JP2017152101A - 制御基板及び電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】制御部品ユニットと電気接続箱とに兼用することができる制御基板と、前記制御基板を用いて形状自由度が高くコンパクトな電気接続箱を提供する。【解決手段】制御基板１は、フラット回路体１１で折り曲げ自在に接続された第１及び第２の回路基板３，５と、第１及び第２の回路基板３，５に搭載された制御部品７と、制御部品７に電気的に接続された端子接続部４と、を備える。端子接続部４が、制御部品ユニットのコネクタ嵌合部における端子群の接続パターン、及び電気接続箱の内部回路体における端子群の接続パターンと同じ被接続パターンを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、制御基板及び電気接続箱に関する。

従来から、自動車等の車両には、バッテリからの電源を各種の電装機器に効率的に分配するために、電源分配ボックス等の電気接続箱が用いられている。このような電気接続箱は、バスバー回路とプリント基板のプリント配線回路とを含んで内部回路体が構成されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、車両に搭載される電気接続箱には、車種やグレードの違いによる機能部品の有無への対応が必要とされる。従来の電気接続箱では、このような場合、機能部品の後付けで対応がなされている。このような機能部品の後付けは、機能部品毎に制御部品ユニットが電気接続箱に追加接続されたり、搭載率が高い機能部品の制御部品ユニットが電気接続箱に搭載されたりして行われる。

例えば、図９に示した従来の電源分配ボックス５０１のケース本体５０３には、コネクタ接続部５０５が設けられており、ケース本体５０３内の内部回路体に対して、後付けされる機能部品（図示せず）のワイヤハーネス５０９に接続された制御部品ユニット５０７が追加接続可能とされている。制御部品ユニット５０７は、ワイヤハーネス５０９のコネクタが嵌合されるコネクタ嵌合部を有し、後付けされる機能部品のための追加制御回路を収容するハウジング５０８を備えている。

また、図１０に示した従来の電源分配ボックス５２１は、ケース本体５２３内に搭載された内部回路構成体５３１が、標準電装機器の為の標準制御回路５２５と、後付けされる機能部品（図示せず）の為の追加制御回路５２７とが一体の回路基板で構成されている。

特開２０１２−１６５５９２号公報

しかしながら、上述した図９に示した電源分配ボックス５０１のように、ケース本体５０３のコネクタ接続部５０５に制御部品ユニット５０７が接続される場合、通常はそれぞれがオスコネクタ構造である為、メス−メスの変換コネクタ５１１や接続用ワイヤハーネスが必要となり、部品点数が増加するという問題がある。また、ケース本体５０３の垂直方向もしくは水平方向には、制御部品ユニット５０７を搭載する分のスペースが別途必要となり、電源分配ボックス５０１の外形が大きくなるという問題がある。

一方、図１０に示した電源分配ボックス５２１のように、後付けされる機能部品の為の追加制御回路５２７が、標準電装機器の為の標準制御回路５２５と一体的に構成される場合、内部回路構成体５３１の基板面積が増大して回路基板の歩留まりが悪化すると共に、車両仕様毎に電源分配ボックス５２１の内部回路構成体５３１を専用で起こす必要があり、追加制御回路５２７を他の車両へ流用することができないという問題がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、制御部品ユニットと電気接続箱とに兼用することができる制御基板と、前記制御基板を用いて形状自由度が高くコンパクトな電気接続箱を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） フラット回路体で折り曲げ自在に接続された複数の回路基板と、前記回路基板に搭載された制御部品と、前記制御部品に電気的に接続された端子接続部と、を備えた制御基板であって、前記端子接続部が、制御部品ユニットのコネクタ嵌合部における端子群の接続パターン、及び電気接続箱の内部回路体における端子群の接続パターンと同じ被接続パターンを有することを特徴とする制御基板。

