JP5497389B2 - Electrical junction box - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車の電気回路に用いられ、各種の配線を分岐、結合する回路、更には信号の変換、増幅、演算を行う回路を内蔵した電気接続箱に関するものである。 The present invention relates to an electric junction box which is used in, for example, an electric circuit of an automobile and incorporates a circuit for branching and coupling various wirings, and a circuit for converting, amplifying and calculating signals.
自動車の電気回路には、従来から種々の形態の電気接続箱が使用されている。例えば特許文献1には、複数枚の回路基板を積層し、これらの回路基板間をスルーピンを挿通して回路を構成する電気接続箱が開示されている。
Conventionally, various types of electrical junction boxes have been used in automobile electric circuits. For example,
一方、最近では自動車に搭載される多数の電子機器を制御するために、電子回路基板の数が増加する傾向にある。電子回路基板又はそれを収納した筺体(ECUボックス)とは、電線(ワイヤーハーネス)を介して接続されているが、その回路数の増加とは逆に、小型化、省スペース化、軽量化が要求されている。 On the other hand, recently, the number of electronic circuit boards tends to increase in order to control a large number of electronic devices mounted on automobiles. The electronic circuit board or the housing (ECU box) that houses it is connected via an electric wire (wire harness), but, contrary to the increase in the number of circuits, it is reduced in size, space saving, and weight reduction. It is requested.
そこで、電線による接続ではなく、ECUボックスをコネクタを介して接続するようになっている。しかし、コネクタによる接続では、コネクタ部分に接続させる接続端部を集約させる必要があるために、回路基板の回路パターンの設計の自由度が小さいという問題や、コネクタ部分のスペースの確保が必須となって、小型化には限界がある。 Therefore, the ECU box is connected via a connector, not by a wire. However, in connection with a connector, since it is necessary to consolidate the connection end portions to be connected to the connector portion, there is a problem that the degree of freedom in designing the circuit pattern of the circuit board is small, and it is essential to secure a space for the connector portion. Therefore, there is a limit to downsizing.
また、小型化に伴って電子回路基板の単位面積当たりに搭載される電子部品の数が多くなり、電子回路基板の高密度化による発熱に対する放熱性の向上が要求されている。 In addition, with the miniaturization, the number of electronic components mounted per unit area of the electronic circuit board is increased, and improvement in heat dissipation against heat generation is required due to higher density of the electronic circuit board.
しかしながら上述した従来例は、大きな電流の通電により積層した回路基板に発熱が生じ、IC、コンデンサ等を搭載した他の電子回路基板等を電気接続箱内に同梱すると、この電子回路基板は発熱の影響を受け、誤動作、故障が発生する虞れが多分にある。 However, in the above-described conventional example, heat is generated in the laminated circuit boards by energizing a large current, and when other electronic circuit boards mounted with ICs, capacitors, etc. are bundled in an electrical junction box, the electronic circuit boards generate heat. There is a possibility that malfunctions and failures may occur due to the influence of the above.
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、内蔵した電子回路基板への発熱の影響が少なくなるようにした電気接続箱を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electrical junction box that solves the above-described problems and is less affected by heat generation in a built-in electronic circuit board.
