CN112423493A - 一种控制器的安装箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制器的安装箱，所述安装箱包括：内部中空的箱体，用于安装控制器，所述箱体的至少一个壁面上设置有至少一个窗口，所述窗口上安装有不透气的弹性膜。

Description

一种控制器的安装箱

技术领域

本发明涉及机械领域的控制器防护装置，尤其涉及一种用于安装控制器的安装箱。

背景技术

电机控制器是车辆或轨道交通等设备内不可缺少的部件，应用电机控制器最多的轨道交通或道路交通设备对电机控制器的防护性能的要求越来越高，大多数都要求达到IP67以上的防护等级。

而控制器在工作与非工作状态循环时，控制器内部电气元件会在发热状态与冷却状态之间来回切换，导致控制器内部空气压力变化较大和波动较多。当控制器内外部压力差较大时，可能会引起封闭结构件的异常变形或损坏，从而导致控制器整体IP防护性能下降，甚至不能正常工作。

当前常用的设计方法是在控制器箱体壁面上安装防水透气阀。防水透气阀的作用是允许控制器内外部进行气体交换，并阻止外部液体进入控制器内部。但是其性能特点决定了空气中的气态水是能够通过透气阀进入控制器内部的。当控制器工作的外部环境空气湿度高、早晚温差很大，大量的气态水进入控制器内部，遇到温度较低的元器件表面时可能就会出现凝露现象，从而导致电路出现短路甚至烧损等严重问题。

图1示出了常用的安装了防水透气阀的控制器的示意图，其中，电机控制器在工作状态时，IGBT等发热器件102会产生热量加热箱体外壳101内部的空气，导致箱体外壳101内部压力升高，内部热空气通过防水透气阀103排出到外界环境中以维持内外部压力平衡；当控制器停止工作时，箱体外壳101内部空气温度逐渐降低，使得外部环境压力大于箱体外壳101内部压力，环境中的包含大量气态水的空气通过防水透气阀103逐渐进入箱体外壳101内部以维持压力平衡；当空气湿度较高且箱体外壳101内温度较低达到湿空气的露点时，容易在PCB板等元器件104表面冷凝成水珠，造成电路短路等现象，危及控制器的安全运行。

为解决控制器的内部元器件表面容易出现凝露的问题，本发明旨在提供一种用于安装控制器的安装箱，该安装箱能够在维持其内外气体压力平衡的同时降低控制器内部器件表面出现凝露的风险。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种控制器的安装箱，包括：

内部中空的箱体，用于安装控制器，所述箱体的至少一个壁面上设置有至少一个窗口，所述窗口上安装有不透气的弹性膜。

更进一步地，所述箱体的所述至少一个壁面上各自设置有一个所述窗口。

更进一步地，所述箱体的仅一个壁面上设置有一个所述窗口。更进一步地，所述安装箱还包括：

弹性腔罩，设置于箱体的包括了所述窗口的壁面上，用于覆盖所述窗口以保护所述窗口上安装的弹性膜，所述弹性膜与所述弹性腔罩构成一弹性腔以支持所述箱体内气体的体积变化。

更进一步地，所述窗口的尺寸等于所述弹性腔罩与所述箱体的连接处的尺寸。

更进一步地，所述安装箱还包括：

透气阀，设置于所述弹性腔罩上，所述弹性腔通过所述透气阀与外部环境进行空气交换以维持压力平衡。

更进一步地，所述弹性腔罩的至少部分与所述箱体一体化铸造成型。

更进一步地，所述弹性腔罩包括：

罩壁，与所述箱体一体化铸造成型，所述窗口设置于所述罩壁与所述箱体的连接处；以及

盖板，可拆卸地固定连接于所述罩壁上以与所述罩壁以及所述窗口上安装的弹性膜构成所述弹性腔。

更进一步地，所述透气阀设置于所述盖板上。

更进一步地，所述盖板与所述罩壁的连接处设置有密封圈以与外部环境隔离。

更进一步地，所述至少一个窗口的形状为圆形。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制装置，其特征在于，包括控制器和如上述任一项所述的安装箱，所述控制器安装于所述安装箱的箱体内。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。

图1是根据常用的控制器的安装箱的示意图；

图2是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的安装箱的剖面示意图；

图3是根据本发明的一个方面绘示的一具体实施例的安装箱的剖面示意图；

图4是根据本发明的一个方面绘示的另一具体实施例的安装箱的剖面示意图；

图5是根据本发明的一个方面绘示的另一实施例的安装箱的剖面示意图；

图6是根据本发明的一个方面绘示的又一实施例的安装箱的剖面示意图。

具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意，在使用到的情况下，标志第一、第二、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。

