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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung,
die in einem elektrischen Servolenkungssystem verwendet wird, um eine
Hilfskraft einem Lenksystem eines Fahrzeugs mittels der Drehkraft
eines elektrischen Motors zuzuführen.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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In
der Vergangenheit war eine elektrische Steuervorrichtung bekannt,
in der ein Halbleiterschaltelement (FET), das ein Leistungsgerät
ist, auf einem Metallsubstrat angebracht ist und gleichzeitig ein Verbindungselement
zum elektrischen Verbinden zwischen dem Metallsubstrat und Teilen
außerhalb davon auf dem Metallsubstrat angebracht ist.
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Beispielsweise
enthält eine elektronische Steuervorrichtung, wie sie in
einem ersten Patentdokument (
japanisches
Patent Nr. 3644835 ) beschrieben ist, ein Metallsubstrat,
auf dem ein Brückenschaltkreis, der Halbleiterschaltelemente
umfasst, zum Schalten eines Stroms angebracht sind, der einem elektrischen
Motor zugeführt wird, ein Gehäuse mit leitenden
Platten, usw., die in ein isolierendes Harz eingeformt sind und
Teile hohen Stroms aufweisen, die darauf angebracht sind, eine Steuertafel,
die Teile geringen Stroms aufweist, wie beispielsweise einen Mikrocomputer,
usw., die darauf angebracht sind, ein Verbindungselement zum elektrischen
Verbinden des Metallsubstrats mit dem Gehäuse und der Steuertafel,
eine Wärmesenke, die sich in engem Kontakt mit dem Metallsubstrate
befindet und ein Gehäuse, das aus einer Metallplatte pressgeformt
ist, um das Metallsubstrat, das Gehäuse und die Steuertafel
abzudecken und auf der Wärmesenke angebracht zu sein.
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In
der elektrischen Steuervorrichtung, wie sie in dem oben genannten
ersten Patentdokument beschrieben ist, tritt das folgende Problem
auf. Und zwar wird das Metallsubstrat, auf dem die Halbleiterschaltelemente
angebracht sind, benötigt, und die Anzahl der Teile, die
benötigt werden, wird erhöht, so dass die Größe
der elektronischen Steuervorrichtung erhöht wird und die
Produktionskosten hoch werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Dementsprechend
ist die vorliegende Erfindung beabsichtigt das obige Problem zu
umgehen und weist die Aufgabe auf, eine elektronische Steuervorrichtung
bereitzustellen, in der einige Teile, wie beispielsweise ein Metallsubstrat,
usw., beseitigt werden, um deren Größe und die
Herstellungskosten zu verringern.
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Unter
Berücksichtigung der obigen Aufgabe enthält eine
elektronische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Gehäuse, das aus einem isolierenden Harz
gefertigt ist, und zwei Öffnungsabschnitt jeweils an gegenüberliegenden
Seiten davon aufweist; eine Wärmesenke, die an einem der Öffnungsabschnitte
des Gehäuses angebracht ist; ein Leistungsgerät,
das an der Wärmesenke angebracht ist; eine Platine, die
gegenüber der Wärmesenke angeordnet ist und einen
elektronischen Schaltkreis aufweist, der einen Steuerschaltkreis zum
Steuern des Leistungsgeräts aufweist; eine Vielzahl von
leitenden Platten, deren Basisabschnitte von dem Gehäuse
gehalten werden und welche die Platine und das Leistungsgerät
miteinander elektrisch verbinden; und ein elastisches Element, welches
das Leistungsgerät zu der Wärmesenke drängt. Das
elastische Element steht mit dem Gehäuse (3) in Eingriff.
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Gemäß der
elektronischen Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird
eine vorteilhafte Wirkung darin erhalten, dass die Vorrichtung hinsichtlich
Größe und Kosten verringert werden kann.
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Die
obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der
folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in Verbindung mit den begleitenden
Zeichnungen genommen werden, klarer werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittansicht, die eine elektronische Steuervorrichtung
in einem elektrischen Servolenkungssystem gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Querschnittsansicht einer elektronischen Steuervorrichtung,
wenn sie parallel zu einer Querschnittsoberfläche von 1 geschnitten
wird.
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3 ist
eine Querschnittsansicht einer elektronischen Steuervorrichtung,
wenn sie in einer Richtung senkrecht zur Querschnittsoberfläche
von 1 geschnitten wird.
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4 ist
eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, welche die elektronische
Steuervorrichtung in 1 zeigt.
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5 ein
Blockdiagramm, welches das elektrische Servolenkungssystem von 1 zeigt.
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die eine elektronische Steuervorrichtung
in einem elektrischen Servolenkungssystem gemäße
einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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7 ist
eine Querschnittsansicht der elektronischen Steuervorrichtung von 6,
wenn sie in einer Richtung senkrecht zur Querschnittsoberfläche von 6 geschnitten
wird.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung im Detail beschrieben, während sie sich auf die
begleitenden Zeichnungen beziehen. In den Figuren in den Zeichnungen
sind dieselben oder entsprechende Elemente oder Teile durchgehend
durch dieselben Referenznummern oder Zeichen bezeichnet.
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In
den folgenden Ausführungsformen wird eine Beschreibung
anhand eines Beispiels einer elektronischen Steuervorrichtung gegeben,
die in einem elektrischen Servolenkungssystem verwendet wird, das
dazu dient, ein Lenksystem eines Fahrzeugs mittels der Drehkraft
eines elektrischen Motors zu unterstützen.
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Ausführungsform 1
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Bezug
nehmend auf die Zeichnungen und zunächst auf 1 ist
im Querschnitt eine elektronische Steuervorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. 2 ist
eine Querschnittsansicht einer elektronischen Steuervorrichtung,
wenn sie parallel zu einer Querschnittsoberfläche von 1 geschnitten
wird, und 3 ist eine Querschnittsansicht
einer elektronischen Steuervorrichtung, wenn sie in einer Richtung senkrecht
zur Querschnittsoberfläche von 1 geschnitten
wird. 4 ist eine auseinander gezogene perspektivische
Ansicht, welche die elektronische Steuervorrichtung von 1 zeigt,
und 5 ein Blockdiagramm, das ein elektrisches Servolenkungssystem
von 1 zeigt.
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Die
elektronische Steuervorrichtung, die im Allgemeinen mit 1 bezeichnet
wird, enthält ein Gehäuse 3 in der Gestalt
einer Box, das jeweils zwei Öffnungsabschnitte an gegenüberliegenden
Seiten davon aufweist, eine Wärmesenke 5, die
aus Aluminium gefertigt ist und an eine der Öffnungsabschnitte
in dem Gehäuse 3 angebracht ist, zwei Halbleiterschaltelemente 2,
die auf der Wärmesenke 5 angebracht sind und ein
Leistungsgerät bilden, und eine Platine 4, die
parallel zur und gegenüber der Wärmesenke 5 angeordnet
ist und einen elektronischen Schaltkreis aufweist, der darauf ausgebildet
ist, der einen Steuerschaltkreis zum Steuern der Halbleiterschaltelemente 2 enthält.
