JP2021044270A

JP2021044270A - 電気回路装置

Info

Publication number: JP2021044270A
Application number: JP2017248641A
Authority: JP
Inventors: 祥甫石川; Shoho Ishikawa
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2021-03-18
Also published as: WO2019131005A1

Abstract

【課題】電磁シールド性を向上させ耐ノイズを向上する電気回路装置を提供する。【解決手段】電気回路装置は、電気回路の収納空間を形成する導電性の第１ケース１００と、第１ケース１００と接続し、かつ、収納空間を形成する導電性の第２ケース２００と、第１ケース１００と第２ケース２００と接触するシール材３００と、を備える。第１ケース１００と第２ケース２００の接続部において当該第１ケース１００側は、第１面と、当該第１面よりも当該第２ケース側に突出する第１突出面と、を有する。前記接続部において、第２ケース２００側は、前記第１突出面と接触する第２面と、当該第２面よりも第１ケース１００側に突出し、かつ、前記第１面と対向する第２突出面とを有する。第２突出面は、前記第１面との間に第１空間１１１と第２空間１１２を設けるように形成され、シール材３００は、第１空間と第２空間に配置される。【選択図】図３（ｄ）

Description

本発明は電気回路装置に係り、特にスイッチング回路を内蔵する電気回路装置に係る。

近年、電気自動車等に用いられる電気回路装置は、電源電圧が高電圧になる傾向があり、高電圧化に伴うノイズ対策が求められている。

特許文献１には、電子機器等を収容する密閉容器のシール構造において、シール材の塗布量の管理を簡単にするため、アルミ製のケース１１に、アルミ製の蓋部材１２に当接する当接面１１ｃ、シール材が塗布される溝部１１ｄ、及び蓋部材１２との間に隙間が形成されるシール受け面１１ｅ、１１ｆを設けることが開示されている。

近年、更なる複数のケース間の電気的な接続を強化し、内部回路の安定性を向上させることが求められている。

特開２０１５−２０１５９３号公報

本発明の課題は、電磁シールド性を向上させ耐ノイズを向上させることである。

本発明に係る電気回路装置は、電気回路の収納空間を形成する導電性の第１ケースと、前記第１ケースと接続しかつ前記収納空間を形成する導電性の第２ケースと、前記第１ケースと前記第２ケースと接触するシール材と、を備え、前記第１ケースと前記第２ケースの接続部において当該第１ケース側は、第１面と、当該第１面よりも当該第２ケース側に突出する第１突出面と、を有し、前記接続部において前記第２ケース側は、前記第１突出面と接触する第２面と、当該第２面よりも前記第１ケース側に突出しかつ前記第１面と対向する第２突出面と、を有し、前記第２突出面は、前記第１面との間に第１空間と、を設けるように形成され、前記シール材は、前記第１空間に配置される。

本発明により、耐ノイズを向上させることができる。

本実施形態に係る電気回路装置１０の全体斜視図である。本実施形態に係る電気回路装置１０の展開斜視図である。第１ケース１００と第２ケース２００とが組み立てられる直前の状態を示している。第１ケース１００と第２ケース２００とが組み立てられる過程において、第２ケース２００がシール材３００に最初に接触する瞬間を示している。第１ケース１００と第２ケース２００とが組み立てられる過程において、第２突出面２０２によってシール材３００が押し広げられる様子を示す断面図である。第１ケース１００と第２ケース２００とが組み立てられる過程において、第１ケース１００と第２ケース２００とが接続した瞬間を示す断面図である。比較例の構造における本実施形態の図３（ｄ）に対応する断面図である。比較例の構造における接続部１１９周辺の等価回路を示す回路図である。本実施形態に係る図３（ｄ）における接続部１１９周辺の等価回路を示す回路図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る電力変換装置の実施の形態について説明する。なお、各図において同一要素については同一の符号を記し、重複する説明は省略する。本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
図１は、本実施形態に係る電気回路装置１０の全体斜視図である。図２は、本実施形態に係る電気回路装置１０の展開斜視図である。
電気回路装置１０は、外部コネクタと接続し、電流や電気信号を授受することで機能する、例えば電力変換装置や電子制御装置である。

第１ケース１００は、後述する収納空間１１０を形成する導電性の筐体部材である。第２ケース２００は、第１ケース１００と接続され、後述する電気回路２０の収納空間１１０を形成する導電性の筐体部材である。

電気回路２０は、電気回路基板４００と、コネクタ４１０と、パワーモジュール５００と、第１端子台６００と、第２端子台７００と、これらを電気的に接続する複数のバスバやハーネスなどから成り、電気回路装置１０の機能を生じさせる部品群である。

第１ケース１００は、第２ケース２００、コネクタ４１０とともに収納空間１１０を形成する導電性の筐体部材である。第２ケース２００も、第１ケース１００、コネクタ４１０とともに収納空間１１０を形成する導電性の筐体部材である。収納空間１１０は、第１ケース１００、第２ケース２００、コネクタ４１０によって形成され、電気回路２０を収納する閉空間である。

