電力變換器的製作方法
2024-02-16 20:05:15
專利名稱：電力變換器的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種用於將直流電カ轉換為交流電カ或者將交流電カ轉換為直流電カ的電カ變換器。
背景技術：
已知用於將直流電カ轉換為交流電カ或者將交流電カ轉換為直流電カ的電カ變換器的殼體，其中具有環形的連續單片結構的加強件(殼體加強夾具)固定到殼體的內表面上(例如參見日本實用新型申請公報H4-59184)。最近幾年，電カ變換器的安裝條件更加多祥。要求電カ變換器的殼體具有足以承受複雜的振動環境的防振強度。在上述現有技術中，加強件用作內框架而殼體用作外框架，因而提供了雙框架結構。在此結構中，殼體的剛性提高了。然而，由於殼體具有寬的開ロ，所以必須進ー步增加豎直細長的殼體特別在左右方向上的防振強度。 有鑑於此，可以想到在殼體的內表面上設置左右方向延伸的加強件。在此情況下，如果僅僅設置在左右方向上延伸的一個加強件，則殼體可能無法承受上述複雜振動條件。為此，需要設置多個加強件。這導致増加部件的數量和安裝工作步驟的數量。
發明內容
鑑於上述，本發明提供一種能夠加強防振強度並且限制増加部件數量和安裝工作的步驟數量的電カ變換器。本發明的第一個方面提供了ー種用於將直流電カ轉換為交流電カ或者將交流電力轉換為直流電カ的電カ變換器，所述電カ變換器包括盒狀的殼體，所述殼體具有前表面、後表面、左表面、右表面、上表面、下表面和形成在所述前表面中的開ロ ；以及加強件,所述加強件包括彼此交叉地設置在所述殼體的靠近所述開ロ的內部空間中的第一加強件和第二加強件，所述第一加強件接合到所述殼體的左表面和右表面，所述第二加強件接合到所述殼體的上表面和下表面。利用本發明，能夠提高防振強度，並且限制増加部件的數量和安裝工作步驟的數量。
從以下結合附圖給出的優選實施方式的描述，本發明的目的和特徵將變得明顯。圖I是示出根據本發明的一個實施方式的電カ變換器的部分透明立體圖。圖2是圖I所示的電カ變換器的分解立體圖。圖3是圖I所示的電カ變換器的正視圖。圖4是示出根據變型例的電カ變換器的部分透明立體圖，其中在殼體內設置了兩個管道(duct)。圖5是圖4所示的電カ變換器的分解立體圖。
圖6是圖4所示的電カ變換器的正視圖。圖7是示出根據另ー個變型例的電カ變換器的正視圖，其中第二加強件被形成為大致L形。圖8是示出根據又ー個變型例的電カ變換器的正視圖，其中第二加強件被形成為大致T形。圖9是示出根據又ー個變型例的電カ變換器的部分透明立體圖，其中風道部分被形成為直線形狀。
具體實施例方式下面將參照附圖來描述本發明的一個實施方式。如果各個附圖中存在注釋語言「前」、「後」、「左」、「右」、「上」和「下」，則本說明書的具體實施方式
中的前、後、左、右、上和 下方向將指代這些注釋指定的方向。參照圖I、圖2和圖3，本實施方式的電カ變換器I是例如用於將直流電カ轉換為交流電カ的逆變器。電カ變換器I包括殼體2、加強件3和設置有涉及電力變換器I的操作的電子電路(未示出)的兩個電路板4a和4b。殼體2具有形成於在安裝狀態下朝向前面的表面上的開ロ 20。通過將金屬板接合在一起以形成外壁，殼體2被形成為大致盒狀。在所例示的示例中，殼體2以其縱向在上下方向延伸的姿態被安裝。開ロ 20附接有可拆卸的殼體蓋(未示出)。當殼體蓋被附接以覆蓋開ロ 20時，殼體2的內部作為整體變為中空結構，其中可存放各種部件。殼體2包括外上壁部分21、外下壁部分22、外左壁部分23、外右壁部分24和外後壁部分25，當從正面看去時它們分別定位在上、下、左、右和後面。在本實施方式中，殼體2內設置有管道5作為風道部分，冷卻空氣通過該風道而流動。管道5由具有大致L形(在附圖中為豎直反轉的大致L狀)的中空空間形成。