专利名称：电气装置的散热结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气装置的散热结构，尤其涉及一种由电动机装置构成的电气装 置的散热结构，其中，该电动机装置具有旋转位置传感器和在表面配置有一个以上的电子 部件的电路基板。
背景技术：
公知一种电动机装置(电气装置)，其具有旋转位置传感器和电路基板，其中所 述旋转位置传感器配置于轴的轴线方向端部侧，对电动机部的旋转位置进行检测，所述电 路基板以位于轴的轴线的延长线上的方式配置于轴的端部外侧，且具备一个以上的电子部 件。在这样的电动机装置中，若电子部件产生的热量向旋转位置传感器流动，则存在旋转位 置传感器的精度降低，或旋转位置传感器的寿命缩短这样的问题。因此，使电子部件产生的 热量向外部放出成为课题。在此，如日本特开平4-67758号公报所示，考虑有如下结构将 在表面配置有电子部件的电路基板配置于碟状的箱体内，在电路基板与箱体的底壁之间配 置金属板，以包覆电子部件整体的方式向箱体内填充合成树脂。若如此，电子部件产生的热 量经由金属板及箱体而被放出。另外，如日本特开昭63-45900号公报所示，考虑有如下结 构将具有柔性的传热构件与电子部件和热散热板连接，使电子部件产生的热量直接向热 散热板传递而向外部放出。专利文献1 日本特开平4-67758号公报专利文献2 日本特开昭63-45900号公报然而，在旋转位置传感器及电路基板位于轴的轴线上，且在电路基板的表面配置 有一个以上的电子部件的电动机装置中，采用以往的散热结构繁杂。并且，在现有的散热结 构中，提高在散热效果方面存在界限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过电子部件等使电路基板上自身放出的热量有效 地向外部散热，来抑制温度上升的电气装置的散热结构。在上述目的的基础上，本发明的另一目的在于提供一种能够防止电动机部产生的 热量向电磁波屏蔽构件传递的电气装置的散热结构。在上述目的的基础上，本发明的另一目的在于提供一种电子部件产生的热量的散 热效果高的电气装置的散热结构。本发明以在箱体的内部收纳有安装了电子部件的电路基板的电气装置的散热结 构为改良的对象，其中箱体配置于在内部具有发热源的电气设备的壳体的外侧。在本发明 中，具有电绝缘性、热传导性及柔性的传热构件以与箱体密接的状态配置在电路基板与箱 体之间。具体的电气装置具备电动机部(电气设备)，其具备一端从壳体突出的轴；旋转 位置传感器，其配置在壳体的外部，检测轴的旋转位置；电路基板，其配置在相对于壳体比 旋转位置传感器更靠外侧的位置，且安装有电子部件；箱体，其相对于壳体进行固定且包覆旋转位置传感器及电路基板。并且，具有电绝缘性、热传导性及柔性的传热构件以与箱体密 接的状态配置在电路基板与箱体之间。在本发明的电气装置的散热结构中，电子部件产生的热量经由传热构件及箱体向 外部放出。在本发明中，由于使具有电绝缘性、热传导性及柔性的传热构件与箱体密接，因 此使电子部件产生的热量能够容易地向外部放出。将本发明适用于电动机装置的更加具体的电气装置的散热结构中，所述电气装置 具备电动机部，其具备一端从壳体突出的轴；旋转位置传感器，其配置在壳体的外部，检 测轴的旋转位置；电路基板，其配置在相对于壳体比旋转位置传感器更靠外侧的位置且安 装有构成信号处理电路的电子部件，其中，该信号处理电路基于旋转位置传感器的输出信 号而进行信号处理；箱体，其相对于壳体进行固定且包覆旋转位置传感器及电路基板。在本 发明中，箱体包括箱体主体和金属制的电磁波屏蔽构件，其中所述箱体主体由电绝缘材料 形成，所述电磁波屏蔽构件与壳体不接触地配置在箱体主体的内壁面上。箱体主体具有向 壳体开口的开口部且与开口部对置的对置壁部。在对置壁部固定有电磁波屏蔽构件。具有 电绝缘性、热传导性及柔性的传热构件以与电磁波屏蔽构件密接的状态配置在电路基板与 电磁波屏蔽构件之间。在本发明的电气装置的散热结构中，电子部件产生的热量经由传热构件、电磁波 屏蔽构件及箱体主体向外部放出。在本发明中，利用传热构件、电磁波屏蔽构件使电子部件 产生的热量能够容易地向外部放出。