專利名稱：變速機控制裝置和機電一體型電子控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在變速機的內部設置的變速機控制裝置，以及與汽車、船舶、機器人等 的機械部件一體化使用的小型、可靠性高的機電一體型電子控制裝置。尤其涉及可以在作 為包含硫化物等腐蝕性成分的油環(huán)境的變速機內部使用的機電一體型電子控制裝置。
背景技術：
關于汽車，由于燃料費、對排氣的限制加強以及對安全性、舒適性、靜音性的要求， 使用各種各樣的電子控制，電子部件的數目增大，布線的繞設變得復雜。另外，變速機也以 小型化為發(fā)展方向，內部空間在立體上變得復雜。為了在這樣的內部空間中設置電子部件 并布線，需要提高三維空間內的布線的設計自由度。
作為容易彎折且三維設計自由度高的布線，已知柔性襯底。
另外，作為使用了匯流條(bus bar)的布線技術公開了下面的內容。
已知有像專利文獻1所示的那樣，在匯流條上通過粉體涂敷而形成絕緣膜，配設 了不會與其它導電部件短路的導電路徑的電連接箱。
已知有像專利文獻2所示的那樣，用平行導體連接了多個電容器的變換器裝置。
<專利文獻1>日本專利申請?zhí)亻_2006-187122號公報
<專利文獻2>日本專利申請?zhí)亻_平3485570號公報發(fā)明內容
(發(fā)明要解決的問題)
由于柔性襯底是在絕緣性膜上貼附銅箔后通過蝕刻形成圖案，所以如果布線厚度 增加，則存在成本高的問題。因此，為了在像變速機那樣振動激烈的環(huán)境下使用，需要有支 撐板，而由于支撐板的影響反而導致設計自由度降低的問題。另外，由于布線薄，所以存在 難以通過布線散熱的問題。另外，如果布線不到0. 1mm，則存在銅布線在包含腐蝕性的硫化 物的變速機油中被腐蝕而容易斷線的問題。
專利文獻1是在匯流條上通過粉體涂敷而形成絕緣膜，殘留一部分導電性部分， 然后固定在襯底上。因此，由于襯底的制約，存在三維的布線設計有困難的問題。另外，由 于粉體涂敷在邊緣部有許多針眼，所以不能在金屬制的污染物多、包含硫化物、使銅布線腐 蝕的變速機油環(huán)境中使用。
專利文獻2是把導電性部分固定在電子部件上，但沒有考慮向變速機等的導電性 框體上的安裝。
本發(fā)明正是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供在導電性框體內設置的布線 的設計自由度高的機電一體型電子控制裝置。
(用來解決問題的手段)
本發(fā)明的機電一體型電子控制裝置具有把控制信號產生部件與利用上述控制信 號產生部件的控制信號控制的被控制部件連接的矩形布線材料，并設置在導電性框體內，其特征在于至少上述布線材料具有固定穴，包含固定穴的表面被絕緣覆蓋，上述固定穴能 夠保持絕緣性且機械地固定在導電性框體上。
另外，本發(fā)明的變速機控制裝置具有把控制信號產生部件與利用上述控制信號產 生部件的控制信號控制的被控制部件連接的矩形布線材料，并設置在變速機框體內，其特 征在于至少上述布線材料具有固定穴，包含固定穴的表面被絕緣覆蓋，上述固定穴能夠保 持絕緣性且機械地固定在導電性框體上。
(發(fā)明的效果)
根據本發(fā)明，可以得到在導電性框體內設置的布線的設計自由度高的機電一體型 電子控制裝置。因此，本發(fā)明可以適用于將電子控制裝置內置在小型機械部件中的引擎、變 速機、馬達等。


圖1示出根據本發(fā)明的絕緣覆蓋膜的化學結構的一部分。
圖2示出根據本發(fā)明的固定穴的平面示意圖。
圖3示出根據本發(fā)明的把厚的矩形布線材料和薄的矩形布線材料重疊的剖面示 意圖。
圖4示出根據本發(fā)明的機電一體型變速機控制裝置的平面示意圖。
圖5示出根據本發(fā)明的控制單元的剖面示意圖。
圖6示出本發(fā)明的矩形布線材料的制造方法。
