DE60118046T2

DE60118046T2 - Montageanordnung zur Montierung von Leistungselementen auf einer Wärmesenke

Info

Publication number: DE60118046T2
Application number: DE60118046T
Authority: DE
Inventors: c/o Calsonic Kansei Corporation Hideki Sunaga; c/o Calsonic Kansei Corporation Shigenori Ohira; c/o Calsonic Kansei Corporation Narihito Sano; c/o Calsonic Kansei Corporation Kazunori Yamada; c/o Calsonic Kansei Corporation Takeshi Oba
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2001-01-04
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: JP4060510B2; JP2001244670A; DE60118046D1; US6370026B2; EP1130744B1; EP1130744A3; EP1130744A2; US20010019473A1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich. auf eine Befestigungsanordnung zur Befestigung von Leistungseinheiten an einen Kühler, und im speziellen auf eine Befestigungsanordnung einer Art, die für einen bürstenlosen Motor geeignet ist.
2. Stand der Technik
Wie allgemein bekannt, ist eine Leistungseinheit ein Steuerelement, das eine Spannung und/oder einen Strom steuert und eine bestimmte Wärme während des Betriebs erzeugt. Um diese Wärme effektiv abzuleiten, wurden verschiedene Befestigungsanordnungen vorgeschlagen und praktisch angewendet. Eine dieser Anordnungen ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2000-32729 offenbart, deren wesentliches Teil in der 20 der begleitenden Zeichnungen gezeigt ist. Bei dieser Befestigungsanordnung wird die von der Leistungseinheit erzeugte Wärme an einen Kühler über einen Kühlkörper geleitet. Die Bezugszahl 105 bezeichnet in der Zeichnung die Leistungseinheit. Die Leistungseinheit 105 ist mit dem Fußabschnitt 107 des Kühlkörpers 101 verbunden. Der Kühlkörper 101 weist eine Mehrzahl von Kühlrippen 103 auf, die wie ein Kühler wirken. Anschlusselemente 103 der Leistungseinheiten 105 sind an eine Leitung auf einer Leitplatte 111 gelötet. Der Fußabschnitt 107 des Wärmekörpers 101 ist mit Hilfe eines Bolzens 113 mit der Leitplatte 111 verbunden. Wie gezeigt wird die Leistungseinheit 105 gegen die Oberfläche 115 des Fußabschnitts 107 mit Hilfe einer Feder 117 gedrückt. Dadurch wird während des Betriebs die von der Leistungseinheit 145 erzeugte Wärme über einen Fußabschnitt 107 an die Kühlrippen 103 übertragen.
Jedoch führt bei dieser herkömmlichen Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten, die Verwendung eines Fußabschnitts 107 zu einer Vergrößerung der Länge eines sogenannten Wärmeleitwegs, was zu einer schwachen Wärmeableitung führt. Weiterhin benötigt bei dieser Befestigungsanordnung der Fußabschnitt 107 eine gewisse Festigkeit und folglich muss der Fußabschnitt 107 größer ausgebildet sein, da er das Leistungselement 105 befestigen muss und als wirkungsvoller Wärmeleiter dienen muss. Es ist offensichtlich, dass in diesem Fall die Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten sperrig, schwer und teuer wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsanordnung zur Befestigung von Leistungseinheiten an einen Kühler zur Verfügung zu stellen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung gezeigt, die eine Leiterplatte aufweist; eine Blattfeder aus Metall aufweist, wobei die Blattfeder elastisch über eine erste Befestigungsanordnung auf der Leiterplatte befestigt ist, und dazwischen ein gewisser Raum entsteht; eine Mehrzahl von Leistungseinheiten aufweist, die auf der Blattfeder angeordnet sind und eine halb zusammengebaute Einheit bilden; einen Kühler aus Metall aufweist, der eine Mehrzahl von Kühlrippen an seiner Außenseite aufweist, wobei der Kühler auf der halb zusammengebauten Einheit über eine zweite Befestigungsanordnung so befestigt ist, das seine innere Fläche zu den Leistungseinheiten weist; und eine Mehrzahl von Federteilen aufweist, die durch die Blattfeder definiert werden, wobei die Federteile so angeordnet sind, dass sie die Leistungseinheiten gegen die innere Fläche des Kühlers drücken.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich:
