(57)【要約】【課題】アルミダイカスト製の金属ケース及び金属カバーより軽量で、かつ、コスト低減のために切削加工を減らすことが可能で、高温環境での長期締め付けによるによる締結力の低下を防止することのできる電磁波シールドカバーを提供する。【解決手段】内装カバー１２は外装カバー１１の内側に一体成形された樹脂製のカバーであり、好ましくは、ガラス繊維強化樹脂製のカバーである。内装カバー１２の外周部にはガスケットを配置する溝を有し、内装カバー１２を一体成形する際、金型により溝が形成されている。シールドケース１３にはスカート部２２のような膨らみを設け、スカート部２２にガスケットを収容している。外装カバー１１の一部をバーニング加工により鋼板に立ち上がり部を形成することで、ボルト固定時の軸力を鋼板で受けるようにしている。【選択図】図１
2013115231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のシールドケースに電磁波を発生する電気回路を収納し、シールドケースの開口部を閉塞するように取り付けられている電磁波シールドカバーにおいて、
薄板鋼板のプレス加工によって形成された外装カバーと、
射出成形によって外装カバーの内側に一体成形された樹脂製の内装カバーと、
シールドケースの開口部をシールするため、内装カバーの外周部に形成された弾性材製のガスケットと、
外装カバーに形成された取付け足と、
外装カバーとシールドケースとをボルト結合するため、シールドケースの開口部に形成された取付け台座と当接する外装カバーの取付け足と、
を有し、
電磁波シールドカバーを構成する外装カバーとシールドケースとが接触することで電気的に導通し、ボルト結合による締結力を外装カバーの取付け足で受けることにより内装カバーのクリープ現象による締結力の低下を防止することを特徴とする電磁波シールドカバー。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁波シールドカバーにおいて、
樹脂製の内装カバーはガラス繊維強化樹脂によって外装カバーに一体成形され、樹脂と薄板鋼板との線膨張差を吸収するディンプル形状の歪み吸収部を外装カバーの締結部となる取付け足から外周部までの間に配置したことを特徴とする電磁波シールドカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製のシールドケースに電磁波を発生する電気回路を収納し、シールドケースの開口部を閉塞するように取り付けられている電磁波シールドカバーに関し、特に電気自動車用インバータ等の電子回路を覆う電磁波シールドカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁波シールドケース及びシールドカバーとしては、鋼板やアルミダイキャストによる金属ケース、ケース内面にＮｉ，Ｃｕ，Ａｇ等の金属塗装や金属メッキを施した樹脂ケース及びカバー、樹脂成形時において内部に金網をインサート成型した樹脂製ケース及びカバーなどがある。金属塗装や金属メッキを施した樹脂製ケース及びカバーは、表面処理を要することからコストアップになり、内部に金網をインサート成形した樹脂製ケース及びカバーは、ケースの複雑な絞り形状などに対応しにくい。
【０００３】
そこで、特許文献１には、電磁波シールドケースであって、ケース本体がその開口周縁部を金属製のブロックに取り付けて結合するように構成され、このケース本体が合成樹脂材を主体とし、その中にシールド材としての金属繊維を添加した組成物で成形されている。ケース本体におけるブロックとの接合面から内側に向けて金属製のスクリューをねじ込むことにより、このスクリューとケース本体の金属繊維とを電気的に導通させ、かつ、スクリューの頭部をケース本体の接合面においてブロックに接触させている。結果として、金属繊維と金属製のブロックとの良好な導電性が確保され、電磁波に対するシールド性が高められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６３４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、車両における燃費改善の要請により、さらなる重量低減が望まれるようになった。アルミダイカスト製の金属ケース及び金属カバーは、樹脂製のものより比重が重く、肉厚も厚いので重量増となる。一方、金属繊維含有樹脂製のものは金属製のものより比重が軽く、軽量化が可能であるが成形性が悪く、品質に関する課題が多い。さらに、金属繊維含有樹脂は樹脂部が電気抵抗となり金属ケースと比較して導電性に劣り、特に低周波域では電磁波シールド性が劣る。
【０００６】
アルミダイカスト製の金属ケース及び金属カバーは、例えば、締結部周辺形状やガスケットシール面などは切削加工が必要である。これに対し、特許文献１では、金属繊維含有樹脂でカバーを形成して金属製のブロックとケースとの間に気密性を確保するシール部材を省略し、フランジ部を複数ボルトで締結することで気密性を高めている。しかしながら、樹脂製のカバーでは、エンジンコンパートメント内部の高温環境における長期締め付けによるクリープ現象により締結力が低下する場合があった。
【０００７】
