CN115616946A

CN115616946A - 通电控制器

Info

Publication number: CN115616946A
Application number: CN202210784050.8A
Authority: CN
Inventors: 土井哲平; 藤本让; 山本和弘
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2021-07-14
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2023-01-17
Also published as: JP7404309B2; US20230028542A1; JP2023012850A

Abstract

提供了一种容易且廉价地适应负载的多样化配置的通电控制器。通电控制器包括：母基板，其安装有允许或中断电源与负载之间的电流流动的机械继电器；子基板，其安装有驱动负载或向负载传输信号的负载控制部件；以及连接部，其将母基板和子基板彼此连接。

Description

通电控制器

技术领域

本发明涉及一种通电控制器。

背景技术

通常，车辆安装有电源和接收来自电源的电力的各种电子装置(负载)。由诸如继电器这样的电气部件的集合构成的通电控制器(所谓的电接线盒)安装在电源与电子装置之间(例如，参见专利文献1)。专利文献1中描述的电子部件模块(即，通电控制器)包括第一电路基板和第二电路基板，线束和熔断器连接到第一电路基板，第二电路基板包括多个继电器并且连接到第一电路基板。

参考列表

专利文献

专利文献1：JP2019-145681A

发明内容

技术问题

近年来，安装在车辆上的电子装置的类型和数量的变化，即，负载的配置已经多样化。负载的多样化配置导致需要改变电源与负载之间的通电方式(即，允许和中断电流的流动)，从而导致需要更换构成通电控制器的基板。然而，在专利文献1中描述的电子部件模块中，第一电路基板和第二电路基板一起构成具有中继电力的功能的单个基板。因此，当负载的配置多样化时，难以避免基板的整体配置的显著变化，这是因为不可能仅仅更换第一电路基板和第二电路基板中的一个电路基板。这导致与负载的多样化配置相关联的基板的变化所需的工时增加，从而导致通电控制器的产品成本增加。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种通电控制器，其能够容易且廉价地适应负载的多样化配置。

解决问题的方案

为了解决上述问题并实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种通电控制器，其被配置为控制电源与负载之间的电流的流动，所述通电控制器包括：第一基板，该第一基板安装有允许或中断所述电源与所述负载之间的电流的流动的继电器；第二基板，该第二基板安装有负载控制部件，该负载控制部件驱动所述负载或向所述负载发送信号；以及连接部，该连接部将所述第一基板与所述第二基板彼此连接。

本发明的有益效果

根据本发明，能够提供一种通电控制器，其能够容易且廉价地适应负载的多样化配置。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的通电控制器的立体图，其中其壳体被移除；

图2是通电控制器的母基板的立体图；

图3是通电控制器的子基板的立体图；以及

图4是通电控制器的整体立体图。

参考标记列表

100 通电控制器

1 母基板(第一基板)

11 机械继电器(继电器)

2 子基板(第二基板)

20 负载控制部件

3 连接部

具体实施方式

在下文中，参考图1至图4描述本发明的一个实施例。通电控制器100是如下装置：其被配置为控制电源(未示出)与接收来自电源的电力的负载(未示出)之间的通电(即，控制电流的流动)。通电控制器100包括：母基板1(第一基板)，其主要功能是中继电源与负载之间的电力；子基板2(第二基板)，其主要功能是控制负载；连接部3，其将母基板1与子基板2彼此连接；以及壳体4，其在母基板与子基板通过连接部3彼此连接的情况下容纳母基板1和子基板2。在附图中，箭头X、箭头Y和箭头Z是彼此垂直的方向。母基板1和子基板2的短边方向由箭头X指示，并且被称为“左右方向X”。母基板1和子基板2的长边方向由箭头Y指示，并且被称为“上下方向Y”。母基板1和子基板2的厚度方向由箭头Z指示，并且被称为“厚度方向Z”。在每个附图中，附图的左侧对应于左右方向X上的左侧，并且附图中的右侧对应左右方向X上的右侧。

母基板1是安装有电路的基板，该电路用于将从电源输入到通电控制器100的电力传输到负载，并且母基板1形成为在上下方向Y上长的基本矩形的形状。如图2所示，母基板1包括连接器块10、多个机械继电器11(继电器)、熔断器块12和电阻器13。连接器块10、机械继电器11、熔断器块12和电阻器13通过印刷布线(未示出)彼此连接。连接器块10是将通电控制器100与外部装置连接的部件，并且连接器块10包括：印刷电路基板端子10a，其被配置为连接到电源或负载；以及外部信号端子10b，其被配置为连接到诸如ECU这样的控制机械继电器11的控制部件。

