DE102011006346A1

DE102011006346A1 - Elektrische Vorrichtung befestigt in einem elektrischen Kompressor

Info

Publication number: DE102011006346A1
Application number: DE102011006346A
Authority: DE
Inventors: Masao Yamada; Satoshi Yoshimura; Tetsuo Fuji
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-11-10
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: DE102011006346A8; JP5257472B2; CN102213208A; US8587168B2; CN102213208B; US20110268593A1; JP2011228639A; DE102011006346B4

Abstract

Eine elektrische Vorrichtung weist auf: eine Leiterplatte (10), die in einem Kühlmittel in einem Gehäuse (41, 44, 45, 60) angeordnet ist und ein elektrisches Element (15) und eine externe Koppelelektrode (14) aufweist, wobei das elektrische Element in einem Substrat versiegelt und befestigt und elektrisch mit der externen Koppelelektrode verbunden ist; einen externen Koppelanschluss (1000), der elektrisch mit der externen Koppelelektrode verbunden ist; und ein Trennelement (11, 50, 51, 60, 70, 80, 90) zum Trennen des externen Koppelanschlusses (1000) und eines Verbindungsabschnitts zwischen der externen Koppelelektrode und dem externen Koppelanschluss vom Kühlmittel.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung, die in einem elektrischen Kompressor befestigt ist.
Die JP 2009-203904 A beschreibt einen elektrischen Kompressor als Beispiel für eine Vorrichtung, in der eine elektrische Vorrichtung befestigt ist. Der elektrische Kompressor weist auf: ein Gehäuse mit einem Kühlmitteleinlass und einem Kühlmittelauslass, eine im Gehäuse untergebrachte Kompressionsmechanismuseinheit, eine Antriebswelle, die drehbar im Gehäuse gelagert und eine Antriebskraft auf die Kompressionsmechanismuseinheit überträgt, einen Statorkern, der im Gehäuse untergebracht und in einer radialen Richtung der Antriebswelle auf einer Außenumfangsseite angeordnet ist, eine Statorspule, die im Gehäuse untergebracht und um den Statorkern gewickelt ist, einen Rotor, der in der radialen Richtung einer Rotationsachse bezüglich des Statorkerns im Gehäuse auf einer Mittelseite angeordnet ist und die Antriebswelle in Übereinstimmung mit dem von der Statorspule erzeugten magnetischen Drehfeld dreht, eine Leiterplatte (d. h. eine Ansteuerschaltung) als einen Teil der elektrischen Vorrichtung, die an einer Außenwand des Gehäuses befestigt und einen Ansteuerstrom in die Statorspule speist, um das magnetische Drehfeld zu erzeugen, und einen ersten Kühlmittelkanal, der zwischen einer Innenwand des Gehäuses auf der Leiterplattenseite und der Außenwand des Statorkerns angeordnet ist und das Kühlmittel in Übereinstimmung mit einer Kühlmittelkompression der Kompressionsmechanismuseinheit von der Kühlmitteleinlassseite zur Kompressionsmechanismusseite führt.
Da der Kompressor den obigen Aufbau aufweist, kühlt der elektrische Kompressor die Leiterplatte über das Gehäuse mit dem durch den ersten Kühlmittelkanal fließenden Kühlmittel. Ferner weist der erste Kühlmittelkanal einen Wärmeisolierungsfilm bezüglich der Außenwand des Statorkerns auf, wobei der Wärmeisolierungsfilm eine Wärmeleitung zwischen dem Kühlmittel und dem Statorkern verhindert. Folglich kühlt der elektrische Kompressor die Leiterplatte in ausreichender Weise.
Bei dem in der JP 2009-203904 A beschriebenen elektrischen Kompressor ist es jedoch erforderlich, die Leiterplatte an einer Befestigungsoberfläche der Außenwand des Gehäuses zu befestigen, um das Kühlmittel weg von der Leiterplatte zu halten. Folglich kann die Leiterplatte Wärme im Wesentlichen nur von einer Oberfläche der Leiterplatte abstrahlen, welche die Befestigungsoberfläche des Gehäuses kontaktiert.
Um die Kühlleistung der Leiterplatte zu verbessern, wird darüber nachgedacht, die Abmessungen der Leiterplatte zu erhöhen, um einen Kontaktbereich zum Gehäuse zu vergrößern. Wenn die Abmessungen der Leiterplatte jedoch erhöht werden, werden auch die Abmessungen des elektrischen Kompressors an sich erhöht.
Folglich wird in Betracht gezogen, die Leiterplatte derart im Kühlmittel des Gehäuses anzuordnen, dass die Leiterplatte direkt vom Kühlmittel gekühlt wird. Die JP 2005-505144 A offenbart eine elektrische Vorrichtung als ein Beispiel für eine elektrische Vorrichtung, bei welcher die Leiterplatte im Kühlmittel des Gehäuses angeordnet ist.
Bei der in der JP 2005-505144 A beschriebenen elektrischen Vorrichtung ist jede Schaltungskomponente (d. h. die Leiterplatte) elektrisch mit einem entsprechenden Leitungskanal einer eine Biegbarkeit aufweisenden Leitungskanalhalterung (d. h. der Leiterplatte) verbunden. Die Schaltungskomponente ist in einem Zustand zusammen mit der Leitungskanalhalterung in einem versiegelten Raum des Gehäuses angeordnet, in welchem die flexible Leitungskanalhalterung gefaltet ist. Der Raum des Gehäuses ist mit dem nicht leitfähigen Kühlmittel (d. h. Kühlflüssigkeit) gefüllt. Das Kühlmittel kontaktiert alle der Schaltungskomponenten. Folglich ist die elektrische Vorrichtung strukturell kompakt aufgebaut und die Größe der Vorrichtung verhältnismäßig gering. Ferner werden alle der Schaltungskomponenten homogen und ausreichend gekühlt.
Ein externer Verbindungsanschluss (d. h. ein Verbindungselement) für eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte, die im Gehäuse angeordnet ist, und einer externen Schaltung, die auf einer Außenseite des Gehäuses angeordnet ist, ist hermetisch auf der Wand des Gehäuses in der elektrischen Vorrichtung der JP 2005-505144 A angeordnet. Die Leiterplatte und der externe Verbindungsanschluss sind in dem mit dem Kühlmittel gefüllten Gehäuse elektrisch miteinander verbunden. Folglich kontaktiert der Verbindungsabschnitt zwischen dem externen Verbindungsanschluss und der Leiterplatte das Kühlmittel direkt.
Wenn der Verbindungsabschnitt und der externe Verbindungsanschluss das Kühlmittel direkt kontaktieren, kann es bei einer Art von Kühlmittel zu einer Korrosion kommen. Ferner können beispielsweise dann, wenn das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel verwendet wird, der Verbindungsabschnitt und der externe Verbindungsanschluss eine leitfähige Verbindung zum Kühlmittel aufweisen. Folglich besteht die Gefahr, dass die Zuverlässigkeit beeinträchtig wird, wenn der Verbindungsabschnitt und der externe Verbindungsanschluss das Kühlmittel direkt kontaktieren.
Es ist angesichts des vorstehend beschriebenen Problems Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Vorrichtung bereitzustellen, bei der eine Kühlleistung einer Leiterplatte und eine Zuverlässigkeit eines externen Verbindungsanschlusses und eines Verbindungsabschnitts zwischen der Leiterplatte und dem externen Verbindungsanschluss verbessert werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine elektrische Vorrichtung auf: eine Leiterplatte, die in einem Kühlmittel in einem Gehäuse angeordnet ist und ein elektrisches Element und eine externe Koppelelektrode aufweist, wobei das elektrische Element in der Leiterplatte versiegelt und befestigt und das elektrische Element elektrisch mit der externen Koppelelektrode verbunden ist; einen externen Koppel- bzw. Verbindungsanschluss, der elektrisch mit der externen Koppelelektrode verbunden ist; und ein Trennelement zum Trennen des externen Verbindungsanschlusses und eines Verbindungsabschnitts zwischen der externen Koppelelektrode und dem externen Verbindungsanschluss vom Kühlmittel.
Da die Leiterplatte im Kühlmittel angeordnet ist, kontaktiert die Leiterplatte das Kühlmittel direkt. Folglich wird die Kühlleistung der Leiterplatte verbessert. Ferner wird verhindert, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt zwischen der Leiterplatte und dem externen Verbindungsanschluss das Kühlmittel kontaktieren, da die Vorrichtung das Trennelement zum Trennen des externen Verbindungsanschlusses und des Verbindungsabschnitts zwischen der externen Koppelelektrode und dem externen Verbindungsanschluss vom Kühlmittel aufweist. Folglich wird auch dann, wenn das das Metall korrodierende Kühlmittel verwendet wird, verhindert, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt zwischen der Leiterplatte und dem externen Verbindungsanschluss korrodieren. Ferner wird auch dann, wenn das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel verwendet wird, verhindert, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt zwischen der Leiterplatte und dem externen Verbindungsanschluss eine leitfähige Verbindung zum Kühlmittel aufweisen. Folglich werden die Kühlleistung der Leiterplatte und die Zuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses und des Verbindungsabschnitts zwischen der Leiterplatte und dem externen Verbindungsanschluss verbessert. Insbesondere kann nicht nur das keine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel, sondern ebenso das Kühlmittel, das Metall korrodiert, oder das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel verwendet werden. Dementsprechend erhöht sich der Freiheitsgrad zum Wählen des Kühlmittels. Hierbei wird, da das elektrische Element in einem Zustand an der Leiterplatte befestigt ist, in welchem das elektrische Element versiegelt ist, die Zuverlässigkeit des elektrischen Elements selbst dann nicht durch das Kühlmittel verringert, wenn das Kühlmittel, das Metall korrodiert, oder das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel verwendet wird.
Die obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnungen näher ersichtlich sein. In der Zeichnung zeigt/zeigen:
1 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Aufbaus eines elektrischen Kompressors 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in der 1;
3 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Aufbaus einer Ansteuerschaltung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in der 3;
5 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines elektrischen Kompressors gemäß einer ersten Modifikation;
6 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines elektrischen Kompressors gemäß einer zweiten Modifikation;
7 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer Befestigungsstruktur einer Leiterplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8A und 8B Abbildungen zur Veranschaulichung einer Befestigungsstruktur einer Leiterplatte gemäß einer dritten Modifikation;
9A und 9B Abbildungen zur Veranschaulichung einer Befestigungsstruktur einer Leiterplatte gemäß einer dritten Modifikation; und
10 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Befestigungsstruktur einer Leiterplatte gemäß einer fünften Modifikation.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt einen Aufbau eines elektrischen Kompressors 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Folglich wird eine elektrische Vorrichtung gemäß der vorhegenden Erfindung bei der vorliegenden Ausführungsform auf den elektrischen Kompressor 100 angewandt. Der elektrische Kompressor 100 ist beispielsweise in einem Motorraum eines Fahrzeugs angeordnet.
Der elektrische Kompressor 100 weist ein erstes Gehäuse 41 (entsprechend einem Gehäuse der vorliegenden Erfindung) und ein zweites Gehäuse 42 (entsprechend dem Gehäuse der vorliegenden Erfindung) auf, die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einer ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit aufgebaut sind. Das erste Gehäuse 41 (d. h. das Gehäuse) ist ein Element mit einem Boden, das von einem Boden 41a und einer Seitenwand umgeben wird. Ein Abschnitt des ersten Gehäuses 41, welcher dem Boden 41a gegenüberliegt, ist offen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Gehäuse 41 ein zylinderförmig ausgebildetes Element mit einem Boden als ein Beispiel für das Gehäuse 41, wobei die zylindrische Form passend für eine Form eines nachstehend noch beschriebenen Elektromotors 20 ausgebildet ist. Folglich weist das erste Gehäuse 41 einen kreisrunden Querschnitt in einer virtuellen Ebene senkrecht zu einer Antriebswelle 22 des Elektromotors 20 auf. Dementsprechend weist eine Seitenwand des ersten Gehäuses 41 eine gekrümmte Oberfläche auf. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Form des ersten Gehäuses 41 nicht auf die obige Form beschränkt.
Das zweite Gehäuse 42 ist an einem Ende einer Öffnungsseite des ersten Gehäuses 41 angeordnet. Das erste Gehäuse 41 und das zweite Gehäuse 41 sind über einen Bolzen aneinander gebondet. Folglich wird dann, wenn das erste Gehäuse 41 und das zweite Gehäuse 42 miteinander verbunden werden, ein Raum S3 im Gehäuse gebildet. Ein Einlassseiten-Raum S1 auf einer Seite des Bodens 41a des ersten Gehäuses 41 wird zwischen dem Boden 41a des ersten Gehäuses 41 und dem Elektromotor 20 gebildet.
Der Elektromotor 20, eine Ansteuerschaltung 10 (d. h. eine Leiterplatte), eine Kompressionsmechanismuseinheit 30, ein Wellenhalteelement 21 und dergleichen sind in dem Raum S3 untergebracht. Die Ansteuerschaltung 10 zur Ansteuerung des Elektromotors 20 ist elektrisch mit dem Elektromotor 20 und einer externen Schaltung, die auf einer Außenseite der Gehäuse 41, 42 angeordnet ist, verbunden. Die Kompressionsmechanismuseinheit 30 wird durch eine Drehantriebskraft des Elektromotors 20 angetrieben. Das Wellenhalteelement 21 ist zwischen dem Elektromotor 20 und der Kompressionsmechanismuseinheit 30 angeordnet.
Ein Einlass bzw. eine Ansaugöffnung a1 (d. h. ein Kühlmitteleinlass bzw. eine Kühlmittelansaugöffnung) zum Ansaugen des Kühlmittels in das erste Gehäuse 41 (d. h. den Raum S1 auf der Einlassseite) in Übereinstimmung mit der Kühlmittelkompression durch die Kompressionsmechanismuseinheit 30 ist im ersten Gehäuse 41 (wie beispielsweise dem Boden 41a) gebildet Der Einlass 41a1 stellt eine Verbindung zwischen dem ersten Gehäuse 41 (d. h. dem Raum S1 auf der Einlassseite) und der Außenseite des ersten Gehäuses 41 her.
Ein Auslass 42a1 (d. h. ein Kühlmittelauslass) zum Abgeben des mittels der Kompressionsmechanismuseinheit 30 komprimierten Kühlmittels zur Außenseite des zweiten Gehäuses 42 ist an einer Position gebildet, die beispielsweise einer nachstehend noch beschriebenen festen Rolle (Scroll) 32 gegenüberliegt. Insbesondere stellt der Auslass 42a1 eine Verbindung zwischen dem zweiten Gehäuse 42 (d. h. einem nachstehend noch beschriebenen Kompressionsraum 34) und der Außenseite des zweiten Gehäuses 42 her. Hierbei ist das Kühlmittel beispielsweise ein Kühlmittel der HFC-Reihe, ein Kühlmittel der HC-Reihe oder ein Kühlmittel der HFO-Reihe. Ferner kann das Kühlmittel ein eine Leitfähigkeit aufweisendes Kühlmittel oder ein Metall korrodierendes Kühlmittel sein. Insbesondere kann das Kühlmittel eine Ionenlösung oder Kühlwasser sein.
