DE102018201059A1

DE102018201059A1 - Elektronische einheit und motorvorrichtung

Info

Publication number: DE102018201059A1
Application number: DE102018201059.5A
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Yamada; Tasuku Murase
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-01-26
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2018-07-26
Also published as: JP2018120994A

Abstract

Eine elektronische Einheit weist ein Substrat (30) auf, das in einem Gehäuse (20) untergebracht ist, das einen Bodenabschnitt (21), der auf einer Seite der Rückoberfläche angeordnet ist, und einen ringförmigen Wandabschnitt (22), der derart mit dem Bodenabschnitt ausgebildet ist, dass sich eine Rückoberfläche (32) des Substrats auf einer Seite des Bodenabschnitts befindet, aufweist. Eine erste elektronische Komponente (41) und eine zweite elektronische Komponente (42) mit einer höheren Wärmeableitung als die erste elektronische Komponente sind auf dem Substrat befestigt. Ein Harzabschnitt (50) ist in einem Gehäuseraum des Gehäuses angeordnet, wobei der Harzabschnitt das Substrat (30) und die elektronischen Komponenten (40) einteilig versiegelt. Die Außenoberfläche des Harzabschnitts ist als eine konkave Oberfläche (51) ausgebildet. Die Ableitungskomponente (42) befindet sich in einer Richtung orthogonal zur Dickenrichtung des Substrats (30) näher zu dem tiefsten Punkt der konkaven Oberfläche als die hohe Komponente (41).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Einheit und eine mit der elektronischen Einheit ausgerüstete Motorvorrichtung.
Aus der JP 2010-110102 (nachstehend als Dokument 1 bezeichnet) ist eine Motorvorrichtung bekannt, die als eine elektrische/mechanische integrierte Struktur aufgebaut ist, bei der ein Motor und eine elektronische Einheit zur Antriebssteuerung des Motors integriert sind. Bei dieser Motorvorrichtung ist die elektronische Einheit an einem Seitenende des Motors in einer Richtung entlang einer Rotationswelle des Rotors angeordnet. Die elektronische Einheit weist ein Schaltelement auf, das eine elektronische Komponente ist, die auf einem Substrat befestigt ist, und als ein Leistungswandler aufgebaut ist. Das Schaltelement ist in einer Vertiefung eines Rahmens (eines Gehäuses) untergebracht und durch ein in die Vertiefung gefülltes Harz versiegelt.
Das in die Vertiefung gefüllte Harz wird durch Vergießen gebildet, wobei eine Oberfläche des Harzes eine ebene Oberfläche ist, wie in der vorstehend erwähnten elektronischen Einheit gezeigt. Nicht nur das vorstehend erwähnte Schaltelement, sondern ebenso verschiedene elektronische Komponenten sind auf dem Substrat befestigt. In der herkömmlichen Konfiguration ist es, da eine Oberflächenhöhe des Harzes von der höchsten Komponente unter den elektronischen Komponenten abhängt, die auf dem Substrat befestigt sind, schwierig, die Menge an verwendetem Harz zu verringern. Da ein dickes Harz direkt oberhalb der elektronischen Komponente mit einer hohen Wärmeerzeugung, wie beispielsweise das Schaltelement, vorgesehen ist, ist es schwierig, die Wärmeableitung zu verbessern.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Einheit und eine Motorvorrichtung bereitzustellen, bei denen die Menge an verwendetem Harz verringert und die Wärmeableitung verbessert werden kann.
Die vorliegende Erfindung wendet die folgenden technischen Mittel an.
Eine elektronische Einheit gemäß einem ersten Aspekt weist auf:

ein Substrat mit einer Frontoberfläche und einer Rückoberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite der Frontoberfläche in einer Dickenrichtung;
mehrere elektronische Komponenten, die auf dem Substrat befestigt sind und eine erste elektronische Komponente und eine zweite elektronische Komponente mit einer höheren Wärmeableitung als die erste elektronische Komponente umfassen, wobei die erste elektronische Komponente und die zweite elektronische Komponente auf einer Seite der Frontoberfläche angeordnet sind;
ein Gehäuse mit einem Bodenabschnitt, der auf einer Seite der Rückoberfläche angeordnet ist, und einem ringförmigen Wandabschnitt, der derart mit dem Bodenabschnitt gebildet ist, dass das Substrat und die mehreren Komponenten in dem Gehäuse untergebracht sind; und
einen Harzabschnitt mit einer konkaven Oberfläche, wobei der Harzabschnitt das Substrat und die elektronischen Komponenten in dem Gehäuse einteilig bzw. integral versiegelt, wobei
die konkave Oberfläche einen tiefsten Punkt aufweist, an dem ein Abstand zwischen der konkaven Oberfläche und der Frontoberfläche in einer Dickenrichtung des Substrats am kürzesten ist, und
die zweite elektronische Komponente in einer Richtung orthogonal zur Dickenrichtung näher als die erste elektronische Komponente zu dem tiefsten Punkt angeordnet ist.

