DE102016202463A1

DE102016202463A1 - Elektronische Steuervorrichtung, Motorsteuervorrichtung und elektrische Fluidpumpe

Info

Publication number: DE102016202463A1
Application number: DE102016202463.9A
Authority: DE
Inventors: Kenya Takarai
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2016-08-25
Also published as: US20160248292A1; JP6476002B2; JP2016152177A; CN105916338A

Abstract

Eine elektronische Steuervorrichtung umfasst ein Gehäuse aus Kunstharz, eine Abdeckung aus einem metallischen Material, die durch eine Befestigungsschraube an dem Gehäuse befestigt ist, und eine Antriebssteuervorrichtung, das in einem zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung ausgebildeten Zwischenraum enthalten ist. Eine leitfähige Dichtung ist zwischen einer Verbindungsfläche des Gehäuses und einer Verbindungsfläche der Abdeckung angeordnet, um die Abdeckung elektrisch über die leitende Dichtung zu erden, um eine statische Elektrizität von der metallischen Abdeckung zu einer Masse oder einem Hauptkörper eines Fahrzeugs abzuführen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise eine elektronische Steuervorrichtung, eine Motorsteuervorrichtung und einen elektrischen Fluidmotor.
Stand der Technik
Mit der zunehmenden Nachfrage nach Kraftfahrzeugen mit geringem Kraftstoffverbrauch besteht in letzter Zeit eine Tendenz dahingehend, einen Motor, wie beispielsweise einen bürstenlosen Motor, weitgehend in verschiedenen Steuermechanismen in Kraftfahrzeugen zu verwenden, wobei der Motor mit einer Antriebssteuervorrichtung zur Steuerung des Motors zu einer kompakten Einheit ausgebildet ist.
Beispielsweise wird das Start-Stopp-System weitgehend in Kraftfahrzeugen verwendet, wobei die Verwendung von Hybridfahrzeugen in der Praxis zunimmt. In diesen Fahrzeugen wird beim Anhalten eines Verbrennungsmotors eine von dem Motor angetriebene mechanische Fluidpumpe ebenfalls angehalten. Somit wird neben dem Verbrennungsmotor eine weitere Antriebsquelle für eine Fluidpumpe benötigt. Ferner benötigen elektrische Fahrzeuge und Hybridfahrzeuge einen Antriebsmotor, die Antriebssteuervorrichtung davon und eine Kühlwasserpumpe zur Kühlung einer Batterie. Vor diesem Hintergrund gibt es eine Tendenz, dass elektrische Fluidpumpen, wie beispielsweise eine Pumpe, die ein durch einen elektrischen Motor angetriebenes Antriebsrad umfasst, zunehmend Verwendung finden.
Neuere elektrische Fluidpumpen werden häufig in der Form einer integrierten Einheit erzeugt, die mit einem Antriebssteuerabschnitt zur Zuführung eines gesteuerten Treiberstroms an die Motorenwicklungen integriert ausgebildet ist. Der Einbau des Antriebssteuerabschnitts in die elektrische Fluidpumpe dient dazu, eine nachteilige Beeinträchtigung von externem Rauschen zu minimieren, indem die Länge der Verdrahtung zwischen den Wicklungen und der Antriebssteuerschaltung verringert wird, um die Verdrahtung zwischen den Wicklungen und des Antriebssteuerabschnitts zu verringern, die Kosten für die Verdrahtung zu verringern, eine Kalibrierung zwischen dem Pumpenabschnitt und dem Antriebssteuerabschnitt zu erleichtern und/oder die Bedienbarkeit und die Funktionsfähigkeit zu verbessern.
Das japanische Patentdokument, JP2010-144693A (Patentdokument 1), zeigt eine elektrische Fluidpumpe mit einem in einer Pumpenkammer aufgenommenen Antriebsrad, einen Rotor, der in einer mit der Pumpenkammer kommunizierenden Rotorkammer aufgenommen ist, einen Stator mit Wicklungen, der in einer von der Rotorkammer flüssigkeitsdicht getrennten Kammer aufgenommen ist, einen Antriebssteuerabschnitt, der an einem Motorgehäuse aus Kunstharz befestigt ist, und eine Abdeckung, die den Antriebssteuerabschnitt und den Motorabschnitt bedeckt.
Patentdokument 1: JP2010-144693A (≈ US2010/0158703A1 )
Zusammenfassung der Erfindung
In einer elektronischen Steuervorrichtung, wie beispielsweise einer elektrische Fluidpumpe mit einem darin eingebauten Antriebssteuerabschnitt, ist der Antriebssteuerabschnitt an einem durch Formung aus Kunstharz gebildeten Motorabschnitt montiert und durch eine an dem Motorabschnitt befestigte Metallabdeckung abgedeckt. Die Metallabdeckung aus Metallmaterial wird als Kühlerplatte zum Ableiten von Wärme nach außen, die in dem Antriebssteuerabschnitt erzeugt wird, verwendet. Der Antriebssteuerabschnitt umfasst eine Wechselrichterschaltung mit Schaltvorrichtungen, die aus bipolaren Transistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) gebildet sind, wobei die Schaltvorrichtungen der Wechselrichterschaltung Wärme erzeugen. Die Metallabdeckung wird verwendet, um die von diesen Schaltvorrichtungen erzeugte Wärme abzuleiten.
In der elektrischen Fluidpumpe dieser Art wird eine elektrische Aufladung gebildet und wächst auf ein hohes Spannungsniveau in der Metallabdeckung an. Die statische Elektrizität der hohen Spannung kann eine elektrische Entladung verursachen, die die Funktion der elektrischen Vorrichtungen in dem Antriebssteuerabschnitt innerhalb der Abdeckung beeinträchtigt und in extremen Fällen sogar die elektrischen Vorrichtungen beschädigen kann.
Es besteht somit der Bedarf, Maßnahmen zu treffen, um die sich in der Abdeckung angesammelte statische Ladung an einen Fahrzeugkörper abzuleiten, um einen nachteiligen Einfluss der statischen Elektrizität auf die elektronischen Vorrichtungen zu verhindern.
Als Maßnahme zur Ableitung der sich in der Abdeckung angesammelten elektrischen Ladung gibt es ein Verfahren, bei dem entlang einer Seitenfläche der elektrischen Fluidpumpe ein beschichteter Kupferdraht vorgesehen ist, der die metallische Abdeckung 31 mit einem Teil der Verbrennungsmaschine zur Erdung verbindet, und ein Verfahren, das in der Nähe der Metallabdeckung einen Entladungsanschluss bereitstellt, der mit einer Masseseite der Stromversorgung verbunden ist.
Im Falle des beschichteten Drahtes, der die Steuerabdeckung mit dem Teil der Verbrennungsmaschine zur Erdung verbindet, erweist sich jedoch die Haltbarkeit als nicht gut, da der beschichtete Draht nach außen freigelegt ist, so dass ein weiteres Schutzelement benötigt wird, um den beschichteten Draht zur Verbesserung der Haltbarkeit zu schützen. Somit erhöht sich in dem Verfahren die Anzahl der benötigten Bauteile und die Anzahl der Montageschritte und bewirkt somit eine Erhöhung der Herstellungskosten.
Im Falle des Entladungsanschlusses in der Nähe der Metallabdeckung zum Erdungsanschluss an die Stromversorgungsmasse ist es notwendig, dass die statische Ladung auf einen vorbestimmten Schwellenwert anwächst, wobei ein Stoßstörsignal zum Zeitpunkt der Entladung die Leistung der elektrischen Vorrichtung in dem Antriebssteuerabschnitt beeinträchtigen kann.
Ferner erweist der komplizierte Aufbau für die Motorsteuervorrichtung in Bezug auf die Verringerung der Herstellungskosten durch Verringern der Anzahl der Bauteile und der Anzahl der Herstellungsschritte als Nachteil. Somit ist es notwendig, die statische Ladung mit einer einfachen Konstruktion von der Metallabdeckung zur Masseseite zu entladen, ohne die Anzahl der Bauteile zu erhöhen.