Ferner ist die Ansteuerschaltung 10 (d. h. die Leiterplatte), wie in 2 gezeigt, in einem nachstehend noch beschriebenen Kühlmittelkanal c1 angeordnet und ferner entlang einer Form einer gekrümmten Oberfläche (d. h. einer gekrümmten Innenoberfläche) einer Innenwand des ersten Gehäuses 41 befestigt. Insbesondere ist die eine gekrümmte Form aufweisende Ansteuerschaltung 10 an der Innenwand des ersten Gehäuses 41 befestigt. Die Ansteuerschaltung 10 bildet eine Schaltung mit einem Inverter und dergleichen, die elektrischen Gleichstrom in elektrischen Wechselstrom wandelt, um den Elektromotor 20 zu versorgen, und steuert die Drehzahl des Elektromotors 20, wobei der elektrische Gleichstrom von der an der Außenseite des elektrischen Kompressors 100 angeordneten externen Schaltung bereitgestellt wird. Die Ansteuerschaltung 10 ist über drei Wicklungen 1020 aus Metall elektrisch mit dem Elektromotor 20 verbunden. Die drei Wicklungen 1020 entsprechen den drei Phasen des Elektromotors 20. Eine Struktur im Querschnittsansicht des Elektromotors 20 ist der Einfachheit halber vereinfacht und in der 2 aufgezeigt.
Ein Loch 411a zum Durchführen eines Anschluss 1000 aus Metall durch das Loch 411a ist hermetisch an einem Abschnitt des ersten Gehäuses 41 gebildet, an welchem die Ansteuerschaltung 10 befestigt ist. Der Anschluss 1000 steift eine elektrische Verbindung zwischen der Ansteuerschaltung 10 und einer externen Schaltung her. Ein Versiegelungselement 411 mit einem Isoliervermögen ist in einem Zustand auf dem Loch 411a gebildet, in welchem der Anschluss 1000 im Loch 411a angeordnet ist, so dass das Loch 411a hermetisch abgedichtet (d. h. versiegelt) ist. Insbesondere wird der Raum S3 auf einer Innenseite des ersten Gehäuses 41 derart von der Außenseite des ersten Gehäuses 41 versiegelt, dass eine Luftdichtheit des Raums S3 gehalten wird. Die Ansteuerschaltung 10 hierbei wird nachstehend noch näher beschrieben.
Der Elektromotor 20 der vorliegenden Ausführungsform weist, wie vorstehend beschrieben, einen Drehstrom-Synchronmotor auf, der durch elektrischen Wechselstrom angetrieben wird, der von der Ansteuerschaltung 10 bereitgestellt wird, die im ersten Gehäuse 41 angeordnet ist. Der Elektromotor 20 weist die Antriebswelle 22, einen Stator 24 und einen Rotor 23 auf. Die Antriebswelle 22 wird drehbar im Gehäuse gehalten bzw. gelagert und überträgt eine Drehantriebskraft zur Kompressionsmechanismuseinheit 30. Der Stator 24 weist einen Statorkern 24a und eine Statorspule 24b auf und erzeugt ein magnetisches Drehfeld über einen Antriebsstrom von der Ansteuerschaltung 10. Der Statorkern 24a ist in einer radialen Richtung der Antriebswelle an einer Außenseite der Antriebswelle 22 angeordnet. Die Statorspule 24b ist um den Statorkern 24a gewickelt. Der eine hohle zylindrische Form aufweisende Rotor 23 dreht die Antriebswelle 22 in Übereinstimmung mit dem vom Stator 24 erzeugten magnetischen Drehfeld und ist in der radialen Richtung der Antriebswelle 22 auf einer Mittelseite der Antriebswelle 22 bezüglich des Statorkerns 24a angeordnet.
Ein Ende der Antriebswelle 22 wird von einem Lager (nicht gezeigt), das in den Boden 41a des ersten Gehäuses 41 eingefügt ist und sich im Eingriff mit diesem befindet, drehbar gehalten. Das andere Ende der Antriebswelle 22 dringt in ein Wellenhalteelement 21 und wird von einem Lager 22a, das in das Wellenhalteelement 21 eingefügt ist und sich im Eingriff mit diesem befindet, drehbar gehalten. Das Wellenhalteelement 21 ist beispielsweise ein hohles Element mit einem hexagonal ausgebildeten Abschnitt (nicht gezeigt) und einem zylindrischen Abschnitt (nicht gezeigt), wobei der zylindrische Abschnitt in das erste Gehäuse 41 eingefügt ist und sich im Eingriff mit diesem befindet. Der hexagonal ausgebildete Abschnitt weist eine Außenoberfläche auf, die derart ausgebildet ist, dass sie eine regelmäßige hexagonale Form aufweist.
Eine Konkavität 24a1 (entsprechend der ersten Konkavität der vorliegenden Erfindung) zur Bereitstellung eines Kühlmittelkanals c1 zwischen der Innenwand des ersten Gehäuses 41 und der Außenwand des Statorkerns 24a ist, wie in 2 gezeigt, auf der Außenwand des Statorkerns 24a gebildet. Insbesondere weist der elektrische Kompressor 100 der vorliegenden Ausführungsform den Kühlmittelkanal c1, in welchem das Kühlmittel fließt, zwischen dem Einlass 41a1 und der Kompressionsmechanismuseinheit 30 im Gehäuse auf. Die Querschnittsform (d. h. der Querschnitt entlang einer virtuellen Ebene senkrecht zur Antriebswelle 22) der Konkavität 24a1 im Statorkern 24a ist C-förmig ausgebildet. Hierbei ist die vorliegende Erfindung, obgleich bei der vorliegenden Ausführungsform drei Konkavitäten 24a1 gebildet sind, nicht hierauf beschränkt.
Der Kühlmittelkanal c1 (d. h. die Konkavität 24a1) ist derart gebildet, dass der Kühlmittelkanal c1 in Richtung der Mittelseite in der radialen Richtung der Antriebswelle 22 konkav ausgebildet ist und sich der Kanal c1 ferner in der axialen Richtung der Antriebswelle 22 erstreckt. Ferner sind die Kühlmittelkanäle c1 derart angeordnet, dass sie in der Umfangsrichtung um die Antriebswelle 22 zu gleichen Intervallen verschoben sind. Insbesondere weist der Statorkern 24a einen Querschnitt in der virtuellen Ebene senkrecht zur Antriebswelle 22 auf, der die Form eines Zahnrades aufweist.
Folglich erstreckt sich der Kühlmittelkanal c1 in der axialen Richtung der Antriebswelle 22 zwischen der Innenwand des ersten Gehäuses 41 und der Außenwand des Statorkerns 24a, welche der Innenwand des ersten Gehäuses 41 gegenüberliegt. Dementsprechend stellt der Kühlmittelkanal c1, wie in 1 gezeigt, eine Verbindung vom Raum S1 auf der Einlassseite zur Seite der Kompressionsmechanismuseinheit 30 her. Das durch den Kühlmittelkanal c1 fließende Kühlmittel passiert den Raum S3 und wird anschließend in die nachstehend noch beschriebene Kompressionsmechanismuseinheit 30 eingeleitet. Insbesondere werden der Raum S1 auf der Einlassseite und der Kompressionsraum 34 über den Kühlmittelkanal c1 und dergleichen miteinander verbunden.
Hierbei wird, da der Kühlmittelkanal c1 zwischen der Innenwand des ersten Gehäuses 41 und der Außenwand des Statorkerns 24a, welche der Innenwand des ersten Gehäuses 41 gegenüberliegt, gebildet ist, nicht nur die Ansteuerschaltung 10, die im Kühlmittelkanal c1 angeordnet ist, sondern ebenso der Elektromotor 20 gekühlt.
Nachstehend wird die Kompressionsmechanismuseinheit 30 näher beschrieben. Die Kompressionsmechanismuseinheit 30 ist mit einem Ende der Antriebswelle 22 verbunden, welches in das Wellenhalteelement 21 dringt. Die Kompressionsmechanismuseinheit 30 wird durch die Drehantriebskraft des Elektromotors 20 derart angetrieben, dass die Einheit 30 das Kühlmittel aus dem Einlass 41a1 saugt, das Kühlmittel komprimiert und das Kühlmittel über den Auslass 42a1 abgibt.
Die Kompressionsmechanismuseinheit 30 weist eine feste Rolle 32, die am ersten Gehäuse 41 befestigt ist, und eine rotierende Rolle 33, die zwischen der festen Rolle 32 und dem Elektromotor 20 angeordnet ist und der festen Rolle 32 gegenüberliegt, auf. Ein Exzenterelement 22b ist an einem Ende (einem Ende auf der Seite der Kompressionsmechanismuseinheit 30) der Antriebswelle 22 gebildet, wobei das Element 22b exzentrisch von der axialen Mittellinie der Antriebswelle 22 angeordnet ist. Das Exzenterelement 22b und die rotierende Rolle 33 sind über ein Lager 27 und eine Buchse 28 miteinander verbunden, die in die rotierende Rolle 33 auf der Seite des Elektromotors 20 eingefügt sind und sich im Eingriff mit dieser befinden. Ferner ist ein Ende eines Stifts 26 in eine Oberfläche des Wellenhalteelements 21 auf der Seite der Kompressionsmechanismuseinheit 30 eingefügt und befindet sich im Eingriff hiermit. Das andere Ende des Stifts 26 ist derart in eine Konkavität eingefügt, die in der rotierenden Rolle 33 auf der Seite des Elektromotors 20 gebildet ist, dass der Stift 26 eine Rotation der rotierenden Rolle 33 begrenzt.
Die feste Rolle 32 weist eine feste Umhüllung 32a auf, die zur Seite des Elektromotors 20 ragt. Die rotierende Rolle 33 weist eine rotierende Umhüllung 33a auf, die zu einer Seite entgegengesetzt zum Elektromotor 20 ragt, um der festen Umhüllung 32a der festen Rolle 32 gegenüberzuliegen. Der Kompressionsraum 34, der einen Raum bildet, der mit der festen Umhüllung 32a und der rotierenden Umhüllung 33a unterteilt wird, ist zwischen der festen Rolle 32 und der rotierenden Rolle 33 gebildet. Der Auslass bzw. die Auslassöffnung 32b und das Auslassventil 35 sind an einem Mittelabschnitt der festen Rolle 32 gebildet. Der Kompressionsraum 34 und der Raum 52 auf der Auslassseite sind über den Auslass 32b, das Auslassventil 35 und den Auslass 41a1 miteinander verbunden.
Folglich rotieren im elektrischen Kompressor 100, wenn die Statorspule 24b des Elektromotors 20 mit Strom versorgt wird, der Rotor 23 und die Antriebswelle 22 zusammen als eine Einheit, so dass die rotierende Rolle 33 in Übereinstimmung mit der Rotation der Antriebswelle 22 rotiert. Wenn die rotierende Rolle 33 rotiert, ändert sich das Volumen des Kompressionsraums 34, der zwischen der festen Rolle 32 und der rotierenden Rolle 33 gebildet wird. Das Kühlmittel auf der Außenseite des ersten Gehäuses 41 (d. h. in einem externen Kühlmittelkreis) wird aus dem Raum S1 auf der Einlassseite über den Kühlmittelkanal c1 in den Kompressionsraum 34 gesogen. Anschließend wird das im Kompressionsraum 34 komprimierte Kühlmittel über den Auslass 32b der festen Rolle 32, das Auslassventil 35 und den Auslass 42a1 zum Raum S2 auf der Auslassseite abgeleitet.
Nachstehend werden die Ansteuerschaltung 10 und die Befestigungsstruktur der Ansteuerschaltung 10 bezüglich des ersten Gehäuses 41 unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben. Die Ansteuerschaltung 10 weist, wie in 4 gezeigt, ein elektrisches Element 15, das auf einer Innenseite eines Isoliersubstrats aus thermoplastischem Harz 11 angeordnet ist, eine interne Kontaktstelle 14a (d. h. eine Elektrode für eine interne Verbindung), die über eine Verdrahtung 1020 elektrisch mit dem Elektromotor 20 verbunden und auf der Oberfläche des Isoliersubstrats angeordnet ist, eine externe Kontaktstelle 14 (d. h. eine Elektrode für eine externe Verbindung), die über einen Anschluss 1000 elektrisch mit einer externen Schaltung verbunden und auf der Oberfläche des Isoliersubstrats angeordnet ist, und ein leitfähiges Muster 12 und ein Zwischenschichtverbindungselement 13, die als Verdrahtungselement für eine elektrische Verbindung zwischen der internen Kontaktstelle 14a oder der externen Kontaktstelle 14 und einem entsprechenden Anschluss des elektrischen Elements 15 auf der Innenseite des Isoliersubstrats angeordnet sind, auf. Insbesondere ist die Ansteuerschaltung 10 ein mehrschichtiges Substrat, in welchem das leitfähige Muster 12 in dem Isoliersubstrat aus thermoplastischem Harz in einer mehrschichtigen Weise angeordnet ist, sind Teile der leitfähigen Muster in verschiedenen Schichten über das Zwischenschichtverbindungselement 13 (das beispielsweise aus einer leitfähigen Paste aufgebaut sind) in einer Zwischenschichtverbindungsweise elektrisch miteinander verbunden, und ist das im Isoliersubstrat angeordnete elektrische Element 15 elektrisch mit dem leitfähigen Muster 12 und dem Zwischenschichtverbindungselement 13 verbunden. Ferner weist das Isoliersubstrat aus thermoplastischem Harz 11 eine Flexibilität auf. Folglich weist die Ansteuerschaltung 10 die Flexibilität auf, da das Isoliersubstrat die Flexibilität aufweist. Insbesondere weist die Ansteuerschaltung 10 eine Biegbarkeit auf. Folglich kann die Form der Ansteuerschaltung 10 verhältnismäßig frei verformt werden.
Hierbei sind der Aufbau und die Anordnungsposition der internen Kontaktstelle 14a nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, solange die interne Kontaktstelle 14 über die Verdrahtung 1020 elektrisch mit dem Elektromotor 20 verbindbar ist. Die Ansteuerschaltung 10 ist im Kühlmittel angeordnet. Folglich können die interne Kontaktstelle 14a, ein Verbindungsabschnitt zwischen der internen Kontaktstelle 14a und der Verdrahtung 1020, ein Verbindungsabschnitt zwischen der Verdrahtung 1020 und dem Elektromotor 20 und dergleichen, wenn nötig, mit einem Versiegelungselement (wie beispielsweise einem Klebemittel) versiegelt werden. Insbesondere wird beispielsweise dann, wenn das Kühlmittel, das Metall korrodiert, oder das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel als das Kühlmittel verwendet wird, die Zuverlässigkeit der internen Kontaktstelle 14a, des Verbindungsabschnitts zwischen der internen Kontaktstelle 14a und der Verdrahtung 1020 und des Verbindungsabschnitts zwischen der Verdrahtung 1020 und dem Elektromotor 20 verbessert.
Das leitfähige Muster 12 als ein Teil einer Verdrahtung ist auf der Oberfläche des thermoplastischen Harzes 11 gebildet. Ferner ist das thermoplastische Harz 11 derart gebildet, dass ein Harzfilm (d. h. ein Basisfilm) mit einer thermoplastischen Eigenschaft und dem Zwischenschichtverbindungselement 13 (d. h. einem Verbindungsdurchgangsloch) als ein Teil einer Verdrahtung, die derart gebildet wird, dass leitfähiges Material (wie beispielsweise leitfähige Paste) in einem Durchgangsloch 13a eingebettet wird, das einen Boden des leitfähigen Musters 12 eingebettet wird, ein Harzfilm (d. h. ein Basisfilm) mit einer thermoplastischen Eigenschaft und einem Durchgangsloch entsprechend von Abmessungen des elektrischen Elements 15 und dergleichen in einer mehrschichtigen Weise geschichtet und aneinander gebondet (d. h. geschweißt) sind. Die Anzahl zu schichtender Harzfilme wird derart bestimmt, dass die Ansteuerschaltung 10 eine geeignete Flexibilität aufweist.
