JP2021112013A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器の筐体内のバスバを効率よく連結できる構造を提供する。【解決手段】電気機器（電力変換器２）は、第１、第２筐体１０、２０を備える。第２筐体２０は、第１筐体１０の下に連結されている。第１筐体１０は、天板１２に設けられている第１開口１４と、上からみたときに第１開口１４と重なるように底板１３に設けられている第２開口１５と、第１バスバ３１ａと、を備える。第１バスバ３１ａは、第１開口１４および第２開口１５と重なるように配置されている。第２筐体２０は、第２開口１５と重なるように天板２２に設けられている第３開口２４と、第３開口２４と重なるように設けられている端子台２３と、第２バスバ３３ａと、を備える。第２バスバ３３ａは、端子台２３の上に配置されている。端子台２３にて第１バスバ３１ａと第２バスバ３３ａがボルト３０ａで共締めされているとともに、ボルト３０ａが第１開口１４から視認可能である。【選択図】図３

Description

本明細書が開示する技術は、第１筐体の下に第２筐体が連結されている電気機器に関する。

特許文献１に、筐体の中に仕切り壁が設けられており、仕切り壁の上側と下側にそれぞれ電気部品が配置されている電気機器（インバータ装置）が開示されている。仕切り壁には貫通孔が設けられており、その貫通孔を通して仕切り壁の上側と下側のそれぞれのバスバ（導電部材）が連結されている。

特開２０１５−０２３６６４号公報

特許文献１の電気機器では、筐体の下側から電気部品を仕切り壁に取り付け、筐体の上側から別の電気部品を仕切り壁に取り付け、両者の端子を締結することになる。電気機器の組み立て作業が複雑になる。筐体を２個に分け、それぞれに電気部品を取り付けて後から２個の筐体を連結する構造を採用すれば、組み立て作業の効率化が図れる。ただし、その場合、第１筐体に取り付けた部品のバスバ（導電部材）と第２筐体に取り付けた部品のバスバを如何に作業効率よく連結できるかが課題となる。

本明細書が開示する電気機器は、第１筐体と第２筐体で構成されており、第１筐体の下に第２筐体が連結されている電気機器である。第１筐体は、天板に設けられている第１開口と、上からみたときに第１開口と重なるように底板に設けられている第２開口と、第１バスバを備える。第１バスバは、第１筐体に収容されている第１部品に接続されており、上からみたときに第１開口および第２開口と重なるように配置されている。

第２筐体は、第２開口と重なるように天板に設けられている第３開口と、上からみたときに第３開口と重なるように設けられている端子台と、第２バスバを備える。第２バスバは、第２筐体に収容されている第２部品に接続されており、端子台の上に配置されている。端子台にて第１バスバと第２バスバがネジで共締めされているとともに、ネジが第１開口から視認可能である。すなわち、本明細書が開示する電気機器は、第１筐体を第２筐体の上に重ねた後、上から第１開口に工具を差し込んで第１バスバと第２バスバをネジで連結することができる。第１筐体と第２筐体のそれぞれに収容された電気部品のバスバ同士を、筐体を重ねた後に容易に共締めすることができる。

本明細書が開示する電気機器は、さらに次の構造を備えていてもよい。第１筐体には、第２開口を囲むとともに第３開口に挿通される第１筒部が設けられている。第２筐体には、上下方向で第１筒部と重なる第２筒部が設けられている。第１筒部と第２筒部の間にガスケットが配置されている。この構造では、第１筐体の第２開口と第２筐体の第３開口の間を密封することができる。

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。

実施例の電気機器（電力変換器）の平面図である。 第２筐体の平面図である。 図１のIII−III線に沿った断面図である。 図１のIII−III線に沿った断面図である（第１筐体を第２筐体から分離した図）。

図面を参照して実施例の電気機器を説明する。実施例の電気機器は、電気自動車に搭載される電力変換器２である。電力変換器２は、車載のバッテリの出力電圧を昇圧し、昇圧後の直流電力を走行用のモータを駆動するための交流電力に変換するデバイスである。電力変換器２は、電気自動車のフロントコンパートメントにて、走行用のモータを収容したモータハウジングの上に固定される。図中の座標系の＋Ｚ方向が上を示す。

