０の内壁間の幅を略同一とし、最小
限のサーボアンプの幅とする。他の部品１３はこのユニ
ットケース幅内に収納できるような大きさの部品を選択
し、又、電解コンデンサ３等は複数に分割し収納できる
ようにする。さらに、ファンで強制冷却する際、部品間
の間隙等を封鎖するガイド板等で冷却を必要とする部品
に集中して空気が当たるように空気通路を形成する。冷
却効率が上り密集して部品を配置でき、小型、薄型のサ
ーボアンプを得る。
ント板１１，１２の平面がユニットケース２０の内壁面
と平行になるように半導体モジュール４をプリント板１
１，１２に実装する。サーボアンプにおいて必ず必要と
するインバータ等の半導体モジュール４とこの半導体モ
ジュール４を搭載したプリント板１１で形成される厚み
とユニットケース２０の内壁間の幅を略同一とし、最小
限のサーボアンプの幅とする。他の部品１３はこのユニ
ットケース幅内に収納できるような大きさの部品を選択
し、又、電解コンデンサ３等は複数に分割し収納できる
ようにする。さらに、ファンで強制冷却する際、部品間
の間隙等を封鎖するガイド板等で冷却を必要とする部品
に集中して空気が当たるように空気通路を形成する。冷
却効率が上り密集して部品を配置でき、小型、薄型のサ
ーボアンプを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械、ロボッ
ト、射出成形機、ワイヤ放電加工機、電動プレス等の各
種産業機器の制御装置に使用されるサーボアンプに関す
るものである。
ト、射出成形機、ワイヤ放電加工機、電動プレス等の各
種産業機器の制御装置に使用されるサーボアンプに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は一般的なサーボアンプの回路構成
図である。３相交流電源１からの交流をダイオードブリ
ッジ回路等の整流回路で構成される半導体モジュール２
で直流に変換し、電解コンデンサ３で平滑する。この直
流をインバータ回路を構成する半導体モジュール４と制
御回路５によってＰＷＭ制御することによって、任意の
交流に変換し、サーボモータ６を駆動制御する。図６中
の回路Ａ７は、電源投入時に電解コンデンサ３を徐々に
充電するための充電回路等の回路、回路Ｂ８は直流電圧
検出回路、回生電流を吸収するための発電制動回路等の
回路、回路Ｃ９は電流検出回路等の回路であり、回路Ｄ
１０は、ダイナミックブレーキ用や電流検出用の回路で
ある。
図である。３相交流電源１からの交流をダイオードブリ
ッジ回路等の整流回路で構成される半導体モジュール２
で直流に変換し、電解コンデンサ３で平滑する。この直
流をインバータ回路を構成する半導体モジュール４と制
御回路５によってＰＷＭ制御することによって、任意の
交流に変換し、サーボモータ６を駆動制御する。図６中
の回路Ａ７は、電源投入時に電解コンデンサ３を徐々に
充電するための充電回路等の回路、回路Ｂ８は直流電圧
検出回路、回生電流を吸収するための発電制動回路等の
回路、回路Ｃ９は電流検出回路等の回路であり、回路Ｄ
１０は、ダイナミックブレーキ用や電流検出用の回路で
ある。
【０００３】一般的なサーボアンプは、図６において、
３相電源１及びサーボモータ６以外の半導体モジュール
２，４、制御回路５、電解コンデンサ３、各回路７〜１
０で構成されている。なお、整流回路を構成する半導体
モジュール２を同一ユニットケース内に設けないサーボ
アンプもある。上述したサーボアンプにおいて、回路７
〜１０内の部品において発熱する部品もあるが、主に発
熱する部品は半導体モジュール２，４である。図３は、
上述したサーボアンプ回路備えたサーボアンプにおける
内部構造を示すサーボアンプ内部構造図である。
３相電源１及びサーボモータ６以外の半導体モジュール
２，４、制御回路５、電解コンデンサ３、各回路７〜１
０で構成されている。なお、整流回路を構成する半導体
モジュール２を同一ユニットケース内に設けないサーボ
アンプもある。上述したサーボアンプにおいて、回路７
〜１０内の部品において発熱する部品もあるが、主に発
熱する部品は半導体モジュール２，４である。図３は、
上述したサーボアンプ回路備えたサーボアンプにおける
内部構造を示すサーボアンプ内部構造図である。
【０００４】サーボアンプを構成する上記各部品は、２
枚のプリント板１１及び１２に分けて実装され、この２
枚のプリント板１１，１２は対向して配置されている。
半導体モジュール４，２の一方もしくは両方は、その放
熱面４ａ，２ａがプリント板１１，１２と平行になるよ
うにプリント板１１，１２に配置されている。図３に示
す例では、プリント板１１に実装されている。半導体モ
ジュール４，２の放熱面４ａ，２ａは、放熱をよくする
ために大きな面積をとっているが、この放熱面４ａ，２
ａとプリント板１１，１２とを平行に配置することによ
ってサーボアンプの幅が放熱面４ａ，２ａの大きさに影
響を受けることがなくなり、アンプの幅を狭くしてい
る。半導体モジュール４，２の放熱面４ａ，２ａには、
平面型ヒートパイプ２３が取付けられ、該平面型ヒート
パイプ２３のユニットケース２０の外部背面部にはヒー
トシンク２４が取付けられている。これにより、半導体
モジュール４，２から発生した熱をユニットケース２０
内の他の部品等の実装領域から離しヒートシンク２４に
伝え放熱している。
枚のプリント板１１及び１２に分けて実装され、この２
枚のプリント板１１，１２は対向して配置されている。
半導体モジュール４，２の一方もしくは両方は、その放
熱面４ａ，２ａがプリント板１１，１２と平行になるよ
うにプリント板１１，１２に配置されている。図３に示
す例では、プリント板１１に実装されている。半導体モ
ジュール４，２の放熱面４ａ，２ａは、放熱をよくする
ために大きな面積をとっているが、この放熱面４ａ，２
ａとプリント板１１，１２とを平行に配置することによ
ってサーボアンプの幅が放熱面４ａ，２ａの大きさに影
響を受けることがなくなり、アンプの幅を狭くしてい
る。半導体モジュール４，２の放熱面４ａ，２ａには、
平面型ヒートパイプ２３が取付けられ、該平面型ヒート
パイプ２３のユニットケース２０の外部背面部にはヒー
トシンク２４が取付けられている。これにより、半導体
