JP6890958B2 - 自動車の電気機械に電力を供給するための電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の電気機械に電力を供給するための電子装置に関する。さらに本発明は、自動車に組み込むための、この電子装置を備えている電気機械にも関する。

通常、電気機械（特に自動車用の）に電力を供給するための電子装置は、複数の電子ユニット（電子モジュールとも呼ばれる）を備えている場合がある。この電子ユニットには、例えば電源ユニット、励磁ユニット、電子制御ユニットなどが含まれる。各電子ユニットは、それぞれの電子部品を、１つのボックス内に組み込まれている。各電子ユニットのボックスは、電子装置内に直接組み込まれている。しかしながら、このような電子装置においては、電源ユニットと電子制御ユニットとは、それらの支持エリアにおいて隣接し合っており、そのため、電子装置の動作状態に障害が生じる場合がある。例えば、電源ユニットによって生成された熱が、電子制御ユニットの動作に障害を与える場合がある。さらに、各電子ユニットのボックスは、その電子ユニットによって生成された熱の放散を妨げる場合がある。さらに、各電子ユニットが、それぞれ１つのボックスを備えているから、このような電子装置は、その内部に、ボックスを備えるこれらの電子ユニットを組み込むことができるような十分な空間を必要とする。

本発明は、上述の欠点を克服するために、体積を最小限に抑えながら、内部で生成される熱を効果的に放熱することができる電子装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、本発明は、少なくとも次のものを備えている、自動車の電気機械に電力を供給するための電子装置を提供するものである。
− 電源ユニットと、
− 電源ユニットを支持している放熱体と、
− 電源ユニットを制御するように構成されている電子制御ユニットと、
− 電子制御ユニットを支持しており、電源ユニットと電子制御ユニットとの間に配置されている、電子制御ユニットの支持体と、
− 電気機械および／または電力供給源の少なくともいくつかの電気的要素に電気的に接続されている少なくとも１つの電源配線を有する電気コネクタであって、電源ユニットと電子制御ユニットの支持体との間に配置されており、電源ユニットおよび／または電子制御ユニットを、少なくとも１つの電源配線に電気的に接続するように構成されている電気コネクタ。

電子装置内で、電子制御ユニットと電源ユニットとを空間的に分離することによって、電子制御ユニットおよび電源ユニットによって生成された熱を効果的に放出できることが、本発明の１つの利点である。

さらに、このような電子装置においては、電子制御ユニットが電源ユニットから分離されており、したがって電源ユニットによって生成された熱の影響を受けず、そのために、電子制御ユニットの製造コストを低下させることが可能であり、電子装置の生産コストを低減させることができる。すなわち、このような電子装置においては、電子制御ユニットに対して、より低い耐熱性しか要せず、したがって、より低価格の部品を使用することができる。

本発明による電子装置は、さらに、次の特徴の１つ以上を個別に、または可能な限り任意に組み合わせて備えている。
− 電源ユニット、放熱体、電気コネクタ、電子制御ユニット、および電子制御ユニットの支持体は、それぞれ、実質的に平行な複数の平面のうちの１つに沿って延在しており、特に、放熱体、電源ユニット、および電気コネクタは、上下に重なり合っている。
− 電気コネクタは、次のものを有している。
・ 電源ユニットを、電気機械の１つの相に電気的に接続するための第１電源配線と、
・ 電源ユニットおよび／または電子制御ユニットへの電力供給のために、電力供給源の正極に電気的に接続される第２電源配線と、
・ 電源ユニットおよび／または電子制御ユニットへの電力供給のために、電力供給源の負極または接地に電気的に接続される第３電源配線。
− 電子装置は、さらに、電源ユニットと電子制御ユニットとを電気的に接続している、少なくとも１つの電気的接続部材を備えており、少なくとも１つの空間が、電源ユニットと電子制御ユニットの支持体との間に、少なくとも１つの電気的接続部材を囲んで存在しており、電気コネクタは、少なくとも１つの電気的接続部材を囲んでいる空間に、少なくとも部分的に露出している。
− 電子装置は、放熱体の、電源ユニットを支持している第１部分とは異なる第２部分によって支持されているキャパシタバンクコネクタを、さらに備えている。
− 放熱体の第１部分には、絶縁材料が充填されており、それによって、電源ユニットは、この絶縁材料内に埋め込まれている。
− 電源ユニット、電子制御ユニット、および少なくとも１つの電気的接続部材は、絶縁材料内に埋め込まれており、電源ユニットと電子制御ユニットの支持体との間に、少なくとも１つの電気的接続部材を囲んで存在している少なくとも１つの空間には、絶縁材料が存在していない。
− 電子装置は、電子制御ユニットに対向して、保護カバーを配置されている。
− 電源ユニットは、少なくとも１つの電源モジュールを備えており、電子制御ユニットは、電子制御基板である。

このような電子装置は、特に、電源ユニットと電子制御ユニットとの間に、絶縁材料のない空間を有するために、電源ユニットおよび電子制御ユニットによって生成された熱を効果的に放出することができるという利点を有している。

さらに、このような電子装置においては、電源ユニット、電子制御ユニット、および電源ユニットと電子制御ユニットとを電気的に接続する電気的接続部材の絶縁に要する絶縁材料の量が減少するから、電子装置の生産コストが低下する。

