JP2014217253A

JP2014217253A - 電気接続箱

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Publication number: JP2014217253A
Application number: JP2013095269A
Authority: JP
Inventors: 智宏杉浦; Tomohiro Sugiura; 則史實石; Norifumi Saneishi; 洋太植松; Yota Uematsu; 村田　和弘; Kazuhiro Murata; 和弘村田; 元辰松永; Genshin Matsunaga
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-17

Abstract

【課題】小型化を図ることができる電気接続箱を提供する。【解決手段】半導体パワーインテグレーション１は、基板２と、基板２に搭載されたＦＥＴ１１、ダイオード１２、コンデンサ１３、セラミックコンデンサ１４と、複数のコネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ，６ｄと、基板２の所定位置に電気接続される基板接続部６ｃが複数設けられた電源バスバ６と、を備えている。ＦＥＴ１１よりも基板２の厚み方向の寸法が大きいダイオード１２及びコンデンサ１３と、コネクタ嵌合部３ａ，３ｂとは、基板２の同一面に配置されると共にコネクタの嵌合方向Ｋに並ばない位置に配置されている。また、コネクタ嵌合部３ａ，３ｂは、コネクタが基板２の厚み方向の上方の位置において当該コネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合するように配置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、自動車に搭載される電気接続箱に関するものである。

自動車に搭載される電気接続箱には様々な構造のものがあるが、例えば、図８に示す電気接続箱のように、基板と半導体部品（電子部品）とを備え、「半導体パワーインテグレーション」と呼ばれるものがある（例えば特許文献１を参照。）。

図８に示す半導体パワーインテグレーション３０１は、自動車に搭載されて主に電源分配を行うものであり、基板３０２と、基板３０２に搭載された複数の電子部品１１〜１３（電子部品１１は、ＦＥＴである。電子部品１２は、ダイオードである。電子部品１３は、コンデンサである。）と、複数のコネクタ嵌合部３０３と、これらを収容した合成樹脂製の筺体３０９と、を備えている。

上記複数のコネクタ嵌合部３０３は、基板３０２に電気接続された複数の端子３０４と、これら複数の端子３０４を保持し、図示しないコネクタが矢印Ｋ方向に嵌合される端子保持部３０５と、で構成されている。また、複数のコネクタ嵌合部３０３の一つには、電源側と接続されたコネクタが嵌合し、他のコネクタ嵌合部３０３には、負荷側と接続されたコネクタが嵌合する。そして、電源側と接続されたコネクタから基板３０２に供給された電源は、基板３０２の配線パターン及び電子部品１１〜１３を通って、前記他のコネクタ嵌合部３０３及び負荷側と接続されたコネクタからそれぞれ負荷側に出力される。

特開２００２−３５９３４９号公報

上述した従来の半導体パワーインテグレーション３０１においては、以下に示す問題があった。半導体パワーインテグレーション３０１は、さらなる小型化が要求されていたが、ダイオード１２及びコンデンサ１３等の背の高い電子部品を備えているがゆえに、図８中のＤ部分をコネクタの嵌合スペースに用いることができず、小型化するのが困難であるという問題があった。さらに、基板３０２は、大電流が流れる幅の大きい配線パターンが設けられているがゆえに寸法が大きくならざるを得ず、このことも半導体パワーインテグレーション３０１の小型化を阻害する要因の一つとなっていた。

したがって、本発明は、小型化を図ることができる電気接続箱を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載された発明は、基板と、前記基板に搭載された複数の電子部品と、前記基板に電気接続された複数の端子及び該複数の端子を保持した端子保持部を有しかつ前記基板と平行な嵌合方向にコネクタが嵌合するコネクタ嵌合部と、を備えた電気接続箱において、前記基板の所定位置に電気接続される基板接続部が複数設けられた電源バスバをさらに備え、前記複数の電子部品が、第１の電子部品と、該第１の電子部品よりも前記基板の厚み方向の寸法が大きい第２の電子部品と、を含み、前記第２の電子部品と前記コネクタ嵌合部とが、前記基板の同一面に配置されると共に前記嵌合方向に並ばない位置に配置され、かつ、前記コネクタが前記基板の厚み方向の上又は下の位置において前記コネクタ嵌合部に嵌合するように当該コネクタ嵌合部が配置されていることを特徴とする電気接続箱である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記コネクタ嵌合部を複数備え、前記複数のコネクタ嵌合部が前記嵌合方向と直交する方向かつ前記基板と平行な方向に並んでおり、少なくとも１つの前記基板接続部が、隣り合った前記コネクタ嵌合部間で前記基板に電気接続されていることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、基板の所定位置に電気接続される基板接続部が複数設けられた電源バスバを採用することにより、基板の小型化及び前記基板に搭載される電子部品の配置自由度を向上させることができ、全体の小型化に有効な部品配置が可能となる。よって、小型化を図ることができる電気接続箱を提供することができる。

