用于制冷剂管的连接结构和包括连接结构的逆变器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种连接结构，所述连接结构用于将从车载装置的壳体内部的冷却器延伸的内部制冷剂管连接到在壳体壁处放置在壳体外部的外部制冷剂管。典型地，本发明涉及一种包括壳体内的冷却器的逆变器内的连接结构，且所述连接结构将外部制冷剂管连接到从冷却器延伸的内部制冷剂管。
【背景技术】
[0002]在包括液体冷却的冷却器的电子装置中，需要将外部制冷剂管连接到冷却器的制冷剂管。其间的连接部分经常安放在壳体壁上。这是因为用于连接它们的结构可固定到壳体壁。
[0003]制冷剂管不仅被连接，而是进行了用于例如电动车辆的逆变器的车载装置的多种努力。例如，日本专利申请公开N0.2012-064724(JP 2012-064724 A)建议了一种结构，其中即使制冷剂在连接部分处泄漏，制冷剂也难于到达壳体内部。在技术中，接头装配到壳体的通孔。接头当从壳体外部观察时具有中空部分，且冷却器的制冷剂管从中空部分的底部突出。冷却器的制冷剂管连接到中空部分内部的外部制冷剂管。因为中空部分的内部对应于壳体的外部，所以即使制冷剂在冷却器的制冷剂管和外部制冷剂管之间断开时泄漏，也防止制冷剂到达壳体内部。在如下的描述中，车载装置内部的制冷剂管称为内部制冷剂管，且壳体外部的制冷剂管称为外部制冷剂管。
【发明内容】
[0004]在车载装置方面应考虑的一个因素是对于碰撞的措施。在其中外部制冷剂管和内部制冷剂管在壳体壁处连接的车载装置的情况中，当由于碰撞的冲击使外部制冷剂管被深深推动到壳体内部时，外部制冷剂管推动内部制冷剂管，且内部制冷剂管连接到其上的冷却器最终被破坏，这可能导致液体制冷剂泄漏出去而到达壳体内部。本说明书涉及用于将外部制冷剂管和内部制冷剂管在车载装置的壳体壁处连接的连接结构，且提供了其中壳体内部的冷却器在碰撞时难于被破坏的结构。此外，本说明书提供了包括此连接结构的新型的车载逆变器。
[0005]在本说明书中描述的制冷剂管的连接结构具有如下构造。连接结构包括壳体、冷却器、内部制冷剂管、外部制冷剂管和接合管。壳体包括壳体壁，且壳体壁具有第一通孔。冷却器放置在壳体内部。内部制冷剂管从冷却器延伸。外部制冷剂管放置在壳体的外部，且所述外部制冷剂管在所述外部制冷剂管的外周上包括第一法兰或第一肋部。接合管在接合管的外周上包括第二法兰或第二肋部。接合管附接到第一通孔。内部制冷剂管从壳体内侧装配到接合管。外部制冷剂管从壳体外侧装配到接合管。内部制冷剂管的顶端和外部制冷剂管的顶端限定了接合管内部的间隙。第一法兰或第一肋部的制冷剂管轴线方向上的端表面抵靠第二法兰或第二肋部的制冷剂管轴线方向上的端表面。
[0006]根据该连接结构，因为在制冷剂管的轴线方向上外部制冷剂管的法兰或肋部抵靠接合管的法兰或肋部，所以外部制冷剂管不被推入到壳体中。此外，即使外部制冷剂管被推动一些程度，外部制冷剂管的顶端也不推动内部制冷剂管，这是因为确保了外部制冷剂管的顶端和内部制冷剂管的顶端之间的间隙。因此，根据连接结构，即使车辆具有碰撞且向壳体内部的冲击加在外部制冷剂管上，也可防止外部制冷剂管被推动以损坏壳体内部的冷却器的问题。
[0007]接合管在接合管内部可具有台阶，且接合管在相对于台阶的壳体外部的内径可大于接合管在相对于台阶的壳体内部上的内径。内部制冷剂管的顶端可装配为使得顶端放置在相对于台阶的壳体内部上。根据此构造，外部制冷剂管不能向壳体内部移动超过台阶，使得外部制冷剂管的顶端不推动内部制冷剂管。
[0008]此外，在其中接合管具有相对于台阶的内径差异的情况中，装配到接合管的外部制冷剂管的内径可大于内部制冷剂管的顶端的外径。即使由于碰撞的冲击使得内部制冷剂管向外部制冷剂管移动，内部制冷剂管也可移动到外部制冷剂管内部，使得内部制冷剂管不与外部制冷剂管碰撞。
[0009]在本说明书中描述的逆变器具有如下构造。逆变器包括如上所述的连接结构。冷却器是层叠冷却单元，所述层叠冷却单元构造为使得容纳了半导体元件的多个电力卡与多个冷却板交替地层叠。多个冷却板经由连接管相互连接。从冷却板沿层叠冷却单元的层叠方向延伸的内部制冷剂管从壳体内部装配到接合管。
【附图说明】
[0010]本发明的典型实施例的特征、优点和技术与工业重要性将参考附图在下文中描述，其中类似的附图标号指示类似的元件，并且其中:
[0011]图1是实施例的逆变器的分解透视图；
