马达驱动装置的制作方法

本实用新型涉及一种包括散热器的马达驱动装置。

背景技术：

由马达驱动装置中使用的功率元件等发热源产生的热量通过功率元件的支承体被传递到散热器。散热器利用散热片等冷却部件将热量向周围排出。考虑到导热性，马达驱动装置中使用的散热器多与发热源的支承体一体形成。在与支承体一体化的散热器的情况下，在对散热器进行维护检查时，需要将马达驱动装置整体取出而进行作业，这成为成本增大的一个原因。

公知有这样一种技术：通过构成为能够自电子设备的主体拆除冷却单元，从而不分解主体就能够进行冷却单元的维护作业(参照日本特开2006-013376号公报)。

技术实现要素：

实用新型要解决的问题

然而，在与一体式的散热器相比较时，在可装卸的散热器的情况下，散热器与马达驱动装置的主体之间的密合性下降，热阻增大。因此，无法充分获得散热效果而可能导致马达驱动装置过热、或功率元件故障。

因而，谋求一种在容易进行散热器的维护检查的同时能够实现充分的散热效果的马达驱动装置。

在本申请的第一技术方案中，提供一种马达驱动装置，其包括：发热源；支承体，其支承上述发热源，并由具有导热性的材料形成；以及散热器，其以相对于上述支承体能够拆除的方式安装于上述支承体，并对自上述发热源经由上述支承体传递来的热量进行散热，其特征在于，上述支承体与上述散热器之间的接触面的面积大于上述支承体和上述散热器在沿与上述散热器的安装方向垂直的方向展开的平面上相接触的情况下的基准接触面的面积。

根据本申请的第二技术方案，在第一技术方案的马达驱动装置的基础上，就整个上述接触面而言，上述接触面的面积大于上述基准接触面的面积。

根据本申请的第三技术方案，在第一或第二技术方案的马达驱动装置的基础上，上述接触面的面积相对于上述基准接触面的面积的增加量与距上述发热源的距离相对应地变化。

根据本申请的第四技术方案，在第一或第二技术方案的马达驱动装置的基础上，该马达驱动装置还包括中间体，该中间体设于上述支承体与上述散热器之间，并由导热性高于空气的导热性的材料形成。

根据本申请的第五技术方案，在第四技术方案的马达驱动装置的基础上，上述中间体由固体材料形成。

根据本申请的第六技术方案，在第一或第二技术方案的马达驱动装置的基础上，利用形成于上述支承体和上述散热器的至少任一者的凹陷在上述接触面上形成间隙。

根据本申请的第七技术方案，在第一或第二技术方案的马达驱动装置的基础上，该马达驱动装置形成有螺纹孔，该螺纹孔沿上述安装方向延伸并贯穿上述散热器，且不贯穿上述支承体。

采用本实用新型的马达驱动装置，为了增大散热器与支承体之间的接触面的面积，成形有散热器和支承体的各自的相对面。由此，能够自支承体向散热器传递充分的热量，提高散热作用。

这些以及其他的本实用新型的目的、特征以及优点通过参照附图所示的本实用新型的示例性的实施方式的详细说明，能够更加明确。

附图说明

图1A是表示一实施方式的马达驱动装置的分解立体图。

图1B是表示图1A的马达驱动装置的变形例的分解立体图。

图2是表示在图1的马达驱动装置中将散热器组装于支承体的状态的图。

图3是表示另一实施方式的马达驱动装置的侧视图。

图4是表示其他实施方式的马达驱动装置的侧视图。

图5是表示其他实施方式的马达驱动装置的侧视图。

图6是放大表示图5的区域X的图。

图7是放大表示图5的区域X的图。

图8是表示其他实施方式的马达驱动装置的后视图。

图9是沿着图8的线IX-IX观察到的剖视图。

图10是表示其他实施方式的马达驱动装置的侧视图。

图11是表示其他实施方式的马达驱动装置的侧视图。

图12是表示其他实施方式的马达驱动装置的侧视图。

图13是表示其他实施方式的马达驱动装置的侧视图。

图14是表示比较例的马达驱动装置的分解立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本实用新型的实施方式。为了帮助理解本实用新型，图示的实施方式的构成要素的尺寸进行了适当变更。另外，对相同或相对应的构成要素使用相同的参照附图标记。

