WO2014050980A1

WO2014050980A1 - 回路基板支持装置

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Publication number: WO2014050980A1
Application number: PCT/JP2013/076093
Authority: WO
Inventors: 高清西本
Original assignee: 株式会社アドヴィックス
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2014-04-03
Also published as: JP2014067980A; DE112013004763T5; CN104685983A; DE112013004763B4

Abstract

　回路基板を基板収容ケースに植設された電気端子で支持する基板支持装置について、回路基板を振動を受け易い用途で使用する場合やその回路基板に重たい電気部品が搭載されている場合にも、電気端子によって優れた耐震性及び支持安定性が得られるようにすることを目的としている。基板収容ケース（２）に植設された電気端子を回路基板（３）に固定して当該回路基板をその電気端子で支持する回路基板支持装置について、回路基板（３）の長手方向一端側を複数の電気端子（５）で支持し、その回路基板の長手方向他端側を前記電気端子（５）よりも少数、かつ、高剛性の電気端子（６）で支持するようにした。

Description

回路基板支持装置

　この発明は、例えば、２輪車用ブレーキ液圧制御装置などに利用するのに好適な、耐震性を高めた回路基板支持装置に関する。

　既知の回路基板支持装置の中に、電子制御回路を有する回路基板を基板収容ケースに植設された電気端子で支持するものがある。

　例えば、下記特許文献１は、その回路基板支持装置を車両のブレーキ液圧を制御する電子制御装置に採用している。また、下記特許文献２には、自動車に搭載されるセンサの制御回路を回路基板に実装し、その回路基板を基板収容ケースに植設された電気端子で支持する構造が示されている。

　なお、ブレーキ液圧制御用の電子制御ユニットは、２輪車に搭載するものもあり、そうした２輪車用ブレーキ液圧制御ユニットをはじめ、（４輪車用のものであっても）車両における搭載スペース等の制限がある場合については、基板収容ケースを、内部に収容された回路基板が起立状態（電気端子の長手方向と回路基板の厚み方向が水平方向を向く状態）にして車両に搭載することがある。

特開２００２－３６８４５２号公報特開２００７－２８２３２２号公報

　車両用ブレーキ液圧制御ユニットにおいては、電磁弁を駆動するコイルの端子を基板収容ケースに収容される回路基板に固定してそのコイルを回路基板で支持することが行われている。

　そのコイルのような重量の大きな電気部品を取り付けた回路基板を基板収容ケースに植設された電気端子で支持し、先に述べたように、回路基板が起立状態となる姿勢にして電子制御ユニットを車両に搭載すると、電気端子による回路基板の支持負担が増し、２輪車は特に、走行中に大きな振動を受けることから回路基板に作り込んだ電子制御回路などがその影響を受け易くなる。

　この発明は、回路基板を起立姿勢にして振動を受け易い用途で使用する場合や、その回路基板が重たくて基板の振れを招き易いコイルなどの電気部品を搭載したものである場合にも、電気端子によって優れた耐震性及び支持安定性が得られるようにすることを目的としている。

　上記の課題を解決するため、この発明においては、基板収容ケースに植設された電気端子を回路基板に固定して当該回路基板をその電気端子で支持する回路基板支持装置を以下の通りに構成した。即ち、前記回路基板の長手方向一端側（以下では単に一端側とも言う）を複数の電気端子で支持し、その回路基板の長手方向他端側（以下では単に他端側とも言う）を前記一端側の電気端子よりも少数、かつ、高剛性の電気端子で支持するようにした。

　基板長手方向他端側の電気端子は複数あると好ましいが、１本のみ設けられていてもよい。また、この他端側の電気端子は、基板回路との電気接続がなされないダミー端子として設けられていてもよい。

　回路基板の長手方向一端側の電気端子は、剛性の異なるものが混在していてもよい。その場合には剛性の高い電気端子を回路基板の短手方向両端部に配置し、その基板短手方向両端の電気端子間に配置される基板短手方向両端の電気端子よりも低剛性の電気端子を比較対象にして回路基板の長手方向他端側の電気端子を比較対象の電気端子よりも高剛性にする。

