-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsstruktur für eine Stromwandlungsvorrichtung, die geeignet ist, in einem Fahrzeug montiert zu werden.
-
Hintergrund
-
In einem Fahrzeug, das einen Elektromotor als Antriebsquelle verwendet, sind Stromumwandlungsvorrichtungen wie etwa ein Wechselrichter und ein Konverter montiert, um den Elektromotor mit Strom einer Batterie anzutreiben. In jenen oben beschriebenen Stromwandlungsvorrichtungen ist es im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung mit der Batterie oder dem Elektromotor notwendig, volle Erwägung eines Leitungsversagens durchzuführen, welches beispielsweise durch mechanisches Brechen oder den elektrischen Durchbruch aufgrund des Eindringens von Wasser oder einer leitfähigen Fremdsubstanz in einem Verbindungsbereich verursacht wird, was durch eine externe Kraft wie etwa Vibration verursacht werden kann, die auftritt, während das Fahrzeug fährt.
-
Die oben beschriebene Stromwandlungsvorrichtung verwendet in vielen Fällen eine Anti-Vibrationsstruktur für einen mechanischen Verbindungsbereich mit einem Fahrzeug, insbesondere wenn die Stromwandlungsvorrichtung an einem Motorraum montiert ist, dessen Vibrationsbedingungen schwerwiegend sind (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
-
Weiter ist im Hinblick auf Verbindungszuverlässigkeit eines elektrischen Verbindungsbereichs ein Kabelbaum, dessen ein Ende mit einer externen Vorrichtung wie der Batterie oder dem Elektromotor verbunden ist, mechanisch fest an der Stromwandlungsvorrichtung durch Vermittlung einer Klammer befestigt, die in vielen Fällen mit dem Kabelbaum selbst integriert ist. Bei Verwendung der Befestigungsstruktur, die oben beschrieben ist, wird eine Wasserdichtheit zwischen einem Gehäuse und einem Verbindungsbereich des Kabelbaums sichergestellt (siehe beispielsweise Patentliteratur 2).
-
Somit wird in einer Struktur des Stands der Technik für den elektrischen Verbindungsbereich, für welchen hohe Zuverlässigkeit verlangt wird, ein Einfluss einer externen Kraft, die unter schweren Vibrationsbedingungen erzeugt wird, mit der Flexibilität des Kabelbaums gemindert. Weiter sind in der Struktur des Stands der Technik das Gehäuse und der Kabelbaum mechanisch fest miteinander über Vermittlung der Klammer verbunden, die mit dem Kabelbaum integriert ist, um die Wasserdichtigkeit sicherzustellen.
-
Zitateliste
-
Patetliteratur
-
- PTL 1: JP 2004-328870 A
- PTL 2: JP 2011-166981 A
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Jedoch hat der Stand der Technik das folgende Problem.
-
Mit Ansteigen bei der Ausgabe der Stromwandlungsvorrichtung ist es erforderlich, dass ein elektrischer Leiter, wie etwa der Kabelbaum, eine konduktive Fläche sicherstellt, um so den Effekt von beispielsweise Wärmeerzeugung oder einer Reduktion bei der Spannung zu mildern, welches durch Energetisierung verursacht wird. Zusammen mit der Notwendigkeit, die leitfähige Fläche sicherzustellen, wächst die Steifheit des Kabelbaums selbst. Als Ergebnis sinkt die Flexibilität des Kabelbaums. Daher wird es schwierig, den Kabelbaum unter den schweren Vibrationsbedingungen anzuwenden.
-
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das oben beschriebene Problem zu lösen und hat als Aufgabe, eine Verbindungsstruktur für eine Stromwandlungsvorrichtung zu erhalten, die eine elektrische Verbindungsstruktur aufweist, ohne Flexibilität zu beeinträchtigen, selbst wenn eine leitfähige Fläche ansteigt, zusammen mit einem Anstieg bei der Abgabe der Stromwandlungsvorrichtung, und ist unter schweren Vibrationsbedingungen anwendbar, wenn die Stromwandlungsvorrichtung in einem Fahrzeug montiert ist.
-
Problemlösung
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindungsstruktur für eine Stromwandlungsvorrichtung, die in einem Fahrzeug zu montieren ist, bereitgestellt, beinhaltend: ein Gehäuse der Stromwandlungsvorrichtung; einen elektrischen Verbindungsteil, der mechanisch mit dem Gehäuse zu verbinden ist, und konfiguriert ist, die Stromwandlungsvorrichtung und eine externe Vorrichtung elektrisch miteinander zu verbinden; und einen elektrischen Leiter, der konfiguriert ist, die Stromwandlungsvorrichtung und den elektrischen Verbindungsteil elektrisch miteinander zu verbinden, wobei das Gehäuse und der elektrische Verbindungsteil mechanisch miteinander durch Vermittlung einer Antivibrationsstruktur verbunden sind, und wobei der elektrische Leiter eine solche Flexibilität aufweist, dass er in der Lage ist, einem relativen Versatz zwischen dem Gehäuse und dem elektrischen Verbindungsteil zu folgen.
