(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの作動を制御するための制御信号を出力する制御回路が実装された制御基板と、前記制御信号に応じて前記アクチュエータに駆動電流を供給する駆動回路が実装されたパワー基板と、前記制御回路と前記駆動回路とを電気的に接続するバスバーを保持するとともに前記制御基板と前記パワー基板との間に介在される樹脂成形体と、前記制御基板に設けられ外部端子が接続されるコネクタとを備え、前記樹脂成形体には前記制御基板側に延びるピンが設けられるとともに、前記制御基板には前記ピンが挿入される挿入孔が形成され、前記バスバーは前記制御基板のスルーホールに挿入され半田によって前記制御回路に接続される制御装置であって、
前記挿入孔の内周面には半田付けするためのランドが設けられ、
前記ピンは金属材料からなる半田付け部を有し、該半田付け部は前記ピンにおける前記ランドと対向する部位に設けられ、
前記ピンは前記樹脂成形体から前記バスバーよりも前記制御基板側に高く突出して形成され、
前記樹脂成形体には前記制御基板の外周縁に係止する係止爪が形成され、
前記制御基板は、前記半田付け部が前記ランドに半田によって接続されることにより、前記樹脂成形体に対して固定されたことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記半田付け部は、前記ピンが金属材料からなることで金属材料により構成され、
前記ピンは、前記樹脂成形体にインサート成形されたことを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の制御装置において、
前記ピンは、樹脂材料からなり、前記樹脂成形体と一体形成され、
前記半田付け部は、前記ピンの外周面に金属めっきが施されたことで金属材料により構成されたことを特徴とする制御装置。
【請求項４】
アクチュエータの作動を制御するための制御信号を出力する制御回路が実装された制御基板と、前記制御信号に応じて前記アクチュエータに駆動電流を供給する駆動回路が実装されたパワー基板と、前記制御回路と前記駆動回路とを電気的に接続するバスバーを保持するとともに前記制御基板と前記パワー基板との間に介在される樹脂成形体と、前記制御基板に設けられ外部端子が接続されるコネクタとを備え、
前記樹脂成形体には前記制御基板側に延びるピンが設けられるとともに、前記制御基板には前記ピンが挿入される挿入孔が形成され、
前記挿入孔の内周面には半田付けするためのランドが設けられ、
前記ピンは金属材料からなる半田付け部を有し、該半田付け部は前記ピンにおける前記ランドと対向する部位に設けられ、
前記ピンは前記樹脂成形体から前記バスバーよりも前記制御基板側に高く突出して形成され、
前記樹脂成形体には前記制御基板の外周縁に係止する係止爪が形成され、
前記バスバーが前記制御基板のスルーホールに挿入され前記制御回路に半田によって接続されるとともに、前記半田付け部が前記ランドに半田によって接続される制御装置の製造方法であって、
前記半田付け部は、局所フロー半田付けにより、前記バスバーとともに半田付けされることを特徴とする制御装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等のアクチュエータの作動を制御する制御装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばモータ等のアクチュエータの作動を制御する制御装置は、制御信号を出力する制御回路、及び同制御信号に基づいてスイッチング素子をオンオフすることによりアクチュエータに駆動電流を供給する駆動回路を備えている。一般に、こうした駆動回路には、スイッチング素子のオンオフに応じて電源から大きな電流が供給されることから発熱量が大きくなりやすい。そのため、制御回路と駆動回路とをそれぞれ別体の基板上に実装し、制御回路が実装される制御基板と駆動回路が実装されるパワー基板との間に樹脂成形体を介在させることで、パワー基板で発生した熱が制御基板に伝達されないようにしたものが知られている（例えば特許文献１）。なお、制御回路と駆動回路とは、樹脂成形体にインサート成形されたバスバーによって電気的に接続される。
【０００３】
図１１に上記のような制御装置の概略構成を示す。同図に示すように、制御装置９１は、制御回路が実装された制御基板９２と、駆動回路が実装されたパワー基板９３と、制御基板９２とパワー基板９３との間に介在される樹脂成形体９４と、パワー基板９３が固定されるハウジング９５とを備えている。
【０００４】
この樹脂成形体９４には、制御基板９２側に延びる複数のピン９６が一体形成されるとともに、制御基板９２の外周縁を係止する係止爪９７を有する係止片９８が形成されている。一方、制御基板９２には、各ピン９６が挿入される複数の挿入孔９９が形成されており、各ピン９６を挿入孔９９にそれぞれ挿入することで、樹脂成形体９４にインサート形成されたバスバー１００が制御基板９２のスルーホール１０１（図１２参照）に挿入されるようになっている。そして、制御基板９２は、バスバー１００がスルーホール１０１に挿入された状態で、係止爪９７に係止されるとともにねじ１０２が螺着されることにより樹脂成形体９４に対して固定されている。
