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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbindungskasten
bzw. Verbinderanschlußkasten,
welcher geeignet ist, auf beispielsweise einem Kraftfahrzeug oder
einem anderen Fahrzeug montiert bzw. angeordnet zu werden, und bezieht
sich spezifischer auf eine verbindende Struktur für eine gedruckte
Leiterplatte bzw. Schaltungsplatte und ein Sammelschienen- bzw.
Stromschienen-Laminat in dem elektrischen Verbindungskasten.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
Beispiel eines elektrischen Verbindungskastens, welcher geeignet
ist, in einem Fahrzeug oder dgl. montiert zu werden, ist in 5 gezeigt, welche
in der unveröffentlichten
japanischen Anmeldung Nr. 11-344812 vom 1. Juli 1999 enthalten ist. Der
Kasten 41 ist mit einem Stromschienen-Laminat 44, welches aus Strom-
bzw. Sammelschienen 42 und Isolationsschichten 43 zusammengesetzt
ist, und einer gedruckten Schaltungs- bzw. Leiterplatte 45 ausgestattet,
welche die Funktion einer ECU (elektronischen Regel- bzw. Steuereinheit)
aufweist. Verschiedene elektrische Teile 46 sind auf einer
Fläche
bzw. Seite der gedruckten Leiterplatte 45 montiert. Die
Anschlüsse
bzw. Kontakte dieser elektrischen Teile 46 sind in den
plattierten bzw. überzogenen
Durchtrittslöchern
der Platte 45 gelötet.
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Ein
Paar von Gehäusen 47 ist
an der obersten Isolatorschicht 43 vorgesehen und Verbinder 48 aus
gebogenem Blattmetall werden bzw. sind in diesen Gehäusen 47 gehalten.
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Aufzunehmende
bzw. Steckerflachstecker bzw. -dorne 42a, welche durch
ein Aufbiegen von Abschnitten der Stromschienen 42 gebildet
sind, sind in den unteren öffnenden
Teilen der jeweiligen Verbinder 48 eingesetzt und gehalten.
Verbindende Anschlüsse 50,
welche teilweise in Harzblöcke 49 geformt
sind, und ihre ersten Enden 50a sind an die beschichteten
Durchtrittslöcher
der Schaltungsplatte 45 gelötet. Die zweiten Enden 50b der
jeweiligen verbindenden- bzw.
Verbindungsanschlüsse 50 sind
in den oberen Öffnungsteilen
der Verbinder 48 eingesetzt und gehalten. Auf diese Weise
sind die Schaltungsplatte 45 und das Stromschienen-Laminat 44 elektrisch
verbunden.
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Jedoch
steigt, wenn die Anzahl der Teile hoch ist, die Anzahl der für den Zusammenbau
nötigen
Schritte, da eine große
Anzahl der Verbinder 48 in diesem elektrischen Verbindungskasten 41 nötig sind.
Dementsprechend hat dies in einer Komplikation der Struktur, Kostenzunahme
der Produkte und auch Gewichtszunahme der Produkte resultiert.
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EP 0 727 851 A2 beschreibt
eine elektrische Verbindungskonstruktion zwischen einem elektrischen
Verbindungskasten und einer elektronischen Schaltkreiseinheit, welche
die Eigenschaften des ersten Teils von Anspruch 1 zeigt. Die Verbindungen zwischen
den zwei Komponenten werden gebildet, indem ein Flachstecker bzw.
Dorn an einer der Einheiten in einen pressenden Kontaktschlitz in
einem Flachstecker auf der zweiten Einheit eingesetzt wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand bzw. Ziel, einen elektrischen
Verbindungskasten zur Verfügung
zu ste llen, welcher ein Stromschienen- bzw. Sammelschienen-Schichtsystem bzw.
-Laminat beinhaltet, welcher eine einfache Struktur aufweisen kann
und kostengünstig
sowie von geringem Gewicht sein kann.
