KR20010101370A - 전자식 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐된 하우징 내에 배열되고 전기식 및/또는 전자식 부품이 장착된 프린트기판과, 상기 하우징에 배열된 적어도 한 개의 커넥터부품이 포함된 전자식 제어장치에 관한 것이다. 커넥터부품의 접촉부재는 하우징에 부분적으로 매립되고(embedded), 상기 프린트기판과 전기적으로 연결된다. 본 발명의 목적은 컴팩트하고 조립이 간단한 구조로서, 파워부품에 의해 발생된 열을 원활하게 배출시키는 것이다. 상기 하우징은 개방된 상단면과 개방된 하단면이 포함된 사출성형법으로 제작된 하우징프레임을 포함한다. 적어도 한 개의 프레스스크린에 의해 형성된 금속 컨덕터바가 상기 하우징프레임에 부분적으로 매립된다. 하우징프레임의 하단면은 히트싱크로서 장착된 금속 바닥부품에 의해 밀폐되고 상기 상단면은 커버부품에 의해 밀폐된다. 상기 바닥부품과 프린트기판 사이에는 파워부품이 장착된다. 이 파워부품의 커넥터는 프린트기판 및/또는 컨덕터바와 접촉한다. 상기 파워부품의 하단면은 냉각판에 의해 형성되고, 프린트기판의 반대쪽에 존재하며, 금속성 바닥부품과 열전도성으로 연결된다.

Description

전자식 제어장치{ELECTRONIC CONTROL DEVICE}

이런 종류의 제어장치는 DE 198 51 455 A1에 개시된 바 있으며 예를 들어 전기모터에 의해 구동되는 구동장치의 제어용으로 사용된다. 종래 방식의 제어장치는 두 개의 커넥터부품이 장착된 합성수지 재질의 박스형 바닥부품을 갖는데, 프린트기판이 상기 바닥부품에 삽입되며 상기 바닥부품은 커버로 밀폐될 수 있다. 박스형태의 바닥부품은 커넥터부품과 함께 사출성형법으로 제작된다.

종래 방식의 제어장치의 단점은 파워부품을 하우징으로 삽입하는 것이 어렵다는 것인데, 그 이유는 히트싱크가 존재하지 않으며 열이 밀폐된 합성수지 하우징에서 주위로 배출될 수 없기 때문이다. 이외에도 히트싱크를 하우징에 삽입하는 것이 매우 복잡하며 만약 하우징에 장착한다면 하우징의 크기가 커지는 다른 단점을 야기 시킬 것이다. 간단한 기계적 구조를 가지면서 동시에 최적의 열전달을 보장하는 것은 종래 방식의 제어장치에서는 불가능하다.

본 발명은 독립항인 청구항 1의 상위 개념에 따른 특징을 갖는 전자식 제어장치에 관한 것이다.

도 1은 하우징프레임에 부분적으로 매립되어 있고 프레스스크린을 통해 형성된 컨덕터바가 포함된 하우징프레임의 사시도.

도 2는 컨덕터바가 포함된 프레스스크린.

도 3은 금속성 바닥부품.

도 4는 커버가 포함되지 않은 상태의 조립된 제어장치의 사시도.

도 5는 커버가 포함된 도 4에 따른 제어장치의 측면도.

출원서의 청구항 1에 따른 본 발명의 제어장치를 통해 상술된 종래의 문제점이 극복된다. 상기 제어장치는 몇 가지의 부품을 통해 저렴하게 제작되며 매우 컴팩트한 구조를 갖는다. 특히 파워부품에서 발생하는 열이 효과적으로 배출되며 높이가 낮을 뿐 아니라 납작하고 공간절약적인 구조가 바람직하다. 이런 구조는 하우징이 양측으로 개방된 하우징프레임으로 형성됨으로써 실현되는데, 이 하우징프레임의 개방된 하단면은 하우징의 바닥부품을 형성하는 금속성의 히트싱크로 커버되며, 여기서 하우징 내에 배열된 파워부품은 프린트기판의 반대쪽 면에 있으며, 냉각면으로서 기능하는 상기 히트싱크와 접촉한다. 커넥터부품의 접촉부재 및 고전류가 통과하는 컨덕터바(conductor bar)는 프레스스크린(pressed screen)을 통해 간단한 방법으로 제작되는데, 이 프레스스크린은 사출성형법을 통해 하우징프레임에 매립(embedded)될 수 있다. 바람직하게는 파워부품의 커넥터는 프린트기판의 스트립 컨덕터(strip conductor) 및/또는 합성수지로 매립되지 않는 프레스스크린 구간과 접촉될 수 있다.

