JP2009289507A - Load driving device and overheat protective structure for the load driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、負荷に対して駆動電流を供給するための負荷駆動装置およびその負荷駆動装置の過熱保護構造に関する。 The present invention relates to a load driving device for supplying a driving current to a load and an overheat protection structure of the load driving device.
例えばソレノイドを負荷とする負荷駆動装置として特許文献1に記載のものが提案されている。 For example, the thing of patent document 1 is proposed as a load drive device which uses a solenoid as a load.
この特許文献1に記載の技術では、CPUからの指令に基づいてソレノイドに駆動電流を供給する電流制御素子である電力素子が、当該電力素子の過熱時に動作する過熱保護回路を備えている。この過熱保護回路は、電力素子から出力されるソレノイドの駆動電流がソレノイドの故障によって正常時よりも増加することにより、電力素子が所定の設定温度を超える過熱状態になったときに動作し、その電力素子からの駆動電流の出力を停止するようになっている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、上記過熱保護回路が作動して電力素子からの駆動電流の出力が停止すると、その電力素子の温度が経時に伴って低下することとなる。これにより、電力素子の温度が上記設定温度よりも低くなると、上記過熱保護回路による駆動電流の出力停止が解除され、電力素子からの駆動電流の出力が再開される。したがって、上記ソレノイドの故障時に、電力素子が上記設定温度付近で駆動電流の出力停止と出力再開を繰り返すこととなるため、その電力素子自体が故障して過熱保護回路が動作しなくなる虞があり、好ましくない。 However, in the technique described in Patent Document 1, when the overheat protection circuit is activated and the output of the drive current from the power element is stopped, the temperature of the power element is lowered with time. Thus, when the temperature of the power element becomes lower than the set temperature, the drive current output stop by the overheat protection circuit is released, and the output of the drive current from the power element is resumed. Therefore, when the solenoid fails, the power element repeatedly stops and restarts output of the drive current near the set temperature, so that the power element itself may fail and the overheat protection circuit may not operate. It is not preferable.
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであって、例えば負荷の故障によって電流制御素子が異常発熱したときに、電流制御素子からの駆動電流の出力を確実に停止することができる負荷駆動装置およびその負荷駆動装置の過熱保護構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems. For example, when the current control element abnormally generates heat due to a load failure, the load drive can reliably stop the output of the drive current from the current control element. It is an object of the present invention to provide an overheat protection structure for a device and its load driving device.
請求項1に記載の発明は、電源と負荷を接続する導体パターンを有するプリント配線板と、その導体パターンに介装され、電源から負荷に供給する駆動電流を制御する電流制御素子と、電流制御素子が異常発熱したときにその電流制御素子からの駆動電流の出力を停止させる過熱保護手段と、を備えた負荷駆動装置において、電流制御素子と電気的に直列に配置した導電片を導電パターンのランドに半田をもって接合するとともに、その導電片の半田接合部を付勢手段によってランドから離間する方向に付勢することで上記過熱保護手段が構成され、電流制御素子が異常発熱して上記半田接合部とランドを接合する半田が溶融したときに、付勢手段の付勢力をもって上記半田接合部を上記ランドから離間させ、電流制御素子からの駆動電流の出力を停止させるようになっていることを特徴としている。 The invention according to claim 1 is a printed wiring board having a conductor pattern that connects a power source and a load, a current control element that is interposed in the conductor pattern and controls a drive current supplied from the power source to the load, and current control And an overheat protection means for stopping the output of the drive current from the current control element when the element abnormally generates heat, and a conductive piece arranged electrically in series with the current control element The solder is joined to the land with solder, and the overheat protection means is configured by energizing the solder joint portion of the conductive piece in a direction away from the land by the energizing means, and the current control element generates abnormal heat and the solder joining is performed. When the solder for joining the part and the land is melted, the solder joint is separated from the land by the urging force of the urging means, and the drive current from the current control element is It is characterized by being adapted to stop the force.