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Zusätzlich
enthält die elektronische Steuervorrichtung 1 ferner
eine Vielzahl von Strom leitenden Platten 6, deren Basisendabschnitte
integral mit dem Gehäuse 3 mittels Einformens
eines isolierenden Harzes 3a ausgebildet sind und die Platine 4 und die
Halbleiterschaltelemente 2 elektrisch miteinander verbinden,
eine Plattenfeder 21, die aus einem Metall gefertigt ist,
die als ein elastisches Element zum Drängen zweier Harzeinheiten
der Halbleiterschaltelemente 2 dient, um einen Wärmeteiler
mit der Wärmesenke 5 in engen Kontakt zu bringen,
und eine Abdeckung 7, die an dem anderen Öffnungsabschnitt
in dem Gehäuse 3 angebracht ist, um die Halbleiterschaltelemente 2 und
die Platine 4 in Zusammenwirkung mit der Wärmesenke 5 zu
empfangen.
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Die
Plattenfeder 21 wird beispielsweise durch Pressen einer
Edelstahlfederplatte mittels einer Pressbearbeitungsmaschine ausgebildet
und weist zwei Pressabschnitte 21a, welche die Harzeinheiten
der Halbleiterschaltelemente 2 pressen oder drücken,
und Eingriffsabschnitte 21b auf, die sich in Richtungen
orthogonal zu den Pressabschnitten 21a erstrecken. Die
Eingriffsabschnitte 21b sind durch Druck in die Innenseiten
der entsprechenden Halteabschnitte 3b, die mit dem Gehäuse 3 integral
durch die Verwendung eines isolierenden Harzes ausgeformt sind,
eingepasst und stehen mit denen in Eingriff.
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Ferner
ist die Plattenfeder 21 fest mit der Wärmesenke 5 mittels
eines Befestigungselements in der Form einer Schraube 20 verbunden,
wobei das Gehäuse 3 dazwischen angeordnet ist.
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Ferner
weist das Gehäuse 3 zwei Seitenwände 3c auf,
die an deren inneren Seiten mit zwei Eingriffsabschnitten 3h ausgebildet
sind, wobei jeder ein hakenförmiges Ende aufweist, das
damit integral durch die Verwendung eines isolierenden Harzes ausgeformt
ist. Die Gehäuseseitenwände 3c sind in Bereichen
eingekerbt, die den Eingriffsabschnitten 3h gegenüberstehen,
um jeweils zwei gekerbte Bereiche 3f auszubilden.
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Die
Wärmesenke 5 ist an gegenüberliegenden
Seitenkanten mit zwei Nuten 5c, wobei sich jede davon in
einer geraden Linie erstreckt, und mit zwei nach innen vorstehenden
Abschnitten ausgebildet. Das Gehäuse 3 ist dadurch
an der Wärmesenke 5 durch Einbringen von Vorderendabschnitten
der Eingriffsabschnitte 3h in die entsprechenden Nuten 5c angebracht,
um jeweils mit den vorstehenden Abschnitten 5d in Eingriff
angeordnet zu werden. Zu dieser Zeit sind die vorderen Endabschnitte
der Eingriffsabschnitte 3h in Angrenzung mit den vorstehenden
Abschnitten 5d angeordnet. Demnach ist das Gehäuse 3 auf
der Wärmesenke 5 mittels der Schraube 20 und
der Eingriffsabschnitte 3h angebracht.
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Es
wird angemerkt, dass die Plattenfeder 21 aus anderen Metallmaterialien
als die Edelstahlfederplatte gefertigt sein kann, wie beispielsweise
eine Phosphor-Bronze-Federplatte.
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Ferner
enthält die elektronische Steuervorrichtung 1 einen
Fahrzeugverbinder 8, der an einer Seitenoberfläche
des Gehäuses 3 vorgesehen ist und mit einer Fahrzeugverdrahtung
elektrisch verbunden ist, einen Motorverbinder 9, der ferner
an einer Seitenoberfläche des Gehäuses vorgesehen
ist und mit einem elektrischen Motor 22 elektrisch verbunden
ist, und einen Sensorverbinder 10, der an der anderen Seitenoberfläche
des Gehäuse 3 vorgesehen ist und elektrisch mit
einem Drehmomentsensor 23 verbunden ist.
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Der
Fahrzeugverbinder 8 ist mit einem Spannungszufuhr-Verbinderanschluss 11,
der mit einer Batterie 24 des Fahrzeugs elektrisch verbunden
ist, und einem Signal-Verbinderanschluss 12 vorgesehen,
an den und von dem eine Vielzahl von Signale durch die Fahrzeugverdrahtung
eingegeben und ausgegeben werden. Der Sensorverbinder 10 ist
mit demselben Signal-Verbinderanschluss 12 wie dem, der
für den Fahrzeugverbinder 8 verwendet wird, vorgesehen.
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Wenn
das Gehäuse 3 durch Einformen ausgebildet wird,
sind der Fahrzeugverbinder 8, der den Spannungszufuhr-Verbindungsanschluss 11 und
den Signal-Verbinderanschluss 12 aufweist, der Motorverbinder 9,
der den Motor-Verbinderanschluss 14 aufweist und der Sensorverbinder 10,
der den Signal-Verbinderanschluss 12 aufweist, integral
miteinander zusammen mit den leitenden Platten 6 ausgebildet.
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Ferner
ist das Gehäuse 3 an seinen Seitenoberflächen
an der Öffnungsseite gegenüber des Öffnungsabschnitts,
an dem die Wärmesenke 5 angebracht ist, mit Anbringfußabschnitten 31 zum
Anbringen der elektronischen Steuervorrichtung 1 an das Fahrzeug,
das ein daran anzubringender Gegenstand ist, ausgebildet.
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Die
Wärmesenke 5 ist aus einem Wärmesenken-Hauptkörper 40 und
einem Alumit (alumite) oder einem eloxierten (anodized) Aluminiumfilm 25 zusammengesetzt,
der ein isolierender Film ist, der auf einer Oberfläche
des Wärmesenken-Hauptkörpers 40 ausgebildet
ist. Die Wärmesenke 5 wird wie folgt ausgebildet.
Und zwar wird zuerst ein Wärmesenkenmaterial hergestellt,
das aus einem länglichen, extrudierten gestalteten Element
zusammengesetzt ist, das durch Extrudieren von Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung aus einer Form gefertigt wird und einen eloxierten
Aluminiumfilm 25 aufweist, der auf einer gesamten Oberfläche
davon im Voraus ausgebildet wird, und anschließend das
Wärmesenkenmaterial, das so hergestellt ist, in eine gewünschte
Länge durch eine Schneidmaschine geschnitten wird, um die
Wärmesenke 5 auszubilden.
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Die
Wärmesenke 5, die somit durch Schneiden des Wärmesenkenmaterials
mittels der Schneidemaschine ausgebildet wurde, weist zwei gegenüberliegende äußere
Umfangsendflächen auf, die ausgeschnittene Oberflächen 5a sind,
von denen der Wärmesenken-Hauptkörper 40 nach
außen freigelegt wird, und weitere zwei gegenüberliegende äußere
Umfangsendflächen 5b weisen eloxierte Aluminiumfilme 25,
die darauf ausgebildet sind, auf. Ferner weist die Wärmesenke 5 eine
vordere Oberfläche, auf der die Halbleiterschaltelemente 2 angebracht sind,
und eine hintere Oberfläche auf, wobei die eloxierten Aluminiumfilme 25 auf
diesen vorderen und hinteren Oberflächen ausgebildet sind.
