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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Box für elektrische Verbindungen, bei der ein Schaltungssubstrat in einem Gehäuse aufgenommen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Box.
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Wie in der
JP 2003-164039 A offenbart, ist diese Art elektrischer Verbindungsboxen bekannt, bei der ein Schaltungssubstrat vorhanden ist, auf dessen Vorderseite Schaltelemente angeordnet sind, und auf dessen Rückseite Leiter für elektrische Energie angeordnet und mit einer elektrischen Quelle verbunden sind.
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Bei der oben beschriebenen elektrischen Verbindungsbox ist zum Zwecke einer effektiven Ableitung der Wärme, die an dem Schaltungssubstrat innerhalb des containerartigen Gehäuses erzeugt wird, an das Gehäuse und ebenso zum Zwecke der Aufrechterhaltung isolierender Eigenschaften das Schaltungssubstrat auf eine solche Weise aufgenommen, daß Leiter für elektrische Energie, die auf der Rückseite des Schaltungssubstrats angeordnet sind, nicht mit dem Boden des Gehäuses in Kontakt kommen, sondern miteinander über einen weiten Bereich überlappen. Dann wird ein Einbettungs- bzw. Vergußmaterial auf eine solche Weise eingefüllt, daß das Schaltungssubstrat in dem Gehäuse eingegossen bzw. verdeckt werden kann, was es möglich macht, das Schalterungssubstrat wassertest bzw. wasserdichter und isolierender auszubilden. Zusätzlich ist das Eingießen ein Prozess, bei dem flüssiges Einbettungs- bzw. Eingußmaterial bzw. -materialien (Materialien, die synthetisches Kunstharz bzw. synthetischen Kunststoff bilden, wie beispielsweise Epoxidharz, Urethanharz oder Silikon) eingefüllt und anschließend ausgehärtet werden.
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In der oben erläuterten Box für elektrische Verbindungen, bei der beispielsweise eine Anschlußbefestigung vertikal vorgesehen ist, so daß sie ein Schaltungssubstrat durchdringt, wurde die Box derart ausgebildet, daß ein Gehäuse teilweise abgesenkt ist, so daß ein ausgesparter Teil ausgebildet ist, und zwar, um mögliche gegenseitige Beeinflussungen des Gehäuses mit der unteren Kante der Anschlußbefestigung zu vermeiden, die von dem Schaltungssubstrat hervorragt. Das Einfüllen eines Eingußmaterials in den ausgesparten Teil ermöglicht es auch, ein Eindringen von Wasser in den ausgesparten Teil zu verhindern, und verhindert auch einen möglichen Stromaustritt (Kurzschluss) zwischen benachbarten Anschlußbefestigungen.
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Bei der obigen Ausführung wird jedoch, da das Schaltungssubstrat derart aufgenommen ist, daß es sich mit dem Boden des Gehäuses überlappt, das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil nur durch eine schmale Öffnung eingefüllt, die beispielsweise zwischen dem Schaltungssubstrat und dem Gehäuse besteht. Daher kommt es vor, daß, wenn das Eingußmaterial nicht in ausreichender Menge in den ausgesparten Teil eingefüllt wird, sich verbleibende Luft sammelt. Ein anschließendes Aushärten des Eingußmaterials kann zu einer Lücke führen, bei der Eingußmaterial aufgrund der verbliebenen Luft nicht in den ausgesparten Teil eingefüllt wird. In diesem Fall dringt Wasser in die so entstandene Lücke ein, was einen Kurzschluß des elektrischen Stromes zwischen benachbarten Anschlußbefestigungen verursacht. Dies beeinträchtigt die Zuverlässigkeit und stellt ein Problem dar.
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Aus der
DE 10 235 047 A1 ist ein Gehäuse oder eine Box für elektrische Verbindungen bekannt, welches in seinem Inneren eine Platine aufweist. Die Platine sitzt hierbei auf einer Schulter im Gehäuseinneren auf und trägt elektronische Bauteile. Auf einer weiteren Schulter unterhalb der Platine sitzt eine Wärmeabstrahlplatte. Die Räume zwischen Platine und Wärnmeabstrahlplatte bzw unterhalb der Wärmeabstrahlplatte sind mit einem Einguß- oder Vergußmaterial ausgegossen.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben erläuterten Nachteile gemacht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Box für elektrische Verbindungen zur Verfügung zu stellen, bei der die wasserfesten Eigenschaften und die Zuverlässigkeit sichergestellt sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe gibt die vorliegende Erfindung die in den Ansprüchen 1 bzw. 4 angegenen Merkmale an, wobei die jeweiligen Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen zum Inhalt haben.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird u. a. eine Box für elektrische Verbindungen zur Verfügung gestellt, die umfaßt: ein Gehäuse, das einen Boden mit einem ausgesparten Teil aufweist, wobei der Boden wenigstens teilweise abgesenkt ist; ein Schaltungssubstrat, das in dem Gehäuse derart aufgenommen ist, daß es den Boden überdeckt, wobei das Schaltungssubstrat eine Öffnung aufweist, die mit einem Inneren des ausgesparten Teiles des Gehäuses und einem Raum überhalb des Schaltungssubstrats verbindbar ist; und ein Eingußmaterial, da so eingefüllt ist, daß das Schaltungssubstrat in dem Gehäuse eingegossen bzw. verdeckt ist. Die Öffnung ist in einer Position ausgebildet, die dem ausgesparten Teil des Gehäuses entspricht.
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Eine weitere Luftauslaßöffnung ist in einer Position angeordnet, die am weitesten entfernt von der Öffnung zum Einfüllen von Eingußmaterial angeordnet ist.
