回路基板を用いたジョイントボックス
【課題】 各種電気機器に使用することができ、金属箔による回路パターンを有する回路基板を用いたジョイントボックスを得る。
【解決手段】 上ケース１１、回路ユニット１２、下ケース１３を相互に組み付けることにより、ジョイントボックスが形成される。
回路ユニット１２の上面には、回路パターンが形成されていると共に、複数個の挿入端子１５を取り付けた合成樹脂製のブロック体１６が配置されている。ブロック体１６は上ケース１１に区画された枠部１７に嵌合され、ブロック体１６上に突出した挿入端子１５の平刃端１５ａ、受端１５ｂ、ピン端１５ｃなどの接続部が枠部１７内に位置している。回路ユニット１２は例えば５枚の回路基板１９が積層され、各回路基板１９は例えば射出成型により成型された樹脂プレート２０上に、パターンの箔回路２１が載置されている。箔回路２１は銅箔から成り、積層された回路基板１９ごとに異なるパターンに区画されている。
【解決手段】 上ケース１１、回路ユニット１２、下ケース１３を相互に組み付けることにより、ジョイントボックスが形成される。
回路ユニット１２の上面には、回路パターンが形成されていると共に、複数個の挿入端子１５を取り付けた合成樹脂製のブロック体１６が配置されている。ブロック体１６は上ケース１１に区画された枠部１７に嵌合され、ブロック体１６上に突出した挿入端子１５の平刃端１５ａ、受端１５ｂ、ピン端１５ｃなどの接続部が枠部１７内に位置している。回路ユニット１２は例えば５枚の回路基板１９が積層され、各回路基板１９は例えば射出成型により成型された樹脂プレート２０上に、パターンの箔回路２１が載置されている。箔回路２１は銅箔から成り、積層された回路基板１９ごとに異なるパターンに区画されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路において使用され、各種の配線を分岐、結合するための各種電気機器やジョイントボックスに使用可能な回路基板を用いたジョイントボックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジョイントボックスには多数の型式が知られているが、例えばＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）を積層して複雑な回路処理をしたものが本出願人による特許文献１で開示されている。このジョイントボックスでは、図２８に示すように所定の回路パターンを形成した導体箔１を２枚の絶縁シート２により挟着したフラットケーブル層３を積層する。
【０００３】
積層したフラットケーブル層３には共通の切欠孔４を形成し、各切欠孔４に必要に応じてフラットケーブル層３の導体箔１を露出し、露出した導体箔１を最上部に取り付けた接続端子５の下端部に溶着している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４３５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述した従来例は、フラットケーブル層３の製作に手間がかかり、コストが高くなる。また、切欠孔４内での導体箔１の取り出しが厄介であり、また導体箔１と接続端子５との接続が不安定となる問題もある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、各種電気機器に使用することができ、金属箔による回路パターンを有する回路基板を用いたジョイントボックスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る回路基板を用いたジョイントボックスは、三次元的に成型した合成樹脂材から成る樹脂プレート上に金属箔から成る回路パターンを載置した複数枚の回路基板を積層し、これらの回路基板の所定個所に前記積層した回路基板に共通の端子挿通孔を形成し、前記任意の層の回路基板の前記端子挿通孔に金属製の略円筒状の受端子を取り付け、該受端子に付設したタブを当該回路基板の前記回路パターンに接続し、前記共通の端子挿通孔にピン状の挿入端を有する挿入端子を挿通し、前記受端子を介して該当の前記回路基板の各層の前記回路パターンを電気的に導通することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る回路基板を用いたジョイントボックスは、三次元的に成型した合成樹脂材から成る樹脂プレート上の必要個所に端子挿通孔を形成し、前記樹脂プレート上に所定形状に打ち抜いた金属箔から成る回路パターンを載置し、前記端子挿通孔に該当する前記回路パターンにピン状の挿入端を挿し込むための切込部を設けると共に、対応する前記端子挿通孔に金属製の略円筒状の受端子を嵌合した複数枚の回路基板を積層し、前記端子挿通孔に前記挿入端を挿通し、前記受端子を介して前記挿入端と前記回路基板の各層の前記回路パターンとを電気的に導通することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回路基板を用いたジョイントボックスによれば、箔回路による回路パターンが形成された回路基板を積層して製作するので、複雑な回路でも薄型化して製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を図１〜図２７に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る回路基板を用いたジョイントボックスの実施例の分解斜視図であり、上ケース１１、回路ユニット１２、下ケース１３を相互に組み付けることにより、ボックス形状のジョイントボックスが得られる。つまり、上ケース１１、下ケース１３間に回路ユニット１２が収納され、ケース１１、１３同士が接合されると、回路ユニット１２を収容した状態で上ケース１１、下ケース１３に設けられたロック部１４ａ、１４ｂによりロックされる。
【００１１】
回路ユニット１２の上面には、図示を省略した回路パターンが形成されていると共に、複数個の挿入端子１５を取り付けた合成樹脂製のブロック体１６が配置されている。ブロック体１６は上ケース１１に区画された枠部１７に嵌合され、ブロック体１６上に突出した挿入端子１５の平刃端１５ａ、受端１５ｂ、ピン端１５ｃなどの接続部が枠部１７内に位置している。そして、これらの接続部にヒューズ素子、スイッチ素子或いは他の接続端子を収容したコネクタが装着可能とされている。
【００１２】
また、下ケース１３においても枠部１８が形成され、図示は省略しているが、回路ユニット１２の下面に取り付けられたブロック体１６から挿入端子１５の接続端が下向きに突出され、下ケース１３の下面に同様の素子、コネクタなどが装着可能とされている。
【００１３】
また、このジョイントボックス内に電子回路ユニットを設けることもでき、更にはジョイントボックスから端子を突出して、電子回路ユニットを収容したボックス同士を隣接して、端子同士により接続することもできる。
【００１４】
回路ユニット１２は例えば５枚の回路基板１９が積層され、図２、図３に示すように、各回路基板１９は例えば射出成型により成型された合成樹脂製の最大厚み１．５ｍｍ程度の樹脂プレート２０上に、パターンの箔回路２１が載置されている。箔回路２１は例えば厚さ１２０μｍの銅箔から成り、積層された回路基板１９ごとに異なるパターンに区画されている。
【００１５】
樹脂プレート２０には、図４に示すように複数のアンカピン２０ａが上方に向けて突出され、箔回路２１に設けられたピン孔２１ａに挿通されている。このアンカピン２０ａの上部を熱により押し潰すことにより、箔回路２１は樹脂プレート２０に位置決め固定されている。
【００１６】
なお、電流容量によっては一部の箔回路２１は、図５に示すように金属箔を２層又はそれ以上の複数層とされ、高さの高いアンカピン２０ａ’により固定されている。樹脂プレート２０に穿孔された溶着用孔部２０ｂから溶着電極を挿し込むことにより、重ねた箔回路２１同士は溶着される。
