伺服驱动器传导散热结构的制造方法

摘要

本发明公开了一种伺服驱动器传导散热结构及其制造方法，伺服驱动器传导散热结构包括一根以上的热管，热管包括蒸发段和冷凝段，蒸发段与安装在伺服驱动器内的功率模块连接用于将功率模块产生的热量传导至冷凝段，冷凝段与位于伺服驱动器之外散热终端连接用于带走冷凝段上自蒸发段传导过来的热量。本发明的有益效果是：本发明采用热管连接伺服驱动器内的功率模块，将功率模块工作产生的热量传导到伺服驱动器以外的散热终端连接，由散热终端将热量散发至大气环境中，由于散热终端位于伺服驱动器不接触，避免散热终端散发出的热量对伺服驱动器产生影响，本发明中的伺服驱动器体积可因为散热结构的简化而减小，实现伺服驱动器的小型化和模块化。

权利要求

1.伺服驱动器传导散热结构的制造方法，其特征在于：伺服驱动器传导散热结构包括散热安装基板（7）和一根以上的热管（1）；

热管（1）包括蒸发段（2）和冷凝段（3），蒸发段（2）用于将功率模块（5）产生的热量传导至冷凝段（3），冷凝段（3）与位于伺服驱动器之外散热终端（6）连接用于带走冷凝段（3）上自蒸发段（2）传导过来的热量；

散热安装基板（7）用于安装在伺服驱动器（4）上，伺服驱动器（4）的功率模块（5）安装在散热安装基板（7）上用于将功率模块（5）产生的热量传导至散热安装基板（7）上，热管（1）的蒸发段（2）与散热安装基板（7）连接，用于将散热安装基板（7）上的热量传导至冷凝段（3）；

功率模块（5）与蒸发段（2）分别位于散热安装基板（7）的两侧，其中功率模块（5）与散热安装基板（7）可拆卸的安装，蒸发段（2）与散热安装基板（7）固定；

散热安装基板（7）上用于安装蒸发段（2）的一侧开有固定槽（8），蒸发段（2）固定在固定槽（8）内；

散热终端（6）包括多个鳍片（10），在鳍片（10）上开设有与热管（1）的散热端尺寸相配的固定孔，热管（1）的冷凝端采用冷压或焊接的方式与鳍片（10）上的固定孔相固定，固定孔的一端设置有翻边；

制造方法包括

步骤1，制作散热安装基板（7）与鳍片（10），在散热安装基板（7）的一侧表面上开设固定槽（8），在散热安装基板（7）的另一侧表面上开设用于安装功率模块（5）的安装孔，在鳍片（10）上开设固定孔，并使固定孔的一端边沿形成翻边；

步骤2，将鳍片（10）安装在热管（1）的冷凝段（3）上，将热管（1）的蒸发段（2）伸入伺服驱动器内并按压嵌入固定槽（8）内；

步骤3，将功率模块（5）安装在散热安装基板（7）上远离蒸发段（2）的一侧；

步骤4，将散热安装基板（7）作为伺服驱动器（4）上的组件进行安装。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2包括

步骤2.1，取一根热管（1）和一个鳍片（10），将热管（1）的冷凝段（3）插入鳍片（10）上的固定孔内，并冷压翻边或者将翻边焊接在冷凝段（3）上；

步骤2.2，重复步骤2.1，在步骤2.1中的热管（1）上安装多个鳍片（10），完成一根热管（1）与散热终端（6）的安装；

步骤2.3，将步骤2.2中的热管（1）的蒸发段（2）放置在固定槽（8）上，并将蒸发段（2）向固定槽（8）内按压，使蒸发段（2）固定在固定槽（8）内；

步骤2.4，重复步骤2.1～步骤2.3，完成其余热管（1）和散热终端（6）的安装。

说明书

伺服驱动器传导散热结构的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种伺服驱动器传导散热结构及其制造方法。

背景技术

[0002] 在现有散热技术领域中，热管散热技术已经非常成熟与普遍，其实散热技术当中的主流中坚散热力量，在IT行业、工业发电、管道输送、空调上的应用举不胜举。

[0003] 如今，随着工业伺服行业的大力发展，对伺服电机、伺服驱动器的要求不断提高。其中伺服驱动器要求向着模块化、小型化、高功率密集型等方向不断发展优化，这就对伺服驱动器提出了更高的技术要求，在此种情况下，传统的伺服驱动器压铸铝散热器逐渐不能满足新的技术要求，对于驱动器在正常工作时，高热器件产生的高热流密度及短时间内模块在承受高电脉冲冲击后的可靠性等都提出了新的挑战。为解决伺服驱动器的散热问题：

