CN1099726C - 电连接器盒 - Google Patents

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Abstract

一种电连接器盒，包含许多单元电路，单元电路的两端与电子元件例如继电器，熔断器或连接器连接。这些单元电路由相同的导电材料(20a至20g)制成，并且形成长而且窄的部件。单元电路以给定间距相互平行布置。每个单元电路的导电部件(20a至20g)通过另一个导电部件(22a至22o)与电子元件相连，该另一个导电部件(22a至22o)布置成基本上垂直于所述导电部件(20a至20g)。

Description

电连接器盒
本发明涉及例如用于汽车中的电连接器盒。特别是，本发明的电连接器盒用作一个包含许多分支电路的接线盒，并且该接线盒上可以安装继电器、熔断器和电连接器，在本发明的电连接器盒中，电路排布可以被标准化，从而很容易布置电路并且适应变化。
在汽车工业领域，人们不断在寻找最有效的方式来降低制造用于汽车中电气配线的导线系统的成本。在该连接中，优化一个电连接器盒的结构和布线设计非常重要。这适用于内部电路和用来容纳外部端子的连接器插座，还适用于包括外部端子的一个对应的插头连接器，该外部端子装入连接器插座内。
根据汽车的等级，样式或型号，汽车内装有不同种类的电子元件或电气设备。通常，其等级越高，所使用的电路数量越多。为了响应随车辆等级变化而导致电路数量变化，最好使电连接器盒的结构、它们所包含的母线、电连接器盒的连接器插座所容纳的的插头连接器标准化。这样，这些元件可用于所有等级的汽车，这样获得更为广泛的使用。相反，汽车等级决定了在一个插头连接器中所包含的外部端子的数量。因此一个插头连接器只包含一个特定等级所必须的外部端子的数量。例如，对于相同型号的两种不同汽车等级，电连接器盒，电连接器盒的母线和插头连接器的结构得到标准化，唯一的区别在于在低档汽车的插头连接器中没有设置豪华舒适装置的电路。在这方面，低档插头连接器没有设置足够数量的外部端子，因而不能与电连接器盒内包含的所有存在的母线相连接。
图1表示通常用于汽车中的电连接器盒。这种电连接器盒采用壳的形式，它由一个下壳1和一个上壳2组成。该壳包含交替叠加的母线3和绝缘板4。母线3通过将一块导电板冲压成一种给定形式的电路而形成，该母线3包含一系列突出的接头片。继电器，熔断器或连接器安装在位于下壳1和/或上壳2上的装配单元内。然后，接头片3a借助过渡端子(图中未表示)与继电器，熔断器或连接器连接。
在一些情况下，涂层导线用来代替母线3。然后夹紧部件压配合到涂层导线上，这样涂层导线借助过渡端子与继电器，熔断器或连接器连接。
当使用母线时，每次需要更改定线时不得不改变其设计。电路更改要求也必须改变用于制造母线的模板，这样导致较高的成本。而且很难对电路更改或添加作出迅速的反应。或者，当使用涂层电缆或导线以及夹紧部件时，必须沿定线排布涂层电缆。为此目的，必须在绝缘板或者在壳的内表面上设置引导装置。因此，当电路更改或添加时，必须改变绝缘板和壳以及制造绝缘板和壳的模板。与母线的情况相同，需要制造新的模板，结果导致成本提高。
为解决这些问题，必须改进标准化的电路部件，其中很容易进行更改或添加。
图2(A)，(B)，(C)和(D)表示本发明人设计的分支连接箱，它在日本实用新型HEI-5-55718中公开。分支连接箱具有相同构造的两个壳6和6，每个壳包括相同数量的连接器插座5a和与其相对的相应的后部。壳6包含许多母线7，每个母线为相同的分叉叉形而且相对于其纵向中轴对称。然后两个壳6和6背对背叠加，因此连接器插座5a面向相反的方向。接着母线7安装在壳6和6内，例如相互平行排列。结果，电缆8夹紧在分叉叉形的母线7的中部内，因此母线7和电缆8电连接。
