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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein elektronisches Teil, das an einer Leiterplatte angebracht ist, und eine elektronische Steuereinheit, die das elektronische Teil aufweist.
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Eine Leiterplatte mit einer Mustersicherung, die ein Teil von Verdrahtungsmustern ist, die in der Leiterplatte ausgebildet sind, ist im Stand der Technik und beispielsweise in der
japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 2007-311467 offenbart.
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Die Mustersicherung ist im Allgemeinen ausgebildet, um schmäler als ein verbleibender Teil der Verdrahtungsmuster zu sein. Demnach wird beispielsweise, wenn ein Kurzschluss innerhalb einer elektronischen Einrichtung oder einem elektronischen Teil auftritt und dabei überschüssiger Strom fließt, die Mustersicherung aufgrund Wärmeerzeugung eingeschmolzen, damit ein elektrischer Pfad unterbrochen wird.
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In einem Fall der Mustersicherung ist es notwendig, die Mustersicherungen individuell zu entwerfen, wenn die Mustersicherungen für unterschiedliche Typen elektronischer Teile verwendet werden oder wenn die Mustersicherungen für denselben Typ des elektronischen Teils verwendet werden, sich jedoch Dimensionierungen der elektronischen Teile voneinander unterscheiden. Demzufolge ist es schwierig, die Leiterplatten für unterschiedliche Typen elektronischer Steuereinheiten zu verallgemeinern oder zu standardisieren. In anderen Worten, ist es schwierig, die Leiterplatten zu verallgemeinern und einfach die an die Leiterplatte anzubringenden elektronischen Teile zu ändern, um denselben Typ der Leiterplatte für die unterschiedlichen Typen der elektronischen Steuereinheiten (Variationsprodukte) zu verwenden.
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Ferner ist es schwierig, die Leiterplatte sowie die elektronische Steuereinheit zu verkleinern, da die Mustersicherung (oder Mustersicherungen) in der Leiterplatte als ein Teil der Verdrahtungsmuster ausgebildet ist.
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Darüber hinaus, da die Mustersicherung auf einer Plattenoberfläche der Leiterplatte ausgebildet ist, besteht ein Problem darin, dass sich eingeschmolzene Abschnitte der Mustersicherung möglicherweise erneut verbinden, nachdem die Mustersicherung eingeschmolzen ist. Insbesondere tritt die Wiederverbindung der eingeschmolzenen Abschnitte wahrscheinlicher aufgrund von Dichtigkeitszuwachs der Leiterplatte auf.
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Die vorliegende Offenbarung ist hinsichtlich der vorstehenden Probleme gefertigt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein elektronisches Teil und eine elektronische Steuereinheit, die das elektronische Teil aufweist, bereitzustellen, gemäß dem es möglich ist, eine Leiterplatte, an der die elektronischen Teile angebracht sind, zu verallgemeinern und/oder zu standardisieren und die Leiterplatte zu verkleinern. Darüber hinaus wird eine Wiederverbindung eines eingeschmolzenen Abschnitts eines Sicherungsabschnittes unterbunden.
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Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Offenbarung weist ein elektronisches Teil, das an einer Leiterplatte angebracht ist, einen Hauptkörper auf, der an einer Position oberhalb und separiert von einer Plattenoberfläche der Leiterplatte angeordnet ist, und der Hauptkörper hat mindestens ein elektronisches Element und mehrere Elektroden für das elektronische Element. Das elektronische Teil hat einen Anschluss, zum Tragen des Hauptkörpers an der Position oberhalb und separiert von der Plattenoberfläche der Leiterplatte, wobei der Anschluss elektrisch jede der Elektroden mit entsprechenden Anschlussflächen verbindet, die in der Leiterplatte ausgebildet sind.
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Der Anschluss weist auf
ein Tragbauteil, das aus elektrisch isolierendem Material gefertigt ist und ein Ende, das in Kontakt mit dem Hauptkörper ist, und ein anderes Ende aufweist, das in Kontakt mit der Plattenoberfläche der Leiterplatte ist, um den Hauptkörper an der Position oberhalb und separiert von der Plattenoberfläche zu tragen; und
ein Verdrahtungsbauteil, das einen elektrodenverbundenen Abschnitt aufweist, der mit einer der entsprechenden Elektroden des Hauptkörpers verbunden ist, und einen anschlussflächenverbundenen Abschnitt aufweist, der an die Anschlussfläche in einem Zustand gelötet ist, in dem der Hauptkörper an der Position oberhalb und separiert von der Plattenoberfläche getragen wird.
Das Tragbauteil weist auf
einen Halteabschnitt, der aus dem elektrisch isolierenden Material gefertigt und in Kontakt mit dem Hauptkörper zum Halten des Hauptkörpers ist; und
einen Beinabschnitt, der sich vom Halteabschnitt zur Leiterplatte erstreckt, wobei der Beinabschnitt elastisch deformierbar in einer Richtung ist, in der die mehreren Elektroden angeordnet sind.
Das Verdrahtungsbauteil weist auf
den elektrodenverbundenen Abschnitt, der elektrisch und mechanisch mit der entsprechenden Elektrode des Hauptkörpers verbunden ist;
den anschlussflächenverbundenen Abschnitt, der mit dem Beinabschnitt verbunden ist und an die Anschlussfläche gelötet ist; und
einen Verbindungsabschnitt zum elektrischen Verbinden des elektrodenverbundenen Abschnitts mit dem anschlussflächenverbundenen Abschnitt.
Das Verdrahtungsbauteil besteht aus einem Sicherungsverdrahtungsbauteil, und
das Sicherungsverdrahtungsbauteil weist einen Unterbrechungsabschnitt auf, der mindestens als ein Teil des Verbindungsabschnittes ausgebildet ist und der eine Breite aufweist, die schmäler als die anderer Abschnitte des Verbindungsabschnittes ist, so dass der Unterbrechungsabschnitt abhängig von Wärme, die durch überschüssigen Strom erzeugt wird, eingeschmolzen wird, um den überschüssigen Strom zu unterbrechen.
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Gemäß dem vorstehenden Merkmal ist der Anschluss in dem elektronischen Teil vorgesehen und eines der Verdrahtungsbauteile besteht aus dem Sicherungsverdrahtungsbauteil, das den Unterbrechungsabschnitt aufweist. Demnach ist es möglich, die Leiterplatten zu verallgemeinern, die für unterschiedliche Typen der elektronischen Steuereinheiten verwendet werden können. Darüber hinaus ist es möglich, eine Größe der Leiterplatte und der elektronischen Steuereinheit um ein derartiges Volumen zu reduzieren, das einem Sicherungsanschluss entspricht, der in der vorliegenden Offenbarung eliminiert werden kann.
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Ferner ist gemäß dem vorstehenden Merkmal der Unterbrechungsabschnitt als ein Teil des Verbindungsabschnitts des Sicherungsverdrahtungsbauteils ausgebildet. Demzufolge wird der Unterbrechungsabschnitt an der Position oberhalb und separiert von der Plattenoberfläche der Leiterplatte getragen. Es ist demnach möglich, eine derartige Situation zu vermeiden, in der der eingeschmolzene Unterbrechungsabschnitt erneut verbunden wird.
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Insbesondere werden gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Verdrahtungsfunktion zum Verbinden der Elektroden mit den Anschlussflächen und eine Tragfunktion zum Tragen des Hauptkörpers oberhalb der Plattenoberfläche unabhängig in dem Verdrahtungsbauteil und dem Tragbauteil bereitgestellt. Demzufolge, ist es, sogar wenn der Unterbrechungsabschnitt eingeschmolzen wird, möglich, den Hauptkörper durch das Tragbauteil zu tragen. Es ist demnach möglich, effektiv einer Wiederverbindung des Sicherungsverdrahtungsbauteils vorzubeugen.
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Ferner ist gemäß dem vorstehenden Merkmal das Unterstützungsbauteil elastisch in der Richtung deformierbar, in der die Elektroden angeordnet sind. Wenn eine Differenz eine Expansion und Kontraktion (relativer Versatz) zwischen der Leiterplatte und dem Hauptkörper durch eine Differenz eines linearen Ausbildungskoeffizienten erzeugt wird, wird das Tragbauteil elastisch deformiert. Demzufolge ist es möglich, auf die verbundenen Bereiche zwischen den Verdrahtungsbauteilen und den Elektroden ausgeübten Stress und auf die verbundenen Bereiche zwischen den Verdrahtungsbauteilen und den Anschlussflächen ausgeübten Stress zu reduzieren.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Offenbarung ist der Verbindungsabschnitt auswärts in einer Richtung entgegen des Hauptkörpers ausgehend von einer virtuellen Linie, die den elektrodenverbundenen Abschnitt und den anschlussflächenverbundenen Abschnitt miteinander verbindet, erweitert.
