逆变器单元和马达单元的制作方法

本发明涉及逆变器单元和马达单元。

背景技术：

为了控制马达，公知有逆变器单元，该逆变器单元具有逆变器和收纳逆变器的外壳。在专利文献1中记载了考虑到紧凑性、组装性、制造性和耐震性等而将各部件按照大小的顺序叠加固定的电动驱动装置单元(逆变器单元)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-199363号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

逆变器单元与从外部电源装置延伸出的连接端子连接。在实施逆变器单元与连接端子的连接的连接工序中，由于开放逆变器单元的外壳而实施，因此有可能因外壳内的电路板向外部露出而被尘埃等污染。

鉴于上述情况，本发明的目的之一在于提供能够保护电路板免受污染的逆变器单元和马达单元。

用于解决课题的手段

本发明的逆变器单元的一个方式是将直流电流转换为交流电流而提供给马达的逆变器单元。逆变器单元具有：外壳，其设有向外部开口的第一收纳室和第二收纳室；第一电路板，其位于所述第一收纳室；布线部，其将所述第一电路板和外部电源装置连接；第一盖，其固定于所述外壳并覆盖所述第一收纳室的开口；以及第二盖，其固定于所述外壳并覆盖所述第二收纳室的开口。所述布线部具有与外部电源装置连接的连接部。所述连接部位于所述第一收纳室。

本发明的马达单元的一个方式具有：上述的逆变器单元；以及所述马达，其由所述逆变器单元提供交流电流。

发明效果

根据本发明的一个方式，提供能够保护电路板免受污染的逆变器单元和马达单元。

附图说明

图1是一个实施方式的逆变器单元的俯视图。

图2是一个实施方式的逆变器单元沿图1的ii-ii线的截面示意图。

图3是省略了第一盖和第二盖的一个实施方式的逆变器单元的俯视图。

图4是一个实施方式的外壳的仰视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式所涉及的逆变器单元。另外，为了使各结构容易理解，在以下的附图中存在使各构造的比例尺、个数等与实际的构造不同的情况。

在以下的说明中，基于逆变器单元1搭载在位于水平路面上的车辆的情况下的位置关系来规定重力方向而进行说明。另外，在附图中适当示出xyz坐标系作为三维直角坐标系。在xyz坐标系中，z轴方向表示铅直方向(即上下方向)，+z方向是上侧(重力方向的相反侧)，-z方向是下侧(重力方向)。另外，x轴方向是与z轴方向垂直的方向，表示搭载有逆变器单元1的车辆的前后方向。y轴方向是与x轴方向和z轴方向这二者垂直的方向，表示车辆的宽度方向(左右方向)。

以下，根据附图说明本发明的例示的一个实施方式涉及的逆变器单元1和具备逆变器单元1的马达单元3。

图1是逆变器单元1的俯视图。

逆变器单元1配置于马达单元3。马达单元3具有逆变器单元1、马达2和马达壳体3a。另外，马达单元3也可以具有使马达2的旋转减速的减速装置(省略图示)。

本实施方式的马达单元3搭载于混合动力汽车(hev)、插电式混合动力汽车(phv)、电动汽车(ev)等以马达作为动力源的车辆，作为其动力源使用。

马达壳体3a的内部设有收纳马达2的收纳空间。在马达壳体3a的收纳空间中收纳有马达2。另外，在马达壳体3a的外周面固定有逆变器单元1。

马达2由逆变器单元1提供交流电流。马达2被逆变器单元1控制。马达2具有以沿水平方向延伸的马达轴线j为中心旋转的转子2a以及位于转子2a的径向外侧的定子2b。定子2b的线圈线与逆变器单元1连接。

图2是逆变器单元1沿图1的ii-ii线的截面示意图。图3是省略了第一盖40和第二盖50的逆变器单元1的俯视图。

逆变器单元1将直流电流转换为交流电流而提供给马达2。如图2所示，逆变器单元1具有外壳10、控制基板(第二电路板)21、电源基板(第一电路板)22、电容器23、绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，以下称为igbt)24、第一汇流条31、第二汇流条32、汇流条保持架33、开盖检测装置60、第一盖40以及第二盖50。

在外壳10的内部设有收纳空间13。在收纳空间13中收纳有控制基板21、电源基板22、电容器23、igbt24、第一汇流条31、第二汇流条32、汇流条保持架33以及开盖检测装置60。

