JP7180270B2 - power converter - Google Patents
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Description
本発明は、電流センサが固定された電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device with a fixed current sensor.
特許文献1には、電流センサの筐体をIPM(Intelligent Power module)の側面にネジ締結する電力変換装置が開示されている。
電力変換装器等に電流センサユニットを締結する際に位置ずれが大きいと、ネジ孔の一部が欠ける等の不具合が生じてしまう。これにより、電流センサを電力変換装器に締結できなくなってしまう可能性がある。 If the positional deviation is large when the current sensor unit is fastened to a power conversion device or the like, problems such as part of the screw hole being chipped may occur. As a result, there is a possibility that the current sensor cannot be fastened to the power converter.
本発明の一態様に係る電力変換装置は、筐体を有する電力変換器と、前記筐体の側面にネジによって固定されている電流センサユニットとを備え、前記電流センサユニットの長手方向において、前記電流センサユニットの両端部のそれぞれには、前記筐体と係合する回転規制機構部が設けられており、前記長手方向において、前記回転規制機構部同士の間には、前記筐体に向かって突出する倒れ防止機構部が設けられている。 A power conversion device according to an aspect of the present invention includes a power converter having a housing, and a current sensor unit fixed to a side surface of the housing with a screw. Both ends of the current sensor unit are each provided with a rotation restricting mechanism that engages with the housing. A protruding fall prevention mechanism is provided.
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態において説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置は任意に設定でき、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されない。 Exemplary embodiments for carrying out the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of components described in the following embodiments can be arbitrarily set, and can be changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied or various conditions. Also, unless otherwise stated, the scope of the invention is not limited to the embodiments specifically described below.
図1は、電力変換装置100の電流センサユニット10の概略斜視図である。なお、図1においては、電力変換装置100の電力変換器20を概略的に点線で示している。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a
電力変換装置100は、一例として、自動車の走行用モータを駆動するために、バッテリから得られる直流電力を交流電力に変換するコンバータである。そして、電力変換装置100は、電力変換器20を備えており、この電力変換器20は、一例としてバッテリから出力された電圧を昇圧又は降圧するFDCコンバータである。また、電力変換装置100は、電力変換器20の筐体21の側面にネジ(不図示)によって取り付けられる電流センサユニット10を備えている。この電流センサユニット10は、ケース内に格納された電流センサを有している。
The
図2に示すように、電流センサユニット10には、略円状の二つのセンサ側ネジ穴11が形成されている。この二つのセンサ側ネジ穴11は、電流センサユニット10の長手方向において、その両端部にそれぞれに設けられたカラー部12に形成されている。また、電力変換器20の筐体21の側面には、センサ側ネジ穴11に対応する筐体側ネジ穴22(図4)が形成されている。これらのセンサ側ネジ穴11及び筐体側ネジ穴22にネジを挿入することによって、筐体21に電流センサユニット10がネジ止めされる。代替的に、電流センサユニット10には、一つ又は三つ以上のカラー部12及びセンサ側ネジ穴11が形成されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
また、長手方向において、電流センサユニット10の両端部のそれぞれには、電力変換器20の筐体21の一部と係合する回転規制機構部13が設けられている。この回転規制機構部13は、電流センサユニット10から側方に突出するフック状の形状を有している。すなわち、一対の回転規制機構部13のそれぞれは、電流センサユニット10から側方に突出する第1部分14と、長手方向に沿って他方の回転規制機構部13に向かって延びる第2部分15とを有している。換言すると第1部分14と第2部分15とは、互いに直交する方向に延びている。そして、第2部分15は、長手方向と異なる向き(長手方向と交差する方向)において、電力変換器20の筐体21の一部と係合する。これによって、電流センサユニット10の回転が規制される。代替的に、電流センサユニット10には、一つ又は三つ以上の回転規制機構部13が形成されていてもよい。
Moreover, in the longitudinal direction, a
