CN112825458A - 电力转换装置 - Google Patents

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清家康平
林亮兵
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Abstract

一种电力转换装置，使组装的作业性提高，并实现了小型化。电力转换装置包括：电气部件；壳体，所述壳体将与电气部件及外部连接的端子以及电气部件包围，并包括在内侧配置有端子的多个开口部；以及壳体盖，所述壳体盖对各个开口部进行遮蔽，其中，以与壳体盖接触的方式包括轴密封件和面密封件，所述轴密封件设置成与和开口部的边缘部相连的侧面接触，所述面密封件设置成与和开口部的边缘部相连的正面接触。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及一种电力转换装置。
背景技术
例如，如电动汽车或混合动力汽车那样，在使用马达作为驱动源的电动车中装设有多个电力转换装置。作为电力转换装置，可列举出将商用的交流电源转换成直流电源并向高压电池充电的充电器、将高压电池的直流电源转换为辅助设备用电池的电压(例如12V)的直流/直流转换器和将来自电池的直流电力转换为流向马达的交流电力的逆变器等。
在电力转换装置的壳体的内部设置有多个端子，以作为用于从外部供给电源和向外部输出交流电流的主要连接部。端子是例如电流输出端子和马达控制信号连接器。作为将上述端子与马达的端子及信号连接器连接的结构，在壳体的内侧设置有从壳体的外部通过螺栓将端子紧固的结构和将连接器嵌合的结构。在壳体设置有用于将螺栓紧固用工具插入至壳体内并进行作业的开口部以及用于进行将连接器嵌合的作业的开口部。为了防止水及尘埃等从这些开口部侵入到壳体的内部，在螺栓被紧固且连接器被嵌合之后，将遮蔽开口部的具备防水性的壳体盖安装于壳体。
近年来，由于车载逆变器的结构变得复杂，因此，电力转换装置变成在壳体设置有多个开口部的结构。因而，针对设置有多个的开口部，需要将具备防水性的壳体盖安装于各个开口部。为了提高安装壳体盖的作业性，要求能简便地安装于多个开口部的壳体盖。作为用于将多个开口部简便地堵住的措施，公开了如下结构，使多个开口部连通以作为一个开口部，并将一个壳体盖安装于连通的开口部以防水(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011－166981号公报
在上述专利文献1中，使多个开口部连通以作为一个开口部，因此，通过安装一个壳体盖来将开口部遮蔽而能防水，由此使得作业性提高。然而，通过使多个开口部连通，从而用于防水的密封件形状变得复杂，因此，在防水的密封结构需要使用面密封件。
若在连通的开口部设置面密封件结构，则为了设置面密封件，使壳体的表面的面积会变大，存在电力转换装置的内部结构的布局会受到限制，并且使得壳体、进而使得电力转换装置大型化这样的问题。此外，若设为面密封件结构，则在将壳体盖安装于壳体时，通过面密封件无法对壳体盖进行保持，因此，在对将壳体盖安装于壳体的螺栓进行紧固时必须对壳体盖进行支撑，另外，为了确保密封性，螺栓的紧固根数变多，从而存在安装壳体盖的作业性变差这样的的问题。
发明内容
本申请是为了解决上述问题而作的，其目的在于获得一种电力转换装置，使得组装的作业性提高，并实现了小型化。
本申请公开的电力转换装置包括：电气部件；壳体，所述壳体将与电气部件及外部连接的端子以及电气部件包围，并包括在内侧配置有端子的多个开口部；以及壳体盖，所述壳体盖对各个开口部进行遮蔽，其中，以与壳体盖接触的方式包括轴密封件和面密封件，所述轴密封件设置成与和开口部的边缘部相连的侧面接触，所述面密封件设置成与开口部的边缘相连的正面接触。
根据本申请公开的电力转换装置，由于不同的密封件与一个壳体盖接触，因此，使得组装的作业性提高，并能实现小型化。
附图说明
图1是表示实施方式1的电力转换装置的外观的立体图。
图2是将实施方式1的电力转换装置的开口部放大的立体图。
图3是表示实施方式1的电力转换装置的壳体盖的外观的立体图。
图4是表示实施方式1的电力转换装置的壳体盖的外观的另一个立体图。
图5是表示实施方式1的电力转换装置的轴密封件的外观的立体图。
图6是表示实施方式1的电力转换装置的面密封件的外观的立体图。
图7是图1的点划线A-A处的剖视图。
