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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur zum Erhalten bzw. Beibehalten der Orientierung bzw. Ausrichtung einer Träger- bzw. Leiterplatte oder Platine bezüglich eines Gehäuses, wenn die Leiterplatte vom Gehäuse entfernt wird oder wenn die Leiterplatte am Gehäuse montiert wird.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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In letzter Zeit wurden Hybridfahrzeuge und elektrische Fahrzeuge, bei welchen ein Elektromotor als Antriebsquelle verbaut ist, entwickelt. Eine Leistungssteuereinheit, die an einem Fahrzeug montiert ist, verstärkt die DC-Spannung (Gleichstromspannung) einer Stromquelle, erzeugt eine Dreiphasen-AC-Leistung (Dreiphasen-Wechselstromleistung) aus der erhöhten DC-Spannung und liefert die AC-Leistung (Wechselstromleistung) an den Elektromotor.
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Die Leistungssteuereinheit haust, in einem Gehäuse, Komponenten wie Schaltelemente für einen Hochsetzsteller (Boost-Konverter) und einen Wechselrichter (Inverter), eine Drossel bzw. Drosselspule, einen Kondensator, Sensoren und einen Kühler und haust eine Träger- bzw. Leiterplatte oder Platine, auf der elektronische Komponenten zum Steuern der Schaltelemente basierend auf von den Sensoren erfassten Werten angeordnet sind. Die Öffnung des Gehäuses ist durch eine Abdeckung abgedeckt. Das Gehäuse und die Abdeckung werden durch eine Befestigungsschraube aneinander gehalten.
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Die
JP 2012 -
064 875 A offenbart einen elektronischen Controller, der ein Gehäuse hat, das Passbolzen aufweist, sowie eine elektronische Leiterplatte mit Einpassöffnungen, in welche die Passbolzen eingesetzt sind. Bei diesem elektronischen Controller sind die Passbolzen und die Einpassöffnungen derart angeordnet, dass sie in eine Richtung, in der die elektronische Leiterplatte am Gehäuse angebracht ist, rotationsasymmetrisch sind, um einen Fehler beim Anbringen der elektronischen Leiterplatte am Gehäuse zu vermeiden.
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Neben der Leistungssteuereinheit (PCU) ist eine Mehrzahl weitere elektronsicher Steuereinheiten (ECU) in einem Fahrzeug als elektronische Controller verbaut. Wie die PCU bestehen die ECUs aus einem Gehäuse mit einer Leiterplatte in einem Gehäuse. Die elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte und die Komponenten in dem Gehäuse sind oft elektrisch miteinander durch Lot verbunden. Wenn die Leiterplatte defekt ist, sind Arbeiten zum Entfernen des Lots und zum Abnehmen der defekten Leiterplatte vom Gehäuse nötig, um nur die Leiterplatte zu ersetzen. Um eine neue Leiterplatte am Gehäuse zu montieren ist es nötig, die elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte mit den Komponenten im Gehäuse zu verlöten. Die Komponenten werden dabei händisch durch einen Mechaniker bei einem Händler ersetzt. In der Praxis wird jedoch nicht nur die Leiterplatte ersetzt, da dies ineffizient ist, sondern es wird die gesamte ECU einschließlich des Gehäuses ersetzt.
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Dies gilt auch für eine PCU. Wenn eine Leiterplatte einer PCU defekt ist, wird die gesamte PCU einschließlich des Gehäuses ersetzt, statt nur die Leiterplatte zu ersetzen. Der Preis für eine vollständige PCU ist jedoch spürbar höher als für eine vollständige ECU. Es ist daher gewünscht, nur die Leiterplatte auszutauschen, wenn die Leiterplatte defekt ist. Es ist auch gewünscht, in anderen elektronischen Controllern als der PCU nur die Leiterplatte zu ersetzen, statt den ganzen Controller einschließlich des Gehäuses ersetzen zu müssen, sofern der Austausch hierdurch vereinfacht wird.
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Die
US 6 043 431 A offenbart eine Verteilerdose zur Aufnahme eins Substrats, wobei in den Gehäuseteilen sowie dem Substrat jeweils Positionierungslöcher angeordnet sind, welche von einem Positionierungszylinder verschlossen werden.
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Die
DE 10 2012 221 686 A1 offenbart eine Gehäuseanordnung mit einem Hohlraum und einer Abdeckung, wobei indem Hohlraum eine elektrische Teilbaugruppe angeordnet ist und die Gehäuseteile Laschen mit deckungsgleichen Öffnungen aufweisen.
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Die
DE 10 2013 100 701 A1 offenbart eine Halbleitermodulanordnung mit einer ersten, zweiten und dritten Teilbaugruppe, wobei die dritte Teilbaugruppe Justierpins umfasst, welche in Justieröffnungen der ersten und zweiten Teilbaugruppen eingreifen.
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Die
DE 101 59 113 A1 zeigt eine Leiterplattenanordnung mit einem Verbindungsrahmen, der Positionierungsstift und Halteclipse aufweist.
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Die
DE 10 2013 105 552 A1 offenbart schließlich eine Anordnung zum Festlegen einer Einschubbaugruppe mit einer Mehrzahl von Haltestiften zum Eingreifen in seitliche Befestigungsöffnungen der Einschubbaugruppe.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung soll die vorstehenden Probleme lösen und hat zur Aufgabe, eine Struktur zum Erhalten bzw. Beibehalten der Orientierung bzw. Ausrichtung einer Träger- bzw. Leiterplatte oder Platine bezüglich eines Gehäuses zu schaffen, wenn ein Arbeiter, beispielsweise ein Mechaniker, die Leiterplatte vom Gehäuse eines elektronischen Controllers entfernt oder die Leiterplatte am Gehäuse eines elektronischen Controllers montiert.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche das vorstehend beschriebene Problem löst, ist gerichtet auf eine Struktur, die für einen elektronischen Controller geeignet ist, bei dem in einem Gehäuse gehaltene Komponenten und elektronische Komponenten auf einer Leiterplatte durch einen Verbinder elektrisch miteinander verbunden sind, und die die Orientierung der Leiterplatte bezüglich des Gehäuses erhalten kann, wenn die Leiterplatte vom Gehäuse entfernt wird oder wenn die Leiterplatte am Gehäuse montiert wird. Die Struktur dieser Ausführungsform hat einen Richtungssteuerstift, der in eine Abdeckungssicherungsöffnung einsetzbar ist, die im Gehäuse ausgebildet ist, um eine Abdeckung am Gehäuse zu halten, und eine Einspannvorrichtung mit einem Greifelement zum Greifen der Leiterplatte. Die Einspannvorrichtung hat eine Führungsöffnung, in welche der Richtungssteuerstift einsetzbar ist, wobei die Bewegungsrichtung der Einspannvorrichtung durch den in die Führungsöffnung eingesetzten Richtungssteuerstift steuerbar ist.