Bei dieser elektronischen Einheit ist die Oberfläche des Harzabschnitts als eine konkave Oberfläche ausgebildet. Die Menge an verwendetem Harz kann verglichen mit der herkömmlichen Konfiguration verringert werden. Die zweite elektronische Komponente mit einer höheren Wärmeableitung ist näher zu dem tiefsten Punkt der konkaven Oberfläche positioniert. Da die Dicke des Harzes direkt oberhalb der zweiten elektronischen Komponente gering ist, kann die Wärmeableitung verglichen mit der herkömmlichen Konfiguration verbessert werden. Gemäß obiger Beschreibung kann die Menge an verwendetem Harz verringert und die Wärmeableitung verbessert werden.
Eine Motorvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt weist auf:

einen Motor mit einem Statorkern, einem Rotor, der eine Rotationswelle aufweist und bezüglich des Statorkerns drehbar vorgesehen ist, und einem Kühlgebläse, das derart mit dem Rotor rotiert, dass Kühlluft entlang einer Rotationswelle des Rotors erzeugt wird; und
eine elektronische Einheit, die an einem Seitenende des Motors in einer Richtung entlang der Rotationswelle vorgesehen ist, wobei
die elektronische Einheit aufweist:
- ein Substrat mit einer Frontoberfläche und einer Rückoberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite der Frontoberfläche in einer Dickenrichtung;
- mehrere elektronische Komponenten, die auf dem Substrat befestigt sind und eine erste elektronische Komponente und eine zweite elektronische Komponente mit einer höheren Wärmeableitung als die erste elektronische Komponente umfassen, wobei die erste elektronische Komponente und die zweite elektronische Komponente auf einer Seite der Frontoberfläche angeordnet sind;
- ein Gehäuse mit einem Bodenabschnitt, der auf einer Seite der Rückoberfläche angeordnet ist, und einem ringförmigen Wandabschnitt, der derart mit dem Bodenabschnitt gebildet ist, dass das Substrat und die mehreren Komponenten in dem Gehäuse untergebracht sind; und
- einen Harzabschnitt, der das Substrat und die elektronischen Komponenten in dem Gehäuse einteilig bzw. integral versiegelt, wobei
- der Harzabschnitt eine konkave Oberfläche aufweist,
- die konkave Oberfläche einen tiefsten Punkt aufweist, an dem ein Abstand zwischen der konkaven Oberfläche und der Frontoberfläche in einer Dickenrichtung des Substrats am kürzesten ist,
- die zweite elektronische Komponente in einer Richtung orthogonal zur Dickenrichtung näher als die erste elektronische Komponente zu dem tiefsten Punkt angeordnet ist, und
- die konkave Oberfläche dem Motor derart zugewandt ist, dass die Kühlluft auf die konkave Oberfläche trifft.

Bei dieser Motorvorrichtung kann die Menge an verwendetem Harz verringert und die Wärmeableitung verbessert werden, wie bei der vorstehend beschriebenen elektronischen Einheit. Die Kühlluft, die in einer Achsrichtung des Motors strömt, trifft auf die konkave Oberfläche des Harzabschnitts. Da die Kühlluft, verglichen mit einem Strömen entlang der ebenen Oberfläche, ruhiger entlang der konkaven Oberfläche strömt, kann die Wärmeableitung weiter verbessert werden.
Die obigen und weitere Aufgabe, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:

1 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Draufsicht auf eine elektronische Einheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in der 1;
3 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Querschnittsansicht gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Draufsicht auf eine elektronische Einheit gemäß einer dritten Ausführungsform;
5 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in der 4; und
6 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Querschnittsansicht einer Motorvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.

Nachstehend sind mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den mehreren Ausführungsformen können gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Nachstehend kennzeichnet eine Z-Richtung eine Dickenrichtung in einem Substrat, kennzeichnet eine X-Richtung eine Richtung orthogonal zur Z-Richtung. Eine Y-Richtung kennzeichnet eine Richtung orthogonal zu sowohl der X-Richtung als auch der Z-Richtung. Sofern nicht speziell anders angemerkt, ist eine Form, die sich entlang einer XY-Oberfläche erstreckt, die durch die X-Richtung und die Y-Richtung definiert ist, und die aus der Z-Richtung planar betrachtet wird, als eine planare Form bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend ist eine elektronische Einheit unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Ein gepunkteter Pfeil in der 1 zeigt eine Strömung von Kühlluft. Ein Pfeil, der in der 2 durch die Umrisse definiert ist, zeigt eine Strömung von Kühlluft. Ein gestrichelter Pfeil zeigt eine Wärmeableitung von einer Ableitungskomponente 42.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist die elektronische Einheit 10 ein Gehäuse 20, ein Substrat 30, mehrere elektronische Komponenten 40 und einen Harzabschnitt 50 auf. Die elektronische Einheit 10 ist vorzugsweise die elektronische Einheit, die in einem Fahrzeug installiert ist.
