CN102362411B - 安装在电机壳中的逆变器端子板以及衬垫 - Google Patents

安装在电机壳中的逆变器端子板以及衬垫 Download PDF

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Abstract

本发明提供即使由于电机与逆变器的组装公差存在大的变动，并且在逆变器与电机之间引起大的相对运动，也能够发挥填密功能的一种衬垫和一种逆变器端子板。逆变器端子板具有电导体(20)，该电导体(20)具有装接于电机壳的逆变器侧连接端子(20T)、用于将电力供应到电机的受电端子的连接器端子(20C)，并且通过利用编织物(20H)将连接端子(20T)与连接器端子(20C)相连接。在逆变器端子板(10)中，连接器端子(20C)具有平板形状，衬垫(30)围绕该所述接器端子(20C)的整个周缘上，并且在所述衬垫(30)的整个周缘中，将与具有平板状的端子的平板接触的部分设定为比其它部分更厚。

Description

安装在电机壳中的逆变器端子板以及衬垫
技术领域
本发明涉及一种在将用于车辆等的逆变器安装在电机壳中的情况中发生振动的环境下，不受振动影响的适当逆变器端子板，并且特别地涉及在该逆变器端子板中使用的衬垫(packing)的形状。
背景技术
为了通过蓄电池中蓄积的电力来驱动车轮，电动车或混合动力车通常在蓄电池和车轮之间包括电机和逆变器。
蓄积在蓄电池中的电力被逆变器装置等的逆变器变换，并且被供给到电机并使电机旋转，并且电机的旋转被传送到车轮并驱动车轮。
传统地，逆变器和电机被安装在车辆的各自的位置中，并且利用电线束将逆变器的端子连接于电机的端子。
另一方面，出于从蓄电池到车轮的电力驱动系统的成本降低和小型化的目的，近年来已经提出了将逆变器与电机一体化的结构(专利文献1或2)。
<专利文献1或2中所述的发明>
图11是专利文献1或2中所述的将逆变器与电机一体化的发明的概念图，并且受电箱100C放置在用于容纳三相交流电机(感应电机或同步机)的电机壳100上，并且用于接收三相交流电力的电机侧端子100T装接于受电箱100C，而另一方面，装接了用于接收来自于放置在车辆的其它部分上的直流电源的直流电并将将该直流电变换成三相交流电的逆变器200的输出端子200T。然后，使用该发明涉及的抗振动连接器，用于将逆变器200的三相交流电力从输出端子200T供给到电机壳100侧的受电箱100C的电机侧端子100T。
<专利文献1或2所述的发明的优点>
在独立地组装了电机壳100和逆变器200之后，将逆变器200安装在电机壳100附近并且还通过所述连接器将逆变器200的输出端子200T连接于电机壳100的电机侧端子100T，从而，逆变器200与电机壳100可以被组装且制造成独立的组件，并且仅在一体化时通过所述连接器连接，使得制造容易并且能够减少成本。
<专利文献1或2所述的发明的缺点>
然而，在这种构造中，由于在驱动时电机本身的振动或者车身的振动而引起的逆变器与电机之间的振动相位差施加在连接器上，并且该连接器可能被损坏。因此，需要研发能够耐受这种振动的连接器。
于是，公开了专利文献3中描述的连接器，作为能够耐受这种振动的连接器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开JP-A-5-219607
专利文献2：日本专利公开JP-A-2004-312853
专利文献3：日本专利公开JP-A-2007-280913
<专利文献3所述的连接器的构造>
专利文献3所述的连接器的特征在于，在用于将逆变器端子连接于电机端子连接器中，包含逆变器箱和逆变器端子以及电机箱和电机端子，同时电机端子固定且装接于电机箱，逆变器端子通过振动吸收器装接于逆变器箱。
<专利文献3所述的连接器的优点>
由于一个装置的端子通过振动吸收器装接于该装置的箱，因而，即使当由于相位差引起的振动施加于一个装置和另一个装置时，其振动被该振动吸收器吸收，使得额外的载荷不会施加于连接器连接部，并且能够防止损坏等的不利影响。
