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TECHNISCHES GEBIET
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Die in der vorliegenden Patentschrift offenbarte technische Lehre betrifft einen elektrischen Verteilerkasten.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Aus dem Stand der Technik ist ein elektrischer Verteilerkasten bekannt, bei welchem eine Schaltungsanordnung mit elektronischen Komponenten, die an einer Leiterbahn einer Platine montiert sind, in einem Gehäuse aufgenommen ist (siehe Patentdokument 1). Die elektronischen Komponenten erzeugen Wärme, wenn Strom durch sie fließt, weshalb eine Wärmeableitplatte an der Schaltungsanordnung angebracht ist. In den elektronischen Komponenten erzeugte Wärme wird von dieser Wärmeableitplatte abgeleitet.
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VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
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PATENTDOKUMENTE
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Patentdokument 1:
JP 2003-87934A -
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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Seit einigen Jahren nimmt die Dichte von Wärme, die in einem elektrischen Verteilerkasten erzeugt wird, aufgrund einer Abnahme der Größe elektronischer Komponenten tendenziell zu. Daher besteht die Sorge, dass Wärme allein mithilfe einer Wärmeableitplatte nicht ausreichend abgeleitet wird.
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Die in dieser Patentschrift offenbarte technische Lehre beruht auf den vorstehend beschriebenen Umständen, und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, die Wärmeableitung eines elektrischen Verteilerkastens zu erhöhen.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Die in dieser Patentschrift offenbarte technische Lehre betrifft einen elektrischen Verteilerkasten mit einer Schaltungsanordnung, bei welcher eine elektronische Komponente mit einem Hauptkörper auf einer Montagefläche einer Platine montiert ist, einem Gehäuse zum Aufnehmen der Schaltungsanordnung und einem Wärmeableiter, der auf einer Seite der Platine vorgesehen ist, die der Montagefläche gegenüberliegt, wobei das Gehäuse eine obere Platte, die die Schaltungsanordnung von der Seite der Montagefläche abdeckt, und/oder einen Rahmenabschnitt aufweist, der mit der elektronischen Komponente in Kontakt ist, und die obere Platte in thermischem Kontakt mit dem Hauptkörper der elektronischen Komponente ist.
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Gemäß den in dieser Patentschrift offenbarten technischen Lehren wird Wärme, die in einer elektronischen Komponente erzeugt wird, wenn Strom hindurchfließt, teilweise an die obere Platte übertragen, die in thermischem Kontakt mit der elektronischen Komponente ist. Die Wärme wird dann von der oberen Platte aus dem elektrischen Verteilerkasten heraus abgeleitet. Auf diese Weise wird gemäß dieser Ausführungsform Wärme, die in einer elektronischen Komponente erzeugt wird, von einem Gehäuse aus einem elektrischen Verteilerkasten heraus abgeleitet, wodurch die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens erhöht werden kann im Vergleich zu einem elektrischen Verteilerkasten, der nur einen Wärmeableiter aufweist.
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Die folgenden Aspekte werden als Ausführungsformen der in dieser Patentschrift offenbarten technischen Lehren bevorzugt.
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Vorzugsweise ist die elektronische Komponente eine Spulenanordnung, und eine der Montagefläche der Platine zugewandte Gegenfläche des Hauptkörpers der Spulenanordnung ist von der Montagefläche beabstandet.
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Wenn gemäß der vorstehenden Ausgestaltung elektronische Komponenten, die in dem elektrischen Verteilerkasten angeordnet sind, eine große Wärmemenge abstrahlen, übersteigt die abgestrahlte Wärme in manchen Fällen die Wärmeableitungskapazität des Wärmeableiters. Bei einem solchen Gehäuse besteht die Sorge, dass Wärme vom Wärmeableiter zurück zu den elektronischen Komponenten geleitet wird. In dieser Ausführungsform ist der Hauptkörper der Spulenanordnung an einer Position entfernt von der Platine angeordnet, weshalb es möglich ist, den Einfluss der über die Platine vom Wärmeableiter aufgenommenen Wärme zu reduzieren. Unterdessen ist die obere Platte des Gehäuses in thermischem Kontakt mit einer Oberseite des Hauptkörpers, weshalb von der Spulenanordnung erzeugte Wärme an das Gehäuse übertragen wird und Wärme aus dem Gehäuse abgibt. Entsprechend weist der elektrische Verteilerkasten eine ausgezeichnete Wärmeableitungsfähigkeit auf.
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Vorzugsweise ist die obere Platte mit einem Kontaktvorsprung versehen, der zum Hauptkörper hin vorsteht und in Kontakt mit dem Hauptkörper ist.
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Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung kann Wärme von der Spulenanordnung zum Kontaktvorsprung und zum Gehäuse (obere Platte) übertragen werden, da der Kontaktvorsprung mit dem Hauptkörper in Kontakt ist, weshalb die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens weiter erhöht werden kann.
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Vorzugsweise umfasst die Spulenanordnung eine Spule, die durch Hochkantwickeln eines Flachdrahts ausgebildet ist, wobei beide Enden des Flachdrahts von dem Hauptkörper aus in einer Richtung an der Platine entlang verlaufen und kurbelförmig gewinkelt sind und ihre vorderen Enden als Verbindungsabschnitte dienen, die mit einer auf der Platine bereitgestellten Leiterbahn verbunden sind, und die Verbindungsabschnitte sind näher an der Platinenseite angeordnet als eine Ebene, in welcher die Gegenfläche des Hauptkörpers liegt.
