JP6943172B2

JP6943172B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6943172B2
Application number: JP2017243729A
Authority: JP
Inventors: 陽史清川; 啓介結城
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: JP2019110721A

Description

本発明は、ケース内に構成部品が収容された電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device in which components are housed in a case.

第１ケース体と第２ケース体とが互いのフランジ部を突き合わせた状態でボルトにて締結された収容ケースを備えた電力変換装置が知られている（特許文献１）。この電力変換装置の収容ケースは防水性や防塵性を確保するため第１ケース体及び第２ケース体の互いのフランジ部の間に液状ガスケットを介在させてシールされている。 A power conversion device including a storage case in which a first case body and a second case body are fastened with bolts with their flanges abutted against each other is known (Patent Document 1). The housing case of this power conversion device is sealed with a liquid gasket interposed between the flanges of the first case body and the second case body in order to ensure waterproofness and dustproofness.

特開２０１４−１３８４４０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-138440

ボルト止めされた２つケース体の電気的導通を補償して収容ケースの電磁シールド性を確保するため、フランジ部を突き合わせた際に液状ガスケットがはみ出て絶縁されないようにボルト受け部の近くを溝状に後退させたメタルタッチ部を設ける場合がある。また、構成部品の交換時や修理時において、液状ガスケットによって固着した２つのケース体の間に工具等を差し込んで一方のケース体から他方のケース体を引き剥がすことに利用する整備用の隙間部を２つのケース体の間に設ける場合がある。しかしながら、これらのメタルタッチ部及び隙間部をケースの別々の場所に設けると配置効率が悪い。 In order to compensate for the electrical continuity of the two bolted cases and ensure the electromagnetic shielding property of the housing case, a groove near the bolt receiving part is provided so that the liquid gasket does not protrude and be insulated when the flanges are butted. A metal touch portion that is retracted in a shape may be provided. In addition, when replacing or repairing components, a gap for maintenance used to insert a tool or the like between two case bodies fixed by a liquid gasket and peel off the other case body from one case body. May be provided between the two case bodies. However, if these metal touch portions and gap portions are provided at different locations in the case, the arrangement efficiency is poor.

そこで、本発明は、メタルタッチ部及び隙間部の各機能が同一箇所に集約された電力変換装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power conversion device in which the functions of the metal touch portion and the gap portion are integrated in the same location.

本発明の一態様に係る電力変換装置は、開口部を有していて構成部品が収容される第１ケース体と、前記第１ケース体の前記開口部を塞ぐ第２ケース体とを備え、前記第１ケース体の前記開口部の周囲を一巡する接合面に対して前記第２ケース体が突き合わされた状態でボルトにて締結される電力変換装置において、前記第１ケース体には、前記接合面から外方に離れるように設けられて前記ボルトの締結力を受ける締結力受け面と、前記接合面と前記締結力受け面との間から前記締結力受け面に沿うように配置されて前記接合面及び前記締結力受け面よりも前記ボルトの挿入方向に後退した肉抜き部と、が形成され、前記肉抜き部は、前記ボルトにて締結された前記第１ケース体と前記第２ケース体とを側方から見た場合に開口しているものである。 The power conversion device according to one aspect of the present invention includes a first case body having an opening and accommodating components, and a second case body closing the opening of the first case body. In a power conversion device in which the second case body is abutted against a joint surface that goes around the opening of the first case body and fastened with a bolt, the first case body has the above-mentioned It is arranged along the fastening force receiving surface from between the fastening force receiving surface which is provided so as to be separated from the joint surface and receives the fastening force of the bolt and the joint surface and the fastening force receiving surface. A lightening portion is formed which is recessed from the joint surface and the fastening force receiving surface in the insertion direction of the bolt, and the lightening portion is formed of the first case body and the second case body fastened by the bolt. It is open when the case body is viewed from the side.

本発明の一形態に係る電力変換装置の上面図。Top view of the power conversion device according to one embodiment of the present invention. 図１のケースを開放した状態を示した図。The figure which showed the state which opened the case of FIG. 図２のII部を拡大した拡大斜視図。An enlarged perspective view of Part II of FIG. 2.

図１及び図２に示した電力変換装置１は、例えばハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載されて電力制御に使用される。電力変換装置１は、例えばインバータ及びコンバータとして機能する基板４等の構成部品を収容する筐体２と、筐体２の上面側を覆うカバー３とを備えている。筐体２及びカバー３は上面視で概略的に矩形状に構成されている。 The power conversion device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle and used for power control. The power conversion device 1 includes a housing 2 that houses components such as a substrate 4 that functions as an inverter and a converter, and a cover 3 that covers the upper surface side of the housing 2. The housing 2 and the cover 3 are substantially rectangular in top view.

