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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluidmaschine.
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STAND DER TECHNIK
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Ein bekannter motorbetriebener Kompressor, der als eine Fluidmaschine dient, umfasst einen Elektromotor und eine Antriebsvorrichtung, die den Elektromotor antreibt (siehe beispielsweise japanische Patentveröffentlichung
JP 2003 - 324 900 A ). Die Antriebsvorrichtung ist mit einem Gehäuse gekoppelt, durch das ein Fluid befördert wird. Wärme wird zwischen dem Fluid und der Antriebsvorrichtung über das Gehäuse ausgetauscht, um die Antriebsvorrichtung zu kühlen.
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Ferner offenbart die
US 2010/ 0 183 457 A1 einen elektrischen Kompressor mit integriertem Inverter, wobei an einem Umfang eines Gehäuses, in dem ein Elektromotor und ein Kompressionsmechanismus untergebracht sind, ein Abschnitt zur Aufnahme des Inverters vorgesehen ist, und in dessen Inneren eine Invertervorrichtung untergebracht ist, die Gleichstrom, der von einer Hochspannungsstromversorgung zugeführt wird, in dreiphasigen Wechselstrom umwandelt und den dreiphasigen Wechselstrom an den Elektromotor liefert. Die Invertervorrichtung umfasst ein Wechselrichtermodul, in dem eine Leistungssystem-Metallplatine, auf der zumindest Halbleiterschaltvorrichtungen blank montiert sind, und eine CPU-Platine, auf der eine Steuer- und Kommunikationsschaltung mit einer bei niedriger Spannung arbeitenden Vorrichtung, wie z.B. einer CPU, montiert ist, über ein Harzgehäuse modularisiert sind. Das Wechselrichtermodul weist eine Metall-Abschirmplatte auf, die von dem Harzgehäuse getragen wird und zwischen der Leistungssystem-Metallplatine und der CPU-Platine angeordnet ist. Die
US 9 115 707 B2 beschreibt ein Wechselrichtermodul mit einem Harzmodulgehäuse, einer Leistungssystemplatine, die an einer Unterseite des Modulgehäuses vorgesehen ist, und einer Steuerplatine, die an einer Oberseite des Modulgehäuses vorgesehen ist. Ein Glättungskondensator ist in Bezug auf die Leistungssystemplatine und die Steuerplatine elektromagnetisch abgeschirmt. Weiterer Stand der Technik ist aus der
US 2001/ 0 012 212 A1 und der
US 9 095 079 B2 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Antriebsvorrichtung umfasst eine wärmeerzeugende Komponente, die gekühlt werden muss. Die wärmeerzeugende Komponente kann zusätzlich zu der Wärme ein elektromagnetisches Rauschen erzeugen. Wenn das elektromagnetische Rauschen von der wärmeerzeugenden Komponente zu einer Schaltungsplatine über den Bereich zwischen der wärmeerzeugenden Komponente und der Schaltungsplatine übertragen wird, kann das elektromagnetische Rauschen in eine Leitungsstruktur eintreten, die auf der Schaltungsplatine ausgebildet ist. Dies kann den Betrieb der Antriebsvorrichtung nachteilig beeinflussen und die Steuerbarkeit des Elektromotors, der durch die Antriebsvorrichtung angetrieben wird, herabsetzen. In diesem Fall kann der Betrieb der Fluidmaschine nachteilig beeinflusst werden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluidmaschine bereitzustellen, die die Effizienz zum Kühlen einer wärmeerzeugenden Komponente erhöht und die Übertragung eines elektromagnetischen Rauschens von der wärmeerzeugenden Komponente zu der Schaltungsplatine begrenzt.
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Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe durch eine Fluidmaschine gemäß Anspruch 1 und alternativ durch eine Fluidmaschine gemäß dem nebengeordneten Anspruch 4 gelöst. Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gezeigt.
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Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen, ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung, zusammen mit Aufgaben und Vorteilen von dieser, kann am besten mit Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den anhängenden Zeichnungen verstanden werden, in denen gilt:
- 1 ist eine Teilschnittansicht, die schematisch eine Fluidmaschine zeigt;
- 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Invertervorrichtung in der in 1 gezeigten Fluidmaschine; und
- 3 ist eine Explosionsschnittansicht der in 2 gezeigten Invertervorrichtung.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
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Nun wird ein motorbetriebener Kompressor, der als ein Ausführungsbeispiel einer Fluidmaschine dient, beschrieben. Der motorbetriebene Kompressor ist in einem Fahrzeug zur Verwendung mit einer fahrzeuginternen Klimaanlage installiert.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine fahrzeuginterne Klimaanlage 100 einen motorbetriebenen Kompressor 10, der als eine Fluidmaschine dient, und einen externen Kühlmittelkreis 101, der Kühlmittel, das als ein Fluid dient, dem motorbetriebenen Kompressor 10 zuführt. Der externe Kühlmittelkreis 101 umfasst beispielsweise einen Wärmetauscher und ein Expansionsventil. Wenn der Fahrgastraum gekühlt oder geheizt wird, verwendet die fahrzeuginterne Klimaanlage 100 den motorbetriebenen Kompressor 10, um Kühlmittel zu komprimieren, und den externen Kühlmittelkreis 101, um Wärme mit dem Kühlmittel auszutauschen und das Kühlmittel zu expandieren.
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Die fahrzeuginterne Klimaanlage 100 umfasst eine Klimaanlagen-ECU 102, die die gesamte fahrzeuginterne Klimaanlage 100 steuert. Die Klimaanlagen-ECU 102 ist konfiguriert, um die Fahrgastraumtemperatur, die eingestellte Temperatur der fahrzeuginternen Klimaanlage 100 und dergleichen zu erkennen. Basierend auf diesen Parametern überträgt die Klimaanlagen-ECU 102 verschiedene Anweisungen wie etwa eine Aktivierungs- oder Deaktivierungsanweisung an den motorbetriebenen Kompressor 10.
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Der motorbetriebene Kompressor 10 umfasst ein Gehäuse 11, eine Kompressionseinheit 12 und einen Elektromotor 13. Das Gehäuse 11 umfasst einen Ansauganschluss 11a, durch den Kühlmittel von dem externen Kühlmittelkreis 101 angesaugt wird. Die Kompressionseinheit 12 und der Elektromotor 13 sind in dem Gehäuse 11 beherbergt.
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Das gesamte Gehäuse 11 ist rund und hohl (insbesondere im Wesentlichen rohrförmig). Das Gehäuse 11 ist aus einem thermisch leitenden Material gebildet (beispielsweise Metall, wie etwa Aluminium). Das Gehäuse 11 umfasst einen Ausstoßanschluss 11b, durch den Kühlmittel ausgestoßen wird. In dem Gehäuse 11 ist Kühlmittel vorhanden, und Wärme wird zwischen dem Gehäuse 11 und dem Kühlmittel ausgetauscht. Das heißt, dass das Gehäuse 11 durch das Kühlmittel gekühlt wird. Ferner ist das Gehäuse 11 elektrisch mit der Masse verbunden.
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Wenn eine Drehwelle 21 (später beschrieben) rotiert, komprimiert die Kompressionseinheit 12 durch den Ansauganschluss 11a in das Gehäuse 11 angesaugtes Kühlmittel, und stößt das komprimierte Kühlmittel durch den Ausstoßanschluss 11b aus. Die Kompressionseinheit 12 kann eine beliebige Struktur aufweisen, wie etwa ein Scroll-Typ, ein Kolbentyp oder ein Flügelradtyp.