【００１７】
樹脂プレート２０の複数個所には、図２、図３に示すように積層した樹脂プレート２０に共通の円形の端子挿通孔２０ｃが形成され、所定の層の回路基板１９の各回路２１には端子挿通孔２０ｃと同径の孔部が設けられていて、この端子挿通孔２０ｃには受端子２２が取り付けられている。なお、受端子２２は必要な電流容量によって数種類の大きさがあり、それに伴って端子挿通孔２０ｃの径も数種類設けられている。
【００１８】
受端子２２は例えば肉厚０．２ｍｍの黄銅板から成り、フォーミングプレスにより形成されている。この受端子２２は図６に示すように、短円筒状に形成した筒状接続部２２ａの上部にフランジ部２２ｂが形成され、更にフランジ部２２ｂの一部にタブ２２ｃが付設されている。なお、筒状接続部２２ａとフランジ部２２ｂとの境界部は、後述する挿入端子を受け入れるためのテーパ状の案内部２２ｄとされている。
【００１９】
図７は５枚の回路基板１９を積層し、受端子２２を固定した状態の回路ユニット１２の要部断面図であり、回路基板１９の端子挿通孔２０ｃの中間部の内径を受端子２２の筒状接続部２２ａの外径とほぼ同じとしている。端子挿通孔２０ｃの上部の周囲は上方に持ち上げられた円環部２０ｄとされ、この円環部２０ｄ内に受端子２２のフランジ部２２ｂを載置する段部２０ｅが形成されている。端子挿通孔２０ｃの下部は筒状接続部２２ａの下部を拡開するために内径が大きくされている。
【００２０】
なお図示においては、受端子２２を取り付けない端子挿通孔２０ｃの内径は、受端子２２の内径とほぼ同じ大きさとしているが、受端子２２を取り付ける端子挿通孔２０ｃと同形状にしても支障はない。
【００２１】
受端子２２の筒状接続部２２ａは端子挿通孔２０ｃ内に配置され、筒状接続部２２ａの下部は端子挿通孔２０ｃの下部にテーパ状にかしめ止めされている。この筒状接続部２２ａの下部の拡開は、受端子２２の回路基板１９への固定を主目的としているが、下面方向から挿入端子１５を挿し込む場合におけるテーパ状の案内部２２ｅともなっている。また、タブ２２ｃは回路基板１９の箔回路２１上に溶着により接続されており、この溶着のためにタブ２２ｃの下方の樹脂プレート２０には、電極挿通のための溶着用孔部２０ｆが形成されている。
【００２２】
回路基板１９の受端子２２を取り付けない端子挿通孔２０ｃにおいては、その上部周囲に円環部２０ｇが形成され、端子挿通孔２０ｃの周囲に箔回路２１が存在していても、挿入される挿入端子１５が箔回路２１と接触しないようにされている。なお、回路ユニット１２の最上位の回路基板１９に設けた円環部２０ｇは、ブロック体１６を安定して載置するために、受端子２２を取り付ける端子挿通孔２０ｃに設けた円環部２０ｄと同じ高さとされている。
【００２３】
また、図２、図３に示すように樹脂プレート２０の下面側には必要に応じて電線用溝部２０ｈが形成され、この電線用溝部２０ｈ内に絶縁塗料が塗布された例えば角型電線２３が装着されている。角型電線２３の両端部は電線用溝部２０ｈの両端に設けられた電線用孔部２０ｉを介して立ち上げられて箔回路２１の下面と溶着し、回路設計上、樹脂プレート２０の表面においては接続できない箔回路２１のパターン同士をジャンパ線として短絡するようにされている。なお、この角型電線２３は電流容量に応じて各種断面積のものが使用されている。
【００２４】
上述の回路基板１９のアンカピン２０ａの熱溶融した上端部、円環部２０ｄ、受端子２２は、上層の樹脂プレート２０の下面に形成した凹部内に嵌まり込み、積層した回路基板１９同士が密着すると共に、水平方向にずれないようにされている。例えば、図３に示す凹部２０ｊは、下層の回路基板１９に取り付けた受端子２２が嵌まり込む部分である。また、樹脂プレート２０の四隅に設けた透孔２０ｌは回路基板１９を積層する場合の位置合わせ孔である。
【００２５】
また、回路基板１９に設けられた図２、図３に示す角孔２０ｍは、挿入端子１５、受端子２２では電流容量が足りない場合に、図１に示す大電流用の接続端子２６を取り付けるためのものであり、回路ユニット１２の最上位の回路基板１９のみに設けられている。
【００２６】
回路基板１９は全ての箔回路２１を上に向けて積層するとは限らず、図７においては上層の３層の回路基板１９は箔回路２１を上に向けて積層し、下層の２層の回路基板１９は箔回路２１を下に向けて積層されている。この場合においても、３層目と４層目の下面同士を重ねた回路基板１９では、図示を省略しているが、ずれが生じないように部分的に嵌合し得るようにされている。
【００２７】
図８は受端子２２に挿入するための挿入端子１５の斜視図を示し、挿入端子１５の下部は受端子２２の筒状接続部２２ａに挿入するための断面略四角形のピン状挿入端１５ｄとされている。中間部１５ｅを介しての上部は上ケース１１上に突出して、他の接続端子と接続するための平刃端１５ａとされている。なお、この平刃端１５ａは、図１に示す受端１５ｂ或いはピン端１５ｃとすることもできる。
【００２８】
この挿入端１５ｄによれば、板厚の薄い金属板を折り曲げ、空洞部がなく上下方向に幅のある断面略四角形の棒状に形成している。従って金属板の板厚が薄い場合でも、金属板の厚みと比較して一辺の厚みが十分に大きい挿入端１５ｄを得ることができ、挿入端１５ｄが弯曲したり或いは折損することが少ない。また、上部の平刃端１５ａも金属板を二重に折り畳んで厚みを持たせている。
【００２９】
更に、挿入端受端子２２への挿入時にクリック感を得るためと、接続を良好とするために、挿入端１５ｄに複数の段部を形成してもよい。また、これらの挿入端１５ｄは受端子２２の大きさに合わせて数種類用意されている。
【００３０】
合成樹脂材によるブロック体１６に設けられた挿通孔には、幾つかの挿入端子１５の中間部１５ｅが挿し込まれて固定され、図１に示すように、挿入端１５ｄはまとめて回路基板１９に挿入されている。なお、挿入端子１５の中間部１５ｅには、挿通孔に固定するための図示しない爪部が設けられている。
【００３１】
図９に示すように、ブロック体１６の底部には単数又は複数の下方を向くアンカピン１６ａが一体に形成されており、箔回路２１に設けられたピン孔２１ｂ、各樹脂プレート２０に共通に設けられたピン孔２０ｋに挿通されている。最下層の回路基板１９から下方に突出したアンカピン１６ａの下端を溶融して押し潰すことにより、ブロック体１６を回路ユニット１２に固定すると共に、回路基板１９の積層体同士を分離不能に固定している。
【００３２】
図１０は回路基板１９の他の例を示し、回路基板１９の積層体においては、下方の回路基板１９ほど端子挿通孔２０ｃの径は小さくされており、これに伴って受端子２２の径も小径とされている。同時に、この積層体に挿入される挿入端子１５においても、図１１に示すようにピン状挿入端１５ｄは、受端子２２の径に合わせて先端ほど小径とされている。このような構成により、ブロック体１６に固定された挿入端子１５を回路基板１９の積層体に挿入する際に、挿入が容易となる利点がある。
【００３３】
図１２は上述の回路基板１９の製造工程の説明図である。箔回路２１の母材である銅箔４１はローラ４２にコイル状に巻回されており、必要に応じて銅箔４１に予め形成したパイロット孔を基に、銅箔にはクランプなどの送り手段４３により間欠的に繰り出される。銅箔４１は孔あけプレス工程に搬送され、孔あけプレス４４により複数の所定位置にピン孔２１ａ、２１ｂが穿孔され、樹脂プレート２０との積層工程に移送される。なお、銅箔４１に設けるピン孔２１ａは箔回路２１を樹脂プレート２０に固定するものであるので、樹脂プレート２０上に残り、箔回路２１となるべき部分に設けられる。
【００３４】
一方、樹脂プレート２０はストッカ４５に積層されており、銅箔４１の搬送に同期して１枚ずつ取り出される。樹脂プレート２０は合成樹脂膜を射出成形或いは合成樹脂基材をホットプレスすることにより製造され、アンカピン２０ａ、孔部２０ｂ、２０ｆ、端子挿通孔２０ｃ、円環部２０ｄ、２０ｇ、段部２０ｅ、電線用溝部２０ｈ、孔部２０ｉ、凹部２０ｊ、ピン孔２０ｋ、透孔２０ｌ等が既に形成されている。