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Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung ist der Verbindungsabschnitt näher an der Platine als die Ebene angeordnet, in der die Gegenfläche des Hauptkörpers liegt, weshalb der Hauptkörper zuverlässig von der Montagefläche der Platine getrennt werden kann, indem der Verbindungsabschnitt mit der Leiterbahn der Platine verbunden ist.
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Vorzugsweise ist das Gehäuse aus Metall hergestellt.
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Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung weist der elektrische Verteilerkasten im Vergleich zu Ausgestaltungen, bei denen das Gehäuse beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt ist, eine wesentlich bessere Wärmeableitungsfähigkeit auf.
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Vorzugsweise sind der Rahmenabschnitt und die obere Platte miteinander in Kontakt.
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Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung wird Wärme, die in einer elektronischen Komponente erzeugt wird, wenn Strom hindurchfließt, an den Rahmenabschnitt und vom Rahmenabschnitt an die obere Platte übertragen. An die obere Platte übertragene Wärme wird aus dem elektrischen Verteilerkasten heraus abgeleitet. Dies ermöglicht es, Wärme, die in einer elektronischen Komponente erzeugt wird, wirksam aus dem elektrischen Verteilerkasten heraus abzuleiten, wodurch die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens erhöht werden kann.
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Vorzugsweise weist die obere Platte einen Einpassvorsprung auf, der zu der elektronischen Komponente vorsteht und in eine in dem Rahmenabschnitt vorgesehene Einpassvertiefung eingepasst ist, und eine Fläche der Einpassvertiefung, die dem Einpassvorsprung gegenüberliegt, ist in Kontakt mit der elektronischen Komponente.
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Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung wird Wärme, die in einer elektronischen Komponente erzeugt wird, wenn Strom hindurchfließt, von der elektronischen Komponente an die Einpassvertiefung des Rahmenabschnitts übertragen. Da der Einpassvorsprung der oberen Platte in diese Einpassvertiefung eingepasst ist, geht die Wärme rasch von der Einpassvertiefung auf den Einpassvorsprung über. Außerdem wird von dem Einpassvorsprung an die obere Platte übertragene Wärme aus dem elektrischen Verteilerkasten heraus abgeleitet. Dies ermöglicht es, die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens weiter zu erhöhen.
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Vorzugsweise weist die obere Platte mehrere der Einpassvorsprünge auf, und der Rahmenabschnitt weist mehrere der Einpassvertiefungen auf, eine weitere elektronische Komponente, die von der elektronischen Komponente verschieden ist, ist auf der Montagefläche der Platine montiert, und die andere elektronische Komponente ist zwischen den mehreren Einpassvorsprüngen und den mehreren Einpassvertiefungen angeordnet.
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Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung wird Wärme, die in der weiteren elektronischen Komponente erzeugt wird, an die mehreren Einpassvorsprünge und die mehreren Einpassvertiefungen übertragen. Die an die mehreren Einpassvorsprünge und die mehreren Einpassvertiefungen übertragene Wärme wird von dem Gehäuse aus dem elektrischen Verteilerkasten heraus abgeleitet. Dies ermöglicht es, die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens weiter zu erhöhen.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Gemäß den in dieser Patentschrift offenbarten technischen Lehren kann ein elektrischer Verteilerkasten mit einer ausgezeichneten Wärmeableitungsfähigkeit bereitgestellt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittansicht, die einen elektrischen Verteilerkasten gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Drosselspule.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Spulenanordnung.
- 4 ist eine Querschnittansicht, die einen elektrischen Verteilerkasten gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Ausführungsform 1
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 wird Ausführungsform 1 beschrieben. Ein elektrischer Verteilerkasten 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist zwischen einer Stromquelle wie etwa einer Batterie und einer elektrischen Bordkomponente wie etwa einer Lampe oder einem Motor angeordnet und führt der elektrischen Bordkomponente Strom von der Stromquelle zu und unterbricht ihn. In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnet „Vorder...“, „vorn“ oder „obere“ die Oberseite in 1, und „Rück...“, „hinten“ oder „untere“ bezeichnet die Unterseite in 1.
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Elektrischer Verteilerkasten 10
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Wie in 1 gezeigt, weist der elektrische Verteilerkasten 10 eine Schaltungsanordnung 11 auf, die durch Montieren kleiner Komponenten 15 und Spulenanordnungen 20 (ein Beispiel für eine elektronische Komponente) auf einer Platine 12 ausgebildet sind, einen Wärmeableiter 50, der auf der Rückseite (einer unteren Seite in 1) der Platine 12 angeordnet ist, und ein Gehäuse 60 zum Aufnehmen der Schaltungsanordnung 11 auf.
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Schaltungsanordnung 11
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Die Schaltungsanordnung 11 weist die Platine 12 auf. Die Platine 12 wird ausgebildet, indem auf der Rückseite einer gedruckten Leiterplatte, die mit einer Leiterbahn (nicht gezeigt) versehen ist, welche durch Leiterbahndruck auf einer Oberfläche einer isolierenden Platte ausgebildet ist, mehrere Stromschienen 13 in einem vorgegebenen Muster verlegt und an die Rückseite der gedruckten Leiterplatte angeklebt werden. Die kleinen Komponenten 15 und die Spulenanordnungen 20 sind an vorgegebenen Positionen auf der Platine 12 montiert. Die kleinen Komponenten 15 sind Transistoren, Kondensatoren oder dergleichen.
