JP4728776B2 - バスバー付き回路基板 - Google Patents

Description

この発明は、自動車の電気接続箱に利用され得るバスバー付き回路基板に関する。

近年、自動車には多数の電装品が搭載されており、これらの電装品に対して電力を供給するための給電線や信号を送信するための信号線が車体内に配索されている。また、このような給電線や信号線を各電装品に接続するために、車体内の主要箇所にジャンクションボックス（電気接続箱）が搭載されている。

ジャンクションボックスは、電源分配を行うための電源回路や制御信号を分配するための信号回路が形成された回路基板、制御信号の処理を行うリレー、電源保護を行うためのヒューズ、外部の電装品と接続するための基板コネクタ、およびＥＣＵ等を内蔵している。

回路基板には、基板コネクタを始め複数の電源系部品や信号系部品が実装されている。自動車の高機能化に伴って、搭載される電装品の数がますます増加する傾向にあるが、それに伴って回路基板に実装される基板コネクタ等の数も増大する。

図３に従来の回路基板１００を示す。図３に示す回路基板１００には、複数のリレー１０２、接続端子１０３、および、ヒューズ接続用のヒューズ端子１０７等が搭載されている。このように端子等が搭載された回路基板への電気の供給は、ネジ１０４によりその一端が回路基板のバスバー接続端子１０５にネジ止めされているバスバー接続端子１０５の他端にバスバー本体をネジで接続し、バスバー本体から回路基板に電気を供給している。このようにバスバーによって回路基板に供給された電気は、図示しない回路基板上に設けられた電気回路により、各リレー、ヒューズ端子等へ配分されている。
特開２０００−２２４７３６号公報

従来は、バスバーがねじ止めされていたため、その分製造に工数がかかり、バスバー付き回路基板のコストアップの要因となっていた。

またねじ止めは回路基板の両面側にスペースを必要とし、回路基板の両面上のスペースを有効に生かす上での阻害要因となっていた。

従って、この発明の目的は、ねじ止めの工数を削減し、回路基板上のスペースを有効に生かすことの出来るバスバー付き回路基板を提供することにある。

この発明のバスバー付き回路基板の第1の態様は、貫通穴を有する回路基板とバスバーとを有するバスバー付き回路基板であって、
前記バスバーは、電源電流入力部と、前記電源電流入力部からの電流を２方向に分離し、一方の側に延びてヒューズに接続される複数のヒューズ端子と、他方の側である回路基板側に延びて前記回路基板と接続される接続部とを有し、
前記電源電流入力部と前記接続部とが上下に平行に配置され、前記電源電流入力部と前記接続部とを連結する部分が階段状に屈折しており、
前記バスバーの接続部は、前記回路基板側に湾曲した凹部を備え、
かつ前記バスバーは、前記貫通穴の一面側に前記凹部が重ねあわされ、かつ該凹部が前記貫通穴の対向面側から半田付けで回路基板と固定されており、
前記回路基板は内部にメタルコアを有するメタルコア基板であり、
前記メタルコアは、前記貫通穴の内面にその表面が露出しており、前記バスバーと前記半田によって電気的に接続され、
前記接続部の前記凹部の周縁部にガス抜き用の小孔部が形成されており、前記小孔部に前記半田が充填され、
前記貫通穴の一面側に半田付けされる前記接続部は、少なくとも１つの脚部を備えており、前記回路基板の前記脚部に対応する位置に形成された孔部に挿通されている
ことを特徴とするバスバー付き回路基板である。
この発明のバスバー付き回路基板の第２の態様は、前記接続部の凹部は、前記接続部の中央部に略円形状で形成されており、前記接続部の複数の脚部が、前記接続部の端部に設けられていることを特徴とするバスバー付き回路基板である。

この発明のバスバー付き回路基板の第３の態様は、前記回路基板の表面及び裏面の両方に回路パターンが形成されており、前記孔部に挿通された前記脚部の周りに半田が充填され、前記バスバーの接続部と前記回路基板の表面及び裏面に形成された回路とが電気的に接続されることを特徴とするバスバー付き回路基板である。
この発明のバスバー付き回路基板の第４の態様は、前記ガス抜き用の小孔部が、前記凹部の周縁部に複数形成されていることを特徴とするバスバー付き回路基板である。

この発明のバスバー付き回路基板の第５の態様は、前記凹部がエンボス加工からなっていることを特徴とするバスバー付き回路基板である。

この発明によると、ねじ止めの工数を削減し、回路基板上のスペースを有効に生かすことの出来るバスバー付き回路基板を提供することができる。

この発明のバスバー付き回路基板を図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明のバスバー付き回路基板の一実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示すバスバー付き回路基板１のＡ−Ａ線に沿った部分断面図である。

