JP6727552B2 - プリント基板を用いた回路構成体 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板を用いた回路構成体に関するものである。

従来から、電気接続箱やその他の車載機器にプリント基板を用いた回路構成体が使用されており、そのプリント基板には、複数の回路パターンが形成されている。近年、車両グレード等に応じた回路違いに対応するためプリント基板の種類が増加しており、それら異なる仕様のプリント基板の製造や管理にかかる製造コストの増加が懸念材料となっていた。

この点を改善するため、例えば、特開平９−１３５０５８号公報（特許文献１）に提案された、電源電圧の仕様が異なる場合でも一枚のプリント基板を共通して使用することができるプリント基板を用いた回路構成体を転用することが考えられる。かかるプリント基板によれば、仕様に応じてジャンパー線やリード線で接続する回路パターンを変えることにより、１つのプリント基板でも異なる仕様の電源電圧に対応することができるようになっている。それゆえ、プリント基板の種類を減らすことができることから、プリント基板の製造や管理にかかる製造コストの低減を図ることができるのである。

しかしながら、ジャンパー線やリード線で接続する回路パターンを変更する場合、回路の配索パターンに応じて接続ポイントが決定されることとなり、仕様違いによりプリント基板上の様々な箇所に接続ポイントが設けられることとなる。

さらに、接続ポイントがプリント基板上の様々な箇所に設けられる場合、他の実装部材との関係でジャンパー線やリード線を回路パターンに半田付けする作業際の作業性が悪化したり、他部材を回避するためにジャンパー線が長くなって接続安定性が悪化する等の問題を招来する可能性もあった。

特開平９−１３５０５８号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、回路パターンの接続切り替えにより複数種類の回路仕様を提供することができると共に、回路パターンの接続作業性や接続安定性に優れる、新規な構造のプリント基板を用いた回路構成体を提供することにある。

プリント基板を用いた回路構成体に関する本発明の第一の態様は、複数の回路パターンが設けられているプリント基板と、前記プリント基板に載置された回路切替部品とを備え、前記回路切替部品が、複数種類の接続バスバーと該複数種類の接続バスバーから選択された任意の接続バスバーを装着保持することが可能なバスバー支持台を有し、前記複数の回路パターンのそれぞれの接続ポイントが、プリント基板に貫設されたスルーホールによって構成され、前記バスバー支持台の下方に配置されて該バスバー支持台の延出方向で相互に離隔して配列されている一方、前記複数種類の接続バスバーは、前記接続ポイントに導通接続されるリード部の数と位置が異なることによって種類分けされており、前記バスバー支持台に対する前記接続バスバーの装着態様を変更することで、複数種類の回路仕様が提供されるようになっており、前記複数の回路パターンが３つ以上の前記回路パターンを含んでおり、前記バスバー支持台の下方に各前記回路パターンの前記接続ポイントが設けられている一方、前記バスバー支持台には、前記３つ以上の回路パターンの前記接続ポイントに対応する位置で３つ以上のリード部挿通孔が貫通形成されており、前記バスバー支持台が、前記プリント基板に実装された電気部品に一体的に形成されているものである。

本態様によれば、本態様によれば、プリント基板に搭載された回路切替部品のバスバー支持台の下方に複数の回路パターンの接続ポイントを集中して配備させ、バスバー支持台に対する接続バスバーの装着態様を変更することで、複数種類の回路仕様を提供することができる。これにより、回路切替部品のバスバーの装着態様を確認するだけで、一見して回路仕様の識別が可能となり、確認作業の効率性の向上や、回路仕様の誤認発生のリスクを可及的に低減することができる。

しかも、複数の回路バターンの接続ポイントを回路切替部品の下方に集約させたことにより、回路切り替えに用いる接続バスバーの長さを必要最低限に抑えることができ、材料費等の削減が図られると共に、コンパクトな構造で回路の切り替えが可能となって、回路切り替え用の部材と他部材との干渉の問題を有利に解消することができる。