モジュール４，２から発生した熱をユニットケース２０
内の他の部品等の実装領域から離しヒートシンク２４に
伝え放熱している。
【０００５】ヒートシンク２４は、ダイキャスト法等
で、該サーボアンプを装着する制御装置のロッカ又は筐
体に実装するためのフランジ２１を一体化した構造とし
て製造されている。このヒートシンク２４のユニットケ
ース２０の幅方向の幅は、ユニットケース２０の幅より
も狭く形成されている。即ち、ユニットケース２０の幅
内に収まるようにヒートシンクの幅が形成されている。
又、感電防止、プリント板１１，１２の支え、外観向上
等を目的としてユニットケース２０を備え、上記フラン
ジ２１に固着される。なお、図３において、２２は半導
体モジュール４，２の端子を示すものである。
で、該サーボアンプを装着する制御装置のロッカ又は筐
体に実装するためのフランジ２１を一体化した構造とし
て製造されている。このヒートシンク２４のユニットケ
ース２０の幅方向の幅は、ユニットケース２０の幅より
も狭く形成されている。即ち、ユニットケース２０の幅
内に収まるようにヒートシンクの幅が形成されている。
又、感電防止、プリント板１１，１２の支え、外観向上
等を目的としてユニットケース２０を備え、上記フラン
ジ２１に固着される。なお、図３において、２２は半導
体モジュール４，２の端子を示すものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のサーボアンプで
は、アンプの幅は、例えば半導体モジュール２，４以外
の部品１３の中の背の高いリレーや電解コンデンサ３の
高さの制約を受け、背の低い他の部品を空いたスペース
に実装するようにしている。その結果、サーボアンプの
幅は、プリント板１１，１２に実装される部品の中で１
番背の高い部品の高さによって決められている。
は、アンプの幅は、例えば半導体モジュール２，４以外
の部品１３の中の背の高いリレーや電解コンデンサ３の
高さの制約を受け、背の低い他の部品を空いたスペース
に実装するようにしている。その結果、サーボアンプの
幅は、プリント板１１，１２に実装される部品の中で１
番背の高い部品の高さによって決められている。
【０００７】又、半導体モジュール４，２からの発熱は
ヒートパイプ２３、ヒートシンク２４によって放熱さ
れ、該半導体モジュール４，２は冷却されるが、このユ
ニットケース２０内のサーボアンプの部品で発熱が大き
く冷却が必要な部品がある。これらの冷却を行なうため
に、アンプ内部にファンモータを実装し、強制空冷を行
なうようにもしている。
ヒートパイプ２３、ヒートシンク２４によって放熱さ
れ、該半導体モジュール４，２は冷却されるが、このユ
ニットケース２０内のサーボアンプの部品で発熱が大き
く冷却が必要な部品がある。これらの冷却を行なうため
に、アンプ内部にファンモータを実装し、強制空冷を行
なうようにもしている。
【０００８】一方、サーボアンプが組み込まれる装置の
小型化が要望されており、そのためサーボアンプの小型
化も要望されている。サーボアンプの小型化を図る場
合、従来機種との取付け互換性や、他機種との形状面で
の整合を考えると、幅を小さくする薄型化が最もよい方
法である。又、サーボアンプを小型化し該サーボアンプ
のユニットケースを小型化すると、ユニットケース内に
サーボアンプの部品が密集して配置されることになり、
発熱を有する部品があると、この部品の周りの他の部品
に悪影響を及ぼすことから、この部品のより効率的な冷
却を必要とする。
小型化が要望されており、そのためサーボアンプの小型
化も要望されている。サーボアンプの小型化を図る場
合、従来機種との取付け互換性や、他機種との形状面で
の整合を考えると、幅を小さくする薄型化が最もよい方
法である。又、サーボアンプを小型化し該サーボアンプ
のユニットケースを小型化すると、ユニットケース内に
サーボアンプの部品が密集して配置されることになり、
発熱を有する部品があると、この部品の周りの他の部品
に悪影響を及ぼすことから、この部品のより効率的な冷
却を必要とする。
【０００９】そこで、本発明の目的は、薄型のサーボア
ンプを提供するにある。
ンプを提供するにある。
【００１０】さらに、サーボアンプ内の発熱部品を効率
的に冷却し、小型、薄型のサーボアンプを提供すること
にある。
的に冷却し、小型、薄型のサーボアンプを提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、サーボアンプ
にとって必ず必要とするインバータ等の半導体モジュー
ルの放熱面とプリント板の平面がユニットケースの内壁
面と平行になるように半導体モジュール及びプリント板
を実装する。プリント板に取付けられた部品の高さを半
導体モジュールの厚みと同等かそれ以下にすることによ
って、ユニットケースの内壁間の幅を半導体モジュール
とプリント板で形成される厚みと略同一になるようにす
ることによって、サーボアンプにとって最大限に薄型の
サーボアンプを得る。
にとって必ず必要とするインバータ等の半導体モジュー
ルの放熱面とプリント板の平面がユニットケースの内壁
面と平行になるように半導体モジュール及びプリント板
を実装する。プリント板に取付けられた部品の高さを半
導体モジュールの厚みと同等かそれ以下にすることによ
って、ユニットケースの内壁間の幅を半導体モジュール
とプリント板で形成される厚みと略同一になるようにす
ることによって、サーボアンプにとって最大限に薄型の
サーボアンプを得る。
【００１２】又、半導体モジュールの放熱面にヒートシ
ンクを取付けた場合には、プリント板に取付けられた部
品の高さを半導体モジュールとヒートシンクで構成され
る厚みと同等かそれ以下にすると共に、ユニットケース
の内壁間の幅を半導体モジュールとヒートシンクとプリ
ント板で形成される厚みと略同一になるようにする。ま
た、半導体モジュールの放熱面にはヒートシンクを備え
た平板型ヒートパイプが取付け、ヒートシンクをユニッ
トケースの外部にケースに沿って配置した場合には、プ
リント板に取付けられた部品の高さを半導体モジュール
とヒートパイプで構成される厚みと同等かそれ以下に
し、ユニットケースの内壁間の幅を半導体モジュールと
ヒートパイプとプリント板で形成される厚みと略同一に