Das zuvor erwähnte Problem tritt jedoch nicht nur in der eingebauten elektrischen Fluidpumpe, die die Pumpe und den Antriebssteuerabschnitt als einstückige Einheit aufweist, sondern auch in einer elektronischen Steuervorrichtung mit getrennten Elementen, die einen in einem Gehäuse angeordneten Steuerschaltungsabschnitt aufweist, auf.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Vorrichtung, wie beispielsweise eine elektronische Steuervorrichtung, eine Motorsteuervorrichtung und eine elektrische Fluidpumpe, bereitzustellen, um eine statische Ladung von einer Metallabdeckung zu einem Bezugspunkt, der als Masse dient, wie beispielsweise einem Fahrzeugkörper, anhand eines einfachen Aufbaus zu entladen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine leitende Dichtung zwischen einer Verbindungsfläche des Kunstharzgehäuses und einer Verbindungsfläche einer Metallabdeckung angeordnet, um die Abdeckung elektrisch über die leitende Dichtung zu erden.
Die leitende Dichtung umfasst die Funktion einer Dichtung und die Funktion des Abführens der statischen Ladung.
Kurze Erläuterung der Zeichnungen
1 zeigt eine axiale Schnittansicht einer elektrischen Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einer Verbrennungsmaschine verwendet wird.
2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Teil der elektrischen Fluidpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Verbindungszustand einer Befestigungsschraube und einer leitenden Dichtung der 2 darstellt.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der leitenden Dichtung der 3.
5 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in 4.
6 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in 4.
7 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie C-C in 4.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im Nachfolgenden werden die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die nachfolgenden Ausführungsformen beschränkt. Es sind verschiedene Modifikationen und Anwendungen möglich, die im Rahmen des technischen Konzepts der vorliegenden Erfindung und im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen.
[Erste Ausführungsform]
In der nachfolgenden Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf eine Motorsteuervorrichtung angewandt, die eine elektrische Fluidpumpe und eine Antriebssteuervorrichtung, die als eine Einheit verbunden sind, umfasst. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Motorsteuervorrichtung dieser Art beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene elektronische Steuervorrichtungen und auf verschiedene Motorsteuervorrichtungen, wie beispielsweise eine elektrische Servolenkung, angewendet werden.
1 zeigt eine Schnittansicht, die eine Gesamtstruktur einer elektrischen Fluidpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und die 2–7 zeigen detailliertere Ansichten derselben. Die in 1 gezeigte elektrische Fluidpumpe ist eine Kühlmittelpumpe, die ein Kühlwasser als Arbeitsfluid verwendet und die geeignet ist, in einem Kühlwasserkreislauf, der mit einem Wärmetauscher verbunden ist, in der Form eines Kühlers aufgenommen zu werden. Beispielsweise kann die elektrische Fluidpumpe als Wasserpumpe für die Zuführung von Kühlwasser zu einem Verbrennungsmotor, einem Antriebsmotor, einem Wechselrichter etc., in einem Hybridfahrzeug verwendet werden.
Die elektrische Fluidpumpe 10 gemäß dieser Ausführungsform bildet eine Anordnung aus einem Pumpenabschnitt 11, der als Antriebsabschnitt zum Antrieb des Pumpenabschnitts 11 dient, und einem Antriebssteuerabschnitt 13 zur Steuerung des Betriebs des Motorabschnitts 12. Diese Abschnitte 11, 12 und 13 bilden eine einzelne Bauteileinheit.
Der Pumpenabschnitt 11 umfasst ein Pumpengehäuse 15, das eine Pumpenkammer 14 definiert, und ein Antriebsrad 16, das drehbar in der Pumpenkammer 14 aufgenommen ist.
Das Pumpengehäuse 15 umfasst eine Eingangsöffnung (nicht gezeigt), die sich in die Pumpenkammer 14 öffnet, und eine Ausgangsöffnung (nicht gezeigt), die sich von einem Umfangsabschnitt der Pumpenkammer 14 zur Außenseite der Pumpenkammer 14 öffnet. Der Pumpenabschnitt 11 dieses Beispiels ist eine Kreiselpumpe, die durch die Drehung des Antriebsrads 16 den Druck der Flüssigkeit in Radialrichtung erhöht. Durch die Drehung des Antriebsrads 16 wird das Kühlwasser von der Eingangsöffnung in die Pumpenkammer 14 angesaugt und unter Druck durch einen Ablasskanal auf der Außenumfangsseite des Antriebsrads 16 aus der Ausgangsöffnung abgegeben.
Das Antriebsrad 16 ist ein Rad mit einer Vielzahl von Schaufeln 17. Das Antriebsrad 16 ist fest und koaxial mit einem Rotor 18 des Motorabschnitts 12 verbunden. Das Antriebsrad 16 ist in der Pumpenkammer 14 angeordnet. Die Schaufeln 17 sind radial um eine Mittelachse des Motors 18 angeordnet. Jede Schaufel 17 dieses Beispiels erstreckt sich in geneigter Weise radial nach außen, so dass sich die Schaufel 17 in die gegenüber der Drehrichtung des Antriebsrads 16 liegende Richtung neigt. Insgesamt sind die Schaufeln 17 in einer Spiral- oder Wirbelform angeordnet.
Das Pumpengehäuse 15 ist einstückig mit einem Bewegungsbegrenzungselement 19 zur Begrenzung der Axialbewegung des Rotors 18 und des Antriebsrads 16 ausgebildet. Das Bewegungsbegrenzungselement 19 weist ein Mittelloch auf, in das ein erstes (linkes) Ende einer Stützwelle 20 des Rotors 18 eingesetzt ist, so dass das Ende der Stützwelle 20 durch das Bewegungsbegrenzungselement 19 gehalten wird.
Der Motorabschnitt 12 dieses Beispiels ist ein bürstenloser Gleichstrommotor vom Innenrotortyp. Der Motorabschnitt 12 umfasst einen Stator 21, der die Form eines Hohlzylinders aufweist, den Rotor 18, der von dem Stator 21 umgeben ist, ein Motorgehäuse 23, das eine Motorenkammer 22 zur Aufnahme des Stators 21 und des Rotors 18 definiert, und die Stützwelle 20, die in dem Motorgehäuse 23 vorgesehen und zum drehbaren Halten des Rotors 18 angeordnet ist.
Das Motorengehäuse 23 ist ein Harzgehäuse aus Kunstharz. Der Stator 21 ist durch Umspritzen einstückig mit dem Motorgehäuse 23 ausgebildet. In ähnlicher Weise ist die Stützwelle 20 durch Umspritzen einstückig in dem Motorengehäuse 23 ausgebildet. Das Motorengehäuse 23 aus Kunstharz umfasst eine zylindrische Wand, die eine Hohlzylinderform aufweist und den Stator 21 umgibt, und einen Boden oder ein Ende 23A, der oder das ein Ende der durch die zylindrische Wand gebildeten Hohlzylinderform verschließt. In diesem Beispiel weist der Boden 23A die Form einer kreisförmigen Platte auf und umfasst einen Mittelabschnitt, der ein zweites (rechtes) Ende der Drehwelle bzw. Stützwelle 20 hält, so dass die Drehwelle 20 senkrecht vom Boden 23A stehend ausgebildet ist. Das zweite Ende der Drehwelle 20 ist in dem Kunstharz des Bodens 23A eingebettet.
Der Stator 21 umfasst eine Vielzahl von Wicklungen 24 zur Erzeugung eines Magnetflusses an der Innenumfangsseite durch Zuführen von Strom. Der Rotor 18 umfasst einen Stangenhalteabschnitt 25 und einen Wellenabschnitt 26 als integrale Einheit. In diesem Beispiel ist der Rotor 18 beispielsweise durch Spritzgießen von Kunstharz einstückig mit dem Antriebsrad 16 gebildet. Der Stangenhalteabschnitt 25 umfasst einen Permanentmagnet (oder Permanentmagnete). Der Stangenhalteabschnitt 25 ist durch das Kunstharz fest in dem Rotor 18 befestigt. Da der Rotor 18 in Kontakt mit dem Kühlwasser kommt, ist das Haltestangenabschnitt 25 mit dem Kunstharz bedeckt. Als weiteres Beispiel kann das Antriebsrad 16 als ein von dem Rotor 18 getrenntes Element ausgebildet und an dem Rotor 18 befestigt sein.
Der Stangenhalteabschnitt 25 des Rotors 18 ist ein zylindrisches Element, das derartig angeordnet ist, dass es über einen kleinen Zwischenraum (Luftspalt) der Innenumfangsfläche des Stators 21 radial gegenüberliegt. Der Haltestangenabschnitt 25 enthält eine Vielzahl von Magnetpolen (Permanentmagnete, die angeordnet sind, dass die N- und S-Pole abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet sind), die der Vielzahl von Wicklungen 24 entspricht.