Das elektrische Element 15 ist an mehrere der vorstehend beschriebenen eine thermoplastische Eigenschaft aufweisende Harzfilme gebondet. Das elektrische Element 15 ist im thermoplastischen Harz 11 versiegelt. Folglich kann das im thermoplastischen Harz 11 eingebettete elektrische Element 15 auch im Falle eines Nacktchips verwendet werden. Das Material zum Bilden des Harzfilms zur Bereitstellung des thermoplastischen Harzes 11 ist beispielsweise aus Polyetheretherketon (d. h. PEEK), Polyetherimid (d. h. PEI), einer Kombination aus Polyetheretherketon und Polyetherimid oder flüssigkristallinem Polymer aufgebaut.
Ferner ist die externe Kontaktstelle 14, wie in 3 gezeigt, in einer Oberfläche (d. h. einer Oberfläche des Isoliersubstrats) der Ansteuerschaltung 10 angeordnet, als eine Oberfläche, welche dem ersten Gehäuse 41 gegenüberliegt. Die interne Kontaktstelle 14a ist auf der anderen Oberfläche (d. h. der anderen Oberfläche des Isoliersubstrats, die einer Rückseitenoberfläche einer Bildungsoberfläche der externen Kontaktstelle 14 entspricht) der Ansteuerschaltung 10 angeordnet.
Die Ansteuerschaltung 10 weist hierbei, wie in 3 gezeigt, einen Bereich a1 für ein elektrisches Element, in welchem das eingebettete elektrische Element 15 angeordnet ist, und einen Randbereich a2, in welchem das elektrische Element 15 nicht angeordnet ist, auf. Der Randbereich a2 und der Bereich a1 für ein elektrisches Element sind in einer virtuellen Ebene in einer Dickenrichtung angeordnet, wobei der Randbereich a2 den Bereich a1 für ein elektrisches Element umgibt. Hierbei ist es nicht stets erforderlich, die Ansteuerschaltung 10 in den Randbereich a2 und den Bereich a1 für ein elektrisches Element zu unterteilen.
Die Ansteuerschaltung 10 wird wie folgt gefertigt. Mehrere vorstehend beschriebene thermoplastische Harzfilme werden derart geschichtet, dass das elektrische Element 15 auf der Innenseite der Filme angeordnet wird. Mehrere geschichtete thermoplastische Harzfilme werden erwärmt und in der Schichtrichtung von beiden Seiten mir Druck beaufschlagt. Die Filme werden beispielsweise für zehn bis zwanzig Minuten bei einer Lufttemperatur in einem Bereich zwischen 250°C und 350°C in einem Bereich zwischen 1 MPa und 10 MPa mit Druck beaufschlagt. Folglich werden die Filme im Block derart in einer Thermokompressionsweise verbunden, dass die Ansteuerschaltung 10 gefertigt wird. Das vorstehend beschriebene Fertigungsverfahren dient lediglich als Beispiel, sollte jedoch nicht als die vorliegende Erfindung hierauf beschränkend angesehen werden.
Die Ansteuerschaltung 10 ist, wie in 3 gezeigt, im Kühlmittelkanal c1 angeordnet und beispielsweise über Klebemittel an der Innenwand (mit einer gekrümmten Oberfläche) des ersten Gehäuses 41 befestigt. Wenn die Ansteuerschaltung 10 am ersten Gehäuse 41 befestigt ist, sind die Ansteuerschaltung 10 und das erste Gehäuse 41 derart in Linie gebracht und aneinander befestigt, dass die auf der Oberfläche der Ansteuerschaltung 10 angeordnete externe Kontaktstelle 14 mit dem Loch 411a für den im ersten Gehäuse 41 angeordneten Anschluss übereinstimmt. Folglich wird die Ansteuerschaltung 10 derart am ersten Gehäuse 41 befestigt, dass die externe Kontaktstelle 14 über das Loch 411a positioniert wird.
Dementsprechend weist das erste Gehäuse 41 das Loch 411a auf, das auf der Oberfläche des ersten Gehäuses 41 angeordnet ist, welche der Ansteuerschaltung 10 gegenüberliegt, so dass der Anschluss 1000 für eine elektrische Verbindung zwischen der Ansteuerschaltung 10 und der externen Schaltung im Loch 411a angeordnet und über das Versiegelungselement 411 hermetisch versiegelt ist. Die Ansteuerschaltung 10 ist derart an der Innenwand des ersten Gehäuses 41 befestigt, dass eine Oberfläche der Schaltung 10, auf welcher die externe Kontaktstelle 14 gebildet ist, eine der Innenwand gegenüberliegende Oberfläche bildet, und die externe Kontaktstelle 14 am Loch 411a fluchtend angeordnet ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Kühlmittel entweicht, und wird die Ansteuerschaltung 10 im Gehäuse (d. h. im ersten Gehäuse 41 und im zweiten Gehäuse) angeordnet.
Ferner ist die Ansteuerschaltung 10 vorzugsweise dicht an der Innenwand des ersten Gehäuses 41 befestigt. In diesem Fall wird selbst dann, wenn das Versiegelungselement 411 nicht im Loch 411a angeordnet ist, verhindert, dass das Kühlmittel durch das Loch 411a entweicht, und die Ansteuerschaltung 10 im Gehäuse (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse) angeordnet. Hierauf wird nachstehend noch näher eingegangen.
Ferner kann die Ansteuerschaltung 10, da sie aus dem thermoplastischen Harz 11 aufgebaut ist, mittels eines Thermokompressionsverbindungsverfahrens am ersten Gehäuse 41 befestigt werden. In diesem Fall kann die Ansteuerschaltung 10 auf einfache Weise dicht an der Innenwand des ersten Gehäuses 41 befestigt werden. Hierauf wird nachstehend noch näher eingegangen. Folglich ist dann, wenn die Ansteuerschaltung 10 mittels des Thermokompressionsverbindungsverfahrens am ersten Gehäuse 41 befestigt wird, eine Kompressionskraft bezüglich des Randbereichs a2 höher als eine Kompressionskraft bezüglich des Bereichs a1 für ein elektrisches Element. Folglich wird die Bindungskraft zwischen der Ansteuerschaltung 10 und dem ersten Gehäuse 41 verbessert und die Belastung bezüglich des elektrischen Elements 15 verringert.
Hierbei ist es dann, wenn die Ansteuerschaltung 10 über Klebemittel an der Innenwand (mit einer gekrümmten Oberfläche) des ersten Gehäuses 41 befestigt wird, erforderlich, die Ansteuerschaltung 10 gegen das erste Gehäuse 41 zu drücken. Folglich wird die Kompressionskraft bezüglich des Randbereichs a2 auch dann, wenn die Ansteuerschaltung 10 über Klebemittel am ersten Gehäuse 41 befestigt wird, so ausgelegt, dass sie höher als die Kompressionskraft bezüglich des Bereichs a1 für ein elektrisches Element ist, so dass die Bindungskraft zwischen der Ansteuerschaltung 10 und dem ersten Gehäuse 41 verbessert und die Belastung bezüglich des elektrischen Elements 15 verringert wird.
Dementsprechend kann die Form der Ansteuerschaltung 10 verhältnismäßig frei verformt werden, da das Isoliersubstrat eine Flexibilität bzw. Biegbarkeit aufweist. Da das in der Ansteuerschaltung 10 eingebettete elektrische Element 15 und das leitfähige Muster 12 und das Zwischenschichtverbindungselement 13 als Verdrahtungsabschnitt im thermoplastischen Harz 11 angeordnet sind, sind sie ferner mit dem thermoplastischen Harz 11 versiegelt. Folglich weist die im Kühlmittelkanal angeordnete Ansteuerschaltung 10 eine Form entlang der gekrümmten Oberfläche der Innenwand des ersten Gehäuses 41 auf, die an der Innenwand des die zylindrische Form aufweisenden ersten Gehäuses 41 befestigt ist.
Dementsprechend wird im elektrischen Kompressor 100 der vorliegenden Ausführungsform, da die Ansteuerschaltung 10, mit Ausnahme der Befestigungsoberfläche zum ersten Gehäuse 41, das Kühlmittel direkt kontaktiert, die Kühlleistung der Ansteuerschaltung 10 verbessert, ohne die Abmessungen der Ansteuerschaltung 10 zu erhöhen.
Ferner ist, wie vorstehend beschrieben, die Konkavität 24a1 am Statorkern 24a gebildet und die Ansteuerschaltung 10 im Kühlmittelkanal c1 angeordnet, der zwischen der Konkavität 24a1 und der Innenwand des ersten Gehäuses 41 gebildet ist. Folglich ist es nicht erforderlich, den Befestigungsraum der Ansteuerschaltung 10 auf der Außenseite des ersten Gehäuses 41 vorzusehen. Dementsprechend wird die Ansteuerschaltung 10 auf der Innenseite des Gehäuses befestigt, ohne die Abmessungen des elektrischen Kompressors 100 selbst zu erhöhen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Isoliersubstrat der Ansteuerschaltung 10 aus mehreren Harzfilmen, die eine thermoplastische Eigenschaft aufweisen, aufgebaut. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Das Isoliersubstrat der Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung kann wenigstens das thermoplastische Harz aufweisen. Alternativ kann das Isoliersubstrat aus einem Substratfilm, welcher das thermoplastische Harz aufweist und als Klebeschicht wirkt, und einem Substratfilm, der ein wärmehärtendes Harz aufweist, gebildet sein. Die Substratfilme werden abwechselnd geschichtet und aneinander gebondet (d. h. miteinander verbunden).
Folglich ist die vorliegende Erfindung, obgleich sie vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, nicht auf diese beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Weise innerhalb ihres Schutzumfangs modifiziert werden.
Bei der obigen Ausführungsform ist die Ansteuerschaltung 10 beispielsweise an der Innenwand (d. h. der gekrümmten Oberfläche) des ersten Gehäuses 41 mit der zylindrischen Form befestigt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. 5 zeigt beispielsweise eine erste Modifikation. Insbesondere kann die Ansteuerschaltung 10 an einer Ecke des ersten Gehäuses 44, das in Form eines hohlen quadratischen Prismas ausgebildet ist, befestigt sein. Hierbei entspricht ein Querschnitt des in der 5 gezeigten Kompressors der 2. Ferner sind der Elektromotor 20 und dergleichen der Einfachheit halber in der 5 nicht gezeigt.
Die Ansteuerschaltung 10 der vorliegenden Erfindung ist, wie vorstehend beschrieben, verhältnismäßig frei verformbar, da das Isoliersubstrat die Flexibilität (d. h. Biegbarkeit) aufweist. Folglich kann die Ansteuerschaltung 10, wie in 5 gezeigt, an der Ecke des ersten Gehäuses 44 befestigt werden.
Bei der obigen Ausführungsform ist die Konkavität 24a1 auf den Statorkern 24a gebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Insbesondere kann dann, wenn der Kühlmittelkanal zwischen der Innenwand des ersten Gehäuses 45 und der der Innenwand gegenüberliegenden Außenwand des Statorkerns 24a gebildet ist, eine Konkavität 45a (entsprechend der zweiten Konkavität der vorliegenden Erfindung) auf dem ersten Gehäuse 45 gebildet werden, wie bei einer zweiten Modifikation gemäß der 6 aufgezeigt wird. Insbesondere wird die Konkavität 45a derart auf der Innenwand des ersten Gehäuses 41 gebildet, dass die Konkavität 45a zur Außenseite der Antriebswelle 22 in der radialen Richtung konkav ausgebildet ist und sich die Konkavität 45a in der axialen Richtung der Antriebswelle 22 erstreckt. Folglich wird der Kühlmittelkanal c2 zwischen der zweiten Konkavität 45a und der Außenwand des Statorkerns 24a gebildet. Hierbei ist 6 eine Zeichnung entsprechend der 5 der obigen Ausführungsform. Der Aufbau im Querschnitt des Elektromotors 20 ist der Einfachheit halber vereinfacht gezeigt.
Die Ansteuerschaltung 10 ist an der Konkavität 45a befestigt. Die Ansteuerschaltung 10 der vorliegenden Erfindung kann jedoch, wie vorstehend beschrieben, verhältnismäßig frei verformbar sein. Folglich ist die Form der Konkavität 45a nicht auf eine bestimmte Form beschränkt, so dass die Form der Konkavität 45a verhältnismäßig frei gewählt werden kann. Gemäß einem Beispiel kann die Konkavität 45a, wie in 6 gezeigt, einen C-förmigen Querschnitt (d. h. einen Querschnitt entlang einer virtuellen Ebene senkrecht zur Antriebswelle 22) aufweisen.
In diesem Fall sind die Kühlmittelkanäle c1, c2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwischen dem Statorkern 24a und der Innenwand des ersten Gehäuses 41 gebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung hinsichtlich des elektrischen Kompressors wird erfindungsgemäß gelöst, solange die Kanäle c1, c2 zwischen dem Einlass 41a und der Kompressionsmechanismuseinheit 30 im ersten Gehäuse 41 gebildet sind.
Folglich ist die Position, an welcher die Ansteuerschaltung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, nicht darauf beschränkt, zwischen dem Statorkern 24a und der Innenwand des ersten Gehäuses 41 zu liegen. Die Position ist insbesondere nicht auf irgendeine Position beschränkt, solange die Position auf der Innenwand des ersten Gehäuses 41 liegt, um den Kühlmittelkanal bereitzustellen. Insbesondere wird dann, wenn die Ansteuerschaltung 10 an einer Position befestigt ist, die zum Kühlmittel freiliegt, und eine an die Form der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) angepasste Form aufweist, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst.
Folglich stellt die vorliegende Erfindung den elektrischen Kompressor zur Verbesserung der Kühlleistung der Leiterplatte ohne eine Erhöhung der Abmessungen der Leiterplatte bereit.
Demgemäß weist der elektrische Kompressor auf: das Gehäuse (d. h. das erste Gehäuse 41 und das zweite Gehäuse 42) mit dem Kühlmitteleinlass (d. h. dem Einlass 41a1) und dem Kühlmittelauslass (d. h. dem Auslass 42a1); den Elektromotor 20, der im Gehäuse (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse 42) untergebracht ist; die Ansteuerschaltung 10, die im Gehäuse (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse 42) untergebracht und elektrisch derart mit dem Elektromotor 20 und der externen Schaltung, die auf der Außenseite des Gehäuses (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse 42) angeordnet ist, verbunden ist, dass die Ansteuerschaltung 10 den Elektromotor 20 antreibt; die Kompressionsmechanismuseinheit 30, die im Gehäuse (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse 42) untergebracht ist, die durch die Drehantriebskraft des Elektromotors 20 derart angetrieben wird, dass die Einheit 30 das Kühlmittel aus dem Kühlmitteleinlass (d. h. dem Einlass 41a1) saugt, komprimiert das Kühlmittel und gibt das Kühlmittel über den Kühlmittelauslass (d. h. den Auslass 42a1) ab; und den Kühlmittelkanal (d. h. den Kühlmittelkanal c1 und den Kühlmittelkanal c2), der im Gehäuse (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse 42) zwischen dem Kühlmitteleinlass (d. h. dem Einlass 41a1) und der Kompressionsmechanismuseinheit 30 angeordnet ist und das Kühlmittel führt, wobei die Ansteuerschaltung 10 dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: das elektrische Element 15, das auf der Innenseite des Isoliersubstrats angeordnet ist, das wenigstens das thermoplastische Harz 11 aufweist; die Elektrode für eine interne Verbindung (d. h. die interne Kontaktstelle 14a), die auf der Oberfläche des Isoliersubstrats gebildet und elektrisch mit dem Elektromotor 20 verbunden ist; die Elektrode für eine externe Verbindung (d. h. die externe Kontaktstelle 14), die auf der Oberfläche des Isoliersubstrats gebildet und elektrisch mit der externen Schaltung verbunden ist; und den Verdrahtungsabschnitt (d. h. das leitfähige Muster 12 und das Zwischenschichtverbindungselement 13), der auf der Innenseite des Isoliersubstrats angeordnet und elektrisch mit Anschlüssen des elektrischen Elements 15 entsprechend der Elektrode für eine interne Verbindung (d. h. die interne Kontaktstelle 14a) und der Elektrode für eine externe Verbindung (d. h. die externe Kontaktstelle 14) verbunden ist, wobei das Isoliersubstrat der Ansteuerschaltung 10 derart flexibel ausgebildet ist, dass die Ansteuerschaltung 10 auf der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) befestigt ist, welches den Kühlmittelkanal (d. h. den Kühlmittelkanal c1 und den Kühlmittelkanal c2) bereitstellt, um der Form der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) angepasst zu sein.