-
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die unter den schweren Vibrationsbedingungen anzuwendenden Antivibrationsstrukturen nicht nur an einem mechanischen Verbindungsbereich, sondern auch dem elektrischen Verbindungsbereich vorgesehen sein. Weiter kann aufgrund der Flexibilität der Antivibrationsstrukturen die notwendige Produktgenauigkeit reduziert werden und wird Arbeit, die in der elektrischen Wandlungsvorrichtung durchzuführen ist, eliminiert. Somit kann das Herstellungsmanagement vereinfacht werden, um eine Reduktion bei den Herstellkosten zu ermöglichen.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein perspektivische Entwicklungsansicht zum Illustrieren einer Stromwandlungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Perspektivansicht einer Stromwandlungsvorrichtung, welche in die Stromwandlungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einzubauen ist.
- 3 ist eine interne Konfigurationsansicht eines Gehäuses der Stromwandlungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine interne Konfigurationsansicht eines Gehäuses der Stromwandlungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine Entwicklungsansicht einer Anti-Vibrationsstruktur für die Stromwandlungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Beschreibung von Ausführungsform
-
Bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen wird eine Verbindungsstruktur für eine Stromwandlungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unten beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben oder entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen zur Beschreibung bezeichnet.
-
Erste Ausführungsform
-
1 ist eine perspektivische Entwicklungsansicht zum Illustrieren einer Verbindungsstruktur für eine Stromwandlungsvorichtung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 illustriert, beinhaltet die Stromwandlungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform einen Kühler 1, Gehäuse 2 und 3, einen elektrischen Verbindungsteil 4 und ein Kabel 5. Die Gehäuse 2 und 3 entsprechen einem Gehäuse der Stromwandlungsvorrichtung.
-
2 ist eine Perspektivansicht einer Stromwandlungsvorrichtung, welche in die Stromwandlungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einzubauen ist. Eine in 2 illustrierte Stromwandlungsschaltung 11 beinhaltet eine Vielzahl von Halbleitermodulen 11a, einen Kondensator 11b und eine Steuerplatine 11c. die Stromwandlungsschaltung 11 ist in dem in 1 illustrierten Kühler 1 untergebracht.
-
3 ist eine externe Konfigurationsansicht des Gehäuses 2 der Stromwandlungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 3 wird ein Zustand, in welchem eine umgossene Komponente 21 und ein Stromsensor 22 im Gehäuse 2 untergebracht sind, exemplifiziert. In diesem Fall wird die umgossene Komponente 21 integral mit einer Busschiene gebildet, welche ein Gleichstrom, der von einer Batterie geliefert wird, passiert. Der Stromsensor 22 ist ein Sensor, der konfiguriert ist, einen Wechselstrom, der am Elektromotor einzugeben ist, zu detektieren.
-
Die Busschiene und der Stromsensor 22 sind elektrisch mit den in der Stromwandlungsschaltung 11, die im Kühler 1 untergebracht ist, enthaltenen elektronischen Komponenten verbunden.
-
4 ist eine interne Konfigurationsansicht des Gehäuses 3 der Stromwandlungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 4 ist ein Zustand, in welchem eine umgossene Komponente 31 und ein Anschlussblock 32 im Gehäuse 3 untergebracht sind, exemplifiziert.
-
In diesem Fall wird eine umgossene Komponente 31 integral mit einer Busschiene gebildet, durch welche ein an dem Elektromotor einzugebender Wechselstrom hindurchgeht. Der Anschlussblock 32 ist mit einem Kabel elektrisch verbunden, das ein Ende mit der Batterie verbunden aufweist. Weiter weist das Gehäuse 3 Anti-Vibrationsstrukturen 33 auf, die konfiguriert sind, die Stromwandlungsvorrichtung und einen Motor mechanisch zu verbinden.
-
Der elektrische Verbindungsteil 4 ist mechanisch mit dem Gehäuse 3 durch Vermittlung der Anti-Vibrationsstrukturen 33 verbunden. Obwohl eine detaillierte Illustration weggelassen wird, beinhaltet der elektrische Verbindungsteil 4 eine umgossene Komponente 4, einen Anschluss 42, einen Verriegelungsbereich 43 und wasserdichte Dichtbereiche 44 und 45.