圖7示出根據本發(fā)明的機電一體型變速機控制裝置的剖面示意圖。
圖8示出根據本發(fā)明的機電一體型變速機控制裝置的平面示意圖。
圖9示出根據本發(fā)明的從金屬制線材制造矩形布線材料的方法。
圖10示出根據本發(fā)明的比較例1的平面示意圖。
圖11示出根據本發(fā)明的比較例2的剖面示意圖。
(附圖標記說明)
1 裸片；2 芯片電容器；3 芯片電阻；4 襯底；5、6 引線框；7 密封材料；8 固定 結構；9 矩形布線材料；10 金屬平板；11 金屬模具；12 固定穴；13 掩蔽物；14 絕緣覆 蓋膜；15 控制單元；16 粘接材料；17 油壓傳感器；18 螺線管；19 閥體；20 連接器；21 連桿；22 厚的矩形布線材料；23 薄的矩形布線材料；24 變速機框體；25 圓形的固定穴； 26 橢圓形的固定穴；27 =U字型的固定穴；28 連桿切口 ；29 螺栓；30 墊片；31 固定板； 32 尼龍；33 匯流條；34 支撐板；35 分散有絕緣材料的溶液；36 絕緣材料；37 柔性襯 底；38 金屬制線材具體實施方式
本發(fā)明提供一種機電一體型電子控制裝置，具有把控制信號產生部件與被上述控 制信號產生部件的控制信號控制的被控制部件連接的矩形布線材料，并設置在導電性框體 內，其特征在于至少上述布線材料具有固定穴，包含固定穴的表面被絕緣覆蓋，上述固定 穴能夠保持絕緣性且機械地固定在導電性框體上。
本發(fā)明的矩形布線材料可以采用對金屬平板進行沖裁或通過擠壓把金屬制線材平坦化而得到的矩形布線材料。如果原樣使用線材，則即使按預定的形狀布線也不能固定 形狀。因此，在連接控制信號產生部件和被控制部件的工序中需要進行布線，存在花費制造 時間、生產成本提高的問題。另一方面，如果使用矩形布線材料，則可以以預先規(guī)定的形狀 固定，所以有可以降低生產成本的效果。另外，如果預先通過擠壓把被絕緣覆蓋的線材平坦 化，則存在在絕緣覆蓋膜中產生針眼的問題。因此，不可以在包含腐蝕性的硫化物的變速機 油中使用。因此，通過在把矩形布線材料形成為預定形狀之后浸漬在包含絕緣材料的溶液 中進行絕緣覆蓋，具有可以不產生針眼地進行絕緣覆蓋的效果。對金屬平板進行沖裁雖然 容易制造，但沖裁后剩余的材料多，成本高。另一方面，通過擠壓把金屬制線材平坦化時雖 然需要以預定形狀進行布線，但沒有剩余材料，有可以降低成本的效果。
作為金屬材料，可以使用鐵、銅、鋁等。如果材料是作為銅系金屬的磷青銅，則具有 可以在連接器端子中使用矩形布線材料的端部的效果，但會因變速機油中的硫化物而從表 面慢慢地被腐蝕成硫化銅，布線變薄。因此，為了在變速機內長期使用，希望厚度為0. Imm 以上。
另一方面，由于鐵、鋁在變速機油中腐蝕少，所以具有可以把布線材料減薄到比 0. Imm更薄的效果。尤其是鐵，由于剛性大，所以適合用于需要機械強度的地方。
另外，鋁由于導熱率高、比重小，所以適合需要高散熱、輕量化的場合。而且，鋁具 有可以通過耐蝕鋁(alumite)處理在表面上形成絕緣覆蓋、且可以簡化絕緣覆蓋膜形成工 藝的效果。
本發(fā)明的絕緣覆蓋優(yōu)選使用具有圖1所示的酰亞胺基的高分子材料。這是因為， 已經確認酰亞胺基與金屬的粘接性良好，即使在有腐蝕性的硫化物的變速機油中也有高的 耐久性。
本發(fā)明的固定穴可以使用像圖2所示那樣的圓形25、橢圓形沈⑶字形27或與其 類似的形狀。由于固定穴的包含穴部分的表面被絕緣覆蓋，所以即使對導電性的框體使用 導電性的螺栓也可以保證電絕緣地固定。尤其是，在變速機油中，由于包含變速機金屬磨耗 產生的導電性的污物，短路的可能性高，所以如果整個固定穴被絕緣覆蓋，則有容易應對污 物的效果。
