CN117136634A - 电力转换装置、连接器固定构造和电力转换装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
该电力转换装置具备:基板,在基板安装用于进行电力转换的元件;连接器,其固定于基板,用于将装置外部和基板电连接;金属板制的顶板构件,其以覆盖基板的方式配置;以及金属板制的底板构件,其以与顶板构件相对的方式配置。金属板制的底板构件具有底板弯折部,底板弯折部在金属板制的底板构件的配置连接器的一侧的端部弯折,通过与连接器抵接来抑制连接器的移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力转换装置、连接器固定构造和电力转换装置的制造方法。
背景技术
以往,已知具有用于将装置外部和基板电连接的连接器(端子)的装置。例如在日本特开2012-139012号公报和日本特开2019-80005号公报中公开这样的装置。
在上述日本特开2012-139012号公报中公开了电力转换装置,该电力转换装置具备将来自电池的直流电力转换为交流电力的功率半导体模块。该电力转换装置经由直流端子获取来自电池的直流电力,并且经由交流端子输出转换后的交流电力。在上述日本特开2012-139012号公报所记载的电力转换装置中,直流端子和交流端子分别由支承构件来支承。并且,该支承构件固定于容纳功率半导体模块的外壳,由此交流端子和直流端子被限制移动而固定。
另外,在上述日本特开2019-80005号公报中公开了电子电路单元,该电子电路单元具有安装有多个连接器的基板和容纳基板的壳体。多个连接器利用螺钉或螺栓等固定于基板。并且,基板通过树脂灌封固定于壳体内部。另外,在上述日本特开2019-80005号公报所记载的电子电路单元中,多个连接器压入于在壳体设置的卡合槽,由此被限制移动而固定于壳体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-139012号公报
专利文献2:日本特开2019-80005号公报
发明内容
发明要解决的问题
在此,在对用于将装置外部和基板电连接的连接器(端子)施加负荷(载荷)的情况下,由于连接器进行移动而发生将连接器和基板电连接的钎料的开裂等不良、或者基板的翘曲等异常。与此相对,在上述日本特开2012-139012号公报和日本特开2019-80005号公报中,连接器(端子)构成为被限制移动而固定。然而,在上述日本特开2012-139012号公报所记载的电力转换装置中,由于将支承连接器(直流端子和交流端子)的支承构件固定于壳体,因此,需要在壳体和支承构件设置螺纹孔,该螺纹孔用于通过螺纹固定等将支承构件固定于壳体。因此,需要在支承构件和壳体设置螺纹孔等用于固定连接器的结构,并且将支承构件和壳体螺纹固定,因此,装置结构复杂化。另外,尽管在上述日本特开2012-139012号公报中未明确记载,但在制造装置时使用螺钉等紧固构件将连接器固定于壳体的情况下,由于对紧固构件进行紧固的作业费时费力而使制造作业的作业时间增长。
另外,如上述日本特开2019-80005号公报所记载的电子电路单元那样,在将固定于基板的连接器压入于在壳体设置的卡合槽而固定的情况下,为了抑制连接器移动而需要高精度地加工壳体的卡合槽。尽管在上述日本特开2019-80005号公报中未明确记载,但在通过对铝等金属进行切削加工来制造壳体的情况下,为了高精度地加工壳体,切削加工的加工时间增长,因此制造装置的制造作业的作业时间增长。
本发明是为了解决上述那样的问题而做出的,本发明的一个目的在于提供一种能够抑制装置结构复杂化,并且能够抑制制造作业的作业时间增长的电力转换装置、连接器固定构造和电力转换装置的制造方法。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的第1技术方案的电力转换装置具备:基板,在基板安装用于进行电力转换的元件;连接器,其固定于基板,用于将装置外部和基板电连接;金属板制的顶板构件,其以覆盖基板的方式配置;以及金属板制的底板构件,其以与顶板构件相对的方式配置,金属板制的底板构件具有底板弯折部,底板弯折部在金属板制的底板构件的配置连接器的一侧的端部弯折,通过与连接器抵接来抑制连接器的移动。
在本发明的第1技术方案的电力转换装置中,如上述那样,金属板制的底板构件具有底板弯折部,底板弯折部在金属板制的底板构件的配置连接器的一侧的端部弯折,通过与连接器抵接来抑制连接器的移动。由此,在基板固定连接器的情况下,无需使用螺钉等的紧固构件,而能够利用使金属板制的底板构件弯折而成的底板弯折部来抑制连接器的移动。在此,在金属板的弯曲加工(冲压加工)中,与切削加工相比,能够缩短加工时间同时精度良好地加工,因此,在基板固定连接器的情况下,能够抑制用于设置抑制连接器移动的构造的加工时间增长。其结果,能够抑制装置结构复杂化,并且能够抑制制造作业的作业时间增长。另外,与使用螺钉等紧固构件将连接器固定于壳体的情况相比,能够利用使底板构件弯折而成的底板弯折部来抑制连接器的移动,因此,能够抑制部件个数的增加同时抑制连接器的移动。
在上述第1技术方案所涉及的电力转换装置中,优选的是,连接器具有供底板弯折部插入的底板侧槽部,底板弯折部在插入于连接器的底板侧槽部的状态下与底板侧槽部的内表面抵接,由此抑制连接器的移动。若如此构成,则通过在连接器的底板侧槽部插入底板弯折部,能够有效地抑制连接器的移动。其结果,能够有效地抑制由于连接器的移动而导致的钎焊的开裂等不良、或者基板的翘曲等异常。
在该情况下,优选的是,底板弯折部在插入于连接器的底板侧槽部的部分具有向底板弯折部的厚度方向突出的凸部,以抑制连接器的移动。若如此构成,则通过设置凸部,能够增加底板构件的底板弯折部的厚度方向上的长度,因此,能够通过底板弯折部的凸部与连接器抵接来更有效地抑制连接器的移动。其结果,能够更有效地抑制连接器的移动,因此,能够更有效地抑制由于连接器的移动而导致的钎焊的开裂等不良、或者基板的翘曲等异常。
