JP2021005616A - Capacitor module - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、コンデンサモジュールに関する。 The techniques disclosed herein relate to capacitor modules.
例えば電気自動車の走行用のモータに駆動電力を供給する電力制御装置はコンデンサモジュールを備えている。コンデンサモジュールは、平滑用のコンデンサ素子と、そのコンデンサ素子を収容するケースと、コンデンサ素子と他の回路を接続するバスバを備えている。特許文献1には、金属ケースが備える取付脚を用いてシャーシ等の基板に固定するコンデンサモジュール(特許文献1では、単にコンデンサと称している)が開示されている。特許文献1のコンデンサモジュールは、コンデンサ素子を収容する金属ケースに突起を設けることで、金属ケースの所定の位置に取付脚を取り付けることができる。 For example, a power control device that supplies driving power to a motor for traveling an electric vehicle includes a capacitor module. The capacitor module includes a capacitor element for smoothing, a case for accommodating the capacitor element, and a bus bar for connecting the capacitor element and other circuits. Patent Document 1 discloses a capacitor module (in Patent Document 1, simply referred to as a capacitor) that is fixed to a substrate such as a chassis by using a mounting leg provided in a metal case. In the capacitor module of Patent Document 1, the mounting legs can be attached to a predetermined position of the metal case by providing a protrusion on the metal case accommodating the capacitor element.
近年では、例えば自動搬送装置を用いてコンデンサモジュールのような電気部品を所定の位置に配置する工程の自動化が進んでいる。自動搬送装置でコンデンサモジュールを配置する場合、自動搬送装置のロボットアームでコンデンサモジュールを把持して所定の位置にまで移動させることがある。特許文献1に開示するコンデンサモジュールには、金属ケースにロボットアームで把持する部位が設けられていない。このため、特許文献1に開示するコンデンサモジュールを自動搬送装置で配置する場合、コンデンサモジュールの外形から突出する把持部が必要となる。外形から突出する把持部はコンデンサモジュールの外形を拡大する。本明細書では、空間効率よく自動搬送装置のロボットアームによって把持することができるコンデンサモジュールを提供する。 In recent years, for example, automation of a process of arranging an electric component such as a capacitor module at a predetermined position by using an automatic transfer device has been advanced. When arranging the capacitor module in the automatic transfer device, the robot arm of the automatic transfer device may grip the capacitor module and move it to a predetermined position. The capacitor module disclosed in Patent Document 1 is not provided with a portion to be gripped by a robot arm in a metal case. Therefore, when the capacitor module disclosed in Patent Document 1 is arranged by the automatic transfer device, a grip portion protruding from the outer shape of the capacitor module is required. The grip portion protruding from the outer shape enlarges the outer shape of the capacitor module. The present specification provides a capacitor module that can be gripped by a robot arm of an automatic transfer device in a space-efficient manner.
本明細書が開示するコンデンサモジュールは、コンデンサ素子を収容するケースと、ケースの上面に突出している端子台に締結されるバスバと、を備える。バスバは、端子台の上面に重なる締結部と、締結部からケースの上面に向かって延びる立面部と、を備えている。本明細書が開示するコンデンサモジュールの立面部と対向する端子台の側面の一部に、立面部に向かって延びる突起が設けられている。 The capacitor module disclosed in the present specification includes a case for accommodating a capacitor element and a bus bar fastened to a terminal block protruding from the upper surface of the case. The bus bar includes a fastening portion that overlaps the upper surface of the terminal block, and an elevation portion that extends from the fastening portion toward the upper surface of the case. A protrusion extending toward the elevation portion is provided on a part of the side surface of the terminal block facing the elevation portion of the capacitor module disclosed in the present specification.
上述したコンデンサモジュールの端子台には、バスバの立面部に向かって延びる突起が設けられている。この突起の下面とケース上面には空間が存在する。コンデンサモジュールの自動搬送時に、突起の下面とケース上面の間の空間にロボットアームを挿入することで、ロボットアームでケースを把持することができる。また、自動搬送によりケースが所定の位置に配置された後に、端子台にバスバが締結される。バスバの立面部は、突起を覆うため、突起はケースの外形を拡大しない。すなわち、本明細書が開示するコンデンサモジュールによれば、空間効率よく自動搬送時にロボットアームによって把持することができる。 The terminal block of the above-mentioned capacitor module is provided with a protrusion extending toward the elevation portion of the bus bar. There is a space on the lower surface of the protrusion and the upper surface of the case. By inserting the robot arm into the space between the lower surface of the protrusion and the upper surface of the case during automatic transfer of the capacitor module, the case can be gripped by the robot arm. Further, after the case is arranged at a predetermined position by automatic transportation, the bus bar is fastened to the terminal block. Since the elevation of the bus bar covers the protrusions, the protrusions do not enlarge the outer shape of the case. That is, according to the capacitor module disclosed in the present specification, it can be gripped by the robot arm during automatic transfer in a space-efficient manner.
