JP4215772B2 - 制御装置ユニットおよび該制御装置ユニットを製作する方法 - Google Patents

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Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の制御装置ユニット、特に自動車分野における制御装置ユニットおよび該制御装置ユニットを製作する方法に関する。
従来技術
制御装置ユニットは、特に自動車分野では、振動荷重に基づく高い機械的な負荷を免れない。
制御装置ユニットは、例えば、自動車分野では伝動装置制御のために使用される。以下に、図１および図２に基づき、公知先行技術による制御装置ユニットを説明したい。この場合、図１には、従来式の制御装置ユニットを下方から見た図を示してあり、図２には、図１におけるＡ−Ａ線に沿った従来式の制御装置の側方横断面図を示してある。
制御装置１は、例えばハイブリッド制御装置２と、センサと、車両ケーブルハーネスもしくは伝動装置差込み部に接続するための少なくとも１つの差込み結合部とを有している。ハイブリッド制御装置２とセンサと伝動装置差込み部との間の電気的な接続は、打抜き格子（Stanzgitter）３によって行われる。制御装置ユニット１はカバー４を有しており、このカバー４は制御装置ユニット１の閉鎖を保証するものである。さらに、ケーシング内には、電子的な回路がハイブリッド制御装置２上に設けられている。制御装置ユニット１の下側には、電子的な回路と打抜き格子３との間の電気的な接触接続のために、ガラス化されたピン５が配置されており、このピン５はピン条片に組み付けられている。回路支持体とガラス化されたピンとの電気的な接触接続はボンディングによって行われ、ガラス化されたピンと打抜き格子３との接触接続はレーザ溶接によって行われる。
種々異なる適用分野、例えばＡＢＳシステムでは、回路を接触接続するための導体路がプラスチックケーシング内に射出成形によって埋設され、このプラスチックケーシング内に電子的な回路が設けられている制御装置ケーシングが使用される。前記ケーシングは、従来、カバー４によって閉鎖され、このカバー４は制御装置ユニットの支持体へ接着されるかまたは注型によって固着される。
上記の公知の構成における欠点として、プラスチック内に射出成形によって埋設された導体路が完全には封止され得ないという事実が判明した。
したがって、公知先行技術には、導体路とプラスチックとの間の密封性を改善するための種々異なる構成が存在する。例えば、ピンの形状の導体路がプラスチック内に圧入され、この場合、ピンは、正確に規定された形状を高精度で有していなければならない。
別の構成では、各導体路が弾性的な材料で取り囲まれ、この材料が封止機能を引き受けるようになっている。
しかしながら、両解決手段は、技術上、接続線路もしくは導体路がほとんど必要とされずかつ接続路もしくは導体路間の間隔が比較的に大きい場合にしか、実現され得ずかつ経済的に有利ではないという欠点を有している。
発明の利点
請求項１の特徴部に記載したように構成された本発明による制御装置ユニットと、これに対応する、請求項８による制御装置ユニットの製作方法とは、公知の解決手段に比べて、完全に気密封止されていると同時に、ケーシング内に存在する回路の、外側への接触接続を簡単に保証しており、しかも多数の接触接続が容易に考えられる制御装置ユニットが提供されるという利点を有している。
さらに、接触接続部は小さい格子パターン（Raster）を有していてよく、これにより、必要とされる取付けスペースが減少される。また、接触接続部は、比較的任意に配置され得る。さらに、本発明による制御装置ユニットは、簡単にひいては安価に製作され得る。
本発明の基礎を成している着想は、切欠きを通過して延びている電気的な導体路と、カバーの、前記切欠きに嵌入された成形部との周囲を流れることができるような粘性を備えた封止ゲルが、当該制御装置ユニットのフレームにおける切欠き内に設けられていることにある。
したがって、唯一の封止材によって、当該制御装置ユニットの各導体路の個別封止が保証され、かつ底プレートとカバーとの間の封止が保証される。この場合、個々の導体路の幾何学的な形状は、些細なことである。したがって、例えば、導体路のための打抜き格子の使用に際して、打抜き縁部における破断縁部、断面縮小部（Einschnuerungen）等は、封止特性にとってはいかなる意味もない。さらに、導体路の特別な幾何学的な精度もしくは導体路間の格子パターンの特別な幾何学的な精度は、必要ではない。したがって、簡単な経済的な製作が可能である。
