专利名称：车辆用电接线盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆用电接线盒，所述电接线盒构成用于将在诸如机动车辆的车 辆上安装的电源分配到多个车载用负载的配电电路。
背景技术：
迄今，车辆用电接线盒是公知的，该电接线盒包括用于将车辆用电源分配到多个 车载用负载的配电电路，以及用于控制在配电电路中包括的切换元件(例如，继电器开关 和晶体管)的开关动作的控制电路。例如，在专利文献1中公开的电接线盒包括用于构成配电电路的配线基板，以及 用于控制在配线基板上安装的半导体继电器的开关动作的ECU板。ECU板包括基板本体和 从基板本体向下突出的多个L形端子。当这些L形端子连接到配电单元上的适当位置时， 在配线基板上形成的配电电路和在ECU板上的控制电路被电互连。在电接线盒中，因为在配线基板侧上安装具有相对高的卡路里值的半导体继电 器，而在ECU板侧中并入在相对高温度下脆弱的控制电路，所以可以抑制控制电路免受由 于从半导体继电器产生的热而导致的不利热效应。然而，在专利文献1中公开的电接线盒涉及需要克服的以下问题。a.难以减小在构成配电电路的配线基板和构成控制电路的ECU板之间的面积差。 这个面积差将妨碍整体电接线盒的尺寸降低。通常，如在专利文献1中的图2和3中所示， 因为构成配电电路的配线基板必须加宽配线图案的宽度，以便符合于大电流，所以配线基 板的面积变得大于仅仅安装电路基板的ECU板的面积。随着配电电路变得复杂化，这个面 积差将变大。随着面积差变大，将难以在单一壳体组件中有效地包含这两个板。结果，降低 壳体组件的尺寸将变得困难。b.需要多个端子来将配线基板上的配电电路和ECU板上的控制电路进行互连。另 外，端子的数目将随着在配电电路中包括的切换元件增加而增加。端子数目的这种增加将 引起包括端子的连接器的尺寸增大，由此妨碍了连接可靠性的增强。专利文献JP 2007-228757A
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的在于提供一种车辆用电接线盒，该电接线盒能够有 效地抑制控制电路经受来自配电电路的不利热效应，能够降低整个结构的尺寸，并且能够 减少用于将电路相互连接的端子的数目。用于解决所述问题的方案为了解决以上问题，本发明涉及一种车辆用电接线盒，该电接线盒包括用于将在 车辆上安装的电源分配到多个车载用负载的配电电路、提供在该配电电路上以打开和关闭 在电源和车载用负载之间的电流输送的多个切换元件、用于控制切换元件的开关动作的控 制电路、用于构成配电电路的一部分的配电单元、以及具有在其中并入控制电路的基板本体的电路基板。该电路基板的基板本体由横切基板本体的边界线划分成配电电路区和控制 电路区。该控制电路区提供有用于形成控制电路的导电图案并且提供有控制电路元件。该 配电电路区提供有多个切换元件的一部分并且提供有用于将切换元件的一部分连接到电 源和车载用负载的导电图案。该电接线盒满足以下条件A和B中的至少一个。A)在配电电路区上提供的切换元件仅包括如下切换元件，所述切换元件具有的负 载电流小于除了所述前者切换元件之外的、在配电单元中包括的切换元件的负载电流。B)在配电电路区上提供的导电图案仅包括如下导电图案，所述导电图案具有的厚 度小于在配电单元中包括的导电图案的厚度。
图1是根据本发明的车辆用电接线盒的实施例的分解透视图。图2是将在图1所示的电接线盒中安设的电路基板的底视图。图3是将在图1所示的电接线盒中安设的特定继电器元件的电路图。图4是要被连接到图2所示的特定继电器元件的导电图案的平面视图。
