WO2020002963A1

WO2020002963A1 - 電気装置

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Publication number: WO2020002963A1
Application number: PCT/IB2018/000889
Authority: WO
Inventors: 杉原裕宣; 古川資之
Original assignee: 日産自動車株式会社; ルノーエス．ア．エス．
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2020-01-02

Abstract

第1のコネクタと、第2のコネクタと、第1のコネクタと第2のコネクタが搭載されたべース基板と、第1のコネクタと第2のコネクタとを接続するフレキシブル基板とを有する電気装置である。そして、第1のコネクタと第2のコネクタとの間となる位置には固定用溝が設けられ、フレキシブル基板は、フレキシブル基板の中間部において折り曲げられ固定用溝に差し込まれることでベース基板に固定される。

Description

電気装置

　本発明は、電気装置に関する。

　特開平１１−６８３５４公報は、フレキシブル配線板（フレキシブル基板）の端部を折り曲げてケースに形成された保持リブに保持させる構成を開示している。

　しかし、上記構成では、フレキシブル基板の端部のみが固定される態様となるので、フレキシブル基板が大きくなるとその固定強度が十分でなくなる。

　そこで、本発明は、フレキシブル基板の固定強度を高めた電気装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様は、第１の電気部品と、第２の電気部品と、第１の電気部品と第２の電気部品が搭載されたベース基板と、第１の電気部品と第２の電気部品とを接続するフレキシブル基板とを有する電気装置において、第１の電気部品と第２の電気部品との間となる位置には固定手段が設けられ、フレキシブル基板は、フレキシブル基板の中間部において折り曲げられ固定手段に差し込まれることでベース基板に固定される。

図１は、第１実施形態の電気装置の平面図である。図２は、第１実施形態の電気装置を構成するベース基板の平面図である。図３は、第１実施形態の電気装置を構成するフレキシブル基板の変形前の平面図である。図４は、第１実施形態の電気装置を構成するフレキシブル基板の変形前の裏面図である。図５は、図３のＡ−Ａ線断面図である。図６は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図７は、第１実施形態の電気装置の組み付け工程を示す模式図（その１）である。図８は、第１実施形態の電気装置の組み付け工程を示す模式図（その２）である。図９は、第１実施形態の電気装置の組み付け工程を示す模式図（その３）である。図１０は、図８における接続電極と外部電極との配置関係を示す模式図であって図３のＢ−Ｂ線断面図に対応するものである。図１１は、図９における接続電極と外部電極との配置関係を示す模式図であって図３のＢ−Ｂ線断面図に対応するものである。図１２は、比較例の電気装置の平面図である。図１３は、第１実施形態の電気装置の第１変形例の模式図である。図１４は、第１実施形態の電気装置の第２変形例の模式図である。図１５は、第２実施形態の電気装置を構成するフレキシブル基板の変形前の平面図である。図１６は、第２実施形態の電気装置を構成するフレキシブル基板の変形前の裏面図である。図１７は、図１５のＡ−Ａ線断面図である。図１８は、図１６のＢ−Ｂ線断面図である。図１９は、第２実施形態の電気装置の平面図である。図２０は、図１９のＡ−Ａ線断面図である。図２１は、第３実施形態の電気装置を構成するフレキシブル基板の変形前の平面図である。図２２は、図２１のＡ−Ａ線断面図である。図２３は、図２１のＢ−Ｂ線断面図である。図２４は、第３実施形態の電気装置の平面図である。図２５は、図２４のＡ−Ａ線断面図である。図２６は、第３実施形態の電気装置の変形例を示す模式図である。図２７は、第４実施形態の電気装置を構成するフレキシブル基板の変形前の模式図である。図２８は、第４実施形態の電気装置を構成するフレキシブル基板を折り曲げたときの模式図である。図２９は、第４実施形態の電気装置の平面図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

　［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態の電気装置１０の平面図である。図２は、第１実施形態の電気装置１０を構成するベース基板１２の平面図である。なお明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交するものとする。また図中の座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）において、白丸印の中に黒丸印がある記号は紙面から手前に向かう方向の軸を表し、白丸印の中に×印がある記号は紙面から奥に向かう方向の軸を表すものとする。

　図１等に示す本実施形態の電気装置１０は、例えば、電動車両のモータ用のインバータとして適用される。インバータは、バッテリや燃料電池から供給された直流の電力を三相交流の電力に変換してモータに供給するものであり、またモータで発生した三相の回生電力を直流の電力に変換してバッテリに充電するものである。

　本実施形態の電気装置１０は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワートランジスタや帰還ダイオードを備えたパワーモジュール（強電部品、不図示）、直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ（不図示）、パワーモジュールに接続された三相バスバ３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗ（強電部品）及び単相バスバ（強電部品、不図示）、パワーモジュールを制御するコントローラ（不図示）、電源装置（不図示）等を備え、これらがベース基板１２に取り付けられている。

