スピードコントローラ
【課題】軽量で、かつ、大型化することなく、高い冷却性能を備えたスピードコントローラを提供する。
【解決手段】スイッチング素子５０と、駆動制御回路４と、第１回路基板３１と、良熱伝導体の中間層１０ｃの表裏に第１および第２絶縁層１１，１２が積層され、スイッチング素子５０の露出面５０ｆに第１絶縁層１１が接触する可撓性を有するシート状の第１ヒートシンク１０と、ケーシングと、ケーシングの開口に対応して設けられ、第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２と接触する接触面２１を有し、当該接触面２１は第１実装面Ｆ１に実装されたスイッチング素子５０の露出面５０ｆよりも広い面積において第２絶縁層１２と接触し、前記開口から熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンク２０とを備えている。
【解決手段】スイッチング素子５０と、駆動制御回路４と、第１回路基板３１と、良熱伝導体の中間層１０ｃの表裏に第１および第２絶縁層１１，１２が積層され、スイッチング素子５０の露出面５０ｆに第１絶縁層１１が接触する可撓性を有するシート状の第１ヒートシンク１０と、ケーシングと、ケーシングの開口に対応して設けられ、第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２と接触する接触面２１を有し、当該接触面２１は第１実装面Ｆ１に実装されたスイッチング素子５０の露出面５０ｆよりも広い面積において第２絶縁層１２と接触し、前記開口から熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンク２０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線で遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータの駆動制御に用いるスピードコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線で遠隔操縦される模型の自動車や、オートバイ、船、飛行機などの移動体においては、動力源であるモータの制御装置としてスピードコントローラが用いられている。このスピードコントローラは、たとえば、バッテリーなどの直流電源からモータに流れる電流の通電時間をスイッチング素子を用いて可変にして該モータの回転スピードを制御している。
【０００３】
すなわち、スピードコントローラは、前記直流電源からの電力をスイッチングするものであり、ＯＮ／ＯＦＦのデューティー比を変えることでモータの回転速度を制御している。なお、デューティー比とは、周期的な現象において、ある期間に占めるその期間で現象が継続される期間の割合であり、デューティー比Ｄは下記の式（１）で求められる。
Ｄ＝τ／Ｔ …（１）
但し、τ：関数がゼロでない期間（スピードコントローラがＯＮ状態の時間）
Ｔ：関数の周期
【０００４】
前記スイッチング素子としては、たとえばＦＥＴ（Field-Effect Transistor ：電界効果トランジスタ）等が用いられる。前記スイッチング素子にはモータを駆動するための大電流が流れ、それによって該スイッチング素子が発熱するため、該スイッチング素子の熱暴走によりモータのコントロールができなくなるおそれがある。
【０００５】
そのため、スイッチング素子に放熱部材を密着させたり、前記放熱部材にフィンを密着させる放熱構造が提案されている（特許文献１参照）。
また、スイッチング素子の上方に空冷ファンを設けることがなされている。
【特許文献１】特開昭６２−２１４６５２号（図２，図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、モータのハイパワー化の要望が大きく、そのため、モータへの駆動電流の増加に伴い大型のフィンや大型の空冷ファンを用いる傾向にある。
しかし、フィンや空冷ファンが大型化すると、スピードコントローラの配置の選択性を狭めてしまうと共に、模型の重量が増加する。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、軽量で、かつ、大型化することなく、高い冷却性能を備えたスピードコントローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本第１発明のスピードコントローラは、遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、第１実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部または全部が複数個整列して実装される第１回路基板と、良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記スイッチング素子の露出面に前記第１絶縁層が接触する可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、前記第１回路基板の前記所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本第１発明によれば、スイッチング素子の露出面に良熱伝導体を有する第１ヒートシンクが接触しており、スイッチング素子の熱が第１ヒートシンクの第１絶縁層を介して中間層に伝熱される。第１ヒートシンクの熱は前記中間層において均一化するので、スイッチング素子間における温度のバラツキ（ヒートスポット）が生じにくい。
第１ヒートシンクはセラミック質の第２ヒートシンクが接触しており、前記中間層から第２絶縁層を介して第１ヒートシンクの熱が第２ヒートシンクに伝熱される。セラミック質の第２ヒートシンクとして高い熱放射率のものを用いることで大型のフィンや大型のファンを用いる必要がなくなるから、スピードコントローラが大型化することなく、軽量、かつ、小型であっても十分な冷却効果を得ることができる。
【００１０】
ここで、熱放射率とは、物体において吸収される熱のうち、当該物体により、その後、外部へ放出（放射）される熱の割合を意味する。より詳しくは、黒体の熱放射強度はＥに等しく、その温度において最大の熱放射能を示し、実在の固体面の熱放射強度ｑは、同一温度の黒体の熱放射強度Ｅより必ず小さく、ｑ／Ｅで実在の物体の熱放射率εが定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本第１発明において、前記第１回路基板が前記第１実装面の反対側の面に第２実装面を更に有し、前記第２実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部が複数個整列して実装される場合、前記第１ヒートシンクの前記第１絶縁層が前記第２実装面に実装された前記スイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１ヒートシンクが前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられているのが好ましい。
この態様は、１枚の回路基板の両面にスイッチング素子が実装されている場合に適用され、第２実装面に実装されたスイッチング素子の熱は第１絶縁層を介して中間層に伝熱され、前記中間層において折り曲げられた部位を介して第１実装面と第２ヒートシンクとの間に伝熱され、更に第２絶縁層を介して第２ヒートシンクに伝熱される。
【００１２】
本第１発明において、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板を更に備え、前記第２回路基板は第３実装面を有し、前記第３実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部が複数個整列して実装される場合、前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層が前記第３実装面に実装された前記スイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１ヒートシンクが前記第１回路基板の第１実装面および前記第２回路基板の前記第３実装面に沿って折り曲げられているのが好ましい。
この態様は、２枚の回路基板にスイッチング素子がそれぞれ実装されている場合に適用され、第３実装面に実装されたスイッチング素子の熱は第２絶縁層を介して中間層に伝熱され、前記中間層において第１実装面と第２ヒートシンクとの間に伝熱され、更に第２ヒートシンクに伝熱される。
【００１３】
本第２発明は、遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、１つの所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの一群が複数個整列して実装される実装面を有する第１回路基板と、別の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの別の一群が複数個整列して実装され前記実装面に対面する別の実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記１つの実装面に実装された一群の前記スイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第２絶縁層が前記別の実装面に実装された前記別の一群のスイッチング素子の露出面に接触するように前記一対のスイッチング素子の群の間に挿入され、可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、前記第各回路基板の前記所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記実装面上の前記所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１回路基板に沿って折り曲げられた前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えている。
この態様は、２枚の回路基板にスイッチング素子が互いに対面するように実装されている場合に適用することができる。
【００１４】
第１および第２回路基板に実装されたスイッチング素子の熱は、それぞれ、第１および第２絶縁層を介して中間層に伝熱される。前記中間層の熱は第１ヒートシンクの折り曲げられた部位を介して第１回路基板と第２ヒートシンクとの間の部位に伝熱され、更に、第２絶縁層を介して第２ヒートシンクに伝熱される。サラミック質の第２ヒートシンクは熱放射により熱を逃がす。
【００１５】
本第３発明は、遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、第１所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第１群が複数個整列して実装される第１実装面、ならびに、前記第１実装面とは反対側の面であって第２所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第２群が複数個整列して実装される第２実装面を有する第１回路基板と、第３所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第３群が複数個整列して実装され前記第２実装面に対面する第３実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記第１および第２実装面に実装された前記第１群および第２群のスイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第２絶縁層が前記第３実装面に実装された前記第３群のスイッチング素子の露出面に接触するように前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、前記各回路基板の前記各所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記第１所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１ヒートシンクにおける前記第１実装面に沿った前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えている。
この態様は、２枚の回路基板にスイッチング素子が３層実装されている場合に適用することができる。
【００１６】
第１〜第３実装面に実装された第１〜第３群のスイッチング素子は、各々、絶縁層に接触しており、したがって、素子の熱は絶縁層を介して中間層に伝熱される。中間層において熱は均一化されるのでヒートスポットが生じにくい。
前記２枚の基板の間の中間層の熱は、中間層において折り曲げられた部位を介して前記第１回路基板と前記第２ヒートシンクとの間の中間層に伝熱され、この中間層の熱は、更に、第２絶縁層を介して第２ヒートシンクに伝熱される。
第２ヒートシンクは熱放射により熱を逃がす。
【００１７】
本第４発明は、遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、第１所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第１群が複数個整列して実装される第１実装面、ならびに、前記第１実装面とは反対側の面であって第２所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第２群が複数個整列して実装される第２実装面を有する第１回路基板と、第３所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第３群が複数個整列して実装され前記第２実装面に対面する第３実装面、ならびに、前記第３実装面とは反対側の面であって第４所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第４群が複数個整列して実装される第４実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記第１および第２実装面に実装された前記第１群および第２群のスイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の一つのヒートシンクと、良熱伝導体の中間層の表裏に第３および第４絶縁層が積層され、前記第３絶縁層が前記第３および第４実装面に実装された前記第３群および第４群のスイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第４絶縁層が前記第２絶縁層に接触するように前記第２回路基板の第３および第４実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の別のヒートシンクと、前記各回路基板の前記各所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記第１所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記一つのヒートシンクにおける前記第１実装面に沿った前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記一つのヒートシンクの前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質のヒートシンクとを備えている。
この態様は、２枚の回路基板の両面にスイッチング素子がそれぞれ実装されている場合、すなわち、４層のスイッチング素子が実装されている場合に適用することができる。
【００１８】
第１群〜第４群のスイッチング素子の熱は、第１または第３絶縁層を介して中間層に伝熱される。中間層は良熱伝導体であるから、各スイッチング素子においてヒートスポットは生じにくい。