[0004] 附件1公开了一种伺服驱动器散热结构，其安装在驱动器外壳的后侧板上，该伺服驱动器散热结构包括导热板和散热板，导热板与散热板可拆卸连接，用导热板吸收伺服驱动器产生的热量，并采用面积大于导热板的散热板吸收导热板的热量并将热量散出，这种散热结构设置在伺驱动器的外壳的外部，其与伺服驱动器内部产生热量的功率模块的距离较大，不能及时的将功率模块所产生的热量传导出外壳，并且该散热结构在散热时本身温度升高又会通过外壳影响外壳内的温度。

[0005] 附件2公开了一种伺服驱动器的散热装置，其包括散热箱体、电机、多个齿轮多个风叶与多个转轴，其通过电机驱动转轴转动，转轴上的风叶随转轴同步转动，对伺服驱动器进行散热处理，该种散热结构复杂，不利于伺服驱动器的小型化设计，并且该结构的风叶设置在箱体内，其散热效果因受箱体的限制而并不是特别理想。

[0006] 附件3公开了一种知能伺服驱动器系统散热装置，包括有伺服驱动器、散热门、散热装置，伺服驱动器底部设有散热装置，伺服驱动器的前壁设有散热门；并具体公开了散热结构的复杂结构方式，由于附件3的结构较复杂，且位于伺服驱动器内，其附件2一样的不利于伺服驱动器的小型化设计，其散热效果同样的也有所限制。

[0007] 附件1：授权公告号为CN204425890U的中国实用新型专利文件。

[0008] 附件2：授权公告号为CN207691717U的中国实用新型专利文件。

[0009] 附件3：申请公布号为CN106793693A的中国发明专利公布文件。

发明内容

[0010] 本发明的目的是提供一种伺服驱动器传导散热结构，其有利于驱动器在实现小体积、模块化、高功率密度目标下的散热需求。

[0011] 为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：伺服驱动器传导散热结构，包括一根以上的热管，热管包括蒸发段和冷凝段，蒸发段与安装在伺服驱动器上的功率模块连接用于将功率模块产生的热量传导致冷凝段，冷凝段与位于伺服驱动器之外散热终端连接用于带走冷凝段上自蒸发段传导过来的热量。本发明中采用热管连接伺服驱动器内产生热量的功率模块，将功率模块工作产生的热量传导出伺服驱动器以外，以降低伺服驱动器内的温度，本发明由于采用了热管，与热管连接的散热终端可不与伺服驱动器接触，避免了散热终端散出的热量对伺服驱动器的影响，本发明采用一根热管即可将热量传导出去，简化伺服驱动器的结构，可实现伺服驱动器的小体积、模块化的设计要求，由于热管的热传导能力强，散热速度快，可满足伺服驱动器高功率密度目标下的散热需求。

[0012] 作为本发明的进一步改进，还包括散热安装基板，散热安装基板用于安装在伺服驱动器上，伺服驱动器的功率模块安装在散热安装基板上用于将功率模块产生的热量传导至散热安装基板上，热管的蒸发段与散热安装基板连接，用于将散热安装基板上的热量传导至冷凝段。本发明设置散热安装基板，一方面便于功率模块与热管的连接，另一方面可将功率模块集中安装在散热安装基板上，更进一步的满足伺服驱动器的模块化设计要求。

[0013] 作为本发明的进一步改进，功率模块与蒸发段分别位于散热安装基板的两侧，其中功率模块与散热安装基板可拆卸的安装，蒸发段与散热安装基板固定。本发明中的功率模块和热管分别位于散热安装基板的不同侧，功率模块在散热安装基板上的安装更紧凑，可使伺服驱动器更加小型化。

[0014] 作为本发明的进一步改进，散热安装基板上用于安装蒸发段的一侧开有固定槽，蒸发段固定在固定槽内。本发明在散热安装基板上开设固定槽，方便热管与散热安装基板的固定连接。

[0015] 作为本发明的进一步改进，散热终端包括多个鳍片，在鳍片上开设有与热管的散热端尺寸相配的固定孔，热管的冷凝端采用冷压或焊接的方式与鳍片上的固定孔相固定。本发明中设置多个鳍片，增大了散热终端与穿气的接触面积，更方便散热终端的散热。

