(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣを含む制御回路が一面に配置された基板、上記基板の他面に接して配置されたヒートシンク、上記制御回路と電気的に接続され、制御対象となるモータに電圧を印加するパワー素子を備えたモータ制御装置において、上記基板、ＩＣおよびパワー素子を樹脂製のケースおよびカバーによって格納保護し、上記ケースおよび上記カバーはヒートシンクとは電気的に非導通とすると共に、上記基板の少なくともＩＣが配置された領域の他面と上記ヒートシンクの一面の一部の間に隙間を設け、かつ上記制御回路のＧＮＤと上記ヒートシンクとを電気的に非接続とすることにより、電波免疫性を向上させるようにしたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
基板はセラミック基板であり、パワー素子は、上記基板のＩＣが配置されていない領域に配置することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
基板はプリント基板であり、該基板の他面とヒートシンクの一面との間の隙間は、上記基板の外周以外の領域に形成し、上記基板の外周において、上記基板の他面と上記ヒートシンクとが接し、上記隙間を形成した領域に位置する上記基板の一面にＩＣを配置すると共に、パワー素子は、上記基板の他面と接するヒートシンクの一面の延在した面上に配置することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】
基板の他面とヒートシンクの一面との間の隙間の間隔は１ｍｍ程度の大きさであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの回転数を制御するモータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、モータ制御装置の従来の技術について説明する。図４はモータ制御装置の従来例を示す断面構成図であり、この図において符号１０１は制御回路を有するセラミック基板、１０２はセラミック基板１０１上に実装されたＩＣであり、このＩＣ１０２は制御回路の一部により構成されている。なお、図４にはＩＣ１０２のみ示し、制御回路の他の部分は図示しない。また、１０３はセラミック基板１０１上に実装されたモータへ制御された電圧を印加するためのパワー素子、１０４はパワー素子１０３から発せられる熱を放熱するためのヒートシンク、１０５はセラミック基板１０１、パワー素子１０３並びにヒートシンク１０４を収納し、保護するためのインサート成形されたケースであり、１０５ａはインサート（ＧＮＤ）、１０５ｂはこのモータ制御装置の取り付け部でケース１０５により形成しているものである。また、符号１０６は樹脂により構成されたカバー、１０７はノイズ対策のための鉄製のシールドカバーをそれぞれ示している。
【０００３】
次に、上記のような従来のモータ制御装置の構造について説明する。モータの制御回路を有するセラミック基板１０１は、モータへ電圧を印加するためのパワー素子１０３から発せられる熱を放熱するために、アルミダイカスト製のヒートシンク１０４に接着剤により接着され、固定されている。
【０００４】
また、インサート成形されたケース１０５およびカバー１０６は、セラミック基板１０１、ＩＣ１０２並びにパワー素子１０３を保護することおよびモータや電源などの外部との接続を目的としており、ヒートシンク１０４とケース１０５、およびケース１０５とカバー１０６がそれぞれ接着剤によって固定され、セラミック基板１０１上に取り付けられた制御回路と接続するリードフレーム１０１ａとケース１０５に一体成形されているインサートとは溶接によって接続されている。
【０００５】
このモータ制御装置は、ノイズ対策のために鉄製のシールドカバー１０７により覆われており、このモータ装置を取り付ける際に、記載していないネジによって止めることでヒートシンク１０４に電気的に接地している。さらに、シールド効果を向上させるために、セラミック基板１０１の制御回路に接続されたインサート（ＧＮＤ）１０５ａは取り付け部１０５ｂに露出しており、ヒートシンク１０４に電気的に接続され接地されている。
【０００６】
なお、別の従来技術が特開平８−１８１８３号公報に開示されている。この技術によれば、混成集積回路装置の構成要素であるコイル等の発熱部品の下部にスリットを設けて絶縁体を挟み込み、放熱性を保持したままでコイルとアルミ放熱板との絶縁性を確保することが可能となるというものであり、ノイズ対策のシールドカバーを有するモータ制御装置の構造例が示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の図４に示したようなモータ制御装置は以上のように構成されているため、部品点数が多く組み立て性が悪いという問題があった。また、シールド効果を得るための部品点数が多いためにシールド部品とＧＮＤとの接続の信頼性にも問題があり、十分なシールド効果を得ることができなかった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、電波免疫性を損なうことなく部品点数を削除でき組み立て性を向上させ、また、パワー素子の放熱性を妨げることのない安価なモータ制御装置を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明によるモータ制御装置は、ＩＣを含む制御回路が一面に配置された基板、上記基板の他面に接して配置されたヒートシンク、上記制御回路と電気的に接続され、制御対象となるモータに電圧を印加するパワー素子を備えたモータ制御装置において、上記基板の他面と上記ヒートシンクの一面の一部の間に隙間を設け、かつ上記制御回路のＧＮＤと上記ヒートシンクとを電気的に非接続とするものである。
