JP2011528177A - 特に自動車に用いられる制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に自動車に用いられる制御装置（１）であって、当該制御装置（１）が、少なくとも１つの熱導出領域（１８）を備えたハウジング（２）を有しており、該ハウジング（２）内に電気的なかつ／または電子的な少なくとも１つの構成アッセンブリ（７）が配置されており、該構成アッセンブリ（７）が、少なくとも１つの熱導出エレメント（１３）を有している形式の制御装置（１）に関し、この場合、熱導出エレメント（１３）が、ハウジング（２）の内部（１２）に少なくとも１つのハウジング貫通孔（２５）を通して導入された、少なくとも導入時にはペースト状である熱伝導媒体（２６）によって熱導出領域（１８）に熱伝導技術的に接続されている。さらに本発明は、制御装置（１）を製造するための相応する方法に関する。

Description

本発明は、特に自動車に用いられる制御装置であって、当該制御装置が、少なくとも１つの熱導出領域を備えたハウジングを有しており、該ハウジング内に、電気的および／または電子的な少なくとも１つの構成アッセンブリが配置されており、該構成アッセンブリが少なくとも１つの熱導出エレメントを有している形式のものに関する。

背景技術
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１４１６９７号明細書には、熱を放出する電気的な構成エレメントを有するプリント配線板を備えた制御装置が記載されている。この電気的な構成エレメントは、その熱を、プリント配線板を取り囲んでいるハウジングに放出することができることによって冷却される。この目的のために、ハウジングは熱を導出することのできる領域を備えている。熱導出を達成するためには、プリント配線板が、熱伝導性の領域に接触コンタクトさせられる。

このような形式の接触コンタクト（Beruehrkonkakt）では、プリント配線板とハウジングとの間に、規定されていないエアギャップが発生する恐れがあり、これによって、最適な熱伝導技術的な接続が妨げられる。

発明の開示
本発明によれば、熱導出エレメントが、ハウジングの内部に少なくとも１つのハウジング貫通孔を通じて導入された、少なくとも導入時にはペースト状である熱伝導媒体によって熱導出領域に熱伝導技術的に接続されている。これによって、熱導出エレメントと熱導出領域との間のエアギャップまたはスペースが満たされていることが達成される。このことは、構成アッセンブリとハウジングとの間の最適な熱伝導技術的な接続を理由付ける。ハウジング貫通孔に基づいて、熱伝導媒体を、ハウジングの内側の、製造中には外部から到達することの難しい箇所に導入することが可能である。ハウジング貫通孔の形態は、使用される熱伝導媒体ならびに熱導出エレメントおよび熱導出領域のジオメトリに関連する。特に円形のハウジング貫通孔または長孔形のハウジング貫通孔が考えられる。さらに、ペースト状の熱伝導媒体が導入後に硬化して、これによって、ハウジング貫通孔が密に閉じられることが規定されていてよい。このようにして、本発明の利点を、制御装置に用いられるシールされたハウジングコンセプトで実現することが可能である。さらに、ペースト状の熱伝導媒体の使用は、熱導出エレメントと熱導出領域との間の小さなエアギャップも、より大きな間隔も満たされ、したがって熱伝導技術的に最適に克服され得るという利点をもたらす。その結果、最適な熱伝導技術的な接続を維持しながら、制御装置の設計および製造時の高いフレキシビリティが得られる。

本発明の改良形では、熱伝導媒体が、熱導出エレメントと熱導出領域との間に位置する、自由な、つまり空いているハウジング内室の一部を形成するギャップスペースを充填する。この熱伝導媒体は、局所的にのみ、つまり所定の領域においてのみハウジングの内部に配置されており、ハウジング内室全体を満たしているわけではない。熱伝導媒体の局所的な配置は、制御装置の製造時に、最適な熱導出部の、迅速で効果的、かつ資源節約型の実現を可能にする。

本発明の特に有利な別の実施形態では、ハウジングが押込みハウジングであり、該押込みハウジング内に構成アッセンブリが押し込まれている。この場合、構成アッセンブリは、製造時に押込みハウジング内に押し込まれるようになっている。押込みハウジングの、対応する装置内への押込みは設定されていない。押込みハウジングにおいては、押し込まれた構成アッセンブリとハウジングとの間に最適な熱技術的な接続を形成することは特に困難であるので、本発明はこの場合、特に有利となる。このことは、構成アッセンブリの押込み後には、熱導出エレメントが熱導出領域に最適に接触コンタクトしているか否かを検査することができないことに理由付けられている。構成アッセンブリの押込み前にペースト状の熱伝導媒体を導入することは、構成アッセンブリの押込み時に、熱伝導媒体がハウジングおよび／または構成アッセンブリによりずらされて、これによって、熱伝導技術的な接続の品質が損なわれていることにつながる。構成アッセンブリの押込み後に熱伝導媒体を導入することは、しばしばもはや不可能である。なぜならば、構成アッセンブリは、典型的にはハウジング閉鎖体を有しており、このハウジング閉鎖体が、構成アッセンブリの押込み時にハウジングに結合して、このハウジングを閉じるからである。本発明は、押込みハウジングにおいても、最適な熱伝導技術的な接続を形成することを可能にする。