加えて、接続バスバーはバスバー支持台に装着保持されていることから、回路間の接続安定性を有利に確保することができる。

なお、バスバー支持台に対する接続バスバーの装着態様には、複数種類の接続バスバーの中から選択された１つまたはそれ以上の接続バスバーが装着された態様や、何れの接続バスバーの装着されていない態様も含まれる。また、接続バスバーによって接続される回路パターンは２つに限らず、２つ以上の任意の数の回路が接続可能である。すなわち、各接続バスバーに設けられるリード部の数は任意のものが採用可能である。

本態様によれば、３つ以上の回路パターンの接続ポイントの上部に対応位置して、バスバー支持台にリード部挿通孔が設けられていることから、より多種類の回路仕様の切り替えをリード部の位置決め性を確保しつつ、簡便かつ確実に行うことができる。

本態様によれば、バスバー支持台が、プリント基板実装部品に一体的に形成されていることから、さらなる省スペース化、部品点数の削減を実現することができ、より一層コンパクトに回路切替部品を構成することができる。

プリント基板を用いた回路構成体に関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のプリント基板を用いた回路構成体において、前記電気部品が、電源供給用コネクタモジュールであるものである。

本態様によれば、プリント基板に実装された電源供給用コネクタモジュールに対して、バスバー支持台が一体的に形成されている。電源供給用コネクタモジュールの周囲には複数の回路パターンが配索されていることから、バスバー支持台の下方に各回路パターンの接続ポイントを集約的に配備することをより一層効率的に実現することができ、さらなるコンパクト化を達成できる。

本発明によれば、プリント基板に搭載された回路切替部品のバスバー支持台の下方に複数の回路パターンの接続ポイントを集中して配備させ、バスバー支持台に対する接続バスバーの装着態様を変更することで、複数種類の回路仕様を提供できる。これにより、確認作業の効率性の向上や、回路仕様の誤認発生のリスクを可及的に低減できる。しかも、接続ポイントを回路切替部品の下方に集約させたことにより、接続バスバーの長さを必要最低限に抑えて材料費等の削減が図られると共に、コンパクトな構造で回路の切り替えが可能となって回路切り替え用の部材と他部材との干渉の問題を有利に解消できる。加えて、接続バスバーはバスバー支持台に装着保持されていることから、回路間の接続安定性を有利に確保できる。

本発明の一実施形態としてのプリント基板を用いた回路構成体が収容された電気接続箱の分解斜視図。 図１に示す電気接続箱の組付け状態の全体斜視図。 本実施形態のプリント基板を用いた回路構成体の平面図。 図３の背面図であって、プリント基板と台座付電源コネクタのみを示す図。 図３のＡ領域を示す平面図であって、本実施形態の他の回路パターンの接続切り替えにより他の回路仕様が提供された状態を示す図。 図３のＡ領域を示す平面図であって、本実施形態の別の回路パターンの接続切り替えにより別の回路仕様が提供された状態を示す図。 図３のＡ領域を示す平面図であって、本実施形態のさらに別の回路パターンの接続切り替えによりさらに別の回路仕様が提供された状態を示す図。 図３のＡ領域を示す平面図であって、本実施形態の回路パターンの接続切り替えを行わない回路仕様が提供された状態を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜２には、本発明の一実施形態としてのプリント基板を用いた回路構成体１０が収容された電気接続箱１２が、示されている。図１に示されているように、電気接続箱１２は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）等の合成樹脂により射出成形等によって形成されたアッパケース１４とロアケース１６の間に、回路構成体１０が収容された構造とされている。なお、以下の説明において、特に断りの無い限り、上方とは、アッパケース１４側、下方とは、ロアケース１６側、前方とは、図３中の下方、後方とは、図３中の上方を言うものとする。