-
In der oben beschriebenen Konfiguration wird die umgossene Komponente 41 integral mit einer Busschiene gebildet, durch welche ein an dem Elektromotor einzugebender Wechselstrom hindurchgeht, und ist elektrisch mit der in dem Gehäuse 2 untergebrachten Stromwandlungsvorrichtung über das Kabel 5 verbunden. Der Anschluss 42 dient dazu, ein Steuersignal ein- und auszugeben. Der Verriegelungsbereich 43 detektiert die Exposition eines Hochdruckbereichs im Hinblick auf Isolationsschutz. Der elektrische Verbindungsteil 4 weist eine Wasserdichtungs-Funktion auf, unter Verwendung der wasserdichten Abdichtbereiche 44 und 45.
-
5 ist eine Entwicklungsansicht der als eine Verbindungsstruktur für die Stromwandlungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Anti-Vibrationsstruktur. Jede der in 4 illustrierten Anti-Vibrationsstrukturen 33, die oben referenziert sind, weist eine Triplexstruktur auf, die eine innere Buchse 33a mit einem Flansch und einer zylindrischen Form auf, eine äußere Buchse 33b mit einem Flansch und einer zylindrischen Form und ein elastisches Metallelement 33c beinhaltet. In der Triplexstruktur sandwichen die innere Buchse 33a und die äußere Buchse 33b das dazwischen angeordnete elastische Metallelement 33c.
-
Das elastische Metallelement 33c weist fibröse Metallgeflecht-Struktur auf. Das elastische Metallelement 33c weist eine Struktur auf, in der die fibrösen Metalle zum Zeitpunkt der Vibration aneinander reiben, um Vibrationsenergie in thermische Energie umzuwandeln, um so die Vibrationsenergie zu absorbieren, wie im Falle eines allgemeinen Anti-Vibrationsgummis.
-
Die oben erwähnten Anti-Vibrationsstrukturen 33 sind nicht nur an einem mechanischen Verbindungsbereich zwischen der Stromwandlungsvorrichtung und dem Motor vorgesehen, sondern auch an einem Befestigungsbereich zwischen dem Gehäuse 3 und dem elektrischen Verbindungsteil 4. Somit üben die Anti-Vibrationsstrukturen 33 einen Effekt nicht nur für die Anti-Vibration gegenüber sich aus dem Motor ausbreitender Vibration aus, sondern auch für Anti-Vibration gegenüber Vibration, die sich von einer Komponente ausbreitet, die fest an dem elektrischen Verbindungsteil 4 der Stromwandlungsvorrichtung befestigt ist.
-
Als Nächstes werden die zwischen dem Gehäuse 3 und dem elektrischen Verbindungsteil 4 lokalisierten, wasserdichten Abdichtbereiche 44 und 45 beschrieben. Der wasserdichte Abdichtbereich 44 ist zwischen dem Kabel 5 und dem elektrischen Verbindungsteil 4 angeordnet und kann als eine Gummidichtung erzielt werden. Der wasserdichte Abdichtbereich 44 dient dazu, Wasserdichtigkeit durch engen Kontakt zwischen dem elektrischen Verbindungsteil 4 und dem Kabel 5 sicherzustellen.
-
Derweil ist der wasserdichte Dichtbereich 45 zwischen dem Gehäuse 3 und dem elektrischen Verbindungsteil 4 angeordnet und kann als eine Dichtung erzielt werden, die durch Integration eines Abdichtbereichs 451 und eines Deformations-Folgestrukturbereichs 452 erhalten werden. Der Abdichtbereich 451 stellt Wasserdichtigkeit durch engen Kontakt zwischen dem Gehäuse 3 und dem elektrischen Verbindungsteil 4 her. Derweil weist der Deformations-Folgestrukturbereich 452 eine flexible deformierbare Struktur auf, die der Deformation des elektrischen Verbindungsteils 4 folgt.
-
Wie oben beschrieben, wird der wasserdichte Abdichtbereich 45 aus der Packung gebildet, die durch Integration des Dichtbereichs 451 und des Deformations-Folgestrukturbereichs 452 erhalten wird, und erzielt sowohl die Wasserdichtigkeit als auch die Flexibilität gleichzeitig. Um ausreichend die Wasserdichtigkeit sicherzustellen, wenn der Deformations-Folgestrukturbereich 452 der Deformation des elektrischen Verbindungsteils 4 folgt, wird ein Metallkern in die integrierte Dichtung eingefügt, um engeren Kontakt mit dem Gehäuse 3 zu erzielen.
