JP4888359B2 - 電子制御ユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両用ブレーキ液圧制御装置などに採用する電子制御ユニットおよびその製造方法に関する。

電子制御機能を備える車両用ブレーキ液圧制御装置は、ポンプ、ポンプ駆動用のモータ、液圧制御用の電磁弁などを有する液圧ユニットと、電子制御ユニットとを組み合わせたものが一般化している。電子制御ユニットは、制御回路を有する回路基板をケースに収納して構成される。回路基板はケースに保持される。この種のブレーキ液圧制御装置は、例えば、下記特許文献１に開示されている。

電子制御ユニットの回路基板には、制御回路を構成する各種の機能素子（電子部品）が搭載され、なおかつ、液圧ユニットに含まれるモータ、液圧制御用の電磁弁などと回路基板上の電気回路を結ぶ多数のバスバーが接続される。バスバーは樹脂で形成されたケースにインサート成形されて取り付けられている。従来は、そのバスバーのターミナル部を特許文献１が開示しているように一列に並べ、そのターミナル部を回路基板に貫通させて回路基板上の電気回路の端子接続部に半田付けしている。
特開２００６−２７５２８号公報

従来の電子制御ユニット用の回路基板は、特許文献１が開示しているように、バスバーのターミナル部を一列に整列させて基板上の電気回路に接続しているので、隣り合う半田付け部の短絡防止のためにターミナルピッチが制限され、ターミナルピッチの狭小化に限界が生じてバスバー接続のために必要な半田付けスペースが大きくなり、その分、基板の素子実装スペースが小さくなっている。

バスバーの半田付けスペースが小さければ基板の素子実装スペースが広がるので、素子の搭載数を増やして制御の高度化を図ることができる。また、現状の制御機能を維持するだけでよければ、基板を小型化して電子制御ユニットやそれを使用する装置の小型化を図ることができる。

そこで、この発明は、回路基板に対するバスバーの接続構造を工夫してバスバーの回路基板上での半田付けスペースを縮小可能となすことを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、電子部品を搭載した回路基板と、その回路基板を保持するケースと、インサート成形により前記ケースに固定された複数本のバスバーとを備える電子制御ユニットに下記（イ）〜（ホ）の構成要件を備えさせた。
（イ）一群のバスバーは、一定幅部分を有するターミナル部に連続して形成され、前記ターミナル部の一定幅部分よりも幅の広い基幹部を備える。
（ロ）前記一群のバスバーの基幹部が幅方向に並列に配置される。
（ハ）前記一群のバスバーは、前記基幹部においてバスバー長さ方向の所定位置を折り曲げ部としてターミナル部の先端が前記回路基板に向くように折り曲げられる。
（ニ）前記一群のバスバーのターミナル部が前記回路基板を貫通し、回路基板上の電気回路の端子接続部に半田付けして電気的に接続される。
（ホ）前記一群のバスバーの前記折り曲げ部の位置がバスバー長さ方向に交互にずれて前記ターミナル部の半田付け部が千鳥配置になっている。
この電子制御ユニットの好ましい構成を以下に列挙する。
（１）前記一群のバスバーのターミナル部が互いに平行に配置されている。
（２）前記一群のバスバーが、前記折り曲げ部の位置において直角に折り曲げられている。
（３）前記一群のバスバーは、前記ターミナル部の基端から前記半田付け部までの距離が互いに等しくなっている。
（４）前記一群のバスバーは、前記ターミナル部の長さが互いに等しくなっている。
（５）前記一群のバスバーは、前記折り曲げ部から前記半田付け部までの距離が互いに等しくなっている。
（６）前記一群のバスバーは、前記折り曲げ部から前記ターミナル部の先端までの距離が互いに等しくなっている。
（７）前記一群のバスバーは、折り曲げる前の展開状態において前記基幹部が互いに接続されて一体化されているとともに、前記ターミナル部の先端位置がバスバー長さ方向に交互にずれる状態に配置され、この状態で前記ターミナル部の先端から所定距離離間した位置が折り曲げられるとともに前記インサート成形により前記ケースに固定され、この状態で前記基幹部の接続部分が切断されてなる。
（８）前記一群のバスバーは、隣り合うバスバーのターミナル部の長さが異なり、かつ、前記折り曲げ部から前記ターミナル部の先端までの距離は互いに等しく、折り曲げる前の展開状態においてその隣り合うバスバーの先端位置と前記折り曲げ部の位置がバスバー長さ方向に共に前記ターミナル部の長さの差と同量ずれており、さらに、前記基幹部と前記ターミナル部との間において各バスバーに形成される段差部のバスバー長さ方向の位置が共に揃っている。
（９）前記一群のバスバーは、ターミナル部の長さが等しく、折り曲げる前の展開状態において隣り合うバスバーの前記折り曲げ部のバスバー長さ方向の位置が異なっており、さらに、前記基幹部と前記ターミナル部との間において各バスバーに形成される段差部のバスバー長さ方向位置と前記ターミナル部の先端のバスバー長さ方向位置が共に揃っている。