該中空空間被外上壁部分21、以平行相對關係設置在外上壁部分21下方的內上壁部分、夕卜左壁部分23、外右壁部分24、外後壁部分25，和以平行關係設置在外後壁部分25的前面的後壁部分27所包圍。管道5在其下端和上前端敞開以與周圍空氣導通。在管道5的下開ロ 51設置有由軸流風扇等構成的鼓風機(未示出)。在管道5的上前開ロ 52中設置有能夠提供充分通風的通風蓋部分2c。周圍空氣從作為冷卻空氣進氣ロ的下開ロ 51 (在下文有時稱為「冷卻空氣進氣ロ 51」)被引入管道5。因而引入的空氣作為冷卻空氣流過管道5。冷卻空氣從作為冷卻空氣出氣ロ的上前開ロ 52 (在下文有時稱為「冷卻空氣出氣ロ 52」)排出。換句話說，管道5用作冷卻空氣流路徑。在所例示的示例中，冷卻空氣出氣ロ 52略微向前突出超出殼體蓋的附接位置。儘管附圖中未示出，但是組成電カ變換器的電阻器、反應器、電容器、半導體器件、散熱片和電路板適當地排列在管道5內。通過如上所述共享相鄰的壁部分，管道5和殼體2形成為單片。另選地，管道5和殼體2可以由自身的壁部分獨立地形成。在外上壁部分22中靠近開ロ 20處形成有橢圓通孔8，諸如電カ電纜或者控制電纜的多個電纜穿過該橢圓通孔8。加強件3設置在殼體2的靠近開ロ 20的內部空間中。加強件3包括彼此獨立形成的第一加強件31和第二加強件32。第一加強件31是窄平件，其縱向尺寸大致等於外下壁部分22的左右方向尺寸。第一加強件31以其縱向在左右方向延伸的姿態被安裝。第一加強件31的左端部分被單個螺釘9固定到設置在外左壁部分23的內表面上的支架6。第一加強件31的右端部分被單個螺釘(未示出)固定到設置在外右壁部分24的內表面上的支架(未示出)，該支架與外左壁部分23的內表面上的支架6為相對關係。因而，第一加強件31被接合到外左壁部分23和外右壁部分24。儘管在本實施方式中第一加強件31的左右端部被單個螺釘9固定，但是本發明並不限於此。另選地，第一加強件31的左右端部可以被兩個或者更多個螺釘或者其它緊固件所固定。第二加強件32是平坦件，其寬度比第一加強件31的寬度更大，並且被形成為大致矩形。第二加強件32的縱向尺寸大致等於內後壁部分27的豎直尺寸。第二加強件32以 其縱向在上下方向延伸的姿態被安裝。第二加強件32的上端部分被三個螺釘10固定到設置在內上壁部分26的內表面(SP，暴露給殼體2的內部空間的上表面)上的支架7a。第二加強件32的下端部分被四個螺釘10固定到設置在外下壁部分22的內表面上的支架7b，該支架與內上壁部分26的內表面上的支架7a為相對關係。因而，第二加強件32被接合到內上壁部分26和外下壁部分22。將第二加強件32連接到內上壁部分26和外下壁部分22所提供的效果等同於將第二加強件32接合到外上壁部分21 (以平行相對關係設置在內上壁部分26的上方)和外下壁部分22可得到的效果。儘管在本實施方式中第二加強件32的上下端部均被三個或者四個螺釘10固定，但是本發明並不限於此。另選地，第一加強件32的上端部和下端部都可以被ー個螺釘或者五個或更多個螺釘或者其它緊固件所固定。通過將兩個螺釘11插過第二加強件32並且將螺釘11擰緊到第一加強件31上，第一加強件31和第二加強件32固定地彼此連接起來。因為第一加強件31和第二加強件32按照上述方式交叉並且相互連接，所以加強件3整體上為十字形。在第二加強件32的前表面上，針對電路板4a和4b各使用四個衝頭(boss) 12電路板4a和4b沿著上下方向並排布置。換句話說，第二加強件32充當用幹支承電路板4a和4b的板支承件。第二加強件32具有形成在其下部區域的切ロ 13。通過使用諸如捆綁帶(電纜帶)等的緊固件13a，電纜被固定到切ロ 13。從殼體2的外部通過外下壁部分22的通孔8抽到殼體中的電纜13b被緊固件13a捆綁到一起。