JP2018174197A - On-vehicle charger - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パワー素子を有する車載充電器に関するものである。 The present invention relates to an in-vehicle charger having a power element.
パワー素子は、絶縁シートを介してねじおよびナット等で筐体に取り付けられる(例えば、特許文献1参照)。従来は絶縁シートのねじを通す穴の直径が当該ねじの外径より大きく設定されることで、製造ばらつきにより筐体のねじ穴と絶縁シートの穴とに位置ずれがあっても、筐体のねじ穴が絶縁シートで隠れないようになっていた。 The power element is attached to the casing with screws and nuts via an insulating sheet (see, for example, Patent Document 1). Conventionally, the diameter of the hole through which the screw of the insulating sheet is passed is set to be larger than the outer diameter of the screw, so that even if there is a positional deviation between the screw hole of the casing and the hole of the insulating sheet due to manufacturing variations, The screw holes were not hidden by the insulating sheet.
従来は、絶縁シートの穴の直径がねじの外径より大きいため、ねじを締結した状態ではねじと絶縁シートとの間に隙間が生じる。 Conventionally, since the diameter of the hole in the insulating sheet is larger than the outer diameter of the screw, a gap is generated between the screw and the insulating sheet when the screw is fastened.
他方、車載充電器は、車両側スペースに制約があるため小型化が望まれる。そのため、車載充電器においては、1枚の絶縁シート上に複数のパワー素子を配置することによってパワー素子の設置スペースを小さくすることが考えられる。1枚の絶縁シートに複数のねじ用の穴を形成すると、製造ばらつきにより絶縁シートの穴と筐体のねじ穴の位置がずれやすい。絶縁シートの穴と筐体のねじ穴の位置がずれると、ねじを締結した状態ではねじと絶縁シートとの間に隙間が生じる。 On the other hand, the in-vehicle charger is desired to be miniaturized because the space on the vehicle side is limited. Therefore, in the on-vehicle charger, it is conceivable to reduce the installation space of the power element by arranging a plurality of power elements on one insulating sheet. When a plurality of screw holes are formed in one insulating sheet, the positions of the holes in the insulating sheet and the screw holes in the housing are liable to shift due to manufacturing variations. If the positions of the holes of the insulating sheet and the screw holes of the housing are shifted, a gap is generated between the screw and the insulating sheet when the screw is fastened.
上述のように、ねじと絶縁シートとの間に隙間が生じると、絶縁性能が低下して絶縁不良を生じるという課題があった。 As described above, when a gap is generated between the screw and the insulating sheet, there is a problem in that the insulating performance is deteriorated to cause insulation failure.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、パワー素子と筐体との絶縁性が確保された車載充電器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an in-vehicle charger in which insulation between a power element and a casing is ensured.
この発明に係る車載充電器は、冷却水が流れる水冷通路を有する筐体と、複数のパワー素子と、複数のパワー素子を筐体に固定する複数のねじと、複数のパワー素子と筐体との間に挟まれる、絶縁性を有する絶縁シートと、絶縁シートに形成された、複数のねじが挿入される複数のねじ挿入部とを備え、複数のねじ挿入部のそれぞれの直径は、ねじが挿入される前はねじの外径より小さく、ねじが挿入された状態ではねじの外径と同じである。 An in-vehicle charger according to the present invention includes a casing having a water cooling passage through which cooling water flows, a plurality of power elements, a plurality of screws for fixing the plurality of power elements to the casing, a plurality of power elements and the casing, An insulating sheet having insulation properties, and a plurality of screw insertion portions formed on the insulating sheet into which a plurality of screws are inserted. Before insertion, it is smaller than the outer diameter of the screw, and when the screw is inserted, it is the same as the outer diameter of the screw.