Die ausgeschnittenen Oberflächen 5a sind gegenüber
innerer Wandoberflächen 3d des Gehäuses 3,
wie es in 3 gezeigt ist, angeordnet.
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Hier
wird festgestellt, dass die Wärmesenke 5 durch
Verwenden eines extrudierten gestalteten Materials hergestellt wird,
allerdings kann es hergestellt werden durch Durchführen
einer Schneidearbeit auf ein heiß oder kalt geschmiedetes
Wärmesenkenmaterial oder kann anstelle dessen durch Durchführen
einer Schneidearbeit auf eine heiß oder kalt gewalztes
Plattenmaterial hergestellt werden.
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Ferner
können vier Flächen oder ein Teil der äußeren
Umfangsendflächen des Wärmesenken-Hauptkörpers 40 nach
außen freigelegt werden und gegenüber der inneren
Wandoberflächen 3d des Gehäuses 3 angeordnet
werden.
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Das
Plattenfeder 21 dient dazu, die Halbleiterschaltelemente 2 durch
Pressen oder Drücken derselben gegen die Harzeinheit-Oberflächen
der Halbleiterschaltelemente 2 dadurch fest zu sichern, um
einen Wärmeableitungsteil in der Form des Wärmestreuers
hs in engen Kontakt mit einer Oberfläche der Wärmesenke 5 zu
drängen, auf welcher der eloxierte Aluminiumfilm 25 ausgebildet
ist. Der Wärmestreuer hs der Halbleiterschaltelemente 2,
die elektrisch mit einem Brückenausgabeanschluss OUT des Halbleiterschaltelements 2 verbunden
sind, ist von der Wärmesenke 5 mittels des eloxierten
Aluminiumfilms 25 elektrisch isoliert.
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Die
Oberfläche der Wärmesenke 5 weist kleine
Unregelmäßigkeiten auf, so dass, selbst wenn der Wärmestreuer
hs der Halbleiterschaltelemente 2 in engen Kontakt mit
der Wärmesenke 5 unter der Wirkung der Plattenfeder 21 angeordnet
ist, eine kleine Lücke dazwischen auftreten wird, die den
Wärmewiderstand eines Wärmeleitungswegs erhöht,
durch den die Wärme, die durch die Halbleiterschaltelemente 2 erzeugt
wird, auf die Wärmesenke 5 abgestrahlt wird. Um
die Lücke zu füllen, ist eine Schmiermittel hoher
Wärmeleitfähigkeit (nicht gezeigt) zwischen dem
Wärmestreuer hs und dem eloxierten Aluminiumfilm 25 der
Wärmesenke 5 angeordnet.
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Hier
wird festgestellt, dass als ein Mittel zum Füllen der Lücken
zwischen den Halbleiterschaltelementen 2 und dem Wärmestreuer
hs ein Harz von hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet
werden kann, um den Wärmestreuer hs mit der Wärmesenke 5 in engen
Kontakt zu bringen und fest zu sichern.
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Jedes
der Halbleiterschaltelemente 2 weist einen Hochseiten-MOSFET 2H und
ein Tiefseiten-MOSFET 2L auf, die miteinander integriert
sind, um eine halbe Brücke, wie es in 5 gezeigt
ist, auszubilden. In jedem der Halbleiterschaltelemente 2 wird
die halbe Brücke, die so ausgebildet ist, in einer Einheit
empfangen und zwei der zwei Halbbrücken bilden einen Brückschaltkreis
zum Schalten eines Stroms, der dem elektrischen Motor 22 zugeführt wird.
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Die
Anschlüsse eines Halbleiterschaltelements 2 für
jede Halbbrücke umfassen einen Spannungszufuhranschluss
VS, einen Gatteranschluss GT1 und einen Brückenausgabeanschluss
OUT des Hochseiten-MOSFET 2H und einen Gatteranschluss GT2
und einen Erdungsanschluss GND des Tiefseiten-MOSFEST 2L.
Hier sind der Spannungszufuhranschluss VS, der Brückenausgabeanschluss
OUT und der Erdungsanschluss GND Anschlüssen hohen Stroms,
durch die der Strom des elektrischen Motors 22 fließt,
und der Gatteranschluss GT1 und der Gatteranschluss GT2 sind Anschlüsse
geringen Stroms für Signale.
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Ein
Mikrocomputer 13 ist auf einem Verdrahtungsmuster auf der
Platine 4 durch Löten angebracht. Obwohl es in 4 nicht
dargestellt ist, sind auf dem Verdrahtungsmuster auf der Platine 4 durch Löten
eine Spule, um zu verhindern, dass elektromagnetische Geräusche,
die bei Schaltoperationen der Halbleiterschaltelemente 2 erzeugt
werden, nach außen dringen, Kondensatoren zum Absorbieren
von Unregelmäßigkeiten eines Motorsstroms, ein
Motorstrom-Detektionsschaltkreis, der Shuntwiderstände enthält, äußere
Schaltkreiselemente, usw., angebracht.
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Ferner
sind in der Platine 4 eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 4a ausgebildet,
die eine Kupferplattierung aufweisen, die auf ihre inneren Oberflächen
aufgebracht ist, und die elektrisch mit dem Verdrahtungsmuster der
Platine 4 verbunden sind.
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Jede
der leitenden Platten 6 weist einen Basisendabschnitt auf,
der jeweils elektrisch mit den vorderen Endabschnitten des Spannungszufuhranschlusses
VS, dem Brückenausgabeanschluss OUT, dem Erdungsanschluss
GND und den Gatteranschlüssen GT1, GT2 eines entsprechenden
Halbleiterschaltelements 2 mittels Laserschweißens
verbunden sind. Die einzelnen leitenden Platten 6 sind entlang
einer Richtung nebeneinander angeordnet, in der die Anschlüsse
VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 herausführen,
wie es in 4 gezeigt ist.
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Die
einzelnen leitenden Platten 6 sind mit durch Druck eingepassten
Anschlussabschnitten 6p ausgebildet, die jeweils in die
einzelnen Durchgangsöffnungen 4a durch Druck in
die Platine 4 eingepasst sind, so dass die Anschlüsse
VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 mit
dem Verdrahtungsmuster der Platine 4 elektrisch verbunden sind.
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Die
leitenden Platten 6 sind aus einem Material einer Kupferlegierung
oder einer Phosphorbronze einer hohen Festigkeit und hohen elektrischen
Leitfähigkeit unter Berücksichtigung einer elektrischen Leitfähigkeit
zum Zuführen eines hohen Stroms und einer mechanischen
Festigkeit gefertigt, die benötigt wird, um die durch Druck
eingepassten Anschlussabschnitte 6p auszubilden. Mit den
leitenden Platten 6, die beispielsweise aus Phosphorbronze
gefertigt sind, wird beispielsweise ein Motorstrom, der gleich oder
kleiner als 30 A ist, angelegt.