本発明は、さらに、本発明による電子装置を備えている、自動車に組み込むための電気機械を提供するものである。この電気機械は、例えばスタータ、スタータオルタネータ、または自動車に搭載される別の電気機械である。

本発明の一実施形態における電子装置の分解斜視図である。 本発明の一実施形態における電源ユニットおよび放熱体の斜視図である。 本発明の一実施形態における電子制御ユニット、および電子制御ユニットの支持体の斜視図である。 本発明の一実施形態における電気コネクタおよびキャパシタバンクコネクタの斜視図である。 図１の電子装置の組み立て後の概略縦断面図である。 本発明の一実施形態による電気機械の分解斜視図である。

添付図面を参照して、以下の説明を読むことによって、本発明の他の特徴および利点が明らかになると思う。

添付の図面は、以下の説明の理解を助けるために描かれているものであり、本発明の範囲を限定するものではないことに注意されたい。

添付図面全体を通して、同様の要素には、同一の符号を付してある。

本発明による電子装置は、回転電気機械などの、自動車の電気機械に電力を供給するための装置である。具体的には、図６に、本発明の一実施形態による電子装置１０を備える電気機械１を示してある。電子装置１０は、電気機械１の筐体２に取り付けられる。より詳細には、電子装置１０は、電気機械１の筐体２にねじ止めされる。しかしながら、電子装置１０は、電気機械１の筐体２に取り付けられない場合もある。例えば、電子装置１０は、電気機械１から独立した支持体に取り付けられる場合がある。電気機械１は、例えばスタータ、スタータオルタネータ、または自動車に搭載される別の機械である。

このような電子装置は、特に電気機械１に電力を供給するように構成された、少なくとも１つの電源ユニット、および特にこの電源ユニットを制御するように構成された電子制御ユニットを備えている。

電源ユニットは、例えば添付図面に示されているように、１つ以上の電源モジュールである場合がある。当然ながら、電源ユニットは、電源モジュールに限定されることはなく、電気機械に電力を供給するための、他の任意の電源要素であってもよい。

同様に、以下の説明において、電子制御ユニットは、添付図面に示されているように、電子制御基板である。当然ながら、電子制御ユニットは、他の任意の電子制御要素であることもある。

本発明の一実施形態による電子装置１０が、図１に詳細に示されている。電子装置１０は、少なくとも１つ（この場合には３つ）の電源モジュール１００、放熱体２００、電子制御基板３００、電子制御基板３００の支持体４００、および電気コネクタ５００を備えている。

放熱体２００は、電源モジュール１００を支持しており、電子制御基板３００の支持体４００は、電子制御基板３００を支持している。電子制御基板３００の支持体４００は、電源モジュール１００と電子制御基板３００との間に配置されている。電気コネクタ５００は、電源モジュール１００と、電子制御基板３００の支持体４００との間に配置されている。

電源モジュール１００、放熱体２００、電気コネクタ５００、電子制御基板３００、および電子制御基板３００の支持体４００は、それぞれ、実質的に平行な複数の平面の１つに沿って延在していることが好ましい。特に、電源モジュール１００、放熱体２００、および電気コネクタ５００は、図１に示すように、実質的に上下に重なり合っている。

さらに、図示の実施形態のように、電子装置１０は、キャパシタバンクコネクタ６００、センサホルダー７００、ブラシホルダー８００、および保護カバー９００を備えていることが好ましい。キャパシタバンクコネクタ６００は、電子制御基板３００と電源モジュール１００との間に配置されており、したがって、電子制御基板３００、キャパシタバンクコネクタ６００、および電源モジュール１００は、部分的に重なり合っていることが好ましい。保護カバー９００は、電子制御基板３００と対向するように配置されている。

電子装置１０の各要素について、以下に詳細に説明する。

具体的に述べると、図２には、電源ユニット（この場合には電源モジュール１００）と放熱体２００とを有するアセンブリを示してある。

電源モジュール１００は、上面１１２および下面１１４を有する平面基板１１０を備えている。下面１１４は、放熱体２００に対向している。平面基板１１０は、電気絶縁材料（好ましくはプラスチック）で、少なくとも部分的に外側被覆された、少なくとも１本の電源配線を備えている。具体的には、電源モジュール１００の平面基板１１０は、電気絶縁材料で少なくとも部分的に外側が被覆された、３本の電源配線１０２を備えている。電源配線は、導電性の配線、特に金属配線、例えば金属板、特に銅板である。電源配線は、特に、電気機械に流す電流に耐えるように構成されている。

各電源配線１０２は、電源モジュール１００の外部の電気的要素、例えば電気機械の電気的要素との電気的接続のために、少なくとも１つの部分において、電気絶縁材料で外側被覆されていない。例えば、第１電源配線は、電気機械の１つの相φに電気的に接続され、第２電源配線は、電力供給源の正極Ｂ^＋に電気的に接続され、第３電源配線は、電力供給源の負極Ｂ⁻または基準電位（例えば接地）に電気的に接続される。

