JP3637853B2

JP3637853B2 - 電気接続箱

Info

Publication number: JP3637853B2
Application number: JP2000242698A
Authority: JP
Inventors: 昌芳中村
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: JP2002058136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車に搭載される電気接続箱に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば自動車用のリレー、ヒューズ及びコネクタなどの電装品は、電気接続箱内に収容された状態で車両内に搭載される。中でも、内部にバスバーが収容された電気接続箱においては、各種電装品がバスバーによって構成された接続回路に電気的に接続された状態になっている。
【０００３】
従来、こうした電気接続箱においては、複数のバスバーを絶縁基材を介して積層したバスバー積層体によって各種電装品の接続回路が構成されている。つまり、リレー、ヒューズ及びコネクタを収容する電気接続箱においては、リレー接続回路、ヒューズ接続回路及びコネクタ接続回路が混在した状態で形成された一つのバスバー積層体が収容されている。
【０００４】
ところで、こうしたバスバー積層体に用いられるバスバーは金属板を打ち抜き加工することによって形成される。よって、バスバーを効率的に形成するためには、バスバーのパターン形状をなるべく単純な形状にすることが望ましい。そこで、従来のバスバー積層体の一例を図８及び図９に示す。
【０００５】
従来のバスバー積層体は、図８（ａ）に示すような第１バスバー回路５１と、図８（ｂ）に示すような第２バスバー回路５２とを備えている。第１バスバー回路５１は、絶縁基板５４上に等間隔に並んで敷設された直線状をなす複数の第１バスバー５４ａ〜５４ｊによって構成されている。また、第２バスバー回路５２は、絶縁基板５５上に等間隔に並んで敷設された直線状をなす複数の第２バスバー５６ａ〜５６ｊによって構成されている。すなわち、各バスバー回路５１，５２を構成する各バスバー５４ａ〜５４ｊ，５６ａ〜５６ｊは、最も単純な形状である直線状をなしている。このため、各バスバー回路５１，５２の形成が簡単となり、製造コストを低く維持することが可能となる。
【０００６】
また、図９に示すように、第１及び第２バスバー回路５１，５２を格子状に重ね合わせ、第１バスバー５４ａ〜５４ｊのうちの所定のものと、第２バスバー５６ａ〜５６ｊのうちの所定のものとを電気的に接続する場合がある。こうした場合には、同図に示すように、所望のバスバー５４ａ〜５４ｊ，５６ａ〜５６ｊ同士の交錯点が接続ポイントＰ１〜Ｐ１０となる。そして、それら接続ポイントＰ１〜Ｐ１０にて溶接が施され、所望のバスバー５４ａ〜５４ｊ，５６ａ〜５６ｊ同士が電気的に接続される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、電気接続箱内にこうした第１及び第２バスバー回路５１，５２を用いると、図９に示すように、接続ポイントＰ１〜Ｐ１０が点在した状態となってしまう。このため、各接続ポイントＰ１〜Ｐ１０に対して相対的に移動する溶接機の移動距離が長く、溶接を迅速に行うことが困難であった。
【０００８】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数枚のフレキシブルプリント基板を収容した電気接続箱にあって、異なるフレキシブルプリント基板間の電気的な接続を迅速に行うことができる電気接続箱を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、複数種の電装品装着部を備える第１ケースと、その第１ケースに嵌合して箱体を構成する第２ケースとを備え、それらケース内にバスバー及び絶縁基材を積層してなるバスバー積層体を収容した電気接続箱において、前記各種電装品装着部のうちの所定の電装品装着部に配線される接続回路を、複数の導体パターンと複数の接続パッドとをそれぞれ備える複数枚のフレキシブルプリント基板によって構成するとともに、前記各接続パッドを、前記各フレキシブルプリント基板においてそれぞれ対応する位置関係となる所定の箇所に集中して設け、それらフレキシブルプリント基板を重ね合わせた状態で各接続パッド同士を溶接することによって電気的に接続し、前記バスバー積層体に立設されるバスバー端子が形成されていない領域に前記各フレキシブルプリント基板を配置したことを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電気接続箱において、前記バスバー積層体と前記フレキシブルプリント基板とは密接した状態で収容され、前記バスバー積層体において前記フレキシブルプリント基板と密接するバスバーの配策パターンを、前記各接続パッドに干渉しないように設定したことを要旨とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の電気接続箱において、前記各接続パッドは、列状をなすように設けられていることを要旨とする。
【００１１】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１〜３に記載の発明によると、隣り合う接続パッド同士が近接するため、溶接工程における各接続パッドに対する溶接機の相対的な移動量が少なくなる。よって、溶接工程を迅速かつ容易に行うことが可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によると、各接続パッドは列状に設けられているため、各接続パッドに対する溶接機の位置決めが容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両用電気接続箱に具体化した一実施形態を図１〜図７に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、電気接続箱１は、第１ケースとしてのアッパーケース２と、第２ケースとしてのロアケース３とを備えている。アッパーケース２の上面には、複数のコネクタを着脱可能なコネクタ装着部４、複数のヒューズを着脱可能なヒューズ装着部５及び複数のリレーを着脱可能なリレー装着部６が形成されている。これら装着部４〜６は、対応するコネクタ、ヒューズ及びリレーを、アッパーケース２の上方から装着可能に形成されている。また、ロアケース３の上面には、コネクタ装着部４が形成されている。このコネクタ装着部４は、対応するコネクタを、ロアケース３の側方から装着可能に形成されている。これらケース２，３は互いに嵌合可能に形成されている。両ケース２，３が嵌合された際には、内部空間を有する箱体が形成される。なお、本実施形態においては、アッパーケース２側を上方向とし、ロアケース３側を下方向として説明する。
【００１５】
こうした電気接続箱１内には、バスバー積層体１１、第１フレキシブルプリント基板１２、第２フレキシブルプリント基板１３及びプリント基板１４が収容されている。
【００１６】
バスバー積層体１１は、それぞれ所定の形状に形成された導電性金属板材からなる複数のバスバーと、合成樹脂製の絶縁基材とを交互に積層させることにより構成されている。バスバー積層体１１の上面には、上方に突出する複数のバスバー端子１１ａが形成されている。これらバスバー端子１１ａは、バスバー積層体１１を構成するバスバーの一部を折曲することによって形成され、それぞれアッパーケース２に形成された各装着部４〜６と対応する箇所に形成されている。
【００１７】
また、図２にも併せ示すように、第１及び第２フレキシブルプリント基板１２，１３は、所定の形状で形成された銅箔パターン１２ａ，１３ａを樹脂シートで被覆することにより構成されている。第２フレキシブルプリント基板１３は、第１フレキシブルプリント基板よりも小さく形成されている。図３〜図５に示すように、これらフレキシブルプリント基板１２，１３は、重ね合わされた状態で収容されている。すなわち、各フレキシブルプリント基板１２，１３による２層構造となっている。なお、図４及び図５においては、バスバー積層体１１の構成を簡略化して示す。