【０００５】
なお、図１２に示すように、樹脂成形体９４は、パワー基板９３とともにねじ１０３によりハウジング９５に固定されている。また、制御基板９２には、例えば車両に設けられたセンサ等（図示略）の接続端子１０４が接続されるコネクタ１０５がねじ１０６により固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２４８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来の構成では、制御基板９２はねじ１０２により樹脂成形体９４に固定されているため、制御基板９２を樹脂成形体９４に固定するに際して、ねじ１０２の締結工程が必要になるとともに、ねじ１０２の頭部１０２ａが接触する面積を制御基板９２上に確保しなければならず、制御基板９２の小型化が妨げられる。
【０００８】
そこで、ねじ１０２によって制御基板９２を固定しない構成とすることも考えられるが、この場合には、以下のような問題が生じる。すなわち、係止片９８は、制御基板９２を樹脂成形体９４上に配置する際に、弾性変形して係止爪９７が制御基板９２に係止するように構成されるものであり、容易に弾性変形するため、同係止片９８では接続端子１０４をコネクタ１０５に挿入する際に作用する挿入力Ｆよって制御基板９２の樹脂成形体９４に対する位置がずれることを防止できない。また、ピン９６と挿入孔９９との間には製造上の公差を許容する等の理由から隙間が形成されるため、ピン９６では、接続端子１０４の挿入力Ｆによって制御基板９２の樹脂成形体９４に対する位置がずれることを防止できない。
【０００９】
従って、上記のようにねじ１０２によって制御基板９２を固定しない場合には、上記挿入力Ｆにより制御基板９２の樹脂成形体９４に対する位置がずれる虞があり、例えば制御回路とバスバー１００を接続する半田１０７が剥離して接続不良が生じる等、制御装置の信頼性が低下するという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、信頼性の低下を招くことなく、制御基板の小型化及び製造工程の簡素化を図ることができる制御装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、アクチュエータの作動を制御するための制御信号を出力する制御回路が実装された制御基板と、前記制御信号に応じて前記アクチュエータに駆動電流を供給する駆動回路が実装されたパワー基板と、前記制御回路と前記駆動回路とを電気的に接続するバスバーを保持するとともに前記制御基板と前記パワー基板との間に介在される樹脂成形体と、前記制御基板に設けられ外部端子が接続されるコネクタとを備え、前記樹脂成形体には前記制御基板側に延びるピンが設けられるとともに、前記制御基板には前記ピンが挿入される挿入孔が形成され、前記バスバーは前記制御基板のスルーホールに挿入され半田によって前記制御回路に接続される制御装置であって、前記挿入孔の内周面には半田付けするためのランドが設けられ、前記ピンは金属材料からなる半田付け部を有し、該半田付け部は前記ピンにおける前記ランドと対向する部位に設けられ、前記ピンは前記樹脂成形体から前記バスバーよりも前記制御基板側に高く突出して形成され、前記樹脂成形体には前記制御基板の外周縁に係止する係止爪が形成され、前記制御基板は、前記半田付け部が前記ランドに半田によって接続されることにより、前記樹脂成形体に対して固定されたことを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、ピンの半田付け部が制御基板の挿入孔に設けられたランドに半田によって接続されることで制御基板が樹脂成形体（ピン）に対して固定されるため、外部端子をコネクタに挿入する際に作用する挿入力により、制御基板の樹脂成形体に対する位置がずれることを防止できる。そのため、ねじにより制御基板を樹脂成形体に固定しなくても、例えば外部端子をコネクタに挿入する際に制御回路とバスバーとを接続する半田が剥離せず、制御装置の信頼性が低下することを防止できる。
【００１３】
また、上記構成では、ピンと制御基板とは半田により固定されるため、バスバーを半田付けする際に併せてピンを半田付けすることで、制御装置の製造工程の簡素化を図ることができる。さらに、ねじにより制御基板を樹脂成形体に固定しなくともよいため、ねじの頭部が接触する面積を制御基板上に確保せずともよく、制御基板の小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、前記半田付け部は、前記ピンが金属材料からなることで金属材料により構成され、前記ピンは、前記樹脂成形体にインサート成形されたことを要旨とする。
【００１５】