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Gemäß dem vorstehenden Merkmal kann, wenn die Leiterplatte bezüglich des Hauptkörpers abhängig von einer Zunahme einer Umgebungstemperatur erweitert wird und der Beinabschnitt des Tragbauteils elastisch deformiert wird, der Verbindungsabschnitt ebenso gemäß der Deformation des Beinabschnitts elastisch deformiert werden. Da der Verbindungsabschnitt eine flexible Struktur zum Absorbieren der elastischen Deformation des Beinabschnitts wie vorstehend erläutert aufweist, ist es möglich, ferner Zuverlässigkeit für die mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Elektroden und den Anschlussflächen zu verbessern.
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Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenschau mit den Zeichnungen ersichtlicher.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Struktur einer elektronischen Steuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
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2 eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II von 1;
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3 eine schematisch vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt einer Leiterplatte darstellt (ein elektronisches Teil, das auf der Leiterplatte angebracht ist);
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4 eine schematische perspektivische Ansicht, die Anschlüsse darstellt;
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5 eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie V-V von 3;
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6 eine schematische Querschnittsansicht, in der Unterbrechungsabschnitt von 5 eingeschmolzen ist;
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7 eine schematische Querschnittsansicht zum Erläutern einer Wirkung der ersten Ausführungsform zum Reduzieren von Stress;
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8A und 8B schematische Ansichten, die jeweils eine Modifikation eines Verdrahtungsbauteils darstellen;
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9 eine schematisch vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt einer Leiterplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt, wobei 9 3 entspricht; und
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10 eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Struktur einer Anschlusseinheit darstellt, wobei 10 4 entspricht.
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Die vorliegende Offenbarung wird nachfolgend mittels mehrerer Ausführungsformen erläutert. Dieselben Bezugszeichen werden an gleiche oder ähnliche Abschnitte und/oder Strukturen über die Ausführungsformen hinweg zum Zweck der Eliminierung wiederholter Erläuterung vergeben.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine elektronische Steuereinheit 10, die in 1 und 2 dargestellt ist, hat eine Platine 12 als Hauptbestandteil. Die elektronische Steuereinheit 10 hat ferner ein Gehäuse 14 zum Aufnehmen der Platine 12 und ein Abdichtelement 16. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektronische Steuereinheit 10 als eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit, ECU) eines wasserdichten Typs zum Steuern einer Operation eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug ausgebildet.
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Eine Umrissstruktur für die elektronische Steuereinheit 10 wird nachfolgend erläutert.
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Das Gehäuse 14 ist aus Metall wie beispielsweise Aluminium, Eisen oder dergleichen oder Harzmaterial gefertigt, um darin die Platine 12 aufzunehmen, um dieselbe vor Wasser, Staub usw. zu schützen. Eine Anzahl von Teilen zum Ausbilden des Gehäuses 14 ist nicht auf eine spezifische Anzahl beschränkt, so dass das Gehäuse 14 aus einem oder mehreren Bauteilen bestehen kann.
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Wie in 2 dargestellt ist, besteht gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 14 aus zwei Teilen, das heißt, einer unteren Kappe 18 (ein unteres Gehäuseteil) mit einer Flachkastenform mit einem oberen offenen Ende und einer oberen Kappe 20 (ein oberes Gehäuseteil) zum Schließen des oberen offenen Endes der unteren Kappe 18. Die obere Kappe 20 ist an der unteren Kappe 18 durch mehrere Schrauben 22 (oder Bolzen) fixiert, um einen Innenraum des Gehäuses 14 zum Aufnehmen der Platine 12 auszubilden. In einem zusammengebauten Zustand des Gehäuses 14 befindet sich ein Abschnitt (oder mehrere Abschnitte) der Platine 12 direkt oder indirekt zwischen der unteren Kappe 18 und der oberen Kappe 20, so dass die Platine 12 fest an einer vorbestimmten Position innerhalb des Gehäuses 14 gehalten wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse 14 in einer vertikalen Richtung (eine Dickenrichtung der Platine 12) in die untere Kappe 18 und die obere Kappe 20 geteilt. Jedoch ist eine Teilungsrichtung für die Teile (die untere Kappe 18 und die obere Kappe 20) des Gehäuses 14 nicht auf die vertikale Richtung beschränkt.
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Mehrere Durchführungslöcher 24 (vier in der vorliegenden Ausführungsform) sind an jeder Ecke der unteren Kappe 18 ausgebildet, damit Schrauben oder Bolzen (nicht dargestellt) jeweils in die Durchführungslöcher 24 eingeführt werden, um die elektronische Steuereinheit 10 an einer vorbestimmten Position beispielsweise einem Verbrennungsmotorblock zu befestigen. Eine Apertur ist in dem Gehäuse 14 ausgebildet, so dass ein Abschnitt eines Verbinders 30 nach außen ausgehend von der Innenseite des Gehäuses 14 hervorsteht.
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Das Abdichtelement 16 dient dazu, um zu Vermeiden, dass Wasser in den Innenraum des Gehäuses 14 kommt. Wie in 2 dargestellt, ist das Abdichtelement 16 an einer Position angeordnet, an der äußere Umfänge der unteren Kappe 18 und der oberen Kappe 20 einander gegenüberliegen. Das Abdichtelement 16 ist ebenso an einer Position angeordnet, bei der das Gehäuse 14 und der Verbinder 30 einander gegenüberliegen.
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Die Platine 12 besteht aus einer Leiterplatte 26, an der mehrere elektrische oder elektronische Teile und/oder Komponenten 28 (nachfolgend kollektiv als die elektronischen Teile 28 bezeichnet) wie beispielsweise ein Mikrocomputer, Leistungstransistoren, Widerstände, Kondensatoren und dergleichen angebracht sind, um elektrische Schaltungen auszubilden. Die elektronischen Teile 28 sind an mindestens einer von Plattenoberflächen (eine Vorderseiten-Plattenoberfläche 26a und eine Rückseiten-Plattenoberfläche 26b) der Leiterplatte 26 angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 2 dargestellt ist, die elektronischen Teile 28 an beiden Plattenoberflächen 26a und 26b der Leiterplatte 26 angebracht.
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Beispielsweise sind mehrere elektronische Teile 28a an der Vorderseiten-Plattenoberfläche 26a der Leiterplatte angebracht, wobei jedes der elektronischen Teile 28a einen Sicherungsanschluss 46a (3 und 4) aufweist, wie nachfolgend erläutert wird. Die elektronischen Teile 28a entsprechen den elektronischen Teilen, die in einer herkömmlichen Einrichtung Mustersicherungen benötigen. Die elektronischen Teile mit Ausnahme der elektronischen Teile 28a (,die den Sicherungsanschluss 46a aufweisen,) sind des Verständnisses wegen in der Zeichnung mit 28b versehen.
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Zusätzlich zu den elektronischen Teilen 28 ist der Verbinder 30 ferner an der Leiterplatte 26 zum elektrischen Verbinden der elektrischen Schaltungen, die in der Platine 12 ausgebildet sind, mit Außeneinrichtungen (nicht dargestellt) angebracht. In 2 sind mehrere Pins 30a des Verbinders 30 an der Leiterplatte 26 durch eine Durchführungsloch-Befestigungsverarbeitung angebracht. Jedoch können die Pins 30a alternativ an der Leiterplatte 26 durch eine Oberflächenbefestigungsverarbeitung oder eine Oberflächenbefestigungsstruktur angebracht werden.
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Ein Bezugszeichen 32 in 2 kennzeichnet ein Wärmeabstrahlgel, das zwischen manchen der elektronischen Teile 28b und der unteren Kappe 18 angeordnet ist und mit diesen in Kontakt ist, um Wärme der elektronischen Teile 28b zur unteren Kappe 18 zu übertragen.
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In der vorstehend erläuterten elektronischen Steuereinheit 10 ist ein nicht dargestellter Außenverbinder mit dem Verbinder 30 (mit den Pins 30a des Verbinders 30) zusammengepasst, so dass die elektronische Steuereinheit 10 elektrisch mit einem Drahtkabelbaum (nicht dargestellt) verbunden ist. Der Verbinder 30 ist elektrisch mit einer Batterie 36 (eine Gleichstromenergiequelle) mittels einer Hauptsicherung 34 zum Schutz der elektronischen Steuereinheit 10 vor überschüssigem Strom verbunden. Die Batterie 36 ist ebenso mit anderen elektronischen Steuereinheiten (nicht dargestellt) wie beispielsweise einer Bremssteuer-ECU, einer Lenksteuer-ECU, einer Karosserie-ECU, einer Navigationseinrichtung usw. verbunden.