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Obwohl
es nicht gezeigt ist, ist er so konstruiert, dass der Motorstrom
von den Brückenausgabeanschlüssen OUT der Halbleiterschaltelemente 2 direkt
zu dem elektrischen Motor 22 über die Motor-Verbinderanschlüsse 14 ohne
durch die Platine 4 zu treten fließt. Jede der
leitenden Ausgabeplatten 6 ist an ihren zwischenliegenden
Abschnitten, die mit dem entsprechenden Brückenausgabeanschluss OUT
elektrisch verbunden sind, mit den durch Druck eingepassten Anschlussabschnitten 6p ausgebildet, die
sich in Richtung der Platine 4 erstrecken, so dass ein
Signal zum überwachen der Spannung eines entsprechenden
Motorverbindungsanschlusses 14 an die Platine 4 ausgegeben
wird.
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Die
Halbleiterschaltelemente 2 weisen die Spannungszufuhranschlüsse
VS, die Gatteranschlüsse GT1, die Brückenausgabeanschlüsse
OUT, die Gatteranschlüsse GT2 und die Erdungsanschlüsse
GND, die in einer Anordnung, wie es in 4 gezeigt
ist, angeordnet sind, auf. Die Anschlüsse GT1, GT2, durch
die ein geringer Strom fließt, sind auf eine zwischenliegende
Weise zwischen den Anschlüssen VS, OUT, GND, durch die
ein großer Strom fließt, angeordnet.
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Die
einzelnen Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 sind
auf eine solche Weise ausgebildet, dass sie eine Breite von 0,8
mm, eine Dicke von 0,5 mm und einen Abstand zwischen benachbarten
Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND von 1,7 mm aufweisen.
In jedem der Anschlüsse VS, OUT, GND, wo ein hoher Strom fließt,
wird der elektrische Widerstand davon gemäß der
vergrößernden Länge davon größer,
so dass die Erzeugung von Wärme zunimmt.
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In
dieser ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
sind allerdings, um die Erzeugung von Wärme zu unterdrücken,
die Spannungszufuhranschlüsse VS, das Verschweißen
zwischen den Erdungsanschlüssen GND und den Brückenausgabeanschlüssen
OUT, an die jeweiligen leitenden Platten 6 jeweils an Orten
in der Nähe der Halbleiterschaltelemente 2 geschweißt.
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Ferner
sind die Abstände zwischen benachbarten einzelnen Anschlüssen
VS, GT1, OUT, GT2, GND schmal, um einen Kurzschluss zwischen Anschlüssen
VS, GT1, OUT, GT2, GND zu verhindern, wobei die jeweiligen Schweißpositionen
der Gatteranschlüsse GT1, GT2 mit den einzelnen leitenden Platten 6 an
Position sind, die nicht nahe der jeweiligen Schweißpositionen
der Spannungszufuhranschlüsse VS, der Erdungsanschlüsse
GND, der Brückenausgabeanschlüsse OUT mit den
einzelnen leitenden Platten 6 liegen. D. h., der Strom,
der durch die Anschlüsse GT1, GT2 fließt, ist
gering, folglich sind die Schweißpositionen dieser Anschlüsse
GT1, GT2 weiter von den Halbleiterschaltelementen 2 entfernt
als die Schweißpositionen der Anschlüsse VS, OUT,
GND.
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Das
Gehäuse 3 ist mit Positionierungsabschnitten 3e zum
Durchführen der Positionierung der einzelnen Anschlüsse
VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 bezüglich
der leitenden Platten 6 ausgebildet. Die Positionierungsabschnitte 3e stehen
zwischen den einzelnen benachbarten Anschlüssen VS, GT1,
OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 hervor und
weisen zugespitzte Abschnitte auf, die jeweils an ihren vorderen
Enden ausgebildet sind. Die vorderen Enden der einzelnen Anschlüsse
VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 werden
jeweils geführt und durch die zugespitzten Abschnitte positioniert,
und in diesem Zustand sind die einzelnen Anschlüsse VS, GT1,
OUT, GT2, GND mit den leitenden Platten 6 verschweißt.
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Obwohl
die stromleitenden Platten 6 aus gewalztem Kupfer oder
einer Kupferlegierung bestehen, fließt ein großer
Strom beim Schmelzen der gewalzten Oberflächen (die Frontoberflächen)
der leitenden Platten 6 und der Anschlüsse VS,
OUT, GND der Halbleiterschaltelemente 2, folglich ist es
notwendig, die Dicke der leitenden Platten 6 zu vergrößern.
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Allerdings
ist es schwierig, die Dicke der leitenden Platten 6 aus
der Sicht des Ausbildens der durch Druck eingepassten Anschlussabschnitte
und des Pressbearbeitens davon zu vergrößern.
Folglich beträgt in dieser Ausführungsform die
Dicke der leitenden Platten 6, 0,8 mm, die gleich der Dicke
der Anschlüsse VS, OUT, GND ist, und die Dicke der leitenden
Platten 6 ist folglich breiter ausgebildet als die Dicke davon,
und die Anschlüsse VS, OUT, GND der Halbleiterschaltelemente 2 sind
an die Endflächen der leitenden Platten 6 orthogonal
zu den gewalzten Oberflächen ausgebildet.
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D.
h. die leitenden Platten 6 sind auf eine solche Weise ausgebildet,
dass sie eine größere Größe oder
Länge in einer Richtung einer Verbindung mit den Anschlüssen
VS, OUT, GND als die in einer Richtung (Breitenrichtung) orthogonal
zur Richtung der Verbindung aufweisen, wobei es daher möglich ist,
eine Hochstrom-Durchgangsschnittfläche dadurch sicherzustellen,
um den elektrischen Widerstand davon zu verringern, ohne die Dicke
der leitenden Platten 6 zu vergrößern,
folglich fließt ein großer Strom durch die Anschlüsse
VS, OUT, GND.
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Es
wird festgestellt, dass ein geringer Strom durch die leitenden Platten 6 für
eine Signalverwendung fließt, folglich gibt es keinen Grund
eine Verringerung bezüglich des elektrischen Widerstands
der leitenden Platten 6 für eine •Signalverwendung
in Betracht zu ziehen, die allerdings aus einem Plattenmaterial
gefertigt sind, das gleich dem der leitenden Platten 6 ist,
durch die ein starker Strom fließt.
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Ferner
wird Laserschweißen durch Strahlen eines Laserstrahls von
einer Anschluss-(VS, GT1, OUT, GT2, GND)-Seite des Halbleiterschaltelements 2,
der eine dünne Dicke aufweist, durchgeführt.
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Ferner
sind die durch Druck eingepassten Anschlussabschnitte 6p der
benachbarten leitenden Platten 6 in einer gestaffelten
bzw. versetzten Weise angeordnet, so dass der Abstand zwischen benachbarten
durch Druck eingepassten Anschlussabschnitten 6p größer
festgelegt ist als der Abstand zwischen den benachbarten Anschlüssen
VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2.
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Ferner
ist das isolierende Harz 3a des Gehäuses 3 jeweils
zwischen einzelnen leitenden Platten 6 und der Wärmesenke 5 angeordnet.