并且，在本发明中，由于电磁波屏蔽构件与壳体不接 触，因此能够防止在电动机部侧产生的热量从壳体向电磁波屏蔽构件流动。箱体主体构成为具有向壳体开口的开口部，且具有与开口部对置的对置壁部和筒 状的周壁部，该周壁部从对置壁部的缘部朝向壳体竖起，电磁波屏蔽构件可以由沿着箱体 主体的对置壁部的第一部分和沿着周壁部的第二部分构成。在该情况下，将电磁波屏蔽构 件固定于箱体主体的对置壁部。若如此，由于向电磁波屏蔽构件第一部分的中央部传递的 热量向第二部分放射状地散热，因此能够有效地进行散热，能够提高散热效果。可以在电磁波屏蔽构件的第二部分与箱体主体的周壁部之间形成空隙部。若如 此，能够进一步防止在电动机部侧产生的热量从壳体向电磁波屏蔽构件流动。可以使电磁波屏蔽构件的第二部分与箱体主体的周壁部接合。若如此，能够将电 磁波屏蔽构件牢固地固定于箱体主体。传热构件可以采用以硅酮或丙烯酸树脂为主要原料而构成的传热构件。这样的传 热构件在市场上出售，能够廉价获得。在电子部件的至少一部分通过引线端子安装于电路基板上时，可能因传热构件含 有的腐蚀物质腐蚀引线端子。例如，在由丙烯酸树脂形成传热构件时，可能因丙烯酸腐蚀引 线端子。因此，优选在传热构件与电路基板对置的面接合耐热性保护片，该耐热性保护片允 许从电子部件向传热构件传热，并且防止传热构件与引线端子接触而防止因传热构件含有 的腐蚀物质引起引线端子的腐蚀。若如此，通过接合耐热性保护片这样简单的作业能够防 止引线端子的腐蚀。优选在耐热性保护片上形成有贯通孔，在该贯通孔允许电子部件的至少一部分的 电子部件的部件主体与传热构件接触。若如此，在传热构件的吸附性的作用下，传热构件吸 附于电子部件，能够将传热构件及耐热性保护片稳定地固定在电动机内。
耐热性保护片可以采用各种材料及厚度尺寸的耐热性保护片。例如，在使用 PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)时，优选厚度为50 200 μ m。若低于50 μ m，则由于传热构 件的应力可能损害耐热性保护片。若高于200 μ m，则妨碍从电子部件向传热构件传热。
图1是以破断状态示出适用于电动机装置的本发明一实施方式的电气装置的散 热结构(实施例1的电气装置的散热结构)的图。图2是从箱体主体侧观察到的图1所示的散热结构的一部分的立体图。图3是安装了图1所示的散热结构所包括的电子部件的电路基板的俯视图。图4是示出将图1所示的电动机装置的第二部分的轴线方向的长度进行各种变化 时的该长度与电子部件自室温的温度变化的关系的图。图5是以破断状态示出本发明另一实施方式的电气装置的散热结构(实施例2的 电气装置的散热结构)的图。图6是以破断状态示出本发明的另一实施方式的电气装置的散热结构的一部分 的图。图7是图6所示的散热结构的分解图。图8是安装了图6所示的散热结构所包括的电子部件的电路基板的俯视图。符号说明1电动机部3旋转位置传感器3a旋转体3b磁性检测器7电路基板9箱体主体9a对置壁部9b周壁部11电磁波屏蔽构件Ila 第一部分lib 第二部分13传热构件17 壳体19 轴33 39电子部件
具体实施例方式以下，参照附图对本发明实施方式进行详细说明。图1是以破断状态示出适用于 电动机装置的本发明一实施方式的电气装置的散热结构(实施例1的电气装置的散热结 构)的图，图2是从后述的箱体主体9侧观察到的图1所示的电气装置的散热结构的立体 图。如图1所示，具有本例的电气装置的散热结构的电动机装置具备电动机部1、旋转位置传感器3、电路基板支承部5、电路基板7、箱体主体9、电磁波屏蔽构件11、传热构件13。电 动机部1具备电磁制动器15、壳体17以及一端从该壳体17突出的轴19。电磁制动器15 具有制动器用铁心21及电磁线圈23。制动器用铁心21经由球轴承25支承轴19其使其旋 转自如。面向图1，在电磁制动器15的左侧配置有未图示的电动机用定子及转子。电磁制 动器15通过螺钉27固定于壳体17。旋转位置传感器3是磁性回转式编码器，配置于壳体17的外部。旋转位置传感器 3具有固定于轴19的非负荷端部的前端的旋转体3a和固定于电路基板7的磁性检测器3b。 磁性检测器3b在轴19的外侧方向以与旋转体3a包括的多个永久磁铁对置的方式配置，其 通过检测多个永久磁铁的磁通来检测轴19的旋转位置。