Das Gehäuse 20 weist einen Bodenabschnitt 21 und einen Wandabschnitt 22 auf. Der Wandabschnitt 22 ist einteilig mit dem Bodenabschnitt 21 ausgebildet und erstreckt sich von dem Bodenabschnitt 21 aus in der Z-Richtung. Der Wandabschnitt 22 und der Bodenabschnitt 21 bilden einen Gehäuseraum, und der Wandabschnitt 22 ist in einer kreisrunden Form (in einer Rohrform) ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bodenabschnitt 21 als eine planare und im Wesentlichen kreisrunde Form ausgebildet. Der Wandabschnitt 22 ist mit einem Außenumfangsende des Bodenabschnitts 21 gebildet. Das Gehäuse 20 ist als eine zylindrische Form mit einem scheibenförmigen Boden ausgebildet, der eine Öffnung auf einer gegenüberliegenden Seite des scheibenförmigen Bodens aufweist. Das Gehäuse 20 ist aus einem Harz oder einem Metall aufgebaut.
Das Substrat 30 ist mit Verbindungsmustern auf einem Basismaterial versehen. Das Substrat 30 ist als eine Leiterplatte bezeichnet. Eine Dickenrichtung in dem Substrat 30 stimmt mit der Z-Richtung überein. Das Substrat 30 weist eine Frontoberfläche 31 und eine Rückoberfläche 32 als eine gegenüberliegende Oberfläche in der Z-Richtung bezüglich der Frontoberfläche 31 auf. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Substrat 30 (eine Leiterplatte) verwendet, das Verbindungsmuster auf dem Basismaterial aufweist, das ein Harzmaterial beinhaltet.
Das Substrat 30 ist in dem Gehäuse 20 installiert. Die Frontoberfläche 31 des Substrats 30 ist einer Öffnung des Gehäuses 20 zugewandt, und die Rückoberfläche 32 des Substrats 30 ist dem Bodenabschnitt 21 zugewandt. Das Substrat 30 ist an dem Gehäuse 20 befestigt. Ein Befestigungsverfahren ist insbesondere nicht beschränkt. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Gehäuse 20 einen Fundamentteil 23 auf dem Bodenabschnitt 21 auf, und ein Vorsprung 24 ist auf einer oberen Oberfläche des Fundamentteils 23 gebildet. Das Substrat 30 weist ein Durchgangsloch (nicht gezeigt) auf, und das Substrat 30 ist auf dem Fundamentteil 23 installiert, während der Vorsprung 24 in das Durchgangsloch eingefügt ist.
Mehrere elektronische Komponenten 40 sind auf dem Substrat 30 befestigt. Die elektronischen Komponenten 40 und die Verbindungsmuster des Substrats 30 bilden eine elektronische Schaltung. Die elektronischen Komponenten 40 sind in dem Gehäuse 20 untergebracht. Die elektronischen Komponenten 40 sind wenigstens auf der Frontoberfläche 31 der Front- und der Rückoberfläche 31 und 32 befestigt. Mehrere elektronische Komponenten 40 beinhalten eine hohe Komponente 41 und eine Ableitungskomponente 42, die auf der Frontoberfläche 31 befestigt sind. Die hohe Komponente 41 ist als eine erste elektronische Komponente bezeichnet, und die Ableitungskomponente 42 ist als eine zweite elektronische Komponente bezeichnet. Die hohe Komponente 41 und die Ableitungskomponente 42 sind in der X-Richtung nebeneinander angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform können, obgleich die elektronischen Komponenten 40 auf der Frontoberfläche 31 befestigt sind, die elektronischen Komponenten 40 auf der Frontoberfläche 31 und auf der Rückoberfläche 32 befestigt sein. Ein Zustand, in dem die elektronischen Komponenten 40 auf einer Seite der Frontoberfläche 31 befestigt sind, bedeutet, dass ein Hauptteil der elektronischen Komponenten 40 auf einer Seite der Frontoberfläche 31 angeordnet ist.
Die hohe Komponente 41 weist eine Höhe auf, die größer als die Höhe der Ableitungskomponente 42 ist. In der vorliegenden Ausführungsform weist die hohe Komponente 41 die größte Höhe unter allen elektronischen Komponenten 40 auf, die auf der Frontoberfläche 31 befestigt sind. Die hohe Komponente 41 ist beispielsweise ein Aluminiumelektrolytkondensator.
Die Ableitungskomponente 42 ist eine Komponente mit einer höheren Ableitungsmenge als die hohe Komponente 41. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Ableitungskomponente 42 eine Komponente mit der größten Ableitungsmenge unter allen elektronischen Komponenten 40, die auf der Frontoberfläche 31 befestigt sind. Die Ableitungskomponente 42 ist ein Halbleiterchip mit einem Schaltelement, wie beispielsweise ein IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode), der als eine Energiewandlungsvorrichtung verwendet wird.
Der Harzabschnitt 50 ist ein Vergussharzkörper, der durch Vergießen gebildet wird. Der Harzabschnitt 50 ist aus Duroplast, wie beispielsweise ein Epoxidharz, aufgebaut. Der Harzabschnitt 50 ist in dem Gehäuse 20 untergebracht. Der Harzabschnitt 50 ist nahezu in den gesamten Gehäuseraum gefüllt. Der Harzabschnitt 50 versiegelt das Substrat 30 und die mehreren elektronischen Komponenten 40 einteilig. Das Substrat 30 ist vollständig durch den Harzabschnitt 50 bedeckt. In der vorliegenden Ausführungsform sind alle der mehreren elektronischen Komponenten 40 vollständig durch den Harzabschnitt 50 bedeckt. D.h., das Substrat 30 und die mehreren elektronischen Komponenten 40 sind durch den Harzabschnitt 50 eingebettet. Ein Kurzschluss zwischen den elektronischen Komponenten und eine Beschädigung von jeder elektronischen Komponente werden verhindert.