Die durch Druck eingepassten Anschlussabschnitte 11p des Spannungszufuhr-Verbindungsanschlusses 11 sind durch
Druck in die Durchgangsöffnungen 4a der Steuertafel 4 eingepasst,
wodurch der Spannungszufuhr-Verbindungsanschluss 11 des
Fahrzeugverbinders 8 mit dem Verdrahtungsmuster der Steuertafel 4 elektrisch
verbunden ist. Die Sensorverbindungsanschlüsse 12 des
Sensorverbinders 10 sind jeweils auf einer Phosphorbronzeplatte
ausgebildet, die eine Dicke von 0,64 mm aufweist, und jeder weist
einen durch Druck eingepassten Anschlussabschnitt 12p auf,
der an einem Ende davon ausgebildet ist.
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Ferner
sind, wie es in 4 gezeigt ist, Halteelemente
H zum Halten der Platine 4 an Ort und Stelle vorgesehen.
Die Spannungsleitungsplatten 6 werden wie sie sind als
die Halteelemente H verwendet, und die Halteelemente H weisen durch
Druck eingepasste Anschlussabschnitte Hp auf, die jeweils an ihren
vorderen Enden ausgebildet sind. Die durch Druck eingepassten Abschnitte 6p, 11p, 12p,
Hp werden durch Druck in die Durchgangsöffnungen 4a in
der Platine 4 eingepasst, wodurch die Platine 4 mechanisch
an Ort und Stelle gehalten wird.
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Die
Abdeckung 7 ist aus einem isolierendem Harz ähnlich
dem Gehäuse 3 geformt und weist einen konvexen
Abschnitt 7a auf, der integral damit an seiner inneren
Seite durch Mittel eines integralen Ausformens, wie es in 3 gezeigt
ist, ausgebildet ist. Der konvexe Abschnitt 7a steht von
der Öffnung 4b hervor, die in der Steuertafel 4 ausgebildet
ist, und ist oberhalb des Kopfes der Schraube 20 angeordnet, die
das Gehäuse 3 an der Wärmesenke 5 fest
sichert. Die Abdeckung 7 ist an die Öffnungsoberfläche des
Gehäuses 3 mittels einer Ultraschallschweißmaschine
angeschweißt.
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Hier
wird bemerkt, dass das Schweißen der Abdeckung 7 und
des Gehäuses 3 durch Vibrationsschweißen
mittels einer Vibrationsschweißmaschine durchgeführt
werden kann. In dem Fall des Vibrationsschweißens wird
die Abdeckung 7 veranlasst durch Hin- und Herbewegen entlang
einer Oberflächenrichtung der Bindungs- oder Kopplungsoberflächen
der Abdeckung 7 und des Gehäuses 3 zu
vibrieren, um die Harze der Abdeckung 7 und des Gehäuses 3 unter
der Wirkung der Reibungswärme dadurch miteinander zu schmelzen,
um sie miteinander zu verbinden oder zu koppeln. Ferner wird in
dem Fall des Vibrationsschweißens die Abdeckung 7 veranlasst,
durch Hin- und Herbewegen zu vibrieren, so dass es notwendig ist,
den Durchmesser der Öffnung 4b in der Steuertafel 4 größer
als den Durchmesser des konvexen Abschnitts 7a zu machen.
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Ferner
kann ein Laserschweißen mittels einer Laserschweißmaschine
anstelle eines Ultraschallschweißens angewendet werden.
Zum Laserschweißen ist die Abdeckung 7 aus einem
Material gefertigt, das ein großes Laserdurchlassvermögen aufweißt,
und das Gehäuse 3 aus einem Material gefertigt,
das eine große Laserabsorptionsrate aufweist. Wenn ein
Laserstrahl von der Abdeckseite 7 abgestrahlt wird, tritt
er durch die Abdeckung 7 hindurch und wird durch die Bindungsoberfläche
des Gehäuses 3 absorbiert, um Wärme zu
erzeugen. Die Wärme, die somit erzeugt wird, wird ferner
zur Abdeckung 7 geleitet, wodurch die Abdeckung 7 erhitzt wird,
um die Bindungsoberflächen der Abdeckung 7 und
des Gehäuses 3 gegenseitig zu schmelzen, um miteinander
verschweißt zu werden.
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Laserschweißen
kann nicht beim Ausformen eines Harzes angewendet werden, bei dem
ein Verzug oder eine Schrumpfung groß ist und es folglich für
einen Laserstrahl schwierig ist, auf die Bindungsoberflächen
fokussiert zu werden, aber in dem Fall des Ausformens eines Harzes,
in dem ein Verziehen oder ein Schrumpfen klein ist, erzeugt das
Schweißen selbst keine Grate oder Vibration, somit lieg
ein Vorteil darin, dass die Übertragung von Vibrationen an
innere Teile nicht auftritt.
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Im
Folgenden wird auf ein Verfahren des Zusammenfügens der
elektronischen Steuervorrichtung 1, wie sie oben konstruiert
ist, Bezug genommen.
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Als
erstes wird ein Lötmittel auf die Platine 4 aufgebracht,
und anschließend werden Teile, wie der Mikrocomputer 13,
seine peripheren Schaltkreiselemente usw. auf der Platine 4 angeordnet,
folglich mit dem Lötmittel abgedeckt, wobei danach das
Lötmittel unter Verwendung einer Rückflussvorrichtung
geschmolzen wird, so dass die einzelnen Teile auf die Platine 4 gelötet
werden.
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Anschließend
wird, wie es in den 1–3 gezeigt
ist, das Gehäuse 3 auf der Wärmesenke 5 angeordnet,
und die Eingriffsabschnitte 3h werden in die Nuten 5c eingebracht,
um dabei das Gehäuse 3 mit der Wärmesenke 5 in
Eingriff zu bringen.
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Danach
werden die Halbleiterschaltelemente 2 auf der Wärmesenke 5 angeordnet,
und die Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 und
der leitenden Platten 6 werden an ihren Orten mittels der
Positionierungsabschnitte 3e positioniert, wobei danach
die Eingriffsabschnitte 21b durch Druck in die inneren
Seiten der Halteabschnitte 3b dadurch eingepasst werden,
um die Plattenfeder 21 mit dem Gehäuse 3 in
Eingriff zu bringen.
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Danach
wird die Plattenfeder 21 mit der Wärmesenke 5 zusammen
mit dem Gehäuse 3 unter Verwendung der Schraube 20 fest
gesichert und die Halbleiterschaltelemente 2 werden in
engen Kontakt mit der Wärmesenke 5 mittels der
Pressabschnitte 21a der Plattenfeder 21 gebracht
und daran fest gesichert.
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Anschließend
wird ein Laserstrahl von der Seite der Anschlüsse VS, GT1,
OUT, GT2, GND der Halbleiterschalterelemente 2 abgestrahlt,
wodurch die Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND und die einzelnen
leitenden Platten 6 jeweils miteinander mittels Laserschweißens
verschweißt werden.
