JP4728873B2 - 配線基板ユニット - Google Patents

Description

本発明は、配線基板ユニットに関し、特に例えば自動車に搭載される配線基板ユニットに関する。

近年、例えば自動車においては、自動車構成部品搭載スペースの確保が限界に近づいており、省エネルギーの観点からも、自動車構成部品の小型化、軽量化、および省スペース化の要求がさらに高まっている。

自動車には、各部分に例えば電力供給を行うために配線基板ユニットが配置されている。このような配線基板ユニットの小型化も求められており、例えば配線基板上の電力供給用回路を減らすことにより配線基板の小型化を行うが提案されている。

従来の配線基板ユニットは、図５に示すように、コネクタ１００が配線基板１０１の上に載っており、コネクタ１００のＬ字型の端子１０２は配線基板１０１に挿入されて電気的に接続されている。配線基板１０１は配線基板ユニットのケース１０３内においてケース１０３に対して平行に配置されている。配線基板１００としては例えばメタルコア基板を使用している。メタルコア基板は、配線基板１００に搭載されている電子部品の発生する熱を分散して局所的な熱の発生を防ぐために用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６―４２５８６号公報

しかし、配線基板ユニットのコネクタ１００の上には例えばＥＣＵ（電子制御ユニット）などが重ねて配置されることがあることから、コネクタ１００の上面からケース１０３までの高さＤができる限り低く設定できることが望ましい。

そこで、本発明者らは、図６に示すように搭載したコネクタ１００の低背化を図ることを提案した。図６に示すケース１０３は、コネクタ１００に対応する位置に段差部分１０７を有しており、ケース１０３に段部Ｆを設けることで、コネクタ１００の高さＤ１が図５に示すコネクタ１００の高さＤよりも小さくすることができる。

しかし、このようにコネクタ１００の高さを下げるためには、コネクタ１００に対応する配線基板１０６の部分を切り欠く必要があり、配線基板１０６の面積を小さくしなければならない。しかも、端子１０５の接続端部１０９を配線１０６に差し込んで接続するためには、端子１０５はＬ字型ではなくさらに折り曲げてクランク状に形成しなければならない。

その際、端子１０５の側面１０８とメタルコア基板である配線基板１０６との間の電気絶縁性を確保するために、端子１０５の側面１０８とメタルコア基板である配線基板１０６の端面１１０との間には、ある程度の間隔（スペース）Ｓを確保しなければならない。この間隔Ｓを確保するためには、配線基板１０６の切り欠き部分をさらに大きくしなければならず、配線基板１０６の面積をさらに小さくしなければならない。

そこで、本発明は上記課題を解消するために、端子と配線基板との間の電気絶縁性を確保しながら、配線基板の面積の減少を防いで配線基板の面積を確保することができる配線基板ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解消するために、本発明の配線基板ユニットは、クランク形状の端子を有して電気的な接続をするためのコネクタと、前記コネクタの前記端子の接続端部を電気的に接続する配線基板と、前記配線基板の外側に配置されたケースを有する配線基板ユニットであって、前記ケースには、前記ケースに対する前記コネクタの高さを低減するための段差部分を有し、前記コネクタの前記端子と、前記端子に対面する前記配線基板の端面であって、導体部が露出した部分との間には、電気絶縁部が配置されており、前記コネクタ及び前記端子の前記接続端部が配置される高さが前記電気絶縁部の最も高い位置より低い位置であることを特徴とする。

本発明の配線基板ユニットは、好ましくは前記電気絶縁部は、前記ケースの内面側において突出して形成されていることを特徴とする。

本発明の配線基板ユニットは、好ましくは前記電気絶縁部は、前記ケースに対して一体的に形成された樹脂製のリブであることを特徴とする。

本発明の配線基板ユニットは、好ましくは前記配線基板は、メタルコア基板であることを特徴とする。

本発明の配線基板ユニットによれば、端子と配線基板との間の電気絶縁性を確保しながら、配線基板の面積の減少を防いで配線基板の面積を確保することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の配線基板ユニットの好ましい実施形態を示す図である。

図１に示す配線基板ユニット１は、電気接続装置などとも呼ぶことができる。図１に示すように、配線基板ユニット１は、一例として自動車用の配線基板ユニットであり、下部のケース２を示し、上部のケースの図示は省略されている。配線基板ユニット１は、下部のケース２と、配線基板３と、コネクタ４を有している。コネクタ４は一例として複数組の端子５，６を有している。