図２に示したように、筐体２は基板４を入れるための開口部５を有している。基板４は筐体２に対して１１個のボルト４ａにて固定されている。筐体２及びカバー３は、電磁シールド性を確保するために、それぞれ金属材料で構成されている。筐体２はアルミ系材料を鋳造することにより構成されており、カバー３は鋼板材料がプレス加工されることにより構成されている。筐体２は上記態様に係る第１ケース体の一例に相当し、カバー３は上記態様に係る第２ケース体の一例に相当する。 As shown in FIG. 2, the housing 2 has an opening 5 for inserting the substrate 4. The substrate 4 is fixed to the housing 2 with 11 bolts 4a. The housing 2 and the cover 3 are each made of a metal material in order to ensure electromagnetic shielding properties. The housing 2 is formed by casting an aluminum-based material, and the cover 3 is formed by pressing a steel plate material. The housing 2 corresponds to an example of the first case body according to the above aspect, and the cover 3 corresponds to an example of the second case body according to the above aspect.

図１に示すように、カバー３の周囲にはフランジ部６が形成されており、フランジ部６に囲まれた領域には筐体２の開口部５が開口する側に膨らんだ膨出部７が形成されている。フランジ部６には、１０本のボルト８にて筐体２とカバー３とを締結するために、ボルト８が挿入される１０個のボルト挿入孔９が形成されている。 As shown in FIG. 1, a flange portion 6 is formed around the cover 3, and a bulging portion 7 that bulges toward the opening side of the opening 5 of the housing 2 in the area surrounded by the flange portion 6. Is formed. The flange portion 6 is formed with 10 bolt insertion holes 9 into which the bolts 8 are inserted in order to fasten the housing 2 and the cover 3 with the 10 bolts 8.

図２に示したように、筐体２には、開口部５の周囲を一巡し、かつカバー３のフランジ部６と突き合わされる平坦な接合面１０が設けられている。また、筐体２には、カバー３のボルト挿入孔９と対応するように配置されてボルト８の締結力を受ける１０個の締結力受け面１２が接合面１０と一体に又は接合面１０よりも外方に離れるように設けられている。各締結力受け面１２にはボルト８がねじ込まれる雌ねじ１３が形成されている。 As shown in FIG. 2, the housing 2 is provided with a flat joint surface 10 that goes around the opening 5 and is abutted with the flange portion 6 of the cover 3. Further, in the housing 2, ten fastening force receiving surfaces 12 arranged so as to correspond to the bolt insertion holes 9 of the cover 3 and receiving the fastening force of the bolt 8 are integrally with the joint surface 10 or from the joint surface 10. Is also provided so as to be separated from the outside. A female screw 13 into which a bolt 8 is screwed is formed on each fastening force receiving surface 12.

接合面１０に設定されたハッチング領域Ａにはフォームドインプレイスガスケット（ＦＩＰＧ）が塗布される。カバー３は、ハッチング領域ＡにＦＩＰＧが塗布された状態で、開口部５を塞ぎかつボルト挿入孔９の位置と締結力受け面１２の雌ねじ８の位置とが一致するようにしてフランジ部６が接合面１０及び締結力受け面１２に突き合わされる。その状態で、各ボルト８がフランジ部６の各ボルト挿入孔９を介して締結力受け面１２の雌ねじ１３にねじ込まれることにより、筐体２とカバー３とがボルト８にて締結される。なお、ＦＩＰＧは大気中の水分と反応して硬化する特性を有する液状のシール材の一種である。接合面１０に塗布されたＦＩＰＧが所定時間経過すると硬化し、筐体２とカバー３とが防水性及び防塵性を有するようにシールされる。 A foamed in-place gasket (FIPG) is applied to the hatching region A set on the joint surface 10. In the cover 3, with the hatching region A coated with FIPG, the flange portion 6 closes the opening 5 so that the position of the bolt insertion hole 9 and the position of the female screw 8 on the fastening force receiving surface 12 coincide with each other. It is abutted against the joint surface 10 and the fastening force receiving surface 12. In this state, each bolt 8 is screwed into the female screw 13 of the fastening force receiving surface 12 through each bolt insertion hole 9 of the flange portion 6, so that the housing 2 and the cover 3 are fastened with the bolt 8. FIPG is a kind of liquid sealing material having a property of reacting with moisture in the atmosphere and hardening. The FIPG applied to the joint surface 10 is cured after a lapse of a predetermined time, and the housing 2 and the cover 3 are sealed so as to have waterproof and dustproof properties.

