JP2012158228A - ソレノイド制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用ブレーキ液圧制御装置の電子制御装置などとして利用されているソレノイド制御装置では、回路基板と樹脂製ハウジングの熱膨張係数差によって発生する応力が回路基板に対するターミナルなどのハンダ付け部のハンダ割れやプレスフィット接合部の抜けなどの原因となるので、上記応力を緩和できるようにする。
【解決手段】ソレノイド収容部２ａ、コネクタ部２ｂ、及び基板収容部２ｃを有する樹脂製ハウジング２の基板収容部２ｃに収容される回路基板３に、樹脂製ハウジングのソレノイド収容部２ａとコネクタ部２ｂとの接続部２ｄと対応した位置に、基板を減肉させて他の部位よりも変形し易くした剛性低減部５を設け、その剛性低減部５を樹脂製ハウジング２のコネクタ部２ｂが熱変形する力で変形させてハンダ付け部４に加わる応力を緩和するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用ブレーキ液圧制御装置などに組み込まれるソレノイド制御装置に関する。

首記のソレノイド制御装置の一形態として、車両用ブレーキ液圧制御装置に採用される電子制御装置が、例えば、下記特許文献１に開示されている。その特許文献１に記載された電子制御装置は、樹脂製ハウジングの内部に回路基板を収容しており、その回路基板上に設けられたＥＣＵからの指令に基づいてソレノイドバルブを駆動し、液圧路の接続、切り離しや弁部の開度調節などを行う。

前記樹脂製ハウジングは、回路基板を収容する基板収容部と、ソレノイドバルブのソレノイドコイルを収容するソレノイド収容部と、基板の板面方向に延びてオーバハングしてソレノイド収容部の側部に一体に併設されたコネクタ部を有しており、前記基板収容部とソレノイド収容部との間は、ハウジング内の隔壁によって隔離されている。回路基板はリジッド基板が用いられている。

前記コネクタ部とソレノイド収容部は、前記隔壁を延長した位置と前記コネクタ部の端壁を延長した位置にある接続部（ブリッジ部）を介して互いに連なっている。また、前記隔壁にソレノイドのターミナルを、前記コネクタ部の端壁に電源と通信回路接続用のターミナルをそれぞれ貫通させ、さらにそれらのターミナルを回路基板に貫通させて回路基板上の電気回路にハンダ付けしている。

特開２００２−３６８４５２号公報

樹脂製ハウジングにオーバハングしたコネクタ部が設けられているソレノイド制御装置は、周辺の環境から受ける熱や自身の電気回路に生じた熱によって樹脂製ハウジングのコネクタ部が変形する（反りを生じる）。

そのコネクタ部の熱変形対策として、特許文献１は、コネクタ部の変形に対して回路基板が追従して動けるようにしており、そのようにすることで、回路基板上のハンダ付け部にかかる応力を低減している。

しかしながら、特許文献１の対策では、回路基板と樹脂製ハウジングの熱膨張係数の差によって発生する応力は緩和できず、その応力により電気導通不良などの原因となる所謂ハンダ割れが発生する。
また、ハンダ付けに代えて、プレスフィットタイプのターミナルを回路基板の貫通孔に圧入して固定する、所謂プレスフィット接合を採用した場合は、上記の応力により、このプレスフィット部の抜けが懸念される。

この発明は、回路基板と樹脂製ハウジングの熱膨張係数差によって発生する応力を確実に緩和してソレノイド制御装置で問題視されているハンダ付け部のハンダ割れを抑制する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、樹脂製ハウジングのコネクタ部が熱変形する力で回路基板を変形させ、その変形によって応力を緩和するようにした。