　この形態で回路基板の長手方向一端側、かつ、基板短手方向両端に配置される電気端子と回路基板の長手方向他端側の電気端子は同一剛性のものを用いても構わない。

　回路基板を支持する電気端子は、生産性やコストを考えると同一材質、同一厚みにするのがよい。一端側の剛性比較対象の電気端子よりも他端側の電気端子の端子幅を大きくするか、又は、基板収容ケースからの突出長さを短くして（他端側電気端子を太く、短くする）他端側の電気端子の剛性を一端側の電気端子（比較対象の端子）の剛性よりも高める方法を採ることによってその要求に応えることができる。

　回路基板を支持する電気端子は、圧入によって回路基板に対する固定と基板回路への電気接続が完了するプレスフィット端子、回路基板の孔に挿通して半田付けする端子のどちらであってもよいが、回路基板の孔に通す際の作業性を考えるとどちらの端子を用いる場合にも、全端子の先端位置を同一平面上に揃えるのがよい。

　この状況でも、基板収容ケースに電気端子の基端側が埋め込まれる補強用の凸部を形成すれば、電気端子の基板収容ケースからの突出長さは凸部の高さ相当分短くすることができる。

　回路基板には、基板支持用の電気端子とは異なる電気端子を介してコイルなどの電気部品が接続されていてもよい。この場合、電気部品を回路基板に接続する電気端子は、基板短手方向に加わる力に耐える剛性を基板長手方向に加わる力に耐える剛性よりも低く設定するのがよい。その理由は後述する。

　このほか、前記回路基板の長手方向一端側と他端側間に基板支持用の副電気端子を追設し、この副電気端子を前記一端側の電気端子の中のいずれか一つの電気端子の剛性よりも高剛性にするのも有効である。

　また、その副電気端子を追設するものは、当該副電気端子と基板長手方向他端側を支持する電気端子とに囲まれる領域において回路基板に電気部品を接続するのがよい。

　この発明の回路基板支持装置は、回路基板の長手方向一端側よりも設置数の少ない基板長手方向他端側電気端子の剛性を長手方向一端側の電気端子の剛性よりも高くしており、これにより、基板長手方向他端側における支持力が増し、構造の複雑化を招く支持部の増設無しで回路基板の優れた支持安定性を得ることができる。

　なお、基板長手方向他端側電気端子の剛性を、端子幅の広げや基板収容ケースからの端子突出長さの短縮によって高めるものは、端子の材質を異ならせる必要がなく、端子材料の共通化による生産性向上やコスト低減の効果が期待できる。

　また、基板長手方向一端側の電気端子群の中の基板短手方向両端の電気端子の剛性を両端の電気端子間に配置される電気端子の剛性よりも高くしたものは、３箇所（基板長手方向他端側の電気端子が１つの場合）或いは４隅（基板長手方向他端側の電気端子が２つの場合）の支持剛性が高くなるため、基板の支持安定性がより高まり、端子に無理な力が加わり難くなって端子寿命が延びる。

　このほか、回路基板の長手方向一端側と他端側間に長手方向一端側の端子よりも高剛性の副電気端子を追設してその副電気端子でも基板を支持するものは、回路基板の支持剛性がより高まる。また、その副電気端子と基板長手方向他端側を支持する電気端子とに囲まれた領域において回路基板に電気部品を接続するものは、支持剛性の高い位置に電気部品が取り付けられるため、電気部品の振動に対する耐性が高まり振動の影響が基板支持部などに及び難くなる。

　中でも、電気部品を回路基板に接続する電気端子について、基板短手方向に加わる力に耐える剛性を基板長手方向に加わる力に耐える剛性よりも低く設定したものは、基板短手方向の振動に対する耐性向上の効果が顕著である。

　それは、基板短手方向に加わる力に耐える剛性と基板長手方向に加わる力に耐える剛性の強弱関係が逆に設定されたものと比較すると電気部品を支持した電気端子が回路基板の短手方向に加わる力に対して撓み易く、回路基板と電気部品との間に基板短手方向の相対振動が起きたときに回路基板、電気部品の両者が相手の振動から受ける影響が軽減されるからである。これにより、回路基板の支持部、電気部品の支持部の耐久性が向上し、電気部品の振動が回路基板を支持する電気端子に及ぼす悪影響も抑えられる。

