CN109959803B - 具备传感器单元的电气设备 - Google Patents

Abstract

一种电气设备，具备传感器单元。所述电气设备具备：设置有凹部的第1面；和与所述第1面正交且设置有爪的第2面，所述传感器单元具备：抵接面，该抵接面与所述第1面相接且设置有嵌合于所述凹部的突起；和钩，该钩沿所述第2面延伸且能够在所述第2面的法线方向上弹性变形，并且卡合于所述爪。

Description

具备传感器单元的电气设备

技术领域

本发明涉及具备传感器单元的电气设备。

背景技术

在日本特开2012-161122中公开了一种具备电流传感器单元的电力变换装置。在日本特开2017-152286中公开了一种在框体的内部的上表面安装有电气部件的燃料电池单元。在日本特开2012-161122中公开了一种使用双重螺栓(日文：二重ボルト)将电流传感器单元固定于电力变换装置中的技术。在日本特开2017-152286中，为了将电气部件固定于框体内部的上表面，在使框体颠倒后的状态下安装电气部件。

发明内容

日本特开2012-161122的技术使用双重螺栓，所以传感器单元的组装作业并不容易。尤其是，在像日本特开2017-152286那样在使框体颠倒后的状态下安装传感器单元的情况下更是如此。传感器单元向电气设备固定的固定构造具有改善的余地。

本发明的一技术方案涉及具备传感器单元的电气设备。电气设备具备：设置有凹部的第1面；和与第1面正交且设置有爪的第2面。第1面和第2面既可以是电气设备的框体的内表面，也可以是安装于框体内部的部件的侧面。传感器单元具备：抵接面，该抵接面与电气设备的第1面相接且设置有嵌合于凹部的突起；和钩，该钩卡合于电气设备的爪。钩沿电气设备的第2面延伸且能够在第2面的法线方向上弹性变形。当以使得突起嵌合于凹部的方式将传感器单元压靠于第1面时，钩卡合于爪，传感器单元卡止于电气设备。上述的构造能够简单地将传感器单元安装于电气设备，安装操作性优异。

传感器单元也可以在抵接面的两端设置有一对突起。并且，在电气设备的第1面，在与一对突起的各突起对应的位置也可以设置有一对凹部。能够通过一对突起和与该一对突起对应的一对凹部准确地对传感器单元进行定位。

附图说明

以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是具备电流传感器单元的燃料电池单元的剖视图。

图2是功率模块和电流传感器单元的立体图。

图3是沿着图2的III-III线的剖视图(电流传感器单元安装前)。

图4是电流传感器单元安装中途的剖视图。

图5是安装了电流传感器单元的功率模块的剖视图。

具体实施方式

参照附图对实施例的电气设备进行说明。实施例的电气设备是搭载于汽车的燃料电池单元2。在图1中示出燃料电池单元2的剖视图。图1示出对燃料电池单元2的壳体3的图中跟前侧的侧板进行剖切而得到的截面。燃料电池单元2的壳体3被分割成上壳体3a和下壳体3b。在下壳体3b收纳有燃料电池组5。在上壳体3a收纳有集成了多个功率晶体管的功率模块20、端子台6以及电流传感器单元10。在功率模块20内置有基板7。图1是示意性地示出壳体3的内部的图，简化地描绘出各部件。另外，在图1中，省略一些部件的图示。功率模块20、端子台6以及电流传感器单元10是构成升压转换器的部件。燃料电池单元2的升压转换器是使燃料电池组5的输出电压上升的装置。向未图示的变换器输送升压后的电力。变换器将升压后的直流电力变换为驱动行驶用的马达的交流电力。升压转换器使燃料电池组5的输出电压上升至马达的驱动电压。

电流传感器单元10是内置有计测升压后的电力的电流的电流传感器的设备。电流传感器单元10安装于功率模块20。在图2中示出功率模块20和电流传感器单元10的立体图。图2在垂直线CL的右侧与左侧，坐标轴的取向发生变化。为了帮助理解，图2以能够看见原本相对的功率模块20与电流传感器单元10的接合面的方式描绘这双方。在垂直线CL弯折的箭头线示出了电流传感器单元10的各部分与功率模块20的各部分的对应关系。

另外，在燃料电池单元2的壳体3的内部，功率模块20的主体21的第2面21b朝向下方。但是，在组装燃料电池单元2时，在上壳体3a上下颠倒后的状态下安装部件。因此，在图2中，原本相当于下表面的第2面21b以朝向上方的姿势描绘。