印刷电路基板端子10a形成为大致立方体盒形状。多个印刷电路基板端子10a设置在母基板1的左端部和右端部上，并且在上下方向Y上对齐。每个印刷电路基板端子10a包括朝向母基板1的外部打开的开口，使得连接到电源或负载的电线的连接器能够通过该开口插入到印刷电路基板端子10a中。外部信号端子10b形成为在左右方向X上伸长的大致长方体箱形状。外部信号端子10b设置在母基板1的设置有印刷布线的安装面1a上，并且设置在安装面1a的上下方向Y上的中央上部处，以便沿着母基板1的上端部在左右方向X上延伸。外部信号端子10b在厚度方向Z上从安装面1a竖立，并且包括在相同方向上打开的开口。如上所述连接到控制部件的电线的连接器能够通过该开口插入到外部信号端子10b中。

机械继电器11是所谓的开关，其将已经从电源输入到通电控制器100的电流传输到负载，并且多个机械继电器11设置在母基板1处。每个机械继电器11设置在安装面1a的大致中央部处，并且在左右方向X和上下方向Y上被连接器块10和熔断器块12包围。熔断器块12是如下部件：其容纳熔断器(未示出)，并且形成为在左右方向X上伸长的大致长方体箱的形状。熔断器块12沿左右方向X设置在母基板1的下端部。电阻器13是调节流过通电控制器100的电量的部件，并且设置在安装面1a上的预定位置处。在该实施例中，电阻器13设置在机械继电器11附近。

子基板2是安装有电路的基板，该电路用于驱动负载或将信号传输到负载，并且子基板2形成为大致矩形板形状，其一边的尺寸小于母基板1在左右方向X上的尺寸。如图3所示，子基板2包括负载控制部件20。例如，负载控制部件20包括诸如芯片电容器或铝电解电容器这样的半导体继电器，其允许或中断电流在子基板2上的流动。负载控制部件20还包括：控制部件，诸如控制半导体继电器的微控制器；以及熔断器和芯片电阻器。各负载控制部件20设置在子基板2的设置有印刷布线(未示出)的安装面2a上，并且通过印刷布线彼此连接。子基板2被布置为在厚度方向Z上与母基板1的安装面1a间隔开，使得作为与安装面2a相反的面的子基板2的背面2b面向母基板1。利用这种布置，母基板1和子基板2在彼此之间间隔开的情况下在厚度方向Z上彼此面对。此外，如图1所示，在母基板1和子基板2之间形成间隙S，并且各种电子部件可以放置在该间隙S内。例如，在该实施例中，多个机械继电器11中的一个或若干个可以放置在间隙S中。

连接部3是将母基板1和子基板2彼此连接的部件。连接部3包括形成在母基板1上的通孔30和安装在子基板2上的排针31。通孔30是在厚度方向Z上穿透母基板1的孔。多个通孔30在上下方向Y上的外部信号端子10b的下方沿着左右方向X形成在母基板1的上端部。每个通孔30被构造为使得排针31的突出端能够插入并固定在其中。因此，每个通孔30的内径的尺寸被设定为与排针31的外径的尺寸基本相同，或者略大于排针31的外径的尺寸。排针31是插入到通孔30中的部件，并且多个排针31沿着左右方向X在子基板2的上端部排列。排针31形成为在厚度方向Z上从子基板2的背面2b朝向母基板1的安装面1a突出。利用这种构造，当排针31插入到通孔30中时，母基板1与子基板2彼此电连接，并且子基板2相对于母基板1机械地固定。此外，上述间隙S在厚度方向Z上的尺寸与通过从整个排针31的突出方向上的尺寸减去插入到通孔30中的排针31的突出端的突出方向上的尺寸而获得的长度基本相等。