【００１８】
各フレキシブルプリント基板１２，１３の所定箇所には、複数の接続端子部１２ｂ，１３ｂが形成されている。これら接続端子部１２ｂ，１３ｂには、それぞれ複数の銅箔パターン１２ａ，１３ａが配策されている。各接続端子部１２ｂ，１３ｂの片面の樹脂シートは剥離されており、該銅箔パターン１２ａ，１３ａが露出した状態となっている。
【００１９】
また、図２に示すように、各フレキシブルプリント基板１２，１３の所定箇所には、複数の接続パッド１２ｃ，１３ｃが形成されている。これら接続パッド１２ｃ，１３ｃは、銅箔パターン１２ａ，１３ａを被覆する樹脂シートの一部分を剥離することによって形成されている。すなわち、各接続パッド１２ｃ，１３ｃは、各フレキシブルプリント基板１２，１３の面上に露出した銅箔パターン１２ａ，１３ａによって構成されている。本実施形態において各接続パッド１２ｃ，１３ｃは、略長方形状をなしている。各接続パッド１２ｃ，１３ｃは一直線上に整列した状態で形成され、互いに対応した位置関係となっている。詳しくは、各接続パッド１２ｃ，１３ｃは、長辺同士が平行をなすように並設されている。つまり、各接続パッド１２ｃ，１３ｃは、フレキシブルプリント基板１２，１３の一部に集約して形成されている。換言すれば、各フレキシブルプリント基板１２，１３の銅箔パターン１２ａ，１３ａは、各接続パッド１２ｃ，１３ｃが一直線上に整列した状態で形成可能となるように形成されている。
【００２０】
また、各接続パッド１２ｃ，１３ｃは互いに近接して形成され、そのうちの幾つかは等間隔で形成されている。同図に示すように、隣り合う接続パッド１２ｃ，１３ｃにおいて最も近接する接続パッド１２ｃ，１３ｃ間の距離Ｌは、５．０mm以下（本実施形態では３．０mm程度）となるように設定されている。そして、対応する接続パッド１２ｃ，１３ｃ同士は、超音波溶接などの溶接法によって溶接されることにより電気的に接続されている。なお、本実施形態において、フレキシブルプリント基板１２，１３の銅箔パターン１２ａ，１３ａは、最大で１０アンペアの電流を通電可能とするべく、厚さが約０．１mm、幅が約２mmに設定されている。
【００２１】
このように構成されたバスバー積層体１１及び各フレキシブルプリント基板１２，１３は、バスバー積層体１１が最上層（アッパーケース２側）となるように電気接続箱１内に収容されている。そして、第１フレキシブルプリント基板１２が中間層、第２フレキシブルプリント基板１３が最下層（ロアケース３側）となるように電気接続箱１内に収容されている。つまり、各フレキシブルプリント基板１２，１３は、バスバー積層体１１においてバスバー端子１１ａが形成されていない面に密接した状態で配置されている。また、第２フレキシブルプリント基板１３のさらに下層側には、プリント基板１４が配置されている。なお、本実施形態においてプリント基板１４は、エンジンの電子制御等を行うＥＣＵユニットとして機能するものであり、ＣＰＵやＲＯＭなどの各種電子部品を備えている。
【００２２】
ところで、こうした電気接続箱１への収容時において、第１フレキシブルプリント基板１２は、ロアケース３上に配置される。このとき、第１フレキシブルプリント基板１２は、ロアケース３の側壁の上縁に設けられた段部３ａに各接続端子部１２ｂが位置するように配置される。そして、図５に示すように、アッパーケース２とロアケース３との嵌合時に、各接続端子部１２ｂがアッパーケース２の側壁とロアケース３の側壁とによって折曲され、両側壁間に挟着される。これにより、各接続端子部１２ｂは対応するコネクタ装着部４に配置される。すなわち、本実施形態においては、コネクタ装着部４に装着されるコネクタに接続されるコネクタ接続回路の一部が第１及び第２フレキシブルプリント基板１２，１３によって構成されている。
【００２３】