본 발명의 다른 형태 및 바람직한 실시예는 종속항에 기술된 특징을 통해 실현된다.

바람직하게는 하우징프레임에 횡단웨브가 장착되는데, 상기 횡단웨브에는 파워부품을 위한 고정부 및/또는 다른 전기적 부품을 위한 고정부가 형성되어 있다. 이렇게 함으로써 넓은 공간을 차지하는 큰 부품이 프린트기판과는 무관하게 하우징프레임의 고정부에 고정될 수 있으며 모든 부품을 프린트기판상에 장착하지 않아도 된다. 이런 조치를 통해 제어장치의 높이가 현저하게 낮아진다. 이외에도 상기 횡단웨브를 통해 조립과정이 간소화될 수 있을 뿐만 아니라 매우 견고한 구조가 실현된다. 따라서 예를 들어 큰 컨덴서가 하우징프레임에 일차조립될 수 있고 그 다음 과정에서 프린트기판이 하우징프레임에 고정될 수 있다.

바람직하게는 적어도 한 개의 커넥터부품의 접촉부재가 프레스스크린의 금속성 컨덕터바로 형성된다.

이외에도 바람직하게는 상기 프린트기판은 컨덕터바와 커버부품 사이에 배열된다. 이렇게 함으로써, 금속 바닥부품 쪽으로 향한 프린트기판의 면 상에 배열된 파워부품의 커넥터가 프린트기판 및/또는 프레스스크린의 컨덕터바와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 예를 들어 고전류가 통과하는 파워트랜지스터의 커넥터를 컨덕터바와 직접 접촉시키고 시그널이 통과하는 커넥터를 프린트기판과 직접 연결시키는 것이 가능하다.

하우징프레임의 상단면 쪽으로 벤딩된 컨덕터바의 접촉부는 프린트기판의 접촉개구를 관통하고 프린트기판과 전기적으로 연결됨에 따라 프레스스크린과 프린트기판 사이의 전기적 연결은 간단한 방법으로 예를 들어 딥솔더링(dip soldering)을 통해 실현될 수 있다.

바람직하게는 하우징프레임의 상단면 및/또는 하단면에 둘레를 감싸는 개스킷이 장착되어 있는데, 이 개스킷 상에는 커버부품과 바닥부품이 올려진다. 하우징프렘임, 금속성의 바닥부품, 및 커버부품으로 형성된 상기 하우징은 밀폐형으로 견고하게 차단된 하우징이므로 특히 습기나 환경영향으로부터 안정적으로 보호될 수 있다.

파워부품 및/또는 다른 전기적 부품을 지지하기 위한 적어도 한 개의플랫폼(platform) 및/또는 적어도 한 개의 대응홈(countersink)이 금속성 바닥부품에 장착됨에 따라 컴팩트하고 납작한 구조가 한층 더 개선될 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되어 있으며 다음의 설명을 통해 상세히 기술된다.