この発明によれば、絶縁シートに形成された複数のねじ挿入部のそれぞれの直径は、ねじが挿入される前はねじの外径より小さく、ねじが挿入された状態ではねじの外径と同じになるようにしたので、ねじと絶縁シートとの間に隙間が生じず、パワー素子と筐体との絶縁性が確保された車載充電器を提供することができる。 According to this invention, the diameter of each of the plurality of screw insertion portions formed on the insulating sheet is smaller than the outer diameter of the screw before the screw is inserted, and is the same as the outer diameter of the screw when the screw is inserted. Therefore, there is no gap between the screw and the insulating sheet, and an in-vehicle charger in which the insulation between the power element and the housing is ensured can be provided.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る車載充電器の要部を分解した状態を示す斜視図である。図2は、この発明の実施の形態1に係る車載充電器の要部を組み立てた状態を示す斜視図である。図3Aは、この発明の実施の形態1において筐体1に固定されたパワー素子3を示す斜視図であり、図3Bは、図3AのA−A線に沿って切断した断面図である。実施の形態1に係る車載充電器は、筐体1、絶縁シート2、パワー素子3、ねじ4、基板5、および水冷通路6を備える。この車載充電器は、例えば、プラグインハイブリッド自動車(PHV)に搭載されるOBC(On Board Charger)である。OBCは、基板5に実装されたパワー素子3および不図示の電子部品を用いて、外部電源の電圧をPHVの駆動用バッテリの充電用電圧に変換する機能を果たすものである。
1 is a perspective view showing a state in which a main part of an in-vehicle charger according to
筐体1は、一面が開口した箱状の金属部材である。筐体1の開口部には基板5が設置される。筐体1の内部には、開口部と対向する平面部7が形成されている。平面部7の内部には、筐体1の外部と連通した水冷通路6が形成される。水冷通路6は、通路内に冷却水を流すことで筐体1を冷却するものである。また、平面部7には、5つのパワー素子3が絶縁シート2を介して5つのねじ4で固定される。パワー素子3は、例えば、ダイオード、トランジスタ、またはMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などである。パワー素子3の電極3aはL字状に折り曲げられている。電極3aの先端部は、基板5に形成された貫通孔に通された状態ではんだ付けされる。
The
次に、パワー素子3を筐体1に固定する構造を説明する。
図4は、この発明の実施の形態1においてパワー素子3が固定される筐体1の構成例を示す平面図である。図5は、この発明の実施の形態1における絶縁シート2の構成例を示す平面図である。図6は、この発明の実施の形態1において筐体1にパワー素子3と絶縁シート2とが固定された構成例を示す平面図である。図7は、図3AのA−A線に沿って切断した断面図のうち、パワー素子3を拡大した図である。図4および図5は、パワー素子3が固定される前の状態を示す。図6および図7は、パワー素子3が固定された状態を示す。
Next, a structure for fixing the
FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of the
図4および図5に示すように、筐体1の平面部7には、5つのねじ穴1aが形成される。また、平面部7の両端部には、2つの位置決めボス1bが形成される。絶縁シート2には、平面部7の5つのねじ穴1aと相対する5つのねじ挿入部2aが形成される。また、絶縁シート2の両端部には、平面部7の2つの位置決めボス1bと相対する2つの位置決め穴2bが形成される。平面部7の上に絶縁シート2が配置された際、各位置決めボス1bと各位置決め穴2bとが係合することにより、平面部7に対して絶縁シート2が位置決めされる。
As shown in FIGS. 4 and 5, five
図6および図7に示すように、1枚の絶縁シート2の上に5つのパワー素子3が配置される。絶縁性を有する絶縁シート2は、金属製の平面部7とパワー素子3の背面側の電極3bとの間に挟まれて、平面部7と電極3bとを絶縁する。ねじ4は、パワー素子3の貫通穴3cを貫通して絶縁シート2のねじ挿入部2aに挿入し、平面部7のねじ穴1aに締結する。ねじ4がねじ穴1aに締結することで、パワー素子3は絶縁シート2を介して平面部7に固定される。パワー素子3が発する熱は、平面部7を経由して水冷通路6に放熱される。
As shown in FIGS. 6 and 7, five
先立って説明したように、車載充電器は、車両側スペースに制約があるため小型化が望まれる。そのため、複数のパワー素子3を設置するスペースを小さくする必要がある。実施の形態1では、1枚の絶縁シート2上に複数のパワー素子3を並べて配置することにより、位置決めボス1bおよび位置決め穴2b等の個数を減らすことができ、省スペース化を図ることができる。なお、実施の形態1では、1枚の絶縁シート2上に5つのパワー素子3を並べて配置する構成を示すが、パワー素子3の個数は任意でよい。しかしながら、絶縁シート2を1枚にすると、ねじ穴1a、位置決めボス1b、ねじ挿入部2a、および位置決め穴2b等の製造ばらつきによってねじ穴1aの位置とねじ挿入部2aの位置とがずれやすい。
As previously described, the in-vehicle charger is desired to be downsized because the vehicle-side space is limited. Therefore, it is necessary to reduce the space for installing the plurality of
図8Aおよび図8Bは、この発明の実施の形態1の理解を助けるための参考例であり、絶縁シート2のねじ挿入部2aとねじ4の断面との位置関係を示す平面図である。図8Aの参考例では、ねじ4の外径D4が絶縁シート2のねじ挿入部2aの直径D2aより小さい。そのため、ねじ穴1aにねじ4が締結された状態において、ねじ4外周とねじ挿入部2a内周との間に隙間が生じ、平面部7が露出する。図8Bの参考例では、図8Aに示された直径のねじ穴1aとねじ挿入部2aとに製造ばらつきによる位置ずれが生じ、ねじ4がねじ挿入部2aの端に寄っている。すると、ねじ4外周とねじ挿入部2a内周との間に大きな隙間が生じ、隙間から露出した平面部7とパワー素子3の電極3bとの絶縁距離が確保できず絶縁不良を生じる。