上記の電子制御ユニットのうち、前記（９）を除いた構成のユニットは、前記一群のバスバーを、折り曲げる前の展開状態において前記ターミナル部の先端位置がバスバー長さ方向に交互にずれる状態にし、この前記一群のバスバーの折り曲げを、各バスバーのターミナル部の先端からの距離が等しい位置で行う方法で製造することができる。
また、（イ〜ホ）の構成要件を満たす基本構成の電子制御ユニットと、前記（１）、（２）、（９）の構成を有するものは、前記一群のバスバーを、折り曲げる前の展開状態において前記ターミナル部の先端位置がバスバー長さ方向に揃う状態にし、この一群のバスバーの折り曲げを、各バスバーのターミナル部の先端からの距離が異なる位置で行う方法で製造することができる。

さらに、いずれの電子制御ユニットも、前記一群のバスバーを折り曲げる前の展開状態において該一群のバスバーを前記基幹部がブリッジを介して互いに接続されて一体化された形状とし、この状態で前記基幹部のバスバー長さ方向の所定位置を折り曲げるとともに前記インサート成形により前記一群のバスバーを前記ケースに固定し、この状態で前記ブリッジを切除して各基幹部を切り離す方法を採ることができる。この発明は、これらの製造方法も併せて提供する。
なお、ここで言う一群のバスバーとは、近接した位置に集合して配置されるものを指す。その一群のバスバーは、幅方向に対して長さ方向が直交した平角断面の導体である。

この発明の電子制御ユニットは、一群のバスバーのターミナル部の回路基板に対する半田付け部を千鳥配置にしたので、半田付け部が一列に整列した従来品に比べてターミナルピッチの縮小と、半田付け部の集約による半田付けスペースの縮小が図れるようになる。

また、ターミナルピッチの縮小によって半田付けスペースの縦、横比が小さくなるので、バスバーを半田付けする半田槽も小さくすることが可能になり、製造設備の面でも有利になる。

なお、一群のバスバーのターミナル部が互いに平行に配置されたものは、非平行配置のものよりもターミナルピッチを小さくすることができ、半田付け部の集約効果をより高めることができる。

また、一群のバスバーが、前記折り曲げ部の位置において直角に折り曲げられたものは、その一群のバスバーのターミナル部の向きを揃えて回路基板に貫通させる際の作業性を向上させることができる。

さらに、前記折り曲げ部から前記半田付け部までの距離が互いに等しくなっているものは、バスバーと回路基板が熱変形したときに各ターミナル部の半田付け部にバスバーと回路基板との熱膨張係数差によって発生する応力が平均化され、特定の半田付け部に対する応力集中が回避されて半田付け部の品質と信頼性が高まる。
また、隣り合うバスバーに形成される基幹部とターミナル部間の段差部のバスバー長さ方向位置を、一群のバスバーを折り曲げる前の展開状態において異ならせたものは、バスバーを素材板から打ち抜くときに応力集中の生じやすい段差部（隣り合うバスバーの段差部）が離間するので、製品と打ち抜き用金型の双方に対してダメージが加わり難い。
一方、隣り合うバスバーに形成される前記段差部のバスバー長さ方向位置を揃えたものは、バスバーの素材板からの打ち抜きを、一般的な方法として知られる順送プレス打ち抜き加工で行うことが可能である。