在上述底板弯折部具有凸部的电力转换装置中,优选的是,顶板构件具有顶板弯折部,顶板弯折部在顶板构件的配置连接器的一侧的端部弯折,连接器具有供顶板弯折部插入的顶板侧槽部,顶板弯折部具有平坦面,在插入于顶板侧槽部的状态下与顶板侧槽部的内表面抵接,由此抑制连接器的移动。若如此构成,则除了利用设置于底板弯折部的凸部来抑制连接器的移动以外,还能够利用顶板弯折部更有效地抑制连接器的移动。因此,在对连接器施加负荷的情况,能够更有效地抑制连接器的移动,因此,能够更有效地抑制由于连接器的移动而导致的钎焊的开裂等不良、或者基板的翘曲等异常。
在上述第1技术方案的电力转换装置中,优选的是,还具备框架构件,在框架构件安装基板,顶板构件以覆盖安装于框架构件的状态的基板的方式配置,底板构件在与顶板构件相对的状态下以覆盖框架构件的方式配置。若如此构成,则即使在通过基于切削加工的削出等来制造用于固定基板的框架构件的情况下,通过对金属板制的底板构件进行弯曲加工,也能够不利用框架构件而是利用底板构件来抑制连接器的移动。因此,即使在通过基于切削加工的削出等来设置固定基板的框架构件的情况下,也能够利用以覆盖框架构件的方式配置的底板构件,抑制制造作业的作业时间增长同时抑制连接器的移动。
在上述第1技术方案的电力转换装置中,优选的是,还具备冷却风扇,冷却风扇送出用于对安装于基板的元件进行冷却的冷却风,底板构件具有通气孔,通气孔用于使来自冷却风扇的冷却风向外部流通。若如此构成,则即使在通过使底板构件弯折来设置抑制连接器的移动的底板弯折部的情况下,也能够通过设置通气孔来抑制底板构件的弯折的部分封堵冷却风的流路。因此,即使在为了抑制连接器的移动而使底板构件弯折的情况下,也能够抑制冷却风扇的冷却效率降低。
在该情况下,优选的是,底板弯折部是通过使底板构件在配置连接器的一侧的端部弯折成阶梯状而设置的,通气孔设置于弯折成阶梯状的底板构件的台阶部分。若如此构成,则通过在弯折成阶梯状的底板构件的台阶部分设置通气孔,能够设置具有更大的开口面积的通气孔。因此,能够进一步抑制底板构件的弯折的部分封堵冷却风的流路。其结果,能够进一步抑制冷却风扇的冷却效率的降低。
在上述第1技术方案所涉及的电力转换装置中,优选的是,连接器具有向底板构件侧突出的连接器突出部,底板弯折部具有凹状的缺口部,通过缺口部与连接器突出部抵接,抑制连接器在与底板弯折部的厚度方向、以及顶板构件与底板构件相对的方向正交的方向上移动。若如此构成,则能够利用连接器突出部和底板弯折部的缺口部,来抑制连接器在与底板弯折部的厚度方向、以及顶板构件与底板构件相对的方向正交的方向上移动。其结果,通过缺口部与连接器突出部抵接,能够进一步抑制连接器的移动,因此,能够进一步抑制由于连接器的移动而导致的钎焊的开裂等不良、或者基板的翘曲等异常。
在上述第1技术方案的电力转换装置中,优选的是,连接器包括:第1连接器,其用于向基板供给来自在车辆搭载的外部的电池的直流电力;以及第2连接器,其用于向外部的负载供给通过由安装于基板的元件进行电力转换动作而转换后的交流电力,底板弯折部通过分别与第1连接器和第2连接器抵接来抑制第1连接器和第2连接器各自的移动。若如此构成,则即使在由于车辆的移动等而对电力转换装置施加振动的情况下,也能够利用底板弯折部有效地抑制第1连接器和第2连接器的移动。
本发明的第2技术方案的连接器固定构造具备:基板,在基板安装电子元器件;连接器,其固定于基板,用于将装置外部和基板电连接;金属板制的顶板构件,其以覆盖基板的方式配置;以及金属板制的底板构件,其以与顶板构件相对的方式配置,金属板制的底板构件具有底板弯折部,底板弯折部在金属板制的底板构件的配置连接器的一侧的端部弯折,通过与连接器抵接来抑制连接器的移动。
在本发明的第2技术方案的连接器固定构造中,如上述那样,金属板制的底板构件具有底板弯折部,底板弯折部在金属板制的底板构件的配置连接器的一侧的端部弯折,通过与连接器抵接来抑制连接器的移动。由此,在基板固定连接器的情况下,无需使用螺钉等紧固构件,而能够利用使金属板制的底板构件弯折而成的底板弯折部来抑制连接器的移动。在此,在金属板的弯曲加工(冲压加工)中,与切削加工相比,能够缩短加工时间同时精度良好地加工,因此,在基板固定连接器的情况下,能够抑制用于设置抑制连接器移动的构造的加工时间增长。其结果,能够提供能够抑制装置结构复杂化,并且能够抑制制造作业的作业时间增长的连接器固定构造。另外,与使用螺钉等紧固构件将连接器固定于壳体的情况相比,能够利用使底板构件弯折而成的底板弯折部来抑制连接器的移动,因此,能够抑制部件个数的增加同时抑制连接器的移动。
本发明的第3技术方案所涉及的电力转换装置的制造方法具备以下工序:将连接器固定于基板的工序,连接器用于将装置外部和安装有用于进行电力转换元件的基板电连接;以覆盖基板的顶面侧的方式配置金属板制的顶板构件的工序;通过冲压加工使配置于基板的底面侧的金属板制的底板构件的配置连接器的一侧的端部弯折的工序;以及以通过底板构件的弯折的底板弯折部与连接器抵接来抑制连接器的移动的方式,与顶板构件相对地配置金属板制的底板构件的工序。
在本发明的第3技术方案的电力转换装置的制造方法中,如上述那样,具备以下工序:通过冲压加工使配置于基板的底面侧的金属板制的底板构件的配置连接器的一侧的端部弯折的工序;以及以通过底板构件的弯折的底板弯折部与连接器抵接来抑制连接器的移动的方式,与顶板构件相对地配置金属板制的底板构件。由此,在基板固定连接器的情况下,无需使用螺钉等紧固构件,而能够利用使金属板制的底板构件弯折而成的底板弯折部来抑制连接器的移动。在此,在金属板的弯曲加工(冲压加工)中,与切削加工相比,能够缩短加工时间同时精度良好地加工,因此,在基板固定连接器的情况下,能够抑制用于设置抑制连接器移动的构造的加工时间增长。其结果,能够提供能够抑制装置结构复杂化,并且能够抑制制造作业的作业时间增长的电力转换装置的制造方法。另外,与使用螺钉等紧固构件将连接器固定于壳体的情况相比,能够利用使底板构件弯折而成的底板弯折部来抑制连接器的移动,因此,能够抑制部件个数的增加同时抑制连接器的移动。