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Gemäß der Erfindung
wird ein elektrischer Verbindungskasten zur Verfügung gestellt, wie er in Anspruch
1 dargelegt ist.
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Vorzugsweise
steht auf dem Stromschienen-Laminat wenigstens ein Gehäuse, welches
aus isolierendem Material zusammengesetzt ist, in Richtung der gedruckten
Leiterplatte hoch, welches eine Vielzahl der Verbindungslaschen
bzw. -zungen beinhaltet und ein äußeres Ende
aufweist, an das der geformte Block angrenzt bzw. anliegt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nun anhand eines nicht begrenzenden Beispiels
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht in Explosionsdarstellung des
elektrischen Verbindungskastens ist, welcher eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 eine
Schnittansicht des elektrischen Verbindungskastens von 1 ist.
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3 eine
perspektivische Ansicht der geformten Verbindungsartikel bzw. -gegenstände ist, welche
in dem elektrischen Verbindungskasten von 1 verwendet
werden.
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4(a) und 4(b) vergrößerte perspektivische
Ansichten eines zweiten Endes eines verbindenden bzw. Verbindungsanschlusses
und des Endteils des Flachsteckers in dem Kasten von 1 sind.
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5 eine
Schnittansicht ist, welche einen bekannten elektrischen Verbindungskasten
zeigt, der oben beschrieben wurde.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsformen
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Der
elektrische Verbindungskasten bzw. Verbinderanschlußkasten 1,
welcher geeignet ist, um in einem Automobil montiert zu werden,
welcher die vorliegende Erfindung verkörpert, die im Detail in 1 bis 4 illustriert
ist, weist ein Sammelschienen-Laminat 3 und eine gedruckte
Schaltungs- bzw. Leiterplatte 4 auf,
welche die Funktion einer ECU-Einheit aufweisen, die in einem oberen
Behälter bzw.
Gehäuse 2 montiert
sind, das aus einem geeigneten geformten polymerischen Harz hergestellt
ist.
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Das
Sammelschienen-Laminat bzw. -Schichtsystem 3, welches eine
ungefähr
rechteckige bzw. rechtwinkelige Gestalt insgesamt aufweist, wird durch
ein alternatives Laminieren von Strom- bzw. Sammelschienen 5,
welche aus einem elektrisch leitfähigen Metallblatt hergestellt
sind, und Isolationsschichten 6 gebildet, welche aus Harz
hergestellt sind. Verbindungszungen bzw. -laschen 5a sind,
wo erwünscht,
vorgesehen bzw. zur Verfügung
gestellt, indem Abschnitte dieser Sammelschienen 5 aufwärts gebogen
werden. Das Sammel- bzw.
Stromschienen-Laminat 3 ist an der Öffnung des oberen Behälters 2 angeordnet.
Ein unterer Behälter 7,
ebenfalls aus einem geeigneten Harz, ist in dem oberen Behälter 2 eingepaßt.
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Die
gedruckte Leiter- bzw. Schaltungsplatte 4 weist eine rechteckige
bzw. rechtwinkelige Gestalt auf und ist von geringerer Größe als das
Stromschienen-Laminat 3. Die Schaltungsplatte 4 in
der vorliegenden Ausführungsform
ist eine Doppelflächenplatte
bzw. Doppelseitenplatte, welche Leitermuster auf beiden Flächen bzw.
Seiten aufweist, welche miteinander durch die beschichteten Durchtrittslöcher 8 verbunden
sind, in welche Verbindungsstifte eingesetzt werden können. In 1 und 2 sind
verschiedene elektronische Teile 9 (z.B. IC-Pakete, Widerstände, Kondensatoren
und dgl.) auf einer Fläche 4a der
gedruckten Leiterplatte 4 montiert. Jedes dieser elektronischen
Teile 9 weist eine vielfache Anzahl von Anschlüssen 10 auf.