締結部品８１２は、第１ケース１００と第２ケース２００とを締結し、例えばねじなどである。シール材３００は、第１ケース１００、第２ケース２００、コネクタ４１０の各部材の間に介在することで、収納空間１１０を防水する。シール材３００は、例えばシリコーン、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂など、液状の状態で塗布された後に硬化する材料であり、第１ケース１００や第２ケース２００に用いられる導電性部材よりも電気抵抗が大きい材料、または絶縁材料である。

電気回路基板４００は、コネクタ４１０、ＩＣ、コンデンサ、トランジスタ、抵抗などにより構成され、パワーモジュール５００を制御する。

コネクタ４１０は、外部のコネクタハーネスが接続され、電気回路基板４００への電源供給、電気信号の相互伝達を行う。

基板ベース４２０は、収納空間１１０の内部に配置され、電気回路基板４００を保持し固定する。パワーモジュール５００は、スイッチング素子を内蔵し、直流電流と交流電流の相互変換を行う。第１端子台６００は、第１バスバ６１０、第３バスバ６３０を介してパワーモジュール５００と電気的に接続する。第１端子台６００は、外部コネクタと接続し、直流電流を授受する。

第１バスバ６１０は、パワーモジュール５００とコンデンサ６２０を電気的に接続する。コンデンサ６２０は、第１バスバ６１０に電気的に接続されることで、パワーモジュール５００で発生した電気的ノイズが第１バスバ６１０にノイズ電流として流出した場合に、コンデンサ６２０の内部に電荷としてノイズ電流を吸収する。

コア６４０は、第３バスバ６３０に電気的なノイズが流れた際に、電磁気的な相互作用によってノイズを減衰させる。第３バスバ６３０は、コア６４０に挿通され、第１端子台６００と第１バスバ６１０を電気的に接続する。

第２端子台７００は、第２バスバ７１０を介してパワーモジュール５００と電気的に接続する。第２端子台７００は、外部コネクタと接続し、交流電流を授受する。第２バスバ７１０は、第２端子台７００とパワーモジュール
５００とを電気的に接続する。

センサ７２０は、第２バスバ７１０に流れる電流を検出し、電気回路基板４００に電気信号を送信する。

図３（ａ）ないし図３（ｄ）は、図１中のＡ−Ａにおける部分断面図であり、第１ケース１００と第２ケース２００とが接続するまでの組立過程を順番に示している。

図３（ａ）は、第１ケース１００と第２ケース２００とが組み立てられる直前の状態を示す断面図である。

第１面１０１は、第１ケース１００の開口部外縁の全周または一部にあり、第２ケース２００に対向している。第１突出面１０２は、第１面１０１より第２ケース２００側に突出している。

第１凹面１０３は、第１面１０１と第１突出面１０２の間に形成され、第１面１０１よりも凹んでいる。

第２面２０１は、第２ケース２００の外縁の全周または一部にあり、第１突出面１０２に対向している。第２突出面２０２は、第２面２０１よりも第１ケース１００側に突出している。シール材３００は、第１凹面１０３に塗布される。

シール材３００は、第１面１０１よりも高く、第１突出面１０２よりも低い高さに塗布される。

第１空間１１１は、第１面１０１と第２突出面２０２との間に形成された空間である。第２空間１１２は、第１凹面１０３と第２面２０１および第２突出面２０２との間に形成された空間である。第３空間１１３は、第１突出面１０２と第２面２０１との間に形成された空間である。

第１空間１１１の第１ケース１００と第２ケース２００の配置方向に沿った長さ１１１０は、第２空間１１３の第１ケース１００と第２ケース２００の配置方向に沿った長さ１１３０よりも長い。

図３（ｂ）は、第１ケース１００と第２ケース２００とが組み立てられる過程において、第２ケース２００がシール材３００に最初に接触する瞬間を示す断面図である。

第２突出面２０２は、第１ケース１００と第２ケース２００の組立過程において、第２面２０１よりも先にシール材３００と接触する。また第２突出面２０２は、シール材３００と接触するとき、第１面１０１と第１突出面１０２の間に位置する。

図３（ｃ）は、第１ケース１００と第２ケース２００とが組み立てられる過程において、第２突出面２０２によってシール材３００が押し広げられる様子を示す断面図である。

シール材３００は、重力の影響や圧力の分散作用によって、第３空間１１３よりも広い第１空間１１１側へ押し広げられる。

図３（ｄ）は、第１ケース１００と第２ケース２００とが組み立てられる過程において、第１ケース１００と第２ケース２００とが接続した瞬間を示す断面図である。

接触面１１４は、第２面２０１のうち、第１突出面１０２が接触した部分である。シール材３００は、第１空間１１１および第２空間１１２に配置される。

なお、第２突出面２０２は、第２ケース２００の外壁と連通するように形成されかつ第１空間１１１に設けられたシール材３００を目視可能なように形成される。これにより、シール材３００の移動量を予め画像等と比較して、シール材３００が接触面１１４側には流れていないことを確認し易くなる。

第２突出面２０２は、第２ケース２００の内壁と連通するようにかつ第１空間１１１と収納空間１１０に連通するように形成される。これにより、シール材３００が電気回路２０等を収納する収納空間１１０に漏れにくくなり、電気回路２０等の劣化を抑制することができる。