また、端子台から突起をバスバの立面部に伸ばすことで、バスバの立面部が振動する空間が突起により小さくなる。すなわち、本明細書が開示するコンデンサモジュールによれば、突起がバスバの立面部の振動を抑制する。 Further, by extending the protrusion from the terminal block to the elevation portion of the bus bar, the space where the elevation portion of the bus bar vibrates becomes smaller due to the protrusion. That is, according to the capacitor module disclosed in the present specification, the protrusion suppresses the vibration of the elevation portion of the bus bar.
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details of the techniques disclosed herein and further improvements will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" below.
図面を参照して、実施例のコンデンサモジュールについて説明する。図1は、実施例のコンデンサモジュール10の平面視である。コンデンサモジュール10は、ケース2と、第1サブバスバ4と、第2サブバスバ6と、メインバスバ8と、第3サブバスバ16と、第1ボルト14と、第2ボルト12と、を備える。コンデンサモジュール10は、不図示の電圧コンバータに接続される電気部品である。コンデンサモジュール10は、電気自動車等を駆動させるためのパワーコントロールユニット(Power Control Unit:PCU)を構成する電気部品である。ここでは、図示および説明を省略するが、コンデンサモジュール10は、電圧コンバータ、リアクトル、スイッチング素子が積層された積層ユニット等の他の電気部品とともに、アルミのPCUケースに収容される。
The capacitor module of the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the
コンデンサモジュール10のケース2は、上面(すなわち、Z軸方向正側の面)のX軸方向正側の一部に端子台20が突出している。また、コンデンサモジュール10のケース2内には、不図示のフィルタコンデンサ素子と、平滑コンデンサ素子の2種類のコンデンサ素子が収容されている。フィルタコンデンサ素子は、電圧コンバータの入力電流の脈動を抑制し平滑化する。平滑コンデンサ素子は、電圧コンバータの出力電流の脈動を抑制し平滑化する。なお、各コンデンサが電流の脈動を抑制する技術の詳細については、ここでは説明を省略する。なお、以下では、Z軸方向正側を単に上側と、Z軸方向負側を単に下側と、表現することがある。
In the
図1に示すように、コンデンサモジュール10は、X軸方向正側に第1サブバスバ4と、第2サブバスバ6と、を備えている。第1サブバスバ4と、第2サブバスバ6は、ともに銅板で構成されており、ケース2内の平滑コンデンサ素子と不図示の周辺の電気機器を導通させる。第1サブバスバ4は、ケース2の端子台20の上面に第1ボルト14でケース2の端子台20に締結される。第2サブバスバ6は、同様にケース2の端子台20の上面に第2ボルト12でケース2の端子台20に締結されるが、第2サブバスバ6と第2ボルト12の間には、メインバスバ8が挟持されている。
As shown in FIG. 1, the
メインバスバ8も、第1、第2サブバスバと同様に銅板で構成されている。先に述べたように、メインバスバ8は、ケース2の上面に突出している端子台20の上面に第2サブバスバ6とともに第2ボルト12で締結される。メインバスバ8は、ケース2内の平滑コンデンサ素子と、電圧コンバータを電気的に接続する。
The
また、コンデンサモジュール10は、Y軸方向正側側面のX軸方向負側に第3サブバスバ16を備えている。第3サブバスバ16は、複数の貫通孔を備える銅板である。第3サブバスバ16の複数の貫通孔のそれぞれには、コンデンサモジュール10とともにPCUケースに収容される不図示の積層ユニットの複数の端子がそれぞれに挿入される。第3サブバスバ16は、ケース2内のフィルタコンデンサ素子と、積層ユニットを電気的に接続する。
Further, the
さらにケース2は、X軸方向負側の端部に第1座面3を備え、Y軸方向負側の側面に第2座面5を備え、X軸方向正側の端部に第3座面7を備えている。ここでは図示は省略されているが、ケース2は、これらの座面を貫通するボルトでPCUケースに締結される。
Further, the