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Gemäß dieser Ausführungsform sind die in dem Gehäuse aufgenommenen Komponenten und die elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte elektrisch durch den Verbinder im elektronischen Controller verbunden. Es ist daher möglich, die in dem Gehäuse aufgenommenen Komponenten von den elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte zu trennen, indem der Verbinder von den Signalanschlüssen des Gehäuses entfernt wird, und die in dem Gehäuse aufgenommenen Komponenten mit den elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte zu verbinden, indem der Verbinder an den Signalanschlüssen montiert wird. Gemäß der Ausführungsform wird die Bewegungsrichtung der die Leiterplatte haltenden Einspannvorrichtung durch den Richtungssteuerstift gesteuert, so dass der Arbeiter die Orientierung der Leiterplatte konstant halten kann, wenn die Leiterplatte ersetzt wird. Da der Richtungssteuerstift in die Abdeckungssicherungsöffnung einsetzbar ist, ist es nicht nötig, eine separate Öffnung für den Richtungssteuerstift auszubilden.
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Vorzugsweise sind zumindest drei Richtungssteuerstifte in verschiedene Abdeckungssicherungsöffnungen einsetzbar, während die Leiterplatte ersetzt wird. Durch das Führen der Bewegungsrichtung der Einspannvorrichtung unter Verwendung von zumindest drei Richtungssteuerstiften kann die Ausrichtung bzw. Orientierung der Leiterplatte stabiler beibehalten werden.
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Vorzugsweise kann jedes Greifelement durch die Einspannvorrichtung derart gelagert sein, dass es elastisch verformbar ist, und kann einen Rand der Leiterplatte greifen. Durch Ausbilden der Greifelemente derart, dass sie elastisch verformbar sind, kann die Leiterplatte leicht gegriffen und freigegeben werden.
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Die Führungsöffnungen der Einspannvorrichtung können aus einem Metall bestehen. Durch Ausbilden der Führungsöffnungen aus Metall wird verhindert, dass sich der Richtungssteuerstift in der Führungsöffnung lockert.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Figuren beschrieben, die lediglich beispielhaft, jedoch keineswegs beschränkend zu betrachten sind, und wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den jeweiligen Figuren bezeichnen; hierbei zeigt:
- 1 ein Motorsteuersystem für ein Fahrzeug, das mit einem Elektromotor als Antriebsquelle für das Fahren des Fahrzeugs ausgestaltet ist;
- 2 Komponenten der PCU;
- 3 die Oberseite des Gehäuses, das eine der Komponenten der PCU ist;
- 4 die Oberseite der Leiterplatte, die eine der Komponenten der PCU ist;
- 5 einen schematischen Querschnitt, der eine Ansicht zeigt, wenn die Komponenten der PCU zusammengebaut sind;
- 6A-6C den Aufbau der Einspannvorrichtung;
- 7 einen Zustand, der auftritt, wenn die Abdeckung vom Gehäuse entfernt wird;
- 8 einen Zustand, bei dem die Richtungssteuerstifte in den Abdeckungssicherungsöffnungen des Gehäuses gehalten sind;
- 9 einen Zustand, bei dem die Einspannvorrichtung über dem Gehäuse angeordnet ist;
- 10 einen Zustand, bei dem die Richtungssteuerstifte teilweise in die Führungsöffnungen eingesetzt sind;
- 11 einen Zustand, bei dem ein unteres Ende der Einspannvorrichtung mit der Leiterplatte in Kontakt steht;
- 12 einen Zustand, bei dem die Greifelemente in Kerben an der Unterseite der Leiterplatte eingerastet sind;
- 13 einen Zustand, bei dem die Einspannvorrichtung nach oben angehoben wird;
- 14 einen Zustand, bei dem eine neue Leiterplatte an der Einspannvorrichtung montiert wird;
- 15 einen Zustand, bei dem die Einspannvorrichtung, die die Leiterplatte hält, über dem Gehäuse angeordnet ist;
- 16 einen Zustand, bei dem die Richtungssteuerstifte teilweise in die Führungsöffnungen eingesetzt sind;
- 17 einen Zustand, bei dem die Unterseite der Leiterplatte mit der Oberseite von Leiterplattensicherungsöffnungen in Kontakt steht;
- 18 einen Zustand, bei dem die Greifelemente von den Kerben an der Unterseite der Leiterplatte entfernt werden; und
- 19 einen Zustand, bei dem die Einspannvorrichtung nach oben angehoben wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend Bezug nehmend auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Diese sind dabei nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken, sondern dienen nur zur Veranschaulichung der Erfindung.
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1 zeigt ein Motorsteuersystem für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Hybridfahrzeug, das mit einem Elektromotor als Antriebsquelle zum Fahren des Fahrzeugs ausgestaltet ist. Das Motorsteuersystem 1 hat eine Leistungssteuereinheit (PCU) 2, eine Stromquelle 3 und einen Motor 4. 1 zeigt einen Motor 4, das Motorsteuersystem 1 kann jedoch mehrere Motoren 4 haben.
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Die PCU 2 hat einen Filterkondensator 5, einen Hochsetzsteller 6, einen Glättungskondensator 7, einen Wechselrichter 8 und einen Controller 10. Die PCU 2 hat eine Sensorengruppe mit einem Spannungssensor 11 zum Erfassen einer Spannung über den Glättungskondensator 7, und Stromsensoren 12a und 12b zum Erfassen der Motorströme durch die V-Phasenwicklung und die W-Phasenwicklung des Motors 4. Die PCU 2 kann zudem einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Hochsetzstellers 6 und des Wechselrichters 8 haben, und einen Stromsensor zum Erfassen des Stroms durch eine Drosselspule bzw. Spule des Hochsetzstellers 6. Die von den Sensoren erfassten Werte werden zu einem vorgegebenen Zeitpunkt an den Controller 10 ausgegeben.
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Der Controller 10 steuert den Hochsetzsteller 6, um die DC-Spannung der Stromquelle 3 entsprechend einer Motormomentanweisung von einer Reisesteuer-ECU (nicht dargestellt) zu verstärken, und steuert den Wechselrichter 8, um die DC-Leistung in eine Dreiphasen-AC-Leistung umzuwandeln und die Dreiphasen-AC-Leistung dem Motor 4 zuzuführen. Der Filterkondensator 5 ist parallel zur Stromquelle 3 und dem Hochsetzsteller 6 geschaltet und dient zum Glätten der DC-Spannung der Stromquelle 3.