图8是表示实施方式2的电力转换装置的壳体盖的外观的立体图。
图9是表示实施方式3的电力转换装置的壳体盖的外观的立体图。
图10是表示实施方式3的电力转换装置的壳体盖的局部的外观的俯视图。
图11是表示实施方式3的电力转换装置的轴密封件的外观的立体图。
(符号说明)
1壳体盖；1a轴密封件安装部；1b面密封件安装部；1c衬套嵌件成型部；1e轴密封件保持孔；2壳体；2a交流负载用端子；2b内螺纹部；2c锪孔部；3轴密封件；3a侧面；3b突出部；3c平面；4面密封件；4a平面；5螺钉；5a滚压部(日文：転造部)；5b非滚压部(日文：非転造部)；5c头部；6衬套；6a孔；6b平坦部；6c侧面部；7开口部；7a轴密封件开口部；7b面密封件开口部；7c侧面；7d面密封件设置面；8互锁连接器；8a外壳部；8b端子；9互锁阴连接器；10信号线阴连接器；11信号线阴连接器保持部；12突起部；100电力转换装置。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式的电力转换装置进行说明。在各图中，对相同或相当的构件、部位标注相同符号来进行说明。
实施方式1
图1是表示实施方式1的电力转换装置100的外观的立体图，图2是将电力转换装置100的壳体盖1取掉并将开口部7放大的立体图，图3是表示电力转换装置100的壳体盖1的外观的立体图，图4是表示壳体盖1的外观的另一个立体图，其是从背侧观察图3的图，图5是表示轴密封件3的外观的立体图，图6是表示面密封件4的外观的立体图，图7是图1的点划线A-A处的、将螺钉5紧固之前的剖视图。电力转换装置100是将从电源供给的电力转换为预先确定的电压的交流，并供给至负载的装置。负载是例如马达。电力转换装置100包括电气部件(未图示)、壳体2以及壳体盖1，图3所示的壳体盖1如图1所示通过四根螺钉5安装于壳体2。
壳体2将与电气部件及外部连接的端子以及电气部件包围。如图2所示，壳体2包括在内侧配置有端子的两个开口部7。开口部7是轴密封件开口部7a和面密封件开口部7b。在轴密封件开口部7a一侧设置有交流负载用端子2a以作为与外部连接的端子。轴密封件开口部7a是用于在将交流负载用端子2a与外部连接时进行连接作业的开口，在壳体2的背侧，交流负载用端子2a与外部连通。在面密封件开口部7b一侧设置有信号线阴连接器10以作为与外部连接的端子。面密封件开口部7b是用于在将信号线阴连接器10与外部连接时进行连接作业的开口，在壳体2的背侧，信号线阴连接器10与外部连通。在连接作业之前，信号线阴连接器10被信号线阴连接器保持部11保持。在连接作业中，使信号线阴连接器10朝壳体2的背侧的方向移动，信号线阴连接器10与外部连接，在连接作业之后，信号线阴连接部10被从信号线阴连接器保持部11拆除。图2是表示连接作业前的面密封件开口部7b的内侧的图，信号线阴连接器10被信号线阴连接器保持部11保持。图5所示的轴密封件3设置成与和轴密封件开口部7a的边缘部相连的侧面7c接触。图6所示的面密封件4设置成与和面密封件开口部7b的边缘部相连的正面、即面密封件设置面7d接触。如图4所示，轴密封件3和面密封件4安装于将壳体盖1的开口部7遮蔽的一侧，电力转换装置100以与壳体盖1接触的方式包括轴密封件3和面密封件4。两个开口部7在利用各个开口部7的连接作业之后，如图1所示被壳体盖1遮蔽。设置于开口部7内侧的端子并不局限于交流负载用端子2a及信号线阴连接器10，例如也可以为直流负载用端子或与其它负载连接的端子。
对本申请的主要部分、即壳体盖1进行说明。壳体盖1例如通过树脂成型形成，如图4所示，包括轴密封件3、面密封件4、螺钉5、衬套6以及互锁连接器8。壳体盖1包括不同的两种密封件。轴密封件3设置成与突起状的轴密封件安装部1a嵌合，面密封件4设置成与槽状的面密封件安装部1b嵌合。壳体盖1经由轴密封件3将轴密封件开口部7a遮蔽以防水。壳体盖1经由面密封件4将面密封件开口部7b遮蔽以防水。如图5所示,轴密封件3形成为在俯视观察时呈横长且圆角的长方形，并在侧面3a处与轴密封件开口部7a的侧面7c接触。如图6所示，面密封件4沿面密封件开口部7b的外形形成为在俯视观察时呈五边形，并在平面4a处与将面密封件开口部7b包围的面密封件设置面7d接触。轴密封件3以及面密封件4例如由丁腈橡胶制作而成。
