JP5170853B2 - 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の電気回路パターン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の配線基板には、複数のリレーと、複数の接続用の端子と、ヒューズを接続するためのヒューズ端子などが搭載されている。

図４には従来の配線基板例を示している。例えば電源の電源電流は、バスバーを通じて配線基板１００の電源入力部１２０に供給される。この電源電流は、配線基板１００の電気回路パターンにより、各リレー１０１，１０２の接続端部１０１Ｂ、１０２Ｂにそれぞれ供給される。

さらに、電源電流は、リレー１０１，１０２を通り、リレー１０１，１０２の接続端部１０１Ｃ、１０２Ｃと配線基板１００の電気回路パターン１２１，１２２を通じて、端子１０３，１０４により、ヒューズ装着用のハウジング１０５のヒューズ１１０，１１０に供給される。そして、電源電流は、それぞれヒューズ１１０，１１０から別の端子１０７，１０８と配線基板の電気回路パターンを通じて、例えば配線基板１００上の他の電子部品に供給されるようになっている。各端子１０３，１０４，１０７，１０８は、Ｌ字形であり間隔をおいて積層されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００―２２４７３６号公報

ところで、各端子１０３，１０４，１０７，１０８の各接続端部１０３Ｒ，１０４Ｒ，１０７Ｒ，１０８Ｒは、配線基板１００に対して、ヒューズ装着用のハウジング１０５寄りの位置に集中して電気的に接続されている。従って、リレー１０１とリレー１０２は、端子１０３，１０４，１０７，１０８から遠く離れている場合がある。

このため、リレー１０１，１０２とヒューズ１１０，１１０の間で電源電流が流れる際には、電源電流が配線基板１００の電気回路パターンを通る部分が多くなってしまう。従って、配線基板１００に電気回路パターンを形成する際には、リレー１０１，１０２などの電子部品の配置領域を避けなければならない箇所が多くなってしまう。

また、電源電流は大電流であるため、パターン幅を広く取る必要がある。

このため、配線基板１００に電気回路のパターンを形成する際には設計の自由度が制限されてしまい、回路のパターンを容易に形成できないばかりか、配線基板の小型化が図れない。

そこで、本発明は上記課題を解消するために、配線基板に電気回路パターンを容易に形成でき、配線基板の小型化が図れ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、
前記配線基板上に搭載されたハウジングと、
前記ハウジングに第１端部が固定されているとともに前記配線基板に第２端部が固定されたＬ字形状の端子と、
前記ハウジングにおいて前記端子の前記第１端部と接続されたハウジング実装部品と、
前記配線基板上で前記ハウジングと離間状態に搭載された電力供給のための基板実装部品と、
を有する配線基板ユニットであって、
複数の前記Ｌ字形状の端子が、前記配線基板の上方で高さ方向に間隔をおいて互いに電気的に絶縁された状態で平行に配列されており、
前記各第１端部が、ハウジングの側面に高さ方向に離間して固定され、
複数の前記Ｌ字形状の端子の一部は、前記基板実装部品の上方を通過して配置され、
前記基板実装部品の上方を通過する前記Ｌ字形状の端子の一部は、前記第２端部が、前記基板実装部品の前記ハウジングと反対側の近傍において前記配線基板の配線パターンに対して接続固定され、
前記基板実装部品の上方を通過する前記Ｌ字形状の端子以外のＬ字形状の端子の一部は第２端部が、前記基板実装部品の前記ハウジング側の近傍において前記配線基板の配線パターンに対して接続固定され、
前記配線基板上に固定された前記複数のＬ字形状の端子の各第２端部が接続されている前記各配線パターンのうち、前記基板実装部品の前記ハウジング側の端子または前記ハウジングと反対側の端子に接続される各配線パターンは、前記各第２端子と前記実装部品の各端子とにそれぞれ短い距離で電気的に接続されていることを特徴とする。

配線基板ユニットは、前記基板実装部品が、前記配線基板上において、前記ハウジングに対して遠近方向に隣接搭載された複数の前記基板実装部品の群のうち、前記ハウジングに対して最も離れたもの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、配線基板に電気回路パターンを容易に形成でき、配線基板の小型化が図れる。