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Da die Hauptsicherung 34 in einem Pfad zum Bereitstellen elektrischer Energie, die zum Operieren der unterschiedlichen Arten der elektronischen Einrichtungen einschließlich der elektronischen Steuereinheit 10 notwendig ist, verbunden ist, wird eine große Sicherung (beispielsweise ein Sicherungselement für 15A, 20A oder dergleichen) für die Hauptsicherung 34 verwendet. Die Hauptsicherung 34 wird durch den überschüssigen Strom eingeschmolzen, der größer als ein vorbestimmter Strom ist, wenn irgendein Defekt oder Fehler in einer der elektronischen Einrichtungen (einschließlich der elektronischen Steuereinheit 10) auftritt und dabei der überschüssige Strom durch die Hauptsicherung 34 fließt. Dann wird die Energieversorgung mittels der Hauptsicherung 34 unterbrochen, um eine nachteilige Wirkung für die anderen elektronischen Einrichtungen zu vermeiden.
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Die Platine 12 und insbesondere das elektronische Teil 28a werden im Detail mit Bezug auf 3 bis 5 erläutert. 3 und 4 zeigen relevante Abschnitte der Platine 12 einschließlich des elektronischen Teils 28 und Abschnitten der Platine 12 benachbart zum elektronischen Teil 28a angebracht auf der Leiterplatte 26.
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In der vorliegenden Anmeldung wird eine Richtung, die parallel zur Plattenoberfläche 26a der Leiterplatte 26 ist und in der Elektroden 48 und 50 angeordnet sind, als eine X-Richtung bezeichnet. Eine Richtung parallel zur Plattenoberfläche 26a und senkrecht zur Y-Richtung wird als eine Y-Richtung bezeichnet. Eine Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche 26a, das heißt eine Dickenrichtung der Leiterplatte 26 wird als eine Z-Richtung bezeichnet.
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Die Leiterplatte 26 besteht aus einer Isolierplatte 38, die aus Harz oder Keramik als Hauptmaterial gefertigt ist, und Verdrahtungsmustern 40, die aus leitendem Material (wie beispielsweise Kupfer) gefertigt sind und auf der Isolierplatte 38 angeordnet sind. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Verdrahtungsmuster 40 in einer Mehrschichtstruktur auf der Isolierplatte 38 ausgebildet und die Verdrahtungsmuster 40 sind an beiden Plattenoberflächen der Isolierplatte 38 ausgebildet.
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Ein Abdeckmittel (nicht dargestellt) ist auf einer Plattenoberfläche der Isolierplatte 38 (entsprechend der Vorderseiten-Plattenfläche 26a der Leiterplatte) angeordnet, um die Verdrahtungsmuster 40 abzudecken. Das Abdeckmittel weist an vorbestimmten Positionen nicht dargestellte Öffnungen auf. Ein Abschnitt des Verdrahtungsmusters 40, der zu einer Außenseite der Leiterplatte 26 hin mittels der Öffnung des Abdeckmittels freigelegt ist, bildet eine Anschlussfläche 40a aus, die mit dem elektronischen Teil 28 mittels Lot 42 verbunden ist. Die Anschlussflächen 40a sind ebenso in der X-Richtung auf gleiche Weise wie die Elektroden 48 und 50 angeordnet.
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Jedes der elektronischen Teile 28a hat einen Elektronikelementhauptkörper 44 und mehrere Anschlüsse 46.
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Der Elektronikelementhauptkörper 44 (nachfolgend als der Hauptkörper 44 bezeichnet) hat mindestens ein elektronisches Element (einen Kondensator, wie nachfolgend erläutert) und mehrere Elektroden 48 und 50, die elektrisch mit dem elektronischen Element verbunden sind und an Außenflächen des Hauptkörpers 44 angeordnet sind. Der Hauptkörper 44 ist oberhalb der Vorderseiten-Plattenoberfläche 26a der Leiterplatte 26 angeordnet. In anderen Worten wird der Hauptkörper 44 an einer Position gehalten, die von der Plattenoberfläche (von der Vorderseiten-Plattenoberfläche in der vorliegenden Ausführungsform) separiert ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform hat die Platine 12 mehrere elektronische Teile 28a, von denen eines aus einem Keramik-Laminat-Kondensator besteht, der in 5 dargestellt ist. Wie in 5 dargestellt ist, hat der Hauptkörper 44 des elektronischen Teils 28a (des Keramik-Laminat-Kondensators) dielektrische Schichten 52, die aus hochdielektrischen Keramiken eines Barium-Titanit-Typs gefertigt sind, und elektrische Leiterschichten 54, wobei die dielektrischen Schichten 52 und die elektrischen Leiterschichten 54 abwechselnd laminiert sind. Die Elektroden 48 und 50 sind mit den elektrischen Leiterschichten 54 verbunden.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist eine äußere Form des Hauptkörpers 44 des elektronischen Teils 28a in einer rechtwinkeligen Form auf einer Ebene ausgebildet, die durch die X-Richtung und die Y-Richtung definiert ist, das heißt, in einer Ebene, die parallel zur Vorderseiten-Plattenfläche 26a der Leiterplatte 26 ist. Eine Längsrichtung der rechtwinkeligen Form entspricht der X-Richtung. Der Hauptkörper 44 hat die Elektroden 48 und 50 an seinen beiden Längsenden in der X-Richtung.
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Ein Bezugszeichen 44a kennzeichnet eine Unterseitenfläche des Hauptkörpers 44, die der Vorderseiten-Plattenoberfläche 26a gegenüberliegt. Ein Bezugszeichen 44b kennzeichnet eine Oberseitenfläche, die auf einer zur Unterseitenfläche 44a in Z-Richtung gegenüberliegenden Seite ist. Ein Bezugszeichen 44c kennzeichnet eine erste Seitenfläche des Hauptkörpers 44 in der X-Richtung. Ein Bezugszeichen 44d kennzeichnet eine zweite Seitenfläche, die auf einer zur ersten Seitenfläche 44c in der X-Richtung gegenüberliegende Seite ist. Obwohl nicht durch Bezugszeichen gekennzeichnet, wird eine von Seitenflächen des Hauptkörpers 44 in der Y-Richtung und zwischen der ersten und zweiten Seitenflächen 44c und 44d als eine dritte Seitenfläche bezeichnet, während die andere der Seitenflächen gegenüberliegend zu der dritten Seitenfläche als eine vierte Seitenfläche bezeichnet wird.
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Die Elektrode 48 (ebenso als eine erste Elektrode bezeichnet) ist an einem der Längsenden des Hauptkörpers 44 einschließlich der ersten Seitenfläche 44c ausgebildet. Insbesondere ist die Elektrode 48 auf der ersten Seitenfläche 44c, einem Teil der Unterseitenfläche 44a, einem Teil der Oberseitenfläche, einem Teil der dritten Seitenfläche und einem Teil der vierten Seitenfläche ausgebildet. Die Elektrode 50 (ebenso als eine zweite Elektrode bezeichnet) ist an dem anderen der Längsenden des Hauptkörpers 44 einschließlich der zweiten Seitenfläche 44d ausgebildet. Insbesondere ist die Elektrode 50 auf der zweiten Seitenfläche 44d, einem anderen Teil der Unterseitenfläche 44a, einem anderen Teil der Oberseitenfläche 44b, einem anderen Teil der dritten Seitenfläche und einem anderen Teil der vierten Seitenfläche ausgebildet.
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Jeder der Anschlüsse 4t hat eine erste Funktion (eine Tragfunktion) zum Tragen des Hauptkörpers 44 an einer Position oberhalb und separiert von der Plattenoberfläche 26a und eine zweite Funktion (eine Verdrahtungsfunktion) zum elektrischen Verbinden jeder der Elektroden 48 und 50 mit den entsprechenden Anschlussflächen 40a. Jeder der Anschlüsse 46 ist mit den entsprechenden Elektroden 48 und 50 verbunden und hat ein Verdrahtungsbauteil 56, das an die Anschlussfläche 40a in einem Zustand gelötet ist, in dem der Hauptkörper 44 in der Position oberhalb der Plattenoberfläche 26a getragen wird. Jeder der Anschlüsse 46 hat ein Tragbauteil 58, das aus elektrisch isolierendem Material gefertigt ist. Das Tragbauteil 58 ist in Kontakt mit (verbunden mit) dem Hauptkörper 44 und der Plattenoberfläche 26a, um den Hauptkörper 44 an der Position oberhalb der Plattenoberfläche 26a zu tragen. Wie vorstehend erläutert, ist der Anschluss 26 nicht aus einem Element gemacht, das sowohl die Tragfunktion als auch die Verdrahtungsfunktion aufweist, sondern der Anschluss 46 besteht aus dem Tragbauteil 58, das die Tragfunktion aufweist, und dem Verdrahtungsbauteil 56, das die Verdrahtungsfunktion aufweist.
