專利名稱：電子控制的液壓執(zhí)行元件的改進(jìn)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在諸如汽車防抱死制動系統(tǒng)那樣的系統(tǒng)中使用的密封和屏蔽的液壓泵組件的制造。液壓閥或執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過一個電子控制單元來控制，該電子控制單元向圍繞閥的圓筒形線圈輸送電流，從而使閥動作。該組件是密封的，而該密封是在液壓組件和電子控制組件之間形成的。
汽車防抱死制動系統(tǒng)的液壓單元包括一個液壓泵和一個電氣控制單元。這些裝置的液壓泵或閥驅(qū)動單元包括若干呈圓柱件或指形的閥或氣門。在指形圓柱件中的閥件由在裝有圓柱件的圓筒形線圈中流動的電流所感生的磁力驅(qū)動。標(biāo)準(zhǔn)的單元可以具有六至十個閥驅(qū)動器。
市售的系統(tǒng)使用的組件包括兩個獨立部件。用以驅(qū)動閥的包含有閥和線圈的液壓控制單元裝在一個單元內(nèi)。電子控制單元位于一個獨立單元內(nèi)，并通過電線與液壓控制單元相連。
在現(xiàn)有技術(shù)中還設(shè)計有一種系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，液壓控制單元和電子控制單元裝在同一個組件中。在這種單一組件布局中，必須將液壓控制單元或組件與電子控制單元或組件隔開。這兩個組件必須液密地隔離。在這些單一組件的現(xiàn)有技術(shù)裝置中，圓筒形線圈位于線圈室內(nèi)，而該線圈室則位于包含有液壓閥的單元和電子控制單元之間，所述電子控制單元向相應(yīng)線圈輸送電流以便驅(qū)動相應(yīng)的閥。在這些線圈中，其線圈架上裝有繞組，而線圈架又裝入金屬線圈外殼中。線圈引出線從線圈外殼的下面伸出。若干這種獨立的線圈安裝在一個由一個塑料外殼構(gòu)成的線圈室外殼內(nèi)，在這些線圈室外殼中，若干圓柱從線圈室的下表面向上伸出，從而限定若干獨立的、大致圓筒形的腔體，所述獨立的線圈插入這些腔體。在獨立的線圈外殼和線圈室外殼的底板之間裝有墊片，以便使線圈和底板之間具有彈力。
在線圈嵌入線圈室外殼之后，線圈引出線穿過線圈室外殼底板上的孔，在該孔處，線圈引出線可以和電子控制單元相連。這種連接可以通過將線圈引出線焊接在于外殼上模制的引線骨架上來實現(xiàn)。還可以將它們直接焊接在印刷電路板上，該印刷電路板包括電子控制組件的主基板，或者可以將它們焊接在一個獨立的印刷電路板上，該印刷電路板加熱固定在線圈室外殼底板的外部。
這些組件的一些不同類型通常都在使用，每種類型所包含的線圈數(shù)量不同。同一種線圈室外殼通常用于多種配置，以便減少多種模式的費用。為了保持起密封隔板作用的線圈室外殼底板的整體性，這些孔必須通過一個獨立的加工步驟加以充填，這就增加了生產(chǎn)成本。充填這些孔的方法之一是灌封線圈室外殼內(nèi)室的下部。
在將線圈裝配在線圈室外殼上之后，該組件可以做電連續(xù)性和整體性試驗，這種試驗也可以在將線圈和電子控制單元連接之后進(jìn)行。在任何一種情況下，對于在線圈或線圈組件上出現(xiàn)的任何故障都將難以或不可能進(jìn)行維修，這就增加了制成品的成本。
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的液壓泵組件，該組件可以是一個汽車防抱死制動系統(tǒng)的一部分。該組件包括一個液壓閥組件、一個電子控制組件和一個線圈安裝組件。線圈安裝組件包括一個諸如印刷電路板那樣的布線板，若干獨立的線圈焊在該布線板上。然后將布線板或印刷電路板安裝在外框上，其周緣密封墊與外框和布線板和印刷電路板二者接合。當(dāng)液壓閥組件安裝在外框的一端，而電子控制組件安裝在外框的另一端時，布線板或印刷電路板就會起到密封隔板的作用。布線板或印刷電路板以及在其上部和下部都是敞開的外框?qū)行У厥闺娮涌刂平M件與液壓閥組件相密封。
