JP2023009751A - 回路構成体、及び電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品を有する回路構成体のコストダウンを可能とする。【解決手段】回路構成体は、電子部品と、前記電子部品が接続されている導電板と、前記導電板を保持している保持部材と、を備え、前記導電板は、前記電子部品が実装される実装部と、前記電子部品を位置決めして実装するための認識マークと、を有し、前記認識マークは、前記導電板に形成されている穴により構成されている。【選択図】 図１

Description

本開示は、回路構成体、及び電気接続箱に関する。

基板に電子部品を実装するために、その基板に認識マークが設けられており、実装機がその認識マークを用いて基板に電子部品を位置合わせして実装する。認識マークは、例えば印刷によって基板に形成される（例えば、特許文献１参照）。認識マークは位置決めマークとも呼ばれる。

特開２００７－２７５１０号公報

電気機器同士を繋ぐ配線経路の途中に電気接続箱が介在することがあり、電気接続箱は、電子部品を有する回路構成体を備える。回路構成体は、電子部品が接続されている基板と、基板を保持している樹脂製の保持部材（ケース）とを備える。このような回路構成体において、電子部品を実装するために、前記のような認識マークが用いられる。基板に、配線パターンが印刷によって形成される場合、その配線パターンと併せて、認識マークを印刷によって形成することが可能である。

しかし、電子部品を接続する対象が、配線パターンが形成されている基板ではなく、配線パターンを有しない導電板（バスバ）である場合、別の工程を設けて、例えばレーザによって認識マークを導電板に付与する処理が必要となる。なお、配線パターンが形成されている基板であっても、例えばレーザによって認識マークを付与する場合、別の工程を設けて処理を行う必要がある。その結果、回路構成体、及びそれを備える電気接続箱のコストが高くなるおそれがある。

そこで、本開示では、電子部品を有する回路構成体のコストダウンを可能とする新たな技術手段を提供することを目的する。

本開示の一態様に係る回路構成体は、電子部品と、前記電子部品が接続されている導電板と、前記導電板を保持している保持部材と、を備え、前記導電板は、前記電子部品が実装される実装部と、前記電子部品を位置決めして実装するための認識マークと、を有し、前記認識マークは、前記導電板に形成されている穴により構成されている。

本開示の一態様に係る電気接続箱は、前記回路構成体と、前記回路構成体を覆うカバーとを備える。

本開示によれば、回路構成体は電子部品を実装するための認識マークを備えているが、その認識マークを付与する別の工程が不要であり、コストダウンが可能となる。

図１は、本実施形態に係る回路構成体を備える電気接続箱の斜視図である。 図２は、電子部品を実装する前の回路構成体の斜視図である。 図３は、回路構成体の平面図である。 図４は、回路構成体の底面図である。 図５は、図４におけるＶ矢視の断面図である。 図６は、導電板及びインサート成形用の金型を示す拡大断面図である。

＜本開示の実施形態の概要＞
以下、本開示の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）本実施形態の回路構成体は、電子部品と、前記電子部品が接続されている導電板と、前記導電板を保持している保持部材と、を備え、前記導電板は、前記電子部品が実装される実装部と、前記電子部品を位置決めして実装するための認識マークと、を有し、前記認識マークは、前記導電板に形成されている穴により構成されている。

例えばプレスによって金属板を打ち抜く処理を行って前記導電板を製造することが可能であり、その打ち抜く処理で、前記金属板に対する穴の形成を同時に行うことで、認識マークを有する導電板が得られる。その導電板に電子部品を実装することで、本実施形態の回路構成体が得られる。つまり、本実施形態の回路構成体によれば、認識マークを付与する別の工程が不要となり、回路構成体のコストダウンが可能となる。

（２）好ましくは、前記保持部材は樹脂製であり、前記導電板の一部が前記保持部材に埋設された状態となって、当該導電板と当該保持部材とは一体化されている。この場合、穴が形成された導電板を金型に設置し、その金型に溶融樹脂を供給することで（つまり、インサート成形することで）、導電板が保持部材に保持された構成が得られる。

（３）前記（２）の回路構成体によれば、前記金型が備えるピンなどの支持部材を導電板の穴に挿入することで、導電板を前記金型の所定位置に位置決めして設置することが可能となる。そこで、回路構成体が複数の導電板を有する場合、好ましくは、複数の前記導電板が前記保持部材に保持されており、前記導電板それぞれに穴が形成されている。
この構成によれば、複数の導電板それぞれを、前記金型が備えるピンなどの支持部材によって支持することが可能となる。認識マークとして用いられる穴は、保持部材の成形の際、前記金型に導電板を位置決めするためにも用いられる。なお、導電板が有する穴は、全て認識マークとして用いられなくてよい。

