JP6395163B1

JP6395163B1 - 電子機器

Info

Publication number: JP6395163B1
Application number: JP2017062770A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　浩; 浩渡辺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: JP2018166151A

Abstract

【課題】振動による上側コア及び下側コアの移動を規制して、上側コアと押さえバネ及び下側コアと筐体取り付け面との擦れを防止し、コア粉の発生を無くして、信頼性及び耐久性を向上させることのできる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、筐体と、トランス巻線モールド５０を上側コア６０と下側コア６１とにより挟持してなるトランス５と、トランス５を筐体に固定する固定機構とを有し、トランス巻線モールド５０は、上側コア６０及び下側コア６１のそれぞれに形成された被係合部に、トランス巻線モールド５０に形成された複数の係合部をそれぞれ係合させることにより、上側コア６０及び下側コア６１に位置決めされ、固定機構は、トランス巻線モールド５０を筐体に固定する固定部１２と、トランス５を構成する上側コア６０を押圧する押さえバネ７０とを有する。【選択図】図５

Description

本発明は、高電圧を低電圧に変換するトランスが筐体に固定された電子機器に関する。

従来、車載用のトランスとして、板状金属を打ち抜いて形成された、高電圧側の電流が流れる一次側導体と低電圧側の電流が流れる二次側導体とがインサートモールドされたトランス巻線モールドと、このトランス巻線モールドを、磁気回路を形成する上側コアと下側コアとで挟み、上側コアと下側コアをテープで固定するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

また、一次側導体と二次側導体の間に絶縁フィルムを挿入したものを、上側コアと下側コアとで挟み込む形でトランスを構成し、上側コアをバネで押さえて筐体に固定する車載用電力変換装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１６−１１１１３０号公報特許第５７６９７８４号公報

特許文献１に開示された車載用のトランスは、トランス巻線モールドが、ネジで筐体に固定される。しかしながら、上側コアと下側コアは、トランス巻線モールド及び筐体のいずれにも固定されておらず、テープが巻かれて互いに接合されているだけなので、振動によりコアが筐体から浮き上がることがある。浮き上がったコアは、筐体に衝突して異音を発生させ、破損することがあった。

また、特許文献２に開示された車載用電力変換装置は、一次側導体、二次側導体は絶縁部材を介してネジで筐体に固定されている。しかしながら、トランスの上側コアと下側コアは、押さえバネで筐体に押し付けられているだけである。したがって、筐体の取り付け面に垂直な方向の振動に対しては、上側コア及び下側コアの移動は抑制されるが、筐体の取り付け面に沿う方向の振動に対しては、動いてしまうことがある。すると、上側コアと押さえバネ又は下側コアと筐体取り付け面が擦れてコアが削れ、コアの粉が発生することがある。コアの粉は導電性があるため、筐体内部の電気回路をショートさせてしまうおそれがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、振動による上側コア及び下側コアの移動を規制して、上側コアと押さえバネ及び下側コアと筐体取り付け面との擦れを防止し、コア粉の発生を無くして、電子機器の信頼性及び耐久性を向上させるものである。

本発明に係る電子機器は、筐体と、トランス巻線モールドを上側コアと下側コアとにより挟持してなるトランスと、トランスを筐体に固定する固定機構とを有し、上側コア及び下側コアは、それぞれ被係合部を有し、トランス巻線モールドは、複数の係合部を有し、トランス巻線モールドは、上側コア及び下側コアのそれぞれの被係合部に、複数の係合部をそれぞれ係合させることにより、上側コア及び下側コアに位置決めされ、固定機構は、上側コアと下側コアとにより挟持されたトランス巻線モールドを、筐体に固定する固定部と、トランス巻線モールドを挟持した上側コア及び下側コアを、上側コアの上から筐体に対して押圧する押さえバネと、押さえバネを筐体に固定する押さえバネ固定部とを有する。

本発明は、電子機器の筐体に、上側コア及び下側コアとトランス巻線モールドを位置決めして固定すること、上側コアの上から筐体に押さえバネで押圧することにより、振動による上側コアと押さえバネの擦れ及び下側コアと筐体取り付け面の擦れによるコア粉の発生を防止する。これにより、コア粉による電子機器への影響を無くすことができる。これにより、電子機器の信頼性及び耐久性を向上させることができる。

