专利名称：电子部件外壳结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及容纳电子部件的结构体，更具体而言，涉及密封结构，其应用于其中容纳电子部件的壳腔，并也应用于形成在结构体中以冷却电子部件的冷却通道。
背景技术：
电子部件和容纳多个电子部件的电子单元或组件趋于产生大量的热。例如，装备有混合动力装置(即，组合的电机/内燃机)的机动车辆或电动车辆遭受到从构成逆变器设备或转换器设备的电子部件产生的相当大量的热。电子部件通常容纳在包括金属壳体的结构体中。此外，结构体通常包括冷却剂在其中流动的冷却通道和散热肋片以冷却受热的电子部件。
图5示出了构造为容纳电子部件的传统结构体。电源控制单元100是能够控制供应到混合动力装置的电能的设备。电源控制单元100包括升压转换器部分102和安装在升压转换器部分102上的驱动逆变器部分104。升压转换器部分102使得从电池供应的DC电压升高。驱动逆变器部分104将升压的DC电压转换为AC电压并将已转换的AC电压供应到电机。
驱动逆变器部分104包括构成逆变器设备的电子部件(未示出)和容纳电子部件的逆变器壳体106。逆变器壳体106具有电子部件安装在其中的壳腔。电子部件通过螺栓等固定到壳体106。类似于逆变器部分104，升压转换器部分102包括转换器壳体108，其具有电子部件安装在其中的壳腔。
当升压转换器部分102和驱动逆变器部分104组装在一起时，逆变器壳体106的壳腔和转换器壳体108的壳腔可以经由连通通道110连接。连通通道110提供了其中母线(bus bars)和装配电路(wiring harness)可以延伸以连接逆变器设备的电子部件和转换器设备的电子部件的空间。母线和装配电路可以将升压电能从转换器供应到逆变器。例如，有可能将600V的高压供应到母线和装配电路。因此，为消除电能的泄漏，连通通道110必须具有足够的防水性能。
此外，电源控制单元100包括冷却通道112，冷却剂在其中流动以冷却安装在壳腔中的电子部件。冷却通道112由两个侧壁构成，其中之一形成在逆变器壳体106上，而另一个在转换器壳体108上。更具体地，壳体106和108的连接表面120部分地凹入为预定的槽状以形成冷却通道112的侧壁。当逆变器壳体106和转换器壳体108在其连接表面120处连接或组装时，可以形成冷却通道112。总之，冷却水作为冷却剂在冷却通道112中流动并在安装在机动车辆中的散热器中循环。
如上所述，连接表面120被界定为壳体106和108在连接或组装条件下的边界表面。连接表面120包括在该处设置了连通通道110的连通通道区域114和在该处设置了冷却通道的液体通道区域116。如上所述，形成在连通通道区域114中的连通通道110必须具有足够的防水性能。同时，冷却水在设置在液体通道区域116中的冷却通道中流动。这样，需要防水性能的连通通道区域114和包括冷却通道的液体通道区域116必须独立地密封。
密封连通通道区域114必须不仅考虑从液体通道区域116进入的冷却水还要考虑从结构体外部进入的外部水。在另一方面，密封液体通道区域116必须不仅考虑流动到连通通道区域114中的冷却水还要考虑泄漏出壳体的冷却水。防止冷却水泄漏出结构体帮助实现了可靠的冷却系统，其能够稳定地维持循环以冷却电子部件的足够量的冷却水。
为此，在图5中在由点划线指示的部分处形成具有预定表面粗糙度的密封表面。密封表面可以在两个壳体106和108的连接表面120处独立地密封连通通道区域114和液体通道区域116。更具体地，密封表面形成在壳体的连接表面(单个或多个)120上以独立地包围连通通道区域114和液体通道区域116。
