特許 6065806 回路構成体及び回路構成体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6065806

(24)【登録日】2017年1月6日

(45)【発行日】2017年1月25日

(54)【発明の名称】回路構成体及び回路構成体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02G 3/16 20060101AFI20170116BHJP

   H05K 7/06 20060101ALI20170116BHJP

【ＦＩ】

   H02G3/16

   H05K7/06 C

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-220247(P2013-220247)

(22)【出願日】2013年10月23日

(65)【公開番号】特開2015-82918(P2015-82918A)

(43)【公開日】2015年4月27日

【審査請求日】2015年11月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】陳 登

【審査官】 木村 励

(56)【参考文献】

【文献】 実開平５−２３７２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平３−８３３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０８０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１００５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−５６３６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｇ ３／１６

Ｈ０５Ｋ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バスバー収容孔が形成された回路基板と、前記バスバー収容孔に収容されるバスバーと、前記バスバー収容孔に収容された前記バスバーを前記回路基板に対して固定する固定手段と、を備え、
前記回路基板及び前記バスバーには放熱部材が重ねられており、前記固定手段は、前記放熱部材に固定され、前記固定手段と前記放熱部材との間に前記回路基板及び前記バスバーが挟持されている回路構成体。

【請求項2】

前記バスバーは、前記バスバー収容孔の孔壁に当接している請求項１に記載の回路構成体。

【請求項3】

前記バスバーは、前記バスバー収容孔に圧入されている請求項２に記載の回路構成体。

【請求項4】

前記バスバーは、前記バスバー収容孔の孔壁に弾性反発力を与える弾性部を備えている請求項２又は請求項３に記載の回路構成体。

【請求項5】

前記弾性部は、前記バスバーを切り欠いた切欠部を設けることで弾性変形可能とされており、
前記固定手段は、前記放熱部材に固定するための締結部材を備え、
前記締結部材は、前記切欠部に通される請求項４に記載の回路構成体。

【請求項6】

リード端子を有する電子部品を備え、
前記リード端子は、前記回路基板の導電路と前記バスバーとに接続されている請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の回路構成体。

【請求項7】

バスバー収容孔が形成された回路基板と前記バスバー収容孔に収容されるバスバーと前記回路基板及び前記バスバーに重ねられる放熱部材とを備える回路構成体の製造方法であって、
前記回路基板のバスバー収容孔に前記バスバーを収容する工程と、
前記バスバー収容孔に収容された前記バスバーを前記回路基板及び前記放熱部材に対して固定手段によって固定することで前記固定手段と前記放熱部材との間に前記回路基板及び前記バスバーを挟持する工程と、を備える回路構成体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路構成体及び回路構成体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、回路基板の一方の面にバスバーを貼り付けて構成された回路構成体が知られている。特許文献１に記載の回路構成体は、回路基板の裏面に複数のバスバーが絶縁性の接着層によって接着されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−１８９８８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のように、回路基板の一方の面にバスバーを接着層によって接着する構成では、回路基板とバスバーの接着が完了するのに時間がかかり、製造コストが高くなるという問題がある。特に、接着シートを用いて回路基板とバスバーを貼り付ける場合には、貼り付けの際に回路基板とバスバーに強い圧力が加える必要があるため、そのための装置が必要になり製造コストが高くなりやすい。

【0005】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、回路構成体の製造コストを低減させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の回路構成体は、バスバー収容孔が形成された回路基板と、前記バスバー収容孔に収容されるバスバーと、前記バスバー収容孔に収容された前記バスバーを前記回路基板に対して固定する固定手段と、を備え、前記回路基板及び前記バスバーには放熱部材が重ねられており、前記固定手段は、前記放熱部材に固定され、前記固定手段と前記放熱部材との間に前記回路基板及び前記バスバーが挟持されている。
本発明の回路構成体の製造方法は、バスバー収容孔が形成された回路基板と前記バスバー収容孔に収容されるバスバーと前記回路基板及び前記バスバーに重ねられる放熱部材とを備える回路構成体の製造方法であって、前記回路基板のバスバー収容孔に前記バスバーを収容する工程と、前記バスバー収容孔に収容された前記バスバーを前記回路基板及び前記放熱部材に対して固定手段によって固定することで前記固定手段と前記放熱部材との間に前記回路基板及び前記バスバーを挟持する工程と、を備える。
本構成によれば、回路基板にバスバーを貼り付ける工程を経なくても、バスバーを回路基板のバスバー収容孔に収容し、固定手段でバスバーを回路基板のバスバー収容孔内に固定すれば、回路基板とバスバーとの相対的位置を固定できる。よって、回路構成体の製造コストを低減させることが可能になる。