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Durch diesen Aufbau wird das Eingußmaterial, das in dem ausgesparten Teil von der Öffnung zum Einfüllen von Eingußmaterial eingefüllt wird, in den ausgesparten Teil eingefüllt, wobei Luft innerhalb des ausgesparten Teiles verdrängt wird. Die Luft wird durch das Eingußmaterial an einen Ort verdängt, der von der Öffnung zum Einfüllen von Eingußmaterial entfernt liegt. Da eine Luftauslaßöffnung an einer Position ausgebildet ist, die am weitestens von der Öffnung zum Einfüllen von Eingußmaterial angeordnet ist, wird Luft, die durch Eingußmaterial verdrängt wird, nicht innerhalb des ausgesparten Teiles verbleiben, sondern kann aus der LuftauslaßÖffnung entweichen. Als Ergebnis kann das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil eingefüllt werden, ohne daß sich irgendwelche Lücken entwickeln, was ein Eintreten von Wasser in eine Lücke verhindert. Hierdurch wird die Wasserfestigkeit bzw. Wasserdichtigkeit verbessert. Kurzschlüsse, die durch eintretendes Wasser entstehen könnten, werden auch verhindert, so daß sich die Zuverlässigkeit verbessert.
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Die Öffnung ist hierbei eine Öffnung zum Einfüllen eines Eingußmaterials.
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Durch diesen Aufbau kann das Eingußmaterial durch die Öffnung zum Einfüllen des Eingußmaterials, die mit dem Inneren des ausgesparten Teiles und einem Raum überhalb des Schaltungssubstrats kommuniziert, in ausreichender Menge eingefüllt werden, so daß der ausgesparte Teil mit dem Eingußmaterial gefüllt wird. Dies verhindert eine mögliche Bildung von verbleibender Luft innerhalb des ausgesparten Teiles. Daher wird verhindert, daß Wasser in eine Lücke eindringt, die aufgrund der verbleibenden Luft entsteht. Daher werden die wasserfesten bzw. wasserdichten Eigenschaften verbessert. Kurzschlüsse, die durch Wasser verursacht werden können, welches eintritt, werden auch verhindert, so daß sich die Zuverlässigkeit verbessert.
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Die Öffnung kann auch eine Öffnung zum Austritt von Luft darstellen.
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Bei diesem Aufbau kann Luft, die durch das Eingußmaterial verdängt wird, aus einer LuftauslaßÖffnung austreten, wenn das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil eingefüllt wird. Daher wird verhindert, daß sich verbleibende Luft innerhalb des ausgesparten Teiles sammelt. Als Folge wird verhindert, daß Wasser in eine Lücke eintreten kann, die sich innerhalb des ausgesparten Teiles bildet, so daß die Wasserfestigkeit bzw. Wasserdichtigkeit verbessert wird. Auch können keine Kurzschlüsse, die durch eintretendes Wasser hervorgerufen werden, entstehen, was die Zuverlässigkeit steigert.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein rohrförmiger Teil, der an einer Stelle geöffnet ist, die höher als eine obere Ebene des Eingußmaterials liegt, das in das Gehäuse eingefüllt wird, mit der Luftauslaßöffnung verbunden.
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Bei diesem Aufbau ist, da eine Öffnungskante des rohrförmigen Teils an einer Stelle geöffnet ist, die höher als die obere Ebene des Eingußmaterials liegt, welches eingefüllt wird, das Innere des ausgesparten Teiles konstant mit dem Raum verbunden, der höher als die obere Ebene des Eingußmaterials liegt, und kommuniziert mit diesem Raum, während das Eingußmaterial eingefüllt wird, und nachdem das Eingußmaterial eingefüllt worden ist. Daher nähert sich das Eingußmaterial der oberen Ebene des Schaltungssubstrats, während das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil eingefüllt wird, und selbst in einem Fall, wenn die Auslaßöffnung geschlossen wird, bevor das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil eingefüllt wurde, kann Luft, die durch das Eingußmaterial verdängt wird, aus dem rohrförmigen Teil entweichen. Somit wird ein Verbleiben von Luft innerhalb des ausgesparten Teiles effektiver verhindert.
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Eine Luftauslaßöffnung, die mit dem Inneren des ausgesparten Teiles und einem Raum überhalb des Schaltungssubstrates verbindbar ist, kann in einer Position ausgebildet sein, die dem ausgesparten Teil entspricht, und zwar auf dem Schaltungssubstrat.
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Durch diesen Aufbau kann das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil von der Öffnung zum Einfüllen von Eingußmaterial eingefüllt werden, während zur selben Zeit Luft innerhalb des ausgesparten Teiles aus der Luftauslaßöffnung entweichen kann. Daher kann das Eingußmaterial rasch in den ausgesparten Teil eingefüllt werden, so daß sich die Effizienz des Schrittes des Einfüllens verbessert.
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Ein rohrförmiger Teil, der in einer Position geöffnet ist, die höher als eine obere Ebene des Eingußmaterials liegt, welches in das Gehäuse eingefüllt wird, kann kommunizierend mit der Luftauslaßöffnung verbunden sein.
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Durch diese Konfiguration ist, da eine Öffnungskante des rohrförmigen Teils an einer Position geöffnet ist, die höher liegt als die obere Ebene des Eingußmaterials, welches eingefüllt wird, das Innere des ausgesparten Teiles konstant mit dem Raum verbunden, der höher als die obere Ebene des Eingußmaterials liegt, und kommuniziert mit diesem, während das Eingußmaterial eingefüllt wird, und nachdem das Eingußmaterial eingefüllt worden ist. Daher nähert sich das Eingußmaterial der oberen Ebene des Schaltungssubstrats, während das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil eingefüllt wird, und selbst in einem Fall, in dem eine Ablaßöffnung geschlossen wird, bevor das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil eingefüllt wird, kann Luft, die durch das Eingußmaterial verdrängt wird, aus dem rohrförmigen Teil entweichen. Somit wird ein Verbleiben von Luft innerhalb des ausgesparten Teiles effektiver verhindert.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Box für elektrische Verbindungen nach einem der oben erläuterten Aspekte der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt.