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、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、配線基板２と、ヒューズ１０を装着するためのハウジング３と、それぞれ基板実装部品の一例をなす複数のリレー４，５を有して構成されている。リレー４，５は１つのリレー群を成している。ヒューズ装着用のハウジング３と、複数のリレー４，５は、ハウジング３に対して遠近方向に隣接して配線基板２に搭載されている。つまり、リレー４，５は、ハウジング３に対して離間状態に配線基板２上に搭載されており、リレー４はハウジング３に近い位置にあり、リレー５はハウジング３から離れた位置にある。

ハウジング３と配線基板２との間には、複数の端子１１，１２，１３，１４が配置されている。複数の端子１１，１２，１３，１４はそれぞれＬ字形に形成されている。ハウジング３は、電気絶縁性を有する樹脂やセラミックスにより作られている。

図１の配線基板２は、好ましくはメタルコア基板のようなプリント基板である。配線基板２には必要な回路が形成されており、メタルコア基板の場合には内部には銅などのメタルコアが配置されている。メタルコア基板２０は、主に配線基板２の均熱化を図るために用いられる。

配線基板２には電気接続部分２１が形成されており、電気接続部分２１のスルーホール内には、端子１１の接続端部３０と端子１２の接続端部３１がそれぞれ挿入され、接続端部３０，３１は電気接続部分２１に対して、ハンダ２２により電気的にかつ機械的に固定されている。

同様にして、図１の端子１３の接続端部３６と端子１４の接続端部３７は、電気接続部分２１のスルーホール内に挿入され、接続端部３６，３７は電気接続部分２１に対して、ハンダ２２により電気的にかつ機械的に固定されている。

また、リレー４の接続端部３２，３３とリレー５の接続端部３４，３５は、電気接続部分２１のスルーホール内に挿入されて電気接続部分２１に対して、ハンダ２２により電気的にかつ機械的に固定されている。

図１に示すように、ヒューズ１０を接続するための端子１１，１２，１３，１４は、リレー４，５の両側の領域５１，５２において配線基板２に対して電気的に接続されている。言い換えれば、ハウジング３と基板実装部品であるリレー４の間の領域５１には、２つの端子１１，１２が配置されており、基板実装部品であるリレー５の外側の領域５２には、残りの２つの端子１３，１４が配置されている。

さらに詳しく端子１１，１２，１３，１４の配置例を説明すると、図１の端子１１，１２，１３，１４は間隔をおいて互いに電気的に絶縁された状態で平行に配列されており、端子１１，１２，１３，１４の順にＶ１方向に沿って間隔をおいて積層されている。

端子１１は、最下段に位置しており最も短いが、端子１１のヒューズ装着用の第１端部１１Ｂは、ハウジング３内に圧入して保持されており、端子１１の第２端部３０は配線基板２の領域５１に対して電気的に接続されている。

同様にして、端子１２は、下から２段目に位置するが、端子１２のヒューズ装着用の第１端部１２Ｂは、ハウジング３内に圧入して保持されており、端子１２の第２端部３１は配線基板２の領域５１に対して電気的に接続されている。

一方、端子１３は、下から３段目に位置するが、端子１３のヒューズ装着用の第１端部１３Ｂは、ハウジング３内に圧入して保持されており、端子１３の第２端部３６は２つのリレー４，５の上方を越えて、配線基板２の領域５２に対して、リレー５の近傍（例えばリレー５と端子１３との最近接部位同士の距離が、約０．５ｍｍ〜３ｍｍの位置）において固定され、電気的に接続されている。

同様にして、端子１４は、最上段に位置するが、端子１４のヒューズ装着用の第１端部１４Ｂは、ハウジング３内に圧入して保持されており、端子１４の第２端部３７は２つのリレー４，５の上方を越えて、配線基板２の領域５２に対して、リレー５の近傍（例えばリレー５と端子１４との最近接部位同士の距離が、約０．５ｍｍ〜６ｍｍの位置）において固定され、電気的に接続されている。