なるようにする。
ンクを取付けた場合には、プリント板に取付けられた部
品の高さを半導体モジュールとヒートシンクで構成され
る厚みと同等かそれ以下にすると共に、ユニットケース
の内壁間の幅を半導体モジュールとヒートシンクとプリ
ント板で形成される厚みと略同一になるようにする。ま
た、半導体モジュールの放熱面にはヒートシンクを備え
た平板型ヒートパイプが取付け、ヒートシンクをユニッ
トケースの外部にケースに沿って配置した場合には、プ
リント板に取付けられた部品の高さを半導体モジュール
とヒートパイプで構成される厚みと同等かそれ以下に
し、ユニットケースの内壁間の幅を半導体モジュールと
ヒートパイプとプリント板で形成される厚みと略同一に
なるようにする。
【００１３】又、部品の配置やガイド板の追加で、ファ
ンによる空気の流れが強制的、集中的に冷却を必要とす
る部品に当たるように空気通路を形成することにより、
部品の密集配置を可能にして小型、薄型のサーボアンプ
を得る。
ンによる空気の流れが強制的、集中的に冷却を必要とす
る部品に当たるように空気通路を形成することにより、
部品の密集配置を可能にして小型、薄型のサーボアンプ
を得る。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
おけるサーボアンプの内部構造を示す図である。図３に
示した従来のサーボアンプと同一名称の要素は同一符号
を付している。この第１の実施形態と図３に示す従来の
サーボアンプの例の相違点は、半導体モジュール４，２
の厚みによってサーボアンプの幅を決め、サーボアンプ
の幅を極力薄いものにしている。サーボアンプにとっ
て、絶対に必要なものはインバータ回路を構成する半導
体モジュール４であり、サーボアンプの外形はこの半導
体モジュール４の外形に制約を受ける。その結果、サー
ボアンプのユニットケース１２０の内壁間の幅が、半導
体モジュール４の厚み（幅）より決まる幅以上にならな
いことが、サーボアンプの幅を最小にする条件となる。
おけるサーボアンプの内部構造を示す図である。図３に
示した従来のサーボアンプと同一名称の要素は同一符号
を付している。この第１の実施形態と図３に示す従来の
サーボアンプの例の相違点は、半導体モジュール４，２
の厚みによってサーボアンプの幅を決め、サーボアンプ
の幅を極力薄いものにしている。サーボアンプにとっ
て、絶対に必要なものはインバータ回路を構成する半導
体モジュール４であり、サーボアンプの外形はこの半導
体モジュール４の外形に制約を受ける。その結果、サー
ボアンプのユニットケース１２０の内壁間の幅が、半導
体モジュール４の厚み（幅）より決まる幅以上にならな
いことが、サーボアンプの幅を最小にする条件となる。
【００１５】そこで、この第１の実施形態においては、
従来のサーボアンプと同様に、サーボアンプを構成する
上記各部品は、２枚のプリント板１１及び１２に分けて
実装し、この２枚のプリント板１１，１２を対向して配
置している。半導体モジュール４，２の一方もしくは両
方は、その放熱面４ａ，２ａがプリント板１１，１２と
平行になるようにプリント板１１，１２に配置されてい
る。図１に示す例では、プリント板１１に実装されてい
る。そして、半導体モジュール４，２以外の他の部品の
高さを、例えば電解コンデンサ３を１個のものを複数個
に分割する等で、半導体モジュール４，２の高さ以下も
しくは同等にしている。これによって、ユニットケース
２０内に収納される部品等の厚みをプリント板１１と半
導体モジュール４，２で形成される厚みが最大のものと
する。そして、ユニットケース２０の内壁の幅を、この
プリント板１１と半導体モジュール４，２で形成される
厚みより僅かに大きい、略同等の幅とすることによっ
て、サーボアンプの幅を小さくし、サーボアンプを小型
化している。
従来のサーボアンプと同様に、サーボアンプを構成する
上記各部品は、２枚のプリント板１１及び１２に分けて
実装し、この２枚のプリント板１１，１２を対向して配
置している。半導体モジュール４，２の一方もしくは両
方は、その放熱面４ａ，２ａがプリント板１１，１２と
平行になるようにプリント板１１，１２に配置されてい
る。図１に示す例では、プリント板１１に実装されてい
る。そして、半導体モジュール４，２以外の他の部品の
高さを、例えば電解コンデンサ３を１個のものを複数個
に分割する等で、半導体モジュール４，２の高さ以下も
しくは同等にしている。これによって、ユニットケース
２０内に収納される部品等の厚みをプリント板１１と半
導体モジュール４，２で形成される厚みが最大のものと
する。そして、ユニットケース２０の内壁の幅を、この
プリント板１１と半導体モジュール４，２で形成される
厚みより僅かに大きい、略同等の幅とすることによっ
て、サーボアンプの幅を小さくし、サーボアンプを小型
化している。
【００１６】さらに、第２の実施形態として、図示して
いないが、図１において、半導体モジュール４，２の放
熱面４ａ，２ａに薄型のヒートシンクを取付けて、該半
導体モジュール４，２から発生する熱を放熱するように
してもよい。この場合は、ユニットケース２０の内壁間
の幅は、プリント板１１、半導体モジュール４，２、ヒ
ートシンクで形成される厚みと略同一の幅となる。又、
この第２の実施例の場合、後述する強制空冷によって、
半導体モジュール４，２や発熱し冷却を要するユニット
ケース内のサーボアンプ部品を冷却するようにすればよ
い。
いないが、図１において、半導体モジュール４，２の放
熱面４ａ，２ａに薄型のヒートシンクを取付けて、該半
導体モジュール４，２から発生する熱を放熱するように
してもよい。この場合は、ユニットケース２０の内壁間
の幅は、プリント板１１、半導体モジュール４，２、ヒ
ートシンクで形成される厚みと略同一の幅となる。又、
この第２の実施例の場合、後述する強制空冷によって、
半導体モジュール４，２や発熱し冷却を要するユニット
ケース内のサーボアンプ部品を冷却するようにすればよ
い。
【００１７】図２は、本発明の第３の実施形態のサーボ
アンプの内部構造を示す図である。この第３の実施形態
は、図３に示した従来例と同様に、平面型ヒートパイプ
２３とダイキャスト法等で製造されたフランジ２１兼ヒ
ートシンク２４を設け、半導体モジュール４，２の放熱