そこで、本発明に係る電磁シールドカバーは、アルミダイカスト製の金属ケース及び金属カバーより軽量で、かつ、コスト低減のために切削加工を減らすことが可能で、高温環境での長期締め付けによる締結力の低下を防止することのできる電磁波シールドカバーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上のような目的を達成するために、本発明に係る電磁波シールドカバーは、金属製のシールドケースに電磁波を発生する電気回路を収納し、シールドケースの開口部を閉塞するように取り付けられている電磁波シールドカバーにおいて、薄板鋼板のプレス加工によって形成された外装カバーと、射出成形によって外装カバーの内側に一体成形された樹脂製の内装カバーと、シールドケースの開口部をシールするため、内装カバーの外周部に形成された弾性材製のガスケットと、外装カバーに形成された取付け足と、外装カバーとシールドケースとをボルト結合するため、シールドケースの開口部に形成された取付け台座と当接する外装カバーの取付け足と、を有し、電磁波シールドカバーを構成する外装カバーとシールドケースとが接触することで電気的に導通し、ボルト結合による締結力を外装カバーの取付け足で受けることにより内装カバーのクリープ現象による締結力の低下を防止することを特徴とする。ここで、外装カバーの取付け足は、バーニング加工により薄板鋼板の一部を立ち上げることで形成されている。
【０００９】
また、本発明に係る電磁波シールドカバーにおいて、樹脂製の内装カバーはガラス繊維強化樹脂によって外装カバーに一体成形され、樹脂と薄板鋼板との線膨張差を吸収するディンプル形状の歪み吸収部を外装カバーの締結部となる取付け足から外周部までの間に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電磁波シールドカバーを使用することにより、一般汎用鋼板と樹脂を組み合わせたシールドカバーとして使用することが可能となり、材料費と加工費の低減が可能になる。また、アルミダイカストより比重が軽く、鋼板との組み合わせにより薄肉化が可能な繊維強化樹脂を用いることにより、ガスケットを繊維強化樹脂の部分に配置すると共に軽量化が可能になるという効果がある。鋼板で外面を覆うことにより電磁波の拡散防止が可能になる。さらに、温度範囲がマイナス約４０度から約１２０度の使用条件を満たし、耐久性と気密性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るシールドカバーとシールドケースの概要を説明する断面図である。
【図２】本発明に係るシールドカバーとシールドケースに電気自動車用インバータを収納したインバータの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るシールドカバーで使用した材料の熱膨張特性の特性図である。
【図４】樹脂の温度に対するヤング率の特性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１３】
図１はシールドカバー１０とシールドケース１３との概要を説明する断面図を示している。シールドカバー１０は外装カバー１１と内装カバー１２とを有している。シールドケース１３はアルミダイキャスト製であり、例えば、モータを収容するモータケースの上面に形成された収容スペースであってもよい。外装カバー１１は薄板鋼板であり、耐食性を向上させるためにメッキを施してある。内装カバー１２は外装カバー１１の内側に一体成形された樹脂製のカバーであり、好ましくは、ガラス繊維強化樹脂製のカバーである。内装カバー１２の外周部にはガスケットを配置する溝を有し、内装カバー１２を一体成形する際、金型により溝が形成されている。シールドケース１３には膨らみを有するスカート部２２を設け、スカート部２２にガスケットを収容している。弾性体のガスケット１５はシールドケース１３とシールドカバー１０で閉塞される空間の気密性を保つためのものであり、ゴム製（ポリブタジエン系、ニトリル系等）のＯリング又は角リングである。
【００１４】
シールドカバー１０はシールドケース１３にボルト１９によって固定されている。ここで、図１のＡ部に示すボルト穴は、シールドケース１３にシールドカバー１０を固定するためのネジ穴であり、ボルト１９によって固定されるシールドカバー１０の穴部に立ち上がり加工を施している。具体的には、外装カバー１１の一部をバーニング加工により鋼板に立ち上がり部を形成することで、ボルト固定時の軸力を鋼板で受けるようにしている。バーニング加工とは、穴の周りに円筒状の立ち上がり加工を施すことである。バーニング加工により、シールドカバー１０の外装カバー１１とボルト１９、ボルト１９とシールドケース１３、又は、図１のＢ部に示した外装カバー１１とシールドケース１３の順に通電しアースが可能となる。また、外装カバー１１の端部は、ブレス加工時の破断面がシールドケース１３に接触することにより、外装カバー１１の外周部の折り曲げ加工を不要とし、加工工数の削減が可能となる。
【００１５】
本実施形態において、特徴事項の一つとしては、図１のＡ部とＢ部との間に歪み吸収部であるディンプル部１６，１７を設けたことである。ディンプル部１６，１７は、樹脂と鋼板との線膨張差による内部応力低減の為のものであり、樹脂と鋼板との線膨張差を吸収する歪み吸収部を外装カバーの締結部となる取付け足から外周部までの間に配置することで、内部応力による外装カバーと内装カバーの接合部における剥離や亀裂を防止する。接合部を有するシールドカバー１０では、ボルト締結部と外周部との間に内部応力が集中する場合が有るからである。なお、ディンプル形状の他にビート形状でも同様の効果を奏することができる。
【００１６】
