JP7156804B2

JP7156804B2 - 電子部品モジュール

Info

Publication number: JP7156804B2
Application number: JP2018028914A
Authority: JP
Inventors: 広道井上; 健人西山
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2018-02-21
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2038-02-21
Also published as: JP2019145681A

Description

本発明は、回路基板に各種の部品が実装された電子部品モジュールに関する。

従来から、回路部品に各種の電子部品が実装された電子部品モジュールが提案されている（例えば、特許文献１～３を参照）。例えば、従来の電子部品モジュールの一つは、自動車に用いられるリレーボックス内に電力分配等の用途で設けられ、ワイヤハーネスが接続される複数のコネクタと、各種のヒューズと、各種のリレーと、が回路基板に一体的に実装されるように構成されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１３－０８５４７３号公報特開２０１２－１２０３１８号公報特開２０１３－１０２６２６号公報

上述した電力分配等のために用いられる電子部品モジュールでは、大電流に対応可能であるように大容量のリレーが用いられる場合が多い。容量の大きなリレーは一般にその寸法も大きいため、回路基板上の広い範囲をリレーが占めることになる。そのため、電力部品モジュールの多機能化・高負荷化などに伴い、リレー及び他の電子部品の数が増大するにつれて、より広い実装可能領域を確保するために回路基板そのものが大型化する傾向がある。しかし、通常、電子部品モジュールの搭載場所（例えば、上述したリレーボックス）の大きさは限られているため、電子部品モジュールは出来る限り小型化されることが望ましい。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、広い実装可能領域を確保しながら小型化が可能な電子部品モジュールを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る電子部品モジュールは、下記（１）～（２）を特徴としている。
（１）
電源分配のための部品が設けられる第１回路基板と、
前記第１回路基板に対して間隔を空けて積層配置され、一又は複数のリレーが前記第１回路基板に対面するように設けられる第２回路基板と、
前記第１回路基板上に前記第２回路基板に向かうように設けられると共に、前記部品に繋がる第１コネクタ部と、
前記第２回路基板上に前記第１回路基板に向かうように設けられると共に、前記一又は複数のリレーに繋がる第２コネクタ部と、
を備えた電子部品モジュールであって、
前記第１コネクタ部と前記第２コネクタ部とが接続された接続状態にあるとき、前記一又は複数のリレーと前記第１回路基板の基板面との間に所定高さの空隙が画成される、ように構成され、
前記第１回路基板の前記空隙に対応する箇所に、一又は複数の電子部品が設けられ、
複数の前記リレーは、前記第２回路基板の基板面に平行な幅方向に間隔を空けて、前記第２回路基板の基板面に平行であり且つ前記幅方向に直交する前後方向に沿って２列に並ぶように、前記第２回路基板に配置され、
複数の前記第２コネクタ部は、２列に並ぶ前記複数のリレーの間の前記幅方向の位置にて前記前後方向に沿って１列に並ぶように、前記第２回路基板に配置され、
複数の前記部品は、前記幅方向に間隔を空けて、前記前後方向に沿って２列に並ぶように、前記第１回路基板に配置され、
複数の前記第１コネクタ部は、２列に並ぶ前記複数の部品の間の前記幅方向の位置にて前記前後方向に沿って１列に並ぶように、且つ、前記幅方向における前記第１コネクタ部と前記部品との間には前記第１コネクタ部の前記幅方向の両側にて前記前後方向に２列に延びる隙間が形成されるように、前記第１回路基板に配置され、
前記第１コネクタ部と前記第２コネクタ部とが接続された接続状態にあるとき、２列に並ぶ前記複数のリレーが、２列に延びる前記隙間にそれぞれ進入している、
電子部品モジュールであること。
（２）
上記（１）に記載の電子部品モジュールにおいて、
前記接続状態にあるとき、前記第１回路基板の前記基板面に平行な前記幅方向において、前記リレーと、前記部品と、が隣り合うように配置される、
電子部品モジュールであること。

上記（１）の構成の電子部品モジュールによれば、電源分配のための部品（例えば、ワイヤハーネスが繋がるコネクタ等）が設けられる第１回路基板と、リレーが設けられる第２回路基板と、が別体として準備され、第１コネクタ部および第２コネクタ部を介して第１回路基板と第２回路基板とが接続されることになる。更に、この接続状態において、リレーと第１回路基板の基板面との間に所定高さの空隙が画成され、第１回路基板のこの空隙に対応する箇所に、他の電子部品が設けられる。よって、回路基板の大型化を避けながら、電子部品を実装可能な領域を拡大できる。