发明内容
<本发明要解决的问题>
<专利文献3所述的连接器的问题>
然而，在由于电机和逆变器的组装公差导致偏移(变动)的情况下，专利文献3所描述的连接器在吸振时并不具有防水结构。因此，在即使包含了振动吸收器时，由于电机和逆变器的组装公差导致大的变动(variation)的情况下振动大幅改变时，也不能充分地防止振动，并且即使当在内部容纳了衬垫时，其衬垫也没有作用，并且防水性不足。
<本发明的目的>
为了解决上述问题已经实施了本发明，并且本发明的目的是提供一种即使在电机和逆变器的组装公差导致了大幅变动的情况下也能够对振动充分发挥密封效果的衬垫，因此，本发明提供一种利用该衬垫而具有良好防水性的逆变器端子板。
<解决问题的方法>
为了解决上述问题，本申请的第一发明是包括电导体的一种逆变器端子板，所述电导体具有与装接于电机壳的逆变器的输出端子相连的逆变器侧连接端子、以及用于将电力供给到电机的受电端子的连接器端子，并且该电导体是通过将所述逆变器侧连接端子连接于连接器端子而制成，在该逆变器端子板中，所述连接器端子具有平板形状并且在该连接器端子的整个周缘上装接有衬垫，并且该第一方面的特征在于，在所述衬垫的整个周缘中，使得对接在平板状端子的平板侧上的部分的壁厚比其它部分的壁厚更厚。
而且，在所述第一发明中，第二发明的特征在于，在所述衬垫中，在纵向剖视图中形成有两个或两个以上的山形部。
而且，在所述第一发明中，第三发明的特征在于，装接于所述连接器端子的所述衬垫的两端具有垫片。
而且，第四发明是用于逆变器端子板的衬垫，该衬垫的外形是椭圆圆筒的形状，并且特征在于，在用于连接器端子的衬垫中，包含贯穿所述椭圆圆筒的中心并且在长轴方向上延伸的通孔，在所述衬垫的整个周缘中，使得与长轴侧平行的表面的衬垫部分的壁厚比其它表面的部分的壁厚更厚。
<本发明的优点>
根据上述第一发明，能够获得即使在由于电机与逆变器的组装公差导致大的变动的情况下，也可以对振动充分发挥密封效力的衬垫。
根据所述第二发明，所述衬垫通过所述两个山形部而具有弹性并且能够获得长的变形行程，而且还能够平稳地装配。可以获得能够对振动充分发挥密封效力的衬垫。
根据所述第三发明，即使在大振动时，所述连接器端子也能保持竖直状态，使得可以充分发挥对振动的密封效力。
根据所述第四发明，即使当在逆变器与电机之间发生大的相对移动时，衬垫的充分厚的厚壁部分也补偿了相对移动量，使得依然能够执行填密功能，并且通过本发明的验证，大振动未发生在其它方向上，结果，薄壁部分就足以满足。因此，实现了装置尺寸不变大并且节约资源的次级效果，并且能够获得在将衬垫装接于连接器端子的情况下不会降低可操作性。
附图说明
图1(A)和图1(B)两者构成了应用了本发明的逆变器端子板的分解透视图，并且图1(A)示出了逆变器侧的使用编织物的电导体，而图1(B)示出了用于容纳图1(A)的电导体的逆变器端子板。
图2是将图1(A)的电导体容纳在图1(B)的逆变器端子板中的状态的透视图。
图3是示出了其中电导体被装接于逆变器端子板的图2的状态的纵向剖视图。
图4(A)和图4(B)是描述了根据本发明的衬垫的视图，并且图4(A)是透视图，而图4(B)是平面图。
图5(A)和图5(B)是描述了图4(A)和4(B)所示的衬垫的截面形状的视图，并且图5(A)是在图4(B)的线A-A上截取的剖视图，而图5(B)是在图4(B)的线B-B上截取的剖视图。
图6是示出了将逆变器的逆变器端子板放置在电机壳上的状态的概念图。
图7(A)至图7(C)是描述了衬垫的功能的剖视图，并且图7(A)示出了在无振动时的衬垫的状态，而图7(B)示出了在连接器端子由于振动而移位同时保持竖直状态时的衬垫的状态，而图7(C)表示当连接器端子由于振动而倾斜时每个衬垫的变形状态。此外，图7(A)还通过由虚线来表示出在外力没有故意施加到逆变器端子板的内周表面的状态下的衬垫的唇部而示出了通常衬垫的初始形状。即，要注意的是，衬垫的唇部中的虚线的使用并不表示该衬垫咬入到逆变器端子板中。
