JP6432792B2 - 回路構成体及び電気接続箱 - Google Patents

Description

本明細書では、回路構成体に関する技術を開示する。

従来、ケース内に回路構成体を収容してなる電気接続箱として、特許文献１に記載のものが知られている。この電気接続箱は、車両の電源と、ランプ、ホーン等の車載電装品との間に配設されて車載電装品に対して通電及び断電を実行する。上記の回路構成体は、プリント配線技術により導体パターンが形成された制御回路基板と、制御回路基板の裏面に接着されたバスバーとを備える。制御回路基板の開口部からは、バスバーが露出している。制御回路基板の表面側に実装された電子部品は、制御回路基板の表面の導体パターンと、開口部から露出するバスバーとの双方にはんだ付け等により電気的に接続されている。

特開２００３−１６４０３９号公報

上記の構成によると、制御回路基板の表面の導体パターンと、回路基板の開口部から露出するバスバーとの間には、制御回路基板及び接着剤の厚さ寸法に応じて段差が生じている。そのため、電子部品を、導体パターンとバスバーの双方に接続するためには、この段差に応じて、例えば、電子部品のリード端子を曲げ加工する作業や、段差に相当する厚さ寸法を有する中継部材等の部品を用意する必要があり、作業工程の増加や、部品点数の増加によって製造コストが増大するという問題点があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電子部品の端子を基板の導電路とバスバーとに接続する際の段差を抑制することを目的とする。

本発明の回路構成体は、複数の端子を有する電子部品と、絶縁板に導電路が形成され、前記電子部品が挿通される挿通孔が形成された第１基板と、前記第１基板に重ねられたバスバーと、絶縁板に導電路が形成され、前記第１基板に重ねられて少なくとも一部が前記バスバーと同層に配された第２基板と、を備え、前記電子部品の前記複数の端子は、前記バスバーと前記第２基板の導電路とに接続されている。

本構成によれば、第２基板は、第１基板に重ねられて少なくとも一部がバスバーと同層に配されるため、第１基板の挿通孔に挿通された電子部品の複数の端子をバスバーと第２基板の導電路とに接続するときに段差が生じにくくなる。よって、電子部品の端子を第２基板の導電路とバスバーとに接続する際の段差を抑制することが可能となる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記バスバーは、前記第２基板が圧入される切欠部を有する。
このようにすれば、第２基板をバスバーに対して位置決めすることができる。

前記第１基板の導電路は、前記第１基板を貫通する中継部に電気的に接続されており、前記中継部は、前記第２基板の導電路に半田で接続されている。
このようにすれば、電子部品の端子を、第２基板の導電路及び中継部を介して第１基板の導電路に電気的に接続することができる。

前記電子部品は、樹脂製の外装体で外装されており、前記端子は、前記外装体の底面に沿うように前記外装体から露出している。
このようにすれば、電子部品を小型化できるため、回路構成体を小型化することができる。

前記挿通孔は貫通孔であって、前記電子部品は、全体が前記挿通孔内に収容されている。
このようにすれば、電子部品を第１基板の表面から突出させないようにすることができるため、回路構成体を小型化することができる。

前記回路構成体と、前記回路構成体を収容するケースとを備える電気接続箱とする。

本発明によれば、電子部品の端子を基板の導電路とバスバーとに接続する際の段差を抑制することができる。

実施形態１の電気接続箱を示す断面図 回路構成体を示す平面図 図２のＡ−Ａ断面図 第１基板の一部を拡大して示す平面図 第１基板の一部を拡大して示す断面図 第２基板を示す平面図 第２基板を示す断面図 複数のバスバーを示す平面図 バスバーに第２基板が圧入された状態を示す平面図 バスバーに第２基板が圧入された状態を示す断面図 第１基板に第２基板付きのバスバーを貼り合わせた状態を示す平面図 第１基板に第２基板付きのバスバーを貼り合わせた状態を示す断面図 実施形態２の回路構成体を示す断面図 第１基板の一部を拡大して示す平面図 第１基板の一部を拡大して示す断面図 第２基板を示す平面図 第２基板を示す断面図 バスバーに第２基板が圧入された状態を示す平面図 バスバーに第２基板が圧入された状態を示す断面図 第１基板に第２基板付きのバスバーを貼り合わせた状態を示す平面図 第１基板に第２基板付きのバスバーを貼り合わせた状態を示す断面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図１２を参照しつつ説明する。
電気接続箱１０は、例えば、車両のバッテリ等の電源と、ランプ、ワイパー等の車載電装品等からなる負荷との間の電力供給経路に配され、例えばＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等に用いることができる。以下では、Ｘ方向を右方、Ｙ方向を前方、Ｚ方向を上方として説明する。

