JP5852500B2

JP5852500B2 - 電子制御装置

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Publication number: JP5852500B2
Application number: JP2012099398A
Authority: JP
Inventors: 紘文渡部; 中野　和彦; 和彦中野; 安川　大輔; 大輔安川
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: CN103376756A; CN103376756B; JP2013229414A; DE102013207219B4; US9060440B2; US20130286606A1; DE102013207219A1

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規制部とを備え、前記プリント基板を該プリント基板の平面部と略平行な方向から支持する複数の支持部材を設け、
前記複数の支持部材のうち、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支持部材は、前記側面規制部の先端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している。

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。

また、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。

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（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）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

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規制部とを備え、前記プリント基板を該プリント基板の平面部と略平行な方向から支持する複数の支持部材を設け、
前記複数の支持部材のうち、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支持部材は、前記側面規制部の先端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電子制御装置。