また、請求項18に記載の発明は、請求項1に記載の発明を負荷駆動装置の過熱保護構造として捉えたものであって、プリント配線板の導体パターンのよって電源と負荷とを電流制御素子を介して接続し、その電流制御素子によって負荷に駆動電流を供給する負荷駆動装置の過熱保護構造において、上記導体パターンのランドに半田をもって接続された導電片が、電流制御素子と電気的に直列に配置されているとともに、その導電片の上記ランドに対する半田接合部が付勢手段によってそのランドから離間する方向に付勢されていて、電流制御素子が異常発熱して上記半田接合部とランドを接合する半田が溶融したときに、付勢手段の付勢力をもって上記半田接合部を上記ランドから離間させ、電流制御素子からの駆動電流の出力を停止するようになっていることを特徴としている。
The invention according to
請求項1,18に記載の発明によれば、電流制御素子が異常発熱すると、導電片の半田接合部と導体パターンのランドとを接合する半田が溶融し、その半田接合部とランドが上記付勢手段によって離間するから、電流制御素子からの駆動電流の出力を確実に停止することができる。 According to the present invention, when the current control element abnormally generates heat, the solder for joining the solder joint portion of the conductive piece and the land of the conductor pattern is melted, and the solder joint portion and the land are attached to the above-mentioned attachment. Since it is separated by the biasing means, the output of the drive current from the current control element can be stopped reliably.
図1は、本発明のより具体的な第1の実施の形態として、負荷駆動装置1を示す要部断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing a load driving device 1 as a more specific first embodiment of the present invention.
図1に示す負荷駆動装置1は、例えば継電器やソレノイドに代表されるような負荷である駆動対象部品2を駆動するものである。この負荷駆動装置1は、駆動対象部品2を駆動するための駆動回路が形成されたプリント配線板3と、そのプリント配線板3を収容するケース4と、を備えている。ケース4は、一方が開口した箱状のケース本体5と、そのケース本体5の開口を閉塞する略矩形板状の蓋体6と、を備えていて、ケース本体5に蓋体6を組み付けることでプリント配線板3を収容するための内部空間を有するケース4が構成される。なお、ケース本体5および蓋体6はそれぞれ絶縁体をもって形成されている。
A load driving device 1 shown in FIG. 1 drives a
そして、ケース本体5の底壁5aから蓋体6側に突設された配線板取付部たるスペーサ5bに、締結部材としてのビス7をもってプリント配線板3が締結固定されている。詳細には、プリント配線板3は、平面視略矩形状に形成されていて、後述する各部品が搭載された部品面3aを蓋体5側に向け、ケース本体5の底壁5aから所定距離だけ離間した状態でそのケース本体4内に収容されている。なお、図示は省略しているが、ケース本体5は四つのスペーサ5bを有していて、その各スペーサ5bをもってプリント配線板3の四隅が支持されている。
The printed
プリント配線板3には、電源である図示外のバッテリが接続されるバッテリ端子8と、そのバッテリ端子8から駆動対象部品2に供給する駆動電流を制御する電流制御素子としてのスイッチング素子9と、そのスイッチング素子9が異常発熱したときにそのスイッチング素子9からの駆動電流の出力を停止させるための導電片10と、が実装されていて、同じくプリント配線板3に実装された駆動対象部品2とバッテリ端子8とをスイッチング素子9および導電片10を介して直列に接続することにより、駆動対象部品2を駆動するための駆動回路が構成されている。なお、駆動対象部品2は、本実施の形態のようにプリント配線板3に実装されている必要はなく、例えば自動車用電子制御式パワーステアリング装置における油圧制御システムのソレノイドのように、ケース4外に配置されるものを駆動対象部品としてもよい。
The printed
スイッチング素子9は、例えばトランジスタから構成され、図示外の制御装置であるCPUからの指令に基づいてスイッチング動作して駆動対象部品2に駆動電流を出力するようになっている。また、スイッチング素子9は、当該スイッチング素子9の温度が所定の設定温度に達した場合にこれを検知して動作する過熱保護回路9aを備えていて、スイッチング素子9の異常発熱時に、この過熱保護回路9aの動作によってスイッチング素子9からの駆動電流の出力が停止されるようになっている。
The
図2は図1におけるA部の拡大図、図3は図1におけるプリント配線板3の要部を示す平面図である。なお、図3では便宜上バッテリ端子8および駆動対象部品2を省略して描いている。
2 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view showing a main part of the printed
