JP6739445B2 - アセンブリ - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、特許請求項１のプリアンブルにおいて請求されるアセンブリに関する。
この種のアセンブリは、電池または充電式電池、具体的には、大電流が切換えられることを意図される種類の電池において使用され得る。例えば、アセンブリにおいて、プリント回路基板は、有利には、電池の極に接触接続され、プリント回路基板は、スイッチング要素のキャリアとして機能する。アセンブリは、自動車における使用に特に適する。

この種のアセンブリは、第１のサブアセンブリ及び第２のサブアセンブリを備え、第１のサブアセンブリは第２のサブアセンブリに電気的に及び／または機械的に接続される。次にアセンブリに対する損傷をもたらし得る機械的応力は、電気的及び／または機械的接続部において生じ得る。

本発明は、接続部における機械的応力が低減されるように電気的及び／または機械的接続部を構成するという目的に基づく。
この目的は、請求項１の特有の特徴によって一般的なタイプのアセンブリにおいて達成される。

本発明に係るアセンブリにおいて、アダプタ部は、第１のサブアセンブリを第２のサブアセンブリに電気的に及び／または機械的に接続するために、第１のサブアセンブリと第２のサブアセンブリとの間に配置される。具体的には、これは、２つのサブアセンブリの間に作用する力がアダプタ部によって吸収されることを可能にする。この種の力は、２つのサブアセンブリの公差及び／または公差位置や、２つのサブアセンブリの少なくとも一方における加熱による応力などによって生成され得る。これらの力がアダプタ部分によって吸収されるため、２つのサブアセンブリの間の電気的及び／または機械的接続部に対する普通なら存在する損傷のリスクは、少なくとも低減される。本発明の更なる構成は、従属請求項の主題である。

更なる構成において、第１のサブアセンブリはプリント回路基板であり得る。第２のサブアセンブリは構成要素であり得る。具体的には、構成要素は、電気スイッチング接点、電気スイッチ、リレーなどの電気機械的構成要素であり得る。したがって、アセンブリは、電気アセンブリであり得、構成要素は、プリント回路基板に電気的に及び／または機械的に接続される。この種の電気アセンブリは、有利には、自動車電池において使用するのに適する。

特に機能的に信頼性がある構成において、アダプタ部は分岐形状要素であり得る。そのため、具体的には、分岐形状要素は、構成要素をプリント回路基板に電気的に及び／または機械的に接続するために、構成要素とプリント回路基板との間に配置され得る。

さらなる構成において、アダプタ部は、第２のサブアセンブリに、ねじ止め、リベット止め、溶接、はんだ付けなどされ得る。すなわち、具体的には、分岐形状要素は、構成要素に、ねじ止め、リベット止め、溶接、はんだ付けなどされ得る。これは、製造の観点において単純な接続部を作成する。アダプタ部としては、第１のサブアセンブリに単純な方法ではんだ付け可能にされ得る。すなわち、具体的には、分岐形状要素は、プリント回路基板にはんだ付け可能にされ得る。同様に単純な方法で、電気接点は、分岐形状要素にはんだ付けするためプリント回路基板上に設けられ得る。

プリント回路基板は、大電流プリント回路基板であり得る。例えば、この種の大電流プリント回路基板は、大電流を流すためにプリント回路基板に固体銅要素が埋め込まれた状態で設けられ得る。詳細には、大電流によってこの種の大電流プリント回路基板において普通なら生じる大きな熱応力は、本発明に係るアセンブリにおいて著しく低減され、その結果、アセンブリの破壊が効果的に防止される。大電流プリント回路基板を備えるこの種のアセンブリの機能的信頼性は、本発明の助けを得て著しく改善される。

好適な構成において、分岐形状要素は、ベース領域及びベース領域から延在する分岐突起部を有し得る。分岐突起部は、ベース領域からほぼ垂直に突出し得る。ベース領域は、ほぼ矩形の形状で構成され得、分岐突起部は、矩形ベース領域の側面に単純な方法で配置され得る。分岐突起部は、電気接点に単純な方法で固定され得る。

分岐形状要素のベース領域は、第２のサブアセンブリ、すなわち、具体的には、構成要素にコンパクトな方法で固定され得る。更なる構成において、アセンブリのために利用可能な設置空間にとって好適であるような場合、接続部分はベース領域から突出し得る。具体的には、接続部分は、ベース領域から、具体的には、ベース領域を基準にして分岐突出部と反対側に突出し得る。そして、接続部分は、第２のサブアセンブリ、すなわち、具体的には、構成要素に固定され得る。