また、第２フレキシブルプリント基板１３の接続端子部１３ｂのうちの１つは、図５に示すように、プリント基板１４上に配線された導体パターン（図示略）と接触するように折り曲げられている。そして、該接続端子部１８ｂとプリント基板１４とが接続クリップ２１によって挟着保持されている。このため、接続端子部１３ｂとプリント基板１４の導体パターンとが電気的に接続されている。すなわち、第２フレキシブルプリント基板１３とプリント基板１４とが電気的に接続されている。
【００２４】
さらに、図６に示すように、第２フレキシブルプリント基板１３の接続端子部１３ｂのうちの１つは、バスバー積層体１１に形成された基板接続部１１ｂと接触するように折り曲げられている。なお、基板接続部１１ｂはバスバー積層体１１を構成するバスバーの一部が下方に折曲されたものであり、同バスバーは接続端子部１３ｂの銅箔パターン１３ａと対応する箇所に形成されている。そして、該接続端子部１３ｂと基板接続部１１ｂとが接続クリップ２１によって挟着保持されている。このため、接続端子部１３ｂと基板接続部１１ｂとが電気的に接続されている。すなわち、第２フレキシブルプリント基板１３とバスバー積層体１１とが電気的に接続されている。
【００２５】
また、前述したように、バスバー積層体１１とフレキシブルプリント基板１２，１３とは密接した状態で電気接続箱１内に収容されている。つまり、バスバー積層体１１を構成するバスバーとフレキシブルプリント基板１２とが密着する。このため、図７に示すように、バスバーの配策パターンは、各接続パッドに干渉しないように設定されている。
【００２６】
したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）所定のコネクタ装着部４に配線される接続回路が、第１及び第２フレキシブルプリント基板１２，１３によって構成されている。このため、同接続回路をバスバー積層体１１によって構成した場合に比べて小さくかつ軽く形成することが可能となる。しかも、各接続パッド１２ｃ，１３ｃは、一直線上に近接して整列した状態で形成され、隣り合う接続パッド１２ｃ，１３ｃ同士が近接している。このため、各接続パッド１２ｃ，１３ｃ同士の溶接工程において、各接続パッド１２ｃ，１３ｃに対する溶接機の相対的な移動量が、従来に比べて少なくなる。よって、各接続パッド１２ｃ，１３ｃ同士の溶接を迅速かつ容易に行うことができる。また、通常フレキシブルプリント基板１２，１３の銅箔パターン１２ａ，１３ａは、一枚の銅箔をエッチング処理して形成される。このため、各接続パッド１２ｃ，１３ｃが密集して設けられた状態となるように銅箔パターン１２ａ，１３ａのパターン形状を設定しても、フレキシブルプリント基板１２，１３の製造が煩雑にならない。
【００２７】
（２）各接続パッド１２ｃ，１３ｃは列状に設けられているため、各接続パッド１２ｃ，１３ｃに対する溶接機の位置決めを容易に行うことができる。特に本実施形態では各接続パッド１２ｃ，１３ｃが一直線上に並んだ状態で形成されている。通常、各フレキシブルプリント基板１２，１３を曲げた状態で電気接続箱１内に収容する必要がある場合には、接続パッド１２ｃ，１３ｃの形成箇所を避けることが望ましい。このため、各接続パッド１２ｃ，１３ｃを一直線上に並んだ状態で形成することにより、フレキシブルプリント基板１２，１３の曲げ態様の自由度を広く維持することができる。
【００２８】
（３）フレキシブルプリント基板１２，１３にバスバー積層体を構成するバスバーを密着した状態で電気接続箱１内に収容した場合には、バスバーの配策パターンを接続パッド１２ｃ，１３ｃと干渉しないように設定する必要がある。このため、前記従来のバスバー積層体のように各フレキシブルプリント基板１２，１３の銅箔パターン１２ａ，１３ａを直線状に形成した場合には、各接続パッド１２ｃ，１３ｃを離散的に形成せざるを得ない。そして、各接続パッド１２ｃ，１３ｃを離散的に設けると、バスバーの配策パターンが大幅に規制されてしまう。これに対して、本実施形態では各接続パッド１２ｃ，１３ｃがフレキシブルプリント基板１２，１３の一部に密集して形成されている。このため、バスバーの配策パターンの自由度が従来ほど規制されない。
【００２９】