发明的效果
根据本发明,如上述那样,能够提供能抑制装置结构复杂化,并且能抑制制造作业的作业时间增长的电力转换装置、连接器固定构造和电力转换装置的制造方法。
附图说明
图1是用于说明搭载有本发明的一个实施方式的电力转换装置的车辆的示意图。
图2是用于说明本实施方式的电力转换装置的结构的立体图。
图3是用于说明本实施方式的电力转换装置中的基板、框架构件、顶板构件、底板构件和连接器的分解立体图。
图4是沿着图2的200-200线的剖视图。
图5是用于说明框架构件的散热片的示意图。
图6是用于说明底板构件的立体图。
图7是图4的局部放大图。
图8是用于说明连接器的固定构造的图,(A)是从顶面侧观察连接器的俯视图,(B)是从底面侧观察连接器的仰视图。
图9是沿着图7的300-300线的剖视图。
图10是用于说明冷却风扇的固定构造的立体图。
图11是用于说明本实施方式的电力转换装置的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下,根据附图来说明使本发明具体化的实施方式。
[本实施方式的电力转换装置的结构]
参照图1~图10来说明设置有本发明的一个实施方式的连接器固定构造的电力转换装置100的结构。
如图1所示,本实施方式的电力转换装置100是搭载于车辆101的变换器装置。此外,车辆101例如是搭载有电池102的电动汽车等车辆。电力转换装置100构成为,将从搭载于车辆101的电池102输入的直流电力转换成交流电力,并且向负载103供给转换后的交流电力。负载103例如是利用100V的交流电源驱动的电气产品等。
如图2所示,电力转换装置100具备基板10、框架构件20、顶板构件30、底板构件40、冷却风扇50和连接器60。
如图3所示,在基板10上安装用于进行电力转换的元件11。具体而言,通过钎焊在基板10电连接有多个元件11。另外,基板10由印刷电路板构成。并且,基板10在电力转换装置100中以沿着XY平面的方式配置。另外,基板10配置在电力转换装置100的Z1方向侧(顶板构件30侧)附近。此外,元件11是权利要求书中的“元件”和“电子元器件”的一个例子。
元件11配置于基板10的Z2方向侧(底面侧)的平面。元件11例如是包括IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)或者MOSFET(Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor:金属氧化膜半导体场效应晶体管)等的半导体元件(开关元件)。在电力转换装置100中,将安装于基板10的多个元件11全桥连接,由此构成将直流电力转换成交流电力的变换电路。另外,元件11通过进行开关动作而发热。
如图2所示,在框架构件20安装基板10。具体而言,利用未图示的螺钉等紧固构件,将基板10螺纹固定而安装于框架构件20。另外,框架构件20构成为将电力转换装置100的内部划分为Z1方向侧(顶面侧)和Z2方向侧(底面侧)。并且,基板10配置于框架构件20的Z1方向侧。另外,框架构件20构成电力转换装置100的侧面部分。在框架构件20的Y1方向侧的侧面部分配置连接器60。另外,在框架构件20的Y2方向侧的侧面部分配置冷却风扇50。
另外,如图3和图4所示,框架构件20具有冷却面21。冷却面21设置于框架构件20的配置基板10的一侧(Z1方向侧)。并且,冷却面21对元件11进行冷却。具体而言,元件11以隔着未图示的导热片等导热构件与冷却面21密合的方式配置。并且,元件11经由冷却面21与框架构件20进行换热而被冷却。
例如,多个元件11也可以在被陶瓷板等绝缘板绝缘的状态下利用粘接构件固定于冷却面21。通过采用这种方式,与借助硅润滑脂等散热构件将多个元件11固定于冷却面21的散热构造的情况相比,能够期待散热性能的提高。另外,对上述方式换言之,电力转换装置100具备:基板10,在基板10安装用于进行电力转换的元件11;以及框架构件20,在框架构件20安装基板10,且框架构件20包括冷却面21,元件11隔着绝缘板(导热构件)并利用粘接构件固定于冷却面21。并且,元件11借助陶瓷等的绝缘板(导热构件)和粘接构件固定于冷却面21。
另外,如图4和图5所示,框架构件20具有散热片22。散热片22对来自元件11的热进行散热。散热片22是以沿着YZ平面的方式配置的板状构件。另外,在框架构件20的Z2方向侧设有多个散热片22。多个散热片22构成为,能够利用来自冷却风扇50的冷却风与外部空气进行换热。通过散热片22与外部空气进行换热,从元件11传导来的框架构件20的热被散热。例如通过对铝合金等金属进行切削加工(削出加工)来制成框架构件20。即,在框架构件20中,冷却面21和散热片22一体地形成。
另外,散热片22以与配置有后述的冷却风扇50的上游侧(Y2方向侧)的片数相比下游侧(Y1方向侧)的片数多的方式设置。为了将安装于基板10的元件11固定,上游侧(Y2方向侧)的散热片22的高度(Z方向上的大小)较高。并且,下游侧(Y1方向侧)的散热片22的高度(Z方向上的大小)较低(参照图4)。通过采用这种方式,能够增大高度较低的下游侧(Y2方向侧)的散热片22的表面积的合计。例如,在将Z方向上的高度比较小的元件11配置在基板10的上游侧(Y2方向侧)且将未图示的变压器和电抗器等磁性部件、或者电容器等Z方向上的高度比较大的部件配置在基板10的下游侧(Y1方向侧)的情况下,能够提高下游侧(Y1方向侧)的散热性能。对上述方式换言之,电力转换装置100具有框架构件20,在框架构件20安装基板10,框架构件20在与基板10的安装面(冷却面21)相对的背面侧(底面侧)设置散热片22。并且,高度比较低的散热片22的片数比高度比较高的散热片22的片数多。此外,下游侧(Y1方向侧)的Z方向上的高度比较低的散热片22的X方向上的厚度也可以比上游侧(Y2方向侧)的高度比较高的散热片22的X方向上的厚度薄。
