特許ウォッチ

公開番号2025071056
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2024182937
出願日2024-10-18
発明の名称コンタクト装置およびパワーモジュールアセンブリ
出願人ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング,ROBERT BOSCH GMBH
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01R 4/2407 20180101AFI20250424BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】結合インターフェイス内での回路および/または部分回路の2つの機能コンポーネントの電気接触を提案すること。
【解決手段】結合インターフェイス内での回路および/または部分回路の2つの電気的な機能コンポーネントを電気接触させるためのコンタクト装置であって、コンタクト装置は複数の送電レールを含み、各送電レールは電気絶縁されて離隔して配置される。送電レールはコンタクト領域を含み、コンタクト領域はコンタクト要素を有する。コンタクト装置は、機能要素と両方の送電レールとが、コンタクト要素において電気接触する際に、送電レール内のコンタクト領域の間に電流路を生成する。コンタクト要素と機能要素のコンタクト面との電気接触は、ガルバニック印加接触の形態で形成可能であり、コンタクト装置は、コンタクト装置と機能要素の接触状態ではコンタクト要素に、コンタクト面に垂直な圧縮力をコンタクト力としてもたらす。
【選択図】図4a
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも１つの結合インターフェイス（１０、１０Ａ、１０Ｂ）内で、電気的および／または電子的な回路および／または部分回路の少なくとも２つの電気的な機能コンポーネント（２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３０）を電気接触させるためのコンタクト装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）であって、少なくとも第１および第２の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）を含み、前記送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）が互いに対して電気絶縁されて離隔して配置されており、各送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）が少なくとも第１および第２のコンタクト領域（１６、１８）を有し、前記コンタクト領域（１６、１８）がそれぞれ少なくとも１つのコンタクト要素（１６．１、１８．１）を含み、かつ前記コンタクト装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）は、前記機能要素（２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３０）とそれぞれ両方の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）とが、それぞれ異なるコンタクト領域（１６、１８）のコンタクト要素（１６．１、１８．１）において電気接触する際に、前記両方の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）内の前記第１と前記第２のコンタクト領域（１６、１８）の間にそれぞれ電流路を生成するよう形成されており、これに関し、少なくとも１つのコンタクト領域（１６、１８）の前記コンタクト要素（１６．１、１８．１）と機能要素（２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３０）の少なくとも１つのコンタクト面（２．１、２．１Ａ、２．１Ｂ、２．１Ｃ）との電気接触が、力を加えられたガルバニック印加接触の形態で形成可能であり、そのために前記コンタクト装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）が、前記コンタクト装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）と前記機能要素の少なくとも１つ（２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３０）との接触状態では前記少なくとも１つのコンタクト領域（１６、１８）内の前記少なくとも１つのコンタクト要素（１６．１、１８．１）に、前記コンタクト面（２．１、２．１Ａ、２．１Ｂ、２．１Ｃ）に垂直な圧縮力（Ｄ）をコンタクト力（Ｋ）としてもたらす手段を有し、
前記送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）がそれぞれ、２つの反対側の外面の間に板厚（ｄ）をもつ板状の基本材料から形成されており、前記少なくとも２つの送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）がそれぞれ、前記第１と前記第２のコンタクト領域（１６、１８）の間に、延び軌道（Ｅ）にわたって互いに対して平行に配置されたレール区間（１４．１Ａ、１４．１Ｂ）を有し、それぞれの送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記レール区間（１４．１Ａ、１４．１Ｂ）が、横に形成されたフランジ突出部（１４．１２）を有し、これによりサイドレール区間（１４．２Ａ、１４．２Ｂ）が形成されており、前記サイドレール区間（１４．２Ａ、１４．２Ｂ）が、前記それぞれの送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記それぞれのレール区間（１４．１Ａ、１４．１Ｂ）とは違う平面（Ｅ１、Ｅ２）内に配置されており、かつ前記第１および前記第２の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記サイドレール区間（１４．２Ａ、１４．２Ｂ）が、実質的に互いに覆い隠し合って、互いに対して平行に配置されている、コンタクト装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
それぞれの送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記サイドレール区間（１４．２Ａ、１４．２Ｂ）が、前記レール区間（１４．１Ａ、１４．１Ｂ）に、少なくとも部分区間にわたって、好ましくは前記レール区間（１４．１Ａ、１４．１Ｂ）全体にわたって、少なくとも１つの屈曲部によって付加成形されていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクト装置。