【００３５】
１枚の樹脂プレート２０が積層台４６上に載置されると、積層台４６は上昇して銅箔４１に向けて押し上げられる。樹脂プレート２０のアンカピン２０ａが銅箔４１に穿孔されたピン孔２１ａに入り込むように、撮像カメラ４７による画像処理によって積層台４６は三次元的に位置制御される。
【００３６】
なお、特に電流容量を要する箔回路２１には、前述したように銅箔４１を二重に重ねて電気抵抗を少なくするので、上述の工程を２回繰り返し、図示しない工程により、重ねられた銅箔４１同士を図５に示したように樹脂プレート２０に設けた溶着用孔部２０ｂを用いて溶着する。
【００３７】
アンカピン２０ａをピン孔２１ａに挿入して銅箔４１を樹脂プレート２０上に重ねた後に、積層台４６の上方に位置する熱プレス４８を降下し、アンカピン２０ａの頂部を熱により押し潰し、銅箔４１が樹脂プレート２０から剥離しないようにする。なお、位置合わせに伴って、ブロック体１６のアンカピン１６ａを挿通する銅箔４１のピン孔２１ｂは、樹脂プレート２０のピン孔２０ｋと一致している。
【００３８】
続いて、樹脂プレート２０と一体となった銅箔４１を打ち抜きプレス４９に搬送し、画像処理を行いながら銅箔４１から箔回路２１を打ち抜く。上側の打ち抜きプレス４９はビク刃４９ａを有し、樹脂プレート２０を傷付けることなく銅箔４１から箔回路２１を打ち抜くものであり、ビク刃４９ａによって箔回路２１の回路パターンが打ち抜かれることになる。また、この回路パターンの打ち抜きに際して、回路パターン中の端子挿通孔２０ｃ上に位置する銅箔４１はその回路基板１９において受端子２２に接続する場合には受端子２２の内径通りの孔部が形成され、受端子２２と接続しない場合には円環部２０ｇの外側の大きさの孔部が形成される。
【００３９】
更に、樹脂プレート２０と共に銅箔４１を搬送し、箔回路２１で使用されない残材の銅箔４１は、樹脂プレート２０から剥離された後に残材処理刃５０により細断され、残材ボックス５１内に投棄される。一方、箔回路２１を表面に一体に固定した樹脂プレート２０は、回路基板１９として所定方向に搬出され、ストッカ５２内に積層される。
【００４０】
図１３は他の方法による回路基板１９の製造工程の説明図であり、図１２と同一の符号は同一の部材を示している。箔回路２１の母材である銅箔４１はローラ４２にコイル状に巻回されており、銅箔４１に孔あけプレス４４により複数の所定位置にピン孔２１ａ、２１ｂが穿孔され、パターン回路打ち抜き工程に移送されることは図１２の場合と同様である。
【００４１】
続いて、銅箔４１を打ち抜きプレス５５に搬送し、画像処理を行いながら銅箔４１から箔回路２１を打ち抜く。図１４に示すように上側の打ち抜きプレス５５はビク刃５５ａを有し、銅箔４１から箔回路２１を打ち抜き、ビク刃５５ａによって箔回路２１の回路パターンが打ち抜かれることになる。ビク刃５５ａ間には、複数の吸着パット５５ｂが設けられ、打ち抜いた箔回路２１を真空吸引して保持し、ビク刃運搬装置により所定位置に運搬する。
【００４２】
箔回路２１として打ち抜かれない残材の銅箔４１は、更に運搬され残材処理刃５６により細断され、残材ボックス５７内に投棄される。
【００４３】
一方、樹脂プレート２０はストッカ４５に積層されており、銅箔４１からの箔回路２１の打ち抜きと同期して、１枚の樹脂プレート２０が積層台４６上に載置されると、ビク刃５５ａに保持された箔回路２１が樹脂プレート２０上に運ばれる。そして、撮像カメラ５８による画像処理による三次元的な位置制御により樹脂プレート２０のアンカピン２０ａが箔回路２１に穿孔されたピン孔２１ａに入り込むようにビク刃運搬装置が制御される。
【００４４】
アンカピン２０ａを箔回路２１のピン孔２１ａに挿入して、箔回路２１を樹脂プレート２０上に重ねた後に、ビク刃５５ａ間の吸着パット５５ｂから空気を噴出して箔回路２１をビク刃５５ａから分離し樹脂プレート２０上に押し付ける。この箔回路２１の押し付けは、ビク刃５５ａ間に複数の押し出しピンを設け、箔回路２１を樹脂プレート２０上に押し付けてもよい。
【００４５】
その後に、ビク刃５５ａをビク刃運搬装置により、元の打ち抜きプレス５５の位置に戻し、箔回路２１を載置した樹脂プレート２０上に、上方に位置する熱プレス４８を降下し、アンカピン２０ａの頂部を押し潰し、箔回路２１を樹脂プレート２０上に固定する。
【００４６】
図１５〜図１７は回路基板１９に受端子２２を固定する工程の説明図であり、パーツフィーダにより整列して供給される受端子２２を図１５に示すように、ロボットハンド６１により必要に応じて撮像カメラ６２により画像処理を行いながら保持して、回路基板１９の必要個所に運搬する。ロボットハンド６１には筒部６３に対して吊り上げピン６４が上下動自在に設けられている。この吊り上げピン６４を受端子２２の筒状接続部２２ａに挿入し、摩擦抵抗により受端子２２を持ち上げ、受端子２２のタブ２２ｃが箔回路２１上に載置されるように、画像処理により位置調整しながら受端子２２を樹脂プレート２０の端子挿通孔２０ｃに挿入する。
【００４７】
筒部６３により受端子２２を樹脂プレート２０の段部２０ｅ上に押し付けたまま、吊り上げピン６４を図１６に示すように上方に持ち上げる。続いて、下方から先端を円錐状としたプレスピン６５を持ち上げて、筒状接続部２２ａの下部を押し広げ、受端子２２を端子挿通孔２０ｃの下部にかしめ止めする。
【００４８】
その後に、図１７に示すようにタブ２２ｃを箔回路２１に電極６６、６７を用いて溶着する。電極６６、６７の先端はそれぞれ直径１ｍｍ前後の細径丸型とされ、上方の電極６６はタブ２２ｃに接触し、下方の電極６７は箔回路２１の下面に溶着用孔部２０ｆを介して接触する。なお、この溶着はロボットハンドにより順次に行うこともできるが、多数本の電極を用いて一括して溶着することもできる。
【００４９】
図１８〜図２０は角型電線２３を樹脂プレート２０の電線用溝部２０ｈに固定する工程の説明図であり、図１８において例えば０．３×３ｍｍの偏平な角銅線に絶縁層が塗布された角型電線材７１はローラ７２に巻回され、間欠的に繰り出されて供給される。ローラ７２から供給された角型電線材７１は矯正ロール７３により捩りなどが矯正され、計尺ローラ７４により繰り出し長さが計測され、所定長が繰り出されたところでチャック７５により固定される。この状態において、被覆剥ぎ機７６によって角型電線材７１の端部の絶縁層を剥離し、次いで剥離部分が切断機７７に進んだところでチャック７８により固定し、切断機７７により剥離部分の中央を切断する。
【００５０】
このようにして、両端の絶縁層が剥離された所定長の角型電線２３が得られる。この角型電線２３を図１９に示すように加工プレス機７９により両端を折り曲げ、ロボットハンドにより樹脂プレート２０を裏返して裏側の電線用溝部２０ｈ内に角型電線２３を装着し、図２０に示すように撮像カメラ８０により画像処理を行いながら、両端の絶縁剥離部を樹脂プレート２０の溶着用孔部２０ｉを介して箔回路２１の下面に押し当て、上下の電極８１、８２を用いて角型電線２３を箔回路２１に溶着して電気的に接続する。
【００５１】
このようにして製作され、それぞれ回路パターンが異なる複数枚の回路基板１９を積層し、先の図９に示すようにブロック体１６を回路基板１９の積層体上に載置し、ブロック体１６に固定された挿入端子１５の挿入端１５ｄを、回路基板１９の端子挿通孔２０ｃに挿入すると、挿入端１５ｄは少なくとも何れかの回路基板１９に取り付けられた受端子２２の筒状接続部２２ａに挿入される。
【００５２】
このとき、挿入端１５ｄは断面略四角状とされているので、受端子２２の筒状接続部２２ａに挿入された場合に角部が良好に接触し、挿入端子１５は何れかの回路基板１９の箔回路２１と良好な電気的な接続がなされることになる。また必要に応じて、回路ユニット１２の下面側からもブロック体１６を装着する。