本発明の実施の形態１による電子機器を示す斜視図である。実施の形態１による電子機器のカバーを取り外した状態を示す図である。実施の形態１による電子機器のカバーと電子回路基板を取り外した状態を示す図である。実施の形態１による電子機器のカバーと電子回路基板を取り外した状態の上面図である。実施の形態１による電子機器のトランスを固定する固定部を示す斜視図である。実施の形態１による電子機器のトランスを固定する固定部を示す上面図である。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。実施の形態１による電子機器のトランスの分解図である。実施の形態１による電子機器のトランスの第１変形例を示す分解図である。実施の形態１による電子機器のトランスの第２変形例を示す分解図である。実施の形態１による電子機器の押さえバネの変形例を示す図である。図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。

以下、本発明の電子機器の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における電子機器１００を示す斜視図である。図１に示すように、実施の形態１の電子機器１００は、略直方体の筐体１を有している。筐体１はカバー２で覆われており、カバー２は、複数のネジ９０により筐体１に取り付けられている。筐体１の対向する側面の一方には、信号コネクタ４０が取り付けられており、他方の側面には、電源コネクタ４１が取り付けられている。

図２は、電子機器１００のカバー２を外した状態である。筐体１の内部には、電子回路基板３が固定されている。また、図３は、カバー２と電子回路基板３を取り外した状態を示す斜視図、図４は、カバー２と電子回路基板３を取り外した状態を示す上面図である。図３及び図４に示すように、筐体１の底面１Ａには、複数の支柱１０が、筐体１に取付けられている。図２に示した電子回路基板３は、これらの複数の支柱１０に、複数のネジ９２によって固定されている。

信号コネクタ４０は、筐体の側面にネジ９１により固定され、電源コネクタ４１は、筐体の側面にネジ９３により固定されている。また、筐体１の底面１Ａには、トランス５が固定されている。信号コネクタ４０と電源コネクタ４１及びトランス５は、それぞれ電子回路基板３に電気的に接続されている。なお、筐体１の内部及び電子回路基板３には、図示しない電子部品及び配線が収容されているが、説明は省略する。

図５は、トランス５の固定状態を示す斜視図、図６は、トランス５の固定状態を示す上面図である。図５及び図６に示すように、トランス５は、押さえバネ７０によって筐体１に押圧されている。

押さえバネ７０は、金属板を打ち抜き加工して形成された帯状の部材に、曲げ加工を施すことにより形成されている。金属板を打ち抜き加工した際には、片方の面にバリが発生する。バリが発生する面と反対側の面をダレ面という。押さえバネ７０は、このダレ面側を、押圧側として形成されている。

筐体１には、押さえバネ７０を固定する柱状の押さえバネ固定部１１が形成されている。押さえバネ固定部１１の上部には、２つの位置決めピン１１Ａが形成されている。一方、押さえバネ７０には、２つの位置決め穴７０Ａが形成されている。押さえバネ７０は、この２つの位置決め穴７０Ａに、押さえバネ固定部１１の２つの位置決めピン１１Ａを嵌合させることによって位置決めされる。この２つの位置決めピン１１Ａにより、押さえバネ７０は、筐体１の底面１Ａに平行な面内での回転が規制される。そして、押さえバネ７０は、ネジ９５により押さえバネ固定部１１に固定される。

トランス５は、トランス巻線モールド５０と、上側コア６０及び下側コア６１を有している。トランス巻線モールド５０は、金属板を打ち抜き加工して形成された、一次側接続端子２０及び２１と二次側接続端子２２及び２３とを有している。またトランス巻線モールド５０は、一次側接続端子２０及び２１と接続された図示しない一次側巻線と、二次側接続端子２２及び２３と接続された図示しない二次側巻線とを有している。これら一次側接続端子２０及び２１と、二次側接続端子２２及び２３と、一次側巻線及び二次側巻線とは、インサートモールドにより形成されている。

トランス巻線モールド５０と、上側コア６０及び下側コア６１とは、トランス巻線モールド５０を、上側コア６０及び下側コア６１により上下から挟持し、テープ８０を巻き付けることにより一体化されている。トランス５は、この状態で筐体１の底面１Ａに取り付けられる。

図５に示すように、筐体１の底面１Ａには、２つの柱状の固定部１２が筐体１と一体に形成されている。トランス５は、この２つの固定部１２の間に配置される。そして、トランス巻線モールド５０の２つのネジ穴に挿入された２つのネジ９４により、固定部１２に取り付けられる。さらに、トランス５に巻き付けられたテープ８０の上から、押さえバネ７０を上側コア６０に当接させる。そして、押さえバネ７０は、トランス５を筐体１に対して押圧する。これにより、トランス５は、筐体１の底面１Ａに対し、底面１Ａに平行な方向及び垂直な方向への移動が規制される。

