-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch angetriebenen Verdichter.
-
STAND DER TECHNIK
-
In Patentdokument 1 sind in einem Wechselrichteraufnahmeabschnitt eines elektrisch angetriebenen Verdichters eine Leistungsplatine und eine Steuerplatine übereinander vorgesehen.
-
LISTE DER REFERENZDOKUMENTE
-
PATENTDOKUMENTE
-
Patentdokument 1: Ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Nr. 2009-114961 -
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Wenn bei dem elektrisch angetriebenen Verdichter die Platinen elektrisch verbunden werden, wird ein DIP-Verfahren angewandt, wobei ein Leitungsanschluss, der von einer der beiden Platinen hervorragt, durch ein Durchgangsloch der anderen Platine geführt und angelötet wird. Das DIP-Verfahren ist jedoch kostenintensiv und erfordert einen Lötschritt.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Kostensenkung und eine Erhöhung der Arbeitseffizienz zu erzielen.
-
LÖSUNG DER AUFGABEN
-
Ein elektrisch angetriebener Verdichter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Leistungsplatine, die zum Ansteuern eines in dem Verdichter untergebrachten Elektromotors vorgesehen ist und mit Schaltelementen bestückt ist, eine Steuerplatine, die der Leistungsplatine zugewandt vorgesehen ist und die Schaltelemente steuert, und ein biegsames flaches Verdrahtungselement auf, das lösbar anbringbar ist und die Leistungsplatine und die Steuerplatine miteinander verbindet.
-
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Leistungsplatine und die Steuerplatine durch Verwenden eines biegsamen flachen Verdrahtungselements leicht miteinander verbunden werden. Im Vergleich zum DIP-Verfahren können daher eine Kostensenkung und eine Erhöhung der Arbeitseffizienz erzielt werden.
-
Figurenliste
-
Es zeigen:
- 1 eine Außenansicht eines Verdichters;
- 2 eine Außenansicht eines Wechselrichters;
- 3 Verbindungsstrukturen von Platinen;
- 4 Seitenansichten eines ersten Steckverbinderabschnitts; und
- 5 eine Ansicht eines Vorderendabschnitts eines Verdrahtungselements.
-
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Die Figuren sind schematisch und können von tatsächlichen Ausgestaltungen abweichen. In der nachfolgenden Ausführungsform werden zudem beispielhaft Vorrichtungen und Verfahren zum Umsetzen des technischen Gedankens der vorliegenden Erfindung dargestellt, doch ist die Konfigurierung nicht auf die untenstehenden Angaben beschränkt. Somit können innerhalb des in den Ansprüchen dargelegten technischen Umfangs auf unterschiedliche Weise Änderungen am technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
-
Ausführungsform
-
Aufbau
-
1 zeigt eine Außenansicht eines Verdichters. Bei dem Verdichter 11 (elektrisch angetriebener Verdichter) handelt es sich um einen elektrisch angetriebenen Scrollverdichter, der beispielsweise in einem Kühlkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage verwendet wird. Er ist also in einem Fahrzeug installiert, und wenn er durch einen darin untergebrachten Elektromotor angetrieben wird, saugt er Kältemittel an, verdichtet es und gibt es ab. Auf einer in Axialrichtung vorderen Seite ist ein Wechselrichteraufnahmeabschnitt 12 (Gehäusekörper) einstückig gebildet, der durch eine Frontabdeckung 13 luftdicht verschlossen ist. An der Außenwand des Wechselrichteraufnahmeabschnitts 12 sind ein Steckverbinder 14 für einen Niederspannungsschaltkreis und ein Steckverbinder 15 für einen Hochspannungsschaltkreis vorgesehen. Der Verdichter 11 und der Wechselrichteraufnahmeabschnitt 12 können auch separat ausgebildet sein.