Folglich ist die Form der Ansteuerschaltung 10 verhältnismäßig frei verformbar, da das Isoliersubstrat der Ansteuerschaltung 10 die Flexibilität aufweist. Da das elektrische Element 15 der Ansteuerschaltung 10 und der Verdrahtungsabschnitt (d. h. das leitfähige Muster 12 und das Zwischenschichtverbindungselement 13) im Isoliersubstrat angeordnet sind, sind sie im Isoliersubstrat versiegelt. Folglich ist die elektrisch mit der externen Schaltung und dem Elektromotor 20 verbundene Ansteuerschaltung 10 im Kühlmittel angeordnet und ferner derart befestigt, dass sie an die Form der Innenwand des Gehäuses angepasst ist.
Folglich wird, da die Ansteuerschaltung 10, mit Ausnahme der Befestigungsoberfläche des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42), das Kühlmittel im elektrischen Kompressor 100 direkt kontaktiert, die Kühlleistung der Ansteuerschaltung 10 verbessert, ohne dass die Abmessungen der Ansteuerschaltung 10 erhöht werden.
Ferner kann das Isoliersubstrat derart gebildet werden, dass mehrere Substratfilme einschließlich des thermoplastischen Harzes 11 geschichtet und miteinander verbunden werden. in diesem Fall werden mehrere Substratfilme in einem Zustand geschichtet, in welchem das elektrische Element 15 und der Verdrahtungsabschnitt (d. h. das leitfähige Muster 12 und das Zwischenschichtverbindungselement 13) auf der Innenseite angeordnet sind, und entlang der Schichtrichtung der Substratfilme erwärmt und mir Druck beaufschlagt, so dass die Ansteuerschaltung gebildet wird.
Alternativ kann das Isoliersubstrat derart gebildet werden, dass die als Klebemittel dienenden und das thermoplastische Harz aufweisenden Substratfilme und die das wärmehärtende Harz aufweisenden Substratfilme abwechselnd geschichtet und aneinander gebondet (d. h. miteinander verbunden) werden.
Alternativ kann der Substratfilm ein Durchgangsloch oder Durchkontaktierung (d. h. das Zwischenschichtverbindungselement 13) als den Verdrahtungsabschnitt aufweisen, der durch das leitfähige Element im Durchgangsloch (d. h. im Durchgangsloch 13a) vorgesehen wird.
Alternativ kann das Gehäuse (d. h. das erste Gehäuse 41 und das zweite Gehäuse 42) das Loch (d. h. das Loch 411a) auf der Oberfläche aufweisen, welche der Ansteuerschaltung 10 gegenüberliegt, und ist das Verbindungselement (d. h. der Anschluss 1000) für eine elektrische Verbindung zwischen der Ansteuerschaltung 10 und der externen Schaltung hermetisch im Loch angeordnet. Die Ansteuerschaltung 10 kann derart an der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) befestigt sein, dass die eine Oberfläche der Schaltung 10, auf welcher die Elektrode für eine externe Verbindung (d. h. die externe Kontaktstelle 14) gebildet wird, die gegenüberliegende Oberfläche bildet, und die Elektrode für eine externe Verbindung (d. h. die externe Kontaktstelle 14) an dem Loch (d. h. dem Loch 411a) angeordnet ist. In diesem Fall ist die Ansteuerschaltung 10 im Gehäuse (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse 42) angeordnet, wobei der Verlust bzw. das Entweichen von Kühlmittel eingeschränkt wird.
Der Elektromotor kann aufweisen: die Antriebswelle 22, die drehbar im Gehäuse (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse 42) gelagert ist, um die Drehantriebskraft zur Kompressionsmechanismuseinheit 30 zu übertragen; den Statur 24, welcher den Statorkern 24a, der in der radialen Richtung auf der Außenseite der Antriebswelle 22 angeordnet ist, und die Statorspulle 24a, die um den Statorkern 24a herum gewickelt ist, aufweist und das magnetische Drehfeld durch den Ansteuerstrom von der Ansteuerschaltung 10 erzeugt; und den Rotor 23, der in der radialen Richtung bezüglich des Statorkerns 24a auf der Mittelseite der Antriebswelle 22 angeordnet ist und die Antriebswelle 22 in Übereinstimmung mit dem vom Statur 24 erzeugten magnetischen Drehfeld dreht, wobei der Kühlmittelkanal (d. h. der Kühlmittelkanal c1 und der Kühlmittelkanal c2) zwischen der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) und der Außenwand des Statorkerns 24a, welche der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) gegenüberliegt, angeordnet ist und sich in der axialen Richtung der Antriebswelle 22 erstreckt. Folglich wird dieser Aufbau bevorzugt, da sowohl die Ansteuerschaltung 10 als auch der Elektromotor 20 gekühlt werden.
Ferner kann dann, wenn der Kühlmittelkanal zwischen der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) und der Außenwand des Statorkerns 24a, welche der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) gegenüberliegt, angeordnet ist, die erste Konkavität 24a1 auf der Außenwand des Statorkerns 24a gebildet sein und sich in der axialen Richtung der Antriebswelle 22 erstrecken und der Kühlmittelkanal (d. h. der Kühlmittelkanal c1) zwischen der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) und der ersten Konkavität 24a1 gebildet sein. In diesem Fall kann die Ansteuerschaltung 10 auf der Innenseite des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) befestigt sein, ohne dass die Abmessungen des elektrischen Kompressors 100 erhöht werden.
Ferner kann dann, wenn der Kühlmittelkanal (d. h. der Kühlmittelkanal c2) zwischen der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) und der Außenwand des Statorkerns 24a, welche der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) gegenüberliegt, angeordnet ist, die zweite Konkavität 45a auf der Innenwand des Gehäuses (d. h. des ersten Gehäuses 41 und des zweiten Gehäuses 42) gebildet sein, um in der radialen Richtung zur Außenseite der Antriebswelle 22 konkav ausgebildet zu sein und sich in der axialen Richtung der Antriebswelle 22 zu erstrecken, und der Kühlmittelkanal (d. h. der Kühlmittelkanal c2) zwischen der zweiten Konkavität 45a und der Außenwand des Statorkerns 24a gebildet sein.
In diesem Fall wird die Ansteuerschaltung 10 an der zweiten Konkavität 45a befestigt. Die Ansteuerschaltung 10 der vorliegenden Erfindung ist jedoch, wie vorstehend beschrieben, verhältnismäßig frei verformbar. Folglich ist die Form der zweiten Konkavität 45a nicht auf eine bestimmte Form beschränkt, sondern verhältnismäßig frei bestimmbar.
Alternativ kann die Ansteuerschaltung 10 den Bereich a1 für ein elektrisches Element und den Randbereich a2 in der virtuellen Ebene in der Dickenrichtung aufweisen. Das elektrische Element 15 ist auf dem Bereich a1 für ein elektrisches Element angeordnet, und der Randbereich a2 umgibt den Bereich a1 für ein elektrisches Element, wobei das elektrische Element 15 nicht auf dem Randbereich a2 angeordnet ist. Folglich ist dann, wenn die Ansteuerschaltung 10 über das Thermokompressionsverbindungsverfahren am Gehäuse (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse 42) befestigt wird, die Kompressionskraft bezüglich des Randbereichs a2 höher als die Kompressionskraft bezüglich des Bereichs a1 für ein elektrisches Element, so dass die Bindungskraft zwischen der Ansteuerschaltung 10 und dem Gehäuse (d. h. dem ersten Gehäuse 41 und dem zweiten Gehäuse 42) verbessert und die Belastung bezüglich des elektrischen Elements 15 verringert wird.
(Zweite Ausführungsform)
Um das Entweichen des Kühlmittels über das Loch 411a zu verhindern bzw. einzuschränken, wird die Ansteuerschaltung 10, wie vorstehend beschrieben, hermetisch an der Innenwand des ersten Gehäuses 41 befestigt, so dass der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 vom Kühlmittel getrennt. Insbesondere sind der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 hermetisch versiegelt.
Bei der obigen Ausführungsform und den obigen Modifikationen wird die Befestigungsstruktur der Leiterplatte auf den elektrischen Kompressor angewandt. Die elektrische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Merkmale beschränkt. Insbesondere kann die elektrische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zusätzlich zum elektrischen Kompressor auf eine Einrichtung, wie beispielsweise eine Kraftstoffpumpe, eine Wasserpumpe und eine Ölpumpe angewandt werden. Selbst wenn die Leiterplatte in der elektrischen Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform nicht derart befestigt ist, dass sie an die Form der Innenwand des Gehäuses angepasst ist, kann die Aufgabe gelöst werden.
Die elektrische Vorrichtung der zweiten Ausführungsform weist, wie in 7 gezeigt, die Leiterplatte 10, den Anschluss 1000 (d. h. die Elektrode für eine externe Verbindung) und das Klebemittel 50 als das Trennelement auf. Die Leiterplatte 10 ist im Kühlmittel des Gehäuses angeordnet, und das elektrische Element 15 ist in der Leiterplatte 10 versiegelt und befestigt. Ferner ist die externe Kontaktstelle 14 (d. h. die Elektrode für eine externe Verbindung), die elektrisch mit dem elektrischen Element 15 verbunden ist, auf der Leiterplatte 10 gebildet. Der Anschluss 1000 ist elektrisch mit der externen Kontaktstelle 14 der Leiterplatte 10 verbunden. Das Klebemittel 50 (wie beispielsweise Klebemittel aus der Reihe der Epoxidharze) trennt den Verbindungsabschnitt zwischen der externen Kontaktstelle 14 und dem Anschluss 1000 und den Anschluss 1000 vom Kühlmittel. Der Aufbau und das Herstellungsverfahren der Leiterplatte 10 entsprechen im Wesentlichen dem Aufbau und dem Herstellungsverfahren der vorstehend beschriebenen Ansteuerschaltung 10. Folglich weist die Leiterplatte der vorliegenden Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen wie die vorstehend beschriebene Ansteuerschaltung auf.
Die Leiterplatte 10 weist auf: das elektrische Element 15, das auf der Innenseite des Isoliersubstrats aus thermoplastischem Harz 11 angeordnet (d. h. versiegelt) ist; die externe Kontaktstelle 14 (d. h. die Elektrode für eine externe Verbindung), die elektrisch mit dem Anschluss 1000 verbunden und im Isoliersubstrat gebildet ist; und das leitfähige Muster (nicht gezeigt, jedoch ähnlich der obigen Ausführungsform) und das Zwischenschichtverbindungselement 13 als der Verdrahtungsabschnitt, der auf der Innenseite des Isoliersubstrats angeordnet ist, für eine elektrische Verbindung zwischen der externen Kontaktstelle 14 und dem entsprechenden Anschluss des elektrischen Elements 15. Insbesondere weist die Leiterplatte 10 das leitfähige Muster und das Zwischenschichtverbindungselement 13 als den Verdrahtungsabschnitt auf. Ferner ist die externe Kontaktstelle 14, wie in 7 gezeigt, auf einer Oberflächenseite (d. h. einer Oberflächenseite des Isoliersubstrats) der Leiterplatte 10 gebildet, welche der Oberflächenseite entspricht, welche der Innenwand 61 des Gehäuses 60 gegenüberliegt.
Das aus dem thermoplastischen Harz 11 aufgebaute Isoliersubstrat kann eine Biegbarkeit aufweisen. Alternativ kann das Substrat keine Biegbarkeit aufweisen. Insbesondere kann die Leiterplatte 10 eine Flexibilität aufweisen. Alternativ kann die Leiterplatte 10 keine Flexibilität aufweisen. Wenn die Leiterplatte 10 die Flexibilität aufweist, kann die Form verhältnismäßig frei verformbar sein. Hierbei weist die Leiterplatte 10 dann, das Isoliersubstrat die Biegbarkeit aufweist, die Biegbarkeit auf.
Das thermoplastische Harz 11 wird derart gebildet, dass die Harzfilme (d. h. der Substratfilm) aus thermoplastischem Harz, auf deren Oberfläche das leitfähige Muster als ein Teil des Verdrahtungsabschnitts gebildet ist und welche das Zwischenschichtverbindungselement 13 (d. h. das Durchgangsloch) als einen Teil des Verdrahtungsabschnitts aufweisen, der derart gebildet wird, dass das leitfähige Element (wie beispielsweise die leitfähige Paste) in dem Durchgangsloch 13a mit dem Boden des leitfähigen Musters eingebettet wird, und die Harzfilme (d. h. der Substratfilm) aus thermoplastischem Harz, welche das Durchgangsloch entsprechend den Abmessungen des elektrischen Elements 15 aufweisen, geschichtet und aneinander gebondet (geschweißt) werden. Ferner weist das thermoplastische Harz 11, das in einem Oberflächenabschnitt angeordnet ist, oder das thermoplastische Harz 11, das auf einigen Schichten vom Oberflächenabschnitt angeordnet ist, ein Loch auf, das an einer Position entsprechend der Elektrode des elektrischen Elements 15 angeordnet ist, wobei das Loch den Abmessungen des Teils des Anschlusses 1000, der im Isoliersubstrat angeordnet ist, entspricht. Hierbei wird, um die Biegbarkeit der Leiterplatte 10 bereitzustellen, die Anzahl von zu schichtenden Harzfilmen in geeigneter Weise bestimmt, um die Flexibilität vorzusehen.
Genauer gesagt, die Leiterplatte 10 ist eine mehrschichtige Leiterplatte, derart, dass das leitfähige Muster mehrschichtig im Isoliersubstrat aus thermoplastischem Harz 11 angeordnet ist, wobei Teile der leitfähigen Muster, die in verschiedenen Schichten angeordnet sind, über das Zwischenschichtverbindungselement 13 (das beispielsweise aus einer leitfähigen Paste aufgebaut ist) in einer Zwischenschichtverbindungsweise elektrisch miteinander verbunden sind, und das im Isoliersubstrat angeordnete elektrische Element 15 elektrisch mit dem leitfähigen Muster (d. h. dem Verdrahtungsabschnitt) und dem Zwischenschichtverbindungselement 13 (d. h. dem Verdrahtungsabschnitt) verbunden ist.
Das elektrische Element 15 wird gebildet, um mit den vorstehend beschriebenen mehreren Harzfilmen aus thermoplastischem Harz verbunden zu werden. Das elektrische Element 15 wird mit dem thermoplastischen Harz 11 versiegelt. Folglich wird das im thermoplastischen Harz 11 eingebettete elektrische Element 15 selbst dann verwendet, wenn es ein Nacktchip ist. Ferner wird ein Teil des Anschlusses 1000 im thermoplastischen Harz 11 eingebettet.
Hierbei ist das Material zum Bilden der Harzfilme zur Bereitstellung des thermoplastischen Harzes 11 beispielsweise aus Polyetheretherketon (d. h. PEEK), Polyetherimid (d. h. PEI), einer Kombination aus Polyetheretherketon und Polyetherimid oder flüssigkristallinem Polymer aufgebaut.