图8(A)是从代表第一实施例的衬垫的连接器端子的里侧观看时的透视图，而图8(B)是从代表第一实施例的衬垫的连接器端子的里侧观看并且该衬垫的两端设置有上垫片和下垫片的透视图。
图9是其中上垫片和下垫片装接于图1(A)的电导体的每个衬垫的上下两端的电导体的透视图。
图10(A)和图10(B)是描述了图9的上下垫片的功能的剖视图，并且图10(A)示出了在无振动时的衬垫的状态，而图10(B)表示振动时的衬垫的变形状态。此外，图10(A)还通过由虚线来表示出在外力没有故意施加到逆变器端子板的内周表面的状态下的衬垫的唇部而示出了通常衬垫的初始形状。即，要注意的是，衬垫的唇部中的虚线的使用并不表示该衬垫咬入到逆变器端子板中。
图11是专利文献1或2中描述的使逆变器与电机一体化的发明的概念图。
附图标号
10    逆变器端子板
10C   连接器端子插入口
10H   编织物容纳部
10T   端子容纳部
20    电导体
20C   连接器端子
20H   编织物
20S   填隙部
20T   逆变器侧连接端子
30    衬垫
30B   厚壁部分
40S   下垫片
40U   上垫片
100   电机壳
100C  受电箱
100T  电机侧端子
200   逆变器
200T  输出端子
具体实施方式
下文中将基于附图来描述即使在由于电机与逆变器的组装公差导致大变动的情况下也能对振动充分发挥密封效果的本发明的衬垫的第一和第二实施例。
(第一实施例)
<应用本发明的逆变器端子板>
首先，将以描述本发明第一实施例为前提来描述应用了本发明的逆变器端子板。
图1(A)和图1(B)二者构成为应用了本发明的逆变器端子板的分解透视图，并且图1(A)示出了逆变器侧的使用编织物的电导体，而图1(B)示出了用于容纳图1(A)的电导体的逆变器端子。
在图1(A)中，电导体20是用于将逆变器侧产生的三相交流电流供给到电机侧的三系统(three system)的电导体，并且每个电导体都包括逆变器侧连接端子20T、编织物20H以及具有填隙部20S的连接器端子20C，所述编织物20H的一端连接于所述逆变器侧连接端子20T，所述编织物20H的另一端填隙在所述填隙部20S中。由于挠性的编织物20H插入在逆变器侧连接端子20T与连接器端子20C之间，所以与汇流排的干涉不同，施加在所述逆变器侧连接端子20T的振动并不会被传送到连接器端子20C。
然后，将用于包围连接器端子20C的根据本发明的衬垫30(下面描述)装接于所述连接器端子20C。
在图1(B)中，逆变器端子板10是容器，其中用于分别容纳三系统的电导体20的整个该容器是由合成树脂成型的，并且该逆变器端子板10具有用于分别容纳三系统的电导体20的逆变器侧连接端子20T的端子容纳部10T、用于分别容纳三系统的编织物20H的编织物容纳部10H，以及插入连接器端子20C的连接器端子插入口10C(该图中不可视)。
图2是电导体20容纳在图1(B)的逆变器端子板10中的状态的透视图。在图2中，将电导体20的逆变器侧连接端子20T(图1(A))放置在端子容纳部10T(图1(B))上，并且将编织物20H放置在编织物容纳部10H(图1(B))上，然后，使插入到连接器端子插入口10C(图1(B))中的连接器端子20C从逆变器端子板10的下部伸出。利用螺栓将该连接器端子20C装接于另一方的电机壳100(图11)的受电箱100C。
图3是示出了其中电导体20装接于逆变器端子板10的图2中的状态的纵向剖视图。在图3中，将装接于逆变器端子板10的电导体20的编织物20H放置在编织物容纳部10H上，并且使其中编织物20H的末端被填隙在填隙部20S中的连接器端子20C从逆变器端子板10向下伸出。
将根据本发明的抗振衬垫30(下面描述)装接于连接器端子20C并且包围该连接器端子20C。
<根据本发明的衬垫30的形状>
