JP2019110721A

JP2019110721A - 電力変換装置

Info

Publication number: JP2019110721A
Application number: JP2017243729A
Authority: JP
Inventors: 陽史清川; Yoji Kiyokawa; 啓介結城; Keisuke Yuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: JP6943172B2

Abstract

【課題】メタルタッチ部及び隙間部の各機能が同一箇所に集約された電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置１は、開口部５を有していて基板４が収容される筐体２と、筐体２の開口部５を塞ぐカバー３とを備え、筐体２に設けられた接合面１０に対してカバー３が突き合わされた状態でボルト８にて締結される。筐体２には、接合面１０から外方に離れるように設けられボルト８の締結力を受ける締結力受け面１２と、接合面１０と締結力受け面１２との間から締結力受け面１２に沿うように配置されて接合面１０及び締結力受け面１０よりも後退した肉抜き部２１と、が形成される。肉抜き部２１は、筐体２及びカバー３を側方から見た場合に開口している。【選択図】図３

Description

本発明は、ケース内に構成部品が収容された電力変換装置に関する。

第１ケース体と第２ケース体とが互いのフランジ部を突き合わせた状態でボルトにて締結された収容ケースを備えた電力変換装置が知られている（特許文献１）。この電力変換装置の収容ケースは防水性や防塵性を確保するため第１ケース体及び第２ケース体の互いのフランジ部の間に液状ガスケットを介在させてシールされている。

特開２０１４−１３８４４０号公報

ボルト止めされた２つケース体の電気的導通を補償して収容ケースの電磁シールド性を確保するため、フランジ部を突き合わせた際に液状ガスケットがはみ出て絶縁されないようにボルト受け部の近くを溝状に後退させたメタルタッチ部を設ける場合がある。また、構成部品の交換時や修理時において、液状ガスケットによって固着した２つのケース体の間に工具等を差し込んで一方のケース体から他方のケース体を引き剥がすことに利用する整備用の隙間部を２つのケース体の間に設ける場合がある。しかしながら、これらのメタルタッチ部及び隙間部をケースの別々の場所に設けると配置効率が悪い。

そこで、本発明は、メタルタッチ部及び隙間部の各機能が同一箇所に集約された電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る電力変換装置は、開口部を有していて構成部品が収容される第１ケース体と、前記第１ケース体の前記開口部を塞ぐ第２ケース体とを備え、前記第１ケース体の前記開口部の周囲を一巡する接合面に対して前記第２ケース体が突き合わされた状態でボルトにて締結される電力変換装置において、前記第１ケース体には、前記接合面から外方に離れるように設けられて前記ボルトの締結力を受ける締結力受け面と、前記接合面と前記締結力受け面との間から前記締結力受け面に沿うように配置されて前記接合面及び前記締結力受け面よりも前記ボルトの挿入方向に後退した肉抜き部と、が形成され、前記肉抜き部は、前記ボルトにて締結された前記第１ケース体と前記第２ケース体とを側方から見た場合に開口しているものである。

本発明の一形態に係る電力変換装置の上面図。図１のケースを開放した状態を示した図。図２のII部を拡大した拡大斜視図。

図１及び図２に示した電力変換装置１は、例えばハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載されて電力制御に使用される。電力変換装置１は、例えばインバータ及びコンバータとして機能する基板４等の構成部品を収容する筐体２と、筐体２の上面側を覆うカバー３とを備えている。筐体２及びカバー３は上面視で概略的に矩形状に構成されている。

図２に示したように、筐体２は基板４を入れるための開口部５を有している。基板４は筐体２に対して１１個のボルト４ａにて固定されている。筐体２及びカバー３は、電磁シールド性を確保するために、それぞれ金属材料で構成されている。筐体２はアルミ系材料を鋳造することにより構成されており、カバー３は鋼板材料がプレス加工されることにより構成されている。筐体２は上記態様に係る第１ケース体の一例に相当し、カバー３は上記態様に係る第２ケース体の一例に相当する。

図１に示すように、カバー３の周囲にはフランジ部６が形成されており、フランジ部６に囲まれた領域には筐体２の開口部５が開口する側に膨らんだ膨出部７が形成されている。フランジ部６には、１０本のボルト８にて筐体２とカバー３とを締結するために、ボルト８が挿入される１０個のボルト挿入孔９が形成されている。