Die Leiterplatte 10 wird wie folgt gefertigt. Die vorstehend beschriebenen mehreren thermoplastischen Harzfilme werden derart geschichtet, dass das elektrische Element 15 auf der Innenseite der Filme angeordnet wird, ein Teil des Anschlusses 1000 auf der Innenseite der Filme angeordnet wird und die externe Kontaktstelle 14 positioniert wird. In diesem Zustand werden die mehreren thermoplastischen Harzfilme erwärmt und von ihren beiden Seiten in der Schichtrichtung mit Druck beaufschlagt. Die Filme werden beispielsweise für zehn bis zwanzig Minuten bei einer Lufttemperatur in einem Bereich zwischen 250°C und 350°C in einem Bereich zwischen 1 MPa und 10 MPa mit Druck beaufschlagt. Folglich werden die Filme derart thermisch komprimiert und zu einem Block verbunden, dass die Leiterplatte 10 gebildet wird. Hierbei dient das vorstehend beschriebene Fertigungsverfahren lediglich als Beispiel, ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt.
Folglich werden das elektrische Element 15, das leitfähige Muster und das Zwischenschichtverbindungselement 13 in der Leiterplatte 10 mit dem thermoplastischen Harz 11 versiegelt. Dementsprechend werden das elektrische Element 15, das leitfähige Muster und das Zwischenschichtverbindungselement 13 auf einfache Weise versiegelt. Wenn das thermoplastische Harz 11 erwärmt wird, schmilzt das Harz 11. Wenn die Erwärmungstemperatur verringert wird, wird das geschmolzene Harz 11 gefestigt. Folglich werden dann, wenn das thermoplastische Harz erwärmt und mit Druck beaufschlagt wird, das elektrische Element 15, das leitfähige Muster und das Zwischenschichtverbindungselement 13 auf einfache Weise versiegelt.
In diesem Fall ähnelt der Aufbau des Anschlusses 1000 dem Aufbau des obigen Anschlusses. Dementsprechend weist der Anschluss 1000 der vorliegenden Ausführungsform das gleiche Bezugszeichen wie der obige Anschluss 1000 auf und wird der Anschluss 1000 nachstehend nicht wiederholt näher beschrieben.
Das Bezugszeichen 60 in der 7 kennzeichnet das Gehäuse zum Umgeben des Kühlmittels. Insbesondere wird das Kühlmittel im Gehäuse 60 angeordnet (d. h. in das Gehäuse 60 gefüllt). Dementsprechend ist die Kühlmittelatmosphäre auf der Innenseite des Gehäuses 60 vorhanden. Hierbei können beispielsweise der Einlass (d. h. der Kühlmitteleinlass) zum Ansaugen des Kühlmittels in das Gehäuse 60 und der Auslass (d. h. der Kühlmittelauslass) zum Abgeben des Kühlmittels zur Außenseite des Gehäuses 60, gleich der obigen Ausführungsform, im Gehäuse 60 gebildet sein. Das Kühlmittel kann beispielsweise ein Kühlmittel der HFC-Reihe, ein Kühlmittel der HC-Reihe, ein Kühlmittel der HFO-Reihe oder dergleichen sein. Ferner kann das Kühlmittel ein Metall korrodierendes Kühlmittel oder ein eine Leitfähigkeit aufweisendes Kühlmittel (wie beispielsweise eine Ionenlösung oder Kühlwasser) sein.
Ein Durchgangsloch 62 zum Durchdringen des Anschlusses 1000 (d. h. des Anschlusses für eine externe Verbindung) ist an einem Abschnitt des Gehäuses 60 gebildet, an welchem die Leiterplatte 10 befestigt wird. Der Anschluss 1000 ist aus Metall aufgebaut und stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte 10 und der externen Schaltung her. Folglich ist das die Wand durchdringende Durchgangsloch 62 auf der Wand des Gehäuses 60 gebildet. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das eine Isoliereigenschaft aufweisende Versiegelungselement 411 im Durchgangsloch 62 gebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Versiegelungselement 411 jedoch nicht erforderlich, da das Durchgangsloch 62 mit dem Klebemittel 50 versiegelt wird. Insbesondere wird das Gehäuse 60 derart mit dem Klebemittel 50 versiegelt, dass die Luftdichtheit des Raums auf der Innenseite des Gehäuses 60 aufrechterhalten wird.
Die Leiterplatte 10 wird, wie in 7 gezeigt, über das Klebemittel 50 als das Trennelement an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt. Insbesondere wird die Leiterplatte 10 in einem Zustand über das Klebemittel 50 an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt, in dem ein Teil des Anschlusses 1000 über das Durchgangsloch 62, welches die Wand des Gehäuses 60 durchdringt, auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Leiterplatte 10 im Kühlmittel des Gehäuses 60 angeordnet. Wenn die Leiterplatte 10 am Gehäuse 60 befestigt wird, werden die Leiterplatte 10 und das Gehäuse 60 derart positioniert und aneinander befestigt, dass der mit der externen Kontaktstelle 14 der Leiterplatte 10 verbundene Anschluss 1000 zum im Gehäuse 60 gebildeten Durchgangsloch 62 für den Anschluss ausgerichtet ist.
Das Klebemittel 50 ist derart auf der der Innenwand 61 gegenüberliegenden Oberfläche der Leiterplatte 10 angeordnet, dass das Klebemittel 50 den Anschluss 1000 und den Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 umgibt und eine Position der Leiterplatte 10 umgibt, welche dem Durchgangsloch 62 gegenüberliegt. Folglich wird das Klebemittel 50 an einer Position zwischen der Leiterplatte 10 und der Innenwand des Gehäuses 61 angeordnet, welche dem Anschluss 1000, dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 und dem Durchgangsloch 62 gegenüberliegt.
Hierbei wird der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14, wie vorstehend beschrieben, durch das Isoliersubstrat (d. h. das thermoplastische Harz 11) der Leiterplatte 10 vom Kühlmittel isoliert. D. h., folglich ist das Klebemittel 50 derart auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 angeordnet, welche der Innenwand 61 gegenüberliegt, dass das Klebemittel 50 den Anschluss 1000 umgibt und die Position umgibt, welche dem Durchgangsloch 62 gegenüberliegt. D. h., insbesondere ist das Klebemittel um die Position gegenüberliegend dem Anschluss 1000 und dem Durchgangsloch 62 zwischen der Leiterplatte 10 und der Innenwand 61 angeordnet.
Folglich sind die Innenwand 61 des Gehäuses 60 und die Oberfläche der Leiterplatte 10, welche der Innenwand 61 gegenüberliegt, über das Klebemittel 50 derart aneinander gebondet, dass der Anschluss 1000 vom Kühlmittel isoliert ist. Insbesondere wird der Anschluss 1000 über das Klebemittel 50 vom Kühlmittel getrennt. Hierbei wird der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 mit dem Isoliersubstrat (d. h. dem thermoplastischen Harz 11) der Leiterplatte 10 versiegelt. Dementsprechend wirkt das Isoliersubstrat (d. h. das thermoplastische Harz 11) der Leiterplatte 10 ebenso als das Trennelement.
Folglich ist die Leiterplatte 10 im Kühlmittel angeordnet, so dass die Leiterplatte 10 das Kühlmittel direkt kontaktiert. Dementsprechend wird die Kühlleistung der Leiterplatte 10 verbessert.
Ferner wird verhindert, dass der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 das Kühlmittel kontaktieren, da die Vorrichtung das Trennelement, wie beispielsweise das Klebemittel 50, zum Trennen des Anschlusses 1000 und des Verbindungsabschnitts zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 vom Kühlmittel aufweist. Folglich wird selbst dann, wenn das Metall korrodierende Kühlmittel verwendet wird, verhindert, dass der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 korrodiert. Ferner wird auch dann, wenn das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel verwendet wird, verhindert, dass der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 eine leitfähige Verbindung zum Kühlmittel herstellt. Dementsprechend werden die Kühlleistung der Leiterplatte 10 und ebenso die Zuverlässigkeit des Anschlusses 1000 und des Verbindungsabschnitts zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 verbessert. Hierbei wird, da das elektrische Element 15 in einem Zustand an der Leiterplatte 10 befestigt ist, in welchem das Element 15 versiegelt ist, die Zuverlässigkeit auch dann nicht durch das Kühlmittel verringert, wenn das Metall korrodierende Kühlmittel oder das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel verwendet wird. Genauer gesagt, bei der elektrischen Vorrichtung der zweiten Ausführungsform kann nicht nur das nicht leitfähige Kühlmittel, sondern ebenso das leitfähige Kühlmittel oder das Metall korrodierende Kühlmittel verwendet werden. Folglich kann der Freiheitsgrad zum Wählen des Kühlmittels verbessert werden.
Ferner wird die Leiterplatte 10 im obigen Fall am Gehäuse 60 befestigt und werden der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 vom Kühlmittel getrennt. Ferner ist ein Teil des Anschlusses 1000 auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet und wird verhindert, dass das Kühlmittel aus dem Durchgangsloch 62 entweicht, in welches der im Gehäuse 60 gebildete Anschluss 1000 eingefügt ist.
In diesem Fall ist die externe Kontaktstelle 14 im Isoliersubstrat gebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die externe Kontaktstelle 14 kann beispielsweise auf der Oberfläche (d. h. der Oberfläche, welche der Innenwand 61 gegenüberliegt) des Isoliersubstrats gebildet sein. Folglich wird, da der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 über das Kühlmittel als das Trennelement vom Kühlmittel getrennt werden, die Zuverlässigkeit nicht durch das Kühlmittel verringert.
Obgleich nicht in den Zeichnungen gezeigt, kann die interne Kontaktstelle (d. h. die Elektrode für eine interne Verbindung) für eine elektrische Verbindung mit einer Vorrichtung im Gehäuse 60 auf der Oberfläche (d. h. der Oberfläche der externen Kontaktstelle 14) des Isoliersubstrats gebildet sein. Alternativ kann die interne Kontaktstelle im Isoliersubstrat (d. h. im thermoplastischen Harz 11) gebildet sein. Der Anschluss, welcher die interne Kontaktstelle verbindet, ist gebildet, um vom Isoliersubstrat in der gleichen Richtung wie der mit der externen Kontaktstelle 14 verbundene Anschluss 1000 hervorzuragen. In diesem Fall sind die Leiterplatte 10 und eine Vorrichtung im Gehäuse 60 an einem Abschnitt außerhalb des Gehäuses 60 (d. h. Außerhalb der Kühlmittelatmosphäre) elektrisch miteinander verbunden. Folglich wird verhindert, dass der Verbindungsabschnitt zwischen der Leiterplatte 10 und der Vorrichtung im Gehäuse 60 im Kühlmittel freiliegt.
Insbesondere wird der Anschluss auf der Elementeseite (d. h. der Verdrahtungsabschnitt für das Element), der elektrisch mit dem Element im Gehäuse 60 verbunden ist, im Durchgangsloch gehalten und mit dem Versiegelungselement hermetisch versiegelt, in einem Zustand, in welchem der Anschluss das auf der Wand des Gehäuses 60 gebildete Durchgangsloch durchdringt. Folglich wird ein Teil des Anschlusses auf der Elementeseite auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet. Insbesondere wird der Anschluss auf der Elementeseite im auf der Wand des Gehäuses 60 gebildeten Durchgangsloch gehalten und hermetisch versiegelt und wird wenigstens ein Teil des Anschlusses auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet.
Demgegenüber wird die interne Kontaktstelle auf der Leiterplatte 10, ähnlich der externen Kontaktstelle 14, elektrisch mit dem Anschluss verbunden, von dem ein Teil auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet ist. Der mit der internen Kontaktstelle verbundene Anschluss und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss und der internen Kontaktstelle werden über das Klebemittel 50 vom Kühlmittel getrennt, ähnlich dem Anschluss 1000 und dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14. Der Anschluss auf der Elementeseite (d. h. der Verdrahtungsabschnitt für die Elementeseite) und der mit der internen Kontaktstelle verbundene Anschluss sind auf einer Außenseite des Gehäuses 60 elektrisch miteinander verbunden. In diesem Fall wird dann, wenn die interne Kontaktstelle im Isoliersubstrat (d. h. im thermoplastischen Harz 11) angeordnet ist, der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss und der internen Kontaktstelle über das thermoplastische Harz 11 vom Kühlmittel getrennt.
Folglich weist die Leiterplatte 10 eine Elektrode (d. h. die externe Kontaktstelle 14 und die interne Kontaktstelle) vorzugsweise einzig auf der Oberfläche auf, welche der Innenwand 61 des Gehäuses 60 gegenüberliegt. Insbesondere ist bei der Leiterplatte 10 vorzugsweise ein Metallelement (d. h. die externe Kontaktstelle 14 und die interne Kontaktstelle als die Elektrode), das auf der Außenseite des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) freiliegt, einzig auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 gebildet, welche der Innenwand 61 des Gehäuses 60 gegenüberliegt. Dies dahingehend von Vorteil, dass der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der Elektrode (d. h. die externe Kontaktstelle 14 und die interne Kontaktstelle) auf einfache Weise vom Kühlmittel getrennt werden.
Hierbei wird das Isoliersubstrat derart gebildet, dass Substratfilme, welche das thermoplastische Harz 11 aufweisen und als die Klebeschicht wirken, und Substratfilme, welche das wärmehärtende Harz aufweisen, abwechselnd geschichtet und miteinander verbunden werden.
Die Leiterplatte 10, die durch das biegbare Isoliersubstrat vorgesehen wird, wird an der Innenwand des Gehäuses 60 befestigt, um sich einer Form der Innenwand des Gehäuses 60 anzupassen. Folglich wird die Leiterplatte 10 an der Innenwand des Gehäuses 60 befestigt, ohne von der Form des Gehäuses 60 abzuhängen. Dementsprechend wird die Leiterplatte 10 im Gehäuse 60 (d. h. im Kühlmittel) angeordnet, ohne die Abmessungen des Gehäuses 60 zu erhöhen.
(Dritte Modifikation)
Bei der obigen Ausführungsform werden der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 unter Verwendung des Klebemittels 50 und des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) der Leiterplatte 10 vom Kühlmittel getrennt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Gemäß der in der 8A gezeigten dritten Modifikation können der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 unter Verwendung eines O-Rings 80 und einer Schraube 70 vom Kühlmittel getrennt werden. Die vorstehend beschriebene zweite Ausführungsform und die vorstehend beschriebene dritte Modifikation weisen weitgehend die gleiche Beschreibung auf, so dass die gleichen Beschreibungsteile nicht wiederholt werden, sondern nachstehend im Wesentlichen auf die unterschiedlichen Merkmale Bezug genommen wird.
Die Leiterplatte 10 entspricht im Wesentlichen derjenigen der zweiten Ausführungsform. Eine Elektrode (d. h. die externe Kontaktstelle 14 bei der vorliegenden Modifikation) ist jedoch einzig auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 gebildet, welche der Innenwand 61 des Gehäuses 60 gegenüberliegt. Insbesondere ist bei der Leiterplatte 10 der Metallabschnitt (d. h. die externe Kontaktstelle 14 als die Elektrode bei der vorliegenden Modifikation), der zur Außenseite des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) freiliegt, auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 gebildet, welche der Innenwand 61 des Gehäuses 60 gegenüberliegt.
Ferner ist die externe Kontaktstelle 14 bei der Leiterplatte 10 der vorliegenden Modifikation auf der Oberfläche des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) gebildet. Ferner ist das Durchgangsloch 11a, welches das Isoliersubstrat (d. h. das thermoplastische Harz 11) durchdringt, an einem Teil (d. h. an vier Ecken bei der vorliegenden Modifikation) der Leiterplatte 10 gebildet. Hierbei werden die externe Kontaktstelle 14 und der Anschluss 1000 elektrisch miteinander verbunden, nachdem die Leiterplatte 10 durch das Erwärmungs- und Druckbeaufschlagungsverfahren gefertigt wurde.