上記（１）の構成の制御基板によれば、各端子群の接続パターンと同じ被接続パターンを有する制御基板は、制御部品ユニットと電気接続箱とに兼用することができ、使い分けが容易なので、車両搭載時の自由度を上げることができる。
なお、制御部品ユニットを構成する際の上記制御基板は、複数の回路基板をフラット回路体で折り曲げて配置することで、コネクタ嵌合部の周囲にコンパクトにレイアウトできる。また、電気接続箱を構成する際の上記制御基板は、フラット回路体を折り曲げずに複数の回路基板を水平に配置することで、内部回路体の高さを抑えることができる。
このように、例えばエンジンルームに十分な搭載スペースがある場合は、制御基板が電気接続箱に搭載される。また、エンジンルームに十分なスペースが取れない場合は、単品置きの部品形態として制御基板が制御部品ユニットに搭載され、この制御部品ユニットが車内のスペース等に搭載される。

（２） 上記（１）の構成の制御基板が、前記フラット回路体で折り曲げずに前記複数の回路基板を水平に配置した状態で、内部回路体における端子群に電気的に接続されていることを特徴とする電気接続箱。

上記（２）の構成の電気接続箱によれば、外装の無い制御基板が内部回路体に直接接続されるので、従来の制御部品ユニットが変換コネクタを介して内部回路体に接続されていた場合に比べて電気接続箱の外形を小さくできる。
また、制御部品ユニットを構成する為の制御基板と兼用することで、電気接続箱のコストダウンを図ることが出来る。

（３） 上記（１）の構成の制御基板が、前記フラット回路体で折り曲げた状態で、コネクタ嵌合部における端子群に電気的に接続されていることを特徴とする制御部品ユニット。

上記（３）の構成の制御部品ユニットによれば、制御基板が電気接続箱を構成する為の制御基板と兼用されることで、制御部品ユニットのコストダウンを図ることが出来る。

本発明に係る制御基板によれば、制御部品ユニットと電気接続箱とに制御基板を兼用することができる。
また、本発明に係る電気接続箱によれば、上記制御基板を用いて形状自由度が高くコンパクトな電気接続箱を提供することができる。

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。

本発明の第１実施形態に係る制御基板の全体斜視図である。 図１に示した制御基板を制御部品ユニットのコネクタ嵌合部における端子群に接続する前の状態を示す斜視図である。 制御基板が接続された制御部品ユニットにケースカバーが装着される前の状態を示す斜視図である。 図３に示した制御部品ユニットのコネクタ嵌合部に、後付けされる機能部品のコネクタが嵌合される前の状態を示す斜視図である。 図１に示した制御基板が搭載された電気接続箱の内部回路体のコネクタ嵌合部に、後付けされる機能部品のコネクタが嵌合される前の状態を示す斜視図である。 図４におけるＶＩ−ＶＩ断面矢視図である。 図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面矢視図である。 本発明の第２実施形態に係る制御基板の全体斜視図である。 従来の電気接続箱のコネクタ接続部に、制御部品ユニットが接続される前の状態を示す要部拡大斜視図である。 従来の電気接続箱の内部回路構成体を示す要部拡大断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る制御基板１は、フラット回路体１１で折り曲げ自在に接続された複数枚（本実施形態では２枚）の第１及び第２の回路基板３，５と、第１及び第２の回路基板３，５に搭載された複数の制御部品７と、図示しないプリント回路により制御部品７に電気的に接続された端子接続部４と、を備えている。
なお、本実施形態に係る制御部品７は、例えば取付対象車両に選択的に後付けされる補機装置を制御するための電子制御ユニットを構成するＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、ダイオード及びコンデンサ等である。

更に、端子接続部４における被接続パターンを構成している複数のスルーホール６は、制御部品ユニット３０のコネクタ嵌合部２６における複数のタブ端子２５からなる端子群８の接続パターン（図２参照）、及び電気接続箱５１の内部回路体６０における複数のタブ端子６１からなる端子群５８の接続パターン（図７参照）と同じ配列パターンを有している。

