JP2004165057A - 回路基板内蔵コネクタ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板に実装する電子部品の数が増加しても回路基板内蔵コネクタ構造の小型化と組み付け作業性を向上させることができる回路基板内蔵コネクタ構造を提供する。
【解決手段】ケース１内に電子回路を構成する回路基板１０が組み込まれた回路基板内蔵コネクタ構造において、回路基板１０は、ＦＰＣのような薄肉で可撓性のフレキシブル配線状体１１の中間部位の底部１１ａの一方側が底部１１ａに対して内側に９０度垂直に曲げられて起立した一方の側部１１ｂと、その先端部位で上方に向けて外側に９０度垂直に曲げられて起立した鍔１１ｄと、底部１１ａの他方側が底部１１ａに対して内側に９０度より大きな角度で左側に傾斜するように曲げられて起立した他方の側部１１ｃとにより、全体的に角張った上方が開口する略コ字形状の枠型に形成される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車内配線に用いられる回路基板内蔵コネクタ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の回路基板内蔵コネクタ構造は、図７（イ）（ロ）に示すように、ケース１内に電子回路を構成する回路基板２が組み込まれた回路基板内蔵コネクタ構造において、前記回路基板２が所定回路パターンの回路導体を有する剛性のガラス繊維強化エポキシ樹脂絶縁基板を平板状に形成される。また、該回路基板２にＩＣチップ、ダイオード、リレー、コイル、コンデンサ、抵抗、ヒューズ、トランス、スイッチ等の各種の電子部品３が実装される。更に、回路基板２の一方側には、基端側を逆Ｌ型に曲げて形成された複数の端子用条片４の基端が回路基板２を貫通してその下面で回路導体に半田付けして接続され、端子用条片４の各先端に電源側の電線６の導体が圧接接続される圧接端子５が起立して設けられ、回路基板２の他方側には、モータ、ランプ、計器等の電気負荷部品に電流を供給する電線８に接続されたコネクタ９（図８参照）に接続される、例えば、逆Ｌ型形状をした板状の複数のコネクタ用端子７が、回路基板２を貫通してその回路導体に半田付け等して接続することにより設けられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２２８５３号公報（段落０００７乃至００１０、図１、２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、自動車等に搭載されて使用される電気負荷部品の種類及び数の増加に伴って、前記回路基板内蔵コネクタ構造の回路基板２に実装される電子部品３の数が増加している。しかしながら、前記回路基板２が平板状に形成され、電子部品３を回路基板２の一平面上に配置して実装することしかできず、回路基板２に実装できる電子部品３の数が大幅に制限されるため、回路基板３の床面積を大きくして該部品３を実装する必要があり、このため、回路基板２を収納するケース１、即ち、回路基板内蔵コネクタ構造が横方向に嵩張って該コネクタ構造が大型化し、自動車等の内部における配索スペースを狭くする問題があった。
【０００５】
また、回路基板２が剛性で平板状に形成されているため、相手側のコネクタ９との接続方向が回路基板２の面に平行な方向に限られ、図８に示すように、自動車等の内部に配索される前記コネクタ９が接続された電線８の配索方向が回路基板２の面に平行な方向にない場合には、電線８を前記平行な方向を向くように曲げてコネクタ９の向きを前記コネクタ用端子７の向きに合致させる必要がある。