回路構成体１０は、図１および図３に示されているように、プリント基板１８と、プリント基板１８の中央部分や外周部分２０ａ〜ｄに配設された各種部材を含んで構成されている。より詳細には、プリント基板１８は、矩形の板形状を有しており、プリント基板１８の中央部分には、図示しないリレー等の各種電気部品が実装されている一方、プリント基板１８の一辺の外周部分２０ａには、上方に突出する長手形状の外部接続コネクタ２２が、外周部分２０ａに沿って配設されている。また、外周部分２０ａと直交する一辺の外周部分２０ｂには、側方接続型コネクタ２４ａが配設されている一方、外周部分２０ｂと対向する外周部分２０ｄには、側方接続型コネクタ２４ｂが配設されている。加えて、プリント基板１８において、外部接続コネクタ２２と反対側の外周部分２０ｃには、ヒューズモジュール２６と電源供給用コネクタモジュール２８が併設されている。ここで、ヒューズモジュール２６は、ヒューズ２９が装着可能な複数のヒューズ装着部３０がヒューズモジュール２６の長手方向に整列して形成されると共に、外周部分２０ｃの側縁部に沿って配設されている一方、電源供給用コネクタモジュール２８が、ヒューズモジュール２６に隣接する後方位置において外周部分２０ｃに沿って配設されている。

図１および図３に示されているように、電源供給用コネクタモジュール２８は、電源供給用コネクタ部３２と台座部３４を含んで構成されている。電源供給用コネクタ部３２は、３つの側方に向かって開口する略矩形箱体状の合成樹脂製のコネクタハウジング３６と、各コネクタハウジング３６に挿通配置されるバスバー３８を含んで構成されている。バスバー３８はプレス加工で打ち抜かれた例えば銅や銅合金等の幅広とされた金属板が直角に屈曲された略Ｌ字形状とされており、バスバー３８の一方の端部には、プリント基板１８に半田付けされる半田付け部４０が設けられている一方、バスバー３８の他方の端部には、コネクタハウジング３６内に収容配置される図示しないタブ端子が形成されている。このようにバスバー３８は幅広に形成されて低抵抗になるようにされていることから、電源供給用として大きな電流を扱うことが可能となっている。

一方、台座部３４は、図１および図３に示されているように、略矩形ブロック形状を有する合成樹脂製の台座４２と、基板端子４４を含んで構成されている。より詳細には、かかる基板端子４４は、台座４２に設けられ台座４２の上面から底面に到る上下方向に開口する端子収容孔４６に挿通配置されており、いずれもプレス加工で打ち抜かれた例えば銅や銅合金等の金属板によって形成された幅広の略縦長矩形平板状とされている。基板端子４４の一方の端部には、プリント基板１８に半田付けされる半田付け部４８が設けられている一方、基板端子４４の他方の端部には、図示しない相手側コネクタに接続される略幅広平板状の接続部４９が形成されており、電源供給用端子として大きな電流を扱うことが可能となっている。そして、図示しない相手側コネクタが電源供給用コネクタ部３２に取り付けられることによりバスバー３８を介して図示しないプリント基板１８に形成されたプリント配線に接続され、かかるプリント配線を通して台座部３４に挿通配置された基板端子４４に電源供給がなされるようになっている。

