控制板到金屬殼體的緊固結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將控制板緊固到電力控制單元(在下文中，被稱(chēng)作“PCU”)的金屬殼體的緊固結(jié)構(gòu)，該電力控制單元被直接安裝在車(chē)載驅(qū)動(dòng)橋上。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車(chē)輛諸如混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)被廣泛地使用。在這種電動(dòng)車(chē)輛上，安裝了結(jié)合用于控制供應(yīng)到馬達(dá)或者由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力的逆變器和升壓/降壓轉(zhuǎn)換器的PCU。在PCU殼體中，通常容納了提供逆變器和升壓/降壓轉(zhuǎn)換器的電子構(gòu)件，例如電抗器、電容器、開(kāi)關(guān)元件控制開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)的控制板。
[0003]近來(lái)，有人提出直接將P⑶固定到驅(qū)動(dòng)橋的殼體的上部或者側(cè)表面部(例如，日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)N0.2013-51848 (JP 2013-51848A))。驅(qū)動(dòng)橋是通過(guò)在驅(qū)動(dòng)橋殼體中容納并且利用電動(dòng)發(fā)電機(jī)和一組傳動(dòng)齒輪而獲得的。
[0004]因?yàn)轵?qū)動(dòng)橋伴隨電動(dòng)發(fā)電機(jī)等的驅(qū)動(dòng)而振動(dòng)，所以當(dāng)PCU被直接放置在驅(qū)動(dòng)橋的殼體上時(shí)，添加到PCU的振動(dòng)水平和頻率這兩者變得更大。因此，在PCU被直接放置在驅(qū)動(dòng)橋殼體上的情形中，作為防振措施，在PCU殼體中固定控制板的托架的剛度必須被提高。然而，因?yàn)樵诤芏嗲樾沃袀鹘y(tǒng)的板固定托架是由樹(shù)脂制成的，所以為了提高剛度，托架的厚度必須增加，或者必須添加肋，因此，發(fā)生PCU的尺寸增加的另一個(gè)問(wèn)題。此外，因?yàn)闃?shù)脂是非傳導(dǎo)性的并且具有低的導(dǎo)熱性，所以為了控制板的接地和放熱，構(gòu)件諸如匯流條或者Sarcon(硅膠墊)薄片分別地是必要的，并且產(chǎn)生了成本或者尺寸進(jìn)一步增加的問(wèn)題。
[0005]替代板固定托架地，考慮了直接地固定到具有傳導(dǎo)性并且由具有高的剛度和導(dǎo)熱性的金屬制成的PCU殼體。通過(guò)直接地固定到PCU殼體，樹(shù)脂質(zhì)托架變得是不必要的，并且在不增加PCU殼體的尺寸的情況下，板固定部的剛度能夠被提高。此外，當(dāng)控制板在多點(diǎn)處被直接地緊固到金屬殼體的內(nèi)表面時(shí)，控制板自身的剛度能夠被提高，并且當(dāng)緊固座面被用于接地以及放熱時(shí)，構(gòu)件諸如匯流條和Sarcon薄片能夠被省略，即，能夠防止成本和尺寸增加。
[0006]然而，在當(dāng)控制板在多點(diǎn)處被直接緊固到金屬P⑶殼體時(shí)的情形中，擔(dān)心伴隨溫度變化地，可能在控制板中產(chǎn)生應(yīng)力。即，通?？刂瓢迨峭ㄟ^(guò)在印刷線路板上焊接電路元件而提供的，印刷線路板是通過(guò)在玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂板上利用銅箔形成電路圖案而提供的。在印刷線路板和提供PCU殼體的金屬之間線性膨脹系數(shù)是不同的。因此，印刷線路板不能遵循伴隨溫度變化產(chǎn)生的金屬殼體的膨脹和收縮，并且在印刷線路板上施加了在表面方向上的應(yīng)力。擔(dān)心由于應(yīng)力作用，印刷線路板和電路圖案疲勞并且被破壞，并且可能在被安裝在印刷線路板上的電路元件的焊接部中產(chǎn)生裂紋。