Eine Oberfläche des Harzabschnitts 50 ist als eine konkave Oberfläche 51 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die konkave Oberfläche 51 ein dreidimensionales Paraboloid ähnlich einer Parabolantenne. Die konkave Oberfläche 51 ist eine annähernd perfekte runde Form in einer Draufsicht, und ein tiefster Punkt 51a der konkaven Oberfläche 51 bedeutet, dass ein Abstand L1 in der Z-Richtung zwischen der Frontoberfläche 31 des Substrats 30 und der konkaven Oberfläche 51 am kürzesten ist. Die tiefste Punkt 51a der konkaven Oberfläche 51 befindet sich im Wesentlichen an der gleichen Position wie eine Mitte 21a des Bodenabschnitts 21 in der Z-Richtung. In der konkaven Oberfläche 51 wird der Abstand L1 mit zunehmendem Abstand von dem tiefsten Punkt 51a größer. Die Ableitungskomponente 42 ist näher als die hohe Komponente 41 zu dem tiefsten Punkt 51a positioniert.
Ein Harz, das den Harzabschnitt 50 bildet, wird in das Gehäuse 20 gegossen, nachdem das Substrat 30 mit den Komponenten 40 in dem Gehäuse 20 angeordnet wurde. Bevor das Harz ausgehärtet wird, wird eine Form (nicht gezeigt) mit einer konkaven Oberfläche in dem Gehäuse 20 angeordnet. Der Harzabschnitt 50 wird erzielt, indem ein Aushärten in dem Zustand vorgenommen wird, in dem die konkave Oberfläche der Form das Harz kontaktiert.
Die vorstehend beschriebene elektronische Einheit 10 ist derart in einem Fahrzeug vorgesehen, dass Kühlluft von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats 30 in der Z-Richtung auf die konkave Oberfläche 51 des Harzabschnitts 50 trifft. Nachdem die Kühlluft auf den Harzabschnitt 50 getroffen ist, breitet sich die Kühlluft entlang der konkaven Oberfläche 51 zu einer Außenumfangsseite aus. In der vorliegenden Ausführungsform strömt die Kühlluft, da die elektronische Einheit 10 derart in dem Fahrzeug vorgesehen ist, dass die Kühlluft auf die Mitte 21a des Bodenabschnitts 21 und den tiefsten Punkt 51a der konkaven Oberfläche 51c trifft, nahezu gleichmäßig in Richtung der Außenumfangsseite.
Nachstehend sind von der elektronischen Einheit 10 erzielte Effekte beschrieben.
Wie durch eine Strich-Zweipunkt-Linie in der 2 gezeigt, ist, in der herkömmlichen Konfiguration, eine Oberfläche 51r des Harzabschnitts eine ebene Oberfläche, um der höchsten Komponente zu entsprechen, die auf der einen Oberfläche des Substrats befestigt ist. Demgegenüber ist, in der vorliegenden Ausführungsform, die Oberfläche des Harzabschnitts 50, der in das Gehäuse 20 gefüllt ist und das Substrat 30 und die elektronischen Komponenten schützt, als eine konkave Oberfläche 51 ausgebildet. Dementsprechend kann die Menge an verwendetem Harz, verglichen mit der herkömmlichen Konfiguration, verringert werden, wie aus dem Vergleich der Oberfläche 51r mit der konkaven Oberfläche 51 ersichtlich wird.
Die Ableitungskomponente 42 mit der größeren Ableitungsmenge, die als die zweite elektronische Komponente bezeichnet ist, ist näher als die hohe Komponente, die als die erste elektronische Komponente bezeichnet ist, zu dem tiefsten Punkt 51a der konkaven Oberfläche 51 angeordnet. Die Ableitungskomponente 42 ist angeordnet, um sich, in einer Draufsicht aus der Z-Richtung, teilweise mit dem tiefsten Punkt 51a zu überlappen. Eine Dicke des Harzabschnitts 50, der sich direkt oberhalb der Ableitungskomponente 42 befindet, kann dünner sein. Dementsprechend kann eine Wärmeableitung, verglichen mit der herkömmlichen Konfiguration, die eine Oberfläche 51r als eine ebene Oberfläche aufweist, verbessert werden.