注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

根据本发明的一个方面，提供一种安装箱100，该安装箱100内部用于安装控制器。

在一实施例中，安装箱100包括内部中空的箱体110。箱体110是内部中空的壳体，呈长方体结构，具有六个壁面。在该六个壁面的其中一个壁面111上设置有一个窗口120，该窗口上安装有不透气的弹性膜130。

可以理解，弹性膜130具有一定的弹性且不通空气。当箱体110内的空气被该箱体110内安装的电子器件产生的热量加热膨胀后，该弹性膜130被挤压产生弹性形变，形变后的弹性膜130成如虚线131所示的形状。凸起的弹性膜可增加箱体110内的空气体积，但不增加箱体110内的空气的量，因而可防止空气流通导致的水汽增加问题，减少产生凝露的风险。

当安装箱100内安装的电子器件停止工作后，箱体110内的空气逐渐降温，体积逐渐减小，因此弹性膜130逐渐从虚线131所示的形状恢复正常，甚至当箱体110内的空气温度低于外环境的温度时，弹性膜130产生向箱体110内凹的弹性形变，形变后的弹性膜变成虚线132所示的形状。凹进的弹性膜减小了箱体110内的空气体积，压缩箱体110内的空气以增加箱体110内部的压强，从而平衡箱体110内外的压力。

由于弹性膨胀膜是将控制器内部空间和膨胀变形腔空间完全隔离开，使得控制器内部空间的空气与外部环境空气是完全没有交换的，从而杜绝了外部含湿量很大的空气进入控制器内部，大大降低了控制器内部凝露的风险。

该窗口120可以设置成正方形、长方形或多边形等规则或不规则的几何形状，与之对应的，弹性膜130的形状可与窗口120的形状相似以便于弹性均匀的覆盖该窗口120。

较优地，窗口120和弹性膜130的形状可设置成圆形。可以理解，圆形的弹性膜130在产生弹性形变时，其与窗口120的连接处受力均匀，因此相同面积不同形状的弹性膜中，圆形弹性膜能够承受的弹力最大。

进一步地，为满足控制器的防护要求，箱体110采用较为坚硬的材料制成，能够支撑起箱体110内部的空间以及保护箱体110内安装的控制器。

而窗口120上安装的弹性膜130具有弹性，不具有支撑作用，进一步地，该安装箱100还可包括弹性腔罩140。

如图2所示，以虚线AA＇为分界线，虚线AA＇左边为箱体110，虚线AA＇右边为弹性腔罩140。

该弹性腔罩140可采用与箱体110相同的材料制成，设置于箱体110的设置有窗口120的壁面111上，覆盖住窗口120以保护该窗口120上安装的弹性膜130。该弹性膜130与弹性腔罩140构成一弹性腔150。该弹性腔150为弹性膜的形变提供空间以支持箱体110内空气的体积变化。

更进一步地，箱体110内空气的体积变化会引起弹性腔150的体积变化，从而造成弹性腔150内的压强变化，而弹性腔罩140内外的压强差会对弹性腔罩的安全性造成影响，因此可在弹性腔罩140上设置一透气阀160。当弹性膜130产生形变造成弹性腔的体积变化时，弹性腔内的空气可通过透气阀160与外部环境进行空气交换以维持弹性腔罩140的内外压强差。

较优地，该透气阀160可以是防水透气阀。

可以理解，弹性膜130的尺寸能够决定箱体110内部空气可膨胀或压缩的体积的范围大小，而窗口120的尺寸决定了弹性膜130的尺寸。因此，为进一步提高窗口120的大小，弹性腔罩140与箱体110的壁面111的连接处可直接构成窗口120，即该窗口120的尺寸等于弹性腔罩140与箱体110的壁面111的连接处的尺寸。

如图3所示的一具体实施例中，窗口120小于壁面111的尺寸，则弹性腔罩140的内尺寸可与窗口120的尺寸相同以便于完全包围窗口120，从而保护弹性膜130。

如图4所示的一具体实施例中，窗口120等于壁面111的尺寸，则弹性腔罩140的尺寸与壁面111的尺寸相同以便于完全包围窗口120，从而保护弹性膜130。可以理解，当弹性膜130的尺寸与壁面111相同时，该弹性膜130可承受的弹力较大。