平面基板１１０の厚さは、例えば０．５〜５ｍｍの範囲にあり、一般に、電源配線の厚さに依存する。電源配線の厚さは、例えば６００〜２０００μｍの範囲にある。

平面基板１１０の製造を容易にし、同時に電子装置の占める空間を少なくするために、平面基板１１０から、特に平面基板１１０の上面１１２から、側壁が突き出ていないことが好ましい。

好適な一実施形態においては、平面基板１１０は、上側部分と下側部分とを有している。上側部分と下側部分とは、連続した同一物質で形成されていることが好ましい。具体的には、図２に明確に示されているように、上側部分は、少なくとも１本の電源配線１０２を有しており、下側部分は、少なくとも１つの開口空洞１２６を有している。開口空洞１２６の底の少なくとも一部分は、電源配線の少なくとも一部分によって、少なくとも部分的に形成されていることが好ましい。電源配線１０２のオーバーモールド１０８は、少なくとも部分的に、開口空洞１２６の縁を形成している。具体的な例として、図２に示すように、電源モジュール１００は、２つの開口空洞１２６を有している。これらの開口空洞１２６によって、効果的な放熱が可能となっている。

図２に示すように、電源モジュール１００は、平面基板１１０の上面１１２上に、電源配線１０２の１つに電気的に接続されている、少なくとも１つの電子部品１２８が配置されている。

さらに電源モジュール１００は、電源モジュール１００の電源配線が、電源モジュール１００の外部の少なくとも１つの電気的要素（例えば電気コネクタ５００）に電気的に接続されている、少なくとも１つの外部接続素子１３０を有している場合がある。外部接続素子１３０は、平面基板１１０の、電子部品１２８が配置されている面と同じ面に配置されている。外部接続素子１３０は、例えば「Ｚ」字状に折り畳まれた、導電材料から成るタブを有している場合がある。このタブは、平面基板１１０、詳細には、電源配線に接している少なくとも１つの下側平面、および電源モジュール１００の外部の電気的要素（例えば電気コネクタ５００）に電気的に接続される上側平面を有している。

平面基板１１０上への、外部接続素子１３０および電子部品１２８の実装は、電源モジュールの平面基板１１０の上面上に、はんだペーストを施した後、外部接続素子１３０および電子部品１２８を置くことによって行われることが好ましい(「ＳＭＣ（表面実装コンタクト）」)。電源モジュール１００を炉内に入れて、はんだペーストを溶融させるときに、電源モジュール１００の平面基板１１０の電気絶縁材料が損傷しないように、電気絶縁材料は、高温プラスチック材料であることが好ましい。電源モジュール１００のこのような製造方法を用いることによって、電源モジュール１００の部品間、とりわけ電子部品１２８と外部接続素子１３０との間の接続数を減らすことができ、したがって、電源モジュールの製造方法および組み立て方法を単純化することができる。

さらに、電子部品１２８および外部接続素子１３０を、平面基板１１０上に直接実装することによって、電子装置１０の占める空間を小さくすることができる。

詳細には、電子部品１２８および／または外部接続素子１３０は、電源配線１０２上に実装されている。したがって、電子部品１２８や外部接続素子１３０は、電源配線１０２に接している面を通じて、その電源配線１０２に電気的に接続されている。さらに、各電子部品１２８は、「ボンディングワイヤ」とも呼ばれる接続ワイヤを介して、他の電子部品１２８、またはその電子部品１２８が実装されている電源配線１０２以外の電源配線１０２に電気的に接続されている場合がある。

上述の電源モジュール１００は、放熱体２００によって包囲されている。すなわち、放熱体２００は、１つまたは複数の電源モジュール１００を受容するための受容空洞を形成している第１部分２０２、および次に詳細に説明する第２部分２０４を有している。

放熱体２００は、特に接地取り出しおよび放熱のために、良好な熱伝導性および導電性を備えるように構成されている。第１部分２０２の底には、実質的に垂直に突き出た、少なくとも１つの、放熱体２００の突出部２０６が存在する。電源モジュール１００の各開口空洞１２６は、少なくとも１つの突出部２０６を受容するように構成されている。

各突出部２０６は、熱伝導性で電気絶縁性である材料、例えば熱グリースで覆われている。各突出部２０６は、対応する、電源モジュール１００の開口空洞１２６の底に接している。したがって、電源モジュール１００は、少なくとも１つの突出部２０６によって物理的に支持されている。特に断らない限り、電源モジュール１００は、放熱体２００の突出部２０６に押し当てられており、電源モジュール１００と、放熱体２００の第１部分２０２の底の、突出部２０６以外の部分との間には、空間が存在している。したがって、電源モジュール１００と突出部２０６との密着が確実になり、電源モジュール１００の効果的な放熱が可能になっている。

さらに、放熱体２００の第１部分２０２は、電源モジュール１００を、放熱体２００上のあらかじめ定められた位置に位置決めするための位置決め部材２１０を有している場合がある。この位置決め部材２１０を用いることによって、放熱体２００上への、電源モジュール１００の正確かつ迅速な位置決めが、容易かつ確実になる。