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Der Hochsetzsteller 6 hat eine Drosselspule bzw. Spule und ein Schaltelement und ist über den Filterkondensator 5 mit der Stromquelle 3 verbunden. Der Hochsetzsteller 6 hat einen Stromsensor zum Erfassen des Stroms durch die Spule und gibt den erfassten Stromwert an den Controller 10 aus. Das Schaltelement führt entsprechend einem vom Controller 10 ausgegebenen Gate-Signal einen Schaltvorgang aus und verstärkt die niedrige DC-Spannung des Filterkondensators 5 auf eine hohe DC-Spannung.
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Der Glättungskondensator 7 ist zwischen dem Hochsetzsteller 6 und dem Wechselrichter 8 angeordnet, glättet die durch den Hochsetzsteller 6 verstärkte DC-Spannung und speichert die Ladung der DC-Spannung. Der Spannungssensor 11 erfasst die Spannung über den Glättungskondensator 7 und gibt den erfassten Spannungswert an den Controller 10 aus. Der Wechselrichter 8 hat Schaltelemente und führt einen Schaltvorgang entsprechend der vom Controller 10 ausgegebenen Gate-Signale für die Schaltelemente der jeweiligen Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) des Motors 4 aus, um die DC-Leistung in Dreiphasen-AC-Leistung umzuwandeln und die AC-Leistung dem Motor 4 zuzuführen.
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Der Controller 10 besteht aus elektronischen Komponenten bzw. Elektronikbauteilen wie einem Mikrocomputer und einem Speicher. Diese elektronischen Komponenten sind auf einer Träger- bzw. Leiterplatte oder Platine montiert. Ansprechend auf eine Motormomentanweisung gibt der Controller 10 basierend auf den erfassten Werten, die von den Sensoren ausgegeben wurden, Gate-Signale an den Hochsetzsteller 6 und den Wechselrichter 8 aus, um die jeweiligen Schaltelemente zu steuern.
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Nachfolgend wird die Struktur der PCU 2 beschrieben. Die PCU 2 wird durch Montieren der Leiterplatte an einem Gehäuse mit einer Öffnung und Abdecken der Öffnung des Gehäuses mit einer Abdeckung gebildet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die PCU 2 beispielsweise als elektronischer Controller ausgestaltet. 2 zeigt Komponenten der PCU 2. 2 zeigt schematisch den Querschnitt der Komponenten.
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Die PCU 2 besteht aus einem Gehäuse 20, einer Leiterplatte 40 und einer Abdeckung 60. Das Gehäuse 20 hat die Form einer Box mit einer Öffnung 34 im obersten Teil.
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Ein Aufnahmeraum 22 des Gehäuses 20 haust Komponenten wie den Filterkondensator 5, den Hochsetzsteller 6, den Glättungskondensator 7, den Wechselrichter 8, den Spannungssensor 11, den Stromsensor 12 und den (nicht dargestellten) Kühler. Eine Zufuhrleitung sowie eine Auslassleitung zum Zuführen von Kühlmittel sind an der Seitenwand des Gehäuses 20 (nicht dargestellt) montiert. Oberhalb des Aufnahmeraums 22 ist ein Aufnahmeraum 32 ausgebildet, der in der Öffnung 34 mündet und ausgestaltet ist, um die Leiterplatte 40 aufzunehmen. Eine Trennplatte 30 bildet eine Trennung zwischen dem Aufnahmeraum 22 und dem Aufnahmeraum 32.
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Bezugnehmend auf 1 tauscht der Controller 10, der auf der Leiterplatte 40 gebildet ist, Signale mit den Schaltelementen des Hochsetzstellers 6 und des Wechselrichters 8 und mit den Sensoren, die im Aufnahmeraum 22 aufgenommen sind, aus. Der Austausch der Signale wird durch einen oder mehrere Verbinder 48 erreicht, die auf der Leiterplatte 40 angeordnet sind und elektrisch mit einer Mehrzahl von Signalanschlüssen 24 verbunden sind, die von der Trennplatte 30 abstehen. Die Signalanschlüsse 24 sind mit den im Aufnahmeraum 22 aufgenommenen Komponenten verbunden, und die Verbinder 48 sind mit den auf der Leiterplatte 40 verbundenen elektronischen Komponenten 42 verbunden. Die PCU 2 ist somit derart ausgestaltet, dass die im Gehäuse 20 angebrachten Komponenten und die elektronischen Komponenten 42 der Leiterplatte 40 durch die Verbinder 48 elektrisch verbunden werden.
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Der Verbinder 48 ist als Buchse ausgebildet. Durch Drücken des Verbinders 48 entlang der Signalanschlüsse 24, die nach oben ragen und die Form eines Steckers haben, werden der Verbinder 48 und die Signalanschlüsse 24 elektrisch verbunden. Bei der PCU 2 der beispielhaften Ausführungsform wird die elektrische Verbindung durch ein Zusammenstecken des Verbinders 48 und der Signalanschlüsse 24 erzielt, anstelle der elektrischen Verbindung der im Gehäuse 20 angeordneten Komponenten und der elektronischen Komponenten 42 der Leiterplatte 40 mittels Lot. Durch Verwenden einer derartigen Verbindungsstruktur kann ein Arbeiter bzw. Benutzer, beispielsweise ein Mechaniker, leicht eine defekte Leiterplatte 40 aus dem Gehäuse 20 entfernen oder leicht eine neue Leiterplatte 40 am Gehäuse 20 montieren.
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Die Trennplatte 30 hat eine Mehrzahl von Leiterplattensicherungsöffnungen 28 zum Befestigen der Leiterplatte 40 mittels Schrauben. Die Leiterplattensicherungsöffnungen 28 sind derart ausgestaltet, dass sie von der Trennplatte 30 abstehen und dienen als Abstandhalter, der eine Lücke zwischen der Leiterplatte 40 und der Trennplatte 30 bildet, wenn die Leiterplatte 40 am Gehäuse 20 montiert ist. Eine Mehrzahl von Abdeckungssicherungsöffnungen 26 zum Befestigen der Abdeckung 60 mittels Schrauben ist an den Rändern 36 am obersten Teil des Gehäuses 20 ausgebildet.