Der Wellenabschnitt 26 des Rotors 18 dient als eine Welle zur Übertragung einer Antriebskraft zur Drehung des Antriebsrads 16. Der Wellenabschnitt 26 weist die Form einer Hohlwelle auf, die koaxial mit dem Stangenhalteabschnitt 25 ausgebildet ist. Der Wellenabschnitt 26 ist mit einem ersten Lagerhalteabschnitt zum Halten eines ersten Lagers 27 in der Nähe des Stangenhalteabschnitts 25 und einem zweiten Lagerhalteabschnitt zum Halten eines zweiten Lagers 28 in der Nähe des Antriebsrads 16 ausgebildet. Das erste und das zweite Lager 27 und 28 sind an dem Rotor 18 befestigt, wobei diese Lager 27 und 28 Gleitlager bilden. Der Durchmesser des Innenumfangs von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Lager 27 und 28 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Stützwelle 20.
Die Stützwelle 20 erstreckt sich durch ein axiales Mittelloch, das in der Mitte des Rotors 18 ausgebildet ist. Der Rotor 18 ist über das erste und das zweite Lager 27 und 28, die fest durch den Rotor 18 gehalten werden, drehbar auf der Stützwelle 20 montiert und angeordnet, um auf der Stützwelle 20 zu gleiten. Zudem ist ein kleiner Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche der Stützwelle 20 und der Innenumfangsfläche des ersten und zweiten Lagers 27 und 28 vorhanden.
Der Stator 21 umfasst einen Eisenkern 29, der einstückig mit einer Vielzahl von Schenkelpolen 29A ausgebildet ist, und die Wicklungen 24, die jeweils durch Spulen aus Kunstharz um die Schenkelpole 29A gewickelt sind. Der Rotor 18 ist auf der Innenumfangsseite von in den Schenkelpolen 29A ausgebildeten Zähnen, die in der Form eines Kreisbogens vorgesehen sind, angeordnet. Indem den Wicklungen 24 der Reihe nach elektrischer Strom zugeführt wird, wird der Rotor 18 gedreht.
Der Antriebssteuerabschnitt 13 ist am Boden 23A des Motorengehäuses 23 befestigt. Der Boden 23A umfasst eine Innenfläche, die in Richtung des Rotors 18 zeigt, und eine Außenfläche, die in die entgegengesetzte Richtung, weg vom Motor 18, zeigt. Der Antriebssteuerabschnitt 13 ist an der Außenfläche des Bodens 23A befestigt. Der Antriebssteuerabschnitt 13 dient als Treiber zum Zuführen von Treiberstrom an den Motorenabschnitt 12. Der Antriebssteuerabschnitt 13 umfasst eine Steuerabdeckung 31, die eine platinenaufnehmende Kammer 30 definiert, und eine Steuerplatine 32, die in der platinenaufnehmenden Kammer 30 angeordnet ist und die elektronischen Teile hält. Die Steuerabdeckung 31 ist ein Metallgehäuse-Element aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung, und dient als Kühlerplatte, um die in dem Antriebssteuerabschnitt 13 erzeugte Wärme nach außen abzuleiten.
Die Steuerplatine 32 ist eine Platine, auf und in der elektrische oder elektronische Geräte (wie beispielsweise eine CPU und Transistoren) befestigt sind. Diese Schaltungselemente und ein Kondensator (oder Kondensatoren) bilden einen Wandler und eine Steuerschaltung. Der Wandler empfängt Strom aus der Gleichstromquelle in der Form einer Batterie und führt den Wicklungen 24 des Motorenabschnitts 12 Wechselstrom zu. Die Steuerschaltung umfasst einen Mikrocomputer und weitere Komponenten zur Steuerung des Ein-Aus-Zustands des IGBT (der IGBTs) des Wandlers.
Ein Trennelement 33 ist zwischen dem Stator 21 und dem Rotor 18 angeordnet. Dieses Trennelement 33 ist aus einer Metallplatte mit einem dünnen Querschnitt gebildet und weist die Form eines Hohlzylinders auf, der sich gerade von einem ersten offenen Ende 33A zu einem zweiten offenen Ende 33B in der Axialrichtung des Rotors 18 erstreckt. Das erste offene Ende 33A der Trennplatte 33 ist mit einem Seitenabschnitt 23B des Motorengehäuses 23 verbunden, der axial zwischen dem Stator 21 und dem Antriebsrad 16 angeordnet ist, und das zweite offene Ende 33B des Trennelements 33 ist in dem Boden 23A des Motorengehäuses 23 eingebettet. Optional kann eine Anordnung verwendet werden, bei der das erste offene Ende 33A ebenfalls in dem Seitenabschnitt 23B des Motorengehäuses 23 eingebettet ist. In jedem Fall sind sowohl das erste als auch das zweite offene Ende 33A und 33B direkt mit dem Kunstharz des Motorengehäuses 23 flüssigkeitsdicht verbunden.
Der Rotor 18 ist in dem Trennelement 33, wie in 1 gezeigt, angeordnet und ein Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, wird in das Innere des Trennelements 33 eingeführt. Die Innenumfangsfläche der bogenförmigen Zähne, die in den Schenkelpolen 29A des Stators 21 ausgebildet sind, ist in Form eines Kreisbogens ausgebildet, um sich der Außenumfangsseite des Trennelements 33 anzupassen, und in Metall-auf-Metall-Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Trennelements 33. Daher wird die Wärme infolge von Kupferverlusten der Wicklungen 24 und die Wärme des Verbrennungsmotors, die von der Umgebung zugeführt wird, durch die Schenkelpole 29A des Trennelements 33 geleitet und an das Kühlwasser zur Wärmeableitung weitertransportiert.
In der so gebildeten elektrische Fluidpumpe 10 wird die statische Elektrizität gelegentlich auf oder in der Oberfläche der Pumpe 10 erzeugt, und die statische Ladung wächst in der Steuerabdeckung 31, wie zuvor erwähnt, auf einen hohen Spannungspegel an. Der Aufbau einer Hochspannungsladung kann den Betrieb eines elektrischen Geräts in dem Antriebssteuerabschnitt 13 beeinträchtigen und sogar in extremen Fällen die elektrische Vorrichtung beschädigen, wenn die statische Hochspannungsladung durch Entladung in die elektrische Vorrichtung fließt.
Als Maßnahme zur Ableitung der in der Steuerabdeckung 31 angesammelten elektrischen Ladung aufgrund des Flusses der Überschussladung zum Hauptkörper des Kraftfahrzeuges, das als Masse dient, gibt es ein Verfahren, das entlang der Seitenfläche der elektrischen Fluidpumpe 10 einen beschichteten Kupferdraht, der mit der metallischen Steuerabdeckung 31 verbunden ist und in einem Teil des Verbrennungsmotors angeordnet ist, vorsieht sowie ein Verfahren, das in der Nähe in der metallischen Steuerabdeckung 31 einen Entladungsanschluss, der mit einer Erdungsstromversorgung verbunden ist, wie zuvor erwähnt, vorsieht.
Im Falle des beschichteten Drahtes, der die Steuerabdeckung 31 zur Erdung mit einem Teil des Verbrennungsmotors verbindet, ist jedoch die Haltbarkeit aufgrund des nach außen freiliegenden beschichteten Drahtes schlecht, so dass ein weiteres Schutzelement zum Schutz des beschichteten Drahtes benötigt wird, um die Haltbarkeit zu verbessern. Somit erhöhen sich in diesem Verfahren die Anzahl der benötigten Bauteile und die Anzahl der Montageschritte, wodurch sich die Herstellungskosten erhöhen.
Im Fall des Entladungsanschlusses, der in der Nähe der metallischen Steuerabdeckung 31 angeordnet ist und mit der Erdungsstromversorgung verbunden ist, ist es notwendig, dass die statische Ladung auf einen vorbestimmten Schwellenwert anwächst, und es kann vorkommen, dass ein Stoßstörsignal zum Zeitpunkt der Entladung die Leistung der elektronischen Vorrichtungen in dem Antriebssteuerabschnitt 13 beeinträchtigen kann.
Ferner wirkt sich der komplizierte Aufbau für die Motorsteuervorrichtung in Bezug auf die Verringerung der Herstellungskosten durch Verringern der Anzahl der Bauteile und der Anzahl der Herstellungsschritte als Nachteil aus. Dementsprechend ist es notwendig, die statische Ladung aus der metallischen Steuerabdeckung 31 anhand einer einfachen Konstruktion, die die Anzahl der Bauteile so weit wie möglich verringern kann, zur Erdungsseite abzuleiten.