上記目的を達成するための本発明に係る電気接続箱は、上方から蓋部材、中継部材、底部材を配列した筐体から成る電気接続箱において、第1回路パターンをそれぞれ有する複数枚の回路基板を積層した積層回路ユニットを前記中継部材の上部に配置し、電子回路素子を搭載した第2回路パターンを設けると共に該第2回路パターンと接続したコネクタを付設した電子回路基板を前記中継部材の下部に配置し、前記中継部材により前記積層回路ユニットと前記電子回路基板との間を前記積層回路ユニットの回路基板の積層方向に空間内の伝熱を防止する程度に離隔すると共に、前記中継部材は前記積層回路ユニットと前記電子回路基板との間にピン収容筒を備え、前記第1回路パターンは前記積層回路ユニットに設けた短円筒状の導通部を有する第1受端子に接続し、前記第2回路パターンは前記電子回路基板に設けた短円筒状の導通部を有する第2受端子に接続し、前記第1、第2受端子間を長尺の接続ピンにより接続し、該接続ピンを前記中継部材のピン収容筒内に挿通すると共に、前記積層回路ユニットと前記電子回路基板の間に前記コネクタを配置したことを特徴とする。 To achieve the above object, an electrical junction box according to the present invention is an electrical junction box comprising a casing in which a lid member, a relay member, and a bottom member are arranged from above , and a plurality of circuit boards each having a first circuit pattern. A laminated circuit unit in which the electronic circuit elements are stacked is disposed above the relay member, and a second circuit pattern on which an electronic circuit element is mounted is provided, and an electronic circuit board provided with a connector connected to the second circuit pattern is provided below the relay member. And the relay member separates the multilayer circuit unit and the electronic circuit board so as to prevent heat transfer in the space in the stacking direction of the circuit board of the multilayer circuit unit. A pin housing cylinder is provided between the multilayer circuit unit and the electronic circuit board, and the first circuit pattern has a short cylindrical conductive portion provided in the multilayer circuit unit. The second circuit pattern is connected to a second receiving terminal having a short cylindrical conductive portion provided on the electronic circuit board, and the first and second receiving terminals are long. The connection pin is inserted into the pin housing cylinder of the relay member, and the connector is disposed between the laminated circuit unit and the electronic circuit board .
本発明に係る電気接続箱によれば、接続すべき積層回路ユニットの回路パターン、電子回路基板の回路パターンに受端子を取り付け、これらの受端子間を接続ピンにより接続するので、所望する個所での接続が可能となる。 According to the electrical junction box according to the present invention, the receiving terminals are attached to the circuit pattern of the laminated circuit unit to be connected and the circuit pattern of the electronic circuit board, and these receiving terminals are connected by the connecting pins. Can be connected.