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Es sei angemerkt, dass eine Fläche (Vorderseite) der Platine 12, auf der die kleinen Komponenten 15 und die Spulenanordnungen 20 montiert sind, als Montagefläche 12A bezeichnet wird.
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Spulenanordnung 20
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Die Spulenanordnungen 20 werden ausgebildet, indem Magnetkerne 22 und durch Wickeln von Wicklungsdrähten erhaltene Spulen 30 (die Hochkantspulen entsprechen) in Spulengehäusen 40 untergebracht und mit Vergussmaterialien 45 verfüllt werden (siehe 3). In der folgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe „obere“, „untere“, „Vorder...“ und „Rück...“ jeweils auf die obere, untere, linke vordere und rechte hintere Seite in 2 und 3.
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Der Magnetkern 22 ist ein so genannter PQ-Kern und weist, wie in 2 gezeigt, ein Paar aus einem ersten Kern 22A und einem zweiten Kern 22B auf, die die gleiche Form aufweisen und zusammengesetzt sind. Der erste Kern 22A und der zweite Kern 22B weisen jeweils einen zylindrischen Umwicklungsabschnitt 23 (um den ein Draht gewickelt ist), ein Paar ungefähr plattenförmige Beine 24, die den Umwicklungsabschnitt 23 auf beiden Seiten flankieren und in einer Axialrichtung des Umwicklungsabschnitts 23 parallel zueinander verlaufen, und plattenförmige Verbindungsabschnitte 25 auf, die jeweils den Umwicklungsabschnitt 23 und einen Endabschnitt des Paars Beine 24 miteinander verbinden. Der Umwicklungsabschnitt 23 und die Beine 24 sind in Bezug auf die Verbindungsabschnitte 25 in gleicher Höhe ausgebildet. Diejenigen zwei Seitenkanten der Verbindungsabschnitte 25, die nicht mit den Beinen 24 verbunden sind, sind aus den zwei Endabschnitten der Beine 24 zum Umwicklungsabschnitt 23 hin schräg ausgeschnitten.
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Die Spule 30 in der vorliegenden Ausführungsform ist eine Hochkantspule, die durch Wickeln des Flachdrahts hochkant in Ringform ausgebildet ist. Wie in 2 gezeigt ist, weist die Spule 30 eine derartige Form auf, dass beide Enden eines Flachdrahts vom oberen Ende und vom unteren Ende eines Wicklungsabschnitts 31, der durch Wickeln des Flachdrahts in einer insgesamt rohrartigen Form ausgebildet ist, in derselben Richtung parallel zueinander verlaufen, wobei die beiden Enden kurbelförmig abwärts gewinkelt sind.
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Nachfolgend wird ein Ende, das von der Oberseite des Wicklungsabschnitts 31 in 2 aus verläuft, als „erster Endabschnitt 32A“ und ein Ende, das von der Unterseite aus verläuft, als „zweiter Endabschnitt 32B“ bezeichnet. Außerdem wird ein Teil des ersten Endabschnitts 32A, der vom Wicklungsabschnitt 31 nach vorne verläuft, als „erster Verlängerungsabschnitt 33A“ bezeichnet, ein Teil davon, der mit dem ersten Verlängerungsabschnitt 33A fortlaufend ist und nach unten verläuft, wird als „erster Stufenabschnitt 34A“ bezeichnet, und ein vorderer Endteil davon, der mit dem ersten Stufenabschnitt 34A fortlaufend ist, wird als „erster Verbindungsabschnitt 35A“ bezeichnet. Ebenso wird ein Teil des zweiten Endabschnitts 32B, der vom Wicklungsabschnitt 31 nach vorne verläuft, als „zweiter Verlängerungsabschnitt 33B“ bezeichnet, ein Teil davon, der mit dem zweiten Verlängerungsabschnitt 33B fortlaufend ist und nach unten verläuft, wird als „zweiter Stufenabschnitt 34B“ bezeichnet, und ein vorderer Endteil davon, der mit dem zweiten Stufenabschnitt 34B fortlaufend ist, wird als „zweiter Verbindungsabschnitt 35B“ bezeichnet.
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Der erste Verbindungsabschnitt 35A und der zweite Verbindungsabschnitt 35B sind parallel zum ersten Verlängerungsabschnitt 33A und zum zweiten Verlängerungsabschnitt 33B angeordnet. Auch sind der erste Verbindungsabschnitt 35A und der zweite Verbindungsabschnitt 35B derart angeordnet, dass sie eine gleiche Höhe aufweisen (miteinander bündig sind), und sind unterhalb einer Unterkante des Wicklungsabschnitts 31 angeordnet.
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Es sei angemerkt, dass der erste Verbindungsabschnitt 35A und der zweite Verbindungsabschnitt 35B mit Verbindungslöchern 36A und 36B versehen sind, durch die hindurch Verbindungsschrauben 48 verlaufen.