緊固件13a掛在切ロ 13上，因而將電纜固定到第二加強件32上。切ロ 13例如被形成為矩形開ロ，具有從下邊緣突出的凸耳。用此構造，如圖3所示，通過外下壁部分22的通孔8抽入到殼體2中的電纜13b被緊固件13a捆綁到一起。之後，捆綁帶13a可懸掛在切ロ 13的一個凸耳上。如上所述，本實施方式的電カ變換器I包括殼體2，其具有形成於在安裝狀態下朝向前面的表面上的開ロ 20 ;以及加強件3，其設置在殼體2的開ロ 20附近的內部空間中。殼體2包括外上壁部分21、外下壁部分22、外左壁部分23、外右壁部分24和外後壁部分25，從正面看去它們分別定位在上、下、左、右和後面。加強件3包括第一加強件31，其接合到外左壁部分23和外右壁部分24 ;和第二加強件32，其接合到內上壁部分26和外下壁部分22。通過使用第一加強件31和第二加強件32將加強件3形成為大致十字形，能夠加強殼體2在上下方向和左右方向上的防振強度。因而，殼體2可經受由於電カ變換器I的安裝條件的多祥化而導致的複雜振動條件。另外，所需要的只是提供大致十字形的一個加強件3。因此，與在殼體2的內表面上設置多個在左右方向上延伸的加強件的情況(附圖中未具體示出)相比，能夠減少部件的數量和安裝工作步驟的數量。因此能夠加強防振強度，同時限制増加部件的數量和安裝工作步驟的數量。結果，提供了降低涉及的採購部件和進行工作的成本的效果，以及節省電力變換器I的製造成本的效果。在本實施方式中，第二加強件32是寬度大於第一加強件31的寬度的平坦件。這使得能夠增加抵抗作用於殼體2的左右方向的剪切力(即，作用以在左右方向上移位外上壁部分21和外下壁部分22的力)的強度。由於第二加強件32具有寬且平坦的形狀，所以能夠將電路板4a和4b安裝在第二加強件32的表面上。
在本實施方式中，第二加強件32是寬度大於第一加強件31的寬度的平坦件。電路板4a和4b設置在第二加強件32的前表面上。這使得第二加強件32能夠用作板支承件。因此，不需要額外地設置板支承件，這樣就能夠減少部件的數量和安裝工作步驟的數量。還提供了減小傳遞到電路板4a和4b的振動的效果。在本實施方式中，第一加強件31和第二加強件32彼此獨立地形成，並且固定地彼此連接。通過彼此獨立地形成第一加強件31和第二加強件32，能夠獨立地設計各個加強件的形狀及其材料，並且增大設計加強件3的自由度。通過固定地相互連接第一加強件31和第二加強件32，能夠可靠地增強殼體2的防振強度。在本實施方式中，第二加強件32設置有形成在其下部區域中的切ロ 13。從殼體2的外部通過外下壁部分22的通孔8抽入到殼體中的電纜13b被緊固件13a捆綁到一起。緊固件13a掛在切ロ 13上，因而將電纜13b固定到第二加強件32上。結果，能夠以良好的狀態來排列電纜。本發明不限於以上描述的實施方式而是可以在不背離本發明的實質和範圍的情況下以多個不同形式進行變型。下面將逐個描述特定變型例。(I)殼體內設置了兩個管道的變型例儘管在上述實施方式中殼體2內設置了一個管道5，但是本發明並不限於此。另選地，可以在殼體2中設置兩個管道。參照圖4、圖5和圖6，除了在殼體2內附加地設置了內管道15並且使用第二加強件32A代替第二加強件32之外，根據本變型例的電カ變換器IA具有與上述實施方式的電力變換器I大致相同的構造。在電カ變換器IA中，殼體2內設置有風道部分14。風道部分14包括上述管道5(在本變型例中稱為「外管道5」)和內管道15。內管道15由大致L形(在附圖中為豎直反轉的L形)的中空空間形成。該中空空間被內上壁部分26、以平行相對關係設置在內上壁部分26的下方的內下壁部分201、以平行相對關係設置在外左壁部分23的右側的內左壁部分203、以平行相對關係設置在外右壁部分24的左側的內右壁部分202、內後壁部分27,和以平行相對關係設置在內後壁部分27的前面的內前壁部分204所包圍。