矩形状のプリント基板からなる第１及び第２の回路基板３，５は、所定の隙間ｄを介して配置されている。第１の回路基板３と第２の回路基板５との間は、フラット回路体１１により折り曲げ自在に接続されている。このフラット回路体１１は、例えば絶縁シート上に所定の回路パターンが形成されたフレキシブル・プリント回路基板やフレキシブル・フラット・ケーブル等であり、第１及び第２の回路基板３，５に搭載された所定の制御部品７や基板回路パターンと電気的に接続されている。更に、第１及び第２の回路基板３，５の隅には、固定用の貫通孔９が設けられている。

次に、図２〜図４に基づいて上記制御基板１を用いた制御部品ユニット３０の組立手順を説明する。
なお、本実施形態に係る制御部品ユニット３０は、所謂半導体パワーインテグレーションであり、制御部品７を搭載した第１及び第２の回路基板３，５が端子ブロック２３に固定されて成る基板アッセンブリ２１と、これらを収容するカバーケース３１と、を備えて構成された小型の電気接続箱である。

絶縁樹脂材で一体形成された端子ブロック２３は、図２に示すように、バッテリやオルタネータ等の電源側に接続された電源ハーネス４５の一端に接続されたコネクタ４３が嵌合される電源コネクタ嵌合部２８と、補機装置に接続されたワイヤハーネス４７の一端に接続されたコネクタ４１が嵌合されるコネクタ嵌合部２６と、を備える（図４参照）。

コネクタ嵌合部２６は、端子ブロック２３に圧入固定された複数のタブ端子２５の後端（図２中、下端）が端子ブロック２３のコネクタ収容室２２に突出することにより構成されている。コネクタ嵌合部２６における端子群８は、複数のタブ端子２５の先端（図２中、上端）が端子ブロック２３の一外側面（図２中、上面）から突出することにより構成されており、所定の接続パターンを有している。
電源コネクタ嵌合部２８は、端子ブロック２３に圧入固定された電源端子２４の後端がコネクタ収容室２２に隣接して併設された電源コネクタ収容室に突出することにより構成されている。

そして、図３に示したように、断面Ｌ字状に折り曲げられた状態の第１及び第２の回路基板３，５が、端子ブロック２３の一外側面と該一外側面と交差する他の外側面とに沿って固定されることにより、基板アッセンブリ２１が構成される。
この際、第１の回路基板３は、端子接続部４の各スルーホール６が端子ブロック２３における端子群８の各タブ端子２５に挿通されるようにして、端子ブロック２３の一外側面に載置され、貫通孔９を貫通した固定ネジ３９が固定孔２７にねじ込まれることにより端子ブロック２３に固定される。そして、プリント回路による端子接続部４は、スルーホール６を介してタブ端子２５が半田付けされる。
また、第２の回路基板５は、端子ブロック２３の他方の外側面に沿わせた状態で、貫通孔９を貫通した固定ネジ３９が固定孔２７にねじ込まれることにより端子ブロック２３に固定される。

従って、基板アッセンブリ２１を構成する際の制御基板１は、２枚の第１及び第２の回路基板３，５がフラット回路体１１で断面Ｌ字状に折り曲げられてコネクタ嵌合部２６の周囲に配置されることで、端子ブロック２３に対してコンパクトにレイアウトされる。

次に、基板アッセンブリ２１が、直方体状のカバーケース３１に収容されることにより、制御部品ユニット３０の組立が完了する。この際、カバーケース３１は、端子ブロック２３における一対の側面に突設した係止突起２９に、ケース本体３３の対応する係止穴３５が係止されることで端子ブロック２３に固定される。

そして、図４に示すように、制御部品ユニット３０の電源コネクタ嵌合部２８には、電源ハーネス４５の一端に接続されたコネクタ４３が嵌合されると共に、コネクタ嵌合部２６には、補機装置に接続されたワイヤハーネス４７のコネクタ４１が嵌合される。
図６に示すように、本実施形態に係る制御部品ユニット３０は、制御基板１を断面Ｌ字状に折り曲げてコネクタ嵌合部２６の周囲にコンパクトに配置することで、外形を小さくすることができ、小型化を図ることができる。

