JP4442040B2 - 電気回路装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷配線板等の回路基板にコネクタを組み付けた電気回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リレーやＭＯＳＦＥＴ等の開閉器が実装された回路基板には、信号用導体と、大電流を流すために広い占有面積が必要な負荷電流用導体とが混在して設けられるため、導体の配置パターンが複雑になってしまう。
【０００３】
そこで、特開平９−２１９２５９号公報に記載の電気回路装置では、図６および図７（ａ）に示すように、多数の接続端子２ｂ、２ｃを有するコネクタ２の背面にリレー５を直付けし、リレー自体に設けた接続端子２ｂ、２ｃをコネクタ２の接続端子２ｂ、２ｃとして用いることにより、負荷電流用導体を回路基板から取り除いて導体配置パターンの簡素化等を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の従来装置では、コネクタ２の背面にリレー５が直付けされているため、コネクタ２のリレー直付け部分にはリレー５からの４つの接続端子２ｂ、２ｃしか配置できない。
【０００５】
そして、接続端子２ｂを一般的なピッチＰで配置した例（図７（ｂ）参照）との比較で明らかなように、従来装置ではコネクタ２に直付けされるリレー５の影響によって、コネクタ２の幅Ｗ寸法が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、導体の配置パターンの簡素化とコネクタの小型化を両立させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、信号用導体（１ｄ）を有する第１回路基板（１）と、複数の信号用接続端子（２ｂ）および複数の負荷電流用接続端子（２ｃ）を絶縁ハウジング（２ａ）に装着したコネクタ（２）とを備え、信号用導体（１ｄ）と信号用接続端子（２ｂ）が接続され、絶縁ハウジング（２ａ）が第１回路基板（１）の一方の面（１ａ）側に配置された電気回路装置において、複数の負荷電流用導体（４ｂ）を有すると共に第１回路基板（１）の一方の面（１ａ）側に配置された第２回路基板（４）と、第２回路基板（４）に実装されて負荷電流用導体（４ｂ）の回路を開閉する開閉器（５）とを備え、負荷電流用導体（４ｂ）と負荷電流用接続端子（２ｃ）が直接接続され、さらに、開閉器（５）は、信号用接続端子（２ｂ）および負荷電流用接続端子（２ｃ）よりも反第１回路基板側に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、負荷電流用導体（４ｂ）と負荷電流用接続端子（２ｃ）が直接接続されているとは、負荷電流用導体（４ｂ）と負荷電流用接続端子（２ｃ）が第１回路基板（１）を介さずに電気的に接続されることを意味している。
【０００９】
これによると、第１回路基板に設けていた負荷電流用導体を第２回路基板に移した分、第１回路基板の導体配置パターンを簡素にすることができる。また、開閉器を第２回路基板に実装して、開閉器をコネクタに直付けしていないため、コネクタの小型化を図ることができる。
【００１０】
従って、導体の配置パターンの簡素化とコネクタの小型化を両立させることができる。
【００１１】
また、第１回路基板に実装していた開閉器を第２回路基板に移した分、第１回路基板を小型にすることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、第２回路基板（４）は第１回路基板（１）の一方の面（１ａ）に対して略垂直に配置され、第２回路基板（４）においてコネクタ（２）に対向する面（４ｅ）に開閉器（５）が実装されていることを特徴とする。
【００１３】
これによると、コネクタと第２回路基板との間の空間を有効利用してその空間に開閉器が配置されるため、上記した第１回路基板の小型化と相俟って、電気回路装置の小型化が可能である。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、開閉器（５）は電磁式のリレーであることを特徴とする。