【0007】

上記発明の実施態様としては以下の構成を備えることが好ましい。
・前記バスバーは、前記バスバー収容孔の孔壁に当接している。
・前記バスバーは、前記バスバー収容孔に圧入されている。
このようにすれば、固定手段で固定する前に、バスバーをバスバー収容孔内に保持することができる。

【0008】

・前記バスバーは、前記バスバー収容孔の孔壁に弾性反発力を与える弾性部を備えている。
このようにすれば、固定手段で固定する前に、バスバーをバスバー収容孔内に保持することができる。

【0009】

・前記弾性部は、前記バスバーを切り欠いた切欠部を設けることで弾性変形可能とされており、前記固定手段は、前記放熱部材に固定するための締結部材を備え、前記締結部材は、前記切欠部に通される。
このようにすれば、弾性部を弾性変形させるために設けられた切欠部を固定手段の締結部材を通すために利用することができる。

【0010】

・リード端子を有する電子部品を備え、前記リード端子は、前記回路基板の導電路と前記バスバーとに接続されている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、回路構成体の製造コストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１の回路構成体を示す平面図

【図2】図１のＡ−Ａ断面図

【図3】図１のＢ−Ｂ断面図

【図4】回路基板を示す平面図

【図5】バスバーを示す平面図

【図6】固定手段の本体を示す平面図

【図7】固定手段の本体を示す正面図

【図8】バスバー収容孔にバスバーを収容した状態を示す平面図

【図9】回路基板及びバスバーに電子部品及び端子を装着した状態を示す断面図

【図10】実施形態２の回路構成体を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図９を参照しつつ説明する。
回路構成体１０は、例えばバッテリー（図示せず）等の電源と、ランプ、ワイパー等の車載電装品等からなる負荷との間の経路に配され、電源から負荷に供給される電流を通断電するものである。この回路構成体１０は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータに用いることができる。以下では、前後方向については、図１の下方を前方とし、上方を後方とし、上下方向及び左右方向については、図２の方向を基準として説明する。

【0014】

（回路構成体１０）
回路構成体１０は、図２，図３に示すように、バスバー収容孔１２を有する回路基板１１と、バスバー収容孔１２に収容されるバスバー１４Ａ，１４Ｂと、回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂに熱伝導シート２５を介して重ねられる放熱板２２（「放熱部材」の一例）と、回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂに実装される電子部品２６と、回路基板１１とバスバー１４Ａ，１４Ｂの相対的位置を固定する固定手段２８とを備えている。

【0015】

（回路基板１１）
回路基板１１は、図４に示すように、外形が長方形状をなしている。回路基板１１は、絶縁基板の上面（一方の面）に、プリント配線技術により銅箔等からなる導電路（図示しない）が形成されている。回路基板１１には、２個（複数）のバスバー収容孔１２が貫通形成されている。２個のバスバー収容孔１２は、共に、前後方向に長い長方形状であり、左右に並んで配されている。

【0016】

（バスバー１４Ａ，１４Ｂ）
バスバー１４Ａ，１４Ｂは、例えば銅又は銅合金からなる長方形状の金属板材からなり、図５に示すように、２個のバスバー収容孔１２に対応して２個（複数個）設けられている。なお、２個のバスバー１４Ａ，１４Ｂは、同一形状であって、他方は、一方を裏返した形状である。

【0017】

バスバー１４Ａ，１４Ｂは、バスバー１４Ａ，１４Ｂの４つの角部の位置に弾性変形可能に設けられた弾性部１５を備える。弾性部１５は、各角部に先端側に向けて先細状に突出する一対の先細部１７，１７を備えている。弾性部１５の外面は、僅かに段差状に張り出してバスバー収容孔１２の孔壁（内壁）に当接する張出部１７Ａが形成されている。なお、バスバー１４Ａ，１４Ｂの外周における左右の長辺１８Ａ，１８Ｂのうちの一方の長辺１８Ｂには、張出部１７Ａが形成されていない。

【0018】

また、バスバー１４Ａ，１４Ｂは、各角部から内方側に切り欠いた切欠部１６と、複数の端子２０が挿通される端子挿通孔１９とが形成されている。切欠部１６は、弾性部１５を形成するためにバスバー１４Ａ，１４Ｂの角部を切り欠いた（貫通させた）ものであり、奥側が円形状に切り欠かれており、その円弧に連なって角に向けて直線状に延びている。

【0019】

端子挿通孔１９は、円形状であって、前後に並んで配されている。各端子挿通孔１９には、図２に示すように、端子２０の各接続部２１が挿通されて半田Ｓにより半田付けされる。端子２０のうち接続部２１とは反対側は、複数の接続部２１が一体になって外部に導出されており、外部の図示しない端子等と接続される。