布線板或印刷電路板也可以是雙面的，其一面具有一個大致連續(xù)的導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層可以作為一種電磁干擾／射頻干擾(EMI/RFI)屏蔽。在同外罩接合的情況下，由這個印刷電路板提供的屏蔽能夠減少外部輻射對電子控制單元的損害程度，或減少由電子控制單元發(fā)出的輻射。該屏蔽可以同密封單元一起使用或分開使用。
制造這種單元的方法包括首先將所有的線圈焊接到線圈印刷電路板上去的步驟?？梢愿鶕?jù)所要的線圈數(shù)量使用不同的布線板或印刷電路板，從而不需要在形成密封隔板的件上充填無用的孔。在進(jìn)一步的裝配操作之前，可以測試該線圈布線板或印刷電路板組件。然后可以將線圈布線板或印刷電路板裝配在安裝外框上，同時沿周邊形成密封?？梢赃x擇板的上面或是下面進(jìn)行密封。這樣，外框和線圈布線板或印刷電路板形成一個線圈和密封組件，液壓組件和電子控制組件可以在外框的兩側(cè)安裝在該組件上，而線圈布線板或印刷電路板則在兩者之間形成一個密封隔板。
本發(fā)明的首要目的是降低整個電子控制的液壓泵組件的造價。本發(fā)明的這一目的通過降低部件的成本、通過削減裝配操作，以及通過減少與不合格的部件或組件有關(guān)的費用而得以實現(xiàn)。本發(fā)明的關(guān)鍵特點是線圈組件適宜于單獨裝配?？梢杂弥T如透孔焊或軟熔焊那樣的傳統(tǒng)焊接工藝使線圈與印刷電路板相連。然后，可以在該組件與其它組件一起使用之前并且在其它裝配操作之前對該組件進(jìn)行測試。可以進(jìn)行返工，而且成本也不太高。此外，該獨立裝配操作實質(zhì)上是現(xiàn)有技術(shù)。其它部件不需要進(jìn)行波焊或軟熔焊。這樣，塑料外殼就不會經(jīng)受焊接操作的高溫，從而可以使用較便宜的材料。
由于一開始就將線圈焊接到印刷電路板上，因此外框的結(jié)構(gòu)比較簡單。這就降低了復(fù)雜性，因此也降低了模具的成本和使用周期。比較簡單的結(jié)構(gòu)還需要較少的材料，因此進(jìn)一步節(jié)省了費用。
也可以削減一般零件所需的加工步驟。不必在外殼的底板上進(jìn)行灌封操作來充填無用的孔。與制造不同的模制零件的模具費用相比，生產(chǎn)與每種線圈數(shù)量對應(yīng)的不同的板的加工成本并不很高。


圖1是一個液壓單元的視圖，其中該液壓單元包括泵和閥，所示液壓控制單元部分地移開，以示出線圈和閥。
圖2是外框的第一個實施例的俯視圖，在外框中裝有線圈，而液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組件和電子控制組件將裝在其上。
圖3是外框的剖視圖，在該外框上裝有一個上面負(fù)載的線圈印刷電路板。
圖4和圖3的剖視圖相同，示出安裝在外框上的線圈印刷電路板和電子控制單元印刷電路板組件。
圖5是線圈印刷電路板的一個面的視圖，示出起電屏蔽作用的一個大致連續(xù)的導(dǎo)電層。
圖6是線圈印刷電路板背面焊接側(cè)的視圖，示出將線圈與接線端連接起來從而將線圈與電子控制單元連接起來的連線。
圖7與圖3類似，示出另一個實施例，其中線圈印刷電路板是從底部裝上去的。
圖8的剖視圖與圖4類似，示出組裝在一起的圖7的實施例中的部件。
圖9是一個嵌入模制布線板的視圖，該布線板可以用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的玻璃纖維印刷電路板疊片。