図３〜４に示されているように、台座部３４の後面５０には、後方（図３中、上方）に向かって背面視で略横長矩形断面形状で突出するバスバー支持台取付部５２が設けられている。そして、かかるバスバー支持台取付部５２の後面５４には、４個のバスバー支持台５６ａ〜ｄがバスバー支持台取付部５２の長手方向（図３中、左右方向）に向かって電源供給用コネクタ部３２側から相互に離隔して設けられている。すなわち、バスバー支持台５６ａ〜ｄは、プリント基板１８に実装された電気部品である電源供給用コネクタモジュール２８に一体的に形成されているのである。これにより、回路構成部品を構成するバスバー支持台５６ａ〜ｄを別体で設ける必要がないことから、省スペース化や部品点数の削減が可能となっている。しかも、図３に示されているように、電源供給用コネクタモジュール２８には例えば回路パターン５８ａ〜ｄが元々配索されている。それゆえ、かかる回路パターン５８ａ〜ｄを利用することにより、バスバー支持台５６ａ〜ｄの下方に後述する各回路パターン５８ａ〜ｄの接続ポイントであるスルーホール７２ａ〜ｄを容易に配置することができることから、一層の省スペース化が実現可能となっている。より詳細には、バスバー支持台５６ａ〜ｄはいずれも、バスバー支持台取付部５２の略表面５９から底面６０に到るまで延びるように形成され上下方向（図４中、上下方向）に向かって開口するリード部挿通孔６２を有する略角筒形状とされている。また、かかるリード部挿通孔６２の内面６４には、バスバー支持台５６の延出方向（図３中、左右方向）に向かって突出して後述する接続バスバー６８ａ〜ｄのリード部７０を保持するための平面視で略矩形断面形状の一対の接続バスバー押え突起６６，６６が設けられている（図５のバスバー支持台５６ｄ参照）。

そして、図３〜４に示されているように、バスバー支持台５６ａ，５６ｂおよびバスバー支持台５６ｃ，５６ｄに対してそれぞれ１個の略門形状の接続バスバー６８ａを装着することにより、接続バスバー６８ａの両端部に設けられた一対のリード部７０，７０がリード部挿通孔６２に挿通配置されるようになっている。接続バスバー６８ａは、例えば棒状の金属線材を所定長さで切断した後、両端部を一方向に向かって直角に屈曲加工を行うことによって形成されている。ここで、リード部挿通孔６２に挿通配置された各リード部７０の先端部はリード部挿通孔６２の底面側から突出するように形成されており、かかる突出された各リード部７０の先端部が、プリント基板１８のスルーホール７２ａ〜ｄに挿通されて半田付けされることにより、各リード部７０がスルーホール７２ａ〜ｄの内面に露呈された図示しない導電路を介してプリント基板１８上に配設されたプリント配線により回路パターン５８ａ〜ｄに導通接続されるようになっている。なお、本実施形態では、回路パターン５８ａと回路パターン５８ｂが接続される一方、回路パターン５８ｃと回路パターン５８ｄが接続されることによって、１つの回路仕様７４ａが提供されるようになっている。

また、本実施形態の他の態様として、図５に示されているように、バスバー支持台５６ａ，５６ｂ，５６ｃに対して１個の略くし状の接続バスバー６８ｂを装着することにより、接続バスバー６８ａの両端部および中央部に設けられた３本のリード部７０をリード部挿通孔６２に挿通配置するようにしてもよい。接続バスバー６８ｂは、例えばプレス打ち抜き屈曲加工された銅や銅合金等の金属板によって形成することができる。ここで、リード部挿通孔６２に挿通配置された各リード部７０の先端部はリード部挿通孔６２の底面側から突出するように形成されており、かかる突出された各リード部７０の先端部が、プリント基板１８のスルーホール７２ａ〜ｃに挿通されて半田付けされることにより、各リード部７０がスルーホール７２ａ〜ｃの内面に露呈された図示しない導電路を介してプリント基板１８上に配設されたプリント配線により回路パターン５８ａ〜ｃに導通接続されるようになっている。このようにして、本実施形態の他の態様においては、回路パターン５８ａ〜ｃが相互に接続されて２つ目の回路仕様７４ｂが提供されるようになっているのである。