此外，作为旋转位置传感器也可以 使用光学式回转式编码器。电路基板支承部5由树脂构成，且具有经由连接件29、31固定于制动器用铁心21 的筒形状。电路基板7配置于相对于壳体17比旋转位置传感器3更靠外侧的位置，其缘部支 承于电路基板支承部5。如图3所示，在电路基板7的与箱体主体9对置的面安装有包括 IC等的四个电子部件33 39。电子部件33 39构成基于旋转位置传感器3的输出信号 来进行信号处理的信号处理电路。电子部件33 39分别具有部件主体33a 39a和分别 与部件主体33a 39a连接的多个引线端子33b 39b。电子部件33 39通过多个引线 端子33b 39b分别安装在电路基板7上。箱体主体9由电绝缘材料的合成树脂构成，以包覆旋转位置传感器3、电路基板支 承部5及电路基板7的方式固定于壳体17。该箱体主体9具有对置壁部9a和周壁部％。 箱体主体9具有朝向壳体17开口的开口部9c，对置壁部9a与开口部9c对置。周壁部9b 具有筒形状，周壁部％从对置壁部9a的缘部朝向壳体17竖起。电磁波屏蔽构件11由金属制的冷轧的磁性钢板的加工件构成，具有沿着箱体主 体9的对置壁部9a的内壁并与该内壁接合的第一部分Ila和从第一部分Ila的周缘竖起 而与箱体主体9的周壁部9b的内壁接合的第二部分lib。因此，以第一部分Ila与电路基 板7上的多个电子部件33 39对置的方式将电磁波屏蔽构件11固定于箱体主体9的对置 壁部9a。并且，在第二部分lib的电动机部1侧的端部与壳体17之间形成有间隙。如此， 第二部分lib与壳体17不接触而沿周壁部9b延伸。在本例中，将电磁波屏蔽构件11作为 插入件而将箱体主体9注塑成形。通过该电磁波屏蔽构件11屏蔽从电动机装置的外部向 多个电子部件33 39及旋转位置传感器3的电磁波。在本例中，由箱体主体9和电磁波 屏蔽构件11构成箱体。传热构件13是以硅酮或丙烯酸树脂为主要原料而构成的厚度尺寸为3 7mm的 具有电绝缘性、热传导性及柔性的板，传热构件13以与多个电子部件33 39和电磁波屏 蔽构件11的第一部分Ila密接的状态配置在电路基板7与电磁波屏蔽构件11之间。具体 地说，传热构件13以包覆多个电子部件33 39的方式与多个电子部件33 39连接。在 本例中，作为传热构件13，使用由信越化学株式会社出售的散热硅酮橡胶。由于该传热构 件13具有柔性，因此，能够在不给多个电子部件33 39带来损伤的情况下增加与多个电 子部件33 39的接触面积。在本例的散热结构中，多个电子部件33 39产生的热量经由传热构件13、电磁波屏蔽构件11及箱体主体9而被向外部放出。在本例中，利用传热构件13及电磁波屏蔽 构件11能够使电子部件33 39产生的热量容易地向外部放出。并且，由于向电磁波屏蔽 构件11的第一部分Ila的中央部传递的热量向第二部分lib (向第一部分Ila的缘部)散 热，因此能够有效地散热而提高散热效果。并且，由于电磁波屏蔽构件11的第二部分lib 与壳体17不接触，因此能够防止在电动机1侧产生的热量从壳体17向电磁波屏蔽构件11 流动。接下来，使电动机装置以额定输出连续运转3 4小时，其中该电动机装置将使用 了本例的散热结构的电动机装置的第二部分lib的轴线方向的长度Ll进行各种改变。然 后，测定温度上升饱和时的电子部件33 39的温度，研究长度Ll与电子部件33 39自 室温的温度变化的关系。图4示出其测定结果。此外，若第二部分lib的轴线方向的长度 为10mm，则第二部分lib与壳体17接触。由图4可知，当第二部分lib的轴线方向的长度 Ll为2mm时，能够有效抑制电子部件33 39的温度上升。当长度Ll小于2mm时，不能够 提高电磁波屏蔽构件11的散热效果。并且，当长度Ll大于2mm时，由于在电动机部1侧产 生的热量在电磁波屏蔽构件11流动，因此不能够提高电磁波屏蔽构件11的散热效果。此 外，在实施例1的电动机装置中，考虑电磁波屏蔽的屏蔽效果和散热效果，使电磁波屏蔽构 件11的第二部分lib轴线方向的长度Ll为8mm。图5是以破断状态示出本发明另一实施方式的电气装置的散热结构(实施例2的 电气装置的散热结构)的一部分的图。