收纳空间13被划分为第一收纳室11和第二收纳室12。即，在外壳10中设有第一收纳室11和第二收纳室12。第一收纳室11和第二收纳室12向外部开口。第一收纳室11和第二收纳室12的开口朝向上侧。即，第一收纳室11和第二收纳室12朝同一方向开口。并且，第一收纳室11和第二收纳室12的开口方向与上下方向一致。第一收纳室11和第二收纳室12相互邻接。

控制基板21、电源基板22、电容器23和igbt24被收纳在第一收纳室11中。第一汇流条31横跨第一收纳室11和第二收纳室12而被收纳。第二汇流条32、汇流条保持架33和开盖检测装置60被收纳于第二收纳室12。

外壳10具有第一底壁部10a、第二底壁部10b、侧壁部10c和隔壁部10d。收纳空间13是被第一底壁部10a、第二底壁部10b和侧壁部10c包围的空间。

沿上下方向观察时侧壁部10c呈大致矩形的环状。侧壁部10c在水平方向上包围收纳空间13。在侧壁部10c的上端面10ca上固定有第一盖40和第二盖50。

第一底壁部10a和第二底壁部10b位于侧壁部10c的下端。第一底壁部10a和第二底壁部10b位于收纳空间13的下侧。第一底壁部10a位于第一收纳室11的下侧。第二底壁部10b位于第二收纳室12的下侧。

第二底壁部10b位于比第一底壁部10a靠上侧的位置。因此，第二收纳室12的上下方向的尺寸(沿着开口方向的尺寸)比第一收纳室11的上下方向的尺寸小。另外，第二收纳室12的容积比第一收纳室11的容积小。在第二收纳室12中，主要收纳有第一汇流条31的一部分和第二汇流条32。在第二收纳室12内，第一汇流条31和第二汇流条32的板厚方向与上下方向一致。根据本实施方式，使第二收纳室12的上下方向的尺寸比第一收纳室11小，能够使逆变器单元1整体小型化。

隔壁部10d将收纳空间13划分为第一收纳室11和第二收纳室12。

在隔壁部10d设有使第一收纳室11和第二收纳室12互相连通的隔壁开口10da。第一汇流条31通过隔壁开口10da。

图4是外壳10的仰视图。

在外壳10的外周面设有多个(在本实施方式中是4个)定位凹部19。在本实施方式中，定位凹部19在第一底壁部10a和第二底壁部10b中分别设有2个。

定位凹部19分别朝向下方开口。俯视观察时定位凹部19呈圆形。在逆变器单元1的组装工序中，定位凹部19被组装装置(省略图示)所设有的定位销插入。由此，外壳10和组装装置互相定位。

如图2所示，控制基板21位于第一收纳室11。控制基板21与马达2连接而控制马达2。例如，在马达单元3具有旋转变压器等编码器的情况下，控制基板21根据编码器所测出的马达2的转速来反馈控制马达2的转速。

电源基板22、电容器23和igbt24位于第一收纳室11。电容器23和igbt24分别与电源基板22连接。电源基板22、电容器23和igbt24构成逆变器25。逆变器25经由第一汇流条31和第二汇流条32与外部电源装置9连接。外部电源装置9例如是搭载于车辆的二次电池。逆变器25将从外部电源装置9提供的直流电流转换为交流电流。

如图3所示，在逆变器单元1中第一汇流条31和第二汇流条32分别设有一对。第一汇流条31和第二汇流条32由导电性的板材构成。第一汇流条31和第二汇流条32通过固定螺钉30a而互相连接。一对第一汇流条31和一对第二汇流条32构成布线部30。即，逆变器单元1具有布线部30。

布线部30横跨第一收纳室11和第二收纳室12而设置。布线部30连接电源基板22和外部电源装置9。即，布线部30连接外部电源装置9和逆变器25。布线部30与从外部电源装置9延伸出的电源线缆9a连接。布线部30将从外部电源装置9经由电源线缆9a提供的直流电流提供给逆变器25。布线部30与电源线缆9a连接的场所在马达单元3中位于马达2侧。通过该构造，在马达单元3中，即使在从马达2的相反侧受到大冲击的情况下，布线部30和电源线缆9a也不会脱落。

根据本实施方式，布线部30是板状的汇流条。一般来讲，与挠性的线缆相比，汇流条即使在振动下也容易确保绝缘。根据本实施方式，通过使布线部30为板状的汇流条，能够从外部电源装置9向逆变器25稳定地提供大电流。

第一汇流条31横跨第一收纳室11和第二收纳室12而设置。第一汇流条31的一端位于第一收纳室11，与电源基板22连接。第一汇流条31的另一端位于第二收纳室12，与第二汇流条32连接。