[0016] 作为本发明的进一步改进，固定孔的一端设置有翻边。本发明设置翻边，一方面增大热管与鳍片的接触面，另一方面便于鳍片与热管的固定。

[0017] 本发明的另一目的是提供一种伺服驱动器传导散热结构的制造方法，包括[0018] 步骤1，制作散热安装基板与鳍片，在散热安装基板的一侧表面上开设固定槽，在散热安装基板的另一侧表面上开设用于安装功率模块的安装孔，在鳍片上开设固定孔，并使固定孔的一端边沿形成翻边。

[0019] 步骤2，将鳍片安装在热管的冷凝段上，将热管的蒸发段伸入伺服驱动器内并按压嵌入固定槽内。

[0020] 步骤3，将功率模块安装在散热安装基板上远离蒸发段的一侧。

[0021] 步骤4，将散热安装基板作为伺服驱动器上的组件进行安装。

[0022] 作为本发明的进一步改进，步骤2包括

[0023] 步骤2.1，取一根热管和一个鳍片，将热管的冷凝段插入鳍片上的固定孔内，并冷压翻边或者将翻边焊接在冷凝段上。

[0024] 步骤2.2，重复步骤2.1，在步骤2.1中的热管上安装多个鳍片，完成一个热管和散热终端的安装。

[0025] 步骤2.3，将步骤2.2中的热管的蒸发段放置在固定槽上，并将蒸发段向固定槽内按压，使蒸发段固定在固定槽内。

[0026] 步骤2.4，重复步骤2.1～步骤2.3，完成其余热管和散热终端的安装。

[0027] 综上所述，本发明的有益效果是：本发明采用热管连接伺服驱动器内的功率模块，将功率模块工作产生的热量传导到伺服驱动器以外的散热终端连接，由散热终端将热量散发至大气环境中，由于散热终端位于伺服驱动器不接触，避免散热终端散发出的热量对伺服驱动器产生影响，本发明中的伺服驱动器体积可因为散热结构的简化而减小，实现伺服驱动器的小型化和模块化。

附图说明

[0028] 图1是本发明中伺服驱动器传导散热结构的主视图。

[0029] 图2是本发明中伺服驱动器传导散热结构的俯视图。

[0030] 其中：1、热管；2、蒸发段；3、冷凝段；4、伺服驱动器；5、功率模块；6、散热终端；7、散热安装基板；8、固定槽；10、鳍片。

具体实施方式

[0031] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

[0032] 实施例1

[0033] 如图1和图2所示的伺服驱动器传导散热结构，包括一根以上的热管1，本实施例以三根热管1为例进行说明。本实施例中的热管1包括蒸发段2和冷凝段3，蒸发段2与冷凝段3相连，其中：蒸发段2与冷凝段3是热管1的两部分，两者实际上是一体式的结构，共同构成热管1，热管1本身属于现有技术，并非本发明的改进点，本发明为便于说明，故对热管的两部分做上述区分，蒸发段2与安装在伺服驱动器4内部的功率模块5连接用于将功率模块5产生的热量传导至冷凝段3，冷凝段3与位于伺服驱动器之外并且与伺服驱动器相距一定距离的散热终端6连接用于带走冷凝段3上自蒸发段2传导过来的热量。

[0034] 本发明实现蒸发段2与功率模块5连接的具体结构是：在伺服驱动器内部设置散热安装基板7，散热安装基板7用于诸如采用螺栓等方式可拆卸的安装在伺服驱动器4上，伺服驱动器4的功率模块5可拆卸的安装在散热安装基板7上用于将功率模块5产生的热量传导至散热安装基板7上，本发明中设置散热安装基板7不仅有利于功率模块5的安装，实现伺服驱动器4的模块化、小型化和高功率密集型安装，而且增大了功率模块5与散热安装基板7的接触面，更加有利于传导出功率模块5产生的热量，热管1的蒸发段2与散热安装基板7连接，用于将散热安装基板7上的热量传导至冷凝段3。

[0035] 本实施例优选的将功率模块5与蒸发段2分别安装在散热安装基板7的两侧，其中蒸发段2与散热安装基板7固定，其中功率模块5安装在散热安装基板7的同一侧的表面上，使得功率模块5的安装更紧凑，可更一步的减小伺服驱动器的体积。本发明实现蒸发段2与散热安装基板7固定的具体方式是：在散热安装基板7上用于安装蒸发段2的一侧开有固定槽8，蒸发段2按压进固定槽8内，使蒸发段2嵌入在固定槽8内或者采用焊接的方式将蒸发段2固定在固定槽内。本发明中散热安装基板7的厚度大于热管1的直径，蒸发段2嵌入固定槽8内后，固定槽8的槽壁与蒸发段2的外表面相贴合，最大限度的增大蒸发段2与散热安装基板
7的接触面，以提高热管1传导出散热安装基板7上热量的效率。