图4(A)和4(B)是描述了根据本发明的衬垫30的视图，并且图4(A)是透视图，而图4(B)是平面图，而且图5(A)和图5(B)是描述了图4(A)和4(B)所示的衬垫30的截面形状的视图，并且图5(A)是从图4(B)的线A-A截取的剖视图，而图5(B)是从图4(B)的线B-B截取的剖视图。
根据本发明的衬垫30起防止燃油从电机泄露的作用，并且特征在于，与整个周缘都具有均匀厚度的传统衬垫不同，其厚度仅仅在一个方向上变化。从图4(B)的线B-B截取的图5(B)的横截面30B的厚度形成为比从图4(B)的线A-A截取的图5(A)的横截面30A的厚度更厚。然后，在衬垫30A中，在图5(A)和图5(B)的纵向剖视图中形成有两个山形部(唇部)。
衬垫30由于这两个山形部而具有弹性，并且能够获得长的变形行程，而且还能够稳定地装配。这里，所述两个山形部形成在衬垫30的整个外周上，但是为了大的安装区域，自然也可以形成三个或更多个山形部。
<根据本发明的衬垫30的作用>
图6是示出了将逆变器200的逆变器端子板10放置在电机壳100上的状态的概念图，并且将具有薄矩形板状的连接器端子20C(图1(A))的薄表面安放在正面侧。本发明的特征在于，通过留意到当将施加于逆变器或电机的振动的大小由三维的X、Y和Z轴(见图2)表示时，仅仅X方向上的振幅大而Y和Z方向上的振幅小，使衬垫30在X方向上的厚度充分变厚。在图1(A)中，每个连接器端子20C都具有这样的衬垫30。
返回至图6，X方向上的大振动施加于逆变器或电机，并且在该逆变器和电机之间发生了相位差，并且即使当在该逆变器和电机之间发生了相对移动时，通过设置具有根据本发明的衬垫30的连接器端子20，该衬垫30的充分厚的厚壁部分也补偿了相对移动量，使得依然能够执行填密功能。
<不使用本发明的衬垫30的对策1的缺点>
另一方面，在传统存在的整个周缘都具有均匀厚度的衬垫中，没有形成所述充分厚壁部分30B(图5(B))，而是全部衬垫都具有薄壁部分30A(图5(A))，使得当发生相对位移动量时，衬垫不能补偿该相对移动量，并且衬垫从接触表面分开而无法执行填密功能。
<不使用本发明的衬垫30的对策2的缺点>
此外，容易仔细考虑来使用整个周缘只具有充分厚壁部分30B(图5(B))的均匀衬垫，并且在这种情况下即使发生相对移动量时，衬垫也不会从接触表面分开，使得能够执行填密功能，然而，所存在的问题是：(1)装置尺寸变大，以及(2)Y和Z方向上的厚度的浪费与节约资源相违背，以及(3)作为最大的问题是，在将衬垫装接于连接器端子的情况下，需要强插入力并且可操作性下降。
<本发明的衬垫30的结论>
即使当由于电机与逆变器的组装公差导致的变动是大的，并且在逆变器与电机之间发生了大的相对移动时，通过设置具有本发明的衬垫30的连接器端子20C，该衬垫30的充分厚的厚壁部分也补偿了相对移动量，使得仍能够执行填密功能，并且通过本发明的验证，大振动并未发生在其它方向上，结果薄壁部分就足以满足。因此，实现了装置尺寸不变大并且节约资源的次要效果，并且能够获得在将衬垫装接于连接器端子的情况下不会降低可操作性。
第二实施例
<第一实施例的问题>
如上所述，利用本发明的衬垫30，相对于任何振动都有效地发挥了填密功能，然而，其被揭示为仅在特定条件下发生衬垫泄露。由于要追究原因，应该查明所述特定条件。
因此，将利用图7(A)至图7(C)描述本发明的衬垫30的问题。
图7(A)至7(C)是描述了衬垫30的功能的剖视图，并且图7(A)示出了在无振动时的衬垫30的状态，而图7(B)示出了在连接器端子20C由于振动而移位的同时保持竖直状态时的衬垫30的状态，而图7(C)表示当连接器端子20C由于振动而倾斜时每个衬垫30的变形状态。
在图7(A)的无振动时，衬垫30与整个周缘的接触表面接触，使得没有任何问题地发挥填密功能。在图7(B)的振动时，连接器端子20C在保持垂直状态的同时移位，使得衬垫30如图所示与整个周缘的接触表面接触，结果，没有任何问题地同样发挥填密功能。