內管道15在其下端和上前端敞開以與周圍空氣導通。在內管道15的下開ロ 151中設置有能夠提供充分通風的通風蓋部分(未示出)。在內管道15的上前開ロ 152中設置有由軸流風扇等構成的鼓風機(未示出)。周圍空氣從作為冷卻空氣進氣ロ的下開ロ 151 (在下文有時稱為「冷卻空氣進氣ロ 151」)被引入內管道15。因而引入的空氣作為冷卻空氣流過內管道15。冷卻空氣從作為冷卻空氣出氣ロ的上前開ロ 152 (在下文有時稱為「冷卻空氣出氣ロ 152」)排出。換句話說，內管道15用作冷卻空氣流路徑。在所例示的示例中，冷卻空氣出氣ロ 152略微向前突出超出殼體蓋的安裝位置。用此構造，外管道5和內管道15的冷卻空氣流路徑彼此大致平行延伸並且彼此交疊。外管道5和內管道15的冷卻空氣進氣ロ 51和151彼此相鄰布置。類似地，外管道5 和內管道15的冷卻空氣出氣ロ 52和152彼此相鄰布置。通過如上所述共享相鄰的壁部分，外管道5、內管道15和殼體2形成為單片。另選地，外管道5、內管道15和殼體2可以由自身的壁部分獨立地形成。加強件3A的第二加強件32A是平坦件，寬度比第一加強件31的寬度更大，並且形成為大致矩形。第二加強件32A的縱向尺寸大致等於內前壁部分204的豎直尺寸。第二加強件32A以其縱向在上下方向延伸的姿態被安裝。第二加強件32A的上端部分被三個螺絲10固定到設置在內下壁部分201的內表面(即，暴露給殼體2的內部空間的上表面)上的支架7a。第二加強件32A的下端部分被四個螺絲10固定到設置在外下壁部分22的內表面上的支架7b，該支架與內下壁部分201的內表面上的支架7a為相對關係。因而，將第二加強件32A接合到內下壁部分201和外下壁部分22。將第二加強件32A接合到內下壁部分201和外下壁部分22所提供的效果等同於將第二加強件32A接合到外上壁部分21 (以平行相對關係設置在內下壁部分201的上方)和外下壁部分22可得到的效果。電カ變換器IA的其它構造與上述實施方式的電カ變換器I的對應的構造相同。在本變型例中，能夠獲得與上述實施方式相同的效果。(2)第二加強件形成為大致L形的變型例參照圖I，除了設置第二加強件32B代替第二加強件32A之外，根據本變型例的電力變換器IB具有與上述變型例的電カ變換器IA大致相同的構造。在電カ變換器IB中，加強件3B的第二加強件32B是寬度大於第一加強件31的寬度的平坦件。第二加強件32B的縱向尺寸大致等於內前壁部分204的豎直尺寸。在本變型例中，第二加強件32B形成為大致L形並且包括在安裝狀態下從其上端部分(或者其下端部分)向右側(或者左側)延伸的延伸部分321。第二加強件32B以其縱向在上下方向延伸的姿態被安裝。第二加強件32B的上端部分被三個螺絲10固定到設置在內下壁部分201的內表面上的支架7a。第二加強件32B的下端部分被四個螺絲10固定到設置在外下壁部分22的內表面上的支架7b，該支架與內下壁部分201的內表面上的支架7a為相對關係。另外，第二加強件32B的向右延伸的延伸部分321的末端部分被兩個螺絲16固定到設置在與外右壁部分24的內表面上用於固定第一加強件31的右端部分的支架的位置不同的位置(在本變型例中，比用於固定第一加強件31的右端部分的支架的位置更高的位置)的支架17上。因而，第二加強件32B不僅僅接合到內下壁部分201和外下壁部分22，而且在與第一加強件31的位置不同的位置(在本變型例中，比第一加強件31的位置更高的位置)接合到外右壁部分24。電カ變換器IB的其它構造與變型例(I)的電カ變換器IA的對應構造相同。在以上描述的本變型例中，加強件3B的第二加強件32B形成為大致L形並且不僅僅接合到內下壁部分201和外下壁部分22，而且在比第一加強件31的位置更高的位置接合到外右壁部分24。