JP5096344B2 - 制御装置、殊に自動車用伝動装置のための制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、殊に自動車用伝動装置のための制御装置であって、支持体を備えており、該支持体上に電子式の回路部分並びに、該回路部分と電気的な接続部材によって接続されたフレキシブルなプリント回路基板を配置してあり形式のものに関する。

自動車技術分野において、伝動装置（若しくはトランスミッション）の制御のために制御モジュール内に組み込んで用いられる公知の制御装置は、センサー、及びコネクタ接続部、並びに必要に応じて液圧制御弁若しくは油圧制御弁を備えていて、伝動装置に取り付けられるようになっている。従って、制御機能を生ぜしめる電子式の回路部分（回路構成要素）は、制御装置の液密若しくは水密なケーシング内室に収容（配置）されなければならない。前記形式の制御装置は例えば欧州特許EP 1239710 A2号明細書により公知である。該公知の制御装置においては、電子式の回路部分は金属製の支持体部分に装着されており、支持体部分は冷却体に配置されている。支持体部分上にはさらにフレキシブルな面積の大きなプリント回路基板を被着するようになっており、該面積の大きなプリント回路基板は回路部分を取り囲むようになっている。このためにプリント回路基板は、中央切欠き部（若しくは中央開口部）を有しており、該中央切欠き部内で回路部分は支持体部分上に配置されている。シール手段を備えたケーシングカバーは、密閉のために回路部分上から面の大きなプリント回路基板に取り付けられる。該公知の制御装置の欠点は、面積が大きく従って高価なプリント回路基板を用いること、並びにケーシング内部を部分的に、該ケーシング内部に突入するプリント回路基板によって密閉することにある。このような手段は、一方でプリント回路基板と支持体部分との間、かつ他方でプリント回路基板とケーシングカバーとの間の漏れを避けるために、つまり液密性を保つために極めて煩雑である。

本発明では、冒頭に述べた形式の制御装置、殊に自動車用伝動装置のための制御装置において、電子式の回路部分を取り囲むフレーム部分を、支持体上に配置（装着）してあり、電子式の回路部分と接続されるべき電気的な接続部材は、フレーム部分の切欠き部を通してプリント回路基板に電気的に接続されるようになっている。制御装置の前記構成は、簡単な構造により制御装置の経済的な製造を可能にすると共に、腐食作用のある伝動装置物質に対する高いシール性及び高い耐熱性を達成している。さらに面積が大きく高価なプリント回路基板の使用を避けることができるので有利である。代わりに複数のフレキシブルなプリント回路基板ストリップを用いるようになっており、該プリント回路基板ストリップは経済的に製造され、それというのはわずかな切欠きしか有していないからである。電子回路を取り囲みかつ電子回路の周囲のシール領域で支持体に固着される１つのフレーム部分によって、ケーシング内室の確実な密閉を達成している。電子式の回路部分につながる電気的な接続部材（接続要素）は、本発明に基づき、フレーム部分の切欠き部を通して、ケーシング内室の外側に配置されたプリント回路基板に接続されるようになっている。ケーシング内室の密閉は、プリント回路基板上で行われるのではなく、フレーム部分と支持体との間の例えば溶接結合部によって有利に行われるようになっている。

本発明の有利な実施態様を従属請求項に記載してある。フレーム部分の、支持体と反対の側（面）はケーシングカバーによって閉じられ、これによって、電子式の回路部分の収容のための密閉された１つのケーシング内室を形成（画成）してある。ケーシング内室の密閉は、有利にはフレーム部分とケーシングカバーとの間の溶接結合部によって行われるようになっている。フレキシブルなプリント回路基板は、フレーム部分、ケーシングカバー及び支持体によって画成されたケーシング内室の外側に配置されている。

有利な実施態様では、フレーム部分は該フレーム部分の、電子式の回路部分の受容のための中央切欠き部の周囲に沿って設けられた環状の支持領域でもって、支持体の、電子式の回路部分が装着される側の面に、電子式の回路部分の外側で接触している。フレーム部分は簡単な実施態様では支持体に支持領域で例えば溶接によって結合されるようになっている。