具体的には、ソレノイド収容部、回路基板の板面方向に延びてオーバハングして前記ソレノイド収容部の側部に接続部を介して一体に併設されたコネクタ部、及び前記ソレノイド収容部からコネクタ部までの領域に隣接して設けられる基板収容部を有する樹脂製ハウジングと、この樹脂製ハウジングに保持されて前記基板収容部に収容される、電子制御回路を備えた回路基板と、前記ソレノイド収容部に収容されるソレノイドコイルを有し、前記ソレノイドコイルのターミナルと前記コネクタ部のターミナルが前記回路基板を貫通してその回路基板上の電気回路に接合されたソレノイド制御装置において、
前記回路基板に対して、前記樹脂製ハウジングのソレノイド収容部とコネクタ部との接続部と対応した位置に、基板の他の部位よりも変形し易い剛性低減部を設けた。その剛性低減部は、回路基板を局部的に減肉させて基板の他部との対比剛性を低下させる貫通孔や凹部や溝を設けて作りだすことができる。

このソレノイド制御装置の好ましい態様を以下に列挙する。
（１）前記回路基板を平面視したときの前記接続部の長手方向に沿って前記剛性低減部を配置したもの。
（２）前記剛性低減部が、前記回路基板に貫通孔を点在させて設けて構成され、その貫通孔に回路基板の熱を放出させる放熱部材の熱吸収用突起が圧入されたもの。放熱部材は、給電用のバスバーを併用したものであってもよく、専用の部材に限定されない。
（３）上記（２）の構成で、前記貫通孔の孔面の一部と前記放熱部材の熱吸収用突起との間に、前記回路基板を平面視したときの前記接続部の長手方向に対して直交する方向の隙間が確保されたもの。
（４）上記（３）の構成で、前記長手方向に対する直交方向側の前記隙間が、前記長手方向に対する平行方向側の隙間よりも大きくなっているもの。
（５）前記回路基板に、モータに給電する電源回路用の配線パターンが含まれ、放熱部材の熱吸収用突起を圧入する貫通孔がその配線パターンに接して設けられているもの。ここで言う、配線パターンは、基板上のプリント回路や基板に保持される給電用のバスバーなどを指す。

なお、この発明のソレノイド制御装置は、モータと、そのモータに駆動されるポンプと、液圧回路の接続、切り離し、弁部の開度調節を行うソレノイドバルブを備えた車両用ブレーキ液圧制御装置に採用されている、ソレノイドバルブとモータを制御するための電子制御装置として好適に利用することができる。

この発明のソレノイド制御装置は、回路基板の剛性が剛性低減部の設置領域で低下しており、その位置で回路基板が変形し易くなっている。このため、樹脂製ハウジングが熱変形してそのハウジングのコネクタ部が反ると、回路基板の剛性低減部設置領域がヒンジとなって屈曲して回路基板のコネクタ部側にせり出している部分も反り、これにより、ターミナルなどの回路基板に対する接合部に加わる応力が緩和され、回避目的のハンダ割れやプレスフィット部の抜けが生じ難くなる。

前記剛性低減部が、回路基板を平面視したときの前記接続部の長手方向に沿って配置されたものは、回路基板の変形が最適位置で良好に起こり、応力緩和の効果が顕著に現われる。

その剛性低減部が、回路基板に貫通孔を設けて構成され、その貫通孔に放熱部材の熱吸収用突起が圧入されたものは、減肉用の貫通孔を放熱部材の連結に流用することができる。この構造で、貫通孔の孔面の一部と放熱部材の熱吸収用突起との間に、回路基板を平面視したときの前記接続部の長手方向に対して直交する方向の隙間が確保されたものは、その隙間が変形することにより、熱吸収用突起による回路基板の変形規制が緩和され、貫通孔設置による回路基板の変形性向上（剛性低下）の効果が損なわれることがない。

また、前記長手方向に対する直交方向の隙間が、前記長手方向に対する平行方向側の隙間よりも大きくなっているものは、その直交方向の隙間が平行方向側の隙間よりも小さい態様と比較して回路基板の剛性低減部の変形量が大きく確保され、樹脂製ハウジングのコネクタ部の熱変形量が比較的大きくても、応力緩和の効果が発揮される。