본 발명에 따른 제어장치의 하우징(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 개방된 하단면(11)과 개방된 상단면(10)을 갖는 네 개의 측벽(12, 13, 14, 15)으로 형성된 하우징프레임(2)을 포함한다. 상기 프레임은 자신의 상단면(10)과 하단면(11) 상에서 둘레를 감싸는 개스킷(16)을 갖는다. 하우징프레임(2)은 그 안에 부분적으로 매립된 금속성 컨덕터바(conductor bar)(33)가 포함된 합성수지재질의 사출성형부품으로서 제작된다. 상기 컨덕터바(33)는 도 2에서 가장 명확하게 알 수 있듯이 프레스스크린(pressed screen)(3)으로 이루어진다. 프레스스크린(3)의 컨덕터바를 통해 제1커넥터부품(7)을 위한 접촉부재(34)와 제2커넥터부품(8)을 위한 접촉부재(35)및 고전류가 통과하는 도체라인이 형성된다. 상기 컨덕터바(33)의 일부에는 전기적 부품의 연결핀을 위한 개구(37)가 형성되어 있다. 상기 컨덕터바(33)의 끝부분은 부분적으로 직각으로 벤딩되는데, 이 경우 다음에서 상세히 설명되는 바와 같이 벤딩된 끝부분은 컨덕터바(33)를 프린트기판(6)에 연결하기 위한 접촉부(36)를 형성한다. 상기 프레스스크린(3)은 종래방식에 따라 프레스하고 그 다음 과정에서 컨덕터바(33)를 서로 연결하는 결합웨브(connecting web)를 분리함으로써 제작된다. 결합웨브는 컨덕터바를 하우징프레임(2)에 사출성형하기 전에 떼어지거나 또는 사출성형 후에 상응하게 형성된 하우징프레임(2)의 홈을 통해 분리된다. 도 1에 도시된 바와 같이 컨덕터바의 구간(34)은 제1커넥터부품(7)을 형성하고 구간(35)은 제2커넥터부품(8)을 형성한다. 도 1에 도시된 바와 같이 이외에도 하우징프레임(2)은 측벽(12, 13, 14, 15)의 내측면에 고정된 횡단웨브(21, 22)를 갖는다. 컨덕터바(33)는 부분적으로 상기 횡단웨브(22)에 배열될 수 있다. 상기 횡단웨브(21)에는 큰 컨덴서부재(60)를 고정하기 위한 고정부(24)가 형성되어 있다. 상기 횡단웨브(22)는 파워트랜지스터(50)의 고정을 위한 직각 홈형태의 고정부(25)를 갖는다.

도 4에는 커버가 개방된 상태에서 조립이 완성된 제어장치가 도시되어 있다. 컨덴서부재(60) 및 다른 전기적 부품(70)은 하우징프레임(2)의 개방된 하단면(11)으로부터 횡단웨브(21)의 고정부(24)로 삽입될 수 있다. 컨덴서부재(60)의 커넥터(61) 및 다른 부품(70)의 커넥터(71)는 컨덕터바(33)의 개구(37)로 삽입되고 예를 들어 컨덕터바와 납땜된다. 그 다음 도 3에 도시된 금속 바닥판(4)이 하우징프레임의 하단면(11) 상으로 장착되고 상기 하단면과 접착되고 나사로 조여진 후에잠금부재(locking element)를 통해 또는 다른 적합한 방식으로 결합된다. 상기 금속 바닥판(4)은 윤곽이 컨덴서부재(60)에 맞게 적응된 대응홈(countersink)(41)을 갖는다. 바닥판(4)을 장착할 때 상기 컨덴서부재(60)는 부분적으로 대응홈(41)에 배열되므로 특히 납작한 장치형태가 가능하게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이 이외에도 전자 회로부품이 장착된 프린트기판(6)이 하우징프레임(2)에 삽입된다. 프린트기판의 접촉개구로 각각 삽입되는 3개의 커넥터(51)를 갖는 파워트랜지스터(50)는 프린트기판(6)과 전기적으로 연결된다. 이 과정은 상기 프린트기판(6)을 하우징프레임으로 삽입하기 전에 이루어질 수 있다. 또한 파워트랜지스터(50)의 커넥터(51)를 적어도 부분적으로 고전류전도체의 기능을 하는 프레스스크린(3)의 컨덕터바(33)에 직접 연결하는 것도 가능하다. 파워트랜지스터(50)는 자신의 하단면에 예를 들어 구리 재질의 냉각판(52)을 갖는다. 파워트랜지스터(50)의 커넥터(51)는 냉각판(52)의 반대쪽, 즉 파워트랜지스터의 상단면으로 직각으로 벤딩되고 이 방향으로 프린트기판의 접촉개구에 삽입된다. 바람직하게는 상기 커넥터(51)가 컨덕터바의 접촉부(36)에 평행하게 뻗어 있어서 커넥터가 한 개의 공정단계에서 프린트기판과 예를 들어 딥솔더링(dip soldering)을 통해 납땜될 수 있다. 프린트기판의 반대쪽에 있는 파워트랜지스터(50)의 하단면(52)은 금속 바닥판(4)의 플랫폼(platform)(42)과 직접 접촉한다. 또한 열전도성의 접착제나 또는 이와 유사한 것을 통해 금속 바닥판(4)에 파워트랜지스터(50)를 부착하는 것도 가능하다. 바람직하게는 하우징프레임의 횡단웨브(22)는 프린트기판(6)의 고정에도 기여한다. 도 4에서 알 수 있듯이 히트싱크(heat sink)(4)가 존재함에도 불구하고도시된 바와 같은 구조를 통해 매우 컴팩트하고 납작한 구조의 전자제어장치가 실현될 수 있는데, 이 경우 파워트랜지스터(50)는 발생된 열을 직접 바닥판(4)으로 전달한다. 도 5에 도시된 바와 같이 프린트기판(6)의 삽입 후에 커버부품(5)은 제어장치의 상단면(10)의 둘레를 감싸는 개스킷(16) 상으로 씌어진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 컴팩트하고 조립이 간단한 구조로서, 파워부품에 의해 발생된 열을 원활하게 배출시키는 것이 가능하다.