更に、リレーは一般に回路基板上のスルーホールにリレー端子（いわゆる足）をハンダ付けすることで実装されるため、従来の電子部品モジュールでは、用いられるリレーの種類や数に応じて回路基板の回路形状が異なることになる。一方、上記構成の電子部品モジュールによれば、リレーが設けられる第２回路基板が第１回路基板とは別体であるため、用いられるリレーの種類や数が異なっても、第１回路基板の回路形状は変更することなく、第２回路基板の回路形状だけを変更すればよい。よって、従来の電子部品モジュールに比べ、電子部品モジュールの設計変更を容易化できる。

上記（２）の構成の電子部品モジュールによれば、第１回路基板と第２回路基板とが接続状態にあるとき、第１回路基板の基板面に平行な方向において、リレーと、電源分配のための部品（例えば、ワイヤハーネスが繋がるコネクタ等）と、が隣り合うように配置される。換言すると、第１回路基板に実装された部品を避けながら、リレーが第１回路基板の基板面の近傍に配置されることになる。よって、電子部品モジュールの厚さ方向においても、大型化を抑制できる。

本発明によれば、広い実装可能領域を確保しながら小型化が可能な電子部品モジュールを提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る電子部品モジュールを構成するサブ基板を表側からみた斜視図であり、図１（ｂ）は、サブ基板を裏側からみた斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る電子部品モジュールを構成するメイン基板にサブ基板を組み付ける際の様子を示した斜視図である。図３（ａ）は、メイン基板にサブ基板が組み付けられた電子部品モジュールの斜視図であり、図３（ｂ）は、電子部品モジュールの平面図である。図４（ａ）は、図３（ｂ）のＡ－Ａ線断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ部拡大図である。

＜実施形態＞
以下、図１～図４を参照しながら、本発明の実施形態に係る電子部品モジュール１について説明する。図２～図３に示すように、電子部品モジュール１は、平板状のサブ基板１０の表側面と、平板状のメイン基板２０の表側面と、が間隔を空けて対面するように、メイン基板２０にサブ基板１０が積層配置されることで構成される。電子部品モジュール１は、典型的には、自動車等に用いられる電源分配ボックス（例えば、リレーボックス）内に設けられて使用される。

以下、説明の便宜上、図１～図４に示すように、「前後方向」、「幅方向」、「前」、及び「後」を定義する。前後方向及び幅方向は、互いに直交している。前後方向及び幅方向は、メイン基板２０及びサブ基板１０の板厚方向に直交している。

図１に示すように、サブ基板１０は、矩形平板状の回路基板であり、その内部に平板状のバスバー（図示省略）がインサート成形されている。サブ基板１０の表側面には、複数のリレー１１と、複数のオスコネクタ部１２と、が実装されている。

リレー１１の各々は、リレー１１から延びる複数のピン１１ａがサブ基板１０のスルーホールに挿入され半田付けされることで、サブ基板１０（のバスバー）に電気的に接続されるように固定されている。本例では、複数（６個）のリレー１１が、サブ基板１０の表側面の幅方向両縁部にて前後方向に沿って２列に並ぶように配置されている。

オスコネクタ部１２の各々は、サブ基板１０（のバスバー）の表側面から板厚方向に突出する複数のオス端子で構成されている。オスコネクタ部１２は、バスバーを介してリレー１１と電気的に接続されている。本例では、複数（２個）のオスコネクタ部１２が、サブ基板１０の表側面の幅方向中央部にて前後方向に沿って１列に並ぶように（２列に並ぶ複数のリレー１１に隣接して挟まれるように）配置されている。

また、本例では、サブ基板１０の表側面のリレー１１に隣接する位置にて、複数の消弧抵抗１３が実装されている。複数の消弧抵抗１３も、バスバーを介してリレー１１及びオスコネクタ部１２と電気的に接続されている。

図２に示すように、メイン基板２０は、サブ基板１０よりも大きい矩形平板状の回路基板である。メイン基板２０の表側面には、複数のコネクタ接続部２１と、複数のヒューズ接続部２２と、複数のメスコネクタ部２３と、が実装されている。

コネクタ接続部２１の各々は、典型的には、自動車等に配策されるワイヤハーネスの端部に設けられたコネクタ（図示省略）が接続されるコネクタ部品である。本例では、複数のコネクタ接続部２１が、メイン基板２０の表側面の幅方向両縁部にて前後方向に沿って２列に並ぶように配置されている。

ヒューズ接続部２２の各々は、自動車等に搭載される各種電装部品を過大電流から保護するための各種ヒューズが接続されるコネクタ部品である。本例では、複数のヒューズ接続部２２が、メイン基板２０の表側面の後縁部にて幅方向に沿って１列に並ぶように配置されている。

メスコネクタ部２３の各々は、メイン基板２０の表側面から板厚方向に突出する複数のメス端子（図示省略）を収容するハウジングで構成されている。本例では、複数（２個）のメスコネクタ部２３が、メイン基板２０の表側面の幅方向中央部にて前後方向に沿って１列に並ぶように配置されている。この結果、幅方向におけるメスコネクタ部２３とコネクタ接続部２１との間には、メスコネクタ部２３の幅方向両側にて前後方向に２列に延びる隙間Ｒが形成されている。