図５に明確に示されているように、電源モジュール１００を絶縁材料Ａ中に埋め込むために、放熱体２００の第１部分２０２は、絶縁材料Ａを充填されるように構成されていることが好ましい。絶縁材料Ａは、絶縁性ゲル（例えばシリコーンゲル）、または絶縁性樹脂（例えばエポキシ樹脂）である場合がある。したがって。この構造によって、電源モジュール１００の効果的な絶縁が実現される。

電源モジュール１００と冷却回路（図示せず）との間の熱交換を可能にして、電源モジュール１００によって生成された熱を放出するために、電源モジュール１００は、例えば放熱体２００の第１部分２０２の底への密着によって、放熱体２００に固定される。

さらに、電子装置１０は、電源モジュール１００を電子制御基板に電気的に接続するように構成されている、少なくとも１つの電気的接続部材１５０を備えている。各電気的接続部材１５０は、図２に示すように、対応する電源モジュール１００の平面基板１１０上に配置されていることが好ましく、電子制御基板に電気的に接続される。

電源モジュール１００と電子制御基板の支持体との間に、各電気的接続部材１５０を囲んで、少なくとも１つの空間が存在することが好ましい。詳細には、電気コネクタ５００が、この空間中に少なくとも部分的に露出している。特に断らない限り、電気コネクタ５００は、電源モジュール１００と電子制御基板の支持体との間で、電気的接続部材１５０を囲んでいる。より正確には、電気コネクタ５００は、電気コネクタ５００の上面側にも下面側にも、上述の空間の一部分が生じるように、電気的接続部材１５０を受容する構成になされている貫通オリフィス（次に詳述する）を有している。この空間は、空気循環を可能にするように構成されていることが好ましい。

図３は、電子制御ユニット（本明細書においては、電子制御基板３００）、およびこの電子制御基板３００の支持体４００を有するアセンブリを示している。詳細には、電子制御基板３００は、支持体４００に溶接されている。

電子制御基板３００の支持体４００は、例えばプラスチックを成形した絶縁体であることが好ましい。支持体４００は、開口空洞４０２を有しており、その底に、電子制御基板３００を受容している。

開口空洞４０２には、絶縁材料が充填され、電子制御基板３００は、この絶縁材料中に埋め込まれている。例えば図５に示すように、電子制御基板３００は、絶縁材料Ｂ中に埋め込まれている。したがって、電子制御基板３００は、効果的に絶縁されている。

支持体４００は、さらに、電子制御基板３００と電源モジュール１００とを電気的に接続するための各電気的接続部材１５０が挿入される、少なくとも１つの中空柱状体４０４を有している。中空柱状体４０４は、開口空洞４０２から突き出ており、その第１端部において、開口空洞４０２に通じている。詳細には、電子制御基板の支持体４００は、複数の中空柱状体４０４を有している場合がある。各中空柱状体４０４は、それぞれ１つの電源モジュール１００と、電子制御基板３００とを電気的に接続するための電気的接続部材１５０を受容するように構成されている。

電子制御基板３００の支持体４００は、中空柱状体４０４に絶縁材料を充填するためのチャネル４０６（充填部とも呼ばれる）を備えていることが好ましい。当然ながら、支持体４００は、複数のチャネル４０６を備えている場合がある。各チャネル４０６は、それぞれ１つの中空柱状体４０４に通じている。例えば図３において、電子制御基板の支持体４００は、３つのチャネル４０６を有している。各チャネル４０６は、それぞれ１つの中空柱状体４０４への絶縁材料の充填に用いられる。

チャネル４０６は、傾斜状の全体形状、例えば螺旋状の全体形状を呈していることが好ましい。チャネル４０６の一端は、開口空洞４０２の底に通じており、他端は、中空柱状体４０４の側壁に通じている。したがって、チャネル４０６は、中空柱状体４０４内への絶縁材料の、迅速かつ非常にスムーズな流入を可能にする。

中空柱状体４０４は、具体的には電子制御基板３００上への、すなわち開口空洞４０２内への絶縁材料の充填中に、チャネル４０６を介して絶縁材料Ｂを充填される。したがって、電気的接続部材１５０は、絶縁材料Ｂ中に埋め込まれる。チャネル４０６は、中空柱状体４０４への絶縁材料Ｂの確実な充填を可能にし、したがって、電気的接続部材１５０の効果的な電気絶縁の確実な遂行を可能にする。

図５に示すように、中空柱状体４０４の第２端部は、電源モジュール１００が埋め込まれている絶縁材料Ａに接していることが好ましい。このような構成によって、中空柱状体４０４内への絶縁材料Ｂの完全な充填を確実にすることができ、したがって、ほこり、液体、気体や湿気に対する、電気的接続部材１５０の効果的な絶縁を確実にすることができる。したがって、絶縁材料Ｂは、電子制御基板３００と電源モジュール１００との相互接続領域において短絡の生じるいかなる危険性も排除することができる。

詳細には、電子制御基板３００と電源モジュール１００とは、同じ絶縁材料で絶縁される場合も、異なる絶縁材料で絶縁される場合もあるが、同じ絶縁材料、特に同じ絶縁性ゲルで絶縁されることが好ましい。

電源モジュール１００の絶縁材料Ａと、電子制御基板３００の絶縁材料Ｂとの境界面は、図５に示すように、中空柱状体４０４の第２端部に近接して、中空柱状体４０４の内側に位置している。