具体实施例方式将在下面通过参考附图描述根据本发明的车辆用电接线盒的优选实施例。图1是根据本发明的车辆用电接线盒10的实施例的分解透视图。电接线盒10包 括上壳体12、下盖14、配电单元20和电路基板30。当上壳体12和下盖14在垂直方向上 被相互耦合时，它们构成电接线盒10。配电单元20在板厚度方向上被层压在电路基板30 上，使得它们被包含于壳体组件中。通过按照顺序向上层压绝缘板22、配线基板24、绝缘板26和母线28而构造配电 单元20。配线基板24包括由玻璃纤维、合成树脂等制成的基板本体和导电图案(未示出)。 导电图案和母线28构成配电电路的一部分。配电电路用于将在车辆上安装的电源分配到 多个车辆用负载。配电单元20仅仅构成具有大电流规格的配电电路的一部分。优选地，在 配线基板24中包括的导电图案是具有适用于大电流的、例如105 ym的厚度的四层层压铜 箔。在配线基板24上的导电图案和向上弯曲的母线的一部分提供有外部连接端子 24a和28a。在另一方面，上壳体12在适当位置上提供有向下打开的罩12a。外部连接端 子24a和28a分别地突出到罩12a中以形成连接器。该连接器被耦合到在电接线盒10外 侧布置的外部部件(例如，熔丝和继电器)。多个引脚端子40被设置在配线基板24的右侧和左侧边缘上。引脚端子40用于 将在配线基板24侧处的配电电路电连接到在之后提到的电路基板30侧处的配电电路。引 脚端子40在厚度方向(在图1中垂直方向)上插入到配线基板24的基板本体中并且被焊 接在配线基板24上。电路基板30包括由诸如玻璃纤维或者合成树脂的绝缘材料制成的基板本体。在 基板本体中并入控制电路和配电电路的一部分(特别地，从配电单元20除了以上配电电路 之外的小电流规格电路)。优选地，在电路基板30中包括的导电图案是适用于小电流和控 制信号的、层压的、薄的铜箔(例如，具有35 ym的厚度的两层或者四层铜箔)。具体地，如在示出电路基板30的底视图的图2中所示，电路基板30的基板本体由横切基板本体而延 伸的边界线BL划分成控制电路区Ac和配电电路区Ap。构成用于控制信号规格的控制电路的导电图案(未示出)被设置在控制电路区Ac 上。在另一步骤通过回流焊接，诸如微型计算机、存储器、晶体管和二极管的半导体部件以 及诸如电阻器、电容器的电路元件在适当位置上被安装在控制电路区Ac上。构成用于小电流规格的控制电路的导电图案(未示出)被设置在配电电路区Ap 上。外部连接连接器31、多个继电器元件32A和特定继电器元件32B被安装在配电电路区 Ap上的适当位置上。通过适用于附着所述部件的焊接方法而将这些外部连接连接器和继电 器元件安装在配电电路区Ap上。具体地，与在上述的另一步骤中在控制电路区Ac上安装 电路部件的同时，安装适用于回流焊接的部件。如在之后提及地，当在电路基板30上焊接 引脚端子40时，同时在电路基板30上安装适用于流动焊接的部件。在配电电路区Ap中的右边缘和左边缘上，布置多个引脚端子33。每个弓|脚端子连接部33构成用于将在配电电路区Ap上的配电电路和在配电单元 20上的配电电路相互电耦合的配电连接部。具体地，每个引脚端子连接部33提供有穿透电 路基板30的、具有小直径的贯通孔，并且当每个引脚端子40被插入到引脚端子连接部33 中时，引脚端子40通过流动焊接而被电连接到配电电路区Ap上的导电图案。S卩，引脚端子 40在电接线盒10中被置入在各个引脚端子连接部33与配电单元20之间，以在与它们的层 压方向平行的方向(在图1中沿着上下方向)上延伸。各个端子40通过流动焊接而被连 接到电路基板30和配电单元20。具体焊接方法不限于回流焊接。例如，该方法可以是使用焊接烙铁的人工焊接方 式或者焊接机器人。外部连接连接器31用于将电接线盒10外侧的电路直接地连接到配电电路区Ap 上的配电电路而不置入引脚端子40。继电器元件32A和32B被并入在配电电路中并且它们是打开和关闭在车载用电源 与相应的车载用负载之间的电流的切换元件。继电器元件32A和32B包括在配电电路中置 入的一对传导端子以及向其施加控制信号以便打开和关闭在这些传导端子之间的电流的 控制端子。每个继电器元件32A的控制端子被连接到在配电电路区Ap上的导电图案并且 从导电图案接收控制信号。在另一方面，每个继电器元件32B的控制端子从控制电路区Ac 上的控制电路接收控制信号。图3示出关于特定继电器元件32B的电路。继电器元件32B包括用作传导端子的 电源侧传导端子x和负载侧传导端子y。电源侧传导端子x通过配电单元20而被连接到用 作车载用电源的电池BT。负载侧传导端子y被连接到具有相对小的电流规格的负载(在图 3中的灯LP)。具体地，配电单元20被连接到电池BT并且通过也在图4中示出的配电电路 区Ap上设置的适当的引脚端子40和导电图案35p而被连接到电源侧传导端子x。