Ferner entspricht das Gehäuse 60 im Wesentlichen demjenigen der zweiten Ausführungsform. Gemäß der vorliegenden Modifikation ist jedoch, wie in 8A gezeigt, ein Innengewinde 63 entsprechend einem Außengewinde 71 der Schraube 70 im Gehäuse gebildet. Das Innengewinde 63 im Gehäuse 60 ist an einer Position gegenüberliegend dem Durchgangsloch 11a der Leiterplatte 10 angeordnet, die am Gehäuse 60 zu befestigen ist. 8A zeigt eine Querschnittsansicht eines Aufbaus, gemäß welchem die Leiterplatte 10 am Gehäuse 60 befestigt ist, entsprechend der 7 der zweiten Ausführungsform.
Der O-Ring 80 entspricht dem Trennelement (d. h. einem ringförmigen elastischen Element) der vorliegenden Erfindung. Der O-Ring 80 umgibt, wie in 8B gezeigt, den Anschluss 1000 und den Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 auf der Oberfläche der Leiterplatte 10, welche der Innenwand 61 gegenüberliegt. Ferner wird der O-Ring 80 angeordnet, um die Position gegenüberliegend dem Durchgangsloch 62 zu umgeben. 8B zeigt eine Draufsicht zur Veranschaulichung der Leiterplatte 10 auf der Seite der externen Kontaktstelle 14 in einem Zustand, in welchem der O-Ring 80 auf der Leiterplatte 10 angeordnet und die Schraube 70 in das Durchgangsloch 11a eingefügt ist.
Hierbei wird der O-Ring 80 bei der vorliegenden Modifikation für das ringförmige elastische Element verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Das elastische Element kann verwendet werden, solang das elastische Element den Anschluss 1000 und den Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 umgibt und ferner die Position gegenüberliegend dem Durchgangsloch 62 umgibt und fest an der Leiterplatte 10 und der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt ist.
Ferner wird bei der vorliegenden Modifikation ein O-Ring 80 verwendet, um mehrere Anschlüsse 1000, mehrere Verbindungsabschnitte und mehrere Positionen gegenüberliegend mehreren Durchgangslöchern 62 auf einmal zu umgeben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der O-Ring 80 kann beispielsweise verwendet werden, um einen Anschluss 1000, den Verbindungsabschnitt zwischen dem einen Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 und die Position, welche dem Durchgangsloch gegenüberliegt, in welchem der eine Anschluss angeordnet wird, zu umgeben. Insbesondere können, wie in 8A gezeigt, dann, wenn die Vorrichtung drei Anschlüsse 1000 aufweist, drei O-Ringe 80 verwendet werden. Genauer gesagt, ein O-Ring 80 kann um jeden Anschluss 1000 (d. h. einen Ansteuerschaltung 1000, den Verbindungsabschnitt zwischen dem einen Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 und die Position, welche dem Durchgangsloch 62 gegenüberliegt, in welchem der eine Anschluss angeordnet wird) herum angeordnet werden.
Ferner entspricht die Schraube 70 dem Trennelement (d. h. einem Druckelement). Die Schraube 70 drückt die Leiterplatte 10, wie in 8A gezeigt, derart zur Seite der Innenwand 61, dass die Leiterplatte 10 am Gehäuse 60 befestigt wird. Die Schraube 70 weist das Außengewinde 71 entsprechend dem Innengewinde 63 wenigstens an einem Teil ihres oberen Endes auf. In diesem Fall wird bei der vorliegenden Modifikation die Schraube 70 für das Druckelement verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Das Druckelement kann verwendet werden, solange das Druckelement die Leiterplatte 10 derart zur Seite der Innenwand 61 drückt, dass die Leiterplatte 10 am Gehäuse 60 befestigt wird.
Die Leiterplatte 10 ist mit der Schraube 70 über den O-Ring 80 in einem Zustand an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt, in dem ein Teil des Anschlusses 1000 über das Durchgangsloch 62 auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet ist. Die Leiterplatte 10 wird gegen die Innenwand 61 des Gehäuses gedrückt, indem das Außengewinde 71 in das Innengewinde 63 geschraubt wird. Folglich wird der O-Ring 80 fest an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 und der Oberfläche des Leiterplatte 10, welche der Innenwand 61 gegenüberliegt, befestigt. Bei der dritten Modifikation werden der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 unter Verwendung der Schraube 70 und des O-Rings 80 vom Kühlmittel getrennt.
Auf diese Weise wird die Leiterplatte 10 am Gehäuse 60 befestigt und werden der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 vom Kühlmittel getrennt. Ferner wird ein Teil des Anschlusses 1000 auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet und verhindert, dass das Kühlmittel über das im Gehäuse 60 gebildete Durchgangsloch 62 entweicht.
Hierbei kann bei der vorliegenden Modifikation, ähnlich der obigen Ausführungsform, ein Aufbau angewandt werden, gemäß welchem der Anschluss 1000 durch das Isoliersubstrat (d. h. das thermoplastische Harz 11) der Leiterplatte 10 versiegelt wird.
(Vierte Modifikation)
Bei der obigen Ausführungsform werden der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 unter Verwendung des Klebemittels 50 und des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) der Leiterplatte 10 vom Kühlmittel getrennt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 kann, wie bei der vierten Modifikation gemäß der 9A beschrieben, unter Verwendung einer Basis 90 und eines Klebemittels 51 vom Kühlmittel getrennt werden. Die Leiterplatte 10 der vierten Modifikation wird in einem Zustand am Gehäuse 60 befestigt, in welchem die Leiterplatte 10 an einer Befestigungsoberfläche 92b der Basis 90 befestigt ist. Die vorstehend beschriebene zweite Ausführungsform und die vorstehend beschriebene vierte Modifikation weisen weitgehend die gleiche Beschreibung auf. Folglich werden die gleichen Beschreibungsteile nicht wiederholt, sondern nachstehend einzig auf die unterschiedlichen Merkmale näher eingegangen.
Die Leiterplatte 10 entspricht im Wesentlichen derjenigen der zweiten Ausführungsform. Bei der Leiterplatte 10 der vorliegenden Modifikation ist die externe Kontaktstelle 14 jedoch, wie in 9A gezeigt, auf der Oberfläche des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) gebildet. Insbesondere ist der Metallabschnitt (d. h. die externe Kontaktstelle 14 als die Elektrode bei der vorliegenden Modifikation), der zur Außenseite des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) freiliegt, einzig auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 gebildet, welche der Befestigungsoberfläche 92b der Basis 90 gegenüberliegt. Hierbei werden die externe Kontaktstelle 14 und der Anschluss 1000 elektrisch miteinander verbunden, nachdem die Leiterplatte 10 mittels des Erwärmungs- und Druckbeaufschlagungsverfahrens gefertigt wurde.
Das Gehäuse 60 entspricht im Wesentlichen demjenigen der zweiten Ausführungsform. Bei dem Gehäuse 60 der vorliegenden Modifikation ist jedoch, wie in 9A gezeigt, das Durchgangsloch 64 (d. h. das erste Durchgangsloch) gebildet, in das ein Teil der Basis 90 eingefügt ist, und ferner das Innengewinde 65 entsprechend dem Außengewinde 91a der Basis 90 auf der Seitenwand des Gehäuses 60 entlang des Durchgangslochs 64 gebildet. 9A zeigt eine Querschnittsansicht eines Aufbaus, gemäß welchem die Leiterplatte 10 am Gehäuse 60 befestigt ist, entsprechend der 7 der zweiten Ausführungsform.
Die Basis 90 entspricht dem Trennelement der vorliegenden Erfindung. Die Basis 90 weist einen Befestigungsabschnitt 91, der am Gehäuse 60 zu befestigen ist, und einen Befestigungsabschnitt 92, auf welchem die Leiterplatte 10 befestigt wird, auf. Der Befestigungsabschnitt 91 und der Befestigungsabschnitt 92 weisen eine Säulenform auf und sind einteilig ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 91 und der Befestigungsabschnitt 92 sind derart angeordnet, dass die Mittelachse des Befestigungsabschnitts 91 und die Mittelachse des Befestigungsabschnitts 92 auf der gleichen geraden Linie angeordnet sind.
Das Außengewinde 91a entsprechend dem Innengewinde 65 des Gehäuses 60 ist auf dem Befestigungsabschnitt 91 um den Außenumfang des Befestigungsabschnitts 91 (d. h. dessen Wandabschnitt) gebildet. Der Befestigungsabschnitt 91 ist auf einer Oberfläche des Befestigungsabschnitts 92 angeordnet. Der Befestigungsabschnitt 92 weist einen größeren Durchmesser als der Befestigungsabschnitt 91 auf. Der Befestigungsabschnitt 92 weist eine Kontaktoberfläche 92a auf, die auf einer Seite angeordnet ist, auf welcher der Befestigungsabschnitt 91 gebildet ist. Die Kontaktoberfläche 92a liegt der Innenwand 61 des Gehäuses 60 gegenüber und kontaktiert den O-Ring 81. Der Befestigungsabschnitt 92 weist die Befestigungsoberfläche 92b, an welcher die Leiterplatte 10 befestigt wird, der Kontaktoberfläche 92a gegenüberliegend auf. Die Kontaktoberfläche 92a und die Befestigungsoberfläche 92b sind beispielsweise eben ausgebildet. Ferner wird der Anschluss 1000 in einem Zustand in der Basis 90 (d. h. dem Befestigungsabschnitt 91 und dem Befestigungsabschnitt 92) angeordnet, in welchem die Leiterplatte 10 an der Befestigungsoberfläche 92b befestigt ist. Die Durchgangslöcher 91b (d. h. das zweite Durchgangsloch), welches die Basis 90 in der Mittelachsenrichtung durchdringt, ist in der Basis 90 gebildet. 9B zeigt eine Draufsicht zur Veranschaulichung der Basis 90, bevor die Basis 90 am Gehäuse 60 befestigt wird. Insbesondere zeigt die 9B eine Draufsicht zur Veranschaulichung der Basis 90 von der Außenseite des Gehäuses 60 aus betrachtet.
Die Basis 90 ist, wie in 9A gezeigt, über den O-Ring 81, der an einer den Befestigungsabschnitt 91 umgebenden Position angeordnet ist, an der Wand des Gehäuses 60 befestigt. Folglich versiegelt die Basis 90 das Durchgangsloch 64, welches die Wand des Gehäuses 60 durchdringt, und ist die Basis 90 an der Wand des Gehäuses 60 befestigt. Insbesondere wird die Basis 90 an der Seite der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt, indem das Außengewinde 91a mit dem Innengewinde 65 verschraubt wird. Ferner wird der O-Ring 81, der zwischen der Innenwand 61 des Gehäuses 60 und der Kontaktoberfläche 92a der Basis 90 angeordnet ist, fest an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 und der Kontaktoberfläche 92a der Basis 90, welche der Innenwand 61 gegenüberliegt, befestigt.
Die Leiterplatte 10 wird über das Klebemittel 51 als das Trennelement mit der Befestigungsoberfläche 92b der am Gehäuse 60 befestigten Basis 90 verbunden. Insbesondere wird die Leiterplatte 10 in einem Zustand über das Klebemittel 51 an der Befestigungsoberfläche 92b der Basis 90 befestigt, in dem ein Teil des Anschlusses 1000 über das Durchgangsloch 64 des Gehäuses 60 und das Durchgangsloch 91b der Basis 90 auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet wird. Auf diese Weise wird die Leiterplatte 10 im Kühlmittel im Gehäuse 60 angeordnet. Hierbei werden die Leiterplatte 10 und die Basis 90 dann, wenn die Leiterplatte 10 an der Basis 90 befestigt wird, derart positioniert und aneinander befestigt, dass der mit der externen Kontaktstelle 14 der Leiterplatte 10 verbundene Anschluss 1000 und das in der Basis 90 gebildete Durchgangsloch 91b für den Anschluss in eine Linie gebracht sind.
Das Klebemittel 51 umgibt den Anschluss 1000 und den Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 auf der Oberfläche der Leiterplatte, welche der Befestigungsoberfläche 92b gegenüberliegt, und umgibt die Position, welche dem Durchgangsloch 91b gegenüberliegt. Insbesondere ist das Klebemittel um den Anschluss 1000, den Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 und das Durchgangsloch 62 zwischen der Leiterplatte 10 und der Befestigungsoberfläche 92b herum angeordnet.
Bei der vorliegenden Modifikation kann, wie bei der obigen Ausführungsform beschrieben, ein Teil des Anschlusses 1000 im Isoliersubstrat (d. h. im thermoplastischen Harz 11) der Leiterplatte 10 versiegelt werden. In diesem Fall wird der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 unter Verwendung des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) der Leiterplatte 10 vom Kühlmittel getrennt. Folglich wird das Klebemittel 51, genauer gesagt, derart angeordnet, dass das Klebemittel 51 auf der Oberfläche der Leiterplatte 10, welche der Befestigungsoberfläche 92b gegenüberliegt, den Anschluss 1000 und die Position, welche dem Durchgangsloch 91b gegenüberliegt, umgibt. Insbesondere ist das Klebemittel 51, genauer gesagt, um die Position gegenüberliegend dem Anschluss 1000 und dem Durchgangsloch 91a zwischen der Leiterplatte 10 und der Befestigungsoberfläche 92b angeordnet.
Folglich wird der Anschluss 1000 derart im Durchgangsloch 91b der Basis 90 angeordnet und vom Kühlmittel getrennt, dass die Befestigungsoberfläche 92b der Basis 90 und die Oberfläche der Leiterplatte 10, welche der Befestigungsoberfläche 92b gegenüberliegt, über das Klebemittel 51 aneinander gebondet bzw. miteinander verklebt sind. Auf diese Weise wird der Anschluss 1000 unter Verwendung der Basis 90 und des Klebemittels 51 vom Kühlmittel getrennt.
Folglich wird die Leiterplatte 10 am Gehäuse 60 befestigt und werden der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 vom Kühlmittel getrennt. Ferner wird ein Teil des Anschlusses 1000 auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet und wird verhindert, dass das Kühlmittel über das Durchgangsloch 91b entweicht, in welches der Anschluss 1000 eingefügt ist, der in der Basis 90 gebildet ist.
Ferner kann bei der vorliegenden Modifikation die Leiterplatte 10 verwendet werden, welche das eine Biegbarkeit aufweisende Isoliersubstrat aufweist. Die Leiterplatte 10 mit dem die Biegbarkeit aufweisenden Isoliersubstrat kann an der Befestigungsoberfläche 92b der Basis 90 befestigt werden, um sich der Form der Befestigungsoberfläche 92b der Basis 90 anzupassen. Folglich kann die Leiterplatte 10 an der Befestigungsoberfläche 92b der Basis 90 befestigt werden, ohne von der Form der Befestigungsoberfläche 92b der Basis 90 abhängig zu sein.
(Fünfte Modifikation)
Bei der obigen Ausführungsform werden der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 unter Verwendung des Klebemittels 50 und des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) der Leiterplatte 10 vom Kühlmittel getrennt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 können, wie bei der fünften Modifikation gemäß der 10 beschrieben, unter Verwendung von einzig dem Isoliersubstrat (d. h. dem thermoplastischen Harz 11) der Leiterplatte 10 vom Kühlmittel getrennt werden. Die vorstehend beschriebene zweite Ausführungsform und die vorstehend beschriebene fünfte Modifikation weisen weitgehend die gleiche Beschreibung auf, so dass auf diesen gleichen Beschreibungsteil nachstehend nicht wiederholt eingegangen wird, sondern hauptsächlich die Unterschiede aufgezeigt werden.