本例的散热结构除了电磁波屏蔽构件111以外，具 有与图1所示的电动机装置相同的结构。因此，在与图1所示的散热结构相同结构的构件 上标注图1中标注的符号加上100的符号，并省略其说明。在本例的散热结构中，电磁波屏 蔽构件111的第二部分Illb以与箱体主体109的周壁部109b的内壁不接合的方式形成。 因此，在周壁部109b与第二部分Illb之间形成有空隙部G。在本例中，周壁部109b与第二 部分Illb之间的距离L2为几百μ m以上。根据本例的散热结构，通过箱体主体109的周壁部109b与电磁波屏蔽构件111的 第二部分Illb之间的空隙部G，能够进一步防止在电动机101侧产生的热量从壳体117向 电磁波屏蔽构件111流动。接下来，研究使电动机装置以额定输出运转3 4小时时的电子部件自室温的温 度变化，其中该电动机装置使用了用于试验的各种散热结构。表1表示其测定结果。[表 1]
电动机比较例1比较例2实施例1实施例2实施例3温度变化值(k)67. 059. 045. 141. 349. 8 在表1中，比较例1通过碳素钢的削除形成箱体主体9，且不设置电磁波屏蔽构件 11及传热构件13，其它为与图1所示的实施例1的散热结构相同结构的散热结构。比较例 2不设置电磁波屏蔽构件11及传热构件13，其它为与图1所示的实施例1的散热结构相同 结构的散热结构。实施例1是图1所示的散热结构，实施例2是图5所示的散热结构。实 施例3不设置电磁波屏蔽构件11，将传热构件压接于电子部件和箱体主体这两方，其它为 与图1所示的实施例1的散热结构相同结构的散热结构。即，实施例3的散热结构仅通过传热构件13进行散热。由表1可知，实施例1 实施例3的散热结构与比较例1及比较例2的散热结构 相比，散热效果高。还可知，在周壁部与第二部分之间形成有空隙部的实施例2的散热结构 中，抑制电子部件的温度上升的效果尤其高。图6是以破断状态示出本发明另一实施方式的电气装置的散热结构的一部分的 图。图7是该散热构件的分解图。本例的散热结构除了耐热性保护片241以外，具有与图 1所示的电动机装置相同的结构。因此，在与图1所示的散热结构相同结构的构件上标注 图1中标注的符号加上200的符号，并省略其说明。在本例的散热结构中，在传热构件213 的与电路基板207对置的面接合有耐热性保护片241。如图7所示，耐热性保护片241具 有圆板形状，该圆板形状具有与传热构件213的外径尺寸大致相等的外径尺寸，耐热性保 护片241由厚度为IOOym的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)形成。也可以使用PEN(聚萘 二甲酸乙二酯)作为传热构件。若考虑热传导性等，优选传热构件的厚度为50 200 μ m。 在耐热性保护片241上形成有贯通孔241a及241b这两个贯通孔，通过贯通孔241a，图8所 示的电子部件233的部件主体233a与传热构件213接触，通过贯通孔241b，电子部件237 的部件主体237a与传热构件213接触。由此，传热构件213吸附于电子部件233及电子部 件237，从而传热构件213及耐热性保护片241被稳定地固定于电动机内。此外，电子部件 235的部件主体235a及电子部件239的部件主体239a经由耐热性保护片241与传热构件 213连接，电子部件235及电子部件239产生的热量经由耐热性保护片241向传热构件213 传递。在耐热性保护片241与传热构件213接合的状态下，耐热性保护片241允许从电子 部件233 239向传热构件213传热，并且防止传热构件213与电子部件233 239的引 线端子233b 239b接触而防止因传热构件213所含有的腐蚀物质引起引线端子233b 239b的腐蚀。在本例中，在由丙烯酸树脂形成传热构件213时，虽然因丙烯酸可能腐蚀引线 端子233b 239b，但是通过耐热性保护片241能够防止该腐蚀。工业实用性根据本发明，利用传热构件及电磁波屏蔽构件使电子部件产生的热量能够容易向 外部放出。并且，在本发明中，由于向第一部分的中央部传递的热量向第二部分放射状地散 热，因此能够有效地进行散热，能够提高散热效果。并且，在本发明中，电磁波屏蔽构件的 第二部分与壳体不连接，因此能够防止因电动机部产生的热量从壳体向电磁波屏蔽构件流 动。其结果是，使电子部件产生的热量容易向外部放出，从而能够有效地防止向旋转位置传 感器传递热量。并且，只要在传热构件的与电路基板对置的面接合耐热性保护片，通过接合耐热 性保护片这样简单的作业就能够防止引线端子的腐蚀，其中，耐热性保护片允许从电子部 件向传热构件传热，并且防止传热构件与引线端子接触而防止因传热构件所含有的腐蚀物 质引起引线端子的腐蚀。
