JP2013229414A - 電子制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】プリント基板の平面部と略平行な方向への振動を抑制する。
【解決手段】基板本体11aと、基板本体に立設されプリント基板12を該プリント基板12の平面部と略直角な方向から支持する台座支柱およびスナップフィット17とを備えた電子制御装置において、基板本体に立設されスナップフィットよりも弾性係数の大きい支柱と、支柱の先端側に形成されプリント基板の側面12aに当接する側面当接部とを備え、プリント基板をプリント基板の平面部と略平行な方向から支持する支持部材18を設けた。
【選択図】図4

Description

本発明は、プリント基板を備えた電子制御装置に関する。

従来の電子制御装置におけるプリント基板の支持構造としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。

特許文献1の図2に示すように、プリント基板70に孔を形成し、該孔にコネクタ内蔵カバー50と一体に形成されて下方へ突出するスナップフィットの先端部を挿入することにより、該スナップフィットから右方へ突出する突起部の上面が、プリント基板70の下面を保持している。

特開2010−62220号公報

ところが、特許文献1に記載のプリント基板の保持構造は、プリント基板を保持するベース部材が振動することにより、該振動がスナップフィットを介してプリント基板へ伝達され、プリント基板の平面部と略平行な方向への振動はスナップフィットのみでは吸収しきれない。このため、プリント基板が平面部と略平行な方向へ変位することによって、プリント基板にハンダ付けされる接続端子およびハンダ部に、大きなストレスが作用する。

そこで本発明は、上記の課題を解決し、部品点数を増加することなく、かつプリント基板の平面部と略平行な方向への剛性を高めた電子制御装置を提供することを目的とする。

請求項1に係る発明は、ベース部材と、該ベース部材に立設されプリント基板を該プリント基板の平面部と略直角な方向から支持する保持手段とを備えた電子制御装置において、
前記ベース部材に立設され前記保持手段よりも弾性係数の大きい支柱部と、該支柱部の先端側に形成され前記プリント基板の側面に当接する側面当接部とを備え、
前記プリント基板を前記プリント基板の平面部と略平行な方向から支持する支持手段を設けたことを特徴とする。

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の電子制御装置において、前記プリント基板にハンダ付けされる接続端子の近傍に配置される前記支持手段であって、前記側面当接部の先端部位置が、前記プリント基板の前記ベース部材と対向する面とは反対側の面から突出しない位置に設定されていることを特徴とする。

請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の電子制御装置において、前記支持手段を、前記プリント基板の一辺の中央位置からずれた位置に配置したことを特徴とする。

請求項1に係る電子制御装置によれば、支持手段がプリント基板の平面部と略平行な方向への移動を規制するので、プリント基板にハンダ付けされる接続端子およびハンダ部に作用するストレスが抑制される。

請求項2に係る電子制御装置によれば、溶融したハンダが側面当接部の先端部に接触しないので、側面当接部の先端部が溶融するのを抑制できる。

請求項3に係る電子制御装置によれば、プリント基板の自転が抑制されるので、自転によるプリント基板のその平面部と略平行な方向への移動が規制され、プリント基板にハンダ付けされる接続端子およびハンダ部に作用するストレスが抑制される。

電子制御装置の要部を示す斜視図(実施の形態)。 ブレーキ倍力装置の構成図(実施の形態)。 ブレーキ倍力装置の分解斜視図(実施の形態)。 ブレーキ倍力装置のECUにおける電子制御装置を示す斜視図(実施の形態)。 支持部材とプリント基板との関係を示す構成図(実施の形態)。 プリント基板へブスバーをハンダ付けする際の説明図(実施の形態)。 図6の要部拡大図(実施の形態)。

以下、本発明による電子制御装置を、自動車のブレーキ倍力装置に適用した場合について説明する。

自動車のブレーキシステムは、断面積の小さい一方のシリンダに設けた一方のピストンにブレーキペダルを連結し、該一方のシリンダには断面積の大きい他方のシリンダを連結して圧油を満たし、他方のシリンダに設けた他方のピストンを、ブレーキ倍力装置と更にはタイヤのロックを回避するABS(Anti−Lock−Brake−System)装置や、横滑り等が生じた場合に姿勢を制御するVDC(Vehicle−Dynamics−Control)装置を介して各車輪のブレーキに連結している。

ブレーキペダルを踏んだときの力は、前記2つのシリンダにより油圧で倍増されて、更にブレーキ倍力装置により増力される。該ブレーキ倍力装置は、エンジンの排気圧力を利用して油圧を上昇させる構成のものと、電動モータからなる電動アクチュエータを駆動して油圧を上昇させる構成のものとがある。