図２に示したように、筐体２には、開口部５の周囲を一巡し、かつカバー３のフランジ部６と突き合わされる平坦な接合面１０が設けられている。また、筐体２には、カバー３のボルト挿入孔９と対応するように配置されてボルト８の締結力を受ける１０個の締結力受け面１２が接合面１０と一体に又は接合面１０よりも外方に離れるように設けられている。各締結力受け面１２にはボルト８がねじ込まれる雌ねじ１３が形成されている。

接合面１０に設定されたハッチング領域Ａにはフォームドインプレイスガスケット（ＦＩＰＧ）が塗布される。カバー３は、ハッチング領域ＡにＦＩＰＧが塗布された状態で、開口部５を塞ぎかつボルト挿入孔９の位置と締結力受け面１２の雌ねじ８の位置とが一致するようにしてフランジ部６が接合面１０及び締結力受け面１２に突き合わされる。その状態で、各ボルト８がフランジ部６の各ボルト挿入孔９を介して締結力受け面１２の雌ねじ１３にねじ込まれることにより、筐体２とカバー３とがボルト８にて締結される。なお、ＦＩＰＧは大気中の水分と反応して硬化する特性を有する液状のシール材の一種である。接合面１０に塗布されたＦＩＰＧが所定時間経過すると硬化し、筐体２とカバー３とが防水性及び防塵性を有するようにシールされる。

図２及び図３に示したように、一例として、筐体２及びカバー３の角部に位置する所定箇所には、メタルタッチ部及び整備用の隙間部としてそれぞれ機能する特定構造部２０が設けられている。特定構造部２０は、ボルト８の挿入方向（図２の紙面と直交する方向）に後退する肉抜き部２１とカバー３のフランジ部６とが組み合わされることにより構成されている。肉抜き部２１は接合面１０と締結力受け面１２との間から締結力受け面１２に沿うように設けられ、かつ締結力受け面１２の両側に延びている。そして、肉抜き部２１は、各ボルト８で締結された筐体２及びカバー３を側方から見た場合に開口している。カバー３は、接合面１０と締結力受け面１２とに接触した状態で肉抜き部２１を覆うように延びている（図１も参照）。肉抜き部２１を覆うように延びる部分は筐体２とカバー３とが接触しない非拘束部３０である。

本形態においては、締結力受け面１２と開口部５の接合面１０とが同じ高さであり、かつ肉抜き部２１を覆うように延びるフランジ６が平坦に形成されている。そして、肉抜き部２１は筐体２及びカバー３を側方から見た場合に開口している。これにより、特定構造部２０は、締結力受け面１２と接合面１０との間が肉抜き部２１にて分断され（図２参照）、かつカバー３のフランジ部６と筐体２との間に肉抜き部２１の後退量に相当する寸法を持つ隙間２３（図３参照）が形成される。

特定構造部２０によって締結力受け面１２と接合面１０とが分断されるため、筐体２とカバー３とを突き合わせた際に接合面１０に塗布されたＦＩＰＧが外方にはみ出しても締結力受け面１２までＦＩＰＧが浸入することを回避できる。これにより、ケース３のフランジ部６と締結力受け面１２とが直接接触して電気的導通が補償されるので特定構造部２０はメタルタッチ部として機能する。そして、特定構造部２０によって隙間２３が形成され、その隙間２３にドライバー等の工具を差し込むことができる。これにより、例えば基板４を交換する整備時には、ボルト８を外してから、ＦＩＰＧによって筐体２に固着したカバー３を隙間２３に差し込んだ工具でこじ開けることができる。したがって、特定構造部２０は整備用の隙間部としても機能する。