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Bei dem Verfahren kann das Eingußmaterial direkt in den ausgesparten Teil eingefüllt werden, und zwar unter Druck, der durch eine Einfüll- bzw. Einspritzdüse erzeugt wird. Daher kann das Eingußmaterial zuverlässig in den ausgesparten Teil eingefüllt werden.
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Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Verfahren u. a. das Einfüllen des Eingußmaterials in den ausgesparten Teil; Entfernen der Fülldüse aus der Öffnung zum Einfüllen von Eingußmaterial; Einfüllen des Eingußmaterials aus der Einfülldüse in das Gehäuse; und Eingießen bzw. Verdecken des Schaltungssubstrats in dem Eingußmaterial.
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Bei dem Verfahren wird eine Einfülldüse verwendet, um das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil einzufüllen, und das Eingußmaterial kann auch so eingefüllt werden, daß das Schaltungssubstrat in dem Gehäuse eingegossen bzw. verdeckt ist. Daher kann das Eingußmaterial auf eine effektive Weise eingefüllt werden.
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Weitere Einzelheiten und Aspekte der Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Box für elektrische Verbindungen nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Box für elektrische Verbindungen;
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3 ist eine ebene Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Abdeckung der Box für elektrische Verbindungen entfernt ist;
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4 ist ein Querschnitt längs der Linie A-A in 3;
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5 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus der Schaltung;
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6 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem die Abdeckung der Box für elektrische Verbindungen entfernt ist;
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7 ist ein Längsquerschnitt der Box für elektrische Verbindungen;
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8 ist eine ebene Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Abdeckung der Box für elektrische Verbindungen nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung entfernt ist;
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9 ist ein Querschnitt der Linie B-B in 8;
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10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Abdeckung der Box für elektrische Verbindungen entfernt ist und die Einfülldüse in die Öffnung zum Einfüllen von Eingußmaterial eingeführt ist; und
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11 ist ein Querschnitt längs der Linie B-B in einem Zustand, in dem das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil eingefüllt wird.
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<Erste Ausführung>
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Eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 bis 7 beschrieben. Bei der Box für elektrische Verbindungen 40 gemäß der vorliegenden Ausführung ist eine Schaltungsanordnung 10 in einem Gehäuse 20 aufgenommen, welches einer Kühlung dient, und eine metallische Kühlplatte 22 und die Schaltungskonfiguration 10 des Gehäuses 20 sind miteinander verbunden, wobei sie elektrisch voneinander isoliert sind (siehe 1). Bei der nachfolgenden Beschreibung dieser Ausführung basiert die vertikale Richtung auf der in 4 gezeigten vertikalen Richtung, die Längsrichtung basiert auf der Längsrichtung, wie sie in 3 gezeigt ist, und vorne bzw. hinten entsprechen der linken bzw. rechten Seite in 4.
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Wie in 2 gezeigt, wird die Schaltungskonfiguration 10 durch ein Schaltungssubstrat 11, elektronische Komponenten 12 (beispielsweise Schaltglieder wie beispielsweise ein mechanischer Relaisschalter und Halbleiterschaltelemente oder Steuerelemente), die in einem Schaltungsmuster (nicht dargestellt) angeordnet sind, welches auf einer Seite (obere Seite) des Schaltungssubstrates 11 ausgebildet ist, und eine aus einer metallischen Platte hergestellten Strom- bzw. Verteilerschiene 13 (leitender Kanal für elektrische Energie) gebildet, der längs der anderen Seite (untere Seite) des Schaltungssubstrates 11 ausgebildet und mit einer elektrischen Quelle (nicht dargestellt) verbunden ist.
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Das Schaltungssubstrat 11 und die Verteilerschiene 13 sind in einer integrierten Form durch eine dünne haftende Platte miteinander vereint, die die isolierenden Eigenschaften aufweist (nicht dargestellt). Das Schaltungssubstrat 11 und die Verteilerschiene 13 werden in einem Schritt miteinander verbunden, bevor die elektronischen Komponenten 12 aufgebracht werden. Da die elektronischen Komponenten 12 noch nicht auf dem Schaltungssubstrat 11 angeordnet sind, werden zu dieser Zeit eine Presse oder andere Maschienen verwendet, um einen einheitlichen Druck auf im wesentlichen die gesamte vordere Fläche des Schaltungssubstrates 11 auszuüben, was es möglich macht, die haftende Platte (nicht dargestellt) fest mit der unteren Fläche (hintere Fläche) des Schaltungssubstrates 11 und der oberen Fläche (vorderen Fläche) der Verteilerschine 13 zu verbinden. Somit werden das Schaltungssubstrat 11 und die Stromschine 13 durch das Aufeinanderpressen über die gesamte Fläche solide miteinander verbunden.
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Nachdem das Schaltungssubstrat 11 mit der Verteilerschine 13 verbunden worden ist, werden die elektronischen Komponenten 12 einem wieder verflüssigenden Löten unerworfen, wodurch die elektronischen Komponenten 12 in die Steuerschaltung (nicht dargestellt) des Schaltungssubstrats 11 eingebracht werden. Bei dem wieder verflüssigenden Löten wird im vorhinein Lot in einer Position angeordnet, auf der die elektronischen Komponenten 12 der Steuerschaltung (nicht dargestellt) installiert werden, die elektronischen Komponenten 12 werden auf dem Lot angeordnet, das Lot wird durch einen Hochtemperaturofen geschmolzen und anschließend gekühlt, wodurch die elektronischen Komponenten 12 auf der Steuerschaltung (nicht dargestellt) angelötet sind.