図２及び図３に示したように、一例として、筐体２及びカバー３の角部に位置する所定箇所には、メタルタッチ部及び整備用の隙間部としてそれぞれ機能する特定構造部２０が設けられている。特定構造部２０は、ボルト８の挿入方向（図２の紙面と直交する方向）に後退する肉抜き部２１とカバー３のフランジ部６とが組み合わされることにより構成されている。肉抜き部２１は接合面１０と締結力受け面１２との間から締結力受け面１２に沿うように設けられ、かつ締結力受け面１２の両側に延びている。そして、肉抜き部２１は、各ボルト８で締結された筐体２及びカバー３を側方から見た場合に開口している。カバー３は、接合面１０と締結力受け面１２とに接触した状態で肉抜き部２１を覆うように延びている（図１も参照）。肉抜き部２１を覆うように延びる部分は筐体２とカバー３とが接触しない非拘束部３０である。 As shown in FIGS. 2 and 3, as an example, a specific structural portion 20 that functions as a metal touch portion and a gap portion for maintenance is provided at predetermined locations located at the corners of the housing 2 and the cover 3. Has been done. The specific structural portion 20 is configured by combining a lightening portion 21 that retracts in the insertion direction of the bolt 8 (direction orthogonal to the paper surface of FIG. 2) and a flange portion 6 of the cover 3. The lightening portion 21 is provided from between the joint surface 10 and the fastening force receiving surface 12 along the fastening force receiving surface 12, and extends to both sides of the fastening force receiving surface 12. The lightening portion 21 is open when the housing 2 and the cover 3 fastened with the bolts 8 are viewed from the side. The cover 3 extends so as to cover the lightening portion 21 in contact with the joint surface 10 and the fastening force receiving surface 12 (see also FIG. 1). The portion extending so as to cover the lightening portion 21 is an unrestrained portion 30 in which the housing 2 and the cover 3 do not come into contact with each other.

本形態においては、締結力受け面１２と開口部５の接合面１０とが同じ高さであり、かつ肉抜き部２１を覆うように延びるフランジ６が平坦に形成されている。そして、肉抜き部２１は筐体２及びカバー３を側方から見た場合に開口している。これにより、特定構造部２０は、締結力受け面１２と接合面１０との間が肉抜き部２１にて分断され（図２参照）、かつカバー３のフランジ部６と筐体２との間に肉抜き部２１の後退量に相当する寸法を持つ隙間２３（図３参照）が形成される。 In this embodiment, the fastening force receiving surface 12 and the joint surface 10 of the opening 5 are at the same height, and the flange 6 extending so as to cover the lightening portion 21 is formed flat. The lightening portion 21 is open when the housing 2 and the cover 3 are viewed from the side. As a result, in the specific structure portion 20, the fastening force receiving surface 12 and the joint surface 10 are separated by the lightening portion 21 (see FIG. 2), and the flange portion 6 of the cover 3 and the housing 2 are separated from each other. A gap 23 (see FIG. 3) having a dimension corresponding to the amount of retreat of the lightening portion 21 is formed in the wall.

特定構造部２０によって締結力受け面１２と接合面１０とが分断されるため、筐体２とカバー３とを突き合わせた際に接合面１０に塗布されたＦＩＰＧが外方にはみ出しても締結力受け面１２までＦＩＰＧが浸入することを回避できる。これにより、ケース３のフランジ部６と締結力受け面１２とが直接接触して電気的導通が補償されるので特定構造部２０はメタルタッチ部として機能する。そして、特定構造部２０によって隙間２３が形成され、その隙間２３にドライバー等の工具を差し込むことができる。これにより、例えば基板４を交換する整備時には、ボルト８を外してから、ＦＩＰＧによって筐体２に固着したカバー３を隙間２３に差し込んだ工具でこじ開けることができる。したがって、特定構造部２０は整備用の隙間部としても機能する。 Since the fastening force receiving surface 12 and the joint surface 10 are separated by the specific structural portion 20, the fastening force is applied even if the FIPG applied to the joint surface 10 protrudes outward when the housing 2 and the cover 3 are butted against each other. It is possible to prevent the FIPG from invading the receiving surface 12. As a result, the flange portion 6 of the case 3 and the fastening force receiving surface 12 come into direct contact with each other to compensate for the electrical conduction, so that the specific structure portion 20 functions as a metal touch portion. Then, a gap 23 is formed by the specific structural portion 20, and a tool such as a screwdriver can be inserted into the gap 23. Thereby, for example, at the time of maintenance for replacing the substrate 4, after removing the bolt 8, the cover 3 fixed to the housing 2 by FIPG can be pried open with a tool inserted into the gap 23. Therefore, the specific structure portion 20 also functions as a gap portion for maintenance.