在壳体连接之前，传统地将称作FIPG(就地成形衬垫)的包含硅橡胶和其他成分的液体衬垫物涂覆或施加在密封表面上。FIPG(即，液体衬垫物)可以增强在连通通道区域114和液体通道区域116之间的内隙的密封性能。当足够量的FIPG在连接的壳体106和108之间的密封表面硬化时，FIPG可以消除冷却水泄漏出液体通道区域116的情况并消除水从结构体外部进入的情况。这样，没有水可以进入到连通通道区域114中。此外，FIPG可以消除冷却水泄漏出液体通道区域116到外部的情况。
但是，在传统的电子部件外壳结构体中，由于可以确保密封性能的FIPG的使用导致各种问题发生。更具体地，在制造处理中，工人必须小心地并均匀地在(单个或多个)密封表面上施加预定量的FIPG。以上述方式在(单个或多个)密封表面上施加FIPG花费较长的时间并需要延长的制造交付周期以完成两个壳体的连接。此外，在(单个或多个)密封表面上施加FIPG给工人繁重的负担并需要对施加量的小心处理。
此外，根据诸如上述的传统电源控制单元之类的电子部件外壳结构体，如果在结构体内部发生任何损伤或问题，必须再次分离连接壳体使得可以作为单元移除或更换包括受损或问题电子部件的壳体。但是，壳体通过已经硬化的FIPG紧密地固定在一起。这样，必须通过用于将硬化的FIPG移除或剥离壳体的密封表面的棘手工作来实现壳体的分离。因此，如果粗暴地进行该工作，密封表面可能被刮擦或受损。例如，工人可能使用螺丝起子来强制地分离已连接的壳体，并可能使用刮刀来将FIPG剥离密封表面。在这样的情况下，密封表面很可能具有刮痕且由于刮痕可以导致水泄漏发生。这样，壳体不再适于重新将FIPG施加在其密封表面上以再次连接壳体。因此，此时，电源控制单元，即电子部件外壳结构体必须作为单元或组件移除来更换。
此外，在日本专利早期公开No.hei 10-213366中提出的充当构成逆变器设备的元件的O形环不能用于密封上述电子部件外壳结构体的连接表面。至少三个O形环必须布置在(单个或多个)密封表面上以在壳体的装配面处独立地将连通通道区域和液体通道区域与外部密封分开。这样增加了组成构件的总数，并也增大了制造成本。此外，考虑到制造可行性，将三个O形环布置在(单个或多个)密封表面上并不实际可行。
发明内容
本发明提供了一种电子部件外壳结构体，包括第一壳体，其包括构造为容纳至少一个电子部件的壳腔；第二壳体，其包括构造为容纳至少一个电子部件的壳腔；和装配平面，其界定为第一和第二壳体连接在一起时的边界。装配平面包括液体通道区域和连通通道区域。液体通道区域包括冷却液体在其中流动的冷却通道。连通通道区域包括连接第一壳体的壳腔和第二壳体的壳腔的连通通道。一体形成的密封构件布置在第一和第二壳体的装配平面上以独立地围绕并密封液体通道区域和连通通道区域。
以此布置，在上述电子部件外壳结构体中，液体通道区域和连通通道区域可以由布置在装配面之间的单个密封构件独立地密封。
根据本发明，优选的是用于电子部件外壳结构体的密封构件是具有圆形截面的O形环。当第一和第二壳体连接时，O形环可以容易地变形为椭圆形。这样，O形环可以为壳体之间的内隙确保可靠的密封性能。
此外，优选的是电子部件外壳结构体还包括形成在第一和第二壳体的一个密封表面上的槽，其中O形环保持在该槽中。以此布置，当壳体连接时，O形环可以稳固地保持在形成在密封表面上的槽中。当壳体连接时，该槽可以帮助稳固地将O形环相对于密封表面放置到位。此外，O形环不变形超过形成在密封表面上的槽的深度。这可靠地防止O形环过度变形并因此消除了由于O形环的过度变形导致的密封性能劣化的可能性。
结合在说明书中并构成说明书一部分的附示了本发明的实施例，并与说明一起用于解释本发明的原理，附图中图1是示出了根据本发明一个实施例的容纳电子部件的结构体的示意性布置的分解立体图；图2是示出了根据本发明实施例的容纳电子部件的结构体的竖直剖视图；图3是示出了根据本发明实施例的转换器壳体的俯视图；图4是示出了根据本发明实施例的O形环的视图；且图5是示出了容纳电子部件的传统结构体的示意性布置的分解立体图。
具体实施例方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。