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Der Elektromotor 13 treibt die Kompressionseinheit 12 an. Der Elektromotor 13 umfasst die Drehwelle 21, das heißt, ist beispielsweise rotatorisch durch das Gehäuse 11 gelagert, einen an die Drehwelle 21 fixierten rohrförmigen Rotor 22, und einen an dem Gehäuse 11 fixierten Stator 23. Die Axialrichtung der Drehwelle 21 entspricht der Axialrichtung des rohrförmigen Gehäuses 11. Der Stator 23 umfasst einen rohrförmigen Statorkern 24 und Spulen 25, die um Zähne des Statorkerns 24 gewickelt sind. Der Rotor 22 und der Stator 23 stehen einander in der Radialrichtung der Drehwelle 21 gegenüber. Wenn den Spulen 25 Strom zugeführt wird, drehen sich der Rotor 22 und die Drehwelle 21, sodass die Kompressionseinheit 12 das Kühlmittel komprimiert.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der motorbetriebene Kompressor 10 eine Invertervorrichtung 30, eine Abdeckung 31 sowie Befestigungsmittel 32. Die Invertervorrichtung 30 dient als eine Antriebsvorrichtung, die den Elektromotor 13 antreibt. Die Abdeckung 31 definiert eine Aufnahmekammer S1, die die Invertervorrichtung 30 in Zusammenspiel mit dem Gehäuse 11 aufnimmt. Die Befestigungsmittel 32 befestigen die Abdeckung 31 an dem Gehäuse 11.
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Die Abdeckung 31 ist mit einer Kopplungswand 11c gekoppelt, die eine der zwei Endwandungen des Gehäuses 11 ist und sich an einer Seite gegenüberliegend dem Ausstoßanschluss 11b in der Axialrichtung der Drehwelle 21 befindet. Die Kompressionseinheit 12, der Elektromotor 13 und die Inverterschaltung 60 sind in der Axialrichtung der Drehwelle 21 angeordnet. Das heißt, dass der motorbetriebene Fahrzeugkompressor 10 vom Inline-Typ ist.
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Die Abdeckung 31 ist beispielsweise aus Metall, wie etwa Aluminium, gebildet. Die gesamte Abdeckung 31 ist rohrförmig. Die Abdeckung 31 umfasst einen Körper 31a umfassend einen Bodenabschnitt (Endwandung) und einen Seitenabschnitt (umlaufende Wandung), der sich von einer äußeren Kante des Bodenabschnitts erstreckt. Der Seitenabschnitt umfasst ein erstes Ende, das kontinuierlich mit dem Bodenabschnitt verläuft, und ein zweites Ende, das sich an einer Seite gegenüberliegend dem ersten Ende befindet. Ferner umfasst die Abdeckung 31 einen Flansch 31b, der sich seitwärts von dem zweiten Ende (von der Drehwelle 21 radial nach außen gerichtet) erstreckt. Die Befestigungsmittel 32 befestigen den Flansch 31b an der Kopplungswand 11c.
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Die Aufnahmekammer S1, die die Invertervorrichtung 30 beherbergt, ist durch den Körper 31a und die Kopplungswand 11c definiert. Das heißt, dass die Aufnahmekammer S1 durch den Körper 31a, der aus einem Metall gebildet ist, und der Kopplungswand 11c definiert ist. In die Aufnahmekammer S1 fließt kein Kühlmittel.
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Die Abdeckung 31 umfasst eine Verbindungseinrichtung 33, die elektrisch die Invertervorrichtung 30 mit der Klimaanlagen-ECU 102 und der fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 103 verbindet. Die Invertervorrichtung 30 wird mit Gleichstromenergie von der fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 103 versorgt.
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Die Invertervorrichtung 30 ist elektrisch mit den Spulen 25 durch hermetisch abgedichtete Anschlüsse (nicht gezeigt), die auf der Kopplungswand 11c gebildet sind, verbunden. Die Invertervorrichtung 30 wandelt Gleichstromenergie von der fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 103 in Wechselstromenergie, die den Elektromotor 13 antreibt. Die gewandelte Wechselstromenergie wird den Spulen 25 zugeführt, um den Elektromotor 13 anzutreiben.
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Die Invertervorrichtung 30 teilt die fahrzeuginterne Energiespeichervorrichtung 103 mit anderen fahrzeuginternen Vorrichtungen. Die anderen fahrzeuginternen Vorrichtungen umfassen beispielsweise eine Leistungssteuerungseinheit (PCU) und können gemäß dem Fahrzeugtyp variieren.
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Wie in 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Invertervorrichtung 30 eine Schaltungsplatine 40, eine Filterschaltung 50, eine Inverterschaltung 60 und ein Metallelement 70.
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Die Schaltungsplatine 40 weist die Form einer Platte (insbesondere einer kreisförmigen Platte) auf. Die Schaltungsplatine 40 liegt dem Gehäuse 11 gegenüber. Die Kopplungswand 11c umfasst eine Gehäuseendfläche 11d gegenüberliegend der Abdeckung 31. Das heißt, dass sich die Schaltungsplatine 40 gegenüberliegend der Gehäuseendfläche 11d befindet. Die Schaltungsplatine 40 umfasst eine Platinenfläche, die der Gehäuseendfläche 11d in der Axialrichtung der Drehwelle 21 gegenüberliegt. Die Gehäuseendfläche 11d ist eine Außenfläche des Gehäuses 11.
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Die Schaltungsplatine 40 umfasst Anschlusslöcher 41 und Leitungsstrukturen 42. Die Leitungsstrukturen 42 sind elektrisch mit in die Anschlusslöcher 41 eingebrachten Anschlüssen verbunden. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel sind die Leitungsstrukturen 42 auf einer Fläche der Schaltungsplatine 40 gegenüberliegend der Fläche, die der Gehäuseendfläche 11d gegenüberliegt, gebildet. Jedoch können die Leitungsstrukturen 42 ebenso auf der gegenüberliegenden Fläche oder nur auf der gegenüberliegenden Fläche ausgebildet sein. Wenn die Schaltungsplatine 40 eine mehrlagige Platine ist, können sich die Leitungsstrukturen 42 auf einer Vielzahl von Schichten befinden.
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Die Filterschaltung 50 reduziert ein in der Gleichstromenergie, die von der fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 103 zu der Invertervorrichtung 30 zugeführt wird, enthaltenes eingebrachtes Rauschen. Die Filterschaltung 50 ist beispielsweise eine LC-Resonanzschaltung umfassend eine Gleichtaktdrosselspule 51 und einen Kondensator 52. Wenn Strom zu der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 fließt, erzeugen die Gleichtaktdrosselspule 51 und der Kondensator 52 Wärme und ein elektromagnetisches Rauschen. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entsprechen die Gleichtaktdrosselspule 51 und der Kondensator 52 jeweils einer „wärmeerzeugenden Komponente“.
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Wie in 3 gezeigt ist, umfasst die Gleichtaktdrosselspule 51 einen Kern 51a, eine erste Spule 51b und eine zweite Spule 51c. Die erste Spule 51b und die zweite Spule 51c sind um den Kern 51a gewickelt.
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Der Kern 51a weist beispielsweise eine geschlossene (endlose) Form auf und ist polygonal (im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel rechteckig). Ferner weist der Kern 51a eine vorbestimmte Dicke auf. Mit anderen Worten ist der Kern 51a rahmenförmig und weist eine vorbestimmte Höhe auf. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist der Kern 51a durch ein einzelnes Teil gebildet. Anstatt dessen kann der Kern 51a beispielsweise durch Koppeln zweier symmetrischer Teile gebildet werden. Alternativ kann der Kern 51a durch drei oder mehr Teile gebildet werden.
