JP5287829B2

JP5287829B2 - 電子機器ユニット

Info

Publication number: JP5287829B2
Application number: JP2010242787A
Authority: JP
Inventors: 健朝倉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2030-10-28
Also published as: CN103181250B; EP2633745A2; EP2633745B1; US9648763B2; WO2012056279A3; US20130264866A1; JP2012094780A; CN103181250A; WO2012056279A2

Description

本発明は、内部へのアクセスを許容する開口が設けられたケースと、前記開口と対向してケース内に設けられた端子台と、をそなえた電子機器ユニットに関する。

車両などに搭載されるインバータなどの電子機器ユニットは、通常、ケースの内部に制御基板などの電子部品が収容されている。かかる電子機器ユニットの中には、ケース内部に収容された端子台へのアクセスを許容する開口、いわゆるサービスホールを、ケースに設けることがある。

例えば特許文献１には、ケース内部に収容した付属部品へのアクセスを許容するアクセス開口部をカバーに設けた車両用防塵・防水ケースが開示されている。この防塵・防水ケースでは、アクセス開口部を通じての塵の侵入を防止するために、アクセス開口部を覆うとともに、付属部品にアクセスする際には取り外されるサブカバーが設けられている。かかるケースによれば、電子機器ユニットのケース内部への異物混入をある程度、防止できる。

特開２００３−１２７８０２号公報

しかし、特許文献１記載の技術によれば、サブカバーでアクセス開口部を覆っている間は、異物混入を防止できるものの、サブカバーを取り外してアクセス開口部を外部露出させた際における異物混入は防止できない。このとき混入した導電性の異物が、ケース内部に設けられた制御基板等の電子部品に接触すると短絡による機能不具合が発生したりする。

そこで、本発明では、開口を通じて侵入した異物による不具合発生を効果的に防止でき得る電子機器ユニットを提供することを目的とする。

本発明の電子機器ユニットは、内部へのアクセスを許容する開口が形成されたケースと、前記開口と対向して設けられた端子台と、を備え、前記端子台を水平方向第一側が高くなり、第一側と反対側の第二側が低くなるように、傾斜して設置される電子機器ユニットであって、前記端子台には、水平方向位置が前記開口の水平方向位置よりも第二側となる位置から立脚する端子台側落下防止壁であって、前記開口から侵入して前記端子台を滑り落ちる異物と当たることにより、前記開口から侵入した異物の端子台からの落下を防止する端子台側落下防止壁が設けられている、ことを特徴とする。

好適な態様では、前記ケースは、前記開口の縁周辺からケース内部に向かって延びるケース側落下防止壁が設けられている。他の好適な態様では、前記端子台側落下防止壁の先端の水平方向位置は、前記ケース側落下防止壁の先端の水平方向位置よりも前記第二側に位置する。

本発明によれば、端子台側落下防止壁が設けられているため、開口から侵入した異物が、端子台より奥側に落下することが効果的に防止される。

本発明の実施形態であるインバータの概略上面図である。図１におけるＡ方向視図である。図１における概略Ｂ−Ｂ断面図である。ケース側落下防止壁と端子台側落下防止壁との相対角度関係を示す概略図である。ケース側落下防止壁と端子台側落下防止壁との相対角度関係を示す概略図である。ケース側落下防止壁と端子台側落下防止壁との相対角度関係を示す概略図である。ケース側落下防止壁と端子台側落下防止壁との相対角度関係を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である車載用のインバータ１０の概略上面図である。また、図２は、このインバータ１０の概略正面図（図１のＡ方向視図）である。

本実施形態のインバータ１０は、モータを用いた電気自動車や、モータと内燃機関の両方を用いたハイブリッドカー等に搭載され、直流電流を交流電流に変換する電子機器ユニットである。

このインバータ１０は、アルミニウムなどからなる略箱状のケース１２で覆われており、当該ケース１２の内部には、各種電子基板（図示せず）や端子台２０などが収容されている。端子台２０は、外部部品（例えばモータ・ジェネレータなど）と結線を行うための端子が設置された台であり、ケース１２内の上側寄りの位置に固定設置されている。この端子台２０より奥側には、半導体素子などの電子部品を電子基板に配置して構成される制御基板や電気回路などが設けられている。

インバータ１０は、図２に示すように、傾斜した状態で車両内に設置される。ケース１２が傾斜して設置されることで、当然ながら、当該ケース１２内に固定設置された端子台２０等も傾斜した状態となる。