在电流传感器单元10中，树脂制的主体11通过注射成型而制成并且在其内部埋设有电流传感器。关于电流传感器单元的传感器元件和电气构造，省略图示和说明。

功率模块20是在主体21的内部组入有多个功率晶体管的装置。关于主体21的内部构造，省略图示和说明。关于功率模块20与电流传感器单元10的电连接关系，也省略图示和说明。

功率模块20的主体21具备安装于电流传感器单元10的第1面21a、和与第1面21a正交的第2面21b。第1面21a与第2面21b以使得主体21的内侧成为直角的方式交叉。在第1面21a的Y方向的两端或两端附近设置有凹部22a、22b。在第1面21a的Y方向的两端设置有螺栓座24a、24b。在一方的螺栓座24a设置有供螺栓29a固定的螺纹孔25a。在另一方的螺栓座24b设置有供螺栓29b固定的螺纹孔25b。

在主体21的第2面21b设置有爪23。爪23随着从靠近第1面21a的一侧朝向远离第1面21a的一侧而高度变高(换言之，在离开第1面21a的方向上高度增大)，所述爪23的上表面23a倾斜。爪23的远离第1面21a的一侧的端面23b相对于第2面21b正交。

电流传感器单元10具备抵接于功率模块20的主体21的第1面21a的抵接面11a。在抵接面11a的Y方向的两端或两端附近设置有在X方向上突出的突起12a、12b。突起12a与功率模块20的凹部22a嵌合，突起12b与功率模块20的凹部22b嵌合。在电流传感器单元10的抵接面11a的Y方向的两端设置有在X方向上突出的固定突片(tab)14a、14b。在固定突片14a设置有贯通孔15a，在固定突片14b设置有贯通孔15b。当电流传感器单元10的抵接面11a的突起12a、12b嵌合于功率模块20的第1面21a的凹部22a、22b时，固定突片14a位于螺栓座24a之上，固定突片14a的贯通孔15a的轴线与螺栓座24a的螺纹孔25a的轴线一致。同样地，固定突片14b位于螺栓座24b之上，固定突片14b的贯通孔15b的轴线与螺栓座24b的螺纹孔25b的轴线一致。在使电流传感器单元10的抵接面11a抵接于功率模块20的第1面21a后，利用螺栓29a、29b将电流传感器单元10固定于功率模块20。

从电流传感器单元10的抵接面11a在X方向上延伸出钩13。钩13设置于与功率模块20的爪23对应的位置。钩13呈环状(换言之，为U字状)。钩13设置于在电流传感器单元10的突起12a、12b嵌合于功率模块20的凹部22a、22b时与爪23发生干涉的位置。钩13和主体11均由树脂制成，并且能够在图中的Z方向即第2面21b的法线方向上弹性变形。

参照图3～图5，对钩13与爪23的关系进行说明。在图3中示出沿着图2的III-III线的剖视图。图3是将爪23横切且将凹部22a横切而得到的截面。图4示出了在使电流传感器单元10靠近功率模块20的中途钩13与爪23正在发生干涉的状态。图5示出了电流传感器单元10的抵接面11a抵接于功率模块20的第1面21a的状态。图3～图5示出了相同的截面。仅在图3中对各部分标注附图标记，在图4、图5中省略了一部分附图标记。

钩13沿功率模块20的第2面21b延伸。在使抵接面11a靠近功率模块20的第1面21a时，钩13沿着爪23的倾斜的上表面23a弹性变形，钩13的顶端13a在离开第2面21b的方向上弯曲(图4)。此时，电流传感器单元10的突起12a开始与功率模块20的凹部22a嵌合。

在使抵接面11a进一步靠近功率模块20的第1面21a时，钩13的顶端13a越过爪23，钩13的变形恢复原状。爪23嵌入环状(U字状)的钩13，爪23卡止于钩13(图5)。爪23的后端面(端面23b，换言之离开第1面21a的方向上的端面23b)相对于第2面21b垂直，所以当爪23一旦卡止于钩13时，电流传感器单元10不能简单地从功率模块20拔脱。最后，利用螺栓29a、29b将电流传感器单元10紧固于功率模块20。

对与燃料电池单元2的电流传感器单元10和功率模块20相关的特征及优点进行叙述。功率模块20具备设置有凹部22a、22b的第1面21a、和与第1面21a正交且设置有爪23的第2面21b。电流传感器单元10具备与第1面21a相接且设置有嵌合于凹部22a、22b的突起12a、12b的抵接面11a、和钩13。钩13沿第2面21b延伸且能够在第2面21b的法线方向上弹性变形。钩13卡合于爪23。