　ベース基板１２には、電気装置１０の回路を構成する第１のコネクタ１４（第１の電気部品）及び第２のコネクタ２４（第２の電気部品）が互いに斜向かいとなるように配置されている。第１のコネクタ１４及び第２のコネクタ２４は、電気装置１０を構成するハーネス（不図示）やリジッドプリント基板（不図示）に接続されている。第１のコネクタ１４の上面には外部電極１６Ａ−１６Ｆ（Ｚ軸方向に延びる接続ピン１８Ａ−１８Ｆ）が配置されている。第２のコネクタ２４の上面には外部電極２６Ａ−２６Ｆ（Ｚ軸方向に延びる接続ピン２８Ａ−２８Ｆ）が配置されている。外部電極１６Ａ−１６Ｆと外部電極２６Ａ−２６Ｆとがフレキシブル基板４２（フレキシブル基板４２に配置された配線６０Ａ−６０Ｆ）により互いに電気的に接続される。なお、外部電極１６Ａ−１６Ｆ（接続ピン１８Ａ−１８Ｆ）及び外部電極２６Ａ−２６Ｆ（接続ピン２８Ａ−２８Ｆ）の個数は任意に設計される。

　その他、ベース基板１２には、第１の構造部品３６Ａ（デバイス、ブラケット等の任意の構成要素）が第１のコネクタ１４とＸ軸方向で互いに隣接するように配置され、第２の構造部品３６Ｂが第２のコネクタ２４とＸ軸方向で互いに隣接するように配置されている。

　ブラケット３８（固定手段）は、例えば、ベース基板１２上に配置された三相バスバ３４Ａ，３４Ｖ，３４Ｗ（及び／若しくは、単相バスバ）を固定するためにベース基板１２に配置されるものである。ブラケット３８は、Ｙ軸方向に延びる細長形状を有し、例えば、第１のコネクタ１４と第１の構造部品３６Ａとの間、第２のコネクタ２４と第２の構造部品３６Ｂとの間を通過するように配置されている。

　ブラケット３８には、その長手方向（Ｙ軸方向）に沿って固定用溝４０（固定手段）が形成されている。固定用溝４０は、ブラケット３８の上面及び長手方向の両端において開口するように形成されており、フレキシブル基板４２が差し込まれる。

　なお、第１のコネクタ１４及び第２のコネクタ２４の上面がベース基板１２の上面とほぼ同一平面を形成する場合であって第１のコネクタ１４と第２のコネクタ２４の間にブラケット３８（三相バスバ３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗ）が配置されていない場合、固定用溝４０は、ベース基板１２に直接形成してもよい。

　図３は、第１実施形態の電気装置１０を構成するフレキシブル基板４２の変形前の平面図である。図４は、第１実施形態の電気装置１０を構成するフレキシブル基板４２の変形前の裏面図である。図５は、図３のＡ−Ａ線断面図である。図６は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。なお、フレキシブル基板４２の内部構造の視認を容易にするため、図面においてフレキシブル基板４２（カバー層５４，５８，８８）は透明なものとして図示している。

　図３に示すように、フレキシブル基板４２は、その主面がベース基板１２上の第１のコネクタ１４及び第２のコネクタ２４の配置に倣ってクランク形に形成されたものである。

　フレキシブル基板４２は、第１のコネクタ１４に接続する第１の接続部４４と第２のコネクタ２４に接続される第２の接続部４６と、第１の接続部４４と第２の接続部４６の間に配置され固定用溝４０に差し込まれる中間部４８とを有する。

　第１の接続部４４には、第１のコネクタ１４に配置された外部電極１６Ａ−１６Ｆ（接続ピン１８Ａ−１８Ｆ）に接続する接続電極６２Ａ−６２Ｆ（個数及び配置形態は任意に設計可能）が配置されており、第２の接続部４６には第２のコネクタ２４に配置された外部電極２６Ａ−２６Ｆ（接続ピン２８Ａ−２８Ｆ）に接続する接続電極６４Ａ−６４Ｆ（個数及び配置形態は任意に設計可能）が配置されている。

　また、フレキシブル基板４２には、接続電極６２Ａと接続電極６４Ａとを接続する配線６０Ａ、接続電極６２Ｂと接続電極６４Ｂとを接続する配線６０Ｂ、接続電極６２Ｃと接続電極６４Ｃとを接続する配線６０Ｃ、接続電極６２Ｄと接続電極６４Ｄとを接続する配線６０Ｄ、接続電極６２Ｅと接続電極６４Ｅとを接続する配線６０Ｅ、接続電極６２Ｆと接続電極６４Ｆとを接続する配線６０Ｆが配置されている。配線６０Ａ−６０Ｆは所定の間隔を空けて並列に並んだ状態を維持しつつ第１の接続部４４（接続電極６２Ａ−６４Ｆ）から、中間部４８を通過し、第２の接続部４６（接続電極６４Ａ−６４Ｆ）に到達するように配置されている。なお、配線６０Ａ−６０Ｆは、コントローラやパワートランジスタに対する制御信号の送受信、電源装置やコントローラへの電源電圧の供給に用いられる。