このように、電力変換装置１は、メタルタッチ部及び隙間部の各機能が特定構造部２０に集約されているので配置効率が向上する。また、電力変換装置１は、カバー３が筐体２と接触していない非拘束部３０が特定構造部２０に存在するが、その非拘束部３０は、カバー３と締結力受け面１２とが直接接触してボルト８にて締結されるメタルタッチ部として機能する箇所に隣接している。そのため、電力変換装置１は、車両に搭載された内燃機関やモータ等の強制力振動がカバー３に伝達してもメタルタッチ部として機能する箇所が振動の節となる。したがって、その節となる箇所に隣接する非拘束部３０の振幅は小さくなるため、例えば、メタルタッチ部として機能する箇所から離れていて振動の腹になる箇所に非拘束部が存在する形態と比較して、非拘束部３０が発音源となる騒音を低減できる効果を期待できる。 As described above, in the power conversion device 1, the functions of the metal touch portion and the gap portion are integrated in the specific structure portion 20, so that the arrangement efficiency is improved. Further, in the power conversion device 1, an unconstrained portion 30 in which the cover 3 is not in contact with the housing 2 exists in the specific structural portion 20, but the unrestrained portion 30 has the cover 3 and the fastening force receiving surface 12 It is adjacent to a portion that is in direct contact and is fastened with a bolt 8 and functions as a metal touch portion. Therefore, in the power conversion device 1, even if the forced vibration of the internal combustion engine, the motor, or the like mounted on the vehicle is transmitted to the cover 3, the portion that functions as the metal touch portion becomes the vibration node. Therefore, since the amplitude of the non-constrained portion 30 adjacent to the node is small, the comparison is made with, for example, a form in which the non-constrained portion exists at a portion that is distant from the portion that functions as the metal touch portion and becomes the antinode of vibration. Therefore, the effect that the non-restraint portion 30 can reduce the noise that is the sound source can be expected.

（変形例）
上記形態では、上記形態では、特定構造部２０が概略的に矩形状の筐体２及びカバー３の角部に設けられているが、角部以外の任意の箇所、例えば、筐体２及びカバー３の短辺側の中央部に特定構造部２０を設けることができる。 (Modification example)
In the above embodiment, in the above embodiment, the specific structural portion 20 is provided at the corners of the substantially rectangular housing 2 and the cover 3, but any location other than the corners, for example, the housing 2 and the cover. The specific structural portion 20 can be provided at the central portion on the short side side of 3.

上記形態では、締結力受け面１２と接合面１０とが同一高さであって、かつカバー３のフランジ部６の裏面側が平坦であるが一例である。肉抜き部が側方から見て開口していて筐体とカバーとの間に隙間が形成される限りにおいて、例えば、カバーの裏面側が段差等を有する形状であってもよい。 In the above embodiment, the fastening force receiving surface 12 and the joint surface 10 are at the same height, and the back surface side of the flange portion 6 of the cover 3 is flat, which is an example. As long as the lightening portion is open when viewed from the side and a gap is formed between the housing and the cover, for example, the back surface side of the cover may have a stepped shape or the like.

上記形態及び上記変形例と上記態様との対応関係をまとめて示すと次の通りとなる。すなわち、上記形態及び上記変形例において、筐体２が第１ケース体の一例に相当し、カバー３が第２ケース体の一例に相当する。上述した実施の形態及び変形例のそれぞれから導き出される本発明の態様を以下に記載する。 The correspondence between the above-described form and the above-mentioned modification and the above-mentioned embodiment is summarized as follows. That is, in the above-described form and the above-described modified example, the housing 2 corresponds to an example of the first case body, and the cover 3 corresponds to an example of the second case body. Aspects of the present invention derived from each of the above-described embodiments and modifications are described below.