-
Ein erstes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der Verbindungsstruktur für die elektronische Wandlungsvorrichtung, die in dem Motor zu montieren ist. Die elektrische Wandlungsvorrichtung und der Motor werden mechanisch miteinander über Vermittlung der Anti-Vibrationsstrukturen 33 verbunden. Andererseits wird der elektrische Verbindungsteil 4 der Stromwandlungsvorrichtung außerhalb des Gehäuses 3 installiert und ist mechanisch und elektrisch mit dem Gehäuse 3 über die Vermittlung der Anti-Vibrationsstrukturen 33 und des Kabels 5, der ein flexibler Leiter ist, verbunden.
-
Ein elektrischer Leiter kann anstelle des Kabels 5 verwendet werden. In einem Fall, in welchem der elektrische Leiter verwendet wird, wenn elektrische Leiter durch Laminierung einer Vielzahl von dünnen Platten gebildet wird, kann eine solche Flexibilität, welche in der Lage ist, einen relativen Versatz zwischen dem Gehäuse 3 und dem elektrischen Verbindungsteil 4 zu folgen, bereitgestellt werden.
-
Ein Verbindungsbereich zwischen dem Gehäuse 3 und dem elektrischen Verbindungsteil 4 ist mit den wasserdichten Abdichtbereichen 44 und 45 abgedeckt, die beide eine flexible wasserdichte Struktur sind. Somit ist ein Freiheitsgrad an Position des elektrischen Verbindungsteils 4 hoch. Damit kann die erforderliche Positionsgenauigkeit mit der Stromwandlervorrichtung zu verbindenden Komponente reduziert werden. Gleichzeitig, wenn der elektrische Verbindungsteil 4 elektrisch mit der Stromwandlungsvorrichtung verbunden ist, ist eine Verbindungsarbeit innerhalb des Gehäuses 3 der Stromwandlungsvorrichtung nicht erforderlich.
-
Ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in einer Konfiguration der Anti-Vibrationsstrukturen 33. Jede der Anti-Vibrationsstrukturen 33 weist die nachfolgende Struktur auf. Spezifisch sind die innere Buchse 33a mit dem Flansch und der zylindrischen Form und die äußere Buchse 33 mit dem Flansch und der zylindrischen Form konfiguriert, das elastische Metallelement 33c, das aus fibrösen Metallnetzen dazwischen ausgebildet ist, zu sandwichen. Der zylindrische Bereich der inneren Buchse 33a ist an einer inneren Seite des zylindrischen Bereichs der äußeren Buchse 33b an ihn gepasst. Gleichzeitig überlagern die Flansche einander. Ein drittes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der flexiblen wasserdichten Struktur. Der Verbindungsbereich zwischen dem Gehäuse 3 und dem elektrischen Verbindungsteil 4 ist mit der Packung abgedeckt, die sowohl den Abdichtbereich 451 als auch den Deformations-Folgestrukturbereich 452 aufweist. Der Abdichtbereich 451 stellt eine Wasserdichtigkeit durch den engen Kontakt mit dem Gehäuse 3 bereit. Die Deformations-Folgestrukturbereich 452 weist eine solche Flexibilität auf, dass sie in der Lage ist, dem relativen Versatz zwischen dem Gehäuse 3 und dem elektrischen Verbindungsteil 4 zu folgen, welches durch eine externe Kraft, wie etwa Vibration des Fahrzeugs verursacht wird.
-
Wie oben beschrieben, weist die Verbindungsstruktur für die Stromwandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die Anti-Vibrationsstrukturen, die unter schweren Vibrationsbedingungen im Verbindungsbereich zwischen dem elektrischen Verbindungsteil und dem Gehäuse anwendbar sind, und die flexible mechanische Verbindungsstruktur auf. Als Ergebnis weist der elektrische Verbindungsteil einen hohen Freiheitsgrad bei der Position auf und kann die erforderliche positionelle Genauigkeit der Komponente, die mit der Stromwandlungsvorrichtung zu verbinden ist, reduzieren.
-
Weiter ist der elektrische Verbindungsteil ausgeformt, ein Gehäuse unabhängig von der Stromwandlungsvorrichtung aufzuweisen. Daher wenn ein Kabel, das ein Ende mit dem Elektromotor verbunden aufweist, elektrisch mit der Stromwandlungsvorrichtung verbunden ist, kann die Verbindungsarbeit innerhalb des Gehäuses der Stromwandlungsvorrichtung eliminiert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
2, 3 Gehäuse, 4 Elektroverbindungsteil, 5 Kabel, 33 Anti-Vibrationsstrukturen, 44, 45 wasserdichter Dichtbereich, 451 Abdichtbereich, 452 Deformations-Folgestrukturbereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2004328870 A [0005]
- JP 2011166981 A [0005]