プリント配線板3は、図1のほか図2,3に示すように、絶縁体からなる基板11を母体として構成されていて、エッチング処理をもって基板11上に形成された導電性材料からなる導体パターン12により、バッテリ端子8、導電片10、スイッチング素子9および駆動対象部品2を互いに直列に接続している。また、プリント配線板3のうち図3の斜線で示す領域には、絶縁体からなるソルダレジスト15が導体パターン12を被覆するように印刷されている。
As shown in FIGS. 2 and 3 in addition to FIG. 1, the printed
導体パターン12のうちスイッチング素子9とバッテリ端子8との間には、ソルダレジスト15のレジスト開口部15a,15bによって部品面3aに露出する一対のランド13,14が形成されている。その導体パターン12のうち両ランド13,14間の部位はプリント配線板3に貫通形成された平面視略矩形状の挿通穴3bによって分断されていて、両ランド13,14同士が導電片10をもって電気的に接続されている。
Between the
図4は導電片10を単体で示す側面図であって、図5は導電片10の成形方法の説明図である。
FIG. 4 is a side view showing the
導電片10は、図4に示すように、側面視略U字状に膨出または曲折した突出部たる自己弾性部10aと、その自己弾性部10aの両端から互いに離間する方向にそれぞれ延出する半田接合部10b,10cと、を備えている。また、この導電片10は、図5に示すように、自己弾性部10aに対応する形状の成形面17a,18aをそれぞれ有する上下型17,18からなる金型16により、平板状の被加工物である銅板19をプレス加工することによって成形されている。なお、自己弾性部10aは、その自由状態における突出量L1がプリント配線板3の部品面3aからケース本体5の底壁5aまでの距離L2(図1参照)よりも大きく設定されている。
As shown in FIG. 4, the
そして、図1〜3に示すように、両半田接合部10b,10cが導体パターン12の両ランド13,14に半田20をもってそれぞれ接合されていて、自己弾性部10aは、部品面3a側からプリント配線板3の挿通穴3bを挿通し、ケース本体5の底壁5aとの当接によってその突出方向に弾性変形している。換言すれば、両半田接合部10b,10cは、自己弾性部10aの弾性変形に伴う復元力により、両ランド13,14から離間する方向にそれぞれ付勢されている。つまり、スイッチング素子9が異常発熱してスイッチング素子9側の半田接合部10bとランド13とを接合する半田20が溶融したときに、自己弾性部10aの付勢力をもってその半田接合部10bとランド13とを離間させ、スイッチング素子9からの駆動電流の出力を停止させるようになっている。なお、半田20の溶融温度は、スイッチング素子9の過熱保護回路9aの設定温度よりも高温に設定されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, both solder
一方、両レジスト開口部15a,15bは、その開口面積を両ランド13,14の表面積よりも一回り小さく設定している。これにより、両ランド13,14の四辺の外周縁部のうち、挿通穴3b側の辺、すなわち導電片10が覆い被さる辺を除く三辺に、ソルダレジスト15が被覆した重合部13a,14aが形成されている。このように両ランド13,14の周縁縁部にそれぞれ重合部13a,14aを形成することにより、両ランド13,14の基板11に対する引離し強さを向上させ、自己弾性部10aの付勢力に対抗し得るようにしている。
On the other hand, the opening areas of the
他方、ケース4の蓋体6のうちスイッチング素子9側の半田接合部10bと対向する位置には、半田接合部10bを覆う平面視略コ字状のカバー片6aがプリント配線板3側に向けて突設されている。このカバー片6aは、図3に仮想線で示すように、平面視で挿通穴3b側、すなわち反スイッチング素子9側に開口していて、このカバー片6aにより、半田接合部10bがランド12から離間する動作を阻害することなく、その動作時における半田20の飛散を防止するようになっている。また、このカバー片6aは、その先端が重合部13aに当接していて、自己弾性部10bの付勢力に抗してプリント配線板3を支持し、そのプリント配線板3の撓みを抑止する支持手段として機能する上、ランド13を基板11に押さえ付けてランド13の基板11に対する引離し強さをさらに向上させるように機能する。なお、このカバー片6aをもって上述したようにプリント配線板3の撓みを抑止することで、導電片10の自己弾性部10bがその付勢力を有効に発揮するようになることは言うまでもない。
On the other hand, a
また、プリント配線板3のうち導体パターン12をもって導電片10とスイッチング素子9とを接続する領域の幅方向両側には、その導体パターン12の長手方向に沿ったスリット3c,3dがそれぞれ形成されている。この両スリット3c,3dは挿通穴3bに連通していて、この両スリット3c,3dに加えて挿通穴3bが断熱部として機能することにより、スイッチング素子9の発した熱をスイッチング素子9側の半田接合部10bへ効率よく伝達するようになっている。
Further, slits 3c and 3d along the longitudinal direction of the
図6は、負荷駆動装置1の製造工程を説明するための説明図である。また、図7は、負荷駆動装置1の製造工程のうちフローソルダリング処理工程を説明するための説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the load driving device 1. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a flow soldering process in the manufacturing process of the load driving device 1.