冷却风扇50送出用于对安装于基板10的元件11进行冷却的冷却风。具体而言,在框架构件20的Y2方向侧配置有两个冷却风扇50。并且,冷却风扇50构成为,从Y2方向侧吸入电力转换装置100的外部的外部空气,并且对框架构件20的散热片22送出冷却风。来自冷却风扇50的冷却风在框架构件20的Z2方向侧的空间内流通,由此对多个散热片22进行冷却。此外,冷却风扇50的固定构造的详细后述。
如图2和图3所示,顶板构件30是以覆盖安装于框架构件20的状态的基板10的方式配置的金属板制的构件。另外,顶板构件30以在框架构件20的Z1方向侧(顶面侧)沿着XY平面覆盖框架构件20和基板10的方式配置。另外,顶板构件30通过对金属板进行冲压加工来形成。
并且,在本实施方式中,金属板制的顶板构件30具有顶板弯折部31。顶板弯折部31是通过顶板构件30的配置连接器60的一侧(Y1方向侧)的端部弯折而设置的。顶板弯折部31具有沿着XZ平面的平坦面。具体而言,顶板弯折部31是通过金属板制的板状的顶板构件30的Y1方向侧的端部沿着Z2方向弯折而形成的。另外,顶板弯折部31抑制连接器60的移动。利用顶板弯折部31抑制连接器60的移动的详细(连接器60的固定构造的详细)后述。
底板构件40是以与顶板构件30相对的方式配置的金属板制的构件。底板构件40配置为,在框架构件20的Z2方向侧(底面侧)沿着XY平面以与顶板构件30相对的状态覆盖框架构件20。另外,底板构件40构成为,以覆盖框架构件20的Z2方向侧的散热片22的方式配置,由此作为使来自冷却风扇50的冷却风向Y1方向侧流通的引导件来发挥功能。
并且,在本实施方式中,金属板制的底板构件40具有底板弯折部41。底板弯折部41是通过底板构件40的配置连接器60的一侧(Y1方向侧)的端部弯折而设置的。具体而言,底板弯折部41是通过金属板制的板状的底板构件40的Y1方向侧的端部沿着Z1方向弯折而形成的。另外,底板弯折部41抑制连接器60的移动。利用底板弯折部41抑制连接器60的移动的详细(连接器60的固定构造的详细)后述。
另外,如图3、图6和图7所示,在本实施方式中,金属板制的底板构件40具有通气孔42。在底板构件40的Y1方向侧设置有多个(四个)通气孔42。通气孔42是为了使来自冷却风扇50的冷却风向外部流通而设置的。来自冷却风扇50的冷却风被从Y2方向侧吸入,在框架构件20的Z2方向侧向Y1方向流通之后,被从通气孔42向外部排出。
此外,在本实施方式中,底板弯折部41是通过使底板构件40在底板构件40的Y1方向侧的端部呈阶梯状弯折成两个阶段而设置的。并且,通气孔42设置于呈阶梯状弯折成两个阶段的底板构件40的台阶部分43(参照图6和图7)。具体而言,在底板构件40中,在第1阶段,从沿着XY平面的方向向Z1方向侧倾斜地弯折之后,再次以沿着XY平面的方式弯折,由此形成台阶部分43。并且,在第2阶段,以沿着框架构件20的配置连接器60的Y1方向侧的侧面部分的方式,底板构件40向Z1方向弯折成大致直角,由此设置出底板弯折部41。通气孔42设置于该倾斜的第1阶段的台阶部分43。
如图2所示,连接器60包括3个连接器61、连接器62和连接器63。在本实施方式中,连接器60(连接器61~62)将电力转换装置100的外部和基板10电连接。此外,连接器61是权利要求书中的“第1连接器”的一个例子。另外,连接器62是权利要求书中的“第2连接器”的一个例子。
具体而言,连接器61是为了向基板10供给来自电池102的直流电力而设置的输入用的连接器。例如,利用外部的电气配线等连接线材将电池102和连接器61连接。然后,来自电池102的直流电力经由连接器61输入于基板10。另外,连接器62是为了向外部的负载103供给通过安装于基板10的元件11的电力转换动作转换后的交流电力而设置的输出用的连接器。例如,与连接器61同样,利用外部的电气配线等连接线材将负载103和连接器62连接。并且,通过元件11的开关动作转换后的交流电力经由连接器62从基板10输出且向负载103供给。
另外,连接器63是为了向基板10输入控制元件11的电力转换动作的控制信号而设置的信号用连接器。例如,利用未图示的外部的操作部,受理开始由电力转换装置100输出交流电力的操作。在该情况下,从连接于连接器63的信号线经由连接器63向基板10输入用于开始电力转换动作的控制信号。基板10的元件11基于经由连接器63输入的控制信号来开始电力转换动作。
(连接器固定构造)
如图3和图7所示,在本实施方式中,连接器60(连接器61~63)固定于基板10。例如,在将用于固定连接器61的腿部61a插入于在基板10设置的孔部10a的状态下,将连接器61的连接端子钎焊于基板10,由此连接器61以电连接的状态固定于基板10。连接器62也同样通过将设置于连接器62的腿部62a插入于在基板10设置的孔部10a而固定于基板10。腿部61a和腿部62a例如是具有爪部的快速装配构造。另外,连接器63利用螺钉等紧固构件63a固定于基板10。此外,在框架构件20的Y1方向侧的侧面部分设置有用于配置连接器61~63的空间23,连接器61~63未直接固定于框架构件20。
并且,如图7~图9所示,在电力转换装置100中,固定于基板10的连接器60(连接器61~63)构成为,为了抑制由于连接器60的移动而对基板10施加负荷(载荷)导致的钎焊不良和基板10的翘曲等异常,利用顶板构件30和底板构件40使连接器60不会超过预定的范围地移动。具体而言,在本实施方式中,构成为,金属板制的顶板构件30的顶板弯折部31和金属板制的底板构件40的底板弯折部41分别抵接于连接器60(连接器61~63),由此抑制连接器60(连接器61~63)各自的移动。此外,在以下的说明中,以连接器60中的连接器61为例对连接器60的固定构造进行说明。在图7~图9中图示出抑制连接器61移动的构造,但在连接器62和连接器63中也构成为利用相同的构造来抑制移动。