1 ist eine Vorderansicht einer Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Draufsicht auf die Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Seitenansicht entlang des Pfeils "III" aus 1;
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der mit "IV" in 1 bezeichnet ist;
5 ist eine Vorderansicht eines Kühlers, der einen Teil der Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten der ersten Ausführungsform bildet;
6 ist eine Draufsicht des Kühlers;
7 ist Vorderansicht einer Feder, die einen Teil der Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten gemäß der ersten Ausführungsform bildet;
8 ist eine Draufsicht der Feder,
9 ist eine Draufsicht der Leiterplatte, die einen Teil der Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten gemäß der ersten Ausführungsform bildet;
10 ist eine Vorderansicht der halb zusammengebauten Einheit, die die Leiterplatte beinhaltet, wobei die Feder darauf befestigt ist;
11 ist eine Vorderansicht der halb zusammengebauten Einheit mit einigen darauf montierten Leistungseinheiten,
12 ist eine Ansicht ähnlich wie in 11, die allerdings einen Zustand zeigt, bei dem alle Leistungseinheiten auf der halb zusammengebauten Einheit montiert sind;
13 ist eine perspektivische Ansicht der Leistungseinheit;
14 ist eine Teilansicht eines bürstenlosen Motors, in den die Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten gemäß der ersten Ausführungsform eingebaut ist;
15. ist eine Ansicht ähnlich wie in 5, die allerdings einen Kühler zeigt, der in eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
16 ist eine Ansicht ähnlich wie in 9, die allerdings eine Leiterplatte zeigt, die in eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
17 ist eine Ansicht ähnlich wie in 1, die allerdings eine Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zeigt;
18 ist eine Draufsicht der Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten gemäß der zweiten Ausführungsform;
19A und 19B sind Darstellungen des Verfahrens zur sauberen Zusammenfügens eines Fußabschnitts der Feder und einer Halterung, die in der Leiterplatte ausgebildet ist, gemäß der zweiten Ausführungsform; und
20 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils einer herkömmlichen Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Zum leichteren Verständnis werden verschiedene Richtungsangaben wie nach oben, nach unten, nach links, nach rechts, links, rechts, oben, unten und Ähnliche in der folgenden Beschreibung verwendet. Jedoch sind diese Angaben nur bezüglich der Zeichnung oder der Zeichnungen gültig, in denen die zugehörigen Teile oder Abschnitte gezeigt werden.
In der 1 bis 14 wird eine Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten 100A gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Zunächst wird ein bürstenloser Motor 1, in den die Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten eingebaut ist, mit Bezug auf 14 beschrieben.
14 zeigt den bürstenlosen Motor 1 in einer Teilansicht. Wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, ist die Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten 100A so konstruiert, dass sie eine Mehrzahl von Leistungseinheiten 29 an einen Kühler 5 befestigen kann.
Der bürstenlose Motor 1 ist an ein Steuergehäuse 7 angebracht und weist eine Motorwelle 13 auf. Die Motorwelle 13 wird drehbar durch die oberen und unteren Lager 11a und 11b gelagert, die in einem festen Gehäuse 9 eingebaut sind, das sich von dem Steuergehäuse 7 nach oben erstreckt. Eine tassenförmig ausgebildete Gabel 17 ist konzentrisch an die Motorwelle 13 angebracht und dreht sich mit dieser. Eine Mehrzahl von Magneten 15 sind an einer zylindrischen inneren Fläche der Gabel 17 in regelmäßigen Abständen angeordnet. Ein Stator 25 ist fest in der Gabel eingebaut, und weist eine Mehrzahl von Kernen 23 auf, die so angeordnet sind, dass sie das feste Gehäuse 9 umschließen. Jeder Kern 23 hat eine Spulenwicklung 21, die an dem Kern 23 befestigt ist, und hat weiterhin eine Isolierteil 19, das der inneren Fläche der Gabel 17 gegenüber liegt.