[0012]图2是逆变器的透视图(其中罩被取下的状态)；
[0013]图3是沿图2中箭头II1-1II截取的截面图；
[0014]图4是通过图3中的虚线IV示出的部分的分解截面图；
[0015]图5是描述了连接结构的第一修改的截面图；
[0016]图6是描述了连接结构的第二修改的截面图；和
[0017]图7是描述了连接结构的第三修改的截面图。
【具体实施方式】
[0018]本实施例的逆变器包括层叠冷却单元(第一冷却器)。层叠冷却单元构造为使得其内容纳了半导体元件的多个电力卡与多个冷却板交替地重叠，且越过电力卡的相邻的冷却板通过连接管相互连接。从冷却板沿层叠冷却单元的层叠方向延伸的制冷剂管从壳体内部装配到接合管。在此逆变器中，两个不同的冷却器(第一冷却器和第二冷却器)提供在逆变器内，且冷却器可通过经过逆变器壳体外部的制冷剂管(外部制冷剂管的示例)相互连接。即，此构造可用于使得逆变器壳体具有两个通孔，且外部制冷剂管的两端连接到各通孔。
[0019]在其中两个通孔提供在逆变器壳体的相同的壁表面上的情况中，需要在外部制冷剂管的端部的每个和通孔的每个之间设计密封结构。存在两种类型的密封结构。一种密封结构是其中密封件放置在通孔的开口周围的结构，且称为面密封件。典型地，平面或环形的密封构件在开口周围放置在表面上，且提供在制冷剂管的端部内的法兰连接到通孔使得密封构件夹在它们之间。另一种密封结构是其中管状或环形密封件放置在与通孔的开口连续的孔的内周表面和制冷剂管的外周表面之间的结构，且称为轴密封件。在此情况中，制冷剂管的端部插入到通孔内。在本说明书中，将面密封构件放置在通孔和管之间(或管和管之间)的连接部分内称为“通过面密封件连接”，且将轴密封构件放置在通孔和管之间(或管和管之间)的连接部分内称为“通过轴密封件连接”。
[0020]在其中通孔通过面密封件连接到管的情况中，即使管在包括通孔的开口的平面(开口表面)内移动一定的程度，也通过密封构件维持了密封。即，在面密封件的情况中，可保证允许制冷剂管的端部在开口表面内移动的裕量，同时维持密封。另一方面，在其中通孔通过轴密封件连接到管的情况中，即使管在轴密封件的轴线方向(通孔的轴线方向)上移动一定的程度，也维持通过密封构件的密封。即，在轴密封件的情况中，可保证允许制冷剂管的端部在垂直于开口表面的方向(在通孔的轴线方向)移动的裕量，同时维持密封。因此，如果外部制冷剂管的一个端部通过面密封件连接且另一个端部通过轴密封件连接，则外部制冷剂管被允许在开口表面方向上且在垂直于开口表面的方向上移动。换言之，通过将轴密封件和面密封件组合，可保证外部制冷剂管和通孔之间的连接部分内的裕量，使得外部制冷剂管可相对于通孔在三维上移动。在此，“管移动”指示了管移动了大约通孔的开口的定位误差的距离。在本说明书中描述的技术基于以上原理。
[0021]在以上的逆变器中，外部制冷剂管的两端连接到在相同的壳体壁上提供的两个通孔。外部制冷剂管的一端通过以上的接合管连接到壳体的通孔。接合管连接到通孔，使得面密封件夹在接合管和壳体的表面之间。外部制冷剂管的一端通过轴密封件连接到接合管。外部制冷剂管的另一端通过面密封件连接到另一个通孔。
[0022]密封结构便于外部制冷剂管的连接操作。即，外部制冷剂管的一端装配到接合管。因为外部制冷剂管通过轴密封件连接到接合管，所以外部制冷剂管在制冷剂管的轴线方向上具有余隙。另外，外部制冷剂管的另一端可绕制冷剂管的轴线旋转。S卩，其一端连接到接合管的外部制冷剂管的另一端具有在另一个通孔的开口表面方向上及其轴线方向上的余隙。因此，容易进行与另一个通孔的开口的对齐。此外，因为外部制冷剂管在开口表面方向上和相对于通孔的外表面方向上都具有余隙，所以即使两个通孔的相对位置与设计值偏离一定的程度，外部制冷剂管也可容易地连接。
[0023]下文参考附图描述了根据一个实施例的连接结构和逆变器。图1是逆变器2的分解透视图，且图2是逆变器2的透视图。注意到逆变器的罩未图示以辅助理解。此外，图3是沿图2的箭头II1-1II截取的截面图(在长度方向上越过外部制冷剂管40的截面图)。逆变器2提供在电动车辆内，且构造为使得在电池的直流电力启动之后逆变器2将直流电力转换为交流电，且然后将其供给到驱动马达。逆变器2形成为电路意义上的电压转换器电路和逆变器电路的组合。在硬件方面，逆变器2主要包括:层叠冷却单元(第一冷却器)20，其以集成方式包括开关元件(例如IGB