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3 zeigt die Oberseite des Gehäuses 20, das eine der Komponenten der PCU 2 darstellt. Der Rand 36 des Gehäuses 20 ist derart ausgebildet, dass er besonders flach ist, um die PCU 2 wasserfest zu machen. Die Mehrzahl von Abdeckungssicherungsöffnungen 26 ist an dem Rand 36 angeordnet. Bei diesem Beispiel sind insgesamt acht Abdeckungssicherungsöffnungen 26 an vier Ecken des Randes 36 und zwischen den jeweiligen Ecken angeordnet. Eine große Anzahl von Abdeckungssicherungsöffnungen 26 kann vorgesehen werden, um die Wasserdichtigkeit der PCU 2 zu verbessern. Unter der Öffnung 34, die durch den Innenumfang des Randes 36 definiert ist, ist die Trennplatte 30 vorgesehen. Die Mehrzahl von Signalanschlüssen 24 ist derart ausgebildet, dass sie von der Trennplatte 30 absteht, und die Mehrzahl von Leiterplattensicherungsöffnungen 28 ist ebenfalls derart ausgestaltet, um von der Trennplatte 30 abzustehen.
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Erneut Bezug nehmend auf 2 sind die mehreren elektronischen Komponenten 42 an der Leiterplatte 40 montiert, welche den Controller 10 zum Steuern des Betriebs der PCU 2 bildet. Schraubenlöcher 46 (eine Mehrzahl von Öffnungen) sind in der Leiterplatte 40 gebildet. Die Leiterplatte 40 wird auf die Leiterplattensicherungsöffnungen 28 aufgebracht, so dass die Schraubenlöcher 46 mit den Leiterplattensicherungsöffnungen 28 auf der Trennplatte 30 fluchten, und am Gehäuse 20 mittels Schrauben 44 befestigt.
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Der Verbinder 48 wird zeitweilig über einer Öffnung 50 für die Anschlüsse montiert. Nachdem die Leiterplatte 40 an den Leiterplattensicherungsöffnungen 28 montiert wurde, wird der Verbinder 48 entlang der Signalanschlüsse 24 nach unten gedrückt, während er durch die Öffnung 50 für die Anschlüsse geführt wird, wodurch die Signalanschlüsse 24 mit Vertiefungen im Verbinder 48 in Eingriff gelangen und die Signalanschlüsse 24 und den Verbinder 48 elektrisch verbinden.
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4 zeigt die Oberseite der Leiterplatte 40, die eine der Komponenten der PCU 2 darstellt. Die elektronischen Komponenten 42, die den Controller 10 bilden, sind auf der Leiterplatte 40 montiert. Die Leiterplatte 40 hat eine Mehrzahl von Schraubenlöchern 46. Die Schraubenlöcher 46 fluchten mit den Positionen der Leiterplattensicherungsöffnungen 28 in der Trennplatte 30 des Gehäuses 20.
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Eine Mehrzahl von Kerben 52 ist am Außenumfang der Leiterplatte 40 vorgesehen. Die Kerben 52 werden durch das Einschneiden von Abschnitten der rechteckigen äußeren Form der Leiterplatte 40 nach Innen ausgebildet und dienen dazu, um durch eine spezielle Vorrichtung ergriffen zu werden, wenn die Leiterplatte 40 ersetzt wird. Vorzugsweise sind die Kerben 52 in der Nähe der vier Ecken der rechteckigen Leiterplatte 40 ausgebildet, so dass die Vorrichtung die Leiterplatte 40 zuverlässig greifen kann.
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Erneut Bezug nehmend auf 2 ist die Abdeckung 60 ein Element zum Abdecken der Öffnung 34 des Gehäuses 20. Eine Mehrzahl von Schraubenöffnungen 64 ist am Rand der Abdeckung 60 ausgebildet. Die Abdeckung 60 wird derart auf das Gehäuse 20 aufgesetzt, dass die Schraubenöffnungen 64 mit den Abdeckungssicherungsöffnungen 26, die am Rand 36 des Gehäuses 20 ausgebildet sind, fluchten, und dann mittels Schrauben 62 am Gehäuse 20 befestigt.
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Die Unterseite des Randabschnitts der Abdeckung 60 steht mit dem Rand 36 des Gehäuses 20 in Kontakt und ist besonders flach ausgebildet. Durch das Befestigen des Gehäuses 20 und des Deckels 60 mittels Schrauben 62 wird durch die besonders flache Ausgestaltung der beiden Elemente ein wasserdicht versiegelter Aufbau erzielt.
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Das Gehäuse 20, die Leiterplatte 40 und die Abdeckung 60 werden mittels eines Roboters in einem Baugruppenwerk zusammengebaut. Beim Zusammenbau der Leiterplatte bzw. Platine 40 mit dem Gehäuse 20 kann der Roboter die Leiterplatte 40 hochpräzise an dem Gehäuse 20 ausrichten, so dass die Signalanschlüsse 24 in die Öffnung 50 für die Anschlüsse in der Leiterplatte 40 eingesetzt sind, und die Leiterplatte 40 am Gehäuse 20 befestig werden kann, ohne dass die Signalanschlüsse 24 mit der Unterseite der Leiterplatte 40 interferieren.
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5 zeigt schematisch einen Querschnitt, der sich ergibt, wenn die Komponenten der PCU 2 zusammengebaut sind. Die Leiterplatte 40 ist am Gehäuse 20 mittels der Schrauben 44 befestigt, und die Abdeckung 60 ist am Gehäuse 20 mittels der Schrauben 62 befestigt.
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Wie vorstehend beschrieben ist, haust der Aufnahmeraum 22 des Gehäuses 20 Komponenten wie die Schaltelemente (Leistungshalbleiterelemente), Wandler, Spulen und Sensoren, weshalb das Gehäuse 20 teuer ist. Die vom Fahrzeughalter zu tragenden Kosten sind daher hoch, wenn die gesamte PCU 2 inklusive dem Gehäuse 20 ersetzt wird, wenn die Leiterplatte 40 defekt ist. Um dem zu begegnen ist die PCU 2 der beispielhaften Ausführungsform derart ausgestaltet, dass die elektrische Verbindung zwischen den im Gehäuse 20 gehaltenen Komponenten und den elektronischen Komponenten 42 auf der Leiterplatte 40 durch die Verbinder 48 realisiert wird, und, wenn die Leiterplatte 40 defekt ist, die Leiterplatte 40 leicht entfernt werden kann, indem die Verbinder 48 nach oben abgezogen werden, um diese von den Signalanschlüssen 24 zu entfernen, und die Schrauben 44 entfernt werden.