一般に、半田のぬれ性を向上させるためには、半田付けされる部材（ピン）の温度を高くする必要がある。この点、上記構成によれば、ピンが金属材料からなるため、ピンを樹脂材料により構成する場合に比べ、容易にピンの温度を高くすることができ、半田のぬれ性を向上させて好適に半田付けすることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、前記ピンは、樹脂材料からなり、前記樹脂成形体と一体形成され、前記半田付け部は、前記ピンの外周面に金属めっきが施されたことで金属材料により構成されたことを要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、ピンが樹脂成形体と一体に形成されるため、別部材からなるピンを樹脂成形体にインサート成形する場合に比べ、部品点数を削減することができる。
請求項４に記載の発明は、アクチュエータの作動を制御するための制御信号を出力する制御回路が実装された制御基板と、前記制御信号に応じて前記アクチュエータに駆動電流を供給する駆動回路が実装されたパワー基板と、前記制御回路と前記駆動回路とを電気的に接続するバスバーを保持するとともに前記制御基板と前記パワー基板との間に介在される樹脂成形体と、前記制御基板に設けられ外部端子が接続されるコネクタとを備え、前記樹脂成形体には前記制御基板側に延びるピンが設けられるとともに、前記制御基板には前記ピンが挿入される挿入孔が形成され、前記挿入孔の内周面には半田付けするためのランドが設けられ、前記ピンは金属材料からなる半田付け部を有し、該半田付け部は前記ピンにおける前記ランドと対向する部位に設けられ、前記ピンは前記樹脂成形体から前記バスバーよりも前記制御基板側に高く突出して形成され、前記樹脂成形体には前記制御基板の外周縁に係止する係止爪が形成され、前記バスバーが前記制御基板のスルーホールに挿入され前記制御回路に半田によって接続されるとともに、前記半田付け部が前記ランドに半田によって接続される制御装置の製造方法であって、前記半田付け部は、局所フロー半田付けにより、前記バスバーとともに半田付けされることを要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、局所フロー半田付けにより、バスバーとともにピンを半田付けするため、効率的に半田付けをすることができ、製造工程の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、信頼性の低下を招くことなく、制御基板の小型化及び製造工程の簡素化を図ることが可能な制御装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の制御装置の斜視図。
【図２】本実施形態の制御装置の分解斜視図。
【図３】本実施形態の制御基板を取り外した状態の制御装置の斜視図。
【図４】本実施形態の制御装置の側面図。
【図５】本実施形態の制御装置の概略構成を示す斜視図。
【図６】本実施形態の制御装置の概略構成を示す一部断面図。
【図７】本実施形態のピン及び挿入孔の概略構成を示す断面図。
【図８】樹脂成形体の製造方法を示す模式図。
【図９】ピンに局所フロー半田付けする状態を示す模式図。
【図１０】別のピン及び挿入孔の概略構成を示す断面図。
【図１１】従来の制御装置の概略構成を示す斜視図。
【図１２】従来の制御装置の概略構成を示す一部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を電動パワーステアリング装置の駆動源として用いられるモータの作動を制御する制御装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１〜図４に示すように、制御装置１１は、制御基板１２と、パワー基板１３と、これら制御基板１２とパワー基板１３との間に介在される樹脂成形体１４と、パワー基板１３が固定されるハウジング１５とを備えている。また、図５及び図６に制御装置１１の概略構成を示し、これら各図を併せて参照しつつ、以下説明する。
【００２２】
図１、図２、図５及び図６に示すように、制御基板１２上には、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を構成するＩＣ２１等が実装されており、同ＩＣ２１等によってアクチュエータとしてのモータ１６の作動を制御するための制御信号を出力する制御回路が構成されている。また、図２に示されるように、制御基板１２には、所定位置に複数のスルーホール２３が形成されるとともに、その厚み方向に貫通した複数の挿入孔２４が形成されている。さらに、制御基板１２には、車両に設けられたセンサ（図示略）の外部端子としての接続端子２５（図６参照）が接続されるコネクタ２６がねじ２７により固定されている。コネクタ２６、ＩＣ２１、後述するバスバー４１を電気的に接続する図示しない回路パターンが制御基板１２上に形成されている。
【００２３】