　図３、図４に示すように、フレキシブル基板４２には、Ｙ軸方向に沿って３箇所の折り目（一点鎖線）が形成されている。折り目は第１の接続部４４と中間部４８との境界、中間部４８のＸ軸方向の中央部、第２の接続部４６と中間部４８との境界に配置され、中間部に配置された配線６０Ａ−６０Ｆと平行となるように配置されている。また、フレキシブル基板４２には、平面視で当該折り目と重なる位置に変形部６６Ａ−６６Ｃを備えている。変形部６６Ａ−６６Ｃは、その長手方向がフレキシブル基板４２の折り目に沿うように配置されている。また、変形部６６Ａ−６６Ｃは、フレキシブル基板４２をベース基板１２に実装する前に折り目に沿って塑性変形させることで、フレキシブル基板４２の中間部４８をＺ軸方向（ベース基板１２側）に凸形状に変形させるための曲げ癖を付けるものである。これにより、作業者がフレキシブル基板４２（中間部４８）を固定用溝４０に差し込むための凸形状を変形部６６Ａ−６６Ｃにより容易に形成して作業効率を向上させることができる。

　図３、図４に示すように、フレキシブル基板４２の接続電極６２Ａ−６２Ｆと重なる位置には、貫通孔７０Ａ−７０Ｆが形成されており、貫通孔７０Ａ−７０Ｆには外部電極１６Ａ−１６Ｆの接続ピン１８Ａ−１８Ｆが挿通する（図１０、図１１）。同様に、フレキシブル基板４２の接続電極６４Ａ−６４Ｆと重なる位置には、貫通孔７１Ａ−７１Ｆが形成されており、貫通孔７１Ａ−７１Ｆには外部電極２６Ａ−２６Ｆの接続ピン２８Ａ−２８Ｆが挿通する。接続ピン１８Ａ−１８Ｆ及び接続ピン２８Ａ−２８Ｆは、フレキシブル基板４２の厚み以上の長さを有する。

　カバー層５４の接続電極６２Ａ−６２Ｆに重なる位置には貫通孔７０Ａ−７０Ｆに連通する開口部６８が形成され、開口部６８の底面において接続電極６２Ａ−６２Ｆが露出する。同様に、カバー層５４の接続電極６４Ａ−６４Ｆに重なる位置には貫通孔７１Ａ−７１Ｆに連通する開口部６８が形成され、開口部６８の底面において接続電極６４Ａ−６４Ｆが露出する。

　図５、６に示すように、フレキシブル基板４２は、例えば、接着剤（不図示）を用いてベース層５０の一方の面（ベース基板１２側の面の反対面、又はベース基板１２側の面）に配線６０Ａ−６０Ｆ、接続電極６２Ａ−６２Ｆ、及び接続電極６４Ａ−６４Ｆを形成する配線層５２（第１層）、配線層５２を保護するカバー層５４を積層し、ベース層５０の他方の面（ベース基板１２側の面、又はベース基板１２側の面の反対面）に変形部６６Ａ−６６Ｃを形成する金属層５６（第２層）及び金属層５６を保護するカバー層５８を積層したものである。ベース層５０及びカバー層５４，５８はポリイミド等の弾力性（可撓性）と絶縁性の優れた材料が適用される。また、配線層５２及び金属層５６は銅などの導電性の高い材料が適用され、エッチングによりパターンが形成される。金属層５６は、塑性変形を容易にするため配線層５２よりも厚く形成してもよい。

　図７は、第１実施形態の電気装置１０の組み付け工程を示す模式図（その１）である。図８は、第１実施形態の電気装置１０の組み付け工程を示す模式図（その２）である。図９は、第１実施形態の電気装置１０の組み付け工程を示す模式図（その３）である。図１０は、図８における接続電極６２Ａ−６２Ｆと外部電極１６Ａ−１６Ｆとの配置関係を示す模式図であって図３のＢ−Ｂ線断面図に対応するものである。図１１は、図９における接続電極６２Ａ−６２Ｆと外部電極１６Ａ−１６Ｆとの配置関係を示す模式図であって図３のＢ−Ｂ線断面図に対応するものである。

　次に、フレキシブル基板４２をベース基板１２に組み付ける工程について説明する。

　図７に示すように、図３に示すように形成されたフレキシブル基板４２において、変形部６６Ａ、変形部６６Ｂ、変形部６６Ｃに重なる位置においてプレス機等を用いて折り目を形成する。このとき、中間部４８において金属層５６側が山折りになるように折り目を形成する。これにより、フレキシブル基板４２中の変形部６６Ａ−６６Ｃは塑性変形し、フレキシブル基板４２には凸形状の曲げ癖が形成される。ただし、当該フレキシブル基板４２に何ら負荷を与えない場合、両端にある二つの折り目（変形部６６Ａ、変形部６６Ｃ）の間隔は固定用溝４０の幅よりも広くなる。

　図８に示すように、中間部４８のＸ軸方向の幅が狭くなるようにフレキシブル基板４２を変形させる。このとき、曲げ癖を備えた変形部６６Ａ−６６Ｃはフレキシブル基板４２の他の部分よりも応力が集中するので変形部６６Ａ−６６Ｃが主として変形する。さらに、フレキシブル基板４２について、中間部４８のＸ軸方向の幅を固定用溝４０の幅と同程度若しくは当該幅よりも狭くなるようにする。この状態において、折り曲げられた中間部４８では、フレキシブル基板４２（ベース層５０、カバー層５４，５８、金属層５６）の弾性力により図７に示す形状に戻ろうとする復元力が発生している。