【００５３】
挿入端１５ｄの挿入と同時に、ブロック体１６から突出されたアンカピン１６ａは回路基板１９の積層体のピン孔２０ｋを貫通するので、ピン孔２０ｋから突出した先端を溶融すると回路ユニット１２が完成する。
【００５４】
この回路ユニット１２を上ケース１１、下ケース１３により挟み込み、ロック部１４ａ、１４ｂによりケース１１、１３同士をロックする。上ケース１１、下ケース１３の表面から突出する挿入端子１５の平刃端１５ａ、受端１５ｂ、ピン端１５ｃに、上述したように各種素子、コネクタを取り付けることによりジョイントボックスとして機能する。
【００５５】
図２１以降は他の回路基板９１の実施例を示している。図２１に示すように、各回路基板９１は射出成型により成型された合成樹脂製の例えば最大厚み１．５ｍｍ程度の樹脂プレート９２上に、例えば厚さ１２０μｍの銅等の金属箔から成り、積層された回路基板９１ごとに異なる区画がなされたパターンの箔回路９３が載置されている。なお、樹脂プレート９２には必要に応じて、箔回路９３を載置し位置決めするために、箔回路９３の厚みと同等の深さを有する凹部９４が箔回路９３と同形状に形成されている。
【００５６】
樹脂プレート９２には、複数のアンカピン９２ａが上方に向けて突出され、箔回路９３に設けられたピン孔９３ａに挿通され、アンカピン９２ａの上部を熱により押し潰すことにより、箔回路９３は樹脂プレート９２上に位置決め固定されている。なお、電流容量を必要とする場合には、実施例１と同様に一部の箔回路９３は銅箔を２層又はそれ以上の複数層としてもよい。
【００５７】
樹脂プレート９２の複数個所には、積層した樹脂プレート９２に共通の円形の端子挿通孔９２ｂが形成され、所定の層の回路基板９１の所定の端子挿通孔９２ｂには、図２２に拡大して示す円筒状や角筒状の受リング９５が嵌合されている。なお、受リング９５は後述する挿入端子の種類や電流容量によって数種類の大きさが用いられ、それに伴って端子挿通孔９２ｂの径も数種類設けられており、例えばステンレス製の丸パイプや角パイプを切断して造られている。なお、図２３に示すように、受リング９５にフランジ部９５ａを設けてもよい。
【００５８】
端子挿通孔９２ｂに嵌合された受リング９５上の箔回路９３には、十字状の切込部９３ｂが設けられており、図２４に示すように例えば接続端子９６の棒状の挿入端９６ｄを挿入することにより、箔回路９３の切込部９３ｂが破られ、押し拡げられて、箔回路９３は挿入端９６ｄと受リング９５の間に挟み込まれ、挿入端９６ｄと箔回路９３は導電的に接触する。なお、導通を必要としない挿入端には受リング９５は嵌合されておらず、また挿通孔９２ｂの周囲の回路パターンは導通が生じないように孔部が設けられたり除去されている。
【００５９】
この場合に、挿入端９６ｄの先端を図２１に示すように尖らせることにより、挿込が容易となる。また、挿入端９６ｄを同様に図２１に示すように断面角形とすることにより、切込部９３ｂを破り易くなり、受リング９５に対する接触がより確実となる。
【００６０】
なお、挿入端９６ｄを挿入するには、図２５（ａ）に示す十字状の切込部９３ｂだけではなく、（ｂ）に示すように丸孔９３ｃ、（ｃ）に示すように角孔９３ｄの切込部とすることもできる。
【００６１】
図２６は５枚の回路基板９１を積層した状態の回路ユニット９７の要部断面図である。また回路基板９１の四隅には、回路基板９１を積層する場合の図示しない凹凸部が形成され、これらの凹凸部同士を嵌合することにより上下の回路基板９１が位置決めされる。
【００６２】
このようにして、それぞれ回路パターンが異なる複数枚の回路基板９１を積層し、図２７に示すようにブロック体１６を最上層の回路基板９１上に載置し、ブロック体１６に固定された接続端子９６の挿入端９６ｄを、回路基板９１の端子挿通孔９２ｂに挿入すると、挿入端９６ｄは少なくとも何れかの回路基板９１に取り付けられた受リング９５内に挿入される。挿入端９６ｄは受リング９５ごとに設けられた箔回路９３と導通し、積層した回路基板９１を用いた立体的な回路ユニット９７が構成されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】ジョイントボックスを構成する上ケース、回路ユニット、下ケースの分解斜視図である。
【図２】回路基板の平面図である。
【図３】回路基板の底面図である。
【図４】回路基板の一部断面図である。
【図５】金属箔を２枚重ねた箔回路における回路基板の一部断面図である。
【図６】受端子の斜視図である。
【図７】受端子を固定した回路基板を積層した要部断面図である。
【図８】挿入端子の斜視図である。
【図９】回路基板、ブロック体の断面図である。
【図１０】受端子を固定した回路基板を積層した他の例の要部断面図である。
【図１１】挿入端子の他の例の斜視図である。
【図１２】回路基板の製造工程の説明図である。
【図１３】回路基板の他の製造工程の説明図である。
【図１４】ビク刃により箔回路を保持する工程の断面図である。
【図１５】受端子をロボットハンドにより保持する工程の説明図である。
【図１６】受端子を回路基板に固定する工程の説明図である。
【図１７】受端子を箔回路に溶着する工程の説明図である。
【図１８】角型電線の製造工程の説明図である。
【図１９】角型電線を折り曲げる工程の説明図である。
【図２０】角型電線を箔回路に溶着する工程の説明図である。
【図２１】回路基板の組立説明図である。
【図２２】受リングの拡大斜視図である。
【図２３】変形例の受リングの斜視図である。
【図２４】挿入端を箔回路を介して受リングに挿入した断面図である。
【図２５】切込部の変形例の平面図である。
【図２６】回路基板を積層した要部断面図である。
【図２７】積層した回路基板に挿入端を挿入した状態の断面図である。
【図２８】従来例の部分断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１２、９７ 回路ユニット
１５ 挿入端子
１６ ブロック体
１９、９１ 回路基板
２０、９２ 樹脂プレート
２０ｃ、９２ｂ 端子挿通孔
２１、９３ 箔回路
２２ 受端子
２３ 角型電線
４１ 銅箔
４９、５５ 打ち抜きプレス
４９ａ、５５ａ ビク刃
５５ｂ 吸着パット
７１ 角型電線材
９５ 受リング
９６ 接続端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路において使用され、各種の配線を分岐、結合するための各種電気機器やジョイントボックスに使用可能な回路基板を用いたジョイントボックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジョイントボックスには多数の型式が知られているが、例えばＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）を積層して複雑な回路処理をしたものが本出願人による特許文献１で開示されている。このジョイントボックスでは、図２８に示すように所定の回路パターンを形成した導体箔１を２枚の絶縁シート２により挟着したフラットケーブル層３を積層する。
【０００３】