この発明の回路基板支持装置の一例を示す斜視図図１の回路基板支持装置の基板収容ケースの斜視図図２の基板収容ケースの平面図図２の基板収容ケースの底面図図３のＶ－Ｖ線に沿った断面図図１の回路基板支持装置の回路基板に接続されたコイルの電気接続用端子の斜視図図６の電気接続用端子の正面図図６の電気接続用端子の側面図図６の電気接続用端子の平面図

　以下、添付図面の図１～図９に基づいて、この発明の回路基板支持装置の実施の形態を説明する。図１及び図２は、液圧制御ブロック（図示せず）と組み合わせて２輪車用ブレーキ液圧制御ユニットを構成する電子制御ユニット１に対してこの発明を適用したものである。その電子制御ユニット１は、基板収容ケース２と、そのケースの開口を液密に閉鎖する蓋（これも図示せず）と、基板収容ケース２に収容される回路基板３を組み合わせて構成されている。

　その電子制御ユニット１は、この発明で言う回路基板支持装置の一形態である。２輪車用ブレーキ液圧制御ユニットは、この電子制御ユニット１を図示の姿勢（回路基板３が、その基板の短手方向が天地の方向となる向きに起立する姿勢）にして２輪車に搭載される。

　なお、図１は、構造をわかりやすくするために、回路基板３を想像線にして表した。この回路基板３には、電子制御用の回路を作り出すＩＣチップなどが実装され、必要な電気回路も作りこまれているが、図には、基板の電源回路に電気的に接続して回路基板３で支持する電磁弁駆動用のコイル４のみを表示した。

　図を省略した液圧制御ブロックは、アルミニウム合金などからなるハウジングの内部に前輪と後輪に対応させた２系統の増、減圧用の液圧路を形成し、さらに、モータに駆動されるポンプや前後輪のブレーキ液圧の増減制御を行う電磁弁（その弁の励磁用のコイルを除いた要素）を組み付けたものである。その液圧ブロックは、この発明を特徴づけるものではないので詳細説明は省く。

　基板収容ケース２の基板収納室を作り出す本体ケース２ａには、コイル収容ケース２ｂが融着して液密に接合され、さらに、コネクタハウジング２ｃが一体に形成されている。

　また、この基板収容ケース２の本体ケース２ａには、多数の電気端子５，６，７が植設されている。この電気端子５，６，７は、いずれも圧入によって回路基板に対する固定と基板回路への電気接続が完了するプレスフィット端子である。そのプレスフィット端子の圧入作業を容易化するために、電気端子５，６，７は、先端位置が同一平面上に揃えられている。

　回路基板３の長手方向一端側の電気端子５は、多数本が群れをなして設けられているが、回路基板３の長手方向他端側の電気端子６は、その数が基板の一端側の電気端子５に比べて少ない。

　回路基板３を起立させた状態では、各電気端子５～７が本体ケース２ａから横向きに延びだす姿勢になる。その姿勢で回路基板３を支持するため、支持の主体になる電気端子は、厚み方向よりも剛性の高い幅方向が回路基板の短手方向を向く姿勢にして本体ケース２ａに植設されている。

　電気端子７は、副電気端子として設けられたものであって、回路基板３の長手方向一端側と他端側間において回路基板３を支持する。

　回路基板３の長手方向一端側の電気端子５は、例示の装置では、剛性の異なる２種類の端子が混在させて設けられている。

　基板短手方向両端の電気端子５ａ（符号ａは説明の便宜上付加した）は、基板短手方向両端の電気端子５ａ，５ａ間に群れをなして配置される電気端子５ｂ（符号ｂも便宜上付加した）よりも剛性の高いものが設けられている。

　また、回路基板３の長手方向他端側の電気端子６は、例示の装置においては長手方向一端側で主体をなす電気端子５ｂを比較対象にしてその電気端子５ｂよりも剛性の高いものが設けられている。

　電気端子６の剛性は、電気端子５ａの剛性と同一であってもよいし、電気端子５ａの剛性よりも高くてもよい。この電気端子６は、２本が回路基板３の短手方向両端付近に基板長手方向の位相を揃えて配置されているが、基板の短手方向中間点に１本のみ設けることも許容される。