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Die beiden Spulen 51b und 51c stehen einander gegenüber und sind um Achsen gewickelt, die sich in der gleichen Richtung erstrecken. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel weisen die beiden Spulen 51b und 51c die gleiche Anzahl von Wicklungen (Umläufen) auf. Die beiden Spulen 51b und 51c sind gewickelt, um magnetische Flüsse zu erzeugen, die einander verstärken, wenn ein Gleichtaktstrom in die gleiche Richtung zu den beiden Spulen 51b und 51c fließt, und einander aufheben, wenn ein Strom des normalen Modus in entgegengesetzten Richtungen zu den beiden Spulen 51b und 51c fließt.
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In einer Situation, in der ein Strom des normalen Modus zu den beiden Spulen 51b und 51c fließt, tritt ein Streufluss in der Gleichtaktdrosselspule 51 auf. Das heißt, dass die Gleichtaktdrosselspule 51 eine vorbestimmte Induktanz aufweist, wenn ein Strom des normalen Modus fließt. Mit anderen Worten weist die Gleichtaktdrosselspule 51 eine relativ hohe Impedanz (insbesondere ein Induktanz) auf, wenn ein Gleichtaktstrom fließt, und weist eine relativ niedrig Impedanz auf, wenn ein Strom des normalen Modus fließt. Ein Streufluss tritt um die Gleichtaktdrosselspule 51 auf und neigt dazu, an den beiden Enden jeder Achse, um die die beiden Spulen 51b und 51c gewickelt sind, zusammenzulaufen.
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Wie in 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Gleichtaktdrosselspule 51 einen ersten Eingangsanschluss 53 und einen ersten Ausgangsanschluss 54, die sich von der ersten Spule 51b erstrecken, sowie einen zweiten Eingangsanschluss 55 und einen zweiten Ausgangsanschluss 56, die sich von der zweiten Spule 51c erstrecken.
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Jeder der Anschlüsse 53 bis 56 erstreckt sich in einer entgegengesetzten Richtung Z, in der die Gehäuseendfläche 11d der Schaltungsplatine 40 gegenüberliegt. Die beiden Eingangsanschlüsse 53 und 55 sind mit der Verbindungseinrichtung 33 über die Leitungsstrukturen 42 verbunden, sodass die beiden Eingangsanschlüsse 53 und 55 Gleichstromenergie von der fahrzeuginternen Speichervorrichtung 103 aufnehmen. Die beiden Ausgangsanschlüsse 54 und 56 sind mit der Inverterschaltung 60 über die Leitungsstrukturen 42 verbunden.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist die Gleichtaktdrosselspule 51 von der Schaltungsplatine 40 beabstandet und befindet sich zwischen der Schaltungsplatine 40 und dem Gehäuse 11 (insbesondere der Gehäuseendfläche 11d). Insbesondere befindet sich die Gleichtaktdrosselspule 51 näher an der Gehäuseendfläche 11d als an der Schaltungsplatine 40. Mit anderen Worten ist die Distanz von der Gleichtaktdrosselspule 51 zu der Schaltungsplatine 40 länger als die Distanz von der Gleichtaktdrosselspule 51 zu der Gehäuseendfläche 11d.
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Der motorbetriebene Kompressor 10 umfasst einen thermisch leitenden Isolator 57, der die gesamte Gleichtaktdrosselspule 51 bedeckt. Der Isolator 57 befindet sich in Kontakt mit der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Gehäuseendfläche 11d. Daher wird an der Gleichtaktdrosselspule 51 erzeugte Wärme durch den Isolator 57 zu der Kopplungswand 11c übertragen. Jeder der Anschlüsse 53 bis 56 erstreckt sich durch den Isolator 57.
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Der Isolator 57 kann beispielsweise ein isolierender Film oder eine isolierende Abdeckung sein, solange der Isolator 57 einen Kurzschluss der Gleichtaktdrosselspule 51 mit anderen Komponenten einschränkt. Zusätzlich kann der Isolator 57 eine isolierende Beschichtungsschicht sein, die auf einer Oberfläche der Gleichtaktdrosselspule 51 ausgebildet ist.
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Weiterhin gilt, dass wenn der Isolator 57 ein Teil der Gleichtaktdrosselspule 51 (wärmeerzeugende Komponente) ist, sich die Gleichtaktdrosselspule 51 mit dem Isolator 57 in direktem Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d befinden wird.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der Kondensator 52 von der Schaltungsplatine 40 beabstandet und befindet sich zwischen der Schaltungsplatine 40 und dem Gehäuse 11 (d. h. der Gehäuseendfläche 11d). Insbesondere befindet sich der Kondensator 52 näher an der Gehäuseendfläche 11d als an der Schaltungsplatine 40, und ist von der Schaltungsplatine 40 beabstandet. Mit anderen Worten ist die Distanz von dem Kondensator 52 zu der Schaltungsplatine 40 länger als die Distanz von dem Kondensator 52 zu der Gehäuseendfläche 11d.
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Der Kondensator 52 umfasst eine isolierte Oberfläche. Insbesondere ist der Kondensator 52 derart verpackt, dass der Kondensator 52 mit einer isolierenden Abdeckung abgedeckt ist. Der Kondensator 52 ist in Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d isoliert. Der Kondensator 52 ist beispielsweise schachtelförmig. Jedoch kann der Kondensator 52 eine beliebige Form aufweisen.
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Der Kondensator 52 umfasst einen ersten Anschluss 58 und einen zweiten Anschluss 59. Der erste Anschluss 58 und der zweite Anschluss 59 des Kondensators 52 erstrecken sich in der entgegengesetzten Richtung Z und sind mit sowohl der Gleichtaktdrosselspule 51 als auch der Inverterschaltung 60 über die Leitungsstrukturen 42 verbunden.
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Der Kondensator 52 ist ein X-Kondensator. Ferner kann, zusätzlich zu dem Kondensator 52, die Filterschaltung 50 einen (nicht gezeigten) Y-Kondensator umfassen, der mit der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Masse verbunden ist.
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Bei einem solchen Aufbau reduziert die Filterschaltung 50 mit der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 sowohl das Gleichtaktrauschen, das in der durch die Invertervorrichtung 30 aufgenommenen Gleichstromenergie enthalten ist, als auch das Rauschen des normalen Modus eines vorbestimmten Frequenzbandes. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entsprechen das Gleichtaktrauschen und das Rauschen des normalen Modus jeweils dem „eingebrachten Rauschen“.
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Die Inverterschaltung 60 umfasst ein Halbleitermodul 61, das Schaltelemente umfasst.
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Das Halbleitermodul 61 ist ein Leistungsmodul mit Leistungsschaltelementen wie etwa einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT). Das Halbleitermodul 61 befindet sich zwischen der Schaltungsplatine 40 und dem Gehäuse 11 (d. h. der Gehäuseendfläche 11d). Das Halbleitermodul 61 ist über Anschlüsse mit der Schaltungsplatine 40 gekoppelt. Das Halbleitermodul 61 ist derart verpackt, dass die Schaltelemente in einer isolierenden Abdeckung beherbergt sind.