根据本发明一个实施例的电源控制单元10采用了可以容纳电子部件的结构体5。图1是示出电源控制单元10的分解立体图，不过仅示出了部件的外观。图2是示出了电源控制单元10的竖直剖视图。图3示出了从图1所示的箭头A方向观察的转换器壳体的装配平面。
电源控制单元10充当可以将电能供应到混合动力装置(例如，组合的电机/内燃机)并可以控制电能供应量的设备。如图1所示，电源控制单元10包括升压转换器部分12和驱动逆变器部分14。升压转换器部分12可以使从电池供应的DC电压升高。驱动逆变器部分14可以将升压的DC电压转换为AC电压并可以将已转换的AC电压供应到电机。驱动逆变器部分14和升压转换器部分12具有连接表面，其可以经由橡胶制成的O形环16(即，密封构件)互相连接并可以通过螺栓等(未示出)固定在一起。
如图2所示，升压转换器部分12包括转换器部件18和转换器壳体20。转换器部件18是构成转换器的电子部件。转换器壳体20可以容纳转换器部件18。本实施例的“电子部件”包括其上安装电子元件的板和该板的盒体。转换器壳体20是铝压模铸的产品，其具有构造为转换器安装腔22的内空间，转换器部件18放置在转换器安装腔22中。转换器安装腔22具有内壁，转换器部件18通过螺栓固定在内壁上。类似地，驱动逆变器部分14包括逆变器部件24和逆变器壳体26。逆变器部件24是构成逆变器的电子部件。逆变器壳体26可以容纳逆变器部件24。逆变器壳体26具有构造为逆变器安装腔28的内空间，逆变器部件24放置在逆变器安装腔28中。
如上所述，本发明的电子部件外壳结构体5包括充当第一和第二壳体的逆变器壳体26和转换器壳体20，其可以分别容纳电子部件。此外，电子部件外壳结构体5包括夹在逆变器壳体26和转换器壳体20之间充当密封构件的O形环16。
如图2所示，转换器壳体20具有连通通道30a。逆变器壳体26具有连通通道30b。连通通道30a和30b在其互相连接时可以提供从转换器安装腔22延伸到逆变器安装腔28的连续通道。形成在壳体20和26中的连通通道30a和30b在两个壳体20和26的装配平面32处具有形状(横截面)一致的开口。将壳体20和26连接在一起可以形成将转换器安装腔22和逆变器安装腔28连接的一个连通通道30。在实施例中，装配平面被界定为在连接在一起的两个壳体之间的边界。
为连接在壳腔28中的逆变器部件24和在壳腔22中的转换器部件18，母线34布置在连通通道30中。在连通通道30中延伸的母线34可以将升压的电能从转换器部件18供应到逆变器部件24。更高的电压通常施加于母线34。为消除电能的泄漏，连通通道30必须具有防水结构。如果必要，如图3所示，可以在一个壳体中设置多个连通通道。
此外，为冷却安装在壳腔22和28中的电子部件18和24，电源控制单元10包括冷却剂在其中循环的冷却通道38。冷却通道38设置在转换器部分12和逆变器部分14的装配平面32上。更具体地，冷却通道38由形成在转换器壳体20上的冷却槽40和形成在逆变器壳体26上的冷却槽41构成。如图2所示，冷却槽40和41是形成在转换器壳体20和逆变器壳体26的装配平面32上的U形槽。
如图2所示，冷却槽40和41形成在与安装在壳腔22和28中的转换器部件18和逆变器部件24对应的区域中。此外，如图3所示，冷却槽40和41是蜿蜒的并在壳体20和26的装配平面32上延伸。当转换器壳体20和逆变器壳体26在装配平面32处连接时，冷却通道38可以形成以具有如图2所示的矩形横截面。冷却槽40构成冷却通道38的侧壁。为帮助热耗散，肋片可以一体地形成在冷却槽40上。
在冷却通道38中流动的冷却剂是例如在散热器(未示出)中循环的冷却水。从安装在壳腔22和28中的转换器部件18和逆变器部件24产生的热可以经由壳体20和26传输到在冷却通道38中流动的冷却水。冷却水吸收电源控制单元10的热并将热释放到散热器以建立热耗散循环，并在冷却通道38和散热器中循环以重复热耗散循环。这样，逆变器部件24和转换器部件18可以被冷却下来以抑制其温度的升高。