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Das Gehäuse 20 wird von einem aus synthetischen Kunststoff bzw. Harz hergestellten Rahmen 21 und einer aus Metall (beispielsweise einer Aluminiumlegierung) hergestellten Kühlplatte 22 gebildet, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Der Rahmen 21 ist längs der Kontur des Schaltungssubstrats 11 geformt, wobei er das Schaltungssubstrat 11 kontinuierlich und auf nahtlose Weise längs des gesamten Umfanges einschließt. Die Kühlplatte 22 ist näherungsweise längs der Kontur des Rahmens 21 geformt und von der unteren Seite des Rahmens 21 her zusammengebaut. Der Zusammenbau erfolgt so, daß die untere Seite des Rahmens 21 in Kontakt mit der oberen Seite der Kühlplatte 22 gebracht wird und eine Schraube (nicht dargestellt) von unten durch die Kühlplatte 22 eingeschraubt wird, um sie an der Unterseite des Rahmens 21 fest zu machen, wodurch der Rahmen 21 mit der Kühlplatte 22 in einer integralen Art verbunden ist, so daß sie das Gehäuse 20 bilden. Innerhalb des Gehäuses 20 ist mit der Kühlplatte 22 und dem Rahmen 21, der sich längs eines äußeren Umfangs der Kühlplatte 22 erhebt, ein Aufnahmeraum 23, der zur oberen Seite hin offen ist, ausgebildet.
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Ein Mittel zum Kleben von Epoxidharz, welches isolierende Eigenschaften hat, wird auf der oberen Seite der Kühlplatte 22 aufgebracht, und der Rahmen 21 und die Schaltungskonfiguration 10 werden auf der oberen Seite der Kühlplatte 22 überlappt, so daß die Schaltungskonfiguration 10 mit dem Gehäuse 20 zusammengebaut ist. Hierzu werden eine Aufspannvorrichtung (nicht dargestellt) und eine Presse und dergleichen verwendet, um das Schaltungssubstrat 11 zu pressen, wodurch das Klebemittel an der unteren Seite (hintere Seite) der Verteilerschiene 13 und der oberen Seite (vorderen Seite) der Kühlplatte 22 haften kann, so daß sich eine isolierende Schicht (nicht dargestellt) zwischen der Verteilerschiene 13 und der Kühlplatte 22 ergibt. Ferner wird eine Schraube (nicht dargestellt) eingeschraubt, um die Kühlplatte 22 und den Rahmen 21 festzuziehen, wodurch die Kühlplatte 22 an dem Rahmen 21 befestigt ist. Ein Dichtmittel (nicht dargestellt) wird zwischen dem Rahmen 21 und der Kühlplatte 22 aufgebracht, um diese wasserfest bzw. wasserdicht zu machen.
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Wie vorstehend erläutert, sind in einem Zustand, in dem die Schaltungskonfiguration 10 mit dem Gehäuse 20 zusammengebaut ist, von den Verteilerschienen 13 diejenigen, die auf der unteren Seite des Schaltungssubstrats 11 angeordnet sind, in dem Aufnahmeraum 23 des Gehäuses 20 aufgenommen. Dann wird das Eingußmaterial (nicht dargestellt) in den Aufnahmeraum 23 als ein wasserfest bzw. wasserdichtes Mittel eingefüllt und die Verteilerschienen 13 werden in dem Eingußmaterial (nicht dargesellt) eingegossen bzw. von diesem bedeckt. Zusätzlich wird das Eingußmaterial (nicht dargestellt) bis zu der Höhe des Rahmens 21 eingefüllt, um das Schaltungssubstrat 11 darin einzugießen. Dies macht es möglich, zuverlässig das Schaltungssubstrat 11 und die Verteilerschienen 13 wasserfest bzw. wasserdicht und isolierend zu halten.
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Die Abdeckung 30 wird von oben mit dem Rahmen 21 verbunden, wodurch die obere Seite der Schaltungskonfiguration 10 durch die Abdeckung 30 bedeckt wird. Darüber hinaus wird ein vorderer Verbinder 31 mit der vorderen Kante der Abdeckung 30 verbunden. Der vordere Verbinder 31 ist mit einem Haubenteil 32 versehen, ein Anschluß 33 wird mit dem Boden des Haubenteil 32 zusammengebaut, so daß er den Boden vorwärts und rückwärts durchdringt, der Anschluß 33, der von der hinteren Seite des vorderen Verbinders 31 hervorsteht, wird nach unten gebogen und von oben in ein EinführÖffnung 14 eingeführt, die auf dem Schaltungssubstrat 11 befestigt ist. Ein Lötauge (nicht dargestellt) ist am Umfang und der inneren Wand der EinführÖffnung 14 ausgebildet, und das Lötauge (nicht dargestellt) wird mit dem Anschluß 33 mittels Fließlöten verbunden. Das Fließlöten ist ein Löten, bei welchem ein geschmolzenes Lot aus einem Lotreservoir (nicht dargestellt) verwendet wird, um die Oberfläche des Schaltungssubstrats 11 zu bedecken, das zu löten ist, und es wird dem geschmolzenem Lot gestattet, in die Einführungsöffnung 14 und auf den Anschluß 33 einzudringen bzw. zu kommen, wodurch das Lötauge (nicht dargestellt) und der Anschluß 33 miteinander verlötet werden.