如图7和图8所示,在本实施方式中,连接器61在顶面侧(Z1方向侧)具有供顶板弯折部31插入的槽部61b。槽部61b沿着顶板弯折部31在Z方向上延伸的平面(XZ平面)设置于连接器61的Z1方向侧。另外,连接器61在底面侧(Z2方向侧)具有供底板弯折部41插入的槽部61c。槽部61c与Z1方向侧的槽部61b相反地沿着底板弯折部41在Z方向上延伸的平面(XZ平面)设置于连接器61的Z2方向侧。此外,槽部61b和槽部61c分别是权利要求书中的“顶板侧槽部”和“底板侧槽部”的一个例子。
在本实施方式中,顶板弯折部31在插入于槽部61b的状态下与槽部61b的内表面抵接,由此抑制连接器61沿着底板构件40和顶板构件30相对的方向(Z方向)移动。具体而言,顶板弯折部31构成为,通过Z2方向侧的端部与槽部61b的底部分(Z2方向侧的平面)抵接来抑制连接器61向Z1方向侧移动。在施加使连接器61向Z1方向侧移动的负荷的情况下,顶板弯折部31构成为,从Z1方向侧与连接器61抵接,以使连接器61不会超过预定的范围地移动,该预定的范围是指不会发生钎焊接合部的异常或基板10的翘曲等异常的范围。此外,顶板弯折部31没有如后述的底板弯折部41的凸部41a那样设置增大Y方向的宽度的部分,而是通过使顶板构件30以具有沿着XZ平面的平坦面的方式弯折而形成顶板弯折部31。另外,在顶板弯折部31与槽部61b之间设有间隙,在未对连接器61施加振动或负荷(载荷)等使连接器61移动的力的情况下,顶板构件30(顶板弯折部31)构成为,不与连接器61(槽部61b)抵接。
另外,在本实施方式中,底板弯折部41在插入于槽部61c的状态下与槽部61c的内表面抵接,由此抑制连接器61移动。具体而言,底板弯折部41在插入于连接器61的槽部61c的部分具有凸部41a。凸部41a以向底板弯折部41的插入于连接器61的部分的厚度方向(Y方向)突出的方式设置。底板弯折部41设置有凸部41a,由此在底板弯折部41的插入于连接器61的部分的厚度方向(Y方向)上抑制连接器61的移动。
详细而言,在底板弯折部41沿着X方向各设置有两个凸部41a(参照图6)。另外,凸部41a是通过基于冲压加工的拉深加工而形成的凸棱(隆起)。凸部41a是通过将沿着XZ平面扩展的底板弯折部41向Y1方向压出而形成的。另外,凸部41a具有沿着X方向延伸的直线形状(圆角长方形)。并且,连接器61的槽部61c在Y方向上的宽度W1(参照图7)比包括凸部41a的底板弯折部41在Y方向上的宽度W2(参照图7)稍大。并且,底板弯折部41构成为,在施加使连接器61沿着Y方向移动的负荷的情况下,凸部41a与连接器61抵接,以使连接器61不会超过预定的范围而移动,该预定的范围是指不会发生钎焊接合部的异常或基板10的翘曲等异常的范围。因而,在本实施方式中,电力转换装置100利用设置于底板弯折部41的凸部41a来抑制连接器61在Y方向(底板弯折部41的厚度方向)上移动,并且利用顶板弯折部31来抑制连接器61沿着Z方向(底板构件40和顶板构件30相对的方向)移动。此外,在未对连接器61施加振动或负荷(载荷)等使连接器61移动的力的情况下,与顶板构件30(顶板弯折部31)同样,底板构件40(底板弯折部41)构成为不与连接器61(槽部61c)抵接。
另外,如图8和图9所示,在本实施方式中,连接器61具有分别向顶板构件30和底板构件40突出的连接器突出部61d和连接器突出部61e。具体而言,连接器突出部61d在槽部61b的底部分(Z2方向侧的面)的X方向上的中央部分以朝向顶板构件30向Z1方向侧突出的方式设置。另外,连接器突出部61e在槽部61c的底部分(Z1方向侧的面)的X方向上的中央部分以朝向底板构件40向Z2方向侧突出的方式设置。
并且,在本实施方式中,底板弯折部41具有凹状的缺口部41b。缺口部41b通过与连接器突出部61e抵接来抑制连接器61在X方向上移动,该X方向是指与底板弯折部41的厚度方向、以及顶板构件30与底板构件40相对的方向正交的方向(与Y方向和Z方向正交的方向)。同样地,顶板弯折部31具有凹状的缺口部31a。缺口部31a通过与连接器突出部61d抵接来抑制连接器61在X方向上移动。即,顶板弯折部31和底板弯折部41构成为,在施加使连接器61沿着X方向移动的负荷的情况下缺口部31a和缺口部41b分别与连接器突出部61d和连接器突出部61e抵接,以使连接器61不会超过预定的范围地移动,该预定的范围是指不会发生钎焊接合部的异常或基板10的翘曲等异常的范围。
此外,如图3所示,顶板弯折部31设置有分别与连接器61~63对应的3个缺口部31a。
另外,如图6和图9所示,以分别与3个连接器61~63对应的方式设置有3个底板弯折部41。并且,在3个底板弯折部41以分别与3个连接器61~63对应的方式分别设置有缺口部41b。并且,在底板弯折部41的各个底板弯折部41中,在X方向上,在缺口部41b的两侧各配置有一个凸部41a。
(冷却风扇的固定构造)
如图3和图10所示,在本实施方式中,冷却风扇50利用螺钉等紧固构件50a螺纹固定于框架构件20而被紧固固定。具体而言,冷却风扇50设置于框架构件20的与设置有连接器60的Y1方向侧的侧面部分相对的Y2方向侧的侧面部分。冷却风扇50具有大致长方体形状。另外,冷却风扇50在四个角中的至少对角线上的两个角利用紧固构件50a固定于框架构件20。另外,金属板制的底板构件40具备冷却风扇侧弯折部44,冷却风扇侧弯折部44通过Y2方向侧的端部弯折,来从Y2方向侧覆盖冷却风扇50。冷却风扇侧弯折部44未被固定于冷却风扇50,而是以悬臂梁状的方式设置。另外,冷却风扇侧弯折部44以避开冷却风扇50的紧固构件50a的方式加工。具体而言,冷却风扇侧弯折部4以抑制其与紧固构件50a抵接的方式具有紧固构件50a用的缺口部44a。通过采用这样的方式,能够抑制冷却风扇50运行时的振动向冷却风扇侧弯折部44(底板构件40)传递,因此,抑制由于冷却风扇50运行而由电力转换装置100产生的噪音。对上述方式换言之,电力转换装置100具备:金属板制的底板构件40;框架构件20,在框架构件20安装基板10;以及冷却风扇50,其送出用于对安装于基板10的元件11进行冷却的冷却风,利用螺钉等紧固构件50a固定于框架构件20。并且,在电力转换装置100中,金属板制的底板构件40包括冷却风扇侧弯折部44,冷却风扇侧弯折部44以避开冷却风扇50的紧固构件50a的紧固部位的方式设置有缺口部44a。