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In der vorliegenden Ausführungsform bestehen die Anschlüsse 46 aus dem Sicherungsanschluss 46a, der mit der ersten Elektrode 48 verbunden ist, und einem normalen Anschluss 46b, der mit der zweiten Elektrode 50 verbunden ist.
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Jedes der Tragbauteile 58 hat einen Halteabschnitt 60, der in Kontakt mit dem Hauptkörper 44 zum Halten desselben an der Position oberhalb der Plattenoberfläche 26a ist. Mindestens ein kontaktierender Abschnitt des Halteabschnitts 60 ist aus dem elektrisch isolierenden Material gefertigt. Jedes der Tragbauteile 58 hat einen Beinabschnitt 62, der sich ausgehend vom Halteabschnitt 60 in der Z-Richtung hin zur Plattenoberfläche 26a erstreckt. Der Beinabschnitt 62 ist in der X-Richtung deformierbar.
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Jedes der Tragbauteile 58 außer einem Befestigungsabschnitt 70, der nachfolgend erläutert wird, ist aus Harzmaterial gefertigt. Jeder des Sicherungsanschlusses 46a und des normalen Anschlusses 46b hat das Tragbauteil 58. Jeder der Halteabschnitte 60 ist in einer Kastenform, die ein offenes Ende an ihrer einen Oberfläche aufweist, ausgebildet, um jede der Elektroden 48 und 50 zu halten. Der Halteabschnitt 60 der Kastenform hat fünf Innenwände, von denen jede den entsprechenden Außenflächen des Hauptkörpers 44 gegenüberliegt, auf der die Elektrode 48 oder 50 ausgebildet ist. Eine Tiefe des kastenförmigen Halteabschnitts 60 ist fast gleich einer Länge der Elektrode 48 oder 50 in der X-Richtung. Jede der Elektroden 48 und 50 ist in dem kastenförmigen Halteabschnitt 60 pressgepasst. Jede der Elektroden 48 und 50 kann an dem Halteabschnitt 60 durch beliebige andere Verfahren als Presspassen, wie beispielsweise Kleben, Klammern, Zusammenpassen usw. fixiert werden.
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Der Halteabschnitt 60 des Sicherungsanschlusses 46a weist eine Öffnung 60a in einer Wand des Halteabschnitts 60 auf, die der ersten Seitenfläche 44c des Hauptkörpers 44 gegenüberliegt, so dass die Elektrode 48 zur Außenseite hin durch die Öffnung 60a freigelegt wird. Auf gleiche Weise weist der Halteabschnitt 60 des normalen Anschlusses 46b eine Öffnung 60a (nicht dargestellt) in einer Wand des Halteabschnitts 60 auf, die der zweiten Seitenfläche 44d gegenüberliegt, so dass die Elektrode 50 hin zur Außenseite durch die Öffnung 60a freigelegt ist.
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Der Beinabschnitt 62 des Sicherungsanschlusses 46a, der sich ausgehend vom Halteabschnitt 60 hin zur Leiterplatte 26 erstreckt, wird als ein erster Beinabschnitt 62 bezeichnet. Der Beinabschnitt 62 des normalen Anschlusses 46b, der sich ausgehend vom Halteabschnitt 60 hin zur Leiterplatte 26 erstreckt, wird als ein zweiter Beinabschnitt 62b bezeichnet. Jeder der Beinabschnitte 62 (62a, 62b) erstreckt sich ausgehend vom Halteabschnitt 60 auf einer Seite der Unterseitenfläche 44a des Hauptkörpers 44 in der Z-Richtung hin zur Leiterplatte 26. Jeder der Beinabschnitte 62 (62a, 62b) hat einen vertikalen Wandabschnitt 62c, der sich ausgehend vom Halteabschnitt 60 in der Z-Richtung erstreckt, und einen Sitzabschnitt (seat portion) 62d, der an einem unteren Ende des vertikalen Wandabschnittes 62c gebogen ist, und sich in der X-Richtung hin zum Beinabschnitt 62 des gegenüberliegenden Anschlusses 46 erstreckt. Der Sitzabschnitt 62d ist auf der Plattenoberfläche 26a angeordnet und befindet sich an der entsprechenden Anschlussfläche 40a. Jeder der Beinabschnitte 62 (62a, 62b) hat eine Breite in der Y-Richtung (eine Richtung senkrecht zur Wanderstreckungsrichtung), wobei die Breite über ihre gesamte Länge konstant ist. Eine Dicke jedes Beinabschnitts 62 (62a, 62b) ist ebenso über die gesamte Länge konstant. Der vertikale Wandabschnitt 62c ist elastisch in der X-Richtung deformierbar.
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Das Verdrahtungsbauteil 56 jedes Anschlusses 46 (46a, 46b) weist einen elektrodenverbundenen Abschnitt 64 auf, der elektrisch und mechanisch mit jeder der Elektroden 48 und 50 verbunden ist. Das Verdrahtungsbauteil 56 hat einen anschlussflächenverbundenen Abschnitt 66, der an dem Beinabschnitt 62 (dem vertikalen Wandabschnitt 62c) fixiert ist, und an die Anschlussfläche 40a gelötet ist. Ferner hat jedes der Verdrahtungsbauteile 56 einen Verbindungsabschnitt 68 zum Verbinden des elektrodenverbundenen Abschnitts 64 und des anschlussflächenverbundenen Abschnitts 66 miteinander. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Verdrahtungsbauteil 56 des Sicherungsanschlusses 46a, das mit der Elektrode 48 verbunden ist, als ein Sicherungsanschlussbauteil 56a bezeichnet, während das Verdrahtungsbauteil 56 des normalen Anschlusses 46b, das mit der Elektrode 50 verbunden ist, als ein normales Verdrahtungsbauteil 56b bezeichnet wird. Jedes der Verdrahtungsbauteile 56 (56a, 56b) ist aus einer Metallplatte, die eine konstante Dicke aufweist, durch Herausstanzen in einer vorbestimmten Form und Biegen in eine vorbestimmte dreidimensionale Form gefertigt.
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Der elektrodenverbundene Abschnitt 64 jedes Verdrahtungsbauteils 56 ist in der Öffnung 60a des Halteabschnitts 60 angeordnet und durch Lot (nicht dargestellt) mit der entsprechenden Elektrode 48 oder 50 verbunden, von denen jede zurr Außenseite des Halteabschnitts 60 mittels der Öffnung 60a freigelegt ist. Insbesondere ist der elektrodenverbundene Abschnitt 64 des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a mit der Elektrode 48 verbunden, die auf der ersten Seitenfläche 44c des Hauptkörpers 44 ausgebildet ist, während der elektrodenverbundene Abschnitt 64 des normalen Verdrahtungsbauteils 56b mit der Elektrode 50 verbunden ist, die auf der zweiten Seitenfläche 44d des Hauptkörpers 44 ausgebildet ist.
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Der anschlussflächenverbundene Abschnitt 66 ist an dem vertikalen Wandabschnitt 62c des Beinabschnittes 62 befestigt. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Beinabschnitt 62 den Befestigungsabschnitt 70, der aus Metall gefertigt ist, auf einer Seite gegenüberliegend dem anderen Anschluss 46 in der X-Richtung auf, wobei der Befestigungsabschnitt 70 sich von dem unteren Ende des vertikalen Wandabschnitts 62c in der Z-Richtung erstreckt und eine vorbestimmte Höhe aufweist. Der Befestigungsabschnitt 70 ist beispielsweise aus einer Metallfolie gefertigt, die an einer Oberfläche des vertikalen Wandabschnittes 62c, der aus Harz gefertigt ist, angebracht ist. Alternativ ist der Befestigungsabschnitt 70 durch eine Insert-Molding-Verarbeitung gefertigt, so dass der Befestigungsabschnitt 70 integral in dem aus Harz gefertigten vertikalen Wandabschnitt 62c geformt ist. Der anschlussflächenverbundene Abschnitt 66 ist mit dem Befestigungsabschnitt 70 des Beinabschnitts 62 durch Lot (nicht dargestellt) verbunden. Der anschlussverbundene Abschnitt 66 ist ferner mit der Anschlussfläche 40a durch das Lot 42 verbunden, wie in 5 dargestellt ist.