一方、図２及び図３に示すように、パワー基板１３上には、スイッチング素子等の回路素子３１や、樹脂成形体１４に保持されるコンデンサ３２等が実装されており、これら回路素子３１やコンデンサ３２等により制御回路から出力される制御信号に基づいてモータ１６に駆動電力を供給する駆動回路が構成されている。このパワー基板１３は、ねじ３３によりハウジング１５に固定されている。なお、このハウジング１５はアルミ合金等の熱伝導率の高い金属からなり、パワー基板１３において通電により発生した熱を効率的に放熱する構成とされている。また、ハウジング１５は図示しない車両のフレームに対して固定される。
【００２４】
図２〜図６に示すように、樹脂成形体１４には、制御回路と駆動回路とを電気的に接続する複数のバスバー４１がインサート成形されるとともに、制御基板１２側に延びる複数のピン４２が設けられている。そして、図１及び図５に示すように、制御基板１２は、各ピン４２をそれぞれ挿入孔２４に挿入することで、各バスバー４１がスルーホール２３に挿入されるようになっている。具体的には、各ピン４２は各バスバー４１よりも制御基板１２側に突出して形成されており、各ピン４２をそれぞれ挿入孔２４に挿入することで制御基板１２の樹脂成形体１４に対する位置決めがなされ、各バスバー４１が対応するスルーホール２３と対向する。そして、この状態からさらに各ピン４２を挿入孔２４に挿入することで、上記のように、各バスバー４１がスルーホール２３に挿入されるようになっている。なお、各バスバー４１は半田４５により制御基板１２のスルーホール２３に接続されている。バスバー４１は銅板をプレスで切断曲げ加工することにより作られており、スルーホール２３にスムーズに挿入することにより、これ自体の変形を防いでいる。
【００２５】
また、本実施形態の樹脂成形体１４には、係止爪４３を有する係止片４４が複数形成されており、制御基板１２が樹脂成形体１４上に配置された状態で、同係止爪４３が制御基板１２の外周縁に係止されるようになっている。そして、図１及び図６に示すように、樹脂成形体１４は、パワー基板１３とともにねじ４６によりハウジング１５に固定されており、バスバー４１はパワー基板１３上の所定位置に接続されている。
【００２６】
次に、本実施形態の制御基板１２の樹脂成形体１４に対する固定構造について説明する。
図７に示すように、制御基板１２の挿入孔２４の内周には、銅などの半田付け可能な金属材料からなり、円筒状で両端につばが形成されたランド５１が設けられている。一方、本実施形態のピン４２は、鉄等の金属材料からなり、樹脂成形体１４と一体にインサート成形されている。また、ピン４２には、半田付け性のよい金属めっき（例えばスズめっき、或いは亜鉛めっき、ニッケルめっき）５２が同ピン４２全体に施されている。これにより、ピン４２におけるランド５１と対向する部位である半田付け部５３が金属材料により構成されている。なお、ピン４２（半田付け部５３）とランド５１との間には、製造上の公差を許容する等の理由から隙間が形成される。
【００２７】
そして、本実施形態では、半田５４によって上記隙間を埋めるようにして半田付け部５３がランド５１に接続されることにより、制御基板１２が樹脂成形体１４（ピン４２）に対して固定されている。そのため、図６に示すように、接続端子２５をコネクタ２６に挿入する際に、挿入力Ｆが制御基板１２に作用しても、制御基板１２の樹脂成形体１４に対する位置がずれない。
【００２８】
なお、樹脂成形体１４は、図８に示すように、上型６１、下型６２及びスライダ６５からなる射出成形金型により製作される。詳しくは、上型６１及び下型６２により形成される樹脂成形体１４の形状に対応した空間６３内に、供給口６４から溶融した樹脂を供給し、冷却することで前記樹脂成形体１４が形成される。そして、同図に示すように、この空間６３内に樹脂を供給する前に、複数のスライダ６５によりピン４２及びバスバー４１を挟み込み保持し、上型６１と下型６２とを密着させ、前記空間６３に溶融樹脂を射出することによって、ピン４２及びバスバー４１が樹脂成形体１４にインサート成形される。この後、複数のバスバー４１を連結する図示しない連結バーをカッタで除去する。
【００２９】
また、図９に示すように、ピン４２の制御基板１２に対する半田付けは、半田付け装置７１を用いた局所フロー半田付けにより、バスバー４１の半田付けとともに行われる。具体的には、半田付け装置７１は、溶融した半田が貯留される半田槽７２と、複数のノズル７３を有し半田槽７２の上部に設けられる蓋体７４と、半田槽７２に貯留された半田をノズル７３に送出するためのポンプ７５とを備えている。各ノズル７３は、蓋体７４上におけるバスバー４１及びピン４２と対応する位置に設けられている。なお、説明の便宜上、図９においてはノズル７３を１つだけ図示している。そして、ノズル７３の上方に、制御装置１１を反転させた状態で近接させ、ランド５１とピン４２との間、及びスルーホール２３とバスバー４１との間に半田を供給することで、一回の処理で各バスバー４１及び各ピン４２を制御基板１２に半田付けするようになっている。なお、制御基板１２が樹脂成形体１４上に配置された状態では、係止爪４３が制御基板１２の外周縁に係止されるため、制御基板１２を反転させて半田付けする際に、制御基板１２が樹脂成形体１４から脱落することが防止される。
