JP2005516426A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

出力部分（２）と電子装置部分（１）とを備えた制御装置であって、出力部分（２）が、より高い電流、特に５Ａ〜７０Ａの領域の電流で負荷される構成エレメント（４）を有しており、電子装置部分（１）が、プリント配線板（３）上に実現された回路ロジックを有している形式のものにおいて、このような形式の制御装置の所要スペースを減少させるために、出力部分（２）の各構成エレメント（４）の間の電気的な接続部を、単層の打抜き格子体（６）により実現し、該打抜き格子体（６）に前記構成エレメント（４）のコンタクトピン（５）のための収容部（７）を形成し、該収容部（７）内に前記構成エレメント（４）が前記コンタクトピン（５）を介して摩擦接続的に保持されかつ電気的にコンタクティングされるように前記収容部（７）を配置しかつ構成することが提案される。

Description

背景技術
本発明は、出力部分と電子装置部分とを備えた制御装置であって、出力部分が、より高い電流、特に５Ａ〜７０Ａの領域の電流で負荷される構成エレメントを有しており、電子装置部分が、プリント配線板上に実現された回路ロジックを有している形式のものに関する。

自動車の電気システム制御装置もしくは搭載電源制御装置は一般に冒頭で述べた形式の制御装置である。出力部分は、電子装置部分よりも高い電流、つまり５Ａ〜７０Ａの電流で負荷される全ての構成エレメント、たとえばデフロスタ等のウィンドガラスヒータ、ホーン等のリレーおよび安全装置を有している。出力部分の各構成エレメントの間の接続部は、このような高い電流に合わせて設計されていなければならない。実際には、多層の打抜き格子体から成る打抜きストリップが出力部分の接続路として有利であることが判った。これらの構成エレメントの少なくとも一部、たとえばリレーのためには、たとえば打抜き格子体にろう接または溶接されたコンタクトの形の付加的なコンタクティングエレメントが設けられている。外部の出力部分コネクタのためのピンは、しばしば別個の単独部品として形成される。このような変化形の所要構成スペースや材料消費量は比較的大きくなり、このことは比較的高い製造コストおよび組立てコストを招いてしまう。電子装置部分は出力部分のための回路ロジックを有している。電流負荷はこの場合、一般に最大２Ａまでの領域内にある。回路ロジックおよびこれに所属の接続部は、通常ではエッチングされた接続路構造体を備えたプリント配線板の形で実現される。出力部分と電子装置部分との間の電気的な接続は、一般に両ユニットに設けられた対応するコンタクト個所の間でのろう接結合を介して実現されている。このようなろう接結合を介して、第１には回路ロジックから出力部分へ、たとえばリレーを切り換える制御信号が伝送され、第２にはフィードバック信号が出力部分、たとえばリレーから、プリント配線板３もしくは回路ロジックへ戻される。

発明の利点
本発明によれば、冒頭で述べた形式の制御装置を改良して、出力部分と電子装置部分とを構造的に互いに分離することによりモジュール構造式に形成された制御装置が提案される。本発明によるコンセプトはさらに、出力部分のために必要となる構成スペースの著しい減少を可能にすると同時に、材料使用量、製造手間および組立て手間をも減少させる。したがって、本発明による制御装置は比較的小さな構成サイズと、比較的小さな重量とを持って、しかも比較的廉価に実現され得る。

このことは本発明によれば、出力部分の各構成エレメントの間の電気的な接続部が単層の打抜き格子体により実現されることによって達成される。この打抜き格子体には、各構成エレメントに設けられたコンタクトピンのための収容部が形成されており、しかもこの場合、各構成エレメントはコンタクトピンを介して摩擦接続的に収容部内に保持されかつ電気的にコンタクティングされる。