メイン基板２０に実装されているコネクタ接続部２１、ヒューズ接続部２２、及び、メスコネクタ部２３は、メイン基板２０に内蔵されている電気回路（図示省略）を介して互いに電気的に接続されている。

以上のように構成されたサブ基板１０とメイン基板２０とが、図２に示すように、互いの前後の向きが一致し、且つ、互いの表側面が対面した状態で、サブ基板１０のオスコネクタ部１２（オス端子）とメイン基板２０のメスコネクタ部２３（メス端子）とが嵌合接続するように、互いに組み付けられることで、図３に示すように、電子部品モジュール１が構成される。これにより、サブ基板１０とメイン基板２０とが、オスコネクタ部１２及びメスコネクタ部２３を介して電気的に接続される。

図３及び図４に示すように、メイン基板２０にサブ基板１０が組み付けられた電子部品モジュール１では、サブ基板１０の２列の並ぶ複数のリレー１１が、メイン基板２０の２列に延びる隙間Ｒにそれぞれ進入した状態で、サブ基板１０とメイン基板２０とが、板厚方向に間隔を空けて互いに平行に積層配置されている。サブ基板１０とメイン基板２０との板厚方向の間隔は、サブ基板１０のオスコネクタ部１２（オス端子）の根元部近傍の表側面が、メイン基板２０のメスコネクタ部２３のハウジングの突出端面に当接することで規定されている。

このように、複数のリレー１１が隙間Ｒに進入することで、リレー１１とコネクタ接続部２１とが幅方向において隣り合うように配置されている。また、上記のように規定されるサブ基板１０とメイン基板２０との板厚方向の間隔が、リレー１１の（サブ基板１０の表側面からの）突出高さより大きいことに起因して、図４（特に、図４（ｂ））に示すように、リレー１１の突出端面１１ｂとメイン基板２０の表側面２０ａとの間において、板厚方向に空隙Ｓが画成されている。

以上、本発明の実施形態に係る電子部品モジュール１によれば、コネクタ接続部２１及びヒューズ接続部２２が設けられるメイン基板２０と、リレー１１が設けられるサブ基板１０と、が別体として準備され、オスコネクタ部１２及びメスコネクタ部２３を介してメイン基板２０とサブ基板１０とが接続される。更に、このようにメイン基板２０とサブ基板１０とが接続された接続状態において、リレー１１の突出端面１１ｂとメイン基板２０の表側面２０ａとの間に所定高さの空隙Ｓが画成される。そのため、メイン基板２０のこの空隙Ｓに対応する箇所に、必要に応じて他の電子部品を設けることが可能である。よって、メイン基板２０の大型化を避けながら、電子部品を実装可能な領域を拡大できる。

更に、リレー１１が設けられるサブ基板１０をメイン基板２０とは別体として設けているため、自動車等の仕様が異なっても、メイン基板２０の回路設計は変更することなく、サブ基板１０の回路設計だけを変更すればよい。そのため、電子部品モジュール１の設計変更が容易となる。

更に、メイン基板２０とサブ基板１０とが接続状態にあるとき、メイン基板２０の表側面に平行な方向（幅方向）において、リレー１１と、コネクタ接続部２１と、が隣り合うように配置される。換言すると、メイン基板２０に実装されたコネクタ接続部２１を避けながら、リレー１１がメイン基板２０の表側面の近傍に配置されることになる。よって、メイン基板２０及びサブ基板１０の板厚方向においても、電子部品モジュールの大型化を避けることができる。

＜他の形態＞
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上記実施形態では、メイン基板２０の空隙Ｓに対応する箇所には、他の電子部品を設けられていない。これに対し、メイン基板２０の空隙Ｓに対応する箇所に、各種の電子部品が実装されていてもよい。これによれば、メイン基板２０の大型化を避けながら、各種の電子部品を実装できる。また、この空隙Ｓに実装される電子部品がスルーホールを用いない片面実装可能な部品の場合、メイン基板２０の空隙Ｓに対応する箇所の裏面側にも、各種の電子部品を実装できる。

更に、上記実施形態では、サブ基板１０の表側面において、複数のリレー１１が実装されている。これに対し、サブ基板１０の表側面において、単一のリレー１１が実装されていてもよい。同様に、メイン基板２０の表側面において、複数のコネクタ接続部２１、及び、複数のヒューズ接続部２２が実装されている。これに対し、メイン基板２０の表側面において、単一のコネクタ接続部２１、又は、単一のヒューズ接続部２２が実装されていてもよい。