以上のように構成した負荷駆動装置1を組み立てるには、図6の(a)に示すように、まず、両ランド13,14にそれぞれ半田ペースト21を塗布し、図6の(b)に示すように、プリント配線板3に導電片10を搭載してその両半田接合部10b,10cを両ランド13,14上の半田ペースト21にそれぞれ押しつける。その後、半田ペースト溶融工程であるリフローソルダリング処理をもって、導電片10の両半田接合部10b,10cを両ランド13,14にそれぞれ半田接合する。なお、バッテリ端子8とスイッチング素子9および駆動対象部品2等の他の部品は、導電片10をプリント配線板3に装着するリフローソルダリング処理、またはこのリフローソルダリング処理に前後して行われるフローソルダリング処理をもってプリント配線板3に半田付けされる。
In order to assemble the load driving device 1 configured as described above, as shown in FIG. 6A, first, the
このようにしてプリント配線板3に各部品を装着した上で、図6の(c),(b)に示すように、プリント配線板3をケース本体5に挿入して導電片10の自己弾性部10aを圧縮変形させ、この状態で図示外のスペーサ5bおよびビス7をもってプリント配線板3をケース本体5に支持させる。これにより、導電片10の自己弾性部10aが当該導電片10の両半田接合部10b,10cを両ランド13,14から離間する方向に付勢する付勢力を発生することになる。
After each component is mounted on the printed
なお、プリント配線板3に導電片10を装着した後に、フローソルダリング処理によって他の部品を実装する場合には、図7に示すように、フロー層23から噴流する半田24の導電片10への付着を防止すべく、導電片10の自己弾性部10aに対応する形状の突起部22aを有する比較的熱容量の大きい当て金22を導電片10に装着した状態で、フローソルダリング処理を行うとよい。
When other parts are mounted by the flow soldering process after the
図8は、本実施の形態の作用を説明するための説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation of the present embodiment.
以上のように構成した負荷駆動装置1では、図8の(a)に示すように、駆動対象部品2の故障によってその駆動対象部品2の抵抗値が低下し、スイッチング素子9に過負荷電流が流れて当該スイッチング素子9が異常発熱すると、まず、スイッチング素子9の温度が過熱保護回路9aの設定温度を超えて当該過熱保護回路9aが作動し、スイッチング素子9から駆動対象部品2への駆動電流の出力が停止される。
In the load driving device 1 configured as described above, as shown in FIG. 8A, the resistance value of the driving
そして、過熱保護回路9aが作動してスイッチング素子9に電流が流れなくなり、経時に伴ってスイッチング素子9の温度が低下してその温度が過熱保護回路9aの設定温度未満となると、その過熱保護回路9による駆動電流の出力停止が解除され、スイッチング素子9からの駆動電流の出力が再開されることとなる。このようにスイッチング素子9からの駆動電流の出力停止と出力再開が繰り返されることで、万が一スイッチング素子9自体が熱故障して過熱保護回路9aが動作しなくなった場合には、スイッチング素子9の温度が過熱保護回路9aの設定温度を超えてさらに上昇することとなる。
When the overheat protection circuit 9a is activated and no current flows through the switching
一方、スイッチング素子9の発した熱は導電片10のうちスイッチング素子9側の半田接合部10bとランド部13とを接合する半田20に伝達されているため、上述したようにスイッチング素子9の温度が過熱保護回路9aの設定温度を超えてさらに上昇した場合には、スイッチング素子9側の半田接合部10bとランド部13とを接合する半田20が溶融温度に達して溶融することになる。そして、このように半田20が溶融すると、図8の(b)に示すように、自己弾性部10aの付勢力をもってスイッチング素子9側の半田接合部10bがランド13から離間し、スイッチング素子9からの駆動電流の出力が遮断される。
On the other hand, since the heat generated by the switching
したがって、本実施の形態によれば、スイッチング素子9側の半田接合部10bとランド13とを半田20によって接合し、且つスイッチング素子9側の半田接合部10bを自己弾性部10aによってランド13から離間する方向に付勢しているから、スイッチング素子9が異常発熱したときに、半田20が溶融して半田接合部10bがランド13から離間することとなり、そのスイッチング素子9からの駆動電流の出力を確実に停止させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the solder
また、導電片10をスイッチング素子9とバッテリ端子8との間に配置しているため、スイッチング素子9が異常発熱して導電片10の半田接合部10bがランド13から離間した状態で、プリント配線板3の電源電圧が印加される範囲を狭くすることができ、負荷駆動回路1の安全性をより高めることができる。
Further, since the
さらに、導電片10の自己弾性部10aは、プリント配線板3をケース4に収容することで初めて付勢力を発生するようになっているため、その導電片10のプリント配線板3への実装を容易に行うことができる。
Further, since the self-
その上、半田接合部10bを覆うカバー片6aをケース4の蓋体6と一体に形成しているため、導電片10をプリント配線板3に実装した後、ケース4の蓋体6を閉止する前に、導電片10の半田接合部10bとランド13との接合状態の目視確認を容易に行うことができる。
In addition, since the
