專利名稱：電氣裝置收納單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將電氣裝置和控制單元一體化的電氣裝置收納單元。
背景技術：
作為電氣裝置收納單元，例如可舉出JP特開2007-10042號公報中記載 的車輛控制系統(tǒng)。該車輛控制系統(tǒng)是將作為電氣裝置的線控換檔執(zhí)行器 (Shift-by-wire actuator)和作為控制單元的線控換檔ECU (以下稱之為 "SBW-ECU") —體化所得到的系統(tǒng)。若采用該車輛控制系統(tǒng)，則可將線 控換檔執(zhí)行器和SBW-ECU收納在同一個箱體內(nèi)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的 小型化。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
然而，在上述JP特開2007-10042號公報所記載的車輛控制系統(tǒng)中，線 控換檔執(zhí)行器和SBW-ECU沒有被分隔，所以當由線控換檔執(zhí)行器的齒輪零 件產(chǎn)生金屬異物時，該金屬異物可能會附著在SBW-ECU的印刷電路板或電 子元件上使電路發(fā)生短路。
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，提供一種能夠確保電氣裝置和控制單 元之間的電絕緣性的電氣裝置收納單元。
用于解決課題的手段
為了解決上述課題，權利要求1的電氣裝置收納單元所具有的特征在于， 具有分隔壁，其具有凸部和凹部；控制單元，其具有在表面及背面安裝有 電子元件的印刷電路板；粘合單元，其用于使上述凸部和上述印刷電路板相 貼緊；電氣裝置，其與上述控制單元通過導體電連接，隔著上述分隔壁配置 在上述控制單元的相反側；其中，上述導體貫通上述分隔壁和上述印刷電路 板，上述導體的一端焊接在上述印刷電路板上。權利要求2的電氣裝置收納單元的特征是，在如權利要求1所述的電氣 裝置收納單元中，在上述分隔壁的上述凹部中收納有安裝在上述印刷電路板 上的上述電子元件。
權利要求3的電氣裝置收納單元的特征是，在如權利要求1或2所述的 電氣裝置收納單元中，具有被上述分隔壁分離為第1空間和第2空間的箱體， 在上述第1空間中收納有上述控制單元，在上述第2空間中收納有上述電氣 裝置。
權利要求4的電氣裝置收納單元的特征是，在如權利要求1至3中任一 項所述的電氣裝置收納單元中，上述電氣裝置是傳感器。
權利要求5的電氣裝置收納單元的特征是，在如權利要求1至3中任一 項所述的電氣裝置收納單元中，上述電氣裝置是馬達。
權利要求6的電氣裝置收納單元的特征是，在如權利要求5所述的電氣 裝置收納單元中，上述馬達被用于線控換檔裝置中。
權利要求7所指的電氣裝置收納單元的特征是在權利要求1乃至6的任 一項所述的電氣裝置收納單元中，上述導體埋設在上述分隔壁中。
發(fā)明效果
在權利要求1的電氣裝置收納單元中，具有在表面及背面安裝有電子元 件的印刷電路板的控制單元，與通過導體電連接至控制單元的電氣裝置隔著 分隔壁被配置。此外，控制單元的印刷電路板和分隔壁的凸部相貼緊，貫通 分隔壁和印刷電路板所設置的導體的一端焊接在印刷電路板上。因此，電氣 裝置和控制單元完全被分離，即使由電氣裝置產(chǎn)生了金屬異物，該金屬異物 也不會附著在控制單元的印刷電路板或電子元件上，從而能夠防止電路的短 路。因此，若使用該電氣裝置收納單元，則能夠確保電氣裝置和控制單元之 間的電絕緣性。
