CN115705956A - 用于紧固在电路板上的电容器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于紧固在电路板上的电容器装置，电容器装置具有电容器壳体(34)和布置在电容器壳体中的电容器卷轴(32)，其中，用于将电容器壳体(34)以非破坏性的方式形状锁合和/或力锁合地紧固在电路板(26)上的至少一个紧固元件(36、38)被成形到电容器壳体(34)上，并且其中，用于固定电路板(26)的另外的电子部件(30)的至少一个造型部(40)被成形到电容器壳体(34)上。

Description

用于紧固在电路板上的电容器装置

技术领域

本发明涉及一种用于紧固在电路板上的电容器装置。电容器装置在此尤其被理解为电容式电部件(电容)，即具有在电场中储存电荷和相关能量的无源的电结构元件。本发明还涉及一种具有这种电容器装置的电子器件，以及一种具有这种电子器件的电机。

背景技术

由电动马达运行的调节系统作为机动车部件，例如车窗升降器、座椅调节部、车门和滑动车顶驱动器、散热器风扇驱动器或电运行的制冷剂驱动器(制冷剂压缩机)典型地具有实施为电驱动器的电机，电机具有受控的电动马达。例如，对此已知的是无刷式的电动马达，其中，能相对于定子转动地支承的转子通过旋转磁场驱动。为此，定子的相绕组被加载相应的交流电或马达电流，其借助作为电子结构组件的(马达)电子器件来控制和调节。

电子结构组件或电子器件被容纳在电子器件壳体中，并且例如在电制冷剂驱动器的情况下具有薄膜电容器作为中间回路电容或作为HV滤波器(高压滤波器)的一部分。这种薄膜电容器通常具有电容器卷轴，电容器卷轴被置入并填封在塑料或合成材料壳体(电容器壳体)中。电容器形状，即电容器壳体的外部几何形状或外轮廓在此通常是长方体。

在装配或安装状态下，电容或者说电容器例如与电子器件的电路载体或电路板连接。电容与电路板之间的连接位置在此在使用寿命内必须可靠地构造。在此，尤其是机械和/或热机械负荷，例如机械振动，对连接位置的可靠性尤为关键。

为了机械地固定HV滤波器的较大的或空间密集型的部件，尤其是电容，例如设置有帽形的结构元件，该结构元件被放置到电容上或被放置到电容器壳体上。由此尤其改善了电容器的抗振性。也可以使用其他固定方式。其他固定类型例如是与电路板的材料锁合的粘接连接。因此，为了紧固电容通常需要附加的部件或附加的流程步骤。

发明内容

本发明的任务是说明一种特别适合的用于紧固在电路板上的电容器装置。尤其地，应能够实现简单且结构紧凑地固定电容器以及优选是电路板上的另外的部件。此外，本发明的任务是说明一种特别合适的电子器件以及一种特别合适的电机。

根据本发明，该任务关于电容器装置方面利用权利要求1的特征来解决，并且关于电子器件方面利用权利要求9的特征来解决，以及关于电机方面利用权利要求10的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是各自的从属权利要求的主题。

根据本发明的电容器装置被设置成用于紧固在电路板上，即紧固在电路载体上，以及适用且被设立用于此。为此，电容器装置具有电容器壳体和布置在其中的电容器卷轴。尤其地，电容器装置在此被实施为薄膜电容器。电容器装置和电路板优选是电子器件的一部分、例如是电机的或电驱动器的马达电子器件的一部分。

根据本发明，至少一个紧固元件和至少一个造型部被成形到电容器壳体上。在此，至少一个紧固元件和至少一个造型部尤其一体式、即一件式或整体地被成形到电容器壳体上。紧固元件被设置成用于将电容器壳体以非破坏性的方式形状锁合和/或力锁合地紧固在电路板上，以及适用且被设立用于此。在此，造型部被设置成用于将电路板的或电子器件的至少一个另外的电子部件紧固在电容器壳体上，以及适用且被设立用于此。换句话说，电容器壳体具有结构或轮廓，以便一方面本身紧固在电路板上，以及另一方面实现针对电路板的另外的部件或电子构件、例如尤其是滤波器、线圈/扼流圈或功率半导体的机械耦联或保持。至少一个另外的部件在此适宜地与电容器装置相邻地布置在电路板上，尤其是基本上直接相邻地布置。