本発明は、前で述べた形式の制御装置の出力部分において生じるような、より高い電流が、単層の打抜き格子体の打抜きストリップを介しても案内され得るという認識を基礎としている。したがって本発明によれば、相応するレイアウトを用いて出力部分の各構成エレメントの間の全ての電気的な接続部を１つの単層の打抜き格子体に形成することが提案される。さらに、打抜き格子体技術を巧みに使用することにより、既に１つの単層の打抜き格子体において高い機能性が実現され得ることも認識された。したがって本発明によれば、電気的な接続部に対して付加的に、各構成エレメントのコンタクトピンのための収容部をも単層の打抜き格子体に形成することが提案される。各構成エレメントのコンタクトピンは直接に、つまり付加的なコンタクティングエレメントなしに、打抜き格子体に設けられたこれらの収容部に差し込まれ、そしてこれらの収容部内に摩擦接続的に保持されかつ電気的にコンタクティングされる。こうして、出力部分の各構成エレメントの全ての入力部および出力部を打抜き格子体側で実現することができる。すなわち、打抜き格子体は出力部分の各構成エレメントの間の電気的な接続部を形成するために役立つだけではなく、電気的な構成エレメントのための支持体としても役立つわけである。本発明により、各構成エレメントの間の電気的な接続を実現するために単層の打抜き格子体が使用され、かつ各構成エレメントのための付加的なコンタクティングエレメントが不要とされることに基づき、出力部分のために必要となる構成スペースが著しく減少するだけではなく、制御装置全体の材料手間、ひいては重量も著しく減少する。

原則的に、本発明による制御装置を実現し、かつ特に出力部分の各構成エレメントのコンタクトピンのための収容部を備えた打抜き格子体を実現するためには、種々の手段が存在している。

出力部分の簡単な組立て（Ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ）、特に故障した構成エレメントの複雑でない交換を達成するためには、構成エレメントのコンタクトピンと、打抜き格子体に設けられた対応する収容部との間の結合が、リバーシブルに、つまり可逆的に、形成・再解離可能であると有利であることが判った。このような要求を満たす本発明の有利な変化形では、コンタクトピンのための収容部が、打抜き格子体に設けられた打抜き孔の形で実現されている。このような打抜き孔の縁範囲には、内方へ向けられた少なくとも２つの、有利には３つの保持突起が形成されており、しかもこの場合、これらの保持突起が、打抜き孔に差し込まれたコンタクトピンにクランプ作用を加えるようになっている。クランプ作用は、コンタクトピンの差込み時に保持突起が変形させられることによって有利に改善され得る。保持突起が弾性的に変形可能であると特に有利である。なぜならば、出力部分の各構成エレメントがこの場合には、打抜き格子体を介して行われる電気的なコンタクティングに問題が生じることを懸念する必要なしに簡単に交換され得るからである。前で説明した、コンタクトピンのための収容部の変化形は、この収容部が打抜き格子体技術で簡単に実現され得るという理由からも有利である。

制御装置の出力部分を実現するための、本発明の根底を成すコンセプトの有利な改良形では、打抜き格子体に、電子装置部分のプリント配線板のためのコンタクティングエレメントも形成されることにより、単層の打抜き格子体の機能性が付加的に向上される。出力部分と電子装置部分との間の電気的なコンタクティングはこの場合には、打抜き格子体に形成されたコンタクティングエレメントと、プリント配線板に形成された対応するコンタクティング個所とを部分的にろう接することによって簡単に実現され得る。このためには、付加的な補助構造が必要とならない。この変化形では、回路ロジックの制御信号も打抜き格子体を介して、つまり電子装置部分のプリント配線板のためのコンタクティングエレメントを介して、出力部分の各構成エレメントに伝達され、さらにそのフィードバック情報も、打抜き格子体に形成されたコンタクティングエレメントを介して回路ロジックに戻し伝送される。

単層の打抜き格子体の機能性は、前で説明した変化形に対して択一的または付加的に、少なくとも１つの外部の出力部分コネクタのためのコネクタピンを形成することによっても向上され得る。この場合には、出力部分に接続された外部の消費器も、高電流領域において打抜き格子体を介して、つまり打抜き格子体に形成された、外部の出力部分コネクタのためのコネクタピンを介して、制御される。

既に上で述べたように、本発明の思想を有利に実現しかつ改良するための種々の手段が存在している。このことは、請求項１に続く後続の各請求項ならびに以下に図面につき説明する本発明の実施例に記載されている。