在權利要求2的電氣裝置收納單元中，因為在分隔壁的凹部中收納有安 裝在印刷電路板上的電子元件，能夠節(jié)省空間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電氣裝置收納 單元全體的小型化。
在權利要求3的電氣裝置收納單元中，具有被分隔壁分離為第1空間和 第2空間的箱體，在第1空間中收納有控制單元，在第2空間中收納有電氣
4裝置，所以便于作為電氣裝置收納單元來使用。
在權利要求4的電氣裝置收納單元中，因為電氣裝置是傳感器，所以可 以將該電氣裝置收納單元作為傳感器收納單元。
在權利要求5的電氣裝置收納單元中，因為電氣裝置是馬達，所以可以 將該電氣裝置收納單元作為馬達收納單元。
在權利要求6的電氣裝置收納單元中，因為馬達用于線控換檔裝置中， 所以可以將該電氣裝置收納單元作為線控換檔裝置用馬達收納單元。
在權利要求7的電氣裝置收納單元中，因為導體埋設在分隔壁中，所以
可以采用導體來代替印刷電路板的內(nèi)層圖案，這有利于大電流的通電和防噪 音對策。


圖1是實施方式的線控換檔裝置的電連接圖。
圖2是實施方式的線控換檔裝置的立體圖。 圖3是實施方式的線控換檔裝置的剖視圖。 圖4是實施方式的線控換檔裝置的控制單元及中蓋的主視圖。 圖5是實施方式的線控換檔裝置的母線(bus-bar)、印刷電路板及分隔 壁的放大圖。
圖6是實施方式的線控換檔裝置的信號導線、印刷電路板及分隔壁的放 大圖。
圖7是實施方式的線控換檔裝置的線控換檔執(zhí)行器的主視圖。
附圖標記的說明
1電氣裝置收納單元(線控換檔裝置)
10、 11、 12箱體(10箱體主體；11中蓋；12上蓋)
12a第1空間(上部空間)
10a第2空間(下部空間)
16分隔壁
16a凸部
16d凹部
514、 15導體(14母線；15信號導線) 17粘合單元(粘合劑)
21、 38電氣裝置(21馬達；38位置傳感器) 50控制單元 51印刷電路板 57電子元件
具體實施例方式
關于將本發(fā)明的電氣裝置收納單元具體化為線控換檔裝置的實施方式， 基于附圖進行說明。如圖1所示，作為本實施方式的電氣裝置收納單元的線 控換檔裝置1除了通過連接器13由導線束(harness) 3連接至發(fā)動機ECU2 之外，還連接至換檔桿4及自動變速器6。在此，發(fā)動機ECU2用于控制發(fā) 動機，換檔桿4被駕駛員操作，用于將自動變速器6行駛檔位設置為所期望 的檔位。此外，自動變速器6根據(jù)車輛的速度、發(fā)動機轉數(shù)來自動切換變速 比。這些線控換檔裝置1及發(fā)動機ECU2通過車載通信系統(tǒng)CAN (Controller Area Network:控制器局域網(wǎng))7等連接單元相連接，從而實現(xiàn)相互之間的通 信。
線控換檔裝置1包括執(zhí)行器20和控制單元50。執(zhí)行器20具有用于切換 自動變速器6的行駛檔位(P， R， N， D， Dl， D2等)的馬達21，控制單元 50具有如下所述那樣安裝有線控換檔ECU (以下稱為"SBW-ECU") 53及自 動變速器ECU (以下稱為"AT-ECU") 56等的1張印刷電路板51 (參照圖 4)。
圖2是線控換檔裝置1的外觀圖。線控換檔裝置1的箱體由金屬制的箱 體主體10、樹脂制的中蓋11及金屬制的上蓋12構成，在中蓋11上一體形 成有連接器13。線控換檔裝置1利用設置在箱體主體10上的安裝孔10b， 通過螺栓固定在自動變速器6的箱體上。此外，箱體主體10也可以采用樹 脂材料。