根据本发明，电容器壳体的造型部或电容器形状因此以如下方式调整，使得能够实现对周围部件的改善的机械固定。因此，通过相应的造型部可以使电容器壳体被用于固定另外的部件，由此改善了这些部件和电容器装置本身的抗振性。附加地，部件(尤其是功率半导体)热接驳到电容器装置上的也是能设想到的。

换句话说，电路板部件的紧固或保持结构与电容器相结合。由此实现了特别合适的电容器装置。尤其地，因此用于另外的部件的附加或单独的保持或紧固结构是没有必要的。换句话说，通过使用电容器壳体来机械地固定周围的部件就取消了否则就需要用于实现电子器件的抗振性的附加的构件和/或流程步骤。由此，使得根据本发明的电容器装置能够实现结构空间特别紧凑且构件减少的电子器件。

连词“和/或”在这里和下文中被理解为，借助该连词关联的特征既可以共同地构成也可以作为相互替选方案构成。

至少两个彼此连接的部分之间的“形状锁合”或“形状锁合的连接”在这里和下文中尤其被理解为彼此连接的部分保持在一起至少在一个方向上通过部分本身的轮廓的直接交错嵌接或通过经由附加的连接部分的间接交错嵌接来实现。因此，“阻止”在该方向上的相互运动是由于形状而实现。

至少两个彼此连接的部分之间的“力锁合”或“力锁合的连接”在这里和下文中尤其被理解为彼此连接的部分由于作用在它们之间的摩擦力而被防止相互滑动。如果造成该摩擦力的“连接力”(这意味着将各部分相互压紧的力，例如螺接力或重力本身)缺失，则力锁合的连接就不被维持，并因此而松开。

在一个有利的改进方案中，至少一个紧固元件被实施为用于螺钉紧固在电路板上的螺钉位置或螺钉板条。由此能实现简单且稳定的紧固。

在一个合适的实施方案中，至少一个紧固元件被实施为用于卡锁或卡夹在电路板上的弹簧元件。换句话说，紧固元件例如被实施为弹簧弹性的卡锁或卡夹结构，例如实施为弹簧板条。由此能够实现特别简单和无需工具的紧固。此外，这样的弹簧元件能够实现在将电容器装置紧固在电路板上时进行公差补偿。

在此例如能想到的是，电容器壳体既具有形式为螺钉位置的紧固元件，也具有形式为弹簧元件的紧固元件。

本发明的附加或另外的方面规定的是，至少一个造型部实施为用于对另外的部件进行公差补偿的弹簧元件，和/或实施为用于材料锁合地固定另外的部件的粘接位置，和/或实施为用于容纳另外的部件且容纳固化或能固化的封填材料的封填空间，和/或实施为用于螺钉紧固另外的部件的拧接点，和/或它们组合地实施。

至少两个彼此连接的部件之间的“材料锁合”或“材料锁合的连接”在这里和下文中尤其被理解为彼此连接的部分在其接触面上通过材料上的合并或交联(例如基于原子或分子结合力)必要时在添加剂的作用下保持在一起。

这意味着，对另外的部件的机械固定可以通过电容器壳体的不同的造型部来实现。例如，造型部被实施为整合的用于其他部件的弹簧元件，借助它能够实现公差补偿，从而能针对另外的部件尤其是就其装配在电路板上这方面实现特别简单的制造流程。造型部作为粘接位置的实施方案能够实现对具有复杂形状或几何形状的部件的特别简单和省力的固定。作为封填兜部或封填空间的设计方案同样能够实现固定具有复杂几何形状的部件，其中，通过嵌入封填物附加地也实现了具有更大机械强度和坚固性的改善了的固定。造型部也可以构造为螺钉位置，即例如构造为螺纹孔或构造为螺钉板条，从而能够实现将另外的部件简单地螺钉紧固在电容器壳体上。

在一个优选的构造方案中，电容器壳体实施为塑料壳体，即实施为塑料包封部，其由不导电且机械稳定的塑料制成。例如，电容器壳体由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)制成。在此，电容器壳体尤其是注塑成型件，从而能够实现紧固元件和造型部的简单成形。例如，电容器壳体具有两个塑料半壳，在它们之间包夹有电容器卷轴。然而优选地，电容器壳体实施为电容器卷轴的(塑料)包覆部。换句话说，电容器卷轴作为放入件被电容器壳体的塑料包覆。