Die elektronische Einheit 10 der vorliegenden Ausführungsform kann die Menge an verwendetem Harz verringern und die Wärmeableitung verbessern.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die hohe Komponente 41 als die erste elektronische Komponente bezeichnet, bei der die Ableitungsmenge geringer ist. Die hohe Komponente 41 ist näher als die Ableitungskomponente 42, die als die zweite elektronische Komponente bezeichnet ist, zum Wandabschnitt 22 positioniert. Die Ableitungskomponente 42 ist näher zu dem tiefsten Punkt 51a angeordnet, und die hohe Komponente 41 ist entfernt von dem tiefsten Punkt 51a angeordnet. Dementsprechend kann die Menge an verwendetem Harz verringert und die hohe Komponente 41 durch den Harzabschnitt 50 bedeckt werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden, da die hohe Komponente 41 vollständig durch den Harzabschnitt 50 bedeckt ist, ein Kurzschluss zwischen den elektronischen Komponenten und eine Beschädigung der hohen Komponente 41 mittels des Harzabschnitts 50 verhindert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die hohe Komponente 41 ein Aluminiumelektrolytkondensator. Da die hohe Komponente 41 ein explosionsgeschütztes Ventil an einem Wärmeabschnitt hiervon aufweist, kann das explosionsgeschützte Ventil aufgrund einer Dicke des Harzabschnitts 50, der sich direkt oberhalb der hohen Komponente 41 befindet, gegebenenfalls nicht öffnen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektronische Komponente 40 derart durch den Harzabschnitt 50 bedeckt, dass die Dicke des Harzabschnitts 50, der sich direkt oberhalb der hohen Komponente 41 befindet, abgestimmt wird, um das explosionsgeschützte Ventil zu öffnen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektronische Einheit 10 derart in einem Fahrzeug vorgesehen, dass Kühlluft in der Z-Richtung von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats 30 auf die konkave Oberfläche 51 des Harzabschnitts 50 trifft. In dieser Konfiguration, in der die Kühlluft von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats auf die Oberfläche des Harzabschnitts trifft, strömt die Kühlluft, verglichen mit einem Strömen auf der ebenen Oberfläche 51r, ruhiger auf der konkaven Oberfläche 51 des Harzabschnitts. Dementsprechend wird die Wärmeableitung weiter verbessert.
(Zweite Ausführungsform)
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auf die erste Ausführungsform beziehen. Gleiche Teile der elektronischen Einheiten in beiden Ausführungsformen sind nicht wiederholt beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Oberfläche des Harzabschnitts 50, gleich der ersten Ausführungsform, als die konkave Oberfläche 51 ausgebildet. Die hohe Komponente 41 ist ein Aluminiumelektrolytkondensator. Nahezu die gesamte hohe Komponente 41 ist, wie in 3 gezeigt, durch den Harzabschnitt 50 bedeckt, wobei die hohe Komponente 41 teilweise von der konkaven Oberfläche 51 hervorragt, derart, dass ein Kopfteil 41a von der konkaven Oberfläche 51 hervorragt. Die übrige Konfiguration entspricht der Konfiguration der ersten Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das explosionsgeschützte Ventil (nicht gezeigt), das an dem Kopfteil 41a vorgesehen ist, von dem Harzabschnitt 50 freigelegt. Dementsprechend kann, wenn ein Innendruck der hohen Komponente 41 erhöht wird, das explosionsgeschützte Ventil sicher öffnen.
(Dritte Ausführungsform)
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auf die vorhergehenden Ausführungsformen beziehen. In der dritten Ausführungsform sind Teile der elektronischen Einheit gleich denjenigen in den vorhergehenden Ausführungsformen nicht wiederholt beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in den 4 und 5 gezeigt, eine Nut 52 an dem Harzabschnitt 50 gebildet. Die Nut 52 ist an der konkaven Oberfläche 51 gebildet und erstreckt sich entlang der konkaven Oberfläche 51. Die Nut 52 ist von dem tiefsten Punkt 51a als eine Mitte radial nach außen gebildet. Die Nut 52 ist jeden Mittelpunktswinkel von 45 Grad gebildet. Wie in der ersten Ausführungsform sind alle elektronischen Komponenten durch den Harzabschnitt 50 bedeckt, wobei die Nut 52 derart in einer vorbestimmten Tiefe gebildet ist, dass die elektronischen Komponenten 40 nicht freiliegen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die hohe Komponente 41 und die Ableitungskomponente 42 nicht nebeneinander in der X-Richtung angeordnet. Die Ableitungskomponente 42 ist direkt unterhalb einer virtuellen Linie parallel zu der X-Richtung angeordnet, die durch den tiefsten Punkt 51a verläuft, und die hohe Komponente 41 ist entfernt von der virtuellen Linie angeordnet. Die Nut 52 ist gebildet, um die virtuelle Linie zu überlappen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektronische Einheit 10 derart in einem Fahrzeug vorgesehen, dass Kühlluft von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats 30 auf die konkave Oberfläche 51 des Harzabschnitts 50 trifft.
In der vorliegenden Ausführungsform strömt, da die Nut 52 an der konkaven Oberfläche 51 gebildet ist, die Kühlluft ruhig entlang der Nut 52. Die Wärmeableitung kann weiter verbessert werden.
In einer planaren Betrachtung aus der Z-Richtung ist die Ableitungskomponente 42 näher als die hohe Komponente 41 zur Nut 52 angeordnet. Die Wärmeableitung in der Ableitungskomponente 42 kann mittels Kühlluft verbessert werden, die in der Nut 52 strömt. In der vorliegenden Ausführungsform kann, da die Ableitungskomponente 42 direkt unterhalb der Nut 52 angeordnet ist, die Wärmeableitung erzielt werden. Da die Dicke des Harzabschnitts 50 direkt oberhalb der Ableitungskomponente 42 teilweise dünn ausgebildet ist, kann die Wärmeableitung verbessert werden.