電気的接続部材１５０を囲んで、より正確には、中空柱状体４０４を囲んで、電子制御基板３００と電源モジュール１００との間に存在する空間には、物体、具体的には絶縁材料が存在しない。物体、具体的には絶縁材料が存在しない空間は、特に、空気の循環、したがって対流による冷却のための自由空間を提供するという効果がある。さらに、このような構造によって、絶縁材料が節約されるため、電子装置の製造コストが低下する。物体が存在しないこの空間には、電気コネクタ５００が、少なくとも部分的に露出している。

さらに、チャネル４０６を介して、中空柱状体４０４内に絶縁材料Ｂを充填することを可能にするために、電子制御基板３００は、チャネル４０６の、開口空洞４０２の底に通じている端に対向するように、オリフィス３０６を形成されていることが好ましい。

電子制御基板３００の支持体４００は、少なくとも１つの別の放熱体４１２を有していることが好ましい。例えば図３において、支持体４００は、電子制御基板３００によって生成された熱を放出するための、２つの放熱体４１２を有している。

さらに、電子制御基板３００を、支持体４００上のあらかじめ定められた位置に位置決めするための位置決め部材４０８を、開口空洞４０２の底に設けてあることが好ましい。特に断らない限り、電子制御基板の支持体４００上に配置されている位置決め部材４０８は、電子制御基板３００上に配置されている相補的位置決め部材３０８と組み合う。例えば図３には、６つの位置決め部材４０８が示されている。各位置決め部材４０８は、開口空洞４０２の底から、底に直角に突き出ている円柱形状の突起を有している。電子制御基板３００の６つの相補的位置決め部材３０８は、位置決め部材４０８の形状および寸法と相補的な形状および寸法を有する断面（この場合には円形断面）を備えている、位置決め用のオリフィスであることが好ましい。これらの位置決め部材４０８は、電子制御基板３００を、支持体４００上に正確かつ迅速に位置決めすることを可能にし、したがって、電子制御基板３００と電源モジュール１００との効果的な電気的接続が可能となっている。

さらに、少なくとも１つの電気的接続部材１５０を電子制御基板３００に向かって案内するように構成されている、少なくとも１つの電気的接続部材１５０の案内部４１０が、開口空洞４０２の底の、中空柱状体４０４の第１端部の部分に設けられていることが好ましい。例えば図３には、開口空洞４０２の底に、案内部４１０の３つのグループが設けられている。案内部４１０は、電源モジュール１００と電子制御基板３００との電気的接続のために、電気的接続部材１５０のセンタリングを行い、それによって、電源モジュール１００と電子制御基板３００とを正確に接続することを可能にする案内オリフィスを有している。図５に示すように、電気的接続部材１５０の、より良好なセンタリングを可能にするために、案内オリフィスの、電源モジュール１００に面する側の断面は、電子制御基板３００に面する側の断面より大きいことが好ましい。

特に図４に明確に示してあるように、電子装置は、さらに、電気コネクタ５００を備えている。電気コネクタ５００は、馬蹄状の全体形状を有しており、その空洞部分に、電気機械のブラシホルダーを収容可能である（後に詳述する）。

電気コネクタ５００は、実質的に平板状であって、電気機械および／または電力供給源の少なくともいくつかの電気的要素に電気的に接続するための、少なくとも１つの電源配線を有していることが好ましい。さらに、電気コネクタ５００は、電源ユニットおよび／または電子制御ユニットを、それらの少なくとも１つの電源配線に電気的に接続するように構成されている。

例えば図４に示す電気コネクタ５００は、その面上に、３本の電源配線を少なくとも部分的に有している。例えば、第１電源配線は、電源モジュールを電気機械の１つの相φに電気的に接続するためのものであり、第２電源配線は、電源モジュールおよび／または電子制御基板への電力の供給のために、電力供給源の正極Ｂ^＋に電気的に接続するためのものであり、第３電源配線は、電源モジュールおよび／または電子制御基板への電力の供給のために、電力供給源の負極Ｂ⁻または接地に電気的に接続するためのものである。

電源配線は、少なくとも部分的に、電気絶縁材料（例えばプラスチック）で被覆されている。電源配線のオーバーモールド５０８の一部を、図４に示してある。

第２電源配線と第３電源配線とは、電気コネクタ５００の面と実質的に直交する方向において、少なくとも部分的に重なり合っていることが好ましい。特に断らない限り、第２電源配線と第３電源配線とは、電気コネクタ５００の実質的に平坦な面上に、少なくとも部分的に上下に重なり合って形成されている。

第２電源配線と第３電源配線とは、絶縁材料（一般的には、例えばプラスチックなどの電気絶縁材料）で分離されている。重なり合っている部分の第２電源配線と第３電源配線とを分離している絶縁材料の厚さは、２ｍｍ以下であり、特に１ｍｍ以下であることが好ましい。絶縁材料の厚さは、１〜１００μｍの範囲にあることが、より好ましい。