此外，负 载侧传导端子y通过在配电电路区Ap上设置的导电图案35p和外部连接连接器31而被连 接到灯LP。特定继电器元件32B包括用作控制端子的电源侧线圈端子a和接地侧线圈端子b、 以及被提供在线圈端子a和b之间的继电器线圈。当电流在继电器线圈中流动时，在控制 电路区Ac上的控制电路实现开关切换动作。如也在图4中所示，线圈端子a和b这两者都通过从控制电路区Ac引出的导电图案35c而被电连接到控制电路。该控制电路包括电源电路34、二极管37、晶体管38和微型计算机36。电源电路34 将低电压电源应用于电源侧线圈端子a和微型计算机36。二极管37被置入线圈端子a和 b这两者之间，以防止从电源侧线圈端子a到接地侧线圈端子b的短路。晶体管38被置入 在接地侧线圈端子b与地之间，并且从微型计算机36接收控制信号以实现开关切换动作。 仅当晶体管38导通时，接地侧线圈端子b才被连接到地并且电流在线圈端子a和b之间的 继电器线圈中流动，由此将传导端子x和y电互连。S卩，电池BT和灯LP被电互连。“切换元件”在本发明中不限于继电器元件。例如，它可以是具有开关功能的诸如 FET的半导体元件。因为在共同的电路基板30中并入控制电路和由控制电路控制的配电电路的一部 分，所以与其中仅仅在电路基板30上安设控制电路的传统电接线盒相比，可以使电路基板 30的面积与构成配电电路的一部分的配电单元20的面积均等化。这能够降低电接线盒的 整体尺寸。例如，如在图1中所示，可以使电路基板30的面积与配电单元20的面积基本上 均等化并且基本上使得板30和单元20的外形与上壳体12和下盖14的内部形状相符合。 这能够显著地增强在壳体组件中的包含空间的效率。因为可以通过例如导电图案而将控制电路电连接到电路基板30上的特定继电器 元件32B，所以可以减少用于将电路基板和配电单元互连的端子的数目。在另一方面，因为电路基板30的电路基板本体由横切基板本体的边界线BL划分 成配电电路区Ap和控制电路区Ac，所以可以在控制电路区AC上将控制电路设置成远离诸 如配电电路区Ap上的继电器元件32A和32B的发热源和导电图案。这能够有效地抑制控 制电路经受来自配电电路的不利热效应。此外，因为配电电路之中的仅仅小电流规格电路能够被设置在配电电路区Ap上， 所以可以进一步减小不利热效应。具体地，仅仅满足以下条件A和B中的至少一个的配电 电路可以被形成在配电电路区Ap上。A)在配电电路区Ap上提供的切换元件(例如，在图中的继电器元件32A和32B) 中的负载电流小于在配电单元20中包括的切换元件(除了前者切换元件以外)中的负载 电流。B)在配电电路区Ap上的导电图案的厚度小于在配电单元20中包括的导电图案的 厚度(在配线基板24中包括的导电图案的厚度或者在本实施例中的母线28的厚度)。
通过仅仅在配电电路区Ap上设置满足以上条件A和/或B的配电电路，可以更加 有效地抑制从配电电路区Ap到控制电路区Ac的不利热效应。此外，因为配电连接部(引脚端子连接部33)将配电电路区Ap上的配电电路和包 括电接线盒中的配电单元20的配电电路电互连，所以可以容易地将配电电路相互协调。还 可以进一步减小从配电单元20侧到控制电路的不利热效应。特别地，在图中示意的结构中，因为引脚端子40被置入在电路基板30与配电单元 20之间，以在与它们的层压方向平行的方向上延伸并且引脚端子40通过焊接而被连接到 电路基板30的引脚端子连接部33并且被连接到配电单元20，所以可以通过简单结构将配 电单元20和电路基板30可靠地互连。另外，因为在配电电路区Ap中包括的配电电路是小电流规格电路，所以配电电路的构成元件(例如，导电图案)的热容量变小。因此，可以避免由于在配电电路区Ap侧的 热容量与控制电路区Ac侧的热容量之间的差异而在焊接中引起的失效。如果配电区域侧 的热容量显著地高于控制电路侧的热容量，则当在两个区域处焊接任何部件时，特别地当 通过回流焊接来连接各个连接部时，由于在控制电路区侧处的焊接而引起的长时间的加热 将使在其中已经通过另一步骤完成焊接的控制电路区侧上的固化焊料再次熔化，在控制电 路区侧处安装电子部件等将发生失效，或者所述部件将会劣化。然而，能够通过减小热容量 差异而避免这种麻烦。此外，对于本发明而言，优选的是铅流动焊接，其中，与含铅焊料相比，焊料加热将