Die elektrische Fluidpumpe dieser Art ist im Motorraum eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Somit können Regenwasser und Salzwasser, die in den Motorraum eindringen, eine Korrosion an der Grenzfläche zwischen der Steuerabdeckung 31 und dem Motorengehäuse 23 bewirken. Wenn sich die Korrosion ausbreitet und in den Grenzabschnitt hineinwächst, können das Regenwasser und das Salzwasser in die Kammer, in der die Steuerungsplatine 32 angeordnet ist, und in den Motorenabschnitt 12 eindringen. Dadurch kann es zu einem Kurzschluss in den elektrischen Vorrichtungen auf der Steuerungsplatine 32 und den Wicklungen des Motorenabschnitts 12 kommen.
Um das Eindringen von Wasser zu verhindern, wird im Allgemeinen eine Dichtung zwischen der Steuerabdeckung 31 und dem Motorengehäuse 23 angeordnet.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Dichtung zur Behebung des obigen Problems in der nachfolgenden Konstruktion verwendet. Insbesondere wird eine leitende Dichtung zwischen einem Metallgehäuseelement, wie beispielsweise die metallische Steuerabdeckung, und einem Harz- oder Plastikgehäuseelement, wie beispielsweise das Harzmotorengehäuse, angeordnet, um die statische Elektrizität durch Verbinden des Metallelements mit Masse, wie beispielsweise den platinenseitigen Erdungsabschnitt des Antriebssteuerabschnitts, zu entfernen.
Mit der leitenden Dichtung, die die Erdungsfunktion, die den Fluss der statischen Ladung zu dem Erdungsabschnitt der Platine des Antriebssteuerabschnitts ermöglicht, sowie die Dichtungsfunktion aufweist, kann der Aufbau die Anzahl der Bauteile verringern, die Konstruktion vereinfachen und den Einfluss von Stoßstörsignalen aufgrund der Entladung verhindern, wobei die elektrische Verbindung die statische Ladung immer von der Steuerabdeckung zu der Erdungsseite der Platine abgibt.
2 zeigt in einem vergrößerten Querschnitt der Verbindungsstruktur zwischen der Steuerabdeckung 31 und dem Motorengehäuse 23 in dem Aufbau gemäß dieser Ausführungsform. 3 zeigt die Verbindungsstruktur im Detail.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das Harzmotorengehäuse 23 einen Gehäuseverbindungsabschnitt 23A, und die metallische Steuerabdeckung 31 umfasst einen Abdeckungsverbindungsabschnitt 31A. Einer der oder beide Verbindungsabschnitte können in Form eines Flansches ausgebildet sein. Der Gehäuseverbindungsabschnitt 23A des Harzmotorengehäuses 23 liegt an dem Abdeckungsverbindungsabschnitt 31A der Steuerabdeckung 31 an und ist mit dieser in Kontakt. Der Gehäuseverbindungsabschnitt 23A und der Abdeckungsverbindungsabschnitt 31A werden durch wenigstens eine Befestigungsschraube 34 miteinander verbunden, die aus Metallmaterial hergestellt ist und die in eine metallische Gewindebuchse 35, die in dem Gehäuseverbindungsabschnitt 23A vorgesehen ist, eingeschraubt wird.
Die Gewindebuchse 35 wird zum Zeitpunkt des Formens des Harz-Motorengehäuses 23 in das Kunstharz eingesetzt. Die Gewindebuchse 35 ist aus Metallmaterial gebildet, um zu verhindern, dass eine Befestigungskraft der Befestigungsschraube 34 direkt auf den Gehäuseverbindungsabschnitt 23 aus Kunstharz einwirkt, wodurch ein Bruch des Gehäuseverbindungsabschnitts 23A verhindert wird. Darüberhinaus dient die Gewindebuchse 35, wie im Nachfolgenden beschrieben, als Leiter für die statische Elektrizität.
Ein leitendes Erdungselement oder ein erdungsanschlussbildendes Element 36 wird ebenfalls durch Formen zum Zeitpunkt des Formens des Motorengehäuses 23 durch Formarbeit in dem Kunstharz eingebettet. Das leitenden Erdungselement 36 umfasst einen platinenseitigen Erdungsanschluss 36A (bzw. freigelegtes Endsegment), einen verbinderseitigen Erdungsanschluss 36B (bzw. freigelegtes Endsegment) und einen eingebetteten Verbindungszwischenabschnitt oder Segment 36C, der oder das die beiden Anschlüsse 36A und 36B miteinander verbindet.
Der platinenseitige Erdungsanschluss 36A des leitenden Erdungselements 36 ist aus dem Motorengehäuse 23 freiliegend und vorstehend angeordnet, um mit einem Stromversorgungserdungsanschluss, der in der Steuerplatine 32 gebildet ist, verbunden zu werden. Der verbinderseitige Erdungsanschluss 36B des leitenden Erdungselements 36 ist aus einem Verbindungsabschnitt 37 des Motorengehäuses 23 freiliegend angeordnet und derart ausgebildet, dass es mit dem Fahrzeughauptkörper verbindbar ist. Der Fahrzeughauptkörper wird als Masse verwendet, und das leitende Erdungselement 36 wird als Leiter zur Erdung der Steuerplatine 32 verwendet.
3–7 zeigen insbesondere die Struktur und das Verfahren zur Verbindung des Motorengehäuses 23 mit der Steuerabdeckung 31. Wie in 3 gezeigt, umfasst der Gehäuseverbindungsabschnitt 23A des Motorengehäuses 23 eine Verbindungsfläche, die ausgebildet ist, um in Oberflächenkontakt mit einer gegenüberliegenden Verbindungsfläche des Abdeckungsverbindungsabschnitts 31A der Verbindungsabdeckung 31 gehalten zu werden. Ein gehäuseseitiger Dichtungsaufnahmeabschnitt 37 und abdeckungsseitiger Dichtungsaufnahmeabschnitt 38 sind um die Gewindebuchse 35 jeweils in den Verbindungsflächen des Gehäuseverbindungsabschnitts 23A und des Abdeckungsverbindungsabschnitts 31A ausgebildet.
Die Dichtungsaufnahmeabschnitte 37 und 38 bilden einen Ringraum, der die für diese Ausführungsform charakteristische leitende Dichtung 39 aufnimmt. In den 4–7 ist ein Aufbau der leitenden Dichtung 39 dargestellt.
Die leitende Dichtung 39 erstreckt sich in Form eines Streifens entlang der zusammenpassenden Verbindungsflächen des Gehäuseverbindungsabschnitts 23A und des Abdeckungsverbindungsabschnitts 31A, um eine in 4 gezeigte geschlossene Figur zu bilden, und umfasst eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten oder Öffnungsabschnitten 40, die jeweils ein Durchgangsloch definieren und eine entsprechende der Gewindebuchsen 35 umgeben. Die Verbindungs- oder Öffnungsabschnitte 40 sind um den Umfang der leitenden Dichtung 39 verteilt angeordnet. 3 zeigt einen der Verbindungsabschnitte 40.
Die leitende Dichtung 39 umfasst streifenförmige Dichtungssegmente und die Verbindungs- oder Öffnungsabschnitte 40 (oder Nabenabschnitte), wobei die Dichtungssegmente und die Verbindungsabschnitte 40 abwechselnd entlang des Umfangs angeordnet sind. Jedes der Dichtungssegmente weist die Form eines Streifens auf und erstreckt sich von einem der Verbindungsabschnitte 40 zum nächsten. Die leitende Dichtung 39 erstreckt sich, zur Beschreibung der geschlossenen Figur der 4, in Umfangsrichtung um den Innenraum 30 der Abdeckung 31.
Die Dichtungsaufnahmeabschnitte oder Nuten 37 und 38, die jeweils in den Verbindungsflächen des Gehäuseverbindungsabschnitts 23A und des Abdeckungsverbindungsabschnitts 31A ausgebildet sind, erstrecken sich entlang der leitenden Dichtung 39 und definieren einen Dichtungsaufnahmeraum, der sich zur Bildung der in 4 gezeigten geschlossene Figur in Umfangsrichtung erstreckt und der eine Form aufweist, bei der die Dichtungssegmente und die Öffnungsabschnitte 40 eng aneinander anliegen.