このほか、放熱部材の熱吸収用突起が圧入される貫通孔がモータに給電する電源回路用の配線パターンに接して設けられたものは、通電によって配線パターンに生じる熱が放熱部材に良好に伝わって効果的に放出され、放熱特性が向上する。

この発明のソレノイド制御装置の使用の一形態を簡略化して示す断面図 図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図 （ａ）：図２の鎖線枠Ｓで囲った部分の拡大平面図、（ｂ）：図３（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図 回路基板の剛性低減部の他の形態を示す平面図 回路基板の剛性低減部の更に他の形態を示す斜視図 回路基板の剛性低減部の更に他の形態を示す斜視図 剛性低減部を構成する貫通孔をモータへの給電路の配線パターンに接触させて設けた例を示す平面図

以下、添付図面の図１〜図７に基づいて、この発明のソレノイド制御装置の実施の形態を説明する。図１及び図２に、この発明を、車両用ブレーキ液圧制御装置のソレノイドバルブとモータを制御する電子制御装置に適用した例を示す。

車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、ソレノイド制御装置（図のそれは電子制御装置）１と、モータ１１と、そのモータに駆動されるポンプ（図示せず、そのポンプは液圧ブロック１２の内部に組み込まれている）と、液圧路の接続、切り離し、弁部の開度調節を行うソレノイドバルブ１３を備えている。

ソレノイド制御装置１は、樹脂製ハウジング２と、ＥＣＵ、コンデンサ、抵抗、ダイオード、チョークコイルなどの電子部品３ａを実装して電子制御回路を形成したリジッドな回路基板３と、ソレノイドバルブ１３のソレノイドコイル１３ａを有する。

樹脂製ハウジング２は、ソレノイドバルブ１３のソレノイドコイル１３ａを収容するソレノイド収容部２ａと、回路基板３の板面方向に延びてオーバハングしてソレノイド収容部２ａの側部に接続部２ｄを介して一体に併設されたコネクタ部２ｂと、ソレノイド収容部２ａからコネクタ部２ｂまでの領域に隣接して設けられる基板収容部２ｃを有しており、ソレノイド収容部２ａと基板収容部２ｃとの間は、ハウジング内の隔壁２ｅによって隔離されている。

その樹脂製ハウジング２の基板収容部２ｃには、回路基板３が、隔壁２ｅの上面に形成されたマウント２ｆで支えて収容されている。回路基板３の保持は、マウント２ｆ上に立設された割り溝の付いた保持ピン２ｇを、回路基板３に設けた貫通孔に圧入して行われているが、ねじ止めなどによる保持であってもよい。なお、基板収容部２ｃの開口は、隔壁２ｅによって閉鎖される。

ソレノイド収容部２ａにはソレノイドコイル１３ａが収容され、隔壁２ｅと回路基板３を貫通させたソレノイドのターミナル６とモータ１１への給電路のターミナル７及びコネクタ部２ｂの底壁と回路基板３を貫通させたコネクタ部のターミナル８が回路基板３上の電気回路にハンダ付けされている（図１の４がハンダ付け部）。

ソレノイドバルブ１３は、液圧路の開閉や開度調節を行なう弁部（図示せず）が液圧ブロック１２の内部に設けられ、その弁部の弁体を駆動するソレノイドコイル１３ａが液圧ブロック１２に組み付けられる。ソレノイドコイル１３ａは、磁場を発生させるコイルと、そのコイルの外周を取り巻くヨークと、弁体を駆動する可動鉄心と、その可動鉄心に磁気吸引力を作用させる固定鉄心と、可動鉄心を閉弁又は開弁方向に付勢するコイルスプリング（いずれも図示せず）などからなる。

このソレノイドコイル１３ａは、液圧ブロック１２の反モータ取付け側に組み付けられ、ソレノイド制御装置１の樹脂製ハウジング２に覆われて保護される。

このように構成された図示の車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、回路基板３上のＥＣＵ（電子制御ユニット）が、車両の挙動を監視するセンサや液圧ブロック１２に内蔵された圧力センサなどからの情報に基づいて車両の車輪に制動力を加えるホイールシリンダの減圧、再加圧、圧力保持の必要性を判断し、そのＥＣＵからの指令に基づいてモータ１１やソレノイドバルブ１３が駆動される。