特に有利な実施態様では、フレーム部分は第１の壁区分と、該第１の壁区分に続いてていて該第１の壁区分から該第１の壁区分に対してほぼ垂直にケーシングカバーに向かって延びる第２の壁区分を備えており、第１の壁区分は、支持体に向いた第１の面とケーシング内室に向いた第２の面を有している。フレーム部分は槽状（バスタブ状若しくはシャーレ状）の形を有している。このような形は、電子回路上に樹脂封止材料、例えばゲルを施すために極めて有利である。

電気的な接続部材のための少なくとも１つの切欠き部若しくは穴を、フレーム部分の第１の壁区分に設けられており、第１の壁区分はフレキシブルなプリント回路基板上に直接に載せられ若しくは間接的に載せられるようになっている。この場合に回路部分とプリント回路基板とは支持体上で互いに平行に向けられており、電気的な接続部材はボンディングワイヤによって形成されていて、フレーム部分の第１の壁区分に設けられた切欠き部若しくは穴を通して、ケーシング内室の外側に配置されたプリント回路基板に簡単に接続されるようになっている。

フレーム部分の第１の壁区分の切欠き部の密閉のために、本発明の実施態様では、フレーム部分の第１の壁区分は、該フレーム部分の切欠き部及びフレキシブルなプリント回路基板の接点面を取り囲むシール手段を介在して、フレキシブルなプリント回路基板上に載せられるようになっている。

本発明の別の実施態様では、フレーム部分の第１の壁区分は、電気的な接続部材の通し案内のための孔（中央切欠き部）を備えたスペーサを介在して、フレキシブルなプリント回路基板上に載せられるようになっており、この場合にシール手段は第１の壁区分とプリント回路基板との間でスペーサの周囲を取り囲むように配置されている。例えばプラスチックから成形されたスペーサは、フレーム部分の切欠き部内に圧入され、シール手段のための組み付け補助部材として、かつフレーム部分の第１の壁区分とプリント回路基板との間の間隔の規定若しくは調節のために用いられるようになっている。シール手段（シール部材）として弾性的なシールリングを用いると、該シールリングは、スペーサの高さによって規定された値まで圧縮される。

本発明の実施態様では、複数のプリント回路基板を１つの支持体上に配置（装着若しくは被着）してあり、この場合に、フレーム部分は、各プリント回路基板に対応して設けられた切欠き部を有しており、該切欠き部を通して電気的な接続部材は、各プリント回路基板並びに回路部分に電気的に接続されるようになっている。フレーム部分は有利には、支持体と溶接結合可能な少なくとも１つの区分を備えている。

本発明に基づく制御装置は極めて簡単に製造されるようになっており、このために第１の工程で、まず少なくとも１つのフレキシブルなプリント回路基板を支持体上に固着（装着）し、次いでフレーム部分を支持体上に装着し、つまりフレーム部分を支持体上に載せて、該支持体に溶接結合によって固定し、次いで電気的な接続部材（接続要素）を、フレキシブルなプリント回路基板並びに、フレーム部分の装着の前に若しくは装着の後に支持体上に固着されている電子式の回路部分と接続するようになっている。接続は、有利には回路部分の接点面とプリント回路基板との間のワイヤボンディングによって行われる。フレキシブルな複数のプリント回路基板を用いる場合には、該複数のプリント回路基板は共通の１つの支持体上に小さい製作誤差で配置されるようになっている。フレーム部分を支持体上に装着する場合には、フレーム部分の切欠き部は、フレーム部分と支持体若しくはプリント回路基板との間にシール部材を介在することによって密閉されてよい。回路部分は、フレーム部分内で支持体上に載せて、支持体に固着（被着）される。フレーム部分若しくはプリント回路部分を支持体上に配置若しくは装着する前に、回路部分は支持体上に装着されてよい。最終的に、回路部分上及び／又はフレーム部分の切欠き部に樹脂封止を施し、かつケーシングカバーをフレーム部分上に載せ、つまりフレーム部分にかぶせるようになっている。