本発明のさらに別の実施形態によれば、制御装置が、構成アッセンブリの押込みのためにガイドを有している。ガイドの使用は、構成アッセンブリを簡単かつ確実にハウジング内に押し込み、この構成アッセンブリを押込みハウジングの内側で位置固定しかつ支持することを可能にする。

本発明のさらに別の実施形態によれば、熱導出エレメントがガイド内にまで延びている。この実施形態は、構成アッセンブリからの熱が、熱導出エレメントを介して、ガイドによってハウジングの熱導出領域に引き続き案内されることを可能にする。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ガイドが、熱導出領域のゾーンに位置している。このことは、ガイド内へ熱の直接的な導出を可能にする。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ガイドが、ガイド溝として形成されている。このガイド溝は、有利にはＵ字形の横断面を有していて、したがって少なくとも所定の領域で３つの側から構成エレメントを取り囲んでいる。これによって、構成エレメントは３つの方向で支持されかつ固定されている。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ハウジングの少なくとも１つの区分が、ガイド溝を形成している。この実施形態では、ハウジング内に別個のガイド溝を設ける必要がなく、押込みハウジングがそれ自体でガイド溝を形成するように構成されていることが特に有利である。このためには、たとえば、ハウジングに、ガイド溝を形成する相応する壁形状が設けられていてよい。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ガイド溝が、構成アッセンブリを縁側で締付け固定するための少なくとも１つの押込み成形部を備えている。ガイド溝の押込み成形によって、構成エレメントはガイド溝の内側で締付け固定されて、位置固定される。この場合に、増幅された接触コンタクトに基づく良好な熱導出が生じる。この良好な熱導出は、熱伝導媒体の導入によって最適化される。

本発明のさらに別の実施形態によれば、構成アッセンブリが、ガイド溝内に収容されるプリント配線板を有している。構成アッセンブリがプリント配線板として形成されることにより、ガイドを用いた構成アッセンブリの簡単な案内が可能となる。この場合、特に、プリント配線板上に、面形状を有する熱導出エレメントが配置されていてよい。

さらに本発明は、特に上記の説明による、特に自動車に用いられる制御装置を製造するための方法に関する。この場合、制御装置が、少なくとも１つの熱導出領域を備えたハウジングを有しており、該ハウジング内に電気的および／または電子的な少なくとも１つの構成アッセンブリが配置されており、該構成アッセンブリが、少なくとも１つの熱導出エレメントを有しており、該熱導出エレメントを、ハウジングの内部に少なくとも１つのハウジング貫通孔を通して導入された、少なくとも導入時にはペースト状である熱伝導媒体を介して熱導出領域に熱伝導技術的に接続する。

以下に図面につき、本発明が実施形態を説明する。

押込みハウジングを備えた制御装置を示す図である。 プリント配線板の形の構成アッセンブリを示す図である。 制御装置の横断面を示す簡略化された部分図である。 導入された熱伝導媒体を備えた制御装置の横断面を示す別の部分図である。 熱伝導媒体の導入前の、別の制御装置の横断面を示す部分図である。 熱伝導媒体の導入後の、別の制御装置の横断面を示す部分図である。 長孔形のハウジング貫通孔を備えた制御装置を示す図である。 円形の複数のハウジング貫通孔を備えた制御装置を示す図である。

本発明の実施形態
図１は、自動車（図示せず）の制御装置１を示している。この制御装置１は、押込みハウジング３として形成されたハウジング２を有している。この押込みハウジング３は、熱導出を可能にするために、アルミニウムから製造されている。さらに、押込みハウジング３は、平行な方向に延びる２つのガイド４を有している。これらのガイド４は、ガイド溝５として形成されている。これらのガイド溝５は、Ｕ字形の横断面を有しており、このＵ字形の横断面の開口は互いに向かい合っている。ガイド溝５は、ハウジング２の区分６により形成されている。押込みハウジング３内には、電子的な構成アッセンブリ７が押し込まれる。この構成アッセンブリ７は、プリント配線板８として形成されている。このプリント配線板８は、押込みハウジング閉鎖体１０として働くコネクタブロック（Steckerkulisse）９を備えている。プリント配線板８は所定の領域にわたりガイド溝５内に位置しているので、このプリント配線板８は、矢印１１の方向でハウジング２の内部１２に押込み可能である。