【００１５】
ところで、図６に示す従来装置では、リレー５自体に設けた接続端子２ｂ、２ｃをコネクタ２の接続端子２ｂ、２ｃとして用いているため、コネクタ２に相手側コネクタをはめた際に応力がかかってその接続端子２ｂ、２ｃが動いてしまい、リレー５における鉄心とアーマチャ間のエアギャップや接点間のポイントギャップが変化して、リレー５の作動不良や耐久性低下を招いてしまうという問題がある。
【００１６】
これに対し、請求項３の発明では、リレーは第２回路基板に実装されるため、コネクタに相手側コネクタをはめた際にも応力がかからずリレー内のエアギャップやポイントギャップは変化せず、従って、リレーの作動不良や耐久性低下を防止することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明のように、コネクタ（２）と第２回路基板（４）とを位置決め板（３）にて結合することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、位置決め板（３）は信号用接続端子（２ｂ）が挿入される穴（３ａ）を有し、信号用接続端子（２ｂ）は絶縁ハウジング（２ａ）と第１回路基板（１）との間で位置決め板（３）により位置決めされていることを特徴とする。
【００１９】
これによると、位置決め板による信号用接続端子の位置決めにより、コネクタと第１回路基板との組み付けが容易になると共に、組み付け後において隣接する信号用接続端子同士の接触を防止することができる。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態になる電気回路装置を示す正面図、図２は図１の右側面図、図３は図１の平面図である。ただし、印刷配線板１は図２のみに示している。そして、この電気回路装置は、例えば自動車のランプやモータ等の負荷を制御する制御装置として用いられる。
【００２２】
図１ないし図３において、印刷配線板１（第１回路基板に相当）の上面１ａには多数の回路素子１ｂが実装され、印刷配線板１の下面１ｃには信号電流が流れる信号用導体１ｄが形成されている。この信号用導体１ｄは、回路素子１ｂおよび後述する接続端子２ｂと電気的に接続されている。
【００２３】
印刷配線板１の上面１ａの端部側には、絶縁性の合成樹脂にて成型されたハウジング２ａに多数の接続端子２ｂ、２ｃを装着したコネクタ２が配置されている。ハウジング２ａ内に形成された空間２ｄには、図示しない相手側コネクタが図２の右側から挿入されるようになっており、この空間２ｄ内に接続端子２ｂ、２ｃの一端が延び、接続端子２ｂ、２ｃの他端がハウジング２ａ外に延びている。
【００２４】
多数の接続端子２ｂ、２ｃのうち信号電流が流れる信号用接続端子２ｂは、空間２ｄ内から水平方向に（すなわち、印刷配線板１と平行に）延びた後に、ハウジング２ａ外で９０°折り曲げられて下方に（すなわち、印刷配線板１側に）向かって延びている。
【００２５】
そして、絶縁性の合成樹脂にて成型された位置決め板３には多数の穴３ａが形成されており、信号用接続端子２ｂはその１つずつが位置決め板３の各穴３ａに個別に挿入されて、信号用接続端子２ｂはハウジング２ａと印刷配線板１との間で位置決めされている。
【００２６】
さらに、信号用接続端子２ｂは印刷配線板１の図示しない穴を貫通して、その先端部が信号用導体１ｄとはんだ付けされている。
【００２７】
また、コネクタ２の多数の接続端子２ｂ、２ｃのうち負荷電流用接続端子２ｃは、ランプやモータ等の負荷に電気的に接続され、従って信号用接続端子２ｂよりも大電流が流れる。この負荷電流用接続端子２ｃは、空間２ｄ内から水平方向に（すなわち、印刷配線板１と平行に）延び、その先端部がブスバー４（第２回路基板に相当）の図示しない穴を貫通して、ブスバー４の導体ランド４ａにてブスバー４の負荷電流用導体４ｂとはんだ付けされている。
【００２８】