（４）各接続パッド１２ｃ，１３ｃは一直線上に並んだ状態で形成され、そのうちの幾つかは等間隔で形成されている。このため、複数の接続パッド１２ｃ，１３ｃ同士を一度に溶接するべく溶接機を構成した際には、同溶接機を比較的容易に構成することができる。詳しくは、溶接機の溶接ヘッドを複数個等間隔に並べて構成するだけで、複数の接続パッド１２ｃ，１３ｃ同士を一度に溶接することができる。
【００３０】
（５）隣り合う接続パッド１２ｃ，１３ｃにおいて最も近接する接続パッド１２ｃ，１３ｃ間の距離Ｌは、５．０mm以下に設定されている。このため、各接続パッド１２ｃ，１３ｃの密集度を高く設定することができる。
【００３１】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・各接続パッド１２ｃ，１３ｃは、各フレキシブルプリント基板１２，１３の一部に集約して形成されていれば、必ずしも一直線上に並んだ状態で形成されている必要はない。また、各接続パッド１２ｃ，１３ｃは、列状に形成されている必要もない。このようにすれば、各銅箔パターン１２ａ，１３ａのパターン態様の自由度を拡げることができる。
【００３２】
・前記実施形態では、２枚のフレキシブルプリント基板１２，１３を重ね合わせた積層物を電気接続箱１内に収容している。しかし、電気接続箱１内には、３枚以上のフレキシブルプリント基板を重ね合わせた積層物を収容するようにしてもよい。
【００３３】
・各フレキシブルプリント基板１２，１３の接続パッド１２ｃ，１３ｃ間を、超音波溶接に限らず、抵抗溶接やレーザー溶接など、他の溶接法によって電気的に接続してもよい。また、両接続パッド１２ｃ，１３ｃ間を、例えばクリームはんだを用いてはんだ付けによって接続してもよい。すなわち、本発明における「溶接」の概念は両接続パッド１２ｃ，１３ｃ間を溶着した接続方法全般を指すものであり、はんだ付けもその概念に含むものとする。
【００３４】
・前記実施形態では、第１及び第２フレキシブルプリント基板１２，１３の銅箔パターン１２ａ，１３ａを、１０アンペア以下の電流を通電可能に設定している。しかし、銅箔パターン１２ａ，１３ａの厚さや幅を変更して、１０アンペア以上の電流を通電できるように設定してもよい。また、最大通電電流を１０アンペア以下に設定してもよい。
【００３５】
・前記実施形態では、第２フレキシブルプリント基板１３とプリント基板１４及びバスバー積層体１１とを、接続クリップ２１を用いて電気的に接続している。しかし、第２フレキシブルプリント基板１３とプリント基板１４及びバスバー積層体１１とを、溶接によって接続してもよい。
【００３６】
・前記実施形態では、電気接続箱１内にプリント基板１４を収容している。しかし、プリント基板１４は、必ずしも電気接続箱１内に収容されていなくてもよい。
【００３７】
・前記実施形態では、各フレキシブルプリント基板１２，１３がバスバー積層体１１の下層に配置されている。しかし、各フレキシブルプリント基板１２，１３は、バスバー積層体１１の上層に配置されてもよい。但し、この場合、各フレキシブルプリント基板１２，１３は、バスバー端子１１ａが形成されていない領域に配置されることが望ましい。
【００３８】
・前記実施形態では、コネクタ接続回路の一部をフレキシブルプリント基板１２，１３によって構成している。しかし、ヒューズ接続回路やリレー接続回路の一部をフレキシブルプリント基板１２，１３によって構成してもよい。
【００３９】
・前記実施形態では、アッパーケース２側が上方向、ロアケース３側が下方向として説明しているものの、電気接続箱１を車両に組み付ける際には、例えばアッパーケース２が下方に位置し、ロアケース３が上方に位置していてもよい。また、アッパーケース２の側壁及びロアケース３の側壁が上方を向くように、すなわち電気接続箱１を９０゜回転させた状態で車両に組み付けてもよい。つまり、電気接続箱１は、各ケース２，３がどの方向を向くように組み付けられてもよい。