図２は、図１の配線基板ユニット１をＧ方向から見た断面を有する側面図である。

図１と図２を参照すると、コネクタ４は、例えば図示しないワイヤーハーネスを、配線基板３の回路に対して電気的に着脱可能に接続するためのものであり、このコネクタ４は電気絶縁性を有する樹脂製の箱型のコネクタであり、コネクタハウジングともいう。

図１に示すように、コネクタ４の前面側には、ワイヤーハーネスを挿入するための開口部７が形成されており、図１と図２に示すようにコネクタ４の背面８からは、複数組の端子５，６が突出して設けられている。図１では、図面の簡単化のために両側に位置する２組の端子５，６が図示されており、３組以上の端子５，６がＴ方向に沿って間隔をおいて配列されている。端子５は、端子６よりもＶ方向（上下方向）に沿って下側に配置されている。

図１と図２に示すように、端子６はほぼＬ字形を有しており、直線部分１３と接続端部１４を有している。端子５はクランク形状を有し、端子５は、直線部分９、立ち上げ部分１０、直線部分１１、接続端部１２を有する。直線部分９と直線部分１１と直線部分１３は、Ｒ方向に平行である。立ち上げ部分１０と接続端部１２と接続端部１４は、Ｖ方向に平行である。Ｖ方向は、Ｒ方向とＴ方向に対して直交する。配線基板３とケース２は、Ｒ方向に平行な方向に配置されている。

接続端部１２と接続端部１４は、配線基板３に対して電気的かつ機械的に接続されている。端子５，６は、導電性を有する金属材料により作られており、例えば長方形断面あるいは矩形断面を有している。

図３は、図２に示す構造の一部を拡大して示している。

図３に示すように、配線基板３は、好ましくはメタルコア基板である。配線基板３には必要な回路が形成されており、内部には銅などのメタルコア３０が配置されている。メタルコア３０は端面４２において露出した導体部である。

配線基板３には電気接続部分３２が形成されており、電気接続部分３２のスルーホール３１内には、接続端部１２と接続端部１４が挿入され、接続端部１２と接続端部１４は電気接続部分３２に対して、ハンダ３３により電気的にかつ機械的に固定されている。メタルコア基板は、主に配線基板の均熱化を図るために用いられる。

図１と図２に示す下部のケース２は、平坦部１８と段差部分１９を有し、段差部分１９は平坦部１８から段部２０だけＶ１方向に下げた位置に形成されている。段差部分１９は、コネクタ４の底部２１に対応して形成されている。コネクタ４の底部２１は、ケース２の段差部分１９の内面側にサポート部材２２を用いて固定されている。

このようにして、ケース２には段部２０だけ下げた段差部分１９を設けることで、コネクタ４の取り付け位置を下げてケース２に固定することができ、コネクタ４の上部２３から段差部分１９の外面側までの高さＰを低くすることができる。この高さＰを低くすることで、例えばコネクタ４の上部２３の上に例えばＥＣＵ（電子制御ユニット）などの他の装備を配置する場合に、その配置スペースをより広く確保することができる。

次に、図２と図３を参照して、電気絶縁部４０について説明する。

電気絶縁部４０は、コネクタ４の端子５の立ち上げ部分１０の側面４１と、端子５の側面４１に対面する配線基板３の端面４２との間に配置されている。電気絶縁部４０は、ケース２の平坦部１８の内面側４３において、Ｖ２方向に突出して形成されている。

電気絶縁部４０は、ケース２に対して一体的に形成された樹脂製のリブである。このリブ状の電気絶縁部４０は、一例としてＶ２方向に沿って同じ幅を有する長方形断面を有している。このように、電気絶縁部４０を端子５の立ち上げ部分１０の側面４１と、配線基板３の端面４２との間に配置することで、立ち上げ部分１０の側面４１と、配線基板３の端面４２に露出したメタルコア３０との間の距離（スペース）Ｈが短くできる。

例えば、従来図６に示すスペースＳが４ｍｍであったところを、図３の距離Ｈは２ｍｍ、電気絶縁部４０の厚みは１ｍｍ以下とすることができる。

このため、端子５と、メタルコア基板である配線基板３の端面４２に露出したメタルコア３０と、の間の電気絶縁性を確保できる。特に、配線基板３がメタルコア基板であり、端面４２にメタルコア３０が露出している場合には、端子５とメタルコア３０との間の電気絶縁性をより確実に確保できる。