【0020】

バスバー１４Ａ，１４Ｂがバスバー収容孔１２に嵌め入れられて収容されると（図８参照）、張出部１７Ａがバスバー収容孔１２の孔壁に圧入された状態となる。このとき、張出部１７Ａがバスバー収容孔１２の孔壁に押し付けられることで、先細部１７，１７の基端側が弾性変形し、バスバー収容孔１２の孔壁に弾性反発力を与える。なお、バスバー１４Ａ，１４Ｂの外周のうち、張出部１７Ａよりもわずかに窪んだ部分は、バスバー収容孔１２の孔壁に当接していない。

【0021】

（放熱板２２）
放熱板２２は、回路基板１１やバスバー１４Ａ，１４Ｂの熱を外部に放散するものであり、回路基板１１の外形に応じた長方形状であって、アルミニウムやアルミニウム合金等から形成されている。放熱板２２には、図２，図３に示すように、端子２０の先端部に当接しないように逃げる逃がし孔２３と、固定手段２８の締結部材３２を締結するためのネジ孔２４とが形成されている。

【0022】

回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂと放熱板２２との間には、絶縁性の熱伝導シート２５が配されている。熱伝導シート２５は、絶縁性の材料に接着剤や粘着剤等が塗布されている。

【0023】

（電子部品２６）
電子部品２６は、例えば、ＦＥＴやリレー等のスイッチング素子からなり、電子部品２６の裏面側及び側面側に複数のリード端子２７を有する。複数のリード端子２７は、リフロー半田付け等の公知の手法により、回路基板１１の導電路とバスバー１４Ａ，１４Ｂとに半田付けされて接続されている。なお、本実施形態では、各電子部品２６ごとに、電子部品２６の裏面側のリード端子２７の底面がバスバー１４Ａ，１４Ｂの上面に半田付けされるとともに、当該電子部品２６の側面側のリード端子２７が回路基板１１の導電路に半田付けされている。

【0024】

なお、電子部品２６が３個（複数個）並んでいるのは、電子部品２６の容量に応じて、車両の電流を分流するためであり、反対側（電流供給方向とは逆方向）にも３個並んでいるのは、スイッチングオフ時に（寄生ダイオードによる）電流の逆流を防止するためである。

【0025】

（固定手段２８）
固定手段２８は、バスバー収容孔１２に収容されたバスバー１４Ａ，１４Ｂが回路基板１１に対して位置ずれしないように固定するものであり、回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂの前後に一対設けられ、図３に示すように、左右方向に長尺の本体２９と、本体２９を放熱板２２にネジ留めして固定する締結部材３２とを備える。

【0026】

本体２９は、作業者が掴むことが可能な把手部３０と、把手部３０の左右の両側に設けられ、回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂに当接して回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂを下方に押さえ付ける押さえ部２９Ａとを備える。
把手部３０は、回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂの上面との間に開口部３０Ａを形成している。押さえ部２９Ａは、バスバー１４Ａ，１４Ｂの全幅（左右方向の全幅）及び回路基板１１におけるバスバー収容孔１２の近傍の部分（バスバー収容孔１２の孔縁部）の上に載置され、バスバー１４Ａ，１４Ｂ及び回路基板１１を放熱板２２側に押さえ付ける。
押さえ部２９Ａには、締結部材３２が挿通される円形状のネジ挿通孔３１が形成されている。締結部材３２は、軸部と頭部を有するボルトである。軸部の先端部が放熱板２２のネジ孔２４にネジ留めされ、本体２９と放熱板２２の位置が固定される。

【0027】

回路構成体１０の製造方法について説明する。
（バスバー収容工程）
回路基板１１のバスバー収容孔１２にバスバー１４Ａ，１４Ｂを圧入する。このとき、弾性部１５が弾性変形するとともに、弾性部１５の弾性反発力がバスバー収容孔１２の孔壁を押し付ける力により、バスバー１４Ａ，１４Ｂがバスバー収容孔１２の孔壁に保持される（図８）。なお、この状態では回路基板１１を持ち上げてもバスバー１４Ａ，１４Ｂがバスバー収容孔１２から離脱しない。

【0028】

（部品実装工程）
電子部品２６のリード端子２７を回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂにリフロー炉を通してリフロー半田付けした後、端子２０をフロー半田付けにより端子挿通孔１９に半田付けして接続する（図９）。

【0029】

（放熱部材貼付工程）
回路基板１１のバスバー収容孔１２にバスバー１４Ａ，１４Ｂが収容されて構成されたバスバー基板に放熱板２２を熱伝導シート２５によって貼り付ける。

【0030】

（固定工程）
固定手段２８の本体２９を回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂに載置し、ネジ挿通孔３１に締結部材３２を通す。締結部材３２は、バスバー１４Ａ，１４Ｂの切欠部１６を通って、放熱板２２のネジ孔２４に螺合する。
これにより、固定手段２８と放熱板２２が固定され、回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂが固定手段２８の本体２９と放熱板２２との間に挟持され、回路基板１１とバスバー１４Ａ，１４Ｂとの相対的位置が固定される。これにより、回路構成体１０が形成される。
回路構成体１０は、ケース（図示しない）に収容された電気接続箱として車両の電源から負荷に至る経路に配される。