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Danach
wird die Platine 4 an einem oberen Abschnitt des Gehäuses 3 angebracht,
wobei die vorderen Enden der durch Druck eingepassten Anschlussabschnitte 6p, 11p, 12p,
Hp in die Durchgangsöffnungen 4a in der Platine 4 eingebracht
werden. Danach werden die durch Druck eingepassten Anschlussabschnitte 6p, 11p, 12p,
Hp jeweils durch Druck in die Durchgangsöffnungen 4a mittels
einer Pressmaschine eingepasst.
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Anschließend
wird die Abdeckung 7 an der Öffnungsoberfläche
des Gehäuses 3 angeordnet und das Gehäuse 3,
und die Abdeckung 7 werden miteinander mittels einer Ultraschallschweißmaschine
geschweißt, wodurch der Aufbau der elektronischen Steuervorrichtung 1 abgeschlossen
wird.
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Wie
es in dem vorgegangenen beschrieben wurde, enthält die
elektronische Steuervorrichtung 1 gemäß der
ersten Ausführungsform das Gehäuse 3, das
aus einem isolierenden Harz gefertigt ist und die Öffnungsabschnitt
jeweils an seinen gegenüberliegenden Seiten aufweist, die
Wärmesenke 5, die an den Öffnungsabschnitten
des Gehäuses 3 angebracht ist, die Halbleiterschaltelemente 2,
die an der Wärmesenke 5 angebracht sind, die Platine 4,
die gegenüber der Wärmesenke 5 angeordnet
ist und den elektronischen Schaltkreis aufweist, der darauf ausgebildet
ist, der den Steuerschaltkreis zum Steuern der Halbleiterschaltelemente 2 enthält,
die Vielzahl der leitenden Platten 6, deren Basisabschnitte
durch das Gehäuse 3 gehalten werden und die Platine 4 und
die Halbleiterschaltelemente 2 elektrisch miteinander verbinden,
und die Plattenfeder 21 zum Drängen der Halbleiterschaltelemente 2 gegen
die Wärmesenke 5. Demnach ist es bei der elektronischen Steuervorrichtung 1 nicht
notwendig, ein Metallsubstrat oder dergleichen, was herkömmlicherweise
benötigt wird, auf der die Halbleiterschaltelemente 2 anzubringen
sind, zu verwenden, so dass die Vorrichtung 1 hinsichtlich
Größe und Kosten verringert werden kann.
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Ferner
ist die Plattenfeder 21 mit den Pressabschnitten 21a zum
Drängen oder Drücken der Harzeinheiten der Halbleiterschaltelemente 2 und
mit den Eingriffsabschnitten 21b ausgebildet, die sich
in der Richtung senkrecht zu den Pressabschnitten 21a erstrecken.
Die Eingriffsabschnitte 21b sind durch Druck in die inneren
Seiten der entsprechenden Halteabschnitte 3b, die integral
mit dem Gehäuse 3 unter Verwendung eines isolierenden
Harzes ausgeformt sind, eingepasst und stehen mit diesen im Eingriff,
so dass die Plattenfeder 21 an dem Gehäuse 3 vor
einem Festziehen der Schraube 20 befestigt werden kann,
folglich wird es einfacher die Schraube 20 für
eine verbesserte Aufbaueffizienz festzuziehen.
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Ferner
ist die Plattenfeder 21 aus Metall gefertigt, folglich
können die Halbleiterschaltelemente 2 mit der
Wärmesenke 5 für einen langen Zeitraum
in engen Kontakt gebracht werden, wodurch die Zuverlässigkeit
der Wärmeableitung bzw. Wärmestreuung verbessert
wird.
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Ferner
greift die Plattenfeder 21 nicht nur mit dem Gehäuse 3 ein,
sondern ist auch fest an der Wärmesenke 5 mittels
der Schraube 20 mit dem Gehäuse 3 gesichert,
das dazwischen angeordnet ist, so dass eine Verringerung der Drängkraft,
die wirkt, um die Halbleiterschaltelemente 2 in engen Kontakt mit
der Wärmesenke 5 zu bringen, gering sein wird, selbst
wenn ein Lösen der Schraube 20 auftritt. Folglich
kann die Wärme, die durch die Halbleiterschaltelemente 2 erzeugt
wird, zu der Wärmesenke 5 abgeleitet werden, und
die Zuverlässigkeit der Wärmeableitung kann verbessert
werden.
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Ferner
steht das Gehäuse 3 mit der Wärmesenke 5 mit
den vorderen Endabschnitten der Eingriffsabschnitte 3h in
Eingriff, die in die Nuten 5c der Wärmesenke 5 eingebracht
sind, so dass die Anzahl der Schrauben zum Anbringen des Gehäuses 3 auf der
Wärmesenke 5 verringert werden kann, folglich wird
es möglich, die Zusammenbaueffizienz zu verbessern und
Herstellungskosten zu verringern.
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Da
die Eingriffsabschnitte 3h integral mit dem Gehäuse 3 durch
das isolierende Harz davon ausgeformt sind, kann die Anzahl von
Teilen zum Anbringen des Gehäuses 3 auf der Wärmesenke 5 verringert
werden, folglich wird es möglich Herstellungskosten zu
verringern. Ferner sind die Einbringabschnitte 3h an den
inneren Seiten der Seitenwände 3c des Gehäuses 3 ausgebildet,
so dass die Größe der elektronischen Steuervorrichtung 1 reduziert
werden kann.
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Ferner
werden die Bereiche der Seitenwände 3c des Gehäuses 3,
die gegenüber den Eingriffsabschnitten 3h angeordnet
sind, entfernt, um die gekerbten Abschnitte 3f auszubilden,
folglich können Ausbildungsformen beim Ausformen der Eingriffsabschnitte 3h rutschen,
wodurch das Ausformen vereinfacht wird.
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Ferner
ist die Wärmesenke 5 an gegenüberliegenden
Seitenkanten mit den Nuten 5c ausgebildet, welche die hervorstehenden
Abschnitte 5d jeweils aufweisen, so dass die vorderen Endabschnitte der
Eingriffsabschnitte 3h in die Nuten 5c in der
Wärmesenke 5 eingebracht sind und an einem Herauskommen
davon durch die hervorstehenden Abschnitte 5d gehindert
werden, und die inneren Seiten der Endflächen der Seitenwände 3c sind
in Angrenzung mit den oberen Oberflächen der hervorstehenden Abschnitte 5d der
Wärmesenke 5 angeordnet. Mit einer solchen Anordnung
steht das Gehäuse 3 mit der Wärmesenke 5 auf
eine zuverlässige Weise im Eingriff.
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Da
die Wärmesenke 5 einen eloxierten Aluminiumfilm 25 aufweist,
der wenigstens an seiner Oberfläche ausgebildet ist, auf
der die Halbleiterschaltelemente 2 angebracht sind, kann
der Isolierfilm auf der Wärmesenke 5 dünner
gemacht werden, wodurch es ermöglicht wird, die Wärmeableitung bzw.
Wärmestreuung der Wärmesenke 5 zu verbessern.
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Ferner
braucht kein Isolierbogen oder dergleichen zum Zweck der Isolierung
zwischen der Wärmesenke 5 und den Halbleiterschaltelementen 2 angeordnet
zu werden, so dass die Herstellungskosten der elektronischen Steuervorrichtung 1 verringert werden
können, und zur selben Zeit die Zusammenbaueffizienz davon
verbessert werden kann.