　また、このとき、図１０（図９、図１１の直前の状態）に示すように、接続電極６２Ａ−６２Ｆを貫通する貫通孔７０Ａ−７０Ｆと外部電極１６Ａ−１６Ｆの接続ピン１８Ａ−１８Ｆとが互いに対向するように配置される。同様に、接続電極６４Ａ−６４Ｆを貫通する貫通孔７１Ａ−７１Ｆと外部電極２６Ａ−２６Ｆの接続ピン２８Ａ−２８Ｆとが互いに対向するように配置される。

　図９に示すように、フレキシブル基板４２の中間部４８を固定用溝４０に差し込む。すると中間部４８は、自身が持つ復元力により固定用溝４０の互いに対向する２つの内壁に当接し、固定用溝４０の幅を広げる方向の力を２つの内壁に付与することになる。これにより、ベース基板１２に対するフレキシブル基板４２のＸ軸方向（幅方向）の揺動（ズレ）を抑制することができる。またフレキシブル基板４２と固定用溝４０との間の摩擦力によりフレキシブル基板４２のＹ軸方向（長手方向）の揺動及びＺ軸方向（高さ方向）の揺動も抑制することができる。

　また、このとき、図１１に示すように貫通孔７０Ａ−７０Ｆに接続ピン１８Ａ−１８Ｆを挿通して接続ピン１８Ａ−１８Ｆを接続電極６２Ａ−６２Ｆに接触させることで、接続電極６２Ａ−６２Ｆと外部電極１６Ａ−１６Ｆが電気的に接続される。そして、接続電極６２Ａ−６２Ｆと接続ピン１８Ａ−１８Ｆとを半田付けすることにより、第１の接続部４４が第１のコネクタ１４に接続される。

　同様に貫通孔７１Ａ−７１Ｆに接続ピン２８Ａ−２８Ｆを挿通して接続ピン２８Ａ−２８Ｆを接続電極６４Ａ−６４Ｆに接触させることで、接続電極６４Ａ−６４Ｆと外部電極２６Ａ−２６Ｆが電気的に接続される。そして、接続電極６２Ａ−６２Ｆと接続ピン１８Ａ−１８Ｆとを半田付けすることにより、第２の接続部４６が第２のコネクタ２４に接続される。

　［第１実施形態と比較例との対比］
　図１２は、比較例の電気装置１０の平面図である。図１２に示すように、例えば、ベース基板１２に配置された第１のコネクタ１４には外部電極１６Ａ−１６Ｆがあり、第２のコネクタ２４には外部電極２６Ａ−２６Ｆがあり、外部電極１６Ａ−１６Ｆと外部電極２６Ａ−２６Ｆを互いに接続する場合を考える。このとき、例えば外部電極１６Ａ−１６Ｆと外部電極２６Ａ−２６Ｆを被覆配線等で一つずつ接続していく方法も考えられるが作業効率が低下する。そこで、外部電極１６Ａ−１６Ｆ、及び外部電極２６Ａ−２６Ｆの配置形態及び接続形態に倣って配線６０Ａ−６０Ｆを配置したフレキシブル基板４２により、両者を電気的に接続する構成が考えられる。しかし、配線６０Ａ−６０Ｆに流す電流が比較的大きい場合には、配線６０Ａ−６０Ｆの配置間隔を広く設計する必要がある。

　一方、第１のコネクタ１４と第２のコネクタ２４とのＸ軸方向の間隔が狭くなるように設計されている場合、図１２に示す形状のフレキシブル基板４２の接続が困難になる。もちろん、フレキシブル基板４２を変形させることによりフレキシブル基板４２を第１のコネクタ１４及び第２のコネクタ２４に接続することは可能であるが、当該変形によって生じる復元力がフレキシブル基板４２と外部電極１６との接合部分、フレキシブル基板４２と外部電極２６との接合部分に付与され当該接合部分が断線する虞がある。

　また、第１の構造部品３６Ａが第１のコネクタ１４に隣接して配置され、第２の構造部品３６Ｂが第２のコネクタ２４に隣接して配置され、且つ第１の構造部品３６Ａ及び第２の構造部品３６Ｂの高さが第１のコネクタ１４及び第２のコネクタ２４の高さよりも高い場合を考える。この場合、第１のコネクタ１４及び第２のコネクタ２４にフレキシブル基板４２を接続しようとするとフレキシブル基板４２が第１の構造部品３６Ａ及び第２の構造部品３６Ｂに干渉する。この場合も、フレキシブル基板４２を変形させて当該干渉を回避することも可能であるが、当該変形に伴う応力が前記の接合部分に付与されて断線する虞が顕著となる。さらに、電気装置１０が搭載された電動車両の振動や加減速に伴い、当該接合部分に大きな応力が付与され断線する虞もある。