図１に示すように、ヒューズ１０は、ヒューズ装着用の第１端部１１Ｂ、１２Ｂの間に着脱可能に接続される。もう１つのヒューズ１０は、ヒューズ装着用の第１端部１３Ｂ、１４Ｂの間に着脱可能に接続される。ヒューズ１０は、ハウジング実装部品の一例である。

次に、上述した配線基板２における電源電流の流れ経路の例を、図２と図３を参照して説明する。

図２は、リレー５と端子１３，１４およびヒューズ１０に流れる電源電流の第１経路Ｐ１を示しており、この第１経路Ｐ１について説明する。

図２の配線基板２は、電源入力部７１を有しており、電源入力部７１は電源７０に対して接続されている。電源７０から電源入力部７１に電源電流が入力されると、この電源電流は、配線基板２の電気回路パターンの回路配線部７２を通じて、リレー５の接続端部３４に供給される。そして、電源電流はリレー５を通って接続端部３５と配線基板２の電気回路パターンの回路配線部７３から端子１３の第２端部３６とヒューズ装着用の第１端部１３ＢをＦ１方向に沿って通り、ヒューズ１０に達する。ヒューズ１０を通った電源電流は、端子１４のヒューズ装着用の第１端部１４Ｂと第２端部３７をＦ２方向に通って、その後配線基板２の電気回路パターンの回路配線部７４から配線基板２の別の部位か、あるいは配線基板２の外部の部位に流れていく。このようにして、電源電流は、端子１３，１４とリレー５の回路を流れる。

図３は、リレー４と端子１１，１２およびヒューズ１０に流れる電源電流の第２経路Ｐ２を示しており、この第２経路Ｐ２について説明する。

図３において、電源７０から電源入力部７１に電源電流が入力されると、この電源電流は、配線基板２の電気回路パターンの回路配線部８２を通じて、リレー４の接続端部３３に供給される。そして、電源電流はリレー４を通って接続端部３２と配線基板２の電気回路パターンの回路配線部８３から端子１２の第２端部３１とヒューズ装着用の第１端部１２ＢをＦ３方向に沿って通り、ヒューズ１０に達する。ヒューズ１０を通った電源電流は、端子１１のヒューズ装着用の第１端部１１Ｂと第２端部３０をＦ２方向に通って、その後配線基板２の電気回路パターンの回路配線部８４から配線基板２の別の部位か、あるいは配線基板２の外部の部位に流れていく。このようにして、電源電流は、端子１１，１２とリレー４の回路を流れる。

なお、図２と図３に示した電源電流の流れる第１経路Ｐ１と第２経路Ｐ２は、一例にすぎず、これに限定されるものではない。

本発明の実施形態では、図１に示す複数の端子１１，１２，１３，１４は、ハウジング３と配線基板２との間に配置されるが、端子１１，１２の組は配線基板２の領域５１に接続され、端子１３，１４の組は２つのリレー４，５の上方を通過して配線基板２の領域５２に接続される。

このため、端子１１，１２，１３，１４は、リレー４，５の最も直近の位置の領域５１，５２に分けて電気的に接続できることから、リレー４，５からの電流を最短距離で端子に流すことができ、逆に端子１１，１２，１３，１４からリレー４，５に最短距離で電流を流すことができる。すなわち、電流の経路は、従来に比べて配線基板２の電気回路パターンに通す箇所を少なくすることができ、端子４，５を避けて配線基板２の電気回路パターンの形成する必要がなくなる。従って、配線基板２における電気回路パターンの配置の自由度が高まり、電気回路パターンの配置が容易になり、配線基板２の小型化が図れる。

以上の通り、本発明の実施形態の配線基板ユニットは、配線基板２と、配線基板２上に搭載されたハウジング３と、ハウジング３に第１端部が固定されているとともに配線基板２に第２端部が固定された端子１１〜１４と、ハウジングにおいて端子の第１端部と接続されたハウジング実装部品であるヒューズ１０と、配線基板２上でハウジング３と離間状態に搭載された基板実装部品であるリレー４，５とを有している。そして、端子１３，１４は、リレー４，５の上方を通過して配置されており、端子１３，１４の第２端部３６，３７はリレー５の近傍において配線基板２に対して固定され、配線基板２上に固定された端子１３，１４の第２端部３６，３７とリレー５が、配線基板２の配線パターンを介して電気的に接続されている。