また、積層回路ユニットと電子基板回路を同じ筺体内に同梱しながらも、接続ピンを介して離間しているので、電子回路基板から積層回路ユニットへの熱の影響、またその逆の熱の影響を少なくでき、接続ピンによる熱の放散も期待できる。 In addition, since the multilayer circuit unit and the electronic circuit board are packaged in the same housing, they are separated via the connection pins, so the influence of the heat from the electronic circuit board to the multilayer circuit unit and vice versa. The effect can be reduced, and heat dissipation through the connecting pins can be expected.
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る電気接続箱の実施例の斜視図、図2は断面図、図3、図4は分解斜視図である。蓋部材1、スルーピン2、スルーピン保持板3、複数枚の回路基板を積層して成る積層回路ユニット4、接続ピン5、中継部材6、コネクタ7を備えた電子回路基板8、底部材9を相互に組み付けることにより、筐体状の電気接続箱が構成されている。
The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
1 is a perspective view of an embodiment of an electrical junction box according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view, and FIGS. 3 and 4 are exploded perspective views. The
合成樹脂材から成る蓋部材1の上部には、ヒューズ素子、スイッチ素子、リレー素子などの回路素子1aを保持する複数の枠部1b、他回路のコネクタを嵌合する嵌合部1cが形成され、蓋部材1にはこれらの回路素子1aの接続端等に接続するための挿通孔1d、嵌合部1c内に突出するためのスルーピン2の接続端2aを挿通する挿通孔1dが設けられている。また、蓋部材1の左右両側には、自動車のフレーム等にこの電気接続箱を固定するための固定部1eが設けられ、蓋部材1の下部には、周囲を囲む壁部1fが形成され、壁部1fの前後に下方の中継部材6と連結するための連結部1gが設けられている。
A plurality of
スルーピン2は導電金属板を打抜き折曲して成り、必要に応じて各種の形状、大きさを有する複数種類の型式が採用されている。スルーピン2の上部は、蓋部材1の挿通孔1dから上方に突出する例えばピン端子、平刃端子等から成る接続端2aとされている。接続端2aは金属板を例えば二重に折り畳んで厚みを持たせているが、その形状等は蓋部材1上の回路素子1aの接続部や嵌合部1cに嵌合する外部コネクタの接続端子に合わせて選択されている。中間部2bには係止部2cが形成され、スルーピン保持板3に挿通する際に所定位置に係止できるようになっている。
The through
スルーピン2の下部は積層回路ユニット4中に挿入するために、好ましくは先端を錐状としたピン状挿入端2dとされている。ピン状挿入端2dは金属板を折り曲げ、図5の断面図に示すように断面略四角形の棒状に形成されている。従って、金属板の板厚が薄い場合でも、金属板の厚みと比較して一辺の厚みを十分に大きくすることができ、ピン状挿入端2dは弯曲したり或いは折損することが少ない。
The lower portion of the through
スルーピン2は前述したように、回路素子1aや後述する積層回路ユニット4との接続に際しての電流容量によって、大きさが異なる複数種のものが使用されている。なお、接続端2aにおいても、蓋部材1に嵌合する外部コネクタの接続端等によっては、ピン状挿入端2dのように折り畳んだピン端子とすることもできる。
As described above, a plurality of types of through
合成樹脂材から成るスルーピン保持板3上には台部3aが設けられ、台部3aにはスルーピン2を挿通するための複数個の挿通孔3bが設けられている。そして、挿通孔3bの上端は蓋部材1の挿通孔1dと連通されている。また、スルーピン保持板3の四隅には下方に向けて柱状部3cが突出されている。
A
積層回路ユニット4は射出成型により成型された厚み2〜5mm程度の例えば3枚の回路基板4aが積層され、各回路基板4aの上には、それぞれ複数の相互に離間した箔回路4bが第1回路パターンとして載置されている。箔回路4bは例えば銅箔をビク刃により打ち抜いて回路基板4a上に接着固定されており、回路基板4aごとに異なる回路パターンが形成されている。また、回路基板4aの四隅には、スルーピン保持板3の柱状部3cが挿通される孔部4cが設けられている。
In the laminated
回路基板4aの複数個所には、積層した回路基板4aにスルーピン2を挿通するための共通の円形状のピン挿通孔4dが形成されている。所定の層の回路基板4aのピン挿通孔4dには、図6に示す短円筒状でスルーピン2のガイドとなるテーパ部を有する金属製の第1受端子4eが、スルーピン2を上方から挿入するために上向きに嵌め込まれている。これらの第1受端子4eは第1受端子4eと一体にして付設されたタブ端子4fを介して、その回路基板4aの箔回路4bと例えば溶着により接続されている。なお、挿通すべきスルーピン2の大きさに従って、ピン挿通孔4dの径も変えられ、第1受端子4eの大きさも選択されている。