さらに、電流センサユニット10の両端部のそれぞれには、電流センサユニット10が回転するときに電力変換器20の筐体21と当接する当接部16が設けられている。電流センサユニット10が回転する場合、一対の当接部16の一方が筐体21と当接するため、当該一方の当接部16が回転中心となる。また、当接部16は、電流センサユニット10から突出する中央部分と、当該中央部分とから外方に突出する羽状部分を有している。代替的に、電流センサユニット10には、一つ又は三つ以上の当接部16が形成されていてもよい。なお、図2においては、右側の当接部16が回転規制機構部13と重なるため、左側の当接部16のみが示されている。
Furthermore,
さらに、長手方向の略中央において、回転規制機構部13同士の間には、電流センサユニット10から筐体21に向かって突出する倒れ防止機構部17が設けられている。この倒れ防止機構部17は、電流センサユニット10が筐体21に向かって倒れる場合に、筐体21の側面に当接して電流センサユニット10の倒れを制限する。また、倒れ防止機構部17は、上面視略五角形の形状を有している。そして、倒れ防止機構部17は、筐体21側に当接平面18を有しており、当該当接平面18が筐体21の側面に当接する。なお、倒れ防止機構部17は、長手方向に直交する方向から見た場合に回転規制機構部13同士の間に設けられている。すなわち、長手方向において、回転規制機構部13と倒れ防止機構部17とが、直線上に並ぶ必要はない。また、倒れ防止機構部17は、電流センサユニット10の側方から見た場合に、カラー部12よりも上方に位置している。
Further, a
続いて、図3Aから図4Bを参照して、電流センサユニット10の回転について説明する。図3Aは本実施形態に係る電流センサユニット10の概略平面図である。また、図3Bは比較例に係る電流センサユニット10’の概略平面図である。この比較例に係る電流センサユニット10’は、本実施形態に係る電流センサユニット10と比較して、長手方向の中央部分に回転規制機構部13’を有している点で異なる。この回転規制機構部13’は、略U字状の形状を有しており、その内側部分が電力変換器20の筐体21の一部と当接する。これにより、電流センサユニット10’の回転が規制される。
Next, rotation of the
図4Aは静態時の筐体側ネジ穴22を示す概略図であり、図4Bは電流センサユニット10’の回転時の筐体側ネジ穴22を示す概略図である。図4A及び図4Bの上側は、筐体側ネジ穴22の中心線22Cに沿った断面を示している。また、図4A及び図4Bの下側は、ネジ止め方向Dにおいて、センサ側ネジ穴11’を通して見た筐体側ネジ穴22を示している。
FIG. 4A is a schematic diagram showing the housing-
電力変換器20の筐体21に電流センサユニット10を組み付ける際に、外力等によって電流センサユニット10の位置ずれが生じる場合がある。例えば、電流センサユニット10の当接部16を中心に電流センサユニット10が回転してしまうことがある。これにより、ネジ止め方向において、電流センサユニット10のカラー部12の一部が、電力変換器20の筐体21のボス座23に形成された筐体側ネジ穴22に隠れてしまう。
When assembling the
具体的に、図3Bの比較例に係る電流センサユニット10’は、カラー部12’の平面方向における位置ずれ量が、本実施形態に係る電流センサユニット10も大きくなる。そのため、電流センサユニット10’が回転すると、図4Bに示すように、カラー部12’の一部が、ネジ止め方向Dにおいて、筐体側ネジ穴22に重なってしまう。すなわち、図4Aの静態時、つまり電流センサユニット10’が回転しないときは、ボス座23に形成された筐体側ネジ穴22は、カラー部12’の中央に位置している。換言すると、センサ側ネジ穴11’の中心線11Cと筐体側ネジ穴22の中心線22Cとが一致している。そのため、カラー部12’がネジ止めを阻害しない。
Specifically, in the current sensor unit 10' according to the comparative example of FIG. 3B, the amount of positional deviation of the collar portion 12' in the planar direction is also large in the
一方、図4Bに示す回転時は、カラー部12’の一部が筐体側ネジ穴22に重なっている。換言すると、センサ側ネジ穴11’の中心線11Cと筐体側ネジ穴22の中心線22Cとがずれている。そのため、カラー部12’が、筐体側ネジ穴22へのネジの挿入を阻害するか、又は困難にしてしまう。
On the other hand, during the rotation shown in FIG. 4B, part of the
そこで、図3Aに示す本実施形態に係る電流センサユニット10においては、電流センサユニット10の長手方向における両端部のそれぞれに、回転規制機構部13を設けている。この回転規制機構部13が、電力変換器20の筐体21の一部と係合することによって、電流センサユニット10の回転が規制される。なお、一例として、回転規制機構部13が係合する筐体21の一部とは、筐体21の側面から突出する壁部24(図5A)である。この壁部24は、回転規制機構部13の第2部分15の内側と当接するように、回転規制機構部13同士の間において、電流センサユニット10の長手方向に沿って延びている。
Therefore, in the
本実施形態の回転規制機構部13は、比較例と比べて回転中心である当接部16から回転規制機構部13までの距離が長くなっている。これにより、比較例と比べて回転角度が小さくなるため、電流センサユニット10のカラー部12の回転時の位置ずれ量を低減することができる。すなわち、カラー部12の位置ずれ量は、回転角度が大きくなるほど大きくなる。そのため、回転角度を小さくすることによって、カラー部12の位置ずれ量を低減できる。その結果、カラー部12が筐体側ネジ穴22に重なることを抑制できる。
In the
具体的に、図3A及び図3Bを参照して電流センサユニット10の回転角度について説明する。なお、図3Aにおいては、説明の便宜上、回転前の回転規制機構部13を点線で示している。また、図3Bにおいては、説明の便宜上、回転前の回転規制機構部13’を点線で示している。
Specifically, the rotation angle of the
本実施形態に係る電流センサユニット10の位置ずれ量Xは、回転角度θと半径rとに基づいて、下記式1によって求めることができる。
The positional deviation amount X of the
同様に、図3Bの比較例に係る電流センサユニット10’の位置ずれ量X’は、回転角度θ’と半径r’とに基づいて、下記式2によって求めることができる。 Similarly, the positional deviation amount X' of the current sensor unit 10' according to the comparative example of FIG. 3B can be obtained by the following formula 2 based on the rotation angle ?' and the radius r'.