次に、図５及び図７に基づいて上記制御基板１を用いた電気接続箱５１を説明する。
なお、本実施形態に係る電気接続箱５１は、バッテリからの電源を各種の電装機器に効率的に分配するための電源分配ボックスである。
電気接続箱５１は、図５に示すように、アッパケース５５及びロアケース５６により画成された収容空間内に、内部回路体６０を収容している。内部回路体６０は、複数のバスバー回路体６２やプリント基板６３が積層された構造とされている。

電気接続箱５１の上面及び側面には、各種の電装機器に接続されたワイヤハーネスのコネクタ５７が嵌合される複数のコネクタ嵌合部５３が設けられており、電源コネクタ嵌合部６５に接続される電源ハーネスからの電源が内部回路体６０を介して各種の電装機器に分配される。

そして、制御基板１が、フラット回路体１１で折り曲げずに第１及び第２の回路基板３，５を水平に配置した状態でアッパケース５５に固定されることにより、内部回路体６０のバスバー回路体６２における端子群５８に電気的に接続される。
この際、第１の回路基板３は、端子接続部４の各スルーホール６がバスバー回路体６２における端子群５８の各タブ端子６１に挿通されるようにして、アッパケース５５に固定される。

電気接続箱５１に収容される際の制御基板１は、２枚の第１及び第２の回路基板３，５がフラット回路体１１を折り曲げずに水平に配置されることで、内部回路体６０の高さを抑えることができる。
従って、本実施形態に係る電気接続箱５１によれば、外装の無い制御基板１が内部回路体６０のバスバー回路体６２に直接接続されるので、従来の制御部品ユニット５０７が変換コネクタ５１１を介して内部回路体に接続されていた電源分配ボックス５０１に比べて電気接続箱５１の外形を小さくできる。

なお、図５，７中に想像線で示したように、アッパケース５５の側壁にコネクタ嵌合部５９を設け、複数のタブ端子６１の先端がコネクタ嵌合部５９のコネクタ収容室５４に突出することで、ワイヤハーネス４７のコネクタ４１が嵌合されるように構成することもできる。

上述したように、本第１実施形態に係る制御基板１によれば、制御部品ユニット３０及び電気接続箱５１における各端子群８，５８の接続パターンと同じ被接続パターンを有する制御基板１は、制御部品ユニット３０と電気接続箱５１とに兼用することができ、使い分けが容易なので、車両搭載時の自由度を上げることができる。

即ち、例えばエンジンルームに十分な搭載スペースがある場合は、制御基板１が電気接続箱５１に搭載される。
また、エンジンルームに十分なスペースが取れない場合は、単品置きの部品形態として制御基板１が制御部品ユニット３０に搭載され、この制御部品ユニット３０が車内のスペース等に搭載される。そして、両端部にコネクタを有するワイヤハーネスによって、車内の制御部品ユニット３０とエンジンルーム内に電気接続箱とを電気的に接続する形態とすることもできる。
更に、制御基板１が制御部品ユニット３０及び電気接続箱５１に兼用されることで、制御基板１自体に限らず、制御部品ユニット３０及び電気接続箱５１のコストダウンも図ることができる。

なお、本発明の制御基板は、フラット回路体１１で折り曲げ自在に接続された２枚の第１及び第２の回路基板３，５を備えた上記制御基板１の構成に限定されるものではなく、３枚以上の回路基板をフラット回路体で折り曲げ自在に接続した種々の形態を採り得ることは云うまでもない。
例えば、図８に示した本発明の第２実施形態に係る制御基板７１は、フラット回路体１１で折り曲げ自在に接続された３枚の第１〜第３の回路基板７３，７５，７７を備えている。なお、上記第１実施形態の制御基板１と同様の構成部分についは、同符号を付して詳細な説明を省略する。