圖10是沿圖9中的剖切線10-10所取的插模布線板的剖視圖。
圖1所示的電子控制液壓單元10要用在汽車的防抱死制動系統(tǒng)中。如圖1所示，液壓執(zhí)行單元、組件或泵12部分挪開，以便使單元的內(nèi)部暴露出來。更具體地說，圖1的目的是要示出在液壓單元12上的閥驅(qū)動器14和圓筒形線圈16。泵12和包括閥驅(qū)動器14的閥組件是同樣的液壓執(zhí)行組件中的部件。閥驅(qū)動器14有一個圓頭，并且通常包括圓柱形件。在將單元正確地裝配好之后，這些閥驅(qū)動器穿過圓筒形線圈16的中心，從而由加在線圈16上的電流感生的磁場使位于相應(yīng)的閥驅(qū)動器14上的閥在落下和非落下位置之間運動。容納未示出的傳統(tǒng)緊固件的凸起部18在組件體的外部。例如，通過凸起部18向上伸出的螺栓可以用來使液壓組件10固定就位。也可以使用為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟悉的諸如卡箍或其它類似裝置。
液壓單元10還包括一個位于裝有線圈16的線圈室外部的輸入輸出接頭20。該電接頭20是為向裝置輸入輸出電能和信號電流而設(shè)置的。呈插座形式的第二接頭22與接頭24相接合，以通過外部電纜26將電能傳送至液壓泵12。
圖2是本發(fā)明第一個實施例的線圈外框34的俯視圖。在該圖上可以看到在接頭20和22中的信號針腳30和電力針腳32。這些針腳可以以傳統(tǒng)的方式點焊在塑料的線圈外框34上。在線圈外框上，連續(xù)的周邊側(cè)壁36從外框34的底座向上延伸，形成一個線圈室，在該室內(nèi)可以放有多個線圈16。在圖3中更清楚地示出所述側(cè)壁。針腳座接頭20和22位于線圈外框34底座的延伸部上。線圈外框34還包括密封凸緣40，該凸緣是由一個圍繞將放置線圈的中央?yún)^(qū)域的朝上的表面構(gòu)成的。在圖2所示的實施例中，該密封凸緣包括一個完全圍繞側(cè)壁36的內(nèi)周部延伸的朝上的表面。
圖3中的分解剖視圖示出線圈安裝組件28的部件、電子控制單元控制板56和下蓋58。線圈安裝組件28包括安裝在線圈印刷電路板48上的線圈16，它裝在由側(cè)壁36形成的線圈外框34內(nèi)；以及一個彈性密封墊42，該密封墊在線圈印刷電路板48和線圈外框34之間保持完全密封。在這個實施例中，在線圈印刷電路板48上還裝有多個呈針腳46形式的電接觸端子。圖中的針腳以傳統(tǒng)的單列設(shè)置。
在每個線圈16上，從其底部伸出兩個線圈引出線50。這些引出線呈彎曲狀，以便具有彈性，從而當(dāng)壓縮負(fù)載沿著與線圈軸線平行的方向施加在線圈上時，焊點不致受力。雖然沒有示出，但這些線圈在其它方面都是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)。一個線圈架上的繞組裝在一個金屬線圈外殼內(nèi)，線圈引出線從線圈架的底部沿軸向伸出。線圈密封圈52位于每個線圈16和印刷電路板48之間。在此處示出的實施例中，墊圈固定在線圈安裝座51的外周上，該安裝座包括一個從墊圈的中央伸出的夾持部件54的夾子。該夾持部件穿過線圈印刷電路板上的孔，并將線圈固定在印刷電路板上?？梢韵葘惭b座51固定在印刷電路板上，然后將線圈快速嵌合在安裝座51內(nèi)。另一種可供選擇的方案是，安裝座51可以嵌入線圈16模制，其外部的金屬線圈外殼和夾持部件54可以用于將線圈16固定在印刷電路板48上。在密封圈52壓縮時，密封形成，使流體不能通過裝有夾持部件54的印刷電路板上的的孔。除了設(shè)置完全的密封之外，該密封圈52還將彈力作用在線圈上，從而在朝向線圈印刷電路板的向下載荷作用在線圈上時，該墊圈抵抗所述作用力，并將線圈向上推。該彈性力的意義將在下面說明。應(yīng)該理解，密封圈52也可以通過在線圈體的外部嵌入模制密封的方法安裝在線圈16上。