（４）前記（２）または（３）の回路構成体において、好ましくは、一枚の前記導電板に前記穴が複数形成されている。この場合、導電板の複数の穴それぞれに前記金型が備えるピンなどの支持部材を挿入することで、その導電板の姿勢がより一層安定する。

（５）好ましくは、認識マークとなる前記穴は、離れて複数設けられている。この場合、電子部品の位置決めの精度が高くなる。電子部品の実装の際に、平面座標に基づいて数値制御によって位置決めする場合に、特に好適である。

（６）前記（５）の回路構成体において、好ましくは、複数の前記導電板が前記保持部材に保持されており、第一の前記導電板に認識マークとなる前記穴が形成されていて、第二の前記導電板に認識マークとなる前記穴が形成されている。この構成によれば、認識マークとなる穴は離れて複数設けられ、また、第一の導電板および第二の導電板の双方と、電子部品との位置決め精度が高くなる。

（７）また、前記（２）から（４）の回路構成体において、インサート成形の際、導電板の穴に前記金型のピンなどの支持部材を挿入するが、穴とピンとの間を通じて、溶融樹脂が、導電板を挟んで樹脂供給領域と反対側の領域に流出する可能性がある。そこで、溶融樹脂によって成形される保持部材は、次のように構成されるのが好ましい。
つまり、前記保持部材は、前記導電板に沿って設けられる板状のベース部を有し、前記ベース部に、前記穴及び当該穴の周囲を含む領域を露出させる開口が設けられている。
この場合、前記開口に相当する部分において前記金型の一部を導電板に接触させた状態で、溶融樹脂が供給されると、その溶融樹脂は、ピンと穴との間に到達し難く、溶融樹脂の流出を防ぐことが可能となる。

（８）本実施形態の電気接続箱は、前記（１）から（７）のいずれか一項に記載の回路構成体と、前記回路構成体を覆うカバーとを備える。本実施形態の電気接続箱によれば、導電板に認識マークを付与する別の工程が不要となり、回路構成体を含む電気接続箱のコストダウンが可能となる。

＜本開示の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照して、本開示の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

〔電気接続箱１０について〕
図１は、本実施形態に係る回路構成体１１を備える電気接続箱１０の斜視図である。電気接続箱１０は様々な機器に搭載可能であるが、本実施形態の電気接続箱１０は自動車に搭載される。具体的に説明すると、電気接続箱１０は、図示しないが第一車載機器と第二車載機器とを繋ぐ配線経路の途中に介在する。電気接続箱１０は、回路構成体１１と、その回路構成体１１を覆うカバー１２とを備える。カバー１２は、例えば金属製（アルミまたはアルミ合金製）であり、回路構成体１１で発生する熱を逃がす放熱機能を有する。電気接続箱１０は、図示しないが、カバー１２の反対側において回路構成体１１に取り付けられる別のユニットなどを更に備えていてもよい。

〔回路構成体１１について〕
回路構成体１１は、複数の電子部品１５と、複数の導電板１３と、一つの保持部材１４とを備える。

電子部品１５は、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体リレーである。電子部品１５は、複数の端子（第一端子、第二端子、第三端子）を有し、各端子は導電板１３に半田などによって接続される。電子部品１５は他の部品であってもよく、例えば、機械式リレー、抵抗、コイル、コンデンサなどである。電子部品１５それぞれは、導電板１３に電気的に接続される。

導電板１３は、金属板が所定形状にプレス加工されて製造される。導電板１３は、金属製の板片であり、バスバとも称される。導電板１３は、例えば純銅または銅合金などの銅製部材であるのが好ましい。導電板１３の全体が導体であり、一般的なプリント基板が有するような配線パターンが、導電板１３に形成されていない。図１に示す回路構成体１１は、第一の導電板１３－１、第二の導電板１３－２、及び第三の導電板１３－３を有する。導電板１３それぞれは、幅寸法に比べて厚さ寸法が小さい。導電板１３の厚さ寸法は、回路構成体１１に応じて様々であるが、例えば１ミリメートル以上、２ミリメートル以下であり、本実施形態では１．５ミリメートルである。

保持部材１４は、熱可塑性を有する樹脂製であり、射出成形によって成形される。本実施形態では、後にも説明するが、保持部材１４は、導電板１３を射出成形の金型に設置して行われるインサート成形によって製造される。このため、導電板１３の一部が保持部材１４に埋設された状態となって、導電板１３と保持部材１４とは一体化される。保持部材１４は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ナイロン、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）などにより構成され、絶縁性を有する。保持部材１４は、三枚の導電板１３を保持していて、回路構成体１１のケースとして機能する。