次に本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。図面において、
図１は、本発明の第１の実施例の部分断面図であり、
図２は、図１の実施例の、ケーシングカバーを取り除いた状態での平面図であり、
図３ａは、本発明の第２の実施例の斜視図であり、
図３ｂは、図３ａの実施例の部分断面図であり、
図４は、本発明の第３の実施例の部分断面図である。

図１には、本発明に基づく制御装置の第１の実施例を示してある。該制御装置は、例えば、伝動装置若しくはトランスミッションに装着された制御モジュール内に組み込まれる伝動装置用制御装置である。制御装置は支持体１を有しており、支持体は実施例では、熱伝導率の高いアルミニウム若しくは鋼から成る金属製の平らな支持プレートとして形成されている。支持体１は、図示省略の制御モジュールに固定されるようになっていて、特に制御モジュールの冷却体に熱伝導可能に結合されるようになっている。図１からさらに見て取れるように、支持体１上に電子式の回路部分２を装着してある。電子式の回路部分２は、支持基板上に配置された電子回路を含んでおり、電子回路は、伝動装置の制御のために必要な複数の電気式及び／又は電子式の構成要素を備えている。回路部分は有利には、セラミック製の支持基板を備えたLTCC(Low Temperature Cofired Ceramic)として形成されていて、例えば接着剤層６を介して、若しくは別の手段によって支持体１上に装着されている。図１及び図２に示してあるように、さらにフレキシブルな少なくとも１つのプリント回路基板（フレキシブルプリント基板）３を支持体１上に貼り付け、つまり被着してあり、この場合に接着剤２４を用いてある。有利には、ストリップ状の複数のプリント回路基板３，３′，３″を共通の１つの支持体上に被着してある。共通の１つの支持体の平らな組み付け面（装着面又は実装面）上への複数のプリント回路基板３，３′，３″のこのような被着によって、プリント回路基板相互の位置誤差は小さく保たれるようになっている。フレキシブルなプリント回路基板３，３′，３″は、支持体から離れていて、図１及び図２には示されていない端部で、制御モジュールの電気式若しくは電子式の構成要素に接続されるようになっている。構成要素は例えばセンサー、コネクタ部分、若しくは液体弁又は油圧弁である。プリント回路基板３，３′，３″の被着（接着）は、支持体上への機械的な結合並びに、回路部分への電気的な接続箇所の引っ張り負荷の軽減に役立っている。接着剤２４によって、引っ張り負荷の軽減だけではなく、制御装置ケーシングにおけるシール作用も達成できる。プリント回路基板の被着は、回路部分２を支持体１上へ装着する前に行われてもよい。