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Die Spule 30 ist um die Umwicklungsabschnitte 23 des Paars aus erstem Kern 22A und zweitem Kern 22B herum angeordnet, und die Spule 30 bildet entsprechend zusammen mit dem Magnetkern 22 eine Drosselspule 21. Wie in 3 gezeigt, ist die Drosselspule 21 in dem Spulengehäuse 40 aufgenommen.
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Das Spulengehäuse 40 ist aus einem Kunststoff hergestellt und, wie in 3 gezeigt, durch einen offenen Kasten mit einer Öffnung 41 auf einer Seite (der Vorderseite) gebildet. Insbesondere umfasst das Spulengehäuse 40 eine obere Wand 42 und eine untere Wand 43, die an der Oberseite und der Unterseite der Drosselspule 21 entlang verlaufen, ein Paar Seitenwände 44, die an der linken und rechten Seitenfläche (Beine 24) der Drosselspule 21 entlang verlaufen, und eine Rückwand, die an der Rückseitenfläche der Drosselspule 21 entlang verläuft.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist die Drosselspule 21 in dem Spulengehäuse 40 in einer Ausrichtung aufgenommen, in welcher der erste Endabschnitt 32A und der zweite Endabschnitt 32B aus der Öffnung 41 nach außen ragen. Außerdem ist das Spulengehäuse 40 in einem Zustand, in dem die Drosselspule 21 in dem Spulengehäuse 40 aufgenommen ist, mit dem Vergussmaterial 45 verfüllt. Es sei angemerkt, dass als das Vergussmaterial 45 beispielsweise ein Epoxidharz oder dergleichen verwendet werden kann.
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In diesem Zustand erstrecken sich beide Enden des Flachdrahts in der Spule 30 (der erste Endabschnitt 32A und der zweite Endabschnitt 32B) aus dem Spulengehäuse 40 heraus. Außerdem sind Teile des ersten Endabschnitts 32A und des zweiten Endabschnitts 32B, die sich aus dem Spulengehäuse 40 heraus erstrecken (der erste Verlängerungsabschnitt 33A und der zweite Verlängerungsabschnitt 33B), durch das Vergussmaterial 45 fest fixiert, so dass sich ihre Ansatzenden nicht bewegen.
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Außerdem sind der erste Verbindungsabschnitt 35A und der zweite Verbindungsabschnitt 35B unter einer Unterseitenfläche 43A der unteren Wand 43 des Spulengehäuses 40 angeordnet. Die Unterseitenfläche 43A der unteren Wand 43 wird als Gegenfläche bezeichnet, die der Montagefläche 12A der Platine 12 zugewandt ist.
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Es sei angemerkt, dass ein Abschnitt der vorstehend beschriebenen Spulenanordnung 20, in dem das Spulengehäuse 40, die in dem Spulengehäuse 40 aufgenommene Drosselspule 21 und das Vergussmaterial 45, mit dem das Spulengehäuse 40 verfüllt ist, einstückig miteinander gebildet sind, als „Hauptkörper 46“ bezeichnet wird.
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Wie in 1 gezeigt, ist die vorstehend beschriebene Spulenanordnung 20 an einer vorbestimmten Position der Platine 12 leitend angeschlossen.
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Wärmeableiter 50
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Die Unterseite der Platine 12 (die Rückseite der Stromschiene 13) ist mit dem Wärmeableiter 50 versehen. Der Wärmeableiter 50 ist ein flaches plattenförmiges Wärmeableitungselement aus Metall wie beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit und dient dazu, die in der Platine 12 erzeugte Wärme abzuleiten.
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Auf der Oberseite des Wärmeableiters 50 ist eine isolierende Folie (nicht dargestellt) angeordnet, um Isolation zwischen dem Wärmeableiter 50 und der Platine 12 (Stromschiene 13) zu erreichen. Die isolierende Folie weist Klebefähigkeit auf, so dass sie an der Stromschiene 13 und dem Wärmeableiter 50 fixiert werden kann.
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Außerdem sind an vorgegebenen Positionen des Wärmeableiters 50 Schraublöcher (nicht dargestellt) vorgesehen, in die nachfolgend beschriebene Schrauben 48 geschraubt werden können.
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Gehäuse 60
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Die Platine 12, die über die isolierende Folie auf dem Wärmeableiter 50 platziert ist, ist in dem Gehäuse 60 aufgenommen (siehe 1). Das Gehäuse 60 weist eine im Wesentlichen würfelförmige Kastenform auf und ist beispielsweise durch Stanzen und Biegen einer verzinkten Stahlplatte (aus Metall) hergestellt und weist eine obere Platte 61, die die Schaltungsanordnung 11 von der Seite der Montagefläche 12A her abdeckt, und vier Seitenwände 62 auf, die von Rändern dieser oberen Platte 61 nach unten verlaufen.
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Ein Bereich der oberen Platte 61, der, wenn die Schaltungsanordnung 11 in dem Gehäuse 60 aufgenommen ist, dem Hauptkörper 46 der Spulenanordnung 20 entspricht, ist mit Kontaktvorsprüngen 63 versehen, die zum Hauptkörper 46 vorstehen und in Kontakt mit den Oberseitenflächen 42A der oberen Wände 42 der Hauptkörper 46 sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Paar Spulenanordnungen 20 an der Platine 12 montiert, und außerdem ist ein Paar Kontaktvorsprünge 63 in Entsprechung zu den Spulenanordnungen 20 vorgesehen.