上記式1及び式2より、回転角度θと回転角度θ’とが90度以下の場合、回転角度θが回転角度θ’よりも小さければ、位置ずれ量Xは位置ずれ量X’よりも小さくなる。そして、回転中心から回転規制位置(回転規制機構部13と筐体21の一部との係合位置)までの距離である半径rが長くなれば、電流センサユニット10の回転角度θは小さくなる。すなわち、半径rが長くなれば、より小さい回転角度θで回転規制機構部13が回転規制位置に到達する。そのため、本実施形態においては、回転規制機構部13を電流センサユニット10の両端部に設けている。
From the
これにより、回転中心となる当接部16から回転規制位置まで、すなわち回転規制機構部13までの距離である半径rを、比較例の半径r’よりも長くすることができる。そのため、本実施形態においては、電流センサユニット10の回転角度θを小さくして、電流センサユニット10及びカラー部12の位置ずれ量を低減している。その結果、カラー部12が筐体側ネジ穴22に重なることを抑制できる。
As a result, the radius r, which is the distance from the
続いて、図3A,図3B,図4C,図5A及び図5Bを参照して、電流センサユニット10の倒れについて説明する。なお、図4Cの上側は、筐体側ネジ穴22の中心線22Cに沿った断面を示している。また、図4Cの下側は、ネジ止め方向Dにおいて、センサ側ネジ穴11’を通して見た筐体側ネジ穴22を示している。また、図5Aは倒れる前の電流センサユニット10を示し、図5Bは電流センサユニット10の倒れが規制されている状態を示している。
Next, tilting of the
図3Bに示すように、比較例に係る電流センサユニット10’は、本実施形態に係る電流センサユニット10と比較して、倒れ防止機構部17を備えていない点で異なる。一方、図3Aに示すように、本実施形態に係る電流センサユニット10は、長手方向において回転規制機構部13同士の間の中央に、筐体21に向かって突出する倒れ防止機構部17を備えている。
As shown in FIG. 3B , the
図4Cの上側に示すように、倒れ防止機構部17を備えていない電流センサユニット10’は、外力等によって電力変換器20の筐体21に向かって倒れる場合がある。すなわち、電流センサユニット10’は、筐体21に対して傾いた姿勢に移動してしまうことがある。この場合、図4Cの下側に示すように、ネジ止め方向Dにおいてセンサ側ネジ穴11’を通して見ると、カラー部12’が略楕円状となり、カラー部12’の一部によって筐体側ネジ穴22が隠れてしまう。換言すると、センサ側ネジ穴11’の中心線11Cと筐体側ネジ穴22の中心線22Cとが交差する。これにより、筐体側ネジ穴22の一部が欠けた状態となり、筐体側ネジ穴22にネジの先端が挿入することが、カラー部12’によって阻害されてしまう。
As shown in the upper side of FIG. 4C, the current sensor unit 10' without the
そこで、本実施形態に係る電流センサユニット10は、倒れ防止機構部17を備えることによって、電流センサユニット10の倒れを抑制している。すなわち、電流センサユニット10が、図5Aに示す状態から図5Bに示すように倒れたとしても、倒れ防止機構部17が電力変換器20の筐体21の壁部24に当接する。そのため、電流センサユニット10の倒れが規制され、又は電流センサユニット10の傾き量が低減される。これにより、カラー部12の一部によって筐体側ネジ穴22が隠れてしまうことを抑制できる。
Therefore, the
以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。 Although the present invention has been described with reference to each embodiment, the present invention is not limited to the above embodiments. Inventions modified within the scope of the present invention and inventions equivalent to the present invention are also included in the present invention. Further, each embodiment and each modification can be appropriately combined within a range not contrary to the present invention.