また、スイッチング素子9の周囲をスリット3c,3dのほか挿通穴3bによって断熱し、そのスイッチング素子9の発した熱の伝達経路を制限しているため、スイッチング素子9の異常発熱時に、反スイッチング素子9側の半田接合部10cをランド14に接合する半田20を溶融させることなく、スイッチング素子9側の半田接合部10bをランド13に接合する半田20を確実に溶融させ、導電片10がプリント配線板3から脱落することによる二次的不具合の発生を防止できる。
Further, since the periphery of the
なお、本実施の形態では、両半田接合部10b,10cをそれぞれランド13,14に半田付けしているが、導電片10のうち反スイッチング素子9側端部のランド14に対する接合を例えば抵抗溶接によって行い、その接合状態がスイッチング素子9側の半田接合部10bとランド13とを接合する半田の溶融温度よりも高温まで保持されるようにしてもよい。この場合には、スイッチング素子9の異常発熱時に、導電片10のうち反スイッチング素子9側端部がランド14から離間することをより確実に防止でき、導電片10がプリント配線板3から脱落することによる二次的不具合の発生をより確実に防止できるようになる。
In the present embodiment, the solder joints 10b and 10c are soldered to the
図9,10は、本発明の第2の実施の形態を示していて、図9はプリント配線板3の要部を示す平面図、図10は図9におけるB−B断面図である。なお、図9では一対のランド13,14のうち代表例として一方のランド13のみを図示しているが、他方のランド14も同様に構成されている。
9 and 10 show a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a plan view showing the main part of the printed
図9に示す第2の実施の形態は、ランド13とソルダレジスト15とが重合する重合部13aに、プリント配線板3を貫通するビア25を設けたものである。ビア25は重合部13aの長手方向に沿って複数配置されている。
In the second embodiment shown in FIG. 9, a via 25 penetrating the printed
各ビア25は、図10に示すように、プリント配線板3を貫通するスルーホール25aの外壁面に銅めっきを施して導体層25bを形成したものであって、その導体層25bがランド13と反部品面3a側の導体パターン12とを互いに接続している。また、各ビア25のうち導体層25bの内周側にはそれぞれ半田が充填されていて、その半田をもって締結体26が形成されている。締結体26には一対の頭部26a,26bが軸方向両端にそれぞれ形成されていて、この両頭部26a,26b間に基板11とランド13および反部品面3a側の導体パターン12が挟み込まれている。なお、他の部分は上述した第1の実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 10, each via 25 is a
したがって、この第2の実施の形態によれば、上述した第1の実施と同様の効果を奏する上、各ビア25の銅めっき25bおよび締結体26をもってランド13を基板11に押さえ付けることにより、ランド13の基板11に対する引離し強さをより向上させることができるメリットがある。
Therefore, according to the second embodiment, in addition to the same effects as the first embodiment described above, by pressing the
図11は、上述した第2の実施の形態の変形例としてプリント配線板3の要部を示す平面図である。なお、図11では、代表例としてスイッチング素子9側の半田接合部10bとランド13との接合部分のみを図示しているが、反スイッチング素子9側の半田接合部10cとランド14との接合部分も同様に構成されている。
FIG. 11 is a plan view showing a main part of the printed
この図11に示す変形例は、導電片10の半田接合部10bを当該導電片10の自己弾性部10aよりも幅広に形成したものであって、他の部分は上述した第2の実施の形態と同様に構成されている。したがって、この変形例によれば、上述した第2の実施の形態と同様の効果を奏する上、半田接合部10bとランド13との接合面積を拡大することにより、その接合強度を向上させることができるメリットがある。
In the modification shown in FIG. 11, the solder
図12は、本発明の第3の実施の形態として、プリント配線板3の要部を示す平面図である。
FIG. 12 is a plan view showing a main part of the printed
図12に示す第3の実施の形態は、導電片10をプリント配線板3の外周縁部に実装したものであって、プリント配線板3の挿通穴3bが当該プリント配線板3の側方へ開口している。また、プリント配線板3のうち導体パターン12をもって導電片10とスイッチング素子9とを接続する領域の一方側、すなわち当該プリント配線板3の反外周縁側にスリット3eが形成されている。なお、他の部分は上述した第1の実施の形態と同様である。
In the third embodiment shown in FIG. 12, the
したがって、この第3の実施の形態では、プリント配線板3の外周縁が断熱部として機能するから、単一のスリット3eにより、半田接合部10bとランド13とを接合する半田20にスイッチング素子9の発した熱を効率よく伝達でき、第1の実施の形態と略同様の効果が得られる。
Therefore, in the third embodiment, since the outer peripheral edge of the printed
図13は、本発明の第4の実施の形態として負荷駆動装置1を示す要部断面図である。 FIG. 13: is principal part sectional drawing which shows the load drive device 1 as the 4th Embodiment of this invention.