　これに対して、本実施形態では、図１に示すように、フレキシブル基板４２の中間部４８をＺ軸方向（ベース基板１２に向かう方向）に向けて凸形状に折り畳み、ブラケット３８（ベース基板１２でもよい）に固定用溝４０を形成して凸形状となった中間部４８を差し込む構成としている。これにより、中間部４８の幅が配線６０Ａ−６０Ｆの配置により広くなったとしても中間部４８は凸形状に折り曲げられて固定用溝４０に差し込まれるため、ベース基板１２への実装後において平面視したときの中間部４８の占有幅（占有面積）を小さくすることができる。よって、中間部４８のベース基板１２上の他の構成要素との干渉を回避でき、フレキシブル基板４２の設計の自由度を向上させることができる。

　前記した特開平１１−６８３５４公報では、フレキシブル配線板の端部を折り曲げてケースに形成された保持リブに保持させる従来構成を開示している。しかし、上記のようにフレキシブル配線板の端部のみが固定される態様となるので、フレキシブル配線板が大きくなるとその固定強度が十分でなくなり、外部からの振動又は加減速により当該端部が保持リブから離脱する虞がある。

　これに対して、本実施形態では、フレキシブル基板４２の辺よりも内側となる中間部４８を凸形状に折り曲げて固定用溝４０に差し込む構成となっている。当該構成により、中間部４８は固定用溝４０内においてその形状を安定的に維持することができる。例えば、中間部４８が外部から力（振動、加速度）を受けてＺ軸方向にめくれ上がり、ベース基板１２に対して反対方向に凸形状になって中間部４８の固定用溝４０への差し込みが解除されるようなことはない。したがって、Ｘ軸方向の揺動を低減することができる。

　また、中間部４８と固定用溝４０との接触位置は固定用溝４０の一方の内壁と他方の内壁の２箇所となり、当該位置においてＹ軸方向及びＺ軸方向の摩擦力も発生する。よって、摩擦力を発生させる箇所が２箇所あるためフレキシブル基板４２の固定用溝４０の長手方向（Ｙ軸方向）の揺動及び高さ方向（Ｚ軸方向）の揺動も上記従来構成よりも抑制することができる。

　例えば、フレキシブル基板４２に２Ａ（アンペア）程度の電流を流す配線を３０本配置する場合、フレキシブル基板４２の中間部４８には３０本の配線がＸ軸方向に並ぶように配置されるが、短絡等を回避するため配線の並ぶ間隔は１ｍｍ程度必要となる。よって、図１２に示す比較例において、中間部４８の幅は３０ｍｍ程度必要となる。

　一方、本実施形態では、フレキシブル基板４２の厚みを５０μｍ程度に設計した場合、中間部４８の幅を平面視で（Ｚ軸方向から見て）９ｍｍ程度まで低下させることができる。よって、本実施形態では、中間部４８の幅を比較例と比較して９ｍｍ／３０ｍｍの割合で低下させることができ、その分、フレキシブル基板４２の設計の自由度を高めることができる。

　ここで、ブラケット３８のＸ軸方向の幅は１１−１３ｍｍ程度、固定用溝４０の幅は９ｍｍとしている。また、上記のようにフレキシブル基板４２の厚みを５０μｍ程度に設計した場合、中間部４８を固定用溝４０に差し込んだときの中間部４８の先端の曲率半径は２．５ｍｍ程度となるように設計することが好適である。また、中間部４８によりフレキシブル基板４２を固定用溝４０に固定するためには、中間部４８の凸形状のＺ軸方向の長さが１０ｍｍ以上あることが好適であり、これに対応して固定用溝４０の深さも１０ｍｍ以上あることが好適である。

　［第１実施形態の変形例］
　図１３は、第１実施形態の電気装置１０の第１変形例の模式図である。図１４は、第１実施形態の電気装置１０の第２変形例の模式図である。第１変形例及び第２変形例はい揺動もフレキシブル基板４２のＺ軸方向の揺動を制限する構成となっている。図１３に示す第１変形例では、中間部４８において中間部４８を挟むように２つの耳部７２を設け、耳部７２をベース基板１２に配置された第３の構造部品３６Ｃ、第４の構造部品３６Ｄにリベット７４等で固定することで中間部４８のＺ軸方向（及びＸ軸方向とＹ軸方向）の揺動を制限している。

　なお、図１３に示すように、フレキシブル基板４２において更なる積層構造（不図示）を構築することにより、配線６０Ａ−６０Ｆのうちのい揺動かを分岐させる分岐配線７６を形成して第２の構造部品３６Ｂ等に接続できるようにしてもよい。

　図１４に示す第２変形例では、ベース基板１２に蓋部７８を取り付けるとともに蓋部７８の上部がフレキシブル基板４２に当接するようにしてフレキシブル基板４２のＺ軸方向の揺動を制限している。ただし、固定用溝４０に凸形状の中間部４８を差し込むだけでＺ軸方向の揺動を十分に抑制できるのであれば、第１変形例及び第２変形例の構成は不要である。

　［第１実施形態の効果］
　第１実施形態の電気装置１０は、第１のコネクタ１４と、第２のコネクタ２４と、第１のコネクタ１４と第２のコネクタ２４が搭載されたベース基板１２と、第１のコネクタ１４と第２のコネクタ２４とを接続するフレキシブル基板４２とを有する電気装置１０である。そして、第１のコネクタ１４と第２のコネクタ２４との間となる位置には固定用溝４０が設けられ、フレキシブル基板４２は、フレキシブル基板４２の中間部４８において折り曲げられ固定用溝４０に差し込まれることでベース基板１２に固定される。