【００４０】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気接続箱において、前記接続パッドのうちの最も近接したもの間の距離は、５．０mm以下に設定されていること。この技術的思想（１）に記載の発明によれば、接続パッドの密集度を高めることができる。
【００４１】
（２）請求項１〜３、技術的思想（１）のいずれか１項に記載の電気接続箱において、前記各接続パッドのうちの幾つかは、等間隔で設けられていること。
（３）請求項１〜３、技術的思想（１），（２）のいずれか１項に記載の電気接続箱において、当該電気接続箱には、２枚のフレキシブルプリント基板が収容されていること。
【００４２】
（４）複数種の電装品装着部を備える第１ケースと、その第１ケースに嵌合して箱体を構成する第２ケースとを備え、それらケース内にバスバー及び絶縁基材を積層してなるバスバー積層体を収容した電気接続箱において、前記各種電装品装着部のうちの所定の電装品装着部に配線される接続回路を、複数の導体パターンと複数の接続パッドとをそれぞれ備える複数枚のフレキシブルプリント基板によって構成するとともに、前記導体パターンを、前記各接続パッドが前記各フレキシブルプリント基板の所定の箇所に集中して設けられた状態となるようなパターン形状で設けたこと。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、各接続パッド同士の溶接を迅速に行うことができる。
【００４４】
また、請求項３に記載の発明によれば、各接続パッドに対する溶接機の位置決めを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電気接続箱を示す分解斜視図。
【図２】（ａ）は同実施形態の電気接続箱に収容される第１フレキシブルプリント基板の平面図、（ｂ）は同電気接続箱に収容される第２フレキシブルプリント基板の平面図。
【図３】同実施形態の電気接続箱の平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】図３のＣ−Ｃ線断面図。
【図７】同実施形態の第１フレキシブルプリント基板とバスバー積層体との関係を示す平面図。
【図８】（ａ），（ｂ）は、従来の電気接続箱に用いられるバスバー積層体の平面図。
【図９】同バスバー積層体の接続ポイントを示す平面図。
【符号の説明】
１…電気接続箱、２…第１ケースとしてのアッパーケース、３…第２ケースとしてのロアケース、４…コネクタ装着部、５…ヒューズ装着部、６…リレー装着部、１１…バスバー積層体、１１ａ…バスバー端子、１２…第１フレキシブルプリント基板、１３…第２フレキシブルプリント基板、１２ａ，１３ａ…導体パターンとしての銅箔パターン、１２ｂ，１３ｂ…接続端子部、１２ｃ，１３ｃ…接続パッド、１４…プリント基板。

Claims

複数種の電装品装着部を備える第１ケースと、その第１ケースに嵌合して箱体を構成する第２ケースとを備え、それらケース内にバスバー及び絶縁基材を積層してなるバスバー積層体を収容した電気接続箱において、
前記各種電装品装着部のうちの所定の電装品装着部に配線される接続回路を、複数の導体パターンと複数の接続パッドとをそれぞれ備える複数枚のフレキシブルプリント基板によって構成するとともに、前記各接続パッドを、前記各フレキシブルプリント基板においてそれぞれ対応する位置関係となる所定の箇所に集中して設け、それらフレキシブルプリント基板を重ね合わせた状態で各接続パッド同士を溶接することによって電気的に接続し、前記バスバー積層体に立設されるバスバー端子が形成されていない領域に前記各フレキシブルプリント基板を配置したことを特徴とする電気接続箱。
前記バスバー積層体と前記フレキシブルプリント基板とは密接した状態で収容され、前記バスバー積層体において前記フレキシブルプリント基板と密接するバスバーの配策パターンを、前記各接続パッドに干渉しないように設定したことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
前記各接続パッドは、列状をなすように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気接続箱。