产生高温。电路基板30的基板本体可以是单一图案层(在绝缘板上设置的导电图案)或者 多个图案层。在后一情形中，可以将各个图案设计成使得在各个图案层上的导电图案之中 的、在配电电路区Ap中包括的一部分构成配电电路，并且在控制电路区Ac中包括的一部分 构成控制电路。如上所述，因为在公共电路基板中并入控制切换元件的开关动作的控制电路和配 电电路的一部分，所以与其中在电路基板上仅仅安装控制电路的传统电接线盒相比，可以 使电路基板的面积与构成配电电路的一部分的配电单元的面积均等化。这能够降低电接线 盒的整体尺寸。还可以将控制电路电连接到电路基板上的切换元件的至少一部分。因此，可以减 小用于将电路基板和配电单元互连的端子的数目。这将使得能够降低包括端子的连接器的 尺寸并且增强连接可靠性。另外，因为电路基板的基板本体由横切基板本体的边界线划分成配电电路区和控 制电路区，所以可以将控制电路在控制电路区上设置成远离诸如配电电路区上的切换元件 的发热源例如和导电图案。此外，因为配电电路区包括A)仅仅如下切换元件，所述切换元件的负载电流小于 除了在配电区域上的所述前者切换元件以外的、在配电单元中包括的切换元件的负载电 流，或者B)导电图案区域仅仅包括其厚度小于在配电单元中包括的导电图案的厚度的导 电图案，所以可以抑制来自配电区域的卡路里值。即，因为仅从电接线盒中的配电电路中选择其中负载电流和卡路里值小的切换元 件，或者其中厚度和电流负荷小的导电图案并且将其设置在配电电路区中，所以可以抑制 从配电电路区到控制电路区的不利热效应。更加优选的是，电路基板在配电电路区上提供有将配电电路区上的配电电路和配 电单元上的配电电路电互连的配电连接部。因为这种配电连接部被提供在配电电路区上， 所以可以便于在配电电路区上的配电电路和配电单元侧上的配电电路之间的配合并且抑 制从配电单元侧到控制电路的不利热效应。在此情形中，电路基板的配电电路区包括特定切换元件，该特定切换元件包括在 配电电路区上形成的配电电路中的一对电流输送端子和向其施加控制信号以打开和关闭 在电流输送端子之间的电流流动的控制端子。该特定切换元件的电流输送端子通过配电电 路区上的导电图案而被连接到配电连接部。优选地，该特定切换元件的控制端子通过从控 制电路区引出的导电图案而被连接到控制电路。
根据以上结构，在该特定切换元件中包括的电流输送端子和控制端子被以简单和 紧凑的方式连接到配电电路和控制电路。壳体组件被提供成布置和包含配电单元和电路基板。配电单元和电路基板被包含 在壳体组件中，使得它们被层压成平行于电路基板的厚度方向并且彼此相邻。优选地，在电 路基板的配电电路区上的配电电路在与配电单元层压方向平行的方向上通过配电连接部 而被连接到配电单元。这种布置能够以最紧凑的方式在壳体组件中包含配电单元和电路基板。另外，因 为配电单元和电路基板能够在层压方向上相互接近，所以可以在相同方向上缩短用于将配 电单元和电路基板互连的端子等的长度。更加具体地，优选的是在与层压方向平行的方向上延伸的引脚端子被置入在电路 基板的配电连接部和配电单元之间，并且引脚端子通过焊接而被连接到电路基板和配电单 元的配电连接部。虽然这个结构简单，但是可以将配电单元和电路基板可靠地互连。另外，如上所述，因为在配电电路区中包括的配电电路具有小电流规格，所以在配 电电路区中包括的导电图案等的热容量小于配电单元的热容量。这能够避免由于在配电电 路区侧的热容量和控制电路区侧的热容量之间的差异而引起焊接的失效。此外，使配电单元和电路基板的面积均等化能够使得例如它们的形状符合壳体组 件的内部形状。设定这种形状能够增强在壳体组件中的、配电单元和电路基板的包含空间 的效率。
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权利要求