图3表示在美国专利5057026中公开的电连接器箱。在该箱中，母线9具有较窄的固定宽度，并且平行布置。母线9在给定位置设有包括夹紧刀片的接头片9a。电缆10在垂直于母线9的方向上对齐，并通过向下推动夹紧刀片与母线9连接。这样母线9和电缆10形成叠加在绝缘板11上的平面电路，而且许多这种单元形成分层结构。一个接插件12沿分层结构一侧附近布置。然后，母线9的各层通过接插件12相互连接。
在图2所示的分支连接箱中，一个插头连接器装在一个对应的连接器插座5a内，当插头连接器不设有足够数量的外部端子时，例如在低档插头连接器情况下，显著数量的母线7没有与任何外侧端子连接，这样不构成电路。而且，容纳连接器的空间有限，因此当电路数量增加时，壳的宽度必须扩宽，因此变得很难制造高密度电路。
在图3所示电连接箱中，母线9的长度预先测定，母线在给定位置平行排列。接着，母线9通过夹紧与电缆连接以形成电路。这个过程需要若干工序和许多连接点，这使得制造复杂。除此之外，当需要接插件12以便使各层母线9连接时，必须制备专用部件，这种复杂的工序和制备专门部件导致较高的制造成本。
提出本发明来解决上述问题。根据本发明的电连接器盒，形成所有电路的导电部件可由相同材料制成，因此制造电路的材料简单且便宜。而且很容易更改或添加电路，装配工作简化且部件数量减少。
为此目的，提供包含许多单元电路的电连接器盒。许多单元电路包含由相同材料制成的第一导电部件，该第一导电部件形成具有较窄宽度的长条形状。第一导电部件以给定的间距平行布置，而且通过第二导电部件分别与一个电子元件，例如继电器，熔断器或连接器连接。第二导电部件布置在基本上垂直于第一导电部件的长度方向上，因此形成相交表面，该相交表面包括在第一和第二导电部件之间的接触点。
优选的是，第一导电部件和第二导电部件由相同材料制成。而且，第一导电部件具有相同的长度，而第二导电部件的长度随电子元件和单元电路之间的距离变化而改变，每个第二导电部件在切割成给定长度后才使用。
典型地，至少第一导电部件或第二导电部件具有一层绝缘薄膜，该绝缘薄膜粘附或涂敷在包括接触点的至少相交表面上，在接触点上剥掉绝缘薄膜，因此形成在第一和第二导电部件之间的电接触点。然后，电接触点接合。
还提供一种电连接器盒，其中许多单元电路分层叠加，电子元件例如继电器，熔断器或连接器安装在每一层上的侧部，该层包括许多单元电路，因此第二导电部件基本呈直角横跨第一导电部件并与其连接。
第一和第二导电部件可包含母线。
当导电部件已经粘附或涂上一层绝缘薄膜时，可以不需要母线的上述涂敷工序。
因此，在包括接触点的至少相交表面上，粘附或涂敷一层绝缘薄膜的第一导电部件或第二导电部件可以包括电线，或者一个可塑造的软性印刷电路，该可塑造的软性印刷电路的导电部件包括铜箔或者裸导线。
一个单元电路定义为一个导电部件，该导电部件的一个端子与一个继电器，熔断器或连接器连接。因此不需要使这些单元电路彼此连接。因而，如图3所示，不再需要使它们之间的母线9连接的接插件12。当改变或补充一个电路时，可以去掉或添加与其他部件平行布置的相应的第一导电部件。其后，可以制备一个新布置的电路，并且，该新布置的电路通过一个垂直布置的第二导电部件与一个给定的继电器，熔断器或连接器连接。这样可以很容易的变更或添加电路。
用于单元电路的第一导电部件具有相同的长度，并且平行布置。第一导电部件通过垂直布置的第二导电部件与电子元件，例如继电器，熔断器或连接器连接。每个第二导电部件的长度变化取决于单元电路和与其连接的一个电子元件之间的距离。最好，用于单元电路的第一导电部件和用来与电子元件连接的第二导电部件由相同的材料制成。
进一步优选的是，在通过将所述材料切割成一个给定长度以制备第二导电部件之后，再使用它们。
如上所述，作为单元电路平行布置的第一导电部件，和用来与垂直于单元电路布置的电子元件连接的第二导电部件由相同材料制成。而且，通过简单地将相同的材料切割成一个固定具体长度，从而将第一导电部件制成相同的长度。类似的，可以通过简单的将相同的材料切割成不同的长度来制备第二导电部件。因而，可以很容易地以低成本制备电路元件。