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Ferner
ist die Wärmesenke 5 durch Schneiden des Wärmesenkenmaterials
in der Form von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet, die
aus einem länglichen, extrudierten gestalteten Element
zusammengesetzt ist, das einen eloxierten Aluminiumfilm 25 aufweist,
der auf seiner Oberfläche vorher ausgebildet wird, so dass
es nicht notwendig ist, den eloxierten Aluminiumfilm 25 für
jedes einzelne Wärmesenkenelement nach Schneiden der Wärmesenke 5 auszubilden,
und die Herstellungskosten können verringert werden.
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Da
die Nuten 5c und die hervorstehenden Abschnitte 5d der
Wärmesenke 5 auf dem Wärmesenkenmaterial
in der Form des extrudierten gestalteten Materials ausgebildet sind,
wird kein vorangestelltes Verarbeiten, wie beispielsweise eine Schneidearbeit,
usw., benötigt und die Herstellungskosten können
verringert werden.
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Ferner
weist die Abdeckung 7 den nach innen hervorstehenden konvexen
Abschnitt 7a auf, der aus einem isolierenden Harz durch
integrales Ausformen ausgebildet ist, und zur selben Zeit stehen
der konvexe Abschnitt 7a von der Öffnung 7b hervor,
die in der Steuertafel 4 ausgebildet ist, um oberhalb des Kopfes
der Schraube 20 angeordnet zu sein. Folglich entsteht,
selbst wenn sich die Schraube 20 löst, kein Kurzschluss
zwischen dem Schraubenkopf 20 und dem Verdrahtungsmuster
auf der Platine 4, so dass die Zuverlässigkeit
der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert werden
kann.
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Hier
wird festgestellt, dass die Eingriffsabschnitte 3h an den
inneren Seiten der Seitenwände 3c des Gehäuses 3 ausgebildet
sein können, so dass die Kanten der Wärmesenke 5 mit
den vorderen Endabschnitten der Eingriffsabschnitte in Eingriff
stehen.
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Ausführungsform 2
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die eine elektronische Steuervorrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, und 7 ist eine
Querschnittsansicht der elektronischen Steuervorrichtung von 6,
wenn die elektronische Steuervorrichtung entlang einer Richtung
senkrecht zum Querschnitt von 6 geschnitten
wird.
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In
der zweiten Ausführungsform ist der Aufbau der elektronischen
Steuervorrichtung, die im Allgemeinen mit 1 gekennzeichnet
ist, dieselbe wie die der oben genannten ersten Ausführungsform,
mit Ausnahme des Gehäuses 3.
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D.
h., in der zweiten Ausführungsform sind Nuten 30 zwischen
den äußeren Umfangsendflächen 5b und
den ausgeschnittenen Oberflächen 5a der Wärmesenke 5 der
inneren Wandoberflächen 3d des Gehäuses 3 an
einem der Öffnungsabschnitte davon ausgebildet, und ein
Bindemittel oder Bindeharz in der Form eines Silikonbindematerials 31 ist
in die Nuten 30 gefüllt. Ferner sind der Fahrzeugverbinder 8, der
Motorverbinder 9 und der Sensorverbinder 10 der ersten
Ausführungsform jeweils in entsprechende Verbinder einer
wasserdichten Art abgeändert, die integral mit dem Gehäuse 3 ausgeformt
sind. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist eine Atmungs- oder Beatmungsöffnung
zum Bereitstellen einer fluiden Kommunikation zwischen dem Inneren
und der äußeren Umgebung der elektronischen Steuervorrichtung 1 durch
das Gehäuse 3 ausgebildet und ein Wasser abweisender
Filter, der den Durchgang von Luft erlaubt, aber den Durchgang von
Wasser dort hindurch verhindert, ist in der Atmungsöffnung
angebracht.
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Obwohl
in dieser zweiten Ausführungsform die Nuten 5c und
die hervorstehenden Abschnitte 5d, die auf der Wärmesenke 5 ausgebildet
sind, der ersten Ausführungsform nicht notwendig sind,
wird eine Wärmesenke ähnlich der, die für
die elektronische Steuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform
verwendet wird, ferner in der zweiten Ausführungsform verwendet
und trägt folglich im Wesentlichen dieselbe Gestalt. Selbstverständlich
kann die Wärmesenke 5 diejenige sein, die in der
ersten Ausführungsform verwendet wird, während
die Nuten 5c und die hervorstehenden Abschnitte 5d ausgeschlossen
sind.
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Das
Verfahren des Zusammenfügens der elektronischen Steuervorrichtung 1 gemäß dieser zweiten
Ausführungsform ist wie folgt. Im Besonderen wird, ähnlich
der ersten Ausführungsform, die Platine 4 mit
einem Lötmittel (cream solder) bedeckt, und anschließend
werden Teile, wie beispielsweise der Mikrocomputer 13,
seine peripheren Schaltkreiselemente, usw., auf der Platine 4 angeordnet,
wobei danach das Lötmittel mittels einer Rückflussvorrichtung
geschmolzen wird, so dass die einzelnen Teile mit der Platine verlötet
werden. Anschließend wird der Wasser zurückweisende
Filter (nicht gezeigt) mittels Wärmeschweißens
an die Atmungsöffnung (nicht gezeigt), die in dem Gehäuse 3 ausgebildet
ist, angebracht.
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Danach
wird das Gehäuse 3 in einen Zustand versetzt,
der vertikal invertiert von dem aus 6 ist, und
die Wärmesenke 5 wird in eine der nach oben gerichteten Öffnungsabschnitte
des Gehäuses 3 angeordnet. Danach wird das geschmolzene
Silikonbindematerial 31 in die Nuten 30 eingefüllt und
wird anschließend verfestigt, so dass die Wärmesenke 5 fest
mit im Gehäuse 3 mittels des Silikonbindematerials 31 gesichert
wird. Somit wird die Dichtung zwischen dem Gehäuse 3 und
der Wärmesenke 5 bewirkt.
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Anschließend
wird das Gehäuse 3 mit der Wärmesenke 5,
die darauf gebunden ist, umgedreht und festgesetzt, wie es in 6 gezeigt
ist. Die folgenden Schritte des Anordnens der Halbleiterschaltelemente 2 auf
der Wärmesenke 5 und in Eingriff bringen der Plattenfeder 21 mit
dem Gehäuse 3 sind dieselben, wie die in Ausführungsform 1.
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Es
wird festgestellt, dass die Atmungsöffnung in der Abdeckung 7 anstelle
des Gehäuses 3 ausgebildet sein kann, und der
Wasser abweisende Filter kann an dieser Atmungsöffnung
angebracht sein. Ferner kann das Anbringen des Wasser abweisenden
Filters nach einem Schweißschritt des Verschweißens
der Abdeckung 7 mit der Öffnungsoberfläche
des Gehäuses 3 durchgeführt werden.