図13に示す第4の実施の形態は、第1の実施の形態におけるカバー片6aに代え、支持手段たる略円柱状の柱状突部6bを蓋体6からプリント配線板3側へ突設したものである。そして、柱状突部6bの先端がプリント配線板3に当接することにより、自己弾性部10aの付勢力に抗してプリント配線板3の撓みを抑止するようになっている。
In the fourth embodiment shown in FIG. 13, instead of the
したがって、この第4の実施の形態によれば、簡素な形状の支持部6bをもってプリント配線板3の撓みを抑止することができるから、半田接合部10bのランド12からの離間に伴う半田20の飛散を防止する効果は得られないものの、他の部分は上述した第1の実施の形態と略同様の効果が得られる。
Therefore, according to the fourth embodiment, since the bending of the printed
図14は、上述した第4の実施の形態の変形例を示していて、負荷駆動装置の要部断面図である。 FIG. 14 shows a modification of the above-described fourth embodiment, and is a cross-sectional view of a main part of the load driving device.
図14に示す変形例は、第4の実施の形態における支持部6bに代え、プリント配線板3のうちランド13に近接する部位を支持するスペーサ5cをケース本体5の底壁5aから突設したものである。なお、スペーサ5cは、プリント配線板3の四隅を支持するスペーサ5b(図1参照)とは別に設けられている。そして、プリント配線板3のうちランド13に近接する部位を締結部材であるビス27によってスペーサ5cに締結することにより、自己弾性部10aの付勢力に抗してプリント配線板3の撓みを抑止するようになっている。他の部分は上述した第4の実施の形態と同様である。
In the modification shown in FIG. 14, instead of the
したがって、この変形例においても上述した第4の実施の形態と略同様の効果が得られる。 Therefore, in this modified example, substantially the same effect as that of the above-described fourth embodiment can be obtained.
図15は、上述した第4の実施の形態の別の変形例として、プリント配線板3の概略を示す平面図である。なお、図15では、プリント配線板3に実装された導電片10以外の部品を便宜上省略して描いている。
FIG. 15 is a plan view showing an outline of the printed
図15に示す変形例は、導電片10をプリント配線板3のコーナー部に配置したものである。これにより、プリント配線板3のコーナー部をビス7とともに締結支持するスペーサ5b(図1参照)が、自己弾性部10aの付勢力に抗してプリント配線板3の撓みを抑止する支持手段として機能することになる。なお、他の部分は上述した第4の実施の形態と同様である。また、スイッチング素子9側の半田接合部10bは、プリント配線板3に実装される図示外の他の部品と比較して支持手段として機能するスペーサ5bに最も近接した位置に配置してある。
In the modification shown in FIG. 15, the
したがって、この変形例によれば、支持手段を新たに設けることなくプリント配線板3の撓みを抑止することができるから、第4の実施の形態と略同様の効果に加え、コスト的に有利となるメリットがある。
Therefore, according to this modification, it is possible to suppress the bending of the printed
図16は、本発明の第5の実施の形態として、プリント配線板3の要部を示す平面図である。また、図17は、図16における後述するカバー部材28を単体で示す斜視図である。
FIG. 16 is a plan view showing a main part of the printed
図16,17に示す第5の実施の形態は、第1の実施の形態における蓋体6のカバー片6aに代え、蓋体6とは別体の独立したカバー部材28を設けたものである。このカバー部材28は、平面視で一方側に開口する略コ字状の側壁部28aと、上壁部28bと、側壁部28aのうち互いに対向する一対の壁の下端にそれぞれ形成された爪部28cと、を備えている。そして、側壁部28aの開口を挿通穴3b側に向けた状態で、プリント配線板3に形成された図示外の一対の係合穴に両爪部28cをそれぞれ挿入し、その爪部28cをプリント配線板3に係合させることによってカバー部材28がプリント配線板3に装着されている。これにより、スイッチング素子9側の半田接合部10bがカバー部材28によって覆われている。なお、他の部分は上述した第1の実施の形態と同様である。
In the fifth embodiment shown in FIGS. 16 and 17, instead of the
したがって、本実施の形態によれば、カバー部材28が、半田接合部10bがランド13から離間する動作を阻害することなく、その動作時における半田20の飛散を防止するから、上述した第1の実施の形態と略同様の効果が得られる。
Therefore, according to the present embodiment, the
図18は、本発明の第6の実施の形態として、プリント配線板3の概略を示す平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing an outline of a printed
図18に示す第6の実施の形態は、プリント配線板3のうち導電片10よりも電気的に反スイッチング素子9側の領域の表層部に、絶縁体からなるカバー層29を形成したものである。つまり、このカバー層29をもって、プリント配線板3のうち導電片10よりも電気的に反スイッチング素子9側の領域に導体が露出しないようにしている。換言すれば、カバー層29により、スイッチング素子9の異常発熱時に、半田接合部10bのランド13からの離間に伴って飛散した半田20が、プリント配線板3のうち、導電片10よりも電気的にスイッチング素子9側の部位と、導電片10よりも電気的に反スイッチング素子9側の部位と、を短絡するのを防止している。なお、他の部分は上述した第1の実施の形態と同様である。
In the sixth embodiment shown in FIG. 18, a
したがって、本実施の形態においても第1の実施の形態と略同様の効果が得られる。 Therefore, the present embodiment can provide substantially the same effect as that of the first embodiment.