このため、回路基板内蔵コネクタ構造で電線を接続する際、電線８の曲げ作業を通常狭いスペース内で行う場合が多く、特に気温が低い冬季においては電線８の可撓性が低下していて曲げにくくなるため、回路基板内蔵コネクタ構造の組み付け作業性が悪くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決し、回路基板に実装する電子部品の数が増加しても回路基板内蔵コネクタ構造の小型化と組み付け作業性を向上させることができる回路基板内蔵コネクタ構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載された回路基板内蔵コネクタ構造は、ケース内に電子回路を構成する回路基板が組み込まれたコネクタ構造において、前記回路基板がフレキシブル配線状体を曲げて形成されることを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成によると、回路基板が可撓性のあるフレキシブル配線状体を曲げて形成されるので、電子部品を回路基板の曲げられた部分にも配置して実装することが可能になり、回路基板に実装できる電子部品の数を増やすことができる。また、回路基板の床面積を小さくすることが可能になるので、回路基板内蔵コネクタ構造を小型にすることができる。更に、コネクタ接続方向が相手側のコネクタの接続方向と合致するように定めることが容易になるので、相手側のコネクタが取り付けられた電線を、そのコネクタの接続方向が回路基板内蔵コネクタ構造のコネクタ接続方向を向くように無理に曲げる必要がなくなり、自動車等の内部における回路基板内蔵コネクタ構造の組み付け作業性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載された回路基板内蔵コネクタ構造は、請求項１記載のコネクタ構造において、前記回路基板が枠型に形成されていることを特徴とするものである。このような構成によると、電子部品を回路基板を構成するフレキシブル配線状体の底部だけでなく、側部又は上部等に二、三次元的に配置して実装することが可能になるので、電子部品の実装効率を高めることができる。また、回路基板の床面積が更に小さくなり、回路基板内蔵コネクタ構造が更に小型化されるので、自動車等の内部における配索スペースを広く確保することができる。また、回路基板の枠型の形状を配索個所、スペースに応じて広範囲に設定することが可能になるので、該コネクタ構造の組み付け作業性をより向上させることができる。更に、回路基板が枠型に形成されることにより、コネクタ構造が堅固になり、電子部品の保護機能が高まり、信頼性が向上するほか、コネクタ構造のコストを低減させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面により詳細に説明する。図１は本発明に係る回路基板内蔵コネクタ構造の一実施形態を示すもので、（イ）はケース内に組み込まれる前の枠型に形成された回路基板の斜視図、（ロ）はケース内に回路基板が組み込まれた状態の斜視図、図２は図１（イ）において、回路基板に電源側の電線が接続された状態を示す正面図である。なお、従来の技術の回路基板内蔵コネクタ構造と同一構成、機能を有する構成のものには同一符号を付してある。
【００１１】
本実施形態の回路基板内蔵コネクタ構造は、図１（イ）（ロ）、図２に示すように、ケース１内に電子回路を構成する回路基板１０が組み込まれた回路基板内蔵コネクタ構造において、前記回路基板１０が所定回路パターンの回路導体を有するＦＰＣのような薄肉で可撓性のフレキシブル配線状体１１を曲げて枠型に形成される。
【００１２】
更に詳細に説明すると、回路基板１０の形状、即ち、フレキシブル配線状体１１を曲げて形成される枠型の形状は図示のものでは、全体的に角張った上方が開口する略コ字形状をしている。即ち、底部１１ａから起立する一方（左方）の側部１１ｂは、底部１１ａの中間部位で底部１１ａに対して内側（時計方向）に曲部が角張るように９０度垂直に曲げられ、更に先端部位で上方に向けて外側（反時計方向）に曲部が角張るように９０度垂直に曲げられ（折り返され）て鍔１１ｄが形成され、底部１１ａから起立する他方（右方）の側部１１ｃは、底部１１ａに対して内側（反時計方向）に曲部が角張るように９０度より大きな角度で左側に傾斜するように曲げられて上方へ延在するようになっている。フレキシブル配線状体１１を構成するＦＰＣは、例えば、銅箔のような薄肉の導電材料を所定の回路パターンに形成した回路導体を絶縁性フイルムにより挟んで被覆することにより構成されている。なお、フレキシブル配線状体１１は図示の例では１層であるが２層以上に積層されることもある。
【００１３】