另外，在本發(fā)明中，通過像圖3(a)所示那樣用多個厚的矩形布線材料，在厚的矩 形布線材料22上重疊薄的矩形布線材料23，即使沒有支撐板也可以支撐薄的矩形布線材 料23。雖然也可以僅僅簡單地重疊，但像圖3(b)所示那樣用粘接材料16等部分地固定，或 者像圖3(c)所示那樣用固定板31等機械地固定，可以進一步提高抗震性、提高在變速機上 的裝配性。
厚的矩形布線材料意味著導體厚度為0. 4mm以上，薄的矩形布線材料意味著導體 厚度為0. Imm以上且不到0. 4mm。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，像圖4所示那樣，作為控制信號產生部件設置控制單 元15，作為被控制部件在螺線管18附近的矩形布線材料9上設置固定穴12，在將這些部件 連接起來之間設置寬度窄的區(qū)域。由此，由于伴隨著把從被控制部件向矩形布線材料傳導 的熱從固定部向導電性框體散熱，寬度窄的區(qū)域成為熱阻，所以可以防止把被控制部件發(fā) 出的熱傳遞到控制信號產生部件。
以下，用實施例和比較例說明本發(fā)明。表1中示出實施例1 4、比較例1、2的構成和效果。
(實施例1)
圖5示出本實施例中使用的控制單元15的剖面示意圖。在襯底4上搭載裸片1、 芯片電容器2、芯片電阻3等電子部件，把襯底4粘接在引線框5上。通過引線框6輸出來 自襯底的電信號，通過轉印模用密封材料7密封電子部件和引線框的一部分。引線框5具 有用來固定的固定結構8，機械地固定在變速機框體M上。
圖6示出本發(fā)明的矩形布線材料9的制造工序。用金屬模具11擠壓在整個面上 鍍了 M的厚0. 6mm的銅系的金屬平板10，沖裁成預定的形狀。此時，還沖裁了固定穴12。 進而，用金屬模具進行彎曲加工，形成立體的形狀。
然后，在預定位置上施加掩蔽物13，浸漬在分散有絕緣材料的溶液中，用恒溫槽進 行加熱處理，進行溶劑的揮發(fā)和絕緣材料的酰亞胺化反應，形成了絕緣覆蓋膜14。為了對多 個矩形布線材料同時形成絕緣覆蓋膜并提高操作性，用連桿21把多個矩形布線材料連結 起來。用沖壓機把該連桿切斷，制成了本發(fā)明的矩形布線材料9。
由于連桿部分上未形成絕緣覆蓋膜，所以設計成使連桿部分成為在將矩形布線材 料組合時不會發(fā)生重合的端部。而且，多個矩形布線材料利用丙烯酸系或環(huán)氧系粘接材料 16把寬度窄的矩形布線材料粘接到寬度寬的矩形布線材料上。由此，提高了此后的生產率 和與變速機組裝時的組裝性。
具有酰亞胺基的絕緣覆蓋膜14與丙烯酸系或環(huán)氧系粘接材料16的粘接性良好， 無須特別的表面處理就可以粘接。環(huán)氧系粘接材料具有在油中的粘接強度保持率高的效 果，而丙烯酸系粘接材料具有可以在低溫、短時間下粘接的效果。
由于在矩形布線材料上形成絕緣覆蓋膜，所以即使在組裝到變速機上之后發(fā)生剝 離也沒有造成短路等故障的可能，所以也可以臨時固定。
通過像本實施例那樣，在變速機的振動為激烈共振時，通過使用在油中的粘接強 度保持率高的環(huán)氧系粘接材料，除提高生產率和與變速機組裝時的組裝性以外，具有在變 速機的可靠性保證期間抑制共振的效果。
圖7示出根據本發(fā)明的機電一體型變速機控制裝置的平面示意圖，圖8示出剖面 示意圖。發(fā)送控制信號的控制單元15利用控制信號使螺線管18的電磁線圈動作，在閥體 19上設置的切斷、打開油壓流路的螺線管18和油壓傳感器17、連接器20等的正極、負極都 與矩形布線材料9電連接。
控制單元15由于端子數多，端子間距較窄，為1. 5mm以下，所以利用激光焊接進行 金屬接合。另外，由于端子間距窄，所以為了防止變速機油中的金屬制污物造成的短路，在 金屬接合后涂敷了聚酰亞胺系的絕緣材料36。
油壓傳感器17由于端子間距寬、端子數目少，所以利用電阻焊接進行金屬接合。 另外，螺線管18以可以拆卸、更換的方式通過用彈簧力加壓的壓接進行電連接。