【0031】

上記実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
回路構成体１０は、バスバー収容孔１２が形成された回路基板１１と、バスバー収容孔１２に収容されるバスバー１４Ａ，１４Ｂと、バスバー収容孔１２に収容されたバスバー１４Ａ，１４Ｂを回路基板１１に対して固定する固定手段２８とを備える。
本実施形態によれば、回路基板１１にバスバー１４Ａ，１４Ｂを貼り付ける工程を経なくても、バスバー１４Ａ，１４Ｂを回路基板１１のバスバー収容孔１２に収容し、固定手段２８でバスバー１４Ａ，１４Ｂを回路基板１１のバスバー収容孔１２内に固定すれば、回路基板１１とバスバー１４Ａ，１４Ｂとの相対的位置を固定できる。よって、回路基板１１にバスバー１４Ａ，１４Ｂを貼り付けなくてもよいため、回路構成体１０の製造コストを低減させることが可能になる。

【0032】

また、バスバー１４Ａ，１４Ｂは、バスバー収容孔１２に圧入されている。
このようにすれば、固定手段２８で固定する前に、バスバー１４Ａ，１４Ｂをバスバー収容孔１２内に保持（仮固定）することができる。

【0033】

また、バスバー１４Ａ，１４Ｂは、バスバー収容孔１２の孔壁に弾性反発力を与える弾性部１５を備えている。
このようにすれば、固定手段２８で固定する前に、バスバー１４Ａ，１４Ｂをバスバー収容孔１２内に保持（仮固定）することができる。また、弾性部１５を有することで、バスバー１４Ａ，１４Ｂの圧入の際の力で回路基板１１に損傷が生じないようにすることができる。

【0034】

さらに、弾性部１５は、バスバー１４Ａ，１４Ｂを切り欠いた切欠部１６を設けることで弾性変形可能とされており、固定手段２８は、放熱部材に固定するための締結部材３２を備え、締結部材３２は、切欠部１６に通される。
このようにすれば、弾性部１５を弾性変形させるために設けられた切欠部１６を固定手段２８の締結部材３２を通すために利用することができる。

【0035】

また、リード端子２７を有する電子部品２６を備え、リード端子２７は、回路基板１１の導電路とバスバー１４Ａ，１４Ｂとに接続されている。
このようにすれば、固定手段２８で固定する前に電子部品２６を実装すれば、電子部品２６を介してバスバー１４Ａ，１４Ｂをバスバー収容孔１２内に保持（仮固定）することができる。

【0036】

＜実施形態２＞
実施形態２を図１０を参照しつつ説明する。実施形態２は、端子２０に代えて端子３３をバスバー１４Ａ，１４Ｂの上面にリフロー半田付けにより接続したものである。実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
バスバー３４Ａ，３４Ｂには、バスバー１４Ａ，１４Ｂから端子挿通孔１９をなくしたものである。また、放熱板３５は放熱板２２の逃がし孔２３をなくしたものである。
実施形態２によれば、電子部品２６及び端子３３がリフロー半田付けにより表面実装されるため、電子部品２６及び端子３３の接続を同一工程（リフロー半田付け工程）で行うことが可能になる。

【0037】

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、バスバー１４Ａ，１４Ｂは、弾性部１５を有していたが、弾性部１５を有さない構成としてもよい。

【0038】

（２）上記実施形態では、バスバー１４Ａ，１４Ｂは、バスバー収容孔１２に圧入されていたが、バスバー収容孔１２に圧入されていない構成としてもよい。例えば、バスバー収容孔１２の孔壁に弾性部１５の弾性反発力のみで保持されている構成としてもよい。

【0039】

（３）実施形態では、バスバー１４Ａ，１４Ｂのバスバー収容孔１２内での保持は、圧入や弾性部１５に限られない。例えば、上記実施形態のように、電子部品２６のリード端子２７を回路基板１１及びバスバー１４Ａ，１４Ｂのそれぞれに半田付けし、電子部品２６を実装することにより、バスバー１４Ａ，１４Ｂが電子部品２６を介してバスバー収容孔１２内に保持されるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１０：回路構成体
１１：回路基板
１２：バスバー収容孔
１４Ａ，１４Ｂ，３４Ａ，３４Ｂ：バスバー
１５：弾性部
１６：切欠部
１７，１７：先細部
１７Ａ：張出部
２２，３５：放熱板（放熱部材）
２６：電子部品
２７：リード端子
２８：固定手段
２９：本体
２９Ａ：押さえ部
３２：締結部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】