Claims (8)

1. 밀폐된 하우징 내에 배열되고 전기식 및/또는 전자식 부품(50)이 장착된 프린트기판(6)과, 하우징에 부분적으로 매립된(embedded) 커넥터부품의 접촉부재(34, 35)가 상기 프린트기판(6)과 전기적으로 연결되는, 상기 하우징(1)에 배열된 적어도 한 개의 커넥터부품(7, 8)이 포함된 전자식 제어장치로서,

   상기 하우징(1)은 개방된 상단면(10)과 개방된 하단면(11)이 포함된 사출성형법으로 제작된 하우징프레임(2)을 포함하며, 적어도 한 개의 프레스스크린(3)에 의해 형성된 금속 컨덕터바(33)가 상기 하우징프레임에 부분적으로 매립되는 것과, 상기 하우징프레임(2)의 하단면(11)은 히트싱크로서 장착된 금속 바닥부품(4)에 의해 그리고 상기 상단면(10)은 커버부품(5)에 의해 밀폐되는 것과, 상기 바닥부품(4)과 상기 프린트기판(6) 사이에는 파워부품(50)이 장착되며, 상기 파워부품의 커넥터(51)는 상기 프린트기판(6) 및/또는 상기 컨덕터바(33)와 접촉하고, 프린트기판의 반대쪽에 존재하는, 냉각판(52)에 의해 형성된, 상기 파워부품의 하단면은 상기 금속성 바닥부품(4)과 열전도성으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 전자식 제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하우징프레임(2)에는 횡단웨브(21, 22)가 장착되어 있으며, 상기 횡단웨브에는 파워부품(50)을 위한 고정부(25) 및/또는 다른 전기적 부품(60, 70)을 위한 고정부(24)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 전자식 제어장치.
3. 제 1항에 있어서, 적어도 한 개의 커넥터부품(7, 8)의 접촉부재(34, 35)는 금속성 컨덕터바(33)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 전자식 제어장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 프린트기판(6)은 컨덕터바(33)와 커버부품(5) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 전자식 제어장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 컨덕터바(33)로부터 상기 하우징프레임(2)의 상단면(10) 쪽으로 수직으로 벤딩된 컨덕터바의 접촉부(36)는 상기 프린트기판(6)의 접촉개구를 관통하며 상기 프린트기판과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 전자식 제어장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 하우징프레임의 상단면(10) 및/또는 하단면(11)에는 둘레를 감싸는 개스킷(16)이 장착되는 것을 특징으로 하는, 전자식 제어장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 금속성 바닥부품(4)에는 파워부품(50) 및/또는 다른 전기적 부품(60, 70)의 지지를 위한 적어도 한 개의 대응홈(countersink)(41) 및/또는 적어도 한 개의 플랫폼(platform)(42)이 장착되는 것을 특징으로 하는, 전자식 제어장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징프레임(2), 금속 바닥부품(4), 및 커버부품으로 형성된 상기 하우징(1)은 밀폐형으로 견고하게 차단되는 하우징인 것을 특징으로 하는, 전자식 제어장치.