また、この発明の製造方法でバスバーを加工したもの、すなわち、一群のバスバーを折り曲げる前の展開状態において前記ターミナル部の先端位置をバスバー長さ方向に交互にずれる状態に配置し、この状態で前記ターミナル部の先端からの所定距離離間した位置を折り曲げたものは、折り曲げる前の展開状態において各バスバーの段差部（ターミナル部の基端であり基幹部とターミナル部との境界部）の位置がずれるので、バスバーを素材板から打ち抜くときに応力集中の生じやすい段差部が離間することとなって、その結果、製品と打ち抜き用金型の双方に対してダメージが加わり難い。

このほか、一群のバスバーの折り曲げを、各バスバーのターミナル部の先端からの距離が等しい位置で行うものは、各バスバーのターミナル部の先端が同一面上に揃うので、半田付けのために必要な回路基板からのターミナル部の突出長さを均一で最短なものとすることができ、スペースロスが減少して電子制御ユニットをさらに小型化することができる。
また、隣り合うバスバーのターミナル部の先端位置を揃えてその隣り合うバスバーの折り曲げをターミナル部先端からの距離が異なる位置で行うものは、折り曲げ後の状態で先端位置が高くなるターミナル部を先に回路基板の孔に挿入し、その後、先端位置の低いターミナル部を回路基板の孔に挿入するという段階的な組み付けによってバスバー先端（ターミナル部先端）と回路基板の孔の位置合わせを容易化することができる。

以下、添付図面の図１〜図１０に基づいてこの発明の電子制御ユニットの実施の形態を説明する。例示の電子制御ユニットは、上記特許文献１が開示しているような液圧ユニットと組み合わせてブレーキ液圧制御装置を構成するものである。図１，図２に示すように、この電子制御ユニットは、液圧ユニットのハウジング（図示せず）の一面側を覆うケース１と、そのケース１で保持してケースの内部に収納する回路基板２と、インサート成形してケース１に埋め込んだバスバー３を有している。

ケース１には回路基板２を覆うカバー１ａ（図３参照）が含まれる。図１，図２はそのカバー１ａを取り付ける前の状態を、また、図４，図５は回路基板２を取り付ける前の状態をそれぞれ表している。

４は、ケース１に設けたコネクタ接続部であり、ここに外部コネクタ（図示せず）を差し込んで電源や液圧ユニットに含まれるモータなどとの電気接続がなされる。

回路基板２は、ケース１に設けた支柱５に取り付けられる。支柱５は、逆止機能を有する差し込み式支柱であり、回路基板の取付け孔にこの支柱５を差し込むと回路基板２がケース１に固定される。

回路基板２には、制御回路を構成する機能素子（図示しない電子部品など）が搭載され、必要な電気回路（図示せず）も形成されている。

バスバー３は、いくつかの群れに分けて配置されている。図示の電子制御ユニットでは、複数あるバスバー群のうち、図１、図４に示すバスバー群Ｉ〜ＩＩＩに、この発明を特徴づける工夫が施されている。

バスバー群Ｉ〜ＩＩＩは、バスバー３の数が異なるが、基本構成は同じであるので、この中のバスバー群Ｉを例に挙げて以下の説明を行う。図６〜図８に示すように、バスバー群Ｉは、複数本（図６〜図８のそれはいずれも３本）のバスバー３によって構成されている。

バスバー群Ｉの各バスバー３の基幹部３ａは、図６〜図８に示すように定ピッチＰで並列に配置されており（配列ピッチが定ピッチであることは必須の要件ではない）、また、各バスバー３は、図示した側の端末部が基幹部３ａよりも幅の狭いターミナル部３ｂとして構成されている。３ｃは基幹部３ａとターミナル部３ｂとの境界の段差部であり、この発明では、その段差部３ｃのターミナル部３ｂ側の端部をターミナル部３ｂの基端とする。