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Jedoch werden die Komponenten händisch durch einen Arbeiter bei einem Händler entfernt. Es ist daher schwierig, die Leiterplatte 40 in horizontaler Ausrichtung bzw. Orientierung zu halten, wenn die defekte Leiterplatte 40 aus dem Gehäuse 20 entfernt wird. Wenn die Leiterplatte 40 nicht in horizontaler Orientierung gehalten werden kann und während des Anhebens der Leiterplatte 40 gekippt wird, kann ein Innenumfangsrand der Öffnung 50 für die Anschlüsse mit den Signalanschlüssen 24 in Kontakt gelangen, so dass sich die Signalanschlüsse 24 verbiegen können. Wenn die Signalanschlüsse 24 verbogen sind, können die oberen Enden der Signalanschlüsse 24 mit der Unterseite der Leiterplatte 40 in Kontakt gelangen, wenn eine neue Leiterplatte 40 am Gehäuse 20 montiert wird, wodurch verhindert wird, dass die Signalanschlüsse 24 in die Öffnung 50 für die Anschlüsse eingesetzt werden. In ähnlicher Weise können, wenn die Leiterplatte 40 nicht in horizontaler Orientierung gehalten werden kann und gekippt wird, wenn eine neue Leiterplatte 40 in das Gehäuse 20 eingesetzt wird, die oberen Enden der Signalanschlüsse 24 mit der Unterseite der Leiterplatte 40 in Kontakt gelangen, so dass die Signalanschlüsse 24 nicht in die Öffnung 50 für die Anschlüsse eingesetzt werden können, wodurch verhindert wird, dass die Signalanschlüsse 24 und der Verbinder 48 miteinander verbunden werden.
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Bei dieser beispielhaften Ausführungsform wird eine Orientierungserhaltungsstruktur zum Erhalten der Orientierung der Leiterplatte 40 bezüglich des Gehäuses 20 vorgeschlagen, wenn der Arbeiter die Leiterplatte 40 aus dem Gehäuse 20 entfernt oder die Leiterplatte 40 am Gehäuse 20 montiert. Die Orientierungserhaltungsstruktur ist eine Struktur zum Halten der Leiterplatte 40 in horizontaler Orientierung, wenn die Leiterplatte 40 ersetzt wird. Nachfolgend wird diese Struktur auch als „Austauschstruktur“ für die Leiterplatte 40 bezeichnet. Die Austauschstruktur besteht aus Richtungssteuerstiften, die an den Abdeckungssicherungsöffnungen 26 des Gehäuses 20 angebracht sind, und einer Einspannvorrichtung zum Greifen der Leiterplatte 40. Vorzugsweise wird die Einspannvorrichtung leicht und günstig unter Verwendung eines Harzmaterials hergestellt.
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Die 6A bis 6C zeigen den Aufbau der Einspannvorrichtung. 6A zeigt die Oberseite der Einspannvorrichtung, 6B zeigt die Seitenfläche der Einspannvorrichtung und 6C zeigt ein Greifelement der Einspannvorrichtung. Die Einspannvorrichtung 100 hat Röhren 104, in denen Führungsöffnungen 102 ausgebildet sind. Die Führungsöffnungen 102 sind Öffnungen, in welche die Richtungssteuerstifte eingefügt werden, wenn die Leiterplatte 40 ersetzt wird. 6A zeigt, dass die Führungsöffnungen 102 an den vier Ecken der Einspannvorrichtung 100 fluchtend mit den Positionen der Abdeckungssicherungsöffnungen 26 an den vier Ecken des Gehäuses 20 ausgebildet sind. Die Anzahl der Führungsöffnungen 102 kann gleich der Anzahl der Richtungssteuerstifte sein, die verwendet werden, wenn die Leiterplatte 40 ersetzt wird.
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Das Gehäuse für die Einsparvorrichtung 100 ist so groß, dass die Einspannvorrichtung 100 die Öffnung 34 des Gehäuses 20 in den Aufnahmeraum 32 durch eingebracht werden kann. Das Vorrichtungsgehäuse ist in Form einer Box mit einem offenen Boden ausgebildet. Der Vorrichtungskorpus hat einen Raum, der die elektronischen Komponenten 42 und die Verbinder 48, die an der Leiterplatte 40 montiert sind, aufnimmt, ohne mit den elektronischen Komponenten 42 und den Verbindern 48 in Wechselwirkung zu treten, wenn die Einspannvorrichtung 100 die Leiterplatte 40 abdeckt. Die Röhren 104 werden derart durch Lager 106 gelagert, dass die Führungsöffnungen 102 und die Röhren 104 koaxial zu den Abdeckungssicherungsöffnungen 26 des Gehäuses 20 sind, wenn das Vorrichtungsgehäuse in den Aufnahmeraum 32 des Gehäuses 20 eingebracht wird. Die Führungsöffnungen 102 können den gleichen Durchmesser wie die Abdeckungssicherungsöffnungen 26 haben.
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Eine Mehrzahl von Einschrauböffnungen 108 ist im Vorrichtungsgehäuse ausgebildet. Die Einschrauböffnungen 108 sind Öffnungen und dienen dazu, die Schrauben 44, welche die Leiterplatte 40 und das Gehäuse 20 miteinander verbinden, zu lösen, oder die Leiterplatte 40 und das Gehäuse 20 mittels Schrauben 44 aneinander zu befestigen, während die Leiterplatte 40 gehalten wird. Indem der Arbeiter die Schrauben 44 über die Einschrauböffnungen 108 anziehen oder lösen kann, während die Einspannvorrichtung 100 die Leiterplatte 40 hält, kann die Präzision der Positionierung der Leiterplatte 40 relativ zum Gehäuse 20, wenn die Schrauben angezogen oder gelöst werden, gewährleistet werden.
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In dem Fall, dass die Höhe des Verbinders 48 und der elektronischen Komponenten 42 von der Oberfläche der Leiterplatte 40 derart groß ist, dass die Oberseiten des Verbinders 48 und der elektronischen Komponenten 42 mit der Unterseite einer oberen Platte 116 des Vorrichtungsgehäuses in Kontakt gelangen, sind Ausnehmungen oder Öffnungen an den entsprechenden Stellen vorgesehen, um zu verhindern, dass es zu einer Wechselwirkung zwischen den Oberseiten des Verbinders 48 und der elektronischen Komponenten 42 mit der Unterseite der Oberplatte 116 kommt.
