CN101312625A - 具有发泡阻挡块的电子控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子控制装置(1)，其包括：印刷电路板(2)，其支撑电路、多个电连接至所述电路的电气/电子元件(3)及至少一个电连接至所述电路的连接器(4)；壳体(5)，其内部容置印刷电路板(2)并包括从下面支撑印刷电路板(2)的基部(6)和从上面封闭基部(6)的盖(7)；以及至少一个可变形的、弹性的发泡阻挡块(16)，其在至少一个电气/电子元件(3a)的附近固定至盖(7)的内表面，阻挡块具有足够的厚度以确定待被压缩在盖(7)与第一电气/电子元件(3a)之间的所述阻挡块与第一电气/电子元件(3a)的竖直过盈量，并具有比第一电气/电子元件(3a)更大的面积以横向地围绕第一电气/电子元件(3a)。

Description

具有发泡阻挡块的电子控制装置
技术领域
本发明涉及一种电子控制装置。
本发明有利地应用于内燃机的电子控制装置，以下描述将对此清楚地说明，而不会因此影响普遍适用性。
背景技术
内燃机的电子控制装置包括PCB(印刷电路板)，其支撑电路、多个电连接至电路的电气/电子元件、以及至少一个电连接至电路以将电子控制装置连接至内燃机线路的连接器。印刷电路板容置在壳体中，该壳体包括：基部，其从下面支撑印刷电路板；以及盖部，其从上面封闭该基部。
用于内燃机的电子控制装置通常设置在将要控制的内燃机附近的发动机机舱内；因此，电子控制装置必须能够耐受热应力(从冬天在户外停放的小汽车可以达到的低温至夏天在内燃机的操作期间发动机机舱内部达到的高温)及机械应力(直接源于内燃机的振动，源于车辆的驱动的惯性应力，以及源于路面粗糙/不规则的脉冲应力)等，而不会受到损坏。
已经发现，大尺寸的电气/电子元件(即，电解电容)特别易于受到机械应力，因为它们仅从下面固定(焊接)至印刷电路板，并且具有重心相对远离印刷电路板的较重的质量(进而具有较高的机械惯性)。
为了尝试增加大尺寸的电气/电子元件的机械强度，已经提议在印刷电路板上对电气/电子元件自身执行外围树脂涂覆；或者，已经提议将用于围绕并抑制(withhold)大尺寸的电气/电子元件的塑料框架固定至印刷电路板。然而，上述机械方案虽然有效但成本高，因为它们需要附加的、高自动化的机械加工操作。
专利DE 2823666A1和US 6123565A1描述了一种用于自动应用的电子控制装置，其中壳体全部填充有发泡泡沫，以限制会传递至电气/电子元件的振动；然而，这种构造方案具有各种缺点，因为其成本高、难以实现以及对电子控制装置进行任何维修(intervention)非常复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子控制装置，该电子控制装置不具有上述缺陷并特别容易制造且制造成本低。
根据本发明，提供一种电子控制装置，其包括：
印刷电路板，其支撑电路、多个电连接至所述电路的电气/电子元件以及至少一个电连接至所述电路的连接器；以及
壳体，其内部容置所述印刷电路板，并包括从下面支撑所述印刷电路板的基部和从上面封闭所述基部的盖；
该电子控制装置的特征在于，其包括：至少一个可变形的、弹性的发泡材料制成的阻挡块，所述阻挡块在至少一个电气/电子元件的附近固定至所述盖的内表面，该阻挡块具有足够的厚度以确定待被压缩在盖与第一电气/电子元件之间的所述阻挡块与第一电气/电子元件的竖直过盈量，并且具有比所述第一电子/电气元件更大的面积以便横向地围绕所述第一电子/电气元件。
附图说明
现在将参照附图描述本发明，所述附图示出了本发明实施例的非限定性实例，其中
图1为根据本发明的用于内燃机的电子控制装置的立体分解简图，其中为清楚起见移除了一些部件；
图2为图1中的电子控制装置的另一立体分解简图，其中为清楚起见移除了一些部件；
图3为图1中的电子控制装置的侧剖视图；
图4为图1中的电子控制装置的仰视图；