Die leitende Dichtung 39 umfasst ein Erdungsbasiselement 41 und ein Dichtungselement 42 (oder Dichtungsabschnitt), wie in den 3–7 gezeigt. Das Erdungsbasiselement 41 ist aus einer leitenden Metallplatte, wie beispielsweise einer Kupferplatte oder Aluminiumplatte, gebildet. Das Dichtungselement 42 ist aus einem Material mit einer guten Dichtungsleistung, wie beispielsweise ein Gummimaterial, gebildet und an den Außenflächen des Erdungsbasiselements 41 ausgebildet bzw. befestigt. Das Erdungsbasismaterial 41 erstreckt sich in Umfangsrichtung entlang der Verbindungsflächen der Verbindungsabschnitte 23A und 31B des Motorengehäuses 23 und der Steuerabdeckung 31, um die geschlossene Figur der leitenden Dichtung 39, wie in 4 gezeigt, zu bilden. Das Dichtungselement 42 wird durch Backen, beispielsweise an dem Erdungsbasiselement 41, befestigt.
Das Dichtungselement 42 dieses Beispiels ist aus Gummimaterial, wie beispielsweise Naturkautschuk, Nitrilkautschuk, Chloropren-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Butylkautschuk, Silikonkautschuk, Fluorkautschuk oder Perfluorkautschuk gebildet. Zudem ist es möglich, andere Dichtungsmaterialien oder andere Kautschukmaterialien zu verwenden, die verhindern können, dass eine Flüssigkeit, wie Wasser, in die Grenzfläche zwischen dem Motorengehäuse 23 und der Steuerabdeckung 31 eindringt.
Bezug nehmend auf 3, umfasst die Gewindebuchse 35 einen größeren Abschnitt 35A mit größerer Querschnittsgröße oder größerem Durchmesser und einen kleineren Abschnitt 35B mit kleinerer Querschnittsgröße oder kleinerem Durchmesser. Der kleinere Abschnitt 35B der Gewindebuchse 35 wird in ein Verbindungsloch 44 (in 5 gezeigt) des Erdungsbasiselements 41 der leitenden Dichtung 39 eingesetzt oder daran befestigt, um eine elektrische Verbindung dazwischen herzustellen. Somit wird die Befestigungsschraube 34 mit dem Erdungsbasiselement 41 bei der Befestigung der Befestigungsschraube 34 in der Gewindebuchse 35 elektrisch verbunden.
Die Innengewindeöffnung der Gewindebuchse 35 erstreckt sich durch den kleineren Abschnitt 35B und den größeren Abschnitt 35A. Die Gewindebuchse 35 umfasst eine ringförmige Schulterfläche, die sich um die Gewindeöffnung zwischen dem kleineren Abschnitt 35B und dem größeren Abschnitt 35A erstreckt und in Richtung des Verbindungsabschnitts 31A der Abdeckung 31 zeigt. In dem Beispiel der 3 grenzt der kleinere Abschnitt 35B an den Verbindungsabschnitt 31A der Abdeckung 31 an und ist zwischen dem Verbindungsabschnitt 31A und dem größeren Abschnitt 35A der Gewindebuchse 35 sandwichartig angeordnet.
5 zeigt die leitende Dichtung 39 in einem Querschnitt entlang einer Linie A-A der 4. Das Erdungsbasiselement 41 ist größtenteils in dem Material des Dichtungselements 42 eingebettet, das auf den Flächen des Erdungsbasiselements 41 ausgebildet oder gebacken ist und als Dichtung dient. 5 zeigt eine Schnittansicht der leitenden Dichtung 39 an einem der Verbindungsabschnitte 40 (oder Öffnungsabschnitte). Jeder der Verbindungsabschnitte 40 umgibt den kleineren Abschnitt 35B einer der Gewindebuchsen 35 und weist eine Ringform auf. Wie in 5 gezeigt, umfasst der Verbindungsabschnitt 40 einen ringförmigen Dichtungsabschnitt, der Teil des Dichtungselements 42 ist, und einen ringförmigen leitenden Abschnitt, der Teil des Erdungsbasiselements 41 ist. Der ringförmige Leitungsabschnitt des Erdungsbasiselements 41 umfasst einen Außenumfangsabschnitt, der in dem ringförmigen Dichtungsabschnitt eingebettet ist und einen Innenumfangsabschnitt, der von dem ringförmigen Dichtungsabschnitt radial nach innen vorsteht und freigelegt ist und mit einem der Verbindungslöcher 44 in der oder in der Nähe der Mitte ausgebildet ist. Der Verbindungsloch 44 eines jedes Verbindungsabschnitts 40 ist derart angeordnet und geformt, um den kleineren Abschnitt 35B der Gewindebuchse 35 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem kleineren Abschnitt 35B der Gewindebuchse 35 und dem Innenumfangsabschnitt des Erdungsbasiselements 41 aufzunehmen. Darüberhinaus liegt der freigelegte Innenumfangsabschnitt des ringförmigen Leitungsabschnitts des Erdungsbasiselements 41 an der Steuerabdeckung 31 an oder ist zwischen der Steuerabdeckung 31 und einem Ringabschnitt des Motorengehäuses 23, der den kleineren Abschnitt 35B der Gewindebuchse 35 umgibt, eingespannt, so dass eine elektrische Verbindung zwischen der Steuerabdeckung 31 und dem Erdungsbasiselement 41 hergestellt wird.
6 zeigt die leitende Dichtung 39 in einem Querschnitt entlang der Linie B-B in 4. Das Erdungsbasiselement 41 ist größtenteils in dem Material des Dichtungselements 42 eingebettet, das auf den Flächen des Erdungsbasiselements 41 ausgebildet oder gebacken ist und dient als Dichtung. 6 zeigt eine Schnittansicht der leitenden Dichtung 39 an einem Verbindungsabschnitt 40, der mit einem Verbindungsanschluss 43 zur Verbindung mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A des leitenden Erdungselements 36 ausgebildet ist. Wie in 6 gezeigt, ist der Verbindungsabschnitt 43 ein Verlängerungsabschnitt des Erdungsbasiselements 41. Der Verbindungsanschluss 43 erstreckt sich seitlich aus dem Dichtungssegment, so beispielsweise einem vorderen Endabschnitt, der mit einem Verbindungsloch 45 ausgebildet ist, um den platinenseitigen Erdungsanschluss 36A aufzunehmen. In dem Beispiel der 4 ist der Verbindungsanschluss 43 an der Innenseite innerhalb des Raums, der von der geschlossenen Figur der leitenden Dichtung 39 eingeschlossen ist, ausgebildet. Der platinenseitige Erdungsanschluss 36A wird durch das Verbindungsloch 45 eingeführt und angeordnet, um das Erdungsbasiselement 41 und das leitende Erdungselement 36 zu verbinden. Somit wird die Befestigungsschraube 34 mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A über die Gewindebuchse 35, das Durchgangsloch 44 des Erdungsbasiselements 41, das Erdungsbasiselement 41, dem Verbindungsanschluss 43 und dem Verbindungsloch 45 elektrisch verbunden.
7 zeigt die leitende Dichtung 39 in einem Querschnitt entlang einer Linie C-C in 4. Wie in 7 gezeigt, ist das Erdungsbasiselement 41 in dem Material des Dichtungselements 42 eingebettet, das auf den Flächen des Erdungsbasiselements 41 ausgebildet oder gebacken ist und als Dichtung dient. Das Erdungsbasiselement 41 dient als ein Leiter zur elektrischen Verbindung der Gewindebuchse(n) 35 mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A.
Die leitende Dichtung 39 kann anhand des nachfolgenden Verfahrens hergestellt werden. In diesem praktischen Beispiel wird das Erdungsbasiselement 41 durch Stanzen aus einer Kupferfolie mit einer Pressmaschine zu der in 4 gezeigten Form ausgebildet. Das Erdungsbasiselement 41 umfasst, wie in 4 gezeigt, wenigstens einen Verbindungsabschnitt mit dem Verbindungsanschluss 43. Somit wird das Erdungsbasiselement 41 durch Stanzen in die Form mit wenigstens einem Verbindungsabschnitt 43 gebracht. Anschließend wird das Dichtungsmaterial, wie beispielsweise das Gummimaterial, an die gestanzte Kupferfolie gebacken und daran befestigt, um das Dichtungselement 42 mit der erforderlichen Form zu bilden. Danach wird der Verbindungsanschluss 43 in die vorbestimmte Form gebogen. Somit ist das Verfahren zur Bildung der leitenden Dichtung 39 abgeschlossen.