例えば、倒れ防止機構部17の形状は、半球状及び直方体状等の他の形状であってもよい。また、回転規制機構部13の形状は、電力変換器20の筐体21の一部と係合する形状であれば、円弧状及びT字状等の他の形状であってもよい。また、電力変換器20の筐体21には、回転規制機構部13と係合するように筐体21の側面から突出する係合部を形成してもよい。
For example, the shape of the collapse
以下、上述した各実施形態及び各変形例から導き出される各種の態様を記載する。なお、各態様の理解を容易にするため、添付図面に図示された参照符号を付記する。ただし、参照符号は、本発明を図示の形態に限定する意図で付記するものではない。 Various aspects derived from each embodiment and each modification described above will be described below. In addition, in order to facilitate understanding of each aspect, the reference numerals shown in the accompanying drawings are added. However, the reference numerals are not intended to limit the present invention to the illustrated forms.
電力変換装置100は、筐体21を有する電力変換器20と、前記筐体21の側面にネジによって固定されている電流センサユニット10とを備え、前記電流センサユニット10の長手方向において、前記電流センサユニット10の両端部のそれぞれには、前記筐体21と係合する回転規制機構部13が設けられており、前記長手方向において、前記回転規制機構部13同士の間には、前記筐体21に向かって突出する倒れ防止機構部17が設けられている、
The
これにより、回転中心から回転規制位置までの距離を長くすることができる。そのため、電流センサユニット10の回転角度(位置ずれ量)を低減することができる。その結果、電流センサユニット10を締結する際の位置ずれを抑制して、カラー部12がネジ締結を阻害することを抑制できる。さらに、長手方向を軸とする電流センサユニット10の倒れが規制され、又は電流センサユニット10の傾き量が低減される。そのため、カラー部12の一部によって筐体側ネジ穴22が隠れてしまうことを抑制して、カラー部12がネジ締結を阻害することを抑制できる。
As a result, the distance from the center of rotation to the rotation restricting position can be lengthened. Therefore, the rotation angle (positional deviation amount) of the
前記長手方向において、前記両端部のそれぞれには、前記筐体21と当接するための当接部16が設けられている。これにより、電流センサユニット10が回転して、一方の端部の回転規制機構部13によって回転が規制される際には、他方の端部の当接部16が回転中心となる。そのため、回転中心から回転規制位置までの距離を長くして、電流センサユニット10の回転角度(位置ずれ量)を低減することができる。
Abutting
10:電流センサユニット
13:回転規制機構部
17:倒れ防止機構部
20:電力変換器
21:筐体
100:電力変換装置
10: Current sensor unit 13: Rotation restriction mechanism 17: Falling prevention mechanism 20: Power converter 21: Housing 100: Power converter
Claims (2)
前記筐体の側面にネジによって固定されている電流センサユニットとを備え、
前記電流センサユニットの長手方向において、前記電流センサユニットの両端部のそれぞれには、前記筐体と係合する回転規制機構部が設けられており、
前記長手方向において、前記回転規制機構部同士の間には、前記筐体に向かって突出する倒れ防止機構部が設けられており、
前記電流センサユニットに設けられ且つ前記ネジが挿入されるネジ穴の中心線が延びる方向と直交する方向かつ、前記倒れ防止機構部が前記筐体に向かって突出する方向に沿った方向において、前記回転規制機構部が突出している、電力変換装置。 a power converter having a housing;
a current sensor unit fixed to the side surface of the housing with a screw,
In the longitudinal direction of the current sensor unit, each of both ends of the current sensor unit is provided with a rotation restricting mechanism that engages with the housing,
In the longitudinal direction, a fall prevention mechanism projecting toward the housing is provided between the rotation restricting mechanisms,
In a direction perpendicular to the direction in which the center line of the screw hole provided in the current sensor unit and into which the screw is inserted extends, and along the direction in which the fall prevention mechanism protrudes toward the housing , the A power converter having a protruding rotation control mechanism.
Priority Applications (1)
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