次に、トランス巻線モールド５０と、上側コア６０及び下側コア６１との位置決めについて、図７〜図９を用いて説明する。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図であり、図８は、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。また、図９は、トランス５の分解図である。なお、図７では、トランス５を形成するトランス巻線モールド５０、上側コア６０及び下側コア６１、二次側接続端子２２及び２３と、押さえバネ７０の断面については、引き出し線を見やすくするために、ハッチングを省略している。また、図８においては、トランス巻線モールド５０のハッチングを省略している。

図７及び図９に示すように、トランス巻線モールド５０は、上面に２つの位置決めピン５０Ａを有している。さらに、トランス巻線モールド５０は、下面側に２つの位置決めピン５０Ｂを有している。一方、上側コア６０は、トランス巻線モールド５０の２つの位置決めピン５０Ａと対応する位置に、２つの位置決め穴６０Ａを有している。また、下側コア６１は、トランス巻線モールド５０の２つの位置決めピン５０Ｂと対応する位置に、２つの位置決め穴６１Ａを有している。

トランス巻線モールド５０は、２つの位置決めピン５０Ａを、上側コア６０の２つの位置決め穴６０Ａに挿入することにより、上側コア６０と位置決めされる。また、トランス巻線モールド５０は、２つの位置決めピン５０Ｂを、下側コア６１の２つの位置決め穴６１Ａに挿入することにより、下側コア６１と位置決めされる。このようにして、トランス巻線モールド５０は、上側コア６０及び下側コア６１に位置決めされて、挟持される。

このように、実施の形態１による電子機器１００によれば、筐体１の底面１Ａに、固定部１２と、押さえバネ７０とを有している。そして、トランス５を構成するトランス巻線モールド５０を、ネジ９４により固定部１２に固定することにより、トランス巻線モールド５０が筐体１から浮き上がること及び筐体１の底面１Ａに平行な方向への位置ずれを防止している。また、トランス５を構成する上側コア６０を、押さえバネ７０によって押圧することにより、下側コア６１が、筐体１から浮き上がることを防止している。

これにより、電子機器１００に振動が加えられた場合であっても、上側コア６０と押さえバネ７０との接触面の擦れによるコア粉の発生を抑制することができる。よって、コア粉による電子部品への影響が抑制され、電子機器１００の信頼性が向上する。

また、実施の形態１による電子機器１００によれば、トランス巻線モールド５０の上部に位置決めピン５０Ａを形成し、下部に位置決めピン５０Ｂを形成している。また、上側コア６０に位置決め穴６０Ａを形成し、下側コア６１に位置決め穴６１Ａを形成している。そして、トランス巻線モールド５０の位置決めピン５０Ａを、上側コア６０の位置決め穴６０Ａに嵌合させて、トランス巻線モールド５０と上側コア６０とを互いにずれないように位置決めしている。また、トランス巻線モールド５０の位置決めピン５０Ｂを、下側コア６１の位置決め穴６１Ａに嵌合させて、トランス巻線モールド５０と下側コア６１とを互いにずれないように位置決めしている。そして、トランス巻線モールド５０に対する、上側コア６０及び下側コア６１の、底面１Ａに平行な方向への移動を規制するとともに、位置ずれを防止している。

これにより、電子機器１００に振動が加えられた場合であっても、上側コア６０と押さえバネ７０との接触面及び下側コア６１と筐体１との接触面の擦れによるコア粉の発生を抑制することができる。よって、コア粉による電子部品への影響が抑制され、電子機器１００の信頼性が向上する。

また、実施の形態１による電子機器１００によれば、上側コア６０及び下側コア６１には、テープ８０が巻き付けられている。そして、押さえバネ７０は、テープ８０を介して上側コア６０と接触し、下側コア６１は、テープ８０を介して筐体１の底面１Ａと接触する。これにより、上側コア６０と押さえバネ７０との接触面及び下側コア６１と筐体１の底面１Ａとの接触面の擦れがさらに抑制され、コア粉の発生をさらに抑制することができる。よって、電子機器１００の信頼性をさらに向上させることができる。

なお、押さえバネ７０は、打ち抜き加工時のダレ面側をテープ８０に当接させている。これにより、押さえバネ７０の打ち抜き加工時のバリによって、テープ８０を損傷させることが防止される。また、テープ８０の幅は、押さえバネ７０の幅より広いものを使用している。よって、押さえバネ７０の当接位置がテープ８０からずれた場合であっても、押さえバネ７０と上側コア６０とが擦れることがない。これにより、押さえバネ７０と上側コア６０とが擦れることによるコア粉の発生を、さらに抑制することができる。よって、電子機器１００の信頼性をさらに向上させることができる。