この車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、使用中に、樹脂製ハウジング２が周辺の環境から受ける熱やターミナルなどに生じる熱によって変形する。その変形は、図１に鎖線で示すように、コネクタ部２ｂが接続部２ｄを起点にして反るように起こる。

その反りによって働く応力からハンダ付け部４を保護するために、この発明では、ソレノイド制御装置１の回路基板３に剛性低減部５を設けている。図１、図２のソレノイド制御装置１の回路基板３に設けた剛性低減部５は、樹脂製ハウジングのソレノイド収容部２ａとコネクタ部２ｂの接続部２ｄと対応した位置において回路基板３に、丸孔の貫通孔５ａを飛び飛びに数個設けて構成されている。

その貫通孔５ａの設置によって、剛性低減部５の位置で回路基板３が減肉されて基板剛性が低下し、その剛性低減部５が基板の他の領域に比べて変形しやすくなっている。剛性低減部５における基板の減肉は、樹脂製ハウジングのコネクタ部２ｂが熱変形して反る力で、剛性低減部５を起点にした回路基板３の弾性変形が許容されるように、減肉量が調整される。その減肉量の調整、即ち、貫通孔５ａの配列ピッチ、設置数、直径の設定は、回路基板３の厚みや幅などを考慮してなされる。

剛性低減部５は、回路基板３に対して図４に示すような貫通長孔５ｂを設けて作りだすこともできる。また、図５に示すような溝５ｃや、図６に示すような点在した凹部５ｄを設けて作りだすこともできる。溝５ｃや凹部５ｄは、回路基板３の表面、裏面のどちらに設けてもよく、深さの浅い溝や凹部であれば位置を対応させて両面に設けることも許容される。

図１、図２のソレノイド制御装置１の回路基板３は、好ましい態様として、剛性低減部５を、回路基板を平面視したときの長手方向ＢＬ（図２参照）に沿って配置している。

また、これも好ましい態様として、回路基板３にその基板の熱を放出させる放熱部材９を含ませ、その放熱部材９の熱吸収用突起９ａを、剛性低減部５を構成する貫通孔５ａに圧入し、この圧入によって放熱部材９を固定している。

放熱部材９は、専用の放熱板や放熱ピースなどのほかに、回路基板３に設ける給電用のバスバーを併用したものも考えられる。

貫通孔５ａに対する熱吸収用突起９ａの圧入は、図３に示すように、貫通孔５ａの孔面（内周面）の一部と前記熱吸収用突起９ａとの間に前記接続部の長手方向ＢＬに対して直交する方向の隙間Ｇが確保されるようになされていると熱吸収用突起９ａによる回路基板３の剛性低減部５の変形規制が緩和される。

また、図３では前記長手方向ＢＬに対する平行方向側の隙間はほぼゼロになっているが、熱吸収用突起９ａが貫通孔５ａの孔面に線接触するといったケースでは、前記長手方向ＢＬに対する平行方向側にも隙間が生じる。その場合に、前記長手方向ＢＬに対する直交方向側の隙間Ｇが前記長手方向ＢＬに対する平行方向側の隙間よりも大きくなっていると、直交方向側の隙間が平行方向側の隙間よりも小さな形態のものに比べて剛性低減部５の変形可能量が大きくなり、樹脂製ハウジングのコネクタ部の熱変形量が比較的大きくても応力を緩和する上での効果的な対応が可能となる。

図７に示すように、回路基板３に、モータ１１に給電する電源回路用の配線パターン（本実施形態ではバスバーを採用。これに代えてプリント配線を採用してもよい）３ｂが存在するものは、放熱部材の熱吸収用突起９ａが圧入される貫通孔５ａをその配線パターン３ｂに接して設けると、通電によって配線パターンに生じる熱が放熱部材９に良好に伝わって効率的に放出され、放熱特性が向上する。