Die Anzahl von Nuten 52 ist nicht auf die Anzahl in der vorliegenden Ausführungsform beschränkt. Die Querschnittsform der Nut 52 ist nicht auf die V-Form beschränkt. Die Position der Ableitungskomponente ist nicht auf direkt unterhalb der Nut 52 beschränkt.
(Vierte Ausführungsform)
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auf die vorhergehenden Ausführungsformen beziehen. In der vierten Ausführungsform sind Teile der elektronischen Einheit gleich denjenigen in den vorhergehenden Ausführungsformen nicht wiederholt beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die elektronische Einheit 10 auf eine Motorvorrichtung angewandt. Wie in 6 gezeigt, weist die Motorvorrichtung 80 einen Motor 60 zusammen mit der elektronischen Einheit 10 auf. Der Motor 60 ist als eine rotierende Maschine bezeichnet. Die Motorvorrichtung 80 ist der Motor 60, der einteilig mit der elektronischen Einheit 10 ausgerüstet ist.
Der Motor 60 wird beispielsweise durch einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug angetrieben und weist Funktionen auf, von denen eine ein Generator (eine Lichtmaschine) zur Erzeugung von Elektrizität und die andere ein Motor (ein Anlasser) zum Starten des Verbrennungsmotors ist. Diese Art von Motor 60 ist als ISG (Integrated Starter Generator oder integrierter Startergenerator) bezeichnet. Der Motor 60 weist einen Stator 61, eine Rotationswelle 63, einen Rotor 65, ein Kühlgebläse 67 und ein Motorgehäuse 68 auf.
Der Stator 61 weist eine Statorspule 62 auf, die auf einen Schenkelpol eines Kerns gewickelt ist, und die Statorspule weist eine Funktion als Elektromagnet auf. Der Stator 61 entspricht einem Stator. Die Rotationswelle 63 erstreckt sich in der Z-Richtung und ist einteilig mit dem Rotor 65 ausgebildet. Ein Kolben 64 ist an einem Endabschnitt der Rotationswelle 63 auf einer gegenüberliegenden Seite bezüglich der elektronischen Einheit 10 befestigt. Ein Riemen (nicht gezeigt) befindet sich in Eingriff mit dem Kolben 64, und eine Drehbewegung der Rotationswelle 63 wird über den Riemen beispielsweise auf den Verbrennungsmotor übertragen.
Der Rotor 65 befindet sich innerhalb des Stators 61. Der Rotor 65 weist eine Rotorspule 66 innerhalb des Rotors 65 auf. Der Rotor 65 entspricht einem Rotor. Ein Magnetfeld, das durch einen Strom gebildet wird, der in der Rotorspule 66 fließt, und ein Magnetfeld, das durch den Stator 61 erzeugt wird, interagieren derart, dass ein Drehmoment im Rotor 65 erzeugt wird. Eine Rotationsachse des Rotors 65 (die Rotationswelle 63) verläuft parallel zur Z-Richtung.
Das Kühlgebläse 67 ist einteilig mit dem Rotor 65 ausgebildet. Das Kühlgebläse 67 ist an einer Endoberfläche des Rotors 65 auf einer Seite der elektronischen Einheit 10 gebildet. Das Kühlgebläse 67 ist ein Radialgebläse, das zusammen mit dem Rotor 65 rotiert.
Der Stator 61, ein Teil der Rotationswelle 63, der Rotor 65 und das Kühlgebläse 67 sind in dem Motorgehäuse 68 untergebracht. Eine obere Wand des Motorgehäuses 68 auf einer Seite der elektronischen Einheit 10 weist ein Durchgangsloch 69 auf. An der Seitenwand des Motorgehäuses 68 ist ein Durchgangsloch 70 an einer Position gebildet, die dem Kühlgebläse 67 zugewandt ist. Mittels der Rotation des Kühlgebläses 67 wird die Kühlluft durch das Durchgangsloch 70 gesogen und wird die Kühlluft durch das Durchgangsloch 69 in Richtung der elektronischen Einheit 10 geführt bzw. abgeleitet.
In dem Motor 60 ist die elektronische Einheit 10 auf einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Kolbens 64 in einer Richtung entlang der Rotationswelle, d.h. in der Z-Richtung, angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektronische Einheit 10 derart an dem Motor 60 befestigt, dass die konkave Oberfläche 51 dem Motor 60 zugewandt ist. Ein Befestigungsverfahren ist insbesondere nicht beschränkt. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Gehäuse 20 einen Flanschteil 25 am Frontende des Wandabschnitts 22 auf. Der Flanschteil 25 ist an der oberen Wand des Motorgehäuses 68 vorgesehen, und das Gehäuse 20 und das Motorgehäuse 68 sind über eine Schraube derart befestigt, dass die elektronische Einheit 10 an dem Motor 60 befestigt ist. Die elektronische Einheit 10 in der 6 ist im Wesentlichen gleich der elektronischen Einheit der ersten Ausführungsform.