第二汇流条32位于第二收纳室12。第二汇流条32的板厚方向在全长范围内与上下方向一致。即，第二汇流条32的板厚方向与第二收纳室的开口方向一致。沿上下方向观察时，第二汇流条32大致呈l字形延伸。第二汇流条32被汇流条保持架33支承。第二汇流条32经由汇流条保持架33被固定于外壳10。

第二汇流条32的一端与第二汇流条32连接。另外，在第二汇流条32的另一端设有与外部电源装置9连接的连接部32a。即，布线部30具有位于第二收纳室12的连接部32a。

在连接部32a中，第二汇流条32的板厚方向与第二收纳室12的开口方向一致。连接部32a设有沿第二汇流条32的板厚方向贯通的贯通孔32c。另一方面，在从外部电源装置9延伸出的电源线缆9a的前端设有连接端子9b。连接端子9b设有与贯通孔32c重叠的贯通孔(省略图示)。连接部32a的贯通孔32c与连接端子的贯通孔被固定螺钉30b插入并螺纹紧固。由此，布线部30与外部电源装置9连接。

根据本实施方式，连接部32a在沿第二收纳室12的开口方向延伸的贯通孔32c中与外部电源装置9的连接端子9b螺纹紧固。因此，作业者能够从第二收纳室12的开口方向对连接部32a与外部电源装置9的连接端子9b进行螺纹紧固。因此，在第二收纳室12的开口开放的状态下，能够容易地将布线部30和外部电源装置9连接。

开盖检测装置60位于第二收纳室12。开盖检测装置60具有与第二盖50接触的开关部61。将第二盖50从外壳10取下时，开关部61从第二盖50分离。开盖检测装置60在第二盖50从外壳10脱离、开关部61从第二盖50脱离时切断从外部电源装置9提供的电流。另外，开盖检测装置60在第二盖50安装于外壳10、开关部61与第二盖50接触时解除对外部电源装置9所提供的电流的切断。

根据本实施方式，通过设有开盖检测装置60，能够在第二收纳室12开放的状态下抑制电流流入布线部30。因此，在连接布线部30的连接部32a与外部电源装置9的连接端子9b的连接工序中，可以保护作业者免受高压电流影响而安全地实施连接工序。

在本实施方式中例示了开盖检测装置60配置于第二收纳室12的内部的情况。但是，只要开盖检测装置60是检测第二盖50的开放的装置，则也可以配置于第二收纳室12的外部。

如图2所示，第一盖40覆盖第一收纳室11的开口。第一盖40呈板状。第一盖40通过冲压加工而成型。第一盖40的板厚方向与第一收纳室11的开口方向(本实施方式中为上下方向)一致。

第一盖40具有上表面(第二面)40a和下表面(第一面)40b。下表面40b构成第一收纳室11的内侧面的一部分。下表面40b与外壳10的上端面10ca接触。上表面40a是朝向下表面40b的相反侧的面。上表面40a是朝向第一收纳室11的开口方向的面。

如图1所示，第一盖40在周缘部上被多个固定螺钉18固定于外壳10。在第一盖40的周缘部上设有沿板厚方向贯通第一盖40的多个贯通孔(省略图示)。固定螺钉18插入第一盖40的贯通孔而螺纹紧固于外壳10。由此，第一盖40被固定于外壳10。

在第一盖40的周缘部设有多个定位孔49。在本实施方式中，在第一盖40上设有2个定位孔49。定位孔49沿板厚方向贯通第一盖40。在逆变器单元1的组装工序中，定位孔49被组装装置(省略图示)所设有的定位销插入。由此，第一盖40和组装装置互相定位。

如图2所示，第二盖50呈板状。第二盖50通过冲压加工而成型。第二盖50具有盖主体部51、突出部52和按压部53。

盖主体部51呈板厚方向与上下方向一致的板状。盖主体部51的板厚方向与第二收纳室12的开口方向(在本实施方式中为上下方向)一致。盖主体部51覆盖第二收纳室12的开口。即，第二盖50覆盖第二收纳室12的开口。

盖主体部51具有上表面51a和下表面51b。下表面51b构成第二收纳室12的内侧面的一部分。下表面51b与外壳10的上端面10ca接触。上表面51a是朝向下表面51b的相反侧的面。上表面51a是朝向第二收纳室12的开口方向的面。