Innerhalb des Steuergehäuses 7 befindet sich ein Steuerkreis 27, der den Stator 25 mit geregeltem elektrischen Strom versorgt, um eine Einheit inklusive der Motorwelle 13 und der Gabel 17 in eine Drehbewegung zu versetzten. Der Steuerkreis 27 beinhaltet Kondensatoren, elektrische Verbindungen und eine Mehrzahl von Leistungseinheiten 29. Jede dieser Leistungseinheiten steuert die Schaltung elektrischen Stroms, der durch diese Einheiten durchfließt.
Im Folgenden wird die Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten gemäß der ersten Ausführungsform detailliert, mit Hilfe der begleitenden Zeichnungen, beschrieben.
Wie in 13 zu sehen ist, ist für eine effiziente Wärmeabfuhr, jede Leistungseinheit 29 als hervorstehendes Teil ausgebildet, das einen vorderen Rahmen 31 aufweist, der von einem Plastikgehäuse 30 hervorsteht. MOS Feldeffekttransistoren sind in das Gehäuse 30 eingebaut. Natürlich kann, wenn erwünscht, das Leistungselement von der Art sein, das es als nicht hervorstehendes Teil ausgeführt ist, bei dem der vordere Rahmen 31 mit Plastik oder Ähnlichem bedeckt ist. Drei Anschlüsse 33 erstrecken sich von dem Gehäuse 30 nach außen.
Wie in 14 zu sehen, sind die Anschlüsse 33 jedes Leistungselements 29 an bestimmte Abschnitte einer Leiterplatte 35 angelötet, die fest in dem Steuergehäuse 7 eingebaut ist. Wie in den 1, 4 und 13 zu sehen, erstreckt sich der hervorstehende vorderer Rahmen 31 jeder Leistungseinheit von der Rückseite des Gehäuses 30 nach oben, und wie am besten in 4 zu sehen, stößt der vordere Rahmen 31 gegen eine hintere Fläche 5a des Kühlers 5. Dazu drückt eine Blattfeder 37 (siehe 7 und 8) den vorderen Rahmen 31 gegen die hintere Fläche 5a. Die Blattfeder 37 ist aus Metall gefertigt.
Wie in 5 zu sehen, ist die hintere Fläche 5a des Kühlers 5 parallel zu einem elektrisch isolierenden Wärmeleitblech 39. Bei dem Gegeneinanderstoßen des vorderen Rahmens 31 und der hinteren Fläche 5a befindet sich zwischen diesen beiden Teilen das Blech 34. Der Kühler 5 ist aus Metall gefertigt, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Der Kühler 5 weist an seine beiden Enden Befestigungsstücke 41 auf, die sich in die gleiche Richtung erstrecken. An dem Kühler 5 sind an seinem Hauptabschnitt eine Mehrzahl von Kühlrippen 43 angeordnet, die voneinander beabstandet sind.
Wie in 5 zu sehen, ist jedes Befestigungsstück 41 des Kühlers 5 an einer inneren Fläche des Kühlers ausgebildet, wobei diese einen ersten Vorsprung 45, einen zweiten Vorsprung 47 und einen Federbefestigungsabschnitt 49 aufweisen.
Der erste Vorsprung 45 hat eine abgeschrägte Fläche 45a, die nach unten weist. Wie in 1 zu sehen, werden zum Zusammenbau aufgereihte Leistungseinheiten 29 zwischen den ersten Vorsprüngen 45 und den Befestigungsstücken 41 angeordnet. Weiterhin, wie in 4 zu sehen, ist für den Zusammenbau eine Lücke „d" zwischen dem vorderen Rahmen 31 der ganz rechts (oder links) liegenden Leistungseinheit 29 und der inneren Fläche des rechten (oder linken) Befestigungsstückes 41 des Kühlers 5 definiert.
Wie in 4 zu sehen, stößt, zum Zusammenbau, der zweite Vorsprung 47 jedes Befestigungsstückes 41 an ein Ende der Leiterplatte 35.