費用効果的かつ単純な方法において、分岐形状要素は、打抜き加工及び曲げ加工された部分として板金から生産されることが適切である場合がある。
以下は、本発明に係る電気アセンブリの特に好ましい構成の点で留意されるべきである。

電気機械制御デバイスにおいて、電気機械スイッチング要素が、中央組合せ基板に電気接続されることを意図される状況がしばしば生じる。これらの接続は、Ｘ、Ｙ、及び／またはＺ方向に機械的な力をもたらし、その力は、次に、各製品部に異なる方向の機械的応力をもたらす。これらの機械的応力は、次に、影響を受ける全ての構成要素に静的に作用する力をもたらす。この永久的な応力は、その後、アセンブリ全体の破壊をもたらし得る。

本発明に係る概念は、最大１００％だけ公差位置を緩和することによって、高々低残余力が影響を受ける構成要素に作用するようにすることにある。この解決策は、生じる全ての力は実質的に平衡が保たれることを保証し得る。

例えばリレー及びプリント回路基板を備える電気機械的アセンブリは、互いに接続されることを意図される。製造パラメータによって、各アセンブリは、常に存在するそれ自体の公差を有する。本概念は、プリント回路基板をリレーに固定するときに機械的応力が全く生じないことを目的として、アダプタ部を提供することにある。アダプタ部は、例えば、打抜き加工及び曲げ加工された部分であり、プリント回路基板の接点を個々の機械的接点部分に接続する。プリント回路基板、アダプタ部、及び電気機械的アセンブリを有する個々のアセンブリは、共に接合される。アダプタ部は、力調整方法、例えば、ねじ、溶接、及び／またはリベット接続によって、電気機械的接点に接続される。更に、アダプタ部は、固定接続、例えば、はんだ付けによって、プリント回路基板に接続される。接続技法の順序は、もちろん異なり得る。

電気機械的アセンブリとアダプタ部との間の機械的接続は、電気機械的構成要素の現在の公差位置について方向づけられる。公差に関するこの自由度は、アダプタ部及びプリント回路基板の両方において保持される。存在する公差は、固定接続、例えば、はんだ付けプロセスまたは溶接プロセスによって、最終的に平衡が保たれる。ここで達成される結果は、機械的応力が全くアセンブリに作用しないことである。

したがって、有利には、例えば、更なるアセンブリに対する接続が機械的に外されるプリント回路基板、具体的には、大電流プリント回路基板が、提供される。その結果、個々のアセンブリ、例えば、プリント回路基板、リレー、及び／または、プリント回路基板上の他の電気または電子構成要素に、機械的応力は全く作用しない、または、高々低い機械的応力が作用する。

本発明によって、具体的には以下の利点が達成される。
−特定の接点形状を有する高価なプリント回路基板は全く必要とされない。
−電気機械的アセンブリに対する全ての接点は、同じ設計を使用して接続され得る。

−良好な電気接続が提供される。
−良好な熱接続が提供される。
−安全な接続技法が提供される。

−安定した接続技法が提供される。
−機械的応力のない接続技法である。
−良好なモニタリングの可能性が、アセンブリの製造において提供される。

具体的には、大電流の場合、従来のように配線ハーネスを設ける代わりに、本発明に係るアセンブリにおける大電流プリント回路基板を使用することは、従来と同様の不具合を受けにくい。本発明に従って構成されるこの種の配置は、同様に、全ての製造依存パラメータが考慮されると、従来の配線ハーネスより安価でもある。更に、本発明に従って構成されるこの種の配置は、動作においてより機能的信頼性も高い。

異なる改良及び構成を有する本発明の例示的な実施形態は、以下でより詳細に述べられ、図面に図示される。

電気アセンブリの概略側面図を示す。 図１の方向ＩＩにおけるアセンブリの平面図を示す。 更なる実施形態に応じた電気アセンブリの側面図及び平面図を示す。 図３のアセンブリを通る断面図を示す。

図１は、第１のサブアセンブリ２及び第２のサブアセンブリ３を備えるアセンブリ１を示す。この場合に、第１のサブアセンブリ２はプリント回路基板であり、第２のサブアセンブリ３は構成要素である。次に、構成要素３は、電気機械的構成要素、具体的には、電気スイッチング接点である。電気スイッチング接点３は、例えば、電気スイッチ、リレーなどの構成部分であり得る。したがって、アセンブリ１は、電気アセンブリである。