如图4所示，壳体4是容纳通过连接部3彼此连接的母基板1和子基板2的部件，并且形成为在上下方向Y上长的大致长方体箱形状。该壳体4包括在厚度方向Z上彼此面对的后盖40和前盖41。后盖40是在上下方向Y上长的大致矩形的框架部件，后盖40的外周缘部在厚度方向Z上朝向前盖41侧竖立。前盖41是在上下方向Y上长的大致矩形的框架部件，并且前盖41的外周缘部在厚度方向Z上朝向后盖40侧竖立。外部信号开口4a形成在前盖41的对应于外部信号端子10b的部分上，以在厚度方向Z上穿透前盖41。外部信号开口4a是用于使外部信号端子10b穿过的开口。当母基板1容纳在壳体4中时，外部信号端子10b的竖立末端通过外部信号开口4a向外突出。这便于将连接到诸如ECU这样的控制部件的电线的连接器插入到外部信号端子10b中。

后盖40和前盖41能够通过它们的周缘部而彼此配合。在上下方向Y上延伸的凹口分别形成在后盖40和前盖41的周缘部的左侧部和右侧部上。在左右方向X上延伸的凹口分别形成在后盖40和前盖41的周缘部的下侧部上。因此，在后盖40和前盖41彼此配合的状态下，即，在形成壳体4的状态下，在壳体4的右壁和左壁两者上形成在内外方向上开口的连接器开口4b，并且在壳体4的下壁上形成在内外方向上开口的熔断器开口4c。连接器开口4b是用于在其中放置印刷电路基板端子10a的开口。当母基板1容纳在壳体4中时，印刷电路基板端子10a的左端从左连接器开口4b向外突出，并且印刷电路基板端子10a的右端从右连接器开口4b向外突出。该构造便于将连接到电源或负载的电线的连接器插入到印刷电路基板端子10a中。熔断器开口4c是用于在其中放置熔断器块12的开口。当母基板1容纳在壳体4中时，熔断器块12的下端从熔断器开口4c向下突出。

根据以下过程组装通电控制器100。首先，如图2所示，将连接器块10、机械继电器11、熔断器块12和电阻器13安装在母基板1上的预定位置。进一步地，如图3所示，将负载控制部件20(例如，半导体继电器、控制部件、熔断器、芯片电阻器)和排针31安装在子基板2上。然后，通过将排针31插入到通孔30中，使母基板1和子基板2彼此电连接并且相对于彼此机械地固定。然后，将壳体4的后盖40放置在母基板1的背面1b侧，并且将壳体4的前盖41放置在子基板2的安装面2a侧，并且在母基板1和子基板2在厚度方向Z上夹在后盖40与前盖41之间的状态下将后盖40和前盖41彼此配合。然后，将连接到电源、负载和诸如ECU这样的控制部件的电线的连接器插入连接器块10中，以在电源与负载之间形成电路径。

在具有这样的配置的通电控制器100中，从一个连接器块10输入的电流或电信号经过母基板1上的印刷布线并且传输到例如熔断器块12。此后，其返回到母基板1上的印刷布线并且从另一连接器块10输出到外部部件。而且，从一个连接器块10输入的电流或电信号经过母基板1上的印刷布线，并从通孔30传输到排针31。此后，其传输到子基板2上的印刷布线，并且再次经过排针31和通孔30以返回到母基板1上的印刷布线，并且从另一连接器块10输出到外部部件。在母基板1上，被诸如ECU这样的控制部件经由外部信号端子10b施加控制的机械继电器11允许和中断电流在电路径上的流动，从而中继电源与负载之间的电力。在子基板2上，由安装在子基板2上的控制部件自身施加控制的半导体继电器允许和中断电流在电路径上的流动，从而驱动负载或将信号传输到负载。

根据上述实施例，通电控制器100包括：母基板1，其安装有允许和中断电流在电源与负载之间的流动的机械继电器11；子基板2，其安装有驱动负载或将信号传输到负载的负载控制部件20；以及连接部3，其将母基板1与子基板2彼此连接。

根据本发明，允许和中断电源与负载之间的电流流动的机械继电器11与控制负载的负载控制部件20被设置在分开的基板上。因此，当负载的配置多样化时，即，当负载本身要被更换或者具有扩展功能的系统要被添加到负载时，并且因此当需要对机械继电器11进行改变或添加时，能够通过简单地改变母基板1的配置来适应负载的这种多样化配置。类似地，即使当需要对与负载的上述多样化配置相关联的负载控制部件20进行改变或添加时，也能够简单地改变子基板2的配置以适应负载的多样化配置。此外，取决于负载的配置，可以要求通电控制器100仅具有如在常规情况下中继电力的功能。在这种情况下，通过简单地从母基板1移除子基板2，能够容易地适应这种情况，而不对母基板1进行任何改变。因此，与需要改变与负载的多样化配置相关联的整个基板的配置的通电控制器相比，能够减少改变基板所需的工时，并且因此可以减少通电控制器100的产品成本。因此，能够提供能够容易且廉价地适应负载的多样化配置的通电控制器100。