[0007]日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)N0.2001-332878 (JP 2001-332878 A)公開(kāi)了一種電子器件的螺紋緊固結(jié)構(gòu)，其中利用螺紋將安裝了電子構(gòu)件的將被緊固的部件(板等)螺紋連接并且緊固到設(shè)置在底盤(pán)(殼體)中的內(nèi)螺紋。在JP 2001-332878 A中，螺絲是具有頭部、具有比頭部的直徑小的直徑的無(wú)螺紋部和外螺紋的階梯螺絲，并且0形環(huán)被布置在螺紋的頭部和底盤(pán)之間。然而，因?yàn)镴P 2001-332878 A并不涉及用于將控制板緊固到被直接放置在驅(qū)動(dòng)橋上的PCU殼體的技術(shù)，所以針對(duì)在驅(qū)動(dòng)橋中產(chǎn)生的振動(dòng)的措施未被充分地研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于將控制板緊固到P⑶的金屬殼體的緊固結(jié)構(gòu)，該P(yáng)CU被直接布置在驅(qū)動(dòng)橋上，其中，在減小來(lái)自驅(qū)動(dòng)橋的振動(dòng)的影響時(shí)，能夠利用能夠吸收在殼體和板之間的熱膨脹差異的緊固力來(lái)緊固控制板。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)，提供了一種用于將控制板緊固到電力控制單元的金屬殼體的緊固結(jié)構(gòu)，該電力控制單元被直接放置在車(chē)載驅(qū)動(dòng)橋上。該緊固結(jié)構(gòu)包括螺母部、螺栓和由粘彈性材料制成的墊圈。螺母部被布置在金屬殼體的內(nèi)表面上并且具有內(nèi)螺紋。螺栓被布置在固定孔中，該固定孔被設(shè)置在控制板中，并且螺栓與螺母部螺紋連接。由粘彈性材料制成的墊圈被設(shè)置在螺栓的頭部和控制板之間，并且墊圈與螺栓的頭部的底表面和控制板的頂表面形成面接觸。螺栓包括外螺紋部、中間部和頭部。外螺紋部與內(nèi)螺紋螺紋連接。中間部具有比外螺紋部的直徑大且比固定孔的直徑小的直徑。在中間部中，相對(duì)于外螺紋部的階梯表面與作為螺母部的端表面的座面接觸。頭部具有比中間部的直徑大的直徑。頭部的底表面與由粘彈性材料制成的墊圈的頂表面接觸。
[0010]此外，在該緊固結(jié)構(gòu)中，突出部可以被設(shè)置在由粘彈性材料制成的墊圈的內(nèi)周表面上。突出部向內(nèi)突出并且與螺栓的中間部的外周表面接觸。進(jìn)而，金屬墊圈可以被設(shè)置在由粘彈性材料制成的墊圈和螺栓的頭部之間。
[0011 ] 此外，在該緊固結(jié)構(gòu)中，摩擦減小涂層可以被施加在由粘彈性材料制成的墊圈的頂表面和螺栓頭部的底表面中的至少一個(gè)上。此外，在該緊固結(jié)構(gòu)中，凹部可以被設(shè)置在螺母部與控制板形成面接觸的表面的一部分上。
[0012]進(jìn)而，在該緊固結(jié)構(gòu)中，緊固結(jié)構(gòu)可以具有如下結(jié)構(gòu)，其中控制板在多個(gè)位置處被緊固到金屬殼體，該多個(gè)緊固位置中的僅一個(gè)緊固位置利用不是由粘彈性材料制成的墊圈剛性固定，并且其余的位置利用由粘彈性材料制成的墊圈緊固。
[0013]根據(jù)如上所述的本發(fā)明的緊固結(jié)構(gòu)，因?yàn)橛烧硰椥圆牧现瞥傻膲|圈能夠吸收在金屬殼體和控制板之間的線性膨脹系數(shù)的差異和振動(dòng)，所以在減小振動(dòng)的影響時(shí)，控制板能夠被適當(dāng)?shù)鼐o固。
【附圖說(shuō)明】
[0014]將在下面參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中類(lèi)似的數(shù)字表示類(lèi)似的元件，并且其中:
[0015]圖1是示出被直接放置在驅(qū)動(dòng)橋上的P⑶的圖表；
[0016]圖2A是示出使用具有突出部并且由粘彈性材料制成的墊圈的根據(jù)本實(shí)施例的緊固結(jié)構(gòu)的圖表；
[0017]圖2B是示出使用不具有突出部并且由粘彈性材料制成的墊圈的根據(jù)本實(shí)施例的緊固結(jié)構(gòu)的圖表；