【００３０】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）制御装置１１は、制御回路が実装された制御基板１２と、駆動回路が実装されたパワー基板１３と、制御回路と駆動回路とを電気的に接続するバスバー４１を保持するとともに制御基板１２とパワー基板１３との間に介在される樹脂成形体１４とを備えた。また、樹脂成形体１４にピン４２を設けるとともに、制御基板１２に挿入孔２４を形成した。そして、挿入孔２４の内周面にランド５１を設けるとともに、ピン４２におけるランド５１と対向する部位に金属材料からなる半田付け部５３を設け、半田付け部５３をランド５１に半田５４によって接続することにより、制御基板１２を樹脂成形体１４に対して固定した。
【００３１】
上記構成によれば、ピン４２の半田付け部５３がランド５１に半田５４によって接続されることで制御基板１２が樹脂成形体１４（ピン４２）に対して固定されるため、接続端子２５をコネクタ２６に挿入する際に作用する挿入力Ｆにより、制御基板１２の樹脂成形体１４に対する位置がずれることを防止できる。そのため、ねじ（図１１参照）により制御基板１２を樹脂成形体１４に固定しなくても、例えば接続端子２５をコネクタ２６に挿入する際に制御回路とバスバー４１とを接続する半田が剥離せず、制御装置１１の信頼性が低下することを防止できる。
【００３２】
また、上記構成では、ピン４２と制御基板１２とは半田５４により固定されるため、バスバー４１を半田付けする際に併せてピン４２を半田付けすることで、制御装置１１の製造工程の簡素化を図ることができる。さらに、ねじにより制御基板１２を樹脂成形体１４に固定しなくともよいため、ねじの頭部が接触する面積を制御基板１２上に確保せずともよく、制御基板１２の小型化を図ることができる。
【００３３】
（２）ピン４２は、金属材料により構成し、樹脂成形体１４にインサート成形した。
ここで、一般に、半田のぬれ性を向上させるためには、半田付けされる部材（ピン４２）の温度を高くする必要がある。この点、上記構成によれば、ピン４２が金属材料からなり、熱伝導率が良いため、ピン４２を樹脂材料により構成する場合に比べ、容易にピン４２の温度を高くすることができ、半田のぬれ性を向上させて好適に半田付けすることができる。
【００３４】
（３）ピン４２を、局所フロー半田付けにより、バスバー４１とともに制御基板１２に接続するようにしたため、効率的に半田付けをすることができ、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００３５】
（４）樹脂成形体１４にピン４２を複数形成するとともに、制御基板１２に挿入孔２４を複数形成し、各ピン４２をそれぞれ各挿入孔２４に挿入することにより、各バスバー４１がスルーホール２３に挿入されるようにしたため、制御装置１１の組み付け性を向上させることができる。
【００３６】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、ピン４２を、金属材料により構成し、樹脂成形体１４と一体にインサート成形した。しかし、これに限らず、図１０に示すように、ピン８１を射出成型時に樹脂成形体１４と一体形成して樹脂により構成し、無電解めっきを使って同ピン８１の外周面に半田付け可能な金属めっき８２を施すようにしてもよい。このように構成した場合には、ピン８１の外周面に金属めっき８２が施されることにより、ランド５１との対向部である半田付け部８３が金属材料により構成される。また、この構成によれば、上記実施形態の（１）に準じた効果を奏するとともに、別部材からなるピンを樹脂成形体１４にインサート成形する場合に比べ、部品点数を削減することができる。
【００３７】
・上記実施形態では、ピン４２に、半田付け性のよい金属めっき５２を施したが、これに限らず、ピン４２を半田付け可能な金属により構成した場合には、金属めっきを施さなくてもよい。なお、このように構成した場合には、ピン４２全体が金属材料により構成されることにより、ピン４２におけるランド５１と対向する部位である半田付け部が金属材料により構成される。
【００３８】
・上記実施形態では、本発明をモータの作動を制御するための制御装置１１に適用したが、これに限らず、モータ以外のアクチュエータの作動を制御するための制御装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１１…制御装置、１２…制御基板、１３…パワー基板、１４…樹脂成形体、２４…挿入孔、２５…接続端子、２６…コネクタ、４１…バスバー、４２，８１…ピン、４５，５４…半田、５１…ランド、５２，８２…金属めっき、５３，８３…半田付け部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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