Das Durchgangsloch 26 ist an dem Wandabschnitt des Gehäuses 20 gebildet. Das Durchgangsloch 26 befindet sich auf einer Seite des Motors 60 bezüglich der konkaven Oberfläche 51. Wie durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie in der 6 gezeigt, trifft die Kühlluft, die durch die Rotation des Kühlgebläses 67 durch das Durchgangsloch 69 abgeleitet wird, von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats 30 auf die konkave Oberfläche 51. Die Kühlluft strömt anschließend entlang der konkaven Oberfläche 51 und wird über das Durchgangsloch 26 nach außerhalb der elektronischen Einheit 10 abgeleitet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, wie bei der elektronischen Einheit 10 in der ersten Ausführungsform, die Menge an verwendetem Harz verringert und die Wärmeableitung verbessert werden. Die elektronische Einheit 10 ist bezüglich des Motors 60 derart angeordnet, dass die Kühlluft, die durch die Rotation des Motors 60 erzeugt wird, in der Z-Richtung auf die konkave Oberfläche 51 des Harzabschnitts 50 trifft. In der Konfiguration, in der die Kühlluft von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats auf die Oberfläche des Harzabschnitts trifft, strömt die Kühlluft, verglichen mit einem Strömen auf der ebenen Oberfläche 51r, ruhig auf der konkaven Oberfläche 51. Dementsprechend wird die Wärmeableitung unter Verwendung der Kühlluft mittels der Rotation des Motors 60 weiter verbessert.
Die elektronische Einheit 10, die auf die Motorvorrichtung 80 angewandt wird, ist nicht auf die elektronische Einheit in der ersten Ausführungsform beschränkt. Die elektronischen Einheiten 10 in der zweiten und dritten Ausführungsform werden ebenso auf die Motorvorrichtung 80 angewandt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung umfasst die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und eine von Fachleuten modifizierte Ausführungsform. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Kombinationen mit Eigenschaften in den vorliegenden Ausführungsformen beschränkt. Der vorstehend dargelegte Schutzumfang ist nicht auf die Offenbarung in den Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen mit umfassen.
Obgleich die elektronische Einheit 10 in der obigen Ausführungsform derart bezüglich des Motors 60 angeordnet ist, dass die Kühlluft, die durch die Rotation des Motors 60 erzeugt wird, von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats 30 in der Z-Richtung auf den Harzabschnitt 50 trifft, ist die vorliegende Erfindung nicht auf solch eine Anordnung in der elektronischen Einheit 10 beschränkt. Die elektronische Einheit 10 kann beispielsweise derart in einem Fahrzeug vorgesehen sein, dass Kühlluft, die während einer Fahrt des Fahrzeugs in den Verbrennungsmotorraum gelangt, von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats 30 in der Z-Richtung auf den Harzabschnitt 50 trifft. Die elektronische Einheit 10 kann derart in einem Fahrzeug vorgesehen sein, dass Kühlluft in der Klimaanlage, die in dem Fahrzeug vorgesehen ist, von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats 30 in der Z-Richtung auf den Harzabschnitt 50 trifft.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 60 als ein ISG beschrieben, ist der Motor ist jedoch nicht auf einen ISG beschränkt. Die Struktur im Motor 60 ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt.
Die konkave Oberfläche 51 ist nicht auf ein Paraboloid beschränkt. Es kann eine dreidimensionale gekrümmte Oberfläche, mit Ausnahme des Paraboloids, angewandt werden. Es kann eine gekrümmte Oberfläche angewandt werden. Es kann beispielsweise eine konkave Oberfläche 51, die in einer ZX-Ebene gekrümmt ist, angewandt werden.
Die erste elektronische Komponente ist als die hohe Komponente 41 beschrieben, die erste elektronische Komponente ist jedoch nicht auf solch eine Komponente beschränkt. Die erste elektronische Komponente kann eine Komponente mit einer kleinen Wärmeableitungsmenge sein, verglichen mit der Ableitungskomponente 42, die als die zweite elektronische Komponente bezeichnet ist. Gemäß dieser Konfiguration kann die Menge an verwendetem Harz verringert und die Wärmeableitung verbessert werden.
Vorstehend sind eine elektronische Einheit und eine Motorvorrichtung beschrieben.