アセンブリ１の２つのサブアセンブリ２、３は、構成要素３がプリント回路基板２に電気的に及び／または機械的に接続されることによって、互いに電気的に及び／または機械的に接続される。アダプタ部４は、構成要素３をプリント回路基板２に電気的に及び／または機械的に接続するために、構成要素３とプリント回路基板２との間に配置される。具体的には、アダプタ部４は、構成要素３の各電気端子に対して設けられる。２つのサブアセンブリ２、３の間に作用する力は、アダプタ部４の補助を得て吸収される。

この場合に、アダプタ部４は分岐形状要素として構成される。分岐形状要素４は、構成要素３にねじ止めされ得る。具体的には、ねじ５は、分岐形状要素４をスイッチング接点３の電気端子にねじ止めするのに機能する。ねじ接続の代わりに、分岐形状要素４は、同様に、構成要素３に、リベット止め、溶接、はんだ付けなどされ得るように構成され得る。分岐形状要素４としては、プリント回路基板２上の電気接点６によってプリント回路基板２にはんだ付けされ得る。

分岐形状要素４は、ほぼ矩形の形状で構成されるベース領域７を有する。構成要素３は、ねじ５によって、ベース領域７に固定される。具体的には、特に、ベース領域７がねじ５によってスイッチング接点３の電気端子に固定される。更に、分岐形状要素４は、ベース領域７から延在し、ほぼ垂直に突出する分岐突起部８を有する。図２を参照して見られるように、４つの分岐状突起部８は、ベース領域７の側面においてほぼ矩形状で配置される。分岐突起部８の端部であって、ベース領域７から外方に向く端部は、はんだ付けによってプリント回路基板２の電気接点６に固定される。したがって、分岐形状要素４は、ベース領域７及び分岐突起部８によってプリント回路基板２に対する構成要素３の電気的及び／または機械的接続部を生成する。分岐形状要素４は、打抜き加工及び曲げ加工された部分として板金から生成される。

構成要素３は、図１及び図２に従ってプリント回路基板２に実質的に平行に配置される一方で、図３及び図４に示す他の実施形態において、構成要素３は、プリント回路基板２に実質的に垂直に配置される、すなわち、「寝かせて」搭載される。例えば、これは、電気アセンブリ１のために利用可能な設置空間によって好都合なことがある。分岐形状要素４としてやはり構成されるアダプタ部は、ベース領域７を有し、ベース領域７からは４つの分岐突起部８が突出する。更に、接続部分１０は、ベース領域７から突出する。具体的には、接続部分１０は、ベース領域７を基準に分岐突起部８とは反対側に配置される、すなわち、接続部分１０は、分岐突起部８とは反対側にベース領域７から突出する。接続部分１０は、ねじ５によって構成要素３に固定される。

プリント回路基板２は、大電流プリント回路基板であり得る。そのため、固体銅要素が、大電流を流すためプリント回路基板２に埋め込まれ得る。大電流が流れるため、一定レベルの熱が、スイッチング接点３において生成される。熱の流れ９は、分岐形状要素４によってプリント回路基板２へ少なくとも部分的に放散され得るとともに、プリント回路基板２から例えば（より詳細には示さない）ヒートシンクによって少なくとも部分的に放散され得る。

分岐形状要素４は、自動車の電池システム用のアセンブリ１内のアダプタ部として使用され得る。しかし、本発明は、述べられ図示された例示的な実施形態に限定されない。代わりに、本発明は、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内の、当業者に知られている全ての発展も含む。したがって、本発明に係る分岐形状要素４は、アセンブリ内の２つのサブアセンブリを互いに電気的に及び／または機械的に接続するために、家庭用デバイス、オーディオデバイス、ビデオデバイス、電気通信デバイスなどにも使用され得る。
［参照符号一覧］
１…（電気）アセンブリ、２…第１のサブアセンブリ／プリント回路基板、３…第２のサブアセンブリ／構成要素／スイッチング接点、４…アダプタ部／分岐状要素、５…ねじ、６…接点、７…ベース領域、８…分岐突起部、９…熱の流れ、１０…接続部分

Claims (19)