（電気接続箱１０）
電気接続箱１０は、図１に示すように、回路構成体２０と、回路構成体２０を収容するケース１１とを備える。ケース１１は、回路構成体２０が載置される放熱部材１２と、回路構成体２０の上方側を覆うカバー１５とを備えている。

放熱部材１２はアルミニウム合金等の熱伝導性が高い金属材料からなり、回路基板２１の全体を載置可能な大きさの平坦な上面を有し、底面側に櫛刃状に並んで配された複数の放熱フィン１３を有している。放熱部材１２の上面には、ネジ４１でネジ留めするためのネジ溝を有するネジ孔１４が形成されている。カバー１５は、合成樹脂製又は金属製であって、下方側が開口した箱形である。

（回路構成体２０）
回路構成体２０は、図２，図３に示すように、回路基板２１と、回路基板２１に実装される電子部品３６とを備える。回路基板２１は、第１基板２２と、第１基板２２の裏面に重ねられた複数のバスバー２７と、第１基板２２の裏面に重ねられ、複数のバスバー２７と同層に配された第２基板３０とを備えている。

（第１基板２２）
第１基板２２は、絶縁材料からなる絶縁板の上面にプリント配線技術により銅箔等からなる導電路（図示しない）が形成されており、電子部品３６が挿通される挿通孔２３と、スルーホール２４と、ネジ４１の軸部を通す通し孔２６とが貫通形成されている。

挿通孔２３は、長方形状であって、第１基板２２の中央部及び周縁部から離れた位置に複数（本実施形態では４つ）形成されている。スルーホール２４は、各挿通孔２３の内側に所定寸法離れた位置に、複数（本実施形態では４つ）形成されている。スルーホール２４は、円形状の貫通孔であって、内壁面及び上下の開口縁部には、導電性の中継部２５が形成されている。中継部２５は、スルーホール２４の内壁面及び開口縁部に筒状に形成された金属であって、第１基板２２の上面（表面）の導電路と電気的に接続されている。

（バスバー２７）
各バスバー２７は、銅や銅合金等の金属からなる板状であって、金属板材を導電路の形状に応じた形状に打ち抜いて形成され、同一平面上に間隔を空けて配されている。隣り合うバスバー２７の一方のバスバー２７の側縁には、図８に示すように、バスバー２７の側縁を切り欠いた形状の切欠部２８が形成されている。この切欠部２８には、図９に示すように、第２基板３０が圧入される。

第１基板２２とバスバー２７とは、図１に示すように、接着部材２９（例えば、接着シートや接着剤等）を用いて貼り合わせて構成されている。複数のバスバー２７には、ネジ４１の軸部を通す通し孔２７Ａが貫通形成されている。

（第２基板３０）
第２基板３０は、絶縁材料からなる絶縁板の上面にプリント配線技術により銅箔等からなる導電路（図示しない）が形成されており、第１基板２２及びバスバー２７よりも厚みが薄く形成され、ＸＹ平面の大きさは、第１基板２２よりも小さい。

第２基板３０がバスバー２７間に圧入されて固定された状態では、図１２に示すように、第２基板３０の上面は、バスバー２７の上面よりも低い位置とされ、第２基板３０の下面は、バスバー２７の下面よりも高い位置とされている。第２基板３０の導電路３１は、図６に示すように、中継接続部３２と、端子接続部３３と、中継接続部３２と端子接続部３３とを連結する連結部３４とを備えている。中継接続部３２は、円形状であって、中継部２５の下端側において中継部２５と半田付けして接続される。端子接続部３３は、長方形状であって、電子部品３６の端子３８に半田付けされる。連結部３４の上には、帯状の金属からなるシート３４Ａが重ねられている。シート３４Ａの長手方向の端縁は、中継接続部３２や端子接続部３３に接続された半田Ｓの広がりを止めることができる。