Die jeweiligen Anschlüsse 10 sind
in die entsprechenden beschichteten Durchtrittslöcher 8 eingesetzt
und gelötet.
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Als
nächstes
wird die Struktur, welche die gedruckte Leiterplatte 4 mit
dem Stromschienen-Laminat 3 verbindet, beschrieben. Eine
elektrische Verbindung zwischen diesen zwei wird durch die geformten
Verbindungsartikel 11 zur Verfügung gestellt, von welchen
zwei in dem elektrischen Verbindungskasten 1 vorgesehen
sind. Die zwei geformten Verbindungsartikel 11 sind an
zwei beabstandeten Stellen an der Teile-Montagefläche 4a der
gedruckten Leiterplatte 4 angeordnet.
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Wie
dies in 3 gezeigt wird, weist jeder geformte
Verbindungsartikel 11 eine vielfache Anzahl (hier vier)
von verbindenden bzw. Verbindungsanschlüssen 13 auf, welche
teilweise in Harzblöcke 12 geformt
sind. Die verlängerten bzw.
länglichen
rechtwinkeligen parallelepipedischen Harzblöcke 12 sind aus einem
Harzformmaterial (beispielsweise einen Epoxy oder dgl.) hergestellt,
welches eine Isolationseigenschaft und Hitzebeständigkeit aufweist. Wie dies
in 2 gezeigt wird, grenzen die Flächen S3 des Harzblocks 12 an
die Teile-Montagefläche 4a der gedruckten
Leiterplatte 4 an, und es ist bevorzugt, daß die Fläche S3 und
die Teile-Montagefläche 4a nicht
durch einen Kleber oder dgl. zusammengeklebt sind bzw. werden. Entsprechend
kann auch verstanden werden, daß die
Teile-Montagefläche 4a durch die
Flächen
S3 des Harzblocks 12 abgestützt wird, obwohl sie nicht
geklebt ist.
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Die
vier Verbindungsanschlüsse 13 in
jedem Block 12 sind aus einem Blatt eines elektrisch leitfähigen bzw.
leitenden metallischen Materials hergestellt, ähnlich zu jenen der Sammelschienen 5 in
der vorliegenden Ausführungsform.
Jeder Anschluß 13 wird
parallel und gleichmäßig von
seinen Nachbarn beabstandet durch eine Insertformgebung in den Harzblöcken 12 zurückgehalten.
Wie dies in 3 gezeigt wird, sind die zweiten
Endteile A2 der Anschlüsse 13 linear
und ragen rechtwinkelig von der Fläche S1 der Harzblöcke 12 vor.
Andererseits sind die freigelegten ersten Endteile A1 rechtwinkelig
gebogen und ragen von der Seitenfläche S2 des Harzblocks 12 vor.
Formschrumpf-Schutzlöcher 14 sind zwischen
den jeweiligen Verbindungsanschlüssen 13 in
der Fläche
S1 ausgebildet. In dem Harzblock 12 ist jeder Anschluß 13 ebenfalls
rechtwinkelig gebogen.
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Wie
dies in 2 gezeigt wird, sind die ersten
Enden 13a der ersten Endteile A1 der Anschlüsse 13 in
den beschichteten Durchtrittslöchern 8 der Schaltungsplatte 4 eingesetzt
und gelötet.
Die ersten Endteile A1 sind in die be schichteten Durchtrittslöcher 8 aus
der selben Richtung wie die Anschlüsse 10 der anderen
elektronischen Teile 9 eingesetzt.
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Wie
dies in 1 gezeigt wird, sind aufrechte
bzw. aufragende Gehäuse 22 nach
Bedarf an zwei beabstandeten Stellen der Isolationsschicht 6 vorgesehen,
welche auf der obersten Stromschienenschicht in dem Laminat 3 gelegen
bzw. angeordnet ist. Spezifisch entsprechen diese Gehäuse 22 in
der Anordnung den zwei geformten bzw. gespritzten Verbindungsartikeln 11,
welche an der gedruckten Leiterplatte 4 festgelegt sind.