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Eine Mehrzahl von Hebeln 110 und Greifelementen 112 wird in einem Bereich der oberen Platte 116 des Vorrichtungsgehäuses mittels Schneidbearbeitung der oberen Platte 116 ausgestaltet. Die Hebel 110 und Greifelemente 112 sind einstückig als Plattenelement gebildet und werden mittels eines elastischen Lagers 118 gelagert, so dass sie elastisch verformbar sind. Der Hebel 110 ist ein Plattenelement über der Position der Lagerstelle durch das elastische Lager 118 und kann durch den Arbeiter betätigt werden. Das Greifelement 112 ist ein Plattenelement unter der Position der Lagerstelle durch das elastische Lager 118. Das Greifelement 112 rastet in den Rand der Leiterplatte 40 ein und, genauer gesagt, den Rand der Kerbe 52 am unteren Ende des nach innen ragenden Greifelements 112.
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Eine Mehrzahl von Greifelementen 112 ist an Positionen angeordnet, die mit der Mehrzahl von Kerben 52 der Leiterplatte 40 fluchten. Bei dem dargestellten Beispiel sind zwei Paar Greifelemente 112 einander gegenüberliegend vorgesehen. Wie gezeigt ist, sind vier Greifelemente 112 in der Umgebung der vier Ecken des Vorrichtungsgehäuses angeordnet. Jedes der Greifelemente 112 rastet in die Unterseite des Randes der Kerbe 52 der Leiterplatte 40 ein, um die Leiterplatte 40 zu greifen. Durch das Ergreifen der Leiterplatte 40 unter Verwendung der Greifelemente 112 wird die Leiterplatte 40 an der Einspannvorrichtung 100 gesichert, so dass die Einspannvorrichtung 100 und die Leiterplatte 40 als ein Stück zum Austausch der Leiterplatte entfernt werden können. Darüber hinaus sind der Hebel 110 und das Greifelement 112 durch das elastische Lager 118 derart gelagert, dass sie bezüglich der Einspannvorrichtung 100 elastisch verformbar sind, so dass die Leiterplatte 40 leicht ergriffen und freigegeben werden kann.
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(Schritt zum Entfernen der Leiterplatte 40)
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Nachfolgend wird der Schritt zum Entfernen der Leiterplatte 40 aus dem Gehäuse 20 unter Verwendung der Richtungssteuerstifte und der Einspannvorrichtung 100 beschrieben. Die Leiterplatte 40 wird händisch von einem Arbeiter entfernt. Beim Entfernungsschritt werden zuerst die Schrauben 62 im zusammengebauten Zustand aus 5 gelöst, um die Abdeckung 60 vom Gehäuse 20 zu entfernen. 7 zeigt einen Zustand, der auftritt, wenn die Abdeckung 60 vom Gehäuse 20 entfernt wurde.
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Der Arbeiter zieht dann die Verbinder 48 von seinen Plätzen nach oben, um diese von den Signalanschlüssen 24 zu trennen, und sichert die Richtungssteuerstifte 80 in den Abdeckungssicherungsöffnungen 26 des Gehäuses 20. 8 zeigt einen Zustand, bei dem die Richtungssteuerstifte 80 in den Abdeckungssicherungsöffnungen 26 des Gehäuses 20 gehalten sind. Die Richtungssteuerstifte 80 sind säulenförmige Elemente mit dem gleichen Durchmesser wie die Schrauben 62. Zumindest der axiale Abschnitt der Richtungssteuerstifte 80, der in die Abdeckungssicherungsöffnungen 26 eingesetzt ist, hat ein Außengewinde. Der Arbeiter schraubt die Richtungssteuerstifte 80 in die Abdeckungssicherungsöffnungen 26 ein und sichert die Richtungssteuerstifte 80 derart, dass sie senkrecht zum Rand 36 sind. 8 zeigt einen Zustand, bei dem die Richtungssteuerstifte 80a, 80b und 80c in die Abdeckungssicherungsöffnungen 26a, 26b und 26c eingebracht sind, die an den jeweiligen Ecken des Randes 36 ausgebildet sind.
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Durch das Sichern der Richtungssteuerstifte 80 am Gehäuse 20 unter Verwendung der Abdeckungssicherungsöffnungen 26, die am Gehäuse 20 zur Befestigung der Abdeckung 60 am Gehäuse 20 vorgesehen sind, ist es nicht nötig, separate Öffnungen vorzusehen, die nur zum Sichern der Richtungssteuerstifte 80 dienen. Da zudem der Rand 36 mit den Abdeckungssicherungsöffnungen 26 derart ausgestaltet ist, dass er besonders flach ist, können die Richtungssteuerstifte 80 mit hoher Genauigkeit angebracht werden, dass sie senkrecht zum Rand 36 stehen. Die Abdeckungssicherungsöffnungen 26 nehmen die Schrauben 62 bis zu dem Moment auf, zu dem die Richtungssteuerstifte 80 eingefügt werden, so dass keine Fremdkörper wie Sand oder Schmutz in der Umgebung der Abdeckungssicherungsöffnungen 26 anhaftet. Dies bewirkt den zusätzlichen Vorteil, dass keine Fremdstoffe in den Aufnahmeraum 32 des Gehäuses 20 gelangen, wenn die Richtungssteuerstifte 80 in die Abdeckungssicherungsöffnungen 26 eingefügt oder daraus entfernt werden.
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Der Arbeiter greift die Einspannvorrichtung 100 und platziert diese über dem Gehäuse 20. 9 zeigt einen Zustand, bei dem die Einspannvorrichtung 100 über dem Gehäuse 20 angeordnet ist. Der Arbeiter nähert die Einspannvorrichtung 100 langsam dem Gehäuse 20 an, um den Richtungssteuerstift 80a in die Führungsöffnung 102a, den Richtungssteuerstift 80b in die Führungsöffnung 102b und den Richtungssteuerstift 80c in die Führungsöffnung 102c einzusetzen.
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10 zeigt einen Zustand, bei dem die Richtungssteuerstifte 80 teilweise in die Führungsöffnungen 102 eingesetzt sind. Da die Richtungssteuerstifte 80 senkrecht zum Rand 36 des Gehäuses 20 sind, wird die Einspannvorrichtung 100 in einer Ausrichtung senkrecht zu den Richtungssteuerstiften 80 gehalten, d.h. einer Ausrichtung, die perfekt horizontal relativ zum Gehäuse 20 ist, wenn die Richtungssteuerstifte 80 in die Führungsöffnungen 102 eingesetzt werden. Der Arbeiter senkt die Einspannvorrichtung 100 langsam ab, bis das untere Ende der Einspannvorrichtung mit der Leiterplatte 40 in Kontakt gelangt.