図４は、比較例の構造における本実施形態の図３（ｄ）に対応する断面図である。シール材３００は、第１ケース１００と第２ケース２００の接続部１１９において、第１ケース１００と第２ケース２００の対向面全体に広がる。

図５は、比較例の構造における接続部１１９周辺の等価回路を示す回路図である。

ノイズ電流９００は、例えば電波などによって第２ケース２００の周囲で生じた電位の変化に応じ、第２ケース２００を流れる電流である。グランド１２０は、電気回路装置１０の電位の基準である。

抵抗８００は、締結部品８１２や第１ケース１００、第２ケース２００の締結面近傍の接触面により、第１ケース１００と第２ケース２００とが電気的に接続される部分の合成抵抗を表している。

シール材３００は、第１ケース１００や第２ケース２００、抵抗８００よりも十分に抵抗値が大きい、または絶縁体であり、ノイズ電流９００が流れない部位である。

ノイズ電流９００は、例えば第２ケース２００の電位がグランド１２０よりも高くなった場合、第２ケース２００から抵抗８００を介してグランド１２０へと流れ、第２ケース２００がグランド１２０と同電位になると消失する。

図６は、本実施形態に係る図３（ｄ）における接続部１１９周辺の等価回路を示す回路図である。

抵抗８１０は、第１ケース１００と第２ケース２００の接触面１１４の接触抵抗である。抵抗８１０を構成する接触面１１４は、抵抗８００を構成する第１ケース１００と第２ケース２００の締結面より十分広いため、抵抗８１０は抵抗８００よりも抵抗値が小さい。

ノイズ電流９１０は、例えば電波などによって第２ケース２００の周囲で生じた電位の変化に応じ、第２ケース２００を流れる電流のうち、抵抗８１０を介して流れる電流である。

ノイズ電流９００およびノイズ電流９１０は、例えば第２ケース２００の電位がグランド１２０よりも高くなった場合、第２ケース２００から抵抗８００を介してグランド１２０へと流れ、第２ケース２００がグランド１２０と同電位になると消失する。

抵抗８００と抵抗８１０が存在する場合における、第２ケース２００がグランド１２０と同電位になるまでの時間は、抵抗８００のみが存在する場合における、第２ケース２００がグランド１２０と同電位になるまでの時間よりも短い。

１０…電気回路装置、２０…電気回路、１００…第１ケース、１０１…第１面、１０２…第１突出面、１０３…第１凹面、１１０…収納空間、１１１…第１空間、１１２…第２空間、１１３…第３空間、１１４…接触面、１１９…接続部、１２０…グランド、２００…第２ケース、２０１…第２面、２０２…第２突出面、３００…シール材、４００…電気回路基板、４１０…コネクタ、４２０…基板ベース、５００…パワーモジュール、６００…第１端子台、６１０…第１バスバ、６２０…コンデンサ、６３０…第３バスバ、６４０…コア、７００…第２端子台、７１０…第２バスバ、７２０…センサ、８００…抵抗、８１０…抵抗、８１２…締結部品、９００…ノイズ電流、９１０…ノイズ電流、１１１０…長さ、１１３０…長さ

Claims

電気回路の収納空間を形成する導電性の第１ケースと、
前記第１ケースと接続しかつ前記収納空間を形成する導電性の第２ケースと、
前記第１ケースと前記第２ケースと接触するシール材と、を備え、
前記第１ケースと前記第２ケースの接続部において当該第１ケース側は、第１面と、当該第１面よりも当該第２ケース側に突出する第１突出面と、を有し、
前記接続部において前記第２ケース側は、前記第１突出面と接触する第２面と、当該第２面よりも前記第１ケース側に突出しかつ前記第１面と対向する第２突出面と、を有し、
前記第２突出面は、前記第１面との間に第１空間と、を設けるように形成され、
前記シール材は、前記第１空間に配置される電気回路装置。
請求項１に記載された電気回路装置であって、
前記接続部において前記第１ケース側は、前記第１面と前記第１突出面の間に形成されかつ当該第１面よりも凹んでいる第１凹面をさらに有し、
前記第２突出面は、前記第１凹面及び前記第１面と対向し、
前記第２突出面は、前記第１凹面との間に第２空間を設けるように形成され、
前記シール材は、前記第１空間及び前記第２空間に配置される電気回路装置。
請求項１または２に記載された電気回路装置であって、
前記電気回路を構成する電気回路基板は、前記第１ケース又は第２ケースに電気的に接続され、
前記第１ケースと前記第２ケースのうち前記電気回路基板を接続されていない側のケースが、グランドに接地される電気回路装置。
請求項１ないし３に記載されたいずれかの電気回路装置であって、
前記第２突出面は、前記第２ケースの外壁と連通するように形成されかつ前記第１空間に設けられたシール材を目視可能なように形成される電気回路装置。
請求項１ないし３に記載されたいずれかの電気回路装置であって、
前記第２突出面は、前記第２ケースの内壁と連通するようにかつ前記第１空間と前記収納空間に連通するように形成される電気回路装置。