Wie aus den 4 und 9 ersichtlich, ist an jedem Ende der Leiterplatte 35 eine flache Vertiefung 51 ausgeformt, an der entlang das zugehörige Befestigungsstück 41 nach unten gleitet, wenn der Kühler 5 zum Zusammenbau nach unten gedrückt wird.
Wie in 9 zu sehen, ist an jeder flachen Vertiefung 51 eine Befestigungsnut 52 ausgebildet, deren Breite substanziell genauso groß ist wie die eines im nachhinein genannten Befestigungsstücks 63 der Blattfeder 37. Die Leiterplatte 35 weist 6 Gruppen von kleinen Öffnungen 67 auf, die entlang einer Linie angeordnet sind. Jede Gruppe hat 3 aufgereihte Öffnungen 67. Es wird im Folgenden klar werden, dass je drei Anschlüsse 33 in jede Gruppe von Öffnungen 67 hindurch passen.
Wie in den 4 und 5 zu sehen, weist der Federhalterungsabschnitt 49 von jedem Befestigungsstück 41 eine rechteckige Vertiefung auf, die obere und untere Flächen 49a und 49c und eine vertikale Fläche 49b hat.
Wie in 4 zu sehen, wird zum Zusammenbau ein vorderes Ende des Befestigungsstücks 63, das an jedem Ende der Blattfeder 37 ausgebildet ist, in die zugehörige Vertiefung (49a, 49b, 49c) mit einer Art Schnappbefestigung eingeführt und befestigt, wobei zur gleichen Zeit ein Hauptabschnitt des Befestigungsstücks 63 von der Befestigungsnut 52 der Leiterplatte 35 aufgenommen wird.
Wie in den 7 und 8 zu sehen, hat die Blattfeder 37 eine rechteckige Form und eine Breite die substanziell gleich der Breite des oben genannten Kühlers 5 ist. Die Blattfeder 37 ist an beider Seiten eines Hauptabschnitts 55 ausgebildet, wobei sie vordere und hintere Sicherungsabschnitte 61 aufweist. Wie in 7 erkennbar, ist die Blattfeder 37 an ihren Längsenden mit jeweiligen Befestigungsstücken 63 ausgestattet, die sich in die selbe Richtung erstrecken. Jedes Befestigungsstück 63 weist einen horizontalen Abschnitt 63a und einen abgeschrägten Abschnitt 63b auf. Wie in 4 zu sehen, greift der abgeschrägte Abschnitt 63b zum Zusammenbau der Blattfeder 37 tief in die Vertiefung (49a, 49b, 49c) des Befestigungsstücks 41 des Kühlers 5 ein.
In den 7 und 8 und speziell in 8, sind auf der Blattfeder 37 sechs gleiche Öffnungen 35 ausgebildet, die entlang der Achse der Blattfeder 37 aufgereiht sind. Jede Öffnung 65 hat ein rechteckiges Federteil 59. Weiterhin sind auf der Blattfeder 37 fünf gleiche kleinere Vorsprünge 57 ausgebildet, wobei jeder dieser Vorsprünge zwischen zwei benachbarten Öffnungen 65 angeordnet ist. Wie in den Zeichnungen zu sehen, stehen die Federteile 59 und die kleineren Vorsprünge 57 von der Blattfeder 37 hervor und erstrecken sich nach oben. Wie in 11 zu sehen, ist zum Zusammenbau jede Leistungseinheit 29 zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen 57 angeordnet, wobei jedes Federteil 59 die Leistungseinheit 29 nach oben drückt und vorspannt, und zur gleichen Zeit drücken die vorderen und hinteren Sicherungsabschnitte 61 auf die vordere und hintere Fläche einer jeden Leistungseinheit 29. Durch die vorderen und Hinteren Sicherungsabschnitte 61 wird die Steifigkeit der Blattfeder 37 erhöht. Wie in den 8 und 11 zu sehen, gehen die drei Anschlüsse 33 jeder Leistungseinheit 29 durch die zugehörige Öffnung 65 der Blattfeder 37.
Im Folgenden wird das Verfahren zum Zusammenbau der Befestigungsanordnung 100A mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben.