-
2 zeigt eine Außenansicht eines Wechselrichters. Im Inneren des Wechselrichteraufnahmeabschnitts 12 ist ein Wechselrichter 21 zum Ansteuern des Elektromotors aufgenommen. Der Wechselrichter 21 weist eine Leistungsplatine 22, die mit Schaltelementen (nicht dargestellt) bestückt ist, und eine Steuerplatine 23 auf, die die Schaltelemente steuert und einen Austausch von Signalen mit dem Fahrzeug durchführt. Die Stromversorgung ist eine Gleichstromversorgung und der Elektromotor ist ein Drehphasenwechselstrommotor. Die Leistungsplatine 22 und die Steuerplatine 23 sind einander zugewandt vorgesehen, und zwischen den beiden ist ein Distanzstück 24 vorgesehen. Die Leistungsplatine 22 und die Steuerplatine 23 sind elektrisch miteinander verbunden. 3 zeigt Verbindungsstrukturen der Platinen. Die Leistungsplatine 22 und die Steuerplatine 23 sind über ein Verdrahtungselement 25 elektrisch miteinander verbunden. Das Verdrahtungselement 25 ist in Form eines biegsamen flachen Bandes gebildet, und es handelt sich beispielsweise um ein FPC (flexible printed circuit, flexible gedruckte Schaltung) oder ein FFC (flexible flat cable, flexibles Flachkabel) oder dergleichen.
-
Am Außenrandabschnitt einer Fläche der Leistungsplatine 22 ist ein erster Steckverbinderabschnitt 31 gebildet, in den von außerhalb der Leistungsplatine 22 ein Endabschnitt des Verdrahtungselements 25 parallel zur Leistungsplatine 22 einsteckbar ist. Am Außenrandabschnitt einer Fläche der Steuerplatine 23 ist ein zweiter Steckverbinderabschnitt 32 gebildet, in den von außerhalb der Steuerplatine 23 und aus der gleichen Richtung wie der Einsteckrichtung in den ersten Steckverbinderabschnitt 31 der andere Endabschnitt des Verdrahtungselements 25 parallel zur Steuerplatine 23 einsteckbar ist. Der erste Steckverbinderabschnitt 31 und der zweite Steckverbinderabschnitt 32 sind in Draufsicht betrachtet derart vorgesehen, dass die Einsteckrichtungen des Verdrahtungselements 25 auf derselben Linie liegen. Das Verdrahtungselement 25 ist im Wesentlichen in Form eines liegenden U gebogen, und sein einer Endabschnitt ist lösbar mit dem ersten Steckverbinderabschnitt 31 verbunden, während sein anderer Endabschnitt lösbar mit dem zweiten Steckverbinderabschnitt 32 verbunden ist.
-
In der Figur zeigt (a), dass auf der Außenfläche der Leistungsplatine 22, die in Bezug auf die Steuerplatine 23 die abgewandte Fläche bildet, der erste Steckverbinderabschnitt 31 gebildet ist und auf der Außenfläche der Steuerplatine 23, die in Bezug auf die Leistungsplatine 22 die abgewandte Fläche bildet, der zweite Steckverbinderabschnitt 32 gebildet ist. In der Figur zeigt (b), dass auf der Innenfläche der Leistungsplatine 22, die in Bezug auf die Steuerplatine 23 die zugewandte Fläche bildet, der erste Steckverbinderabschnitt 31 gebildet ist und auf der Außenfläche der Steuerplatine 23, die in Bezug auf die Leistungsplatine 22 die abgewandte Fläche bildet, der zweite Steckverbinderabschnitt 32 gebildet ist. In der Figur zeigt (c), dass auf der Außenfläche der Leistungsplatine 22, die in Bezug auf die Steuerplatine 23 die abgewandte Fläche bildet, der erste Steckverbinderabschnitt 31 gebildet ist und auf der Innenfläche der Steuerplatine 23, die in Bezug auf die Leistungsplatine 22 die zugewandte Fläche bildet, der zweite Steckverbinderabschnitt 32 gebildet ist. In der Figur zeigt (d), dass auf der Innenfläche der Leistungsplatine 22, die in Bezug auf die Steuerplatine 23 die zugewandte Fläche bildet, der erste Steckverbinderabschnitt 31 gebildet ist und auf der Innenfläche der Steuerplatine 23, die in Bezug auf die Leistungsplatine 22 die zugewandte Fläche bildet, der zweite Steckverbinderabschnitt 32 gebildet ist.