Diese Gehäuse 22 sind
integral mit der obersten Isolationssicht 6 durch ein Formen
unter Verwendung eines synthetischen Harzes als Material als ein
rechtwinkeliger Kasten ausgebildet, welcher an der oberen Endfläche offen
ist. Eine vielfache Anzahl (hier vier) der Verbindungslaschen 5a steht
aufrecht in dem inneren Hohlraum mit rechtwinkelig parallelepipedischer
Gestalt des Gehäuses 22.
Die Fortsätze
bzw. Laschen 5a sind zueinander parallel und gleich beabstandet.
Wie dies in 4 gezeigt wird, weisen die Enden
der Laschen 5a Einsetzrillen bzw. -nuten 26 auf,
welche sich in ihrer Längsrichtung
(der Auf- und Ab-Richtung
von 4) erstrecken. In dieser Ausführungsform weisen die Rillen 26 eine
V-Form oder eine U-Form mit einem Paar von entgegengesetzten bzw.
gegenüberliegenden
halbkreisförmigen
Vorsprüngen 27 an
den oberen Enden der inneren Seiten der Rillen 26 auf. Die
Lücke bzw.
der Spalt zwischen dem Paar von Vorsprüngen 27 ist etwas
schmäler
bzw. enger als die Plattenstärke
bzw. -dicke des Verbindungsanschlusses 13.
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Wie
dies in 4(b) gezeigt wird, sind die Enden 13b der
zweiten Endteile A2 der Verbindungsanschlüsse 13 durch Rei bung
gehalten, indem sie in die Einsetzrillen 26 eingesetzt
werden. Die Elastizität bzw.
Sprungkraft des Materials der Laschen 5a stellt einen Druckkontakt
zwischen den Vorsprüngen 27 und
den Anschlüssen 13 sicher.
An ihrem Verbindungsbereich liegen die Lasche 5a und das
Ende des Endes 13b des Anschlusses in orthogonalen Ebenen.
Die gedruckte Leiterplatte 4 und das Stromschienen-Laminat 3 sind
somit elektrisch verbunden. Weiter ist die Fläche S1 des Blocks 12,
wo die zweiten Endteile A2 vorragen, in Kontakt mit den und abgestützt durch
die oberen Endflächen
der Gehäuse 22,
wie dies in 2 gezeigt wird.
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Die
folgenden Vorteile können
in dieser Ausführungsform
erzielt bzw. erhalten werden.
- (1) Die zweiten
Enden 13b der jeweiligen Verbindungsanschlüsse 13 sind
in die Einsetzrillen 26 an den Enden der jeweiligen Laschen 5a eingesetzt
und festgelegt. Daher können
die Schaltungsplatte 4 und das Stromschienen-Laminat 3 einzig
durch die geformten Verbindungsartikel 11 elektrisch verbunden
sein bzw. werden. Entsprechend wird die große Anzahl von Verbindungen, wie
beispielsweise Verbinder 48 in 7,
welche früher
erforderlich waren, vermieden. Deshalb kann die Anzahl von Teilen
reduziert werden und die Anzahl an Zusammenbauschritten kann dementsprechend
reduziert werden. Geringe Kosten des elektrischen Verbindungskastens 1 können erzielt
werden, und er weist eine einfache Struktur und ein geringes Gewicht
auf.
- (2) Die vielfache Anzahl der Verbindungsanschlüsse 13 ist
in gegenseitig festgelegten Positionen in den Harzblöcken 12 geformt,
wobei beide Endteile freigelegt sind. Deshalb ist eine beschwerliche
Arbeit eines Lötens
von Verbindungs anschlüssen,
indem sie einer nach dem anderen angeordnet werden, unnötig. Dementsprechend ist
die Lötarbeit
auf der gedruckten Leiterplatte leicht, und der Zusammenbau des
elektrischen Verbindungskastens 1 einfach.