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Der Verbindungsabschnitt 68 jedes Verdrahtungsbauteils 56 erstreckt sich in der Z-Richtung, um den elektrodenverbundenen Abschnitt 64 und den anschlussflächenverbundenen Abschnitt 66 miteinander zu verbinden. Der Verbindungsabschnitt 68 ist in einer Richtung entgegen des anderen Anschlusses 46 in der X-Richtung konvex ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt 68, der einen gebogenen Abschnitt 72 aufweist, ist in einer V-Buchstabenform in einem Querschnitt auf einer Ebene ausgebildet, die durch die X-Richtung und die Z-Richtung definiert ist. Das Verdrahtungsbauteil 56 ist ebenso an einer oberseitigen Grenze zwischen dem elektrodenverbundenen Abschnitt 64 und dem V-förmigen Verbindungsabschnitt 68 und einer unterseitigen Grenze zwischen dem anschlussflächenverbundenen Abschnitt 66 und dem V-förmigen Verbindungsabschnitt 68 gebogen.
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Ein Unterbrechungsabschnitt 74 ist in dem Sicherungsdrahtbauteil 56a des Sicherungsanschlusses 46a ausgebildet. Der Unterbrechungsabschnitt 74 ist als ein Teil des Verbindungsabschnitts 68 ausgebildet. Der Unterbrechungsabschnitt 74 wird an einer Position oberhalb und separiert von der Plattenoberfläche 26a der Leiterplatte 26 in einem Zustand gehalten, in dem der Sicherungsanschluss 46a an die Anschlussfläche 40a gelötet ist.
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Eine Breite des Unterbrechungsabschnitts 74 wird kleiner als die der anderen Abschnitte des Verbindungsabschnitts 68 des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a gemacht, so dass der Unterbrechungsabschnitt 74 abhängig von Wärme aufgrund überschüssigen Strom eingeschmolzen wird, um den überschüssigen Strom zu unterbrechen. Die Breite ist eine Dimension in der Y-Richtung, die einer Richtung senkrecht sowohl zu einer Richtung eines Stromflusses in dem Sicherungsverdrahtungsbauteil 56a als auch einer Dickenrichtung des Verbindungsabschnittes 68 des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform, da das Sicherungsverdrahtungsbauteil 56 aus der Metallplatte, die die konstante Dicke durch Ausstanzen der Metallplatte mit der vorbestimmten Form und Biegen derselben in die dreidimensionale Form gefertigt ist, wird ein Querschnittsbereich (auf der Ebene senkrecht zum Stromfluss) des Unterbrechungsabschnitts 74 kleiner gemacht, als der der anderen Abschnitte des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a. Der Unterbrechungsabschnitt 74 wird in dem Sicherungsverdrahtungsbauteil 56a in einer Position ausgebildet, die näher zum elektrodenverbundenen Abschnitt 64 ist, als der gebogene Abschnitt 72. In anderen Worten wird der Unterbrechungsabschnitt 74 an einer Position oberhalb des gebogenen Abschnitts 72 ausgebildet.
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Das normale Verdrahtungsbauteil 56b hat dieselbe Struktur wie die des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a mit Ausnahme des Unterbrechungsabschnitts 74. In anderen Worten hat das normale Verdrahtungsbauteil 56b keinen Unterbrechungsabschnitt.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist der Sicherungsanschluss 46a des elektronischen Teils 28a elektrisch mit einem Energieversorgungsverdrahtungsmuster 40b mittels der Anschlussfläche 40a und einem Verbindungsverdrahtungsmuster 40c verbunden. Das Energieversorgungsverdrahtungsmuster 40b entspricht einem Teil der Verdrahtungsmuster 40, das allgemein für mehrere elektronische Teile 28 (einschließlich des elektronischen Teils 28a) verwendet wird. Das Energieversorgungsverdrahtungsmuster 40b ist elektrisch mit der Batterie 36 mittels des Pins 30a des Verbinders 30 verbunden.
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Ein Verfahren zum Herstellen des elektronischen Teils 28a und ein Verfahren zum Herstellen des elektronischen Teils 28a und ein Verfahren zum Anbringen des elektronischen Teile 28a an die Leiterplatte 26 wird erläutert.
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Als Erstes werden nun die folgenden Teile vorbereitet
- – der Hauptkörper 44, der die Elektroden 48 und 50 aufweist;
- – ein Paar Tragbauteile 58; und
- – ein Paar Verdrahtungsbauteile 56 (56a, 56b), wobei jedes die vorbestimmte Form mit oder ohne den Unterbrechungsabschnitt 74 aufweist.
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Dann werden die Tragbauteile 58 an dem Hauptkörper 44 angebracht. Insbesondere wird die Elektrode 48 in den Halteabschnitt 60 des Tragbauteils 58 für den Sicherungsanschluss 46a pressgepasst. Auf die gleiche Weise wird die Elektrode 50 in den Halteabschnitt 60 des Tragbauteils 58 für den normalen Anschluss 46b pressgepasst.
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Der elektrodenverbundene Abschnitt 64 des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a wird an die Elektrode 48 gelötet, die zur Außenseite durch die Öffnung 60a des Halteabschnitts 60 freigelegt ist. Dann wird der anschlussflächenverbundene Abschnitt 66 an dem Befestigungsabschnitt 70 des ersten Beinabschnitts 62a gelötet. Auf gleiche Weise wie beim vorstehenden Verfahren, wird der elektrodenverbundene Abschnitt 64 des normalen Verdrahtungsbauteils 56b an die Elektrode 50 gelötet, die zur Außenseite durch die Öffnung 60a des Halteabschnitts 60 freigelegt ist. Dann wird der anschlussflächenverbundene Abschnitt 66 an dem Befestigungsabschnitt 70 des zweiten Beinabschnitts 62 gelötet. Der elektronische Teil 28a ist somit vervollständigt.
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Der elektronische Teil 28a wird auf der Plattenoberfläche 26a der Leiterplatte 26 positioniert, so dass jeder der Sitzabschnitte 62b der Beinabschnitte 62 auf einer entsprechenden Anschlussfläche 40a angeordnet ist. Dann werden der anschlussflächenverbundene Abschnitt 66 und die Anschlussfläche 40 elektrisch und mechanisch miteinander durch das Lot 42 verbunden. Wie vorstehend erläutert ist, ist die elektronische Steuereinheit 10, die die elektrischen Schaltungen aufweist, vervollständigt.
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Vorteile des elektronischen Teils 28a und der elektronischen Steuereinheit der vorliegenden Ausführungsform werden erläutert.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die Elektroden 48 und 50 des elektronischen Teils 28a nicht direkt mit den Anschlussflächen 40a mittels der Lote 42 verbunden. Anstatt dessen sind die mehreren Anschlüsse (insbesondere die Verdrahtungsbauteile 56) zwischen den Elektroden 48 und 50 und den Anschlussflächen 40a so vorgesehen, dass jede der Elektroden 48 und 50 indirekt mit den Anschlussflächen 40a mittels der Verdrahtungsbauteile 56 verbunden ist. Ferner besteht eines der Verdrahtungsbauteile 56 für die Anschlüsse 46 aus dem Sicherungsverdrahtungsbauteil 46a, das den Unterbrechungsabschnitt 74 aufweist. Demzufolge, wenn ein Kurzschluss in dem elektronischen Teil 28a auftritt, und dabei der überschüssige Strom (Kurzschlussstrom) fließt, wird die Wärme vom Unterbrechungsabschnitt 74, der die schmalere Breite aufweist, abhängig vom überschüssigen Strom erzeugt. Und wenn eine Temperatur am Unterbrechungsabschnitt 74 höher als eine vorbestimmte Temperatur wird, wird der Unterbrechungsabschnitt 74 eingeschmolzen und die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode 48 und der Anschlussfläche 40a wird unterbrochen. Demzufolge wird eine Lücke 76 an einer Position ausgebildet, bei der der Unterbrechungsabschnitt 74 vor seinem Einschmelzen existiert hat. Demzufolge ist es möglich, die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode 48 und der Anschlussfläche 40a schnell zu unterbrechen, wenn der überschüssige Strom durch den Unterbrechungsabschnitt 74 des Sicherungsanschlusses 46a fließt.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Funktion zum Unterbrechen des überschüssigen Stroms (des Kurzschlussstroms), der durch den Kurzschlussfehler des elektronischen Teils 28a verursacht wird, nicht durch eine Mustersicherung realisiert, die in der Leiterplatte 26 ausgebildet ist, sondern durch den Sicherungsanschluss 46a für das elektronische Teil 28a. Demzufolge wird es möglich, die Leiterplatten 26 zu verallgemeinern und/oder zu standardisieren, so dass sie allgemein für die unterschiedlichen Typen der elektronischen Steuereinheiten verwendet werden können. Demnach ist es möglich, Variationsprodukte bereitzustellen, für welche dieselben Leiterplatten 26 verwendet werden können, wobei jedoch unterschiedliche elektronische Teile 28a an der Leiterplatte 26 angebracht sind.