【００１０】
また、この発明によるモータ制御装置は、上記のような構成において、基板の他面とヒートシンクの一面との間の隙間は、ＩＣが配置された領域に形成されているものである。
【００１１】
さらに、この発明によるモータ制御装置は、上記のような構成において、基板はセラミック基板であり、パワー素子は、上記基板のＩＣが配置されていない領域に配置するものである。
【００１２】
また、この発明によるモータ制御装置は、上記のような構成において、基板の他面とヒートシンクの一面との間の隙間は、上記基板の外周以外の領域に形成し、上記基板の外周において、上記基板の他面と上記ヒートシンクとが接し、上記隙間を形成した領域に位置する上記基板の一面にＩＣを配置したものである。
【００１３】
さらに、この発明によるモータ制御装置は、上記のような構成において、基板はプリント基板であり、パワー素子は、上記基板の他面と接するヒートシンクの一面の延在した面上に配置するものである。
【００１４】
また、この発明によるモータ制御装置は、上記のような構成において、基板の他面とヒートシンクの一面との間の隙間の間隔は１ｍｍ程度の大きさとするものである。
【００１５】
さらに、この発明によるモータ制御装置は、上記のような構成において、基板、ＩＣおよびパワー素子は樹脂製のケースおよびカバーによって保護され、上記ケースおよび上記カバーはヒートシンクとは電気的に非導通であるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明によるモータ制御装置の断面構成図を示している。この図において、符号１はＩＣを含む制御回路を有するセラミック基板、１ａはセラミック基板上に取り付けられたリードフレーム、２はセラミック基板１上に実装されたＩＣであり、このＩＣ２は制御回路の一部を構成している。また、３はセラミック基板１の上面（セラミック基板１の一面に相当する。）に実装されたモータへ制御された電圧を印加するためのパワー素子、４はパワー素子３から発せられる熱を放熱するためのヒートシンクであり、セラミック基板１の裏面（セラミック基板１の他面に相当する。）とヒートシンク４の上面（ヒートシンク４の一面に相当する。）が接し、ヒートシンク４はセラミック基板１の外周よりもさらに外側に張り出した状態に形成され、ＩＣ２が配置形成された領域においては、セラミック基板１とヒートシンク４との間に隙間４ａが設けられた状態となっている。
【００１７】
さらに、符号５はセラミック基板１、ＩＣ２、パワー素子３、ヒートシンク４を格納し、保護するためのインサート成形された樹脂により構成されるケース、５ａはインサート、５ｂはこのモータ制御装置の取り付け部であり、ケース５の一部によって構成されている。また、符号６は、このモータ制御装置の表面を保護するための樹脂により構成されるカバーを示しており、鉄製のカバーは含まれていない。
【００１８】
次に、図１に示すモータ制御装置の構造について詳細に説明する。モータの制御回路を有するセラミック基板１は基板の上面にＩＣ２を含む制御回路およびパワー素子３が実装されたものであり、パワー素子３から発せられる熱を放熱するためのアルミダイカストなどの金属製のヒートシンク４に接着剤により接続され、固定されている。なお、ヒートシンク４はセラミック基板１上に実装されたＩＣ２の周辺に１ｍｍ以上の隙間４ａを設けた構造となっている。ヒートシンク４と接着剤により固定されたセラミック基板１はインサート成形されたケース５およびカバー６により収納され、保護されている。
【００１９】
ヒートシンク４とケース５は接着剤によって固定され、また、ケース５はモータや電源などの外部との接続を目的としておりセラミック基板１に取り付けられた制御回路と接続するリードフレーム１ａとケース５のインサート５ａとは溶接によって接続されている。
なお、ヒートシンク４とケース５のインサート５ａとは電気的な接続を施しておらず、ヒートシンク４とケース５およびカバー６とは電気的に非導通であり、またシールドカバーに相当するものは設けていない。
【００２０】
次に、この発明によるモータ制御装置と、従来の構造の図４に示すモータ制御装置の誤動作開始電界強度測定結果を図２に示し、比較検討する。
図２は、電界強度（Ｖ/ ｍ）の搬送波周波数（ＭＨｚ）依存性を示すものである。この図２から、従来のモータ制御装置を用いた場合は、搬送波周波数４００〜８００ＭＨｚで、電界強度はおよそ６０〜１７０Ｖ/ ｍの範囲で変動し、不安定であり、誤動作の原因となっていることが分かる。
これに対し、この発明によるモータ制御装置を用いた場合、４００〜１０００ＭＨｚの搬送波周波数の範囲において、電界強度は安定値を保ち、誤動作を起こすことはない。
【００２１】
このように、モータ制御装置のＩＣ２の配置領域に相当する領域のヒートシンク４とセラミック基板１との間に隙間４ａを設け、ＩＣ２をヒートシンク４から浮かすこと、および制御回路のＧＮＤとヒートシンク４とを電気的に接続しないこと、つまりＩＣ２をＧＮＤから遠ざけることにより、電波免疫性を向上させることが可能である。なお、隙間４ａはＩＣ２周辺にのみ設けることにより、パワー素子３の放熱を妨げることはない。
この発明によるモータ制御装置は、例えば軽四車用のラジエータファンのコントローラに適用することが可能である。
【００２２】
実施の形態２.