ケーシングフレームにおけるもしくはケーシングフレーム内の導体路の任意の個数と任意の分配とに基づいて、回路レイアウトの規定条件もしくは周囲を取り囲んでいる構造上の条件への、より容易な適合が可能である。
さらに、回路支持体に対して付加的に、別の電子的な構成素子がケーシング内に設けられ得、回路支持体に接触接続され得るかもしくは外部に向かって接触接続され得る。したがって、当該制御装置ユニット内もしくは回路支持体上の貴重な取付けスペース面が節約され得る。しかも、例えば回路支持体上に配置され得ない構成素子、例えば大きいコンデンサ、または多量の電磁放射または損失出力を有する構成素子が、簡単に回路支持体に接触接続され得る。
従属請求項には、請求項１に記載した制御装置ユニット並びに請求項８に記載した前記制御装置ユニットを製作する方法の、有利な構成および改良形を記載してある。
有利な１実施態様によれば、封止ゲルは、場合によってはあり得る硬化工程後にその弾性的な特性を維持するシリコーンゲルとして形成されている。
別の有利な実施態様によれば、カバーの前記成形部は、当該制御装置ユニットの圧縮された状態で封止ゲルの所定量を収容するための少なくとも１つの収容領域を有している。したがって、封止ゲルは、力作用に際して前記成形部の収容領域に流入することができ、より良好な封止特性のために働くことができる。
有利には、フレームの前記切欠きは、環状の溝として形成されている。これに応じてカバーの前記成形部は、有利には、前記溝に対応配置されたキーとして形成されており、このキーも環状に配置されている。
カバーは、例えばレーザ溶接部、係止結合部、成形ばね装置またはこれに類するものによって、フレームに堅固に結合可能である。有利な結合手段は、当該制御装置ユニットの適用に相応してもしくは当該制御装置ユニットの使用分野に相応して選択され得る。
特別に有利には、底プレートは、良好な熱伝導性を備えた材料、例えば金属から成っている。このことによって、底プレートに結合された冷却面における良好な熱導出が可能になる。
特に、導体路は、打抜き格子・導体路としてまたはフレックスシート・導体路として形成されている。しかしながら、導体路の別の形状も考えられる。なぜならば、粘性の封止ゲルは、いかなる幾何学的な形状の周囲も流れることができるからである。
さらに別の有利な実施態様によれば、当該制御装置ユニットはばね装置によって、対応配置された面へ押し付けられる。この面は、例えば、伝導装置ケーシングの支持面を成していてよいかまたは、他に形成された冷却面を成していてよい。この力負荷によって封止ゲルに、封止特性を著しく改善する流体静力学的な圧力が形成される。さらに、当該制御装置ユニットの全構造体が、力作用下でまとめられる。
本発明の実施例を図面に示し、以下の実施例の説明で詳しく説明する。
実施例の説明
図面では、同じ参照符号は、同じ構成部材または同機能の構成部材を示す。
図３には、本発明の第１の実施例による制御装置ユニット１を、カバーが取り外された状態で平面図で示してある。この制御装置１はフレーム８を有しており、このフレーム８は有利にはプラスチックから製作されていて、環状の溝９を有している。
導体路１０は、有利には、プラスチック・フレーム８内に射出成形によって固着されていて、溝９を通過して延びている。導体路１０は、例えば、打抜き格子・導体路（Stanzgitter-Leiterbahnen）としてまたはフレックスシート・導体路（Flexfolien-Leiterbahnen）として形成されていてよい。
さらに、制御装置ユニット１は底プレート１１を有しており、この底プレート１１は、有利には、良好な熱伝導特性を備えた材料から形成されている。底プレート１１は例えば金属から成っていてよい。底プレート１１には回路支持体１２、例えばＬＴＣＣまたはハイブリッド基板が配置されており、この回路支持体１２は電子的な構成素子１３を備えている。回路支持体１２は導体路１０に、有利にはボンディング結合部材１４によって電気的に接触接続される。
制御装置ユニット１は、さらに、カバー（図３には示さず）で閉鎖され、この場合、カバーとフレーム８と底プレート１１との間に封止ゲルが充填される。このことを以下に、別の図面の説明に際して詳しく解説する。