[本实施方式的结构的效果]
在本实施方式中,能够获得以下那样的效果。
在本实施方式中,如上述那样,金属板制的底板构件40具有底板弯折部41,底板弯折部41在配置连接器60(连接器61~63)的一侧的端部弯折,通过与连接器60抵接来抑制连接器60的移动。由此,在将连接器60固定于基板10的情况下,无需使用螺钉等紧固构件,而能够利用使金属板制的底板构件40弯折而成的底板弯折部41来抑制连接器60的移动。在此,在金属板的弯曲加工(冲压加工)中,与切削加工相比,能够缩短加工时间同时精度良好地加工,因此,在将连接器60固定于基板10的情况下,能够抑制用于设置抑制连接器60的移动的构造的加工时间的增长。其结果,能够抑制装置结构复杂化,并且能够抑制制造作业的作业时间增长。另外,与使用螺钉等紧固构件将连接器60固定于壳体(框架构件20)的情况相比,能够利用使底板构件40弯折而成的底板弯折部41来抑制连接器60的移动,因此,能够抑制部件个数的增加同时抑制连接器60的移动。
另外,在本实施方式中,如上述那样,连接器61(连接器60)具有供底板弯折部41插入的槽部61c(底板侧槽部),底板弯折部41在插入于连接器61的槽部61c的状态下与槽部61c的内表面抵接,从而抑制连接器61的移动。由此,通过在连接器61的槽部61c插入底板弯折部41,能够有效地抑制连接器61移动。其结果,能够有效地抑制由于连接器61移动而导致的钎焊部的开裂等不良、或者基板10的翘曲等异常。
另外,在本实施方式中,如上述那样,底板弯折部41在插入于连接器61的槽部61c(底板侧槽部)的部分具有向底板弯折部41的厚度方向(Y方向)突出的凸部41a,以抑制连接器61移动。由此,通过设置凸部41a,底板弯折部41的凸部41a与连接器61抵接,由此能够更有效地抑制连接器61移动。其结果,能够更有效地抑制连接器61移动,因此,能够更有效地抑制由于连接器61移动而导致的钎焊的开裂等不良、或者基板10的翘曲等异常。
另外,在本实施方式中,如上述那样,顶板构件30在配置连接器60(连接器61~63)的一侧的端部具有弯折的顶板弯折部31,连接器61(连接器60)具有供顶板弯折部31插入的槽部61b(顶板侧槽部),顶板弯折部31具有平坦面,在插入于槽部61b的状态下与槽部61b的内表面抵接,由此抑制连接器61移动。由此,除了利用设置于底板弯折部41的凸部41a来抑制连接器61移动以外,能够利用顶板弯折部31更有效地抑制连接器61移动。因此,能够更有效地在对连接器61施加负荷的情况下抑制连接器61移动,因此,能够更有效地抑制由于连接器61移动而导致的钎焊的开裂等不良、或者基板10的翘曲等异常。
另外,在本实施方式中,如上述那样,具备安装基板10的框架构件20,顶板构件30以覆盖安装于框架构件20的状态的基板10的方式配置,底板构件40在与顶板构件30相对的状态下以覆盖框架构件20的方式配置。由此,即使在通过基于切削加工的削出等来制造用于固定基板10的框架构件20的情况下,通过对金属板制的底板构件40进行弯曲加工,也能够不利用框架构件20而利用底板构件40来抑制连接器60(连接器61~63)移动。因此,即使在通过基于切削加工的削出等来设置固定基板10的框架构件20的情况下,也能够利用以覆盖框架构件20的方式配置的底板构件40,抑制制造作业的作业时间增长同时抑制连接器60的移动。
另外,在本实施方式中,如上述那样,具备冷却风扇50,冷却风扇50送出用于对安装于基板10的元件11进行冷却的冷却风,底板构件40具有通气孔42,通气孔42用于使来自冷却风扇50的冷却风向外部流通。由此,即使在通过使底板构件40弯折来设置抑制连接器60(连接器61~63)移动的底板弯折部41的情况下,也能够通过设置通气孔42来抑制底板构件40的弯折的部分封堵冷却风的流路。因此,即使在为了抑制连接器60的移动而使底板构件40弯折的情况下,也能够抑制冷却风扇50的冷却效率降低。
另外,在本实施方式中,如上述那样,通过使底板构件40在配置连接器60(连接器61~63)的一侧的端部弯折成阶梯状来设置底板弯折部41,通气孔42设置于弯折成阶梯状的底板构件40的台阶部分43。由此,通过在弯折成阶梯状的底板构件40的台阶部分43设置通气孔42,能够设置具有更大的开口面积的通气孔42。因此,能够进一步抑制底板构件40的弯折的部分封堵冷却风的流路。其结果,能够进一步抑制冷却风扇50的冷却效率的降低。
另外,在本实施方式中,如上述那样,连接器61(连接器60)具有向底板构件40侧突出的连接器突出部61e,底板弯折部41具有凹状的缺口部41b,通过缺口部41b与连接器突出部61e抵接,来抑制连接器61在与底板弯折部41的厚度方向、以及顶板构件30与底板构件40相对的方向正交的方向(X方向)上移动。由此,利用连接器突出部61e和底板弯折部41的缺口部41b,能够抑制连接器61在与底板弯折部41的厚度方向、以及顶板构件30与底板构件40相对的方向正交的方向(X方向)上移动。其结果,通过缺口部41b与连接器突出部61e抵接,能够进一步抑制连接器61移动,因此,能够进一步抑制由于连接器61的移动而导致的钎焊的开裂等不良、或者基板10的翘曲等异常。