また、該回路基板１０を構成するフレキシブル配線状体１１の底部１１ａ及び側部１１ｂには、ＩＣチップ、ダイオードその他各種の電子部品３がフレキシブル配線状体１１の回路導体に例えばリフロー半田付けにより接続して実装される。なお、電子部品３は図示しないがフレキシブル配線状体１１の側部１１ｃ、上部等に実装することも可能である。
【００１４】
更に、回路基板１０を構成するフレキシブル配線状体１１の、一方の側部１１ｂ側の鍔１１ｄには、端子用条片４の基端が回路基板１０におけるフレキシブル配線状体１１を貫通してその回路導体に半田付け等して接続され、端子用条片４の各先端には、電源側の電線６（図２参照）の導体と圧接接続される圧接端子５が起立して設けられる。また、フレキシブル配線状体１１の他方の側部１１ｃには、モータ、ランプ、計器等の電気負荷部品に電流を供給する電線８に接続されたコネクタ９（図３参照）に接続される複数の板状のコネクタ用端子７が、フレキシブル配線状体１１を貫通してその回路導体に半田付け等して接続することにより設けられる。
【００１５】
本発明の前記回路基板内蔵コネクタ構造を組み立てる場合には、先ず回路基板１０を構成するフレキシブル配線状体１１の回路導体に電子部品３を半田付けして実装した後、端子用条片４及びコネクタ用端子７を該回路導体に半田付けして電気的に接続して設ける。次に、フレキシブル配線状体１１を所定の形状及び方向を向くように曲げて、回路基板１０を枠型に形成する。次に、回路基板１０を、コネクタ用端子７側を先にしてケース１内に挿入して収納し、ロック部材、ストッパ部材、又は接着剤等でケース１に固定して組み付ける。ただし、端子接続部分に応力が加わらない様であれば、回路基板１０をケース１に固定することは必ずしも必要でない。次に、回路基板１０の圧接端子５に電線６の導体を圧接接続し、端子カバー１２をケース１に装着してロックし、該コネクタ構造の組み立てを終了する。
【００１６】
本発明のコネクタ構造によると、回路基板１０が可撓性のあるフレキシブル配線状体１１を曲げて形成されるので、電子部品３を回路基板１０の曲げられた部分にも配置して実装することが可能になり、回路基板１０に実装できる電子部品３の数を増やすことができる。また、回路基板１０の床面積を小さくすることが可能になるので、回路基板内蔵コネクタ構造を小型にすることができる。
【００１７】
また、前記回路基板１０を構成するフレキシブル配線状体１１が枠型に形成されているが、このようにすると、電子部品３を、回路基板１０を構成するフレキシブル配線状体１１の底部１１ａだけでなく、側部１１ｂ、１１ｃ又は上部等に二、三次元的に配置して実装することが可能になるので、電子部品３の実装効率を高めることができる。また、回路基板１０の床面積が更に小さくなり、回路基板内蔵コネクタ構造が更に小型化されるので、自動車等の内部における配索スペースを広く確保することができる。また、回路基板１０の枠型の形状を配索個所、スペースに応じて広範囲に設定することが可能になるので、該コネクタ構造の組み付け作業性をより向上させることができる。更に、回路基板１０が枠型に形成されることにより、コネクタ構造が堅固になり、電子部品３の保護機能が高まり、信頼性が向上するほか、コネクタ構造のコストを低減させることができる。
【００１８】
図３はこのようにして組み立てられた本発明の回路基板内蔵コネクタ構造を自動車等の内部に組み付けて使用している状態を示す。この例では、コネクタ構造の回路基板１０が可撓性のあるフレキシブル配線状体１１を所定角度曲げて形成されており、コネクタ用端子７の向きが相手側のコネクタ９の接続方向と合致するようになっている。そこで、相手側のコネクタ９が取り付けられた電線８を、そのコネクタ９の接続方向が回路基板内蔵コネクタ構造のコネクタ用端子７の接続方向を向くように無理に曲げる必要がなくなり、自動車等の内部における回路基板内蔵コネクタ構造の組み付け作業性を向上させることができる。
【００１９】