図４には、本発明の第２の実施例による制御装置ユニット１の側方横断面の部分図を示してある。図４に示してあるように、導体路１０は、フレーム８に設けられた環状の溝９を通過して延びている。後で詳しく説明する封止ゲル１６が、溝９内に充填される。カバー４は、溝９に対応配置されたキー（Feder）もしくは成形部（Anformung）４０を有している。このキーもしくは成形部４０も、有利には環状に形成されている。成形部４０は、フレーム８へカバー４を被せる際に成形部４０が前記対応配置された溝９に形状接続的に（formschluessig）嵌入可能であるように、キーとして形成されている。例えば、カバー４の成形部はその自由端部に、２つの封止リップに相当する形状を有している。したがって、フレーム８とカバー４との間の封止ゲル１６の流出が、付加的に回避される。
以下に、制御装置１を製作するための個々の方法ステップを、例示的に説明する。まず、底プレート１１がフレーム８内に圧入されかつ／または接着される。
次いで、回路支持体１２が底プレート１１へ接着され、回路支持体１２に電子的な構成素子（図示せず）が実装される。電子的な構成素子の実装は、底プレート１１への回路支持体１２の組付け前に行うこともできる。
この後、導体路１０への回路支持体１２の接触接続が行われ、この場合、このような接触接続は、有利にはボンディング結合部材１４によって遂行される。
次いで、フレーム８の環状の溝９内に封止ゲル１６が注入され、この場合、封止ゲル１６は、溝９を通過して延びている導体路１０の周囲を封止ゲル１６が流れるような粘性を有している。封止ゲル１６は、有利には、場合によってはあり得る硬化工程後にその弾性的な特性を維持する材料から製作されている。例えば封止ゲル１６はシリコーンから成っている。
これに引き続いて、やはり有利にはプラスチック射出成形部材であるカバー４が、その成形部４０によってフレーム８の溝９に嵌入され、有利には、予め決定された力Ｆで、図４に示した矢印方向に負荷され、この結果、封止ゲルに、装置の密封性に必要な圧着力である流体静力学的な圧力が形成される。
力Ｆによるカバー４の負荷のために、複数のバリエーションが紹介可能である。図４に示してあるような、本発明の第２の実施例によれば、カバー４はフレーム８にレーザ溶接結合部１７によって結合され得る。このためにカバー４は、底プレート１１の方向に周囲に沿って曲げられた縁部区分４１を有している。この縁部区分４１の内側の面は、フレーム８の外側の面に接触していて、有利な溶接箇所を成している。
図５には、本発明の第３の実施例による制御装置ユニット１の側方横断面の部分図を示してある。この場合、カバー４の縁部区分４１は係止ノーズ４２を有しており、この係止ノーズ４２は、有利には、フレーム８の、縁部区分４１に対応配置された面における、多重に段付けされた係止部８０に係合することができる。
図６には、本発明の第４の実施例による制御装置ユニット１の側方横断面の部分図を示してある。この場合、圧着力Ｆは成形ばね装置１８によって実現され、この成形ばね装置１８は、例えば、図７に斜視図で示した構成を有している。成形ばね装置１８は有利には金属から成っていて、この成形ばね装置１８の長手方向軸線の方向に予荷重を有している。成形ばね装置１８は、例えば、より短く形成された一対の係止フック１８０と、より長く形成された一対の係止フック１８１とを有している。組み込まれた状態では、例えば、より短い係止フック１８０は底プレート１１の段部１１０に係合していて、より長い係止フック１８１はカバー４の表面に接触している。これにより、カバー４は、金属の成形ばね装置１８によって底プレート１１の方向に、予め決定された力Ｆで押圧される。底プレート１１における成形ばね装置１８の側方の位置固定のための形状を、底プレート１１の押出し成形によって製作することが有利である。
図８および図９には、本発明の第５の実施例による制御装置ユニット１の側方横断面の部分図を、第１および第２の状態で示してある。
図８では、カバー４の成形部４０もしくはキー４０は、この成形部４０の端面が封止ゲル１６に接触させられるように溝９に嵌入されている。成形部４０は、この実施例によれば、少なくとも１つの収容領域４３を有しており、この収容領域４３は、有利には、環状の材料切欠きとして形成されている。このことによって、図９における矢印の方向におけるカバー４への力作用Ｆのもとで、流体静力学的な圧力が封止ゲル１６に形成され、封止ゲル１６は、図９に示してあるように部分的に、切欠き４３によって形成された容積内に圧入される。このことによって、装置の、改善された封止特性が達成され得る。