ケース１２のうち、この端子台２０と対向する位置には、作業者による当該端子台２０へのアクセスを許容するための開口であるサービスホール１４が複数、設けられている。外部部品とインバータ１０とを結線する際には、当該サービスホール１４から手を差し入れ、端子台２０上の端子に、外部部品とインバータ１０とを電気的に接続するためのケーブルを接続する。

ここで、サービスホール１４を介して結線作業を行うのは次の理由による。通常、インバータ１０は車両組み立て工程とは、別の工程または別の工場で組み立てられた後、車両組み立て工程に納入され、組み立て作業が行われる。そのため、輸送時等にインバータ１０の内部に設けられた各種電子部品への異物の付着を防止するため、インバータ１０は箱形のケース１２で完全にケーシングされた状態で車両組み立て工程に供給される必要がある。一方で、車両組み立て行程に供給された後は、外部部品と結線を行う必要がある。インバータ１０の構成部品をケース１２から取り出すことなく、こうした結線作業を行うために、従来から、インバータ１０のケース１２には結線作業のための開口、すなわち、サービスホール１４が設けられている。このサービスホール１４は、輸送時などには、カバーに覆われ、異物の混入が防止される。

しかしながら、結線等の作業を行う場合、当然のことながら、サービスホール１４は開放された状態となる。このとき、当該サービスホール１４から、塵埃などの異物がインバータ１０内に侵入することがあった。

こうしたサービスホール１４から侵入した異物が端子台２０上に滞留するだけであれば、殆ど問題ない。しかし、既述したように、通常インバータ１０は、傾斜して設置されており、当該インバータ１０内に設置された端子台２０も傾斜した状態となっている。そのため、端子台２０上に落下した異物が重力により、当該端子台２０上から滑り落ち、端子台２０より奥側に落下することがあった。また、サービスホール１４から侵入した異物が、そのまま、端子台２０の脇をすり抜けて、端子台２０より奥側へと落下することがあった。

こうした端子台２０より奥側に侵入した異物の中には、端子台２０より奥側に設置された制御基板などの電子部品に接触することがある。そして、かかる電子部品に接触する異物が導電性を有していた場合には、短絡などを招き、結果として、インバータ１０の機能不具合を生じる恐れがあった。

そこで、本実施形態では、かかる異物混入に起因する機能不具合を防止するために、サービスホール１４および端子台２０周辺を特殊な構成としている。以下、これについて図３を参照して説明する。図２は、図１におけるＢ−Ｂ概略断面図である。

既述したとおり、また、図３から明らかなとおり、本実施形態では、ケース１２の上面にサービスホール１４が設けられており、このサービスホール１４と対向する位置に端子２２が配置された端子台２０が設置されている。この端子台２０は、ケース１２の上面と平行になるようにケース１２の内部に固定設置されている。そのため、ケース１２を図２に示すように角度αだけ傾斜して設置した場合、当然、この端子台２０も角度αだけ傾斜した状態となる。

本実施形態では、この端子台２０のうち、傾斜方向下側（すなわちインバータ１０を傾斜して設置したときに下方になる側、図３において左下側）の端部に端子台側落下防止壁２４を設けている。この端子台側落下防止壁２４は、端子台２０の上面から、当該端子台２０に対向して位置するケース１２の上面に向かって立脚する壁である。端子台２０上に落下し、当該端子台２０上を重力により滑り落ちる異物５０は、最終的には、この端子台側落下防止壁２４に当たることになる。そして、これにより、異物が端子台２０から滑り落ちて、当該端子台２０より奥側に位置する各種電子部品に接触することが防止される。

また、本実施形態では、サービスホール１４の周縁のうち、少なくとも傾斜方向下側端部付近に、端子台２０に向かって延びるケース側落下防止壁１６を設けている。このケース側落下防止壁１６を設けることにより、サービスホール１４から侵入した異物が、傾斜方向下側に移動することが効果的に防止され、結果として、異物が端子台２０より奥側に位置する各種電子部品に接触することが防止される。

そして、本実施形態では、異物が端子台２０より奥側に落下することをより効果的に防止するために、端子台側落下防止壁２４が、サービスホール１４より傾斜方向下側に位置するようにしている。別の言い方をすれば、本実施形態では、端子台側落下防止壁２４が、ケース側落下防止壁１６よりも、サービスホール１４の中心から離れて位置するように、端子台２０およびケース１２を設計している。

かかる構成とした場合、サービスホール１４を介して侵入してきた異物は、ケース側落下防止壁１６の下を潜り抜けたのち、端子台側落下防止壁２４の上側を乗り越えるという上下への動きを伴う迷路状の経路Ｃで移動しない限り端子台２０より奥側には到達できないことになる。いわば、端子台２０とケース１２との間に、ラビリンス機能が生じることになる。これにより、異物の端子台２０より奥側への侵入がより効果的に防止される。