8A and 8B are reference examples for helping understanding of the first embodiment of the present invention, and are plan views showing the positional relationship between the
そこで、実施の形態1では、ねじ4が挿入される前の状態における絶縁シート2のねじ挿入部2aの直径D2aを、ねじ4の外径D4より小さくする。
図9は、この発明の実施の形態1における絶縁シート2のねじ挿入部2aの一例を示す平面図である。図9に示されるねじ挿入部2aは、十字状の切れ込みである。この切れ込みに接する仮想的な外接円の直径をねじ挿入部2aの直径D2aとし、ねじ4の山の頂に接する仮想的な円筒の直径をねじ4の外径D4とした場合、ねじ挿入部2aの直径D2aはねじ4の外径D4より小さい。ねじ4の締結時、ねじ4は、ねじ挿入部2aを押し広げて挿入し、ねじ挿入部2aの周縁の絶縁シート2を巻き込みつつ平面部7のねじ穴1aに締結する。ねじ4が締結した状態では、ねじ挿入部2aの直径D2aとねじ4の外径D4とは同じになる。そのため、仮に製造ばらつきによる位置ずれが生じたとしても、ねじ挿入部2aの内周とねじ4の外周との間に隙間は生じず、平面部7とパワー素子3の電極3bとの絶縁性が確保される。
Thus, in the first embodiment, the diameter D2a of the
FIG. 9 is a plan view showing an example of the
以上のように、実施の形態1に係る車載充電器は、冷却水が流れる水冷通路6を有する筐体1と、5つのパワー素子3と、5つのパワー素子3を筐体1に固定する5つのねじ4と、5つのパワー素子3と筐体1との間に挟まれる、絶縁性を有する絶縁シート2と、絶縁シート2に形成された、5つのねじ4が挿入される5つのねじ挿入部2aとを備える。5つのねじ挿入部2aのそれぞれの直径D2aは、ねじ4が挿入される前はこのねじ4の外径D4より小さく、ねじ4が挿入された状態ではこのねじ4の外径D4と同じになる。これにより、ねじ4と絶縁シート2との間に隙間が生じず、パワー素子3と筐体1との絶縁性が確保された車載充電器を提供することができる。
As described above, the on-vehicle charger according to the first embodiment includes the
また、実施の形態1のねじ挿入部2aは、ねじ4が挿入される前の状態においてこのねじ4の外径D4よりも小さい直径D2aを有する切れ込みである。これにより、ねじ4の締結時にねじ4が絶縁シート2を巻き込むようになり、ねじ4が締結した状態においてねじ4と絶縁シート2との間には隙間がない。
なお、図9では、ねじ挿入部2aを十字状の切れ込みにしたが、切れ込みの形状は十字に限定されるものではない。
Moreover, the
In FIG. 9, the
実施の形態2.
実施の形態2では、絶縁シート2のねじ挿入部2aの変形例を説明する。
図10〜12は、この発明の実施の形態2に係る車載充電器における絶縁シート2のねじ挿入部2aの一例を示す平面図である。実施の形態2に係る車載充電器において、ねじ挿入部2aの形状以外は実施の形態1に係る車載充電器と同じである。
In the second embodiment, a modified example of the
FIGS. 10-12 is a top view which shows an example of the
図10に示されるねじ挿入部2aは、円形状の穴である。この穴の直径をねじ挿入部2aの直径D2aとした場合、ねじ挿入部2aの直径D2aはねじ4の外径D4より小さい。
The
図11に示されるねじ挿入部2aは、5つの頂点を有する星形状の穴である。5つの頂点に接する仮想的な外接円の直径をねじ挿入部2aの直径D2aとした場合、ねじ挿入部2aの直径D2aはねじ4の外径D4より小さい。
The
図12に示されるねじ挿入部2aは、4つの頂点を有する星形状の穴である。4つの頂点に接する仮想的な外接円の直径をねじ挿入部2aの直径D2aとした場合、ねじ挿入部2aの直径D2aはねじ4の外径D4より小さい。
The
図10〜図12において、ねじ4の締結時、ねじ4は、ねじ挿入部2aを押し広げて挿入し、ねじ挿入部2aの周縁の絶縁シート2を巻き込みつつ平面部7のねじ穴1aに締結する。ただし、図10〜図12に示されたねじ挿入部2aは穴であるため、図9に示された十字状の切れ込みに比べて巻き込み量が少ない。そのため、ねじ4をスムーズに締結可能である。また、ねじ4が締結した状態では、ねじ挿入部2aの直径D2aとねじ4の外径D4とは同じになる。そのため、仮に製造ばらつきによる位置ずれが生じたとしても、ねじ挿入部2aの内周とねじ4の外周との間に隙間は生じず、平面部7とパワー素子3の電極3bとの絶縁性が確保される。
なお、ねじ挿入部2aの穴の形状は、図10〜図12に示された形状に限定されるものではない。
10 to 12, when the
In addition, the shape of the hole of the
図10〜図12において、製造ばらつきによるねじ穴1aとねじ挿入部2aとの位置ずれの平均値または最大値が判明している場合、ねじ挿入部2aの直径D2aとねじ4の外径D4との差を、位置ずれの平均値または最大値の2倍以上の値に設定することが望ましい。例えば、位置ずれが平均0.25mm生じる場合、ねじ挿入部2aの直径D2aをねじ4の外径D4より0.5mm以上小さくすればよい。これにより、位置ずれが生じたとしてもねじ挿入部2aはねじ穴1aの開口面内を移動するにとどまり、ねじ挿入部2aから平面部7が露出することはない。そのため、ねじ4が締結した状態では、ねじ挿入部2aの内周とねじ4の外周との間には隙間が生じない。
10 to 12, when the average value or the maximum value of the positional deviation between the
なお、実施の形態1の図9に示された切れ込み状のねじ挿入部2aについても、ねじ挿入部2aの直径D2aとねじ4の外径D4との差を、位置ずれの平均値または最大値の2倍以上の値に設定することは可能である。ただし、ねじ挿入部2aは切れ込みであるため、ねじ穴1aとねじ挿入部2aとに位置ずれが生じたとしても平面部7が露出することはなく、絶縁性が確保される。そのため、ねじ挿入部2aが切れ込みである場合、ねじ挿入部2aの直径D2aをねじ4の外径D4より0.5mm以上小さくする必要性は、ねじ挿入部2aが穴である場合に比べて低い。