用作单元电路的第一导电部件，和用来与电子元件例如继电器，熔断器或连接器连接的第二导电部件，可以由例如母线或电线或电缆形成，也可以由可塑造的软性印刷电路(FPCs)形成，该可塑造的软性印刷电路的导电部分由铜箔或裸露的导线或电缆组成。
典型地，当母线用作第一和第二导电部件，并且彼此相交时，至少其中一个母线在它们的相交表面上涂敷有一层绝缘层。随后，母线在其接触点剥去绝缘涂层，并且通过电阻焊接，超声焊接或激光焊接，钎焊或者通过直接接合方式例如铆接来接合。这样它们彼此连接。
或者，用作单元电路的第一导电部件和用来与电子元件连接的第二导电部件可以是电线或电缆。当在相交表面上进行连接时，通过使用用作电接线端子的夹紧部件可以连接两个电线。当使用FPC(可塑造的软性印刷电路)时，在接触点剥去绝缘层，这样暴露出铜箔或导线芯以便随后焊接。
经过平行布置，上述单元电路可以垂直叠加以形成多层。电子元件例如继电器，熔断器或连接器安装进电连接器盒的侧部，然后与单元电路的第一导电部件连接。单元电路装在每一层上，这样用来与电子元件连接的第二导电部件基本上呈直角横跨第一导电部件。
下面接合附图，通过描述作为非限定性实例的优选实施例，本发明的上述和其它目的，特征和优点看得更清楚，其中：
图1是一个已有技术的电连接器盒的一个分解透视图；
图2A至D是第二个已有技术的电连接器盒的分解视图；
图3是第三个已有技术的电连接器盒的分解透视图；
图4是包含在一个电连接器盒中的一般公知的电路的一个实例的视图；
图5表示根据本发明的包含在一个电连接器盒中的电路的连接设计；
图6是包含图5的电路的一个电连接器盒的一个分解透视图；
图7是用于当单元电路的第一导电部件与用来连接电子元件的第二导电部件连接时，接触点的横截面示意图；
图8是本发明的一个第二实施例的一个横截面示意图，其中单元电路叠加在各层中；
图9表示本发明的第三实施例，其中使用电线，其中(A)是一个完整电路的示意透视图，(B)表示当通过一个夹紧部件与电线连接时的一个交叉固定结构；和
图10表示本发明的一个第四实施例，其中可使用FPC(可塑造的软性印刷电路)，其中(A)是一个完整电路的示意透视图，(B)是在第一和第二导电部件之间的一个接触点的一个放大的横截面图。
图4是在一个已知的电连接器盒中所包含的典型电路的视图。在图4中，C1和C2表示安装在一个连接器插座中的连接器，该连接器插座位于电连接器盒的壳的一个第一侧(X侧)，该壳由一个下壳和一个上壳组成，而C3和C4表示安装在一个连接器插座中的连接器，该连接器插座位于所述壳的一个第二侧(Y侧)。类似的，R表示安装在一个继电器插座中的一个继电器，该继电器插座位于所述壳的X侧，而F1和F2表示安装在一个熔断器插座中的熔断器，该熔断器插座位于壳的Y侧。
在图4的电路中，单元电路可以定义为其一端与一个第一继电器，熔断器或者连接器连接，其另一端与一个第二继电器，熔断器或者连接器连接的电路。例如，电路a的一端与一个继电器R连接，并且其另一端分成两个分支，其中一个分支通到熔断器F1，而另一个分支通到熔断器F2。电路b的一端与连接器C3连接，其另一端连接到继电器R。电路c的一端与连接器C4连接，其另一端与继电器R连接。电路d的一端与连接器C4连接，其另一端与连接器C2连接。类似的，在电路e，f，和g中，其两端与任一个连接器，一个继电器或者一个熔断器相连。
上述典型电路可以如图5和6所示，按以下方式通过本发明来实现，单元电路a至g由第一导电部件，例如母线20a-20g组成。每个母线的长度相同，但其宽度较窄。母线20a至20g以给定的间距平行布置，并且包含在一个电连接器盒中，该电连接器盒由一个下壳25和一个上壳26组成。平行排列的母线20a至20g的长度基本上布置在垂直于连接器，继电器或熔断器安装的方向。