Die so hergestellte leitende Dichtung 39 wird in den Dichtungsaufnahmeabschnitt 37 des Motorengehäuses 23, wie in 3 gezeigt, eingesetzt. In diesem Fall ist der ringförmige freigelegte Innenumfangsabschnitt der leitenden Dichtung 39 um das Loch 44 an jedem Verbindungsabschnitt über den kleineren Abschnitt 35B der Gewindebuchse 35 angebracht und elektrisch mit der Gewindebuchse 35 verbunden. Das Verbindungsloch 45 des Verbindungsanschlusses 43 des Erdungsbasiselements 41 wird über dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A des leitenden Erdungselements 36 angebracht und elektrisch mit dem leitenden Erdungselement 36 verbunden.
In diesem Zustand wird die Steuerplatine 32 befestigt und die Steuerabdeckung 31 auf das Motorengehäuse 23 gesetzt. Anschließend wird die Steuerabdeckung 31 durch Befestigen einer jeden Befestigungsschraube 34 in die entsprechende Gewindebuchse 35 fest an das Motorengehäuse 23 befestigt. Der Verbindungsanschluss 43 des Erdungsbasiselements 41 kann mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A des leitenden Erdungselements 36 auf der oberen Seite der Steuerplatine 32 verbunden werden. In diesem Fall wird der Verbindungsanschluss 43 mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A nach der Befestigung der Steuerplatine 32 verbunden.
Somit kann das Abdichtungselement 42 der leitenden Dichtung 39 als Dichtung zwischen den sich entsprechenden Verbindungsflächen der Befestigungsabschnitte 23A und 31A des Motorengehäuses 23 und der Abdeckung 31 dienen. Ferner kann das Erdungsbasiselement 41 der leitenden Dichtung 39 über die Befestigungsschrauben 34, die Gewindebuchse 35, über die Durchgangslöcher 44 des Erdungsbasiselements 41, das Erdungsbasiselement 41, den Verbindungsanschluss 43 und das Verbindungsloch 45 eine elektrische Verbindung zwischen den Befestigungsschrauben 34 und dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A herstellen.
Wenn die auf diese Weise hergestellte elektrische Fluidpumpe 10 in einem Fahrzeug montiert wird, wird, wie zuvor erwähnt, eine statische elektrische Ladung in der elektrische Fluidpumpe 10 erzeugt, wobei die sich in der Oberfläche der Steuerabdeckung 31 angesammelte statische Elektrizität immer durch die Köpfe der Befestigungsschrauben 34, die mit der Steuerabdeckung 31 in Kontakt gehalten werden, fließen können.
Von den Befestigungsschrauben 34 fließt die Ladung der statischen Elektrizität in die Gewindebuchsen 35 und von den Gewindebuchsen 35 über die Durchgangslöcher 44 des Erdungsbasiselements 41, durch das Erdungsbasiselement 41, den Verbindungsanschluss 43 und das Verbindungsloch 45 zu dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A. Von dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A fließt die statische Elektrizität durch den eingebetteten Verbindungsabschnitt 3C des leitenden Erdungselements 36 zum verbinderseitigen Erdungsanschluss 36B.
Indem die leitende Dichtung 39 die Funktion der Dichtung und die Funktion der Erdung miteinander verbindet, kann die Ausführungsform die Anzahl der Bauteile verringern und den Aufbau vereinfachen.
Ferner wird das leitende Erdungselement 36 zusammen mit dem Motorenabschnitt 12 geformt. Somit besteht keine Notwendigkeit für ein Schutzelement zum Schutz des leitenden Erdungselements 36, und es ist möglich, die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Schritte im Montageprozess zu verringern.
Die Befestigungsschrauben 34 sind immer mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A elektrisch verbunden. Somit kann die in der Steuerabdeckung 31 angesammelte statische Elektrizität zu jeder Zeit zu dem platinenseitigen Erdungsanschluss 36A fließen, so dass diese Struktur eine Beeinträchtigung durch ein Stoßstörsignal aufgrund einer Entladung verhindert kann.
In dem dargestellten praktischen Beispiel weist die leitende Dichtung 39 die Struktur aus dem Erdungsbasiselement 41 und dem Dichtungselement oder Dichtungsmaterial 42, das durch Backen an dem Erdungsbasiselement 41 befestigt ist, auf. Es ist jedoch möglich, die leitende Dichtung 39 durch Herstellen eines Gemisches aus leitendem Metallpulver, wie beispielsweise Silber- oder Kupferpulver, und einem Gummimaterial, wie beispielsweise Silikonkautschuk, in einem vorbestimmten Mischverhältnis und durch Formen der leitenden Dichtung aus dem Gemisch durch Strangpressen oder Warmformpressen herzustellen. Die Verwendung von Silikonkautschuk als Bindemittel verbessert vorteilhafterweise die Wärmebeständigkeit und die Dichtungsleistung.
Das leitende Metallpulver kann mit dem Verbindungsanschluss 43 durch Einbetten des Verbindungsanschlusses 43 in das Dichtungselement 42 elektrisch verbunden werden. Andererseits wird eine elektrische Verbindung mit der Steuerabdeckung 31 durch direkten Kontakt mit der Steuerabdeckung 31 ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Verbindungsanschlüsse hergestellt.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird die leitende Dichtung 39 zwischen der Metallabdeckung und dem Harzgehäuse angeordnet, um das Metallgehäuse mit dem Erdungselement oder mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss zu verbinden, um die statische Elektrizität an das Erdungselement abzugeben.
Mit diesem Aufbau kann die leitende Dichtung als Dichtung und als Erdungsleiter dienen. Somit ist es möglich, die Anzahl der Bauteile zu verringern, den Aufbau zu vereinfachen und eine Entladung und Stoßströsignale zu verhindern.
Zweite Ausführungsform
8 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der zweiten Ausführungsform ist ein Antriebssteuerabschnitt 43 in einem Gehäuse 50 als eine elektronische Steuerungsvorrichtung enthalten, die nicht mit einer anderen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Motor oder einer Fluidpumpe, integriert ausgebildet ist, wohingegen der Antriebssteuerabschnitt 13 gemäß der ersten Ausführungsform zusammen mit dem Motor und/oder der Pumpe ausgebildet ist. Die Anordnung zur Übertragung der statischen Elektrizität zu einer Masse entspricht im Wesentlichen der Anordnung der ersten Ausführungsform, wodurch sich die Beschreibung vereinfacht.
Das in 8 gezeigte Gehäuse 50 der elektronischen Steuerungsvorrichtung umfasst ein Steuergehäuse 51 und eine Steuerabdeckung 52. Der Antriebssteuerabschnitt 53 ist in dem inneren Zwischenraum angeordnet, der zwischen dem Steuergehäuse 51 und der Steuerabdeckung 52 ausgebildet ist. Der Antriebssteuerabschnitt 53 dieses Beispiels ist ein Treiber zur Zuführung eines Treiberstroms zu einer elektrischen Komponente, wie beispielsweise einem elektrischen Motor, und umfasst eine Steuerplatine 54 mit elektrischen oder elektronischer Vorrichtungen. Das Steuergehäuse 51 ist aus Kunstharz hergestellt und die Steuerabdeckung 52 ist eine Metallabdeckung aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung. Die metallische Steuerabdeckung 52 dient als Kühlerplatte, um die in dem Antriebssteuerungsabschnitt 53 erzeugte Wärme abzuführen.
Die Steuerplatine 54 ist eine Platine, auf und in der elektrische oder elektronische Vorrichtungen (wie beispielsweise eine CPU und Transistoren) montiert sind. Diese elektrischen Vorrichtungen und ein Kondensator (oder Kondensatoren) bilden beispielsweise einen Wandler und eine Steuerschaltung. Der Wandler empfängt Strom aus einer Gleichstromquelle in der Form einer Batterie und führt den Wicklungen eines Motors Wechselstrom zu. Die Steuerschaltung umfasst einen Mikrocomputer und weitere Komponenten zur Steuerung des An-Aus-Zustands des IGBT (der IGBTs) des Wandlers.
Wie in 8 gezeigt, umfasst das Harz-Steuergehäuse 51 einen Gehäuseverbindungsabschnitt 51A und die metallische Steuerabdeckung 52 umfasst einen Abdeckungsverbindungsabschnitt 52A. Wenigstens einer der Verbindungsabschnitte kann in Form eines Flansches ausgebildet sein. Der Gehäuseverbindungsabschnitt 51A des Harz-Steuergehäuses 51 liegt an dem Abdeckungsverbindungsabschnitt 52A der Steuerabdeckung 52 an und ist mit diesem in Kontakt. Der Gehäuseverbindungsabschnitt 51A und der Abdeckungsverbindungsabschnitt 52A werden durch wenigstens eine Befestigungsschraube 55, die in eine metallische Gewindebuchse (in 8 nicht dargestellt) in dem Steuergehäuse 51 eingeschraubt wird, miteinander verbunden. Wie in der ersten Ausführungsform sind ein gehäuseseitiger Dichtungsaufnahmeabschnitt (in 8 nicht dargestellt) und der abdeckungsseitiger Dichtungsempfangsabschnitt (in 8 nicht dargestellt) jeweils in den Verbindungsflächen des Gehäuseverbindungsabschnitts 51A und des Abdeckungsverbindungsabschnitts 52A ausgebildet.