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Darüber hinaus ist es möglich, die Leiterplatte 26 so wie die elektronische Steuereinheit 10 um ein Volumen entsprechend der Mustersicherung zu verkleinern, die in der vorliegenden Ausführungsform nicht notwendig ist.
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In dem Sicherungsverdrahtungsbauteil 56a ist der Unterbrechungsabschnitt 74 als ein Teil des Verbindungsabschnittes 68 ausgebildet, der den elektrodenverbundenen Abschnitt 64 mit dem anschlussflächenverbundenen Abschnitt 66 verbindet. Demnach ist der Unterbrechungsabschnitt 74 nicht in Kontakt mit der Plattenoberfläche 26a der Leiterplatte 26, sondern befindet sich an der Position oberhalb und separiert von der Plattenoberfläche 26a. Es ist demnach möglich, eine Situation zu vermeiden, in der sich ein geschmolzenes Metall über die Plattenoberfläche 26a verteilt und eingeschmolzene Abschnitte des Unterbrechungsabschnittes 74 erneut verbunden werden.
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Insbesondere werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Verdrahtungsfunktion zum elektrischen Verbinden der Elektroden 48 und 50 mit den Anschlussflächen 40a und die Tragfunktion zum Tragen des Hauptkörpers 44 separat durch die Verdrahtungsbauteile 56 und die Tragbauteile 58 bereitgestellt. In anderen Worten wird der Hauptkörper durch die Tragbauteile 58 an der Position oberhalb der Plattenoberfläche 26a unabhängig davon getragen, ob der Unterbrechungsabschnitt 74 eingeschmolzen ist oder nicht. Demzufolge ist es möglich, den Hauptkörper 44 durch die Tragbauteile 58 zu tragen, sogar wenn der Unterbrechungsabschnitt 74 des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a eingeschmolzen ist. Es ist demnach möglich, wirkungsvoller das Wiederverbinden des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a zu verhindern.
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Ferner ist der Beinabschnitt 62 des Tragbauteils 58 und insbesondere der vertikale Wandabschnitt 62 elastisch in der X-Richtung deformierbar, in der die Elektroden 48 und 50 angeordnet sind. Wenn eine Differenz einer Expansion und Kontraktion (ein relativer Versatz) zwischen der Leiterplatte 26 und dem Hauptkörper 44 durch eine Differenz eines linearen Ausdehnungskoeffizienten erzeugt wird, wird der Beinabschnitt 62 elastisch deformiert. 7 zeigt einen Zustand, in dem die Leiterplatte 26 in der X-Richtung relativ zum Hauptkörper 44 als ein Ergebnis einer ansteigenden Umgebungstemperatur erweitert ist. Wie in 7 dargestellt ist, ist der vertikale Wandabschnitt 62 des Beinabschnittes 62 elastisch deformiert. In 7 zeigen gepunktete Linien Positionen der entsprechenden vertikalen Wandabschnitte 62c vor der elastischen Deformierung. Wie vorstehend erläutert ist, ist es durch die Beinabschnitte 62 der Unterstützungsbauteile 58 möglich, Stress, der an verbundenen Bereichen zwischen den Verdrahtungsbauteilen 56 und den Elektroden 48 und 50 anliegt, und Stress, der an verbundenen Bereichen zwischen dem Verdrahtungsbauteil 56 und den Anschlussflächen 40a anliegt, zu reduzieren. Demzufolge ist es möglich, Verlässlichkeit elektrischer und mechanischer Verbindung bei diesen verbundenen Bereichen zu erhöhen.
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In jedem der Verdrahtungsbauteile 56 ist der Verbindungsabschnitt 68 nach außen ausgehend von einer virtuellen Linie, die den elektrodenverbundenen Abschnitt 64 und den anschlussflächenverbundenen Abschnitt 66 miteinander verbindet, erweitert. In anderen Worten wird der Verbindungsabschnitt 68 nach außen hin in der Richtung entgegen des Hauptkörpers 44 konvex ausgebildet. Gemäß der vorstehenden Struktur, ist es möglich, dass der Verbindungsabschnitt 68 ebenso abhängig vom Beinabschnitt 62 elastisch deformiert wird, wenn die Leiterplatte 26 erweitert und der Beinabschnitt 62 entsprechend deformiert wird. Da der Verbindungsabschnitt 68 eine flexible Struktur zum Absorbieren der elastischen Deformation des Beinabschnitts 62 wie vorstehend beschrieben aufweist, ist es möglich, eine Verlässlichkeit für die mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Elektroden 48 und 50 und den Anschlussflächen 40a weiter zu erhöhen.
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Der Verbindungsabschnitt 68 hat den V-förmigen gebogenen Abschnitt 72. Es ist einfach, das Verdrahtungsbauteil 56, das den Verbindungsabschnitt 68 einer derartigen Form aufweist, herzustellen, und es ist einfach die Form des Verdrahtungsbauteils 56 zu steuern.
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Der Unterbrechungsabschnitt 74 wird an der Position oberhalb und separiert von der Plattenoberfläche 26a der Leiterplatte 26 in dem Zustand getragen, in dem der Sicherungsanschluss 46a der Anschlussfläche 40a verbunden ist. Demnach geht die Wärme des Unterbrechungsabschnitts 74 nicht direkt an die Leiterplatte 26 ab. Es ist demnach möglich, eine Zeitperiode zwischen dem Kurzschlussausfall des elektronischen Elements, das in dem Hauptkörper 4 ausgebildet ist, und dem Einschmelzen des Unterbrechungsabschnitts 74 zu verkürzen. In anderen Worten wird das Ansprechverhalten für den Kurzschlussausfall verbessert. Darüber hinaus, da es möglich ist, eine Variation des Antwortverhaltens zu verbessern, kann eine Genauigkeit der Unterbrechungsvorgänge verbessert werden.
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In einem Fall, in dem das Ansprechverhalten durch die Mustersicherung verbessert wird, ist es möglich, die Mustersicherung dünner als andere Abschnitte des Verdrahtungsmusters zu machen oder die Mustersicherung aus derartigem Material zu fertigen, das einfacher als die anderen Abschnitte des Verdrahtungsmusters eingeschmolzen wird. Jedoch erhöht das vorstehende Verfahren Herstellungskosten.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Wärme des Unterbrechungsabschnittes 74 nicht einfach zur Leiterplatte 26 übertragen wird, ist es möglich, nicht nur das Ansprechverhalten zu verbessern, sondern ebenso die Herstellungskosten zu reduzieren. Ferner, da die Wärme des Unterbrechungsabschnittes 74 nicht einfach zur Leiterplatte 26 übertragen wird, ist es möglich, Vorgaben zum Entwerfen von Wärmewiderstandsleistung für die Leiterplatte aufzulockern. Die Herstellungskosten werden entsprechend weiter reduziert.
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In der Leiterplatte mit der Mustersicherung wird Wärme, die an elektronischen Teilen, die benachbart zu einer Mustersicherung sind, und/oder Wärme, die an anderen Mustersicherungen, die an eine Mustersicherung angrenzen, erzeugt wird, zur anderen Mustersicherung mittels der Isolierplatte und der Verdrahtungsmuster übertragen. Da die Mustersicherung durch die Wärme, die an Abschnitten erzeugt wird, die die Mustersicherung umgeben, beeinflusst wird, kann die Mustersicherung eingeschmolzen werden, bevor der Kurzschlussfehler in dem elektronischen Teil auftritt, wenn hohe Packungsdichte vorliegt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch, da der Unterbrechungsabschnitt 74 an der Position oberhalb und separiert von der Plattenoberfläche der Leiterplatte 26 gehalten wird, der Unterbrechungsabschnitt 74 nicht einfach durch die Wärme der anderen elektronischen Teile 28 beeinflusst. Es ist demnach möglich, die hohe Packungsdichte zu realisieren. In anderen Worten kann die Größe der Leiterplatte 26 reduziert werden und demnach können die Herstellungskosten entsprechend reduziert werden.
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In der elektronischen Steuereinheit 10 werden mindestens manche der mehreren elektronischen Teile 28a, die die Sicherungsanschlüsse 46a aufweisen, mit dem Energiequellenverdrahtungsmuster 40b mittels der Anschlussflächen 40a und der Verbindungsverdrahtungsmuster 40c verbunden. Wie vorstehend bereits erläutert wurde, wird, wenn der Kurzschlussfehler in einem der elektronischen Teile 28a auftritt und der überschüssige Strom in den Sicherungsanschluss 46a fließt, die Verbindung zwischen der Elektrode 48 und der Anschlussfläche 40a sofort durch das Einschmelzen des Unterbrechungsabschnittes 74 des Sicherungsanschlusses 46a (der die Elektrode 48 und die Anschlussfläche 40a vor dem Einschmelzen verbunden hat) unterbrochen. Demzufolge ist es möglich, die anderen elektronischen Teile 28, die mit dem Energiequellenverdrahtungsmuster 40b verbunden sind, vor dem überschüssigen Strom zu schützen.