根据本发明的电子器件被设置用于电机，尤其是用于机动车的电机，以及适用且被设立用于此。电子器件具有电路板和上述的电容器装置，电容器装置紧固在电路板上。电子器件还具有至少一个另外的电部件，例如滤波器部件，尤其是线圈或扼流圈，优选是共模扼流圈(英文：Common Mode Choke，CMC)，它借助电容器壳体的造型部机械地固定在电容器装置上。就电容器装置方面所提及的优点和设计方案按意义地也能转移到电子器件上，并且反之亦然。

根据本发明的电机例如被实施为电驱动器，尤其是实施为机动车的电制冷剂驱动器或制冷剂压缩机。在此，电机具有上述的电子器件。结合电容器装置和/或电子器件的实施方案也按意义地适用于电机，并且反之亦然。

附图说明

下文将借助于图示更详细地解释本发明。其中：

图1示出作为电机的电制冷剂驱动器的透视图；以及

图2示出马达的电子器件的示意图。

彼此相应的部分和尺寸在所有的附图中总是设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了作为根据本发明的电机2的电制冷剂驱动器，其例如被安装在机动车的空调设施的未详细示出的制冷剂回路中。电机2具有电(电动马达式)驱动器4和与该驱动器耦联的作为压缩机头的涡旋式压缩机6。在驱动器4与涡旋式压缩机6之间设置有轴承端盖(中心板)8作为机械接口，借助轴承端盖，使得涡旋式压缩机6在驱动技术上与驱动器4接驳。

轴承端盖8形成驱动器壳体10与压缩机壳体12之间的中间壁。涡旋式压缩机6借助周边侧分布的、沿机器2的轴向方向A方向延伸的凸缘连接部14与驱动器4连接(接合、螺接)，这些凸缘连接部在图中仅示例性地设有附图标记。

驱动器壳体10的压缩机侧的壳体部分区域被构造为用于容纳未详细示出的电动马达的马达壳体10a，并且一方面通过未示出的整合的壳体中间壁相对设有壳体盖16的具有驱动电动马达的电子器件(马达电子器件)18的电子器件壳体10b封闭，并且另一方面通过中心板8封闭。在电子器件壳体10b的区域中，驱动器壳体10具有用于将电子器件18电接触到机动车的车载电网的联接区段20。

机器2具有(制冷剂)入口或(制冷剂)入流部22和(制冷剂)出口24，以用于联接到制冷剂回路。入口22成形在马达壳体的朝向电子器件壳体10b的区域中。出口24成形在压缩机壳体12的底部处。在联接状态下，入口22形成机器2的低压侧或抽吸侧(吸气侧)，而出口24形成高压侧或泵侧(泵送侧)。因此，制冷剂在入口22与出口24之间被引导通过马达壳体10a，从而使电动马达被制冷剂冲刷以用于冷却。

图2截段地示出了电子器件18的示意性且简化的图示。电子器件18具有电路板(英文：Printed Circuit Board，PCB)26作为电路载体，在其上布置有多个部件28、30或电子构件。

图2在此基本上示出了电子器件18的HV滤波器，尤其是HV-DC滤波器(高压直流滤波器)。HV滤波器在此具有作为电容的电容器装置28和作为电感的共模扼流圈(CMC)30，它们在电路板26上彼此相邻布置。

电容器装置28基本上被实施为薄膜电容器，并在此具有电容器卷轴32，它被容纳或嵌入在由塑料实施的电容器壳体34中。电容器壳体34在此被实施为电容器卷轴32的由电绝缘且机械稳定的塑料制成的包覆部。

在本实施方式中，电容器壳体34具有用于将电容器壳体34以非破坏性的方式形状锁合和/或力锁合地机械固定在电路板26上的两个一体式的、即一件式或整体成形的紧固元件36、38。此外，在该实施方式中，电容器壳体34还具有一体式成形的用于机械固定共模扼流圈30的造型部40。

通过造型部40，电容器装置28的电容器壳体34或电容器形状被调整为使得能够实现对周围的部件30改善的机械固定。通过造型部40，使得电容器壳体34因此可以用来固定共模扼流圈30，由此改善了共模扼流圈30以及电容器装置28本身的抗振性。

在图2中所示的实施例中，紧固元件36、38被不同地实施。

紧固元件36被实施为螺钉位置或螺钉板条。凸缘状地成形到电容器壳体34上的紧固元件36在此具有螺纹孔42，紧固螺钉44能旋入到其中。紧固螺钉44在此以螺钉杆引导穿过电路板26的贯通开口，并旋入到螺纹孔42中用于紧固电容器壳体34。