面４ａ，２ａに平面型ヒートパイプ２３を取付け、ユニ
ットケース２０の外部の背面側に延びた該ヒートパイプ
２３に取付けられたヒートシンク２４に半導体モジュー
ル４，２で発生した熱を伝え、放熱するように構成して
いる。又、ユニットケース２０を積層して配置してもよ
いように、ヒートシンク２４のユニットケース２０の幅
方向の幅は、ユニットケース２０の幅内に収まるように
形成されている。以上のように構成することによって、
半導体モジュール４，２の冷却性能を図１に示す第１の
実施形態、又は上述した第２の実施形態より、格段に向
上させたものである。
アンプの内部構造を示す図である。この第３の実施形態
は、図３に示した従来例と同様に、平面型ヒートパイプ
２３とダイキャスト法等で製造されたフランジ２１兼ヒ
ートシンク２４を設け、半導体モジュール４，２の放熱
面４ａ，２ａに平面型ヒートパイプ２３を取付け、ユニ
ットケース２０の外部の背面側に延びた該ヒートパイプ
２３に取付けられたヒートシンク２４に半導体モジュー
ル４，２で発生した熱を伝え、放熱するように構成して
いる。又、ユニットケース２０を積層して配置してもよ
いように、ヒートシンク２４のユニットケース２０の幅
方向の幅は、ユニットケース２０の幅内に収まるように
形成されている。以上のように構成することによって、
半導体モジュール４，２の冷却性能を図１に示す第１の
実施形態、又は上述した第２の実施形態より、格段に向
上させたものである。
【００１８】この第３の実施形態は、上記平面型ヒート
パイプ２３とヒートシンク２４を設けた点以外は上記第
１の実施形態とほぼ同じ構成であるが、ユニットケース
２０の内壁間の幅が、プリント板１１、半導体モジュー
ル４，２、及び平面型ヒートパイプ２３によって形成さ
れる幅（厚み）によって決まり、略この幅（厚み）より
僅かに大きい幅としている。その結果、半導体モジュー
ル４，２が実装される部分以外の部分では、その部分に
実装される部品等で構成される幅（厚み）を上記ユニッ
トケース２０の内壁間の幅内に収めるように、部品を選
択し、又は電解コンデンサー３等の部品を分割し配置す
る。
パイプ２３とヒートシンク２４を設けた点以外は上記第
１の実施形態とほぼ同じ構成であるが、ユニットケース
２０の内壁間の幅が、プリント板１１、半導体モジュー
ル４，２、及び平面型ヒートパイプ２３によって形成さ
れる幅（厚み）によって決まり、略この幅（厚み）より
僅かに大きい幅としている。その結果、半導体モジュー
ル４，２が実装される部分以外の部分では、その部分に
実装される部品等で構成される幅（厚み）を上記ユニッ
トケース２０の内壁間の幅内に収めるように、部品を選
択し、又は電解コンデンサー３等の部品を分割し配置す
る。
【００１９】次に、強制空冷方法を改善することによっ
て小型化したサーボアンプの実施形態について説明す
る。図４は、上述した第３の実施形態のサーボアンプに
従来の強制空冷方法を適用したときの風の流れを説明す
る説明図であり、図４（ａ）はサーボアンプの内部構造
平面図、図４（ｂ）は側面図である。この図４におい
て、半導体モジュール４，２以外に例えば、部品１３
ａ，１３ｂは空冷が必要な部品であったとする。従来の
空冷方式では、ファン１５によってユニットケース２０
の一方側部から吸入された空気は、他方側部に排出さ
れ、この空気の流れは図４（ａ）において破線で示され
るように、ユニットケース２０内を全体的に流れる。特
に、間隙が小さいほど流路抵抗が増大するから、間隙が
大きい部分を通って流れる空気が多くなる。
て小型化したサーボアンプの実施形態について説明す
る。図４は、上述した第３の実施形態のサーボアンプに
従来の強制空冷方法を適用したときの風の流れを説明す
る説明図であり、図４（ａ）はサーボアンプの内部構造
平面図、図４（ｂ）は側面図である。この図４におい
て、半導体モジュール４，２以外に例えば、部品１３
ａ，１３ｂは空冷が必要な部品であったとする。従来の
空冷方式では、ファン１５によってユニットケース２０
の一方側部から吸入された空気は、他方側部に排出さ
れ、この空気の流れは図４（ａ）において破線で示され
るように、ユニットケース２０内を全体的に流れる。特
に、間隙が小さいほど流路抵抗が増大するから、間隙が
大きい部分を通って流れる空気が多くなる。
【００２０】そこで、強制空冷効果を向上させるため
に、本発明の第４の実施形態では、図５に示すように、
部品の配置とガイド板３０ａ，３０ｂ，３０ｃ（図５
（ａ）、（ｂ）にハッチングを施して示す）によって空
気通路を形成し、冷却を必要とする部品１３ａ、１３ｂ
に多くの空気が当たるようにする。なお、図５（ａ）は
内部構造を示す平面図、図５（ｂ）はその側面図であ
る。
に、本発明の第４の実施形態では、図５に示すように、
部品の配置とガイド板３０ａ，３０ｂ，３０ｃ（図５
（ａ）、（ｂ）にハッチングを施して示す）によって空
気通路を形成し、冷却を必要とする部品１３ａ、１３ｂ
に多くの空気が当たるようにする。なお、図５（ａ）は
内部構造を示す平面図、図５（ｂ）はその側面図であ
る。
【００２１】図５（ｂ）に示すユニットケース２０の空
気流入口側の一側面には、ユニットケース２０の側壁と
部品間の間隙を塞ぐように、ガイド板３０ａがユニット
ケース２０もしくはフランジ２１に設けられ、冷却が必
要な部品１３ａや半導体モジュール４，２の放熱面（ヒ
ートパイプ２３面）の部分に集中的に空気が流れ、これ
らの部品に多くの空気が当たるように形成されている。
また、ユニットケース２０内部においても、該内部に配
置され冷却を必要とする部品１３ｂに風が集中して当た
るようにガイド板３０ｂ，３０ｃが設けられ、該部品１
３ｂの部分に多くの空気が流れるように、他の部品の間
隙を封鎖している。
気流入口側の一側面には、ユニットケース２０の側壁と
部品間の間隙を塞ぐように、ガイド板３０ａがユニット
ケース２０もしくはフランジ２１に設けられ、冷却が必
要な部品１３ａや半導体モジュール４，２の放熱面（ヒ
ートパイプ２３面）の部分に集中的に空気が流れ、これ
らの部品に多くの空気が当たるように形成されている。
また、ユニットケース２０内部においても、該内部に配
置され冷却を必要とする部品１３ｂに風が集中して当た