図４（イ）（ロ）に示すものは、本発明の他の実施形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に記載された回路基板１０を構成するフレキシブル配線状体１１の底部１１ａから起立する他方（右方）の側部１１ｃが底部１１ａに対して内側（反時計方向）に曲部が角張るように９０度だけ垂直に曲げられて上方へ延在すると共に、該側部１１ｃ側が図面の手前側を向くように、フレキシブル配線状体１１の底部１１ａの該側部１１ｃ寄りの部位が図４（イ）の上から見て時計方向に少し傾斜するように曲げられている。その他の構成は図１（イ）（ロ）記載のものと同一なので説明を省略する。本実施形態のコネクタ構造のものも前記実施形態のものと同様な効果が得られる。
【００２０】
図５（イ）（ロ）は本発明の他の実施形態を示す。この実施形態のものは、図４（イ）（ロ）記載のコネクタ構造と同様に、回路基板１０を構成するフレキシブル配線状体１１の底部１１ａから起立する他方（右方）の側部１１ｃが底部１１ａに対して内側（反時計方向）に曲部が角張るように９０度だけ垂直に曲げられて上方へ延在するように構成されているが、図４（イ）（ロ）記載のものと異なるところは、該側部１１ｃ側が図面の手前側を向くように曲げられておらず、その代わりに、回路基板１０を構成するフレキシブル配線状体１１に更に放熱体１３が装着されていることである。図５（イ）の形態では、放熱フィンからなる放熱体１３がフレキシブル配線状体１１の底部１１ａの外側（下側）に内側に実装された電子部品３で該底部１１ａを挟むようにして接着剤１４等で固定して装着されている。また、図５（ロ）の形態では、放熱フィンからなる放熱体１３がフレキシブル配線状体１１の底部１１ａの内側（上側）に外側に実装された電子部品３で該底部１１ａを挟むようにして接着剤１４等で固定して装着されている。
【００２１】
このように放熱体１３を装着することにより、電子部品３から発生した熱を放散させ、電子部品３の温度上昇を抑えて電子部品３の性能を良好に維持し安定させることができる。なお、前記のように放熱体１３を電子部品３との間にフレキシブル配線状体１１を挟むようにして装着すると、放熱体１３がフレキシブル配線状体１１の一部となり、電子部品３から発せられる熱を速やかに、且つ、効率よく放散させて放熱効果を高めることができるほか、安価な放熱構造になるので好ましい。なお、放熱体１３は放熱フィン以外にヒートパイプその他の冷却媒体供給方式による熱交換部材に代えることができる。図５に示す実施形態のものも、前記図１、２、４に示すものと同様な効果が得られる。
【００２２】
図６は本発明の図５記載のものとは更に異なる他の実施形態を示す概要図である。この実施形態においては、回路基板１５の形状、即ち、フレキシブル配線状体１１を曲げて形成される枠型の形状が全体的に丸まった上方が開口する略コ字形状をしている点で、前記図１、２、４、５に示す実施形態の回路基板１０のような全体的に角張った上方が開口する略コ字形状をしているものとは異なっている。
【００２３】
更に詳細に説明すると、底部１１ａが下方に凸状に若干わん曲するように形成され、その底部１１ａから起立する一方（左方）の側部１１ｂは、底部１１ａの中間部位で底部１１ａに対して内側（時計方向）に曲部が丸まるように９０度垂直に所定の曲げ半径で曲げられ、更に先端部位で上方に向けて外側（反時計方向）に曲部が丸まるように９０度垂直に所定の曲げ半径で曲げられ（折り返され）て鍔１１ｄが形成され、底部１１ａから起立する他方（右方）の側部１１ｃは、底部１１ａに対して内側（反時計方向）に曲部が丸まるように９０度で垂直に、また、図示省略するが、９０度よりも大きな角度で左側に傾斜するように（図１、２参照）、所定の曲げ半径で曲げられて上方へ延在するようになっている。その他の構成の説明は前記図１、２に示す実施形態のものと実施同一構成なので説明を省略する。
【００２４】
このように、回路基板１０の枠型の形状が全体的に丸まった形状になっていると、フレキシブル配線状体１１に無理な曲げが加えられず、導体の局部曲げによる座屈の発生を防止することができ、回路基板１０の長期間安定した回路機能を維持し信頼性を高めることができる。
【００２５】