実施例の説明
唯一つの図面に部分的に図示された制御装置は、自動車の電気システム制御装置もしくは搭載電源制御装置である。この制御装置は２つの主要ユニット、すなわち電子装置部分１と出力部分２とを有している。

電子装置部分１は出力部分２のための回路ロジックを有している。電流負荷はこの場合、最大２Ａまでの領域内にある。回路ロジック全体はプリント配線板３上に実現されており、この場合、対応する接続部はエッチングされた接続路構造体により形成されている。

プリント配線板３は電子装置ハウジング（図示しない）内に配置されている。プリント配線板３はセンタリングピンを介して電子装置ハウジング内に位置決めされて、プリント配線板３の側部に設けられた係止フックを介して保持される。電子装置ハウジングの外側には、複数のコネクタが配置されている。これらのコネクタは外部のワイヤハーネスに対するコンタクティングおよび信号伝送のために働く。ワイヤハーネスコネクタは係止位置において二次ロックスライダを介して付加的に保持されて、位置が正しいかどうかについて質問され得る。

出力部分２には、電子装置部分１におけるより高い電流、すなわち５Ａ＜Ｉ＜７０Ａのオーダの電流Ｉで負荷される全ての構成エレメント４が１つにまとめられている。構成エレメント４は、たとえばデフロスタ等のウィンドガラスヒータまたはホーンのためのリレーおよび安全装置である。

本発明によれば、出力部分２の各構成エレメント４の間の電気的な接続部が単層の打抜き格子体６により実現されている。この打抜き格子体６には、さらに各構成エレメント４に設けられたコンタクトピン５のための収容部７が形成されている。構成エレメント４はコンタクトピン５を介して収容部７内に摩擦接続的に保持されかつ電気的にコンタクトされる。

図示の実施例では、構成エレメント４のコンタクトピン５のための収容部７が、打抜き格子体６に設けられた打抜き孔の形で実現されている。これらの打抜き孔は、ほぼ半円形の基本形状を有している。各打抜き孔の縁範囲には、内方へ向けられたそれぞれ３つの保持突起８が形成されている。これらの保持突起８のうちの２つは、打抜き孔の、湾曲させられた方の内縁部に配置されており、第３の保持突起８はこれらの両保持突起８の間の中間で、打抜き孔の、反対の側に位置する真っ直ぐな方の内縁部に形成されている。保持突起８は弾性的に変形可能である。これらの保持突起８はコンタクトピン５が差し込まれると、打抜き格子体６の平面から押し出される。このときに、保持突起８はコンタクトピン５にクランプ作用を加える。このクランプ作用は確実な摩擦接続的固定と、打抜き格子体６による構成エレメント４の信頼性の良い電気的なコンタクティングとを保証する。保持突起８が弾性的に変形可能であることに基づき、構成エレメント４はいかなる時点でも問題なく交換され得る。

出力部分２と電子装置部分１との間の電気的なインタフェースも、図示の実施例では打抜き格子体６によって実現されている。このためには、打抜き格子体６に、電子装置部分１のプリント配線板３のための複数のコンタクティングエレメント９が形成されている。コンタクティングエレメント９は、打抜き格子体６の平面から曲げ起こされていて、かつプリント配線板３に設けられた対応するコンタクティング個所１０とろう接されているピンである。さらに、外部の出力部分コネクタのためのコネクタピン１１も、打抜き格子体６から成形されている。

電子装置部分１のプリント配線板３と同様に、打抜き格子体６も出力部分２の構成エレメント４と共にハウジング（図示しない）内に配置されている。この出力部分ハウジングはベースプレートとカバーとから成っており、このベースプレートとカバーとは、たとえば互いにクリップ結合されていてよいので、出力部分の構成エレメント４は容易に接近可能となる。すなわち、出力部分２で作業したい場合には、ベースプレートとカバーとのクリップ結合を解離するだけで、構成エレメント４は簡単に露出される。構成エレメント４を備えた打抜き格子体６は両ハウジング部分の間に嵌め込まれていて、公差補償要求を考慮して両ハウジング部分の間に形状接続的に、つまり係合に基づく嵌合により、保持される。