- (3) Die Laschen 5a sind in den Gehäusen 22 angeordnet,
welche auf der Isolationsschicht 6 vorgesehen sind, so
daß die
Verbindung zwischen den Laschen 5a und den Verbindungsanschlüssen 13 durch
die Gehäuse 22 geschützt sind. Dementsprechend
wird ein Widerstand gegen Schock bzw. Stoß und Vibration verbessert.
Weiters wird der Wasserschutz der Verbindungen verbessert, da die
Verbindungen nicht freigelegt sind. Die Zuverlässigkeit der Vorrichtung kann
verbessert werden.
- (4) Weiters ist bzw. wird die Fläche S1, wo die zweiten Enden 13b auf
den Resinblöcken 12 vorragen,
in Kontakt mit den oberen Endflächen
der Gehäuse 22 abgestützt. Deshalb
kann die gedruckte Leiterplatte horizontal und zuverlässig bzw.
sicher an einer festgelegten Höhe
gehalten werden. Dies trägt
ebenso zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Vorrichtung bei.
- (5) Die ersten Enden 13a der Anschlüsse 13 werden festgelegt
bzw. fixiert, indem sie in den beschichteten Durchtrittslöchern 8 der
gedruckten Leiterplatte 4 gelötet werden. Deshalb wird die Abweichung
der Position der jeweiligen Anschlüsse 13 minimiert,
und eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit einer Verbindung zwischen
der gedruckten Leiterplatte 4 und dem Stromschienen-Laminat 3 kann
verhindert werden.
- (6) In dieser Ausführungsform
sind die Einsetzrillen 26 nicht auf den Verbindungsanschlüssen 13 vorgesehen,
sondern an den Stecker-Laschen 5a. Deshalb ist es unnötig, breite
Verbindungsanschlüsse 13 zu
verwenden, um die Ausbildung der Einsetzrillen 26 zu erlauben,
und schmale Verbindungsanschlüsse 13 können verwendet
werden.
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Die
Einsetzrillen 26 können
in den Enden der Verbindungsanschlüsse 13 anstatt in
den Flachsteckern bzw. Laschen 5a vorgesehen werden. Weitere bzw.
breitere Verbindungsanschlüsse
werden für
die Ausbildung der Einsetzrillen verwendet, und die beschichteten
Durchtrittslöcher 8,
wo ihre ersten Enden in der Platte 4 eingesetzt werden,
werden ebenfalls dementsprechend größer hergestellt.
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Da
die Gestalt bzw. Form der Gehäuse 22 nicht
kritisch ist, kann die Verbindung der Laschen 5a mit den
Verbindungsanschlüssen 13 freigelegt
sein.
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Die
Gestalt der Einsetzrillen 26 ist nicht auf jene der in
der Ausführungsform
gezeigten begrenzt. Beispielsweise sind Abweichungen in der Gestalt
des Paars der Vorsprünge 27 möglich.
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Die
gedruckte Leiterplatte 4 ist nicht auf eine begrenzt, welche
eine Funktion als eine ECU-Einheit aufweist, und Platten, welche
andere Funktionen aufweisen, können
verwendet werden.
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Die
Gehäuse 22 an
der Stromschienen-Laminatseite 3 müssen nicht integral geformt
sein. Nämlich
die Gehäuse 22 können getrennt
geformt sein und können
mit der Isolationssicht 6 verbunden sein.
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Die
Anschlüsse 10 der
elektrischen Teile 9 und die Verbindungsanschlüsse 13 der
Verbindungsartikel 11 müssen
nicht eingesetzt werden, um gelötet
zu werden. Beispielsweise können
Kissen bzw. Polster auf der gedruckten Leiterplatte 4 vorgesehen sein,
und die Anschlüsse 10 und
die Verbindungsanschlüsse 13 können auf
den Kissen entsprechend dem Oberflächenmontagesystem gelötet sein
bzw. werden.