-
4 zeigt Seitenansichten des ersten Steckverbinderabschnitts. Hier wird der erste Steckverbinderabschnitt 31 beschrieben, doch gilt das gleiche auch für den zweiten Steckverbinderabschnitt 32, dessen Beschreibung daher entfällt. In der Figur zeigt (a) einen Steckverbinder der Klappbauart, bei dem ein Klauenabschnitt 33 betätigt wird, um das Verdrahtungselement 25 zu fixieren. Der Klauenabschnitt 33 ist drehbar am ersten Steckverbinderabschnitt 31 gelagert. Wie durch die durchgezogene Linie gezeigt, wird das Einstecken und Herausziehen des Verdrahtungselements 25 zugelassen, wenn der Klauenabschnitt 33 in Bezug auf den ersten Steckverbinderabschnitt 31 aufgestellt ist. Wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, wird das Einstecken und Herausziehen des Verdrahtungselements 25 verhindert, wenn der Klauenabschnitt 33 in Bezug auf den ersten Steckverbinderabschnitt 31 in Einsteckrichtung nach vorne gekippt ist. Somit wird das Verdrahtungselement 25 fixiert, indem der Klauenabschnitt 33 nach dem Einstecken des Verdrahtungselements 25 in Einsteckrichtung nach vorne gekippt wird.
-
In der Figur zeigt (b) einen Steckverbinder der Klappbauart, bei dem ein Klauenabschnitt 33 betätigt wird, um das Verdrahtungselement 25 zu fixieren. Mit Ausnahme dessen, dass die Kipprichtung des Klauenabschnitts 33 gegenüber (a) oben unterschiedlich ist, ist die Ausbildung die gleiche. Wie nämlich durch die gestrichelte Linie gezeigt, wird das Einstecken und Herausziehen des Verdrahtungselements 25 verhindert, wenn der Klauenabschnitt 33 in Bezug auf den ersten Steckverbinderabschnitt 31 in Einsteckrichtung nach hinten gekippt ist. Somit wird das Verdrahtungselement 25 fixiert, indem der Klauenabschnitt 33 nach dem Einstecken des Verdrahtungselements 25 in Einsteckrichtung nach hinten gekippt wird. In der Figur zeigt (c) einen Steckverbinder der Einrastbauart, bei dem das Verdrahtungselement 25 allein durch Einführen verriegelt werden kann.
-
Da bei der Klappbauart zum Einstecken und Herausziehen des Verdrahtungselements 25 der Klauenabschnitt 33 aufgestellt werden muss, wird Platz für die Betätigung nach oben benötigt. Wenn sowohl für den ersten Steckverbinderabschnitt 31 als auch den zweiten Steckverbinderabschnitt 32 die Klappbauart benutzt wird, wird vorzugsweise (d) aus 3 aufgrund der schwierigen Gewährleistung der Bedienungsfreundlichkeit vermieden und stattdessen eins von (a) bis (c) von 3 benutzt. Bei der Einrastbauart wird der Klauenabschnitt 33 zum Einstecken und Herausziehen des Verdrahtungselements 25 nicht betätigt, weshalb die Auslegungseinschränkungen weniger strikt sind. Wenn sowohl für den ersten Steckverbinderabschnitt 31 als auch den zweiten Steckverbinderabschnitt 32 die Einrastbauart benutzt wird, so kann ein beliebiges von (a) bis (d) von 3 benutzt werden.
-
5 zeigt eine Ansicht eines Vorderendabschnitts des Verdrahtungselements. Am Vorderende des Verdrahtungselements 25 ist an einer Fläche ein Anschluss 34 und an der anderen Fläche eine Verstärkungsplatte 35 gebildet. Wenn das Verdrahtungselement 25 in den Steckverbinderabschnitt gesteckt wird, wird der Zustand der elektrischen Verbindung durch Berühren eines Kontakts (nicht dargestellt) im Inneren hergestellt. Die Verstärkungsplatte 35 ist an einer Vorderendposition des Verdrahtungselements 25 gebildet und auf eine in Erstreckungsrichtung des Verdrahtungselements 25 im Voraus festgelegte Länge L eingestellt. Genauer ist dies unter Berücksichtigung des Einsteck- und Herausziehvorgangs am Steckverbinderabschnitt eine Länge, mit der das in einem verriegelten Zustand in den Steckverbinderabschnitt gesteckte Verdrahtungselement 25 aus der Einführöffnung des Steckverbinderabschnitts nach außen freiliegt. Ist das Verdrahtungselement 25 dagegen zu lang, können Risse im Anschluss 34 entstehen, wenn es in rechtwinkliger Richtung in Schwingung versetzt wird, weshalb die Länge bei oder unter einem im Voraus festgelegten oberen Grenzwert liegt. Bei Installation in einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor beträgt der obere Grenzwert beispielsweise etwa 7 mm. Bei Installation in einem Elektrofahrzeug sinken die Anforderungen an die Schwingungsfestigkeit, weshalb ein höherer oberer Grenzwert möglich sein dürfte.