請求項２に記載された発明によれば、少なくとも１つの基板接続部が、隣り合ったコネクタ嵌合部間で前記基板に電気接続されているので、さらに小型化を図ることができる電気接続箱を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる半導体パワーインテグレーション及び該半導体パワーインテグレーションに接続されるコネクタを示す斜視図である。図１に示された半導体パワーインテグレーションの分解図である。図１中のコネクタが半導体パワーインテグレーションに接続された状態におけるＡ−Ａ線断面図である。図１中のＢ−Ｂ線断面図である。図２に示された基板、コネクタ嵌合部、電源バスバ、カバーの斜視図である。図５に示された部品の分解図である。図６に示された基板の裏面を示す斜視図である。従来の半導体パワーインテグレーションの断面図である。

本発明の一実施形態にかかる「電気接続箱」を図１〜７を参照して説明する。

図１〜４に示す半導体パワーインテグレーション（請求項の「電気接続箱」に相当する。）１は、自動車に搭載されて主に電源分配を行うものであり、基板２と、基板２に搭載された複数の電子部品１１〜１４と、複数のコネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ，６ｄと、基板２に電源を供給する電源バスバ６と、これらを収容した筺体９と、を備えている。筺体９は、箱状のケース本体７と、該ケース本体７の開口部７０を塞ぐカバー８と、で構成されている。

上記基板２は、絶縁板に配線パターン及びスルーホールが設けられた周知のプリント基板である。

上記電子部品１１〜１４は、基板２にはんだ付けされている。電子部品１１は、ＦＥＴである。ＦＥＴ１１は、請求項の「第１の電子部品」に相当する。電子部品１２は、ダイオードである。電子部品１３は、コンデンサである。これらダイオード１２及びコンデンサ１３は、ＦＥＴ１１よりも基板２の厚み方向の寸法が大きい。また、ダイオード１２及びコンデンサ１３は、請求項の「第２の電子部品」に相当する。電子部品１４は、セラミックコンデンサである。

上記コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ，６ｄには、図１に示すコネクタ１０ａ〜１０ｄが矢印Ｋ方向に嵌合する。すなわち、コネクタ１０ａ〜１０ｄは、基板２と平行な方向に嵌合する。コネクタ嵌合部６ｄに嵌合されるコネクタ１０ｄは、バッテリ、オルタネータ等の電源側と接続されている。コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃに嵌合されるコネクタ１０ａ〜１０ｃは、ヘッドランプ等の負荷側と接続されている。

上記コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃは、基板２にはんだ付けされて電気接続された複数の端子４ａ〜４ｃと、これら複数の端子４ａ〜４ｃを保持した端子保持部５と、ケース本体７に一体に設けられた枠部７ａ〜７ｃと、で構成されている。端子保持部５は各コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ毎に設けられているのではなく、一部品で構成されている。すなわち、コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃの各端子保持部同士が一体形成されたものが端子保持部５である。複数の端子４ａ〜４ｃは、板厚０．６４ｍｍの金属板から型抜きされて形成されている。

上記コネクタ嵌合部６ｄは、電源バスバ６の電源入力部６ａと、ケース本体７に一体に設けられた枠部７ｄと、で構成されている。

これら複数のコネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ，６ｄは、図５に示すように、コネクタ１０ａ〜１０ｄの嵌合方向（矢印Ｋ方向）と直交する方向かつ基板２と平行な方向に並んでいる。