電気絶縁部４０が配置されることで、端子５と配線基板３の側面４２との距離Ｈを小さくできることから、図１と図２に示す配線基板３における切り欠き部６０をできる限り小さくでき、配線基板３の面積の減少を防いで、より大きな配線基板３の面積を確保することができる。

図４は、本発明の別の実施形態を示している。

図４に示す実施形態が、図３に示す実施形態と異なるのは、次の点であるが、それ以外の部分は同じであるので、同じ符号を記してその説明を用いる。

図４に示す実施形態の配線基板ユニット１では、電気絶縁部４０がさらに配線基板３の端部を支える配線基板サポート部７０を有している。配線基板サポート部７０は配線基板３の端部を載せて固定する段部である。これにより、配線基板３は、電気絶縁部４０を介してケース２側に確実に固定することができ、配線基板３がケース２とコネクタ４に対して動いてしまうのを防ぎ、端子５，６と配線基板３との間の電気接続を安定させることができる。

本発明の実施形態では、配線基板３に対するコネクタ４の搭載位置を低く設定するために、コネクタ４の端子５がクランク形状に形成されている場合に、クランクさせた端子５と配線基板４の端面４２との間に、電気絶縁部４０を配置している。コネクタ４の搭載位置は、配線基板３とケース２に対して相対的に低く設定できる。このことから、端子と配線基板との間の電気絶縁性を確保しながら、配線基板の面積の減少を防いで配線基板の面積を確保することができるばかりでなく、配線基板ユニット１全体の厚みを薄くできる。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。

本発明の実施形態の端子は、バスバーとも呼ぶことができる。例えば、配線基板ユニット１は、電力供給だけでなく信号供給にも用いることができ、電力供給と信号供給の両方に使用することもできる。配線基板ユニット１は、自動車用途のみならず他の種類の機器、車両などに適用することができる。

図示例の配線基板３は、主に配線基板の均熱化を図るためにメタルコア基板を採用しているが、これに限らず他の種類の基板、例えばメタルベース基板であっても良い。このメタルベース基板は、積層した配線パターンを、絶縁層を介して金属板に貼り付けた構造である。

図示例のコネクタ４は、ワイヤーハーネスを接続するためのコネクタであるが、これに限らず、本発明の実施形態におけるコネクタは、例えばＥＣＵ（電子制御ユニット）を電気的に接続するコネクタであったり、ヒューズを接続するコネクタであっても良い。

端子５，６は、長方形断面あるいは矩形断面を有しているが、これに限らず例えば断面円形状あるいは楕円形状などであっても良い。リブ状の電気絶縁部４０は、Ｖ２方向に沿って同じ幅を有する長方形断面を有しているが、これに限らず三角形断面あるいは他の断面形状であっても良い。

本発明の配線基板ユニットの好ましい実施形態を示す斜視図である。 図１の配線基板ユニットをＧ方向から見た断面を有する側面図である。 図２の一部を拡大して示す図である。 本発明の配線基板ユニットの別の実施形態を示す図である。 従来の配線基板ユニットを示す図である。 別の配線基板ユニットを示す図である。

符号の説明

１ 配線基板ユニット
２ ケース
３ 配線基板
４ コネクタ
５，６端子
１２ 端子の接続端部
１８ ケースの平坦部
１９ ケースの段差部分
２０ 段部
３０ メタルコア（露出した導体部）
４０ 電気絶縁部
４１ 端子の側面
４２ 配線基板の端面

Claims (4)

1. クランク形状の端子を有して電気的な接続をするためのコネクタと、前記コネクタの前記端子の接続端部を電気的に接続する配線基板と、前記配線基板の外側に配置されたケースを有する配線基板ユニットであって、
   前記ケースには、前記ケースに対する前記コネクタの高さを低減するための段差部分を有し、
   前記コネクタの前記端子と、前記端子に対面する前記配線基板の端面であって、導体部が露出した部分との間には、電気絶縁部が配置されており、
   前記コネクタ及び前記端子の前記接続端部が配置されるケース内の高さが前記電気絶縁部の最も高い位置より低い位置であることを特徴とする配線基板ユニット。
2. 前記電気絶縁部は、前記ケースの内面側において突出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板ユニット。
3. 前記電気絶縁部は、前記ケースに対して一体的に形成された樹脂製のリブであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板ユニット。
4. 前記配線基板は、メタルコア基板であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つの項に記載の配線基板ユニット。

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