在矩形布線材料9上設置固定穴12，通過螺栓等把該固定穴機械地固定在鋁制的 變速機閥體上。
由于在矩形布線材料9上用絕緣覆蓋膜14覆蓋固定穴12，所以可以保證電絕緣地 把固定穴12固定在具有導電性的鋁制的閥體上。
通過使矩形布線材料9的厚度為0. 4mm以上，不用支撐材料就可以獲得為了支撐6控制單元、油壓傳感器、螺線管所需的剛性。而且，通過在矩形布線材料的寬幅部上進行凹 凸加工，可以提高剛性。由于不用支撐材料就可以保證絕緣性地把矩形布線材料9固定在 導電性的變速機框體上，所以具有可以根據框體的形狀靈活地布線設計的效果。
另外，螺線管18因電磁線圈而在驅動時發(fā)熱。由于在該螺線管附近設置矩形布線 材料的固定穴，所以具有把螺線管的熱有效地散發(fā)到變速機框體上，可以防止螺線管溫度 上升造成的控制精度降低的效果。
而且，在螺線管與控制單元之間設置了矩形布線材料的寬度窄的區(qū)域。由于該寬 度窄的區(qū)域的熱阻比寬度寬的區(qū)域高，所以具有可以防止螺線管的熱傳到具有裸片的控制 單元而使耐熱性低的裸片溫度上升的問題的效果。
這樣地制作機電一體型變速機裝置時，具有布線的設計自由度高、生產率高、與變 速機的組裝性好、良好地平衡了耐污染性、抗震性、耐變速機油性、散熱性的優(yōu)良效果。
(實施例2)
圖3示出本實施例采用的矩形布線材料的剖面示意圖。把鐵制的導體厚度0. 5mm 的厚的矩形布線材料22和銅制的導體厚度0. 2mm的薄的矩形布線材料23組合使用。
厚的矩形布線材料22具有把控制單元、油壓傳感器、螺線管等固定在變速機框體 M上的機械強度，通過用鐵制造進一步提高強度。薄的矩形布線材料23具有即使間隙窄也 可以設計數目多的布線的效果。由于用銅制造，具有即使薄也能減小電阻的效果。
另外，由于表面被絕緣覆蓋，所以具有可以密集布線、布線的設計自由度高的效 果。而且，通過把兩者組合使用，具有用厚的矩形布線材料加強薄的矩形布線材料23的機 械強度、提高抗震性的效果。
像圖3(c)所示那樣，通過利用厚的矩形布線材料22的固定穴12，用固定板31等 與薄的矩形布線材料23 —體地固定在變速機框體M上，具有進一步提高抗震性的效果。
用該矩形布線材料與實施例1同樣地制作機電一體型變速機控制裝置，安裝到變 速機框體上，具有布線的設計自由度高、生產率高、與變速機的組裝性好、良好地平衡了耐 污染性、抗震性、耐變速機油性、散熱性的優(yōu)良效果。
(實施例3)
本實施例的矩形布線材料的導體使用厚0. 5mm的鋁和厚0. 2mm的鋁。通過用鋁作 材料，由于可以通過防蝕鋁處理形成絕緣覆蓋膜，所以具有提高形成絕緣覆蓋膜的操作性 和降低材料成本的效果。
鋁的特征在于，由于熔點比銅、鐵低，所以容易超聲波接合。因此，通過用利用了超 聲波接合的金屬接合進行控制單元、油壓傳感器和螺線管與矩形布線材料的連接，可以提高生產率。
此外，與實施例1同樣地制作機電一體型變速機控制裝置，具有布線的設計自由 度高、生產率高、與變速機的組裝性好、良好地平衡了耐污染性、抗震性、耐變速機油性、散 熱性的優(yōu)良效果。
(實施例4)
圖9示出利用本發(fā)明的線材制造矩形布線材料9的工序。在對直徑0. 5mm的銅線 以包含固定穴12的預定形狀進行布線后，用沖壓機按壓成厚度為0. 2mm。進而，用金屬模具 進行彎曲加工，形成立體的形狀。
通過使用線材，與利用平板沖裁時相比，具有能夠減少廢料、降低成本的效果。
把從線材制作的薄的矩形布線材料和從金屬平板制作的厚的矩形布線材料與實 施例2同樣地組合，制作機電一體型變速機控制裝置，安裝到變速機框體上，具有布線的設 計自由度高、生產率高、與變速機的組裝性好、良好地平衡了耐污染性、抗震性、耐變速機油 性、散熱性的優(yōu)良效果。
(比較例1)