Wie in 10 gezeigt, ist die Blattfeder 37 auf der Leiterplatte 35 von oben befestigt, wobei diese beiden Komponenten eine erste halb zusammengebaute Einheit „1-UT" bilden. Von dieser Einheit „1-UT" werden die Befestigungsstücke 63 der Blattfeder 37 jeweils von den Befestigungsnuten 52 (siehe 9) aufgenommen, die an seitlich gegenüberliegenden Enden der Leiterplatte 35 ausgebildet sind. Aufgrund der Elastizität der Befestigungsstücke 63 zeigt die erste halb zusammengebaute Einheit „1-UT" eine gewisse selbsttragende Eigenschaft.
Anschließend werden, wie in 11 und 12 zu sehen, sechs Leistungseinheiten 29 an den Hauptabschnitt 55 der Blattfeder 37 einzeln auf die oben genannte Art und Weise montiert. In diesem Zustand ist jede Leistungseinheit 29 zwischen zwei benachbarten kleineren Vorsprüngen 57 und zwischen den vorderen und hinteren Sicherungsabschnitten 61 der Blattfeder 37 eingeklemmt, wobei die drei Anschlüsse 33 durch die zugehörige Öffnung 65 der Blattfeder 37 gehen, während sie voneinander durch die aufgereihten kleineren Vorsprünge 57 der Blattfeder 37 getrennt werden. Dies bildet wie in 12 zu sehen, eine zweite halb zusammengebaute Einheit „2-UT".
Anschließend wird, wie in 1 und 4 zu sehen, der Kühler 5 an der zweiten halb zusammengebauten Einheit „2-UT" auf eine Art und Weise befestigt, sodass die sechs Leistungseinheiten 29 abgedeckt werden. Wie aus 4 ersichtlich, kann bei diesem Zusammenbau, die abgeschrägte Fläche 45a des ersten Vorsprungs 45 von jedem Befestigungsstück 41 des Kühlers 5 die äußere Fläche der am weitesten rechts (oder links) liegenden Leistungseinheit 29 gleitend berühren. Jedoch ermöglicht dieser gleitende Kontakt der Leistungseinheit 29 ihre richtige Position einzunehmen. Nach der sauberen Montage der zweiten halb zusammengebauten Einheit „2-UT", wird der Kühler 5 auf der Leiterplatte 35 durch die zweiten Vorsprünge 47 der Befestigungsstücke 41 gehalten. Zur gleichen Zeit werden die Befestigungsstücke 36 der Blattfeder 37 an die Federhalterungsabschnitte 49 der Befestigungsstücke 41 des Kühlers 5 befestigt. Daraufhin werden, aufgrund der Funktionsweise der Federteile 59 der Blattfeder 37, die vorderen Rahmen 31 der Leistungseinheiten 29 vorgespannt und drücken gegen die hintere Fläche 5a des Kühlers 5. Dies zusammen bildet eine dritte halb zusammengebaute Einheit „3-UT".
Anschließend wird die dritte halb zusammengebaute Einheit „3-UT" zu einer Lötstation geführt um die hintere Fläche der Leiterplatte 35 in einen Löttiegel zu geben. Dadurch werden die Anschlüsse 33 der sechs Leistungseinheiten 24 an bestimmte Abschnitte der Leiterplatte 35 gleichzeitig angelötet, wodurch schließlich die Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten 100A fertiggestellt wird.
Die Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten 100A weist einen kürzeren Wärmeübertagungsweg für jede Leistungseinheit 29 auf, der sich von der hinteren Fläche 5a des Kühlers 5 bis zu den Kühlrippen 43 des Kühlers 5 erstreckt. Dadurch kann die durch jede Leistungseinheit 29 erzeugte Wärme effektiv und unmittelbar zu den Kühlrippen 43 geleitet werden. Wie aus der vorherigen Beschreibung zu entnehmen, ist der Zusammenbau der Befestigungsanordnung 100A einfach, was eine Verringerung der Produktionskosten ermöglicht. Die sechs aufgereihten Leistungseinheiten 29 sind gänzlich von dem Metallkühler 5, der Metallblattfeder 37 und den vorderen und hinteren Sicherungsabschnitten 61 der Blattfeder 37 umgeben, wodurch eine Ausbreitung von von den Leistungseinheiten 29 produzierten Lärms effektiv unterdrückt wird. Wenn ein Minus-Pol eines elektrischen Steckers (nicht gezeigt) mit einen Strukturkörper des bürstenlosen Motors 1 über eine Erdungsabschnitt der Leiterplatte 35 verbunden ist, kann eine solche Abschirmung des Lärms noch effektiver erreicht werden.