ブスバー４は、金属板をプレス加工して形成した多数の導体４ｂ、４ｃを樹脂モールドしたもので、印刷配線板１の上面１ａにおいて印刷配線板１に対して垂直に配置されると共に、信号用接続端子２ｂに干渉しない程度にコネクタ２に近接して配置されている。また、コネクタ２とブスバー４とは、それらに係合する位置決め板３と負荷電流用接続端子２ｃとによって結合されている。
【００２９】
ブスバー４の多数の導体４ｂ、４ｃのうち信号電流が流れる信号用導体４ｃには、印刷配線板１側に向かって延びるピン状の端子部４ｄが形成されており、この端子部４ｄが印刷配線板１の図示しない穴を貫通して印刷配線板１の信号用導体１ｄとはんだ付けされている。なお、ブスバー４の多数の信号用導体４ｃのうちの１つを、図１に便宜的に一点鎖線の斜線で示している。
【００３０】
また、ブスバー４の多数の導体４ｂ、４ｃのうち信号用導体４ｃよりも大電流が流れる負荷電流用導体４ｂは、コネクタ２の負荷電流用接続端子２ｃに直接接続されている。すなわち、負荷電流用導体４ｂと負荷電流用接続端子２ｃは、電気的に印刷配線板１を介さずに接続されている。なお、ブスバー４の多数の負荷電流用導体４ｂのうちの１つを、図１に便宜的に破線の斜線で示している。
【００３１】
ブスバー４においてコネクタ２と対向する面４ｅには６個のリレー５（開閉器に相当）が実装されている。これらのリレー５は、コネクタ２のハウジング２ａとブスバー４との間で、かつコネクタ２の負荷電流用接続端子２ｃの上方（すなわち、反印刷配線板側）の空間６に、配置されている。
【００３２】
また、これらのリレー５は、負荷電流用導体４ｂ間を開閉するものであって、具体的には、図示しないコイルへの通電の有無によって、図示しない１つの可動接点が図示しない２つの固定接点のいずれかと切替接続される形式の電磁式のリレーである。なお、このリレー５は、固定接点を１つのみ備え、その固定接点と１つの可動接点との間を開閉する形式のリレーであってもよい。
【００３３】
そして、リレー５においてコイルに接続された２つの端子は、その先端部がブスバー４の図示しない穴を貫通して、ブスバー４の導体ランド４ｆにてブスバー４の信号用導体４ｃとはんだ付けされている。また、リレー５において可動接点に接続された端子は、その先端部がブスバー４の図示しない穴を貫通して、ブスバー４の導体ランド４ｇにてブスバー４の負荷電流用導体４ｂとはんだ付けされている。さらに、リレー５において固定接点に接続された端子は、その先端部がブスバー４の図示しない穴を貫通して、ブスバー４の導体ランド４ｈにてブスバー４の負荷電流用導体４ｂとはんだ付けされている。
【００３４】
次に、上記電気回路装置の組み付け手順及び方法について説明する。
【００３５】
まず、コネクタ２のハウジング２ａに接続端子２ｂ、２ｃを装着し、信号用接続端子２ｂを位置決め板３の穴３ａに貫通させると共に位置決め板３をハウジング２ａに係合させる。
【００３６】
次いで、リレー５が仮組みされたブスバー４に位置決め板３を係合させると共に、コネクタ２の負荷電流用接続端子２ｃをブスバー４の穴に挿入することにより、コネクタ２とリレー５とを仮組み付けする。この際、位置決め板３によって、コネクタ２とリレー５との結合および位置決めがなされる。
【００３７】
そして、ブスバー４における反コネクタ側（反リレー側）の面４ｉを下面にした状態でこの仮組み付け体をフローはんだ槽に導入し、ブスバー４の各導体ランド４ａ、４ｆ、４ｇ、４ｈ部分にて、コネクタ２の負荷電流用接続端子２ｃとブスバー４の負荷電流用導体４ｂとのはんだ付けを行うと共に、ブスバー４の各導体４ｂ、４ｃとリレー５の各端子とのはんだ付けを行う。
【００３８】
この際、コネクタ２の負荷電流用接続端子２ｃ、位置決め板３およびリレー５がブスバー４におけるコネクタ側面４ｅに配置されていて、ブスバー４における反コネクタ側面４ｉはフラットになっているため、フローはんだ槽によるはんだ付けが可能である。
【００３９】
なお、コネクタ２の負荷電流用接続端子２ｃとブスバー４の負荷電流用導体４ｂとの間の接続方法、およびブスバー４の各導体４ｂ、４ｃとリレー５の各端子との間の接続方法は、はんだ付けの他に、溶接、あるいはかしめでもよい。
【００４０】