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Zwei rohrförmige befestigte Teile 35 und 35 sind auf eine Weise ausgebildet, daß sie von der unteren Seite des vorderen Verbinders 31 herabfallen, und der vordere Verbinder 31 ist mit dem Schaltungssubstrat 11 verbunden, indem eine Schraube 36 verwendet wird, die von der unteren Seite des Schaltungssubstrats 11 eingeschraubt wird, um die befestigten Teile 35 und 35 anzuschrauben.
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Um eine gegenseitige Beeinflussung der Kühlplatte 22 mit einer Kante zu verhindern, die unterhalb des Schaltungssubstrats 11 des Anschlusses 33 von dem vorderen Verbinder 31 hervorragt, und auch um eine gegenseitige Beeinflussun der Kühlplatte 22 und der Schraube 36 zur Befestigung des vorderen Verbinders 31 und des Schaltungssubstrats 11 zu verhindern, ist ein ausgesparter Teil 50, in welchem eine Kühlplatte 22 teilweise nach unten abgesenkt ist, vorne an der Kühlplatte 22 ausgebildet, und zwar auf eine solche Weise, daß er sich in der Längsrichtung erstreckt. Der ausgesparte Teil 50 ist tiefer als die Länge des Anschlusses 33 ausgebildet, der von dem Schaltungssubstrat 11 hervorragt, und tiefer als die Länge der Schraube 36, die von dem Schaltungssubstrat 11 hervorsteht (siehe 4 und 7).
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Darüber hinaus ist ein Sicherungsblock 38 an der hinteren Kante der Abdeckung 30 angeordnet, und ein hinterer Verbinder 39, der den Anschlußteil aufnimmt, der von der hinteren Kante der Abdeckung 30 nach oben hervorsteht, ist mit dem Sicherungsblock 38 zusammengebaut. Die Box für elektrische Verbindungen 40 gemäß der vorliegenden Ausführung ist somit, wie bisher beschrieben gebildet.
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Wie in 3 und 5 gezeigt, ist an einer rechten vorderen Kante des Schaltungssubstrats 11 an einer Position, die der rechten vorderen Kante des ausgesparten Teiles 50 entspricht, eine Aussparung vorgesehen, um eine Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial auszubilden. Das Innere des ausgesparten Teiles 50 ist mit dem Raum überhalb des Schaltungssubstrats 11 durch die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial so verbunden, daß sie miteinander kommunizieren (vgl. 6).
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Darüber hinaus ist eine LuftauslaßÖffnung 52 an dem linken vorderen Teil des Schaltungssubstrats 11 auf eine solche Weise ausgebildet, daß sie das Schaltungssubstrat 11 vertikal durchdringt. Diese Position entspricht der linken hinteren Kante des ausgesparten Bereichs 50. Die LuftauslaßÖffnung 52 ist in einer Position angeordnet, die am weitesten von der Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entfernt ist, welche an der vorderen rechten Kante ausgebildet ist, wobei die Positionen dem ausgesparten Teil 50 entsprechen (vgl. 3).
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Dann wird, wie in 4 und 5 gezeigt, ein aus Kupfer hergestelltes Lötauge 53 am Umfang der LuftauslaßÖffnung 52 ausgebildet. An dem Lötauge 53 wird ein aus Kupfer hergestellter rohrförmiger Teil 54, der sich überhalb des Schaltungssubstrats 11 erhebt, durch wieder verflüssigendes Löten befestigt.
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Ein Stopper bzw. Anschlag 55 ist an der unteren Kante des rohrförmigen Teils 54 vorgesehen und der Stopper 55 überdeckt das Lötauge 53 und wird durch wieder verflüssigendes Löten verbunden. Eine offene Kante der oberen Kante des rohrförmigen Teils 54 ist ein weniger niedriger als die Höhe des Rahmens 21 ausgebildet, so daß sie sich nicht mit der unteren Seite der Abdeckung 30 gegenseitig beeinflußt. Darüber hinaus ist die offene Kante des rohrförmigen Teils 54 in einer Position ausgebildet, die höher als die obere Ebene des Eingußmaterials ist, welches über das Schaltungssubstrat 11 gefüllt wird, so daß sie mit einem Raum überhalb des Schaltungssubstrats 11 kommunizierend verbunden sein kann, während das Eingußmaterial eingefüllt wird und nachdem das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil 50 eingefüllt worden ist.
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Als nächstes wird eine Beschreibung der Funktion und der Effekte der vorliegenden Erfindung gegeben. Zuerst wird, wenn ein flüssiges Eingußmaterial in den Aufnahmeraum 23 eingefüllt bzw. eingespritzt wird, das Eingußmaterial sich ausbreiten, so daß es das Schaltungssubstrat 11 bedeckt. Hierbei kann das Eingußmaterial, welches das Schaltungssubstrat 11 bedeckt, nur in einer kleinen Menge in den ausgesparten Teil 50 durch eine Lücke zwischen dem Schaltungssubstrat 11 und der Kühlplatte 22 oder anderen fließen. Dann, wenn das Eingußmaterial die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial erreicht, die an der rechten Kante des Schaltungssubstrats 11 ausgebildet ist, fließt das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil 50 durch die Öffnung 51 zum Einführen von Eingußmaterial in großer Menge. Das Eingußmaterial wird in den ausgesparten Teil 50 eingefüllt, während es Luft innerhalb des ausgesparten Teils 50 in eine Position weg von der Öffnung 51 zum Einfallen von Eingußmaterial verdrängt. Die derart verdrängte Luft kann von dem ausgesparten Teil 50 durch die LuftauslaßÖffnung 52 und das rohrförmige Teil 54 nach außen entweichen, die kommunizierend mit einem Raum überhaupt des Schaltungssubstrats 11 verbunden sind.