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Das Halbleitermodul 61 kann sich näher an der Schaltungsplatine 40 befinden als an der Gehäuseendfläche 11d. Das heißt, dass die Distanz von dem Halbleitermodul 61 zu der Gehäuseendfläche 11d länger sein kann als die Distanz von dem Halbleitermodul 61 zu der Schaltungsplatine 40. Jedoch kann sich das Halbleitermodul 61 näher an der Gehäuseendfläche 11d befinden als an der Schaltungsplatine 40. Alternativ kann sich das Halbleitermodul 61 in der Mitte der Schaltungsplatine 40 und der Gehäuseendfläche 11d befinden.
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Die Inverterschaltung 60 ist mit den Spulen 25 durch hermetisch abgedichtete Anschlüsse (nicht gezeigt) verbunden. Die Inverterschaltung 60 führt Schaltoperationen mit den Schaltelementen in einem vorbestimmten Muster durch, um die Gleichstromenergie von der Filterschaltung 50 in Wechselstromenergie zu wandeln, die den Elektromotor 13 antreibt. Die Inverterschaltung 60 treibt den Elektromotor 13 durch Ausgeben der gewandelten Wechselstromenergie zu den Spulen 25 an. Wenn beispielsweise der Elektromotor ein dreiphasiger Motor ist, ist die Inverterschaltung 60 ein dreiphasiger Inverter.
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Die Gleichtaktdrosselspule 51, der Kondensator 52 und das Halbleitermodul 61 sind nebeneinander angeordnet. In diesem Fall befindet sich der Kondensator 52 zwischen dem Halbleitermodul 61 und der Gleichtaktdrosselspule 51. Ferner ist die Distanz von dem Halbleitermodul 61 zu dem Kondensator 52 länger als die Distanz von der Gleichtaktdrosselspule 51 zu dem Kondensator 52.
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Das Metallelement 70 ist beispielsweise ein thermisch leitendes und elektrisch leitendes Element aus Aluminium oder dergleichen. Weiterhin ist das Metallelement 70 ein nichtmagnetischer Körper mit einer relativen Permeabilität von 0,9 bis 3.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst das Metallelement 70 einen ersten Metallabschnitt 71. Der erste Metallabschnitt 71 befindet sich zwischen der Schaltungsplatine 40 und den wärmeerzeugenden Komponenten, die die Gleichtaktdrosselspule 51 und der Kondensator 52 sind.
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Der erste Metallabschnitt 71 weist die Form einer Platte (beispielsweise rechteckige Platte) auf. Die dickeseitige Richtung des ersten Metallabschnitts 71 entspricht der entgegengesetzten Richtung Z. Der erste Metallabschnitt 71 deckt sowohl die Gleichtaktdrosselspule 51 als auch den Kondensator 52 aus Sicht der Schaltungsplatine 40 ab. Das heißt, dass der erste Metallabschnitt 71 Oberflächen der Gleichtaktdrosselspule 51 und des Kondensators 52 abdeckt, die der Schaltungsplatine 40 gegenüberliegen.
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Der erste Metallabschnitt 71 umfasst eine erste Plattenoberfläche 71a, die der Gehäuseendfläche 11d gegenüberliegt, und eine zweite Plattenoberfläche 71b, die der Schaltungsplatine 40 gegenübersteht.
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Die erste Plattenoberfläche 71a befindet sich in Kontakt mit sowohl dem Isolator 57, der die Gleichtaktdrosselspule 51 abdeckt, als auch dem Kondensator 52. Daher wird Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51 über den Isolator 57 zu dem ersten Metallabschnitt 71 übertragen. Ferner wird Wärme von dem Kondensator 52 zu dem ersten Metallabschnitt 71 übertragen. Das heißt, dass der erste Metallabschnitt 71 die Wärme der Gleichtaktdrosselspule 51 und des Kondensators 52 absorbiert.
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Die zweite Plattenoberfläche 71b ist von der Schaltungsplatine 40 beabstandet. Daher erstreckt sich ein Spalt (Luftschicht) zwischen der zweiten Plattenoberfläche 71b und der Schaltungsplatine 40. Der Spalt isoliert das Metallelement 70 von der Schaltungsplatine 40. Ferner schränkt der Spalt die Übertragung von Wärme von dem ersten Metallabschnitt 71, der Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 aufnimmt, zu der Schaltungsplatine 40 ein.
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Weiterhin, wenn ein elektromagnetisches Rauschen an der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 erzeugt wird, blockiert der erste Metallabschnitt 71 das elektromagnetische Rauschen. Daher schränkt der erste Metallabschnitt 71 die Übertragung eines elektromagnetischen Rauschens zu der Leitungsstruktur 42 der Schaltungsplatine 40 ein. Das durch den ersten Metallabschnitt 71 blockierte elektromagnetische Rauschen wird in Wärme gewandelt.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst der erste Metallabschnitt 71 Durchgangslöcher 72. Die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 werden in die Durchgangslöcher 72 eingebracht. Die Durchgangslöcher 72 befinden sich entgegengesetzt zu einem der Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59. Die Durchgangslöcher 72 sind größer als die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59. Eine Isolierschicht 72a ist auf die Wandoberfläche jedes Durchgangslochs 72 aufgebracht.
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Die Anschlüsse 53 bis 56 der Gleichtaktdrosselspule 51 werden durch die entsprechenden Durchgangslöcher 72 und die entsprechenden Anschlusslöcher 41 eingebracht. Die Anschlüsse 53 bis 56 werden in Kontakt mit den entsprechenden isolierenden Schichten 72a gehalten. In diesem Zustand verbinden die Anschlüsse 53 bis 56 die Gleichtaktdrosselspule 51 elektrisch mit den Leitungsstrukturen 42. Dies begrenzt ein Kurzschließen von jedem der Anschlüsse 53 bis 56 mit dem Metallelement 70. Der erste Metallabschnitt 71 umgibt die Anschlüsse 53 bis 56.
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Auf die gleiche Weise werden die Anschlüsse 58 und 59 des Kondensators 52 durch die entsprechenden Durchgangslöcher 72 und die entsprechenden Anschlusslöcher 41 eingebracht. Die Anschlüsse 58 und 59 werden in Kontakt mit den entsprechenden isolierenden Schichten 72a gehalten. In diesem Zustand verbinden die Anschlüsse 58 und 59 den Kondensator 52 elektrisch mit den Leitungsstrukturen 42. Dies begrenzt ein Kurzschließen von jedem der Anschlüsse 58 und 59 mit dem Metallelement 70. Der erste Metallabschnitt 71 umgibt die Anschlüsse58 und 59.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst das Metallelement 70 einen Rahmen 73, der sich von der ersten Plattenoberfläche 71a des ersten Metallabschnitts 71 erstreckt.
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Der Rahmen 73 definiert eine erste Partitionskammer S2 entsprechend der Au-ßenform der Gleichtaktdrosselspule 51 und eine zweite Partitionskammer S3 entsprechend der Außenform des Kondensators 52. Die Gleichtaktdrosselspule 51 ist in der ersten Partitionskammer S2 beherbergt und der Kondensator 52 ist in der zweiten Partitionskammer S3 beherbergt. Der Rahmen 73 bedeckt vollständig die Seitenflächen der Gleichtaktdrosselspule 51 (Oberflächen der Gleichtaktdrosselspule 51, die sich in der entgegengesetzten Richtung Z erstrecken) sowie die Seitenflächen des Kondensators 52 (Oberflächen des Kondensators 52, die sich in der entgegengesetzten Richtung Z erstrecken). Das heißt, dass das Metallelement 70 die Gleichtaktdrosselspule 51 und den Kondensator 52, ausgenommen Abschnitte, die sich nicht in Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d befinden, und Abschnitte, durch die sich die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 erstrecken, abdeckt. Die Seitenflächen der Gleichtaktdrosselspule 51 umfassen die Umfangsfläche des Kerns 51a und Abschnitte der beiden Spulen 51b und 51c, die der Umfangsfläche entsprechen.