Die leitenden Dichtung 39 wird so wie in der ersten Ausführungsform in dem durch die Dichtungsaufnahmeabschnitte gebildeten Ringraum aufgenommen. Die leitende Dichtung 39 erstreckt sich entlang der sich entsprechenden Verbindungsflächen des Gehäuseverbindungsabschnitts 51A und des Abdeckungsverbindungsabschnitts 52A, um die in 4 gezeigte geschlossene Figur zu bilden, und umfasst eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten oder Öffnungsabschnitten, die jeweils ein Durchgangsloch definieren und eine entsprechende der Gewindebuchsen umgeben. Die Verbindungs- oder Öffnungsabschnitte sind um den Umfang der leitenden der Dichtung 39 verteilt angeordnet.
Die leitende Dichtung 39 umfasst die Dichtungssegmente und die Verbindungs- oder Öffnungsabschnitte 40 (oder Nebenabschnitte oder Verbindungsabschnitte), wobei die Dichtungssegmente und die Verbindungsabschnitte 40 abwechselnd entlang des Umfangs angeordnet sind. Jedes der Dichtungssegmente weist die Form eines Streifens auf und erstreckt sich von einem der Verbindungsabschnitt zum nächsten.
Der Dichtungsaufnahmeraum, der durch die jeweils in den Verbindungsflächen des Gehäuseverbindungsabschnitts 51A und des Abdeckungsverbindungsabschnitts 52A ausgebildeten Dichtungsaufnahmeabschnitten definiert ist, erstreckt sich entlang des Umfangs der leitenden Dichtung 39, um die geschlossene Figur zu bilden, und nimmt die Dichtungssegmente und die Verbindungsabschnitte der leitenden Dichtung 39 auf.
Die leitende Dichtung 39 umfasst das Erdungsbasiselement 41 aus der geformten leitenden Metallplatte, wie beispielsweise einer Kupferplatte oder einer Aluminiumplatte, und das Dichtungselement oder der Dichtungsabschnitt 42, wie in den 3–7 gezeigt. Das Dichtungselement 42 ist aus einem Material mit einer guten Dichtungsleistung, wie beispielsweise einem Kautschukmaterial, gebildet und an den Außenflächen des Erdungsbasiselements 41 ausgebildet oder befestigt. Das Erdungsbasismaterial 41 erstreckt sich in Umfangsrichtung entlang der Umfangsflächen der Verbindungsabschnitte 51A und 52A des Steuermotorengehäuses 51 und der Steuerabdeckung 52, um die in 4 gezeigte geschlossene Figur der leitenden Dichtung 39 zu bilden. Das Dichtungselement 42 wird beispielsweise durch Backen an das so aufgebaute Erdungsbasiselement 41 befestigt.
Wie in der in 3 gezeigten ersten Ausführungsform umfasst jede Gewindebuchse 35 einen größeren Abschnitt mit einer größeren Querschnittsgröße oder einem größeren Durchmesser und den kleineren Abschnitt 35B mit einer kleineren Querschnittsgröße oder einem kleinerem Durchmesser. Der kleinere Abschnitt der Gewindebuchse 35 wird in das Verbindungsloch des Erdungsbasiselements 41 der leitenden Dichtung 39 eingesetzt oder daran befestigt, um eine elektrische Verbindung dazwischen herzustellen. Somit wird die Befestigungsschraube 55 bei der Befestigung der Befestigungsschraube 34 in der Gewindebuchse mit dem Erdungsbasiselement 41 elektrisch verbunden.
Das Erdungsbasiselement 41 ist größtenteils in dem Material des Dichtungselements 42 eingebettet, das auf den Oberflächen des Erdungsbasiselements 41 ausgebildet oder gebacken ist und als die Dichtung dient. Wie in 6 gezeigt, erstreckt sich der Verbindungsanschluss 43 des Erdungsbasiselements 41 lateral von einem der Dichtungssegmente und erstreckt sich anschließend nach oben, wie in 6 gezeigt, zu einem vorderen Endabschnitt, der gebogen und mit der Verbindungsöffnung 45 versehen ist. Diese Verbindungsöffnung 45 des vorderen Endabschnitts des Verbindungsanschlusses 43 des Erdungsbasiselements 41 der leitenden Dichtung 39 wird mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss (nicht in 8 gezeigt) durch eine in 8 gezeigte Verbindungsschraube 56 elektrisch verbunden. Somit wird die Steuerabdeckung 51 über die Befestigungsschrauben 55, die Gewindebuchsen, das Erdungsbasiselement 41 und die (den) Verbindungsschraube(n) 56 mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss elektrisch verbunden.
Wenn das so hergestellte Gehäuse 50 der elektronischen Steuerungsvorrichtung in einem Fahrzeug montiert wird, wird die statische elektrische Ladung, wie zuvor beschrieben, in dem Gehäuse 50 erzeugt, und die in der Oberfläche der Steuerabdeckung 52 angesammelte statische Elektrizität kann immer durch die Köpfe der Befestigungsschrauben 55, die in Kontakt mit der Steuerabdeckung 52 sind, fließen.
Von den Befestigungsschrauben 55 fließt die statische Elektrizität in die Gewindebuchsen, und fließt anschließend weiter von den Gewindebuchsen durch das Erdungsbasiselement 41 und die Verbindungsschraube 56 zu dem platinenseitigen Erdungsanschluss des leitenden Erdungselements.
Indem die leitende Dichtung 39 die Funktion der Dichtung und die Funktion der Erdung miteinander verbindet, kann die zweite Ausführungsform, wie die erste Ausführungsform, die Anzahl der Bauteile verringern und den Aufbau vereinfachen. Zudem sind die Befestigungsschrauben 55 immer mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss elektrisch verbunden. Somit kann die in der Steuerabdeckung 52 angesammelte statische Elektrizität zu jeder Zeit in den platinenseitigen Erdungsanschluss fließen, so dass diese Struktur den Einfluss von Stoßstörsignalen aufgrund einer Entladung verhindern kann.
In der zweiten Ausführungsform ist der Motorantriebssteuerabschnitt für den Motor in dem Gehäuse der elektronischen Steuerungsvorrichtung enthalten. Jedoch ist es auch möglich, beliebige andere Steuerungsschaltungsabschnitte in dem Gehäuse anzuordnen.
Wie zuvor beschrieben, umfasst eine elektronische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Harzgehäuse, eine Metallabdeckung und eine leitende Dichtung, die zwischen einer Verbindungsfläche des Harzgehäuses und einer Verbindungsfläche der Metallabdeckung angeordnet ist, um die Metallabdeckung über die leitende Dichtung zu einer Masse oder zu einem leitenden Erdungselement zur elektrischen Erdung oder zu einem platinenseitigen Erdungselement elektrisch zu erden.