另外,在本实施方式中,如上述那样,连接器60包括:连接器61(第1连接器),其用于向基板10供给来自在车辆101搭载的外部的电池102的直流电力;以及连接器62(第2连接器),其用于向外部的负载103供给通过由安装于基板10的元件11进行电力转换动作而转换后的交流电力,底板弯折部41通过分别与连接器61和连接器62抵接来抑制连接器61和连接器62各自的移动。由此,即使在由于车辆101移动等而对电力转换装置100施加振动的情况下,也能够利用底板弯折部41有效地抑制连接器61和连接器62移动。
[电力转换装置的制造方法]
接下来,参照图3和图11来说明本实施方式的电力转换装置100的制造方法。
首先,在步骤S1中,通过冲压加工形成金属板制的顶板构件30和底板构件40。
具体而言,如图3所示,通过冲压加工使配置于基板10的顶面侧(Z1方向侧)的金属板制的顶板构件30的配置连接器60的一侧(Y1方向侧)的端部弯折,由此形成顶板弯折部31。另外,通过冲压加工使配置于基板10的底面侧(Z2方向侧)的金属板制的底板构件40的配置连接器60的一侧(Y1方向侧)的端部弯折,由此形成底板弯折部41。
接下来,在步骤S2中,将连接器60(连接器61~63)固定于基板10,该连接器60用于将装置外部和安装有用于进行电力转换的元件11的基板10电连接。同样地,在基板10安装包括多个元件11的电路结构。
接下来,在步骤S3中,在通过削出加工形成的框架构件20安装基板10。
接下来,在步骤S4中,以覆盖安装于框架构件20的状态的基板10的顶面侧(Z1方向侧)的方式配置金属板制的顶板构件30。
接下来,在步骤S5中,金属板制的底板构件40在与顶板构件30相对的状态下以覆盖框架构件20的底面侧(Z2方向侧)的方式配置。具体而言,以通过底板构件40的弯折的底板弯折部41与连接器60(连接器61~63)抵接来抑制连接器60的移动的方式,与顶板构件30相对地配置金属板制的底板构件40。
此外,步骤S4中的配置顶板构件30的工序和步骤S5中的配置底板构件40的工序也可以使任一工序先进行。
[本实施方式的电力转换装置的制造方法的效果]
在本实施方式中,能够获得以下那样的效果。
在本实施方式的电力转换装置100的制造方法中,如上述那样,具备以下工序:通过冲压加工使配置在基板10的底面侧的金属板制的底板构件40的配置连接器60的一侧的端部弯折(步骤S1);以通过底板构件40的弯折的底板弯折部41与连接器60抵接来抑制连接器60的移动的方式,与顶板构件30相对地配置金属板制的底板构件40(步骤S5)。由此,在基板10固定连接器60的情况下,无需使用螺钉等紧固构件,能够利用使金属板制的底板构件40弯折而成的底板弯折部41来抑制连接器60的移动。在此,在金属板的弯曲加工(冲压加工)中,与切削加工相比,能够缩短加工时间同时能够精度良好地加工,因此,在基板10固定连接器60的情况下,能够抑制用于设置抑制连接器60的移动的构造的加工时间增长。其结果,能提供一种能够抑制装置结构复杂化,并且能够抑制制造作业的作业时间增长的电力转换装置100的制造方法。另外,与使用螺钉等紧固构件将连接器60固定于壳体(框架构件20)的情况相比,能够利用使底板构件40弯折而成的底板弯折部41来抑制连接器60的移动,因此,能够抑制部件个数的增加同时抑制连接器60的移动。
[变形例]
此外,应该认为,本次公开的实施方式在所有方面均是示例性的,并非限制性的。本发明的范围并不是由上述实施方式的说明来表示,而是由权利要求书表示,并且包括与权利要求书等同的含义和范围内的全部变更(变形例)。
例如,在上述实施方式中,示出连接器61(连接器60)具有供底板弯折部41插入的槽部61c的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以是,在连接器60没有设置槽部61c,底板弯折部41抵接于连接器60的底面(Z2方向侧的平面)。另外,也可以是,在底板弯折部41侧设置槽部,并且将设置于连接器60侧的凸部插入于底板弯折部41侧的槽部。
另外,在上述实施方式中,示出在底板弯折部41设置有凸部41a的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以使底板弯折部41形成为,没有设置凸部41a而具有平坦面。另外,也可以增大底板弯折部41整体的宽度(厚度)。
另外,在上述实施方式中,示出顶板构件30包括具有平坦面的顶板弯折部31,底板构件40具有设有凸部41a的底板弯折部41的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以构成为,在顶板构件30设置具有凸部的顶板弯折部31,并且在底板构件40设置具有平坦面(不具有凸部41a)的底板弯折部41。
另外,在上述实施方式中,示出顶板构件30和底板构件40以夹着安装基板10的框架构件20的方式配置的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以除了顶板构件30和底板构件40以外,还设置构成侧面部分的侧板构件。
另外,在上述实施方式中,示出具备送出冷却风的冷却风扇50,并且在底板构件40设置有用于使来自冷却风扇50的冷却风流通的通气孔42的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以不设置冷却风扇50。另外,也可以不在底板构件40而是在构成侧面部分的框架构件20设置通气孔。
另外,在上述实施方式中,示出通过使底板构件40弯折成阶梯状来设置底板弯折部41的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以通过使底板构件40弯折一次来设置底板弯折部41。
另外,在上述实施方式中,示出连接器61具有分别向顶板构件30和底板构件40突出的连接器突出部61d和连接器突出部61e,并且顶板弯折部31和底板弯折部41分别具有缺口部31a和缺口部41b的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以在顶板构件30和底板构件40不设置缺口部31a和缺口部41b。另外,也可以仅在顶板弯折部31和底板弯折部41的任一者设置缺口部31a(缺口部41b)。另外,也可以对顶板弯折部31和底板弯折部41设置两个以上的缺口部31a(缺口部41b)。