本発明の一態様に係る電力変換装置は、開口部（５）を有していて構成部品（４）が収容される第１ケース体（２）と、前記第１ケース体の前記開口部を塞ぐ第２ケース体（３）とを備え、前記第１ケース体の前記開口部の周囲を一巡する接合面（１０）に対して前記第２ケース体が突き合わされた状態でボルト（８）にて締結される電力変換装置において、前記第１ケース体には、前記接合面から外方に離れるように設けられて前記ボルトの締結力を受ける締結力受け面（１２）と、前記接合面と前記締結力受け面との間から前記締結力受け面に沿うように配置されて前記接合面及び前記締結力受け面よりも前記ボルトの挿入方向に後退した肉抜き部（２１）と、が形成され、前記肉抜き部は、前記ボルトにて締結された前記第１ケース体と前記第２ケース体とを側方から見た場合に開口しているものである。なお、上記形態に係る参照符号を括弧書きにて付記したが、上記各形態に限定する趣旨ではない。 The power conversion device according to one aspect of the present invention has a first case body (2) having an opening (5) and accommodating a component (4), and the opening of the first case body. The bolt (8) is provided with the second case body (3) to be closed, and the second case body is abutted against the joint surface (10) that goes around the opening of the first case body. In the power conversion device to be fastened, the first case body is provided with a fastening force receiving surface (12) provided so as to be separated from the joint surface outward to receive the fastening force of the bolt, and the joint surface. A lightening portion (21) arranged along the fastening force receiving surface from between the fastening force receiving surface and retracting from the joining surface and the fastening force receiving surface in the bolt insertion direction is formed. The lightening portion is open when the first case body and the second case body fastened with the bolts are viewed from the side. Although the reference symbols related to the above-mentioned forms are added in parentheses, the purpose is not limited to each of the above-mentioned forms.

この態様の電力変換装置によれば、肉抜き部によって締結力受け面と接合面との間が分断される。このため、接合面に対して例えば液状のシール材を塗布した状態で第１ケース体と第２ケース体とを突き合わせた場合にシール材がはみ出しても締結力受け面に浸入せずに締結力受け面と第２ケース体とが直接接触して電気的導通が補償される。これによりメタルタッチ部として機能する。また、肉抜き部は第１ケース体及び第２ケース体を側方から見て開口しているから第１ケース体と第２ケース体との間に隙間が形成される。これにより、例えば、整備時にその隙間に工具等を差し込んで第２ケース体をこじ開けることができるため当該隙間が整備用の隙間部として機能する。このように、この電力変換装置はメタルタッチ部及び整備用の隙間部の各機能が同一箇所に集約されているので配置効率が向上する。 According to the power conversion device of this aspect, the lightening portion divides the fastening force receiving surface and the joint surface. Therefore, for example, when the first case body and the second case body are abutted against each other with a liquid sealing material applied to the joint surface, even if the sealing material protrudes, the fastening force does not penetrate into the fastening force receiving surface. The receiving surface and the second case body come into direct contact with each other to compensate for electrical continuity. This functions as a metal touch part. Further, since the lightening portion is open when the first case body and the second case body are viewed from the side, a gap is formed between the first case body and the second case body. As a result, for example, a tool or the like can be inserted into the gap during maintenance to pry open the second case body, so that the gap functions as a gap for maintenance. As described above, in this power conversion device, the functions of the metal touch portion and the gap portion for maintenance are integrated in the same location, so that the arrangement efficiency is improved.

１電力変換装置
２筐体（第１ケース体）
３カバー（第２ケース体）
４基板（構成部品）
５開口部
７ボルト
１０接合面
１２締結力受け面
２１肉抜き部 1 Power converter 2 Housing (first case)
3 cover (second case body)
4 Board (components)
5 Opening 7 Bolt 10 Joint surface 12 Fastening force receiving surface 21 Lightening part

Claims

A first case body having an opening and accommodating components and a second case body that closes the opening of the first case body are provided, and the periphery of the opening of the first case body is provided. In a power conversion device in which the second case body is abutted against a circular joint surface and fastened with a bolt.
The first case body is provided with a fastening force receiving surface that is provided so as to be separated from the joining surface outward and receives the fastening force of the bolt, and the fastening force is received from between the joining surface and the fastening force receiving surface. A lightening portion arranged along the receiving surface and retracting from the joint surface and the fastening force receiving surface in the bolt insertion direction is formed.
The lightening portion is a power conversion device that is open when the first case body and the second case body fastened with the bolts are viewed from the side.