なお、実施の形態１では、トランス巻線モールド５０の位置決めピン５０Ａ及び５０Ｂを、トランス巻線モールド５０と一体に成形していたが、これに限るものではない。例えば、位置決めピン５０Ａ及び５０Ｂは、トランス巻線モールド５０と一体に成形せずに、別途製作して、トランス巻線モールド５０に圧入してもよい。さらに、実施の形態１では、トランス巻線モールド５０の上部と下部に、それぞれ２つの位置決めピン５０Ａ及び５０Ｂを形成していたが、位置決めピン５０Ａ及び５０Ｂの数は、これに限るものではない。例えば、位置決めピン５０Ａ及び５０Ｂの数は、それぞれ３つ以上であってもよい。

また、実施の形態１による電子機器１００では、トランス巻線モールド５０に、位置決めピン５０Ａ及び５０Ｂを形成し、上側コア６０及び下側コア６１に、それぞれ位置決め穴６０Ａ及び６１Ａを形成していたが、これに限るものではない。例えば、図１０に示すように第１変形例のトランス巻線モールド５１に示すように、トランス巻線モールド５１に、一対の位置決め穴５１Ａ及び一対の位置決め穴５１Ｂを形成してもよい。この場合、上側コア６２の、トランス巻線モールド５１の一対の位置決め穴５１Ａに対応する位置に、一対の位置決めピン６２Ａを形成し、さらに、下側コア６３に、トランス巻線モールド５１の一対の位置決め穴５１Ｂに対応する位置に、一対の位置決めピン６３Ａを形成すればよい。

第１変形例のトランス巻線モールド５１と上側コア６２及び下側コア６３によっても、実施の形態１の電子機器１００と同様に、トランス巻線モールド５１に対する、上側コア６２及び下側コア６３の位置ずれを抑制することができる。これにより、電子機器１００に振動が加えられた場合であっても、上側コア６２及び下側コア６３の、筐体１及びトランス巻線モールド５１に対する位置ずれ及び浮きを抑制することができる。よって、上側コア６２と押さえバネ７０との接触面及び下側コア６３と筐体１との接触面の擦れが抑制でき、コア粉の発生を抑制することができる。さらに、コア粉による電子部品への影響が抑制され、電子機器１００の信頼性が向上する。

なお、第１変形例における、上側コア６２及び下側コア６３の位置決めピン６２Ａ及び６３Ａは、上側コア６２及び下側コア６３と一体に成形してもよいし、別途作成して上側コア６２及び下側コア６３に圧入するようにしてもよい。

また、実施の形態１では、トランス巻線モールド５０に、トランス巻線モールド５０の上面及び下面から突出する位置決めピン５０Ａ及び５０Ｂを形成したが、これに限るものではない。例えば、図１１の第２変形例に示すトランス巻線モールド５２のように、トランス巻線モールド５２の上部及び下部から突出しない一対の位置決め凸部５２Ａを形成してもよい。この場合、上側コア６４には、トランス巻線モールド５２の一対の位置決め凸部５２Ａに対応する位置に、一対の位置決め凹部６４Ａを形成する。そして、下側コア６５にも、一対の位置決め凸部５２Ａに対応する位置に、一対の位置決め凹部６５Ａを形成する。

第２変形例のトランス巻線モールド５２と上側コア６４及び下側コア６５によっても、実施の形態１の電子機器１００と同様に、トランス巻線モールド５２に対する、上側コア６４及び下側コア６５の位置ずれを抑制することができる。これにより、電子機器１００に振動が加えられた場合であっても、上側コア６４及び下側コア６５の、筐体１及びトランス巻線モールド５２に対する位置ずれ及び浮きを抑制することができる。よって、上側コア６４と押さえバネ７０との接触面及び下側コア６５と筐体１との接触面の擦れが抑制でき、コア粉の発生を抑制することができる。さらに、コア粉による電子部品への影響が抑制され、電子機器１００の信頼性が向上する。

なお、実施の形態１では、電子機器１００にトランス５を固定する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、トランス５は、金属板を打ち抜き加工して形成された導体を、樹脂と一体に成形したインサートモールドと上側コア及び下側コアを有するリアクトルであってもよい。