[0036] 本发明中散热终端6包括多个鳍片10，在鳍片10上开设有与热管1的散热端尺寸相配的固定孔，热管1的冷凝端采用冷压或焊接的方式与鳍片10上的固定孔（图中未示出）相固定。本发明优选的在固定孔的一端设置有翻边（图中未示出），在冷凝段3穿过固定孔后，可将翻边压在冷凝段3上，一方面使热管1与鳍片10连接更牢固，另一方面增大冷凝段3与热管1的接触面积，方便冷凝段3的散热。

[0037] 本发明在使用时，可对散热终端6采用强制风冷、水冷、自然对流冷却等方式，使散热终端6上的热量快速的散发至大气环境中，使散热终端6与功率模块5始终存在温度差，以免影响热管1传导热量。

[0038] 本发明在伺服驱动器4正常工作时，功率模块5将在较小的面积上产生较高热量，功率模块5产生的高热量很快传递给件散热安装基板7，散热安装基板7将接收到的热量传递给件热管1的蒸发段2，热管1蒸发段2将接收到热量迅速传递至件热管1的冷凝段3，利用在件热管1冷凝段3处安装的散热终端6将热管1冷凝段3的热量带走。散热终端6通过强制风冷或自然空气对流冷却等方式将热量交换至大气环境。热管1不断地通过其自身的热量传导，达到并实现功率模块5的降温目的。

[0039] 本发明具有如下优点：1、可实现驱动器内部高功率密度下高热量的快速传导散热；2. 将散热终端与驱动器本体分离，实现驱动器模块化、小型化的目标；3. 提高高热元器件工作时在短时间内产生过高热量时的工作可靠性；4. 散热终端可不受伺服驱动器本体的影响而采用多种终端散热方式，灵活简便；5、本发明中的热管1伸出伺服驱动器后可设置的方位多，实现将驱动器内部热量向驱动器不同方向传导散热。

[0040] 实施例2

[0041] 本实施例的技术方案是制造实施例1中伺服驱动器传导散热结构的方法，该方法具体的包括如下步骤：

[0042] 步骤1，制作散热安装基板7与鳍片10，在散热安装基板7的一侧表面上开设固定槽8，在散热安装基板7的另一侧表面上开设用于安装功率模块5的安装孔，在鳍片10上开设固定孔，并使固定孔的一端边沿形成翻边。

[0043] 步骤2，将鳍片10安装在热管1的冷凝段3上，将热管1的蒸发段2伸入伺服驱动器内部并按压置入固定槽8内，在步骤1中开设的固定槽8的宽度略小于蒸发段2的直径，由于固定槽8的宽度略小于蒸发段2的直径，用力将蒸发段2压入固定槽内可使蒸发段2在固定槽8内不能活动，实现蒸发段2与固定槽8的固定。本实施例中也可在步骤1中将固定槽8的宽度开设为略大于蒸发段2的直径，将蒸发段2放置于固定槽8内并采用焊接的方式将蒸发段2固定在固定槽8内。

[0044] 步骤3，将功率模块5采用螺钉等安装在散热安装基板7上远离蒸发段2的一侧。

[0045] 步骤4，将散热安装基板7用于连接蒸发段2的一侧可拆卸（如螺栓连接）的安装在伺服驱动器4上，完成伺服驱动器传导散热结构的安装。

[0046] 其中，本发明中的步骤2具体的包括：

[0047] 步骤2.1，取一根热管1和一个鳍片10，将热管1的冷凝段3插入鳍片10上的固定孔内，并冷压翻边或者将翻边焊接固定在冷凝段3上。

[0048] 步骤2.2，重复步骤2.1，在步骤2.1中的热管1的冷凝段3上安装多个鳍片10，完成一根热管1与散热终端6的安装。

[0049] 步骤2.3，将步骤2.2中的热管1的蒸发段2放置在固定槽8上方，并将蒸发段2向固定槽8内按压，使蒸发段2置入固定槽8内，使蒸发段与固定槽8相固定或者采用焊接实现两者的固定。

[0050] 步骤2.4，重复步骤2.1～步骤2.3，完成其余热管1和散热终端6的安装。

[0051] 以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现，如在固定槽8的开设和固定孔的开设。而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。