圖3示出在線圈外框上的側(cè)壁36的剖視圖。圖2示出，這些側(cè)壁是連續(xù)的，形成圍繞著線圈室的四邊延伸的框架或屏蔽，所述線圈室是由外框34所限定的，并且在側(cè)壁36的頂部和底部都是敞開的。一個具有朝上表面的密封凸緣40完全圍繞直立的側(cè)壁36的內(nèi)周部延伸。由這個密封凸緣所限定的開口小于線圈印刷電路板48，因此該線圈印刷電路板48圍繞著密封凸緣40的整個內(nèi)周長疊放在該密封凸緣上。密封墊42位于密封凸緣和線圈印刷電路板48之間，在密封凸緣40的上表面上。該密封墊42可以是彈性部件或是涂在密封凸緣上的粘性材料?？梢詫F(xiàn)有技術(shù)的材料置于壓力之下，而形成這種類型的適當(dāng)密封。在這種配置的情況下，線圈線路板組件通過將線圈線路板組件插入外框34的敞開的上部安裝在線圈外框34中，所述線圈線路板組件包括多個焊在線圈印刷電路板48上的線圈16。然后就可以將線圈印刷電路板48放在密封凸緣上。這時密封墊42在上述二者之間保持完全的密封。從外框34向上伸出的一個或多個樁釘可以彎過來，以便將線圈印刷電路板固定就位。
圖4示出固定在線圈外框34上的線圈組件。圖4還示出電子控制印刷電路板56裝配好的形態(tài)。如圖所示，該印刷電路板包括若干部件，此處僅僅象征性地示出?？刂瓢宓木_配置并不是在此公布的本發(fā)明中的主要部分。該控制板組件包括電子控制組件或單元的硬件。注意，在將線圈印刷電路板48安裝在外框34上之后，就可以將針腳46焊在控制板56上。作為上述焊接操作的一部分，在安裝線圈印刷電路板48之后，還可以將輸入/輸出插座20中的針腳焊在控制板56上，從而在控制板56之上形成一個密封隔板隔艙。如圖4所示，線圈16的頂部在外框34的側(cè)壁36的上緣之上伸出。當(dāng)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件固定在圖4所示的組件上時，圍繞著閥根部的凸緣與線圈16的金屬線圈外殼的頂部嵌合，形成金屬對金屬的緊密接合。將線圈向下壓，從而彈性的線圈密封圈52施加一個力，將線圈16的金屬線圈外殼向上推，使其與閥的凸緣嵌合。這樣，就形成一個通過線圈外殼和金屬閥的連續(xù)磁路。
圖5和圖6示出雙面線圈印刷電路板48的兩個面。圖5示出該板的底面或焊接面。設(shè)置金屬化的通孔62，從而使線圈16能夠焊到該板上。針座64是一個接頭，多個端子或針腳46通過它焊接在印刷電路板48上。這些針腳可以焊在金屬化的通孔上，焊后，圖5中的底板使針腳固定不動。基本上圖5所示的印刷電路板48的所有側(cè)面都具有大致連續(xù)的導(dǎo)電表面60，該導(dǎo)電表面可以起到屏蔽作用。在最佳實施例中，該導(dǎo)電表面60包括覆蓋在絕緣襯底上的一層銅。將圍繞著金屬化的通孔62的該銅層的部分腐蝕掉，以設(shè)置一個圍繞焊接接頭的環(huán)形絕緣區(qū)，該焊接接頭使線圈16和針腳46與金屬化的通孔連接起來。由于該導(dǎo)電層位于控制印刷電路板56的一側(cè)，因此它起到屏蔽作用。該導(dǎo)電層還可以起到接地板的作用。這樣，就可以用屏蔽將在該控制板上的電子電路和沿組件的該側(cè)的電磁輻射隔開。換句話說，這種屏蔽還會避免使由電子控制電路發(fā)出的輻射影響其它部件。圖6示出印刷電路板48的安裝或部件一側(cè)。在該圖中示出連線66，這些連線會將線圈16和針腳46連接起來。在最佳實施例中，這種印刷電路板可以是現(xiàn)有技術(shù)的0.062英寸厚的印刷電路板?？梢允褂闷渌妮^厚的板。