Die Leiterplatte 10 entspricht im Wesentlichen derjenigen der zweiten Ausführungsform. Bei der Leiterplatte 10 der vorliegenden Modifikation ist die externe Kontaktstelle 14 jedoch, wie in 10 gezeigt, auf der Oberfläche des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) gebildet. Insbesondere ist die externe Kontaktstelle 14 gebildet, um zur Außenseite des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) freizuliegen.
Ferner ist die Elektrode (d. h. die externe Kontaktstelle 14 bei der vorliegenden Modifikation) einzig auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 gebildet, welche der Innenwand 61 des Gehäuses 60 gegenüberliegt. Insbesondere ist der Metallabschnitt (d. h. die externe Kontaktstelle 14 als die Elektrode bei der vorliegenden Modifikation), der zur Außenseite des Isoliersubstrats (d. h. des thermoplastischen Harzes 11) freiliegt, einzig auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 gebildet, welche der Innenwand 61 des Gehäuses 60 gegenüberliegt. 10 zeigt eine Querschnittsansicht eines Aufbaus, gemäß dem die Leiterplatte 10 am Gehäuse 60 befestigt ist, entsprechend der 7 der zweiten Ausführungsform.
Ferner ist die Oberfläche der Leiterplatte 10, welche der Innenwand 61 des Gehäuses 60 gegenüberliegt, aus dem thermoplastischen Harz 11 gebildet. Insbesondere ist das thermoplastische Harz 11 als das Trennelement auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 angeordnet, welche der Innenwand 61 gegenüberliegt. Das Harz 11 umgibt den Anschluss 1000 und den Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 und umgibt die Position, welche dem Durchgangsloch 62 gegenüberliegt.
Die Leiterplatte 10 ist in einem Zustand an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt, in dem ein Teil des Anschlusses 1000 über das Durchgangsloch 62, welches die Wand des Gehäuses 60 durchdringt, außerhalb des Gehäuses 60 angeordnet ist. Das thermoplastische Harz 11 als das Trennelement wird derart fest an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt, dass das Harz 11 an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt ist und der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 vom Kühlmittel getrennt werden.
Hierbei wird dann, wenn die Leiterplatte 10 an der Innenwand des Gehäuses 60 befestigt wird, ohne zusätzlich das Klebemittel oder dergleichen zu verwenden, die Leiterplatte 10 beispielsweise derart erwärmt und gegen die Innenwand 61 des Gehäuses gedrückt, dass die Leiterplatte 10 an der Innenwand 61 befestigt wird. Insbesondere kann die Leiterplatte 10 durch ein Thermokompressionsverbindungsverfahren an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt werden. Folglich wird die Leiterplatte 10 am Gehäuse 60 befestigt und werden der Anschluss 1000 und der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluss 1000 und der externen Kontaktstelle 14 vom Kühlmittel getrennt, ohne das Klebemittel und die Basis zu verwenden. Ferner wird ein Teil des Anschlusses 1000 auf der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet und verhindert, dass das Kühlmittel durch das im Gehäuse 60 gebildete Durchgangsloch 62 entweicht.
Bei der vorliegenden Modifikation kann Leiterplatte, welche das die Biegbarkeit aufweisende Isoliersubstrat aufweist, verwendet werden. Die Leiterplatte, welche das die Biegbarkeit aufweisende Isoliersubstrat aufweist, wird an der Innenwand des Gehäuses 60 befestigt, um sich der Form der Innenwand des Gehäuses 60 anzupassen. Folglich kann die Leiterplatte 10 an der Innenwand 61 des Gehäuses 60 befestigt werden, ohne von der Form des Gehäuses 60 abhängig zu sein. Dementsprechend wird die Leiterplatte 10 im Gehäuse 60 (d. h. in der Kühlmittelatmosphäre) angeordnet, ohne die Abmessungen des Gehäuses 60 zu erhöhen.
Hierbei können die vorstehend beschriebene zweite Ausführungsform und die vorstehend beschriebene dritte bis fünfte Modifikation mit der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform und der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Modifikation kombiniert werden.
Vorstehend wurden die folgenden Ausgestaltungen offenbart.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist eine elektrische Vorrichtung auf: eine Leiterplatte, die in einem Kühlmittel in einem Gehäuse angeordnet ist und ein elektrisches Element und eine externe Koppelelektrode aufweist, wobei das elektrische Element in der Leiterplatte versiegelt und befestigt und das elektrische Element elektrisch mit der externen Koppelelektrode verbunden ist; einen externen Koppel- oder Verbindungsanschluss, der elektrisch mit der externen Koppelelektrode verbunden ist; und ein Trennelement zum Trennen des externen Verbindungsanschlusses und eines Verbindungsabschnitts zwischen der externen Koppelelektrode und dem externen Verbindungsanschluss vom Kühlmittel.
Da die Leiterplatte im Kühlmittel angeordnet ist, kontaktiert die Leiterplatte das Kühlmittel direkt. Folglich wird die Kühlleistung der Leiterplatte verbessert. Ferner wird verhindert, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt zwischen der Leiterplatte und dem externen Verbindungsanschluss das Kühlmittel kontaktieren, da die Vorrichtung das Trennelement zum Trennen des externen Verbindungsanschlusses und des Verbindungsabschnitts zwischen der externen Koppelelektrode und dem externen Verbindungsanschluss (weg) vom Kühlmittel aufweist. Folglich wird auch dann, wenn das das Metall korrodierende Kühlmittel verwendet wird, verhindert, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt zwischen der Leiterplatte und dem externen Verbindungsanschluss korrodieren. Ferner wird auch dann, wenn das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel verwendet wird, verhindert, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt zwischen der Leiterplatte und dem externen Verbindungsanschluss eine leitfähige Verbindung zum Kühlmittel aufweisen. Folglich werden die Kühlleistung der Leiterplatte und die Zuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses und des Verbindungsabschnitts zwischen der Leiterplatte und dem externen Verbindungsanschluss verbessert. Insbesondere kann nicht nur das keine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel, sondern ebenso das Kühlmittel, das Metall korrodiert, oder das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel verwendet werden. Dementsprechend erhöht sich der Freiheitsgrad zum Wählen des Kühlmittels. Hierbei wird, da das elektrische Element in einem Zustand an der Leiterplatte befestigt ist, in welchem das elektrische Element versiegelt ist, die Zuverlässigkeit des elektrischen Elements selbst dann nicht durch das Kühlmittel verringert, wenn das Kühlmittel, das Metall korrodiert, oder das eine Leitfähigkeit aufweisende Kühlmittel verwendet wird.
Alternativ kann die Leiterplatte ein Isoliersubstrat, das wenigstens aus thermoplastischem Harz aufgebaut ist, und einen Verdrahtungsabschnitt für eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Element und der externen Koppelelektrode aufweisen Das elektrische Element und der Verdrahtungsabschnitt sind mit dem thermoplastischen Harz versiegelt. Folglich werden das elektrische Element und der Verdrahtungsabschnitt auf einfache Weise versiegelt. Insbesondere schmilzt das thermoplastische Harz, wenn das thermoplastische Harz erwärmt wird. Wenn die Erwärmungstemperatur verringert wird, erstarrt das thermoplastische Harz. Folglich werden das elektrische Element und der Verdrahtungsabschnitt dann, wenn das thermoplastische Harz erwärmt und mit Druck beaufschlagt wird, auf einfache Weise versiegelt.
Alternativ kann die Leiterplatte in einem Zustand an einer Innenwand des Gehäuses befestigt sein, in dem ein Teil des externen Verbindungsanschlusses über ein Durchgangsloch, das eine Wand des Gehäuses durchdringt, zu einer Außenseite des Gehäuses freiliegt. Das Trennelement ist aus thermoplastischem Harz aufgebaut. Das thermoplastische Harz des Trennelements ist auf einer Oberfläche der Leiterplatte (10) angeordnet, welche der Innenwand gegenüberliegt, umgibt den externen Verbindungsanschluss und den Verbindungsabschnitt und umgibt eine Position der Oberfläche der Leiterplatte, welche dem Durchgangsloch gegenüberliegt. Das thermoplastische Harz des Trennelements wird derart fest an der Innenwand des Gehäuses befestigt, dass das Harz an der Innenwand des Gehäuses befestigt ist und der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt sind. Auf diese Weise wird die Leiterplatte am Gehäuse befestigt und werden der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt. Ferner ist ein Teil des externen Verbindungsanschlusses außerhalb des Gehäuses angeordnet und wird verhindert, dass das Kühlmittel über das Durchgangsloch entweicht, in welches der im Gehäuse gebildete externe Verbindungsanschluss eingefügt ist.
Alternativ kann die Leiterplatte in einem Zustand über das Trennelement an der Innenwand des Gehäuses befestigt sein, in dem ein Teil des externen Verbindungsanschlusses über das Durchgangsloch, das eine Wand des Gehäuses durchdringt, zu einer Außenseite des Gehäuses freiliegt. Des Trennmittel ist aus Klebemittel aufgebaut. Das Klebemittel des Trennelements ist auf einer Oberfläche der Leiterplatte angeordnet, welche der Innenwand gegenüberliegt, umgibt den externen Verbindungsanschluss und den Verbindungsabschnitt und umgibt eine Position der Oberfläche der Leiterplatte umgibt, welche dem Durchgangsloch gegenüberliegt. Die Innenwand des Gehäuses und die Oberfläche der Leiterplatte, welche der Innenwand gegenüberliegt, sind über das Klebemittel derart miteinander verbunden, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt sind. Auf diese Weise wird die Leiterplatte am Gehäuse befestigt und werden der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt. Ferner wird ein Teil des externen Verbindungsanschlusses außerhalb Gehäuses angeordnet und wird verhindert, dass das Kühlmittel durch das Durchgangsloch entweicht, in welches der im Gehäuse gebildete externe Verbindungsanschluss eingefügt ist.
Alternativ kann die Leiterplatte in einem Zustand über das Trennelement an der Innenwand des Gehäuses befestigt sein, in dem ein Teil des externen Verbindungsanschlusses über das Durchgangsloch, das eine Wand des Gehäuses durchdringt, zu einer Außenseite des Gehäuses freiliegt. Das Trennmittel ist aus Klebemittel aufgebaut. Das Klebemittel des Trennelements ist auf einer Oberfläche der Leiterplatte angeordnet, welche der Innenwand gegenüberliegt, umgibt den externen Verbindungsanschluss und den Verbindungsabschnitt und umgibt eine Position der Oberfläche der Leiterplatte, welche dem Durchgangsloch gegenüberliegt. Die Innenwand des Gehäuses und die Oberfläche der Leiterplatte, welche der Innenwand gegenüberliegt, über das Klebemittel derart miteinander verbunden, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt sind. Auf diese Weise wird die Leiterplatte am Gehäuse befestigt und werden der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt. Ferner wird ein Teil des externen Verbindungsanschlusses auf einer Außenseite des Gehäuses angeordnet und wird verhindert, dass das Kühlmittel über das Durchgangsloch entweicht, in welches der im Gehäuse gebildete externe Verbindungsanschluss eingefügt ist.
Alternativ kann die Leiterplatte in einem Zustand über einen Teil des Trennelements an einer Innenwand des Gehäuses befestigt sein, in dem ein Teil des externen Verbindungsanschlusses über das Durchgangsloch, das eine Wand des Gehäuses durchdringt, zu einer Außenseite des Gehäuses freiliegt. Das Trennelement weist ein ringförmiges elastisches Element und ein ringförmiges Druckelement auf. Das elastische Element ist auf der Oberfläche der Leiterplatte angeordnet ist, welche der Innenwand gegenüberliegt, umgibt den externen Verbindungsanschluss und den Verbindungsabschnitt und umgibt eine Position der Oberfläche der Leiterplatte, welche dem Durchgangsloch gegenüberliegt. Das Druckelement drückt die Leiterplatte derart gegen die Innenwand, dass die Leiterplatte am Gehäuse befestigt ist. Die Leiterplatte wird mit dem Druckelement gegen die Innenwand gedrückt, und das elastische Element wird fest an der Innenwand des Gehäuses und der Oberfläche der Leiterplatte, welche der Innenwand gegenüberliegt, befestigt, derart, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt sind. Auf diese Weise wird die Leiterplatte am Gehäuse befestigt und werden der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt. Ferner wird ein Teil des externen Verbindungsanschlusses auf der Außenseite des Gehäuses angeordnet und wird verhindert, dass das Kühlmittel über das Durchgangsloch entweicht, in welches der im Gehäuse gebildete externe Verbindungsanschluss eingefügt ist. Das ringförmige elastische Element kann hierbei beispielsweise eine Dichtung, wie beispielsweise ein O-Ring, sein.
Alternativ kann das Trennelement eine an einer Wand des Gehäuses befestigte Basis und ein Klebemittel aufweisen. Die Basis versiegelt ein erstes Durchgangsloch, welches die Wand des Gehäuses durchdringt, und ist an der Wand des Gehäuses befestigt. Das Klebemittel klebt die Leiterplatte an eine Befestigungsoberfläche der Basis, welche der Leiterplatte gegenüberliegt. Die Basis des Trennelements weist ein zweites Durchgangsloch auf, das eine Verbindung zwischen einer Innenseite des Gehäuses und einer Außenseite des Gehäuses herstellt. Der externe Verbindungsanschluss ist in einem Zustand im zweiten Durchgangsloch angeordnet, in welchem die Leiterplatte am Gehäuse befestigt ist. Das Klebemittel des Trennelements ist auf der Oberfläche der Leiterplatte angeordnet, welche der Befestigungsoberfläche der Basis gegenüberliegt, umgibt den externen Verbindungsanschluss und den Verbindungsabschnitt und umgibt eine Position der Oberfläche der Leiterplatte, welche dem zweiten Durchgangsloch gegenüberliegt. Die Befestigungsoberfläche der Basis und die Oberfläche der Leiterplatte, welche der Befestigungsoberfläche gegenüberliegt, sind über das Klebemittel derart verbunden, dass der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt sind. Auf diese Weise wird die Leiterplatte am Gehäuse befestigt und werden der externe Verbindungsanschluss und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt. Ferner wird ein Teil des externen Verbindungsanschlusses auf der Außenseite des Gehäuses angeordnet und wird verhindert, dass das Kühlmittel über das Durchgangsloch entweicht, in welches der in der Basis gebildete externe Verbindungsanschluss eingefügt ist.
Alternativ kann das Isoliersubstrat eine Biegbarkeit aufweisen. Die Leiterplatte ist an der Innenwand des Gehäuses befestigt, um sich einer Form der Innenwand des Gehäuses anzupassen. Folglich wird die Leiterplatte am Gehäuse befestigt, ohne von der Form des Gehäuses abhängig zu sein. Dementsprechend wird die Leiterplatte im Gehäuse angeordnet, ohne die Abmessungen des Gehäuses zu erhöhen.
Alternativ kann das Isoliersubstrat mehrere Substratfilme aufweisen, die aus thermoplastischem Harz aufgebaut sind. Die mehreren Substratfilme sind geschichtet und aneinander gebondet. Folglich werden mehrere Substratfilme in einem Zustand geschichtet, in welchem das elektrische Element und der Verdrahtungsabschnitt auf der Innenseite der Filme angeordnet sind, und ferner in der Dickenrichtung der Substratfilme erwärmt und mit Druck beaufschlagt, so dass die Ansteuerschaltung gebildet wird.
Alternativ kann das Isoliersubstrat einen Substratfilm, der aus thermoplastischem Harz aufgebaut ist, und einen Substratfilm, der aus wärmehärtendem Harz aufgebaut ist, aufweisen. Der Substratfilm aus thermoplastischem Harz stellt eine Klebeschicht bereit. Der Substratfilm aus thermoplastischem Harz und der Substratfilm aus wärmehärtendem Harz sind abwechseln geschichtet und aneinander gebondet.