図１に、電力変換器２の平面図を示す。電力変換器２は、第１筐体１０と第２筐体２０で構成される。第２筐体２０は第１筐体１０の下に配置される。第２筐体２０の天板２２から上方へ向けて複数のスタッドボルト２１が延びている。第１筐体１０の周囲には複数の脚１１が設けられている。脚１１には貫通孔が設けられており、第２筐体２０のスタッドボルト２１を脚１１の貫通孔に通し、上からナット４１で締め付けることで、第１筐体１０と第２筐体２０が相互に連結される。図１では、いくつかのスタッドボルト２１、脚１１、ナット４１には符号を省略した。

第１筐体１０の天板１２には第１開口１４が設けられている。詳しくは後述するが、第１開口１４の直下で第１筐体１０の底板にも開口（第２開口）が設けられており、さらに第２筐体２０の天板２２にも開口（第３開口）が設けられている。第２開口と第３開口は後に図示する。第１開口１４は通常はカバー４２で閉じられている。図１ではカバー４２は仮想線で描いてある。

第１開口１４と第２開口と第３開口は、上からみたときに重なっており、第１開口１４を通じて外部から第２筐体２０の中まで見通せる。第２筐体２０の内部には端子台２３が備えられており、第１開口１４、第２開口、第３開口を通じて端子台２３を視認することができる。

図２に、第２筐体２０の平面図を示す。図２では、第１筐体１０を仮想線で描いてある。第１筐体１０の第１開口１４も仮想線で描いてある。図２でも、複数のスタッドボルト２１のいくつかには符号を省略した。

第２筐体２０の天板２２には第３開口２４が設けられており、第３開口２４を通じて第２筐体２０の内部が見通せる。端子台２３の上には、２本の第２バスバ３３ａ、３３ｂが配置されている。

図１では、第１開口１４を通じて端子台２３の上に第１バスバ３１ａ、３１ｂが見えている。第１バスバ３１ａの下に第２バスバ３３ａが位置し、第１バスバ３１ｂの下に第２バスバ３３ｂが位置する。第１バスバ３１ａと第２バスバ３３ａはボルト３０ａで端子台２３に共締めされ固定される。第２バスバ３３ｂと第２バスバ３３ｂはボルト３０ｂで端子台２３に共締めされ固定される。

図３に、図１のIII−III線に沿った断面図を示す。図４に、第１筐体１０を第２筐体２０から分離した状態の断面図を示す。図４の断面は図３の断面に相当する。図３、図４は、ボルト３０ａを通る断面で電力変換器２をカットした断面を示している。

先に述べたように、第１筐体１０の底板１３に第２開口１５が設けられており、第１開口１４、第２開口１５、第３開口２４は上からみたときに重なっている。そして、第２筐体２０の中の端子台２３の上で、第１バスバ３１ａと第２バスバ３３ａが重なっており、両者がボルト３０ａで共締めされる。図３の太い矢印線Ａが示すように、ボルト３０ａは、第１開口１４、第２開口１５、第３開口２４を通じて電力変換器２の上から端子台２３へと入れることができる。ボルト３０ａを締める工具も第１開口１４、第２開口１５、第３開口２４を通じて電力変換器２の上方からボルト３０ａへアクセスすることができる。

先に述べたように、第１筐体１０は第２筐体２０の上に固定されており、第２筐体２０の天板２２には上方へ延びる複数のスタッドボルト２１が延びている。すなわち、第１筐体１０は上から第２筐体２０に組み付けることができる。第１筐体１０を第２筐体２０に組み付けた後、第１筐体１０の中の第１バスバ３１ａ（３１ｂ）と第２バスバ３３ａ（３３ｂ）を端子台２３に固定することができる。このように、実施例の電気機器（電力変換器２）は、第１筐体１０を第２筐体２０に組み付けた後に、それぞれの筐体内のバスバを作業効率よく締結することができる。図３、図４では現れていないが、第１バスバ３１ｂと第２バスバ３３ｂも、第１開口１４、第２開口１５、第３開口２４を通じてボルト３０ｂで端子台２３に共締めすることができる。