In den 15 und 19B, speziell in den 17 und 18, wird eine Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten 100B gezeigt, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Da die zweite Ausführungsform 100B ähnlich der Konstruktion der oben genannten ersten Ausführungsform 100A ist, werden nur Teile und/oder Abschnitte die sich von der ersten Ausführungsform 100A unterscheiden im Folgenden beschrieben.
Wie in 15 gezeigt, sind die Befestigungsstücke 41' des Kühlers 5', die in der zweiten Ausführungsform 144B eingebaut sind, jeweils mit einer Halterungsnut 69 versehen. Wie in 16 gezeigt, hat die Leiterplatte 35', die in die zweite Ausführungsform 100B eingebaut ist, auf beiden Seiten hervorstehende geerdete Bereiche 71, die während dem Zusammenbau in die Halterungsnuten 69 des Kühlers 5' gleiten. Weiterhin ist an der Leiterplatte 35' ein hinterer Endabschnitt ausgebildet, der drei beabstandete Befestigungsöffnungen 77 und im einem im allgemeinen zentralen Abschnitt eine Halterungsöffnung 78 aufweist. Die Halterungsöffnung 78 hat einen engeren Bereich 79 der sich nach vorne erstreckt. In die Befestigungsöffnungen 77 und die Halterungsöffnungen 78 werden die Fußabschnitte der Blattfeder 37' befestigt.
Das heißt, dass, wie in den 19A und 19B erkennbar, zusätzlich zu den oben genannten Teilen 57, 59 und 61 die zu der Blattfeder 37 der ersten Ausführungsform 100A gehören, die Blattfeder 37' der zweiten Ausführungsform 100B weiterhin am vorderen zentralen Abschnitt einen Fußabschnitt 75 und an einem hinteren Endabschnitt die drei beabstandeten Fußabschnitte (nicht gezeigt) hat. Die Blattfeder 37' hat keine Struktur, die zu den Befestigungsstücken 63 passt, die zu der Blattfeder 37 der ersten Ausführungsform 100A gehören.
Der Fußabschnitt 75 ist so groß, dass er durch die Halterungsöffnungen 78 passt, wobei er einen schmäleren Abschnitt 81 aufweist, der sich nach unten erstreckt. Der schmälere Abschnitt 81 hat ein gekrümmtes Ende 81a. Wie aus diesen Zeichnungen ersichtlich, ist der schmälere Teil 81 so groß, dass er durch den schmäleren Bereich 79 der Halterungsöffnung 78 der Leiterplatte 35' passt. In den Zeichnungen ist ebenfalls nicht gezeigt, dass die anderen drei Fußabschnitte, die an dem hinteren Endabschnitt der Blattfeder 37' ausgebildet sind, jeweils einen Arretierungsabschnitt haben, der, während dem Zusammenbau, die zugehörigen Befestigungsöffnungen 77 der Leiterplatte 35' aufnimmt. Es sei angemerkt, dass diese drei Fußabschnitte und der oben genannte Fußabschnitt 75 so konstruiert sind, dass sie sich nach außen ausweiten, wenn auf sie keine Spannung aufgebracht wird. Wenn diese vier Fußabschnitte 75 mit den zugehörigen Befestigungs- und Halterungsöffnungen 77 und 78 verbunden werden und anschließend, wie in den 19A und 19B zu sehen, die Blattfeder 37' um eine gewissen Abstand von der Leiterplatte 35' nach oben gehoben wird, greife der schmälere Abschnitt 81 des Fußabschnitts 75 der Blattfeder 37' in den schmäleren Bereich 79 der Halterungsöffnung 78 der Leiterplatte 35' ein, sodass die Blattfeder 37' mit der Leiterplatte 35' verriegelt ist und dazwischen ein bestimmter Abstand gebildet wird.