なお、本実施の形態では、プリント配線板3のうち導電片10よりも電気的に反スイッチング素子9側の領域の表層部にカバー層29を形成しているが、プリント配線板3のうち導電片10よりも電気的にスイッチング素子9側の領域の表層部にカバー層29を形成してもよいことは言うまでもない。
In the present embodiment, the
図19は、本発明の第7の実施の形態を示していて、プリント配線板3の要部断面図である。
FIG. 19 shows a seventh embodiment of the present invention and is a cross-sectional view of the main part of the printed
図19に示す第7の実施の形態の導電片30は、略チャンネル状の付勢手段たる自己弾性部31と、その自己弾性部31のうち一方の側壁31aの先端から当該自己弾性部31の外側へ延出する半田接合部32と、自己弾性部31のうち他方の側壁31bの先端から当該自己弾性部31の外側へ延出する爪部33と、を備えている。
A
そして、半田接合部32をプリント配線板3の部品面3a側に露出する一対のランド34,35にそれぞれ半田20によって接合するとともに、自己弾性部31のうち爪部33側の側壁31bをプリント配線板3の挿通穴3bに挿通させ、爪部33をプリント配線板3の反部品面3a側に露出するランド36に係合させている。これにより、ランド36とランド34,35とが導電片30を介して導通するようになっている。つまり、半田接合部32の半田接合された両ランド34,35がプリント配線板3に形成された導体パターン12を介して図示外のスイッチング素子9にそれぞれ接続されている一方、爪部33の係合するランド36がプリント配線板3に形成された導体パターン12を介して図示外のバッテリ端子8に接続されていて、図示外のバッテリ端子8とスイッチング素子9とが導電片30を介して接続されている。
Then, the solder
図20は、導電片30をプリント配線板3に実装する手順を説明するための説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining a procedure for mounting the
導電片30をプリント配線板3に実装するには、図20に示すように、まず、リフローソルダリング処理によって半田接合部32を部品面3a側のランド34,35に半田接合した上で、図19に示すように、自己弾性部31を窄めるように弾性変形させつつ爪部33側の側壁31bをプリント基板3の挿通穴3bに挿通し、その爪部33をプリント基板3の反部品面3a側のランド36に係合させる。これにより、自己弾性部31の弾性変形に基づく復元力により、半田接合部32がランド34,35から離間する方向に付勢される。
In order to mount the
図21は本実施の形態の作用を説明するための説明図である。 FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining the operation of the present embodiment.
したがって、本実施の形態においても、図示外のスイッチング素子9に過負荷電流が流れて当該スイッチング素子9が異常発熱し、半田接合部32とランド34,35を接合する半田20が溶融すると、図21に示すように、自己弾性部31の付勢力によって半田接合部32がランド34,35から離間することとなり、上述した第1の実施の形態と略同様の効果が得られる。
Therefore, also in the present embodiment, when an overload current flows through the switching element 9 (not shown), the switching
1…負荷駆動装置
2…駆動対象部品(負荷)
3…プリント配線板
3b…挿通穴
3c…スリット(断熱部)
3d…スリット(断熱部)
3e…スリット(断熱部)
4…ケース
5b…スペーサ(配線板取付部)
5c…スペーサ(支持手段)
6a…カバー片(支持手段)
6b…柱状突部(支持手段)
9…スイッチング素子(電流制御素子)
9a…過熱保護回路
10…導電片
10a…自己弾性部(付勢手段)
10b…半田接合部
12…導体パターン
13…ランド
15…ソルダレジスト
20…半田
25…ビア
28…カバー部材
29…カバー層
30…導電片
31…自己弾性部(付勢手段)
32…半田接合部
34…ランド
35…ランド
36…ランド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
3 ... Printed
3d ... Slit (heat insulation part)
3e ... Slit (heat insulation part)
4 ...