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Gemäß der
elektronischen Steuervorrichtung 1 dieser zweiten Ausführungsform
werden die Nuten 30 zwischen dem Gehäuse 3 und
der Wärmesenke 5 ausgebildet, und das Silikonbindematerial 31 wird
in die Nuten 30 eingefüllt. Mit einer solchen
Anordnung wird das Innere der elektronischen Steuervorrichtung 1 nach
außen abgedichtet, so dass es möglich ist, das
Eindringen von Wasser oder dergleichen von außen in das
Innere der elektronischen Steuervorrichtung 1 zu verhindern,
wodurch die Wasserfestigkeit der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert
wird.
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Ferner
sind die geschnittenen Oberflächen 5a der Wärmesenke 5,
die mit dem Silikonbindematerial 31 abgedeckt wird, nicht
nach außen freigelegt, wobei als Konsequenz, selbst wenn
ein Problem, wie beispielsweise ein Isolierungsfehler, aufgrund
einer Zerstörung oder dergleichen des eloxierten Aluminiumfilms 25 in
Bereichen auftritt, wo die Halbleiterschaltelemente 2 angebracht
sind, die Halbleiterschaltelemente nicht von der äußeren
Umgebung der elektronischen Steuervorrichtung 1 durch die
geschnittenen Oberflächen 5a elektrisch kurz geschlossen
werden, so dass die elektrische Isolationsperformance der elektrischen
Steuervorrichtung 1 verbessert werden kann.
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Ferner
sind die geschnittenen Oberflächen 5a der Wärmesenke 5 mit
dem Silikonbindematerial 31 abgedeckt, und folglich sind
die gesamten Oberflächen des Wärmesenken-Hauptkörpers 40 mit
dem eloxierten Aluminiumfilm 25 und dem Silikonbindematerial 31 abgedeckt,
so dass, selbst wenn Flüssigkeit, wie beispielsweise Salzwasser,
das Aluminium korrodiert, auf die elektronische Steuervorrichtung 1 auftrifft,
eine Korrosion der Wärmesenke 5 verhindert werden
kann, womit es folglich möglich wird, den Korrosionswiderstand
der elektronischen Steuervorrichtung 1 zu verbessern.
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Ferner
steht die Plattenfeder 21 nicht nur mit dem Gehäuse 3 in
Eingriff, sondern ist außerdem fest mit der Wärmesenke 5 mittels
der Schraube 20 mit dem Gehäuse 3, das
dazwischen angeordnet ist, gesichert, und das Gehäuse 3 ist
fest mit der Wärmesenke 5 mittels des Silikonbindematerials 31 gesichert,
wobei als eine Konsequenz davon eine Verringerung der Drängkraft,
die wirkt, um die Halbleiterschaltelemente 2 in engen Kontakt
mit der Wärmesenke 5 zu bringen, gering wird,
selbst wenn ein Lösen der Schraube 20 auftritt.
Folglich kann die Wärme, die durch die Halbleiterschaltelemente 2 erzeugt wird,
zur Wärmesenke 5 abgeleitet werden, und die Zuverlässigkeit
der Wärmeableitung der elektronischen Steuervorrichtung
kann verbessert werden.
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Ferner
ist das Gehäuse 3 fest durch die Wärmesenke 5 und
das Silikonbindematerial 31 gesichert, so dass die Anzahl
der Schrauben zur Anbringung des Gehäuses 3 auf
der Wärmesenke 5 reduziert werden kann, folglich
wird es ermöglicht, die Herstellungskosten zu reduzieren.
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Obwohl
in den oben genannten ersten und zweiten Ausführungsformen
die Bindeverbindungen zwischen den einzelnen Anschlüssen
VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 und
der einzelnen leitfähigen Platten 6 mittels eines
Laserschweißens gefertigt werden, können anstelle
dessen andere Schweißverfahren, wie beispielsweise Widerstandsschweißen,
TIG-Schweißen usw. verwendet werden. Ferner können
andere Bindeverfahren, wie beispielsweise Ultraschallbinden eher
als Schweißen verwendet werden.
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Ferner
wird in den Halbleiterschaltelementen 2 eine Halbbrücke,
die den Hochseiten-MOSFET 2H und den Tiefseiten-MOSFET 2L aufweist,
die miteinander integriert sind, in einer Einheit aufgenommen, und
zwei der Halbbrücken werden als ein Satz verwendet und
miteinander kombiniert, um einen Brückenschaltkreis zum
Schalten des Stroms für den elektrischen Motor 22 auszubilden,
allerdings können der Hochseiten-MOSFET 2H und
der Tiefseiten-MOSFET 2L separat konstruiert sein, so dass vier
separate oder unabhängige Halbleiterschaltelemente 2 verwendet
werden können, um einen solchen Brückenschaltkreis
auszubilden. Ferner können sechs Halbleiterschaltelemente 2 verwendet
werden, um einen Brückenschaltkreis zum Antreiben und Steuern
eines bürstenlosen (blushless) Dreiphasenmotors auszubilden.
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Obwohl
das Leistungsgerät aus den Halbleiterschaltelementen 2 zusammengesetzt
ist, können anstelle dessen andere Leistungsgeräte
wie beispielsweise Dioden, Thyristore usw. verwendet werden.
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Ferner
ist die Dicke der leitenden Platten 6 auf 0,8 mm festgelegt,
aber andere Dicken, wie beispielsweise 1,0 mm, 1,2 mm, usw., können
als die Dicke für die leitenden Platten 6 unter
Beachtung des Stroms, der durch die leitenden Platten 6 fließt,
den Abständen zwischen den benachbarten einzelnen Anschlüsse
VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2,
usw., verwendet werden.
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Obwohl
ein Befestigungselement die Schraube 20 umfasst, wodurch
allein die Plattenfeder 21 an die Wärmesenke 5 mit
dem Gehäuse 3 dazwischen angebracht wird, kann
es zusätzlich eine Schraube enthalten, durch die das Gehäuse 3 direkt an
die Wärmesenke 5 angebracht wird.
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Ferner
steht die Plattenfeder 21 mit dem Gehäuse 3 in
Eingriff und ist an diesem durch Festziehen der Schraube 20 und
Druckeinpassen der Eingriffsabschnitte 21b in die inneren
Seiten der Halteabschnitte 3b fest gesichert, allerdings
kann die Plattenfeder 21 mit dem Gehäuse 3 lediglich
durch Druckeinpassen der Eingriffsabschnitte 21b in die
inneren Seiten der Halteabschnitte 3b einzeln oder unabhängig
von dem Festziehen der Schraube 20 in Eingriff gebracht
werden.
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Ferner
wurde auf ein Beispiel Bezug genommen, in dem die vorliegende Erfindung
auf ein elektrisches Servolenkungssystem für ein Fahrzeug
angewendet wird, aber die vorliegende Erfindung kann auf eine elektronische
Steuervorrichtung angewendet werden, die mit einer Leistungsquelle
vorgesehen ist, und kann einen großen Strom (beispielsweise
25 A oder mehr) handhaben, wie beispielsweise eine elektronische
Steuervorrichtung in einem Antiblockiersystem (ABS), eine elektronische Steuervorrichtung,
die mit einer Klimaanlage in Verbindung steht, usw.
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Obwohl
die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben
wurde, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung mit Modifikationen
innerhalb des Geists und des Gegenstands der beigefügten
Ansprüche ausgeführt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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