圖10示出比較例1的平面示意圖。用焊料連接比較例1的控制單元和柔性襯底。 柔性襯底37的銅布線使用通過將厚度為0. 035mm的銅箔蝕刻形成為預定形狀的圖案得到 的布線。
柔性布線由于機械強度低，為了滿足抗震性，需要安裝在支撐板34上。因此，由 于支撐板的影響反而導致布線的設計自由度降低的問題。而且，由于作為布線材料使用 0. 035mm的銅箔，所以存在來自布線的散熱少，散熱性低的問題。而且，由于銅箔較薄，不到 0. 1mm，所以在產生硫化氫的變速機油環(huán)境中銅布線腐蝕而出現斷線的問題。
(比較例2)
圖11示出比較例2的剖面示意圖。通過尼龍的噴射成形覆蓋了用沖壓機沖裁金 屬銅板而制作的匯流條33。此時，尼龍32的覆蓋厚度為1mm，難以減薄。因此，存在布線的 設計自由度降低，難以在小型的變速機內設置的問題。
表1中示出實施例1 4、比較例1、2的機電一體型變速機控制裝置的構成和效 果。根據表1的結果可知，制作本實施例的結構，安裝到變速機框體上時，具有布線的設計 自由度高、生產率高、與變速機的組裝性好、良好地平衡了耐污染性、抗震性、耐變速機油 性、散熱性的優(yōu)良效果。
權利要求
1.一種機電一體型電子控制裝置，具有連接控制信號產生部件與利用上述控制信號 產生部件的控制信號控制的被控制部件的矩形布線材料，設置在導電性框體內，其特征在 于至少上述布線材料具有固定穴，包含固定穴的表面被絕緣覆蓋，上述固定穴能夠保持 絕緣性且機械地固定在導電性框體上。
2.如權利要求1所述的機電一體型電子控制裝置，其特征在于上述導電性框體是變速機框體。
3.如權利要求1所述的機電一體型電子控制裝置，其特征在于上述矩形布線材料是通過如下形成的，即，用沖壓機把金屬平板沖壓成具有固定穴的 布線形狀，進行彎曲加工，在需要導電性的位置施加掩蔽物，在分散有絕緣材料的溶液中浸 漬后，通過加熱干燥處理，用絕緣材料覆蓋包含固定穴的表面。
4.如權利要求1所述的機電一體型電子控制裝置，其特征在于上述矩形布線材料是如下形成的按固定穴形狀和布線形狀對金屬制線材進行布線 后，用沖壓機平坦化，在需要導電性的位置施加掩蔽物，在分散有絕緣材料的溶液中浸漬 后，通過加熱干燥處理，用絕緣材料覆蓋包含固定穴的表面。
5.如權利要求2所述的機電一體型電子控制裝置，其特征在于上述矩形布線材料具有多個厚度，在厚的矩形布線材料上重疊了薄的矩形布線材料。
6.如權利要求2所述的機電一體型電子控制裝置，其特征在于上述矩形布線材料的固定穴至少設置在上述控制信號產生部件和上述被控制部件附 近，在上述矩形布線材料的將上述控制信號產生部件和上述被控制部件連接之間的一部分 上設置寬度窄的區(qū)域。
7.如權利要求2所述的機電一體型電子控制裝置，其特征在于上述絕緣覆蓋利用具有酰亞胺基的高分子材料進行。
8.如權利要求2所述的機電一體型電子控制裝置，其特征在于上述矩形布線材料把銅、鐵、鋁中的任兩種或三種作為材料使用。
9.如權利要求2所述的機電一體型電子控制裝置，其特征在于上述固定穴是U字形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變速機控制裝置和一種機電一體型電子控制裝置，其可以內置于小型的機械產品中，且布線自由度高、小型化、高散熱、高可靠性。該機電一體型電子控制裝置具有把控制信號產生部件與被上述控制信號產生部件的控制信號控制的被控制部件連接的矩形布線材料，并設置在導電性框體內，其中至少上述布線材料具有固定穴，包含固定穴的表面被絕緣覆蓋，上述固定穴能夠保持絕緣性且機械地固定在導電性框體上。
文檔編號H02P1/02GK102035442SQ20101025061
公開日2011年4月27日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者田邊至, 石井利昭, 露野圓丈, 龜山博史 申請人:日立汽車系統株式會社