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Verfahren zum Fertigen des elektrischen Verteilers 10
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Als Nächstes wird ein Verfahren zum Fertigen des elektrischen Verteilerkastens 10 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst werden mehreren Stromschienen 13 ausgelegt und in einem vorgegebenen Muster auf eine Rückseite einer gedruckten Leiterplatte geklebt, welche die Montagefläche 12A (Vorderseite) aufweist, auf die durch Leiterbahndruck eine elektrisch leitende Schaltung gedruckt wurde.
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Dann werden die anderen kleinen Komponenten 15 außer den Spulenanordnungen 20 in vorgegebenen Positionen auf der Montagefläche 12A der Platine 12 angeordnet und durch Löten mit dieser verbunden.
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Sodann wird die Platine 12, auf der die kleinen Komponenten 15 montiert sind, an einer vorgegebenen Position der Oberseite des Wärmeableiters 50 angebracht und über eine isolierende Folie (nicht dargestellt) daran fixiert. Zuletzt werden die Spulenanordnungen 20 an vorgegebenen Positionen auf der Platine 12 angeordnet und elektrisch mit den Stromschienen 13 verbunden, indem die Schrauben 48 in die Verbindungslöcher 36A und 36B des ersten Verbindungsabschnitts 35A und des zweiten Verbindungsabschnitts 35B eingeführt werden und die Schrauben 48 in den Schraublöchern des Wärmeableiters 50 befestigt (verschraubt) werden.
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Dabei werden beide Enden (der erste Endabschnitt 32A und der zweite Endabschnitt 32B) des Flachdrahts der Spule 30 aus dem Spulengehäuse 40 (Hauptkörper 46) in einer Richtung an der Platine 12 entlang nach außen geführt und in einer Kurbelform gewinkelt, wobei ihre Vorderenden (der erste Verbindungsabschnitt 35A und der zweite Verbindungsabschnitt 35B) von der Unterseitenfläche 43A (einer Unterseitenfläche des Hauptkörpers 46) der unteren Wand 43 des Spulengehäuses 40 nach unten vorstehen (zur Platine 12 hin), und somit wird der Hauptkörper 46 an einer entfernten Position oberhalb der Platine 12 angeordnet.
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Es sei angemerkt, dass „entfernte Position“ hier eine Entfernung bezeichnet, in der der Hauptkörper 46 nicht leicht über die Platine 12 unter den thermischen Einfluss des Wärmeableiters 50 gerät, wobei die kleinen Komponenten 15 in der vorliegenden Ausführungsform unterhalb des Hauptkörpers 46 (zwischen dem Hauptkörper 46 und der Platine 12) angeordnet sind.
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Dann wird das Gehäuse 60 derart angebracht, dass es die Schaltungsanordnung 11 und den Wärmeableiter 50, die integriert sind, abdeckt, und mithilfe eines Fixierungsmittels (nicht dargestellt) relativ dazu fixiert.
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In diesem Zustand sind die Kontaktvorsprünge 63 an der oberen Platte 61 des Gehäuses 60 mit der Oberseitenfläche des Hauptkörpers 46 der Spulenanordnung 20 (der Oberseitenfläche 42A der oberen Wand 42 des Spulengehäuses 40) in Kontakt. Damit ist der elektrische Verteilerkasten 10 fertiggestellt.
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Effekte der Ausführungsform
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Als Nächstes werden die Effekte der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist ein elektrischer Verteilerkasten 10, der aufweist: eine Schaltungsanordnung 11, in welcher eine Spulenanordnung 20 mit einem Hauptkörper 46 auf einer Montagefläche 12A einer Platine 12 montiert ist, ein Gehäuse 60 zum Aufnehmen der Schaltungsanordnung 11 und einen Wärmeableiter 50, der auf einer Seite der Platine 12 vorgesehen ist, die der Montagefläche 12A gegenüberliegt, und das Gehäuse 60 weist eine obere Platte 61 auf, die die Schaltungsanordnung 11 von der Seite der Montagefläche 12A abdeckt und in thermischem Kontakt mit dem Hauptkörper 46 der Spulenanordnung 20 ist.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird Wärme, die in den Spulenanordnungen 20 erzeugt wird, wenn Strom hindurchfließt, teilweise an die obere Platte 61 übertragen, die in thermischem Kontakt mit den Spulenanordnungen 20 ist. Dann wird die Wärme von der oberen Platte 61 aus dem elektrischen Verteilerkasten 10 heraus nach außen abgeleitet. Auf diese Weise wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform Wärme, die in der Spulenanordnung 20 erzeugt wird, von dem Gehäuse 60 aus einem elektrischen Verteilerkasten 10 heraus abgeleitet, wodurch die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens 10 erhöht werden kann verglichen mit dem Fall, dass der elektrische Verteilerkasten 10 nur den Wärmeableiter 50 aufweist.
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Weiterhin handelt es sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei einer elektronischen Komponente um die Spulenanordnung 20, und die der Montagefläche 12A der Platine 12 zugewandte Unterseitenfläche 43A des Hauptkörpers 46 der Spulenanordnung 20 ist von der Montagefläche 12A beabstandet.
