JP6957961B2 - 電力変換装置の部品固定構造 - Google Patents
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Description
この従来技術では、搭載部品(コンデンサケース)は、筐体に設けられた収容部に放熱接着材によって接着されているとともに、筐体の底側と開口側でボルトにて固定された構造となっている。
(実施の形態1)
まず、実施の形態1の電力変換装置の部品固定構造について、図1、図2、図3A、図3Bに基づいて説明する。
これらのケース1および搭載部品2は、電力変換装置の駆動時の発熱により、その外径形状が膨張する。
さらに、リブ22の周方向の複数箇所に、リブ22の内外を連通して、後述する空気抜きを行う切込部22aが、複数形成されている。この切込部22aは、リブ22の先端から基端部近傍まで切欠された形状に形成されている。
次に、実施の形態1の電力変換装置の搭載部品固定構造の作用について説明する。
搭載部品2をケース1に固定する際には、まず、接着材3を、ケース側接着面12に塗布する。この場合、接着材3は、後述するように、その余剰分を周溝13へ接着材3を流し込むことができる分量、すなわち、両接着面12,23どうしの接着に必要な量よりも多い量を塗布する。また、接着材3を、予め、図4Aに示すように、周溝13内にもある程度、流し込んでおくのが好ましい。
これにより、リブ22の内側に生じる空気溜まりにより、接着面積が設定された面積よりも狭まるのを防止できる。
なお、前述のように、ケース1と搭載部品2との上下方向の相対位置を管理することにより、接着材3の厚みを管理し、これにより、両接着面12,23における接着強度を管理することができる。
1)実施の形態1の電力変換装置の搭載部品固定構造は、
電力変換装置のケース1と、電力変換装置に搭載される搭載部品2とが、接着材3により接着されたケース側接着面12、部品側接着面23を備えた電力変換装置の搭載部品固定構造であって、ケース側接着面12の周囲を囲む周溝13が形成されている。
したがって、両接着面12,23の間の余剰な接着材3を周溝13に流し込むことで、接着材3を両接着面12,23の間の全面に亘って確実に広げることができる。
これにより、接着材3により接着される接着面積、および、その形状を一定とする管理が可能となり、接着強度を高精度で安定させることが可能となる。よって、接着材3のみにより搭載部品2をケース1に安定して確実に固定することも可能となる。
ケース1と搭載部品2とが、接着材3による接着のみで固定されている。
従来のように、ボルトなどの他の固定手段との併用が不要であり、構成を簡略化して、コスト、重量の低減を図ることができ、かつ、スペース効率の向上を図ることができ、しかも組付作業の手間も削減できる。
周溝13の内側のケース側接着面12および部品側接着面23の形状が円形である。
これにより、電力変換装置の駆動時の発熱に伴う温度変化による接着部分にかかる応力を抑えることが可能であるとともに、接着材3が空気に触れて加水分解されるリスクを抑えることが可能である。
具体的には、図5Aに示す、本実施の形態1のように両接着面12,23と同様の接着面101と、図5Bに示す正方形の接着面102とを同面積とした場合、円形の対向長さL101は、正方形の対向長さL102の20%程度低減できる。また、円形の外周寸法S101は、正方形の外周寸法S102の11%程度低減できる。
したがって、電力変化装置の駆動時の温度変化によりケース1と搭載部品2との材料差による線形膨張係数差により作用する応力を試算すると、円形のものは、正方形のものと比較して、その対向長さの違いから33%程度低減できる。
加えて、両接着面12,23を円形に形成することにより、材料差により生じる応力が角部に集中するのを抑え、接着材3の剥がれや搭載部品2の変形が生じるのを抑えることができる。
また、両接着面12,23を円形とすることにより、正方形と比較して、周寸法の差の分だけ接着材3の外周が空気に触れる寸法が減ることから、加水分解によるリスクを11%程度低減できる。
両接着面12,23およびそれを囲む周溝13は、搭載部品2の中央に配置されている。
したがって、上記2)で説明したケース1と搭載部品2との両接着面12,23に作用する応力が、搭載部品2の中央部分に作用し、端部に作用した場合と比較して、搭載部品2の変形を抑えることができる。
ケース1に周溝13が設けられ、搭載部品2に、周溝13に挿入されたリブ22が設けられている。
周溝13とリブ22とを利用して、ケース1に対する搭載部品2の位置決めが可能となる。また、接着材3が、部品側接着面23において、所定の円形の範囲を越えて広がるのをリブ22により規制でき、両接着面12,23の形状、面積の安定度をさらに向上できる。
周溝13とリブ22とが接着材3により接着されている。
したがって、両接着面12,23の面積を広げることなく、ケース1と搭載部品2とにおける接着材3による接着面積が広がり、搭載部品2の固定強度がさらに向上する。
リブ22に、このリブ22の内外を連通する空気抜き部としての切込部22aが設けられている。