さらに、各電源配線は、電源モジュールとの電気的接続をなすことができるように、オーバーモールドを施されていない、少なくとも１つの端子を有している。これらの端子は、電気コネクタ５００の面に配置されており、電気絶縁材料の窓を通して接続可能となっていることが好ましい。図４に示すように、第１電源配線は、２つの端子５０２を有し、第２電源配線は、３つの端子５０４を有し、第３電源配線は、６つの端子５０６を有している。端子５０２、５０４、５０６は、電源モジュールとの電気的接続を可能にする。第２電源配線と第３電源配線との重なり面積を最大にしながら、電気コネクタと電源モジュールとの電気的接続を可能にするために、第２電源配線と第３電源配線とは、端子領域を除いて完全に重ね合わされていることが好ましい。この構成により、電気コネクタの占める空間をさらに少なくすることができる。

第２電源配線および第３電源配線は、さらに、それぞれに、電子制御基板との電気的接続のための、少なくとも１つの突起（ピンとも呼ばれる）を備えている場合がある。突起５１４、５１６が、電気コネクタ５００の面から、電子制御基板に向かう方向に突き出ていることが好ましい。第２電源配線および第３電源配線の各々の突起は、それぞれ、第２電源配線および第３電源配線の端部に位置していることが好ましい。さらに、第２電源配線の突起５１４は、図４に示すように、電子制御基板との接続を容易にするために、第３電源配線の突起５１６に隣接している場合がある。突起５１４、５１６は、例えば、実質的に電気コネクタ５００の中心に、隣接し合って配置されている。第２電源配線および第３電源配線のオーバーモールド５０８は、第２電源配線の突起５１４および第３電源配線の突起５１６に物理的につながっていることが好ましい。第２電源配線および第３電源配線の突起５１４および５１６は、例えば金属から成っている。

電気コネクタ５００は、さらに、電子制御基板と電気コネクタ５００との間で、突起５１４および５１６を囲んでいる密封剤５１８を有している場合がある。これによって、電子制御基板を絶縁材料で絶縁するときに、突起５１４および５１６の領域における、電気コネクタ５００と電子制御基板との間の耐漏洩性を確保することができる。さらに、この密封剤５１８によって、絶縁材料Ｂが、突起５１４および５１６の周囲を流れることを防止することができる。

さらに、図４に示すように、電気コネクタ５００は、少なくとも１つの電気的接続部材を受容するための、少なくとも１つの貫通オリフィス５２０を有している場合がある。貫通オリフィス５２０は、円筒状の全体形状を呈しており、電気コネクタ５００の実質的に平面の部分から、電子制御基板に向かって、電気コネクタ５００の平面の部分に実質的に直交する方向に突き出ている、少なくとも１つの側壁５２２を有していることが好ましい。側壁５２２は、電気的接続部材を物理的に保護できるという利点を有している。

側壁５２２は、図４に示すように、貫通オリフィス５２０の輪郭の少なくとも一部分に沿っていることが好ましい。側壁５２２は、２〜１０ｍｍの範囲の高さ、０．５〜３ｍｍの範囲の厚さを有していることが好ましい。

電気コネクタ５００は、複数の貫通オリフィス５２０を有している場合がある。各貫通オリフィス５２０は、電子制御基板と各電源モジュールとを接続するための少なくとも１つの電気的接続部材を受容するように構成されている。例えば図４において、電気コネクタ５００は、３つの貫通オリフィス５２０を有している。各貫通オリフィス５２０は、それぞれ１つの側壁５２２を備えている。

上述のように、本発明による電子装置１０は、キャパシタバンクコネクタ６００を有していることが好ましい。

キャパシタバンクコネクタ６００は、詳細には、電源モジュール１００を支持している、放熱体２００の第１部分２０２から分離された第２部分２０４（図２を参照）によって支持されている。放熱体２００の第１部分２０２と第２部分２０４とは、少なくとも１つの仕切り壁２０８によって互いに分離されている。仕切り壁２０８は、電源モジュール１００を、放熱体２００の第１部分２０２内に隔離することを可能にする。

電気コネクタ５００とキャパシタバンクコネクタ６００とは、電源モジュール１００への電力供給のために電気的に接続されている。キャパシタバンクコネクタ６００は、馬蹄状の全体形状を呈している場合がある。キャパシタバンクコネクタ６００と電気コネクタ５００とは、電気機械のブラシホルダーを受容するためのオリフィスの輪郭を形成している。

キャパシタバンクコネクタ６００は、少なくとも、第４電源配線および第５電源配線を有している。第４電源配線は、例えば電力供給源の正極Ｂ^＋に電気的に接続するためのものであり、第５電源配線は、電力供給源の負極Ｂ⁻または接地に電気的に接続するためのものである。第４電源配線と第５電源配線とは、互いに分離されており、少なくとも部分的に、電気絶縁材料（例えばプラスチック）によって外側被覆されている。一例として、これらの電源配線のオーバーモールド６０８の一部分を、図４に明確に示してある。

電気コネクタ５００の第２電源配線および第３電源配線と同様に、キャパシタバンクコネクタ６００の第４電源配線および第５電源配線は、少なくとも部分的に重なり合っており、電気絶縁材料（例えばプラスチックなどの）によって分離されていることが好ましい。より正確には、第４電源配線および第５電源配線は、少なくとも部分的に、キャパシタバンクコネクタ６００内で、上下方向に重ねて配置されている。例えば図４において、第４電源配線と第５電源配線との少なくとも一部分は、電気コネクタ５００の面と実質的に直交する方向に重なり合っている。

