JP4762784B2 - 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いる。

従来の配線基板ユニットは、コネクタハウジングが配線基板の上に搭載されており、コネクタハウジングのＬ字型の端子は、配線基板に対して挿入されてハンダを用いて電気的かつ機械的に接続されている。

図９と図１０は従来の配線基板ユニットを示しており、コネクタハウジング１００の端子１１１〜１１５は、端子ホルダー１０３の端子穴１５１〜１５５にそれぞれ圧入されており、端子１１１〜１１５は、この端子ホルダー１０３により保持された状態で配線基板１０２に対してハンダを用いて電気的に接続されている。その他に配線基板の上には、リレー１２０などが配置されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６―４２５８６号公報

近年、配線基板ユニットの薄型化の要請が強くなっており、配線基板ユニットにおけるコネクタハウジングの低背化（高さＤをできるだけ小さくすること）が求められるようになってきた。

しかし、例えば最下段の端子１１５について見てみると、従来のＬ字型の端子を使用した構成では、コネクタハウジングにおける端子の固定部分の位置は、端子ホルダー１０３への圧入長を確保する観点から、あまり下に下げられないため、配線基板ユニットの薄型化の阻害要因となっていた。

そこで本発明は、薄型化を図ることができるとともに、端子ホルダーに対して端子を確実に圧入して保持することが出来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、配線基板と、前記配線基板上に固定され、ヒューズを前記配線基板に対して水平方向に着脱可能に固定するハウジングと、前記ハウジングに一端部が位置決めされ圧入固定されていて、前記配線基板に他端部がスルーホールに挿入されてハンダにより固定されてなる複数の端子を有する配線基板ユニットであって、前記配線基板上に固定された端子ホルダーを有し、前記端子は、前記一端部と前記他端部の間に設けられた前記配線基板側に開口した凸状の曲がり部を有し、前記端子は、前記曲がり部内に前記端子ホルダーの保持突起部を前記配線基板に対して鉛直方向に圧入状態に受け入れていて、および／または、前記曲がり部もしくは前記他端部が前記端子ホルダー内に圧入固定されていて、かつ前記配線基板面に垂直な方向において、前記端子の前記一端部の位置が、同じ前記端子の前記曲がり部の最も高い位置よりも低い位置に設定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、好ましくは前記端子は、前記ハウジングに対して前記配線基板面に対して垂直方向に所定の間隔を介して複数段に設けられたうちの少なくとも最下段の前記端子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、コネクタハウジングのような部品の搭載位置を下げることで薄型化が図れ、端子ホルダーに対して端子を確実に圧入して保持することができる。

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り、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、周囲を覆うための樹脂製の収容ケースの図示は省略されている。

配線基板ユニット１は、コネクタハウジング（ハウジング、コネクタハウジングケース、ケース、あるいは部品ともいう）２と、配線基板３と、コネクタ４と、複数のリレー５と、その他の電子コネクタハウジング６と、そして端子ホルダー７を有している。

図２は、図１の配線基板ユニット１をＹ方向からみた平面図である。

図１と図２に示すように、コネクタ４と複数のリレー５とその他の電子部品６と端子ホルダー７は、配線基板３の上に搭載されて、配線基板３の回路パターンに対して電気的に接続されている。

コネクタハウジング２は、樹脂などの電気絶縁性を有する材料により成形されており、図１に示すようにコネクタハウジング２に全面側には、例えばヒューズ１０を挿入するために複数の開口部１１が配列されている。

図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。

図３では、配線基板３と、端子ホルダー７と、コネクタハウジング２と、複数本の端子２０，２１，２２，２３，２４と、最下段の端子３０を示している。

コネクタハウジング２は上面２Ｂと下面２Ｃを有しており、下面２Ｃの位置は、配線基板３の下面３Ｐよりもさらに距離Ｓだけ下げてある。これにより、コネクタハウジング２における配線基板３の下面３Ｐに対する高さＨは、距離ＳだけＶ１方向に下げることができ、配線基板ユニット１全体の低背化と薄型化が図れる。

図３に示す端子２０，２１，２２，２３，２４，３０は、導電性を有する板状の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。

最上段の端子２０は、直線断面形状を有しＴ方向に平行に配置されている。端子２０の下側に位置する端子２１，２２，２３，２４は、それぞれＬ字型断面形状を有しており、端子２１が最も大きく、端子２２，２３，２４は、順に小さくなっている。