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11 zeigt einen Zustand, bei dem das untere Ende der Einspannvorrichtung 100 mit der Leiterplatte 40 in Kontakt ist. Wenn die Einspannvorrichtung 100 abgesenkt wird, bis das untere Ende derselben mit der Leiterplatte 40 in Kontakt gelangt, ragen die unteren Enden der Greifelemente 112 von den Greifelementen nach innen und rasten in die Kerben 52 der Leiterplatte 40 ein.
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12 zeigt einen Zustand, bei dem die Greifelemente 112 in die Kerben 52 an der Unterseite der Leiterplatte 40 eingerastet sind. In 12 wird auf die Darstellung der anderen Komponenten verzichtet. Wie vorstehend beschrieben ist, sind der Hebel 111 und das Greifelement 112 durch das elastische Lager 118 derart gelagert, dass sie bezüglich der oberen Platte 116 elastisch verformbar sind. Wenn der nach innen gerichtete Vorsprung am unteren Ende des Greifelements 112 mit der Kante der Kerbe 52 in Kontakt gelangt, bevor das untere Ende der Einspannvorrichtung 100 mit der Leiterplatte 40 in Kontakt gelangt, wird das Greifelement 112 in eine Richtung weg vom Rand der Kerbe 52 verformt. Wenn das untere Ende der Einspannvorrichtung 100 mit der Leiterplatte 40 in Kontakt gelangt, gelangt der nach innen gerichtete Vorsprung über den Rand der Kerbe 52, erreicht den Raum unter der Leiterplatte 40 und rastet in die Kerbe 52 ein. Auf diese Weise greift das Greifelement 112 die Ränder der Leiterplatte 40. In einem Zustand, bei dem die Greifelemente 112 die Leiterplatte 40 greifen, entfernt der Arbeiter die Schrauben 44, welche die Leiterplatte 40 und das Gehäuse 20 miteinander verbinden, durch die Einschrauböffnungen 108. Dadurch, dass der Arbeiter die Schrauben 44 entfernen kann, während die Greifelemente 112 die Leiterplatte 40 halten, kann die Position der Leiterplatte 40 relativ zum Gehäuse 20 präzise beibehalten werden, während die Schrauben entfernt werden.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Entfernungsschritt werden die Verbinder 48 von den Signalanschlüssen 24 getrennt, bevor die Einspannvorrichtung 100 in das Gehäuse 20 eingebracht wird. Alternativ können die Verbinder 48 getrennt werden, nachdem die Einspannvorrichtung 100 in das Gehäuse 20 gesenkt wurde. In diesem Fall kann eine Öffnung für die Verbinder 48 in der oberen Platte 116 der Einspannvorrichtung 100 vorgesehen sein. Der Arbeiter kann die Einspannvorrichtung 100 in das Gehäuse 20 senken, bevor die Verbinder 48 über die Öffnung für den Verbinder angehoben werden, wodurch die Verbinder 48 von den Signalanschlüssen 24 getrennt werden.
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Sobald die Schrauben 44 entfernt sind, hebt der Arbeiter die Einspannvorrichtung 100, welche die Leiterplatte 40 hält, nach oben. 13 zeigt einen Zustand, bei welchem die Einspannvorrichtung 100 nach oben gehoben wird. Wie gezeigt ist, wird die Leiterplatte 40 durch die Einspannvorrichtung 100 gehalten, und zusammen mit der Einspannvorrichtung 100 nach oben gehoben. Die die Leiterplatte 40 haltende Einspannvorrichtung 100 wird entlang der Richtungssteuerstifte 80 bewegt, die in die Führungsöffnungen 102 eingesetzt sind. Hierdurch ist die Richtung des Anhebens der Einspannvorrichtung 100 durch die Richtungssteuerstifte 80 genau geführt, und die Bewegungsrichtung der Einspannvorrichtung 100 wird gesteuert. In anderen Worten: die Bewegungsrichtung der Einspannvorrichtung 100 wird durch die Richtungssteuerstifte 80 auf die Richtung senkrecht zum Rand 36 des Gehäuses 20 begrenzt, sodass die Einspannvorrichtung 100 nach oben bewegt wird und die horizontale Ausrichtung beibehalten wird. Die in der Einspannvorrichtung 100 gesicherte Leiterplatte 40 wird zusammen mit der Einspannvorrichtung 100 nach oben bewegt und hält die horizontale Ausrichtung bei. Daher wird verhindert, dass die Leiterplatte 40 kippt, während die Leiterplatte 40 nach oben bewegt wird. Die Signalanschlüsse 24 des Gehäuses 20 werden nicht verbogen, indem sie mit der Öffnung 50 für die Anschlüsse der Leiterplatte 40 in Kontakt gelangen.
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Bei dem dargestellten Beispiel sind drei Richtungssteuerstifte in verschiedene Abdeckungssicherungsöffnungen 26 des Gehäuses 20 eingesetzt, um die Richtung zu führen, in welche die Einspannvorrichtung 100 herausgezogen wird. Es wurden Experimente mit einer verschiedenen Anzahl an Richtungssteuerstiften 80 ausgeführt, die in Abdeckungssicherungsöffnungen 26 eingesetzt waren, und herausgefunden, dass die Bewegungsrichtung der Einspannvorrichtung 100 in geeigneter Weise gesteuert werden kann, indem zumindest drei Richtungssteuerstifte in die Abdeckungssicherungsöffnungen 26 eingesetzt werden. Es wurde auch herausgefunden, dass die Einspannvorrichtung 100 bis zu einem gewissen Grad in horizontaler Orientierung gehalten werden kann, wenn zwei Richtungssteuerstifte 80 in Abdeckungssicherungsöffnungen 26 eingesetzt werden, die einander diagonal gegenüber liegen.
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Die Führungsöffnungen 102 der Einspannvorrichtung 100 können aus Metall bestehen. Durch Ausbilden der Führungsöffnungen aus Metall wird verhindert, dass sich die Richtungsführungsstifte 80 in den Führungsöffnungen 102 lockern. Beispielsweise können die Führungsöffnungen 102 ausgebildet werden, indem ein Metallkragen an der aus Kunststoff bestehenden Röhre 104 angebracht wird.
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(Schritt zum Montieren der Leiterplatte 40)
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Nachfolgend wird ein Schritt zum Montieren einer neuen Leiterplatte 40 am Gehäuse 20 unter Verwendung der Richtungssteuerstifte 80 und der Einspannvorrichtung 100 beschrieben.
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14 zeigt einen Zustand, bei dem eine neue Leiterplatte 40 an der Einspannvorrichtung 100 angebracht ist. Die Greifelemente 112 der Einspannvorrichtung 100 sind in die Kerben 52 der Leiterplatte 40 eingerastet, wodurch die Leiterplatte 40 von der Einspannvorrichtung 100 gehalten werden kann.