また、実施の形態１では、トランス５を、片持ちの押さえバネ７０により筐体１に対して押圧していたが、これに限るものではない。例えば、図１２及び図１３に示す変形例の押さえバネ７１のように、両持ちとして、筐体１に形成した２つの押さえバネ固定部１１に固定してもよい。なお、押さえバネ７０及び押さえバネ７１の形状は一例であり、トランス５の上側コア６０を押圧できる形状であれば、どのような形状であっても構わない。

また、実施の形態１では、支柱１０を、筐体１に取り付けた形態としたが、支柱１０は筐体１に一体に形成されていてもよい。

本発明の実施の形態１による電子機器１００は、特に、いわゆる電気自動車である、ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、又はプラグインハイブリッド車である、ＰＨＶ (Ｐｌｕｇ−ｉｎＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ)及びプラグインハイブリッド電気自動車である、ＰＨＥＶ (Ｐｌｕｇ−ｉｎＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ)に搭載される、車載用電力変換機器、車載用ＤＣ／ＤＣコンバータ及び車載用充電器などの電子機器として適用可能である。

１筐体、１Ａ底面、２カバー、３電子回路基板、５トランス、１０支柱、１１押さえバネ固定部、１１Ａ位置決めピン（位置決め部材）、１２固定部、２０，２１一次側接続端子、２２，２３二次側接続端子、４０信号コネクタ、４１電源コネクタ、５０〜５２トランス巻線モールド、６０，６２，６４上側コア、６１，６３，６５下側コア、７０，７１押さえバネ、５０Ａ，５０Ｂ，６２Ａ，６３Ａ位置決めピン（係合部）、５１Ａ，５１Ｂ，６０Ａ，６１Ａ，７０Ａ位置決め穴（被係合部）、５２Ａ位置決め凸部（係合部）、６４Ａ，６５Ａ位置決め凹部（被係合部）、８０テープ、９０〜９５ネジ、１００電子機器。

Claims

筐体と、
トランス巻線モールドを上側コアと下側コアとにより挟持してなるトランスと、
前記トランスを前記筐体に固定する固定機構とを有する電子機器であって、
前記上側コア及び前記下側コアは、
それぞれ位置決め穴を有し、
前記トランス巻線モールドは、
複数の位置決めピンを有し、
前記トランス巻線モールドは、
前記上側コア及び前記下側コアのそれぞれの前記位置決め穴に、前記複数の位置決めピンをそれぞれ係合させることにより、前記上側コア及び前記下側コアに位置決めされ、
前記固定機構は、
前記上側コアと前記下側コアとにより挟持された前記トランス巻線モールドを、前記筐体に固定する固定部と、
前記トランスの前記上側コアを押圧する押さえバネと、
前記押さえバネを前記筐体に固定する押さえバネ固定部とを有する、
電子機器。
筐体と、
トランス巻線モールドを上側コアと下側コアとにより挟持してなるトランスと、
前記トランスを前記筐体に固定する固定機構とを有する電子機器であって、
前記上側コア及び前記下側コアは、
それぞれ位置決めピンを有し、
前記トランス巻線モールドは、
複数の位置決め穴を有し、
前記トランス巻線モールドは、
前記上側コア及び前記下側コアのそれぞれの前記位置決めピンに、前記複数の位置決め穴をそれぞれ係合させることにより、前記上側コア及び前記下側コアに位置決めされ、
前記固定機構は、
前記上側コアと前記下側コアとにより挟持された前記トランス巻線モールドを、前記筐体に固定する固定部と、
前記トランスの前記上側コアを押圧する押さえバネと、
前記押さえバネを前記筐体に固定する押さえバネ固定部とを有する、
電子機器。
前記位置決めピンは、樹脂により形成されている、
請求項２に記載の電子機器。
前記上側コアと前記下側コアには、テープが巻き付けられている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器。
前記テープの幅は、前記押さえバネの幅より広い、
請求項４に記載の電子機器。
前記押さえバネは、打ち抜き加工により形成され、
前記押さえバネは、打ち抜きによるダレ面側を前記テープに当接させる、
請求項４に記載の電子機器。
前記押さえバネ固定部は、前記押さえバネを位置決めする位置決め部材を有する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の電子機器。
ＥＶ又はＰＨＥＶに、車載用電力変換機器として搭載される、
請求項１から７のいずれか一項に記載の電子機器。
ＥＶ又はＰＨＥＶに、車載用ＤＣ／ＤＣコンバータとして搭載される、
請求項１から７のいずれか一項に記載の電子機器。
ＥＶ又はＰＨＥＶに、車載用充電器として搭載される、
請求項１から７のいずれか一項に記載の電子機器。