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Der überschüssige Strom, der in dem Sicherungsanschluss 46a zum Unterbrechen des Unterbrechungsabschnittes 74 fließt, ist nicht so groß, wie der überschüssige Strom zum Unterbrechen der Hauptsicherung 34. Demnach ist es möglich, nachteilige Beeinflussung, die durch den überschüssigen Strom verursacht werden kann, der in dem Sicherungsanschluss 46a fließt, einer Energieversorgung der anderen elektronischen Einrichtungen zu vermeiden.
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In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der elektronische Teil 28a einen Keramik-Laminat-Kondensator. In einem Fall, in dem das elektronische Teil 28a mit der laminierten Struktur verwendet wird, kann das elektronische Teil 28a verkleinert werden und die hohe Packungsdichte für die Leiterplatte 26 kann realisiert werden. Jedoch kann andererseits bei dem elektronischen Teil, das die laminierte Struktur aufweist, ein Problem darin bestehen, dass die elektrischen Leiterschichten 54 (,die in mehreren Schichten laminiert sind,) wahrscheinlich durch Fahrzeugvibration und/oder Wärmestress kurzgeschlossen werden. In der vorliegenden Ausführungsform, die das elektronische Teil 28a mit der laminierten Struktur aufweist, ist es jedoch möglich, schnell die elektrische Verbindung der Elektrode 48 und der Anschlussfläche 40a zu unterbrechen, wenn der Kurzschlussfehler auftritt.
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Die Batterie eines Lithiumsystems ist hinsichtlich Energieversorgungseignung vorteilhafter als eine Bleibatterie. Andererseits hat die Lithiumbatterie einen Nachteil darin, dass sie schnell altert, wenn ein Strom, der größer als ein Nenn-Ausgangsstrom ist, den elektrischen Lasten bereitgestellt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode 48 und der Anschlussfläche 40 unmittelbar durch den Sicherungsanschluss 46a im Fall eines Kurzschlusses in dem elektronischen Teil 28a unterbrochen. Es ist demnach möglich, nachteilige Einflüsse der Batterie auf einen minimalen Wert zu unterdrücken.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbindungsabschnitt 68 des Verdrahtungsbauteils 56 in der V-Buchstabenform ausgebildet. Jedoch soll die Form des Verbindungsabschnitts 68 nicht auf die V-Buchstabenform begrenzt sein. Jede beliebige andere Form kann auf den Verbindungsabschnitt 68 angewandt werden. Beispielsweise, wie in 8A und 8B dargestellt ist, wird ein Zwischenabschnitt des Verbindungsabschnitts 68 in der Richtung entgegen des Hauptkörpers erweitert (in anderen Worten, wird ein Zwischenabschnitt des Verbindungsabschnitts 68 nach außen hin in der X-Richtung konvex ausgebildet), ausgehend von der virtuellen Linie, die den elektrodenverbundenen Abschnitt 64 und den anschlussflächenverbundenen Abschnitt 66 miteinander verbindet.
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In 8 ist der Verbindungsabschnitt 68 in einer U-Buchstabenform ausgebildet, die zwei gebogene Abschnitte 72 aufweist. In 8B ist der Verbindungsabschnitt 68 in einer C-Buchstabenform oder in einer Arcusform mit keinem gebogenen Abschnitt ausgebildet.
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In der vorliegenden Ausführungsform hat der Beinabschnitt 62 den vertikalen Wandabschnitt 62c und den Sitzabschnitt 62d. Es ist nicht immer notwendig, den Sitzabschnitt 62d bereitzustellen. Nämlich kann das Tragbauteil 58 nur den Beinabschnitt 62 aufweisen, der sich vom Halteabschnitt 60 hin zur Leiterplatte 26 erstreckt, und ein vorwärtiges Ende des Beinabschnitts 62 ist in Kontakt mit der Plattenoberfläche 26a der Leiterplatte 26.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird mit Bezug auf 9 und 10 erläutert. Eine Erläuterung für die Abschnitte, die ähnlich oder gleich zu denen der ersten Ausführungsform sind (einschließlich des elektronischen Teils 28a, der elektronischen Steuereinheit 10 usw.), wird weggelassen.
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Wie in 9 und 10 dargestellt ist, erstreckt sich jeder der Beinabschnitte 62 (der erste Beinabschnitt 62a und der zweite Beinabschnitt 62b) ausgehend von einem gemeinsamen Halteabschnitt 60 hin zur Leiterplatte 26. Das Sicherungsverdrahtungsbauteil 56a und das normale Verdrahtungsbauteil 56b sind in einer gemeinsamen Anschlusseinheit 46 bereitgestellt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Tragbauteil 58 aus dem Harzmaterial gefertigt, mit Ausnahme des Befestigungsabschnitts 70. Der Halteabschnitt 60 besteht aus einem Basisabschnitt 60b, der in Kontakt mit der Unterseitenfläche 44a des Hauptkörpers 44 ist, einem Paar Wandabschnitten 60c, von denen sich jeder ausgehend vom Basisabschnitt 60b in der Z-Richtung entgegen der Leiterplatte 26 erstreckt und einem Paar Klauenabschnitten 60b, die in Kontakt mit der oberseitigen Oberfläche 44b des Hauptkörpers 44 gebracht werden.
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Der Basisabschnitt 60b ist in einer flachen Plattenform mit einer rechtwinkeligen Oberfläche entsprechend der Unterseitenoberfläche 44a des Hauptkörpers 44 ausgebildet, wobei die rechtwinkelige Oberfläche parallel zu einer Ebene ist, die durch die X-Richtung und die Y-Richtung definiert ist.
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Der Halteabschnitt 60 hat das Paar Wandabschnitte 60c, die einander in der Y-Richtung gegenüberliegen, so dass jeder der Wandabschnitte 60c jeweils der dritten und der vierten Seitenfläche des Hauptkörpers gegenüberliegt und jeweils in Kontakt mit diesen ist. Der Hauptkörper 44 wird zwischen dem Paar der Wandabschnitte 60c in der Y-Richtung gehalten.
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Einer der Klauenabschnitte 60 erstreckt sich von einem vorwärtigen Ende (einem oberen Ende) des Wandabschnittes 60c (auf einer zum Basisabschnitt 60b gegenüberliegenden Seite) in der Y-Richtung hin zum Klauenabschnitt 60d der anderen Seite. Ein Raum ist zwischen dem Paar der Klauenabschnitte 60d in der Y-Richtung ausgebildet. Der Hauptkörper wird zwischen dem Basisabschnitt 60b und dem Klauenabschnitt 60d in der Z-Richtung gehalten.
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Der Beinabschnitt 62 hat den ersten Beinabschnitt 62a und den zweiten Beinabschnitt 62b. Der erste Beinabschnitt 62a erstreckt sich in der Z-Richtung ausgehend von einem Längsende des Basisabschnitts 60b, welches näher an der Elektrode 48 ist, hin zur Leiterplatte 26. Der zweite Beinabschnitt 62b erstreckt sich gleichermaßen in der Z-Richtung ausgehend von einem anderen Längsende des Basisabschnitts 60b, das näher in der Elektrode 50 ist, hin zur Leiterplatte 26.
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Jeder des ersten und des zweiten Beinabschnitts 62a und 62b hat eine Struktur entsprechend dem vertikalen Wandabschnitt 62c des ersten Beinabschnitts 62 der ersten Ausführungsform. Eine Dicke des Beinabschnitts 62 (62a, 62b) in der X-Richtung wird kleiner gemacht, so dass der Beinabschnitt elastisch deformiert wird. Jeder der Beinabschnitte 62 hat einen Querschnitt einer O-Buchstabenform auf einer Ebene, die durch X-Richtung und die Y-Richtung definiert ist.
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Wenn das elektronische Teil 28 hergestellt wird, werden die folgenden Teile als Erstes auf gleiche Weise wie der ersten Ausführungsform hergestellt.
- – der Hauptkörper 44, der die Elektroden 48 und 50 aufweist;
- – das Tragbauteil 58; und
- – die Verdrahtungsbauteile 56 (das Sicherungsverdrahtungsbauteil 56a und das normale Verdrahtungsbauteil 56b).