このように、電力変換装置１は、メタルタッチ部及び隙間部の各機能が特定構造部２０に集約されているので配置効率が向上する。また、電力変換装置１は、カバー３が筐体２と接触していない非拘束部３０が特定構造部２０に存在するが、その非拘束部３０は、カバー３と締結力受け面１２とが直接接触してボルト８にて締結されるメタルタッチ部として機能する箇所に隣接している。そのため、電力変換装置１は、車両に搭載された内燃機関やモータ等の強制力振動がカバー３に伝達してもメタルタッチ部として機能する箇所が振動の節となる。したがって、その節となる箇所に隣接する非拘束部３０の振幅は小さくなるため、例えば、メタルタッチ部として機能する箇所から離れていて振動の腹になる箇所に非拘束部が存在する形態と比較して、非拘束部３０が発音源となる騒音を低減できる効果を期待できる。

（変形例）
上記形態では、上記形態では、特定構造部２０が概略的に矩形状の筐体２及びカバー３の角部に設けられているが、角部以外の任意の箇所、例えば、筐体２及びカバー３の短辺側の中央部に特定構造部２０を設けることができる。

上記形態では、締結力受け面１２と接合面１０とが同一高さであって、かつカバー３のフランジ部６の裏面側が平坦であるが一例である。肉抜き部が側方から見て開口していて筐体とカバーとの間に隙間が形成される限りにおいて、例えば、カバーの裏面側が段差等を有する形状であってもよい。

上記形態及び上記変形例と上記態様との対応関係をまとめて示すと次の通りとなる。すなわち、上記形態及び上記変形例において、筐体２が第１ケース体の一例に相当し、カバー３が第２ケース体の一例に相当する。上述した実施の形態及び変形例のそれぞれから導き出される本発明の態様を以下に記載する。

本発明の一態様に係る電力変換装置は、開口部（５）を有していて構成部品（４）が収容される第１ケース体（２）と、前記第１ケース体の前記開口部を塞ぐ第２ケース体（３）とを備え、前記第１ケース体の前記開口部の周囲を一巡する接合面（１０）に対して前記第２ケース体が突き合わされた状態でボルト（８）にて締結される電力変換装置において、前記第１ケース体には、前記接合面から外方に離れるように設けられて前記ボルトの締結力を受ける締結力受け面（１２）と、前記接合面と前記締結力受け面との間から前記締結力受け面に沿うように配置されて前記接合面及び前記締結力受け面よりも前記ボルトの挿入方向に後退した肉抜き部（２１）と、が形成され、前記肉抜き部は、前記ボルトにて締結された前記第１ケース体と前記第２ケース体とを側方から見た場合に開口しているものである。なお、上記形態に係る参照符号を括弧書きにて付記したが、上記各形態に限定する趣旨ではない。

この態様の電力変換装置によれば、肉抜き部によって締結力受け面と接合面との間が分断される。このため、接合面に対して例えば液状のシール材を塗布した状態で第１ケース体と第２ケース体とを突き合わせた場合にシール材がはみ出しても締結力受け面に浸入せずに締結力受け面と第２ケース体とが直接接触して電気的導通が補償される。これによりメタルタッチ部として機能する。また、肉抜き部は第１ケース体及び第２ケース体を側方から見て開口しているから第１ケース体と第２ケース体との間に隙間が形成される。これにより、例えば、整備時にその隙間に工具等を差し込んで第２ケース体をこじ開けることができるため当該隙間が整備用の隙間部として機能する。このように、この電力変換装置はメタルタッチ部及び整備用の隙間部の各機能が同一箇所に集約されているので配置効率が向上する。

１電力変換装置
２筐体（第１ケース体）
３カバー（第２ケース体）
４基板（構成部品）
５開口部
７ボルト
１０接合面
１２締結力受け面
２１肉抜き部

Claims

開口部を有していて構成部品が収容される第１ケース体と、前記第１ケース体の前記開口部を塞ぐ第２ケース体とを備え、前記第１ケース体の前記開口部の周囲を一巡する接合面に対して前記第２ケース体が突き合わされた状態でボルトにて締結される電力変換装置において、
前記第１ケース体には、前記接合面から外方に離れるように設けられて前記ボルトの締結力を受ける締結力受け面と、前記接合面と前記締結力受け面との間から前記締結力受け面に沿うように配置されて前記接合面及び前記締結力受け面よりも前記ボルトの挿入方向に後退した肉抜き部と、が形成され、
前記肉抜き部は、前記ボルトにて締結された前記第１ケース体と前記第２ケース体とを側方から見た場合に開口している電力変換装置。