図１及び図２にさらに示してあるように、プリント回路基板の組み付けの後に、有利には金属製のフレーム部分５を支持体上へ装着してある。フレーム部分はプラスチックから成形されていてもよい。フレーム部分５は槽状（バスタブ状）に形成されていて、実施例では底部のほぼ中央に中央切欠き部１８を有しており、該中央切欠き部１８内に電子式の回路部分２を配置してあり、つまり回路部分２は四方からフレーム部分５によって取り囲まれている。フレーム部分５は支持体１の、回路部分２が装着される側（面）に対してほぼ平行に延びる実質的な平らな第１の壁区分１１を有している。第１の壁区分（底部壁区分）１１は、支持体１に向いた第１の面１１ａと支持体１と逆の側の第２の面１１ｂを有している。フレーム部分はさらに、第１の壁区分１１から曲げられた第２の壁区分１２を有しており、該壁区分１２は、支持体の縁（周辺）に対応して全周にわたって延びていて制御装置ケーシングの画定壁（ケーシングの内室を画定若しくは画成する壁、つまり側面壁）を形成していて、かつつば（折り曲げ縁）１３を備えている。第１の壁区分１１は、電気的な接続部材７の通し案内（貫通案内）のための切欠き部（穴）１５，１５′，１５″を備えている。第１の壁部分１１とプリント回路基板３，３′，３″との間には、各切欠き部１５，１５′，１５″を取り囲むようにシール部材８，８′，８″を設けてある。シール部材（シール手段）としては、粘着性シール、例えば環状のシール接着剤塗布成形層若しくは環状のシール接着剤塗布成形隆起部（シール接着剤ビード状隆起部）を用いることができ、粘着性シール若しくはシール接着剤塗布成形隆起部は、各プリント回路基板３，３′，３″上に塗布成形された場合にまず形を保って、流れず、所定の低い粘着性を有していて、フレーム部分５の装着の後にシール領域でプリント回路基板及びフレーム部分を完全に濡らす、つまりプリント回路基板及びフレーム部分に十分に付着するようになっている。施されるシール接着剤の量は、プリント回路基板とフレーム部分５との間の間隙の幅（図１で水平方向の寸法）及び高さ（図１で垂直方向の寸法）に依存して規定されるようになっている。シール部材としての各シール接着剤塗布成形隆起部８，８′，８″は、図２に示してあるように、対応する所定の各プリント回路基板３，３′，３″上で該プリント回路基板の、接点面３０の備えられた領域の周囲を取り囲むように環状に施される。次いでフレーム部分５を装着して、シール接着剤は硬化させられる。

第１の壁区分１１の、第２の壁区分１２と逆の側で電子的な回路部分２に向いている内側面に、支持体１へ向かって曲がり延びる区分１４を設けてあり、該区分は支持体に対してほぼ平行に延びる支持領域１６につながっており、該支持領域１６は中央切欠き部１８を画成していて、例えば該支持領域１６に設けられたリブ１６ａでもって金属製の支持体に直接に接触している。支持体上へのフレーム部分５の取り付け若しくは固定は、支持領域１６と支持体１とをリブ１６ａの領域で溶接することによって行われてもよい。溶接は、有利には抵抗溶接、蓄熱式溶接若しくはレーザー溶接として行われてよい。電子式の回路部分２は有利には、溶接作業による敏感な回路部分の損傷を避けるために、フレーム部分５と支持体１との間の溶接の後に支持体上に装着される。

フレーム部分５を支持体１に溶接結合し、かつ電子式の回路部分２を装着した後に、回路部分２のボンディングパッドは、ボンディングワイヤによって形成された電気的な接続部材７を介してプリント回路基板３，３′，３″の接点面に接続（接触）される。このために例えばアルミニウムボンディングを用いることができる。ワイヤボンディングの後に回路部分は樹脂封止される。このために、第１のゲル２６（例えば安価な標準ゲル）を回路部分に施すようになっている。ゲル２６は、フレーム部分５の、支持体１に向かって延びる区分１４を越えて第１の壁区分１まで達している。穴１５，１５′，１５″の領域に異なる粘度の第２のゲル２７（例えば耐性の高いフッ化ゲル）を施してあり、第２のゲルによって、接点面３０上のシール手段８，８′，８″に取り囲まれた空間部分は穴１５，１５′，１５″の高さを越えて満たされ、接点面３０は保護されるようになっている。支持体１に向かって折り曲がっている区分１４は、第１のゲルト２６と第２のゲルト２７との相互の入り混じりを防止している。第１のゲルト２６と第２のゲルト２７とは、まだ閉じられていないフレーム部分５の上方からの送風を行うことによって同時に硬化されるようになっていてよい。

最終的にケーシングカバー４はフレーム部分５に取り付けられる。この場合に、ケーシングカバーの縁に沿って設けられた環状のリブ４ａは、フレーム部分５のつば１３に当接している。フレーム部分５をつばの領域でケーシングカバー４に溶接結合し、これによって閉じたケーシング内室９を形成するようになっている。ケーシングカバー４を別の手段によって、例えば縁曲げ加工若しくはシール接着によってフレーム部分に固定することも可能である。支持体１、フレーム部分５及びケーシング部分４は有利には同一の金属材料から成形されている。熱によって生ぜしめられてプリント回路基板とフレーム部分との間のポリマー製シールに作用することになる応力は、同一の膨張率により最小にされる。