外部の出力部分コネクタのためのコネクタピン１１は、出力部分ハウジングのベースプレートから突出していて、このベースプレートの外側に実現されたプラスチック収容部と共に装置コネクタカラーを形成している。電子装置部分１と同様に、この場合にも、ワイヤハーネスコネクタ位置を質問するためのロックスライダが設けられていてよい。

包括すると、本発明による制御装置コンセプトは電子装置部分１と出力部分２との間の明瞭な分離を行うモジュール構造を助成することを確認することができる。出力部分２のために必要とされる構成スペースは、本発明による手段に基づき最小限にまで減じられ得る。このことは、公知の制御装置実現手段に比べて著しい材料節約をもたらす。これにより、製造手間や組立て手間（Ａｓｓｅｍｂｌａｇｅａｕｆｗａｎｄ）も減少する。

本発明によるコンセプトの主要コンポーネントは、単層の打抜き格子体により形成される。この単層の打抜き格子体６には、出力部分２の枠内で複数の機能が加えられる。すなわち、打抜き格子体６は、慣用の組立て技術の場合と同様に、出力部分の各構成エレメントを互いに電気的に接続するための接続部を実現するために働く。しかし、それとと同時に、打抜き格子体６はこれらの構成エレメントのための支持体をも形成する。この場合、慣用の組立て技術とは異なり、付加的な補助エレメントは使用されない。付加的に、打抜き格子体を用いて、出力部分と電子装置部分との間の電気的なコンタクティングをも実現することができる。さらに、外部の出力部分コネクタのための全てのコネクタピンをも、打抜き格子体に形成することができる。これに相応して、打抜き格子体には、本発明によるコンセプトの枠内で、出力部分と電子装置部分との間での補完機能や、構成エレメント、たとえばリレーと、出力部分コネクタを介して接続された外部の制御部との間での補完機能が加えられる。

本発明による制御装置の出力部分と電子装置部分とを示す斜視図である。

Claims (8)

1. 出力部分（２）と電子装置部分（１）とを備えた制御装置であって、出力部分（２）が、より高い電流、特に５Ａ〜７０Ａの領域の電流で負荷される構成エレメント（４）を有しており、電子装置部分（１）が、プリント配線板（３）上に実現された回路ロジックを有している形式のものにおいて、出力部分（２）の各構成エレメント（４）の間の電気的な接続部が、単層の打抜き格子体（６）により実現されており、該打抜き格子体（６）に前記構成エレメント（４）のコンタクトピン（５）のための収容部（７）が形成されており、該収容部（７）内に前記構成エレメント（４）が前記コンタクトピン（５）を介して摩擦接続的に保持されかつ電気的にコンタクティングされるように前記収容部（７）が配置されかつ構成されていることを特徴とする制御装置。
2. 構成エレメント（４）のコンタクトピン（５）と、打抜き格子体（６）に設けられた対応する収容部（７）との間の結合が、可逆的に形成・再解離可能である、請求項１記載の制御装置。
3. コンタクトピン（５）のための収容部（７）が、打抜き格子体（６）に設けられた打抜き孔の形で実現されており、該打抜き孔の縁範囲に、内方へ向けられた少なくとも２つの、有利には３つの保持突起（８）が形成されている、請求項１または２記載の制御装置。
4. 前記保持突起（８）が変形可能であり、特に弾性的に変形可能である、請求項３記載の制御装置。
5. 打抜き格子体（６）に、電子装置部分（１）のプリント配線板（３）のためのコンタクティングエレメント（９）が形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御装置。
6. 出力部分（２）と電子装置部分（１）との間の電気的なコンタクティングが、打抜き格子体（６）に形成されたコンタクティングエレメント（９）と、プリント配線板（３）に設けられた対応するコンタクト個所（１０）とを部分的にろう接することによって実現されている、請求項５記載の制御装置。
7. 打抜き格子体（６）に、少なくとも１つの外部の出力部分コネクタのためのコネクタピン（１１）が形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の制御装置。
8. 自動車に用いられる搭載電源制御装置としての、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置の使用。

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