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Das Tragbauteil 58 wird am Hauptkörper 44 angebracht. Insbesondere wird jeder der Wandabschnitte 60c und der Klauenabschnitte 60d nach auswärts und elastisch durch eine Biegekraft gebogen, so dass die Klauenabschnitte 60d voneinander in der Y-Richtung separiert sind. Dann wird der Hauptkörper 44 zwischen den Wandabschnitten 60c und zwischen dem Basisabschnitt 60b und den Klauenabschnitten 60d angeordnet. Die Biegekraft wird von den Wandabschnitten 60c und den Klauenabschnitten 60d freigelassen, so dass die Klauenabschnitte 60d in Kontakt mit den Oberseitenflächen 44b des Hauptkörpers 44 gebracht werden.
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Der elektrodenverbundene Abschnitt 64 des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a wird an die Elektrode 48 gelötet, die auf der ersten Seitenfläche 44c des Hauptkörpers 44 ausgebildet ist, während der anschlussverbundene Abschnitt 66 an ihrem Befestigungsabschnitt 70 des ersten Beinabschnitts 62a gelötet werden. Auf gleiche Weise wird der elektrodenverbundene Abschnitt 64 des normalen Verdrahtungsbauteils 56b an die Elektrode 50 gelötet, die auf der zweiten Seitenfläche 44d des Hauptkörpers 44 ausgebildet ist, während der anschlussflächenverbundene Abschnitt 66 an den Befestigungsabschnitt 70 des zweiten Beinabschnitts 62b gelötet wird. Das elektronische Teil 28a ist somit vervollständigt.
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Dieselben Vorteile wie die der ersten Ausführungsform können in dem elektronischen Teil 28a der zweiten Ausführungsform erlangt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform, da mehrere Verdrahtungsbauteile 56 (56a, 56b) mit einem gemeinsamen Tragbauteil 58 verbunden sind, kann eine Anzahl von Zusammensetzverarbeitungen für das elektronische Teil reduziert werden.
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Die vorliegende Offenbarung soll nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt sein, sondern kann auf unterschiedliche Arten ohne den Geist der vorliegenden Offenbarung zu verblassen, modifiziert werden.
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In der vorstehenden Ausführungsform besteht eines der Verdrahtungsbauteile 56 aus dem Sicherungsverdrahtungsbauteil 56a, das den Unterbrechungsabschnitt 74 aufweist. Jedoch sollte die Anzahl des Sicherungsverdrahtungsbauteils nicht auf eins für ein elektrisches Teil 28a beschränkt sein. Beispielsweise können alle Verdrahtungsbauteile aus den Sicherungsverdrahtungsbauteilen 56a bestehen.
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In einem derartigen Fall kann sogar, wenn nicht nur der Unterbrechungsabschnitt 74, der mit der Elektrode 48 verbunden ist, sondern ebenso der Unterbrechungsabschnitt 74, der mit der Elektrode 50 verbunden ist, eingeschmolzen ist, der Hauptkörper 44 an der Position oberhalb der Plattenoberfläche durch das Trabbauteil bzw. die Tragbauteile 58 gehalten werden. Demzufolge ist es möglich, ein Wiederverbinden des Sicherungsverdrahtungsbauteils 56a zu vermeiden.
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In den vorstehenden Ausführungsformen ist ein Verdrahtungsbauteil 56 mit jeder der Elektroden 48 und 50 verbunden. Jedoch soll eine Anzahl des Verdrahtungsbauteils, die mit einer Elektrode 48 oder 50 zu verbinden sind, nicht auf eins beschränkt sein. Beispielsweise können Verdrahtungsbauteile 56a mit der Elektrode 48 verbunden sein. Alternativ können mehrere normale Verdrahtungsbauteile 56b mit der Elektrode 50 verbunden sein.
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In den vorstehenden Ausführungsformen wird der Keramik-Laminat-Kondensator als das Beispiel für das elektronische Teil 28a erläutert. Jedoch können die vorstehenden Strukturen auf beliebige andere Typen der elektronischen Elemente angewandt werden. Beispielsweise kann eine laminierte Spule als das elektronische Element verwendet werden, das die laminierte Struktur aufweist.
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Ferner soll die vorstehende Struktur nicht auf die elektronischen Elemente beschränkt sein, die die laminierte Struktur aufweisen, sondern kann ebenso auf andere Typen der elektronischen Elemente beispielsweise auf ein derartiges elektronisches Element angewandt werden, das mehr als zwei Elektroden aufweist, wie beispielsweise ein Mehrfachchip-Widerstand.
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Eine Anzahl der Beinabschnitte 62 soll nicht gleich der der Elektroden 48 und 50 sein. Beispielsweise kann in der ersten Ausführungsform der Sicherungsanschluss 46a zwei erste Beinabschnitte 62a aufweisen, von denen sich jeder ausgehend vom Halteabschnitt 60 erstreckt. Und mindestens eines der ersten Beinabschnitte 62a ist mit dem Befestigungsabschnitt 70c (dem anschlussflächenverbundenen Abschnitt 66) ausgebildet, der mit Anschlussfläche 40a zu verbinden ist.
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In den vorstehenden Ausführungsformen hat das Tragbauteil 58 den Befestigungsabschnitt 70. Jedoch ist es nicht immer notwendig, dass die Befestigungsabschnitte 70 im Tragbauteil 58 bereitgestellt wird. In einem Fall, in dem das Tragbauteil keinen Befestigungsabschnitt 70 aufweist, kann der anschlussflächenverbundene Abschnitt 66 des Verdrahtungsbauteils 56 mit dem Beinabschnitt 62, der aus dem Hauptmaterial gefertigt ist, durch Klebmaterial verbunden werden.
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Ferner ist in der vorstehenden Ausführungsform das Tragbauteil 58 aus dem Harzmaterial gefertigt, mit Ausnahme des Befestigungsabschnitts 70. Das Material für das Tragbauteil 58 soll nicht auf das Harzmaterial beschränkt sein. Beispielsweise kann das Tragbauteil 58 aus elektrisch isolierendem Material außer dem Harzmaterial gefertigt sein. Insbesondere kann ein kontaktierender Abschnitt des Tragbauteils 58, der in Kontakt mit dem Hauptkörper 44 ist, aus dem elektrisch isolierenden Material gefertigt sein. Und der Beinabschnitt 62 kann aus einem derartigen Material gefertigt sein, das elastische Deformation des Beinabschnitts 62 in der Richtung ermöglicht, in der die Elektroden 48 und 50 angeordnet sind. Wie vorstehend erläutert ist, kann das Tragbauteil 58 aus dem elektrisch isolierenden Material außer dem Harzmaterial gefertigt sein und das Tragbauteil 58 kann einen Abschnitt beinhalten, der aus einem Metallmaterial gefertigt ist, wie beispielsweise dem Befestigungsabschnitt 70. Jedoch, wenn das Tragbauteil 58 aus dem Harzmaterial wie bei den vorstehenden Ausführungsformen gefertigt ist, wird es einfacher die Tragfunktion zum Tragen des Hauptkörpers 44 aufzuweisen und es wird einfacher, den Beinabschnitt 62 auszubilden, der flexibel und elastisch deformierbar ist.
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In den vorstehenden Ausführungsformen wird das elektronische Teil 28a, das den Sicherungsanschluss 46a aufweist, elektrisch mit dem Energiequellenverdrahtungsmuster 40b (mit der Batterie 36 verbunden) mittels der Anschlussfläche 40a und dem Verbindungsverdrahtungsmuster 40c verbunden. Jedoch kann das elektronische Teil 28a, das den Sicherungsanschluss 46a aufweist, elektrisch mit anderen Verdrahtungsmustern als dem Energiequellenverdrahtungsmuster verbunden werden.
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Die Erfindung lässt sich folgendermaßen zusammenfassen. Ein Hauptkörper eines elektronischen Teils wird durch Anschlüsse einer Position oberhalb und separiert von einer Plattenoberfläche einer Leiterplatte gehalten. Jeder der Anschlüsse besteht aus einem Tragbauteil, das aus elektrisch isolierendem Material gefertigt ist, und einem Verdrahtungsbauteil. Jedes des Verdrahtungsbauteils hat einen elektrodenverbundenen Abschnitt, der elektrisch mit einer Elektrode verbunden ist, die auf dem Hauptkörper ausgebildet ist, und einem anschlussflächenverbundenen Abschnitt, der elektrisch mit einer Anschlussfläche verbunden ist, die in der Leiterplatte ausgebildet ist. Eines der Verdrahtungsbauteile besteht aus einem Sicherungsverdrahtungsbauteil, das einen Unterbrechungsabschnitt aufweist, der eingeschmolzen ist, wenn überschüssiger Strom fließt. Das Verdrahtungsbauteil ist auswärts in einer Richtung entgegen des Hauptkörpers erweitert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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