次いで、このはんだ付け後のコネクタ２とブスバー４を、回路素子１ｂが仮組みされた印刷配線板１に組み付ける。具体的には、コネクタ２の信号用接続端子２ｂおよびブスバー４の信号用導体４ｃの端子部４ｄを印刷配線板１の穴に挿入した後、印刷配線板１の回路素子１ｂと信号用導体１ｄとをはんだ付けすると共に、信号用接続端子２ｂおよび端子部４ｄと印刷配線板１の信号用導体１ｄとをはんだ付けし、それらのはんだ付け後、印刷配線板１とコネクタ２とを図示しないねじにて結合する。
【００４１】
この際、位置決め板３により信号用接続端子２ｂが位置決めされているため、信号用接続端子２ｂと印刷配線板１の穴との位置合わせが容易であり、従ってコネクタ２と印刷配線板１との組み付けが容易である。
【００４２】
本実施形態によると、負荷電流用導体４ｂを有するブスバー４を印刷配線板１に組み付け、負荷電流用導体４ｂ間を開閉するリレー５をブスバー４に実装し、ブスバー４の負荷電流用導体４ｂをコネクタ２の負荷電流用接続端子２ｃに直接（すなわち、印刷配線板１を介さずに）電気的に接続しているため、負荷電流用導体４ｂを印刷配線板１から取り除いて、印刷配線板１を小型にし、かつ印刷配線板１の導体配置パターンを簡素にすることができる。
【００４３】
また、コネクタ２のハウジング２ａとブスバー４との間の空間６を有効利用してその空間６にリレー５を配置しているため、上記した印刷配線板１の小型化と相俟って、電気回路装置の小型化が可能である。
【００４４】
また、リレー５をブスバー４に実装しているため、換言すると、リレー５をコネクタ２に直付けしていないため、コネクタ２の小型化を図ることができる。あるいは、コネクタ２の大きさを変えない場合は、より多くの接続端子２ｂ、２ｃを配置することが可能になり、コネクタ２の多極化を図ることができる。
【００４５】
また、位置決め板３による信号用接続端子２ｂの位置決めにより、コネクタ２と印刷配線板１との組み付け後において、隣接する信号用接続端子２ｂ同士の接触を防止することができる。
【００４６】
（第２実施形態）
図４に示す第２実施形態は、第１実施形態におけるコネクタ２を、他の形式のコネクタ２に変更したものである。なお、第１実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付している。
【００４７】
本実施形態のコネクタ２は、空間２ｄが図４の上方側（反印刷配線板側）で開口していて、図示しない相手側コネクタが図４の上方から挿入されるようになっている。
【００４８】
コネクタ２の信号用接続端子２ｂは、空間２ｄ内から下方に（すなわち、印刷配線板１側に）向かって延び、印刷配線板１の図示しない穴を貫通して、その先端部が信号用導体１ｄとはんだ付けされている。
【００４９】
コネクタ２の負荷電流用接続端子２ｃは、空間２ｄ内から下方に延びた後に９０°折り曲げられて水平方向に（すなわち、印刷配線板１と平行に）延び、その先端部がブスバー４の図示しない穴を貫通して、ブスバー４の導体ランド４ａにてブスバー４の負荷電流用導体４ｂとはんだ付けされている。
【００５０】
本実施形態によると、コネクタ２のハウジング２ａとブスバー４との間にコネクタ２の信号用接続端子２ｂが存在しないため、ブスバー４におけるリレー５の装着位置を印刷配線板１側に近づけ、ブスバー４の高さを低くして小型化を図ることができる。
【００５１】
（第３実施形態）
図５に示す第３実施形態は、第１実施形態におけるブスバー４の負荷電流用導体４ｂに、モータあるいはランプ負荷等に流れる電流を検出するのに用いられる検出抵抗７を組み込んだものである。なお、第１実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付している。
【００５２】
この検出抵抗７はブスバー４の導体４ｂ、４ｃと共にプレス加工して一体に形成されるため、印刷配線板１に検出抵抗７を設ける場合と比べて、部品点数や組付工数を低減することができる。
【００５３】
また、この検出抵抗７の部分は樹脂で覆われておらず、従って、ブスバー４の外部から検出抵抗７の抵抗値の調整が可能である。