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Weiterhin befinden sich die Abschnitte des Isolators 57, der die Seitenflächen der Gleichtaktdrosselspule 51 abdeckt, in Kontakt mit dem Rahmen 73 und die Seitenflächen des Kondensators 52 befinden sich in Kontakt mit dem Rahmen 73. Dies erhöht die Fläche, wo Wärme zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Metallelement 70 sowie zwischen dem Kondensator 52 und dem Metallelement 70 ausgetauscht wird.
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Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der Rahmen 73 eine distale Endfläche, die sich in Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d befindet. Daher wird Wärme von dem Metallelement 70 zu dem Gehäuse 11 über dort, wo sich die distale Endfläche des Rahmens 73 in Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d befindet, übertragen. Jedoch kann sich die distale Endfläche des Rahmens 73 beabstandet von der Gehäuseendfläche 11d befinden. Alternativ kann sich die distale Endfläche des Rahmens 73 in Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d mit einem sich dazwischen befindlichen dazwischengeschobenen Objekt befinden.
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Das Metallelement 70 umfasst einen zweiten Metallabschnitt 74 und einen Verbindungsabschnitt 75. Der zweite Metallabschnitt 74 befindet sich zwischen dem Halbleitermodul 61 und der Gehäuseendfläche 11d. Der Verbindungsabschnitt 75 verbindet den ersten Metallabschnitt 71 mit dem zweiten Metallabschnitt 74.
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Der zweite Metallabschnitt 74 weist die Form einer Platte auf. Die dickeseitige Richtung des zweiten Metallabschnitts 74 entspricht der entgegengesetzten Richtung Z. Der zweite Metallabschnitt 74 ist größer als das Halbleitermodul 61 aus Sicht der entgegengesetzten Richtung Z. Der zweite Metallabschnitt 74 ist konfiguriert, um Wärme von dem Halbleitermodul 61 aufzunehmen. Insbesondere befindet sich der zweite Metallabschnitt 74 in Kontakt mit dem Halbleitermodul 61, wie in 2 gezeigt ist.
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Der zweite Metallabschnitt 74 befindet sich zumindest teilweise in direktem Kontakt oder indirektem Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d mit einem sich dazwischen befindlichen dazwischengeschobenen Objekt. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel befindet sich der gesamte zweite Metallabschnitt 74 in direktem oder indirektem Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d mit einem sich dazwischen befindlichen dazwischengeschobenen Objekt. Das heißt, dass sich die gesamte Oberfläche des zweiten Metallabschnitts 74 (insbesondere die gesamte Oberfläche des zweiten Metallabschnitts 74, die der Gehäuseendfläche 11d gegenübersteht) und die distale Endfläche des Rahmens 73 in direktem oder indirektem Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d mit einem sich dazwischen befindlichen dazwischengeschobenen Objekt befinden. Daher absorbiert das Metallelement 70 Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51, dem Kondensator 52 und dem Halbleitermodul 61. Ferner überträgt das Metallelement 70 die absorbierte Wärme zu dem Gehäuse 11 über den zweiten Metallabschnitt 74, den Rahmen 73 und dergleichen. Das heißt, dass das Metallelement 70 Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51, dem Kondensator 52 und dem Halbleitermodul 61 absorbiert und die Wärme zu dem Gehäuse 11 überträgt. Wie vorstehend beschrieben, wird das Gehäuse 11 durch von dem Ansauganschluss 11a angesaugtes Kühlmittel gekühlt.
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Der Verbindungsabschnitt 75 befindet sich zwischen dem Kondensator 52 und dem Halbleitermodul 61 und ist in der entgegengesetzten Richtung Z verlängert. Der erste Metallabschnitt 71 überlappt teilweise den zweiten Metallabschnitt 74 zwischen dem Kondensator 52 und dem Halbleitermodul 61 aus Sicht der entgegengesetzten Richtung Z. Der Verbindungsabschnitt 75 verbindet die überlappenden Abschnitte. Daher weist das Metallelement 70 einen gekröpft-förmigen Querschnitt auf, wie in 2 gezeigt ist. Die Seitenfläche des Verbindungsabschnitts 75 gegenüberliegend dem Kondensator 52 definiert die zweite Partitionskammer S3. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel sind der erste Metallabschnitt 71, der zweite Metallabschnitt 74 und der Verbindungsabschnitt 75 integral bzw. an einem Stück miteinander ausgebildet.
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Obwohl sich das Halbleitermodul 61 von der Schaltungsplatine 40 beabstandet befindet, existiert das Metallelement 70 nicht zwischen dem Halbleitermodul 61 und der Schaltungsplatine 40. Weiterhin dient der Verbindungsabschnitt 75 als ein Kopplungsabschnitt, der den ersten Metallabschnitt 71 mit dem zweiten Metallabschnitt 74 koppelt.
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Weiterhin befindet sich das Metallelement 70 in direktem Kontakt oder indirektem Kontakt mit dem Gehäuse 11 mit einem dazwischengeschobenen Objekt dazwischen. Daher formen das Metallelement 70 und das Gehäuse 11 eine geschlossene Schleife. Ferner ist das Metallelement 70 elektrisch durch das Gehäuse 11 mit der Masse verbunden. Dies ermöglicht dem Metallelement 70, einfach ein elektromagnetisches Rauschen zu blocken.
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Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel weist die nachstehend beschriebenen Vorteile auf.
- Der motorbetriebene Kompressor 10, der als eine Fluidmaschine dient, umfasst das Gehäuse 11 mit dem Ansauganschluss 11a, durch den als Fluid dienendes Kühlmittel befördert bzw. angesaugt wird, den Elektromotor 13, der in dem Gehäuse 11 beherbergt ist, und die Invertervorrichtung 30, die als eine Antriebsvorrichtung dient, die den Elektromotor 13 antreibt. Die Invertervorrichtung 30 umfasst die Schaltungsplatine 40 gegenüberliegend dem Gehäuse 11. Insbesondere befindet sich die Schaltungsplatine 40 gegenüberliegend der Gehäuseendfläche 11d, die eine Außenfläche des Gehäuses 11 ist. Die Schaltungsplatine 40 umfasst die Leistungsstrukturen 42. Die Invertervorrichtung 30 umfasst wärmeerzeugende Komponenten (insbesondere eine Gleichtaktdrosselspule 51 und einen Kondensator 52), die sich zwischen der Schaltungsplatine 40 und der Gehäuseendfläche 11d befinden und von der Schaltungsplatine 40 beabstandet sind. Die wärmeerzeugenden Komponenten erzeugen ein elektromagnetisches Rauschen.
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Bei einem solchen Aufbau umfasst der motorbetriebene Kompressor 10 das Metallelement 70, das Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 zu dem Gehäuse 11 überträgt, und blockiert das elektromagnetische Rauschen. Das Metallelement 70 umfasst den ersten Metallabschnitt 71, der sich zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Schaltungsplatine 40 sowie zwischen dem Kondensator 52 und der Schaltungsplatine 40 befindet.