第３群および第４群のスイッチング素子の熱は前記シート状の別のヒートシンクの第４絶縁層から前記シート状の１つのヒートシンクの第２絶縁層を介して当該１つのヒートシンクの中間層に伝熱される。更に、当該１つのヒートシンクの折り曲げ部分を介して中間層の熱が第１回路基板とセラミック質のヒートシンクとの間に伝熱され、当該セラミック質のヒートシンクから熱放射される。
【００１９】
前記４層のスイッチング素子が実装されているスピードコントローラにおいて、前記駆動制御回路を構成する素子が実装される第３回路基板を更に備え、前記第３回路基板と前記第１回路基板との間に前記第２回路基板が配置されるように前記第３回路基板が設けられ、前記シート状のヒートシンクと前記各スイッチング素子およびセラミック質のヒートシンクとが接触する圧力が得られるように、前記セラミック質のヒートシンクと前記第３回路基板との間で前記シート状の一対のヒートシンクと前記第１および第２回路基板とを挟み付けるようにしてもよい。
この場合、界面における接触圧が容易に得られる。
【００２０】
前記スイッチング素子の群同士が互いに対面するように実装されたスピードコントローラにおいて、前記互いに略平行な回路基板の互いに対面する前記実装面に配置されたスイッチング素子は、互いに同数、同形、同大で、かつ、互いに真向かいに配置されているのがこのましい。
この態様によれば、スイッチング素子の全面において均一かつ大きな接触圧が確実に得られる。
【００２１】
本発明において、前記セラミック質のヒートシンクの前記接触面が前記ケーシング内に収容され、かつ、前記接触面の反対側の放射面、ならびに、前記接触面と前記放射面との間の４つの各側面の少なくとも一部が前記ケーシングから露出しているのが好ましい。
この態様によれば、セラミック質のヒートシンクの側面からの熱放射が期待できる。
【００２２】
この場合、前記セラミック質のヒートシンクの放射面には、少なくとも互いに対向する一対の上縁部を切り欠いた段部が形成され、この段部に前記ケーシングの開口を形成する開口縁部が当接しているのが好ましい。
この場合、ネジ等を用いることなく、セラミック質のヒートシンクをケーシングに固定することができる。
【００２３】
本発明において、前記所定領域を除く前記回路基板の一部が前記ケーシングから突出した突出部を更に備え、前記直流電源または前記モータに前記給電経路を介して接続される複数の端子が前記突出部に設けられているのが好ましい。
この態様によれば、ケーシングから突出した突出部からも熱放射が期待できる。
【００２４】
本発明の好ましい例において、前記回路基板または回路基板群は第１縁およびこの第１縁に対向または隣接する第２縁とを有し、前記回路基板の第１縁および第２縁の近傍には、それぞれ、前記直流電源または前記モータの端子に接続されるケーブルを接続するための端子が配置される。
この態様によれば、端子間に余裕ができ接続作業が容易になる。
【００２５】
本発明の好ましい例において、前記第１縁の近傍には前記直流電源に接続される２つの第１端子が配置され、かつ、前記第１縁の外方には前記直流電源が配置され、前記第２縁には前記モータに接続される複数の第２端子が接続される。
この場合、直流電源および端子をコンパクトに配置することができる。
【００２６】
本発明において、前記回路基板または回路基板群は互いに隣接ないし対向する第１縁〜第４縁を有し、前記第１および第２縁の近傍には、それぞれ前記直流電源または前記モータの端子に接続されるケーブルを接続するための端子が配置され、前記第３縁の近傍には前記スピードコントローラの設定状態を表示する表示器が配置され、前記第４縁において前記第１ヒートシンクが折り曲げられていてもよい。
【００２７】
本発明において、前記駆動制御回路を構成する素子が実装される第３回路基板を更に備え、前記第３回路基板と前記第１回路基板との間に前記第２回路基板が配置されるように前記第３回路基板が設けられていてもよい。
【００２８】
本発明において、前記第１ヒートシンクは、前記中間層に沿った面方向の熱伝導率が前記中間層に直交する直交方向の熱伝導率よりも大きいのが好ましい。
本態様によれば、熱伝導率の異方性により熱が拡散し局所的に高温になるのを抑制し得る。
なお、「熱伝導率」とは、一つの物質内での熱の伝わり易さを表す値をいい、具体的には、熱流束密度（単位時間に単位面積を通過する熱エネルギー）を温度勾配で除算した物理量で表される。
【００２９】
本発明において、前記第２ヒートシンクはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とするのが好ましい。
本態様によれば、アルミナを主成分とするヒートシンクは窒化アルミを主成分とするヒートシンクに比べ一般に安価であるから、スピードコントローラのコストアップを抑制し得る。
【実施例１】
【００３０】
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。以下に示す各実施例では、本発明を模型の車両に適用した場合について例示して説明する。
図１〜図９は実施例１を示す。
【００３１】
機器構成：
図７に示すように、車両（遠隔操縦可能な模型の一例）１は、送信器２から送信される電波を当該車両１に搭載された受信器３で受信することにより操縦者により操縦可能である。
前記車両１には、前記受信器３、スピードコントローラＣ、モータ６、車輪７および直流電源（バッテリ）８などが搭載されている。
【００３２】
操縦者が送信器２を用いて無線信号を発信させると、当該無線信号を受信器３が受信し、受信した信号に基づき、スピードコントローラＣが、直流電源８から前記モータ６への給電経路６ｃを入切させることでモータ６を駆動制御する。
【００３３】
スピードコントローラＣ：
図８に示すように、スピードコントローラＣは、駆動制御回路４、スイッチング回路５、操作部６１、表示回路６２、コネクタ６３および電源回路６４を備えている。 前記操作部６１は、通常運転モードと設定モードとを切り替えるためのスライドスイッチや、設定モード時にスピードコントローラＣに対する設定のための操作入力を受け付けるためのスイッチを備える。
前記スライドスイッチにより通常運転モードが選択されている場合には、スピードコントローラＣは、コネクタ６３を介して受信した信号に基づき駆動制御回路４でスイッチング回路５を制御することで、直流電源８から前記モータ６への給電経路６ｃを入切させることでモータ６を駆動制御する。
前記スライドスイッチにより設定モードが選択されている場合には、スピードコントローラＣは、表示回路６２により設定モードである旨を報知するとともに設定状態を報知し、例えば、図示しない無線操縦器の操作レバーの操作量に対するゲイン・オフセット調整などを行ったり、スイッチング回路５のスイッチング周波数を切り替え設定したりできるように構成されている。スイッチング周波数の切り替え設定は、操作レバーの操作量、操作レバーの操作速度あるいはモータ６の回転数などに応じて連続的にまたは段階的に可変するように設定できたり、所定の固定的な周波数に設定できるように構成してもよい。
【００３４】
スイッチング回路５：
図９に示すように、前記スイッチング回路５は、モータの各端子６ａごとに複数ずつ並列接続されたスイッチング素子５０（５０ａ、５０ｂ）を備えている。本実施例１では、モータ６に３極の端子６ａが設けられており、当該端子６ａに対応する第１〜第３群のスイッチング素子群５１〜５３が設けられている。
また、第１〜第３群のスイッチング素子群５１〜５３は、それぞれ直流電源８（図９）の正極に対応したスイッチング素子５０ａと負極に対応したスイッチング素子５０ｂとを備えている。本実施例１では、駆動制御対象のモータ６が３相ブラシレスモータであり、このモータ６を全波駆動するため上述のような構成をとったが、３相ブラシレスモータを半波駆動する場合には、正極に対応したスイッチング素子５０ａまたは負極に対応したスイッチング素子５０ｂのいずれか一方のみがあればよい。
【００３５】
駆動制御回路４：
前記駆動制御回路４は、受信器３から発信されたモータ６を制御するための指令信号に基づいて各スイッチング素子５０の入切のタイミングを制御する。
【００３６】
３層の素子群５１〜５３：
図２に示すように、前記スピードコントローラＣは、第１〜第３回路基板３１〜３３と、第１および第２ヒートシンクシンク１０，２０と、図５に示すケーシング９とを備えている。
【００３７】
図１に示すように、第３回路基板３３の上方には第２回路基板３２が設けられている。第２回路基板３２の上方には第１回路基板３１が設けられている。第１回路基板３１の上方には第２ヒートシンク２０が設けられている。
第１および第２回路基板３１，３２の間と、第１回路基板３１および第２ヒートシンク２０の間には、第１回路基板３１に沿って折り曲げられた第１ヒートシンク１０が設けられている。
【００３８】
第１回路基板３１：
図１および図２に示すように、前記第１回路基板３１は、第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２を備えている。
【００３９】
第１実装面Ｆ１；
前記第１実装面Ｆ１は、第１回路基板３１の上面３１ｕに形成されている。
図３に示すように、第１実装面Ｆ１の第１所定領域Ｄ１内には前記モータ６（図９）の前記１つの端子６ａに対応する第１群５１の前記スイッチング素子５０が縦横に複数個整列して実装されている。
【００４０】
第２実装面Ｆ２；
図１に示すように、前記第２実装面Ｆ２は第１回路基板３１の下面３１ｄに形成されている。すなわち、第２実装面Ｆ２は、第１回路基板３１における前記第１実装面Ｆ１とは反対側の面に形成されている。
図３の破線で示す前記第２実装面Ｆ２の第２所定領域Ｄ２内には、モータ６（図９）の前記１つの端子６ａに対応する第２群５２の前記スイッチング素子５０が縦横に複数個整列して実装されている。
【００４１】
第２回路基板３２：
図１に示すように、第２回路基板３２は前記第１回路基板３１に略平行に、かつ、近接して対向配置されている。
第３実装面Ｆ３；
前記第３実装面Ｆ３は第２回路基板３２の上面３２ｕに形成されている。すなわち、第３実装面Ｆ３は前記第２実装面Ｆ２に対面する位置に設定されている。
図３に示すように、第３実装面Ｆ３の第３所定領域Ｄ３内には、モータ６（図９）の前記１つの端子６ａに対応する前記第３群５３のスイッチング素子５０が縦横に複数個整列して実装されている。
【００４２】
図１、図２および図３に示すように、互いに略平行な第１および第２回路基板３１，３２の互いに対面する前記実装面Ｆ２，Ｆ３に配置されたスイッチング素子５０は、互いに同数、同形、同大で、かつ、互いに真向かいに配置されている。
スイッチング素子５０は、好ましくは面実装される略直方体の板形状のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、回路基板３１，３２に半田付けされる実装面およびその反対側の露出面５０ｆが他の４面よりも十分大きく、実装面からは基板配線を通じてスイッチング素子５０から回路基板３１，３２への放熱が、上記露出面５０ｆにおいては第１ヒートシンク１０への放熱が効率よく行われる。
【００４３】
第１ヒートシンク１０：
図１に示すように、第１ヒートシンク１０は良熱伝導体の中間層１０ｃの表裏に第１および第２絶縁層１１，１２が積層されてなる。
第１ヒートシンク１０は可撓性を有している。そのため、前記第１絶縁層１１は前記第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に実装された前記第１群５１および第２群５２のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、かつ、前記第２絶縁層１２が第２ヒートシンク２０の接触面２１および前記第３実装面Ｆ３に実装された前記第３群５３のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように第１回路基板３１の第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に沿って折り曲げられている。
【００４４】
前記第２ヒートシンク２０、第１および第２回路基板３１，３２にはネジ部材７１が挿通されており、ネジ部材７１がナット７２に螺合していることで、第２ヒートシンク２０と第２回路基板３２との間に第１回路基板３１が挟み付けられている。
そのため、シート状の第１ヒートシンク１０と各スイッチング素子５０および厚板ブロック状の第２ヒートシンク２０とは、互いに接触する圧力が得られ、互いに圧接する。
【００４５】
したがって、第２ヒートシンク２０の接触面２１と、第１群５１の各スイッチング素子５０の露出面５ｆとが、第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２および第１絶縁層１１にそれぞれ圧接される。同様に、第２群５２および第３群５３の各スイッチング素子５０の露出面５０ｆは、第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１および第２絶縁層１２にそれぞれ圧接される。
【００４６】
ケーシング９：
図５に示す前記ケーシング９は、図１および図３に示す前記各回路基板３１〜３３の各所定領域Ｄ１〜Ｄ３と、該第１所定領域Ｄ１〜Ｄ３に実装された各スイッチング素子５０と、図１に示す駆動制御回路４とを収容している。図３に示す第１回路基板３１の第１実装面Ｆ１上の第１所定領域Ｄ１に対応する位置には、図５に示すように、当該第１所定領域Ｄ１と概ね同じ大きさの開口９ａが設けられている。
【００４７】
第２ヒートシンク２０：
前記第２ヒートシンク２０は、ケーシング９の外に向って熱を放射するものであり、前記ケーシング９の前記開口９ａに対応して設けられている。
図１に示すように、第２ヒートシンク２０は、第１ヒートシンク１０における第１実装面Ｆ１に沿った第２絶縁層１２と接触する接触面２１を有している。前記接触面２１は第１実装面Ｆ１に実装された第１群５１のスイッチング素子５０の露出面５０ｆよりも広い面積において第２絶縁層１２と接触しており、前記第１群５１のスイッチング素子５０の露出面５０ｆの全域およびその周辺において前記第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２に接触している。
【００４８】
図１に示す第２ヒートシンク２０の前記接触面２１は、図５および図６（ａ），（ｂ）に示すように、ケーシング９内に収容され、かつ、接触面２１（図１）の反対側の放射面２２、ならびに、図１の接触面２１と放射面２２との間の４つの各側面２３の少なくとも上部が、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ケーシング９から露出している。
【００４９】
図３に示す第１回路基板３１および第２回路基板３２において、前記所定領域Ｄ１〜Ｄ３を除く前記回路基板の一部は、図５に示す前記ケーシング９から突出した突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂを備えている。
前記突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂには複数の端子４１，４２が設けられている。前記端子４１，４２は、図７に示す前記直流電源８またはモータ６に給電経路８ｃ，６ｃを介して接続される。
【００５０】
すなわち、図３に示す前記回路基板群３１〜３３は、第１縁Ｅ１およびこの第１縁Ｅ１に対向する第２縁Ｅ２を有している。前記回路基板３１，３２の第１縁Ｅ１および第２縁Ｅ２の近傍には、前記突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂが形成され、該突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂには、それぞれ、図９に示す直流電源８またはモータ６の各端子６ａ，８ａに接続される各ケーブルを接続するための前記端子４１，４２（図５）が配置されている。
【００５１】
具体的には、前記第２回路基板３２の第１縁Ｅ１側の突出部３２ａには２個の第１端子４１が設けられている。前記第１端子４１には、図７に示す直流電源８に接続された給電経路８ｃを構成する電源ケーブルが接続される。