【００５４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、負荷電流用導体４ｂを有しかつリレー５が実装される第２回路基板としてブスバー４を用いたが、ブスバー４の代わりに印刷配線板のような一般配線基板を第２回路基板として用いてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、負荷電流用導体４ｂ間を開閉する開閉器としてリレー５を用いたが、リレー５の代わりにＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子を開閉器として用いてもよい。
【００５６】
また、上記各実施形態において負荷電流用導体の一部を印刷配線板１に設けてもよい。具体的には、大きな負荷電流が流れる負荷電流用導体はブスバー４に設け、小さな負荷電流が流れる負荷電流用導体の全部またはその一部を印刷配線板１に設けてもよい。
【００５７】
また、上記各実施形態において、リレー５をブスバー４における反コネクタ側面４ｉに実装してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態になる電気回路装置を示す正面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態になる電気回路装置を示す側面図である。
【図５】本発明の第３実施形態になる電気回路装置を示す正面図である。
【図６】従来装置のコネクタ部分を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は図６に示す従来装置のＺ矢視図、（ｂ）はコネクタの背面にリレーが直付けされていない例を示す図である。
【符号の説明】
１…第１回路基板をなす印刷配線板、１ａ…第１回路基板１の一方の面、
１ｄ…信号用導体、２…コネクタ、２ａ…絶縁ハウジング、
２ｂ…信号用接続端子、２ｃ…負荷電流用接続端子、
４…第２回路基板をなすブスバー、４ｂ…負荷電流用導体、
５…開閉器をなすリレー。

Claims (5)

1. 信号用導体（１ｄ）を有する第１回路基板（１）と、複数の信号用接続端子（２ｂ）および複数の負荷電流用接続端子（２ｃ）を絶縁ハウジング（２ａ）に装着したコネクタ（２）とを備え、前記信号用導体（１ｄ）と前記信号用接続端子（２ｂ）が接続され、前記絶縁ハウジング（２ａ）が前記第１回路基板（１）の一方の面（１ａ）側に配置された電気回路装置において、
   複数の負荷電流用導体（４ｂ）を有すると共に前記第１回路基板（１）の一方の面（１ａ）側に配置された第２回路基板（４）と、
   前記第２回路基板（４）に実装されて前記負荷電流用導体（４ｂ）の回路を開閉する開閉器（５）とを備え、
   前記負荷電流用導体（４ｂ）と前記負荷電流用接続端子（２ｃ）が直接接続され、
   さらに、前記開閉器（５）は、前記信号用接続端子（２ｂ）および前記負荷電流用接続端子（２ｃ）よりも反第１回路基板側に配置されていることを特徴とする電気回路装置。
2. 前記第２回路基板（４）は前記第１回路基板（１）の一方の面（１ａ）に対して略垂直に配置され、
   前記第２回路基板（４）において前記コネクタ（２）に対向する面（４ｅ）に前記開閉器（５）が実装されていることを特徴とする請求項１に記載の電気回路装置。
3. 前記開閉器（５）は電磁式のリレーであることを特徴とする請求項１または２に記載の電気回路装置。
4. 前記コネクタ（２）と前記第２回路基板（４）とに係合して前記コネクタ（２）と前記第２回路基板（４）とを結合する位置決め板（３）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電気回路装置。
5. 前記位置決め板（３）は前記信号用接続端子（２ｂ）が挿入される穴（３ａ）を有し、前記信号用接続端子（２ｂ）は前記絶縁ハウジング（２ａ）と前記第１回路基板（１）との間で前記位置決め板（３）により位置決めされていることを特徴とする請求項４に記載の電気回路装置。

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