在像面密封件开口部7b那样开口的外形为复杂的形状的情况下，所设置的密封结构为面密封件4。另一方面，在像轴密封件开口部7a那样开口的外形为不复杂的形状的情况下，能在密封结构中使用轴密封件3。在使用轴密封件3的情况下，由于无需像面密封件设置面7d那样将开口部包围的面，且使得密封结构缩小，因此，能使得壳体2进而使得电力转换装置100小型化。此外，在将壳体盖1安装于壳体2时，首先，通过将轴密封件3与轴密封件开口部7a嵌合，从而能唯一确定壳体盖1相对于壳体2的位置，并将壳体盖1临时固定。因而，不用手对壳体盖1进行支撑，便能通过螺钉5将壳体盖1固定于壳体2。一个壳体盖1包括不同的两种密封件，因此，使得作业性提高，并能够缩短组装作业时间。
例如，通过钣金拉深制作而成的金属制的衬套6一体地设置于壳体盖1的衬套嵌件成型部1c。如图7所示，衬套6由孔6a、平坦部6b和侧面部6c构成，其中，所述孔6a供螺钉5贯穿，所述平坦部6b将孔6a包围，所述侧面部6c将平坦部6b的外周包围。将壳体盖1安装于壳体2的螺钉5仅配置于面密封件4的周围。在面密封件4上需要将面密封件4按压于面密封件设置面7d的面压，因此，形成上述螺钉5的配置。轴密封件3设置成与轴密封件开口部7a的侧面7c嵌合，因此，无需在轴密封件3的周围配置螺钉5。如图7所示，螺钉5在螺钉5的滚压部5a与螺钉5的头部5c之间的非滚压部5b处被保持于衬套6的孔6a。孔6a的直径比螺钉5的非滚压部5b的外径大，比滚压部5a以及头部5c的外径小，因此，螺钉5不会从衬套6脱落，壳体盖1能对螺钉5进行保持。衬套6例如由比由铁形成的螺钉5的硬度小的铝合金形成。因此，能一边在衬套6上攻螺纹，一边使螺钉5的滚压部5a贯穿衬套6而安装，能将衬套6夹入在具有比孔6a的直径大的外径的滚压部5a与螺钉的头部5c之间。
如图7所示，在壳体2设置有供螺钉5紧固的内螺纹部2b。壳体2在与内螺纹部2b相连的部分包括供滚压部5a嵌合的锪孔部2c。螺钉5的滚压部5a的长度形成为比衬套6的侧面部6c的高度与锪孔部2c的长度之和小。因而，在将螺钉5与内螺纹部2b紧固之前，能在壳体盖1不相对于壳体2倾斜的情况下，将壳体盖1临时固定于壳体2。能在对螺钉5进行了保持的状态下，不用手对壳体盖1进行支撑来将螺钉5紧固，因此，使得作业性提高，并能缩短组装作业时间。
如图4所示，壳体盖1包括互锁连接器8，该互锁连接器8与设置于面密封件开口部7b内侧的互锁阴连接器9(示于图2)卡合。互锁连接器8包括：端子8b，该端子8b设置于互锁连接器8内侧；以及外壳部8a，该外壳部8a将端子8b包围。外壳部8a与壳体盖1一体化，并通过树脂成型形成。端子8b嵌件成型于壳体盖1。通过对端子8b与设置于互锁阴连接器9的端子之间的连接进行检测，从而能对壳体盖1的有无进行判断。通过将外壳部8a与壳体盖1一体地设置，从而能实现部件个数的削减，但互锁连接器8的结构并不局限于上述结构。例如，也可以是将分体形成的互锁连接器8安装到嵌件成型于壳体盖1的螺母的结构。
由于通过树脂成型形成壳体盖1，因此，能使壳体盖1轻量化，但形成壳体盖1的方法并不局限于树脂成型。例如，也可以利用钣金冲压或铝压铸成型形成壳体盖1。通过利用钣金冲压形成壳体盖1，能廉价地形成壳体盖1，此外，由于在钣金冲压时能在壳体盖1上同时形成衬套6的形状，因此，能削减部件个数。通过利用铝压铸成型形成壳体盖1，能提高材料的强度，此外能使壳体盖1轻量化。此外，由于在铝压铸成型时能在壳体盖1上同时形成衬套6的形状，因此，能削减部件个数。
通过钣金拉深形成衬套6，因此，能廉价且容易地形成能对螺钉5进行保持的结构，但形成衬套6的方法并不局限于钣金拉深。例如，也可以利用机械加工或锻造形成衬套6。通过利用机械加工形成衬套6，由于能将无法通过钣金拉深形成的材料用于衬套6，因此，使得能选择的材料的自由度提高，能提高材料的强度或是实现轻量化等。通过利用锻造形成衬套6，能廉价地形成衬套6。
衬套6由铝合金形成，因此，耐腐蚀性高、无需电镀处理且能实现轻量化，但衬套6的原材料并不局限于铝合金。衬套6的原材料只要为比螺钉5的硬度小的硬度的原材料即可。