なお、第１バスバ３１ａ、３１ｂは第１筐体１０の中の電圧コンバータ３２の出力端子に接続されており、第２バスバ３３ａ、３３ｂは、第２筐体２０の中のインバータ３４の直流端に接続されている。第１バスバ３１ａ、３１ｂと第２バスバ３３ａ、３３ｂは、電圧コンバータ３２が出力する昇圧後の直流電力をインバータ３４の直流端に伝送する。図３、図４では、電圧コンバータ３２とインバータ３４は簡略化して描いてある。

電力変換器２の主な特徴は次の通りである。下側の第２筐体２０の内部に端子台２３が備えられており、その端子台２３の上で第１バスバ３１ａ（３１ｂ）と第２バスバ３３ａ（３３ｂ）がボルト３０ａ（３０ｂ）にて共締めされる。ボルト３０ａ（３０ｂ）は、第１筐体１０の天板１２の第１開口１４から視認可能である。なお、ボルト３０ａ（３０ｂ）はネジの一種である。

電力変換器２のその他の特徴を説明する。第２筐体２０の天板２２から上方へ向けて複数のスタッドボルト２１が延びており、スタッドボルト２１は第１筐体１０の脚１１に挿通される。それゆえ、スタッドボルト２１は第２筐体２０に対する第１筐体１０の位置決めピンとして機能する。

第１筐体１０の脚１１は底板１３よりも下方へ延びており、第２筐体２０の天板２２の上面に接する。それゆえ、第１筐体１０と第２筐体２０の間には隙間ＳＰが確保される。第１筐体１０の底板１３には、第２開口１５を囲むとともに第３開口２４に挿通される第１筒部１６が設けられている。第２筐体２０の天板２２には、第３開口２４を囲むとともに第１筒部１６と嵌合する第２筒部２６が設けられている。第１筒部１６と第２筒部２６は上下方向で一部が重なる。第１筒部１６と第２筒部２６の間にガスケット３９が配置されている。

第１筐体１０と第２筐体２０の間には隙間ＳＰが設けられているため、第１筒部１６の一部と第２筒部２６は筐体の外側に露出する。第１筒部１６と第２筒部２６の間にガスケット３９を配置することで、第２開口１５と第３開口２４が外部から遮断される。ガスケット３９は、外部から第２開口１５あるいは第３開口２４への液体の浸入を阻止する。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。本明細書が開示する技術は、電力変換器２以外の電気機器に適用されてもよい。第１筐体１０に収容されている電圧コンバータ３２が第１部品の一例であり、第２筐体２０に収容されているインバータ３４が第２部品の一例である。

第１バスバは、第１部品（電圧コンバータ３２）の端子であってもよいし、第２バスバは第２部品（インバータ３４）の端子であってもよい。

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。

２：電力変換器（電気機器）
１０：第１筐体
１１：脚
１２：天板
１３：底板
１４：第１開口
１５：第２開口
１６：第１筒部
２０：第２筐体
２１：スタッドボルト
２２：天板
２３：端子台
２４：第３開口
２６：第２筒部
３０ａ、３０ｂ：ボルト
３１ａ、３１ｂ：第１バスバ
３２：電圧コンバータ
３３ａ、３３ｂ：第２バスバ
３４：インバータ
３９：ガスケット
４１：ナット

Claims (2)

1. 第１筐体の下に第２筐体が連結されている電気機器であり、
   前記第１筐体は、
   天板に設けられている第１開口と、
   上から見たときに前記第１開口と重なるように底板に設けられている第２開口と、
   前記第１筐体に収容されている第１部品に接続されており、上からみたときに前記第１開口および前記第２開口と重なるように配置されている第１バスバと、
   を備えており、
   前記第２筐体は、
   前記第２開口と重なるように天板に設けられている第３開口と、
   上からみたときに前記第３開口と重なるように設けられている端子台と、
   前記第２筐体に収容されている第２部品に接続されており、前記端子台の上に配置されている第２バスバと、
   を備えており、
   前記端子台にて前記第１バスバと前記第２バスバがネジで共締めされているとともに、前記ネジが前記第１開口から視認可能である、電気機器。
2. 前記第１筐体には、前記第２開口を囲むとともに前記第３開口に挿通される第１筒部が設けられており、
   前記第２筐体には、上下方向で前記第１筒部と重なる第２筒部が設けられており、
   前記第１筒部と前記第２筒部の間にガスケットが配置されている、請求項１に記載の電気機器。

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