圖3是線控換檔裝置1的剖視圖。線控換檔裝置1具有一個箱體和收納 在該箱體內(nèi)的執(zhí)行器20及控制單元50，上述箱體由箱體主體10、中蓋11 及上蓋12構成。在中蓋11上設置有板狀分隔壁16，該分隔壁16用于在該分隔壁和箱體主體10之間形成作為第2空間的下部空間10a，而且，通過將 箱體主體10與中蓋11利用粘合劑來粘合或利用螺釘?shù)裙潭▎卧獊砑右怨?定，使執(zhí)行器20及位置傳感器38收納在下部空間10a內(nèi)。此外，通過在中 蓋11上蓋上上蓋12覆蓋，在中蓋11和上蓋12之間形成了作為第1空間的 上部空間12a，控制單元50收納在上部空間12a內(nèi)。此外，上蓋12可以采 用樹脂材料，可以對中蓋11和上蓋12利用螺釘連接、粘合、振動熔敷等方 法來進行固定。
圖4是卸下上蓋12時的控制單元50及中蓋11的主視圖?？刂茊卧?0 具有印刷電路板51，在上述印刷電路板51上安裝有用于構成SBW-ECU53 及AT-ECU56的電子元件。而且，印刷電路板51以螺釘固定在中蓋11的分 隔壁16上。SBW-ECU53及AT-ECU56共享電源電路52， SBW-ECU53包括 馬達驅(qū)動電路54。在此，SBW-ECU53根據(jù)駕駛員選擇的指定檔位來驅(qū)動執(zhí) 行器20。此外，AT-ECU56發(fā)揮如下作用根據(jù)從發(fā)動機ECU2接收到的發(fā) 動機運轉狀態(tài)等信息來控制自動變速器6的油壓控制裝置的各種閥門，由此 切換離合器、制動器的接合狀態(tài)，從而切換變速狀態(tài)。此外，電源電路52 用于使電源電壓穩(wěn)定在規(guī)定電壓上并提供給SBW-ECU53及AT-ECU56的其 他電路，馬達驅(qū)動電路54用于給馬達21提供馬達驅(qū)動電流。
如圖3及圖4所示，在中蓋ll的一端一體形成有連接器13，在連接器 13上設置有電源端子13a及信號端子13b。連接器13在內(nèi)部分別按發(fā)動機 ECU2、換檔桿4、自動變速器6及CAN7分割，從而能夠分別電連接至發(fā)動 機ECU2、換檔桿4、自動變速器6及CAN7。電源端子13a用于給電源電路 52供給電源，電源端子13a的一端向連接器13內(nèi)突出以貫通中蓋ll (分隔 壁16)內(nèi)部，彎曲呈L型的另一端自分隔壁16向上方突出，焊接在印刷電 路板51的焊盤13c上。由此，電源端子13a經(jīng)由與焊盤13c連接的圖案 (pattern)連接至電源電路52的IC。信號端子13b用于傳遞傳感器類的信 號、AT-ECU56的指令等，信號端子13b的一端向連接器13內(nèi)突出以貫通 中蓋ll (分隔壁16)內(nèi)部，彎曲呈L型的另一端自分隔壁16向上方突出， 焊接在印刷電路板51的焊盤13d上。由此，信號端子13b經(jīng)由與焊盤13d 連接的圖案連接至SBW-ECU53及AT-ECU56。如此，通過使電源端子13a 及信號端子13b貫通中蓋11 (分隔壁16)內(nèi)部，能夠確保電絕緣特性。
7此外，母線14用于使馬達驅(qū)動電流流通，該母線14的一端焊接在與馬
達驅(qū)動電路54的IC連接的印刷電路板51的焊盤14a上。此外，母線14貫 通分隔壁16內(nèi)部，另一端自分隔壁16向下方突出，連接至執(zhí)行器20的馬 達21 。信號導線15用于將位置傳感器38檢測到的信號傳遞給SBW-ECU53， 該信號導線15的一端焊接在與SBW-ECU53的IC連接的印刷電路板51的 焊盤15a上。而且，信號導線15貫通分隔壁16內(nèi)部，另一端自分隔壁16 向下方突出，連接至位置傳感器38。在此，母線14及信號導線15為"導 體"。