然而，当在图7(C)所示的振动时，连接器端子20C倾斜时，在衬垫30中，山形部的一部分从接触表面分离，使得揭示出：即便是第一实施例的厚壁衬垫也无法有效地发挥填密功能。
<第二实施例>
为了解决第一实施例的这种问题，已经实施了第二实施例，并且通过注意到即便振动也可以通过防止连接器端子20C如图7(C)所示倾斜来解决上述问题，将该第二实施例构造成使衬垫30的上下两端设置有上垫片40U和下垫片40S。
<第二实施例的垫片>
图8(A)是从代表第一实施例的衬垫30的连接器端子20C的里侧观看时的透视图，而图8(B)是从代表第一实施例的衬垫30的连接器端子20C的里侧观看并且该衬垫30的两端设置有上垫片40U和下垫片40S的透视图。上垫片40U和下垫片40S两者具有由相同材料制成的相同形状，并且在平面图中具有椭圆形状，并且具有在中心钻穿有孔的形状，所述连接器端子20C贯穿该孔而延伸。
<第二实施例的垫片的功能>
图9是逆变器侧的电导体，其中上垫片40U和下垫片40S装接于第一实施例的每个衬垫30(图1(A))的上下两端。
在图9中，电导体20是用于将逆变器侧中产生的三相交流电流供给到电机侧的三系统的电导体，并且每个电导体都包括逆变器侧连接端子20T、编织物20H以及具有填隙部20S的连接器端子20C，所述编织物20H的一端连接于所述逆变器侧连接端子20T，所述编织物20H的另一端填隙在所述填隙部20S中。然后，将用于包围连接器端子20C的根据本发明第一实施例的衬垫30和根据第二实施例的上垫片40U和下垫片40S装接于该连接器端子20C。
图10(A)和图10(B)是描述了这种上下垫片40U、40S的功能的剖视图，并且图10(A)示出了在无振动时的衬垫30的状态，而图10(B)表示振动时的每个衬垫30的变形状态。
在图10(A)的无振动时，衬垫30与整个周缘的接触表面相接触，使得没有任何问题地执行填密功能。在图10(B)的振动时，即使当连接器端子20C试图在孔中移位并倾斜时，也能通过上下垫片40U、40S来限制连接器端子20C的上下部分，使得迫使连接器端子20在移位的同时保持竖直状态，因此，衬垫30如图所示与整个周缘的接触表面相接触，并且连接器端子20C不会如图7(C)所示那样倾斜，使得能够没有任何问题地发挥填密功能。
<第二实施例的垫片的次要功能>
而且，由于衬垫30被夹在上下垫片40U、40S之间，所以还起到了在将衬垫30装接于连接器端子20时的导向件的作用，使得可操作性提升。
当在没有上下垫片40U、40S的情况下仅将衬垫30装接于连接器端子20C时，该衬垫30翻转，使得可操作性显著降低。
<第二实施例的上下垫片40U、40S的效果>
通过向衬垫30的两端提供本发明第二实施例的上下垫片40U、40S，即使当在逆变器与电机之间发生大的相对移动并且连接器端子20C试图倾斜时，该连接器端子20C也由于所述上下垫片40U、40S而在移位的同时保持竖直状态，使得第二实施例能够获得可以使第一实施例的衬垫30继续没有任何问题地发挥填密功能的效果。
本发明基于2009年11月6日提交的日本专利申请(专利申请No.2009-255288)，并且该专利申请的内容通过引用结合于此。

Claims (3)

1.一种逆变器端子板，包括：
电导体，该电导体具有与装接于电机壳的逆变器的输出端子相连的逆变器侧连接端子、以及用于将电力供给到电机的受电端子的连接器端子，所述电导体是通过将所述逆变器侧连接端子连接于所述连接器端子而制成，
其中，所述连接器端子具有平板形状，在所述连接器端子的整个周缘上装接有衬垫，并且在该衬垫的整个周缘中，使得对接在平板状的所述连接器端子的平板侧上的部分的壁厚比其它部分的壁厚更厚。
2.根据权利要求1所述的逆变器端子板，其中，在纵向剖视图中形成有两个以上的山形部。
3.根据权利要求1所述的逆变器端子板，其中，装接于所述连接器端子的所述衬垫的两端具有垫片。
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