したがって、両接着面12,23の間に空気溜まりが生じるのを抑制し、両接着面12,23の形状、面積の安定度をさらに向上できる。
ケース1と搭載部品2とは、周溝13の外側位置に、位置決めピン25と、この位置決めピン25が挿入される位置決め穴15とが対向して設けられている。
すなわち、周溝13とリブ22とにより、ケース1に対する搭載部品2の位置決めを行うことができるが、周溝13およびリブ22が円形であることから、その周方向の位置決めを行うことができない。よって、位置決めピン25および位置決め穴15により、搭載部品2の周方向の位置も、規定することが可能となる。
しかも、位置決めピン25および位置決め穴15に接着材3が流れ込むのを周溝13により抑制でき、この流れ込みが生じるものと比較して、ケース1に対する搭載部品2の接着強度もさらに安定することができる。
次に、本開示の他の実施の形態について説明する。
なお、他の実施の形態の説明において、他の実施の形態と共通する構成には当該実施の形態と同じ符号を付して説明を省略し、当該実施の形態との相違点のみ説明する。
図6は、実施の形態2の電力変換装置の部品固定構造におけるケース201の平面図である。
この図6に示すように、実施の形態2では、ケース側接着面212の周囲に設けられた周溝213が、正六角形の形状に形成されている。なお、ケース側接着面212および周溝213は、実施の形態1と同様に設置範囲14の中央に配置されている。
また、接着面が六角形のものは、正方形と比較して、周寸法の差の分だけ空気に触れる寸法が減ることから、加水分解によるリスクを低減できることから、そのリスクを6%程度低減できる。
2-1)実施の形態2の電力変換装置の部品固定構造は、
周溝213の内側のケース側接着面212の形状が正六角形状である。
これにより、ケース側接着面212の形状を正方形としたものと比較して、温度変化により作用する応力を低減できるとともに、加水分解によるリスクを低減できる。
また、実施の形態1で説明した、1)2)4)〜8)と同様の効果を得ることができる。
図7は、実施の形態3の電力変換装置の部品固定構造に用いるケース301の平面図である。
この図7に示すように、実施の形態3では、ケース側接着面312の周囲に設けられた周溝313が、正十角形の形状に形成されている。なお、ケース側接着面312および周溝313は、実施の形態1と同様に設置範囲14の中央に配置されている。
また、接着面が六角形のものは、正方形と比較して、周寸法の差の分だけ空気に触れる寸法が減ることから、加水分解によるリスクを低減できることから、そのリスクを10%程度低減できる。
3-1)実施の形態3の電力変換装置の部品固定構造は、
周溝313の内側のケース側接着面312の形状が正十角形状である。
これにより、ケース側接着面312の形状を正方形としたものと比較して、温度変化により作用する応力を低減できるとともに、加水分解によるリスクを低減できる。
また、実施の形態1で説明した、1)2)4)〜8)と同様の効果を得ることができる。
図8は、実施の形態4の電力変換装置の部品固定構造におけるケース401の平面図である。
この実施の形態4では、複数のケース側接着面412a,412b,412c,412d,412eが設けられているとともに、その周囲に周溝413a,413b,413c,413d,413eが設けられている。
4-1)実施の形態4の電力変換装置の部品固定構造は、
複数のケース側接着面412a,412b,412c,412d,412eおよびそれを囲む周溝413a,413b,413c,413d,413eを備える。
したがって、ケース501と搭載部品との接触面が広い場合でも、各ケース側接着面412a,412b,412c,412d,412eを円形としながら、確実に接着することが可能である。
なお、実施の形態4の電力変換装置の搭載部品固定構造は、前述の1)〜8)の効果も得ることができる。
図9は、実施の形態5の電力変換装置の部品固定構造に用いるケース501の平面図である。
この実施の形態5は実施の形態4の変形例であり、同寸法の複数のケース側接着面512a,512b,512cが設けられているとともに、その周囲に周溝513a,513b,513cが設けられている。
したがって、実施の形態5の電力変換装置の部品固定構造にあっても、上記1)〜8)の効果の効果および4-1)の効果を得ることができる。
図10は、実施の形態6の電力変換装置の部品固定構造に用いるケース601の平面図であり、図11は、実施の形態6の電力変換装置の部品固定構造に用いる搭載部品602の斜視図である。
さらに、周溝613は、周方向に等間隔の4箇所において、周溝613に連続してその外周方向に延びる位置決め溝615が形成されている。
この場合、位置決め突起625と位置決め溝615とが、周方向に係合するため、ケース601に対して搭載部品602の上下方向に直交する方向の位置が規定される。
6-1)実施の形態6の電力変換装置の部品固定構造は、
位置決め突起625は、リブ622の外周に一体に形成され、