At a plurality of positions on the
スルーピン2のピン状挿入端2dを第1受端子4eに圧入することで、図7に示すように第1受端子4eの内径の導通部にピン状挿入端2dの角部が接触し、この接合状態が安定して維持される。このように、ピン状挿入端2dを上方から第1受端子4eに圧入するが、1本のスルーピン2に対する第1受端子4eによる接続は、1個所にすることが好ましく、2個所以上となると1個所目の圧入の影響で、2個所目の接続構造は同等な接続機能が得難くなることもある。
By press-fitting the pin-like insertion end 2d of the through
接続ピン5は長尺とされ、導電金属板をスルーピン2のピン状挿入端2dと同様に、図5に示すように折り畳んで形成され強度を高めているが、この接続ピン5は金属棒から製造してもよい。接続ピン5の上下端5a、5bはそれぞれ挿入を容易とするために錐状とされ、上端部5aは積層回路ユニット4の所定の回路基板4aに設けた第1受端子4eと接続し、下端部5bは下方に配置した電子回路基板8のピン接続孔8dに挿し込まれる。なお、この場合の回路基板4aの第1回路パターンに接続した第1受端子4eは、下方から挿入する接続ピン5の上端部5aに対応するように、該当の回路基板4aの下面に、テーパ部が下向きとなるように取り付けられ、上面の箔回路4bと接続されているが、必ずしも図6に示す第1受端子4eとは同形でなくともよい。
The
中継部材6は合成樹脂材から成り、板体部6aの上面にスルーピン保持板3、積層回路ユニット4を保持し、その周囲を囲む上壁部6bが設けられ、この上壁部6bは蓋部材1の壁部1fの内側に嵌合される。また、下面の周囲にも上壁部6bよりも周囲の長さが小さな下壁部6cが設けられている。下壁部6c内には、後述する電子回路基板8のピン接続孔8dに相当する位置に、複数本の筒状のピン収容筒6dが設けられ、ピン収容筒6dの孔の上部は、積層回路ユニット4のピン挿通孔4dと連通している。
The
また、下壁部6cのコネクタ7の嵌合部が位置する個所は開口部6eとされている。更に、中継部材6には蓋部材1の連結部1gと連結する連結部6fが設けられ、下方の底部材9の連結部と連結する連結部6gが設けられている。
Further, the portion of the
電子回路基板8の基板本体8aの上面には、外部コネクタの接続端子と接続する複数のピン状の接続端子7aを有する箱形のコネクタ7が固定されている。接続端子7aはコネクタ7のハウジング7b内でL字型に折曲され、コネクタ7の嵌合部7c内に位置する接続端子7aの水平方向を向く端部は、コネクタ7と嵌合する外部コネクタの接続端子と嵌合する。接続端子7aの反対側の鉛直方向に折り曲げられた端末部は、基板本体8a上の回路パターン8bと接続されている。なお、コネクタ7のハウジング7bは電子回路基板8の基板本体8aと一体に成型されているが、別体として基板本体8a上に固定するようにしてもよい。別体とする場合には、コネクタ7のハウジング7bは、電子回路基板8aの裏側からねじにより固定され、更に緩み防止のためにフロー半田により固定する。
A box-shaped
基板本体8a上には第2回路パターン8bが形成されると共に、IC、コンデンサ、抵抗等の電子回路素子8cが取り付けられ、第2回路パターン8bに接続されている。更に、基板本体8aにはピン接続孔8dが設けられ、このピン接続孔8dには図8に示すように、接続ピン5の下端部5bが挿入し易いようにテーパ部を設けた短円筒状の金属製の第2受端子8eが、接続ピン5が上方から挿入できるようにテーパ部を上向きにして嵌め込まれている。
A
電子回路基板8においては、第2回路パターン8bは基板本体8a上にプリント印刷により形成されている。小型の電子回路素子8cと第2受端子8eは基板本体8aの上面でリフロー半田により第2回路パターン8bに電気的に接続されている。一方、大型の電子回路素子8cのリード部とコネクタ7の接続端子7aの端末部は、基板本体8aの裏面においてフロー半田により第2回路パターン8bと接続されている。また、基板本体8aの裏面においても、第2回路パターン8b、電子回路素子8cを配置することが可能である。別の態様としては、銅板等の放熱板を貼り付けて、第2回路パターン8bとを接続することで、放熱効果を向上させることができる。
In the
合成樹脂から成る底部材9は、コネクタ7を付設した電子回路基板8を収容し、中継部材6の下壁部6cを囲む壁部9aが設けられ、壁部9aにはコネクタ7の嵌合部に相当する個所に開口部9bが設けられている。また、壁部9aの両側には中継部材6の連結部6gと連結する連結部9cが設けられている。
The
この電気接続箱の組立に際しては、回路基板4aが積層された積層回路ユニット4に対して、上方からスルーピン保持板3を当てがい、スルーピン保持板3の四隅から突出された柱状部3cを回路基板4aの孔部4cに挿通し、下方に露出した柱状部3cの先端を溶融することにより、積層回路ユニット4はスルーピン保持板3と一体に固定される。
In assembling the electrical junction box, the through-