第２の実施例を図３ａ及び図３ｂに示してある。該実施例ではフレーム部分５の第１の壁区分１１はケーシング内部から見てへこみ部２５を複数備えており、該へこみ部は、第１の壁区分１１の、支持体１に向いた面１１ａで支持体１へ向かって突出する膨らみ部を成しており、該膨らみ部はプリント回路基板の切欠部若しくは穴を介して直接に支持体１に接触していて、支持体１上へのフレーム部分５の機械的な固定のために支持体１に溶接結合されるようになっている。

さらに別の実施例を図４に示してある。該実施例では、プラスチックから成るスリーブ状のスペーサ２０は、フレーム部分５の穴１５内に圧入されている。スペーサ２０によって、フレーム部分５の第１の壁区分１１とフレキシブルなプリント回路基板３との間の間隔を規定（調節）するようになっている。スペーサ２０は孔２１を有しており、該孔を介して電気的な接続部材７はプリント回路基板３の接点面３０に接続（接触）されている。シール手段８は該実施例では、例えばフッ化エラストマから成る圧縮形シールとして形成されていて、半径方向の応力を伴ってスペーサ２０に被せ嵌められている。つまりスペーサは、シール手段８のための組み付け補助部材として用いられ、かつシール手段８の圧縮作用の規定若しくは調節のために用いられているものである。

図４の実施例では、フレーム部分５はさらにつば１３に続けて設けられかつ支持体１に向けられた別の壁区分１９を有しており、該壁区分１９は、支持体に対して平行に延びるように曲げられた部分２２を備えている。部分２２は固定手段２３を用いて支持体に固定されるようになっており、固定手段は例えばねじ若しくはリベットとして形成されている。もちろん部分２２は、図３ｂの実施例に示してあるように溶接によって支持体に結合されるように成っていてよい。

シール手段８，８′，８″を圧縮形シールとして形成する場合に、別の方法によって、つまり、射出成形若しくは加硫成形によってシール手段をフレーム部分５に形成することも有利である。圧縮形シールは、装着状態で圧縮作用（内部応力）を生ぜしめているものである。シール手段８のほかに、付加的（追加的）にシールをフレーム部分とケーシングカバーとの間、若しくはフレーム部分と支持体との間に圧縮形シールとして設けることも可能である。有利にはシールの加硫成形をプリント回路基板から離して実施し、反応生成物によってプリント回路基板の接点表面の清潔度を損なわないようにしてある。

本発明の第１の実施例の部分断面図 図１の実施例の、ケーシングカバーを取り除いた状態での平面図 本発明の第２の実施例の斜視図 図３ａの実施例の部分断面図 本発明の第３の実施例の部分断面図

符号の説明

１ 支持体、 ２ 回路部分、 ３，３′，３″ プリント回路基板、 ４ ケーシングカバー、４ａ リブ、 ５ フレーム部分、 ６ 接着剤層、 ７ 接続部材、 ８，８′，８″ シール部材、 １１，１２ 壁区分、 １５，１５′，１５″ 切欠き部、 １４ 区分、 １６ 支持領域、 １６ａ リブ、 １８ 中央切欠き部、 ２４ 接着剤、３０ 接点面

Claims (12)