図１０には、本発明の第６の実施例による制御装置ユニット１の側方横断面図を示してある。この制御装置ユニット１は、例えば、極めて高い運転温度が支配する自動車分野におけるオートマチックトランスミッション内で使用されるようにしたいので、制御装置ユニット１のための接触冷却が有利である。この理由から制御装置ユニット１は、有利には金属の底プレート１１で、例えば伝動装置内の冷却面１９に組み付けられ得る。適宜な圧着圧力のために、例えばばね装置２０が設けられている。このことによって、カバー４が底プレート１１に向かって押圧され、これにより、封止ゲル１６がばね装置２０の力の流れ（Kraftfluss）内に位置する。したがって、さらに付加的に、フレーム８内における底プレート１１の手間および費用のかかる位置固定を行わなくてよくなる。
図１１には、本発明の第６の実施例による制御装置ユニット１を、カバーを被せていない状態で平面図で示してある。必要な電子的な構成素子および回路を内側領域に配置できるようにするために、制御装置ユニット１の形状がいかなる有利な形状もとり得ることがわかる。所属の成形部を備えたカバーは、それぞれの溝に相応して、溝９へのカバーの形状接続的な嵌入が保証されるように形成され得る。
さらに、制御装置ユニット１の所定の空間的な構成によって、回路支持体に対して付加的に別の電子的な構成素子１５を、図１１に示してあるようにケーシング内に格納することおよび回路支持体に向かってまたは外部に向かって接触接続することが可能である。このことによって、付加的な利点が達成され得る。なぜならば、回路支持体における貴重な面が節約され、その寸法に基づきまたはその高程度の電磁放射もしくは損失出力に基づき回路支持体上に形成され得ない構成素子が、使用され得るからである。
図１２には、本発明の第８の実施例による制御装置ユニット１を、カバーを被せていない状態で平面図で示してある。複数の導体路１０がそれぞれの適用機能に相応して、フレーム８の１つの面だけにもしくは複数の面に配置されていてよいことは、当業者にとっては自明のことである。
本発明を有利な実施例に基づき上記に説明したとはいえ、本発明は前記実施例に限定されておらず、多様な形式で一部変更可能である。
したがって、本発明は、回路支持体と所属の電子的な構成素子とが配置されている内室の気密封止をもたらす制御装置ユニットおよびこの制御装置ユニットを製作する方法を提供する。この制御装置ユニットは、唯一の封止材、つまり封止ゲルによって、各導体路のための個別封止と底プレートとカバーとに対する封止とが保証されるように構成されている。このことによって、個々の導体路の、正確な幾何学的な構成は些細なことになり、すなわち、打抜き縁部における破断縁部、断面縮小部等はいかなる意味もなくなる。なぜならば、予め決定された粘性を備えた封止ゲルは、どのような形状を備えた導体路の周囲をも流れるからである。したがって、気密封止された制御装置の簡単な、経済的な製作が可能である。
ケーシングフレームにおける個々の導体路の数および分配は、回路レイアウトの規定条件もしくは周囲を取り囲んでいる構造上の条件への容易な適合が可能になることによって任意に構成され得る。
公知先行技術による制御装置ユニットを下方から見た図である。 図１における制御装置ユニットの、Ａ−Ａ線に沿った側方横断面図である。 本発明の第１の実施例による制御装置ユニットをカバーが取り外された状態で示す平面図である。 本発明の第２の実施例による制御装置ユニットの側方横断面を示す部分図である。 本発明の第３の実施例による制御装置ユニットの側方横断面を示す部分図である。 本発明の第４の実施例による制御装置ユニットの側方横断面を示す部分図である。 図６における成形ばね装置を示す斜視図である。 本発明の第５の実施例による制御装置の側方横断面を第１の状態で示す部分図である。 本発明の第５の実施例による制御装置の側方横断面を第２の状態で示す部分図である。 本発明の第６の実施例による制御装置ユニットを示す側方横断面図である。 本発明の第７の実施例による制御装置ユニットをカバーが取り外された状態で示す平面図である。 本発明の第８の実施例による制御装置ユニットをカバーが取り外された状態で示す平面図である。