電子部品３６は、本実施形態では、端子３８の長さが短いいわゆるリードレス部品が用いられており、図３に示すように、ＦＥＴ（Field effect transistor）等からなり、本体３７と、複数の端子３８とを有する。本体３７は、直方体状であって、合成樹脂製の外装体３７Ａで外装されており、外装体３７Ａの底面側から露出する端子３８が外装体３７Ａの底面３７Ｂに沿うように配されている。１つの電子部品３６の複数の端子３８は、少なくとも１つの端子３８がバスバー２７に半田Ｓで半田付けされ、他の少なくとも１つの端子３８が端子接続部３３に半田Ｓで半田付けされる。回路構成体２０の底面と放熱部材１２の上面との間は、絶縁性の接着剤が硬化してなる絶縁層４０が形成されている。絶縁層４０として、例えば、加熱硬化型のエポキシ樹脂系接着剤を用いることができる。

電気接続箱１０の製造方法について説明する。
図９に示すように、バスバー２７の切欠部２８に第２基板３０を圧入して第２基板付きのバスバー２７を形成し、第２基板付きのバスバー２７に隣り合うバスバー２７を第２基板３０に密着させて配置する。次に、第１基板２２又はバスバー２７に接着剤を塗布し、第１基板２２とバスバー２７とを貼り合わせる（図１２）。

バスバー２７と、第２基板３０の中継接続部３２と、端子接続部３３との所定の位置に半田ペーストを塗布し、リフロー炉を通してリフロー半田付けすることにより、電子部品３６の複数の端子３８がバスバー２７と端子接続部３３に半田Sで半田付けされるとともに、中継部２５と中継接続部３２が半田Ｓで半田付けされて回路構成体２０が形成される（図３）。次に放熱部材１２の上に絶縁層４０を介して回路構成体２０を載置し、ネジ４１の軸部をワッシャー４２，第１基板２２の通し孔２６，バスバー２７の通し孔２７Ａに通し、ネジ孔１４にネジ留めすることで、回路構成体２０が放熱部材１２に固定される。そして、回路構成体２０の上からカバー１５を被せることで、電気接続箱１０が形成される（図１）。

上記実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
回路構成体２０の第２基板３０は、第１基板２２に重ねられて少なくとも一部がバスバー２７と同層に配されているため、第１基板２２の挿通孔２３に挿通された電子部品３６の複数の端子３８をバスバー２７と第２基板３０の導電路３１とに接続するときに段差が生じにくくなる。よって、電子部品３６の端子３８を第２基板３０の導電路とバスバー２７とに接続する際の段差を抑制することが可能となる。

また、バスバー２７は、第２基板３０が圧入される切欠部２８を有する。
このようにすれば、第２基板３０をバスバー２７に対して位置決めすることができるとともに、第２基板３０を第１基板２２に重ねる作業を容易に行うことができる。

また、第１基板２２の導電路は、第１基板２２を貫通する中継部２５に電気的に接続されており、中継部２５は、第２基板３０の導電路に半田Ｓで接続されている。
このようにすれば、電子部品３６の端子３８を、第２基板３０の導電路３１及び中継部２５を介して第１基板２２の導電路に電気的に接続することができる。

また、電子部品３６は、樹脂製の外装体３７Ａで外装されており、端子３８は、外装体３７Ａの底面３７Ｂに沿うように外装体３７Ａから露出している。
このようにすれば、電子部品３６を小型化できるため、回路構成体２０を小型化することができる。

また、挿通孔２３は貫通孔であって、電子部品３６は、全体が挿通孔２３内に収容されている。
このようにすれば、電子部品３６を第１基板２２の表面から突出させないようにすることができるため、回路構成体２０を小型化することができる。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２を図１３ないし図２１を参照して説明する。実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
回路構成体５０は、図１３に示すように、回路基板５１と、回路基板５１に実装される電子部品３６とを備える。回路基板５１は、第１基板５２と、第１基板５２の裏面に重ねられた複数のバスバー２７と、第１基板５２の裏面に複数のバスバー２７と同層に重ねられた第２基板６０とを備えている。第１基板５２には、絶縁材料からなる絶縁板の上面及び下面にプリント配線技術により銅箔等からなる導電路（図示しない）が形成されている。第１基板５２の下面には、導電路の一部である接続部５３が形成されている。