積層したフラットケーブル層３には共通の切欠孔４を形成し、各切欠孔４に必要に応じてフラットケーブル層３の導体箔１を露出し、露出した導体箔１を最上部に取り付けた接続端子５の下端部に溶着している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４３５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述した従来例は、フラットケーブル層３の製作に手間がかかり、コストが高くなる。また、切欠孔４内での導体箔１の取り出しが厄介であり、また導体箔１と接続端子５との接続が不安定となる問題もある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、各種電気機器に使用することができ、金属箔による回路パターンを有する回路基板を用いたジョイントボックスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る回路基板を用いたジョイントボックスは、三次元的に成型した合成樹脂材から成る樹脂プレート上に金属箔から成る回路パターンを載置した複数枚の回路基板を積層し、これらの回路基板の所定個所に前記積層した回路基板に共通の端子挿通孔を形成し、前記任意の層の回路基板の前記端子挿通孔に金属製の略円筒状の受端子を取り付け、該受端子に付設したタブを当該回路基板の前記回路パターンに接続し、前記共通の端子挿通孔にピン状の挿入端を有する挿入端子を挿通し、前記受端子を介して該当の前記回路基板の各層の前記回路パターンを電気的に導通することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る回路基板を用いたジョイントボックスは、三次元的に成型した合成樹脂材から成る樹脂プレート上の必要個所に端子挿通孔を形成し、前記樹脂プレート上に所定形状に打ち抜いた金属箔から成る回路パターンを載置し、前記端子挿通孔に該当する前記回路パターンにピン状の挿入端を挿し込むための切込部を設けると共に、対応する前記端子挿通孔に金属製の略円筒状の受端子を嵌合した複数枚の回路基板を積層し、前記端子挿通孔に前記挿入端を挿通し、前記受端子を介して前記挿入端と前記回路基板の各層の前記回路パターンとを電気的に導通することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回路基板を用いたジョイントボックスによれば、箔回路による回路パターンが形成された回路基板を積層して製作するので、複雑な回路でも薄型化して製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を図１〜図２７に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る回路基板を用いたジョイントボックスの実施例の分解斜視図であり、上ケース１１、回路ユニット１２、下ケース１３を相互に組み付けることにより、ボックス形状のジョイントボックスが得られる。つまり、上ケース１１、下ケース１３間に回路ユニット１２が収納され、ケース１１、１３同士が接合されると、回路ユニット１２を収容した状態で上ケース１１、下ケース１３に設けられたロック部１４ａ、１４ｂによりロックされる。
【００１１】
回路ユニット１２の上面には、図示を省略した回路パターンが形成されていると共に、複数個の挿入端子１５を取り付けた合成樹脂製のブロック体１６が配置されている。ブロック体１６は上ケース１１に区画された枠部１７に嵌合され、ブロック体１６上に突出した挿入端子１５の平刃端１５ａ、受端１５ｂ、ピン端１５ｃなどの接続部が枠部１７内に位置している。そして、これらの接続部にヒューズ素子、スイッチ素子或いは他の接続端子を収容したコネクタが装着可能とされている。
【００１２】
また、下ケース１３においても枠部１８が形成され、図示は省略しているが、回路ユニット１２の下面に取り付けられたブロック体１６から挿入端子１５の接続端が下向きに突出され、下ケース１３の下面に同様の素子、コネクタなどが装着可能とされている。
【００１３】
また、このジョイントボックス内に電子回路ユニットを設けることもでき、更にはジョイントボックスから端子を突出して、電子回路ユニットを収容したボックス同士を隣接して、端子同士により接続することもできる。
【００１４】
回路ユニット１２は例えば５枚の回路基板１９が積層され、図２、図３に示すように、各回路基板１９は例えば射出成型により成型された合成樹脂製の最大厚み１．５ｍｍ程度の樹脂プレート２０上に、パターンの箔回路２１が載置されている。箔回路２１は例えば厚さ１２０μｍの銅箔から成り、積層された回路基板１９ごとに異なるパターンに区画されている。
【００１５】
樹脂プレート２０には、図４に示すように複数のアンカピン２０ａが上方に向けて突出され、箔回路２１に設けられたピン孔２１ａに挿通されている。このアンカピン２０ａの上部を熱により押し潰すことにより、箔回路２１は樹脂プレート２０に位置決め固定されている。
【００１６】
なお、電流容量によっては一部の箔回路２１は、図５に示すように金属箔を２層又はそれ以上の複数層とされ、高さの高いアンカピン２０ａ’により固定されている。樹脂プレート２０に穿孔された溶着用孔部２０ｂから溶着電極を挿し込むことにより、重ねた箔回路２１同士は溶着される。
【００１７】
樹脂プレート２０の複数個所には、図２、図３に示すように積層した樹脂プレート２０に共通の円形の端子挿通孔２０ｃが形成され、所定の層の回路基板１９の各回路２１には端子挿通孔２０ｃと同径の孔部が設けられていて、この端子挿通孔２０ｃには受端子２２が取り付けられている。なお、受端子２２は必要な電流容量によって数種類の大きさがあり、それに伴って端子挿通孔２０ｃの径も数種類設けられている。
【００１８】
受端子２２は例えば肉厚０．２ｍｍの黄銅板から成り、フォーミングプレスにより形成されている。この受端子２２は図６に示すように、短円筒状に形成した筒状接続部２２ａの上部にフランジ部２２ｂが形成され、更にフランジ部２２ｂの一部にタブ２２ｃが付設されている。なお、筒状接続部２２ａとフランジ部２２ｂとの境界部は、後述する挿入端子を受け入れるためのテーパ状の案内部２２ｄとされている。
【００１９】
図７は５枚の回路基板１９を積層し、受端子２２を固定した状態の回路ユニット１２の要部断面図であり、回路基板１９の端子挿通孔２０ｃの中間部の内径を受端子２２の筒状接続部２２ａの外径とほぼ同じとしている。端子挿通孔２０ｃの上部の周囲は上方に持ち上げられた円環部２０ｄとされ、この円環部２０ｄ内に受端子２２のフランジ部２２ｂを載置する段部２０ｅが形成されている。端子挿通孔２０ｃの下部は筒状接続部２２ａの下部を拡開するために内径が大きくされている。
【００２０】
なお図示においては、受端子２２を取り付けない端子挿通孔２０ｃの内径は、受端子２２の内径とほぼ同じ大きさとしているが、受端子２２を取り付ける端子挿通孔２０ｃと同形状にしても支障はない。
【００２１】
受端子２２の筒状接続部２２ａは端子挿通孔２０ｃ内に配置され、筒状接続部２２ａの下部は端子挿通孔２０ｃの下部にテーパ状にかしめ止めされている。この筒状接続部２２ａの下部の拡開は、受端子２２の回路基板１９への固定を主目的としているが、下面方向から挿入端子１５を挿し込む場合におけるテーパ状の案内部２２ｅともなっている。また、タブ２２ｃは回路基板１９の箔回路２１上に溶着により接続されており、この溶着のためにタブ２２ｃの下方の樹脂プレート２０には、電極挿通のための溶着用孔部２０ｆが形成されている。
【００２２】
回路基板１９の受端子２２を取り付けない端子挿通孔２０ｃにおいては、その上部周囲に円環部２０ｇが形成され、端子挿通孔２０ｃの周囲に箔回路２１が存在していても、挿入される挿入端子１５が箔回路２１と接触しないようにされている。なお、回路ユニット１２の最上位の回路基板１９に設けた円環部２０ｇは、ブロック体１６を安定して載置するために、受端子２２を取り付ける端子挿通孔２０ｃに設けた円環部２０ｄと同じ高さとされている。
【００２３】
また、図２、図３に示すように樹脂プレート２０の下面側には必要に応じて電線用溝部２０ｈが形成され、この電線用溝部２０ｈ内に絶縁塗料が塗布された例えば角型電線２３が装着されている。角型電線２３の両端部は電線用溝部２０ｈの両端に設けられた電線用孔部２０ｉを介して立ち上げられて箔回路２１の下面と溶着し、回路設計上、樹脂プレート２０の表面においては接続できない箔回路２１のパターン同士をジャンパ線として短絡するようにされている。なお、この角型電線２３は電流容量に応じて各種断面積のものが使用されている。
【００２４】