　上記構成により、中間部４８は固定用溝４０内においてその形状を安定的に維持することができる。例えば、中間部４８が外部から力（振動、加速度）を受けてＺ軸方向にめくれ上がり、ベース基板１２に対して反対方向に凸形状になって中間部４８の固定用溝４０への差し込みが解除されることはない。したがって、Ｘ軸方向の揺動を低減することができる。

　また、中間部４８と固定用溝４０との接触位置は固定用溝４０の一方の内壁と他方の内壁の２箇所となり、当該位置においてＹ軸方向及びＺ軸方向の摩擦力も発生する。よって、摩擦力を発生させる箇所が２箇所あるためフレキシブル基板４２の固定用溝４０の長手方向（Ｙ軸方向）の揺動及び高さ方向（Ｚ軸方向）の揺動を抑制することができる。

　本実施形態において、中間部４８は、凸形状に折り曲げられて固定用溝４０に差し込まれている。これにより、簡易な構成で固定用溝４０の差し込む中間部４８の形状を構築することができる。

　本実施形態において、ベース基板１２の第１のコネクタ１４と第２のコネクタ２４との間となる位置には強電部品（三相バスバ３４Ａ，３４Ｖ，３４Ｗ、単相バスバ等）が配置され、ブラケット３８は、強電部品をベース基板１２に固定する。

　上記構成により、電気装置１０における既存の構成要素を固定するブラケット３８に固定用溝４０を配置することができる。これにより、新たな構成要素を追加することなく、フレキシブル基板４２を配置できるので、コストを抑制することができる。

　本実施形態において、フレキシブル基板４２は、配線層５２と金属層５６との積層構造を含み、配線層５２は、第１のコネクタ１４と第２のコネクタ２４とを電気的に接続する配線６０Ａ−６０Ｆを含み、金属層５６は、中間部４８の折り曲げ形状に倣って変形している。

　上記構成により、中間部４８の折り曲げ形状（曲げ癖）により中間部４８に応力を集中しやすくすることで実装時の中間部４８の形成を容易にし、作業効率を向上させることができる。

　本実施形態において、フレキシブル基板４２には複数の配線６０Ａ−６０Ｆが配置され、配線６０Ａ−６０Ｆは中間部４８を通過している。上記構成により、中間部４８の幅が配線６０Ａ−６０Ｆの配置により広くなったとしても中間部４８は折り曲げられて固定用溝４０に差し込まれるため、ベース基板１２への実装後において平面視したときの中間部４８の占有幅（占有面積）を小さくすることができる。よって、中間部４８のベース基板１２上の他の構成要素との干渉を回避でき、フレキシブル基板４２の設計の自由度を向上させることができる。

　［第２実施形態］
　図１５は、第２実施形態の電気装置１０を構成するフレキシブル基板４２の変形前の平面図である。図１６は、第２実施形態の電気装置１０を構成するフレキシブル基板４２の変形前の裏面図である。図１７は、図１５のＡ−Ａ線断面図である。図１８は、図１６のＢ−Ｂ線断面図である。図１９は、第２実施形態の電気装置１０の平面図である。図２０は、図１９のＡ−Ａ線断面図である。なお、以後の説明において、第１実施形態と共通の構成要素については同一番号を付し、必要な場合を除いてその説明を省略する。

　第２実施形態において、金属層５６は、平面視で（フレキシブル基板４２の厚み方向から見て）配線層５２を覆うように配置され、中間部４８は、金属層５６が外側となるように折り曲げられている（図７参照）。

　すなわち、金属層５６は第１実施形態と同様に変形部６６Ａ−６６Ｃを包含するものであるが、平面視してその外形が配線６０Ａ−６０Ｆの外形のほとんどの部分を内側に収容するように配置されている（図１５）。また、金属層５６がベース層５０のベース基板１２側の面に配置され、配線層５２がベース層５０のベース基板１２側の面の反対面に配置されている（図１７）。

　図１９、図２０に示すように、第１のコネクタ１４には外部電極１６Ｆに隣接して接地電極２０（接続ピン２２）が配置され、第２のコネクタ２４には外部電極２６Ｆに隣接して接地電極３０（接続ピン３２）が配置され、金属層５６は接地電極２０及び接地電極３０に電気的に接続されるようになっている。

　金属層５６は、平面視で配線層５２（配線６０Ａ−６０Ｆ）からはみ出た位置であって接続電極６２Ｆに隣接する位置、及び接続電極６４Ｆに隣接する位置にまでそれぞれ延出した接続電極８０を備えている（図１６、図１８）。一方、配線層５２は、平面視で接続電極８０と重なる位置には配線６０Ａ−６０Ｆとは空間的に分離したダミー電極８２を備えている（図１５、図１８）。

　フレキシブル基板４２の第１の接続部４４において、接続電極８０及びダミー電極８２と重なる位置にはフレキシブル基板４２（接続電極８０、ダミー電極８２）を貫通する貫通孔７０Ｇが形成されている（図１５、図１６、図１８）。同様に、フレキシブル基板４２の第２の接続部４６において、接続電極８０及びダミー電極８２と重なる位置にはフレキシブル基板４２（接続電極８０、ダミー電極８２）を貫通する貫通孔７１Ｇが形成されている（図１５、図１６、図１８）。