あるいは、本実施形態の別の態様として、図６に示されているように、バスバー支持台５６ａ〜ｄの全てに対して１個の略くし状の接続バスバー６８ｃを装着することにより、接続バスバー６８ｃの両端部および中央部に設けられた４本のリード部７０をリード部挿通孔６２に挿通配置するようにしてもよい。接続バスバー６８ｃは、例えばプレス打ち抜き屈曲加工された銅や銅合金等の金属板によって形成することができる。ここで、リード部挿通孔６２に挿通配置された各リード部７０の先端部はリード部挿通孔６２の底面側から突出するように形成されており、かかる突出された各リード部７０の先端部が、プリント基板１８のスルーホール７２ａ〜ｄに挿通されて半田付けされることにより、各リード部７０がスルーホール７２ａ〜ｄの内面に露呈された図示しない導電路を介してプリント基板１８上に配設されたプリント配線により回路パターン５８ａ〜ｄに導通接続されるようになっている。このようにして、本実施形態の別の態様においては、回路パターン５８ａ〜ｄが相互に接続されて３つ目の回路仕様７４ｃが提供されるようになっているのである。

以上のようにして、本実施形態においては、プリント基板１８上に配設されたプリント配線により回路パターン５８ａ〜ｄが設けられている一方、プリント基板１８上には回路切替部品を構成する接続バスバー６８ａ〜ｄとバスバー支持台５６ａ〜ｄが載置されている。そして、図３〜４に示す本実施形態の１態様においては、接続バスバー６８ａ〜ｄから選択した接続バスバー６８ａをバスバー支持台５６ａ〜ｄに装着保持することにより、回路仕様７４ａが提供されるようになっている一方、図５に示す本実施形態の他の態様では、接続バスバー６８ｂをバスバー支持台５６ａ〜ｃに装着保持することにより、回路仕様７４ｂが提供されるようになっている。さらに、図６に示す本実施形態の別の態様では、接続バスバー６８ｃをバスバー支持台５６ａ〜ｄに装着保持することにより、回路仕様７４ｃが提供されるようになっている。さらに、図７に示すように、図６に示す接続バスバー６８ｃにおけるリード部７０の個数を減らした接続バスバー６８ｄを用いることで、さらに別の回路仕様７４ｄを提供できる。加えて、図８に示すように、いずれの接続バスバー６８ａ〜ｄも装着しない回路仕様７４ｅも提供することができる。このようにして、バスバー支持台５６ａ〜ｄに対する接続バスバー６８ａ〜ｄの装着態様（種類・個数と装着位置の選択）を変更することにより、回路仕様７４ａ〜ｅを含む多種類の回路仕様が簡便かつ確実に提供されるようになっているのである。

ここで、回路切替部品を構成する接続バスバー６８ａ〜ｄのリード部７０は、バスバー支持台５６ａ〜ｄの下方に配置されている接続ポイントを構成するプリント基板１８のスルーホール７２ａ〜ｄに挿通されて半田付けされることにより、スルーホール７２ａ〜ｄにの内面に露呈された図示しない導電路を介して回路パターン５８ａ〜ｄに導通接続されるようになっている。したがって、スルーホール７２ａ〜ｄは、バスバー支持台５６の延出方向（図３中、左右方向）で相互に離隔して配列されている。また、接続バスバー６８ａ〜ｄは、バスバー支持台５６ａ〜ｄの延出方向における長さ寸法（図３および図５〜６中、左右方向の最大長さ寸法）と、スルーホール７２ａ〜ｄに導通接続されるリード部７０の数とリード部７０の突出位置が異なることによって種類分けがなされている。

そして、外部接続コネクタ２２や側方接続型コネクタ２４ａ，ｂやヒューズモジュール２６と電源供給用コネクタモジュール２８が外周部分２０ａ〜ｄに実装されると共に、中央部分にリレーやコネクタ等の各種の電気部品が実装されたプリント基板１８を用いたこのような回路構成体１０を、アッパケース１４とロアケース１６の間に収容して、アッパケース１４とロアケース１６を相互に組み付けることにより、電気接続箱１２が完成されるようになっている。かかる状態で、ヒューズモジュール２６や電源供給用コネクタモジュール２８や側方接続型コネクタ２４ａ，ｂが両ケース１４，１６の側方に開口した状態で配設されている一方、外部接続コネクタ２２がアッパケース１４のコネクタ挿通孔７６を挿通して外部に突設されるようになっている。