図５に示す第１および第２回路基板３１，３２の第２縁Ｅ２側の突出部３１ｂ，３２ｂには合計３個の第２端子４２が設けられている。前記第２端子４２は、図９に示すモータ６に接続された前記給電経路６ｃを構成する給電ケーブルにそれぞれ接続される。
【００５２】
したがって、図３に示す第１回路基板３１の前記第１縁Ｅ１の突出部３２ａには、直流電源８（図９）に接続される２つの第１端子４１が配置され、当該第１縁Ｅ１の外方には図５の前記直流電源８が配置されている。一方、図３の第１および第２回路基板３１，３２の前記第２縁Ｅ２には前記モータ６（図９）に接続される複数の第２端子４２が接続されている。
【００５３】
図６の前記ケーシング９は上下に２分割されており、その分割面に前記突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂが突出する切欠き９０が形成されている。
【００５４】
前記回路基板群３１〜３３は互いに対向ないし隣接する第１縁Ｅ１〜第４縁Ｅ４を有している。
前述したように、前記第１および第２縁Ｅ１，Ｅ２の近傍には、前記端子４１，４２が配置されており、該端子４１，４２には、それぞれ図５の前記直流電源８または前記モータ６の各端子８ａ，６ａ（図９）に接続されるケーブル８ｃ，６ｃが接続される。
図３に示す第３縁Ｅ３の近傍にはスピードコントローラＣの設定状態を表示する表示器４５が配置されている。
表示器４５は、青、緑、黄、赤の４色のチップＬＥＤにより構成され、それぞれのチップＬＥＤの点灯／消灯や点滅などによりスピードコントローラＣの設定状態を表示する。
前記第１ヒートシンク１０は、第４縁Ｅ４において折り曲げられている。
なお、表示部４５が配置された第３縁Ｅ３の近傍を欠落させ、最下層の回路基板３３に、青、緑、黄、赤の４色のリードフレーム型ＬＥＤを実装し、リードフレームの足の長さを所定の長さに調整することで、最上層の回路基板３１相当の高さまたはそれ以上にケーシング９の天板に近接して配置してもよい。この場合は、前記第１ヒートシンク１０は、第４縁Ｅ４において折り曲げられる代わりに、第３縁Ｅ３側で折り曲げられてもよい。
【００５５】
前述したように、図１に示す第３回路基板３３の上面３３ｕには駆動制御回路４（図７）を構成する素子４００が実装されている。
前記第３回路基板３３は、該第３回路基板３３と前記第１回路基板３１との間に前記第２回路基板３２が配置されるように設けられている。
【００５６】
図１に示すように、第２回路基板３２から第１回路基板３１までの距離Ｈ１は、第３回路基板３３から第２回路基板３２までの距離Ｈ２よりも小さく設定されている。
【００５７】
第１ヒートシンク１０：
前記第１ヒートシンク１０は、前記中間層１０ｃに沿った面方向の熱伝導率が前記中間層１０ｃに直交する直交方向の熱伝導率よりも大きいシート状の部材が用いられる。
そのため、第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１または第２絶縁層１２を介して、発熱源であるスイッチング素子５０の露出面５０ｆから中間層１０ｃに熱伝導等により伝熱された後、中間層において面方向に熱が伝達される。したがって、各スイッチング素子５０の温度が平均化される。
このように全てのスイッチング素子５０の温度が第１ヒートシンク１０により均一化されることで、例えば、スイッチング素子５０の過熱を検知し、過熱時にスイッチング素子５０を強制的にＯＦＦさせてスピードコントローラＣの損傷を防止するための過熱防止機能の発動頻度を減らすことができる。特に、スイッチング素子５０をスイッチング素子群５１〜５３として並列接続して使用する場合には、スイッチング素子５０のＯＮ抵抗に反比例して発熱量が増えるため、スイッチング素子５０のＯＮ抵抗のバラツキにより発熱ムラが発生する恐れがあり、第１ヒートシンク１０による温度均一化の効果により、本質的に過熱を緩和し、過熱防止機能の発動頻度を減らすことができる。
【００５８】
前記中間層１０ｃは、複数のグラファイトシートの積層体からなり、該グラファイトシートは、黒鉛粉末をバインダー樹脂と混合してシート状に成形したり、膨張黒鉛を圧延してシート状に成形することで得られる。前記中間層１０ｃの厚みは、たとえば、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度のものを用いるのが好ましい。
【００５９】
なお、前記絶縁層としてはＰＥＴなどの樹脂フィルムや樹脂コートの他に両面テープのような粘着層を採用することができる。
【００６０】
本発明において、前記第２ヒートシンク２０としてはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とするセラミック質の熱放射性固体物を採用することができる。アルミナを主成分とするセラミック質の第２ヒートシンク２０としては、たとえば、特開昭６３−１４０２９２号に開示された陶磁器熱放射性固体物を採用することができる。
前記陶磁器熱放射性固体物としては、たとえば、アルミナの含有量が９５．０重量％以上で、０．９３〜０．９８の熱放射率および３０〜６０Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有するものを好的に採用することができる。
なお、高価であるが、窒化アルミを主成分とするセラミック質の熱放射性固体物を採用してもよい。
【００６１】
以下に述べる各実施例では、前述した実施例１と異なる部分を主に説明する。なお、以下の各実施例において、実施例１と同一部分または相当部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【実施例２】
【００６２】
図１０〜図１５は実施例２を示す。
４層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図１０に示すように、本実施例４では、第１および第２回路基板３１，３２の各両面にそれぞれ複数のスイッチング素子５０が実装されていると共に、一対の第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂが設けられている。
【００６３】
第２回路基板３２の第３実装面Ｆ３の反対側の面、すなわち、第２回路基板３２の下面３２ｄには第４所定領域Ｄ４が設けられている。前記第４所定領域Ｄ４には、図示しないモータの端子に対応するスイッチング素子５０のうちの第４群５４が複数個整列して実装される第４実装面Ｆ４が形成されている。
【００６４】
第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂ；
上側の第１ヒートシンク（一つのヒートシンク）１０Ａは、良熱伝導体の中間層１０ｃの表裏に第１および第２絶縁層１１，１２が積層されてなる。下方の第１ヒートシンク（別のヒートシンク）１０Ｂは、良熱伝導体の中間層１０ｃの表裏に第３および第４絶縁層１３，１４が積層されてなる。すなわち、前記上下のヒートシンク１０Ａ，１０Ｂの部材自体は前記第１ヒートシンク１０（図１）と同じものが用いられる。
【００６５】
図１０〜図１２に示すように、前記上側の第１ヒートシンク１０Ａの第１絶縁層１１は、第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に実装された第１群５１および第２群５２のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、第１回路基板３１の第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に沿って折り曲げられている。
前記下側の第１ヒートシンク１０Ｂの第３絶縁層１３は、第３および第４実装面Ｆ３，Ｆ４に実装された第３群５３および第４群５４のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、かつ、前記第４絶縁層１４が前記第２絶縁層１２に接触するように第２回路基板３２の第３および第４実装面Ｆ３，Ｆ４に沿って折り曲げられている。
【００６６】
第１および第２端子４１，４２；
図１１に示すように、第１および第２回路基板３１，３２の第１縁Ｅ１側の突出部３１ａ，３２ａには第１端子４１がそれぞれ１個づつ設けられている。前記２個の第１端子４１には、図７に示す直流電源８に接続された給電経路８ｃを構成する電源ケーブルが接続される。
図１２に示すように、第１および第２回路基板３１，３２の第２縁Ｅ２側の突出部３１ｂには３個の第２端子４２が設けられている。前記第２端子４２は、図７に示すモータ６に接続された前記給電経路６ｃを構成する給電ケーブルが接続される。
【００６７】
なお、給電ケーブルを介してモータ６に接続される図１２、図１４および図１５の第２端子４２は、第１および第２回路基板３１，３２から３箇所づつ引き出し、各基板３１，３２間がハンダ付けで接続されている。一方、電源ケーブルを介して直流電源８に接続される第１端子４１は、極性ごとに基板３１，３２が分けられている。
つまり、実施例１では、図９のモータ６に接続される３極の端子６ａに対応した図１の第１〜第３群のスイッチング素子群５１〜５３をそれぞれ群ごとに層を形成させるように回路基板３１，３２に実装したが、本実施例においては、図１３の直流電源８の正極に対応した図１０のスイッチング素子５０ａと、直流電源８（図１３）の負極に対応したスイッチング素子５０ｂとを別々の回路基板３１，３２に実装することで、前記回路基板３１，３２間を橋渡しする大電流用ピンコネクタの削減を実現している。
【００６８】
図１０において、前記第３回路基板３３の下面３３ｄには駆動制御回路４（図７）を構成する素子４００が設けられている。
【００６９】
ケーシング９；
図１０に示すように、ブロック状のヒートシンク２０の放射面２２には、互いに対向する一対の上縁部を切り欠いた段部２４が形成されている。この段部２４には、ケーシング９の開口９ａを形成する開口縁部９ｂが当接している。
したがって、第２ヒートシンク２０の段部２４がケーシング９の開口縁部９ｂに押え付けられていることにより、第２ヒートシンク２０がケーシング９と第１回路基板３１との間に固定される。
【００７０】
シート状の第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂと各スイッチング素子５０およびブロック状の第２ヒートシンク２０とが接触する圧力が得られるように、セラミック質の第２ヒートシンク２０と第３回路基板３３との間で、一対の第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂと第１および第２回路基板３１，３２とが挟み付けられている。
ケーシング９は上下に２分割されており、その分割面に前記突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂが突出する切欠き９０が形成されているが、下側のケーシング９に、上側のケーシング９に向けて貫通孔を形成し、上側のケーシング９に、下側ケーシング９に形成された貫通孔から挿入されるネジと螺合するための雌ネジ構造を設けてもよい。ネジを用いて上側ケーシング９と下側ケーシング９とを結合することで、上側ケーシング９により第２ヒートシンク２０をより強固に第２ヒートシンク２０および第１回路基板３１へ押圧固定できる。
また、スイッチング素子５０への制御信号を第１および第２回路基板３１，３２間で橋渡しする信号用ピンコネクタ４９は、各第１および第２回路基板３１，３２で半田付けされる。各第１および第２回路基板３１，３２の信号用ピンコネクタ４９への半田付けの高さ方向の位置を調整することで、一対の第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂを挟み込み、押圧するようにしてもよい。なお、この場合、信号用ピンコネクタ４９は、少なくとも回路基板３１，３２の２縁以上に設けられることが好ましい。
【００７１】
なお、本実施例２では、図１２の表示器４５が最下層の第３回路基板３３の第３縁Ｅ３に実装され、図１３および図１４の窓９１から視認できる。
【実施例３】
【００７２】
図１６は実施例３を示す。
１層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図３に示すように、第１回路基板３１の上面３１ｕには全てのスイッチング素子５０が実装されている。第２ヒートシンク２０の接触面２１とスイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。したがって、第２ヒートシンク２０の接触面２１と第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１は、それぞれ、第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２とスイッチング素子５０の露出面５０ｆとに密着されている。
【実施例４】
【００７３】
図１７は実施例４を示す。
２層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図１７に示すように、第１回路基板３１の上面３１ｕおよび下面３１ｄには複数のスイッチング素子５０からなる第１群５１および第２群５２がそれぞれ実装されている。
第２ヒートシンク２０の接触面２１と前記第１群５１のスイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。
【００７４】
第１回路基板３１の下方には押え板３４が設けられており、該押え板３４の上面３４ｕと、前記第２群５２のスイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。
【００７５】
すなわち、第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１が第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に実装されたスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、第１ヒートシンク１０が第１回路基板３１の第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に沿って折り曲げられている。
【実施例５】
【００７６】
図１８は実施例５を示す。
２層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図１８に示すように、第１回路基板３１の上面３１ｕと、第２回路基板３２の上面３２ｕには、複数のスイッチング素子５０がそれぞれ実装されている。
【００７７】
第２ヒートシンク２０の接触面２１と前記スイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。第１回路基板３１の下面３１ｄとスイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。
【００７８】
第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２は、前記第１および第３実装面Ｆ１，Ｆ３にそれぞれ実装されたスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、第１ヒートシンク１０が第１回路基板３１の実装面Ｆ１および第２回路基板３２の実装面Ｆ３に沿って折り曲げられている。
【実施例６】
【００７９】
図１９は実施例６を示す。
２層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図１９に示すように、第１回路基板３１の下面３１ｄと、第２回路基板３２の上面３１ｕには、複数のスイッチング素子５０がそれぞれ実装されている。
【００８０】