保持部材１４は、板状である中央のベース部１８と、その周囲の枠部１９とを有する。導電板１３のうち電子部品１５が実装されている本体部２２が、ベース部１８上に設けられている。三枚の導電板１３の本体部２２が、重ならない状態で平面状に並んでベース部１８上に設けられている。枠部１９に、カバー１２を固定するための取り付け穴２０が設けられている。第一の導電板１３－１の端部２１Ａと第二の導電板１３－２の端部２１Ｂとは、枠部１９から外に突出して設けられている。これら端部２１Ａ，２１Ｂに、図外のケーブルなどが接続される。

図２は、電子部品１５を実装する前の回路構成体１１の斜視図である。図１及び図２に示すように、導電板１３は、電子部品１５が実装される実装部１６を有する。実装部１６は、導電板１３の本体部２２のうち、電子部品１５が重なって設けられる部分である。電子部品１５は、隣接する二つの導電板１３，１３に跨って設けられている。

導電板１３（本体部２２）の表面を含む平面に沿ってＸＹ平面座標を設定した場合、複数の導電板１３が並ぶ方向をＹ方向と定義し、そのＹ方向に直交する方向をＸ方向と定義する。Ｘ方向及びＹ方向の双方に直交する方向をＺ方向とすると、ＸＹＺ方向によって三次元座標が定義される。導電板１３は、その長手方向がＸ方向と一致するようにして保持部材１４に保持されている。図１に示す形態では、Ｙ方向の一方側の第一列に、四つの電子部品１５がＸ方向に沿って並んで設けられていて、Ｙ方向の他方側の第二列に、別の四つの電子部品１５がＸ方向に沿って並んで設けられている。導電板１３の前記幅寸法はＹ方向の寸法であり、前記厚さ寸法はＺ方向の寸法である。

導電板１３は、実装部１６とは別の領域に設けられている認識マークＭを有する。認識マークＭは、導電板１３に電子部品１５を位置決めして実装するために用いられる。認識マークＭは位置決めマークとも呼ばれる。認識マークＭは、導電板１３に形成されている穴１７により構成されている。穴１７は、導電板１３を貫通する。三枚の導電板１３それぞれに穴１７が形成されている。

導電板１３それぞれに複数の穴１７が形成されていて、本実施形態では、導電板１３それぞれに二つの穴１７が形成されている。前記のとおり、導電板１３を金型に設置して行われるインサート成形によって保持部材１４は製造される。この際、導電板１３を前記金型に位置決めして設置する必要がある。そこで、導電板１３の二つの穴１７それぞれに、金型３０（図６参照）の一部であるピン（支持部材）３１を挿入することで、その導電板１３は二点で支持され、金型３０において姿勢がより一層安定する。図６は、導電板１３及びインサート成形用の金型３０の一部を示す拡大断面図である。
穴１７の直径は、導電板１３の厚さ寸法以上であるのが好ましい。例えば、導電板１３の厚さ寸法は１．５ミリメートルであり、穴１７の直径は２ミリメートルである。

図１に示す回路構成体１１では、合計六つの穴１７が形成されているが、このうちの二つの穴１７が認識マークＭとして用いられる。認識マークＭとして用いられる二つの穴１７は、前記インサート成形の際に導電板１３を金型３０に位置決めするためにも用いられる。残りの四つの穴１７は、認識マークＭとして用いられず、前記インサート成形の際に導電板１３を金型３０に位置決めするために用いられる。

図３は、回路構成体１１の平面図である。認識マークＭとして用いられる二つの穴１７について説明する。認識マークＭとなる穴１７は、Ｙ方向の一方側（図３では上側）に位置する第一の導電板１３－１と、その第一の導電板１３－１とは別であってＹ方向の他方側（図３では下側）に位置する第二の導電板１３－２とに形成されている。更に説明すると、第一の導電板１３－１のＸ方向の一方側（図３では左側）の領域に形成されている穴１７と、第二の導電板１３－２のＸ方向の他方側（図３では右側）の領域に形成されている穴１７とが、認識マークＭとなる。このように、Ｘ方向及びＹ方向の双方向について離れて設けられている二つの穴１７が、認識マークＭとして用いられる。第三の導電板１３－３に形成されている二つの穴１７は、認識マークＭとして用いられない。