上記電源バスバ６は、板厚０．８ｍｍの金属板から型抜きされて形成されている。電源バスバ６は、上記コネクタ嵌合部６ｄを構成する電源入力部６ａと、基板２の所定位置にはんだ付けされて電気接続される複数の基板接続部６ｃと、電源入力部６ａと基板接続部６ｃとを繋いだ連結部６ｂと、を有している。また、本実施形態では、基板接続部６ｃが３つ設けられている。

このような電源バスバ６は、連結部６ｂがカバー８の内面に沿うようにしてカバー８に取り付けられている。また、３つの基板接続部６ｃは、図４〜６に示すように、上記端子保持部５に設けられた貫通孔５１ａ〜５１ｃを通されて基板２にはんだ付けされている。

上記貫通孔５１ａは、端子保持部５の長手方向一端部に設けられている。上記貫通孔５１ｂは、端子保持部５におけるコネクタ嵌合部３ａを構成する部分とコネクタ嵌合部３ｂを構成する部分の間に設けられている。上記貫通孔５１ｃは、端子保持部５におけるコネクタ嵌合部３ｂを構成する部分とコネクタ嵌合部３ｃを構成する部分の間に設けられている。

また、上記「端子保持部５におけるコネクタ嵌合部３ａを構成する部分とコネクタ嵌合部３ｂを構成する部分の間」及び上記「端子保持部５におけるコネクタ嵌合部３ｂを構成する部分とコネクタ嵌合部３ｃを構成する部分の間」は、各コネクタ１０ａ〜１０ｃを各コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃに嵌合させる構造において不可避なスペースである。当該スペースに上記貫通孔５１ｂ，５１ｃを設けることにより、半導体パワーインテグレーション１の省スペース化、すなわち小型化を図ることができる。

さらに、端子保持部５の上述した位置に貫通孔５１ａ〜５１ｃを設けて３つの基板接続部６ｃを配索することにより、当該３つの基板接続部６ｃと上記複数の端子４ａ〜４ｃとがそれぞれ電気接続される基板２の配線パターン同士がまたがることを回避できる。また、３つの基板接続部６ｃが基板２にはんだ付けされる位置は、複数の端子４ａ〜４ｃが基板２にはんだ付けされる位置よりも基板２の内側かつ電子部品１１〜１４に近い位置である。コネクタ１０ｄから電源バスバ６に入力された電源は、３つの基板接続部６ｃで分かれて基板２に供給され、電子部品１１〜１４を通って複数のコネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ及びコネクタ１０ａ〜１０ｃからそれぞれ負荷側に出力される。よって、上記配置とすることで、基板接続部６ｃから電子部品１１〜１４までの配線パターンの距離を短くすることができ、基板２の小型化を図ることができる。

さらに、３つの基板接続部６ｃ及び複数の端子４ａ〜４ｃは、フローはんだ付けによって基板２にはんだ付けされる。この際、３つの基板接続部６ｃ及び複数の端子４ａ〜４ｃが電子部品１１〜１４から離れた場所に集約配置されているので、一度のフローはんだ付けによって３つの基板接続部６ｃ及び複数の端子４ａ〜４ｃを一括で基板２にはんだ付けすることができる。

さらに、半導体パワーインテグレーション１は、部品の配置を以下のようにすることで、従来品と比較して大幅な小型化を達成している。以下、部品の配置の詳細について説明する。

まず、複数の端子４ａ〜４ｃが基板２にはんだ付けされる位置を、基板２の一辺に沿った位置とし、コネクタ１０ａ，１０ｂが基板２の厚み方向の上方の位置においてコネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合するように当該コネクタ嵌合部３ａ，３ｂを配置している。このことにより、半導体パワーインテグレーション１の嵌合方向（矢印Ｋ方向）の寸法を小型化することができる。なお、コネクタ１０ｃ，１０ｄは、基板２の外側の位置においてコネクタ嵌合部３ｃ，６ｄに嵌合する。

また、本実施形態においては、コネクタ嵌合部３ａ，３ｂが配置されている側を基板２の上方と定義する。また、本実施形態においては、コネクタ１０ａ，１０ｂが基板２の厚み方向の上方の位置においてコネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合するように当該コネクタ嵌合部３ａ，３ｂを配置しているが、本発明においては、コネクタ１０ａ，１０ｂが基板２の厚み方向の下方の位置においてコネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合するように当該コネクタ嵌合部３ａ，３ｂを配置しても良い。