上述の回路基板１９のアンカピン２０ａの熱溶融した上端部、円環部２０ｄ、受端子２２は、上層の樹脂プレート２０の下面に形成した凹部内に嵌まり込み、積層した回路基板１９同士が密着すると共に、水平方向にずれないようにされている。例えば、図３に示す凹部２０ｊは、下層の回路基板１９に取り付けた受端子２２が嵌まり込む部分である。また、樹脂プレート２０の四隅に設けた透孔２０ｌは回路基板１９を積層する場合の位置合わせ孔である。
【００２５】
また、回路基板１９に設けられた図２、図３に示す角孔２０ｍは、挿入端子１５、受端子２２では電流容量が足りない場合に、図１に示す大電流用の接続端子２６を取り付けるためのものであり、回路ユニット１２の最上位の回路基板１９のみに設けられている。
【００２６】
回路基板１９は全ての箔回路２１を上に向けて積層するとは限らず、図７においては上層の３層の回路基板１９は箔回路２１を上に向けて積層し、下層の２層の回路基板１９は箔回路２１を下に向けて積層されている。この場合においても、３層目と４層目の下面同士を重ねた回路基板１９では、図示を省略しているが、ずれが生じないように部分的に嵌合し得るようにされている。
【００２７】
図８は受端子２２に挿入するための挿入端子１５の斜視図を示し、挿入端子１５の下部は受端子２２の筒状接続部２２ａに挿入するための断面略四角形のピン状挿入端１５ｄとされている。中間部１５ｅを介しての上部は上ケース１１上に突出して、他の接続端子と接続するための平刃端１５ａとされている。なお、この平刃端１５ａは、図１に示す受端１５ｂ或いはピン端１５ｃとすることもできる。
【００２８】
この挿入端１５ｄによれば、板厚の薄い金属板を折り曲げ、空洞部がなく上下方向に幅のある断面略四角形の棒状に形成している。従って金属板の板厚が薄い場合でも、金属板の厚みと比較して一辺の厚みが十分に大きい挿入端１５ｄを得ることができ、挿入端１５ｄが弯曲したり或いは折損することが少ない。また、上部の平刃端１５ａも金属板を二重に折り畳んで厚みを持たせている。
【００２９】
更に、挿入端受端子２２への挿入時にクリック感を得るためと、接続を良好とするために、挿入端１５ｄに複数の段部を形成してもよい。また、これらの挿入端１５ｄは受端子２２の大きさに合わせて数種類用意されている。
【００３０】
合成樹脂材によるブロック体１６に設けられた挿通孔には、幾つかの挿入端子１５の中間部１５ｅが挿し込まれて固定され、図１に示すように、挿入端１５ｄはまとめて回路基板１９に挿入されている。なお、挿入端子１５の中間部１５ｅには、挿通孔に固定するための図示しない爪部が設けられている。
【００３１】
図９に示すように、ブロック体１６の底部には単数又は複数の下方を向くアンカピン１６ａが一体に形成されており、箔回路２１に設けられたピン孔２１ｂ、各樹脂プレート２０に共通に設けられたピン孔２０ｋに挿通されている。最下層の回路基板１９から下方に突出したアンカピン１６ａの下端を溶融して押し潰すことにより、ブロック体１６を回路ユニット１２に固定すると共に、回路基板１９の積層体同士を分離不能に固定している。
【００３２】
図１０は回路基板１９の他の例を示し、回路基板１９の積層体においては、下方の回路基板１９ほど端子挿通孔２０ｃの径は小さくされており、これに伴って受端子２２の径も小径とされている。同時に、この積層体に挿入される挿入端子１５においても、図１１に示すようにピン状挿入端１５ｄは、受端子２２の径に合わせて先端ほど小径とされている。このような構成により、ブロック体１６に固定された挿入端子１５を回路基板１９の積層体に挿入する際に、挿入が容易となる利点がある。
【００３３】
図１２は上述の回路基板１９の製造工程の説明図である。箔回路２１の母材である銅箔４１はローラ４２にコイル状に巻回されており、必要に応じて銅箔４１に予め形成したパイロット孔を基に、銅箔にはクランプなどの送り手段４３により間欠的に繰り出される。銅箔４１は孔あけプレス工程に搬送され、孔あけプレス４４により複数の所定位置にピン孔２１ａ、２１ｂが穿孔され、樹脂プレート２０との積層工程に移送される。なお、銅箔４１に設けるピン孔２１ａは箔回路２１を樹脂プレート２０に固定するものであるので、樹脂プレート２０上に残り、箔回路２１となるべき部分に設けられる。
【００３４】
一方、樹脂プレート２０はストッカ４５に積層されており、銅箔４１の搬送に同期して１枚ずつ取り出される。樹脂プレート２０は合成樹脂膜を射出成形或いは合成樹脂基材をホットプレスすることにより製造され、アンカピン２０ａ、孔部２０ｂ、２０ｆ、端子挿通孔２０ｃ、円環部２０ｄ、２０ｇ、段部２０ｅ、電線用溝部２０ｈ、孔部２０ｉ、凹部２０ｊ、ピン孔２０ｋ、透孔２０ｌ等が既に形成されている。
【００３５】
１枚の樹脂プレート２０が積層台４６上に載置されると、積層台４６は上昇して銅箔４１に向けて押し上げられる。樹脂プレート２０のアンカピン２０ａが銅箔４１に穿孔されたピン孔２１ａに入り込むように、撮像カメラ４７による画像処理によって積層台４６は三次元的に位置制御される。
【００３６】
なお、特に電流容量を要する箔回路２１には、前述したように銅箔４１を二重に重ねて電気抵抗を少なくするので、上述の工程を２回繰り返し、図示しない工程により、重ねられた銅箔４１同士を図５に示したように樹脂プレート２０に設けた溶着用孔部２０ｂを用いて溶着する。
【００３７】
アンカピン２０ａをピン孔２１ａに挿入して銅箔４１を樹脂プレート２０上に重ねた後に、積層台４６の上方に位置する熱プレス４８を降下し、アンカピン２０ａの頂部を熱により押し潰し、銅箔４１が樹脂プレート２０から剥離しないようにする。なお、位置合わせに伴って、ブロック体１６のアンカピン１６ａを挿通する銅箔４１のピン孔２１ｂは、樹脂プレート２０のピン孔２０ｋと一致している。
【００３８】
続いて、樹脂プレート２０と一体となった銅箔４１を打ち抜きプレス４９に搬送し、画像処理を行いながら銅箔４１から箔回路２１を打ち抜く。上側の打ち抜きプレス４９はビク刃４９ａを有し、樹脂プレート２０を傷付けることなく銅箔４１から箔回路２１を打ち抜くものであり、ビク刃４９ａによって箔回路２１の回路パターンが打ち抜かれることになる。また、この回路パターンの打ち抜きに際して、回路パターン中の端子挿通孔２０ｃ上に位置する銅箔４１はその回路基板１９において受端子２２に接続する場合には受端子２２の内径通りの孔部が形成され、受端子２２と接続しない場合には円環部２０ｇの外側の大きさの孔部が形成される。
【００３９】
更に、樹脂プレート２０と共に銅箔４１を搬送し、箔回路２１で使用されない残材の銅箔４１は、樹脂プレート２０から剥離された後に残材処理刃５０により細断され、残材ボックス５１内に投棄される。一方、箔回路２１を表面に一体に固定した樹脂プレート２０は、回路基板１９として所定方向に搬出され、ストッカ５２内に積層される。
【００４０】
図１３は他の方法による回路基板１９の製造工程の説明図であり、図１２と同一の符号は同一の部材を示している。箔回路２１の母材である銅箔４１はローラ４２にコイル状に巻回されており、銅箔４１に孔あけプレス４４により複数の所定位置にピン孔２１ａ、２１ｂが穿孔され、パターン回路打ち抜き工程に移送されることは図１２の場合と同様である。
【００４１】
続いて、銅箔４１を打ち抜きプレス５５に搬送し、画像処理を行いながら銅箔４１から箔回路２１を打ち抜く。図１４に示すように上側の打ち抜きプレス５５はビク刃５５ａを有し、銅箔４１から箔回路２１を打ち抜き、ビク刃５５ａによって箔回路２１の回路パターンが打ち抜かれることになる。ビク刃５５ａ間には、複数の吸着パット５５ｂが設けられ、打ち抜いた箔回路２１を真空吸引して保持し、ビク刃運搬装置により所定位置に運搬する。
【００４２】
箔回路２１として打ち抜かれない残材の銅箔４１は、更に運搬され残材処理刃５６により細断され、残材ボックス５７内に投棄される。
【００４３】