更に、上記実施形態では、サブ基板１０の表側面において、複数のオスコネクタ部１２が実装され、メイン基板２０の表側面において、複数のオスコネクタ部１２に接続可能な複数のメスコネクタ部２３が実装されている。これに対し、サブ基板１０の表側面において、単一のオスコネクタ部１２が実装され、メイン基板２０の表側面において、単一のオスコネクタ部１２に接続可能な単一のメスコネクタ部２３が実装されていてもよい。

更に、上記実施形態では、サブ基板１０側にオスコネクタ部１２が実装され、メイン基板２０側にメスコネクタ部２３が実装されている。これに対し、サブ基板１０側にメスコネクタ部が実装され、メイン基板２０側にオスコネクタ部が実装されていてもよい。

ここで、上述した本発明に係る電気基板モジュール１の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）～（３）に簡潔に纏めて列記する。
（１）
電源分配のための部品（２１）が設けられる第１回路基板（２０）と、
前記第１回路基板（２０）に対して間隔を空けて積層配置され、一又は複数のリレー（１１）が前記第１回路基板（２０）に対面するように設けられる第２回路基板（１０）と、
前記第１回路基板（２０）上に前記第２回路基板（１０）に向かうように設けられると共に、前記部品（２１）に繋がる第１コネクタ部（２３）と、
前記第２回路基板（１０）上に前記第１回路基板（２０）に向かうように設けられると共に、前記一又は複数のリレー（１１）に繋がる第２コネクタ部（１２）と、
を備えた電子部品モジュール（１）であって、
前記第１コネクタ部（２３）と前記第２コネクタ部（１２）とが接続された接続状態にあるとき、前記一又は複数のリレー（１１）と前記第１回路基板（２０）の基板面（２０ａ）との間に所定高さの空隙（Ｓ）が画成される、ように構成された、
電子部品モジュール。
（２）
上記（１）に記載の電子部品モジュール（１）において、
前記接続状態にあるとき、前記第１回路基板（２０）の前記基板面に平行な方向において、前記一又は複数のリレー（１１）と、前記部品（２１）と、が隣り合うように配置される、
電子部品モジュール。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の電子部品モジュール（１）において、
前記第１回路基板（２０）の前記空隙（Ｓ）に対応する箇所に、一又は複数の電子部品が設けられる、
電子部品モジュール。

１電子部品モジュール
１０サブ基板（第２回路基板）
１１リレー
１２オスコネクタ部（第２コネクタ部）
２０メイン基板（第１回路基板）
２０ａ表側面（基板面）
２１コネクタ接続部（部品）
２３メスコネクタ部（第１コネクタ部）
Ｓ空隙

Claims

電源分配のための部品が設けられる第１回路基板と、
前記第１回路基板に対して間隔を空けて積層配置され、一又は複数のリレーが前記第１回路基板に対面するように設けられる第２回路基板と、
前記第１回路基板上に前記第２回路基板に向かうように設けられると共に、前記部品に繋がる第１コネクタ部と、
前記第２回路基板上に前記第１回路基板に向かうように設けられると共に、前記一又は複数のリレーに繋がる第２コネクタ部と、
を備えた電子部品モジュールであって、
前記第１コネクタ部と前記第２コネクタ部とが接続された接続状態にあるとき、前記一又は複数のリレーと前記第１回路基板の基板面との間に所定高さの空隙が画成される、ように構成され、
前記第１回路基板の前記空隙に対応する箇所に、一又は複数の電子部品が設けられ、
複数の前記リレーは、前記第２回路基板の基板面に平行な幅方向に間隔を空けて、前記第２回路基板の基板面に平行であり且つ前記幅方向に直交する前後方向に沿って２列に並ぶように、前記第２回路基板に配置され、
複数の前記第２コネクタ部は、２列に並ぶ前記複数のリレーの間の前記幅方向の位置にて前記前後方向に沿って１列に並ぶように、前記第２回路基板に配置され、
複数の前記部品は、前記幅方向に間隔を空けて、前記前後方向に沿って２列に並ぶように、前記第１回路基板に配置され、
複数の前記第１コネクタ部は、２列に並ぶ前記複数の部品の間の前記幅方向の位置にて前記前後方向に沿って１列に並ぶように、且つ、前記幅方向における前記第１コネクタ部と前記部品との間には前記第１コネクタ部の前記幅方向の両側にて前記前後方向に２列に延びる隙間が形成されるように、前記第１回路基板に配置され、
前記第１コネクタ部と前記第２コネクタ部とが接続された接続状態にあるとき、２列に並ぶ前記複数のリレーが、２列に延びる前記隙間にそれぞれ進入している、
電子部品モジュール。
請求項１に記載の電子部品モジュールにおいて、
前記接続状態にあるとき、前記第１回路基板の前記基板面に平行な前記幅方向において、前記リレーと、前記部品と、が隣り合うように配置される、
電子部品モジュール。