更进一步地，如图2～4所示，弹性腔罩140可分为罩壁141和盖板142。

罩壁141与壁面111固定连接，罩壁140将壁面111上的窗口120完全包围住以为窗口120上安装的弹性膜130提供保护支撑。

盖板142可拆卸地固定连接于罩壁141上，该盖板142、罩壁141以及窗口120上安装的弹性膜130构成弹性腔150。

进一步地，透气阀160可设置于盖板142上。

较优地，如图2或4所示，罩壁140可以与箱体110一体化铸造成型。安装时，先将弹性膜130安装至窗口120上，再将盖板142固定在罩壁141上。

更进一步地，如图2～4所示，盖板142与罩壁141的连接处设置有密封圈170，该密封圈170能够将弹性腔150与外部环境隔离。

可以理解，安装了罩壁和盖板的安装箱相对于现有的控制器安装箱并不会对控制器内部结构设计带来很大影响，但相对而言安全系数变高了，使用和维护均简单方便，正常情况下可永久使用。若弹性膜意外损坏仅需拆卸盖板更换弹性膜即可，并不涉及控制器的内部空间。

在另一实施例中，安装箱200包括内部中空的箱体210以及多个窗口220。

箱体210是内部中空的壳体，呈长方体结构，具有六个壁面。在该六个壁面的其中两个壁面211和212上分别设置有一个窗口220，每一窗口220上安装有不透气的弹性膜230。

可以理解，弹性膜230具有一定的弹性且不通空气。当箱体210内的空气被该箱体210内安装的电子器件产生的热量加热膨胀后，该弹性膜230被挤压产生弹性形变，形变后的弹性膜230成如虚线231所示的形状。凸起的弹性膜可增加箱体210内的空气体积，但不增加箱体210内的空气的量，因而可防止空气流通导致的水汽增加问题，减少产生凝露的风险。

当安装箱200内安装的电子器件停止工作后，箱体210内的空气逐渐降温，体积逐渐减小，因此弹性膜230逐渐从虚线231所示的形状恢复正常，甚至当箱体210内的空气温度低于外环境的温度时，弹性膜230产生向箱体210内凹的弹性形变，形变后的弹性膜变成虚线232所示的形状。凹进的弹性膜减小了箱体210内的空气体积，压缩箱体210内的空气以增加箱体210内部的压强，从而平衡箱体210内外的压力。

该窗口220可以设置成正方形、长方形或多边形等规则或不规则的几何形状，与之对应的，弹性膜230的形状可与窗口220的形状相似以便于弹性均匀的覆盖该窗口220。

较优地，窗口220和弹性膜230的形状可设置成圆形。可以理解，圆形的弹性膜230在产生弹性形变时，其与窗口220的连接处受力均匀，因此相同面积不同形状的弹性膜中，圆形弹性膜能够承受的弹力最大。

进一步地，为满足控制器的防护要求，箱体210采用较为坚硬的材料制成，能够支撑起箱体210内部的空间以及保护箱体210内安装的控制器。

而窗口220上安装的弹性膜230具有弹性，不具有支撑作用，进一步地，该安装箱200还可包括两个弹性腔罩240以用于分别罩住壁面211和壁面212上设置的窗口220。

如图2所示，以虚线AA＇和BB＇为分界线，虚线AA＇以左至虚线BB＇以右的部分为箱体210，虚线AA＇右边和虚线BB＇左边分别为设置于壁面211上的弹性腔罩240和设置于壁面212上的弹性腔罩240。

该两个弹性腔罩240可采用与箱体210相同的材料制成，分别设置于箱体210的设置有窗口220的壁面211和212上，覆盖住对应的窗口220以分别保护对应窗口220上安装的弹性膜230。每一弹性膜230与对应的弹性腔罩240构成一弹性腔250。弹性腔250为对应的弹性膜的形变提供空间以支持箱体210内空气的体积变化。

更进一步地，箱体210内空气的体积变化会引起弹性腔250的体积变化，从而造成弹性腔250内的压强变化，而弹性腔罩240内外的压强差会对弹性腔罩的安全性造成影响，因此可在每一弹性腔罩240上设置一透气阀260。当弹性膜230产生形变造成弹性腔的体积变化时，弹性腔内的空气可通过透气阀260与外部环境进行空气交换以维持弹性腔罩240的内外压强差。