一方、樹脂プレート２０はストッカ４５に積層されており、銅箔４１からの箔回路２１の打ち抜きと同期して、１枚の樹脂プレート２０が積層台４６上に載置されると、ビク刃５５ａに保持された箔回路２１が樹脂プレート２０上に運ばれる。そして、撮像カメラ５８による画像処理による三次元的な位置制御により樹脂プレート２０のアンカピン２０ａが箔回路２１に穿孔されたピン孔２１ａに入り込むようにビク刃運搬装置が制御される。
【００４４】
アンカピン２０ａを箔回路２１のピン孔２１ａに挿入して、箔回路２１を樹脂プレート２０上に重ねた後に、ビク刃５５ａ間の吸着パット５５ｂから空気を噴出して箔回路２１をビク刃５５ａから分離し樹脂プレート２０上に押し付ける。この箔回路２１の押し付けは、ビク刃５５ａ間に複数の押し出しピンを設け、箔回路２１を樹脂プレート２０上に押し付けてもよい。
【００４５】
その後に、ビク刃５５ａをビク刃運搬装置により、元の打ち抜きプレス５５の位置に戻し、箔回路２１を載置した樹脂プレート２０上に、上方に位置する熱プレス４８を降下し、アンカピン２０ａの頂部を押し潰し、箔回路２１を樹脂プレート２０上に固定する。
【００４６】
図１５〜図１７は回路基板１９に受端子２２を固定する工程の説明図であり、パーツフィーダにより整列して供給される受端子２２を図１５に示すように、ロボットハンド６１により必要に応じて撮像カメラ６２により画像処理を行いながら保持して、回路基板１９の必要個所に運搬する。ロボットハンド６１には筒部６３に対して吊り上げピン６４が上下動自在に設けられている。この吊り上げピン６４を受端子２２の筒状接続部２２ａに挿入し、摩擦抵抗により受端子２２を持ち上げ、受端子２２のタブ２２ｃが箔回路２１上に載置されるように、画像処理により位置調整しながら受端子２２を樹脂プレート２０の端子挿通孔２０ｃに挿入する。
【００４７】
筒部６３により受端子２２を樹脂プレート２０の段部２０ｅ上に押し付けたまま、吊り上げピン６４を図１６に示すように上方に持ち上げる。続いて、下方から先端を円錐状としたプレスピン６５を持ち上げて、筒状接続部２２ａの下部を押し広げ、受端子２２を端子挿通孔２０ｃの下部にかしめ止めする。
【００４８】
その後に、図１７に示すようにタブ２２ｃを箔回路２１に電極６６、６７を用いて溶着する。電極６６、６７の先端はそれぞれ直径１ｍｍ前後の細径丸型とされ、上方の電極６６はタブ２２ｃに接触し、下方の電極６７は箔回路２１の下面に溶着用孔部２０ｆを介して接触する。なお、この溶着はロボットハンドにより順次に行うこともできるが、多数本の電極を用いて一括して溶着することもできる。
【００４９】
図１８〜図２０は角型電線２３を樹脂プレート２０の電線用溝部２０ｈに固定する工程の説明図であり、図１８において例えば０．３×３ｍｍの偏平な角銅線に絶縁層が塗布された角型電線材７１はローラ７２に巻回され、間欠的に繰り出されて供給される。ローラ７２から供給された角型電線材７１は矯正ロール７３により捩りなどが矯正され、計尺ローラ７４により繰り出し長さが計測され、所定長が繰り出されたところでチャック７５により固定される。この状態において、被覆剥ぎ機７６によって角型電線材７１の端部の絶縁層を剥離し、次いで剥離部分が切断機７７に進んだところでチャック７８により固定し、切断機７７により剥離部分の中央を切断する。
【００５０】
このようにして、両端の絶縁層が剥離された所定長の角型電線２３が得られる。この角型電線２３を図１９に示すように加工プレス機７９により両端を折り曲げ、ロボットハンドにより樹脂プレート２０を裏返して裏側の電線用溝部２０ｈ内に角型電線２３を装着し、図２０に示すように撮像カメラ８０により画像処理を行いながら、両端の絶縁剥離部を樹脂プレート２０の溶着用孔部２０ｉを介して箔回路２１の下面に押し当て、上下の電極８１、８２を用いて角型電線２３を箔回路２１に溶着して電気的に接続する。
【００５１】
このようにして製作され、それぞれ回路パターンが異なる複数枚の回路基板１９を積層し、先の図９に示すようにブロック体１６を回路基板１９の積層体上に載置し、ブロック体１６に固定された挿入端子１５の挿入端１５ｄを、回路基板１９の端子挿通孔２０ｃに挿入すると、挿入端１５ｄは少なくとも何れかの回路基板１９に取り付けられた受端子２２の筒状接続部２２ａに挿入される。
【００５２】
このとき、挿入端１５ｄは断面略四角状とされているので、受端子２２の筒状接続部２２ａに挿入された場合に角部が良好に接触し、挿入端子１５は何れかの回路基板１９の箔回路２１と良好な電気的な接続がなされることになる。また必要に応じて、回路ユニット１２の下面側からもブロック体１６を装着する。
【００５３】
挿入端１５ｄの挿入と同時に、ブロック体１６から突出されたアンカピン１６ａは回路基板１９の積層体のピン孔２０ｋを貫通するので、ピン孔２０ｋから突出した先端を溶融すると回路ユニット１２が完成する。
【００５４】
この回路ユニット１２を上ケース１１、下ケース１３により挟み込み、ロック部１４ａ、１４ｂによりケース１１、１３同士をロックする。上ケース１１、下ケース１３の表面から突出する挿入端子１５の平刃端１５ａ、受端１５ｂ、ピン端１５ｃに、上述したように各種素子、コネクタを取り付けることによりジョイントボックスとして機能する。
【００５５】
図２１以降は他の回路基板９１の実施例を示している。図２１に示すように、各回路基板９１は射出成型により成型された合成樹脂製の例えば最大厚み１．５ｍｍ程度の樹脂プレート９２上に、例えば厚さ１２０μｍの銅等の金属箔から成り、積層された回路基板９１ごとに異なる区画がなされたパターンの箔回路９３が載置されている。なお、樹脂プレート９２には必要に応じて、箔回路９３を載置し位置決めするために、箔回路９３の厚みと同等の深さを有する凹部９４が箔回路９３と同形状に形成されている。
【００５６】
樹脂プレート９２には、複数のアンカピン９２ａが上方に向けて突出され、箔回路９３に設けられたピン孔９３ａに挿通され、アンカピン９２ａの上部を熱により押し潰すことにより、箔回路９３は樹脂プレート９２上に位置決め固定されている。なお、電流容量を必要とする場合には、実施例１と同様に一部の箔回路９３は銅箔を２層又はそれ以上の複数層としてもよい。
【００５７】
樹脂プレート９２の複数個所には、積層した樹脂プレート９２に共通の円形の端子挿通孔９２ｂが形成され、所定の層の回路基板９１の所定の端子挿通孔９２ｂには、図２２に拡大して示す円筒状や角筒状の受リング９５が嵌合されている。なお、受リング９５は後述する挿入端子の種類や電流容量によって数種類の大きさが用いられ、それに伴って端子挿通孔９２ｂの径も数種類設けられており、例えばステンレス製の丸パイプや角パイプを切断して造られている。なお、図２３に示すように、受リング９５にフランジ部９５ａを設けてもよい。
【００５８】
端子挿通孔９２ｂに嵌合された受リング９５上の箔回路９３には、十字状の切込部９３ｂが設けられており、図２４に示すように例えば接続端子９６の棒状の挿入端９６ｄを挿入することにより、箔回路９３の切込部９３ｂが破られ、押し拡げられて、箔回路９３は挿入端９６ｄと受リング９５の間に挟み込まれ、挿入端９６ｄと箔回路９３は導電的に接触する。なお、導通を必要としない挿入端には受リング９５は嵌合されておらず、また挿通孔９２ｂの周囲の回路パターンは導通が生じないように孔部が設けられたり除去されている。
【００５９】
この場合に、挿入端９６ｄの先端を図２１に示すように尖らせることにより、挿込が容易となる。また、挿入端９６ｄを同様に図２１に示すように断面角形とすることにより、切込部９３ｂを破り易くなり、受リング９５に対する接触がより確実となる。
【００６０】
なお、挿入端９６ｄを挿入するには、図２５（ａ）に示す十字状の切込部９３ｂだけではなく、（ｂ）に示すように丸孔９３ｃ、（ｃ）に示すように角孔９３ｄの切込部とすることもできる。
【００６１】