次に、この発明の実施の形態２のモータ制御装置について説明する。図３は、実施の形態２のモータ制御装置の断面構成図である。
図３において符号１ｂはＩＣを含む制御回路を有するプリント基板であり、また８はパワー素子３をヒートシンク４に固定するためのネジを示しており、その他、既に説明のために用いた符号と同一符号は同一、若しくは相当部分を示すものである。
【００２３】
実施の形態１においては、パワー素子３がセラミック基板１上に載置された例を示したが、この実施の形態２では、基板としてプリント基板１ｂを用いており、パワー素子３をプリント基板１ｂ上に実装すると放熱が十分に行えず、プリント基板１ｂの耐熱温度を超える可能性があるため、パワー素子３はヒートシンク４上に直接的に接するように載置されている。また、ＩＣ２を搭載するプリント基板１ｂはヒートシンク４に固定されているが、ＩＣ２の配置された位置およびその周囲に位置する領域はヒートシンク４から浮いた状態となっており、両者の間には隙間４ａが設けられている。
【００２４】
なお、リードフレーム１ａに溶接されたインサート５ａとヒートシンク４とは電気的に接続された状態とはなっておらず、また、従来技術のシールドカバーに相当するものは設けていない。また、ネジ８を用いてパワー素子３とヒートシンク４とを接続する例を示したが、接着剤によって接続することも可能である。
【００２５】
この実施の形態２の場合も、実施の形態１の場合と同様に、樹脂ケース５はモータや電源などの外部との接続を目的としているため、プリント基板１ｂに取り付けられた制御回路と接続するリードフレーム１ａとケース５のインサート５ａとは溶接により接続されている。
【００２６】
以上のように構成されているため、この実施の形態２によるモータ制御装置は実施の形態１の場合と同様に、隙間４ａをヒートシンク４に設けＩＣ２を浮かすことおよび制御回路のＧＮＤとヒートシンク４を電気的に接続しないこと、つまりＩＣをＧＮＤから遠ざけることにより電波免疫性を向上させることが可能であることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
この発明のモータ制御装置によれば、基板とヒートシンクの一面の間に隙間を設け、かつ上記制御回路のＧＮＤと上記ヒートシンクとを電気的に非接続とすることによって、ＩＣをＧＮＤから遠ざけることができ、電波免疫性を向上させることが可能となる。また、従来ではモータ制御装置の構成要素として用いていたノイズ対策のための鉄製のシールドカバーを廃止でき、部品数を少なくすることが可能であるため、組み立て性を向上させることができる。
【００２８】
さらに、この発明のモータ制御装置によれば、基板とヒートシンクの一面との間の隙間は、ＩＣが配置形成された領域に設け、上記ＩＣが配置されていない他の領域に位置する上記基板は上記ヒートシンクと接している状態とするため、基板に発熱する素子が配置された場合においても、その放熱を妨げることはない。
【００２９】
また、この発明のモータ制御装置によれば、パワー素子は、ＩＣが配置されていない領域に位置する基板に配置するため、このパワー素子の発熱をヒートシンク側に放熱することを妨げることはない。
【００３０】
さらに、この発明のモータ制御装置によれば、基板とヒートシンクの一面との間の隙間は、上記基板の外周以外の領域に設け、上記基板の外周において、上記基板と上記ヒートシンクとが接し、上記隙間を形成した領域に位置する上記基板の上面にＩＣを配置するため、ＩＣをＧＮＤから遠ざけることができ、電波免疫性を向上させることが可能である。
【００３１】
また、この発明のモータ制御装置によれば、パワー素子は、基板と接するヒートシンクの一面の延在した面上に配置するため、パワー素子の発熱をヒートシンク側に放熱させることが可能となる。
【００３２】
さらに、この発明のモータ制御装置によれば、基板とヒートシンクの一面との間の隙間の間隔は１ｍｍ程度の大きさとすることで、十分に電波免疫性を向上させることが可能である。
【００３３】
また、この発明のモータ制御装置によれば、ケースおよびカバーは樹脂によって構成されているもののみを用いており、従来のように鉄製のシールドカバーを用いることなく、十分な電波免疫性を確保した上で、安価に製品を製造することが可能となる。また、ケース及びカバーはヒートシンクとは電気的に非導通であるため、ケース及びカバーを介して、ヒートシンクと制御回路とが電気的に接続させない構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるモータ制御装置を示す断面構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１の説明に必要な図である。
【図３】  この発明の実施の形態２によるモータ制御装置を示す断面構成図である。
【図４】  従来の技術の説明のために必要な図である。
【符号の説明】
１. セラミック基板    １ａ. リードフレーム    １ｂ. プリント基板、
２. ＩＣ              ３. パワー素子          ４. ヒートシンク、
４ａ. 隙間            ５. ケース              ５ａ. インサート、
５ｂ. 取りつけ部      ６. カバー              ８ネジ。
【図１】
0003653563.tif 000002
【図２】
0003653563.tif 000003
【図３】
0003653563.tif 000004
【図４】
0003653563.tif 000005