図４では、コネクタハウジング２が端子２０，２１，２２，２３，２４，３０から取り外された状態を示し、図５は、端子２０，２１，２２，２３，２４，３０と端子ホルダーの形状例を示している。

図３に示すように、端子２０の複数の一端部２０Ｂは、コネクタハウジング２に位置決めされてヒューズ１０を着脱可能に固定するための固定部であり、端子２０の他端部２０Ｃは開放端である。端子２１の複数の一端部２１Ｂは、コネクタハウジング２に位置決めされてヒューズ１０を着脱可能に固定するための固定部であり、端子２１の他端部２１Ｃは配線基板３の電気接続部分のスルーホールに挿入されてハンダにより電気的かつ機械的に固定されている。

同様にして、端子２２の複数の一端部２２Ｂは、コネクタハウジング２に位置決めされてヒューズ１０を着脱可能に固定するための固定部であり、端子２２の他端部２２Ｃは配線基板３の電気接続部分のスルーホールに挿入されてハンダにより電気的かつ機械的に固定されている。端子２３の複数の一端部２３Ｂは、コネクタハウジング２に位置決めされてヒューズ１０を着脱可能に固定するための固定部であり、端子２３の他端部２３Ｃは配線基板３の電気接続部分のスルーホールに挿入されてハンダにより電気的かつ機械的に固定されている。

端子２４の複数の一端部２４Ｂは、コネクタハウジング２に位置決めされてヒューズ１０を着脱可能に固定するための固定部であり、端子２４の他端部２４Ｃは配線基板３の電気接続部分のスルーホールに挿入されてハンダにより電気的かつ機械的に固定されている。

図３に示す端子２１の直線部分２１Ｄ、端子２２の直線部分２２Ｄ、端子２３の直線部分２３Ｄ、端子２４の直線部分２４Ｄは、配線基板３のＴ方向（図３における水平方向）に平行である。端子２１の直線部分２１Ｅ、端子２２の直線部分２２Ｅ、端子２３の直線部分２３Ｅ、端子２４の直線部分２４Ｅは、Ｖ方向（図３における垂直方向）に平行である。

図３に示す端子ホルダー７は、樹脂などの電気絶縁性を有する材料で成型されている。端子ホルダー７はほぼ階段形状を有するブロック体であり、端子圧入用の穴３１，３２，３３，３４，３５を有している。端子圧入用の穴３１，３２，３３，３４，３５はＶ方向に沿って形成されている。穴３１の形成長さが最も長く、穴３２，３３，３４，３５の順に長さが短くなっている。端子２１の直線部分２１Ｄ、端子２２の直線部分２２Ｄ、端子２３の直線部分２３Ｄ、端子２４の直線部分２４Ｄは、端子圧入用の穴３１，３２，３３，３４を形成する一方の内壁に接するようにしてそれぞれ圧入されている。

図３に示すように、端子２０，２１，２２，２３，２４の一端部２０Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂは、コネクタハウジング２に圧入されて組み付けられており、各一端部は対応する開口部１１内に位置されている。これらの一端部２０Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂには、それぞれヒューズ１０が着脱可能に装着される。

図３に示すように、最下段の端子３０の形状は、端子２１，２２，２３，２４の形状とは異なり、特徴的な形状を有している。図６は、図５における部分Ｆの構造を示す拡大斜視図であり、図７は、図３における部分Ｇの拡大図である。

ここで、図６と図７を参照しながら、最下段の端子３０の形状例を詳しく説明する。

特に図７に示すように、最も短い最下段の端子３０の各一端部３０Ｂは、コネクタハウジング２に位置決めされてヒューズ１０を着脱可能に固定するための固定部であり、端子３０の他端部３０Ｃは配線基板３のスルーホールに挿入されてハンダにより電気的かつ機械的に固定されている。

最下段の端子３０の一端部３０Ｂの直線部分３０Ｄと他端部３０Ｃとの間の部分には、凸状の曲がり部４０が設けられている。凸状の曲がり部４０は、配線基板３側に開口した例えばほぼＵ字形部分（カタカナのコ字形）であり、凸状の曲がり部４０は、立ち上げ部３０Ｋと水平部３０Ｌと立ち下げ部３０Ｍから構成されている。立ち上げ部３０Ｋは一端部３０Ｂに連続している。立ち下げ部３０Ｍは他端部３０Ｃに連続している。