るようにガイド板３０ｂ，３０ｃが設けられ、該部品１
３ｂの部分に多くの空気が流れるように、他の部品の間
隙を封鎖している。
【００２２】その結果、図５（ａ）に破線で示すよう
に、ファン１５の作用で、空気はガイド板３０ａでガイ
ドされて冷却が必要な部品１３ａ、半導体モジュール
４，２の放熱面（ヒートパイプ２３面）の部分を流れ、
さらにユニットケース２０内に入った空気は、ガイド板
３０ｂ，３０ｃ及び部品によってその流れが規制され、
冷却が必要な部品１３ｂの部分に集中して流れ、ファン
１５で吸引されてユニットケース２０の外部に排出され
る。
に、ファン１５の作用で、空気はガイド板３０ａでガイ
ドされて冷却が必要な部品１３ａ、半導体モジュール
４，２の放熱面（ヒートパイプ２３面）の部分を流れ、
さらにユニットケース２０内に入った空気は、ガイド板
３０ｂ，３０ｃ及び部品によってその流れが規制され、
冷却が必要な部品１３ｂの部分に集中して流れ、ファン
１５で吸引されてユニットケース２０の外部に排出され
る。
【００２３】以上の通り、空冷を必要とする部品に対
し、該部品の配置されている部分に強制的かつ集中的に
空気が流れるようにしたから、冷却効果が向上しユニッ
トケース２０内の部品を密集して配設することが可能に
なり、サーボアンプを小型化することが可能になる。特
に、図５に示すように、ユニットケース２０の内壁間の
幅をプリント板１１，半導体モジュール４，２及びヒー
トパイプ２３で形成される厚みによって決定される幅に
して、かつ、この部品の配置とガイド板によって冷却を
必要とする要素に対して集中的に空気が当たるように空
気通路を形成することによって、空冷効果を高め、サー
ボアンプの小型、薄型化を達成できるようにした。
し、該部品の配置されている部分に強制的かつ集中的に
空気が流れるようにしたから、冷却効果が向上しユニッ
トケース２０内の部品を密集して配設することが可能に
なり、サーボアンプを小型化することが可能になる。特
に、図５に示すように、ユニットケース２０の内壁間の
幅をプリント板１１，半導体モジュール４，２及びヒー
トパイプ２３で形成される厚みによって決定される幅に
して、かつ、この部品の配置とガイド板によって冷却を
必要とする要素に対して集中的に空気が当たるように空
気通路を形成することによって、空冷効果を高め、サー
ボアンプの小型、薄型化を達成できるようにした。
【００２４】なお、上記各実施形態では、２枚のプリン
ト板１１，１２で構成した例を示したが、このプリント
板は１枚でも又は３枚以上に細かく分割してもよいもの
である。さらに、半導体モジュールも１つのみを示した
が、複数の場合でも本発明は適用できるものである。
ト板１１，１２で構成した例を示したが、このプリント
板は１枚でも又は３枚以上に細かく分割してもよいもの
である。さらに、半導体モジュールも１つのみを示した
が、複数の場合でも本発明は適用できるものである。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、サーボアンプとして欠くこと
ができない半導体モジュールの厚みによってサーボアン
プのユニットケースの内壁間の幅を決定し、この幅内に
他の部品が収まるようにしたから、サーボアンプの厚さ
は、最小限の厚さとなり、薄型のサーボアンプを得るこ
とができる。又、半導体モジュールや他の冷却を必要と
する部品の部分に、集中的に空気が流れるように空気通
路を形成し、ファンによる強制冷却を行なうようにした
から、冷却効果が向上し、部品を密集して配置すること
が可能になり、サーボアンプを小型化することができ
る。
ができない半導体モジュールの厚みによってサーボアン
プのユニットケースの内壁間の幅を決定し、この幅内に
他の部品が収まるようにしたから、サーボアンプの厚さ
は、最小限の厚さとなり、薄型のサーボアンプを得るこ
とができる。又、半導体モジュールや他の冷却を必要と
する部品の部分に、集中的に空気が流れるように空気通
路を形成し、ファンによる強制冷却を行なうようにした
から、冷却効果が向上し、部品を密集して配置すること
が可能になり、サーボアンプを小型化することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施形態のサーボアンプの内部
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図２】同第３の実施形態のサーボアンプの内部構造を
示す図である。
示す図である。
【図３】従来のサーボアンプの内部構造の一例を示す図
である。
である。
【図４】従来の強制空冷方式を第３の実施形態に適用し
たときの空気の流れを説明する説明図である。
たときの空気の流れを説明する説明図である。
【図５】本発明の第４の実施形態における強制空冷方式
の空気の流れを説明する説明図である。
の空気の流れを説明する説明図である。
【図６】サーボアンプの回路構成図である。
１ ３相電源 ２ ダイオードブリッジによる整流回路を構成する半導
体モジュール ３ 電解コンデンサ ４ インバータを構成する半導体モジュール ５ 制御回路 ６ サーボモータ ７，８，９，１０ サーボアンプ内の各種回路 １１，１２ プリント板 １３ 部品 １３ａ，１３ｂ 冷却が必要な部品 １５ ファン ２０ ユニットケース ２１ フランジ ２２ 半導体モジュールの端子 ２３ ヒートパイプ ２４ ヒートシンク ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ ガイド板
体モジュール ３ 電解コンデンサ ４ インバータを構成する半導体モジュール ５ 制御回路 ６ サーボモータ ７，８，９，１０ サーボアンプ内の各種回路 １１，１２ プリント板 １３ 部品 １３ａ，１３ｂ 冷却が必要な部品 １５ ファン ２０ ユニットケース ２１ フランジ ２２ 半導体モジュールの端子 ２３ ヒートパイプ ２４ ヒートシンク ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ ガイド板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】一般的なサーボアンプは、図６において、