较优地，该透气阀260可以是防水透气阀。

可以理解，弹性膜230的尺寸能够决定箱体210内部空气可膨胀或压缩的体积的范围大小，而窗口220的尺寸决定了弹性膜230的尺寸。因此，为进一步提高窗口220的大小，弹性腔罩240与箱体210的壁面211(212)的连接处可直接构成窗口220(未示出)，即该窗口220的尺寸等于弹性腔罩240与箱体210的壁面211(212)的连接处的尺寸。

可以理解，当弹性膜230的尺寸与其所在的壁面211(及212)相同时，则壁面211与212须如图5所示的相对设置，而不能相接。当弹性膜230的尺寸与其所在的的壁面211(或212)的尺寸不同时，壁面211与212可以是箱体210的任意两个壁面。

更进一步地，如图5所示，每一弹性腔罩240可包括罩壁241和盖板242。

设置于壁面211上的弹性腔罩240的罩壁241与壁面211固定连接，该罩壁240将壁面211上的窗口220完全包围住以为窗口220上安装的弹性膜230的形变提供空间。设置于壁面212上的弹性腔罩240的罩壁241与壁面212固定连接，该罩壁240将壁面212上的窗口220完全包围住以为窗口220上安装的弹性膜230提供保护支撑。

每一弹性腔罩240的盖板242可拆卸地固定连接于对应的罩壁241上，每一弹性腔罩240的盖板242、罩壁241以及对应窗口220上安装的弹性膜230构成对应的弹性腔250。

进一步地，每一透气阀260可设置于对应的弹性腔罩240的盖板242上。

较优地，如图5所示，罩壁241可以与箱体210一体化铸造成型。安装时，先将弹性膜230安装至窗口220上，再将盖板242固定在罩壁241上。

更进一步地，如图5所示，盖板242与罩壁241的连接处设置有密封圈270，该密封圈270能够将弹性腔250与外部环境隔离。

虽然安装箱200以两个壁面安装弹性膜为例，但本领域的技术人员可以理解，减少安装弹性膜的壁面会便于安装箱的制造。

在又一实施例中，如图6所示，安装箱300包括箱体310和两个窗口321和322。

箱体310是内部中空的壳体，呈长方体结构，具有六个壁面。在该六个壁面的其中一个壁面311上设置有两个窗口321和322，窗口321和322上分别安装有不透气的弹性膜330。

可以理解，弹性膜330具有一定的弹性且不通空气。当箱体310内的空气被该箱体310内安装的电子器件产生的热量加热膨胀后，该弹性膜330被挤压产生弹性形变，形变后的弹性膜330成如虚线331所示的形状。凸起的弹性膜可增加箱体310内的空气体积，但不增加箱体310内的空气的量，因而可防止空气流通导致的水汽增加问题，减少产生凝露的风险。

当安装箱300内安装的电子器件停止工作后，箱体310内的空气逐渐降温，体积逐渐减小，因此弹性膜330逐渐从虚线331所示的形状恢复正常，甚至当箱体310内的空气温度低于外环境的温度时，弹性膜330产生向箱体310内凹的弹性形变，形变后的弹性膜变成虚线332所示的形状。凹进的弹性膜减小了箱体310内的空气体积，压缩箱体310内的空气以增加箱体310内部的压强，从而平衡箱体310内外的压力。

该窗口321和窗口322可以设置成正方形、长方形或多边形等规则或不规则的几何形状，与之对应的，两个弹性膜330的形状可分别与窗口321和窗口322的形状相似以便于弹性均匀的覆盖该窗口321和窗口322。

较优地，窗口321和窗口322和弹性膜330的形状可设置成圆形。可以理解，圆形的弹性膜330在产生弹性形变时，在其与窗口321(或窗口322)的连接处受力均匀，因此相同面积不同形状的弹性膜中，圆形弹性膜能够承受的弹力最大。

进一步地，为满足控制器的防护要求，箱体310采用较为坚硬的材料制成，能够支撑起箱体310内部的空间以及保护箱体310内安装的控制器。

而窗口321和窗口322上安装的弹性膜330具有弹性，不具有支撑作用，进一步地，该安装箱300还可包括弹性腔罩340。

如图6所示，以虚线AA＇为分界线，虚线AA＇左边为箱体310，虚线AA＇右边为弹性腔罩340。

该弹性腔罩340可采用与箱体310相同的材料制成，设置于箱体310的设置有窗口321和窗口322的壁面311上，覆盖住两个窗口321和322以保护该窗口321和322上安装的弹性膜330。两张弹性膜330与弹性腔罩340构成一弹性腔350。该弹性腔350为两张弹性膜的形变提供空间以支持箱体310内空气的体积变化。