如图3所示，装配平面32包括液体通道区域44和连通通道区域46。冷却通道38定位在由双点划线B所包围的液体通道区域44中。连通通道30定位由双点划线C所包围的连通通道区域46中。
在转换器壳体20和逆变器壳体26的装配平面32中，液体通道区域44和连通通道区域46彼此独立且完全分离。液体通道区域44填充有冷却水以冷却电子部件18和24。在另一方面，连通通道区域46必须为其中安装电子部件18和24的壳腔22和28具有防水性能。
此外，连通通道区域46、液体通道区域44、和外壳的外周通过在装配平面32上的密封表面50彼此分离。更具体地，密封表面50可以界定为等同于由图3中的双点划线D所包围的区域减去由双点划线B和C所包围的区域所得的区域。形成在壳体的装配平面32上的密封表面50具有可以通过机械加工获得的预定表面粗糙度。密封表面50沿着结构体5的外周设置以独立地围绕液体通道区域44和连通通道区域46。当壳体20和26连接时，密封表面50互相进行接触。
但是，为确保防水性能，密封构件必须布置在壳体20和26的密封表面50之间。即使密封表面50被加工为具有所需的表面粗糙度，密封表面50也不能可靠地密封液体通道区域44和连通通道区域46。
在本实施例的电子部件外壳结构体5中，具有如图4所示构造的O形环16设置在密封表面50之间以确保装配平面32中的液体通道区域44和连通通道区域46的密封性能。O形环16是具有圆形截面的合成橡胶构件。O形环16包括Y形分支部分52、53、54和55以形成围绕上述三个区域56、57、和58的预定形状。在该实施例中，在如图3所示的装配平面32中的两个连通通道区域46和一个液体通道区域44可以由O形环16独立地围绕。
此外，具有与O形环16对应形状的槽60形成在两个壳体20和26的一个密封表面50上。在该实施例中，如图2和3所示，转换器壳体20的密封表面50具有槽60。槽60具有小于O形环16直径的深度。槽60具有适当的高度使得当壳体20和26连接在一起时以压缩在密封表面50之间的O形环16填充(以预定的比率)槽60。可选地，槽可以形成在另一个壳体(即，逆变器壳体26)的密封表面50上，且O形环16可以类似地布置在此槽中。
当壳体20和26通过螺栓被紧密地连接时，O形环16在从逆变器壳体26的密封表面50和转换器壳体20的槽60施加的压缩力作用下经历弹性变形。这样，O形环16变形为椭圆形。换言之，O形环16可以将预定的压力施加在逆变器壳体26的密封表面50上、并施加在形成在转换器壳体20的密封表面50上的槽60上，从而为各个接触部分增强了密封性能。
这样，O形环16以由O形环16独立地围绕液体通道区域44和连通通道区域46的状态接触密封表面50。液体通道区域44和连通通道区域46在装配平面32中独立地与外部密封。
以此方式，在壳体20和26的装配平面32中，O形环16可以防止冷却水从液体通道区域44进入连通通道区域46。此外，O形环16可以防止水从外部进入电源控制单元10。为装配平面32中的连通通道区域46确保防水性能帮助消除了水进入形成在壳体中的壳腔22和28中的情况。这样，电子部件18和24可以保持在液密状态。
此外，在装配平面32处，O形环16可以消除在液体通道区域44中流动的冷却水的泄漏。这样，冷却水不能越过在互相进行接触并具有预定表面粗糙度的两个壳体20和26之间的内隙。水不能泄漏出围绕液体通道区域44的密封表面50，且水不能到达连通通道区域46或壳体的外周。这样，可以恒定地保持适当量的冷却水。
根据本实施例的上述电子部件外壳结构体，单个密封构件布置在两个壳体20和26的装配平面32上。当壳体20和26连接时，密封构件可以独立地密封在装配平面32中的液体通道区域44和连通通道区域46。因此，在制造电源控制单元10的过程中，因为逆变器壳体26和转换器壳体20可以容易地连接，所以可以提高组装可行性。