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Wenn die Spulenanordnungen 20, die in dem elektrischen Verteilerkasten 10 angeordnet sind, eine große Wärmemenge abstrahlen, kann die abgestrahlte Wärme in manchen Fällen die Wärmeableitungskapazität des Wärmeableiters 50 übersteigen. Bei einem solchen Gehäuse besteht die Sorge, dass Wärme vom Wärmeableiter 50 zurück zu den Spulenanordnungen 20 geleitet wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Hauptkörper 46 der Spulenanordnungen 20 an Positionen entfernt von der Platine 12 angeordnet, weshalb es möglich ist, den Einfluss der über die Platine 12 vom Wärmeableiter 50 aufgenommenen Wärme zu reduzieren. Unterdessen ist die obere Platte 61 (Kontaktvorsprünge 63) des Gehäuses 60 in thermischem Kontakt mit der Oberseitenfläche (der Oberseitenfläche 42A der oberen Wand 42) des Hauptkörpers 46, weshalb von den Spulenanordnungen 20 erzeugte Wärme an das Gehäuse 60 übertragen wird und Wärme aus dem Gehäuse 60 abgegeben werden kann.
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Auch wenn sich also die Temperatur des Wärmeableiters 50 aufgrund anderer kleiner Komponenten 15 wie etwa FETs erhöht, wird unterbunden, dass Wärme an die Spulenanordnungen 20 übertragen wird, während Wärme, die in den Spulenanordnungen 20 erzeugt wird, von dem Gehäuse 60 (obere Platte 61) abgegeben wird, und es ist somit möglich, Wärme, die in der Schaltungsanordnung 11 erzeugt wird, sowohl mithilfe des Wärmeableiters 50 als auch des Gehäuses 60 wirksam abzugeben. Somit weist der elektrische Verteilerkasten 10 eine ausgezeichnete Wärmeableitungsfähigkeit auf.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die obere Platte 61 zudem mit den Kontaktvorsprüngen 63 versehen. Wärme kann von den Spulenanordnungen 20 an die Kontaktvorsprünge 63 und das Gehäuse 60 (obere Platte 61) übertragen werden, da die Kontaktvorsprünge 63 mit dem Hauptkörper 46 in Kontakt sind, und somit ist es möglich, die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens weiter zu verbessern.
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Auch ist das Gehäuse 60 (obere Platte 61) aus Metall hergestellt, weshalb der elektrische Verteilerkasten 10 im Vergleich zu Ausgestaltungen, bei denen das Gehäuse 60 beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt ist, eine wesentlich bessere Wärmeableitungsfähigkeit aufweist.
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Ausführungsform 2
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 ein elektrischer Verteilerkasten 70 gemäß Ausführungsform 2 beschrieben. Der elektrische Verteilerkasten 70 weist einen metallischen Wärmeableiter 71, ein Metallgehäuse 72, das eine Oberseite des Wärmeableiters 71 abdeckt, und eine Schaltungsanordnung 73 auf, die in dem Gehäuse 72 aufgenommen ist.
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Mehrere Lamellen 74 stehen von einer Unterseite des Wärmeableiters 71 nach unten vor. Eine Platine 75 ist über eine isolierende Schicht auf einer Oberseite des Wärmeableiters 71 angeordnet.
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Halbleitereinrichtungen 76 (ein Beispiel für elektronische Komponenten) und ein Kondensator 77 (ein Beispiel für die anderen elektronischen Komponenten) sind an der Oberseitenfläche 75A (Montagefläche) der Platine 75 montiert. Insbesondere sind Verbindungsabschnitte (nicht dargestellt) der Halbleitereinrichtungen 76 und ein Verbindungsabschnitt (nicht dargestellt) des Kondensators 77 mit einer Leiterbahn verbunden, die durch ein bekanntes Verfahren wie etwa Löten an der Platine 75 ausgebildet ist.
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Im Inneren des Gehäuses 72 ist ein Rahmenabschnitt 78 vorgesehen, der aus einem Kunststoff hergestellt ist. Der Rahmenabschnitt 78 umgibt die Platine 75. Der Rahmenabschnitt 78 weist eine Brücke 79 auf, die über der Platine 75 angeordnet ist.
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Mindestens ein Teil des Rahmenabschnitts 78 wird zwischen dem Gehäuse 72 und dem Wärmeableiter 71 gehalten. Demgemäß ist der Rahmenabschnitt 78 thermisch mit dem Gehäuse 72 und dem Wärmeableiter 71 verbunden.
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Das Gehäuse 72 weist eine obere Platte 80 auf, welche die Platine 75 von oben abdeckt. Die obere Platte 80 deckt die Halbleitereinrichtungen 76 und den Kondensator 77 von oben (von der Seite der Montagefläche) ab.
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Die obere Platte 80 ist mit mehreren (in 4 zwei) Einpassvorsprüngen 81 versehen, die an Positionen, die den Halbleitereinrichtungen 76 entsprechen, herabhängen und in der horizontalen Richtung in 4 aufgereiht sind. Diese Einpassvorsprünge 81 sind jeweils von oben in mehrere (in 4 zwei) Einpassvertiefungen 82 eingepasst, die in der Brücke 79 des Rahmenabschnitts 78 ausgebildet sind. Demgemäß sind der Rahmenabschnitt 78 und die obere Platte 80 thermisch miteinander verbunden.