1. 制御装置であって、殊に自動車用伝動装置のための制御装置であって、支持体（１）を備えており、該支持体上に電子式の回路部分（２）が設置されており、該支持体（１）上には電気的な接続部材（７）によって前記電子式の回路部分（２）と接続された少なくとも１つのフレキシブルなプリント回路基板（３）が配置されている形式のものにおいて、
   中央に形成された第１の切欠き部（１８）を有し、かつ前記電子式の回路部分（２）を囲むフレーム部分（５）が支持体（１）に配置されており、前記電子式の回路部分（２）は前記フレーム部分（５）の前記第１の切欠き部（１８）内に配置されており、前記電子式の回路部分（２）と接続されている電気的な接続部材（７）は、前記フレーム部分（５）に前記第１の切欠き部とは別個に形成された少なくとも１つの第２の切欠き部（１５）を通してフレキシブルなプリント回路基板（３）に電気的に接続されていることを特徴とする制御装置。
2. フレーム部分（５）は、支持体（１）と逆の側でケーシングカバー（４）によって閉じられるようになっており、この場合にフレーム部分（５）と、ケーシングカバー（４）と支持体（１）とは、電子式の回路部分（２）の収容のためのケーシング内室（９）を画成している請求項１に記載の制御装置。
3. フレキシブルなプリント回路基板（３）は、フレーム部分（５）、ケーシングカバー（４）及び支持体（１）によって画成されたケーシング内室（９）の外側に配置されている請求項２に記載の制御装置。
4. フレーム部分（５）は該フレーム部分の環状の支持領域（１６）でもって、支持体（１）の、電子式の回路部分（２）の装着される側の面に、前記回路部分（２）の外側で接触していて、そこで特に前記支持体（１）と溶接結合されている請求項１に記載の制御装置。
5. フレーム部分（５）は第１の壁区分（１１）と、該第１の壁区分（１１）からケーシングカバー（４）に向かって延びる第２の壁区分（１２）を備えており、前記第１の壁区分（１１）は、支持体に向いた第１の面（１１ａ）とケーシング内室（９）に向いた第２の面（１１ｂ）を有している請求項１に記載の制御装置。
6. 前記第２の切欠き部（１５）は、フレーム部分（５）の第１の壁区分（１１）に設けられており、該第１の壁区分（１１）はフレキシブルなプリント回路基板（３）上に直接に載せられ若しくは間接的に載せられている請求項５に記載の制御装置。
7. フレーム部分（５）の第１の壁区分（１１）は、該フレーム部分（５）の前記第２の切欠き部（１５）及びフレキシブルなプリント回路基板（３）の接点面（３０）を取り囲むシール手段（８）を介在して、フレキシブルなプリント回路基板（３）上に載せられている請求項６に記載の制御装置。
8. フレーム部分（５）の第１の壁区分（１１）は、電気的な接続部材（７）の通し案内のための孔（２１）を備えたスペーサ（２０）を介在して、フレキシブルなプリント回路基板（３）上に載せられており、この場合にシール手段（８）は前記第１の壁区分（１１）と前記プリント回路基板（３）との間で前記スペーサ（２０）の周囲を取り囲むように配置されている請求項７に記載の制御装置。
9. フレーム部分（５）は、支持体（１）と溶接結合されるようになっている少なくとも１つの区分（１６，２５）を備えている請求項１に記載の制御装置。
10. 複数のフレキシブルなプリント回路基板（３，３′，３″）を１つの支持体（１）上に配置してあり、この場合に、前記各プリント回路基板に接続されている電気的な接続部材（７）は、フレーム部分（５）の、前記各プリント回路基板に対応して設けられた前記第２の切欠き部（１５，１５′，１５″）を通して回路部分（２）に電気的に接続されるようになっている請求項１から９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 電気的な接続部材（７）はボンディングワイヤによって形成されている請求項１から１０のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の制御装置の製造のための方法において、第１の工程で、フレキシブルなプリント回路基板（３）を支持体（１）上に固着し、次いでフレーム部分（５）を前記支持体（１）上に装着し、次いで電気的な接続部材（７）を、前記フレキシブルなプリント回路基板（３）と、前記フレーム部分（５）の前記装着の前に若しくは後に前記支持体（１）上に固着されている電子式の回路部分（２）と接続し、最終的にケーシングカバー（４）を前記フレーム部分（５）にかぶせることを特徴とする、制御装置の製造のための方法。

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