さらに、第４電源配線および第５電源配線の各々は、電源モジュール１００への電力供給のために、電源モジュール１００および電気コネクタ５００との電気的接続を行うことができるように、オーバーモールドが施されていない、少なくとも１つの端子を有している。図４に示すように、第４電源配線は、少なくとも１つの端子６０４を備えており、第５電源配線は、少なくとも１つの端子６０６を備えている。

キャパシタバンクコネクタ６００の第４電源配線の端子６０４と、電気コネクタ５００の第２電源配線の端子５０４とは、電気的に接続されるようになっており、キャパシタバンクコネクタ６００の第５電源配線の端子６０６と、電気コネクタ５００の第３電源配線の端子５０６とは、電気的に接続されるようになっていることが好ましい。

さらに、キャパシタバンクコネクタ６００は、少なくとも１つのリンクキャパシタ６１０を有する、少なくとも１つのキャパシタバンク６１４を備えている場合がある。例えば図４に示すように、キャパシタバンクコネクタ６００は、その馬蹄形状上に実質的に対称に配置されている２つのキャパシタバンク６１４を備えている。各キャパシタバンク６１４は、３つのリンクキャパシタ６１０を有している。キャパシタバンクコネクタ６００は、これらの少なくとも１つのキャパシタバンク６１４を、電気コネクタ５００に電気的に接続している。

さらに、キャパシタバンクコネクタ６００は、リンクキャパシタ６１０を流れる電流を測定するために強磁性コア、例えば図４に示す磁気トーラス６１２を備えている場合がある。

さらに、この実施形態においては、電子装置１０は、センサホルダー７００内に、少なくとも１つのセンサを配置されていることが好ましい。センサホルダー７００は、電気絶縁材料（例えばプラスチック）から成っている。

センサホルダー７００は、電気機械のロータの回転速度および位置を測定するように構成されている複数のセンサ、例えば３つのホール効果センサを備えていることが好ましい。ホール効果センサは、電気機械のロータに配置されている磁気素子によって放出される磁界を検出するためのものであり、電子制御基板３００に電気的に接続されるように構成されている。

放熱体２００は、センサホルダー７００を受容するための貫通オリフィス２１２を有している場合がある。放熱体２００の第１部分と第２部分とによって、貫通オリフィス２１２が画定されていることが好ましい。センサホルダー７００は、放熱体２００にねじ止めされていることが好ましい。

さらに、電子装置１０は、導電材料から成る少なくとも２つのブラシを、ブラシホルダー８００内に配置されていることが好ましい。ブラシホルダー８００は、電気絶縁材料（例えばプラスチック）から成っている。

これらのブラシは、電気機械のロータに電力を供給するために、電力供給源の正極Ｂ^＋および負極Ｂ⁻に電気的に接続されている。ブラシホルダー８００は、図６に明確に示すように、例えば電気機械１のロータシャフト４が挿入される本体８０２を有している。

ブラシは、電子装置と電気機械１のロータシャフト４との恒久的な電気的コンタクトを可能にする。この電気的コンタクトは、ブラシと、電気機械の軸のまわりに回転運動可能な、電気機械のロータシャフト４とが擦れ合うことによって行われる。

ブラシホルダー８００は、各ブラシの一端に、その一端がロータシャフト４に向かう方向に付勢される力を与えるばねを備えていることが好ましい。より正確には、このばねは、ブラシの摩耗を補償して、ブラシとロータシャフト４との永続的な電気的コンタクトを可能にするものである。

放熱体２００の貫通オリフィス２１２は、さらに、ブラシホルダー８００も受容していることが好ましい。この構成によって、電子装置の占める空間を相当に小さくすることができる。

ブラシホルダー８００は、放熱体２００にねじ止めされていることが好ましい。それによって、例えばブラシが摩耗したときに、迅速かつ簡単にそのブラシを取り出すことができる。

本発明による電子装置１０は、電子制御基板３００の絶縁に役立てられる保護カバー９００を備えていることが好ましい。保護カバー９００は、電気絶縁材料（好ましくはプラスチック）から成り、電子制御基板３００に電気的に接続するように構成されている、少なくとも１つの導電配線９０２（特に銅配線）を有している。導電配線９０２は、さらに、電子装置と、電気機械を組み込まれている自動車との電気的接続が可能になっている。したがって、保護カバー９００は、電子装置の生産コストの低減を可能にし、自動車への電子装置の適応性を向上させ、自動車への電子装置の実装を容易にする。

以上、自動車の電気機械に電力を供給するための、本発明による電子装置を、複数の電源モジュール、およびこれらの電源モジュールのための電子制御基板の範囲内で説明した。当然ながら、本発明は、本明細書において示され、説明されており、かつ単なる例示としてあげられている実施形態に限定されるものではない。反対に、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明による他の種類の電気装置も考えることができる。