図2を参照してケース2の形状についてさらに説明する。先に述べたように、ケース2の上面には、端子台20が突出している。端子台20の上面には、X軸方向負側に第1サブバスバ4が第1ボルト14で締結されている。また、端子台20の上面には、X軸方向正側に第2サブバスバ6とメインバスバ8が第2ボルト12で締結されている。また、ケース2の下側には、PCUケース内の各電気部品と接続するための基板18が設けられている。
The shape of the
図3を参照して、端子台20とメインバスバ8を締結する構造についてさらに説明する。図3は、図1のIII-III線に沿ったコンデンサモジュール10の部分断面図である。図3に示すように、ケース2のケース上面2aには、端子台20が上側に突出している。端子台20は、端子台上面20aと、ナット20b、20cと、突起20dと、を備えている。ナット20bの上側の面は、端子台上面20aに開放されており、上側から挿入される第1ボルト14と螺合することにより第1サブバスバ4を端子台20に締結する。ナット20cの上側の面は、端子台上面20aに開放され、上側から挿入される第2ボルト12と螺合することにより第2サブバスバ6と、メインバスバ8と、を端子台20に締結する。先に述べたように、ケース2内には、平滑コンデンサ素子2bが収容されている。そのため、ケース2の本体にはボルトを挿入して螺合させる空間が存在しない。このため、実施例のコンデンサモジュール10のケース2は、ケース上面2aから端子台20を突出させることにより、メインバスバ8と、第1サブバスバ4と、第2サブバスバ6と、を締結するボルトが螺合する空間を確保する。
The structure for fastening the
メインバスバ8は、端子台上面20aに重なる締結部8aと、締結部8aからケース上面2aに向かって延びる立面部8bと、立面部8bからケース上面2aに沿ってX軸方向正側に延びる接続部8cと、を備えている。締結部8aは、先に述べたように、第2ボルト12により、第2サブバスバ6と共締めされる。締結部8aは、第2ボルト12を挿通させる貫通孔を有している。第2ボルト12が締結部8aの貫通孔を挿通し、端子台20のナット20cと螺合することで、メインバスバ8は、端子台20に締結される。また、立面部8bでケース上面2aに向かって延びることで、コンデンサモジュール10(図1参照)が収容されるPCUケース内の容量を有効に使うことができる。また、先に述べたように、接続部8cは、不図示の電圧コンバータと接続する。
The
先に述べたように、実施例のコンデンサモジュール10は、PCUケースに収容される。近年の製造工程の自動化に対応するために、自動搬送装置でコンデンサモジュール10をPCUケース内に配置する必要がある。以下、空間効率よく自動搬送を可能とするために、実施例のコンデンサモジュール10が採用する構造について説明する。
As described above, the
図3に示すように、端子台20は、X軸方向正側の側面上部に、メインバスバ8の立面部8bに向かって延びる突起20dを備えている。突起20dの先端は、立面部8bと接触している。また、突起20dを備えることで、突起20dの下側には、空間SPが存在する。
As shown in FIG. 3, the
ここで、図4を参照して実施例のコンデンサモジュール10をPCUケース内に配置する工程について説明する。図4は、コンデンサモジュール10のケース2を自動搬送装置のロボットアーム22を用いてPCUケース内に配置する状況を示す部分側面図である。図4に示すように、ケース2をPCUケース内に配置するとき、メインバスバ8(図3参照)は端子台20に締結されていない。図4に示すように、端子台20の突起20dの下側の空間SPには、ロボットアーム22が挿入される。ロボットアーム22は、自動搬送工程でケース2をPCUケース内に配置する設備の一部である。ロボットアーム22は、ケース2を端子台20の突起20dを下側から把持する。また、図1に示すロボットアーム24は、ロボットアーム22と同時にケース2の第1座面3を下側から把持する。ロボットアーム22、24は、ケース2を上側に持ち上げてPCUケースの所定の位置まで移動させる。ロボットアーム22、24は、ケース2をPCUケースの所定の位置まで移動させた後、把持を解除し、例えば別のコンデンサモジュールを搬送する作業を開始する。その後、ケース2は、PCUケースに固定され、さらにケース2の上面から、メインバスバ8(図3参照)等の部品が配置され、第1、第2ボルト等を端子台20に締結することで、コンデンサモジュール10が完成する。
Here, a step of arranging the
上述したように、コンデンサモジュール10は、突起20dによって空間SPを作り出すことにより、自動搬送工程でロボットアーム22による把持を可能にする。また、図3に示すように、コンデンサモジュール10が完成すると、突起20dおよび空間SPはメインバスバ8により覆われる。別言すれば、突起20dは、コンデンサモジュール10の外形を拡大しない。すなわち、本明細書が開示するコンデンサモジュール10によれば、デットスペースを利用して、空間効率よく自動搬送を可能とすることができる。また、先に述べたように、コンデンサモジュール10のケース2は、自動搬送時に、ケース2のX軸方向正側かつY軸方向負側に位置する端子台20の突起20dと、ケース2のX軸方向負側かつY軸方向正側に位置する第1座面3(図1参照)によって把持される。このように、ケース2の対向する部分を把持することで、ケース2の重心に対して対象となる位置を把持することができるため、コンデンサモジュール10は、ケース2が自動搬送工程において回転しにくい。そのため、コンデンサモジュール10は、効率的に自動搬送をおこなうことができる。