Claims (10)

  1. 制御装置ユニット（１）、特に自動車分野における制御装置ユニット（１）であって、
    フレーム（８）が設けられており、該フレーム（８）が、電気的な供給のための電気的な導体路（１０）が通過して延びている切欠き（９）を有しており、
    底プレート（１１）が設けられており、該底プレート（１１）がフレーム（８）内に嵌入されており、
    回路支持体（１２）が設けられており、該回路支持体（１２）が、電子的な構成素子を支持していて、底プレート（１１）に被着されており、
    回路支持体（１２）を導体路（１０）に接続するための電気的な結合部材（１４）が設けられており、
    当該制御装置ユニット（１）を気密閉鎖するためのカバー（４）が設けられており、該カバー（４）が、フレーム（８）における対応配置された切欠き（９）に嵌入可能な成形部（４０）を有している形式のものにおいて、
    前記切欠き（９）を通過して延びている電気的な導体路（１０）の周囲を流れることができるような粘性を備えた封止ゲル（１６）が、前記切欠き（９）内に設けられていることを特徴とする制御装置ユニット。
  2. 封止ゲル（１６）が、場合によってはあり得る硬化工程後に弾性的な状態に保たれるシリコーンゲルとして形成されている、請求項１記載の制御装置ユニット。
  3. カバー（４）の前記成形部（４０）が、圧縮された状態で封止ゲルを収容するための少なくとも１つの収容領域（４３）を有している、請求項１または２記載の制御装置ユニット。
  4. フレーム（４）の前記切欠き（９）が、環状の溝（９）として形成されており、カバー（４）の前記成形部（４０）が、前記溝（９）に対応配置されたキー（４０）として形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の制御装置ユニット。
  5. カバー（４）がフレーム（８）に、レーザ溶接部（１７）、係止結合部（４１，４２）、成形ばね装置（１８）またはこれに類するものによって結合可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御装置ユニット。
  6. 底プレート（１１）が、良好な熱伝導性を備えた材料、例えば金属から製作されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御装置ユニット。
  7. 導体路（１０）が、打抜き格子・導体路としてまたはフレックスシート・導体路として形成されている、請求項１から６までの記載の制御装置ユニット。
  8. 請求項１から７までのいずれか１項に従って形成されている制御装置ユニット（１）を製作する方法において、以下のステップ、すなわち、
    底プレート（１１）をフレーム（８）内に圧入および／または接着する；この場合、前記フレーム（８）は切欠き（９）を有しており、該切欠き（９）を、電気的な供給のための電気的な導体路（１０）が通過して延びている。
    電子的な構成素子（１３）を支持するために設けられている回路支持体（１２）を、底プレート（１１）へ接着する；
    回路支持体（１２）を電気的な導体路（１０）に、例えばボンディング方法によって接触接続する；
    封止ゲル（１６）を、フレーム（８）に設けられた切欠き（９）内に注入する；この場合、前記封止ゲル（１６）は、前記切欠き（９）を通過して延びている電気的な導体路（１０）の周囲を流れることができるような粘性を有している。
    成形部（４０）を備えて構成されたカバー（４）を、制御装置ユニット（１）を気密閉鎖するためのフレーム（８）の、封止ゲル（１６）で充填された切欠き（９）に嵌入する；
    封止ゲル（１６）に流体静力学的な圧力を形成するための予め決定された力で、カバー（４）を負荷する；
    以上のステップを特徴とする、制御装置ユニットを製作する方法。
  9. 底プレート（１１）を金属から形成し、冷却面（１９）上において該冷却面（１９）に当て付けるように組み付ける、請求項８記載の方法。
  10. 封止ゲル（１６）に流体静力学的な圧力を形成するために、ばね装置（２０）によって予め決定された力で前記カバー（４）を底プレート（１１）に向かって負荷する、請求項８または９記載の方法。
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