参照图1A和图2说明一实施方式的马达驱动装置10。马达驱动装置10用于向未图示的马达供给电力。马达用于驱动机床的移动轴或主轴、或者机器人的关节轴。在以下的实施方式的说明中，将箭头A1、A2的方向分别定义为前后方向，将箭头B1、B2的方向分别定义为左右方向，将箭头C1、C2的方向分别定义为上下方向。

马达驱动装置10包括功率元件20、和支承功率元件20的支承体22。在用于驱动机床或工业用机器人的马达驱动装置10中，通常要求使用较大的电流。因此，由功率元件20产生的热量存在有增加的倾向。马达驱动装置10包括对作为发热源的功率元件20进行冷却的散热器40。

功率元件20为用于控制供给到马达的电力的半导体元件。功率元件20包括晶体管等开关元件。

支承体22在前表面24支承有功率元件20以及安装有其他的电路零件的电路基板。支承体22由导热性较高的材料形成，例如由铜、铝或者它们的合金形成。支承体22的后表面26以能够接受散热器40的方式成形。

散热器40与支承体22相同地由具有较高的导热性的材料形成。散热器40可以由与支承体22相同的材料形成，或者也可以由不同的材料形成。散热器40的前表面44以与支承体22的、在前方向(安装方向)上相对的后表面26密合的方式相对于支承体22的后表面26具有互补形状。在散热器40上形成有朝向与支承体22相反的一侧、即后方突出的多个散热片42。

散热片42形成为彼此在上下方向上空开间隔。各散热片42具有沿与前后方向大致垂直的方向展开的平板状的形状。散热片42促进散热器40与周围的空气之间的热交换。由此，散热器40能够对由功率元件20产生的热量向周围进行散热。

如图1A和图2所示，在支承体22的、与散热器40相对的后表面26上形成有朝向后方突出且沿上下方向排列的多个凸部26a。在相邻的两个凸部26a之间形成有朝向前方凹陷的凹部26b。凸部26a和凹部26b沿左右方向延伸。另外，根据图1B所示的变形例，凸部26a和凹部26b还可以形成为相对于散热片42的排列方向旋转90度。该情况下，沿上下方向延伸的多个凸部26a和凹部26b成为沿左右方向排列。

散热器40的与支承体22相对的前表面44相对于支承体22的后表面26具有互补的形状。前表面44具有朝向前方突出的多个凸部44a。在相邻的两个凸部44a之间形成有朝向后方凹陷的凹部44b。参照图2，在将散热器40组装于支承体22时，支承体22的凸部26a和凹部26b分别与散热器40的凹部44b和凸部44a相嵌合。由此，使支承体22和散热器40能够彼此密合。

由图2可知，根据本实施方式，支承体22与散热器40之间的接触面从左右方向观察具有锯齿状的形状，接触面的面积增大。

图14表示比较例的马达驱动装置100。在马达驱动装置100中，支承功率元件120的支承体122的后表面126为沿与前后方向垂直的方向展开的平面。另外，散热器140的、与形成有散热片142的一侧相反的一侧的前表面144为沿与前后方向垂直的方向展开的平面。因而，在该比较例中，支承体122与散热器140之间的接触面(以下还称为“基准接触面”。)的面积等于支承体122的沿着左右方向的边的长度L1与支承体122的沿着上下方向的边的长度L2的乘积。

相对于此，根据本实施方式，支承体22与散热器40之间的接触面的面积等于支承体22的后表面26的表面积。在后表面26上形成有多个凸部26a，而其面积大于基准接触面的面积。

根据本实施方式的马达驱动装置10，散热器40以相对于支承体22可拆除的方式安装于支承体22。由此，在马达驱动装置10中，能够通过仅分离散热器40而进行维护检查，从而提高作业效率。