図１に示すように、バスバー付き回路基板１は、孔部２ａと貫通穴２ｂを有する回路基板２と、電源電流入力部３ａと接続部３ｂとヒューズ端子３ｃと脚部３ｄを備えたバスバー３とを有する。バスバー３の接続部３ｂは、回路基板２側に湾曲した凹部３ｅを備えている。この凹部３ｅは、例えばエンボス加工によって実現される。

バスバー３ｂは、貫通穴２ｂの一面側（図１で見えている面側）に凹部３ｅが重ねあわされている。回路基板の貫通穴２ｂには銅箔部が形成されるなどして、凹部３ｅは貫通穴２ｂの対向面側（図１では見えていない面側）から、フロー半田処理による、半田付けで回路基板２と固定されている。

本実施形態のバスバー付き回路基板１では、回路基板２とバスバー３とが半田付けで固定されているため、時間がかかったり、人手が必要になるねじ止めでの固定を行う必要がない。
回路基板２には通常スルーホールが形成され、端子が挿入された上でフロー半田処理が施されるため、その際に一緒にバスバー３に対する半田付けを行ってしまうことでバスバー３の固定単独のための工数は全く必要がないことになり、好ましい。

なおフロー半田処理を他の部分に行わない場合や、行うと不都合がある場合にはバスバー３の固定のために貫通穴２ｂに対してスポットフロー処理を行うことでバスバー３の回路基板２への固定を行うことができる。

またこのようなバスバー３の固定構造によれば、ねじそのものを使用しないため、図２に示すように、回路基板２の両面側にねじ螺子の先端や頭が突出することがないので、その分回路基板２上にスペースが空く。例えばそこに回路パターンと接続されるコネクタのためのハウジングを設けるなどすれば、非常にスペース効率がよいので好ましい。

本実施形態のバスバー付き回路基板１についてより詳細に説明する。
回路基板２は、両面側に回路パターンを形成した、いわゆる両面板と呼ばれる回路基板であり、ここでは特に内部に銅などの金属製の板材であるメタルコア４を内部に有するものを用いている。回路基板２には図示しないスルーホールが多数形成され、端子とはんだ付けされている。また回路基板２には、貫通穴２ｂが形成され、その周囲に孔部２ａが複数形成されている。貫通穴２ｂはメタルコア４を貫通する形で形成されているため、貫通穴２ｂの内面にはメタルコア４の表面が露出している。

バスバー３は、電源電流入力部３ａと、電源電流入力部からの電流を２方向に分岐し、一方の側に延びてヒューズに接続される複数のヒューズ端子３ｃと、他方の側である回路基板２側に延びて回路基板２と接続される接続部３ｂとが一体的に形成されている。図１に示すバスバー３は、電源電流入力部３ａと複数のヒューズ端子３ｃが同一平面に位置し、電源電流入力部３ａと回路基板への接続部３ｂとが上下に平行に配置され、電源電流入力部３ａと回路基板２への接続部３ｂとを連結する部分が概ね階段状に屈折しているが、ヒューズの位置、回路基板上に配置される電源用部品、信号用部品等の位置に従って適宜設定することができる。

例えば、図示しないが、面状の回路基板２への接続部の部分に対して直角に立ち上げられた部分と、このように直角に立ち上げられた部分に対して更に直角にヒューズ端子３ｃ側に曲げられて、複数のヒューズ端子が設けられている部分を有し、回路基板２への接続部に対して直角に立ち上げられた部分の途中に、電源から伸びるバスバー本体の接続端子（即ち、電源電流入力部）が設けられていてもよい。

図２に示すように、バスバー３の回路基板への接続部３ｂは、その中央部に例えばエンボス加工を施された凹部３ｅを備えている。回路基板２の凹部３ｅに対応する部分には、貫通孔２ｂが形成されており、前記回路基板２の凹部３ｅが回路基板２側に湾曲するようにして重ねあわされている。貫通孔２ｂは回路基板２の内部にあるメタルコアをも貫通して形成されている。凹部３ｅの周縁部には、ガス抜き用の小孔部３ｆが形成されている。この小孔部３ｆは、半田を下方から貫通孔に充填する際に発生するガスを接続部の上側に導き、半田中に気泡が形成されるのを防止する。半田を下方から吹き付けると、最終的に小孔部３ｆにも半田が充填される。