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Da die Öffnungskante des rohrförmigen Teils 54 in einer Position ausgebildet ist, die höher als die obere Ebene des Eingußmaterials liegt, welches in den Aufnahmeraum 23 eingefüllt wird, ist sie konstant mit einem Raum überhalb des Schaltungssubstrats 11 verbunden und kommuniziert mit diesem, während das Eingußmaterial eingefüllt wird, und nachdem das Eingußmaterial eingefüllt worden ist. Daher kann das Eingußmaterial durch die Öffnung 51 zum Einführen von Eingußmaterial in den ausgesparten Teil 50 eingefüllt werden, während zur gleichen Zeit Luft innerhalb des ausgesparten Teiles 50 durch die LuftauslaßÖffnung 52 und das rohrförmige Teil 54 entweichen kann. Hierdurch kann das Eingußmaterial rasch in den ausgesparten Teil eingefüllt werden, was die Effizienz beim Einfüllen des Eingußmaterials erhöht.
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Darüber hinaus kann, da die LuftauslaßÖffnung 52 in einer Position angeordnet ist, die am weitestens von der Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entfernt ist, wobei die Positionen dem ausgesparten Teil 50 entsprechen, das Eingußmaterial eingefüllt werden, wobei keine Luft innerhalb des ausgesparten Teiles 50 verbleibt. Anschließend läßt man das Eingußmaterial verfestigen, wodurch das Schaltungssubstrat 11, die Verteilerschiene 13, die Kühlplatte 22 und der Anschluß 33 wasserfest bzw. wasserdicht und isoliert zuverlässig gehalten werden.
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Somit wird bei der vorliegenden Ausführung, da das Eingußmaterial von der Öffnung 51 zum Einführen von Eingußmaterial, die kommunizierend mit dem Inneren des ausgesparten Bereichs 50 und einem Raum oberhalb des Schaltungssubstrats 11 verbunden ist, in ausreichender Menge eingeführt werden kann, um das Eingußmaterial in den ausgesparten Teil 50 einzufüllen, ein Verbleiben von Luft innerhalb des Ausgesparten Bereiches 50 verhindert. Daher wird verhindert, daß Wasser in eine Lücke eindringt, die sich aufgrund der verbleibenden Luft entwickelt, so daß die Wasserfestig- bzw. Wasserdichtigkeit verbessert wird. Auch ein Kurzschluß, der durch eintretendes Wasser hervorgerufen werden kann, wird verhindert, was die Zuverlässigkeit verbessert.
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Darüber hinaus ist bei der vorliegenden Ausführung, da die Öffnungskante des rohrförmigen Teils 54 in einer Position vorgesehen ist, die höher als die obere Ebene des Eingußmaterials ist, welches eingefüllt wird, das Innere des ausgesparten Teils 50 konstant mit einem Raum überhalb der oberen Ebene des Eingußmaterials verbunden und kommuniziert mit diesem, während das Eingußmaterial eingefüllt wird und nachdem das Eingußmaterial eingefüllt worden ist. Daher kann Luft, die durch das Eingußmaterial verdrängt wird, aus der LuftauslaßÖffnung 53 und dem rohrförmigen Teil 54 entsprechend des Einfüllens des Eingußmaterials in den ausgesparten Bereich 50 entweichen. Dies macht es möglich, zu verhindern, daß Luft innerhalb des ausgesparten Bereichs 50 verbleibt. Als Ergebnis wird verhindert, daß Wasser in eine Lücke eintritt, die in dem ausgesparten Bereich 50 vorhanden ist, was die Wasserfestig- bzw. Wasserdichtigkeit verbessert. Auch können Kurzschlüsse, die durch eintretendes Wasser hervorgerufen werden können, verhindert werden, was die Isoliereigenschaften verbessert.
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Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Ausführung das Eingußmaterial, das von der Öffnung 51 zum Einführen von Eingußmaterial in den ausgesparten Bereich 50 eingeführt wird, in den ausgesparten Bereich 50 eingefüllt, während es Luft innerhalb des ausgesparten Bereichs verdrängt. Die Luft wird durch das Eingußmaterial in eine Position verdrängt, die von der Öffnung 51 zum Einführen von Eingußmaterial entfernt ist. Da die LuftauslaßÖffnung 52 und der rohrförmige Teil 54 in einer Position angeordnet sind, die am weitestens von der Öffnung 51 zum Einführen von Eingußmaterial entfernt ist, verbleibt Luft, die durch das Eingußmaterial verdrängt wird, nicht innerhalb des ausgesparten Bereiches 50 und es kann durch die LuftauslaßÖffnung 52 und das rohrförmige Teil 54 entweichen. Als Ergebnis kann das Eingußmaterial in den ausgesparten Bereich 50 ohne die Entstehung von Lücken eingefüllt werden, was verhindert, daß Wasser in eine Lücke eintritt. Somit wird die Wasserfestig- bzw. Wasserdichtigkeit verbessert. Kurzschlüsse, die durch eintretendes Wasser verursacht werden könnten, werden auch verhindert, so daß auch die Isoliereigenschaften verbessert sind.
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<Zweite Ausführung>
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Nachfolgend wird eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung anhand 8 bis 11 beschrieben. Die zweite Ausführung unterscheidet sich von der ersten Ausführung dadurch, daß in der zweiten Ausführung die LuftauslaßÖffnung 52 in einer Position angeordnet ist, in der die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial in der ersten Ausführung vorgesehen ist, und in der zweiten Ausführung die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterialien in einer Position angeordnet ist, an der in der ersten Ausführung die LuftauslaßÖffnung 52 angeordnet ist und daß die LuftauslaßÖffnung 52 nicht für das rohrförmige Teil 54 vorgesehen ist. Diejenigen Teile, die die gleichen wie bei der ersten Ausführung sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um eine Wiederholung der Beschreibung zu vermeiden.