基于圖5及圖6，對母線14及信號導線15與印刷電路板51連接的狀態(tài) 進行詳細說明。在印刷電路板51上安裝有多個電子元件57。此外，在分隔 壁16上形成有多個凸部16a及凹部16d，凸部16a的上表面和印刷電路板51 的下表面被作為粘合單元的粘合劑17相粘合。由此，印刷電路板51的凹部 16d中收納有一部分的電子元件57。
如圖5所示，貫通凸部16a (分隔壁16)設置有截面形狀為長方形的貫 通孔16b。該貫通孔16b內(nèi)貫通有馬達21的母線14。而且，母線14的一端 貫通印刷電路板51，通過焊錫18焊接在印刷電路板51的上表面所設置的焊 盤14a上。由于母線14通過這樣的結構與印刷電路板51有連接，因此即使 由線控換檔執(zhí)行器20或位置傳感器38產(chǎn)生的金屬異物進入貫通孔16b，也 因凸部16a和印刷電路板51被粘合劑17相粘合而能夠防止該金屬異物進入 印刷電路板51的下表面。此外，因為焊錫18將印刷電路板51上表面堵住， 能夠防止金屬異物移動到印刷電路板51的上表面。
如圖6所示，貫通凸部16a (分隔壁16)設置有截面形狀為圓形的貫通 孔16c。位置傳感器38的信號端子15貫通該貫通孔16c內(nèi)。而且，信號端 子15的一端貫通印刷電路板51，通過焊錫18焊接在印刷電路板51上表面 所設置的焊盤15a上。由于信號端子15通過這樣的結構與印刷電路板51相 連接，所以即使由線控換檔執(zhí)行器20或位置傳感器38產(chǎn)生的金屬異物進入 到貫通孔16c，也因為凸部16a和印刷電路板51通過粘合劑17相粘合，能 夠防止該金屬異物進入印刷電路板51的下表面。此外，因為焊錫18將印刷 電路板51上表面堵住，能夠防止金屬異物移動到印刷電路板51的上表面。
圖7是卸下上蓋12及中蓋11時的執(zhí)行器20及位置傳感器38的主視圖。如在圖3中也示出那樣，執(zhí)行器20及位置傳感器38被收納在由箱體主體10和具有分隔壁16的中蓋11形成的下部空間10a內(nèi)。執(zhí)行器20由馬達21、減速機構22及運動轉換機構23等構成。24是獨立于箱體主體10的金屬制主托架(main bracket)，該主托架在安裝了馬達21、減速機構22及運動轉換機構23等之后通過4根螺栓25被固定在箱體主體10上。馬達21固定在主托架24上，馬達21的輸出軸貫通主托架24向前方突出，并在前端部安裝有小齒輪26。馬達21為三相無電刷馬達，安裝有在輸出軸每旋轉單位角度時輸出脈沖信號的傳感器。馬達21采用小型馬達以便能夠收納在箱體主體10內(nèi)。
在箱體主體10內(nèi)，滾珠絲杠軸30與馬達21平行配置，該滾珠絲杠軸30的兩端由軸承31、 32能夠旋轉地支撐在主托架24上。在滾珠絲杠軸30的前端側固定有通過中齒輪27與小齒輪26嚙合的大齒輪28。該小齒輪26，中齒輪27及大齒輪28構成減速機構22。此外，在本實施方式l中，將馬達21的旋轉經(jīng)由小齒輪26、中齒輪27及大齒輪28減速后傳遞給滾珠絲杠軸30，但也可以將馬達21的旋轉經(jīng)由行星齒輪、蝸輪等減速后傳遞給滾珠絲杠軸30。
滾珠絲杠軸30與滾珠螺母33相螺合。與滾珠絲杠軸30平行延伸的卡合桿34的兩端嵌合在主托架24上，該卡合桿34與突出設置在滾珠螺母33外周上的"- "字狀卡合部35相卡合，由此，滾珠螺母33相對主托架24能夠沿軸線方向移動而無法轉動。由此，將馬達21的旋轉經(jīng)由減速機構22減速后傳遞給滾珠絲杠軸30，將滾珠絲杠軸30的旋轉經(jīng)由滾珠絲杠軸30、滾珠螺母33等轉換為螺母33的軸線方向上的運動。