　そして、貫通孔７０Ｇに接続ピン２２を挿通して接続ピン２２を接続電極８０及びダミー電極８２に接触させ、貫通孔７１Ｇに接続ピン３２を挿通して接続ピン３２を接続電極８０及びダミー電極８２に接触することで、金属層５６は接地電極２０及び接地電極３０に電気的に接続される（図１９、図２０）。また、半田付けにより接続ピン２２，３２はダミー電極８２にそれぞれ接続される。

　図１９に示すように、フレキシブル基板４２の中間部４８は金属層５６が凸形状の外側となるように折り曲げられて固定用溝４０に差し込まれ（図９参照）、配線６０Ａ−６０Ｆの固定用溝４０に差し込まれた部分は外側から金属層５６に覆われた配置となっている。これにより、ブラケット３８の下に配置された三相バスバ３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗから配線６０Ａ−６０Ｆに向かうノイズを遮蔽することができる。なお、ブラケット３８に固定された三相バスバ３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗが、ベース基板１２上で任意の向きであっても上記同様の効果を奏する。

　［第３実施形態］
　図２１は、第３実施形態の電気装置１０を構成するフレキシブル基板４２の変形前の平面図である。図２２は、図２１のＡ−Ａ線断面図である。図２３は、図２１のＢ−Ｂ線断面図である。図２４は、第３実施形態の電気装置１０の平面図である。図２５は、図２４のＡ−Ａ線断面図である。

　第３実施形態において、フレキシブル基板４２は、第１のコネクタ１４と第２のコネクタ２４とを電気的に接続する配線６０Ａ−６０Ｆを含む配線層５２と、配線層５２を挟み込むとともにフレキシブル基板４２をベース基板１２に実装すると接地される金属層５６（第２層）及び金属層８４（第３層）と、の積層構造（図２２）を含み、金属層５６及び金属層８４は、フレキシブル基板４２の厚み方向から見て配線層５２を覆うように配置され（図２１）、金属層５６及び金属層８４のうちの少なくとも一方は、中間部４８の折り曲げ形状に倣って変形している（図７、図２４参照）。

　すなわち、本実施形態において、フレキシブル基板４２は第２実施形態のものと類似するが、配線層５２の上に平面視で（厚み方向から見て）配線層５２を覆う金属層８４及び金属層８４をカバーするカバー層８８が追加されている点で相違する。ここで、金属層８４は、その外形が配線６０Ａ−６０Ｆの外形のほとんどの部分を内側に収容するように配置されている。

　金属層８４は平面視で前記のように金属層５６の接続電極８０と重なる位置に延出した接続電極８６を備えている（図２１、図２３、図２４）。また、第１の接続部４４の平面視で接続電極８０と接続電極８６が重なる位置においてフレキシブル基板４２を貫通する貫通孔７０Ｇが形成されている（図２１、図２３、図２４）。同様に、第２の接続部４６の平面視で接続電極８０と接続電極８６が重なる位置においてフレキシブル基板４２を貫通する貫通孔７１Ｇが形成されている（図２１、図２３、図２４）。

　第１の接続部４４の貫通孔７０Ｇに接続ピン２２を挿通して接続ピン２２を接続電極８０及び接続電極８６に接触させ（図２４、図２５）、また第２の接続部４６の貫通孔７１Ｇに接続ピン３２を挿通して接続ピン３２を接続電極８０及び接続電極８６に接触することで、金属層５６（接続電極８０）及び金属層８４（接続電極８６）が接地電極２０及び接地電極３０と電気的に接続される。

　図２２に示すように、フレキシブル基板４２において、配線６０Ａ−６０Ｆの固定用溝４０に差し込まれた部分（中間部４８）は外側から金属層５６に覆われ内側から金属層８４に覆われた配置となっている。これにより、金属層５６がブラケット３８の下に配置された三相バスバ３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗから配線６０Ａ−６０Ｆに向かう電気的ノイズを遮蔽することができる。また、図示は省略しているが、本実施形態の電気装置１０において、三相バスバ３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗや他の強電部品（単相バスバ等）がフレキシブル基板４２の上部を通過する構成であったとしても、当該強電部品から配線６０Ａ−６０Ｆに向かう電気的ノイズを金属層８４が遮蔽することができる。したがって、電気装置１０における三相バスバ３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗ等の強電部品のレイアウト性を向上させることできる。なお、フレキシブル基板４２は、金属層５６と金属層８４の表裏が入れ替わった状態で固定用溝４０に差し込まれても上記同様の作用効果を有する。

　図２６は、第３実施形態の電気装置１０の変形例を示す模式図である。図２６に示すように、変形例では配線６０（配線６０Ａ−６０Ｆ）を構成する配線層５２（及びカバー層５４）を２層構造にしている。この構成は、例えば、第１の接続部４４と中間部４８との境界において一列に並んだ配線６０のうちのいくつかを積層構造（不図示）を用いて残りの配線６０とは異なる層に配置した積層配列とし、第２の接続部４６と中間部４８との境界において再び積層構造（不図示）を用いて当該積層配列から第１の接続部４４における配線６０の配列と同様の配列に戻すようにすればよい。この構成により配線６０の数が増えても中間部４８の幅の増加を抑えることができるので、フレキシブル基板４２の設計の自由度を向上させることができる。なお、当該変形例は他の実施形態においても適用可能である。