ここで、所定数のスルーピン2のピン状挿入端2dを、スルーピン保持板3の上方からスルーピン保持板3の挿通孔3b、積層回路ユニット4のピン挿通孔4dに挿入する。この挿入により、積層回路ユニット4では必要な回路基板4aに設けられた上向きの第1受端子4e内に、スルーピン2のピン状挿入端2dが図7に示すように挿入され、ピン状挿入端2dは所定の回路基板4aの箔回路4bと導通され、或いはスルーピン2を介して異なる層の箔回路4b同士が導通される。
Here, the pin-like insertion ends 2 d of the predetermined number of through
この場合に、スルーピン2の中間部2bには係止部2cが突出されているので、スルーピン2はスルーピン保持板3の台部3aの所定深さ位置に固定され、上端の接続端2aは台部3a上に突出される。
In this case, since the locking
次いで、必要数の接続ピン5を積層回路ユニット4の下方から必要なピン挿通孔4dを介して積層回路ユニット4内に挿入する。接続ピン5の上端部5aは必要な回路基板4aにおけるスルーピン2と接続する上向きの第1受端子4eを除く、テーパ部が下向きの第1受端子4eに接続され、接続ピン5はこの第1受端子4eを介して積層回路ユニット4の箔回路4bと接続される。
Next, the required number of connection pins 5 are inserted into the
このようにして、図9に示すように組立てたスルーピン保持板3、積層回路ユニット4に対し中継部材6を組み込む。即ち、積層回路ユニット4から下方の積層方向に突出している接続ピン5を中継部材6のピン収容筒6dに挿入し、接続ピン5の下端部5bをピン収容筒6dの先端から更に下方に突出する。このとき、中継部材6の上部の上壁部6b内に、スルーピン保持板3、積層回路ユニット4が収納される。
In this way, the
続いて、スルーピン保持板3上に蓋部材1を当てがい、スルーピン保持板3から上方に突出された接続端2aを蓋部材1e内に突出する。なお、この際にスルーピン保持板3上に図示しない電気導通板を配置し、蓋部材1上に取り付ける回路素子1aの接続端同士を必要に応じて接続するようにしてもよい。蓋部材1の壁部1fには中継部材6の上壁部6の連結部6fが連結する。このようにすることで、以下の組立工程中のスルーピン2の破損が抑制される。
Subsequently, the
次に、中継部材6の下部に電子回路基板8を図示しない位置合わせ部を使用して所定位置に取り付ける。このとき、電子回路基板8上のコネクタ7の嵌合部7cは中継部材6は下壁部6cの開口部6e内に位置し、接続ピン5の下端部5bは電子回路基板8の上向きの第2受端子8eに挿し込まれ、図7に示すようなスルーピン2と第1の受端子4e、接続ピン5の下端部5aと第1受端子4eと同様な接続構造となる。
Next, the
このように、接続ピン5の上端部5aを積層回路ユニットの下方向から所定の下向きの第1受端子4eに圧入後に、下端部5bを電子回路基板の第2受端子8eに上方向から圧入させる方法とすることで、1本の接続ピン5により、2個所の第1受端子4e、第2受端子8e間の安定な電気的接続が得られる。そして、複数本のボルト10を用いて電子回路基板8を中継部材6の下壁部6cの下部に固定する。
As described above, the
次に、底部材9内に中継部材6、電子回路基板8を嵌め込むと、中継部材6の下壁部6cは底部材9の壁部9a内に嵌まり込み、中継部材6の連結部6gと底部材9の連結部9cは連結される。
Next, when the
更に、蓋部材1上の必要個所にヒューズ素子、スイッチ素子等の回路素子1aを枠部1b内に挿し込み、その接点部を枠部1b内に突出しているスルーピン2の接続端2aに接続する。また、必要に応じて、これらの回路素子1aを保護する保護部材を蓋部材1に設けることができる。
Further, a
このような構成により、コネクタ7の接続端子7aが電子回路基板8の第2回路パターン8bと接続され、電子回路素子8cに接続される。更に、第2回路パターン8bは第2受端子8e、接続ピン5、第1受端子4eを介して積層回路ユニット4の箔回路4bの第1回路パターンと接続され、スルーピン2を介して蓋部材1上の回路素子1aに接続され、更には蓋部材1に嵌合する外部コネクタと接続可能となる。
With such a configuration, the
従って、この電気接続箱のコネクタ7に外部コネクタを嵌合したり、蓋部材1の嵌合部1cに別の外部コネクタを嵌合することにより、外部回路が電気接続箱の回路と導通され、電気接続箱において配線の分岐、結合、信号の変換、増幅、演算等の機能が発揮される。
Therefore, by fitting an external connector to the
積層回路ユニット4と電子回路基板8は接続ピン5を介して電気的に接続されるが、接続ピン5は中継部材6のピン収容筒6d内に収容され、積層回路ユニット4、電子回路基板8は相互に十分に離隔して配置されるため、積層回路ユニット4で生じた発熱が電子回路基板8に比較的伝熱し難い。また、長尺の接続ピン5を通じて熱が放散される。
The
更に、コネクタ7は積層回路ユニット4と電子回路基板8の間の間隙を利用して配置されているので、空間内の伝熱を防止すると共に、電気接続箱内の余剰空間の利用効率が高くなる。
Further, since the
1 蓋部材
2 スルーピン
3 スルーピン保持板
4 積層回路ユニット
4a 回路基板
4e 第1受端子
5 接続ピン
6 中継部材
7 コネクタ
8 電子回路基板
8e 第2受端子
9 底部材
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