As described above, the
また、図3に示すように、メインバスバ8はL字型に曲げられている。メインバスバ8に外部から振動が与えられると、L字の角部に振動による応力が集中してメインバスバ8がダメージを受けるおそれがある。本明細書が開示するコンデンサモジュール10の端子台20が備える突起20dは、図3に示すように、突起20dの先端は、メインバスバ8の立面部8bと接触している。すなわち、メインバスバ8の立面部8bの振動は突起20dによって抑制される。
Further, as shown in FIG. 3, the
実施例の留意点を以下に述べる。実施例の突起20dは、端子台20の端子台上面20aに沿った位置に設けられているが、本明細書が開示する技術は、これに限定されず、突起20dは、例えば、端子台20の側面の中央部からメインバスバ8の立面部8bに向かって延びてもよい。また、突起20dの先端と立面部8bは接触しているが、ケース2及びメインバスバ8の製造バラツキ等によっては、突起20dの先端と立面部8bの間に間隙を設けてもよい。
The points to be noted in the examples are described below. The
また、実施例のコンデンサモジュール10が備えるメインバスバ8は、締結部8aと立面部8bが略直角に曲がったL字形状となっているが、これに限定されず、例えば締結部8aと立面部8bの角度が120度、135度のメインバスバに対しても、本明細書が開示する技術は適用できる。また、メインバスバ8が接続される周辺部品の配置によって、メインバスバ8は、例えば、端子台20からY軸方向負側の方向に延びることがある。その場合は、突起20dをY軸方向負側のメインバスバ8立面部に向かって伸ばすことで、ケース2を自動搬送することができる。
Further, the
さらに、実施例のコンデンサモジュール10が備える端子台20は、端子台上面20aに開放されるナット20b、20cを備えているが、これに限定されず、例えば、端子台20にインサートされるナットであってもよい。
Further, the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.
2:ケース
2a:ケース上面
2b:平滑コンデンサ素子
3:第1座面
4:第1サブバスバ
5:第2座面
6:第2サブバスバ
7:第3座面
8:メインバスバ
8a:締結部
8b:立面部
8c:接続部
10:コンデンサモジュール
12:第2ボルト
14:第1ボルト
16:第3サブバスバ
18:基板
20:端子台
20a:端子台上面
20b、20c:ナット
20d:突起
22、24:ロボットアーム
SP:空間
2:
Claims (1)
前記バスバは、前記端子台の上面に重なる締結部と、前記締結部から前記ケースの上面に向かって延びる立面部と、を備えており、
前記立面部と対向する前記端子台の側面の一部に、前記立面部に向かって延びる突起が設けられている、コンデンサモジュール。 A capacitor module including a case for accommodating a capacitor element and a bus bar fastened to a terminal block protruding from the upper surface of the case.
The bus bar includes a fastening portion that overlaps the upper surface of the terminal block, and an elevation portion that extends from the fastening portion toward the upper surface of the case.
A capacitor module in which a protrusion extending toward the elevation portion is provided on a part of a side surface of the terminal block facing the elevation portion.
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JP2019118425A JP2021005616A (en) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | Capacitor module |
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2019
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