图5和图6为分别处于组装构造和处于紧固构造的图1中的电子控制装置的紧固翼状件(fin)的两个侧剖视图。
具体实施方式
在图1中，附图标记1整体地表示用于内燃机的电子控制装置。
电子控制装置1包括：印刷电路板2，其支撑电路、多个电连接至电路的电气/电子元件3以及电连接至电路的连接器4，以将电子控制装置1连接至内燃机线路。具体地，印刷电路板2支撑四个电解电容3a，所述电解电容呈柱形并具有大的尺寸和重的质量。
此外，电子控制装置1包括壳体5，该壳体5在平面图中呈矩形，该壳体5中容置印刷电路板2并包括从下面支撑印刷电路板2的基部6和从上面封闭该基部6的盖7。除了其自然的容置与机械保护功能之外，壳体5的基部6还执行散热器的功能，以散发由电气/电子元件3产生的热量。因此，印刷电路板2设置成与壳体5的基部6相接触；并且可以在印刷电路板2的下表面与壳体5的基部6的上表面之间设置导热且电绝缘的膏体(paste)，以提高热交换能力。
根据优选的实施例，壳体5的基部6和盖7由铝板形成，所述铝板通过冷轧铝铸件，使用压制技术形成；在附图所示的实施例中，基部6的厚度为2.5mm，盖7的厚度为1.5mm。
如图3所示，为了增加印刷电路板2与壳体5的基部6之间的热交换，需要以一定的力保持印刷电路板2压靠壳体5的基部6。为此，电子控制装置1包括至少一个加压构件8，该加压构件由弹性可变形材料形成、设置在中心位置处，并被压缩在盖7与印刷电路板2之间以便过盈地压靠印刷电路板2。
加压构件8呈截头体状，其具有安放于盖7的较大的基部9和安放于印刷电路板2的较小的基部10。根据附图所示的可行实施例，加压构件8的较小的基部10抵靠在印刷电路板2上，呈圆形并具有中心空孔11。该中心空孔11的作用是使安放于印刷电路板2的较小的基部10具有“抽吸罩(suctioncap)”的作用，以增加横向抑制力(transversal withholding force)。
根据附图所示的优选实施例，盖7包括环状座部12，该座部呈杯状并容置加压构件8的、安放于盖7的较大的基部9。为了增加在座部12内对加压构件8的抑制力，加压构件8具有两个环形凸部13，所述环形凸部以过盈的尺寸位于座部12内。而且，为了进一步增加在座部12内对加压构件8的抑制力，加压构件8的较大的基部9通过粘结固定至盖7；即，在使加压构件8的较大的基部9位于座部12的内部之前，将一滴粘合剂(树脂)引入座部12的内部。优选地，加压构件8具有两个轴向侧通道14，以排放基部9处的过量粘合剂；即，在驱动加压构件8的较大的基部9的过程中，座部12内部存在的过量粘合剂可以通过两个侧通道14从座部12中漏出。
根据优选实施例，加压构件8是由肖氏A硬度例如为80±5的硅树脂形成。在附图所示的实施例中，加压构件8的总高度为27mm，较大的基部9的直径为10mm，较小的基部10的直径为7mm，较小的基部10的中心空孔11的直径为4mm。而且，在附图所示的实施例中，加压构件8以等于1.2mm(更普遍地，介于1mm与1.5mm之间)的理论过盈量而被压缩在盖7与印刷电路板2之间。
根据优选实施例，壳体5的基部6具有对照平面(contrast plane)15，该对照平面设置在加压构件8处，并构成印刷电路板2的搁置面，以用作加压构件8的机械对照物。换言之，在没有对照平面15的情况下，印刷电路板2在加压构件8的偏压作用下将以不合需要的方式在中心弯曲。
根据优选实施例，印刷电路板2在加压构件8的搁置区域中没有电气/电子元件3和焊接部，以便及时地防止电气/电子元件3因加压构件8所施加的压力而可能被损坏。
如图2和图3所示，电子控制装置1包括两个由可变形的、发泡的、弹性材料制成的阻挡块16，各阻挡块在两个对应的电解电容3a的位置处固定(优选地粘结)至盖7的内表面，所述阻挡块具有足够的厚度以确定待被压缩在盖7与电解电容3a之间的所述阻挡块与对应的两个电解电容3a的竖直过盈量，并且相对于电解电容3a具有较大的面积以横向地围绕电解电容3a本身。