此外，根据上述实施例，母基板1和子基板2布置成彼此隔开地在厚度方向Z上彼此面对，并且母基板1与子基板2通过包括通孔30和排针31的连接部3彼此电连接并且彼此机械固定。因此，能够防止通电控制器100的母基板1和子基板2在左右方向X和上下方向Y上的尺寸增大。因此，能够使通电控制器100小型化。此外，由于在母基板1与子基板2之间产生间隙S，因此能够将诸如机械继电器11这样的部件放置在间隙S中。因此，与没有间隙S的配置相比，能够使通电控制器100的尺寸减小了机械继电器11在左右方向X、上下方向Y或厚度方向Z上的尺寸。

此外，根据上述实施例，连接部3设置在母基板1和子基板2的端部。因此，与连接部3设置在母基板1和子基板2的中央部分中的构造相比，用于安装机械继电器11和负载控制部件20的安装空间不太可能被连接部3隔开。因此，能够增加机械继电器11和负载控制部件20的排列的自由度。

已经参考附图描述了本发明的实施例，但是本发明的特定配置不限于这些实施例，因此在不脱离本发明的主旨的情况下对设计进行的修改仍然在本发明的范围内。例如，在该实施例中，构成连接部3的通孔30形成在母基板1上，并且排针31安装在子基板2上。然而，连接部3的构造不限于此。也就是说，排针31可以安装在母基板1上，并且通孔30可以形成在子基板2上。此外，可以设置专用的连接端子以将母基板1与子基板2彼此连接，而不是用通孔30和排针31构成连接部3。此外，可以使用单独的部件来提供用于母基板1与子基板2的电连接和机械固定。例如，专用连接端子可以用于母基板1与子基板2之间的电连接，而母基板1和子基板2中的一个基板可以由专用基座支撑并且相对于母基板1和子基板2中的另一个基板机械地固定。此外，在该实施例中，连接部3设置在母基板1和子基板2的端部上。然而，连接部3可以设置在母基板1和子基板2的中央部分上。在这种情况下，能够有效地利用母基板1和子基板2的端部处的空间。

此外，在本实施例中，子基板2在左右方向X和上下方向Y上的尺寸被设置为分别小于母基板1在左右方向X和上下方向Y上的尺寸。然而，子基板2的尺寸不限于此。子基板2在左右方向X和上下方向Y上的相应尺寸可以与母基板1的尺寸相同，或者可以大于母基板1的尺寸。此外，母基板1和子基板2不需要布置成彼此隔开地在厚度方向Z上彼此面对。例如，可以在母基板1的安装面1a上设置用于子基板2的安装空间，并且可以将子基板2安装在该安装空间中。该配置也能够提供类似于上述实施例的有利效果，并且此外，能够减小通电控制器100在厚度方向Z上的尺寸，因此能够减小通电控制器100的高度。

仅为了说明的目的，在本实施例中示出了诸如安装在母基板1上的机械继电器11和安装在子基板2上的负载控制部件20这样的部件。根据电源和负载的配置，可以省略、改变或适当地添加要安装的这些部件。例如，母基板1可以安装有诸如半导体继电器的继电器和用于控制继电器的控制部件，以便向母基板1添加用于驱动负载的功能和用于向负载传输信号的功能。此外，子基板2可以安装有机械继电器11，以便向子基板2添加在电源与负载之间中继电力的功能。

Claims

1.一种通电控制器，该通电控制器被配置为控制电源与负载之间的电流的流动，所述通电控制器包括：

第一基板，该第一基板安装有继电器，所述继电器允许或中断所述电源与所述负载之间的电流的流动；

第二基板，该第二基板安装有负载控制部件，所述负载控制部件驱动所述负载，或将信号传输到所述负载；以及

连接部，该连接部将所述第一基板与所述第二基板彼此连接。

2.根据权利要求1所述的通电控制器，其中，

所述第一基板与所述第二基板被布置为在厚度方向上彼此隔开有间隙地相互对置，并且

所述第一基板与所述第二基板通过所述连接部彼此电连接并且彼此机械固定。

3.根据权利要求1或2所述的通电控制器，其中，所述连接部设置在所述第一基板和所述第二基板的端部。