Alternativ kann das Gehäuse ein Teil eines elektrischen Kompressors sein. Die Leiterplatte ist eine Ansteuerschaltung des elektrischen Kompressors.
Alternativ kann das elektrische Element eine Leistungsvorrichtung zur Bereitstellung eines Inverters sein.
Alternativ kann das Gehäuse einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass aufweisen. Ein Elektromotor des elektrischen Kompressors, die Ansteuerschaltung zur Ansteuerung des Elektromotors, eine Kompressionsmechanismuseinheit, die durch eine Drehantriebskraft des Elektromotors angetrieben wird, das Kühlmittel aus dem Kühlmitteleinlass ansaugt, das Kühlmittel komprimiert und das Kühlmittel über den Kühlmittelauslass ablässt, und ein Kühlmittelkanal, in welchem das Kühlmittel fließt und der zwischen dem Kühlmitteleinlass und der Kompressionsmechanismuseinheit angeordnet ist, sind im Gehäuse angeordnet. Die Ansteuerschaltung ist im Kühlmittelkanal angeordnet.
Alternativ weist der Elektromotor auf: eine Antriebswelle, die drehbar im Gehäuse gelagert ist und die Drehantriebskraft zur Kompressionsmechanismuseinheit überträgt; einen Stator, der ein magnetisches Drehfeld über einen Antriebsstrom von der Antriebsschaltung erzeugt und einen Statorkern, der in einer radialen Richtung auf einer Außenseite der Antriebswelle angeordnet ist, und eine Statorspule, die um den Statorkern gewickelt ist, aufweist; und einen Rotor, der in der radialen Richtung bezüglich des Statorkerns auf einer Mittelseite der Antriebswelle angeordnet ist und die Antriebswelle in Übereinstimmung mit dem vom Stator erzeugten magnetischen Drehfeld dreht. Der Kühlmittelkanal ist zwischen der Innenwand des Gehäuses und einer Außenwand des Statorkerns, welche der Innenwand des Gehäuses gegenüberliegt, angeordnet und erstreckt sich in einer axialen Richtung der Antriebswelle. Auf diese Weise werden bevorzugt sowohl die Antriebsschaltung als auch der Elektromotor gekühlt.
Alternativ kann die Außenwand des Statorkerns eine erste Konkavität aufweisen. Die erste Konkavität ist in Richtung der Mittelseite der Antriebswelle in der radialen Richtung konkav ausgebildet und erstreckt sich in der axialen Richtung der Antriebswelle. Der Kühlmittelkanal ist zwischen der Innenwand des Gehäuses und der ersten Konkavität angeordnet. Folglich wird die Ansteuerschaltung auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet, ohne die Abmessungen des elektrischen Kompressors zu vergrößern.
Alternativ kann die Innenwand des Gehäuses eine zweite Konkavität aufweisen. Die zweite Konkavität ist in Richtung der Außenseite der Antriebswelle in der radialen Richtung konkav ausgebildet und erstreckt sich in der axialen Richtung der Antriebswelle. Der Kühlmittelkanal ist zwischen der zweiten Konkavität und der Außenwand des Statorkerns angeordnet. Hierbei ist die Ansteuerschaltung an der zweiten Konkavität befestigt. Die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung kann jedoch, wie vorstehend beschrieben, verhältnismäßig frei verformbar sein. Folglich ist die Form der zweiten Konkavität nicht auf eine bestimmte Form beschränkt, sondern kann verhältnismäßig frei bestimmt werden.
Alternativ kann die Ansteuerschaltung einen Bereich für ein elektrisches Element, in welchem das elektrische Element angeordnet ist, und einen Randbereich, welcher den Bereich für ein elektrisches Element umgibt und in welchem das elektrische Element nicht angeordnet ist, in einer virtuellen Ebene senkrecht zu einer Dickenrichtung aufweisen. Folglich ist dann, wenn die Ansteuerschaltung mittels des Thermokompressionsverbindungsverfahrens oder dergleichen am Gehäuse befestigt wird, die Kompressionskraft bezüglich des Randbereichs höher als die Kompressionskraft bezüglich des Bereichs für ein elektrisches Element, so dass die Bindungskraft zwischen der Ansteuerschaltung und dem Gehäuse verbessert und die Belastung bezüglich des elektrischen Elements verringert wird.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte verstanden werden, dass sie nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen mit abdecken soll. Ferner sollen, obgleich die verschiedenen bevorzugten Kombination und Konfiguration beschrieben wurden, andere Kombination und Konfigurationen, die mehr weniger oder nur ein einziges Element aufweisen, als mit im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung beinhaltet verstanden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009-203904 A [0002, 0004]
JP 2005-505144 A [0006, 0007, 0008]

Claims

Elektrische Vorrichtung, aufweisend: – eine Leiterplatte (10), die in einem Kühlmittel in einem Gehäuse (41, 44, 45, 60) angeordnet ist und ein elektrisches Element (15) und eine externe Koppelelektrode (14) aufweist, wobei das elektrische Element (15) in der Leiterplatte (10) versiegelt und befestigt und elektrisch mit der externen Koppelelektrode (14) verbunden ist; – einen externen Verbindungsanschluss (1000), der elektrisch mit der externen Koppelelektrode (14) verbunden ist; und – ein Trennelement (11, 50, 51, 60, 70, 80, 90) zum Trennen des externen Verbindungsanschlusses (1000) und eines Verbindungsabschnitts zwischen der externen Koppelelektrode (14) und dem externen Verbindungsanschluss (1000) vom Kühlmittel.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Leiterplatte (10) ein Isoliersubstrat (11), das wenigstens aus thermoplastischem Harz aufgebaut ist, und einen Verdrahtungsabschnitt (12, 13) für eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Element (15) und der externen Koppelelektrode (14) aufweist; und – das elektrische Element (15) und der Verdrahtungsabschnitt (12, 13) mit dem thermoplastischen Harz versiegelt sind.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Leiterplatte (10) in einem Zustand an einer Innenwand des Gehäuses (41, 44, 45) befestigt ist, in dem ein Teil des externen Verbindungsanschlusses (1000) über ein Durchgangsloch (411a), das eine Wand des Gehäuses (41, 44, 45) durchdringt, zu einer Außenseite des Gehäuses (41, 44, 45) freiliegt; – das Trennelement (11) aus thermoplastischem Harz aufgebaut ist; – das thermoplastische Harz des Trennelements (11) auf einer Oberfläche der Leiterplatte (10) angeordnet ist, welche der Innenwand gegenüberliegt, den externen Verbindungsanschluss (1000) und den Verbindungsabschnitt umgibt und eine Position der Oberfläche der Leiterplatte (10) umgibt, welche dem Durchgangsloch (411a) gegenüberliegt; und – das thermoplastische Harz des Trennelements (11) derart fest an der Innenwand des Gehäuses (41, 44, 45) befestigt ist, dass das Harz an der Innenwand des Gehäuses (41, 44, 45) befestigt und der externe Verbindungsanschluss (1000) und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt sind.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Leiterplatte (10) in einem Zustand über das Trennelement (50) an der Innenwand des Gehäuses (60) befestigt ist, in dem ein Teil des externen Verbindungsanschlusses (1000) über das Durchgangsloch (62), welches das Gehäuse (60) durchdringt, zu einer Außenseite des Gehäuses (60) freiliegt; – das Trennmittel (50) aus Klebemittel (50, 51) aufgebaut ist; – das Klebemittel (50) des Trennelements (50) auf einer Oberfläche der Leiterplatte (10) angeordnet ist, welche der Innenwand gegenüberliegt, den externen Verbindungsanschluss (1000) und den Verbindungsabschnitt umgibt und eine Position der Oberfläche der Leiterplatte (10) umgibt, welche dem Durchgangsloch (62) gegenüberliegt; und – die Innenwand des Gehäuses (60) und die Oberfläche der Leiterplatte (10), welche der Innenwand gegenüberliegt, über das Klebemittel derart aneinander gebondet sind, dass der externe Verbindungsanschluss (1000) und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt sind.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Leiterplatte (10) in einem Zustand über einen Teil des Trennelements (70, 80) an einer Innenwand des Gehäuses (60) befestigt ist, in dem ein Teil des externen Verbindungsanschlusses (1000) über das Durchgangsloch (62), das eine Wand des Gehäuses (60) durchdringt, zu einer Außenseite des Gehäuses (60) freiliegt; – das Trennelement (70, 80) ein ringförmiges elastisches Element (80) und ein ringförmiges Druckelement (70) aufweist; – das elastische Element (80) auf der Oberfläche der Leiterplatte (10) angeordnet ist, welche der Innenwand gegenüberliegt, den externen Verbindungsanschluss (1000) und den Verbindungsabschnitt umgibt und eine Position der Oberfläche der Leiterplatte (10) umgibt, welche dem Durchgangsloch (62) gegenüberliegt; – das Druckelement (70) die Leiterplatte (10) derart gegen die Innenwand drückt, dass die Leiterplatte (10) am Gehäuse (60) befestigt ist; und – die Leiterplatte (10) mit dem Druckelement (70) gegen die Innenwand gedrückt wird und das elastische Element (80) derart fest an der Innenwand des Gehäuses (60) und der Oberfläche der Leiterplatte (10), welche der Innenwand gegenüberliegt, befestigt ist, dass der externe Verbindungsanschluss (1000) und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt sind.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das Trennelement (51, 90) eine an einer Wand des Gehäuses (60) befestigte Basis (90) und ein Klebemittel (51) aufweist; – die Basis (90) ein erstes Durchgangsloch (64), welches die Wand des Gehäuses (60) durchdringt, versiegelt und an der Wand des Gehäuses (60) befestigt ist; – das Klebemittel (51) die Leiterplatte (10) an eine Befestigungsoberfläche der Basis (90) bondet, welche der Leiterplatte (10) gegenüberliegt; – die Basis (90) des Trennelements (51, 90) ein zweites Durchgangsloch (91b) aufweist, das eine Verbindung zwischen einer Innenseite des Gehäuses (60) und einer Außenseite des Gehäuses (60) herstellt; – der externe Verbindungsanschluss (1000) in einem Zustand im zweiten Durchgangsloch (91b) angeordnet ist, in welchem die Leiterplatte (10) am Gehäuse (60) befestigt ist; – das Klebemittel (51) des Trennelements (51, 90) auf der Oberfläche der Leiterplatte (10) angeordnet ist, welche der Befestigungsoberfläche der Basis (90) gegenüberliegt, den externen Verbindungsanschluss (1000) und den Verbindungsabschnitt umgibt und eine Position der Oberfläche der Leiterplatte (10) umgibt, welche dem zweiten Durchgangsloch (91b) gegenüberliegt; und – die Befestigungsoberfläche der Basis (90) und die Oberfläche der Leiterplatte (10), welche der Befestigungsoberfläche gegenüberliegt, über das Klebemittel (51) derart verbunden sind, dass der externe Verbindungsanschluss (1000) und der Verbindungsabschnitt vom Kühlmittel getrennt sind.
Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – das Isoliersubstrat (11) eine Biegbarkeit aufweist; und – die Leiterplatte (10) an der Innenwand des Gehäuses (41, 44, 45, 60) befestigt ist, um sich einer Form der Innenwand des Gehäuses (41, 44, 45, 60) anzupassen.
Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – das Isoliersubstrat (11) mehrere Substraffilme (11) aufweist, die aus thermoplastischem Harz aufgebaut sind; und – die mehreren Substratfilme (11) geschichtet und aneinander gebondet sind.
Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – das Isoliersubstrat (11) einen Substratfilm (11), der aus thermoplastischem Harz aufgebaut ist, und einen Substratfilm (11), der aus wärmehärtendem Harz aufgebaut ist, aufweist; – der Substratfilm (11) aus thermoplastischem Harz eine Klebeschicht bereitstellt; und – der Substratfilm (11) aus thermoplastischem Harz und der Substratfilm (11) aus wärmehärtendem Harz abwechseln geschichtet und aneinander gebondet sind.
Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gehäuse (41, 44, 45, 60) ein Teil eines elektrischen Kompressors (100) ist; und – die Leiterplatte (10) eine Ansteuerschaltung (10) des elektrischen Kompressors (100) ist.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Element (15) eine Leistungsvorrichtung zur Bereitstellung eines Inverters aufweist.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gehäuse (41, 44, 45, 60) einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass aufweist; – ein Elektromotor (20) des elektrischen Kompressors (100), die Ansteuerschaltung (10) zur Ansteuerung des Elektromotors (20), eine Kompressionsmechanismuseinheit (30), die durch eine Drehantriebskraft des Elektromotors (20) angetrieben wird, das Kühlmittel aus dem Kühlmitteleinlass ansaugt, das Kühlmittel komprimiert und über den Kühlmittelauslass ablässt, und ein Kühlmittelkanal (c1), in welchem das Kühlmittel fließt und der zwischen dem Kühlmitteleinlass und der Kompressionsmechanismuseinheit (30) angeordnet ist, im Gehäuse (41, 44, 45, 60) angeordnet sind; und – die Ansteuerschaltung (10) im Kühlmittelkanal (c1) angeordnet ist.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (20) aufweist: – eine Antriebswelle (22), die drehbar im Gehäuse (41, 44, 45, 60) gelagert ist und die Drehantriebskraft zur Kompressionsmechanismuseinheit (30) überträgt; – einen Stator (24), der ein magnetisches Drehfeld über einen Antriebsstrom von der Antriebsschaltung (10) erzeugt und einen Statorkern (24a), der in einer radialen Richtung auf einer Außenseite der Antriebswelle (22) angeordnet ist, und eine Statorspule (24b), die um den Statorkern (24a) gewickelt ist, aufweist; und – einen Rotor (23), der in der radialen Richtung bezüglich des Statorkerns (24a) auf einer Mittelseite der Antriebswelle (22) angeordnet ist und die Antriebswelle (22) in Übereinstimmung mit dem vom Stator (24) erzeugten magnetischen Drehfeld dreht, wobei – der Kühlmittelkanal (c1) zwischen der Innenwand des Gehäuses (41, 44, 45, 60) und einer Außenwand des Statorkerns (24a), welche der Innenwand des Gehäuses (41, 44, 45, 60) gegenüberliegt, angeordnet ist und sich in einer axialen Richtung der Antriebswelle (22) erstreckt.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass – die Außenwand des Statorkerns (24a) eine erste Konkavität (24a1) aufweist; – die erste Konkavität (24a1) in Richtung der Mittelseite der Antriebswelle (22) in der radialen Richtung konkav ausgebildet ist und sich in der axialen Richtung der Antriebswelle (22) erstreckt; und – der Kühlmittelkanal (c1) zwischen der Innenwand des Gehäuses (41) und der ersten Konkavität (24a1) angeordnet ist.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass – die Innenwand des Gehäuses (45) eine zweite Konkavität (45a) aufweist; – die zweite Konkavität (45a) in Richtung der Außenseite der Antriebswelle (22) in der radialen Richtung konkav ausgebildet ist und sich in der axialen Richtung der Antriebswelle (22) erstreckt; und – der Kühlmittelkanal (c1) zwischen der zweiten Konkavität (45a) und der Außenwand des Statorkerns (24a) angeordnet ist.
Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerschaltung (10) einen Bereich (a1) für ein elektrisches Element, in welchem das elektrische Element (15) angeordnet ist, und einen Randbereich (a2), welcher den Bereich (a1) für ein elektrisches Element umgibt und in welchem das elektrische Element (15) nicht angeordnet ist, in einer virtuellen Ebene senkrecht zu einer Dickenrichtung aufweist.