このため、配線基板２に電気回路パターンを容易に形成でき、配線基板の小型化が図れる。このリレー５は、配線基板２上において、ハウジング３に対して遠近方向に隣接搭載された複数のリレー４，５の群のうち、ハウジング３に対して最も離れたものである。

よって、このようなリレー５に対して、その上方を通過した端子１３，１４を用いて電気的接続をとる場合、配線基板２の小型化を図れる効果が最も大きく期待できる。

本発明の実施形態では、端子は、Ｌ字形に形成されていることで、第２部品の上方を確実かつ簡単に越えて設定できる。

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２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。

図示例のハウジング３は、ヒューズを接続するコネクタハウジングであるが、これに限らず、ワイヤーハーネスを接続するためのコネクタハウジングや、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ハウジングであっても良い。

端子１１，１２，１３，１４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。

本発明の実施形態におけるハウジング実装部品は、ヒューズに限定されず、例えばワイヤーハーネスの端部に固定されたコネクタ等、端子と電気的に接続されるものであれば何でもよい。

また、本発明の実施形態における基板実装部品は、リレーに限定されず、例えば抵抗やコンデンサ等、配線基板上で端子と電気的に接続されるものであれば何でもよい。

本発明の配線基板ユニット好ましい実施形態を示す側面図である。 リレー５と端子１３，１４およびヒューズ１０による電源電流の流れる第１経路Ｐ１を示す平面図である。 リレー４と端子１１，１２およびヒューズ１０による電源電流の流れる第２経路Ｐ２を示す平面図である。 従来の配線基板ユニットの配線基板の回路例を示す図である。

符号の説明

１ 配線基板ユニット
２ 配線基板
３ ハウジング（第１部品）
４，５ リレー（第２部品、基板実装部品の一例）
１０ ヒューズ（ハウジング実装部品の一例）
１１〜１４ 端子（電気接続端子）
１１Ｂ〜１４Ｂ 端子のヒューズ装着用の端部（端子の第１端部）
３０〜３７ 接続端部（端子の第２端部）

Claims (1)

1. 配線基板と、
   前記配線基板上に搭載されたハウジングと、
   前記ハウジングに第１端部が固定されているとともに前記配線基板に第２端部が固定されたＬ字形状の端子と、
   前記ハウジングにおいて前記端子の前記第１端部と接続されたハウジング実装部品と、
   前記配線基板上で前記ハウジングと離間状態に搭載された電力供給のための基板実装部品と、
   を有する配線基板ユニットであって、
   複数の前記Ｌ字形状の端子が、前記配線基板の上方で高さ方向に間隔をおいて互いに電気的に絶縁された状態で平行に配列されており、
   前記各第１端部が、ハウジングの側面に高さ方向に離間して固定され、
   複数の前記Ｌ字形状の端子の一部は、前記基板実装部品の上方を通過して配置され、
   前記基板実装部品の上方を通過する前記Ｌ字形状の端子の一部は、前記第２端部が、前記基板実装部品の前記ハウジングと反対側の近傍において前記配線基板の配線パターンに対して接続固定され、
   前記基板実装部品の上方を通過する前記Ｌ字形状の端子以外のＬ字形状の端子の一部は第２端部が、前記基板実装部品の前記ハウジング側の近傍において前記配線基板の配線パターンに対して接続固定され、
   前記配線基板上に固定された前記複数のＬ字形状の端子の各第２端部が接続されている前記各配線パターンのうち、前記基板実装部品の前記ハウジング側の端子または前記ハウジングと反対側の端子に接続される各配線パターンは、前記各第２端子と前記実装部品の各端子とにそれぞれ短い距離で電気的に接続されていることを特徴とする配線基板ユニット。

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