また、ＦＥＴ１１を、複数の端子４ａ〜４ｃが基板２にはんだ付けされる位置よりも３つの基板接続部６ｃが基板２にはんだ付けされる位置の近くに配置している。さらに、ＦＥＴ１１を、図５〜７に示すように、基板２の両面かつコネクタ嵌合部３ａ，３ｂと嵌合方向（矢印Ｋ方向）に並ぶ位置に配置している。なお、コネクタ１０ａ，１０ｂは、ＦＥＴ１１の上方でコネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合するが、ＦＥＴ１１は基板２の厚み方向の寸法が小さい部品であるので、コネクタ１０ａ，１０ｂとぶつかることはない。

さらに、図５に示すように、ＦＥＴ１１よりも基板２の厚み方向の寸法が大きいダイオード１２及びコンデンサ１３と、コネクタ嵌合部３ａ，３ｂと、を基板２の同一面に配置すると共に、これらダイオード１２及びコンデンサ１３とコネクタ嵌合部３ａ，３ｂとを嵌合方向（矢印Ｋ方向）に並ばない位置に位置ずれさせて配置している。このため、コネクタ１０ａ，１０ｂがダイオード１２及びコンデンサ１３とぶつかることはない。このことにより、半導体パワーインテグレーション１の、基板２の厚み方向の寸法を小型化することができる。また、上記コネクタ嵌合部３ａ，３ｂは、請求項の「コネクタ嵌合部」に相当する。

半導体パワーインテグレーション１は上述したように部品を配置しているので、従来品と比較して大幅な小型化を達成している。また、上述した部品配置が可能となるのは、基板２の所望の位置にはんだ付けできる複数の基板接続部６ｃが設けられた電源バスバ６を採用していることによる。すなわち、この電源バスバ６を用いることで、部品の配索自由度が高くなり、全体の小型化に有効な部品配置が可能となる。また、基板２に大電流が流れる幅の大きい配線パターンを設ける必要がなくなり、基板２を小型化することができる。

なお、複数層のメタル板を有するメタルコア基板を用いれば、電源バスバ６を用いることなく半導体パワーインテグレーション１と同様の部品配置が可能となる。しかし、そのようなメタルコア基板は非常に効果であり、コストがかかってしまう。上述した半導体パワーインテグレーション１は、プリント基板２を用いることでコストを抑えつつ、電源バスバ６を用いることで、低コストかつ小型化を同時に達成している。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１半導体パワーインテグレーション（電気接続箱）
２基板
３ａ〜３ｃ，６ｄコネクタ嵌合部
４ａ〜４ｃ端子
５端子保持部
６電源バスバ
６ｃ基板接続部
１０ａ〜１０ｄコネクタ
１１ＦＥＴ（第１の電子部品）
１２ダイオード（第２の電子部品）
１３コンデンサ（第２の電子部品）

Claims

基板と、
前記基板に搭載された複数の電子部品と、
前記基板に電気接続された複数の端子及び該複数の端子を保持した端子保持部を有しかつ前記基板と平行な嵌合方向にコネクタが嵌合するコネクタ嵌合部と、
を備えた電気接続箱において、
前記基板の所定位置に電気接続される基板接続部が複数設けられた電源バスバをさらに備え、
前記複数の電子部品が、第１の電子部品と、該第１の電子部品よりも前記基板の厚み方向の寸法が大きい第２の電子部品と、を含み、
前記第２の電子部品と前記コネクタ嵌合部とが、前記基板の同一面に配置されると共に前記嵌合方向に並ばない位置に配置され、かつ、
前記コネクタが前記基板の厚み方向の上又は下の位置において前記コネクタ嵌合部に嵌合するように当該コネクタ嵌合部が配置されている
ことを特徴とする電気接続箱。
前記コネクタ嵌合部を複数備え、
前記複数のコネクタ嵌合部が前記嵌合方向と直交する方向かつ前記基板と平行な方向に並んでおり、
少なくとも１つの前記基板接続部が、隣り合った前記コネクタ嵌合部間で前記基板に電気接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。