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Die Unterseiten der Einpassvertiefungen 82 sind von oben mit den Oberseiten der Halbleitereinrichtungen 76 in Kontakt. Die Unterseiten der Einpassvertiefungen 82 und die Oberseiten der Halbleitereinrichtungen 76 können in direktem Kontakt sein oder über eine bekannte Wärmeübertragungsfolie, einen Klebstoff oder ein Haftmittel miteinander in indirektem Kontakt sein.
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Der Kondensator 77 ist zwischen zwei Einpassvorsprüngen 81 und Einpassvertiefungen 82 angeordnet, die in horizontaler Richtung in 4 aufgereiht sind. Der Kondensator 77 ist entfernt von den Einpassvertiefungen 82 in dem Rahmenabschnitt 78 angeordnet. Außerdem ist der Kondensator 77 entfernt (in einem Abstand) von der Brücke 79 in dem Rahmenabschnitt 78 angeordnet.
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Die übrigen Ausgestaltungen sind im Wesentlichen die gleichen wie bei Ausführungsform 1, und gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; auf ihre erneute Beschreibung wird verzichtet.
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Effekte der Ausführungsform
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Als Nächstes werden die Effekte der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist der elektrische Verteilerkasten 70 in seinem Gehäuse 72 einen Rahmenabschnitt 78 auf, der mit Halbleitereinrichtungen 76 in Kontakt ist, und der Rahmenabschnitt 78 und die obere Platte 80 sind miteinander in Kontakt.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung wird Wärme, die in den Halbleitereinrichtungen 76 erzeugt wird, wenn Strom durch diese fließt, an den Rahmenabschnitt 78 und von dem Rahmenabschnitt 78 an die obere Platte 80 übertragen. An die obere Platte 80 übertragene Wärme wird aus dem elektrischen Verteilerkasten 70 heraus nach außen abgeleitet. Demgemäß ist es möglich, Wärme, die in den Halbleitereinrichtungen 76 erzeugt wird, wirksam aus dem elektrischen Verteilerkasten 70 heraus abzuleiten und dadurch die die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens 70 zu erhöhen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die obere Platte 80 zudem die Einpassvorsprünge 81 auf, die zu den Halbleitereinrichtungen 76 vorstehen und in die Einpassvertiefungen 82 im Rahmenabschnitt 78 eingepasst sind, und Flächen der Einpassvertiefungen 82, die den Einpassvorsprüngen 81 gegenüberliegen, sind mit den Halbleitereinrichtungen 76 in Kontakt.
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Wärme, die in den Halbleitereinrichtungen 76 erzeugt wird, wenn Strom durch sie fließt, wird von den Halbleitereinrichtungen 76 an die Einpassvertiefungen 82 des Rahmenabschnitts 78 übertragen. Da die Einpassvorsprünge 81 der oberen Platte 80 in die Einpassvertiefungen 82 eingepasst sind, geht Wärme leicht von den Einpassvertiefungen 82 auf die Einpassvorsprünge 81 über. Von den Einpassvorsprüngen 81 an die obere Platte 80 übertragene Wärme wird aus dem elektrischen Verteilerkasten 70 heraus abgeleitet. Demgemäß ist es möglich, die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens 70 weiter zu erhöhen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die obere Platte 80 zudem die mehreren Einpassvorsprünge 81 auf, der Rahmenabschnitt 78 weist die mehreren Einpassvertiefungen 82 auf, der Kondensator 77, der von den elektronischen Komponenten verschieden ist, ist auf der Montagefläche der Platine 75 montiert, und der Kondensator 77 ist zwischen den mehreren Einpassvorsprüngen 81 und den mehreren Einpassvertiefungen 82 angeordnet.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung wird Wärme, die im Kondensator 77 erzeugt wird, an die mehreren Einpassvorsprünge 81 und die mehreren Einpassvertiefungen 82 übertragen. An die mehreren Einpassvorsprünge 81 und die mehreren Einpassvertiefungen 82 übertragene Wärme wird von dem Gehäuse 72 aus dem elektrischen Verteilerkasten 70 heraus abgeleitet. Demgemäß ist es möglich, die Wärmeableitung des elektrischen Verteilerkastens 70 weiter zu erhöhen.
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Andere Ausführungsformen
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Die in der vorliegenden Patentschrift offenbarten technischen Lehren sind nicht allein auf die zuvor anhand der vorstehenden Beschreibung und der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und Ausführungsformen wie etwa die nachstehenden fallen ebenfalls in den technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
- (1) Zwar sind in Ausführungsform 1 an der oberen Platte 61 die Kontaktvorsprünge 63 vorgesehen, jedoch müssen die Kontaktvorsprünge 63 nicht zwingend vorgesehen sein.
- (2) Zwar sind die Kontaktvorsprünge 63 in Ausführungsform 1 durch Biegen eines Metallblechmaterials bereitgestellt, jedoch kann auch eine Ausgestaltung gewählt werden, bei welcher Vorsprünge durch Vorstehenlassen dieser Abschnitte an einer flachen Platte bereitgestellt sind. Es kann auch eine Ausgestaltung gewählt werden, bei welcher mehrere Kontaktvorsprünge mit einer Spulenanordnung in Kontakt sind.