１ ソレノイド制御装置
２ 樹脂製ハウジング
２ａ ソレノイド収容部
２ｂ コネクタ部
２ｃ 基板収容部
２ｄ 接続部
２ｅ 隔壁
２ｆ マウント
２ｇ 保持ピン
２ｈ 蓋
３ 回路基板
３ａ 電子部品
３ｂ 電源回路用の配線パターン
４ ハンダ付け部
５ 剛性低減部
５ａ 貫通孔
５ｂ 貫通長孔
５ｃ 溝
５ｄ 凹部
６〜８ ターミナル
９ 放熱部材
９ａ 熱吸収用突起
１０ 車両用ブレーキ液圧制御装置
１１ モータ
１２ 液圧ブロック
１３ ソレノイドバルブ
１３ａ ソレノイドコイル

Claims (7)

1. ソレノイド収容部（２ａ）と、回路基板の板面方向に延びてオーバハングして前記ソレノイド収容部（２ａ）の側部に接続部（２ｄ）を介して一体に併設されたコネクタ部（２ｂ）と、及び前記ソレノイド収容部（２ａ）からコネクタ部（２ｂ）までの領域に隣接して設けられる基板収容部（２ｃ）とを有する樹脂製ハウジング（２）と、
   この樹脂製ハウジング（２）に保持されて前記基板収容部（２ｃ）に収容される電子制御回路を備えた回路基板（３）と、
   前記ソレノイド収容部（２ａ）に収容されるソレノイドコイル（１３ａ）を有し、そのソレノイドコイルのターミナル（６）と前記コネクタ部（２ｂ）のターミナル（８）が前記回路基板（３）を貫通してその回路基板（３）上の電気回路に接合されたソレノイド制御装置であって、
   前記回路基板（３）に対して、前記樹脂製ハウジングのソレノイド収容部（２ａ）とコネクタ部（２ｂ）との接続部（２ｄ）と対応した位置に、減肉によって基板剛性を部分的に低下させた剛性低減部（５）が設けられたソレノイド制御装置。
2. 前記回路基板（３）を平面視したときの前記接続部（２ｄ）の長手方向（ＢＬ）に沿って前記剛性低減部（５）を配置した請求項１に記載のソレノイド制御装置。
3. 前記剛性低減部（５）が、前記回路基板（３）に貫通孔（５ａ）を点在させて設けて構成され、その貫通孔（５ａ）に回路基板（３）の熱を放出させる放熱部材（９）の熱吸収用突起（９ａ）が圧入された請求項１又は２に記載のソレノイド制御装置。
4. 前記貫通孔（５ａ）の孔面の一部と前記放熱部材（９）の熱吸収用突起（９ａ）との間に、前記回路基板（３）を平面視したときの前記接続部（２ｄ）の長手方向（ＢＬ）に対して直交する方向の隙間（Ｇ）が確保された請求項３に記載のソレノイド制御装置。
5. 前記長手方向（ＢＬ）に対する直交方向側の前記隙間（Ｇ）が、前記長手方向（ＢＬ）に対する平行方向側の隙間よりも大きくなっている請求項４に記載のソレノイド制御装置。
6. 前記回路基板（３）に、モータ（１１）に給電する電源回路用の配線パターン（３ｂ）が含まれ、前記放熱部材（９）の熱吸収用突起（９ａ）が圧入される貫通孔（５ａ）が、その配線パターン（３ｂ）に接して設けられた請求項３〜５のいずれかに記載のソレノイド制御装置。
7. モータ（１１）と、そのモータに駆動されるポンプと、液圧路の接続、切り離し、弁部の開度調節を行うソレノイドバルブ（１３）とを備えた車両用ブレーキ液圧制御装置（１０）の前記ソレノイドバルブ（１３）及びモータ（１１）を制御する電子制御装置として構成された請求項１〜６のいずれかに記載のソレノイド制御装置。

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