図６〜図８の各図に示したバスバー３は、板状素材を金型（図示せず）で打ち抜いて製造される。このとき、図６の構造では、真ん中のバスバー３のターミナル部３ｂの先端が両端の２本のバスバーのターミナル部の先端よりも所定量Ｓずれた位置にあるように、また、各バスバーのターミナル部３ｂの長さＬが等しくなるように加工される。図６のバスバー群は、図示の展開状態において、隣り合うバスバー３の段差部３ｃの位置をバスバー長さ方向に交互にＳずらしており、このようなバスバーは、同時一括打ち抜きや、段差部３ｃの位置が揃っている一つおきのバスバー３を、バスバー幅方向に送りをかける１回目の順送プレスでまず打ち抜き加工し、その後、２回目の順送プレスで残りのバスバーを打ち抜き加工する方法で製造することができる。

このように加工された各バスバー３は、基幹部３ａがターミナル部近傍の折り曲げ部６において長手直角方向（厚み方向）に好ましくは直角に折り曲げられる。真ん中のバスバー３は、折り曲げ部６の位置が両端の２本のバスバー３の折り曲げ部６の位置に対してターミナル部３ｂの先端のずれ量と同量ずれるようにしており、そのため、各バスバー３は、折り曲げ部６からターミナル部３ｂの先端までの距離Ｌ１も等しくなる。

曲げ加工したバスバー３は、インサート成形されてケース１に取り付けられる。そのバスバー３を取り付けたケース１に回路基板２を組み付けると、図２、図３に示すように、ターミナル部３ｂの先端側が回路基板２に設けた孔に嵌って回路基板２を貫通し、その貫通部が回路基板２上の電気回路に半田付けされてバスバー３と回路基板２上の電気回路が電気的に接続される。図１の７が半田付け部である。バスバー群Ｉ〜ＩＩＩの各バスバー３は、隣り合うバスバーの折り曲げ部６（図６、図７参照）の位置を交互にずらしたことによって、図１に示すように、半田付け部７が千鳥配置になる。これにより、バスバーのターミナルピッチＰ（図４、図６、図７参照）とバスバー群の半田付けスペースを従来品に比べて縮めることが可能になる。

また、各バスバー群のバスバーに設けたターミナル部３ｂは、折り曲げ部６からの距離が等しくなる位置で回路基板に半田付けされる。そのために、バスバー３と回路基板２が熱変形したときに各ターミナル部３ｂの半田付け部７にバスバーと回路基板との熱膨張係数差によって発生する応力が平均化され、特定の半田付け部に対する応力集中が回避されて半田付け部の品質と信頼性が高まる。

さらに、隣り合うバスバーの折り曲げ部６の位置を交互にずらすと、図６の展開状態において各バスバーの段差部３ｃ（基幹部３ａとターミナル部３ｂとの境界部）の位置がずれるので、バスバーを素材板から打ち抜くときに応力集中の生じやすい段差部３ｃが離間することとなって、その結果、製品と打ち抜き用金型の双方に対してダメージが加わり難い。

各バスバー群のバスバー３に設けたターミナル部３ｂは、図６に示すように、その長さを統一するものと、図８、図９に示すように、その長さを交互に異ならせるものが考えられる。図６の構造では、既に述べたように、折り曲げ部６の位置を交互にＳずらすのに伴ってバスバーの展開状態において各バスバーの段差部３ｃの位置がずれる。これに対し、図８の構造は、折り曲げ部６の位置を交互にＳずらすのに伴って真ん中のバスバー３のターミナル部３ｂの長さを両端の２本のバスバー３のターミナル部長さよりもＳ短くしており、この構造によれば、各バスバー３の段差部３ｃの位置が揃う。そのために、段差部３ｃの打ち抜きとターミナル部３ｂの打ち抜きを別々に行うか、または、各バスバーを同一形状に打ち抜いた後に一つおきのバスバーの長さをプレスして縮める方法を採用して２度の順送プレス加工でバスバー群を所望形状に仕上げることができる。順送プレス加工は、材料を定ピッチで間欠送りして加工していく一般的なプレス加工方法であり、加工能率を高めやすい。