与电子元件例如连接器，继电器和熔断器连接的第二导电部件可由母线材料制成，该母线材料与用作单元电路的母线20a至20g所用的材料相同。这种材料切割成所需的长度以便制成母线22a至22o。
在图6中，大多数母线22a至22o的一端与各单元电路连接。在一些情况下，为了提高布线效率，母线在其长度方向上的中部与一个单元电路连接，就象母线22g和22l的情况一样。
每个母线20a至20g的上表面可以粘附或涂上一层绝缘薄膜21。然后，绝缘薄膜21在母线20a至20g与母线22a至22o相交的位置局部切开；在这些互连之处，母线20a至20g引到连接器，继电器或熔断器上。在这种情况下，母线22a至22o不可以粘附也不可以涂上任何绝缘薄膜。
或者，母线22a至22o可代替母线20a至20g粘附或涂上一层绝缘薄膜。然后，在其与母线20a至20g的连接点可以剥掉该绝缘薄膜。在这种情况下，单元电路的母线20a至20g不可以粘附或涂上任何绝缘薄膜。
例如，当单元电路的母线20a至20g粘附或涂上一层绝缘薄膜21时，与电子元件连接的母线22a至22o布置成基本上呈直角横跨母线20a至20g，绝缘薄膜21夹在它们中间。尽管每个母线22a至22o的长度可以不同，但它们相互平行排列。然后，母线20a至20g在其与母线22a至22o相交的表面上去掉绝缘薄膜21。每个母线22a至22o的一个端部(除了如图6所示的作为一个例子的一些母线，例如22g或22l)与母线20a至20g的相应暴露的表面部分接触。至于母线22g和22l，它们的中部以相同方式与母线20d相连。如图7所示，接着，通过电阻焊接27使两部分接合。母线22g和22l的长度设成足以跨过母线20a至20g，并且其中部分别电阻焊接到母线20a和20d的无绝缘薄膜部分上。将母线20a至20g与母线22a至22o连接的技术不仅限于上述电阻焊接，而且包括超声焊接，激光焊接，钎焊或铆接等。
每个母线22a至22o的另一端部或者与连接器C1，C2，C3或C4，或者与继电器R，或者与熔断器F1或F2连接。
图8表示本发明的第二实施例。如图所示，当装在一个单层上的单元电路母线的数量增加时，母线可分开并装在不同层上，结果这些层相互叠加。在这种情况下，绝缘板28夹在不同层之间。当用作单元电路的母线20a至20g和用来与电子元件连接的母线22a至22o均涂上一层绝缘薄膜，可以不需要插入布置绝缘板28。
图9A和9B表示一个第三实施例，其中用作单元电路的第一导电部件和用来与电子元件连接的第二导电部件均包括涂层导线，该涂层导线通过夹紧部件30连接。每个夹紧部件30具有L形水平横截面(如图9B所示，从顶部看去)。它们可以具有不同长度的横截面，而且在底部包括设有夹紧刀片30a的狭槽30b。通过施加向下的压力，夹紧刀片30a使第一涂层导线w1(用作单元电路)与第二涂层导线w2(用作与电子元件连接)相连。
图10A和10B表示一个第四实施例，其中FPC(可塑造的软性印刷电路)43用来形成第一导电部件和第二导电部件，该第一导电部件用作单元电路，该第二导电部件用来与电子元件相连。通过使铜箔或裸导线平行布置以形成导电部件40，并通过使它们的表面涂上绝缘薄膜41和42，，从而制备FPC43。当用作单元电路时，形成了具有与FPC43相同长度的导电部件40，对应的FPC43切割成矩形。而且，在连接点去除绝缘薄膜。当用来与电子元件连接时，FPC43切开，以便每个导电部件40具有理想的长度。当使用FPC43时，第一和第二导电部件40通过电阻焊接等结合，这样相互连接。
尽管图中没有表示，当电连接器盒包含若干层时，根据电路中的电流强度，各层可包括不同类型的电路。例如，电连接器盒可包含布有母线的一个第一层，布有电线或电缆的一个第二层，和布有FPC的一个第三层。而且，用作单元电路的导电部件，和用来与电子元件连接的导电部件，可不必要由相同材料制成。例如，用作单元电路的第一导电部件可由FPC形成，而用来与电子元件连接的第二导电部件可以是电线或电缆。接着，电线或电缆的端部可剥掉绝缘薄膜，这样暴露的导电部分可焊接到FPC的导电部分上。