この実施の形態は、電動アクチュエータを駆動して油圧を上昇させるブレーキ倍力装置に、電子制御装置を適用したものである。
(構成)
ブレーキ倍力装置の外観図を図2に示す。図のように、シリンダ1が設けられている。このシリンダ1は、前記の他方のシリンダに相当するものであり、該他方のシリンダ内の油圧は、図2に示すブレーキ倍力装置により倍増される。即ち、ブレーキ倍力装置は、ブレーキペダルを踏むことによって圧力上昇した圧油の圧力を検出し、アシストして圧油の圧力を上昇させる。これにより、上昇した圧油が直接に、あるいはABS装置やVDC装置を介して、車両の各車輪のブレーキに供給される。

ブレーキ倍力装置は、アシストして圧油の圧力を上昇させるアクチュエータとしての電動モータと、該電動モータ2を構成するケーシングの上部に4本のボルト3aを介して結合され電動モータ2制御する制御手段としてのECU(Electroniic Control Unit)3とから構成されている。

ECU3は、図3に示すようにハウジング6とハウジングカバー7との間の収容空間に、回路部8を設けて構成されている。ハウジング6は略有底四角筒形状であり、上部の開口部に図示しないシール部材を介してハウジングカバー7が載置され、4本のネジ9によりハウジングカバー7がハウジング6に結合されている。ハウジング6の側面には四角い開口部6aと丸い開口部6bとが形成され、後者には呼吸フィルタ10が装着されている。

前記回路部8には、前記電動モータ2に電力を供給するための図示しないパワー基板と、通電ノイズを除去するためのフィルタ電子回路を有するフィルタ組立体11と、電動モータ2を制御するための制御基板を構成するプリント基板12とを備えている。

前記組立体11は射出成形によって一体的にモールドされており、組立体11には、一端部がバッテリー電源に接続されるメスコネクタ13が一体的に形成されており、該メスコネクタ13は前記開口部6aに嵌め込まれている。組立体11は、合成樹脂によって板状に形成された基板本体11aと、該基板本体11aの上面に立設された複数の金属導体のブスバー14と、該基板本体11aの下面に設けられた収容部11bとで構成されている。該収容部11bには、フィルタ組立体11を構成するリレー回路、コモンモールドコイル、ノーマルモールドコイル、コンデンサ等の電子部品が収容されている。この組立体11は、複数のネジ15を介してハウジング6の内部に固定されている。

前記プリント基板12は、組立体11の上方に支持されている。前記プリント基板12には、コンピュータを含む制御回路が取り付けられており、該制御回路から、前記電動モータ2の駆動回路であるインバータ(半導体素子)の駆動を制御する制御信号が送られる。プリント基板12には複数のスルーホール12dが形成されており、これらのスルーホール12dに前記接続端子14が挿通されてハンダ付けされている。

次に、ベース部材としての基板本体11aに対してプリント基板12を保持する保持構造について説明する。

図1、図3、図4に示すように、前記基板本体11aに、プリント基板12を該プリント基板12の平面部と略平行な方向から支持する支持手段としての支持部材18が立設されており、該支持部材18は基板本体11aと樹脂モールドによって一体成型されている。

この支持部材18は、前記基板本体11aに立設された支柱部としての支柱18aと、該支柱18aの先端側に形成された台座部18eと、該台座部18eの前記基板本体11aの外周側が延長して起立した側面規制部18bと、前記台座部18eから側面規制部18bが起立する位置に設けられた溝部18cから構成されている。該側面規制部18bの溝部18c側には、プリント基板12を台座部18eに載せる際に、プリント基板12を案内するためのガイド面18dが形成されている。

側面規制部18bは、図5に示すようにプリント基板12の側面12aを支持することで、基板本体11aやプリント基板12が振動して基板本体11aの外周方向、即ち、側面12a方向にプリント基板12が変位することを規制している。

言い換えれば、プリント基板12は基板本体11aに並行になるように支持されており、プリント基板12と基板本体11aが平行方向に変位するのを規制している。

台座部18eは、図5に示すように基板本体11aと対向するプリント基板12の対向面12cを支持している。

また、溝部18cは、側面規制部18b及び台座部18eでプリント基板18を支持するときの支持性を向上させるために形成されるものである。

支持部材18が成型されるときに側面規制部18bと台座部18eとの境目が曲面状に形成されてしまうことがある。プリント基板12の角部12bが曲面状の境目に接触してしまうと、プリント基板12の側面12aと側面規制部18bとの接触が悪くなり、隙間ができたりする等、支持性が低下してしまう恐れがある。また、プリント基板12の対向面12cと台座部18eのとの接触が悪くなり、隙間ができたりする等、支持性が低下してしまう恐れがある。そこで、溝部18cを形成することで、側面規制部18bないし、台座部18eへのプリント基板12の接触性を向上させている。

言い換えれば、溝部18cの形成によって、側面規制部18bと台座部18eとの境目が曲面状ないしテーパ状に形成されてしまうのを抑制し、溝部18cに角部12bの接触を逃がす機能を果たし、支持部材18とプリント基板12とが面接触できるようにしている。