前記回路基板１０の枠型の形状は前記した略コ字形状に限定されるものではなく、フレキシブル配線状体１１の可撓性を利用して、自動車等のパネル、枠その他の支持部材の形状に合うようなＵ形状、広角Ｖ形状、弓、扇形状、ボックス（箱）形状その他の異形状にすることができる。これにより、自動車等の内部のデッドスペースを減少させ、配索スペースを有効に利用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載された回路基板内蔵コネクタ構造によると、回路基板が可撓性のあるフレキシブル配線状体を曲げて形成されるので、電子部品を回路基板の曲げられた部分にも配置して実装することが可能になり、回路基板に実装できる電子部品の数を増やすことができる。また、回路基板の床面積を小さくすることが可能になるので、回路基板内蔵コネクタ構造を小型にすることができる。更に、コネクタ接続方向が相手側のコネクタの接続方向と合致するように定めることが容易になるので、相手側のコネクタが取り付けられた電線を、そのコネクタの接続方向が回路基板内蔵コネクタ構造のコネクタ接続方向を向くように無理に曲げる必要がなくなり、自動車等の内部における回路基板内蔵コネクタ構造の組み付け作業性を向上させることができる。
【００２７】
本発明の請求項２に記載された回路基板内蔵コネクタ構造によると、前記回路基板が枠型に形成されているので、電子部品を回路基板を構成するフレキシブル配線状体の底部だけでなく、側部又は上部等に二、三次元的に配置して実装することが可能になり、電子部品の実装効率を高めることができる。また、回路基板の床面積が更に小さくなり、回路基板内蔵コネクタ構造が更に小型化されるので、自動車等の内部における配索スペースを広く確保することができる。また、回路基板の枠型の形状を配索個所、スペースに応じて広範囲に設定することが可能になるので、該コネクタ構造の組み付け作業性をより向上させることができる。更に、回路基板が枠型に形成されることにより、コネクタ構造が堅固になり、電子部品の保護機能が高まり、信頼性が向上するほか、コネクタ構造のコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回路基板内蔵コネクタ構造の一実施形態を示すもので、（イ）はケース内に組み込まれる前の枠型に形成された回路基板の斜視図、（ロ）はケース内に回路基板が組み込まれた状態の斜視図である。
【図２】図１（イ）において、回路基板に電源側の電線が接続された状態を示す正面図である。
【図３】本発明の回路基板内蔵コネクタ構造の使用例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る回路基板内蔵コネクタ構造の他の実施形態を示すもので、（イ）はケース内に組み込まれる前の枠型に形成された回路基板の斜視図、（ロ）はケース内に回路基板が組み込まれた状態の斜視図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態を示すもので、（イ）は放熱体をフレキシブル配線状体の底部の外側に装着した場合、（ロ）は放熱体を該底部の内側に装着した場合の概要図である。
【図６】本発明の図５記載のものとは更に異なる他の実施形態を示す概要図である。
【図７】従来の回路基板内蔵コネクタ構造を示すもので、（イ）はケース内に組み込まれる前の回路基板の斜視図、（ロ）はケース内に回路基板が組み込まれた状態の斜視図である。
【図８】従来の回路基板内蔵コネクタ構造の使用例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ケース
３ 電子部品
４ 端子用条片
５ 圧接端子
６ 電線
７ コネクタ用端子
８ 電線
９ コネクタ
１０ 回路基板
１１ フレキシブル配線状体
１１ａ 底部
１１ｂ 一方の側部
１１ｃ 他方の側部
１１ｄ 鍔
１２ 端子カバー
１３ 放熱体
１４ 接着剤
１５ 回路基板

Claims (2)

1. ケース内に電子回路を構成する回路基板が組み込まれた回路基板内蔵コネクタ構造において、前記回路基板がフレキシブル配線状体を曲げて形成されることを特徴とする回路基板内蔵コネクタ構造。
2. 前記回路基板が枠型に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回路基板内蔵コネクタ構造。

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