図３に示すように、端子３０の一端部３０Ｂは、コネクタハウジング２に圧入されて組み付けられており、一端部３０Ｂは対応する開口部１１内に位置されている。一端部３０Ｂには、ヒューズ１０が着脱可能に装着される。

図７に戻ると、端子３０の他端部３０Ｃは、配線基板３の電気接続部分７０のスルーホールに対してハンダ７１を用いて電気的かつ機械的に接続されている。配線基板３としてはメタルコア基板を用いており、配線基板３内には、主に均熱化を図るためにメタルコア７２が配置されている。

図７に示すように、凸状の曲がり部４０は端子ホルダー７の保持突起部５０に対して圧入して保持されている。すなわち、立ち上げ部３０Ｋの内面４４は保持突起部５０の外面５１に保持され、水平部３０Ｌの内面４５は保持突起部５０の上面５２に保持され、そして立ち下げ部３０Ｍの内面４６は保持突起部５０の内壁５３に保持されている。すなわち、端子３０は、凸状の曲がり部４０内に端子ホルダー７の一部を圧入状態に受け入れていて、かつ配線基板３の面に垂直な方向において、端子３０の一端部３０Ｂの位置が、同じ端子３０の曲がり部４０の最も高い位置よりも低い位置に設定されている。

これにより、図３に示すように、コネクタハウジング２の配線基板３に対する位置をＶ１方向に沿って下げて配線基板ユニット１の低背化（薄型化）を図って、部品搭載スペースを有効利用することができるようにすることで、端子ホルダー７の保持突起部５０の高さＪが十分に確保できず余裕がない場合に、最下段の端子３０の凸状の曲がり部４０が保持突起部５０に対して圧入されることで、最下段の端子３０は端子ホルダー７に対して確実に保持して固定することができる。また、端子を通すための長い長さの穴は、形成する必要が無くなる。

本発明の実施形態では、配線基板ユニット１の低背化（薄型化）のためにコネクタハウジング２が配線基板３に対してＶ１方向に沿って相対的に下げて配置された場合に、最下段の端子３０には凸状の曲がり部４０を設けることで、凸状の曲がり部４０は端子ホルダー７の保持突起部５０に対して確実に圧入して保持することができる。このように、配線基板３に対して搭載するコネクタハウジング２の端子の形状に工夫を施すことにより、配線基板ユニット１の低背化が可能であり、自動車部品の設置スペースを有効利用できる。

本発明の配線基板ユニットの実施形態では、端子ホルダー７に保持される端子３０の一部分の凸状の曲がり部４０が、例えばＵ字形に形成されており、端子３０の凸状の曲がり部４０が、端子ホルダー７に対して圧入されているので、コネクタハウジングのような部品の搭載位置を下げることで薄型化が図れ、端子ホルダーに対して端子を確実に圧入して保持することができる。

本発明の配線基板ユニットの実施形態では、凸状の曲がり部４０は、端子３０の途中部分に形成されており、端子３０の一端部３０Ｂ側は部品であるコネクタハウジング２に組み付けられており、端子３０の他端部３０Ｃ側は配線基板３に対して電気的に接続されているので、凸状の曲がり部４０の存在により、他端部３０Ｃ側から配線基板３側へは不要な応力がかからず、他端部３０Ｃと配線基板３との電気的な接続状態を確実に保持できる。

本発明の配線基板ユニットの実施形態では、コネクタハウジング２は、電子部品の一例であるヒューズ１０を端子３０に対して着脱自在に接続でき、ヒューズ１０が接続される際あるいは取り外される際に生じる応力が、他端部３０Ｃ側から配線基板３側へかかるのを、Ｕ字形の部分４０の存在により、確実に防ぐことができる。

本発明の実施形態では、端子は、曲がり部内に端子ホルダーの一部を圧入状態に受け入れていて、および／または、曲がり部もしくは他端部が端子ホルダー内に圧入固定されていて、かつ配線基板面に垂直な方向において、端子の前記一端部の位置が、同じ前記端子の曲がり部の最も高い位置よりも低い位置に設定されている。