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Bei einem solchen Aufbau wird Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 durch das Metallelement 70 an das Gehäuse 11 übertragen und das Gehäuse 11 wird durch das Kühlmittel gekühlt. Dies ermöglicht dem Kühlmittel, die Gleichtaktdrosselspule 51 und den Kondensator 52 zu kühlen. Weiterhin befindet sich der erste Metallabschnitt 71 zwischen Rauschquellen (insbesondere der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52) und der Schaltungsplatine 40. Daher wird die Übertragung eines elektromagnetischen Rauschens an die Leitungsstrukturen 42 der Schaltungsplatine 40 über den Bereich zwischen den Rauschquellen und der Schaltungsplatine 40 eingeschränkt. Dies reduziert Defekte der Invertervorrichtung 30, die auftreten würden, wenn ein elektromagnetisches Rauschen zu den Leitungsstrukturen 42 übertragen werden würden. Beispielsweise reduziert der erste Metallabschnitt 71 fehlerhafte Operationen der Invertervorrichtung 30 und begrenzt Einschränkungen der Steuerbarkeit des Elektromotors 13. Demzufolge nimmt die Effizienz zum Kühlen der wärmeerzeugenden Komponenten zu, während die Übertragung eines elektromagnetischen Rauschens von den wärmeerzeugenden Komponente zu der Schaltungsplatine 40 begrenzt wird.
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(2) Der Isolator 57, der sich in Kontakt mit sowohl dem ersten Metallabschnitt 71 als auch der Gleichtaktdrosselspule 51 befindet, befindet sich zwischen dem ersten Metallabschnitt 71 und der Gleichtaktdrosselspule 51. Bei einem solchen Aufbau wird Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51 über den Isolator 57 zu dem ersten Metallabschnitt 71 übertragen. Dies vermeidet ein Kurzschließen der Gleichtaktdrosselspule 51 mit dem ersten Metallabschnitt 71 und ermöglicht einen Wärmeaustausch zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem ersten Metallabschnitt 71.
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(3) Die Gleichtaktdrosselspule 51 umfasst die Anschlüsse 53 bis 56 und der Kondensator 52 umfasst die Anschlüsse 58 und 59. Der erste Metallabschnitt 71 umfasst die Durchgangslöcher 72, durch die die entsprechenden Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 eingebracht werden. Die Anschlüsse 53 bis 56 der Gleichtaktdrosselspule 51 verbinden die Gleichtaktdrosselspule 51 mit den Leitungsstrukturen 42 in einem von dem ersten Metallabschnitt 71 isolierten und durch die entsprechenden Durchgangslöcher 72 eingebrachten Zustand. Auf die gleiche Weise verbinden die Anschlüsse 58 und 59 des Kondensators 52 den Kondensator 52 mit den Leitungsstrukturen 42 in einem von dem ersten Metallabschnitt 71 isolierten und durch die entsprechenden Durchgangslöcher 72 eingebrachten Zustand. Dies verbindet die Gleichtaktdrosselspule 51 und den Kondensator 52 elektrisch mit den Leitungsstrukturen 42, während ein Kurzschließen von jedem der Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 mit dem ersten Metallabschnitt 71 verursacht durch den sich zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Schaltungsplatine 40 und zwischen dem Kondensator 52 und der Schaltungsplatine 40 befindlichen ersten Metallabschnitt 71 verhindert würde.
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(4) Die Gleichtaktdrosselspule 51 und der Kondensator 52 befinden sich näher an dem Gehäuse 11 (d. h. der Gehäuseendfläche 11d) als die Schaltungsplatine 40. Weil die Gleichtaktdrosselspule 51 und der Kondensator 52 sich nahe der Gehäuseendfläche 11d befinden oder sich in direktem oder indirektem Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d mit einem dazwischen befindlichen dazwischengeschobenen Objekt befinden, wird Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 zu dem Gehäuse 11 übertragen. Dies erhöht weiterhin die Effizienz zum Kühlen der Gleichtaktdrosselspule 51 und des Kondensators 52. Ferner vergrößert die Anordnung der Gleichtaktdrosselspule 51 und des Kondensators 52 nahe der Gehäuseendfläche 11d leicht die Distanz von der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 zu der Schaltungsplatine 40. Dies ermöglicht, dass der erste Metallabschnitt 71 zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Schaltungsplatine 40 sowie zwischen dem Kondensator 52 und der Schaltungsplatine 40 eine Dicke aufweist, die erforderlich ist, um ein elektromagnetisches Rauschen auf eine weiter bevorzugte Weise zu absorbieren oder zu blocken.
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Wenn die Distanz bzw. der Abstand von der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 zu der Schaltungsplatine 40 ansteigt, werden die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 leicht bezüglich ihrer Dimension vergrößert. Ferner ist der motorbetriebene Kompressor 10 in einem Fahrzeug installiert und Vibrationen oder Einschläge können an die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 angelegt werden. In diesem Fall, wenn die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 lang sind, können die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 leicht durch die Vibration oder den Einschlag gebogen werden.
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Diesbezüglich führt das gegenwärtige Ausführungsbeispiel die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 in die entsprechenden Durchgangslöcher 72 des ersten Metallabschnitts 71 ein. Der erste Metallabschnitt 71 umgibt und verstärkt die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59. Daher, auch wenn die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 lang sind, schützt der erste Metallabschnitt 71 die Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 vor Vibrationen und dergleichen auf eine bevorzugte Weise.
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(5) Die Invertervorrichtung 30 umfasst die Filterschaltung 50, die (insbesondere ein Gleichtaktrauschen und ein Rauschen des normalen Modus), das in der Gleichstromenergie enthalten ist, die durch die Invertervorrichtung 30 aufgenommen wird, reduziert. Weiterhin umfasst die Invertervorrichtung 30 die Inverterschaltung 60, die Gleichstromenergie aufnimmt, deren eingebrachtes Rauschen durch die Filterschaltung 50 reduziert wird, und wandelt die Gleichstromenergie in Wechselstromenergie. Die Gleichtaktdrosselspule 51 und der Kondensator 52 bilden die Filterschaltung 50.
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Bei einem solchen Aufbau reduziert die Filterschaltung 50 das eingebrachte Rauschen. Dies reduziert Defekte der Inverterschaltung 60 und begrenzt Verminderungen der Steuerbarkeit des Elektromotors 13, die durch das eingebrachte Rauschen verursacht würden. Ein Anstieg der Kühleffizienz begrenzt Temperaturanstiege der Gleichtaktdrosselspule 51 und ermöglicht, dass mehr Strom zu der Gleichtaktdrosselspule 51 fließen kann. Ferner, wenn Temperaturanstiege in dem Kondensator 52 begrenzt werden, kann ein Kondensator mit niedrigem Wärmewiderstand als der Kondensator 52 angewendet werden. Zusätzlich kann der Kondensator 52 ein starkes eingebrachtes Rauschen aushalten.
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(6) Die Filterschaltung 50 ist eine LC-Resonanzschaltung mit der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52. Das Metallelement 70 (d. h. erster Metallabschnitt 71 und Rahmen 73) bedeckt zumindest einen Teil der Gleichtaktdrosselspule 51 (im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Oberfläche der Gleichtaktdrosselspule 51, die der Schaltungsplatine 40 gegenübersteht, und Seitenflächen der Gleichtaktdrosselspule 51). Bei einem solchen Aufbau fungiert das Metallelement 70 als ein Dämpfungswiderstand, der einen Streufluss der Gleichtaktdrosselspule 51 reduziert. Dies verringert den Q-Wert der Filterschaltung 50. Daher reduziert die Filterschaltung 50 ein Rauschen des normalen Modus nahe der Resonanzfrequenz der Filterschaltung 50. Dies erweitert das Frequenzband eines Rauschens des normalen Modus, das ohne Verwenden eines separaten zugewiesenen Dämpfungswiderstands reduziert werden kann, und verbessert die Vielseitigkeit des motorbetriebenen Kompressors 10.