更进一步地，箱体310内空气的体积变化会引起弹性腔350的体积变化，从而造成弹性腔350内的压强变化，而弹性腔罩340内外的压强差会对弹性腔罩的安全性造成影响，因此可在弹性腔罩340上设置一透气阀360。当弹性膜330产生形变造成弹性腔的体积变化时，弹性腔内的空气可通过透气阀360与外部环境进行空气交换以维持弹性腔罩340的内外压强差。

较优地，该透气阀360可以是防水透气阀。

更进一步地，如图6所示，弹性腔罩340可分为罩壁341和盖板342。

罩壁341与壁面311固定连接，罩壁340将壁面311上的窗口321和窗口322完全包围住以为窗口321和窗口322上安装的弹性膜330提供保护支撑。

盖板342可拆卸地固定连接于罩壁341上，该盖板342、罩壁341以及窗口321和窗口322上安装的弹性膜330构成弹性腔350。

进一步地，透气阀360可设置于盖板342上。

较优地，如图6所示，罩壁340可以与箱体310一体化铸造成型。安装时，先将弹性膜330安装至窗口321和窗口322上，再将盖板342固定在罩壁341上。

更进一步地，盖板342与罩壁341的连接处设置有密封圈370，该密封圈370能够将弹性腔350与外部环境隔离。

虽然安装箱300以一个壁面设置两个窗口为例，但本领域的技术人员可以理解，减少安装弹性膜的窗口会减少弹性膜的安装程序，简化安装箱的生产过程。

本领域的技术人员可以理解，虽然本发明以多个实施例阐述了多个安装箱100、200及300，但本领域的技术人员可以理解，基于本发明的发明构思还可进行各种不同的设计，比如在箱体的更多壁面上设置窗口和/或在每一壁面上设置更多窗口等等设计。凡基于本发明构思作出的均等性设计均属于本发明的保护范围。

根据本发明的另一个方面，提供一种控制装置，该控制装置包括控制器和如上述任一实施例中所述的安装箱，该控制器安装于该安装箱的箱体内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种控制器的安装箱，其特征在于，包括：

内部中空的箱体，用于安装控制器，所述箱体的至少一个壁面上设置有至少一个窗口，所述窗口上安装有不透气的弹性膜。

2.如权利要求1所述的安装箱，其特征在于，所述箱体的所述至少一个壁面上各自设置有一个所述窗口。

3.如权利要求2所述的安装箱，其特征在于，所述箱体的仅一个壁面上设置有一个所述窗口。

4.如权利要求1～3中任一项所述的安装箱，其特征在于，还包括：

弹性腔罩，设置于箱体的包括了所述窗口的壁面上，用于覆盖所述窗口以保护所述窗口上安装的弹性膜，所述弹性膜与所述弹性腔罩构成一弹性腔以支持所述箱体内气体的体积变化。

5.如权利要求4所述的安装箱，其特征在于，所述窗口的尺寸等于所述弹性腔罩与所述箱体的连接处的尺寸。

6.如权利要求4所述的安装箱，其特征在于，还包括：

透气阀，设置于所述弹性腔罩上，所述弹性腔通过所述透气阀与外部环境进行空气交换以维持压力平衡。

7.如权利要求6所述的安装箱，其特征在于，所述弹性腔罩的至少部分与所述箱体一体化铸造成型。

8.如权利要求7所述的安装箱，其特征在于，所述弹性腔罩包括：

罩壁，与所述箱体一体化铸造成型，所述窗口设置于所述罩壁与所述箱体的连接处；以及

盖板，可拆卸地固定连接于所述罩壁上以与所述罩壁以及所述窗口上安装的弹性膜构成所述弹性腔。

9.如权利要求8所述的安装箱，其特征在于，所述透气阀设置于所述盖板上。

10.如权利要求8所述的安装箱，其特征在于，所述盖板与所述罩壁的连接处设置有密封圈以与外部环境隔离。

11.如权利要求1所述的安装箱，其特征在于，所述至少一个窗口的形状为圆形。

12.一种控制装置，其特征在于，包括控制器和如权利要求1～11中任一项所述的安装箱，所述控制器安装于所述安装箱的箱体内。

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