【請求項３】
それぞれの送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記レール区間（１４．１Ａ、１４．１Ｂ）および前記サイドレール区間（１４．２Ａ、１４．２Ｂ）が、２つの屈曲部を介し、前記送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）のこの場合はｕ字形に形成された断面のそれぞれの脚部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）として、互いに対して平行にまたは開いた角度で配置されていることを特徴とする請求項２に記載のコンタクト装置。
【請求項４】
前記第１および前記第２の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記ｕ字形の断面が、互いに１８０°逆方向に配置されており、この場合、前記送電レールのそれぞれ一方（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の少なくとも１つの脚部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が、それぞれもう一方の前記送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の２つの脚部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）の間に噛み合うことを特徴とする請求項３に記載のコンタクト装置。
【請求項５】
前記第１および前記第２の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記ｕ字形の断面が、互いに同方向に配置されており、この場合、前記送電レールのそれぞれ一方（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の２つの前記脚部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が互いに対し、それぞれもう一方の前記送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の２つの前記脚部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）より広い間隔（ａ１－ａ２、ｂ１－ｂ２）をあけており、前記もう一方の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記ｕ字形の断面が、前記一方の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）のより広く離隔している前記脚部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）の間に収容されていることを特徴とする請求項３に記載のコンタクト装置。
【請求項６】
両方の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記レール区間（１４．１Ａ、１４．１Ｂ）および前記サイドレール区間（１４．２Ａ、１４．２Ｂ）が、実質的に互いに覆い隠し合って、互いに対して平行に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のコンタクト装置。
【請求項７】
それぞれの送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）が、延び軌道（Ｅ）にわたって、前記送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の第１のコンタクト領域から第２のコンタクト領域（１６、１８）まで切れ目のない面領域（１５）を有し、前記面領域（１５）では各面上点の法線ベクトル（ＮＶ）が、前記圧縮力（Ｄ）の力ベクトル（ＫＶ）に垂直に方向づけられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のコンタクト装置。
【請求項８】
少なくとも前記第１および前記第２の送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）が共通の電気絶縁性の被包（２０）に包埋されており、これに関し、それぞれの送電レール（１４、１４Ａ、１４Ｂ）の前記少なくとも１つの第１のコンタクト領域（１６）の前記少なくとも１つのコンタクト要素（１６．１）および前記少なくとも１つの第２のコンタクト領域（１８）の前記少なくとも１つのコンタクト要素（１８．１）が、前記被包（２０）から突き出ていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のコンタクト装置。
【請求項９】
前記コンタクト力（Ｋ）を引き起こすための前記手段が少なくとも１つの弾性の圧力要素（２２）を含み、前記圧力要素（２２）が、前記コンタクト力（Ｋ）を引き起こすために、機械的加力部（２４、２４Ａ）によってプリロードされるよう形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のコンタクト装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第１のコンタクト領域（１６）の前記少なくとも１つのコンタクト要素（１６．１）および／または前記少なくとも１つの第２のコンタクト領域（１８）の前記少なくとも１つのコンタクト要素（１８．１）がそれぞれ鋭い歯列（１６．１Ａ、１８．１Ａ）として作製されており、かつ前記引き起こし可能なコンタクト力（Ｋ）により、前記機能要素（２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３０）の前記少なくとも１つのコンタクト面（２．１、２．１Ａ、２．１Ｂ、２．１Ｃ）に押し込まれるよう形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のコンタクト装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクト装置、ならびに少なくとも１つのパワーモジュールを備え、結合インターフェイス内でパワーモジュールと電気接触される少なくとも１つのコンタクト装置を備えた、とりわけ電気機械に相電流を提供するためのパワーモジュールアセンブリに関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
現況技術から、少なくとも１つのパワーモジュールと、少なくとも１つのコンデンサを含むコンデンサユニットとの間の第１の結合インターフェイス、または少なくとも１つのパワーモジュールと、電気機械への相接続部との間の第２の結合インターフェイスが、溶接接合によって実現されるパワーモジュールアセンブリが知られている。