第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１は１つの実装面Ｆ２に実装された一群のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触し、かつ、第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２が別の実装面Ｆ３に実装された別の一群のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、前記一対のスイッチング素子５０の間に挿入されている。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は無線で遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータの駆動制御に用いるスピードコントローラに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図２】ヒートシンクおよび回路基板を示す分解された側面図である。
【図３】ヒートシンクおよび回路基板を示す分解された平面図である。
【図４】実装状態のヒートシンクおよび回路基板を示す側面図および平面図である。
【図５】スピードコントローラを示す平面図である。
【図６】スピードコントローラを示す側面図である。
【図７】スピードコントローラが搭載された模型および送信器を示す概略構成図である。
【図８】スピードコントローラを示す概略構成図である。
【図９】スピードコントローラ、モータ、受信器および直流電源を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の実施例２にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図１１】実装状態のヒートシンクおよび回路基板を示す斜視図である。
【図１２】実装状態のヒートシンクおよび回路基板を示す斜視図である。
【図１３】スピードコントローラを示す斜視図である。
【図１４】スピードコントローラを示す斜視図である。
【図１５】スピードコントローラを示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施例３にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図１７】本発明の実施例４にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図１８】本発明の実施例５にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図１９】本発明の実施例６にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１：車両（模型の一例）
４：駆動制御回路
６：モータ
６ａ：モータの端子
６ｃ，８ｃ：給電経路
８：直流電源（バッテリー）
９：ケーシング
１０：第１ヒートシンク
１０Ａ，１０Ｂ：ヒートシンク
１０ｃ：中間層
１１：第１絶縁層
１２：第２絶縁層
２０：第２ヒートシンク
２１：接触面
２２：放射面
２３：側面
２４：段部
３１：第１回路基板
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ：突出部
３３：第３回路基板
４１：第１端子
４２：第２端子
５０：スイッチング素子
５１：第１群
５２：第２群
５３：第３群
５４：第４群
Ｃ：スピードコントローラ
Ｄ１：第１所定領域
Ｄ２：第２所定領域
Ｄ３：第３所定領域
Ｄ４：第４所定領域
Ｅ１：第１縁
Ｅ２：第２縁
Ｅ３：第３縁
Ｅ４：第４縁
Ｆ１：第１実装面
Ｆ２：第２実装面
Ｆ３：第３実装面
Ｆ４：第４実装面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線で遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータの駆動制御に用いるスピードコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線で遠隔操縦される模型の自動車や、オートバイ、船、飛行機などの移動体においては、動力源であるモータの制御装置としてスピードコントローラが用いられている。このスピードコントローラは、たとえば、バッテリーなどの直流電源からモータに流れる電流の通電時間をスイッチング素子を用いて可変にして該モータの回転スピードを制御している。
【０００３】
すなわち、スピードコントローラは、前記直流電源からの電力をスイッチングするものであり、ＯＮ／ＯＦＦのデューティー比を変えることでモータの回転速度を制御している。なお、デューティー比とは、周期的な現象において、ある期間に占めるその期間で現象が継続される期間の割合であり、デューティー比Ｄは下記の式（１）で求められる。
Ｄ＝τ／Ｔ …（１）
但し、τ：関数がゼロでない期間（スピードコントローラがＯＮ状態の時間）
Ｔ：関数の周期
【０００４】
前記スイッチング素子としては、たとえばＦＥＴ（Field-Effect Transistor ：電界効果トランジスタ）等が用いられる。前記スイッチング素子にはモータを駆動するための大電流が流れ、それによって該スイッチング素子が発熱するため、該スイッチング素子の熱暴走によりモータのコントロールができなくなるおそれがある。
【０００５】
そのため、スイッチング素子に放熱部材を密着させたり、前記放熱部材にフィンを密着させる放熱構造が提案されている（特許文献１参照）。
また、スイッチング素子の上方に空冷ファンを設けることがなされている。
【特許文献１】特開昭６２−２１４６５２号（図２，図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、モータのハイパワー化の要望が大きく、そのため、モータへの駆動電流の増加に伴い大型のフィンや大型の空冷ファンを用いる傾向にある。
しかし、フィンや空冷ファンが大型化すると、スピードコントローラの配置の選択性を狭めてしまうと共に、模型の重量が増加する。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、軽量で、かつ、大型化することなく、高い冷却性能を備えたスピードコントローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本第１発明のスピードコントローラは、遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、第１実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部または全部が複数個整列して実装される第１回路基板と、良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記スイッチング素子の露出面に前記第１絶縁層が接触する可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、前記第１回路基板の前記所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本第１発明によれば、スイッチング素子の露出面に良熱伝導体を有する第１ヒートシンクが接触しており、スイッチング素子の熱が第１ヒートシンクの第１絶縁層を介して中間層に伝熱される。第１ヒートシンクの熱は前記中間層において均一化するので、スイッチング素子間における温度のバラツキ（ヒートスポット）が生じにくい。
第１ヒートシンクはセラミック質の第２ヒートシンクが接触しており、前記中間層から第２絶縁層を介して第１ヒートシンクの熱が第２ヒートシンクに伝熱される。セラミック質の第２ヒートシンクとして高い熱放射率のものを用いることで大型のフィンや大型のファンを用いる必要がなくなるから、スピードコントローラが大型化することなく、軽量、かつ、小型であっても十分な冷却効果を得ることができる。
【００１０】
ここで、熱放射率とは、物体において吸収される熱のうち、当該物体により、その後、外部へ放出（放射）される熱の割合を意味する。より詳しくは、黒体の熱放射強度はＥに等しく、その温度において最大の熱放射能を示し、実在の固体面の熱放射強度ｑは、同一温度の黒体の熱放射強度Ｅより必ず小さく、ｑ／Ｅで実在の物体の熱放射率εが定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本第１発明において、前記第１回路基板が前記第１実装面の反対側の面に第２実装面を更に有し、前記第２実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部が複数個整列して実装される場合、前記第１ヒートシンクの前記第１絶縁層が前記第２実装面に実装された前記スイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１ヒートシンクが前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられているのが好ましい。
この態様は、１枚の回路基板の両面にスイッチング素子が実装されている場合に適用され、第２実装面に実装されたスイッチング素子の熱は第１絶縁層を介して中間層に伝熱され、前記中間層において折り曲げられた部位を介して第１実装面と第２ヒートシンクとの間に伝熱され、更に第２絶縁層を介して第２ヒートシンクに伝熱される。
【００１２】
本第１発明において、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板を更に備え、前記第２回路基板は第３実装面を有し、前記第３実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部が複数個整列して実装される場合、前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層が前記第３実装面に実装された前記スイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１ヒートシンクが前記第１回路基板の第１実装面および前記第２回路基板の前記第３実装面に沿って折り曲げられているのが好ましい。
この態様は、２枚の回路基板にスイッチング素子がそれぞれ実装されている場合に適用され、第３実装面に実装されたスイッチング素子の熱は第２絶縁層を介して中間層に伝熱され、前記中間層において第１実装面と第２ヒートシンクとの間に伝熱され、更に第２ヒートシンクに伝熱される。
【００１３】
本第２発明は、遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、１つの所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの一群が複数個整列して実装される実装面を有する第１回路基板と、別の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの別の一群が複数個整列して実装され前記実装面に対面する別の実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記１つの実装面に実装された一群の前記スイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第２絶縁層が前記別の実装面に実装された前記別の一群のスイッチング素子の露出面に接触するように前記一対のスイッチング素子の群の間に挿入され、可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、前記第各回路基板の前記所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記実装面上の前記所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１回路基板に沿って折り曲げられた前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えている。
この態様は、２枚の回路基板にスイッチング素子が互いに対面するように実装されている場合に適用することができる。
【００１４】
第１および第２回路基板に実装されたスイッチング素子の熱は、それぞれ、第１および第２絶縁層を介して中間層に伝熱される。前記中間層の熱は第１ヒートシンクの折り曲げられた部位を介して第１回路基板と第２ヒートシンクとの間の部位に伝熱され、更に、第２絶縁層を介して第２ヒートシンクに伝熱される。サラミック質の第２ヒートシンクは熱放射により熱を逃がす。
【００１５】
本第３発明は、遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、第１所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第１群が複数個整列して実装される第１実装面、ならびに、前記第１実装面とは反対側の面であって第２所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第２群が複数個整列して実装される第２実装面を有する第１回路基板と、第３所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第３群が複数個整列して実装され前記第２実装面に対面する第３実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記第１および第２実装面に実装された前記第１群および第２群のスイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第２絶縁層が前記第３実装面に実装された前記第３群のスイッチング素子の露出面に接触するように前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、前記各回路基板の前記各所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記第１所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１ヒートシンクにおける前記第１実装面に沿った前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えている。
この態様は、２枚の回路基板にスイッチング素子が３層実装されている場合に適用することができる。
【００１６】
第１〜第３実装面に実装された第１〜第３群のスイッチング素子は、各々、絶縁層に接触しており、したがって、素子の熱は絶縁層を介して中間層に伝熱される。中間層において熱は均一化されるのでヒートスポットが生じにくい。
前記２枚の基板の間の中間層の熱は、中間層において折り曲げられた部位を介して前記第１回路基板と前記第２ヒートシンクとの間の中間層に伝熱され、この中間層の熱は、更に、第２絶縁層を介して第２ヒートシンクに伝熱される。
第２ヒートシンクは熱放射により熱を逃がす。
【００１７】
本第４発明は、遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、第１所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第１群が複数個整列して実装される第１実装面、ならびに、前記第１実装面とは反対側の面であって第２所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第２群が複数個整列して実装される第２実装面を有する第１回路基板と、第３所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第３群が複数個整列して実装され前記第２実装面に対面する第３実装面、ならびに、前記第３実装面とは反対側の面であって第４所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第４群が複数個整列して実装される第４実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記第１および第２実装面に実装された前記第１群および第２群のスイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の一つのヒートシンクと、良熱伝導体の中間層の表裏に第３および第４絶縁層が積層され、前記第３絶縁層が前記第３および第４実装面に実装された前記第３群および第４群のスイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第４絶縁層が前記第２絶縁層に接触するように前記第２回路基板の第３および第４実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の別のヒートシンクと、前記各回路基板の前記各所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記第１所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記一つのヒートシンクにおける前記第１実装面に沿った前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記一つのヒートシンクの前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質のヒートシンクとを備えている。