第２基板６０は、絶縁材料からなる絶縁板の上面にプリント配線技術により銅箔等からなる導電路６１が形成されているとともに、スルーホール６５が貫通形成されている。第２基板６０の導電路６１は、図１６，図１７に示すように、中継接続部６２と、端子３８に半田付けされる端子接続部６３と、接続部５３に半田付けされる中継接続部６２と端子接続部６３とを連結する連結部６４とを備えている。スルーホール６５の開口縁及び内壁面には、銅箔等の金属からなる中継接続部６２が形成されている。中継接続部６２は、円筒形状であって、図１３に示すように、接続部５３に重なる位置（接続部５３の領域）に配されており、接続部５３と中継接続部６２とは半田付けされて電気的に接続される。中継接続部６２の内側の半田Ｓは、回路構成体５０の下面側から視認することができる。なお、第１基板５２には、第１基板５２の上面の導電路に接続される中継接続部を第１基板５２を貫通するように設けて、この中継接続部に接続部５３を接続するようにしてもよい。

回路構成体５０の製造方法について説明する。
図１８，図１９に示すように、バスバー２７の切欠部２８に第２基板６０を圧入して他のバスバー２７を所定の位置に配し、第１基板５２又はバスバー２７に接着剤を塗布し、第１基板５２と複数のバスバー２７とを貼り合わせる（図２０，図２１）。次に、バスバー２７と第２基板６０の端子接続部６３と第１基板５２の接続部５３又は中継接続部６２との所定の位置に半田ペーストを塗布し、リフロー炉を通してリフロー半田付けすることにより、複数の端子３８とバスバー２７と端子接続部６３とが半田付けされるとともに、接続部５３と中継接続部６２とが半田付けされて回路構成体５０が形成される（図１３）。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）電子部品３６としては、ＦＥＴに限られず、種々の電子部品を用いることができる。例えば、メカニカルリレー、コイル、コンデンサ等としてもよい。

（２）挿通孔２３は貫通孔としたが、これに限られない。例えば、挿通孔２３を上面側（バスバー２７とは反対側）が閉鎖された凹部として、凹部内に電子部品３６が収容されるようにしてもよい。

（３）第２基板３０,６０は、全体がバスバー２７の層内（厚み内）に配されたがこれに限られない。例えば、第２基板３０，６０の厚みの一部（少なくとも一部）がバスバー２７の層（厚み）に重なるようにしてもよい。また、第２基板３０，６０の厚みは、バスバー２７の厚みよりも小さいこととしたが、これに限られず、第２基板３０，６０の厚みがバスバー２７の厚みと同じか、又は、バスバー２７の厚みよりも大きくてもよい。

（４）バスバー２７は、第２基板３０が圧入される切欠部２８が設けられる構成としたが、これに限られない。例えば、切欠部２８のない隣り合うバスバー２７間に第２基板３０，６０が圧入又は挟持される構成としてもよい。また、例えば、バスバー２７に第２基板３０，６０が圧入又は挿通される貫通孔を貫通形成してもよい。

（５）第２基板３０，６０は、バスバー２７間に圧入される構成としたが、これに限られない。例えば、バスバー２７と第２基板３０，６０との間に隙間を有していてもよい。また、例えば、バスバー２７と第２基板３０，６０との間に他の部材（例えばスペーサ等）が介在していてもよい。

１０： 電気接続箱
１１： ケース
２０，５０： 回路構成体
２１： 回路基板
２２，５２： 第１基板
２３： 挿通孔
２４，６５： スルーホール
２５： 中継部
２７： バスバー
２８： 切欠部
３０，６０： 第２基板
３６： 電子部品
３８： 端子
３７Ａ： 外装体
３７Ｂ： 底面
３８： 端子

Claims (6)

1. 複数の端子を有する電子部品と、
   絶縁板に導電路が形成され、前記電子部品が挿通される挿通孔が形成された第１基板と、
   前記第１基板に重ねられたバスバーと、
   絶縁板に導電路が形成され、前記第１基板に重ねられて少なくとも一部が前記バスバーと同層に配された第２基板と、を備え、
   前記電子部品の前記複数の端子は、前記バスバーと前記第２基板の導電路とに接続されている回路構成体。
2. 前記バスバーは、前記第２基板が圧入される切欠部を有する請求項１に記載の回路構成体。
3. 前記第１基板の導電路は、前記第１基板を貫通する中継部に電気的に接続されており、前記中継部は、前記第２基板の導電路に半田で接続されている請求項１又は請求項２に記載の回路構成体。
4. 前記電子部品は、樹脂製の外装体で外装されており、
   前記端子は、前記外装体の底面に沿うように前記外装体から露出している請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回路構成体。
5. 前記挿通孔は貫通孔であって、前記電子部品は、全体が前記挿通孔内に収容されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回路構成体。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回路構成体と、
   前記回路構成体を収容するケースとを備える電気接続箱。

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