支持部材18は図4に示すようにプリント基板12の外周に複数配置されている。

また、それぞれの支持部材18はプリント基板12の側面12aの一辺の中央位置から端部側にずれた位置に配置されている。このため、基板本体11aの外周方向に回転するようにプリント基板12が変位するのを抑制することができる。

また、支持部材18のうち、プリント基板12を貫通してプリント基板12に半田付けされる接続端子14の近傍に配置されるものは、図5に示すように、側面規制部18bの先端位置が、プリント基板12のベース部材12とは反対側の面と一致または突出しないように設定されている。

即ち、基板本体11aからの支持部材18の高さH1が、プリント基板の保持高さH2以下でプリン基板の側面12aを支持している。

例えば、図4において、手前の右から2番目の支持部材18は、その近傍に1本の接続端子14が存在するので、図5に示すように側面規制部18bの上端部の位置がプリント基板12の上面と略同一高さに設定されている。

本実施例では、支持部材18の他に、図1、図3、図4に示すように6本のスナップフィット17を基板本体11aに立設して、プリント基板18を保持している。

スナップフィット17は、基板本体11aに樹脂モールドによって一体成型されており、基板本体11aに立設する支柱17aと、該支柱17aの先端部にプリント基板12へ向かって突出する円弧突起部17bとから構成されている。

また、スナップフィット17から離れた位置であって、スナップフィット17より基板本体11aの内側に、起立した円柱形の台座支柱16が形成されている。

円弧突起17bと台座支柱16との間の寸法は、プリント基板12の厚さ寸法以下に設定されており、前記円弧突起17bと前記台座支柱16との間にプリント基板12を挿入して嵌合することで、プリント基板12は、前記円弧突起17bと台座支柱16に挟持されて該プリント基板12の平面部と略直角な方向から支持され、基板本体11aに固定される。

スナップフィット17の支柱17aは弾性力を有しており、前記円弧突起17bと台座支柱16との間にプリント基板12が挿入されるときに、支柱17aの先端側がプリント基板の挿入方向に反るようにして前記円弧突起17bと台座支柱16との間を広げることで、プリント基板12を挿入しやすくし、また、プリント基板12の挿入後に支柱17aが戻る反力によって、プリント基板12を保持する力を確保している。

基板本体11aと対向するプリント基板12の対向面12cは、支持部材18の台座部18eと、台座支柱16の両方で支持されるのが好ましいが、台座部18eと台座支柱16と高さばらつきやプリント基板12の反りなどの影響によって、台座部18eと台座支柱16のいずれか一方でプリント基板12の対向面12cを支持しても良く、仮に他方に隙間や緩みが生じたとしてもプリント基板12の保持としては機能するものである。

支持部材18の弾性係数は、スナップフィット17の弾性係数よりも大きく設定されている。

また、支持部材18の板厚もスナップフィット17の板厚よりも大きく設定されており、スナップフィット17に比べて支持部材18の方が、剛性が高くなっている。

従って、スナップフィット17では抑制困難なプリント基板12の平面部と略平行な方向の変位を支持部材18によって規制することができる。

また、支持部材18にはガイド面18dが形成されているから、プリント基板12を基板本体11aに組み付けるときのガイドとして使用することができる。

(作用)
次に電子制御装置の作用を説明する。

この実施の形態によれば、支持部材18の側面規制部18bがプリント基板12の側面12aに当接し、基板本体11aの外周方向にプリント基板12が変位することを規制している。

一方、スナップフィット17及び台座支柱16によって、プリント基板12の側面12aの近傍でプリント基板を保持する。

尚、台座部18eによって、プリント基板12の対向面12cを支持することも可能である。

ここで、スナップフィット17は、前記円弧突起17bと台座支柱16によってプリント基板12を挟持するため、プリント基板12と基板本体11aの積層方向、言い換えれば、プリント基板12を上側とし、規板本体11aを下側としたときのプリント基板の上下方向への変位は抑制することができる。

一方、基板本体11aの外周方向にプリント基板12が変位すること、言い換えればプリント基板12と基板本体11aの平行方向の変位については、スナップフィット17の支柱17aが弾性力を有しているために当該変位方向に撓むため、当該変位を押えきれず、プリント基板12が変位してしまう恐れがある。

この実施の形態では、前記支持部材18を適用し、前述したように側面規制部18bによってプリント基板12の側面12aを支持するから、プリント基板12の共振点を高くすることができ、ECU3が車両に搭載された後の車両走行などに伴う振動の発生により、基板本体11aの外周方向にプリント基板12が変位しようとしてもこれを抑制することができる。