用此構造的第二加強件32B，能夠進一歩加強殼體2的防振強度。另選地，第二加強件32B可以不僅僅接合到內下壁部分201和外下壁部分22，而且在與第一加強件31的位置不同的位置接合到外左壁部分24。在此情況下，等同地獲得了與以上闡述相同的效果。 (3)第二加強件形成為大致T形的變型例參照圖8，除了設置第二加強件32C代替第二加強件32A之外，根據本變型例的電力變換器IC具有與上述變型例的電カ變換器IA大致相同的構造。在電カ變換器IC中，加強件3C的第二加強件32C是寬度大於第一加強件31的寬度的平坦件。第二加強件32C的縱向尺寸大致等於內前壁部分204的豎直尺寸。在本變型例中，第二加強件32B形成為大致T形並且包括在安裝狀態下從其上端部分(或者其下端部分)向右側(或者左側)延伸的延伸部分321，以及在安裝狀態下從其上端部分(或者其下端部分)向左側延伸的延伸部分322。第二加強件32C以其縱向在上下方向延伸的姿態被安裝。第二加強件32C的上端部分被三個螺絲10固定到設置在內下壁部分201的內表面上的支架7a。第二加強件32C的下端部分被四個螺絲10固定到設置在外下壁部分22的內表面上的支架7b，該支架與內下壁部分201的內表面上的支架7a為相對關係。另外，第二加強件32C的向右延伸的延伸部分321的末端部分被兩個螺絲16固定到設置在與外右壁部分24的內表面上的用於固定第一加強件31的右端部分的位置不同的位置(在本變型例中，比用於固定第一加強件31的右端部分的支架的位置更高的位置)的支架17上。第二加強件32C的向左延伸的延伸部分322的末端部分被兩個螺絲16固定到設置在與外左壁部分23的內表面上的支架6的位置不同的位置(在本變型例中，比支架6的位置更高的位置)的支架18上。因而，第二加強件32C不僅僅接合到內下壁部分201和外下壁部分22，而且在與第一加強件31的位置不同的位置(在本變型例中，比第一加強件31的位置更高的位置)接合到外左壁部分23和外右壁部分24。電カ變換器IC的其它構造與變型例(I)的電カ變換器IA的對應的構造相同。在以上描述的本變型例中，加強件3C的第二加強件32C形成為大致T形並且不僅僅接合到內下壁部分201和外下壁部分22，而且在比第一加強件31的位置更高的位置接合到外左壁部分23和外右壁部分24。用此構造的第二加強件32C，能夠像變型例(2)那樣進一歩加強殼體2的防振強度。(4)風道部分形成為直線形狀的變型例
儘管在上述實施方式中作為風道部分的管道5為大致L形的彎曲結構，但是本發明並不限於此。另選地，風道部分可以為上下方向的大致直線形狀。參照圖9，除了殼體和設置在殼體內的風道部分具有與上述不同的結構以及設置了第二加強件32D代替第二加強件32以外，根據本變型例的電カ變換器ID具有與上述實施方式的電カ變換器I大致相同的構造。在電カ變換器ID中，殼體2D具有形成於在安裝狀態下朝向前面的表面上的開ロ20D。殼體2D包括外上壁部分21D、外下壁部分22、外左壁部分23D、外右壁部分24D和外後壁部分25，從正面看去它們分別定位在上、下、左、右和後面。在本實施方式中，殼體2D內設置有風道部分50，冷卻空氣通過風道部分50流動。風道部分50由被外上壁部分21D、外左壁部分23D、外右壁部分24D、外後壁部分25和以平行關係設置在外後壁部分25前面的內壁部分28所包圍的直線中空空間形成。風道部分50在其下端敞開以與周期空氣導通。在位於風道部分50上端的外上壁 部分210中形成有多個通風孔211，從而風道部分50可與周圍空氣導通。在風道部分50的下開ロ 501中設置有由軸流風扇等構成的鼓風機(未示出)。周圍空氣從作為冷卻空氣進氣ロ的下開ロ 501 (在下文有時稱為「冷卻空氣進氣ロ 501」)引入風道部分50。