如上所述，在实施方式1的电力转换装置100中，由于沿壳体2所包括的多个开口部7各自的周围设置的密封件是与对开口部7进行遮蔽的壳体盖1接触的轴密封件3和面密封件4，因此，通过使不同的密封件与一个壳体盖1接触，从而使得电力转换装置100的组装的作业性提高，并能实现电力转换装置100的小型化。此外，在设置有轴密封件3的轴密封件开口部7a的内侧的端子为交流负载用端子2a的情况下，通过使用了工具的螺钉的紧固来实现作为大电流端子的交流负载用端子2a的连接作业，因此，能使开口的形状简单化，并能在开口的密封件中使用轴密封件3。此外，在将壳体盖1安装于壳体2的螺钉5在位于螺钉5的滚压部5a与螺钉5的头部5c之间的非滚压部5b处被衬套6保持的情况下，能防止螺钉5从衬套6脱落，使螺钉5保持于壳体盖1。此外，因螺钉5被壳体盖1保持，使得无需将螺钉5穿过壳体盖1插入内螺纹部2b的作业，因此，能提高电力转换装置100的组装的作业性。此外，在将螺钉5配置于面密封件4的周围的情况下，在轴密封件3的周围无需螺钉5，因此，能实现电力转换装置100的小型化。此外，当设置于与滚压部5a紧固的壳体2的内螺纹部2b在与内螺纹部2b相连的部分包括供滚压部5a嵌合的锪孔部2c的情况下，在将螺钉5与内螺纹部2b紧固之前，能在壳体盖1不相对于壳体2倾斜的情况下，将壳体盖1临时固定于壳体2，并能在螺钉5得到保持的状态下，不用手对壳体盖1进行支撑来将螺钉5紧固，因此，使得电力转换装置100的组装的作业性提高，并能缩短组装作业时间。此外，在壳体盖1包括与设置于面密封件开口部7b内侧的互锁阴连接器9卡合的互锁连接器8的情况下，能容易地对电力转换装置100应当包括的壳体盖1的有无进行判断。此外，在互锁连接器8的外壳部8a与壳体盖1一体化并通过树脂成型形成的情况下，能削减部件个数，使得电力转换装置100的组装的作业性提高。此外，在互锁连接器8的端子8b嵌件成型于壳体盖1的情况下，使得电力转换装置100的组装的作业性提高，并能缩短组装作业时间。
实施方式2
对实施方式2的电力转换装置100进行说明。图8是表示壳体盖1的外观的立体图，其是从背侧观察图3的图。实施方式2的电力转换装置100除了是实施方式1所示的电力转换装置100的壳体盖1的结构以外，还是设置有突起部12的结构。
如图8所示，壳体盖1在对壳体盖1的开口部7进行遮蔽的一侧，且位于与壳体盖1和设置有面密封件4的面密封件开口部7b一侧的端子即信号线阴连接器10之间相当的位置处，包括突起部12。突起部12与壳体盖1一体化，并通过树脂成型形成。突起部12的位置是与在和外部的连接作业中从信号线阴连接器保持部11拆除的信号线阴连接器10中的、被信号线阴连接器保持部11保持的且和外部连接之前的位置相当的部位。壳体2在连接作业之前的面密封件开口部7b一侧包括信号线阴连接器10，该信号线阴连接器10被信号线阴连接器保持部11保持。图2是表示连接作业前的面密封开口部7b的内侧的图，信号线阴连接器10被信号线阴连接器保持部11保持。若在未进行连接作业的状态下进行壳体盖1的安装作业，则突起部12与信号线阴连接器10会发生干涉，因此，无法将壳体盖1安装于壳体2。能从突起部12与信号线阴连接器10的干涉来对信号线阴连接器10与外部的连接作业的结束进行判断。
如上所述，在实施方式2的电力转换装置100中，壳体盖1在对开口部7进行遮蔽的一侧且位于与和外部连接之前的信号线阴连接器10的位置相当的部位处包括突起部12，因此，能从突起部12与信号线阴连接器10的干涉来对信号线阴连接器10与外部的连接作业的结束进行判断，并能避免遗忘连接作业。
实施方式3
对实施方式3的电力转换装置100进行说明。图9是表示壳体盖1的外观的立体图，其是从背侧观察图3的图，图10是表示将电力转换装置100的轴密封件3取掉后的壳体盖1的局部的外观的俯视图，图11是表示电力转换装置100的轴密封件3的外观的立体图。实施方式3的电力转换装置100除了是实施方式2所示的电力转换装置100的壳体盖1的结构以外，还是在轴密封件3设有突出部3b的结构。
如图11所示，轴密封件3包括突出部3b，该突出部3b与设置于壳体盖1的轴密封件安装部1a的孔部、即轴密封件保持孔1e嵌合。轴密封件3在将轴密封件3与轴密封件安装部1a嵌合时与壳体盖1相对的平面3c上包括四个突出部3b。突出部3b的个数并不局限于此，例如也可以增加突出部3b的个数。突出部3b在形成轴密封件3时与轴密封件3一体地设置。如图10所示，轴密封件保持孔1e设置于轴密封件安装部1a的根部。轴密封件保持孔1e在形成壳体盖1时与壳体盖1一体地设置。如图9所示，轴密封件3以使突出部3b与轴密封件保持孔1e嵌合的方式安装于轴密封件安装部1a。通过以松垮压入(日文：軽圧入)状态使轴密封件保持孔1e与突出部3b嵌合，从而能在将壳体盖1从壳体2装拆时，使轴密封件3保留于壳体盖1一侧。即使进行多次壳体盖1的装拆作业，也不会在每次装拆作业时发生将轴密封件3安装于轴密封件安装部1a的作业，因此，使得电力转换装置100的组装的作业性提高。