-
Wirkungsweise
-
Als Nächstes wird die hauptsächliche Wirkungsweise einer Ausführungsform beschrieben. Wenn bei einem elektrisch angetriebenen Verdichter Platinen elektrisch verbunden werden, wird das DIP-Verfahren angewandt, wobei ein Leitungsanschluss, der von einer der beiden Platinen hervorragt, durch ein Durchgangsloch der anderen Platine geführt und angelötet wird. Das DIP-Verfahren ist jedoch kostenintensiv und erfordert einen Lötschritt. Daher wird das biegsame flache Verdrahtungselement 25 verwendet, um die Leistungsplatine 22 und die Steuerplatine 23 miteinander zu verbinden. So können beide auf einfache Weise miteinander verbunden werden, und im Vergleich zum DIP-Verfahren können eine Kostensenkung und eine Erhöhung der Arbeitseffizienz erzielt werden. Durch verbesserte Wärmebeständigkeit des FPC oder FFC, durch welches das Verdrahtungselement 25 gebildet ist, ist auch eine Anwendung unter schwierigen Bedingungen wie etwa in dem Verdichter 11 möglich geworden.
-
Am Außenrandabschnitt einer Fläche der Leistungsplatine 22 ist der erste Steckverbinderabschnitt 31 gebildet, in den von außerhalb der Leistungsplatine 22 ein Endabschnitt des Verdrahtungselements 25 parallel zur Leistungsplatine 22 einsteckbar ist. Auch ist am Außenrandabschnitt einer Fläche der Steuerplatine 23 ist der zweite Steckverbinderabschnitt 32 gebildet, in den von außerhalb der Steuerplatine 23 und aus der gleichen Richtung wie der Einsteckrichtung in den ersten Steckverbinderabschnitt 31 der andere Endabschnitt des Verdrahtungselements 25 parallel zur Steuerplatine 23 einsteckbar ist. Bei dem ersten Steckverbinderabschnitt 31 und dem zweiten Steckverbinderabschnitt 32 liegen die Einsteckrichtungen des Verdrahtungselements 25 in Draufsicht auf derselben Linie. Dadurch können die Leistungsplatine 22 und die Steuerplatine 23 leicht miteinander verbunden werden.
-
Der erste Steckverbinderabschnitt 31 ist an der der Steuerplatine 23 zugewandten Fläche der Leistungsplatine 22 gebildet und der zweite Steckverbinderabschnitt 32 ist an der der Leistungsplatine 22 zugewandten Fläche der Steuerplatine 23 gebildet. Das heißt, in beiden ist auf der Innenseite ein Steckverbinderabschnitt gebildet. Auf diese Weise kann eine Größenzunahme des Wechselrichters 21 unterbunden werden. Am einen Endabschnitt und am anderen Endabschnitt des Verdrahtungselements 25 ist die Verstärkungsplatte 35 gebildet. Dadurch kann die Arbeitseffizienz beim Einstecken und Herausziehen des Verdrahtungselements 25 verbessert werden. Auch ist die Länge L des Verdrahtungselements 25 in einem Bereich bis zu einem oberen Grenzwert eingestellt, wodurch eine verbesserte Schwingungsbeständigkeit erzielt wird, sodass die Entstehung von Rissen im Anschluss 34 unterbunden werden kann.
-
Die obenstehende Beschreibung erfolgte unter Bezugnahme auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen, doch ist der Schutzumfang nicht auf diese beschränkt, und für den Fachmann sind Änderungen an den Ausführungsformen auf Grundlage der obenstehenden Offenbarung offensichtlich.
-
Bezugszeichenliste
-
- 11:
- Verdichter
- 12:
- Wechselrichteraufnahmeabschnitt
- 13:
- Frontabdeckung
- 14:
- Steckverbinder
- 15:
- Steckverbinder
- 21:
- Wechselrichter
- 22:
- Leistungsplatine
- 23:
- Steuerplatine
- 24:
- Distanzstück
- 25:
- Verdrahtungselement
- 31:
- erster Steckverbinderabschnitt
- 32:
- zweiter Steckverbinderabschnitt
- 33:
- Klauenabschnitt
- 34:
- Anschluss
- 35:
- Verstärkungsplatte
-
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
-