当以使得突起12a、12b嵌合于功率模块20的凹部22a、22b的方式使电流传感器单元10相对于功率模块20前进时，钩13卡合于爪23，电流传感器单元10相对于功率模块20固定。爪23不容易从钩13脱离。如先前所述的那样，功率模块20和电流传感器单元10组装于燃料电池单元2的上壳体3a。功率模块20和电流传感器单元10在使上壳体3a颠倒后的状态下进行组装。电流传感器单元10仅通过在一个方向上靠近功率模块20便卡止于功率模块20。电流传感器单元10向功率模块20组装的组装性优异。因此，使上壳体3a颠倒后的姿势下的电流传感器单元10向功率模块20的安装也能够容易地进行。

电流传感器单元10在主体11的长边方向(Y方向)的两侧具备突起12a、12b，功率模块20具备与突起12a、12b分别对应的凹部22a、22b。两个突起12a、12b和与它们对应的凹部22a、22b确定电流传感器单元10的在与抵接面11a平行的面内(图中的YZ平面内)的位置。钩13和爪23确定电流传感器单元10的在沿抵接面11a的方向(图中的Z方向)上的位置。

爪23具有随着从靠近第1面21a的一侧朝向远离第1面21a的一侧而高度逐渐变高的(换言之，在离开第1面21a的方向上高度增大的)上表面23a。另外，爪23的远离第1面21a的一侧的端面23b与第2面21b正交。爪23的上表面23a像上述那样倾斜，由此，在使电流传感器单元10靠近第1面21a时，钩13沿爪23的上表面23a弯曲。当钩13的顶端13a越过爪23时钩13的变形恢复原状，钩13卡止于爪23的后侧的端面23b。当钩13一旦卡止于爪23时，钩13难以脱离。

对与在实施例中所说明的技术相关的注意点进行叙述。本公开中的技术也可以应用于除燃料电池单元以外的电气设备。另外，本公开中的技术也可以应用于具备除电流传感器单元以外的传感器单元的电气设备。

安装有电流传感器单元10的第1面21a和与第1面21a正交的第2面21b可以是像实施例那样收纳于电气设备(燃料电池单元2)的框体的部件(功率模块20)的两个面，也可以是设置于电气设备的框体的两个面。

以上，对本发明的实施例详细地进行了说明，但这些只不过是例示，并不限定本发明。本发明中包括对以上所例示的实施例进行各种变形、变更而得到的实施方式。本公开的技术要素以单独或者各种组合的方式发挥技术有用性，并不限定于本公开的组合。另外，本公开所例示的技术能够同时达成多个目的，达成其中的至少一个目的本身就具有技术有用性。

Claims (7)

1.一种电气设备，

所述电气设备具备：

设置有凹部的第1面；

与所述第1面正交且设置有爪的第2面；

在所述第1面与所述第2面的交线方向的两端设置的螺栓座上设置的、与所述凹部不同的螺纹孔；以及

传感器单元，

所述传感器单元包括：

（i）抵接面，设置有嵌合于所述凹部的突起，在所述突起插入了所述凹部时该抵接面与所述第1面相接；

（ii）钩，在所述抵接面与所述第1面相接时所述钩与所述爪卡合，在所述抵接面与所述第1面相接时所述钩沿所述第2面延伸，所述钩能够在所述第2面的法线方向上弹性变形；以及

（iii）贯通孔，该贯通孔设置于在所述抵接面上与所述螺栓座对应地设置的固定突片上，且比所述螺纹孔靠近所述第2面；

在所述抵接面与所述第1面相接时，所述螺纹孔的轴线与所述贯通孔的轴线相一致。

2.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述突起包括分别设置在所述抵接面的第1端和第2端的第1突起和第2突起，

所述凹部包括分别设置在与所述第1突起和所述第2突起对应的位置的第1凹部和第2凹部。

3.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述爪在离开所述第1面的方向上高度增大，所述爪的上表面倾斜。

4.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述螺纹孔的轴线和所述贯通孔的轴线沿着第1方向相一致，

在所述抵接面与所述第1面相接时，所述凹部和所述突起在与所述第1方向不同的第2方向上延伸。

5.根据权利要求4所述的电气设备，其特征在于，

所述第1方向与所述第2方向正交。

6.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述螺栓座不同于所述第2面。

7.根据权利要求6所述的电气设备，其特征在于，

所述螺栓座平行于所述第2面。

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