紧固元件38被实施为用于卡锁或卡夹在电路板26上的弹簧元件。尤其地，紧固元件38被实施为弹簧弹性的卡锁或卡夹结构，它与电路板26的未详细示出的贯通开口卡锁或卡夹。紧固元件38在此成形在造型部40的朝向电路板26的端侧上。

在图2的实施例中，造型部40基本上被实施为用于共模扼流圈30的帽状或杯状的容纳部，在装配状态下，该容纳部与电路板26形成用于共模扼流圈30的基本上闭合的容纳空间或壳体空间。优选地，造型部40在此形成封填空间，在其中，共模扼流圈30被嵌入在固化或能固化的封填材料46中。通过嵌入在封填材料或封填物46中，使得以更大的机械强度和坚固性改善对共模扼流圈30的固定。在此，电容器装置28和共模扼流圈30例如被实施为共同的HV滤波器结构组件，即实施为预制的构件，它们共同地被装配在电路板26上。

本发明并不限于上述的实施方案。相反，本发明的其他变体也可以由本领域技术人员在不偏离本发明主题的情况下推导出来。尤其地，在不偏离本发明目的的情况下，与实施例有关的所有单个特征也能以其他方式彼此组合。

因此，例如能想到使用功率半导体，例如MOS-FET或IGBT作为另外的部件来代替共模扼流圈30，其借助电容器壳体34来固定。尤其地，也能想到在电容器壳体34之间具有附加的热传导技术上的耦合部以用于冷却另外的部件。

尤其有可能的是，将造型部40实施为用于对另外的部件进行公差补偿的弹簧元件和/或实施为用于材料锁合地固定另外的部件的粘接位置和/或实施为用于螺钉紧固另外的部件的拧接点。

附图标记列表

2 机器

4 驱动器

6 涡旋式压缩机

8 轴承端盖

10 驱动器壳体

10a 马达壳体

10b 电子器件壳体

12 压缩机壳体

14 凸缘连接部

16 壳体盖

18 电子器件

20 联接区段

22 入口

24 出口

26 电路板

28 部件、电容器装置

30 部件、共模扼流圈

32 电容器卷轴

34 电容器壳体

36 紧固元件

38 紧固元件

40 造型部

42 螺纹孔

44 紧固螺钉

46 封填材料

Claims (10)

1.用于紧固在电路板(26)上的电容器装置(28)，所述电容器装置具有电容器壳体(34)和布置在所述电容器壳体中的电容器卷轴(32)，

-其中，用于将所述电容器壳体(34)以非破坏性的方式形状锁合和/或力锁合地紧固在所述电路板(26)上的至少一个紧固元件(36、38)被成形到所述电容器壳体(34)上，并且

-其中，用于固定所述电路板(26)的另外的电子部件(30)的至少一个造型部(40)被成形到所述电容器壳体(34)上。

2.根据权利要求1所述的电容器装置(28)，

其特征在于，

所述至少一个紧固元件(36)实施为用于螺钉紧固在所述电路板(26)上的螺钉位置。

3.根据权利要求1或2所述的电容器装置(28)，

其特征在于，

所述至少一个紧固元件(38)实施为用于卡锁或卡夹在所述电路板(26)上的弹簧元件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器装置(28)，

其特征在于，

所述至少一个造型部(40)实施为用于对所述部件(30)进行公差补偿的弹簧元件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容器装置(28)，

其特征在于，

所述至少一个造型部(40)实施为用于将所述部件(30)材料锁合地固定在所述电容器壳体(34)上的粘接位置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电容器装置(28)，

其特征在于，

所述至少一个造型部(40)实施为用于容纳所述部件(30)且容纳固化或能固化的封填材料(46)的封填空间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电容器装置(28)，

其特征在于，

所述至少一个造型部(40)实施为用于将所述部件(30)螺钉紧固在所述电容器壳体(34)上的拧接点。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电容器装置(28)，

其特征在于，

所述电容器壳体(34)实施为塑料壳体，尤其是实施为所述电容器卷轴(32)的包覆部。

9.用于电机(2)的电子器件(18)，所述电子器件具有电路板(26)和紧固在所述电路板上的根据权利要求1至8中任一项所述的电容器装置(28)以及被固定在所述电容器装置(28)的电容器壳体(34)上的至少一个另外的电部件。

10.电机(2)，尤其是用于机动车的电制冷剂驱动器，所述电机具有根据权利要求9所述的电子器件(18)。

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