Im Folgenden wird der Zusammenbau der Befestigungsanordnung 100B der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Zunächst wird die Blattfeder 37' temporär an der Leiterplatte 35' auf die oben genannte Art und Weise befestigt, und anschließend werden die sechs Leistungseinheiten 29 an den Hauptabschnitt der Blattfeder 37' auf die mehr oder weniger gleiche Art und Weise wie im Fall der ersten Ausführungsform 100A angebracht. Anschließend wird der Kühler 5' an die Leiterplatte 35' so befestigt, dass er die Leistungseinheiten 24 bedeckt. Für diese Befestigung gleiten die seitlichen Ecken, genauer gesagt die vorstehenden geerdeten Bereiche 71 der seitlichen Ecken der Leiterplatte 35', in die Halterungsnuten 69 des Kühlers 5'. Dann wird, wie in den 19A und 19B zu sehen, die Blattfeder 37' nach oben bewegt, was dazu führt, dass der schmälere Teil 81 des Fußabschnitts 75 der Blattfeder 37' in den schmäleren Bereich 79 der Halterungsöffnung 78 der Leiterplatte 35' eingreift. Dadurch wird jede Leistungseinheit 29 gegen die hintere Fläche 5'a des Kühlers 5' gedrückt. Anschließend wird die halb zusammengebaute Einheit zu einer Lötstation geführt, um die hintere Fläche der Leiterplatte 35' in einen Löttiegel zu geben. Dann werden die Anschlüsse 33 der sechs Leistungselemente 24 an bestimmte Bereiche der Leiterplatte 35' gelötet, und gleichzeitig werden die hervorstehenden geerdeten Bereiche 71 der Leiterplatte 35' an die Halterungsnuten 69 des Kühlers 5' gelötet, wodurch schließlich die Befestigungsanordnung für Leistungseinheiten 100B fertiggestellt ist.
Wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform 100A, weist auch die zweite Ausführungsform 100B einen kürzeren Wärmeübertragungsweg für jede Leistungseinheit 29 auf, der sich von der hinteren Fläche 5'a des Krühlers 5' bis zu den Kühlrippen 43 des Kühlers 5' erstreckt. In der zweiten Ausführungsform 100B wird eine sehr viel robustere Struktur gezeigt, die aufgrund des Zusammenlötens der hervorstehenden geerdeten Bereiche 71 der Leiterplatte 35' und der Halterungsnuten 6 des Kühlers 5' entsteht.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Verschiedene Änderungen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen sind für einen Fachmann angesichts der oben gezeigten Lehre naheliegend.

Claims

Eine Struktur, die aufweist: eine Leiterplatte (35); eine Blattfeder (37) aus Metall, wobei die Blattfeder elastisch über eine erste Befestigung an der Leiterplatte befestigt ist, und dazwischen ein gegebener Abstand gehalten wird; eine Mehrzahl von Leistungseinheiten (29), die auf der Blattfeder angeordnet sind und eine halb zusammengebaute Einheit bilden; einen Kühler (5) aus Metall, der eine Mehrzahl von Kühlrippen (43) an seiner Außenfläche aufweist, wobei der Kühler, über eine zweite Befestigung, an der halb zusammengebauten Einheit auf eine Art und Weise befestigt ist, dass eine Innenfläche des Kühlers zu den Leistungseinheiten weist; und eine Mehrzahl von Federteilen (59), die durch die Blattfeder definiert werden, wobei die Federteile so angeordnet sind, dass sie die Leistungseinheiten (29) gegen die Innenfläche des Kühlers (5) drücken.
Eine Struktur nach Anspruch 1, in der die Federteile (59) aus einem Hauptteil der Blattfeder herausgedrückt und in Richtung der Innenfläche des Kühlers gedrückt werden.