在箱體主體10中搖動軸36的一端向下部空間10a內(nèi)突出并能夠旋轉地軸支撐，臂部37的基端部與搖動軸36相嵌合并被限制相對旋轉，由此使臂部37能夠搖動地得以支撐。臂部37的前端分成二叉延伸至滾珠螺母33的兩側，而且在各前端形成有凹部37a。使各凹部37a與突出設置在滾珠螺母33的兩側的卡合軸33a相卡合，以此使臂部37與滾珠螺母33相卡合，而且限制了臂部37沿著滾珠絲杠軸30的軸線方向上的相對移動。滾珠絲杠軸30、滾珠螺母33、臂部37、卡合軸33a、凹部37a等構成了運動轉換機構23。此外，搖動軸36的一端安裝有位置傳感器38。另外，搖動軸36的另一端與執(zhí)行器20的驅(qū)動對象的檔位切換機構(未圖示)相連結。
對具有以上結構的線控換檔裝置1中的SBW-ECU53及執(zhí)行器20的運作進行說明。若駕駛員對換檔桿4進行操作，則基于被選擇的指定檔位的換檔信號經(jīng)由連接器13的信號端子13b輸入至SBW-ECU53。此后，SBW-ECU53根據(jù)換檔信號將馬達驅(qū)動電流經(jīng)由母線14供給馬達21。
由此，馬達21向規(guī)定的驅(qū)動方向驅(qū)動，馬達21的輸出軸的旋轉運動經(jīng)由減速機構22減速并傳遞至被主托架24軸支撐的滾珠絲杠軸30。若滾珠絲杠軸30旋轉，則通過卡合桿39和卡合部35的卡合被限制其旋轉的滾珠螺母33向軸線方向移動，臂部37以搖動軸36為中心轉動。通過搖動軸36的轉動來對檔位切換機構進行切換。
然后，當位置傳感器38的輸出電壓達到規(guī)定值時，SBW-ECU53使馬達21的旋轉停止。若馬達21的旋轉停止，則自動變速器6的行駛檔位將被切換。
接下來，對AT-ECU56的作用的概要進行說明。將發(fā)動機轉數(shù)等表示運轉狀態(tài)的信息從發(fā)動機ECU2經(jīng)由連接器13的信號端子13b輸入至AT-ECU56。 AT-ECU56根據(jù)該信息向自動變速器6輸出用于控制自動變速器6的油壓控制裝置的各種閥門的控制信號。由此，切換離合器和制動器的接合狀態(tài)，從而切換變速狀態(tài)。
在本實施方式的線控換檔裝置1中，控制單元50與馬達21及位置傳感器38隔著上述分隔壁16而配置，上述控制單元50具有在表面及背面安裝有電子元件57的印刷電路板51，上述馬達21及位置傳感器38通過母線14和信號導線15電連接至控制單元50。此外，控制單元50的印刷電路板51與分隔壁16的凸部16a相貼緊，貫穿分隔壁16及印刷電路板51所設置的母線14及信號導線15的一端被焊接在印刷電路板51上。因此，馬達21及位置傳感器38與控制單元50完全被分離，即使由馬達21及位置傳感器38產(chǎn)生了金屬異物，該金屬異物也不會附著在控制單元50的印刷電路板51和電子元件57上，從而能夠防止電路的短路。因此，若使用該線控換檔裝置1，能夠確保馬達21及位置傳感器38和控制單元50之間的電絕緣性。
此外，在該線控換檔裝置1中，因為在分隔壁16的凹部16d中收納有安裝于印刷電路板51上的電子元件57，能夠節(jié)省空間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)線控
10換檔裝置l全體的小型化。
進而，該線控換檔裝置1具有被分隔壁16分離為上部空間12a和下部空間10a的箱體，在上部空間12a收納有控制單元50,在下部空間10a收納有馬達21及位置傳感器38，因此便于作為線控換檔裝置1來利用。
此外，在該線控換檔裝置1中，母線14及信號導線15埋設在分隔壁16中，所以能夠采用母線14及信號導線15來代替印刷電路板51的內(nèi)層圖案，這有利于大電流的通電和防噪音對策。