因而引入的空氣作為冷卻空氣流過風道部分50。冷卻空氣從作為冷卻空氣出氣ロ的通風孔211(在下文有時稱為「冷卻空氣出氣ロ 211」)排出。換句話說，風道部分50用作冷卻空氣流路徑。加強件3D的第二加強件32D是平坦件，厚度比第一加強件31的寬度更大，並且被形成為大致矩形。第二加強件32D的縱向尺寸大致等於內壁部分28的豎直尺寸。第二加強件32D以其縱向在上下方向延伸的姿態被安裝。第二加強件32D的上端部分被三個螺絲10 (圖9中未示出)固定到設置在外上壁部分21D的內表面上的支架7a(圖9中未示出)上。第二加強件32D的下端部分被四個螺絲10固定到設置在外下壁部分22的內表面上的支架7b上，該支架7b與外上壁部分21D上的支架7a為相對關係。因而，將第二加強件32D接合到外上壁部分21D和外下壁部分22。電カ變換器ID的其它構造與上述實施方式的電カ變換器I的對應的構造大致相同。在本變型例中，能夠獲得與上述實施方式相同的效果。(5)其它變型例儘管在上述實施方式和變型例中加強件的第一和第二加強件彼此獨立地形成，但是本發明並不限於此。另選地，第一和第二加強件可以形成為一體。儘管在上述實施方式和變型例中在殼體內設置了ー個第一加強件，但是本發明並不限於此。另選地，可以在殼體內設置兩個或者更多個第一加強件。儘管作為ー個例子描述了用於將直流電カ轉換為交流電カ的逆變器，但是本發明並不限於此。本發明可以應用於將交流電カ轉換為直流電カ的變換器。除此以外，上述實施方式和變型示例可以組合使用。儘管以上描述了本發明的優選實施方式，本發明不限於這些實施方式，而可以在不偏離權利要求限定的本發明的範圍的前提下以多種不同形式進行變型或者改變。這些變型或者改變將認為落入本發明的範圍內。
權利要求
1.一種用於將直流電力轉換為交流電力或者將交流電力轉換為直流電力的電力變換器，該電力變換器包括 盒狀的殼體，該殼體具有前表面、後表面、左表面、右表面、上表面、下表面和形成在所述前表面中的開口 ；以及 加強件，該加強件包括第一加強件和第二加強件，第一加強件和第二加強件彼此交叉地設置在所述殼體的靠近所述開口的內部空間中，所述第一加強件接合到所述殼體的所述左表面和所述右表面，所述第二加強件接合到所述殼體的所述上表面和所述下表面。
2.根據權利要求I所述的電力變換器，其中，所述第二加強件是寬度比所述第一加強件更大的平坦件。
3.根據權利要求2所述的電力變換器，該電力變換器還包括 設置在所述第二加強件的表面上的至少一個電路板。
4.根據權利要求I至3中任意一項所述的電力變換器，其中，所述第一加強件和所述第二加強件彼此獨立地形成並且固定地彼此連接。
5.根據權利要求I至3中任意一項所述的電力變換器，其中，所述第二加強件包括延伸部分，該延伸部分接合到所述殼體的所述左表面和所述右表面中的至少一個。
6.根據權利要求I至3中任意一項所述的電力變換器，其中，所述第二加強件具有切口，電纜被利用緊固件固定在該切口上。
7.根據權利要求6所述的電力變換器，其中，所述殼體的所述下表面具有通孔，該通孔被形成得靠近所述開口以允許所述電纜穿過該通孔。
全文摘要
本發明提供了一種電力變換器。該電力變換器包括盒狀的殼體，該殼體具有前表面、後表面、左表面、右表面、上表面、下表面和形成在該前表面中的開口。設該電力變換器還包括加強件，該加強件包括彼此交叉地設置在該殼體的靠近所述開口的內部空間中的第一加強件和第二加強件，第一加強件接合到該殼體的左表面和右表面，第二加強件接合到該殼體的上表面和下表面。
文檔編號H05K7/20GK102739072SQ20121005699
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月6日 優先權日2011年4月13日
發明者永友茂勝 申請人:株式會社安川電機