次に、シールドカバーの製造方法の代表的な２例について説明する。第１の製造方法は、いわゆるインサート成形と呼ばれる製造方法である。まず、鋼板をプレス加工することで外装カバーを成形する。次に、外装カバーを樹脂成形用金型に取付け、外装カバーの内側に樹脂を射出する。外装パネルの内側に樹脂の内装パネルが一体成形されたシールドカバーを金型から取り出し、シールドカバーの内装パネルに形成されたガスケット溝にガスケットを挿入する。以上で、インサート成形で製造されたシールドカバーとなる。ここで、外装ケースの外周部の端面はせん断面となり鋭利であるが、インサート成形をすることで、外装ケースの外周部にも樹脂が充填され、ガスケット溝部と連続して端面が覆われることになる。
【００１７】
第２の製造方法は、内装カバーを樹脂成形により作成し、外装カバーの内側に接着剤を塗布し、その後内装カバーを外装カバーの内側に貼り付けるという製造方法である。この製造方法は、インサート成形を用いないことから、簡易な製造方法となる。
【００１８】
図２はシールドケース１３に電気自動車用インバータを収納したインバータ２０の一例を示している。インバータ２０は車両のエンジンコンパートメント内に配置され、インバータ２０はパワーケーブル２１によって電力が供給され、モータを駆動する。シールドケース１３にはシールドカバー１０がボルト１９によって固定されている。シールドケース１３はトランスアクスル２３の上面に一体に成形され、シールドケース１３を支持するブラケットを廃止している。インバータ２０は、車両を駆動するモータの近傍に設けることが配線長の短縮やコンパクト化に寄与することから、図２に示す搭載方法が採用されている。次に、シールドカバーの材料の特性について説明する。
【００１９】
図３はシールドカバーで使用した材料の熱膨張特性を示している。熱膨張特性は、横軸に温度、縦軸に寸法を示し、ガラス繊維を加えていない未強化樹脂、流れ方向に対して直角方向にガラス繊維を多く配合したガラス繊維強化樹脂、流れ方向にガラス繊維を多く配合したガラス繊維強化樹脂、及び、鋼板等の特性を示している。一般的に、熱可塑性プラスチックに代表される樹脂は、低温では固体のような特性を示すが、温度を徐々に上げていくと粘性を持った液体に変化することから、樹脂は固体と粘性を持った液体の両面の性質を有していると考えられる。
【００２０】
自動車に搭載される樹脂はエンジニアリング樹脂と呼ばれる耐熱性が高い熱可塑性を使用している。耐熱性が高いことにより、自動車のエンジン部品やモータ駆動装置等に利用することが可能である。樹脂の耐熱性はポリマー分子の結合エネルギーに起因し、耐熱性が高い樹脂は主鎖の結合エネルギーが大きいからである。
【００２１】
樹脂は金属とは異なる線膨張係数を有しており、樹脂における線膨張係数の一般的な傾向としては、金属より大きく、繊維を配合した樹脂には繊維の向きに対する配向依存性があり、繊維強化樹脂は配向方向では金属に近く、直交方向では樹脂に近い特性を有する。このことから、本実施形態では、内装カバーの成形における配向方向を金属である鋼板と同じになるように充填した。
【００２２】
図４は樹脂の温度（０度〜１２０度）に対するヤング率の特性を示している。熱可塑性樹脂のヤング率は温度依存性があり、車両の放置状態温度（常温）から車両の作動状態温度（最高約１２０度）の間において、ガラス転移温度（約６０度）を境に急激に変化する。鋼板に比べて樹脂はヤング率の変化が大きいことから、バーニング加工により鋼板にてボルト軸力を受ける構造とし、鋼板の外周部でガスケットの反力を受けるようにすることは樹脂の応力負担を低減させ、設計自由度が増大するという効果がある。また、樹脂はクリープ現象とよばれるゆっくりとした変形を生ずるが、鋼板が外面にあることにより樹脂のクリープによる変形も抑止できる。このような構造により、温度範囲がマイナス４０度〜１２０度の使用条件を満たすことが可能となる。
【００２３】
以上、上述したように、本実施形態に係る電磁波シールドカバーを使用することにより、一般汎用鋼板と樹脂を組み合わせたシールドカバーとして使用することが可能となり、材料費と加工費の低減が可能になる。また、アルミダイカストより比重が軽く、鋼板との組み合わせにより薄肉化が可能な繊維強化樹脂を用いることにより、ガスケットを繊維強化樹脂の部分に配置すると共に軽量化が可能になる。また、鋼板で外面を覆うことにより電磁波の拡散防止が可能になる。さらに、温度範囲がマイナス約４０度から約１２０度の使用環境を満たし、耐久性と気密性が確保できる。
【００２４】
なお、本実施形態では、インバータを収容するシールドカバーについて説明したが、この他に、電気回路の入出力端子コネクタが付加されたカバーにも応用できる。その場合、コネクタ部を事前に成形し、外装カバーとコネクタ部を金型にインサートした後に樹脂を充填して内装カバーを形成する時に一体的に形成しても良い。また、コネクタ部そのものを内装カバーと一体にインサート成形しても良い。
【符号の説明】
【００２５】
１０  シールドカバー、１１  外装カバー、１２  内装カバー、１３  シールドケース、１５  ガスケット、１６，１７  ディンプル部、１９  ボルト、２０  インバータ、２１  パワーケーブル、２２  スカート部、２３  トランスアクスル。
【図１】
2013115231.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013115231.tif 000005
【図４】
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