完成した制御装置１の製造のためには、プリント配線板８がハウジング２の内部１２に矢印１１の方向に沿って押し込まれる。この場合、押込みハウジング閉鎖体１０が押込みハウジング３を閉じる。

図２は、プリント配線板８の形の電子的な構成アッセンブリ７を、図１では見えていなかった側から示している。プリント配線板８は、２つの熱導出エレメント１３を有している。これらの熱導出エレメント１３は、それぞれ１つの大きなコンタクト面１５を有する、熱伝導性の面構造体１４として形成されている。

図３は、図１に示した横断面Ａ−Ａにおける、押し込まれたプリント配線板８を備えた押込みハウジング３の簡略化された部分１６を示している。したがって、このプリント配線板８はハウジング２の内部１２に、ひいてはハウジング内室１７内に位置している。プリント配線板８は側方で、ガイド溝５として形成されたガイド４内に位置している。この場合、ガイド溝５は、押込みハウジング３の区分６によって形成される。プリント配線板８は、熱導出領域１８で押込みハウジング３と接触コンタクトしている。これによって、ガイド４が熱導出領域１８のゾーン（区域）１９内に位置するようになる。

図４は、図１に示した断面線Ａ−Ａに沿った、別の拡大された部分２０を示している。プリント配線板８のコンタクト面１５は、押込みハウジング３と接触コンタクトしている。この場合、プリント配線板８は、ガイド溝５内にガイドされている。このガイド溝５は、押込み成形部２１を備えている。この押込み成形部２１は、ガイド溝５を所定の領域でプリント配線板８に押し当てている。この場合、プリント配線板８とハウジング２との間に接触領域２２が生じる。この接触領域２２は、ギャップスペース（隙間）２３を有している。さらに、熱導出領域１８におけるコンタクト面１５と押込みハウジング３との間には、ギャップスペース２４が存在している。

押込みハウジング３は、ハウジング貫通孔２５を有している。このハウジング貫通孔２５は、ギャップスペース（隙間）２４から、押込みハウジング３を通って外部に向かって延びている。ハウジング貫通孔２５内には、熱伝導媒体２６が導入されている。この熱伝導媒体２６は、ギャップスペース２４とハウジング貫通孔２５とを満たしていて、こうして熱伝導技術的な接続を形成している。

制御装置１の製造時にもたらされた押込み成形部２１は、熱導出領域１８においてコンタクト面１５と押込みハウジング３との堅固なコンタクトを生ぜしめる。製造公差に基づいてギャップスペース２３および２４が生じるので、これらの箇所における最適な熱導出は与えられていない。ギャップスペース２４を熱伝導媒体２６で充填することによって、熱導出エレメント１３からコンタクト面１５を介して押込みハウジング３へ至る熱導出を最適化することができる。さらに、同じようにして、ギャップスペース２３を熱伝導媒体２６により充填することが考えられる。熱伝導媒体２６は、少なくとも導入時にはペースト状である熱伝導媒体２６である。熱伝導媒体のペースト状のコンシステンシもしくは粘稠度により、熱伝導媒体２６を、ハウジング貫通孔２５を通して簡単にハウジング内室１７内へ、熱導出エレメント１３と押込みハウジング３との間に導入することが可能となる。引き続き熱伝導媒体２６を硬化させることが考えられる。熱伝導媒体２６の硬化は、これによってハウジング貫通孔２５がシールされて、付加的にプリント配線板８の保持がもたらされるという利点を有している。

図５は、横断面Ａ−Ａにおける、押込みハウジング３の別の実施形態の横断面の一部分を示している。押込みハウジング３は、ガイド溝５に対して沈下させられた領域２７を有している。これよって、プリント配線板８とハウジング２との間に極めて大きなギャップスペース（隙間）２８が生ぜしめられる。プリント配線板８には、スラグ・アップ・エレメント（Slug-Up-Element）２９の形の熱導出エレメント１３が取り付けられている。スラグ・アップ・エレメント２９は、熱伝導技術的に、プリント配線板８に導体３０を介して接続されている。さらに、このスラグ・アップ・エレメント２９は、プリント配線板８と、押込みハウジング３の沈下された領域２７との間に配置されている。したがって、押込みハウジング３に対してスラグ・アップ・エレメント２９のためにも熱導出領域１８が形成される。ハウジング貫通孔２５は、スラグ・アップ・エレメント２９に対して相対的に中央に配置された位置に位置している。ハウジング貫通孔２５のところには、ディスペンス装置３１が示されている。