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Wie in 8 gezeigt, ist in der vorderen rechten Ecke des Schaltungssubstrats 11 in einer Position, die der rechten vorderen Ecke des ausgesparten Bereichs 50 entspricht, ein Einschnitt vorgesehen, um eine LuftauslaßÖffnung 52 zu bilden. Das Innere des ausgesparten Bereichs 50 ist mit einem Raum überhalb des Schaltungssubstrats 11 durch die LuftauslaßÖffnung 52 verbunden und kommuniziert mit diesem.
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Darüber hinaus ist, wie in 8 und 9 dargestellt, die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial dadurch ausgebildet, daß sie das Schaltungssubstrat 11 an der linken Vorderseite des Schaltungssubstrats 11 vertikal durchdringt, was eine Position ist, die der linken hinteren Kante des ausgesparten Bereichs 50 entspricht. Die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial ist in einer Position angeordnet, die am weitesten von der LuftauslaßÖffnung 52 entfernt ist, die an der vorderen rechten Kante ausgebildet ist, wobei die Positionen dem ausgesparten Teil 50 entsprechen. Die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial ist groß genug ausgeführt, um die Spitze der Einfuhrdüse 60 aufzunehmen, damit das Eingußmaterial 61 in den ausgesparten Teil einfließen kann.
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Als nächstes erfolgt eine Beschreibung der Funktionen und Effekte der vorliegenden Ausführung, Wie in 10 und 11 gezeigt, wird die Spitze der Einfuhrdüse 60 in die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial eingeführt, um das flüssige Eingußmaterial 61 direkt in den ausgesparten Bereich 50 einfließen zu lassen, wobei Druck aufgewendet wird. Dieser Schritt ermöglicht es, das Eingußmaterial 61 fehler- und verlustfrei in den ausgesparten Bereich 50 einzufüllen.
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Anschließend wird das Eingußmaterial 61 in den ausgesparten Bereich 50 eingefüllt, während Luft innerhalb des ausgesparten Bereichs 50 in eine Position verdrängt wird, die von der Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entfernt ist. Die solchermaßen verdrängte Luft kann von dem ausgesparten Bereich 50 durch die LuftauslaßÖffnung 52 nach außen entweichen, die mit einem Raum überhalb des Schaltungssubstrats 11 verbunden ist und mit diesem kommuniziert. Da die LuftauslaßÖffnung in einer Position angeordnet ist, die am weitesten von der Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entfernt ist, kann Luft, die durch das Eingußmaterial 60 verdrängt wird, aus der Luftauslaßöffnung 52 entweichen, ohne daß sie innerhalb des ausgesparten Bereichts 50 verbleibt. Dies verhindert ein Verbleiben von Luft innerhalb des ausgesparten Bereichs 50.
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Wenn das Eingußmaterial 61 in den ausgesparten Bereich 50 eingefüllt wird und beginnt, aus der LuftauslaßÖffnung 52 überzufließen, wird die Einfülldüse 60 aus der Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entfernt. Dann wird die Einfülldüse 60 verwendet, um das Eingußmaterial 61 in den Aufnahmeraum 23 überhalb des Schaltungssubstrats 11 fließen zu lassen, wodurch das Eingußmaterial 61 in den Aufnahmebereich 23 gefüllt wird, so daß das Schaltungssubstrat 11 mit dem Eingußmaterial 61 eingegossen bzw. von diesem bedeckt wird. Somit wird gemäß der vorliegenden Ausführung die Einfülldüse 60 verwendet, um das Eingußmaterial 61 in den ausgesparten Bereich 50 und den Aufnahmeraum 23 einzufüllen, was es möglich macht, die Effizienz beim Einfüllen des Eingußmaterials 61 zu verbessern.
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Nachdem das Schaltungssubstrat 11 in dem Eingußmaterial 61 eingegossen worden ist, läßt man das Eingußmaterial 61 aushärten, wodurch das Schaltungssubstrat 11, wie Verteilerschiene 13, die Kühlplatte 22 und der Anschluß 33 wasserfest bzw. wasserdicht und isoliert gehalten werden.
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Wie vorstehend beschrieben wird gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert, daß Luft innerhalb des ausgesparten Bereichs 50 verbleibt. Als Ergebnis wird verhindet, daß Wasser in eine Lücke eindringt, die in dem ausgesparten Bereich 50 entsteht. Hierdurch wird die Wasserfestig- bzw. Wasserdichtigkeit verbessert. Auch werden Kurzschlüsse, die durch eindringendes Wasser verursacht werden könnten, verhindert, was die Isoliereigenschaft verbessert.
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<Weitere Ausführungen>
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungen beschränkt, wie sie vorstehend anhand der Zeichnungen beschrieben wurden, sondern umfaßt beispielsweise auch die folgenden Ausführungen in dem technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung in verschiedenen Modifikationen ausgeführt sein.
- (1) In der ersten Ausführung ist das Schaltungssubstrat 11 etwas enger gemacht, um die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial zur Verfügung zu stellen. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Im Gegenteil kann eine vertikal durchgreifende Öffnung zum Einfüllen auf dem Schaltungssubstrat 11 ausgebildet sein, um die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial zu bilden.
- (2) In der ersten Ausführung ist der rohrförmige Teil 54 durch wieder verflüssigendes Löten derart verbunden, daß er sich von dem Schaltungssubstrat 11 erhebt. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Im Gegenteil kann ein Klebmittel verwendet werden, um den rohrförmigen Teil 54 an dem Schaltungssubstrat 11 zu befestigen.