如图1所示，盖主体部51在周缘部上被多个固定螺钉18固定于外壳10。在盖主体部51的周缘部上设有沿板厚方向贯通盖主体部51的多个贯通孔(省略图示)。固定螺钉18插入盖主体部51的贯通孔而螺纹紧固于外壳10。由此，第二盖50固定于外壳10。如图2所示，第一盖40和第二盖50被固定于外壳10的连续的一个面(上端面10ca)上。

如图1所示，在盖主体部51的周缘部设有多个定位孔59。在本实施方式中，在盖主体部51上设有2个定位孔59。定位孔59沿板厚方向贯通盖主体部51。在逆变器单元1的组装工序中，定位孔59被组装装置(省略图示)所设有的定位销插入。由此，第二盖50和组装装置互相定位。

如图2所示，突出部52从盖主体部51的外缘向外壳10的相反侧(即上侧)突出。在本实施方式中，突出部52随着朝向上侧而向第一盖40侧倾斜。

按压部53从突出部52的前端(即上端)向第一盖40侧延伸。按压部53覆盖第一盖40的上表面40a的至少一部分。

在实施连接布线部30的连接部32a和外部电源装置9的连接端子9b的连接工序时，作业者打开第二收纳室12的开口。在本实施方式的逆变器单元1中分别设有覆盖第一收纳室11的开口的第一盖40和覆盖第二收纳室12的开口的第二盖50。根据本实施方式，作业者能够在第一收纳室11的开口被封闭的状态下实施连接工序。因此，能够抑制第一收纳室11内的控制基板21和逆变器25在连接工序时被尘埃等污染。

根据本实施方式，作为第二盖50的一部分的按压部53覆盖第一盖40的上表面40a的一部分。因此，为了取下第一盖40，需要先取下第二盖50。根据本实施方式，能够抑制在连接工序时第一盖40被取下。因此，能够抑制第一收纳室11内的控制基板21和逆变器25被尘埃等污染。

根据本实施方式，开盖检测装置60检测到第二收纳室12的开口的开放而切断流入布线部30的电流。覆盖第二收纳室12的开口的第二盖50的一部分覆盖第一盖40的一部分。因此，在第一收纳室11的开口开放的情况下，第二收纳室12的开口同时变成开放的状态。根据本实施方式，在开放了第一收纳室11的开口的情况下也能够保护作业者免受高压电流影响。

(振动抑制构造)

在本实施方式的逆变器单元1中，外壳10如图1所示那样被具有凸部160的盖覆盖。

因此，如图1所示那样，在本实施方式的逆变器单元1中具有设有向外部开口的收纳室的外壳10以及固定于外壳10并覆盖收纳室的开口的盖，盖具有朝向外壳10侧的相反侧突出的凸部160。

另外，凸部160具有朝向外壳10侧开口的空间100。

通过该构造，能够提高盖的刚性，因此能够降低振动。另外，由于是具有空间100的凸部，因此能够不增加重量而降低振动。

凸部160具有上表面40a和在比盖的外端110靠内侧的位置沿着外壳10的外周的多个壁部120，上表面40a具有与一端侧壁部130垂直并与另一端侧壁部140连接的朝向外壳10侧凹陷的槽部150。

通过该构造，能够进一步提高盖的刚性，因此能够降低振动。另外，由于是具有空间100的凸部，因此能够不增加重量而降低振动。

槽部150具有与另一端侧壁部140平行地延伸的槽部150和相对于另一端侧壁部140倾斜地延伸的槽部150。

通过该构造，能够进一步提高盖的刚性，因此能够降低振动。另外，由于是具有空间100的凸部，因此能够不增加重量而降低振动。

槽部150的深度h1比凸部160的高度h2小。

通过该构造，考虑到安装于控制基板21上的元件的配置和高度，实现了用于降低振动的盖10。

以上说明了本发明的各种各样的实施方式，但是在各实施方式中的各结构及它们组合等是一例，能够在不脱离本发明主旨的范围内进行结构的附加、省略、置换及其他变更。另外，本发明不被实施方式限定。

标号说明

1：逆变器单元；2：马达；3：马达单元；9：外部电源装置；9b：连接端子；10：外壳；11：第一收纳室；12：第二收纳室；21：控制基板(第二电路板)；22：电源基板(第一电路板)；25：逆变器；30：布线部；32a：连接部；32c：贯通孔；40：第一盖；50：第二盖；51：盖主体部；52：突出部；53：按压部；60：开盖检测装置；100：空间；110：外端；120：多个壁部；130：一端侧壁部；140：另一端侧壁部；150：槽部；160：凸部。