図６は、図５に示した実施形態をその全ての特徴を具備した状態で示している。図５とは異なり、スラグ・アップ・エレメント２９と押込みハウジング３との間では、熱導出領域１８においてギャップスペース２８が、熱伝導媒体２６により満たされている。

熱伝導媒体２６は、ペースト状の形でディスペンス装置３１を介してハウジング貫通孔２５を通じてハウジング内室１７内に導入されている。この場合、熱伝導媒体２６は、スラグ・アップ・エレメント２９を押込みハウジング３に接続する。押込みハウジング３をハウジング貫通孔２５においてシールするためには、熱伝導媒体２６が導入後に硬化する。図６に図示されているように、プリント配線板８から押込みハウジング３への、極めて効果的な熱導出が実現されている。この場合、製造時に、熱伝導媒体２６の極めて簡単な導入が可能である。

図７は、押込みハウジング３と、押し込まれた構成アッセンブリ７とを備えた制御装置１を示している。熱導出領域１８には、長孔３２の形のハウジング貫通孔２５が図示されている。この長孔３２は、熱伝導媒体２６の、極めて簡単で迅速な、面全体を覆う導入を可能にする。

図８は、押込みハウジング３を備えた制御装置１を示している。この場合、熱導出領域１８には、複数のハウジング貫通孔２５が配置されている。これらのハウジング貫通孔２５は、それぞれ円形のハウジング貫通孔３３として形成されている。

本発明によれば、制御装置１を製造するための方法が可能であり、該方法は、以下のステップを有している。
１．プリント配線板８に、たとえばＳＭＤ構成部分を装着し、
２．ＳＭＤ構成部分をプリント配線板にはんだ付けし、
３．プリント配線板８を押込みハウジング３内に押し込み、
４．ハウジング貫通孔２５を通して熱伝導媒体２６を導入し、
５．ガイド溝５の領域でハウジング２に押込み成形部２１を形成する。

Claims (11)

1. 特に自動車に用いられる制御装置（１）であって、当該制御装置（１）が、少なくとも１つの熱導出領域（１８）を備えたハウジング（２）を有しており、該ハウジング（２）内に電気的および／または電子的な少なくとも１つの構成アッセンブリ（７）が配置されており、該構成アッセンブリ（７）が、少なくとも１つの熱導出エレメント（１３）を有している形式のものにおいて、熱導出エレメント（１３）が、ハウジング（２）の内部（１２）に少なくとも１つのハウジング貫通孔（２５）を通して導入された、少なくとも導入時にはペースト状である熱伝導媒体（２６）によって前記熱導出領域（１８）に熱伝導技術的に接続されていることを特徴とする、特に自動車に用いられる制御装置。
2. 前記熱伝導媒体（２６）が、熱導出エレメント（１３）と熱導出領域（１８）との間に位置しかつ自由なハウジング内室（１７）の一部を占める隙間（２８）を満たしている、請求項１記載の制御装置。
3. ハウジング（２）が押込みハウジング（３）であり、該押込みハウジング（３）内に前記構成アッセンブリ（７）が押し込まれている、請求項１または２記載の制御装置。
4. 当該制御装置（１）が、構成アッセンブリ（７）の押込みのためにガイド（４）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の制御装置。
5. 熱導出エレメント（１３）が、ガイド（４）内にまで延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御装置。
6. 前記ガイド（４）が、熱導出領域（１３）のゾーン（１９）内に位置している、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御装置。
7. 前記ガイド（４）が、ガイド溝（５）として形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の制御装置。
8. ハウジング（２）の区分（６）が、ガイド溝（５）を形成している、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置。
9. ガイド溝（５）が、構成アッセンブリ（７）を縁側で締付け固定するための少なくとも１つの押込み成形部（２１）を備えている、請求項１から８までのいずれか１項記載の制御装置。
10. 前記構成アッセンブリ（７）が、ガイド溝（５）内に収容されるプリント配線板（８）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の制御装置。
11. 特に請求項１から１０までのいずれか１項記載の、特に自動車に用いられる制御装置（１）であって、制御装置（１）が、少なくとも１つの熱導出領域（１８）を備えたハウジング（２）を有しており、該ハウジング（２）内に、電気的および／または電子的な少なくとも１つの構成アッセンブリ（７）が配置されており、該構成アッセンブリ（７）が、少なくとも１つの熱導出エレメント（１３）を有している形式の制御装置（１）を製造するための方法において、熱導出エレメント（１３）を、ハウジング（２）の内部（１２）に少なくとも１つのハウジング貫通孔（２５）を通して導入された、少なくとも導入時にペースト状である熱伝導媒体（２６）によって前記熱導出領域（１８）に熱伝導技術的に接続することを特徴とする、制御装置を製造するための方法。

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