３相電源１及びサーボモータ６以外の半導体モジュール
２，４、制御回路５、電解コンデンサ３、各回路７〜１
０で構成されている。なお、整流回路を構成する半導体
モジュール２を同一ユニットケース内に設けないサーボ
アンプもある。上述したサーボアンプにおいて、回路７
〜１０内の部品において発熱する部品もあるが、主に発
熱する部品は半導体モジュール２，４である。図３は、
上述したサーボアンプ回路を備えたサーボアンプにおけ
る内部構造を示すサーボアンプ内部構造図である。
３相電源１及びサーボモータ６以外の半導体モジュール
２，４、制御回路５、電解コンデンサ３、各回路７〜１
０で構成されている。なお、整流回路を構成する半導体
モジュール２を同一ユニットケース内に設けないサーボ
アンプもある。上述したサーボアンプにおいて、回路７
〜１０内の部品において発熱する部品もあるが、主に発
熱する部品は半導体モジュール２，４である。図３は、
上述したサーボアンプ回路を備えたサーボアンプにおけ
る内部構造を示すサーボアンプ内部構造図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に係わる発明の
サーボアンプは、サーボアンプにとって必ず必要とする
半導体モジュールを搭載した第１のプリント板と半導体
モジュールを搭載しない第２のプリント板をユニットケ
ース内に対向する位置に配置する。かつ、前記半導体モ
ジュールの放熱面、前記第１のプリント板、および前記
第２のプリント板をユニットケースの内壁面と平行にな
るように実装する。前記第１のプリント板および第２の
プリント板に実装する部品の高さを、前記半導体モジュ
ールの厚みと同等かそれ以下にする。さらに、前記第１
のプリント板および第２のプリント板の対向した位置に
ある部品の高さの和を、前記半導体モジュールの厚みと
同等かそれ以下にする。又、前記ユニットケースの内壁
面の幅を、前記半導体モジュールと前記第１のプリント
板で形成される厚みと略同一になるようにする。
サーボアンプは、サーボアンプにとって必ず必要とする
半導体モジュールを搭載した第１のプリント板と半導体
モジュールを搭載しない第２のプリント板をユニットケ
ース内に対向する位置に配置する。かつ、前記半導体モ
ジュールの放熱面、前記第１のプリント板、および前記
第２のプリント板をユニットケースの内壁面と平行にな
るように実装する。前記第１のプリント板および第２の
プリント板に実装する部品の高さを、前記半導体モジュ
ールの厚みと同等かそれ以下にする。さらに、前記第１
のプリント板および第２のプリント板の対向した位置に
ある部品の高さの和を、前記半導体モジュールの厚みと
同等かそれ以下にする。又、前記ユニットケースの内壁
面の幅を、前記半導体モジュールと前記第１のプリント
板で形成される厚みと略同一になるようにする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】請求項２、３に係わる発明は、半導体モジ
ュールの冷却用ヒートシンクを取り付ける場合であっ
て、半導体モジュールを搭載した第１のプリント板と半
導体モジュールを搭載しない第２のプリント板をユニッ
トケース内に対向する位置に配置する。かつ、前記半導
体モジュールの放熱面、前記第１のプリント板、および
前記第２のプリント板をユニットケースの内壁面と平行
になるように実装する。前記半導体モジュールの放熱面
にはヒートシンク又は平面型ヒートパイプ付ヒートシン
クを取付け、前記第１のプリント板および第２のプリン
ト板に実装する部品の高さを、前記半導体モジュールと
前記ヒートシンク又はヒートパイプ付ヒートシンクで形
成される厚みと同等かそれ以下にする。又、前記第１の
プリント板および第２のプリント板の対向した位置にあ
る部品の高さの和を、前記半導体モジュールと前記ヒー
トシンク又はヒートパイプ付ヒートシンクで形成される
厚みと同等かそれ以下にする。さらに、前記ユニットケ
ースの内壁面の幅を、前記半導体モジュールと前記ヒー
トシンク又はヒートパイプ付ヒートシンクと前記第１の
プリント板で形成される厚みと略同一になるようにし
た。
ュールの冷却用ヒートシンクを取り付ける場合であっ
て、半導体モジュールを搭載した第１のプリント板と半
導体モジュールを搭載しない第２のプリント板をユニッ
トケース内に対向する位置に配置する。かつ、前記半導
体モジュールの放熱面、前記第１のプリント板、および
前記第２のプリント板をユニットケースの内壁面と平行
になるように実装する。前記半導体モジュールの放熱面
にはヒートシンク又は平面型ヒートパイプ付ヒートシン
クを取付け、前記第１のプリント板および第２のプリン
ト板に実装する部品の高さを、前記半導体モジュールと
前記ヒートシンク又はヒートパイプ付ヒートシンクで形
成される厚みと同等かそれ以下にする。又、前記第１の
プリント板および第２のプリント板の対向した位置にあ
る部品の高さの和を、前記半導体モジュールと前記ヒー
トシンク又はヒートパイプ付ヒートシンクで形成される
厚みと同等かそれ以下にする。さらに、前記ユニットケ
ースの内壁面の幅を、前記半導体モジュールと前記ヒー
トシンク又はヒートパイプ付ヒートシンクと前記第１の
プリント板で形成される厚みと略同一になるようにし
た。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】又、請求項４，５に係わる発明は、部品の
配置やガイド板の追加で、ファンによる空気の流れが強
制的、集中的に冷却を必要とする部品に当たるように空
気通路を形成することにより、部品の密集配置を可能に
して小型、薄型のサーボアンプを得る。
配置やガイド板の追加で、ファンによる空気の流れが強
制的、集中的に冷却を必要とする部品に当たるように空
気通路を形成することにより、部品の密集配置を可能に
して小型、薄型のサーボアンプを得る。
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 直行 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 稲葉 樹一 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 竹下 誠 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体モジュールと、この半導体モジュ