図７に示すように、矩形状のプリント基板からなる第１〜第３の回路基板７３，７５，７７は、それぞれ所定の隙間ｄを介して配置されている。第１の回路基板７３と第２の回路基板７５との間、並びに第２の回路基板７５と第３の回路基板７７との間は、フラット回路体１１により折り曲げ自在に接続されている。

そして、例えば上記第１〜第３の回路基板７３，７５，７７が端子ブロック２３に組付けられる際には、断面Ｕ字状に折り曲げられた状態の第１〜第３の回路基板７３，７５，７７が、端子ブロック２３の一外側面と該一外側面を挟んで交差する一対の外側面とに沿って固定されることにより、基板アッセンブリが構成される。

従って、基板アッセンブリを構成する際の制御基板７１は、３枚の第１〜第３の回路基板７３，７５，７７がフラット回路体１１で断面Ｕ字状に折り曲げられてコネクタ嵌合部２６（図２参照）の周囲に配置されることで、端子ブロック２３に対してコンパクトにレイアウトされる。

従って、本実施形態に係る制御基板１，７１によれば、制御部品ユニット３０と電気接続箱５１とに制御基板１，７１を兼用することができる。
また、本実施形態に係る電気接続箱５１によれば、上記制御基板１，７１を用いて形状自由度が高くコンパクトな電気接続箱を提供することができる。

ここで、上述した本発明に係る制御基板及び電気接続箱の実施形態の特徴をそれぞれ以下に簡潔に纏めて列記する。
［１］ フラット回路体（１１）で折り曲げ自在に接続された複数の回路基板（第１〜第３の回路基板３，５；７３，７５，７７）と、前記回路基板に搭載された制御部品（７）と、前記制御部品に電気的に接続された端子接続部（４）と、を備えた制御基板（１，７１）であって、
前記端子接続部が、制御部品ユニット（３０）のコネクタ嵌合部（２６）における端子群（８）の接続パターン、及び電気接続箱（５１）の内部回路体（６０）における端子群（５８）の接続パターンと同じ被接続パターンを有することを特徴とする制御基板（１，７１）。
［２］ 上記［１］に記載の制御基板（１）が、前記フラット回路体で折り曲げずに前記複数の回路基板を水平に配置した状態で、内部回路体（６０）における端子群（５８）に電気的に接続されていることを特徴とする電気接続箱（５１）。
［３］ 上記［１］に記載の制御基板（１，７１）が、前記フラット回路体（１１）で折り曲げた状態で、コネクタ嵌合部（２６）における端子群（８）に電気的に接続されていることを特徴とする制御部品ユニット（３０）。

なお、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、上述したプリント回路による端子接続部４は、本実施形態のスルーホール６を介したタブ端子２５，６１との半田付けに限らず、プレスフィットを用いた端子接続構造や、基板実装用の複数のランドを用いた端子接続構等の種々の接続構造を採り得ることは云うまでもない。

１…制御基板
３…第1の回路基板（回路基板）
４…端子接続部
５…第２の回路基板（回路基板）
６…スルーホール
７…制御部品
８，５８…端子群
１１…フラット回路体
２６…コネクタ嵌合部
３０…制御部品ユニット
５１…電気接続箱
６０…内部回路体

Claims (3)

1. フラット回路体で折り曲げ自在に接続された複数の回路基板と、前記回路基板に搭載された制御部品と、前記制御部品に電気的に接続された端子接続部と、を備えた制御基板であって、
   前記端子接続部が、制御部品ユニットのコネクタ嵌合部における端子群の接続パターン、及び電気接続箱の内部回路体における端子群の接続パターンと同じ被接続パターンを有することを特徴とする制御基板。
2. 請求項１に記載の制御基板が、前記フラット回路体で折り曲げずに前記複数の回路基板を水平に配置した状態で、内部回路体における端子群に電気的に接続されていることを特徴とする電気接続箱。
3. 請求項１に記載の制御基板が、前記フラット回路体で折り曲げた状態で、コネクタ嵌合部における端子群に電気的に接続されていることを特徴とする制御部品ユニット。

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