図４は、回路構成体１１の底面図である。前記のとおり、保持部材１４は、板状のベース部１８と、その周囲の枠部１９とを有する。ベース部１８と枠部１９とは射出成形によって一体成形される。図５は、図４におけるＶ矢視の断面図である。ベース部１８は、導電板１３が有する本体部２２に沿って設けられる部分である。図５に、ベース部１８と導電板１３（本体部２２）とがＺ方向に重なって設けられている様子が示されている。図４及び図５に示すように、ベース部１８に、導電板１３の穴１７及びその穴１７の周囲を含む領域Ａを露出させる開口２５が設けられている。開口２５は、板状であるベース部１８に形成されている部分欠損部である。

図４に示すように、開口２５は、全ての穴１７及びその周囲を含む領域Ａに対応して設けられている。開口２５の輪郭形状は、その周囲の形状に応じて様々設定される。開口２５は、前記インサート成形の際の金型３０（図６参照）が有する凸形状の部分３２によって生じる。

図６に示すように、インサート成形の際、金型３０が有する凸形状の部分３２は、その中央にピン３１を有し、そのピン３１の周囲は、導電板１３と面で接触した状態にある。凸形状の部分３２の周囲の空間Ｋを含むキャビティに、溶融樹脂が供給される。溶融樹脂が固化することで、保持部材１４が得られる。図５に示すように、保持部材１４が有するベース部１８のうち、凸形状の部分３２（図６参照）に相当する箇所が、穴１７及びその穴１７の周囲を含む領域Ａを露出させる開口２５となる。金型３０が有する凸形状の部分３２によって保持部材１４に開口２５が形成される。

このように、開口２５に相当する部分において金型の一部である凸形状の部分３２を導電板１３に接触させた状態で、溶融樹脂が供給される。このため、その溶融樹脂は、ピン３１と穴１７との間に到達し難く、溶融樹脂が、導電板１３を挟んで樹脂供給領域と反対側の領域に流出するのを防ぐことが可能となる。特に穴１７が長穴であると、その長穴とピン３１との間には隙間が形成される。その隙間を通って樹脂が流出しやすい。しかし、凸形状の部分３２が導電板１３に接触することで、その流出を防ぐことが可能となる。

図３において、穴１７の形状は任意であるが、認識マークＭとなる穴１７は真円形状であるのが好ましい。導電板１３は、プレスによって金属板を打ち抜く処理を行って製造され、その打ち抜く処理で穴１７が同時に形成される。穴１７の径（直径）が小さく、導電板１３の厚さ寸法未満であると、その穴１７を打ち抜く金型（パンチ）は細くなり、穴１７の形成は困難となる。そこで、本実施形態では、穴１７の径は、導電板１３の厚さ寸法以上に設定されており、これにより、穴１７の形成が比較的容易となる。

導電板１３それぞれに二つの穴１７が形成されるが、一枚の導電板１３に設けられる二つの穴１７のうちの一方は、円形であるが、他方はその円形よりも大きい形状であってもよい。例えば、他方の穴１７は、長円形であり、その長円形は、一方の穴１７の直径と同じ短径を有する。なお、以下の説明において、長円の場合、直径は短径を言うものとする。

これは、インサート成形によって保持部材１４を成形する際、前記のとおり（図６参照）導電板１３を金型３０に設置するためである。つまり、導電板１３を金型３０に位置決めして設置する必要があり、そのために、その導電板１３の二つの穴１７それぞれに、金型３０の一部であるピン３１が挿入される。ピン３１の断面形状は穴１７の形状と一致するのが好ましい。しかし、二つの穴１７の双方の形状が、ピン３１の断面形状と一致していると、製造誤差が原因で、二つの穴１７に二本のピン３１を通す作業が難しくなる場合がある。そこで、二つの穴１７のうちの一方は、ピン３１の断面形状と同じ穴形状（真円形状）を有し、図６に示すように、二つの穴１７のうちの他方は、ピン３１の断面形状よりも大きな穴形状（長円形状）を有する。これにより、各導電板１３における二つの穴１７に二本のピン３１を通す作業が容易となる。

〔本実施形態の回路構成体１１について〕
本実施形態の回路構成体１１は（図１、図２参照）、電子部品１５と、電子部品１５が接続されている導電板１３と、導電板１３を保持している保持部材１４とを備える。導電板１３は、電子部品１５が実装される実装部１６と、電子部品１５を位置決めして実装するための認識マークＭとを有する。認識マークＭは、導電板１３に形成されている穴１７により構成されている。

本実施形態では、プレスによって金属板を打ち抜く処理を行って導電板１３が製造され、その打ち抜く処理で、金属板に対する穴１７の形成を同時に行う。これにより認識マークＭを有する導電板１３が得られる。その導電板１３に電子部品１５を実装することで、回路構成体１１が得られる。つまり、本実施形態の回路構成体１１によれば、認識マークＭを付与する別の工程が不要となり、回路構成体１１のコストダウンが可能となる。その結果、回路構成体１１を含む電気接続箱１０のコストダウンが可能となる。