ここで、ケース側落下防止壁１６と端子台側落下防止壁２４との相対角度関係について図４、図５を参照してより詳細に説明する。図４は、ケース側落下防止壁１６と端子台側落下防止壁２４との相対角度関係を示す概略図である。

本実施形態では、異物落下をより効果的に防止するために、ケース側落下防止壁１６の先端と端子台側落下防止壁２４の先端とを結ぶ直線Ｌと水平線とが成す角度βが９０度未満になるように、両壁１６，２４の位置および形状を設定している。すなわち、図５に示すように、両壁の先端を結ぶ直線Ｌと水平線とが成す角度βが、９０度以上の場合、ケース側落下防止壁１６の先端から、重力の作用により垂直真下に落下した異物５０は、端子台側落下防止壁２４に当たることなく、そのまま、端子台２０より奥側に落下することになる。この場合、上述したような、導電性異物による短絡などの不具合が生じるおそれがある。

一方、図４に示すように、両壁１６，２４の先端を結ぶ直線Ｌと水平線とが成す角度βが、９０度未満であれば、ケース側落下防止壁１６の先端から重力の作用により垂直真下に落下した異物５０は、必ず、端子台側落下防止壁２４に当たるか、当該端子台側落下防止壁２４より手前側（傾斜方向上側）に落下することになる。そして、その結果、異物５０が、端子台２０から落下することが効果的に防止される。

なお、この角度βは、インバータ１０のサイズなどの設計上の制約から過度に小さくすることができない場合もある。一方で、異物の端子台２０より奥側への落下を防止するためには、小さければ小さいほど良い。そこで、こうした落下防止と設計上の制約を両立するために、角度βは、（９０−α）度以下にすることが望ましい（αは、インバータ１０を設置したときの傾斜角度。図２など参照）。換言すれば、両壁１６，２４の先端を結ぶ直線Ｌと垂線とが成す角度γが、インバータ１０設置時の傾斜角度αより大きくなるようにすることが望ましい。かかる構成とすることで、端子台２０より奥側への異物落下をより効果的に防止できる。

なお、端子台２０上に残留した異物が、振動などを受けて、舞い上がり、端子台側落下防止壁２４を乗り越えることを防止するために、当該端子台側落下防止壁２４に、舞い上がり防止壁を設けてもよい。すなわち、図７に示すように、端子台側落下防止壁２４の側面に、端子台側落下防止壁２４の側面から離れるほど下方に延びる壁を舞い上がり防止壁２６として設けてもよい。かかる舞い上がり防止壁２６を設けた場合、端子台２０上に残留している異物が舞い上がったとしても、当該異物は、端子台側落下防止壁２４を乗り越える前に、舞い上がり防止壁２６に当たり、再び端子台２０上に残留することになる。

また、これまでの説明では、車両搭載用のインバータ１０を例に挙げて説明したが、本願発明は、内部へのアクセスを許容する開口が形成されたケースと、当該開口と対向して設けられた端子台と、を備え、傾斜して設置される電子機器ユニットであれば、インバータ以外の電子機器ユニットに適用されてもよい。また、本実施形態では、端子台側落下防止壁２４を、端子台２０の端部に設けているが、サービスホール１４より傾斜方向下側に位置するのであれば、必ずしも端部でなくてもよい。

１０インバータ、１２ケース、１４サービスホール、１６ケース側落下防止壁、２０端子台、２２端子、２４端子台側落下防止壁、２６舞い上がり防止壁、５０異物。

Claims

内部へのアクセスを許容する開口が形成されたケースと、前記開口と対向して設けられた端子台と、を備え、前記端子台を水平方向第一側が高くなり、第一側と反対側の第二側が低くなるように、傾斜して設置される電子機器ユニットであって、
前記端子台には、水平方向位置が前記開口の水平方向位置よりも第二側となる位置から立脚する端子台側落下防止壁であって、前記開口から侵入して前記端子台を滑り落ちる異物と当たることにより、前記開口から侵入した異物の端子台からの落下を防止する端子台側落下防止壁が設けられている、ことを特徴とする電子機器ユニット。
請求項１に記載の電子機器ユニットであって、
前記ケースは、前記開口の縁周辺からケース内部に向かって延びるケース側落下防止壁が設けられている、ことを特徴とする電子機器ユニット。
請求項２に記載の電子機器ユニットであって、
前記端子台側落下防止壁の先端の水平方向位置は、前記ケース側落下防止壁の先端の水平方向位置よりも前記第二側に位置する、ことを特徴とする電子機器ユニット。