如上所述，在实施方式3的电力转换装置100中，轴密封件3包括与设置于壳体盖1的轴密封件保持孔1e嵌合的突出部3b，因此，使得电力转换装置100的组装的作业性提高，并能缩短组装作业时间。
另外，本申请记载有各种各样的例示的实施方式和实施例，但一个或多个实施方式所记载的各种各样的特征、方式以及功能并不局限于应用于特定的实施方式，能单独或以各种组合的方式应用于实施方式。
因此，未被例示的无数变形例被设想在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，包含对至少一个构成要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况，另外包含将至少一个构成要素抽出并与其它实施方式的构成要素组合的情况。

Claims (15)

1.一种电力转换装置，包括：
电气部件；
壳体，所述壳体将与所述电气部件及外部连接的端子以及所述电气部件包围，并包括在内侧配置有所述端子的多个开口部；以及
壳体盖，所述壳体盖将各个所述开口部遮蔽，
其特征在于，
以与所述壳体盖接触的方式包括轴密封件和面密封件，其中，所述轴密封件设置成与和所述开口部的边缘部相连的侧面接触，所述面密封件设置成与和所述开口部边缘部相连的正面接触。
2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
设置有所述轴密封件的所述开口部一侧的所述端子是交流负载用端子。
3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述壳体盖包括：衬套，所述衬套与所述壳体盖一体地设置；以及螺钉，所述螺钉将所述壳体盖安装于所述壳体，
所述螺钉在所述螺钉的滚压部与所述螺钉的头部之间的非滚压部处被所述衬套保持。
4.如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，
所述螺钉配置于所述面密封件的周围。
5.如权利要求3或4所述的电力转换装置，其特征在于，
供所述螺钉紧固的、设置于所述壳体的内螺纹部在与所述内螺纹部相连的部分处包括供所述滚压部嵌合的锪孔部。
6.如权利要求3至5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述壳体盖是通过树脂成型形成的。
7.如权利要求3至5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述壳体盖是利用钣金冲压形成的。
8.如权利要求3至5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述壳体盖是利用铝压铸成型形成的。
9.如权利要求3至8中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述衬套是通过钣金拉深、机械加工或锻造形成的。
10.如权利要求3至8中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述衬套由铝合金形成。
11.如权利要求1至10中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述壳体盖包括互锁连接器,所述互锁连接器与设置于所述开口部内侧的连接器卡合。
12.如权利要求11所述的电力转换装置，其特征在于，
所述互锁连接器的外壳部与所述壳体盖一体化，并通过树脂成型形成。
13.如权利要求11或12所述的电力转换装置，其特征在于，
所述互锁连接器的端子部被嵌件成型于所述壳体盖。
14.如权利要求1至13中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述壳体盖与设置有所述面密封件的所述开口部一侧的所述端子之间包括突起部。
15.如权利要求1至14中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述轴密封件包括突出部，所述突出部与设置于所述壳体盖的孔部嵌合。
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