１ 電気機械
２ 筐体
４ ロータシャフト
１０ 電子装置
１００ 電源モジュール
１０２ 電源配線
１０８ オーバーモールド
１１０ 平面基板
１１２ 上面
１１４ 下面
１２６ 開口空洞
１２８ 電子部品
１３０ 外部接続素子
１５０ 電気的接続部材
２００ 放熱体
２０２ 第１部分
２０４ 第２部分
２０６ 突出部
２０８ 仕切り壁
２１０ 位置決め部材
２１２ 貫通オリフィス
３００ 電子制御基板
３０６ オリフィス
３０８ 相補的位置決め部材
４００ 支持体
４０２ 開口空洞
４０４ 中空柱状体
４０６ チャネル
４０８ 位置決め部材
４１０ 案内部
４１２ 放熱体
５００ 電気コネクタ
５０２、５０４、５０６ 端子
５０８ オーバーモールド
５１４、５１６ 突起
５１８ 密封剤
５２０ 貫通オリフィス
５２２ 側壁
６００ キャパシタバンクコネクタ
６０４、６０６ 端子
６０８ オーバーモールド
６１０ リンクキャパシタ
６１２ 磁気トーラス
６１４ キャパシタバンク
７００ センサホルダー
８００ ブラシホルダー
８０２ 本体
９００ 保護カバー
９０２ 導電配線
Ａ、Ｂ 絶縁材料

Claims (9)

1. 自動車の電気機械に電力を供給するための電子装置（１０）であって、
   − 電源ユニット（１００）と、
   − 前記電源ユニット（１００）を支持している放熱体（２００）と、
   − 前記電源ユニット（１００）を制御するように構成されている電子制御ユニット（３００）と、
   − 前記電子制御ユニット（３００）を支持しており、前記電源ユニット（１００）と前記電子制御ユニット（３００）との間に配置されている、前記電子制御ユニット（３００）の支持体（４００）と、
   − 前記電気機械および／または電力供給源の少なくともいくつかの電気的要素（φ、Ｂ^＋、Ｂ⁻)に電気的に接続される少なくとも１つの電源配線を有する電気コネクタ（５００）であって、前記電源ユニット（１００）と前記電子制御ユニット（３００）の支持体（４００）との間に配置されており、前記電源ユニット（１００）および／または前記電子制御ユニット（３００）を、前記少なくとも１つの電源配線に電気的に接続するように構成されている電気コネクタ（５００）とを備え、
   前記電源ユニット（１００）と前記電子制御ユニット（３００）とを電気的に接続している、少なくとも１つの電気的接続部材（１５０）を更に備え、
   少なくとも１つの空間が、前記電源ユニット（１００）と前記電子制御ユニット（３００）の前記支持体（４００）との間に、前記少なくとも１つの電気的接続部材（１５０）を囲んで存在しており、かつ前記電気コネクタ（５００）は、前記少なくとも１つの電気的接続部材（１５０）を囲んでいる空間に、少なくとも部分的に露出している、電子装置。
2. 前記電源ユニット（１００）、放熱体（２００）、電気コネクタ（５００）、電子制御ユニット（３００）、および電子制御ユニット（３００）の支持体（４００）は、それぞれ、実質的に平行な複数の平面のうちの１つに沿って延在しており、特に、前記放熱体（２００）、電源ユニット（１００）、および電気コネクタ（５００）は、上下に重なり合っている、請求項１に記載の電子装置。
3. 前記電気コネクタ（５００）は、
   − 前記電源ユニット（１００）を、前記電気機械の１つの相（φ)に電気的に接続するための第１電源配線と、
   − 前記電源ユニット（１００）および／または前記電子制御ユニット（３００）への電力供給のために、前記電力供給源の正極（Ｂ^＋)に電気的に接続されている第２電源配線と、
   − 前記電源ユニット（１００）および／または前記電子制御ユニット（３００）への電力供給のために、前記電力供給源の負極（Ｂ⁻)または接地に電気的に接続される第３電源配線とを有する、請求項１または２に記載の電子装置。
4. 前記電源ユニット（１００）、前記電子制御ユニット（３００）、および前記少なくとも１つの電気的接続部材（１５０）は、絶縁材料（Ａ、Ｂ）内に埋め込まれており、前記電源ユニット（１００）と前記電子制御ユニット（３００）の支持体（４００）との間に、前記少なくとも１つの電気的接続部材（１５０）を囲んで存在している前記少なくとも１つの空間には、絶縁材料（Ａ、Ｂ）が存在していない、請求項１に記載の電子装置。
5. 前記放熱体（２００）の、前記電源ユニット（１００）を支持している第１部分（２０２）と異なる第２部分（２０４）によって支持されているキャパシタバンクコネクタ（６００）を、さらに備えている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子装置。
6. 前記放熱体（２００）の第１部分（２０２）は、絶縁材料（Ａ）が充填されており、それによって、前記電源ユニット（１００）は、該絶縁材料（Ａ）内に埋め込まれている、請求項５に記載の電子装置。
7. 前記電子制御ユニット（３００）に対向して、保護カバー（９００）が配置されている、請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子装置。
8. − 前記電源ユニットは、少なくとも１つの電源モジュール（１００）を備えており、
   − 前記電子制御ユニットは、電子制御基板（３００）である、
   請求項１〜７のいずれか１つに記載の電子装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の電子装置を備えている、自動車に組み込むための電気機械。

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