此外，在本實施方式中，雖將第1空間配置在第2空間的上部，但可以將第2空間配置在第1空間的上部，也可以將第1空間配置在第2空間的旁邊。此外，通過形成多個與印刷電路板5的下表面粘合的凸部16a，可以不采用使印刷電路板51和分隔壁16相貼緊的螺釘。進而，在本實施方式中使用作為粘合單元的粘合劑17，但也可以采用片材(sheet)等其他粘合單元。作為粘合單元的片材，可以采用厚度約為5 10mm、耐熱性好、低應力且與印刷電路板具有粘合性的高分子片材。
雖然以上對本發(fā)明的電氣裝置一體結構的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明并不限定于此，只要不違反本發(fā)明的技術思想，當然也可以進行適當?shù)淖兏?br> 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的電氣裝置收納單元例如適合應用于以分離狀態(tài)收納控制單元和電氣裝置的電氣裝置收納單元中，其中，該控制單元具有安裝有電子元件的印刷電路板，該電氣裝置是指，與上述控制單元電連接，用于將汽車的行駛檔位切換為所期望的檔位的馬達等電氣裝置。
權利要求
1.一種電氣裝置收納單元，其特征在于，具有分隔壁，其具有凸部和凹部，控制單元，其具有在表面及背面安裝有電子元件的印刷電路板，粘合單元，其用于使上述凸部和上述印刷電路板相貼緊，電氣裝置，其與上述控制單元通過導體電連接，隔著上述分隔壁配置在上述控制單元的相反側；上述導體貫通上述分隔壁和上述印刷電路板，上述導體的一端焊接在上述印刷電路板上。
2. 如權利要求1所述的電氣裝置收納單元，其特征在于，在上述分隔 壁的上述凹部中，收納有安裝在上述印刷電路板上的上述電子元件。
3. 如權利要求1或2所述的電氣裝置收納單元，其特征在于， 具有被上述分隔壁分離為第1空間和第2空間的箱體，在上述第1空間中收納有上述控制單元，在上述第2空間中收納有上述 電氣裝置。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的電氣裝置收納單元，其特征在于， 上述電氣裝置是傳感器。
5. 如權利要求1至3中任一項所述的電氣裝置收納單元，其特征在于， 上述電氣裝置是馬達。
6. 如權利要求5所述的電氣裝置收納單元，其特征在于，上述馬達用 于線控換檔裝置中。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的電氣裝置收納單元，其特征在于， 上述導體埋設在上述分隔壁中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠確保電氣裝置和控制單元的電絕緣性的電氣裝置收納單元。線控換檔裝置(1)具有分隔壁(16)，具有凸部(16a)和凹部(16d)；控制單元(50)，具有在表面及背面安裝有電子元件(57)的印刷電路板(51)；粘合單元(17)，用于使凸部(16a)和印刷電路板(51)相貼緊；馬達(21)，與控制單元(50)通過母線(14)電連接，隔著分隔壁(16)配置在控制單元(50)的相反側。母線(14)貫通分隔壁(16)和印刷電路板(51)，母線(14)的一端焊接在印刷電路板(51)上。
文檔編號B60R16/02GK101668664SQ20088001393
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權日2007年9月28日
發(fā)明者伊藤悅伸 申請人:愛信艾達株式會社