位置決め穴としての位置決め溝615は、周溝613の外周に、周溝613に連続して形成されている。
したがって、別途、位置決め穴15、位置決めピン25などの構成を設けることなく、周溝613、リブ622と一体の位置決め溝615、周溝613と一体の位置決め突起625により搭載部品602の位置決めを行うことができる。
しかも、位置決め溝615と位置決め突起625とに流れ込んだ接着材により、接着強度のさらなる向上を図ることができる。
なお、この実施の形態7にあっても、上述の1)〜7)の効果を得ることができる。
図12は、実施の形態7の電力変換装置の部品固定構造に用いる搭載部品702の斜視図である。
この実施の形態7では、リブ722は、切込部を持たない構成としている。なお、この搭載部品702を固定するケースは、実施の形態1に示したものと同様のものとする。
したがって、この実施の形態7にあっても、上述の1)〜6)および8)の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態とは逆に、搭載部品に周溝を設けた場合、ケースにリブを設けてもよいし、ケースにリブを設けない構造としてもよい。ケースにリブを設けない場合には、両者の接着時に、搭載部品を下に配置し、上方からケースを接着することで、余剰分の接着材を周溝に流し込むことができる。
さらに、位置決め突起、位置決め穴の形状、およびその数は、位置決めを行うことができれば、実施の形態において示した形状に限定されるものではない。例えば、実施の形態1などで示したような円形以外にも多角形形状とすることができる。また、実施の形態6においても、同様に位置決め溝、位置決め突起の形状ならびにその数は、実施の形態において示したものに限定されるものではない。
2 搭載部品
3 接着材
13 周溝
15 位置決め穴
22 リブ
22a 切込部(空気抜き部)
25 位置決めピン(位置決め突起)
201 ケース(筐体)
212 ケース側接着面
213 周溝
301 ケース(筐体)
312 ケース側接着面
313 周溝
401 ケース(筐体)
412a,412b,412c,412d,412e ケース側接着面
413a,413b,413c,413d,413e 周溝
501 ケース(筐体)
512a,512b,512c ケース側接着面
513a,513b,513c 周溝
601 ケース(筐体)
602 搭載部品
612 ケース側接着面
613 周溝
615 位置決め溝(位置決め穴)
622 リブ
625 位置決め突起
702 搭載部品
722 リブ
Claims (9)
- 電力変換装置の筐体と、前記電力変換装置に搭載される搭載部品とが、接着材により接着された接着面を備えた電力変換装置の搭載部品固定構造であって、
前記筐体と前記搭載部品との一方に、前記接着面の周囲を囲む周溝が形成され、
前記筐体と前記搭載部品とのもう一方に、前記周溝に挿入されたリブが設けられ、
前記周溝と前記リブとが前記接着材により接着されている
電力変換装置の搭載部品固定構造。 - 請求項1に記載の電力変換装置の部品固定構造において、
前記リブに、このリブの内外を連通する空気抜き部が設けられている
電力変換装置の部品固定構造。 - 請求項2に記載の電力変換装置の部品固定構造において、
前記空気抜き部は、前記リブの先端から基端部近傍まで切欠された複数の切込部により形成されている
電力変換装置の部品固定構造。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力変換装置の部品固定構造において、
前記周溝およびその内側の接着面の形状が円形である
電力変換装置の部品固定構造。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力変換装置の部品固定構造において、
前記周溝およびその内側の接着面の形状が多角形状である
電力変換装置の部品固定構造。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力変換装置の部品固定構造において、
前記接着面およびそれを囲む周溝は、前記搭載部品の中央に配置されている
電力変換装置の部品固定構造。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力変換装置の部品固定構造において、
前記接着面およびそれを囲む周溝が、複数設けられている
電力変換装置の部品固定構造。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の電力変換装置の部品固定構造において、
前記筐体と前記搭載部品とは、前記周溝の外側位置に、位置決め突起と、この位置決め突起が挿入される位置決め穴とが対向して設けられている
電力変換装置の部品固定構造。 - 請求項8に記載の電力変換装置の部品固定構造において、
前記位置決め突起は、前記リブの外周に一体に形成され、
前記位置決め穴は、前記周溝の外周に、前記周溝に連続して形成されている
電力変換装置の部品固定構造。
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