図９の構造は、各バスバーの先端位置と段差部３ｃの位置をそれぞれ揃えて、隣り合うバスバーの折り曲げ部６の位置のみをバスバー長さ方向に交互にＳずらしている。この構造は、図８の構造とは逆に真ん中のバスバー３の折り曲げ部６からターミナル部３ｂ先端までの長さが両端の２本のバスバー３の長さよりもＳ長くなるが、その長さの長い真ん中のバスバーのターミナル部を他のターミナル部よりもＳ余分に回路基板から突出させることで、すべてのバスバー３について折り曲げ部６から回路基板までの距離を等しくすることが可能であり、また、１回の順送プレス加工でバスバーの先端側を仕上げることができる利点がある。

なお、隣り合うバスバーのターミナル部先端のずれ量Ｓは、隣り合うバスバーの半田付け部が短絡しないように設定される。

前記一群のバスバー３は、折り曲げる前の展開状態において図１０に一点鎖線（仮想線）で示したブリッジ部８を介して基幹部３ａが互いに接続されて一体化されており、ターミナル部３ｂの先端位置がバスバー長さ方向に交互にずれる状態に配置され、この状態でターミナル部３ｂの先端から所定距離離間した位置が折り曲げられてインサート成形によりバスバー３がケース１に固定される。その後に基幹部３ａの接続部分、即ち、図１０のブリッジ部８が切断されて図４に示すような姿になる。例示の電子制御ユニットは、その方法で製造されており、折り曲げる前の展開状態において図６に示すように、各バスバー３の段差部３ｃの位置がずれたものは、バスバー３を素材板から打ち抜くときに応力集中の生じやすい段差部が離間することとなり、製品と打ち抜き用金型の双方に対してダメージが加わり難いという効果が得られる。また、図８，図９に示すように、各バスバー３の段差部３ｃの位置が揃ったものは、順送プレス打ち抜きでバスバーを加工できる利点がある。

上記のように構成されるこの発明の電子制御ユニットは、搭載スペースが規制される車両用ブレーキ液圧制御装置に利用すると特に大きな効果を期待できるが、その用途はブレーキ液圧制御装置に限定されない。電子制御がなされる機器に設けるケースを含んだ電子制御ユニットの全てにこの発明を適用することができる。

この発明の電子制御ユニットの一例をケースのカバーを外して示す平面図 図１の電子制御ユニットの側面図 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図 図１の電子制御ユニットをケースのカバーと回路基板を外して示す平面図 図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図 バスバーのターミナル部の加工の一例を示す平面図 図６のバスバーを折り曲げた状態の斜視図 バスバーのターミナル部の加工例の他の例を示す平面図 バスバーのターミナル部の加工例のさらに他の例を示す平面図 図４のバスバー群ＩＩＩの部分を拡大して示す図

符号の説明

１ ケース
１ａ カバー
２ 回路基板
３ バスバー
３ａ 基幹部
３ｂ ターミナル部
３ｃ 段差部
４ コネクタ接続部
５ 支柱
６ 折り曲げ部
７ 半田付け部
８ ブリッジ部
Ｓ ターミナル部先端のずれ量
Ｌ ターミナル部長さ
Ｌ１ 折り曲げ部からターミナル部先端までの長さ
Ｐ ターミナルピッチ

Claims (13)