この態様は、２枚の回路基板の両面にスイッチング素子がそれぞれ実装されている場合、すなわち、４層のスイッチング素子が実装されている場合に適用することができる。
【００１８】
第１群〜第４群のスイッチング素子の熱は、第１または第３絶縁層を介して中間層に伝熱される。中間層は良熱伝導体であるから、各スイッチング素子においてヒートスポットは生じにくい。
第３群および第４群のスイッチング素子の熱は前記シート状の別のヒートシンクの第４絶縁層から前記シート状の１つのヒートシンクの第２絶縁層を介して当該１つのヒートシンクの中間層に伝熱される。更に、当該１つのヒートシンクの折り曲げ部分を介して中間層の熱が第１回路基板とセラミック質のヒートシンクとの間に伝熱され、当該セラミック質のヒートシンクから熱放射される。
【００１９】
前記４層のスイッチング素子が実装されているスピードコントローラにおいて、前記駆動制御回路を構成する素子が実装される第３回路基板を更に備え、前記第３回路基板と前記第１回路基板との間に前記第２回路基板が配置されるように前記第３回路基板が設けられ、前記シート状のヒートシンクと前記各スイッチング素子およびセラミック質のヒートシンクとが接触する圧力が得られるように、前記セラミック質のヒートシンクと前記第３回路基板との間で前記シート状の一対のヒートシンクと前記第１および第２回路基板とを挟み付けるようにしてもよい。
この場合、界面における接触圧が容易に得られる。
【００２０】
前記スイッチング素子の群同士が互いに対面するように実装されたスピードコントローラにおいて、前記互いに略平行な回路基板の互いに対面する前記実装面に配置されたスイッチング素子は、互いに同数、同形、同大で、かつ、互いに真向かいに配置されているのがこのましい。
この態様によれば、スイッチング素子の全面において均一かつ大きな接触圧が確実に得られる。
【００２１】
本発明において、前記セラミック質のヒートシンクの前記接触面が前記ケーシング内に収容され、かつ、前記接触面の反対側の放射面、ならびに、前記接触面と前記放射面との間の４つの各側面の少なくとも一部が前記ケーシングから露出しているのが好ましい。
この態様によれば、セラミック質のヒートシンクの側面からの熱放射が期待できる。
【００２２】
この場合、前記セラミック質のヒートシンクの放射面には、少なくとも互いに対向する一対の上縁部を切り欠いた段部が形成され、この段部に前記ケーシングの開口を形成する開口縁部が当接しているのが好ましい。
この場合、ネジ等を用いることなく、セラミック質のヒートシンクをケーシングに固定することができる。
【００２３】
本発明において、前記所定領域を除く前記回路基板の一部が前記ケーシングから突出した突出部を更に備え、前記直流電源または前記モータに前記給電経路を介して接続される複数の端子が前記突出部に設けられているのが好ましい。
この態様によれば、ケーシングから突出した突出部からも熱放射が期待できる。
【００２４】
本発明の好ましい例において、前記回路基板または回路基板群は第１縁およびこの第１縁に対向または隣接する第２縁とを有し、前記回路基板の第１縁および第２縁の近傍には、それぞれ、前記直流電源または前記モータの端子に接続されるケーブルを接続するための端子が配置される。
この態様によれば、端子間に余裕ができ接続作業が容易になる。
【００２５】
本発明の好ましい例において、前記第１縁の近傍には前記直流電源に接続される２つの第１端子が配置され、かつ、前記第１縁の外方には前記直流電源が配置され、前記第２縁には前記モータに接続される複数の第２端子が接続される。
この場合、直流電源および端子をコンパクトに配置することができる。
【００２６】
本発明において、前記回路基板または回路基板群は互いに隣接ないし対向する第１縁〜第４縁を有し、前記第１および第２縁の近傍には、それぞれ前記直流電源または前記モータの端子に接続されるケーブルを接続するための端子が配置され、前記第３縁の近傍には前記スピードコントローラの設定状態を表示する表示器が配置され、前記第４縁において前記第１ヒートシンクが折り曲げられていてもよい。
【００２７】
本発明において、前記駆動制御回路を構成する素子が実装される第３回路基板を更に備え、前記第３回路基板と前記第１回路基板との間に前記第２回路基板が配置されるように前記第３回路基板が設けられていてもよい。
【００２８】
本発明において、前記第１ヒートシンクは、前記中間層に沿った面方向の熱伝導率が前記中間層に直交する直交方向の熱伝導率よりも大きいのが好ましい。
本態様によれば、熱伝導率の異方性により熱が拡散し局所的に高温になるのを抑制し得る。
なお、「熱伝導率」とは、一つの物質内での熱の伝わり易さを表す値をいい、具体的には、熱流束密度（単位時間に単位面積を通過する熱エネルギー）を温度勾配で除算した物理量で表される。
【００２９】
本発明において、前記第２ヒートシンクはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とするのが好ましい。
本態様によれば、アルミナを主成分とするヒートシンクは窒化アルミを主成分とするヒートシンクに比べ一般に安価であるから、スピードコントローラのコストアップを抑制し得る。
【実施例１】
【００３０】
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。以下に示す各実施例では、本発明を模型の車両に適用した場合について例示して説明する。
図１〜図９は実施例１を示す。
【００３１】
機器構成：
図７に示すように、車両（遠隔操縦可能な模型の一例）１は、送信器２から送信される電波を当該車両１に搭載された受信器３で受信することにより操縦者により操縦可能である。
前記車両１には、前記受信器３、スピードコントローラＣ、モータ６、車輪７および直流電源（バッテリ）８などが搭載されている。
【００３２】
操縦者が送信器２を用いて無線信号を発信させると、当該無線信号を受信器３が受信し、受信した信号に基づき、スピードコントローラＣが、直流電源８から前記モータ６への給電経路６ｃを入切させることでモータ６を駆動制御する。
【００３３】
スピードコントローラＣ：
図８に示すように、スピードコントローラＣは、駆動制御回路４、スイッチング回路５、操作部６１、表示回路６２、コネクタ６３および電源回路６４を備えている。 前記操作部６１は、通常運転モードと設定モードとを切り替えるためのスライドスイッチや、設定モード時にスピードコントローラＣに対する設定のための操作入力を受け付けるためのスイッチを備える。
前記スライドスイッチにより通常運転モードが選択されている場合には、スピードコントローラＣは、コネクタ６３を介して受信した信号に基づき駆動制御回路４でスイッチング回路５を制御することで、直流電源８から前記モータ６への給電経路６ｃを入切させることでモータ６を駆動制御する。
前記スライドスイッチにより設定モードが選択されている場合には、スピードコントローラＣは、表示回路６２により設定モードである旨を報知するとともに設定状態を報知し、例えば、図示しない無線操縦器の操作レバーの操作量に対するゲイン・オフセット調整などを行ったり、スイッチング回路５のスイッチング周波数を切り替え設定したりできるように構成されている。スイッチング周波数の切り替え設定は、操作レバーの操作量、操作レバーの操作速度あるいはモータ６の回転数などに応じて連続的にまたは段階的に可変するように設定できたり、所定の固定的な周波数に設定できるように構成してもよい。
【００３４】
スイッチング回路５：
図９に示すように、前記スイッチング回路５は、モータの各端子６ａごとに複数ずつ並列接続されたスイッチング素子５０（５０ａ、５０ｂ）を備えている。本実施例１では、モータ６に３極の端子６ａが設けられており、当該端子６ａに対応する第１〜第３群のスイッチング素子群５１〜５３が設けられている。
また、第１〜第３群のスイッチング素子群５１〜５３は、それぞれ直流電源８（図９）の正極に対応したスイッチング素子５０ａと負極に対応したスイッチング素子５０ｂとを備えている。本実施例１では、駆動制御対象のモータ６が３相ブラシレスモータであり、このモータ６を全波駆動するため上述のような構成をとったが、３相ブラシレスモータを半波駆動する場合には、正極に対応したスイッチング素子５０ａまたは負極に対応したスイッチング素子５０ｂのいずれか一方のみがあればよい。
【００３５】
駆動制御回路４：
前記駆動制御回路４は、受信器３から発信されたモータ６を制御するための指令信号に基づいて各スイッチング素子５０の入切のタイミングを制御する。
【００３６】
３層の素子群５１〜５３：
図２に示すように、前記スピードコントローラＣは、第１〜第３回路基板３１〜３３と、第１および第２ヒートシンクシンク１０，２０と、図５に示すケーシング９とを備えている。
【００３７】
図１に示すように、第３回路基板３３の上方には第２回路基板３２が設けられている。第２回路基板３２の上方には第１回路基板３１が設けられている。第１回路基板３１の上方には第２ヒートシンク２０が設けられている。
第１および第２回路基板３１，３２の間と、第１回路基板３１および第２ヒートシンク２０の間には、第１回路基板３１に沿って折り曲げられた第１ヒートシンク１０が設けられている。
【００３８】
第１回路基板３１：
図１および図２に示すように、前記第１回路基板３１は、第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２を備えている。
【００３９】
第１実装面Ｆ１；
前記第１実装面Ｆ１は、第１回路基板３１の上面３１ｕに形成されている。
図３に示すように、第１実装面Ｆ１の第１所定領域Ｄ１内には前記モータ６（図９）の前記１つの端子６ａに対応する第１群５１の前記スイッチング素子５０が縦横に複数個整列して実装されている。
【００４０】
第２実装面Ｆ２；
図１に示すように、前記第２実装面Ｆ２は第１回路基板３１の下面３１ｄに形成されている。すなわち、第２実装面Ｆ２は、第１回路基板３１における前記第１実装面Ｆ１とは反対側の面に形成されている。
図３の破線で示す前記第２実装面Ｆ２の第２所定領域Ｄ２内には、モータ６（図９）の前記１つの端子６ａに対応する第２群５２の前記スイッチング素子５０が縦横に複数個整列して実装されている。
【００４１】
第２回路基板３２：
図１に示すように、第２回路基板３２は前記第１回路基板３１に略平行に、かつ、近接して対向配置されている。
第３実装面Ｆ３；
前記第３実装面Ｆ３は第２回路基板３２の上面３２ｕに形成されている。すなわち、第３実装面Ｆ３は前記第２実装面Ｆ２に対面する位置に設定されている。
図３に示すように、第３実装面Ｆ３の第３所定領域Ｄ３内には、モータ６（図９）の前記１つの端子６ａに対応する前記第３群５３のスイッチング素子５０が縦横に複数個整列して実装されている。
【００４２】
図１、図２および図３に示すように、互いに略平行な第１および第２回路基板３１，３２の互いに対面する前記実装面Ｆ２，Ｆ３に配置されたスイッチング素子５０は、互いに同数、同形、同大で、かつ、互いに真向かいに配置されている。
スイッチング素子５０は、好ましくは面実装される略直方体の板形状のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、回路基板３１，３２に半田付けされる実装面およびその反対側の露出面５０ｆが他の４面よりも十分大きく、実装面からは基板配線を通じてスイッチング素子５０から回路基板３１，３２への放熱が、上記露出面５０ｆにおいては第１ヒートシンク１０への放熱が効率よく行われる。
【００４３】
第１ヒートシンク１０：
図１に示すように、第１ヒートシンク１０は良熱伝導体の中間層１０ｃの表裏に第１および第２絶縁層１１，１２が積層されてなる。
第１ヒートシンク１０は可撓性を有している。そのため、前記第１絶縁層１１は前記第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に実装された前記第１群５１および第２群５２のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、かつ、前記第２絶縁層１２が第２ヒートシンク２０の接触面２１および前記第３実装面Ｆ３に実装された前記第３群５３のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように第１回路基板３１の第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に沿って折り曲げられている。
【００４４】
前記第２ヒートシンク２０、第１および第２回路基板３１，３２にはネジ部材７１が挿通されており、ネジ部材７１がナット７２に螺合していることで、第２ヒートシンク２０と第２回路基板３２との間に第１回路基板３１が挟み付けられている。
そのため、シート状の第１ヒートシンク１０と各スイッチング素子５０および厚板ブロック状の第２ヒートシンク２０とは、互いに接触する圧力が得られ、互いに圧接する。
【００４５】
したがって、第２ヒートシンク２０の接触面２１と、第１群５１の各スイッチング素子５０の露出面５ｆとが、第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２および第１絶縁層１１にそれぞれ圧接される。同様に、第２群５２および第３群５３の各スイッチング素子５０の露出面５０ｆは、第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１および第２絶縁層１２にそれぞれ圧接される。
【００４６】
ケーシング９：
図５に示す前記ケーシング９は、図１および図３に示す前記各回路基板３１〜３３の各所定領域Ｄ１〜Ｄ３と、該第１所定領域Ｄ１〜Ｄ３に実装された各スイッチング素子５０と、図１に示す駆動制御回路４とを収容している。図３に示す第１回路基板３１の第１実装面Ｆ１上の第１所定領域Ｄ１に対応する位置には、図５に示すように、当該第１所定領域Ｄ１と概ね同じ大きさの開口９ａが設けられている。
【００４７】
第２ヒートシンク２０：
前記第２ヒートシンク２０は、ケーシング９の外に向って熱を放射するものであり、前記ケーシング９の前記開口９ａに対応して設けられている。
図１に示すように、第２ヒートシンク２０は、第１ヒートシンク１０における第１実装面Ｆ１に沿った第２絶縁層１２と接触する接触面２１を有している。前記接触面２１は第１実装面Ｆ１に実装された第１群５１のスイッチング素子５０の露出面５０ｆよりも広い面積において第２絶縁層１２と接触しており、前記第１群５１のスイッチング素子５０の露出面５０ｆの全域およびその周辺において前記第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２に接触している。
【００４８】
図１に示す第２ヒートシンク２０の前記接触面２１は、図５および図６（ａ），（ｂ）に示すように、ケーシング９内に収容され、かつ、接触面２１（図１）の反対側の放射面２２、ならびに、図１の接触面２１と放射面２２との間の４つの各側面２３の少なくとも上部が、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ケーシング９から露出している。