更に、接続部３ｂの端部には、少なくとも１つ（図１に示す態様においては４本）の下方に突き出した脚部３ｄが形成されている。なお回路基板２の脚部に対応する位置には、孔部２ａが形成されている。上述した脚部３ｄは孔部２ａを貫通して回路基板２に配置される。脚部３ｄによれば、バスバー３の接続部３ｂの位置決めをすることができる。また孔部２ａ内に銅箔部を形成しておき、脚部３ｄと半田付けすることでバスバー３と回路基板２との固定も行うことが出来る。また回路基板の表面および裏面の脚部３ｄに対応した位置に回路パターンを形成しておくことにより、回路と導通させることも可能である。

このような回路基板２やバスバー３を用いて本実施形態のバスバー付き回路基板１を製造するには、まず図２に示すように、回路基板２の貫通孔２ｂの上部に、回路基板２への接続部３ｂの凹部３ｅがその底部が貫通孔２ｂの中に配置される。このとき接続部３ｂの端部に設けられた脚部３ｄが孔部２ａに挿通される。この状態で、貫通穴２ｂ下方から半田が噴射されて、上述したように、接続部３ｂの周縁部に設けられた小孔部３ｆからガスを上方に抜きながら貫通孔部の全体に半田が充填される。その結果、半田を介して、バスバー３の接続部と回路基板のメタルコアが電気的に接続されて回路が形成される。同様に、孔部２ａに挿通された脚部３ｄの周りにも半田が充填され、バスバー３の接続部と回路基板２の表面および裏面に形成された回路と電気的に接続される。

なお、このように半田を介してバスバー３と接続される回路基板２のメタルコア４は、アース回路、電力用回路、または、信号用回路等として使用することができる。特に、電力用回路として使用する場合にはパターンを太く形成できる点で好ましい。

以上説明したように、この発明によると、ねじ止めの工数を削減し、回路基板上のスペースを有効に生かすことの出来るバスバー付き回路基板を提供することができる。

図１は、この発明の一実施形態となるバスバー付き回路基板を示す斜視図である。 図２は、図１に示すバスバー付き回路基板のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３は、従来のバスバー付き回路基板を示す斜視図である。

符号の説明

１ バスバー付き回路基板
２ 回路基板
２ａ 孔部
２ｂ 貫通孔
３ バスバー
３ａ 電源電流入力部
３ｂ 回路基板への接続部
３ｃ ヒューズ端子
３ｄ 脚部
３ｅ 凹部
３ｆ 小孔部
４ メタルコア
１００ 従来のバスバー付き回路基板
１０２ リレー
１０３ 接続端子
１０４ ネジ
１０５ バスバー接続端子
１０７ ヒューズ端子

Claims (5)

1. 貫通穴を有する回路基板とバスバーとを有するバスバー付き回路基板であって、
   前記バスバーは、電源電流入力部と、前記電源電流入力部からの電流を２方向に分離し、一方の側に延びてヒューズに接続される複数のヒューズ端子と、他方の側である回路基板側に延びて前記回路基板と接続される接続部とを有し、
   前記電源電流入力部と前記接続部とが上下に平行に配置され、前記電源電流入力部と前記接続部とを連結する部分が階段状に屈折しており、
   前記バスバーの接続部は、前記回路基板側に湾曲した凹部を備え、
   かつ前記バスバーは、前記貫通穴の一面側に前記凹部が重ねあわされ、かつ該凹部が前記貫通穴の対向面側から半田付けで回路基板と固定されており、
   前記回路基板は内部にメタルコアを有するメタルコア基板であり、
   前記メタルコアは、前記貫通穴の内面にその表面が露出しており、前記半田によって前記バスバーと電気的に接続され、
   前記接続部の前記凹部の周縁部にガス抜き用の小孔部が形成されており、前記小孔部に前記半田が充填され、
   前記貫通穴の一面側に半田付けされる前記接続部は、少なくとも１つの脚部を備えており、前記回路基板の前記脚部に対応する位置に形成された孔部に挿通されている
   ことを特徴とする電気接続箱に利用のバスバー付き回路基板。
2. 前記接続部の凹部は、前記接続部の中央部に略円形状で形成されており、
   前記接続部の複数の脚部が、前記接続部の端部に設けられていることを特徴とする、請求項１記載のバスバー付き回路基板。
3. 前記回路基板の表面及び裏面の両方に回路パターンが形成され、
   前記孔部に挿通された前記脚部の周りに半田が充填され、前記バスバーの接続部と前記回路基板の表面及び裏面に形成された回路パターンとが電気的に接続されることを特徴とする請求項１又は２記載のバスバー付き回路基板。
4. 前記ガス抜き用の小孔部が、前記凹部の周縁部に複数形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバスバー付き回路基板。
5. 前記凹部がエンボス加工からなっていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバスバー付き回路基板。

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