保持部材１４は、熱可塑性を有する樹脂製であり、インサート成形によって製造される。導電板１３の一部が保持部材１４に埋設された状態となって、導電板１３と保持部材１４とは一体化される。つまり、穴１７が形成された導電板１３を金型に設置し、その金型に溶融樹脂を供給することで、導電板１３が保持部材１４に保持された構成が得られる。

前記インサート成形において、図６に示すように、金型３０が備えるピン３１を導電板１３の穴１７に挿入することで、導電板１３を金型３０の所定位置に位置決めして設置することが可能となる。そこで、本実施形態では、三枚の導電板１３が保持部材１４に保持されており、三枚の導電板１３それぞれに穴１７が形成されている。認識マークＭとして用いられる穴１７は、保持部材１４の成形の際、金型３０に導電板１３を位置決めするためにも用いられる。更に、本実施形態では、一枚の導電板１３に穴１７が二つ形成されている。導電板１３の二つの穴１７それぞれにピン３１を挿入することで、その導電板１３の姿勢がより一層安定する。

電子部品１５の実装の際、本実施形態では、六つの全ての穴１７のうち、二つの穴１７を認識マークＭとして用いる。なお、電子部品１５の実装の際、六つの全ての穴１７のうち、少なくとも二つを含む一部の穴１７を認識マークＭとして用い、他の残りの穴１７を認識マークＭとして用いないようにしてもよい。例えば認識マークＭとして用いる穴１７を三つとした場合、二つの穴１７を位置決めの基準として用い、別の一つの穴１７を補正用として用いることができる。このように導電板１３が有する穴１７は、全て認識マークＭとして用いられなくてよい。

認識マークＭとなる穴１７は、Ｘ方向及びＹ方向の双方に離れて設けられている。電子部品１５の実装の際に、ＸＹ平面座標に基づいて数値制御によって電子部品１５の位置決めが行われる。離れて設けられている二つの穴１７が認識マークＭとして用いられることで、電子部品１５の位置決めの精度が高くなる。

〔その他の構成〕
本実施形態では、樹脂製である保持部材１４に導電板１３の一部は埋設されているが、つまり、保持部材１４は導電板１３を一体とするインサート成形品であるが、導電板１３の穴１７を認識マークＭとして用いるという構成は、インサート成形品ではない導電板１３に対しても適用可能である。
導電板１３及び電子部品１５の数及び配置は、図示した形態以外であってもよい。
認識マークＭとして用いる穴１７も任意の位置に設定される。

前記実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、前記実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更を含む。

１０ 電気接続箱
１１ 回路構成体
１２ カバー
１３ 導電板
１３－１ 第一の導電板
１３－２ 第二の導電板
１３－３ 第三の導電板
１４ 保持部材
１５ 電子部品
１６ 実装部
１７ 穴
１８ ベース部
１９ 枠部
２０ 取り付け穴
２１Ａ 端部
２１Ｂ 端部
２２ 本体部
２５ 開口
３０ 金型
３１ ピン（支持部材）
３２ 凸形状の部分

Claims (8)

1. 電子部品と、前記電子部品が接続されている導電板と、前記導電板を保持している保持部材と、を備え、
   前記導電板は、前記電子部品が実装される実装部と、前記電子部品を位置決めして実装するための認識マークと、を有し、
   前記認識マークは、前記導電板に形成されている穴により構成されている、回路構成体。
2. 前記保持部材は樹脂製であり、
   前記導電板の一部が前記保持部材に埋設された状態となって、当該導電板と当該保持部材とは一体化されている、請求項１に記載の回路構成体。
3. 複数の前記導電板が前記保持部材に保持されており、
   前記導電板それぞれに穴が形成されている、請求項２に記載の回路構成体。
4. 一枚の前記導電板に前記穴が複数形成されている、請求項２または３に記載の回路構成体。
5. 認識マークとなる前記穴は、離れて複数設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の回路構成体。
6. 複数の前記導電板が前記保持部材に保持されており、
   第一の前記導電板に認識マークとなる前記穴が形成されていて、
   第二の前記導電板に認識マークとなる前記穴が形成されている、請求項５に記載の回路構成体。
7. 前記保持部材は、前記導電板に沿って設けられる板状のベース部を有し、
   前記ベース部に、前記穴及び当該穴の周囲を含む領域を露出させる開口が設けられている、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の回路構成体。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の回路構成体と、
   前記回路構成体を覆うカバーとを備える、電気接続箱。
   

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