また、これによりプリント基板12のハンダ接続部分に振動によってかかるストレスを低減することができ、ハンダ接続部分の劣化を抑制することができる。

また、プリント基板12の側面12aを支持するため、従来のようにプリント基板12を取り付けのための円孔等をプリント基板12に設けることで回路パターンを形成するためのプリント基板12のレイアウト性の低下を抑制することができる。

また、溝部18cを形成することで、プリント基板12と側面規制部18bないし、台座部18eへの支持性を向上させることができ、振動によるプリント基板12の変位の抑制効果を向上させることができる。

また、プリント基板12をハンダ付け処理する際のハンダ熱の影響を受ける領域に設けられた支持部材18は、側面規制部18bの先端位置が、図5のようにプリント基板12のベース部材12とは反対側の面と一致または突出しないように設定されている。

このため、例えば、ハウジングカバー7が取り付けられる前の図4の状態のECUを反転させて図6のように加熱炉のノズル19の上部に配置して接続端子14をプリント基板12にハンダ付けするとき、図7に示すように溶融したハンダ20が支持部材18の側面規制部18bの先端に接触するのを抑制することができ、ハンダ20や周辺の熱によって側面規制部18bの先端部が溶融ないし変形するのを抑制することができる。

支持部材18は、プリント基板12の側面12aの一辺の中央位置から端部側にずれた位置に配置されている。このため、基板本体11aの外周方向に回転するようにプリント基板12が変位するのを抑制することができる。

また、プリント基板12の複数の側面12aを支持部材18で支持してもよく、また、プリント基板12の一辺に対して複数の支持部材18で支持することができる。

また、支持部材18にはガイド面18dが形成されているから、プリント基板12を基板本体11aに組み付けるときのガイドとして使用することができ、組み付け作業の容易化を図ることができる。

図2に示したように、ブレーキペダルの操作により圧力上昇した圧油の圧力をアシストして上昇させる電動モータ2と、該電動モータ2に結合されると共に該電動モータ2を制御する制御手段3とを備え、該制御手段3は基板本体11aにプリント基板12を保持して構成されているブレーキの倍力装置(電子制御装置)として、前記実施の形態の図1,図3,図4,図5,図6,図7で示した電子制御装置を用いることができる。

この実施の形態によれば電動モータ2から基板本体11aを介してプリント基板12に伝達される振動により、プリント基板12が平面部と略平行な方向へ移動しようとするのを、支持部材18が規制する。

このブレーキの倍力装置によれば、基板本体11aに設けた支持部材18がプリント基板12のその平面部と略平行な方向への移動を規制するので、プリント基板12にハンダ付けされるブスバー14およびハンダ部に作用するストレスが抑制される。

なお、本実施の形態ではプリント基板12が基板本体11a側へ移動するのを規制する台座支柱16を設けたが、台座支柱16を設けることなく基板本体11a上に直置きにしてもよい。また、本実施の形態では台座部18eを設けたが、プリント基板12の一方の面を支持するのに台座支柱16が設けられているので、支持部材18に設ける台座部18eは省略してもよい。また、支持部材18を5箇所に設けたが、設ける位置や数は任意に選択してもよい。
(イ)
ブレーキペダルの操作により圧力上昇した圧油の圧力をアシストして上昇させる電動アクチュエータと、該電動アクチュエータに結合されると共に該電動アクチュエータを制御する制御手段とを備え、該制御手段はベース部材にプリント基板を保持して構成されている電子制御装置において、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子制御装置を採用したことを特徴とする電子制御装置。

(イ)に係る電子制御装置によれば、ベース部材に設けた支持手段がプリント基板のその平面部と略平行な方向への移動を規制するので、プリント基板にハンダ付けされる接続端子およびハンダ部に作用するストレスが抑制される。

11a…基板本体(ベース部材)
12…プリント基板
12a…側面
16…台座支柱(保持手段)
17…スナップフィット(保持手段)
18…支持部材(支持手段)
18a…支柱(支柱部)
18b…側面当接部

Claims (3)

  1. ベース部材と、該ベース部材に立設されプリント基板を該プリント基板の平面部と略直角な方向から支持する保持手段とを備えた電子制御装置において、
    前記ベース部材に立設され前記保持手段よりも弾性係数の大きい支柱部と、該支柱部の先端側に形成され前記プリント基板の側面に当接する側面当接部とを備え、
    前記プリント基板を前記プリント基板の平面部と略平行な方向から支持する支持手段を設けたことを特徴とする電子制御装置。
  2. 前記プリント基板にハンダ付けされる接続端子の近傍に配置される前記支持手段であって、前記側面当接部の先端部位置が、前記プリント基板の前記ベース部材と対向する面とは反対側の面から突出しない位置に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
  3. 前記支持手段を、前記プリント基板の一辺の中央位置からずれた位置に配置したことを特徴とする請求項1または2に記載の電子制御装置。
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