ールを搭載したプリント板と、これらを収納するユニッ
トケースを備えたサーボアンプにおいて、半導体モジュ
ールの放熱面とプリント板の平面がユニットケースの内
壁面と平行になるように半導体モジュール及びプリント
板が実装され、プリント板に取付けられた部品の高さを
半導体モジュールの厚みと同等かそれ以下にし、ユニッ
トケースの内壁間の幅を半導体モジュールとプリント板
で形成される厚みと略同一になるようにしたサーボアン
プ。 - 【請求項２】 半導体モジュールと、この半導体モジュ
ールを搭載したプリント板と、これらを収納するユニッ
トケースを備えたサーボアンプにおいて、半導体モジュ
ールの放熱面とプリント板の平面がユニットケースの内
壁面と平行になるように半導体モジュール及びプリント
板が実装され、半導体モジュールの放熱面にはヒートシ
ンクが取付けられ、プリント板に取付けられた部品の高
さを半導体モジュールとヒートシンクで構成される厚み
と同等かそれ以下にし、ユニットケースの内壁間の幅を
半導体モジュールとヒートシンクとプリント板で形成さ
れる厚みと略同一になるようにしたサーボアンプ。 - 【請求項３】 半導体モジュールと、この半導体モジュ
ールを搭載したプリント板と、これらを収納するユニッ
トケースを備えたサーボアンプにおいて、半導体モジュ
ールの放熱面とプリント板の平面がユニットケースの内
壁面と平行になるように半導体モジュール及びプリント
板が実装され、半導体モジュールの放熱面にはヒートシ
ンクを備えた平板型ヒートパイプが取付けられ、ヒート
シンクはユニットケースの外部にケースに沿って配置さ
れ、プリント板に取付けられた部品の高さを半導体モジ
ュールとヒートパイプで構成される厚みと同等かそれ以
下にし、ユニットケースの内壁間の幅を半導体モジュー
ルとヒートパイプとプリント板で形成される厚みと略同
一になるようにしたサーボアンプ。 - 【請求項４】 空冷用ファンを備えたサーボアンプであ
って、冷却が必要な部品に集中的に風が当たるように部
品の配置とガイド板によって空気通路が形成されている
ことを特徴とするサーボアンプ。 - 【請求項５】 空冷用ファンを備え、冷却が必要な部品
に集中的に風が当たるように部品の配置とガイド板によ
ってユニットケース内に空気通路が形成されていること
を特徴とする請求項１乃至３の内１項記載のサーボアン
プ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10121640A JPH11299285A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | サーボアンプ |
| EP99302954A EP0951208B1 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-16 | Servo amplifier unit |
| DE69922078T DE69922078T2 (de) | 1998-04-16 | 1999-04-16 | Servo-Verstärkereinheit |
| US09/292,920 US6292363B1 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-16 | Servo amplifier unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10121640A JPH11299285A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | サーボアンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11299285A true JPH11299285A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14816268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10121640A Pending JPH11299285A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | サーボアンプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6292363B1 (ja) |
| EP (1) | EP0951208B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11299285A (ja) |
| DE (1) | DE69922078T2 (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196770A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Omron Corp | コントロールユニット |
| KR100915778B1 (ko) * | 2000-11-03 | 2009-09-04 | 에스엠씨 일렉트리칼 프로덕츠, 인크 | 마이크로드라이브 |
| AUPR215700A0 (en) * | 2000-12-19 | 2001-01-25 | Fujisawa Pharmaceutical Co., Ltd. | Carboxylic acid compound having cyclopropane ring |
| US6411514B1 (en) * | 2001-03-08 | 2002-06-25 | Rally Manufacturing, Inc. | Power inverter with heat dissipating assembly |
| US7085136B2 (en) * | 2004-04-14 | 2006-08-01 | Thermaltake Technology Ltd. | Heat duct-equipped heat-radiating device for power supply |