此外，因为当壳体连接时不再需要用于涂覆FIPG的棘手工作，所以本实施例的电子部件外壳结构体与上述传统布置相比较简单。可以简化用于壳体的装配平面32的质量管理，并且可以降低用于电子部件外壳结构体的制造成本。
此外，因为通过简单地将一个壳体与另一个壳体脱开可以容易地取出容纳在壳腔中的电子部件的任何一个，所以本实施例的电子部件外壳结构体可以帮助移除受损的或有问题的电子部件。因为可以只将包括有问题的或受损的电子部件的一个壳体从保持不变的另一个壳体移除，所以本实施例的电子部件外壳结构体可以简化更换工作。因此，如果在电子部件外壳结构体中发生故障，由工人所作的工作是仅更换容纳有问题的或受损的电子部件的一个壳体。这样，可以提高更换工作的可行性。
此外，本实施例的电子部件外壳结构体包括作为密封构件的橡胶制成的O形环16，其具有圆形横截面并当受压缩时可以容易地变形。橡胶制成的O形环16可以与壳体的密封表面50水密地接触。
此外，本实施例的电子部件外壳结构体包括形成在两个壳体20和26的一个密封表面50上的槽60。槽60可以稳固地保持O形环16。当壳体20和26连接时，槽60帮助稳固地将O形环16相对于密封表面50放置到位。此外，O形环16不变形超过形成在密封表面50上的槽60的深度。这可靠地防止O形环16过度变形并因此消除了由于O形环16的过度变形导致的密封性能劣化的可能性。
在本实施例的电子部件外壳结构体中，密封构件不限于所公开的具有圆形截面的O形环16。
因此，任何其他合适的弹性构件可以用于独立地围绕液体通道区域和连通通道区域，只要其可以在布置在两个壳体之间时确保足够的防水性能即可。例如，可以使用板状密封构件(plate sealing member)。本发明不限于上述实施例并可以在本发明的范围内以各种方式修改。
根据本发明，在制造上述电子部件外壳结构体时，因为第一和第二壳体可以容易地在装配平面处连接，所以可以提高可行性，并可以降低制造成本。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围与最宽的解释一致以包含全部修改、等同结构和功能。
包括说明书、权利要求书、附图和摘要的日本专利申请No.2005-76460的整个公开通过引用被包含于此。
权利要求
1.一种电子部件外壳结构体，包括第一壳体，其包括构造为容纳至少一个电子部件的壳腔；第二壳体，其包括构造为容纳至少一个电子部件的壳腔；和装配平面，其界定为所述第一和第二壳体连接在一起时的边界，其中所述第一和第二壳体的所述装配平面包括液体通道区域和连通通道区域，所述液体通道区域包括冷却液体在其中流动的冷却通道，所述连通通道区域包括连接所述第一壳体的所述壳腔与所述第二壳体的所述壳腔的连通通道，且一体形成的密封构件布置在所述装配平面上以独立地围绕并密封所述液体通道区域和所述连通通道区域。
2.如权利要求1所述的电子部件外壳结构体，其中所述密封构件是具有圆形截面的O形环。
3.如权利要求2所述的电子部件外壳结构体，还包括形成在所述第一和第二壳体的一个密封表面上的槽，其中所述O形环保持在所述槽中。
全文摘要
本发明公开了一种电子部件外壳结构体，包括容纳电子部件的第一壳体和容纳电子部件的第二壳体。第一和第二壳体的装配平面包括液体通道区域和连通通道区域。液体通道区域包括冷却液体在其中流动的冷却通道。连通通道区域包括连接第一和第二壳体的壳腔的连通通道。此外，单个密封构件布置在装配平面上以独立地围绕并密封液体通道区域和连通通道区域。
文档编号H05K5/02GK1835675SQ20061005855
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月16日 优先权日2005年3月17日
发明者新村修, 上地辰之 申请人:丰田自动车株式会社, 爱信艾达株式会社