[0018]圖3是示出控制板的緊固位置的圖表；
[0019]圖4A是描述了本實(shí)施例的一種緊固結(jié)構(gòu)的圖表；
[0020]圖4B是用于描述與本實(shí)施例的緊固結(jié)構(gòu)的差異的、描述在現(xiàn)有技術(shù)中的剛性固定的圖表；
[0021]圖5A是示出使用由粘彈性材料制成并且具有突出部的墊圈的本實(shí)施例的緊固結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)例的圖表；
[0022]圖5B是示出使用由粘彈性材料制成并且不具有突出部的墊圈的本實(shí)施例的緊固結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)例的圖表；
[0023]圖6A是示出使用由粘彈性材料制成并且具有突出部的墊圈的本實(shí)施例的緊固結(jié)構(gòu)的再一個(gè)實(shí)例的圖表；并且
[0024]圖6B是示出使用由粘彈性材料制成并且不具有突出部的墊圈的本實(shí)施例的緊固結(jié)構(gòu)的再一個(gè)實(shí)例的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0025]在下文中，將參考圖1到6B描述是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制板34的緊固結(jié)構(gòu)。首先，將參考圖1簡(jiǎn)要地描述布置控制板34的電力控制單元(PCU) 10。圖1是示出PCU 10在電動(dòng)車(chē)輛中的安裝狀態(tài)的圖表。
[0026]PCU 10是安裝在電動(dòng)車(chē)輛諸如混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)上并且結(jié)合用于控制供應(yīng)到車(chē)載電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電力或者由電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力的逆變器和升壓/降壓轉(zhuǎn)換器的單元。在本實(shí)施例中，PCU 10被直接放置在驅(qū)動(dòng)橋100的殼體(驅(qū)動(dòng)橋殼體102)上。
[0027]驅(qū)動(dòng)橋100包括兩個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)TM，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)TM向軸傳遞動(dòng)力源(馬達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī))的輸出。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)TM被容納在驅(qū)動(dòng)橋殼體102中并且被安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)室中。如在圖1中所示，P⑶10被直接附接到驅(qū)動(dòng)橋殼體102的頂表面。
[0028]P⑶10具有由金屬諸如鋁制成的P⑶殼體12，并且在其內(nèi)部容納構(gòu)成逆變器和升壓/降壓轉(zhuǎn)換器的電子構(gòu)件，例如電抗器、電容器、開(kāi)關(guān)元件和控制開(kāi)關(guān)元件的控制板34。因?yàn)槠渲须娍蛊?、電容器和開(kāi)關(guān)元件的安裝技術(shù)是眾所周知的技術(shù)，所以其說(shuō)明將省略。在下文中，將詳細(xì)描述控制板34的安裝技術(shù)。
[0029]圖2A和圖2B是示出控制板34的緊固結(jié)構(gòu)的圖表。圖3是示出控制板34的緊固位置(裝配孔40的位置)的圖表。在圖3中，省略了在圖中示出被安裝在控制板34上的各種電路元件。
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