| JP4251197B2 (ja) * | 2005-11-29 | 2009-04-08 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット制御装置及びロボットシステム |
| CN101202529A (zh) | 2006-12-11 | 2008-06-18 | 丹佛斯传动有限公司 | 电子装置及电动机变频器 |
| CN101202528B (zh) | 2006-12-11 | 2012-10-10 | 丹佛斯传动有限公司 | 电子装置及电动机变频器 |
| JP4908355B2 (ja) * | 2007-09-06 | 2012-04-04 | 株式会社東芝 | 電子機器およびドータボード |
| EP2254228A1 (de) * | 2009-05-20 | 2010-11-24 | ABB Schweiz AG | Leistungselektronisches Schaltmodul sowie System mit solchen Schaltmodulen |
| JP5464158B2 (ja) * | 2011-03-08 | 2014-04-09 | 株式会社安川電機 | 制御装置 |
| US20140118954A1 (en) * | 2011-06-28 | 2014-05-01 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Electronic device with heat-dissipating structure |
| TWM426756U (en) * | 2011-08-04 | 2012-04-11 | Cooler Master Co Ltd | Heat sink with the heat pipe protection mechanism |
| JP5884775B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2016-03-15 | 株式会社豊田自動織機 | インバータ装置 |
| JP5731610B2 (ja) * | 2013-10-15 | 2015-06-10 | ファナック株式会社 | 変圧器を有する射出成形機の電源供給方法 |
| JP6088464B2 (ja) * | 2014-05-29 | 2017-03-01 | ファナック株式会社 | アンプ一体型ロボット制御装置 |
| DE102016109078A1 (de) * | 2016-05-18 | 2017-11-23 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Elektronikanordnung |
| JP6389211B2 (ja) * | 2016-07-15 | 2018-09-12 | 本田技研工業株式会社 | 電子装置用保護カバー |
| CN106602967B (zh) * | 2017-01-05 | 2023-11-14 | 四川埃姆克伺服科技有限公司 | 一种集成型电机驱动单元结构 |
| JP6434559B2 (ja) | 2017-04-10 | 2018-12-05 | ファナック株式会社 | モータ駆動装置 |
| CN110336515B (zh) * | 2018-03-30 | 2021-12-28 | 瀚德万安(上海)电控制动***有限公司 | 电机控制模块、致动器和电子机械制动装置 |
| US10849252B2 (en) | 2018-04-18 | 2020-11-24 | Delta Electronics, Inc. | Converter |
| TWI686120B (zh) * | 2018-04-18 | 2020-02-21 | 台達電子工業股份有限公司 | 變頻器 |
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| JPS6413751A (en) | 1987-07-08 | 1989-01-18 | Seiko Epson Corp | Semiconductor circuit unit for power supply |
| JP2624784B2 (ja) | 1988-06-29 | 1997-06-25 | 株式会社日立製作所 | インバータ装置 |
| EP0356991B1 (en) | 1988-08-31 | 1995-01-11 | Hitachi, Ltd. | Inverter device |
| JP2570861B2 (ja) * | 1989-02-10 | 1997-01-16 | 富士電機株式会社 | インバータ装置 |
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| JPH0739167A (ja) | 1993-07-23 | 1995-02-07 | Fuji Electric Co Ltd | インバータ装置及びインバータ装置の据付装置 |
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| JPH07222458A (ja) | 1994-01-28 | 1995-08-18 | Sharp Corp | 系統連系型インバータ |
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| JPH0928094A (ja) | 1995-07-12 | 1997-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サーボコントローラー |
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-
1998
- 1998-04-16 JP JP10121640A patent/JPH11299285A/ja active Pending
-
1999
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