1. 第１のサブアセンブリ（２）及び第２のサブアセンブリ（３）を備え、前記第１のサブアセンブリ（２）が前記第２のサブアセンブリ（３）に電気的に及び／または機械的に接続される、アセンブリであって、
   アダプタ部（４）は、前記第１のサブアセンブリ（２）を前記第２のサブアセンブリ（３）に電気的に及び／または機械的に接続するために、前記第１のサブアセンブリ（２）と前記第２のサブアセンブリ（３）との間に配置され、
   前記アダプタ部（４）は分岐形状要素（４）であり、
   前記分岐形状要素（４）は、ベース領域（７）と、前記ベース領域（７）から延在する分岐突出部（８）とを有し、
   前記分岐突出部（８）は、前記ベース領域（７）からほぼ垂直に突出し、
   前記第１のサブアセンブリ（２）は、プリント回路基板（２）であり、
   前記分岐形状要素（４）をはんだ付けするために、電気接点（６）が、前記プリント回路基板（２）上に設けられており、
   前記分岐突出部（８）は、前記電気接点（６）に固定されること、を特徴とする、アセンブリ。
2. 前記アダプタ部（４）は、前記２つのサブアセンブリ（２，３）の間に作用する力が前記アダプタ部（４）によって吸収されるように、前記第１のサブアセンブリ（２）と前記第２のサブアセンブリ（３）との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記第１のサブアセンブリ（２）はプリント回路基板であること、を特徴とする、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
4. 前記第２のサブアセンブリ（３）は、構成要素であることを特徴とする、請求項１から３のうちの１項に記載のアセンブリ。
5. 前記アセンブリ（１）は、電気アセンブリであり、
   前記第１のサブアセンブリ（２）は、プリント回路基板であり、
   前記構成要素は、前記プリント回路基板（２）に電気的に及び／または機械的に接続されること、を特徴とする、請求項４に記載のアセンブリ。
6. 前記構成要素は、電気スイッチング接点、電気スイッチ、及びリレーのいずれかの電気機械的構成要素であることを特徴とする、請求項４又は５に記載のアセンブリ。
7. 前記アダプタ部（４）は分岐形状要素であることを特徴とする、請求項１から６のうちの１項に記載のアセンブリ。
8. 前記アダプタ部（４）は、前記第２のサブアセンブリ（３）に、ねじ止め、リベット止め、溶接、及びはんだ付けのいずれかが可能であること、を特徴とする、請求項１から７のうちの１項に記載のアセンブリ。
9. 前記アダプタ部（４）は、前記第１のサブアセンブリ（２）にはんだ付け可能であること、を特徴とする、請求項１から８のうちの１項に記載のアセンブリ。
10. 前記第１のサブアセンブリ（２）は、プリント回路基板（２）であり、
    前記アダプタ部（４）をはんだ付けするために、電気接点（６）が、前記プリント回路基板（２）上に設けられている、ことを特徴とする、請求項９に記載のアセンブリ。
11. 前記第１のサブアセンブリ（２）は、大電流プリント回路基板であること、を特徴とする、請求項１から１０のうちの１項に記載のアセンブリ。
12. 前記第１のサブアセンブリ（２）は、大電流を流すためにプリント回路基板に埋め込まれた固体銅要素を有する大電流プリント回路基板である、ことを特徴とする、請求項１１に記載のアセンブリ。
13. 前記ベース領域（７）は、ほぼ矩形の形状で構成され、前記分岐突出部（８）は、前記矩形のベース領域（７）の側面に配置されること、を特徴とする、請求項１から請求項１２のうちの１項に記載のアセンブリ。
14. 前記分岐形状要素（４）の前記ベース領域（７）は、前記第２のサブアセンブリ（３）に固定されること、を特徴とする、請求項１から１３のうちの１項に記載のアセンブリ。
15. 前記第２のサブアセンブリ（３）は構成要素（３）であり、
    前記分岐形状要素（４）は、前記構成要素（３）に固定されることを特徴とする、請求項１４に記載のアセンブリ。
16. 接続部分（１０）を備え、
    前記接続部分（１０）は、前記ベース領域（７）を基準に前記分岐突出部（８）とは反対側に突出すること、を特徴とする、請求項１から１５のうちの１項に記載のアセンブリ。
17. 前記接続部分（１０）は、前記第２のサブアセンブリ（３）に固定されること、を特徴とする請求項１６に記載のアセンブリ。
18. 前記第２のサブアセンブリ（３）は構成要素（３）であり、
    前記接続部分（１０）は、前記構成要素（３）に固定されること、を特徴とする請求項１７に記載のアセンブリ。
19. 前記アダプタ部（４）は分岐形状要素（４）であり、
    前記分岐形状要素（４）は、打抜き加工及び曲げ加工された部分として板金から生成されることを特徴とする、請求項１から１８のうちの１項に記載のアセンブリ。