权利要求
一种电气装置的散热结构，所述电气装置在箱体的内部收纳有安装了多个电子部件的电路基板，该箱体配置于内部具有发热源的电气设备的壳体外侧，所述电气装置的散热结构的特征在于，具有电绝缘性、热传导性及柔性的传热构件以与所述箱体密接的状态配置于所述电路基板与所述箱体之间。
2.根据权利要求1所述的电气装置的散热结构，其中，所述电气设备由具备一端从所述壳体突出的轴的电动机部构成， 所述电气装置由电动机装置构成，其具备旋转位置传感器，其配置在所述壳体的外部，检测所述轴的旋转位置； 所述电路基板，其配置在相对于所述壳体比所述旋转位置传感器更靠外侧的位置，且 安装有多个所述电子部件；所述箱体，其固定于所述壳体，且包覆所述旋转位置传感器及所述电路基板。
3.根据权利要求1或2所述的电气装置的散热结构，其特征在于，所述箱体包括箱体主体和金属制的电磁波屏蔽构件，其中，所述箱体主体由电绝缘材 料形成，所述电磁波屏蔽构件配置在所述箱体主体的内壁面上， 所述传热构件与所述电磁波屏蔽构件密接。
4.根据权利要求1所述的电气装置的散热结构，其特征在于，所述箱体主体具有向所述壳体开口的开口部，且具有与所述开口部对置的对置壁部和 筒状的周壁部，所述周壁部从所述对置壁部的缘部朝向所述壳体竖起，所述电磁波屏蔽构件由沿着所述箱体主体的所述对置壁部的第一部分和沿着所述周 壁部的第二部分构成，在所述对置壁部固定有所述电磁波屏蔽构件。
5.根据权利要求4所述的电气装置的散热结构，其特征在于， 在所述第二部分与所述周壁部之间形成有空隙部。
6.根据权利要求4所述的电气装置的散热结构，其特征在于， 所述第二部分与所述周壁部接合。
7.根据权利要求1或2所述的电气装置的散热结构，其特征在于， 所述传热构件以硅酮或丙烯酸树脂为主要原料构成。
8.根据权利要求1所述的电气装置的散热结构，其特征在于，多个所述电子部件的至少一部分电子部件通过引线端子安装在所述电路基板上， 在所述传热构件的与所述电路基板对置的面接合有耐热性保护片，该耐热性保护片允 许从所述电子部件向所述传热构件传热，并且防止所述传热构件与所述引线端子接触而防 止因所述传热构件所含有的腐蚀物质引起引线端子腐蚀。
9.根据权利要求8所述的电气装置的散热结构，其特征在于，在所述耐热性保护片上形成有一个以上的贯通孔，在该贯通孔允许多个所述电子部件 的至少一部分的所述电子部件的部件主体与所述传热构件接触。
10.根据权利要求8或9所述的电气装置的散热结构，其特征在于， 所述耐热性保护片由厚度为50 200 μ m的PET构成。
全文摘要
本发明提供一种使电子部件产生的热量容易向外部放出并能够防止向旋转位置传感器传递热量的散热效果高的电气装置的散热结构。在箱体主体(9)上固定金属制的电磁波屏蔽构件(11)，该电磁波屏蔽构件(11)具有第一部分(11a)和筒状的第二部分(11b)，其中第一部分(11a)以与电路基板(7)对置的方式与箱体主体(9)的对置壁部(9a)接合，第二部分(11b)从该第一部分(11a)的周缘竖起且与壳体(17)不接触地沿箱体主体(9)的周壁部(9b)延伸。具有电绝缘性、热传导性及柔性的传热构件(13)以与多个电子部件(33～39)和电磁波屏蔽构件(11)的第一部分(11a)密接的状态配置在电路基板(7)与电磁波屏蔽构件(11)之间。
文档编号H02K11/00GK101902098SQ20101019051
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月26日 优先权日2009年5月27日
发明者地久顺一, 宫下利仁, 日置洋 申请人:山洋电气株式会社