　［第４実施形態］
　図２７は、第４実施形態の電気装置１０を構成するフレキシブル基板４２の変形前の模式図である。図２８は、第４実施形態の電気装置１０を構成するフレキシブル基板４２を折り曲げたときの模式図である。図２９は、第４実施形態の電気装置１０の平面図である。

　本実施形態のフレキシブル基板４２は、第３実施形態に類似するが、中間部４８は、固定用溝４０の幅方向（Ｘ軸方向）に振幅する波形状を有し、当該波形状の腹の位置において固定用溝４０の内壁に押圧されることで固定用溝４０に固定されている。

　図２８、図２９に示すように、フレキシブル基板４２の中間部４８は、Ｙ軸方向から圧縮することでＸ軸方向に波形状に振幅するように形成される。ここで、この波形状は、中間部４８を固定用溝４０内に配置した状態で形成したほうが作業効率がよい。そして、この状態で第１のコネクタ１４に第１の接続部４４を接続し、第２のコネクタ２４に第２の接続部４６を接続することで中間部４８の波形状が維持される（図２９）。なお、第２の接続部４６と第２のコネクタ２４との接続の際は、カバー層５８（及び金属層５６）が上面となる。

　上記構成において、フレキシブル基板４２（中間部４８）のＸ軸方向の揺動は、中間部４８が固定用溝４０の両側の内壁に力を付与することで抑制される。また、Ｙ軸方向の揺動及びＺ軸方向の揺動は中間部４８と固定用溝４０の両側の内壁との間の摩擦力により抑制される。

　また、上記構成において、配線層５２は、金属層５６及び金属層８４によりＸ軸方向から挟まれた態様となっている（図２２参照）。よって、図２９の破線で示す領域（ブラケット３８をＸ軸方向から挟む領域）に三相バスバ３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗ（図２９では不図示）等の強電部品が配置されたとしても金属層５６及び金属層８４が強電部品から配線層５２に向かう電気的ノイズを遮蔽することができる。

　なお、第４実施形態は、第１実施形態乃至第３実施形態にも適用できる。すなわち、第１実施形態乃至第３実施形態においてフレキシブル基板４２の中間部４８を凸形状に折り曲げることなく第４実施形態のように波形状にして固定用溝４０に固定してもよく、また中間部４８を凸形状にした状態でさらに第４実施形態のように波形状にして固定用溝４０に固定してもよい。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

Claims

　第１の電気部品と、第２の電気部品と、前記第１の電気部品と前記第２の電気部品が搭載されたベース基板と、前記第１の電気部品と前記第２の電気部品とを接続するフレキシブル基板とを有する電気装置において、
　前記第１の電気部品と前記第２の電気部品との間となる位置には固定手段が設けられ、
　前記フレキシブル基板は、前記フレキシブル基板の中間部において折り曲げられ前記固定手段に差し込まれることで前記ベース基板に固定される電気装置。
　請求項１に記載の電気装置において、
　前記中間部は、凸形状に折り曲げられて前記固定手段に差し込まれている電気装置。
　請求項１または２に記載の電気装置において、
　前記ベース基板の前記第１の電気部品と前記第２の電気部品との間となる位置には強電部品が配置され、
　前記固定手段は、前記強電部品を前記ベース基板に固定する電気装置。
　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気装置において、
　前記フレキシブル基板は、第１層と第２層との積層構造を含み、
　前記第１層は、前記第１の電気部品と前記第２の電気部品とを電気的に接続する配線を含み、
　前記第２層は、前記中間部の折り曲げ形状に倣って変形している電気装置。
　請求項４に記載の電気装置において、
　前記第２層は、前記フレキシブル基板の厚み方向から見て前記第１層を覆うように配置されるとともに前記フレキシブル基板を前記ベース基板に実装すると接地され、
　前記中間部は、前記第２層が外側となるように折り曲げられている電気装置。
　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気装置において、
　前記フレキシブル基板は、
　前記第１の電気部品と前記第２の電気部品とを電気的に接続する配線を含む第１層と、
　前記第１層を挟み込むとともに前記フレキシブル基板を前記ベース基板に実装すると接地される第２層及び第３層と、の積層構造を含み、
　前記第２層及び前記第３層は、前記フレキシブル基板の厚み方向から見て前記第１層を覆うように配置され、
　前記第２層及び前記第３層のうちの少なくとも一方は、前記中間部の折り曲げ形状に倣って変形している電気装置。
　請求項４乃至６のいずれか１項に記載の電気装置において、
　前記フレキシブル基板には複数の前記配線が配置され、
　前記配線は前記中間部を通過している電気装置。
　請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電気装置において、
　前記中間部は、前記固定手段の幅方向に振幅する波形状を有し、当該波形状の腹の位置において前記固定手段の内壁に押圧されることで前記固定手段に固定されている電気装置。