圖7和圖8示出另一種可供選擇的組件。其中印刷電路板148是從底部而不是象圖2至圖6所示的實施例那樣從上部裝入在線圈外框134上。圖7和圖8以與圖3和圖4示出頂部裝配的實施例類似的方式示出底部裝配的實施例。密封凸緣140包括一個面朝下的環(huán)面，密封墊142裝在其上。該密封墊142與線圈印刷電路板148的部件側(cè)相接合。在圖7所示的實施例中，和頂部安裝方法不同，端子或針腳146不是一開始就安裝在印刷電路板針座上。在該實施例中，先用現(xiàn)有技術(shù)的端子裝配點焊機(jī)將針腳146點焊在外框134上。這樣，直到在將該板安裝在外框134上之后才會將針腳焊在線圈印刷電路板148上。該實施例同樣需要樁釘或安裝針腳144。第二實施例的其它部件與第一實施例的相應(yīng)部件的功能類似。這種共性通過在相應(yīng)的部件之前標(biāo)以前綴“1”來表示。例如線圈116與第一實施例中的線圈16相對應(yīng)。
本發(fā)明的第一和第二實施例示出使用覆銅的印刷電路板。這些印刷電路板只包括一種可以使用的布線板。圖9和圖10示出一個嵌入模制布線板248，它使用壓制成型的引線骨架。嵌入模制的操作是現(xiàn)有技術(shù)，其中先將引線骨架安裝在模具中，再圍繞著引線骨架注入塑料。然后，引線骨架的各個部分形成若干截然分開的連線，這些連線與現(xiàn)有技術(shù)的印刷電路板的連線的目的相同。如圖9所示，這些引線骨架的連線包括針座262，通過它可以插有線圈引出線52。與引線骨架連線成為一體的焊接區(qū)圍繞著這些針座，線圈引出線可以以現(xiàn)有技術(shù)的方式直接焊接在這些區(qū)域上。如圖10所示，銷246也是引線骨架整體的一部分，該部分與形成連線的引線骨架的部分成直角。圍繞針腳246的一部分將塑料246嵌入模制，使針腳的端部暴露，以便將其焊接在控制板上。圍繞針腳246的塑料可以作為布線板分隔物，同時也起到將引線骨架固定在塑料基板上的作用。在圖9和圖10中示出的那種嵌入模制的布線板248可以直接取代前兩個實施例的印刷電路板48和148。
本發(fā)明的實施例的裝配操作為現(xiàn)有技術(shù)，并且能夠可靠地加工這些部件。首先使用現(xiàn)有技術(shù)的操作將這些部件焊在布線板或印刷電路板上。例如，可以用波焊來焊接這些部件。如果第一實施例是由波焊焊成的，第二項操作將必須是除去堆積在針腳46上的焊料?？梢允褂脽釟獾锻瓿蛇@道操作，所述操作為現(xiàn)有技術(shù)。還可以將焊劑堆積在金屬化的通孔附近的印刷電路焊區(qū)上，再進(jìn)行表面安裝操作，可以使用諸如軟熔焊那樣的工藝將線圈和針腳焊在印刷電路板上。這些同為現(xiàn)有技術(shù)的獨立釬焊操作也可以用于將線圈焊接在圖9和圖10所示的嵌入模制的布線板248上。密封墊24可以是模制的彈性體密封墊，或者可將粘性的密封層涂在密封凸緣上。該密封層也可以是一種粘結(jié)劑。密封所用的材料是現(xiàn)有技術(shù)的，并且容易獲得。外框是一種容易制造的注入模制件。不需要特殊的材料。也可以用現(xiàn)有技術(shù)將針腳46、146或246焊在控制板56和156上。
雖然本文只說明了三個實施例，然而本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解，使用和本文所述方式相同的方式，可以使用其它多種等效的實施例。這些實施例僅僅是示意性的。
權(quán)利要求