换言之，通过变形，各阻挡块16从上方、横向地围绕对应的电解电容3a，不仅有助于电解电容自身的轴向抑制作用而且有助于其横向抑制作用。由于由阻挡块16施加在电解电容3a上的轻微的轴向压缩，电解电容3a本身基本上没有显著的振动。
在附图所示的实施例中，各未变形的阻挡块16的厚度为10mm，并具有与电解电容3a的约5mm的过盈量。
根据优选实施例，阻挡块16由开孔海绵材料(open-cell expandedmaterial)形成，因为这种材料对振动具有最佳响应。例如，阻挡块16可以由发泡聚氨基甲酸乙酯树脂形成，该树脂的PPI等于20且其ISO 845密度为从26kg/m3至32kg/m3。
如图2-图6所示，基部6包括多个紧固座部17，盖7包括多个紧固翼状件18，各紧固翼状件18设置在对应的紧固座部17处，该紧固翼状件初始为平的(图5)，且适于在相应的紧固座部17的内侧塑性地弯折至少90度并抵靠基部6，以便将盖7固定至基部6(图6)。
换言之，盖7利用金属紧固翼状件18固定至基部6，这些翼状件在盖7内一体地形成(即，与盖7成为整体)并塑性变形(即不会随后弹性返回)以围绕基部6；按照这种方式，可以避免使用紧固螺丝。
根据优选实施例，紧固翼状件18具有矩形形状。而且，在附图所示的实施例中，设想在壳体5的三侧，九个紧固翼状件18和九个紧固座部17成三组对称地分布。
如图3、图5和图6所示，具有粘封功能的树脂19在壳体5封闭之后通过聚合作用而粘附至接触面，该树脂19夹设在盖7与基部6之间；树脂19被设置为具有圆形截面并随后通过封闭壳体5和填充空的空间而被压缩。
上述电子控制装置1具有多种有益效果，因为其易于制造且制造成本低，并且不需要任何中心螺丝来保持印刷电路板2压靠壳体5的基部6，因为该功能可以由加压构件8来实现。而且，由于弹性，加压构件8还用作减振器，因此降低了印刷电路板上由振动引起的机械应力。
上述电子控制装置1具有多种有益效果，因为其制造简单且成本低，并能够显著限制作用于大尺寸的电气/电子元件3a的机械应力。

Claims (9)

1.一种电子控制装置(1)，其包括：
印刷电路板(2)，其支撑电路、多个电连接至所述电路的电气/电子元件(3)以及至少一个电连接至所述电路的连接器(4)；以及
壳体(5)，其内部容置所述印刷电路板(2)并包括：基部(6)，其从下面支撑所述印刷电路板(2)；以及盖(7)，其从上面封闭所述基部(6)；
其特征在于，所述电子控制装置(1)包括：至少一个可变形的、弹性的发泡材料制成的阻挡块(16)，所述阻挡块在至少一个电气/电子元件(3a)的附近固定至所述盖(7)的内表面，所述阻挡块具有足够的厚度以确定待被压缩在所述盖(7)与所述第一电气/电子元件(3a)之间的所述阻挡块与所述第一电气/电子元件(3a)的竖直过盈量，并具有比所述第一电气/电子元件(3a)更大的面积以横向地围绕所述第一电气/电子元件(3a)。
2.根据权利要求1所述的电子控制装置( 1)，其中，所述第一电气/电子元件(3a)为电容。
3.根据权利要求2所述的电子控制装置(1)，其中，所述第一电气/电子元件(3a)为呈柱形的电解电容。
4.根据权利要求1所述的电子控制装置(1)，其中，所述阻挡块(16)与所述第一电气/电子元件(3a)的过盈量近似为5mm。
5.根据权利要求4所述的电子控制装置(1)，其中，未变形的阻挡块(16)的厚度近似为10mm。
6.根据权利要求1所述的电子控制装置(1)，其中，所述阻挡块(16)是由开孔海绵材料形成。
7.根据权利要求6所述的电子控制装置(1)，其中，所述阻挡块(16)是由发泡聚氨基甲酸乙酯树脂形成。
8.根据权利要求7所述的电子控制装置(1)，其中，所述发泡聚氨基甲酸乙酯树脂的PPI等于20。
9.根据权利要求7所述的电子控制装置(1)，其中，所述发泡聚氨基甲酸乙酯树脂的ISO 845密度从26kg/m3至32kg/m3。
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