一种车辆用电接线盒，包括配电电路，所述配电电路用于将在车辆上安装的电源分配到多个车载用负载；多个切换元件，所述多个切换元件提供在所述配电电路上，用于打开和关闭在所述电源与所述车载用负载之间的电流输送；控制电路，所述控制电路用于控制所述切换元件的开关动作；配电单元，所述配电单元用于构成所述配电电路的一部分；以及电路基板，所述电路基板具有在其中并入所述控制电路的基板本体；其中所述电路基板的所述基板本体由横切所述基板本体的边界线划分成配电电路区和控制电路区，所述控制电路区提供有用于形成所述控制电路的导电图案并且提供有控制电路元件，所述配电电路区提供有所述多个切换元件的一部分并且提供有用于将所述切换元件的所述部分连接到所述电源和所述车载用负载的导电图案；以及其中在所述配电电路区上提供的所述切换元件仅包括如下切换元件，所述切换元件具有的负载电流小于在所述配电单元中包括的所述切换元件的负载电流。
2.—种车辆用电接线盒，包括配电电路，所述配电电路用于将在车辆上安装的电源分配到多个车载用负载； 多个切换元件，所述多个切换元件提供在所述配电电路上，用于打开和关闭在所述电 源与所述车载用负载之间的电流输送；控制电路，所述控制电路用于控制所述切换元件的开关动作； 配电单元，所述配电单元具有用于构成所述配电电路的一部分的导电图案；以及 电路基板，所述电路基板具有在其中并入所述控制电路的基板本体； 其中所述电路基板的所述基板本体由横切所述基板本体的边界线划分成配电电路区 和控制电路区，所述控制电路区提供有用于形成所述控制电路的导电图案并且提供有控制 电路元件，所述配电电路区提供有所述多个切换元件的一部分并且提供有用于将所述切换 元件的所述部分连接到所述电源和所述车载用负载的导电图案；以及其中在所述配电电路区上提供的所述导电图案仅包括如下的导电图案，所述导电图案 具有的厚度小于在所述配电单元中包括的所述导电图案的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用电接线盒，其中在所述电路基板上的所述配电电路区提供有配电连接部，所述配电连接部用于将所述 配电电路区上的所述配电电路与由所述配电单元构造的所述配电电路电互连。
4.根据权利要求3所述的车辆用电接线盒，其中在所述电路基板上的所述配电电路区包括特定切换元件，所述特定切换元件具有在所 述配电电路区上的所述配电电路中提供的一对电流输送端子和向其施加控制信号以打开 和关闭在所述电流输送端子之间的电流输送的控制端子，以及其中所述特定切换元件的所述电流输送端子通过所述配电电路区上的所述导电图案 而被连接到所述配电连接部，并且所述特定切换元件的所述控制端子通过从所述控制电路 区引出的导电图案而被连接到所述控制电路。
5.根据权利要求3或4所述的车辆用电接线盒，其中壳体组件被提供成包含所述配电单元和所述电路基板，所述配电单元和所述电路基板 在与所述电路基板的厚度方向平行的方向上彼此相邻地层压并且被包含在所述壳体组件中，在所述配电电路区上的所述配电电路在与所述层压方向平行的方向上通过所述配电连 接部而被连接到所述配电单元。
6.根据权利要求5所述的车辆用电接线盒，其中引脚端子被设置在所述电路基板上的所述配电连接部与所述配电单元之间，以在与所 述层压方向平行的方向上延伸，并且所述弓I脚端子通过焊接而被连接到所述电路基板上的 所述配电连接部和所述配电单元。
7.根据权利要求5或6所述的车辆用电接线盒，其中所述配电单元和所述电路基板具有基本符合所述壳体组件的内部形状的形状。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种车辆用电接线盒，该电接线盒能够有效地抑制控制电路经受来自配电电路的不利热效应，能够降低整个结构的尺寸，并且能够减小用于将电路相互连接的端子的数目。该车辆用电接线盒包括用于构成配电电路的一部分的配电单元(20)和电路基板(30)。电路基板(30)的基板本体由横切电路基板本体的边界线(BL)划分成配电电路区(Ap)和控制电路区(Ac)。在控制电路区(Ac)中并入控制电路。配电电路区(Ap)提供有配电电路，该配电电路的电流规格小于在配电单元上的配电电路的电流规格。
文档编号B60R16/02GK101855803SQ20088011579
公开日2010年10月6日 申请日期2008年5月27日 优先权日2007年11月21日
发明者杉村嘉秋, 细野刚 申请人:住友电装株式会社