　電気端子６は、電気回路の電気接続に利用されるもの、されないもの（基板支持のみを目的としたダミー端子）のどちらであってもよい。

　各電気端子は、同一厚み、同一材質の材料（例えば、錫めっき銅合金）で形成されている。そして、電気端子６と電気端子５ａは、図では確認しづらいが、比較対象の電気端子５ｂよりも端子幅を大きくすることによって電気端子５ｂよりも剛性が高められている。

　電気端子の剛性は、基板収容ケース２からの突出長さＬを短くする方法でも高めることができる。図示の装置は、基板収容ケース２の基板設置側の端面に補強用の起立した凸部８（図１参照）を設けて電気端子６や５ｂの基端側をその凸部８に埋め込んでおり、凸部８の高さ位置を変えれば先端位置が揃った端子であっても突出長さＬを異ならせることができる。

　電気端子（副電気端子）７は、その剛性を回路基板３の長手方向一端側の電気端子５ｂよりも高くしたものが用いられている。この電気端子（副電気端子）７を設けることで回路基板３の支持がより安定してなされる。この電気端子７は、図示の装置には３本存在する。その３本の電気端子７のうち、基板の短手方向位相が揃う位置にある２本と他の１本は、配線のコンパクト化などを図るために向きを９０°異ならせているが、同一向きであっても差し支えない。

　コイル４は、回路基板３の全重量に占める重量割合の比較的大きな電気部品である。このコイル４は、電気端子９（基板支持機能のないコイル端子）を介して回路基板３に接続されており、その支持が、コイル端子９を介して回路基板３によってなされている。このコイル４は、基板収容ケースの本体ケース２ａに貫通して設けられたコイル挿入孔１０からコイル収容ケース２ｂに挿入される。

　図示の装置は、好ましい構成として、回路基板３の電気端子６と７とに囲まれる領域にそのコイル４を接続しており、コイルの振動に対する耐性が高い。そのために、コイル４の振動に起因した回路基板３の振動が起こり難くなっている。

　コイル端子９は、図６～図９に詳しく示した通り、長手途中が厚み直角方向に屈曲して厚み方向の一面側から見た姿がコの字状をなすように成形されており、その形状により、厚み方向の剛性が厚み直角方向の剛性よりも低くなっている。

　そのコイル端子９を、剛性の低い厚み方向が回路基板３の短手方向となる姿勢にして回路基板３に取り付けており、そのために、コイル端子９は、基板短手方向に加わる力に耐える剛性が基板長手方向に加わる力に耐える剛性よりも低くなっている。

　上記コイル端子９によってコイル４を支持した図示の電子制御ユニット１は、回路基板３の短手方向に加わる力に耐える剛性と基板長手方向に加わる力に耐える剛性の強弱関係が逆に設定されたコイル端子９でコイル４を支持するもの比較すると、コイル４を支持したコイル端子９が回路基板３の短手方向に加わる力に対して撓み易い。

　そのために、回路基板３とコイル４との間に基板短手方向の相対振動が起きたときに回路基板３とコイル４の両者が相手の振動から受ける影響が軽減され、回路基板３やコイル４を支持する支持部の耐久性が向上し、コイル４の振動が回路基板３を支持する電気端子５，６，７に及ぼす悪影響も小さくなる。

　次に、例示の電子制御ユニット１のその他の好ましい構成を説明する。図４に示すように、コイル収容ケース２ｂは、先に説明した液圧制御ブロックにリング状シール部材１１を用いて液密に締結される。従来の２輪車用ブレーキ液圧制御ユニットに採用されているコイル収容ケースは、基板収容ケースの本体ケースに対して蓋を振動融着法で融着する際の荷重軽減を図るなどの目的から、コイル収容ケースの壁面位置と本体ケースの壁面位置を揃えており、それが原因で、コイル収容ケースが長方形になっていた。

　そのために、液圧制御ブロックとの突合せ部に介在するシール部材も長方形を基本形とする形状になっていたが、そのシール部材はゴムで形成されているため、長辺と短辺の長さの差が小さい場合、短辺側が引き伸ばされて長辺側のシール溝にはまり込むことが考えられ、このようなときに誤組み付けが発生する可能性がある。