另外，根据本实施方式，为了增大支承体22与散热器40之间的接触面的面积，在支承体22的后表面26和散热器40的前表面44分别形成有凸部26a、44a和凹部26b、44b。作为接触面增大的结果，支承体22与散热器40之间的热阻下降，由功率元件20产生的热量被高效地传递到散热器40。由此，能够提高冷却功率元件20的冷却作用，能够防止马达驱动装置10的过热，并且，能够防止由发热引起的功率元件20的故障。

参照图3，说明另一实施方式的马达驱动装置10。在本实施方式的马达驱动装置10中，支承体22与散热器40之间的接触面的面积与距功率元件20的距离相对应地变化。即，在接触面中、位于功率元件20的正后方的第1区域12a被限制为面积的增加量相对较小。相对于此，位于自功率元件20在上下方向上分别偏移了的部位的第2区域12b和第3区域12c的接触面的面积的增加量大于第1区域12a。

根据本实施方式，以接触面随着距功率元件20的距离增大而增大的方式成形支承体22和散热器40。由此，在位于远离功率元件20的位置的第2区域12b和第3区域12c中，支承体22与散热器40之间的热阻下降。由于由功率元件20产生的热量的传递路径分散于整个支承体22，因此，能够防止局部的温度上升，能够高效地将热量传递到散热器40。

另外，如图3所示，通过调整支承体22和散热器40的相对面上的凸部的突出量，能够增加或减少接触面的面积。在另一实施方式中，还可以通过改变凸部的数量，调整接触面的面积。

图4表示另一实施方式的马达驱动装置10。在本实施方式中，在支承体22与散热器40之间设有中间体60。中间体60以与支承体22的后表面26和散热器40的前表面44的形状相对应的方式成形。中间体60由导热性高于空气的导热性的材料形成。在一实施方式中，中间体60可以是弹性材料，以使中间体60相对于支承体22和散热器40无间隙地组装。在特定的实施方式中，中间体60例如由有机硅等树脂形成。

通过夹设中间体60而获得使支承体22与散热器40之间的热阻下降的效果。根据本实施方式，与使用具有导热性的液状的粘接剂的情况不同，不需要去除粘接剂。因而，容易将散热器40从支承体22上拆除。

参照图5和图6说明其他实施方式的马达驱动装置10。图6是将图5的用虚线包围起来的区域X放大得到的局部放大图。

根据本实施方式，在散热器40的前表面44的凹部44b上形成有朝向后方凹陷的槽46。槽46在散热器40的前表面44与支承体22的后表面26之间形成间隙。在将液状的导热材料涂布于支承体22的后表面26或散热器40的前表面44的情况下，剩余量的导热材料经由槽46流出到外部。另外，槽46还有助于去除导热材料中含有的气泡。而且，在拆除散热器40时，由于空气进入槽46，因此，能够利用较小的力拆除散热器40。或者，在使用图4所示的那样的固体的导热材料(即中间体60)的情况下，槽46也有助于去除进入到支承体22与散热器40之间的间隙的气泡。

与图6相同，图7放大表示了图5的区域X。在本实施方式中，代替槽46，通过去除支承体22的凸部26a的顶部26c(用虚线表示)而形成有倒角部28。利用倒角部28，能够在支承体22与散热器40之间形成间隙。利用倒角部28形成的间隙与槽46同样地用作剩余量的导热材料和气泡的流出路径。槽46或倒角部28可以形成于散热器40和支承体22的任一者，也可以形成于这两者。

参照图8和图9说明其他实施方式的马达驱动装置10。图8是从后方观察到的马达驱动装置10的端面图，图9是沿图8的线IX-IX观察到的剖视图。

根据本实施方式，在散热器40的左侧的缘部形成有螺纹孔48。如图8所示，螺纹孔48形成于自功率元件20的位置向左侧偏移且未形成有散热片42的区域。另外，图示的螺纹孔48的位置和个数为示例，并没有特别限定。螺纹孔48沿前后方向贯穿散热器40。另一方面，在支承体22上未形成有孔。因而，在将散热器40组装于支承体22时，如图9所示，螺纹孔48被支承体22封闭。