なお、本実施形態において、端子３０と端子ホルダー７の固定は、上述のように端子３０の曲がり部４０内に端子ホルダー７の一部を圧入状態に受け入れる態様は採らず、端子３０の立ち下げ部３０Ｍもしくは他端部３０Ｃを端子ホルダー７の圧入保持用の穴３５内に圧入する態様を採ってもよい。

すなわち、本実施形態の配線基板ユニット１では、端子３０に曲がり部４０が形成されていることで、保持突起部４０の高さＪを下げることなく、端子３０の一端部３０Ｂの位置を下に下げることができる。よって、端子３０の端子ホルダー７への圧入長（高さＪ）を十分確保することができ、端子３０を端子ホルダー７に確実に固定することができる。

なお、端子３０と端子ホルダー７とのこれら２つの固定態様は、両方同時に行うことも可能で、その場合端子３０と端子ホルダー７との固定をより確実に行うことが出来、好ましい。

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、図示例では、最も短い最下段の端子３０だけがＵ字形部分４０を有しており、最下段の端子３０の凸状の曲がり部４０が端子ホルダー７の保持突起部５０に対して圧入される構造であるが、これに限らずコネクタハウジング２が配線基板３に対して下げる量と、Ｖ方向に沿って多段に配列される端子の間隔に応じて、最下段の端子だけでなくそれよりも上に位置する端子についても凸状の曲がり部４０を形成しても良い。すなわち、本発明の実施形態では、端子３０は、ハウジング２に対して配線基板３の面に対して垂直方向に所定の間隔を介して複数段に設けられた端子２０〜２４うちの少なくとも最下段の端子であるが、これに限らず下から２段目、３段目の端子に対しても凸状の曲がり部を形成してもよい。

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、これに限らず他のいかなる種類のプリント基板であってもよく、例えばメタルベース基板であっても良いしメタルコアやメタルベースを有しない通常のガラスエポキシ基板であってもよい。尚、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。

図示例の部品としてのコネクタハウジング２は、ヒューズを接続するコネクタであるが、これに限らず、本発明の実施形態における部品としてのコネクタハウジング２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、ワイヤーハーネスを接続するためのコネクタであっても良い。

端子は、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。例えば図８は、本発明の実施形態における端子３０の凸状の曲がり部４０の別の例を示しており、凸状の曲がり部４０としては、図８（ａ）に示すような角部を有する矩形のものや、図８（ｂ）に示すようなＵ字状のようなものも含むものである。

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Ｙ方向からみた平面図である。 図２のＡ−Ａ線における断面図である。 コネクタハウジングが端子から取り外された状態を示す図である。 端子と端子ホルダーの形状例を示す図である。 図５における部分Ｆの構造を示す拡大斜視図である。 図３における部分Ｇの拡大図である。 端子形状例を示す図である。 従来の配線基板ユニットを示す平面図である。 図９のＢ−Ｂ線における断面構造を示す図である。

符号の説明

１ 配線基板ユニット
２ コネクタハウジング（ハウジングに相当）
３ 配線基板
７ 端子ホルダー
１０ ヒューズ
２０，２１，２２，２３，２４，３０ 端子
４０ 端子の凸状の曲がり部
５０ 端子ホルダーの保持突起部

Claims (2)

1. 配線基板と、
   前記配線基板上に固定され、ヒューズを前記配線基板に対して水平方向に着脱可能に固定するハウジングと、
   前記ハウジングに一端部が位置決めされ圧入固定されていて、前記配線基板に他端部がスルーホールに挿入されてハンダにより固定されてなる複数の端子を有する配線基板ユニットであって、
   前記配線基板上に固定された端子ホルダーを有し、
   前記端子は、前記一端部と前記他端部の間に設けられた前記配線基板側に開口した凸状の曲がり部を有し、
   前記端子は、前記曲がり部内に前記端子ホルダーの保持突起部を前記配線基板に対して鉛直方向に圧入状態に受け入れていて、および／または、前記曲がり部もしくは前記他端部が前記端子ホルダー内に圧入固定されていて、かつ前記配線基板面に垂直な方向において、前記端子の前記一端部の位置が、同じ前記端子の前記曲がり部の最も高い位置よりも低い位置に設定されていることを特徴とする配線基板ユニット。
2. 前記端子は、前記ハウジングに対して前記配線基板面に対して垂直方向に所定の間隔を介して複数段に設けられたうちの少なくとも最下段の前記端子であ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。

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