【００４９】
図３に示す第１回路基板３１および第２回路基板３２において、前記所定領域Ｄ１〜Ｄ３を除く前記回路基板の一部は、図５に示す前記ケーシング９から突出した突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂを備えている。
前記突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂには複数の端子４１，４２が設けられている。前記端子４１，４２は、図７に示す前記直流電源８またはモータ６に給電経路８ｃ，６ｃを介して接続される。
【００５０】
すなわち、図３に示す前記回路基板群３１〜３３は、第１縁Ｅ１およびこの第１縁Ｅ１に対向する第２縁Ｅ２を有している。前記回路基板３１，３２の第１縁Ｅ１および第２縁Ｅ２の近傍には、前記突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂが形成され、該突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂには、それぞれ、図９に示す直流電源８またはモータ６の各端子６ａ，８ａに接続される各ケーブルを接続するための前記端子４１，４２（図５）が配置されている。
【００５１】
具体的には、前記第２回路基板３２の第１縁Ｅ１側の突出部３２ａには２個の第１端子４１が設けられている。前記第１端子４１には、図７に示す直流電源８に接続された給電経路８ｃを構成する電源ケーブルが接続される。
図５に示す第１および第２回路基板３１，３２の第２縁Ｅ２側の突出部３１ｂ，３２ｂには合計３個の第２端子４２が設けられている。前記第２端子４２は、図９に示すモータ６に接続された前記給電経路６ｃを構成する給電ケーブルにそれぞれ接続される。
【００５２】
したがって、図３に示す第１回路基板３１の前記第１縁Ｅ１の突出部３２ａには、直流電源８（図９）に接続される２つの第１端子４１が配置され、当該第１縁Ｅ１の外方には図５の前記直流電源８が配置されている。一方、図３の第１および第２回路基板３１，３２の前記第２縁Ｅ２には前記モータ６（図９）に接続される複数の第２端子４２が接続されている。
【００５３】
図６の前記ケーシング９は上下に２分割されており、その分割面に前記突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂが突出する切欠き９０が形成されている。
【００５４】
前記回路基板群３１〜３３は互いに対向ないし隣接する第１縁Ｅ１〜第４縁Ｅ４を有している。
前述したように、前記第１および第２縁Ｅ１，Ｅ２の近傍には、前記端子４１，４２が配置されており、該端子４１，４２には、それぞれ図５の前記直流電源８または前記モータ６の各端子８ａ，６ａ（図９）に接続されるケーブル８ｃ，６ｃが接続される。
図３に示す第３縁Ｅ３の近傍にはスピードコントローラＣの設定状態を表示する表示器４５が配置されている。
表示器４５は、青、緑、黄、赤の４色のチップＬＥＤにより構成され、それぞれのチップＬＥＤの点灯／消灯や点滅などによりスピードコントローラＣの設定状態を表示する。
前記第１ヒートシンク１０は、第４縁Ｅ４において折り曲げられている。
なお、表示部４５が配置された第３縁Ｅ３の近傍を欠落させ、最下層の回路基板３３に、青、緑、黄、赤の４色のリードフレーム型ＬＥＤを実装し、リードフレームの足の長さを所定の長さに調整することで、最上層の回路基板３１相当の高さまたはそれ以上にケーシング９の天板に近接して配置してもよい。この場合は、前記第１ヒートシンク１０は、第４縁Ｅ４において折り曲げられる代わりに、第３縁Ｅ３側で折り曲げられてもよい。
【００５５】
前述したように、図１に示す第３回路基板３３の上面３３ｕには駆動制御回路４（図７）を構成する素子４００が実装されている。
前記第３回路基板３３は、該第３回路基板３３と前記第１回路基板３１との間に前記第２回路基板３２が配置されるように設けられている。
【００５６】
図１に示すように、第２回路基板３２から第１回路基板３１までの距離Ｈ１は、第３回路基板３３から第２回路基板３２までの距離Ｈ２よりも小さく設定されている。
【００５７】
第１ヒートシンク１０：
前記第１ヒートシンク１０は、前記中間層１０ｃに沿った面方向の熱伝導率が前記中間層１０ｃに直交する直交方向の熱伝導率よりも大きいシート状の部材が用いられる。
そのため、第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１または第２絶縁層１２を介して、発熱源であるスイッチング素子５０の露出面５０ｆから中間層１０ｃに熱伝導等により伝熱された後、中間層において面方向に熱が伝達される。したがって、各スイッチング素子５０の温度が平均化される。
このように全てのスイッチング素子５０の温度が第１ヒートシンク１０により均一化されることで、例えば、スイッチング素子５０の過熱を検知し、過熱時にスイッチング素子５０を強制的にＯＦＦさせてスピードコントローラＣの損傷を防止するための過熱防止機能の発動頻度を減らすことができる。特に、スイッチング素子５０をスイッチング素子群５１〜５３として並列接続して使用する場合には、スイッチング素子５０のＯＮ抵抗に反比例して発熱量が増えるため、スイッチング素子５０のＯＮ抵抗のバラツキにより発熱ムラが発生する恐れがあり、第１ヒートシンク１０による温度均一化の効果により、本質的に過熱を緩和し、過熱防止機能の発動頻度を減らすことができる。
【００５８】
前記中間層１０ｃは、複数のグラファイトシートの積層体からなり、該グラファイトシートは、黒鉛粉末をバインダー樹脂と混合してシート状に成形したり、膨張黒鉛を圧延してシート状に成形することで得られる。前記中間層１０ｃの厚みは、たとえば、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度のものを用いるのが好ましい。
【００５９】
なお、前記絶縁層としてはＰＥＴなどの樹脂フィルムや樹脂コートの他に両面テープのような粘着層を採用することができる。
【００６０】
本発明において、前記第２ヒートシンク２０としてはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とするセラミック質の熱放射性固体物を採用することができる。アルミナを主成分とするセラミック質の第２ヒートシンク２０としては、たとえば、特開昭６３−１４０２９２号に開示された陶磁器熱放射性固体物を採用することができる。
前記陶磁器熱放射性固体物としては、たとえば、アルミナの含有量が９５．０重量％以上で、０．９３〜０．９８の熱放射率および３０〜６０Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有するものを好的に採用することができる。
なお、高価であるが、窒化アルミを主成分とするセラミック質の熱放射性固体物を採用してもよい。
【００６１】
以下に述べる各実施例では、前述した実施例１と異なる部分を主に説明する。なお、以下の各実施例において、実施例１と同一部分または相当部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【実施例２】
【００６２】
図１０〜図１５は実施例２を示す。
４層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図１０に示すように、本実施例４では、第１および第２回路基板３１，３２の各両面にそれぞれ複数のスイッチング素子５０が実装されていると共に、一対の第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂが設けられている。
【００６３】
第２回路基板３２の第３実装面Ｆ３の反対側の面、すなわち、第２回路基板３２の下面３２ｄには第４所定領域Ｄ４が設けられている。前記第４所定領域Ｄ４には、図示しないモータの端子に対応するスイッチング素子５０のうちの第４群５４が複数個整列して実装される第４実装面Ｆ４が形成されている。
【００６４】
第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂ；
上側の第１ヒートシンク（一つのヒートシンク）１０Ａは、良熱伝導体の中間層１０ｃの表裏に第１および第２絶縁層１１，１２が積層されてなる。下方の第１ヒートシンク（別のヒートシンク）１０Ｂは、良熱伝導体の中間層１０ｃの表裏に第３および第４絶縁層１３，１４が積層されてなる。すなわち、前記上下のヒートシンク１０Ａ，１０Ｂの部材自体は前記第１ヒートシンク１０（図１）と同じものが用いられる。
【００６５】
図１０〜図１２に示すように、前記上側の第１ヒートシンク１０Ａの第１絶縁層１１は、第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に実装された第１群５１および第２群５２のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、第１回路基板３１の第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に沿って折り曲げられている。
前記下側の第１ヒートシンク１０Ｂの第３絶縁層１３は、第３および第４実装面Ｆ３，Ｆ４に実装された第３群５３および第４群５４のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、かつ、前記第４絶縁層１４が前記第２絶縁層１２に接触するように第２回路基板３２の第３および第４実装面Ｆ３，Ｆ４に沿って折り曲げられている。
【００６６】
第１および第２端子４１，４２；
図１１に示すように、第１および第２回路基板３１，３２の第１縁Ｅ１側の突出部３１ａ，３２ａには第１端子４１がそれぞれ１個づつ設けられている。前記２個の第１端子４１には、図７に示す直流電源８に接続された給電経路８ｃを構成する電源ケーブルが接続される。
図１２に示すように、第１および第２回路基板３１，３２の第２縁Ｅ２側の突出部３１ｂには３個の第２端子４２が設けられている。前記第２端子４２は、図７に示すモータ６に接続された前記給電経路６ｃを構成する給電ケーブルが接続される。
【００６７】
なお、給電ケーブルを介してモータ６に接続される図１２、図１４および図１５の第２端子４２は、第１および第２回路基板３１，３２から３箇所づつ引き出し、各基板３１，３２間がハンダ付けで接続されている。一方、電源ケーブルを介して直流電源８に接続される第１端子４１は、極性ごとに基板３１，３２が分けられている。
つまり、実施例１では、図９のモータ６に接続される３極の端子６ａに対応した図１の第１〜第３群のスイッチング素子群５１〜５３をそれぞれ群ごとに層を形成させるように回路基板３１，３２に実装したが、本実施例においては、図１３の直流電源８の正極に対応した図１０のスイッチング素子５０ａと、直流電源８（図１３）の負極に対応したスイッチング素子５０ｂとを別々の回路基板３１，３２に実装することで、前記回路基板３１，３２間を橋渡しする大電流用ピンコネクタの削減を実現している。
【００６８】
図１０において、前記第３回路基板３３の下面３３ｄには駆動制御回路４（図７）を構成する素子４００が設けられている。
【００６９】
ケーシング９；
図１０に示すように、ブロック状のヒートシンク２０の放射面２２には、互いに対向する一対の上縁部を切り欠いた段部２４が形成されている。この段部２４には、ケーシング９の開口９ａを形成する開口縁部９ｂが当接している。
したがって、第２ヒートシンク２０の段部２４がケーシング９の開口縁部９ｂに押え付けられていることにより、第２ヒートシンク２０がケーシング９と第１回路基板３１との間に固定される。
【００７０】
シート状の第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂと各スイッチング素子５０およびブロック状の第２ヒートシンク２０とが接触する圧力が得られるように、セラミック質の第２ヒートシンク２０と第３回路基板３３との間で、一対の第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂと第１および第２回路基板３１，３２とが挟み付けられている。
ケーシング９は上下に２分割されており、その分割面に前記突出部３１ｂ，３２ａ，３２ｂが突出する切欠き９０が形成されているが、下側のケーシング９に、上側のケーシング９に向けて貫通孔を形成し、上側のケーシング９に、下側ケーシング９に形成された貫通孔から挿入されるネジと螺合するための雌ネジ構造を設けてもよい。ネジを用いて上側ケーシング９と下側ケーシング９とを結合することで、上側ケーシング９により第２ヒートシンク２０をより強固に第２ヒートシンク２０および第１回路基板３１へ押圧固定できる。
また、スイッチング素子５０への制御信号を第１および第２回路基板３１，３２間で橋渡しする信号用ピンコネクタ４９は、各第１および第２回路基板３１，３２で半田付けされる。各第１および第２回路基板３１，３２の信号用ピンコネクタ４９への半田付けの高さ方向の位置を調整することで、一対の第１ヒートシンク１０Ａ，１０Ｂを挟み込み、押圧するようにしてもよい。なお、この場合、信号用ピンコネクタ４９は、少なくとも回路基板３１，３２の２縁以上に設けられることが好ましい。
【００７１】
なお、本実施例２では、図１２の表示器４５が最下層の第３回路基板３３の第３縁Ｅ３に実装され、図１３および図１４の窓９１から視認できる。
【実施例３】
【００７２】
図１６は実施例３を示す。
１層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図３に示すように、第１回路基板３１の上面３１ｕには全てのスイッチング素子５０が実装されている。第２ヒートシンク２０の接触面２１とスイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。したがって、第２ヒートシンク２０の接触面２１と第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１は、それぞれ、第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２とスイッチング素子５０の露出面５０ｆとに密着されている。
【実施例４】
【００７３】
図１７は実施例４を示す。
２層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図１７に示すように、第１回路基板３１の上面３１ｕおよび下面３１ｄには複数のスイッチング素子５０からなる第１群５１および第２群５２がそれぞれ実装されている。
第２ヒートシンク２０の接触面２１と前記第１群５１のスイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。
【００７４】
第１回路基板３１の下方には押え板３４が設けられており、該押え板３４の上面３４ｕと、前記第２群５２のスイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。
【００７５】
すなわち、第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１が第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に実装されたスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、第１ヒートシンク１０が第１回路基板３１の第１および第２実装面Ｆ１，Ｆ２に沿って折り曲げられている。
【実施例５】
【００７６】
図１８は実施例５を示す。
２層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図１８に示すように、第１回路基板３１の上面３１ｕと、第２回路基板３２の上面３２ｕには、複数のスイッチング素子５０がそれぞれ実装されている。
【００７７】
第２ヒートシンク２０の接触面２１と前記スイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。第１回路基板３１の下面３１ｄとスイッチング素子５０の露出面５０ｆとの間には第１ヒートシンク１０が介挿されている。