根据本发明，通过首先使固定长度的第一导电部件平行布置来制备单元电路。当电子元件例如连接器，继电器和熔断器相连时，第二导电部件可简单布置成基本上呈直角横跨第一导电部件。借助这种构造，可简化电路并降低连接点的数量。
当电路变更或添加时，用作单元电路的导电部件可简单地去掉或添加，变更或添加过的元件通过第二导电部件很容易与电子元件连接。这样导电部件可简单地变更或添加。而且电路添加不需要较大的空间，因此本发明的电连接器盒可合理地保持小巧。
尽管电连接器盒可具有多层结构，但在层之间的连接并非必要，因此可减少元件数量。而且，用作单元电路的导电部件和用来与电子元件连接的导电部件可由相同的材料制成。因此，通过将该材料简单地切割成给定长度的部件来制备这些部件。这样，它们会很容易而且低成本地制造。这种制造方法导致成本大大降低。

Claims (7)

1.一种电连接器盒，它包含许多单元电路，其特征在于所述电连接器盒包括第一导电部件(20a至20g)，该第一导电部件(20a至20g)由相同材料制成，且形成具有较窄宽度的长条形状，所述第一导电部件(20a至20g)以给定的间距平行布置，而且通过第二导电部件(22a至20o)分别与一个电子元件，例如继电器(R)，熔断器(F1和F2)或连接器(C1，C2，C3和C4)连接，所述第二导电部件(22a至22o)布置在基本上垂直于所述第一导电部件(20a至20g)的长度方向上，因此形成相交表面，该交叉表面包括在所述第一导电部件(20a至20g)和所述第二导电部件(22a至20o)之间的接触点。
2.如权利要求1所述的电连接器盒，其特征在于所述第一导电部件(20a至20g)和所述第二导电部件(22a至22o)由相同材料制成，所述第一导电部件(20a至20g)具有相同的长度，而所述第二导电部件(22a至22o)的长度随所述电子元件和所述单元电路之间的距离变化而改变，每个所述第二导电部件(22a至22o)在切割成给定长度后使用。
3.如权利要求1或2所述的电连接器盒，其特征在于在包括所述接触点的至少所述相交表面上，至少所述第一导电部件(20a至20g)或所述第二导电部件(22a至22o)粘附或涂上一层绝缘薄膜(21)，在所述接触点剥掉所述绝缘薄膜(21)，因此在所述第一导电部件(20a至20g)和所述第二导电部件(22ag对22o)之间形成电接触点，而且所述电接触点接合。
4.如权利要求1所述的电连接器盒，其特征在于所述许多单元电路分层叠加，而且所述电子元件例如继电器(R)，熔断器(F1和F2)或连接器(C1，C2，C3和C4)安装在所述每一层上的侧部，该层包括所述许多单元电路，因此所述第二导电部件(22a至22o)基本上呈直角横跨所述第一导电部件(20a至20g)并与其连接。
5.如权利要求1所述的电连接器盒，其特征在于所述第一导电部件(20a至20g)和所述第二导电部件(22a至22o)包含母线。
6.如权利要求3所述的电连接器盒，其特征在于在包括所述接触点的至少所述相交表面上，粘附或涂上一层绝缘薄膜的所述第一导电部件(20a至20g)或所述第二导电部件(22a至22o)包括电线(W1和W2)，或者一种可塑的软性印刷电路(43)，该可塑造的软性印刷电路(43)的导电部件(40)包括铜箔或裸导线。
7.如权利要求5所述的电连接器盒，其特征在于在包括所述接触点的至少所述相交表面上，粘附或涂上一层绝缘薄膜的所述第一导电部件(20a至20g)或所述第二导电部件(22a至22o)包括导线(W1和W2)，或者一种可塑的软性印刷电路(43)，该可塑造的软性印刷电路(43)的导电部件(40)包括铜箔或裸导线。
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