另外,在上述实施方式中,示出电力转换装置100是对来自在车辆101搭载的电池102的直流电力进行转换的变换器装置的例子,但本发明并不限于此。例如,电力转换装置100也可以是对来自交流电源的交流电力进行转换且输出的变换器装置。
另外,在上述实施方式中,示出设置有通过对底板弯折部41进行冲压加工而呈直线状拉深加工出的凸棱即凸部41a的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以通过增大底板弯折部41的局部的壁厚来设置凸部41a。另外,凸部41a的形状也可以不是直线状而是圆形等。
附图标记说明
10:基板;11:元件(电子元器件);20:框架构件;30:顶板构件;31:顶板弯折部;40:底板构件;41:底板弯折部;41a:凸部;41b:缺口部;42:通气孔;43:台阶部分;50:冷却风扇;60:连接器;61:连接器(第1连接器);61b:槽部(顶板侧槽部);61c:槽部(底板侧槽部);61e:连接器突出部;62:连接器(第2连接器);100:电力转换装置;101:车辆;102:电池;103:负载。
Claims (11)
1.一种电力转换装置,其中,
该电力转换装置具备:
基板,在所述基板安装用于进行电力转换的元件;
连接器,其固定于所述基板,用于将装置外部和所述基板电连接;
金属板制的顶板构件,其以覆盖所述基板的方式配置;以及
金属板制的底板构件,其以与所述顶板构件相对的方式配置,
金属板制的所述底板构件具有底板弯折部,所述底板弯折部在金属板制的所述底板构件的配置所述连接器的一侧的端部弯折,通过与所述连接器抵接来抑制所述连接器的移动。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置,其中,
所述连接器具有供所述底板弯折部插入的底板侧槽部,
所述底板弯折部在插入于所述连接器的所述底板侧槽部的状态下与所述底板侧槽部的内表面抵接,由此抑制所述连接器的移动。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置,其中,
所述底板弯折部在插入于所述连接器的所述底板侧槽部的部分具有向所述底板弯折部的厚度方向突出的凸部,以抑制所述连接器的移动。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置,其中,
所述顶板构件具有顶板弯折部,所述顶板弯折部在所述顶板构件的配置所述连接器的一侧的端部弯折,
所述连接器具有供所述顶板弯折部插入的顶板侧槽部,
所述顶板弯折部具有平坦面,在插入于所述顶板侧槽部的状态下与所述顶板侧槽部的内表面抵接,由此抑制所述连接器的移动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力转换装置,其中,
该电力转换装置还具备框架构件,在所述框架构件安装所述基板,
所述顶板构件以覆盖安装于所述框架构件的状态的所述基板的方式配置,
所述底板构件在与所述顶板构件相对的状态下以覆盖所述框架构件的方式配置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力转换装置,其中,
该电力转换装置还具备冷却风扇,所述冷却风扇送出用于对安装于所述基板的所述元件进行冷却的冷却风,
所述底板构件具有通气孔,所述通气孔用于使来自所述冷却风扇的冷却风向外部流通。
7.根据权利要求6所述的电力转换装置,其中,
所述底板弯折部是通过使所述底板构件在配置所述连接器的一侧的所述端部弯折成阶梯状而设置的,
所述通气孔设置于弯折成阶梯状的所述底板构件的台阶部分。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述连接器具有向所述底板构件侧突出的连接器突出部,
所述底板弯折部具有凹状的缺口部,通过所述缺口部与所述连接器突出部抵接,抑制所述连接器在与所述底板弯折部的厚度方向、以及所述顶板构件与所述底板构件相对的方向正交的方向上移动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述连接器包括:第1连接器,其用于向所述基板供给来自在车辆搭载的外部的电池的直流电力;以及第2连接器,其用于向外部的负载供给通过由安装于所述基板的所述元件进行电力转换动作而转换后的交流电力,
所述底板弯折部通过分别与所述第1连接器和所述第2连接器抵接来抑制所述第1连接器和所述第2连接器各自的移动。
10.一种连接器固定构造,其中,
该连接器固定构造具备:
基板,在所述基板安装电子元器件;
连接器,其固定于所述基板,用于将装置外部和所述基板电连接;
金属板制的顶板构件,其以覆盖所述基板的方式配置;以及
金属板制的底板构件,其以与所述顶板构件相对的方式配置,
金属板制的所述底板构件具有底板弯折部,所述底板弯折部在金属板制的所述底板构件的配置所述连接器的一侧的端部弯折,通过与所述连接器抵接来抑制所述连接器的移动。
11.一种电力转换装置的制造方法,其中,
该电力转换装置的制造方法具备以下工序:
将连接器固定于基板的工序,所述连接器用于将装置外部和安装有用于进行电力转换的元件的所述基板电连接;
以覆盖所述基板的顶面侧的方式配置金属板制的顶板构件的工序;
通过冲压加工使配置于所述基板的底面侧的金属板制的底板构件的配置所述连接器的一侧的端部弯折的工序;以及
以通过所述底板构件的弯折的底板弯折部与所述连接器抵接来抑制所述连接器的移动的方式,与所述顶板构件相对地配置金属板制的所述底板构件的工序。
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