【００７８】
第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２は、前記第１および第３実装面Ｆ１，Ｆ３にそれぞれ実装されたスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、第１ヒートシンク１０が第１回路基板３１の実装面Ｆ１および第２回路基板３２の実装面Ｆ３に沿って折り曲げられている。
【実施例６】
【００７９】
図１９は実施例６を示す。
２層の素子群を有するスピードコントローラＣ：
図１９に示すように、第１回路基板３１の下面３１ｄと、第２回路基板３２の上面３１ｕには、複数のスイッチング素子５０がそれぞれ実装されている。
【００８０】
第１ヒートシンク１０の第１絶縁層１１は１つの実装面Ｆ２に実装された一群のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触し、かつ、第１ヒートシンク１０の第２絶縁層１２が別の実装面Ｆ３に実装された別の一群のスイッチング素子５０の露出面５０ｆに接触するように、前記一対のスイッチング素子５０の間に挿入されている。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は無線で遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータの駆動制御に用いるスピードコントローラに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図２】ヒートシンクおよび回路基板を示す分解された側面図である。
【図３】ヒートシンクおよび回路基板を示す分解された平面図である。
【図４】実装状態のヒートシンクおよび回路基板を示す側面図および平面図である。
【図５】スピードコントローラを示す平面図である。
【図６】スピードコントローラを示す側面図である。
【図７】スピードコントローラが搭載された模型および送信器を示す概略構成図である。
【図８】スピードコントローラを示す概略構成図である。
【図９】スピードコントローラ、モータ、受信器および直流電源を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の実施例２にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図１１】実装状態のヒートシンクおよび回路基板を示す斜視図である。
【図１２】実装状態のヒートシンクおよび回路基板を示す斜視図である。
【図１３】スピードコントローラを示す斜視図である。
【図１４】スピードコントローラを示す斜視図である。
【図１５】スピードコントローラを示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施例３にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図１７】本発明の実施例４にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図１８】本発明の実施例５にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【図１９】本発明の実施例６にかかるスピードコントローラのスイッチング素子の実装状態を模式的に示す拡大側面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１：車両（模型の一例）
４：駆動制御回路
６：モータ
６ａ：モータの端子
６ｃ，８ｃ：給電経路
８：直流電源（バッテリー）
９：ケーシング
１０：第１ヒートシンク
１０Ａ，１０Ｂ：ヒートシンク
１０ｃ：中間層
１１：第１絶縁層
１２：第２絶縁層
２０：第２ヒートシンク
２１：接触面
２２：放射面
２３：側面
２４：段部
３１：第１回路基板
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ：突出部
３３：第３回路基板
４１：第１端子
４２：第２端子
５０：スイッチング素子
５１：第１群
５２：第２群
５３：第３群
５４：第４群
Ｃ：スピードコントローラ
Ｄ１：第１所定領域
Ｄ２：第２所定領域
Ｄ３：第３所定領域
Ｄ４：第４所定領域
Ｅ１：第１縁
Ｅ２：第２縁
Ｅ３：第３縁
Ｅ４：第４縁
Ｆ１：第１実装面
Ｆ２：第２実装面
Ｆ３：第３実装面
Ｆ４：第４実装面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、
前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、
前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、
第１実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部または全部が複数個整列して実装される第１回路基板と、
良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記スイッチング素子の露出面に前記第１絶縁層が接触する可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、
前記第１回路基板の前記所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、
前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えたスピードコントローラ。
【請求項２】
請求項１において、前記第１回路基板は前記第１実装面の反対側の面に第２実装面を更に有し、
前記第２実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部が複数個整列して実装され、
前記第１ヒートシンクの前記第１絶縁層が前記第２実装面に実装された前記スイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１ヒートシンクが前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられているスピードコントローラ。
【請求項３】
請求項１において、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板を更に備え、
前記第２回路基板は第３実装面を有し、
前記第３実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部が複数個整列して実装され、
前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層が前記第３実装面に実装された前記スイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１ヒートシンクが前記第１回路基板の第１実装面および前記第２回路基板の前記第３実装面に沿って折り曲げられているスピードコントローラ。
【請求項４】
遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、
前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、
前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、
１つの所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの一群が複数個整列して実装される実装面を有する第１回路基板と、
別の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの別の一群が複数個整列して実装され前記実装面に対面する別の実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、
良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記１つの実装面に実装された一群の前記スイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第２絶縁層が前記別の実装面に実装された前記別の一群のスイッチング素子の露出面に接触するように前記一対のスイッチング素子の群の間に挿入され、可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、
前記第各回路基板の前記所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記実装面上の前記所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、
前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１回路基板に沿って折り曲げられた前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えたスピードコントローラ。
【請求項５】
遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、
前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、
前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、
第１所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第１群が複数個整列して実装される第１実装面、ならびに、前記第１実装面とは反対側の面であって第２所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第２群が複数個整列して実装される第２実装面を有する第１回路基板と、
第３所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第３群が複数個整列して実装され前記第２実装面に対面する第３実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、
良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記第１および第２実装面に実装された前記第１群および第２群のスイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第２絶縁層が前記第３実装面に実装された前記第３群のスイッチング素子の露出面に接触するように前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、
前記各回路基板の前記各所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記第１所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、
前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１ヒートシンクにおける前記第１実装面に沿った前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えたスピードコントローラ。
【請求項６】
遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、
前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、
前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、
第１所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第１群が複数個整列して実装される第１実装面、ならびに、前記第１実装面とは反対側の面であって第２所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第２群が複数個整列して実装される第２実装面を有する第１回路基板と、
第３所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第３群が複数個整列して実装され前記第２実装面に対面する第３実装面、ならびに、前記第３実装面とは反対側の面であって第４所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第４群が複数個整列して実装される第４実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、
良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記第１および第２実装面に実装された前記第１群および第２群のスイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の一つのヒートシンクと、
良熱伝導体の中間層の表裏に第３および第４絶縁層が積層され、前記第３絶縁層が前記第３および第４実装面に実装された前記第３群および第４群のスイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第４絶縁層が前記第２絶縁層に接触するように前記第２回路基板の第３および第４実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の別のヒートシンクと、
前記各回路基板の前記各所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記第１所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、
前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記一つのヒートシンクにおける前記第１実装面に沿った前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記一つのヒートシンクの前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質のヒートシンクとを備えたスピードコントローラ。
【請求項７】
請求項６において、前記駆動制御回路を構成する素子が実装される第３回路基板を更に備え、
前記第３回路基板と前記第１回路基板との間に前記第２回路基板が配置されるように前記第３回路基板が設けられ、
前記シート状のヒートシンクと前記各スイッチング素子およびセラミック質のヒートシンクとが接触する圧力が得られるように、前記セラミック質のヒートシンクと前記第３回路基板との間で前記シート状の一対のヒートシンクと前記第１および第２回路基板とを挟み付けたスピードコントローラ。
【請求項８】
請求項４もしくは５において、前記互いに略平行な回路基板の互いに対面する前記実装面に配置されたスイッチング素子は、互いに同数、同形、同大で、かつ、互いに真向かいに配置されているスピードコントローラ。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか１項において、前記セラミック質のヒートシンクの前記接触面が前記ケーシング内に収容され、かつ、前記接触面の反対側の放射面、ならびに、前記接触面と前記放射面との間の４つの各側面の少なくとも一部が前記ケーシングから露出しているスピードコントローラ。
【請求項１０】
請求項９において、前記セラミック質のヒートシンクの放射面には、少なくとも互いに対向する一対の上縁部を切り欠いた段部が形成され、この段部に前記ケーシングの開口を形成する開口縁部が当接しているスピードコントローラ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項において、前記所定領域を除く前記回路基板の一部が前記ケーシングから突出した突出部を更に備え、前記直流電源または前記モータに前記給電経路を介して接続される複数の端子が前記突出部に設けられたスピードコントローラ。