Eine elektronische Einheit weist ein Substrat 30 auf, das in einem Gehäuse 20 untergebracht ist, das einen Bodenabschnitt 21, der auf einer Seite der Rückoberfläche angeordnet ist, und einen ringförmigen Wandabschnitt 22, der derart mit dem Bodenabschnitt ausgebildet ist, dass sich eine Rückoberfläche 32 des Substrats auf einer Seite des Bodenabschnitts befindet, aufweist. Eine erste elektronische Komponente 41 und eine zweite elektronische Komponente 42 mit einer höheren Wärmeableitung als die erste elektronische Komponente sind auf dem Substrat befestigt. Ein Harzabschnitt 50 ist in einem Gehäuseraum des Gehäuses angeordnet, wobei der Harzabschnitt das Substrat 30 und die elektronischen Komponenten 40 einteilig versiegelt. Die Außenoberfläche des Harzabschnitts ist als eine konkave Oberfläche 51 ausgebildet. Die Ableitungskomponente 42 befindet sich in einer Richtung orthogonal zur Dickenrichtung des Substrats 30 näher zu dem tiefsten Punkt der konkaven Oberfläche als die hohe Komponente 41.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010110102 [0002]

Claims

Elektronische Einheit mit: - einem Substrat (30) mit einer Frontoberfläche (31) und einer Rückoberfläche (32) auf einer gegenüberliegenden Seite der Frontoberfläche in einer Dickenrichtung; - mehreren elektronischen Komponenten (40), die auf dem Substrat befestigt sind und eine erste elektronische Komponente (41) und eine zweite elektronische Komponente (42) mit einer höheren Wärmeableitung als die erste elektronische Komponente umfassen, wobei die erste elektronische Komponente und die zweite elektronische Komponente auf einer Seite der Frontoberfläche angeordnet sind; - einem Gehäuse (20) mit einem Bodenabschnitt (21), der auf einer Seite der Rückoberfläche angeordnet ist, und einem ringförmigen Wandabschnitt (22), der derart mit dem Bodenabschnitt gebildet ist, dass das Substrat und die mehreren Komponenten in dem Gehäuse untergebracht sind; und - einem Harzabschnitt (50) mit einer konkaven Oberfläche (51), wobei der Harzabschnitt das Substrat und die elektronischen Komponenten in dem Gehäuse einteilig versiegelt, wobei - die konkave Oberfläche einen tiefsten Punkt (51a) aufweist, an dem ein Abstand zwischen der konkaven Oberfläche und der Frontoberfläche in einer Dickenrichtung des Substrats am kürzesten ist, und - die zweite elektronische Komponente in einer Richtung orthogonal zur Dickenrichtung näher als die erste elektronische Komponente zu dem tiefsten Punkt angeordnet ist.
Elektronische Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste elektronische Komponente eine größere Höhe als die zweite elektronische Komponente aufweist; und - die erste elektronische Komponente in einer Richtung orthogonal zur Dickenrichtung näher als die zweite elektronische Komponente zu dem Wandabschnitt angeordnet ist.
Elektronische Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche der mehreren elektronischen Komponenten vollständig durch den Harzabschnitt bedeckt sind.
Elektronische Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste elektronische Komponente ein Kondensator mit einem explosionsgeschützten Ventil ist, das an einem Kopfteil (41a) vorgesehen ist; - die erste elektronische Komponente teilweise von der konkaven Oberfläche hervorragt; und - der Kopfteil von der konkaven Oberfläche hervorragt.
Elektronische Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlluft aus einer entgegengesetzten Richtung bezüglich des Substrats auf die konkave Oberfläche trifft.
Elektronische Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzabschnitt eine Nut (52) aufweist, die an der konkaven Oberfläche gebildet ist und sich entlang der konkaven Oberfläche erstreckt.
Elektronische Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektronische Komponente in einer Richtung orthogonal zu der Dickenrichtung näher als die erste elektronische Komponente zu der Nut angeordnet ist.
Elektronische Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektronische Komponente direkt unterhalb der Nut angeordnet ist.
Motorvorrichtung mit: - einem Motor (60) mit einem Statorkern (61), einem Rotor (65), der eine Rotationswelle aufweist und bezüglich des Statorkerns drehbar vorgesehen ist, und einem Kühlgebläse, das derart mit dem Rotor rotiert, dass Kühlluft in einer Richtung entlang der Rotationswelle des Rotors erzeugt wird; und - einer elektronischen Einheit (10), die in einer Richtung entlang der Rotationswelle an einem Seitenende des Motors vorgesehen ist, wobei - die elektronische Einheit aufweist: - ein Substrat (30) mit einer Frontoberfläche (31) und einer Rückoberfläche (32) auf einer gegenüberliegenden Seite der Frontoberfläche in einer Dickenrichtung; - mehrere elektronische Komponenten (40), die auf dem Substrat befestigt sind und eine erste elektronische Komponente (41) und eine zweite elektronische Komponente (42) mit einer höheren Wärmeableitung als die erste elektronische Komponente umfassen, wobei die erste elektronische Komponente und die zweite elektronische Komponente auf einer Seite der Frontoberfläche angeordnet sind; - ein Gehäuse (20) mit einem Bodenabschnitt (21), der auf einer Seite der Rückoberfläche angeordnet ist, und einem ringförmigen Wandabschnitt (22), der derart mit dem Bodenabschnitt gebildet ist, dass das Substrat und die mehreren Komponenten in dem Gehäuse untergebracht sind; und - einen Harzabschnitt (50), der das Substrat und die elektronischen Komponenten in dem Gehäuse einteilig versiegelt, wobei - der Harzabschnitt eine konkave Oberfläche (51) aufweist, - die konkave Oberfläche einen tiefsten Punkt (51a) aufweist, an dem ein Abstand zwischen der konkaven Oberfläche und der Frontoberfläche in einer Dickenrichtung des Substrats am kürzesten ist, - die zweite elektronische Komponente in einer Richtung orthogonal zu der Dickenrichtung näher als die erste elektronische Komponente zu dem tiefsten Punkt angeordnet ist, und - die konkave Oberfläche dem Motor derart zugewandt ist, dass die Kühlluft auf die konkave Oberfläche trifft.
Elektronische Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einheit derart in einem Fahrzeug vorgesehen ist, dass Kühlluft von einer Klimaanlage, die in dem Fahrzeug vorgesehen ist, von einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Substrats auf den Harzabschnitt trifft.