- (3) Zwar ist das Gehäuse 60 in Ausführungsform 1 aus Metall hergestellt, doch kann das Gehäuse 60 auch aus Kunststoff hergestellt sein. Alternativ dazu kann auch eine Ausgestaltung gewählt werden, bei welcher ein Gehäuse durch einen Abdeckungsabschnitt und einen Rahmenkörper gebildet ist, die voneinander separat sind, wobei nur der Abdeckungsabschnitt aus Metall hergestellt ist und der Rahmenkörper aus Kunststoff hergestellt ist.
- (4) Die Spulenanordnung 20 ist nicht auf Ausführungsform 1 beschränkt und kann auch auf andere Weise ausgestaltet sein. Beispielsweise kann auch eine Ausgestaltung gewählt werden, bei welcher ein Verbindungsabschnitt direkt aus der Unterseite des Hauptkörpers herausgeführt ist, was kurz gefasst bedeutet, dass die Ausgestaltung auf beliebige Weise derart gestaltet sein kann, dass bei Montage einer Spulenanordnung an einer Platine der Hauptkörper an einer Position entfernt von der Montagefläche 12A angeordnet ist, an der der Hauptkörper nicht leicht durch den Wärmeableiter thermisch beeinflusst wird.
- (5) Zwar ist die Spulenanordnung 20 in Ausführungsform 1 durch Befestigen einer Schraube mit der Platine 12 verbunden, doch kann auch eine Ausgestaltung gewählt werden, bei welcher die Spulenanordnung 20 durch Löten damit verbunden ist.
- (6) Zwar ist in Ausführungsform 1 eine Ausgestaltung gewählt, bei welcher der Hauptkörper 46 der Spulenanordnung 20 durch enges Fixieren des Hauptkörpers 46 der Spulenanordnung 20 an der Platine 12 gehalten wird, wobei beide Endabschnitte 32A und 32B (Verbindungsabschnitte 35A und 35B) der Spule 30, die aus dem Hauptkörper 46 herausgeführt sind, mit Schrauben befestigt sind, und der Hauptkörper 46 auf diese Weise an einer Position entfernt von der Montagefläche 12A angeordnet ist, jedoch kann auch eine Ausgestaltung gewählt werden, bei welcher der Hauptkörper 46 durch Vorsehen eines anderen Mittels wie beispielsweise eines gesonderten Halteabschnitts zum Halten des Hauptkörpers 46 an einer Position entfernt von der Montagefläche 12A angeordnet ist.
- (7) Zwar wurde in Ausführungsform 1 ein Beispiel beschrieben, bei welchem eine Hochkantspule als die Spule 30 verwendet wird, jedoch kann auch eine Ausführung gewählt werden, bei welcher eine andere Art von Spule verwendet wird.
- (8) Zwar ist in Ausführungsform 1 eine Ausgestaltung gewählt, bei welcher sich beide Endabschnitte 32A und 32B der Spule 30 vom Wicklungsabschnitt 31 aus in gleicher Richtung erstrecken, doch müssen die beiden Endabschnitte nicht zwingend in derselben Richtung verlaufen, und es kann auch eine Ausgestaltung gewählt werden, bei welcher beide Endabschnitte in einander schneidenden Richtungen verlaufen oder in entgegengesetzte Richtungen verlaufen.
- (9) Zwar ist in Ausführungsform 1 ein Beispiel beschrieben, bei welchem ein PQ-Kern als der Magnetkern 22 verwendet wird, doch können auch andere Arten von Kernen als der Magnetkern verwendet werden, wie etwa ein EI-Kern, ein EE-Kern, ein EER-Kern und ein EPC-Kern.
- (10) Zwar sind die Platine 12 und der Wärmeableiter 50 in Ausführungsform 1 mithilfe einer klebenden isolierenden Folie aneinander fixiert, jedoch kann beispielsweise auch eine Ausgestaltung gewählt werden, bei welcher sie durch einen isolierenden Klebstoff aneinander geklebt sind, oder eine Ausgestaltung, bei welcher sie durch Schrauben aneinander fixiert sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 70
- elektrischer Verteilerkasten
- 11, 73
- Schaltungsanordnung
- 12, 75
- Platine
- 12A
- Montagefläche
- 13
- Stromschiene (Leiterschaltung)
- 20
- Spulenanordnung (elektronische Komponente)
- 30
- Spule
- 31
- Wicklungsabschnitt
- 32A
- erster Endabschnitt
- 32B
- zweiter Endabschnitt
- 35A
- erster Verbindungsabschnitt
- 35B
- zweiter Verbindungsabschnitt
- 40
- Spulengehäuse
- 42
- obere Wand
- 42A
- Oberseitenfläche (Fläche, die der Gegenfläche gegenüberliegt)
- 43
- untere Wand
- 43A
- Unterseitenfläche (Gegenfläche)
- 46
- Hauptkörper
- 48
- Schraube
- 50, 71
- Wärmeableiter
- 60, 72
- Gehäuse
- 61, 80
- obere Platte
- 63
- Kontaktvorsprung
- 75A
- Oberseitenfläche (Montagefläche)
- 76
- Halbleitereinrichtung (elektronische Komponente)
- 77
- Kondensator (andere elektronische Komponenten)
- 78
- Rahmenabschnitt
- 81
- Einpassvorsprung
- 82
- Einpassvertiefung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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