Note that the difference between the diameter D2a of the
また、ねじ挿入部2aは、切れ込みと穴とが組み合わさった形状であってもよい。図13は、この発明の実施の形態2における絶縁シート2のねじ挿入部2aの別の例を示す平面図である。図13に示されるねじ挿入部2aは、十字状の切れ込みと円形状の穴とが組み合わさった形状である。切れ込みに接する仮想的な外接円の直径をねじ挿入部2aの直径D2aとした場合、ねじ挿入部2aの直径D2aはねじ4の外径D4より小さい。
なお、ねじ挿入部2aの切れ込みと穴の形状は、図13に示された形状に限定されるものではない。
The
In addition, the notch | incision of the
本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 Within the scope of the invention, the present invention can be freely combined with each embodiment, modified with any component in each embodiment, or omitted with any component in each embodiment.
1 筐体、1a ねじ穴、1b 位置決めボス、2 絶縁シート、2a ねじ挿入部、2b 位置決め穴、3 パワー素子、3a,3b 電極、3c 貫通穴、4 ねじ、5 基板、6 水冷通路、7 平面部、D2a ねじ挿入部の直径、D4 ねじの外径。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数のパワー素子と、
前記複数のパワー素子を前記筐体に固定する複数のねじと、
前記複数のパワー素子と前記筐体との間に挟まれる、絶縁性を有する絶縁シートと、
前記絶縁シートに形成された、前記複数のねじが挿入される複数のねじ挿入部とを備え、
前記複数のねじ挿入部のそれぞれの直径は、前記ねじが挿入される前は前記ねじの外径より小さく、前記ねじが挿入された状態では前記ねじの外径と同じであることを特徴とする車載充電器。 A housing having a water cooling passage through which cooling water flows;
A plurality of power elements;
A plurality of screws for fixing the plurality of power elements to the housing;
An insulating sheet having an insulating property, sandwiched between the plurality of power elements and the housing;
A plurality of screw insertion portions formed on the insulating sheet and into which the plurality of screws are inserted;
A diameter of each of the plurality of screw insertion portions is smaller than an outer diameter of the screw before the screw is inserted, and is the same as an outer diameter of the screw when the screw is inserted. Car charger.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017070500A JP2018174197A (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | On-vehicle charger |
CN201720707994.XU CN206895103U (en) | 2017-03-31 | 2017-06-16 | Onboard charger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017070500A JP2018174197A (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | On-vehicle charger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018174197A true JP2018174197A (en) | 2018-11-08 |
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JP2017070500A Pending JP2018174197A (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | On-vehicle charger |
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CN (1) | CN206895103U (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021075030A1 (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | 三菱電機株式会社 | Vehicle-mounted charger and manufacturing method |
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2017
- 2017-03-31 JP JP2017070500A patent/JP2018174197A/en active Pending
- 2017-06-16 CN CN201720707994.XU patent/CN206895103U/en active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021075030A1 (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | 三菱電機株式会社 | Vehicle-mounted charger and manufacturing method |
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CN206895103U (en) | 2018-01-16 |
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