- (3) In der ersten Ausführung ist der rohrförmige Teil 54 aus Kupfer hergestellt. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Im Gegenteil kann der rohrförmige Teil aus einem anderen Material wie beispielsweise Aluminium oder rostfreiem Stahl hergestellt sein. Er kann auch aus synthetischem Kunststoff oder Harz wie beispielsweise einem Epoxidharz hergestellt sein.
- (4) Bei der ersten Ausführung ist der Anschluß 33 so ausgebildet, daß er in dem ausgesparten Teil 50 aufgenommen ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Im Gegenteil kann sie so ausgeführt sein, daß elektrische Elemente, die auf der unteren Seites des Schaltungssubstrats 11 angeordnet sind, in dem ausgesparten Teil aufgenommen sind.
- (5) In der ersten Ausführung ist die Box für elektrische Verbindungen mit der Öffnungen 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial, der Luftauslaßöffnung 52 und dem Gehäuse 54 ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Falls eine Lücke zwischen dem Schaltungssubstrat 11 und der Kühlplatte 22 groß genug ist, kann Luft, die durch das Eingußmaterial verdrängt wird, aus der Lücke entweichen, so daß die Luftauslaßöffnung 52 und der rohrförmige Teil 54 entfallen können. Darüber hinaus schließt, falls beispielsweise die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial groß genug ist, das Eingußmaterial von der Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial in den ausgesparten Bereich 50, während zur gleichen Zeit Luft aus dem ausgesparten Bereich 50 entweichen kann, was es ermöglicht, die Luftauslaßöffnung 52 und den rohrförmigen Teil 54 weg zu lassen.
- (6) Bei der ersten Ausführung ist die Box für elektrische Verbindungen mit der Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial, der Luftauslaßöffnung 52 und dem rohrförmigen Teil 54 ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist nicht hieraufbeschränkt. Falls beispielsweise eine Lücke zwischen dem Schaltungssubstrat 11 und der Kühlplatte 22 groß genug ist, kann das Eingußmaterial von der Lücke in den ausgesparten den Bereich 50 in einer Menge einfließen, die ausreicht, Bereich 50 zu füllen, wodurch die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entfallen kann. Draüber hinaus ermöglicht es beispielsweise eine Absenkung der Viskosität des Eingußmaterials, das ein Eingußmaterial in den ausgesparten Bereich 50 in einer Menge einfließen zu lassen, die ausreichend ist, um den ausgesparten Bereich 50 zu füllen, selbst durch die Lücke zwischen dem Schaltungssubstrat 11 und der Kühlplatte 22, wodurch ebenfalls die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entfallen kann.
- (7) Bei der vorliegenden Ausführung ist die Luftauslaßöffnung 52 in einer Position angeordnet, die am weitesten von der Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entfernt ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Im Gegenteil können die Luftauslaßöffnung 52 und die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entsprechend in einer Position angeordnet sein, die dem ausgesparten Bereich 50 entspricht, oder in einer Position, die kommunizierend mit dem ausgesparten Bereich 50 und einem Raum überhalb des Schaltungssubstrats 11 verbunden ist.
- (8) In der ersten Ausführung ist der rohrförmige Teil 54 zylindrisch mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Im Gegenteil kann der rohrförmige Teil in einer zylindrischen Form mit einem Querschnitt in Form eines Polygons wie beispielsweise einem Dreieck, einem Rechteck, oder einem ovalen oder elliptischen Querschnitt ausgebildet sein.
- (9) Bei der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse 20 aus zwei Teilen hergestellt, d. h., dem Rahmen 21 und der Kühlplatte 22. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Im Gegenteil kann das Gehäuse 20 einstückig ausgebildet sein, wobei der Rahmen 21 und die Kühlplatte 22 in integraler Form miteinander verbunden sind.
- (10) Bei der zweiten Ausführung ist die Box für elektrische Verbindungen mit der Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial und der LuftauslaßÖffnung 52 ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Falls beispielsweise eine Lücke zwischen dem Schaltungssubstrat 11 und der Kühlplatte 22 groß genug ist, kann das Eingußmaterial durch die Lücke in den ausgesparten Bereich 50 in einer Menge einströmen, die ausreicht, um den ausgesparten Bereich 50 zu füllen, wodurch die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial wegfallen kann. Darüber hinaus ermöglicht es beispielsweise eine Absenkung der Viskosität des Eingußmaterials, das Eingußmaterial in einer Menge in den ausgesparten Bereich 50 einzufüllen, die ausreicht, um den ausgesparten Bereich 50 zu füllen, selbst durch eine Lücke zwischen dem Schaltungssubstrat 11 und der Kühlplatte 22. Auch dann kann die Öffnung 51 zum Einfüllen von Eingußmaterial entfallen.
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Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung läßt sich auch wie folgt zusammenfassen: Eine Box für elektrische Verbindungen umfaßt ein Gehäuse, welches einen Boden mit einem ausgesparten Bereich aufweist, in dem der Boden wenigstens teilweise abgesenkt ist, ein Schaltungssubstrat, welches in dem Gehäuse derart aufgenommen ist, daß es den Boden überdeckt, wobei das Schaltungssubstrat eine Öffnung aufweist, die mit einem Inneren des ausgesparten Bereichs des Gehäuses und einem Raum überhalb des Schaltungssubstrates verbindbar ist; und ein Eingußmaterial, das ein eingefüllt wird, so daß das Schaltungssubstrat in dem Gehäuse eingegossen werden kann. Die Öffnung ist in einer Position ausgebildet, die dem ausgesparten Teil des Gehäuses entspricht.
