控制板到金屬殼體的緊固結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于將控制板緊固到電力控制單元(在下文中，被稱作“PCU”)的金屬殼體的緊固結構，該電力控制單元被直接安裝在車載驅動橋上。
【背景技術】
[0002]電動車輛諸如混合動力汽車和電動汽車被廣泛地使用。在這種電動車輛上，安裝了結合用于控制供應到馬達或者由發電機產生的電力的逆變器和升壓/降壓轉換器的PCU。在PCU殼體中，通常容納了提供逆變器和升壓/降壓轉換器的電子構件，例如電抗器、電容器、開關元件控制開關元件的驅動的控制板。
[0003]近來，有人提出直接將P⑶固定到驅動橋的殼體的上部或者側表面部(例如，日本專利申請公報N0.2013-51848 (JP 2013-51848A))。驅動橋是通過在驅動橋殼體中容納并且利用電動發電機和一組傳動齒輪而獲得的。
[0004]因為驅動橋伴隨電動發電機等的驅動而振動，所以當PCU被直接放置在驅動橋的殼體上時，添加到PCU的振動水平和頻率這兩者變得更大。因此，在PCU被直接放置在驅動橋殼體上的情形中，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，因為在很多情形中傳統的板固定托架是由樹脂制成的，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，發生PCU的尺寸增加的另一個問題。此外，因為樹脂是非傳導性的并且具有低的導熱性，所以為了控制板的接地和放熱，構件諸如匯流條或者Sarcon(硅膠墊)薄片分別地是必要的，并且產生了成本或者尺寸進一步增加的問題。
[0005]替代板固定托架地，考慮了直接地固定到具有傳導性并且由具有高的剛度和導熱性的金屬制成的PCU殼體。通過直接地固定到PCU殼體，樹脂質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，當控制板在多點處被直接地緊固到金屬殼體的內表面時，控制板自身的剛度能夠被提高，并且當緊固座面被用于接地以及放熱時，構件諸如匯流條和Sarcon薄片能夠被省略，即，能夠防止成本和尺寸增加。
[0006]然而，在當控制板在多點處被直接緊固到金屬P⑶殼體時的情形中，擔心伴隨溫度變化地，可能在控制板中產生應力。即，通常控制板是通過在印刷線路板上焊接電路元件而提供的，印刷線路板是通過在玻璃纖維增強環氧樹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是不同的。因此，印刷線路板不能遵循伴隨溫度變化產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力。擔心由于應力作用，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生裂紋。
[0007]日本專利申請公報N0.2001-332878 (JP 2001-332878 A)公開了一種電子器件的螺紋緊固結構，其中利用螺紋將安裝了電子構件的將被緊固的部件(板等)螺紋連接并且緊固到設置在底盤(殼體)中的內螺紋。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螺紋部和外螺紋的階梯螺絲，并且0形環被布置在螺紋的頭部和底盤之間。然而，因為JP 2001-332878 A并不涉及用于將控制板緊固到被直接放置在驅動橋上的PCU殼體的技術，所以針對在驅動橋中產生的振動的措施未被充分地研究。
【發明內容】
[0008]鑒于上述問題，本發明提供一種用于將控制板緊固到P⑶的金屬殼體的緊固結構，該PCU被直接布置在驅動橋上，其中，在減小來自驅動橋的振動的影響時，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緊固控制板。
[0009]根據本發明的一個觀點，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構，該電力控制單元被直接放置在車載驅動橋上。該緊固結構包括螺母部、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表面上并且具有內螺紋。螺栓被布置在固定孔中，該固定孔被設置在控制板中，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，在該緊固結構中，突出部可以被設置在由粘彈性材料制成的墊圈的內周表面上。突出部向內突出并且與螺栓的中間部的外周表面接觸。進而，金屬墊圈可以被設置在由粘彈性材料制成的墊圈和螺栓的頭部之間。
[0011 ] 此外，在該緊固結構中，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上。此外，在該緊固結構中，凹部可以被設置在螺母部與控制板形成面接觸的表面的一部分上。
[0012]進而，在該緊固結構中，緊固結構可以具有如下結構，其中控制板在多個位置處被緊固到金屬殼體，該多個緊固位置中的僅一個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]根據如上所述的本發明的緊固結構，因為由粘彈性材料制成的墊圈能夠吸收在金屬殼體和控制板之間的線性膨脹系數的差異和振動，所以在減小振動的影響時，控制板能夠被適當地緊固。
【附圖說明】
[0014]將在下面參考附圖描述本發明的示例性實施例的特征、優點以及技術和工業意義，其中類似的數字表示類似的元件，并且其中:
[0015]圖1是示出被直接放置在驅動橋上的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本實施例的緊固結構的圖表；
[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本實施例的緊固結構的圖表；
[0018]圖3是示出控制板的緊固位置的圖表；
[0019]圖4A是描述了本實施例的一種緊固結構的圖表；
[0020]圖4B是用于描述與本實施例的緊固結構的差異的、描述在現有技術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施例的緊固結構的另一個實例的圖表；
[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施例的緊固結構的另一個實例的圖表；
[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施例的緊固結構的再一個實例的圖表；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施例的緊固結構的再一個實例的圖表。
【具體實施方式】
[0025]在下文中，將參考圖1到6B描述是本發明的一個實施例的控制板34的緊固結構。首先，將參考圖1簡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在電動車輛中的安裝狀態的圖表。
[0026]PCU 10是安裝在電動車輛諸如混合動力汽車和電動汽車上并且結合用于控制供應到車載電動發電機的電力或者由電動發電機產生的電力的逆變器和升壓/降壓轉換器的單元。在本實施例中，PCU 10被直接放置在驅動橋100的殼體(驅動橋殼體102)上。
[0027]驅動橋100包括兩個電動發電機MG1和MG2以及傳動機構TM，該傳動機構TM向軸傳遞動力源(馬達和發動機)的輸出。電動發電機MG和傳動機構TM被容納在驅動橋殼體102中并且被安裝在發動機室中。如在圖1中所示，P⑶10被直接附接到驅動橋殼體102的頂表面。
[0028]P⑶10具有由金屬諸如鋁制成的P⑶殼體12，并且在其內部容納構成逆變器和升壓/降壓轉換器的電子構件，例如電抗器、電容器、開關元件和控制開關元件的控制板34。因為其中電抗器、電容器和開關元件的安裝技術是眾所周知的技術，所以其說明將省略。在下文中，將詳細描述控制板34的安裝技術。
[0029]圖2A和圖2B是示出控制板34的緊固結構的圖表。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。
[003