　そこで、例示の電子制御ユニット１は、コイル収容ケース２ｂを正多角形を基本形にした形状、具体的には、各辺の長さが等しく、隣り合う辺間に曲率半径が一定したＲコーナを有する形状にしている。図示したコイル収容ケース２ｂは、基板短手方向に対向する壁面の位置を基板収容ケースの本体ケース２ａの壁面よりも内側に配置して正方形を基本形とする形状にしている。そのために、シール部材１１をコイル収容ケース２ｂの外形と相似形のシールにすることができる。

　基本形が正多角形のシール部材１１は組み付けに方向性がない。そのために、組み付けミスが起こらず、誤組み付けされた不良品が発生し難くなる。また、組み付け性が良くなるため生産性が向上するほか、誤組み付けでの噛み込みなどによる局部変形が起こり難く、シール性の向上にもつながる。

　また、基板短手方向に対向した２つの壁を本体ケース２ａの壁面よりも内側に配置したことによってコイル収容ケース２ｂの容積が縮小されるので、外気温の変化に伴ってコイル収容ケース２ｂに入り込もうとする外気の量が少なくなり、水の浸入抑制にもつながる。

　このほか、正多角形を基本形にしたコイル収容ケースは、いびつな形状のケースに比べて成形性に優れ、ケースの共通化なども図りやすい。

１　　　　　電子制御ユニット
２　　　　　基板収容ケース
２ａ　　　　本体ケース
２ｂ　　　　コイル収容ケース
２ｃ　　　　コネクタハウジング
３　　　　　回路基板
４　　　　　コイル
５～７　　　電気端子
５ａ　　　　基板短手方向両端の電気端子
５ｂ　　　　基板短手方向両端の電気端子間に配置される電気端子
８　　　　　凸部
９　　　　　コイル端子
１０　　　　コイル挿入孔
１１　　　　シール部材

Claims

　基板収容ケース（２）に植設された電気端子（５，６）を回路基板（３）に固定して当該回路基板（３）をその電気端子（５，６）で支持する回路基板支持装置であって、前記回路基板（３）の長手方向一端側を複数の電気端子（５）で支持し、その回路基板の長手方向他端側を前記一端側の電気端子（５）よりも少数、かつ、高剛性の電気端子（６）で支持した回路基板支持装置。
　前記回路基板長手方向他端側の電気端子（６）の端子幅を回路基板長手方向一端側の電気端子（５）の端子幅よりも大きくするか又は基板収容ケース（２）からの突出長さを短くしてその回路基板長手方向他端側の電気端子（６）の剛性を回路基板長手方向一端側の電気端子（５）の剛性よりも高くした請求項１に記載の回路基板支持装置。
　前記回路基板の長手方向一端側の電気端子のうち、回路基板短手方向両端部の電気端子（５ａ）の剛性を、その回路基板短手方向両端部の電気端子（５ａ、５ａ）間に配置される電気端子（５ｂ）の剛性よりも高くし、前記回路基板短手方向両端部の電気端子間に配置される電気端子（５ｂ）を比較対象にして回路基板長手方向他端側の電気端子（６）を比較対象の電気端子よりも高剛性にした請求項１又は２に記載の回路基板支持装置。
　前記回路基板（３）に、基板支持用の電気端子とは異なる電気端子（９）を介して電気部品が接続され、電気部品を回路基板に接続するその電気端子（９）の基板短手方向に加わる力に耐える剛性が基板長手方向に加わる力に耐える剛性よりも低く設定されている請求項１～３のいずれかに記載の回路基板支持装置。
　前記回路基板の長手方向一端側の電気端子（５）と長手方向他端側の電気端子（６）との間に、回路基板の長手方向一端側の電気端子（５）の中のいずれか一つの電気端子よりも高剛性の基板支持用の副電気端子（７）が設置された請求項１～４のいずれかに記載の回路基板支持装置。
　前記回路基板の長手方向一端側の電気端子（５）と長手方向他端側の電気端子（６）との間に、回路基板の長手方向一端側の電気端子（５）の中の剛性比較対象の電気端子よりも高剛性の基板支持用の副電気端子（７）が設置され、その副電気端子（７）と前記回路基板の長手方向他端側の電気端子（６）とに囲まれる領域において前記電気部品が電気端子を介して回路基板に接続されている請求項３に記載の回路基板支持装置。