螺纹孔48用于辅助将散热器40从支承体22上拆除的工序。如图9所示，在使螺纹件80穿过螺纹孔48而向前方逐渐行进时，螺纹件80的顶端与支承体22相抵接。而且，若使螺纹件80进一步朝向支承体22行进，则在自支承体22承受的反作用力的作用下，能够将散热器40自支承体22分离。

这样的辅助散热器40的拆除工序的结构在支承体22与散热器40之间设有导热材料的情况下特别有效。即，由于导热材料像粘接剂那样地使支承体22与散热器40之间密合，因此，有时需要较大的力将散热器40从支承体22上拆除。根据本实施方式，利用螺纹孔48，从而能够容易地将散热器40自支承体22分离，因此，提高维护检查工序的效率。

图10～图12表示其他实施方式的马达驱动装置10。在图10所示的马达驱动装置10中，支承体22的后表面26相对于上下方向成某种角度地倾斜。散热器40具有相对于支承体22互补的形状，散热器40的前表面44与支承体22的后表面26相同地相对于上下方向倾斜。

在图11所示的马达驱动装置10中，支承体22的后表面26整体成形为朝向后方突出的凸状。散热器40的前表面44与支承体22的后表面26相对应地朝向后方凹陷。

在图12所示的马达驱动装置10中，支承体22的后表面26被分为位于上方的第1区域261、位于下方的第2区域262以及位于第1区域261与第2区域262之间的第3区域263。

第1区域261和第2区域262具有朝向后方突出的凸部。相对于此，第3区域263形成沿与前后方向垂直的方向展开的平面。

散热器40具有相对于支承体22互补的形状，具有朝向后方凹陷的第1区域441和第2区域442、以及形成沿与前后方向垂直的方向展开的平面的第3区域443。

这样，在图12所示的实施方式中，在距功率元件20的距离较小的范围内的区域、即第3区域263、443中，不具有使接触面积增大的结构。

在图10～图12所示的各实施方式中，与图14的比较例相比较，支承体22与散热器40之间的接触面的面积至少在局部增大。因而，散热器40的散热性提高。

图13表示其他实施方式的马达驱动装置10。根据本实施方式，在散热器40的前表面44形成有朝向与支承体22相反的一侧凹陷的槽444。槽444以能够接受任意的工具、例如一字螺丝刀的方式确定尺寸。由此，能够利用插入于由槽444形成的间隙的工具将散热器40自支承体22分离。因而，能够容易地将散热器40从支承体22上拆除。这样的槽444可以形成于支承体22的后表面26，也可以形成于散热器40的前表面44和支承体22的后表面26这两者。

以上，说明了构成为对由马达驱动装置10的功率元件20产生的热量进行散热的散热器40。然而，在其他的实施方式中，散热器40还可以取代对功率元件20进行冷却而用于对马达驱动装置10中的其他的发热源进行冷却。

形成于支承体22的后表面26和散热器40的前表面44的凸部26a、44a还可以在与主体的成形工序相独立的工序中例如通过切削等而形成，或者也可以通过模具成形与主体在同一工序中形成。

实用新型的效果

采用本实用新型的马达驱动装置，为了增大散热器与支承体之间的接触面的面积，成形有散热器和支承体的各自的相对面。由此，能够自支承体向散热器传递充分的热量，提高散热作用。

以上说明了本实用新型的各种实施方式，但对于本领域技术人员而言，应该意识到利用其它的实施方式也能够实现本实用新型所意图的作用效果。特别是，在不偏离本实用新型的范围的前提下，能够删除或替换上述的实施方式的构成要素，或者能够另外附加公知的手段。另外，通过任意组合本说明书中明示或隐含公开的多个实施方式的特征，也能够实施本实用新型，这一点对于本领域技术人员而言是不言自明的。