Mit dieser Anordnung kann die leitende Dichtung als Dichtung und zur gleichen Zeit als ein elektrischer Leiter zur Leitung der statischen Elektrizität zur Masse oder zu dem leitenden Erdungselement dienen. Somit ist es möglich, die Anzahl der Bauteile zu verringern, den Aufbau und den Herstellungsprozess zu vereinfachen und den Einfluss von Stoßstörsignalen aufgrund einer Entladung zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung umfasst verschiedene Modifikationen und Änderungen, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Es ist möglich, einen Teil der Konstruktionen der dargestellten Ausführungsformen wegzulassen, ein oder mehrere zusätzliche Elemente hinzuzufügen. Elemente der dargestellten Ausführungsformen durch andere Elemente zu ersetzen oder ein oder mehrere Elemente einer Ausführungsform mit einem oder mehreren Elementen der anderen Ausführungsform zu ersetzen.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Motorsteuerungsvorrichtung sein, umfassend ein Harzmotorengehäuse, einen einen Rotor und einen Stator aufweisenden Motor, einen Antriebssteuerungsabschnitt mit einer Schaltung, um der Windung (den Windungen) des Stators ein Treibersignal zuzuführen und dabei die Drehung des Rotors zu steuern, und eine Metallabdeckung, die angeordnet ist, um den Antriebssteuerungsabschnitt abzudecken und die mit dem Motorengehäuse durch wenigstens eine Befestigungsschraube über eine leitende Dichtung zur Verbindung des Metallgehäuses mit einem Erdungselement verbunden ist. Die elektronische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine elektrische Fluidpumpe sein, die einen Pumpenabschnitt für den Transport eines Fluids, ein Harzmotorengehäuse mit einem Motor zum Antrieb des Pumpenabschnitts (ein Antriebsrad des Pumpenabschnitts), einen Antriebssteuerungsabschnitt zur Steuerung des Motors und eine Metallabdeckung, die den Antriebssteuerungsabschnitt bedeckt und mit dem Motorengehäuse durch wenigstens eine Befestigungsschraube über eine leitende Dichtung zur Verbindung mit der Metallabdeckung mit dem Erdungselement verbunden ist, umfasst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektronische Steuerungsvorrichtung (wie beispielsweise eine Motorsteuerungsvorrichtung oder eine elektrische Fluidpumpe): ein Gehäuse aus Kunstharz; eine Abdeckung aus einem metallischen Material, die durch eine Befestigungsschraube an dem Gehäuse befestigt ist; ein Antriebssteuervorrichtung (das eine elektronische Steuerplatine umfassen kann), das in einem zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung ausgebildeten Zwischenraum enthalten ist; und eine leitende Dichtung, die zwischen einer Verbindungsfläche des Gehäuses und einer Verbindungsfläche der Abdeckung angeordnet ist oder dazwischen eingespannt ist, um einen Zwischenraum zwischen den zusammenpassenden Verbindungsflächen zu füllen, und die angeordnet ist, um die Abdeckung elektrisch über die leitende Dichtung zu erden. Die leitende Dichtung umfasst ein Erdungsbasiselement aus leitfähigem Metallmaterial, um die Abdeckung mit einem leitenden Erdungselement zur elektrischen Erdung zu verbinden, und ein Dichtungselement oder einen Dichtungsabschnitt, das/der das Erdungsbasiselements bedeckt (und als eine Dichtung oder Versiegelung dient). Die elektronische Steuervorrichtung kann ferner das leitende Erdungselement umfassten, das in dem Kunstharz des Gehäuses ausgebildet oder eingebettet ist (beispielsweise durch Formung) und elektrisch mit dem Erdungsbasiselement verbunden ist. Die elektronische Steuerungsvorrichtung kann eine Gewindebuchse aus Metallmaterial umfassen, die fest in dem Kunstharz des Gehäuses ausgebildet ist, und die angeordnet ist, um die Abdeckung durch die Befestigungsschraube, die in eine Innengewindeöffnung der Gewindebuchse eingeschraubt ist, mit dem Gehäuse zu verbinden und eine elektrische Verbindung über die Befestigungsschraube und die Gewindebuchse von der Abdeckung zu dem Erdungsbasiselement der leitenden Dichtung herzustellen.
Das Erdungsbasiselements der leitenden Dichtung kann einen die Befestigungsschraube (oder eine Gewindebuchse) umgebenden Ringabschnitt umfassen, und das Dichtungselement kann einen ersten (oberen) Ringabschnitt, der auf einer ersten (oberen) Fläche des Ringabschnitts des Erdungsbasiselements ausgebildet und in einer in der Verbindungsfläche der Abdeckung ausgebildeten Ringnut aufgenommen ist, und einen zweiten (unteren) Ringabschnitt, der auf einer zweiten (unteren) Fläche des Ringabschnitts des Erdungsbasiselements ausgebildet und in einer in der Verbindungsfläche des Gehäuses ausgebildeten Ringnut aufgenommen ist, umfassen, und der Ringabschnitt des Erdungsbasiselements kann einen Außenumfangsbereich, der in dem Kunstharz zwischen dem ersten und dem zweiten Ringabschnitt des Dichtungselements eingebettet ist, und einen Innenumfangsbereich, der von dem Kunstharz des Dichtungselements freigelegt ist und zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Erdungsbasiselement eingespannt ist, umfassen. In dem Beispiel der 3 ist der freigelegte Innenumfangsbereich des Ringabschnitts des Erdungsbasiselements 41 direkt zwischen dem Verbindungsabschnitt 31A der Abdeckung 31 und dem Verbindungsabschnitt 23a des Gehäuses 23 eingespannt. Der elektronische Steuerabschnitt kann eine Steuerplatine umfassen, die von dem Gehäuse gehalten und von der Abdeckung bedeckt wird, und die elektronische Steuerungsvorrichtung kann ferner das leitende Erdungselement 36 umfassen, das einen platinenseitigen Erdungsanschluss 36A, der von dem Kunstharz des Gehäuses freigelegt und mit der Steuerplatine verbunden ist, ein eingebettetes Zwischenelement 36C, das in dem Kunstharz des Gehäuses eingebettet ist, und einen erdungsseitigen Anschluss 36B, der für eine Verbindung mit einem bestimmten Element, das als Erde dient, ausgebildet ist, umfassen, und das Erdungsbasiselement der leitenden Dichtung kann einen Verbindungsvorsprung umfassen, der mit dem platinenseitigen Erdungsanschluss des leitenden Erdungselements verbunden ist.
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 2010-144693 A [0005, 0005]
US 2010/0158703 A1 [0005]

Claims

Elektronische Steuervorrichtung, umfassend: ein Gehäuse aus Kunstharz; eine Abdeckung aus einem metallischen Material, die durch eine Befestigungsschraube an dem Gehäuse befestigt ist; eine Antriebssteuervorrichtung, die in einem zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung ausgebildeten Zwischenraum enthalten ist; und eine zwischen einer Verbindungsfläche des Gehäuses und einer Verbindungsfläche der Abdeckung angeordnete leitende Dichtung, die angeordnet ist, um die Abdeckung elektrisch über die leitende Dichtung zu erden.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die leitende Dichtung ein Erdungsbasiselement aus leitfähigem Metallmaterial zur elektrischen Leitung und ein Dichtungselement zur Abdeckung des Erdungsbasiselements umfasst, und die leitende Dichtung angeordnet ist, um die Abdeckung über das Erdungsbasiselement mit einem Erdungsabschnitt zur elektrischen Erdung zu verbinden.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die elektronische Steuervorrichtung ferner eine in dem Kunstharz des Gehäuses gebildete Gewindebuchse umfasst, die angeordnet ist, um die Abdeckung mit der in die Gewindebuchse eingeschraubten Befestigungsschraube an dem Gehäuse zu befestigen, und die mit dem Erdungsbasiselement der leitenden Dichtung elektrisch verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Erdungsbasiselement der leitenden Dichtung einen freigelegten Abschnitt umfasst, der aus dem Dichtungselement freigelegt und mit der Abdeckung in Kontakt ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der freigelegte Abschnitt des Erdungsbasiselements der leitenden Dichtung ein ringförmiger Abschnitt ist, der die Befestigungsschraube umgibt und der zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse eingespannt ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Erdungsbasiselement der leitenden Dichtung einen Verbindungsanschluss umfasst, das ein mit Masse verbindbares, leitendes Erdungselement umfasst.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei das leitende Erdungselement in dem Kunstharz des Gehäuses ausgebildet ist und einen platinenseitigen Erdungsanschluss, der mit einem Abschnitt einer elektronischen Steuerplatine der Antriebssteuervorrichtung für die Erdung verbunden ist, und einen masseseitigen Anschluss, der zur Verbindung mit Masse ausgebildet ist, umfasst, und wobei der Verbindungsabschnitt des Erdungsbasiselement der leitenden Dichtung mit dem leitenden Erdungselement verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Dichtungselement aus einem Gummimaterial hergestellt ist, das Naturkautschuk, Nitrilkautschuk, Chloropren-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Butylkautschuk, Silikonkautschuk, Fluorkautschuk oder Perfluorkautschuk umfasst.
Elektronische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Gehäuse ein Motorgehäuse ist, das einen Motor mit einem Rotor und einem Stator enthält, und die Antriebssteuervorrichtung eine Treibersteuerschaltung umfasst, die einer Statorwicklung ein Treibersignal zuführt und damit die Drehung des Rotors steuert.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei die elektronische Steuervorrichtung eine elektrische Fluidpumpe ist, die einen Pumpenabschnitt zur Übertragung eines Fluids, den Motor, der den Pumpenabschnitt antreibt und in dem Motorgehäuse enthalten ist, und die durch die Abdeckung abgedeckte Antriebssteuervorrichtung umfasst.