1. 電子部品を搭載した回路基板（２）と、その回路基板（２）を保持するケース（１）と、インサート成形により前記ケース（１）に固定された複数本のバスバー（３）とを備える電子制御ユニットであって、
   一群のバスバー（３）が、一定幅部分を有するターミナル部（３ｂ）に連続して形成されるとともに前記ターミナル部（３ｂ）の一定幅部分よりも幅の広い基幹部（３ａ）を備え、
   その一群のバスバー（３）の基幹部（３ａ）が幅方向に並列に配置され、
   なおかつ、前記基幹部（３ａ）においてバスバー長さ方向の所定位置を折り曲げ部（６）としてターミナル部（３ｂ）の先端が前記回路基板（２）に向くように折り曲げられ、
   その一群のバスバー（３）のターミナル部（３ｂ）が前記回路基板（２）を貫通し、回路基板上の電気回路の端子接続部に半田付けして電気的に接続され、
   その一群のバスバー（３）の前記折り曲げ部（６）の位置がバスバー長さ方向に交互にずれて前記ターミナル部（３ｂ）の半田付け部（７）が千鳥配置になっていることを特徴とする電子制御ユニット。
2. 前記一群のバスバー（３）のターミナル部（３ｂ）が互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御ユニット。
3. 前記一群のバスバー（３）が、前記折り曲げ部（６）の位置において直角に折り曲げられていることを特徴とする請求項２に記載の電子制御ユニット。
4. 前記一群のバスバー（３）は、前記ターミナル部（３ｂ）の基端から前記半田付け部（７）までの距離が互いに等しくなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子制御ユニット。
5. 前記一群のバスバー（３）は、前記ターミナル部（３ｂ）の長さが互いに等しくなっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子制御ユニット。
6. 前記一群のバスバー（３）は、前記折り曲げ部（６）から前記半田付け部（７）までの距離が互いに等しくなっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子制御ユニット。
7. 前記一群のバスバー（３）は、前記折り曲げ部（６）から前記ターミナル部（３ｂ）の先端までの距離が互いに等しくなっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電子制御ユニット。
8. 前記一群のバスバー（３）は、折り曲げる前の展開状態において前記基幹部（３ａ）が互いに接続されて一体化されているとともに、前記ターミナル部（３ｂ）の先端位置がバスバー長さ方向に交互にずれる状態に配置され、この状態で前記ターミナル部（３ｂ）の先端から所定距離離間した位置が折り曲げられるとともに前記インサート成形により前記ケース（１）に固定され、この状態で前記基幹部（３ａ）の接続部分が切断されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電子制御ユニット。
9. 前記一群のバスバー（３）は、隣り合うバスバーのターミナル部（３ｂ）の長さが異なり、かつ、前記折り曲げ部（６）から前記ターミナル部（３ｂ）の先端までの距離は互いに等しく、折り曲げる前の展開状態においてその隣り合うバスバーの先端位置と前記折り曲げ部（６）の位置がバスバー長さ方向に共に前記ターミナル部の長さの差と同量（Ｓ）ずれており、さらに、前記基幹部（３ａ）と前記ターミナル部（３ｂ）との間において各バスバー（３）に形成される段差部（３ｃ）のバスバー長さ方向の位置が共に揃っていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子制御ユニット。
10. 前記一群のバスバー（３）は、ターミナル部（３ｂ）の長さが等しく、折り曲げる前の展開状態において隣り合うバスバーの前記折り曲げ部（６）のバスバー長さ方向の位置が異なっており、さらに、前記基幹部（３ａ）と前記ターミナル部（３ｂ）との間において各バスバー（３）に形成される段差部（３ｃ）のバスバー長さ方向位置と前記ターミナル部（３ｂ）の先端のバスバー長さ方向位置が共に揃っていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子制御ユニット。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載の電子制御ユニットを製造する方法であって、前記一群のバスバー（３）を、折り曲げる前の展開状態において前記ターミナル部（３ｂ）の先端位置がバスバー長さ方向に交互にずれる状態にし、この一群のバスバー（３）の折り曲げを、各バスバーのターミナル部（３ｂ）の先端からの距離が等しい位置で行うことを特徴とする電子制御ユニットの製造方法。
12. 請求項１〜３および１０のいずれかに記載の電子制御ユニットを製造する方法であって、前記一群のバスバー（３）を、折り曲げる前の展開状態において前記ターミナル部（３ｂ）の先端位置がバスバー長さ方向に揃う状態にし、この一群のバスバー（３）の折り曲げを、各バスバーのターミナル部（３ｂ）の先端からの距離が異なる位置で行うことを特徴とする電子制御ユニットの製造方法。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の電子制御ユニットを製造する方法であって、前記一群のバスバー（３）を折り曲げる前の展開状態において該一群のバスバー（３）を前記基幹部（３ａ）がブリッジ（８）を介して互いに接続されて一体化された形状とし、この状態で前記基幹部（３ａ）のバスバー長さ方向の所定位置を折り曲げるとともに前記インサート成形により前記一群のバスバー（３）を前記ケース（１）に固定し、この状態で前記ブリッジ（８）を切除して各基幹部（３ａ）を切り離すことを特徴とする電子制御ユニットの製造方法。

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