5c ... Spacer (support means)
6a ... Cover piece (support means)
6b ... Columnar protrusion (supporting means)
9: Switching element (current control element)
9a ...
DESCRIPTION OF
32 ... Solder joint 34 ...
Claims (18)
その導体パターンに介装され、電源から負荷に供給する駆動電流を制御する電流制御素子と、
電流制御素子が異常発熱したときにその電流制御素子からの駆動電流の出力を停止させる過熱保護手段と、
を備えた負荷駆動装置において、
電流制御素子と電気的に直列に配置した導電片を導電パターンのランドに半田をもって接合するとともに、その導電片の半田接合部を付勢手段によってランドから離間する方向に付勢することで上記過熱保護手段が構成され、
電流制御素子が異常発熱して上記半田接合部とランドを接合する半田が溶融したときに、付勢手段の付勢力をもって上記半田接合部を上記ランドから離間させ、電流制御素子からの駆動電流の出力を停止させるようになっていることを特徴とする負荷駆動装置。 A printed wiring board having a conductor pattern for connecting a power source and a load;
A current control element that is interposed in the conductor pattern and controls the drive current supplied from the power source to the load;
Overheat protection means for stopping output of drive current from the current control element when the current control element abnormally generates heat;
In a load drive device comprising:
The conductive piece arranged in series with the current control element is joined to the land of the conductive pattern by soldering, and the solder joint portion of the conductive piece is energized in a direction away from the land by the energizing means. Protective measures are configured,
When the current control element abnormally generates heat and the solder joining the solder joint and the land melts, the solder joint is separated from the land by the biasing force of the biasing means, and the drive current from the current control element is reduced. A load driving device characterized in that output is stopped.
上記導電片は、上記プリント配線板に形成された挿通穴を挿通して上記ケースと当接し、その当接をもって圧縮変形する自己弾性部を有していて、
上記自己弾性部の弾性変形に伴う復元力により、その自己弾性部が付勢手段として上記半田接合部をランドから離間する方向に付勢するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。 While the printed wiring board is housed in the case,
The conductive piece is inserted through an insertion hole formed in the printed wiring board and comes into contact with the case, and has a self-elastic portion that compresses and deforms with the contact.
2. The self-elastic portion as a biasing means biases the solder joint portion in a direction away from the land by a restoring force accompanying elastic deformation of the self-elastic portion. The load driving device described.
上記半田接合部とランドを接合する半田の溶融温度を上記過熱保護回路の設定温度よりも高く設定したことを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の負荷駆動装置。 The current control element has an overheat protection circuit that detects and operates when the temperature of the current control element reaches a predetermined set temperature and stops the output of the drive current from the current control element. ,
The load driving device according to any one of claims 1 to 14, wherein a melting temperature of solder for joining the solder joint and the land is set higher than a set temperature of the overheat protection circuit.
上記導体パターンのランドに半田をもって接続された導電片が、電流制御素子と電気的に直列に配置されているとともに、その導電片の上記ランドに対する半田接合部が付勢手段によってランドから離間する方向に付勢されていて、
電流制御素子が異常発熱して上記半田接合部とランドを接合する半田が溶融したときに、付勢手段の付勢力をもって上記半田接合部を上記ランドから離間させ、電流制御素子からの駆動電流の出力を停止するようになっていることを特徴とする負荷駆動装置の過熱保護構造。 In the overheat protection structure of the load driving device that connects the power source and the load via the current control element by the conductor pattern of the printed wiring board and supplies the driving current to the load by the current control element,
A direction in which the conductive piece connected to the land of the conductor pattern by solder is electrically arranged in series with the current control element, and the solder joint of the conductive piece to the land is separated from the land by the biasing means Being energized by
When the current control element abnormally generates heat and the solder joining the solder joint and the land melts, the solder joint is separated from the land by the biasing force of the biasing means, and the drive current from the current control element is reduced. An overheat protection structure for a load driving device, wherein output is stopped.
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2008
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RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20090922 |