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Insbesondere teilt sich die Invertervorrichtung 30 die fahrzeuginterne Energiespeichervorrichtung 103 mit anderen fahrzeuginternen Vorrichtungen. Daher kann ein in den anderen fahrzeuginternen Vorrichtungen erzeugtes Rauschen ein Rauschen des normalen Modus sein. In diesem Fall unterscheidet sich die Frequenz des durch die anderen fahrzeuginternen Vorrichtungen erzeugten Rauschens gemäß dem Fahrzeugtyp und die Frequenz der Rauschen des normalen Modus, die in die Invertervorrichtung 30 fließt, unterscheidet sich gemäß dem Fahrzeugtyp. In diesem Fall, wenn das Frequenzband des Rauschens des normalen Modus, das durch die Filterschaltung 50 reduziert werden kann, schmal ist, kann der motorbetriebene Kompressor 10 abhängig vom Fahrzeugtyp nicht angewendet werden. Dies verringert die Vielseitigkeit des motorbetriebenen Kompressors 10.
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Diesbezüglich erweitert das gegenwärtige Ausführungsbeispiel das Frequenzband einer Rauschen des normalen Modus, die reduziert werden kann. Dies erhöht die Anzahl von Fahrzeugtypen, bei denen der motorbetriebene Kompressor 10 anwendbar ist, und erhöht die Vielseitigkeit des motorbetriebenen Kompressors 10.
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(7) Die Inverterschaltung 60 umfasst das Halbleitermodul 61, das Schaltelemente umfasst. Das Halbleitermodul 61 befindet sich zwischen der Schaltungsplatine 40 und der Gehäuseendfläche 11d. Zusätzlich zum ersten Metallabschnitt 71 umfasst das Metallelement 70 den zweiten Metallabschnitt 74, der Wärme von dem Halbleitermodul 61 zum Gehäuse 11 überträgt. Der zweite Metallabschnitt 74 befindet sich zwischen dem Halbleitermodul 61 und der Gehäuseendfläche 11d. Ein solcher Aufbau erhöht die Effizienz zum Kühlen des Halbleitermoduls 61.
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Im Allgemeinen weist das Halbleitermodul 61 eine niedrigere Höhe als die Gleichtaktdrosselspule 51 und der Kondensator 52 auf. Das heißt, dass die Dimension des Halbleitermoduls 61 in der entgegengesetzten Richtung Z kleiner ist als jene der Gleichtaktdrosselspule 51 und des Kondensators 52. Weiterhin, wie vorstehend beschrieben, befindet sich das Metallelement 70 zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Schaltungsplatine 40 sowie zwischen dem Kondensator 52 und der Schaltungsplatine 40. Daher müssten die Anschlüsse des Halbleitermoduls 61 für das niedrige Halbleitermodul 61 vergrößert werden, um das Gehäuse 11 zu kontaktieren. In diesem Fall können die Anschlüsse durch Vibration oder Einschläge beschädigt werden. Diesbezüglich ermöglicht das gegenwärtige Ausführungsbeispiel, dass die Anschlüsse des Halbleitermoduls 61 um ein Ausmaß entsprechend der Dicke des zweiten Metallabschnitts 74 (Dimension des zweiten Metallabschnitts 74 in der entgegengesetzten Richtung Z) verkürzt werden, während die Effizienz zum Kühlen des Halbleitermoduls 61 erhöht wird. Demzufolge, auch wenn die Inverterschaltung 60 in dem motorbetriebenen Kompressor 10 angeordnet ist, der in einem Fahrzeug installiert ist, an das starke Schwingungen bzw. Vibrationen oder Einschläge angelegt werden, ein Anschlussbruch des Halbleitermoduls 61 aufgrund von Vibrationen bzw. Schwingungen oder Einschlägen begrenzt wird.
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(8) Das Metallelement 70 umfasst den Verbindungsabschnitt 75, der den ersten Metallabschnitt 71 mit dem zweiten Metallabschnitt 74 verbindet. Dies integriert den ersten Metallabschnitt 71 und den zweiten Metallabschnitt 74 und erhöht die Wärmekapazität des Metallelements 70.
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Insbesondere wird gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel Wärme, die durch den ersten Metallabschnitt 71 von der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 aufgenommen wird, über den Verbindungsabschnitt 75 zu dem zweiten Metallabschnitt 74 und anschließend zum Gehäuse 11 übertragen. Dies kühlt den ersten Metallabschnitt 71 auf eine bevorzugte Weise und erhöht weiterhin die Effizienz zum Kühlen der Gleichtaktdrosselspule 51 und dergleichen.
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(9) Der Verbindungsabschnitt 75 befindet sich zwischen dem Kondensator 52 und dem Halbleitermodul 61. Dies begrenzt die Übertragung eines elektromagnetischen Rauschens von dem Kondensator 52 zum Halbleitermodul 61 über den Bereich zwischen dem Kondensator 52 und dem Halbleitermodul 61. Daher werden fehlerhafte Operationen und dergleichen der Schaltelemente des Halbleitermoduls 61 begrenzt.
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(10) Das Metallelement 70 umfasst den Rahmen 73, der sich von der ersten Plattenoberfläche 71a des ersten Metallabschnitts 71, die der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 gegenüberliegt, erstreckt. Der Rahmen 73 umgibt die Gleichtaktdrosselspule 51 und den Kondensator 52 und blockiert die von den Seitenflächen der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Seitenfläche des Kondensators 52 abgestrahlte elektromagnetisches Rauschen auf eine bevorzugtere Weise. Weiterhin wird Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 an das Metallelement 70 auf eine bevorzugte Weise übertragen. Zusätzlich ermöglicht die distale Endfläche des Rahmens 73, die die Gehäuseendfläche 11d kontaktiert, dass Wärme effektiv von dem Metallelement 70 zu dem Gehäuse 11 übertragen wird.
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Es sollte dem Fachmann ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung auf viele andere spezifische Formen ausgeführt werden kann, ohne von dem Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sollte verstanden sein, dass die vorliegende Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann.
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Eine normale Spule mit einem einzelnen Draht kann anstatt der Gleichtaktdrosselspule 51 verwendet werden. Jedoch wird bevorzugt die Gleichtaktdrosselspule 51 verwendet, um sowohl das Gleichtaktrauschen als auch das Rauschen des normalen Modus zu reduzieren.
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Der erste Metallabschnitt 71 befindet sich gegenüberliegend der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Kondensator 52 und befindet sich zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Schaltungsplatine 40 sowie zwischen dem Kondensator 52 und der Schaltungsplatine 40. Anstatt dessen kann sich der erste Metallabschnitt 41 gegenüberliegend nur von der Gleichtaktdrosselspule 51 oder dem Kondensator 52 befinden. Ferner kann sich der erste Metallabschnitt 71 zwischen dem Halbleitermodul 61 und der Schaltungsplatine 40 befinden. In diesem Fall entspricht das Halbleitermodul 61 der „wärmeerzeugenden Komponente“.
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Das Metallelement 70 ist durch Integrieren des ersten Metallabschnitts 71, des zweiten Metallabschnitts 74 und des Verbindungsabschnitts 75 gebildet. Anstatt dessen kann das Metallelement 70 aus mehreren Teilen gebildet sein.
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Der Verbindungsabschnitt 75 kann weggelassen werden. Das heißt, dass der erste Metallabschnitt 71 separat von dem ersten Metallabschnitt 74 sein kann.