【０００３】
この溶接接合を成すため、一般的には、費用のかかる相応のレーザ溶接装置によるレーザ溶接プロセスが用いられる。対応しているレーザ溶接ヘッドのために、パワーモジュールアセンブリ内に非常に大きな空きスペースが必要である。これに加え、レーザ溶接プロセスは導電性粒子も生成し、この導電性粒子が後に、取り付けられたパワーモジュールアセンブリ内で短絡を生じさせ得る。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の基礎となる課題は、少なくとも１つの結合インターフェイス内での、電気的および／または電子的な回路および／または部分回路の少なくとも２つの電気的な機能コンポーネントの、安価で技術的に簡単に実施可能な電気接触を提案することである。
【０００５】
この課題は、独立請求項の特徴を有する、コンタクト装置、ならびに少なくとも１つのパワーモジュールを備え、および結合インターフェイス内でパワーモジュールと電気接触される少なくとも１つのコンタクト装置を備えた、とりわけ電気機械に相電流を提供するためのパワーモジュールアセンブリによって解決される。
【０００６】
本発明は、少なくとも１つの結合インターフェイス内で、電気的および／または電子的な回路および／または部分回路の少なくとも２つの電気的な機能コンポーネントを電気接触させるためのコンタクト装置を出発点とする。２つの電気接触されるべき機能コンポーネントは、例えば、電気モータを制御するための転流回路の一部としてのパワーモジュールおよびコンデンサである。コンタクト装置は少なくとも第１および第２の送電レールを含み、これらの送電レールは互いに対して電気絶縁されて離隔して配置されている。各送電レールは少なくとも第１および第２のコンタクト領域を含み、これらのコンタクト領域はそれぞれ少なくとも１つのコンタクト要素を有する。コンタクト装置は、回路動作中に、機能要素とそれぞれ両方の送電レールとが、それぞれ異なるコンタクト領域のコンタクト要素において電気接触する際に、両方の送電レール内の第１と第２のコンタクト領域の間にそれぞれ電流路を生成するよう形成されている。これに関し、少なくとも１つのコンタクト領域のコンタクト要素と機能要素の少なくとも１つのコンタクト面との電気接触は、力を加えられたガルバニック印加接触（ｇａｌｖａｎｉｓｃｈｅｒＡｎｌａｇｅｎｋｏｎｔａｋｔ）の形態で形成可能であり、そのためにコンタクト装置は、コンタクト装置と機能要素の少なくとも１つとの接触状態では少なくとも１つのコンタクト領域内の少なくとも１つのコンタクト要素に、コンタクト面に垂直な圧縮力をコンタクト力としてもたらす手段を有する。したがってガルバニック印加接触は、そうでない場合には緩く重なり合っているコンタクト相手のコンタクト面を、単に力を加えて機械的に押し合わせる（および保持する）だけで生じる。送電レールはそれぞれ、２つの反対側の外面の間に板厚をもつ板状の基本材料から形成されている。つまり送電レールは、好ましくは板材料としての板金材料から、さらに好ましくは銅または銅合金から形成されている。このようにして、第１および第２の送電レールがそれぞれ抜き曲げ部品として作製され得ることが有利であり、これにより安価な大量生産が可能である。両方の送電レールはそれぞれ、第１と第２のコンタクト領域の間に、延び軌道にわたって互いに対して平行に配置されたレール区間を有する。さらに、それぞれの送電レールの一部またはレール区間全体が、横に形成された少なくとも１つのフランジ突出部を有し、これによりサイドレール区間が形成されている。この形成されたサイドレール区間は、それぞれの送電レールのレール区間とは違う平面内に配置されている。第１および第２の送電レールのサイドレール区間は、実質的に互いに覆い隠し合って、互いに対して平行に配置されている。覆い隠し合いは、互いに対して平行に配置されたサイドレール区間の少なくとも１つを垂直に見ることで現れる。両方の送電レールを通る電流フローによるコンタクト装置の通電中は、追加的なサイドレール区間により、全体として、コンタクト装置の非常に低インダクタンスの全体的挙動が生じる。とりわけ、両方の送電レールの異なる電位印加の場合に発生するインダクタンスが補われる。これは、送電レールの面がより多く互いに対置されているほど、よりうまくいく。さらに、レール区間とサイドレール区間を異なる平面内に配置することで、構造剛性の上昇になり、よってコンタクト装置は、様々に方向づけられた機械的な力の作用に対し、より負荷に耐え得る。
【０００７】
従属請求項に記載した措置により、本発明によるコンタクト装置の有利な変形および改善が可能である。
コンタクト装置のさらなる有利な一実施形態では、それぞれの送電レールのサイドレール区間が、レール区間に、少なくとも部分区間にわたって、好ましくはレール区間全体にわたって、少なくとも１つの屈曲部によって付加成形されている。部分区間が長く選択されればそれだけ、コンタクト装置の低インダクタンスに、より好影響を及ぼし得る。さらにこれにより送電レールの構造剛性の上昇にもなる。
【０００８】
それぞれの送電レールのレール区間およびサイドレール区間が、２つの屈曲部を介し、送電レールのこの場合はｕ字形に形成された断面のそれぞれの脚部として、互いに対して平行にまたは開いた角度で配置されているコンタクト装置の一実施形態では、大きな利点が生じる。ｕ字形の断面成形により、様々な空間方向からの機械的な力の作用に対して剛性の仕様で、最善のコンパクト仕様がもたらされる。互いに対して開いた角度での脚部の配置とは、起点では結合している脚部が、脚部区間が延びるにつれてｖ字形に次第に互いから遠ざかることを意味する。
【０００９】
第１および第２の送電レールを互いに対してとりわけ場所をとらないように配置する様々な可能性がある。好ましい１つの配置は、第１および第２の送電レールのｕ字形の断面が、互いに１８０°逆方向に配置されており、この場合、送電レールのそれぞれ一方の少なくとも１つの脚部が、それぞれもう一方の送電レールの２つの脚部の間に噛み合うことで生じる。代替的な１つの配置は、第１および第２の送電レールのｕ字形の断面が、互いに同方向に配置されており、この場合、送電レールのそれぞれ一方の２つの脚部が互いに対し、それぞれもう一方の送電レールの２つの脚部より広い間隔をあけていることで現れる。さらにこの場合、もう一方の送電レールのｕ字形の断面が、一方の送電レールのより広く離隔している脚部の間に収容されている。
【００１０】
両方の送電レールのレール区間およびサイドレール区間が、実質的に互いに覆い隠し合って、互いに対して平行に配置されているコンタクト装置の一実施形態が、特に低いインダクタンスを有する。高度の覆い隠しにより、両方の送電レール内の電流に基づくインダクタンスが、特に強く、互いに逆方向に作用する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許