このような構成とされたプリント基板１８を用いた回路構成体１０によれば、回路切替部品を構成するバスバー支持台５６ａ〜ｄの下方に回路パターン５８ａ〜ｄの接続ポイントであるスルーホール７２ａ〜ｄを集中して配置する構成とすることによって、バスバー支持台５６ａ〜ｄに対する接続バスバー６８ａ〜ｄの装着態様（種類・個数と装着位置の選択）を変更することにより、回路仕様７４ａ〜ｅを含む多種類の回路仕様が簡便かつ確実に提供されるようになっている。しかも、接続バスバー６８ａ〜ｄの装着態様を変更しているだけであって識別が容易であることから、確認作業を効率的にできると共に、確認間違いを低減することができる。

また、回路切替部品を構成する接続バスバー６８ａ〜ｄの長さを必要最低限に抑えることができることから、材料費等の削減が図られると共に、接続ポイントであるスルーホール７２ａ〜ｄがバスバー支持台５６ａ〜ｄの延出方向で相互に離隔して配列されていることから、接続バスバー６８ａ〜ｄと他部材との干渉の問題を有利に解消することができる。加えて、接続バスバー６８ａ〜ｄはバスバー支持台５６ａ〜ｄに装着保持されていることから、回路パターン５８ａ〜ｄ間の接続安定性を有利に確保することができるようになっている。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、本実施形態では、回路パターン５８ａ〜ｄが４つの場合を例にとって説明を行ったが、回路パターン５８としては２つ以上の任意の数が採用可能である。また、接続バスバー６８は、バスバー支持台５６に装着保持されて、リード部７０が接続ポイントである２つ以上のスルーホール７２に挿通されるものであれば、任意のものが採用可能である。加えて、本実施形態では、バスバー支持台５６は、電源供給用コネクタモジュール２８に一体的に設けられていたが、別体で形成するようにしてもよい。

１０：回路構成体、１８：プリント基板、２８：電源供給用コネクタモジュール（電気部品) 、５６，５６ａ〜ｄ：バスバー支持台（回路切替部品）、５８，５８ａ〜ｄ：回路パターン、６２：リード部挿通孔、６８，６８ａ〜ｄ：接続バスバー（回路切替部品）、７０：リード部、７２，７２ａ〜ｄ：スルーホール（接続ポイント）、７４ａ〜ｅ：回路仕様

Claims (3)

1. 複数の回路パターンが設けられているプリント基板と、
   前記プリント基板に載置された回路切替部品とを備え、
   前記回路切替部品が、複数種類の接続バスバーと該複数種類の接続バスバーから選択された任意の接続バスバーを装着保持することが可能なバスバー支持台を有し、
   前記複数の回路パターンのそれぞれの接続ポイントが、プリント基板に貫設されたスルーホールによって構成され、前記バスバー支持台の下方に配置されて該バスバー支持台の延出方向で相互に離隔して配列されている一方、
   前記複数種類の接続バスバーは、前記接続ポイントに導通接続されるリード部の数と位置が異なることによって種類分けされており、
   前記バスバー支持台に対する前記接続バスバーの装着態様を変更することで、複数種類の回路仕様が提供されるようになっており、
   前記複数の回路パターンが３つ以上の前記回路パターンを含んでおり、前記バスバー支持台の下方に各前記回路パターンの前記接続ポイントが設けられている一方、前記バスバー支持台には、前記３つ以上の回路パターンの前記接続ポイントに対応する位置で３つ以上のリード部挿通孔が貫通形成されており、
   前記バスバー支持台が、前記プリント基板に実装された電気部品に一体的に形成されている
   プリント基板を用いた回路構成体。
2. 前記電気部品が、電源供給用コネクタモジュールである請求項１に記載のプリント基板を用いた回路構成体。
3. 前記リード部挿通孔の内面にリード部を間に保持する一対のバスバー押え突起が設けられている請求項１または請求項２に記載のプリント基板を用いた回路構成体。

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