1.一種和電氣控制的液壓單元一起使用的密封組件，該組件將第一液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件(12、14)和第二電子控制組件(56)分隔開，密封的組件裝有多個用以驅(qū)動液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的線圈(16)，該密封組件包括具有周邊側(cè)壁的座(34、134)，所述周邊側(cè)壁的上、下部均是敞開的，在該座上的安裝裝置用于將第一和第二組件安裝到座的上部和下部；圍繞座的周邊側(cè)壁延伸的密封凸緣(40、140)；安裝在座上的線圈布線板組件(28、128)，在該線圈布線板組件上焊有多個線圈(16)，并且有多個從安裝在線圈布線板組件上的相應(yīng)端子(46、146、246)伸出的連線，該線圈布線板組件防止流體滲漏，因而提供一個密封隔板；以及密封墊(42、142)與密封凸緣和線圈布線板組件二者接合，從而使液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件能夠安裝在座的一端，同時線圈布線板組件在電子控制組件和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件之間設(shè)置一個密封隔艙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其特征在于，密封凸緣(40、140)圍繞座的側(cè)壁(36、136)的內(nèi)側(cè)延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其特征在于，線圈布線板組件由樁釘釘在座(34、134)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，密封墊包括一個粘性的密封層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其特征在于，線圈布線板包括一個雙面板，該線圈布線板的一側(cè)具有大致連續(xù)的導(dǎo)電層(60)，以便在電子控制組件的一側(cè)形成屏蔽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其特征在于，安裝裝置在密封墊上施加壓縮載荷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，還包括一個在每個線圈和線圈布線板之間形成密封的線圈密封墊(52)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其特征在于，端子(46、146)從線圈布線板上線圈所在面的背面伸出，與電子控制組件上的配合端子接合，從而在線圈和電子控制組件之間實現(xiàn)電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，包括一個位于每個線圈(16)和布線板(48、148、248)之間的彈性墊圈(52)，該彈性墊圈在相應(yīng)線圈上施加一個力，從而將相應(yīng)線圈推離線圈布線板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其特征在于，布線板包括一個印刷電路板(48、148)。
全文摘要
一種在汽車防抱死制動系統(tǒng)中使用的電子控制液壓單元和一種裝配線圈安裝組件的方法。該線圈安裝組件包括一裝有圓筒形線圈的布線或印刷電路板，該板帶有通向針腳端子的連線，針腳端子使該布線或印刷電路板組件與電子控制板連接。通過獨立焊接操作將線圈焊接到所述電子控制板上。線圈布線或印刷電路板安裝在外框上，周緣密封墊位于布線或印刷電路板與外框之間。當(dāng)印刷電路板安裝在電子控制板和液壓泵組件之間時，該印刷電路板起到密封隔板的作用。
文檔編號H02K7/14GK1122759SQ95116050
公開日1996年5月22日 申請日期1995年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月7日
發(fā)明者R·M·庫帕, D·G·施蒂勒 申請人:惠特克公司