【請求項１２】
請求項２から５のいずれかにおいて、前記回路基板または回路基板群は第１縁およびこの第１縁に対向または隣接する第２縁とを有し、
前記回路基板の第１縁および第２縁の近傍には、それぞれ、前記直流電源または前記モータの端子に接続されるケーブルを接続するための端子が配置されているスピードコントローラ。
【請求項１３】
請求項９において、前記第１縁の近傍には前記直流電源に接続される２つの第１端子が配置され、かつ、前記第１縁の外方には前記直流電源が配置され、前記第２縁には前記モータに接続される複数の第２端子が接続されているスピードコントローラ。
【請求項１４】
請求項２から５のいずれかにおいて、前記回路基板または回路基板群は互いに隣接ないし対向する第１縁〜第４縁を有し、
前記第１および第２縁の近傍には、それぞれ前記直流電源または前記モータの端子に接続されるケーブルを接続するための端子が配置され、
前記第３縁の近傍には前記スピードコントローラの設定状態を表示する表示器が配置され、
前記第４縁において前記第１ヒートシンクが折り曲げられているスピードコントローラ。
【請求項１５】
請求項３ないし６のいずれか１項において、前記駆動制御回路を構成する素子が実装される第３回路基板を更に備え、
前記第３回路基板と前記第１回路基板との間に前記第２回路基板が配置されるように前記第３回路基板が設けられたスピードコントローラ。
【請求項１６】
請求項１から１３のいずれか１項において、前記第１ヒートシンクは、前記中間層に沿った面方向の熱伝導率が前記中間層に直交する直交方向の熱伝導率よりも大きいスピードコントローラ。
【請求項１７】
請求項１から１４のいずれか１項において、前記第２ヒートシンクはアルミナを主成分とするスピードコントローラ。
【請求項１】
遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、
前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、
前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、
第１実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部または全部が複数個整列して実装される第１回路基板と、
良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記スイッチング素子の露出面に前記第１絶縁層が接触する可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、
前記第１回路基板の前記所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、
前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えたスピードコントローラ。
【請求項２】
請求項１において、前記第１回路基板は前記第１実装面の反対側の面に第２実装面を更に有し、
前記第２実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部が複数個整列して実装され、
前記第１ヒートシンクの前記第１絶縁層が前記第２実装面に実装された前記スイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１ヒートシンクが前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられているスピードコントローラ。
【請求項３】
請求項１において、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板を更に備え、
前記第２回路基板は第３実装面を有し、
前記第３実装面の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子の一部が複数個整列して実装され、
前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層が前記第３実装面に実装された前記スイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１ヒートシンクが前記第１回路基板の第１実装面および前記第２回路基板の前記第３実装面に沿って折り曲げられているスピードコントローラ。
【請求項４】
遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、
前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、
前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、
１つの所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの一群が複数個整列して実装される実装面を有する第１回路基板と、
別の所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの別の一群が複数個整列して実装され前記実装面に対面する別の実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、
良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記１つの実装面に実装された一群の前記スイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第２絶縁層が前記別の実装面に実装された前記別の一群のスイッチング素子の露出面に接触するように前記一対のスイッチング素子の群の間に挿入され、可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、
前記第各回路基板の前記所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記実装面上の前記所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、
前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１回路基板に沿って折り曲げられた前記第１ヒートシンクの前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えたスピードコントローラ。
【請求項５】
遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、
前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、
前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、
第１所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第１群が複数個整列して実装される第１実装面、ならびに、前記第１実装面とは反対側の面であって第２所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第２群が複数個整列して実装される第２実装面を有する第１回路基板と、
第３所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第３群が複数個整列して実装され前記第２実装面に対面する第３実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、
良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記第１および第２実装面に実装された前記第１群および第２群のスイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第２絶縁層が前記第３実装面に実装された前記第３群のスイッチング素子の露出面に接触するように前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の第１ヒートシンクと、
前記各回路基板の前記各所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記第１所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、
前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記第１ヒートシンクにおける前記第１実装面に沿った前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質の第２ヒートシンクとを備えたスピードコントローラ。
【請求項６】
遠隔操縦可能な模型に搭載されたモータを駆動制御するために当該模型に搭載された直流電源から前記モータへの給電経路を入切するスピードコントローラにおいて、
前記モータの各端子ごとに複数ずつ並列接続されて設けられ、前記給電経路を入切するスイッチング素子と、
前記モータを制御するための指令信号に基づいて前記各スイッチング素子の入切のタイミングを制御する駆動制御回路と、
第１所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第１群が複数個整列して実装される第１実装面、ならびに、前記第１実装面とは反対側の面であって第２所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第２群が複数個整列して実装される第２実装面を有する第１回路基板と、
第３所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第３群が複数個整列して実装され前記第２実装面に対面する第３実装面、ならびに、前記第３実装面とは反対側の面であって第４所定領域内に前記モータの前記１以上の端子に対応する前記スイッチング素子のうちの第４群が複数個整列して実装される第４実装面を有し、前記第１回路基板に略平行に、かつ、近接して対向配置された第２回路基板と、
良熱伝導体の中間層の表裏に第１および第２絶縁層が積層され、前記第１絶縁層が前記第１および第２実装面に実装された前記第１群および第２群のスイッチング素子の露出面に接触するように、前記第１回路基板の第１および第２実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の一つのヒートシンクと、
良熱伝導体の中間層の表裏に第３および第４絶縁層が積層され、前記第３絶縁層が前記第３および第４実装面に実装された前記第３群および第４群のスイッチング素子の露出面に接触するように、かつ、前記第４絶縁層が前記第２絶縁層に接触するように前記第２回路基板の第３および第４実装面に沿って折り曲げられた可撓性を有するシート状の別のヒートシンクと、
前記各回路基板の前記各所定領域と前記スイッチング素子と前記駆動制御回路とを収容し、前記第１回路基板の前記第１実装面上の前記第１所定領域に対応する位置に開口が設けられたケーシングと、
前記ケーシングの前記開口に対応して設けられ、前記一つのヒートシンクにおける前記第１実装面に沿った前記第２絶縁層と接触する接触面を有し、当該接触面は前記第１実装面に実装された前記スイッチング素子の前記露出面よりも広い面積において前記一つのヒートシンクの前記第２絶縁層と接触し、前記ケーシングの外に向かって熱を放射するセラミック質のヒートシンクとを備えたスピードコントローラ。
【請求項７】
請求項６において、前記駆動制御回路を構成する素子が実装される第３回路基板を更に備え、
前記第３回路基板と前記第１回路基板との間に前記第２回路基板が配置されるように前記第３回路基板が設けられ、
前記シート状のヒートシンクと前記各スイッチング素子およびセラミック質のヒートシンクとが接触する圧力が得られるように、前記セラミック質のヒートシンクと前記第３回路基板との間で前記シート状の一対のヒートシンクと前記第１および第２回路基板とを挟み付けたスピードコントローラ。
【請求項８】
請求項４もしくは５において、前記互いに略平行な回路基板の互いに対面する前記実装面に配置されたスイッチング素子は、互いに同数、同形、同大で、かつ、互いに真向かいに配置されているスピードコントローラ。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか１項において、前記セラミック質のヒートシンクの前記接触面が前記ケーシング内に収容され、かつ、前記接触面の反対側の放射面、ならびに、前記接触面と前記放射面との間の４つの各側面の少なくとも一部が前記ケーシングから露出しているスピードコントローラ。
【請求項１０】
請求項９において、前記セラミック質のヒートシンクの放射面には、少なくとも互いに対向する一対の上縁部を切り欠いた段部が形成され、この段部に前記ケーシングの開口を形成する開口縁部が当接しているスピードコントローラ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項において、前記所定領域を除く前記回路基板の一部が前記ケーシングから突出した突出部を更に備え、前記直流電源または前記モータに前記給電経路を介して接続される複数の端子が前記突出部に設けられたスピードコントローラ。
【請求項１２】
請求項２から５のいずれかにおいて、前記回路基板または回路基板群は第１縁およびこの第１縁に対向または隣接する第２縁とを有し、
前記回路基板の第１縁および第２縁の近傍には、それぞれ、前記直流電源または前記モータの端子に接続されるケーブルを接続するための端子が配置されているスピードコントローラ。
【請求項１３】
請求項９において、前記第１縁の近傍には前記直流電源に接続される２つの第１端子が配置され、かつ、前記第１縁の外方には前記直流電源が配置され、前記第２縁には前記モータに接続される複数の第２端子が接続されているスピードコントローラ。
【請求項１４】
請求項２から５のいずれかにおいて、前記回路基板または回路基板群は互いに隣接ないし対向する第１縁〜第４縁を有し、
前記第１および第２縁の近傍には、それぞれ前記直流電源または前記モータの端子に接続されるケーブルを接続するための端子が配置され、
前記第３縁の近傍には前記スピードコントローラの設定状態を表示する表示器が配置され、
前記第４縁において前記第１ヒートシンクが折り曲げられているスピードコントローラ。
【請求項１５】
請求項３ないし６のいずれか１項において、前記駆動制御回路を構成する素子が実装される第３回路基板を更に備え、
前記第３回路基板と前記第１回路基板との間に前記第２回路基板が配置されるように前記第３回路基板が設けられたスピードコントローラ。
【請求項１６】
請求項１から１３のいずれか１項において、前記第１ヒートシンクは、前記中間層に沿った面方向の熱伝導率が前記中間層に直交する直交方向の熱伝導率よりも大きいスピードコントローラ。
【請求項１７】
請求項１から１４のいずれか１項において、前記第２ヒートシンクはアルミナを主成分とするスピードコントローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−９４１４４（Ｐ２０１０−９４１４４Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６４８３６（Ｐ２００８−２６４８３６）
【出願日】平成２０年１０月１４日（２００８．１０．１４）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１４日（２００８．１０．１４）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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