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Der Arbeiter hebt die Einspannvorrichtung 100, welche die Leiterplatte 40 hält, an, und positioniert diese über dem Gehäuse 20. 15 zeigt einen Zustand, bei dem die Einspannvorrichtung 100, welche die Leiterplatte 40 hält, über dem Gehäuse 20 angeordnet ist. Der Arbeiter nähert die Einspannvorrichtung 100 langsam dem Gehäuse 20 an, um den Richtungssteuerstift 80a in die Führungsöffnung 102a, den Richtungssteuerstift 80b in die Führungsöffnung 102b und den Richtungssteuerstift 80c in die Führungsöffnung 102c einzubringen.
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16 zeigt einen Zustand, bei dem die Richtungssteuerstifte 80 teilweise in die Führungsöffnungen 102 eingesetzt sind. Da die Richtungssteuerstifte 80 senkrecht zum Rand 36 des Gehäuses 20 ausgebildet sind, wird die Einspannvorrichtung 100 in einer senkrecht zu den Richtungssteuerstiften 80 ausgerichteten Orientierung gehalten, d.h. in einer bezüglich des Gehäuses 20 horizontalen Orientierung, wenn die Richtungssteuerstifte 80 in die Führungsöffnungen 102 eingesetzt werden. Der Arbeiter senkt die Einspannvorrichtung 100 langsam, bis die Unterseite der Leiterplatte 40, welche von der Einspannvorrichtung 100 gehalten wird, mit der Oberseite der Leiterplattensicherungsöffnungen 28 in Kontakt gelangt.
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Die Leiterplatte 40 wird zusammen mit der Einspannvorrichtung 100 in das Gehäuse 20 eingesetzt. Die Einspannvorrichtung 100, welche die Leiterplatte 40 hält, wird entlang der Richtungssteuerstifte 80 bewegt, welche in die Führungsöffnungen 102 eingesetzt sind. Hierdurch wird die Einsetzrichtung der Einspannvorrichtung 100 exakt durch die Richtungssteuerstifte 80 geführt, und die Bewegungsrichtung der Einspannvorrichtung 100 wird gesteuert. In anderen Worten: die Bewegungsrichtung der Einspannvorrichtung 100 wird durch die Richtungssteuerstifte 80 auf die Richtung senkrecht zum Rand 36 des Gehäuses 20 beschränkt, sodass die Einspannvorrichtung 100 abgesenkt wird, während die horizontale Orientierung beibehalten werden kann. Die Leiterplatte 40, die in der Einspannvorrichtung 100 gehalten wird, wird zusammen mit der Einspannvorrichtung 100 unter Beibehaltung der horizontalen Orientierung abgesenkt. Hierdurch wird verhindert, dass die Leiterplatte 40, während sie in das Gehäuse 20 eingesetzt, wird kippt. Dies verhindert, dass die Signalanschlüsse 24 des Gehäuses 20 mit der Unterseite der Leiterplatte 40 in Kontakt gelangen und dadurch verbogen werden, und ermöglicht, dass die Signalanschlüsse 24 in geeigneter Weise in die Öffnung 50 für die Anschlüsse der Leiterplatte 40 eingesetzt werden.
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17 zeigt einen Zustand, bei dem die Unterseite der Leiterplatte 40 mit der Oberseite der Leiterplattensicherungsöffnungen 28 in Kontakt steht. Während die Leiterplatte 40 durch die Greifelemente 112 gehalten wird, befestigt der Arbeiter die Leiterplatte 40 und das Gehäuse 20 mittels der Einschrauböffnungen 108 unter Verwendung der Schrauben 44 aneinander. Dadurch, dass der Arbeiter die Schrauben 44 anziehen kann, während die Leiterplatte 40 von den Greifelementen 112 gehalten wird, kann die Position der Leiterplatte 40 relativ zum Gehäuse 20 präzise beibehalten werden, während die Schrauben angezogen werden.
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Wenn das Gehäuse 20 und die Leiterplatte 40 unter Verwendung der Schrauben 44 aneinander befestigt sind, betätigt der Arbeiter die Hebel 110, um die Leiterplatte 40 von der Einspannvorrichtung 100 zu lösen. Der Arbeiter zieht alle Hebel 110 nach innen, d.h. derart, dass die Hebel spitze Winkel bezüglich der oberen Platte 116 der Einspannvorrichtung bilden. Bei diesem Vorgang bewegen sich die Greifelemente 112 unter dem elastischen Träger 118 in eine Richtung weg von der Leiterplatte 40, wodurch die Greifelemente 112 ihren Griff an der Leiterplatte 40 lösen.
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18 zeigt einen Zustand, bei dem die Greifelemente 112 von den Kerben 52 an der Unterseite der Leiterplatte 40 entfernt sind. Der Arbeiter hebt die Einspannvorrichtung 100 nach oben, während die Leiterplatte 40 von den Greifelementen 112 freigegeben wird. 19 zeigt einen Zustand, bei dem die Einspannvorrichtung 100 nach oben bewegt wird.
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Wie vorstehend beschrieben ist, hält die Orientierungserhaltungsstruktur der beispielhaften Ausführungsform die Leiterplatte 40 exakt in horizontaler Orientierung, während die Leiterplatte 40 ersetzt wird. Dementsprechend kann der Arbeiter die Leiterplatte 40 händisch ersetzen, ohne die Signalanschlüsse 24, die an der Leiterplatte 40 anstehen, zu verbiegen.
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Die vorstehende Beschreibung basiert auf beispielhaften Ausführungsformen. Die Ausführungsform ist dabei nur beispielhaft und es ist für jene mit entsprechendem Wissen ersichtlich, dass verschiedene Abwandlungen an den Bauteilen und vorstehend beschriebene Prozessen durchgeführt werden können, und dass derlei Abwandlungen in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, der einzig durch die Patentansprüche bestimmt ist. Die PCU 2 der beispielhaften Ausführungsform ist ein Beispiel eines elektronischen Controllers. Durch das Verwenden der vorstehend beschriebenen Orientierungserhaltungsstruktur bei anderen Arten von elektronischen Controllern kann der Arbeiter die Leiterplatte 40 leicht ersetzen.
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Die Länge der Richtungssteuerstifte 80 und der Führungsöffnungen 102 kann in geeigneter Weise bestimmt werden. Durch das Verlängern der Führungsöffnungen 102 und der Richtungssteuerstifte 80 kann die Leiterplatte 40 noch besser in horizontaler Orientierung gehalten werden.