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Der zweite Metallabschnitt 74 und/oder der Verbindungsabschnitt 75 kann weggelassen werden. Weiterhin kann sich der erste Metallabschnitt 71 nur zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Schaltungsplatine 40 sowie zwischen dem Kondensator 52 und der Schaltungsplatine 40 befinden. Mit anderen Worten muss das Metallelement 70 nur Wärme von der Gleichtaktdrosselspule 51, dem Kondensator 52 und/oder dem Halbleitermodul 61 zu dem Gehäuse übertragen, und muss sich lediglich zwischen der Schaltungsplatine 40 und der Gleichtaktdrosselspule 51, dem Kondensator 52 und/oder dem Halbleitermodul 61 befinden.
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Der Rahmen 73 bedeckt die Seitenflächen der Gleichtaktdrosselspule 51 vollständig. Anstatt dessen muss der Rahmen 73 lediglich einen Teil der Gleichtaktdrosselspule 51 bedecken. Das gleiche trifft für den Kondensator 52 zu. Ferner kann der Rahmen 73 lediglich die Gleichtaktdrosselspule 51 oder den Kondensator 52 umgeben.
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Zumindest ein Teil des Rahmens 73 kann gestanzt sein oder ein Durchgangsloch (oder einen Schlitz) umfassen. Alternativ kann zumindest ein Teil des Rahmens 73 netzartig sein. Das gleiche trifft für den ersten Metallabschnitt 71 und den Verbindungsabschnitt 75 zu.
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Ein dünner Spalt kann zwischen dem Isolator 57 und dem Metallelement 70 (erster Metallabschnitt 71 und Rahmen 73) oder zwischen dem Isolator 57 und der Gleichtaktdrosselspule 51 vorhanden sein. Mit anderen Worten müssen die Gleichtaktdrosselspule 51 und das Metallelement 70 lediglich einen Wärmeaustausch über den Isolator 57 durchführen. Das gleiche trifft für den Kondensator 52 zu.
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Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel befindet sich der Kondensator 52 in direktem Kontakt oder indirektem Kontakt mit der Gehäuseendfläche 11d mit einem sich dazwischen befindlichen zwischengeschobenen Objekt. Anstatt dessen kann der Kondensator 52 von der Gehäuseendfläche 11d beabstandet sein. Das gleiche trifft für die Gleichtaktdrosselspule 51 zu.
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Der zweite Metallabschnitt 74 befindet sich in direktem Kontakt oder indirektem Kontakt mit sowohl dem Halbleitermodul 61 als auch der Gehäuseendfläche 11d mit einem sich dazwischen befindlichen zwischengeschobenen Objekt. Anstatt dessen kann der zweite Metallabschnitt 74 von dem Halbleitermodul 61 und/oder der Gehäuseendfläche 11d beabstandet sein.
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Jeder der Anschlüsse 53 bis 56, 58 und 59 sowie das Metallelement 70 müssen nicht auf die im Ausführungsbeispiel beschriebene Weise isoliert sein und können auf beliebige Weise isoliert sein.
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Die Gleichtaktdrosselspule 51 und dergleichen können sich näher an der Schaltungsplatine 40 als die Gehäuseendfläche 11d befinden, oder können sich in der Mitte der Gehäuseendfläche 11d und der Schaltungsplatine 40 befinden.
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Der Kern 51a kann eine beliebige Form aufweisen. Der Kern 51a kann beispielsweise ein UU-Kern, ein EE-Kern oder ein ringförmiger Kern sein. Ferner muss die Rahmenform des Kerns 51a nicht kontinuierlich verlaufen und kann einen Spalt umfassen.
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Das Metallelement 70 ist nicht auf einen nichtmagnetischen Körper beschränkt und kann ein magnetischer Körper sein. In diesem Fall wird ein elektromagnetisches Rauschen durch das Metallelement 70 absorbiert. Mit anderen Worten muss das Metallelement lediglich ein elektromagnetisches Rauschen absorbieren oder blocken.
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Die Gleichtaktdrosselspule 51 oder der Kondensator 52 müssen sich nicht zwischen der Schaltungsplatine 40 und der Gehäuseendfläche 11d befinden.
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Die Filterschaltung 50 kann einen beliebigen spezifischen Schaltungsaufbau aufweisen. Ferner kann die Filterschaltung 50 weggelassen werden.
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Der motorbetriebene Kompressor 10 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ist vom Inline-Typ. Anstatt dessen kann der motorbetriebene Kompressor 10 vom Kamelrücken-Typ sein, bei dem die Invertervorrichtung 30 mit der radialen Außenseite des Gehäuses 11 gekoppelt ist. In diesem Fall entspricht eine Seitenfläche (insbesondere eine Außenfläche) des Gehäuses 11 der „Gehäuseendfläche“.
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Der motorbetriebene Kompressor 10 muss nicht mit der fahrzeuginternen Klimaanlage 100 verwendet werden. Wenn beispielsweise eine Brennstoffzelle im Fahrzeug installiert ist, kann der motorbetriebene Kompressor 10 mit einer Luftzuführvorrichtung verwendet werden, die der Brennstoffzelle Luft zuführt. Das heißt, dass das Fluid, das komprimiert wird, nicht auf ein Kühlmittel beschränkt ist und beispielsweise Luft sein kann.
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Die Fluidmaschine ist nicht auf den motorbetriebenen Kompressor 10 beschränkt. Wenn beispielsweise eine Brennstoffzelle im Fahrzeug installiert ist, kann die Fluidmaschine eine elektrische Pumpvorrichtung sein, die der Brennstoffzelle Wasserstoff zuführt. In diesem Fall umfasst die elektrische Pumpe eine Pumpe, die Wasserstoff aus einem Wasserstofftank zuführt, ohne den Wasserstoff zu komprimieren, und einen Elektromotor, der die Pumpe antreibt.
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Der motorbetriebene Kompressor 10 muss nicht in einem Fahrzeug installiert sein.
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Jedes der Ausführungsbeispiele kann mit jedem der modifizierten Beispiele kombiniert werden.
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Daher sind die gegenwärtigen Beispiele und Ausführungsbeispiele lediglich als veranschaulichend und nicht einschränkend gedacht und die Erfindung nicht auf die hier vorgegebenen Details beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs und der Äquivalenz der angehängten Patentansprüche modifiziert werden.
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Eine Fluidmaschine umfasst ein Gehäuse mit einem Ansauganschluss, durch den Fluid angesaugt wird, einen in dem Gehäuse beherbergten Elektromotor und eine Antriebsvorrichtung, die konfiguriert ist, um den Elektromotor anzutreiben. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Schaltungsplatine, eine wärmeerzeugende Komponente und ein Metallelement. Die Schaltungsplatine umfasst eine Leitungsstruktur. Die Schaltungsplatine befindet sich gegenüberliegend einer Außenfläche des Gehäuses. Die wärmeerzeugende Komponente befindet sich zwischen der Schaltungsplatine und der Außenfläche des Gehäuses sowie beabstandet von der Schaltungsplatine. Die wärmeerzeugende Komponente erzeugt ein elektromagnetisches Rauschen. Das Metallelement befindet sich zumindest teilweise zwischen der Schaltungsplatine und der wärmeerzeugenden Komponente. Das Metallelement ist konfiguriert, um Wärme von der wärmeerzeugenden Komponente zu dem Gehäuse zu übertragen, und um das elektromagnetische Rauschen zu absorbieren oder zu blocken.