Eine Struktur nach Anspruch 2, in der der Hauptteil der Blattfeder eine Mehrzahl von beabstandeten Vorsprüngen (57) aufweist, die sich entlang einer Längsachse des Hauptteils erstrecken, wobei jede Leistungseinheit zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen angeordnet ist.
Eine Struktur nach Anspruch 3, in der jede Leistungseinheit einen vorstehenden vorderen Rahmen (31) aufweist, der an die Innenfläche des Kühlers, mit Hilfe eines zugehörigen Federteils, gedrückt wird.
Eine Struktur nach Anspruch 4, in der der Hauptteil der Blattfeder (37) hintere und vordere Sicherheitsabschnitte (6) aufweist, zwischen denen die aufgereihten Leistungseinheiten eingeklemmt sind.
Eine Struktur nach Anspruch 5, in der jede der Leistungseinheiten Anschlüsse aufweist, deren vordere Enden nach außen, was durch die Unterseite der Leiterplatte definiert ist, durch Öffnungen vorstehen, die in dem Hauptteil der Blattfeder ausgebildet sind, und durch Öffnungen hervorstehen, die in der Leiterplatte ausgebildet sind, wobei die vorderen Enden an bestimmte Abschnitte der Leiterplatte angelötet sind.
Eine Struktur nach Anspruch 1, in der die erste Befestigung aufweist: zwei Befestigungsstücke (63), die integral an den beiden axial gegenüberliegenden Enden der Leiterplatte ausgebildet sind; und zwei Befestigungsnuten, die an seitlich gegenüberliegenden Enden der Leiterplatte ausgebildet sind, wobei die Befestigungsnuten jeweils die Befestigungsstücke aufnehmen, wenn die Blattfeder an der Leiterplatte befestigt wird.
Eine Struktur nach Anspruch 7, in der die zweite Befestigung aufweist: zwei Befestigungsstücke (41), die integral an axial gegenüberliegenden Enden des Kühlers ausgebildet sind, wobei die Befestigungsnuten jeweils Vertiefungen aufweisen, die zueinander weisen; und gekrümmte Abschnitte, die an den vorderen Enden der Befestigungsstücke der Blattfeder ausgebildet sind, wobei die gekrümmten Abschnitte von den jeweiligen Vertiefungen der Befestigungsstücke des Kühlers aufgenommen werden, wenn der Kühler an der halb zusammengebauten Einheit befestigt wird.
Eine Struktur nach Anspruch 8, in der jedes Befestigungsstück des Kühlers an dessen Innenseite Vorsprünge (45, 47) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie die halb zusammengebaute Einheit halten.
Eine Struktur nach Anspruch 1, in der die erste Befestigung aufweist: eine Mehrzahl von Fußabschnitten (75), die integral an der Außenseite der Blattfeder angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Befestigungsöffnungen (77), die auf der Leiterplatte ausgebildet sind, wobei die Befestigungsöffnungen die Fußabschnitte aufnehmen, wenn die Blattfeder an der Leiterplatte befestigt wird.
Eine Struktur nach Anspruch 10, in der einer der Fußabschnitte und eine der Befestigungsöffnungen (77) so konstruiert sind, dass sie eine einrastende Verbindung bilden, wenn sie um eine gewisse Distanz voneinander wegbewegt werden.
Eine Struktur nach Anspruch 11, in der die zweite Befestigung aufweist: Zwei Befestigungsstücke (41), die integral an axial gegenüberliegenden Enden des Kühlers ausgebildet sind, wobei die Befestigungsstücke jeweilige Halterungsnuten aufweisen, die sich gegenüber liegen; und seitliche Ecken der Leiterplatte, wobei die seitliche Ecken von den Halterungsnuten der Befestigungsstücke des Kühlers aufgenommen werden, wenn der Kühler an die halb zusammengebaute Einheit angebracht wird.
Eine Struktur nach Anspruch 12, in der jede der seitlichen Ecken der Leiterplatte einen vorstehenden geerdeten Bereich (71) aufweist, der an die zugehörige Nut des Kühlers gelötet ist.