図２６は５枚の回路基板９１を積層した状態の回路ユニット９７の要部断面図である。また回路基板９１の四隅には、回路基板９１を積層する場合の図示しない凹凸部が形成され、これらの凹凸部同士を嵌合することにより上下の回路基板９１が位置決めされる。
【００６２】
このようにして、それぞれ回路パターンが異なる複数枚の回路基板９１を積層し、図２７に示すようにブロック体１６を最上層の回路基板９１上に載置し、ブロック体１６に固定された接続端子９６の挿入端９６ｄを、回路基板９１の端子挿通孔９２ｂに挿入すると、挿入端９６ｄは少なくとも何れかの回路基板９１に取り付けられた受リング９５内に挿入される。挿入端９６ｄは受リング９５ごとに設けられた箔回路９３と導通し、積層した回路基板９１を用いた立体的な回路ユニット９７が構成されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】ジョイントボックスを構成する上ケース、回路ユニット、下ケースの分解斜視図である。
【図２】回路基板の平面図である。
【図３】回路基板の底面図である。
【図４】回路基板の一部断面図である。
【図５】金属箔を２枚重ねた箔回路における回路基板の一部断面図である。
【図６】受端子の斜視図である。
【図７】受端子を固定した回路基板を積層した要部断面図である。
【図８】挿入端子の斜視図である。
【図９】回路基板、ブロック体の断面図である。
【図１０】受端子を固定した回路基板を積層した他の例の要部断面図である。
【図１１】挿入端子の他の例の斜視図である。
【図１２】回路基板の製造工程の説明図である。
【図１３】回路基板の他の製造工程の説明図である。
【図１４】ビク刃により箔回路を保持する工程の断面図である。
【図１５】受端子をロボットハンドにより保持する工程の説明図である。
【図１６】受端子を回路基板に固定する工程の説明図である。
【図１７】受端子を箔回路に溶着する工程の説明図である。
【図１８】角型電線の製造工程の説明図である。
【図１９】角型電線を折り曲げる工程の説明図である。
【図２０】角型電線を箔回路に溶着する工程の説明図である。
【図２１】回路基板の組立説明図である。
【図２２】受リングの拡大斜視図である。
【図２３】変形例の受リングの斜視図である。
【図２４】挿入端を箔回路を介して受リングに挿入した断面図である。
【図２５】切込部の変形例の平面図である。
【図２６】回路基板を積層した要部断面図である。
【図２７】積層した回路基板に挿入端を挿入した状態の断面図である。
【図２８】従来例の部分断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１２、９７ 回路ユニット
１５ 挿入端子
１６ ブロック体
１９、９１ 回路基板
２０、９２ 樹脂プレート
２０ｃ、９２ｂ 端子挿通孔
２１、９３ 箔回路
２２ 受端子
２３ 角型電線
４１ 銅箔
４９、５５ 打ち抜きプレス
４９ａ、５５ａ ビク刃
５５ｂ 吸着パット
７１ 角型電線材
９５ 受リング
９６ 接続端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元的に成型した合成樹脂材から成る樹脂プレート上に金属箔から成る回路パターンを載置した複数枚の回路基板を積層し、これらの回路基板の所定個所に前記積層した回路基板に共通の端子挿通孔を形成し、前記任意の層の回路基板の前記端子挿通孔に金属製の略円筒状の受端子を取り付け、該受端子に付設したタブを当該回路基板の前記回路パターンに接続し、前記共通の端子挿通孔にピン状の挿入端を有する挿入端子を挿通し、前記受端子を介して該当の前記回路基板の各層の前記回路パターンを電気的に導通することを特徴とする回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項２】
前記受端子のタブは前記回路パターンに溶着により接続した請求項１に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項３】
三次元的に成型した合成樹脂材から成る樹脂プレート上の必要個所に端子挿通孔を形成し、前記樹脂プレート上に所定形状に打ち抜いた金属箔から成る回路パターンを載置し、前記端子挿通孔に該当する前記回路パターンにピン状の挿入端を挿し込むための切込部を設けると共に、対応する前記端子挿通孔に金属製の略円筒状の受端子を嵌合した複数枚の回路基板を積層し、前記端子挿通孔に前記挿入端を挿通し、前記受端子を介して前記挿入端と前記回路基板の各層の前記回路パターンとを電気的に導通することを特徴とする回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項４】
前記積層した回路基板同士は互いに嵌合し得る凹凸部を有することを特徴とする請求項項１又は３に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項５】
前記挿入端子は下部を前記挿入端とし、上部を他の接続端子と嵌合する接続端としたことを特徴とする請求項１又は３に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項６】
前記挿入端は断面角型としたことを特徴とする請求項５に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項７】
前記挿入端子は取付孔を有する合成樹脂ブロックに取り付け、前記挿入端子の挿入端と接続端との間の中間部を合成樹脂ブロックに固定し、前記挿入端を前記回路基板の端子挿通孔にまとめて挿入することを特徴とする回路基板を用いた請求項５に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項８】
前記合成樹脂ブロックの底部に下方を向くアンカピンを形成し、該アンカピンを前記回路基板の積層体に設けたアンカピン用孔部に挿通し、前記積層体の反対側に突出した端部を溶融することにより前記積層体を固定することを特徴とする請求項７に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項１】
三次元的に成型した合成樹脂材から成る樹脂プレート上に金属箔から成る回路パターンを載置した複数枚の回路基板を積層し、これらの回路基板の所定個所に前記積層した回路基板に共通の端子挿通孔を形成し、前記任意の層の回路基板の前記端子挿通孔に金属製の略円筒状の受端子を取り付け、該受端子に付設したタブを当該回路基板の前記回路パターンに接続し、前記共通の端子挿通孔にピン状の挿入端を有する挿入端子を挿通し、前記受端子を介して該当の前記回路基板の各層の前記回路パターンを電気的に導通することを特徴とする回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項２】
前記受端子のタブは前記回路パターンに溶着により接続した請求項１に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項３】
三次元的に成型した合成樹脂材から成る樹脂プレート上の必要個所に端子挿通孔を形成し、前記樹脂プレート上に所定形状に打ち抜いた金属箔から成る回路パターンを載置し、前記端子挿通孔に該当する前記回路パターンにピン状の挿入端を挿し込むための切込部を設けると共に、対応する前記端子挿通孔に金属製の略円筒状の受端子を嵌合した複数枚の回路基板を積層し、前記端子挿通孔に前記挿入端を挿通し、前記受端子を介して前記挿入端と前記回路基板の各層の前記回路パターンとを電気的に導通することを特徴とする回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項４】
前記積層した回路基板同士は互いに嵌合し得る凹凸部を有することを特徴とする請求項項１又は３に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項５】
前記挿入端子は下部を前記挿入端とし、上部を他の接続端子と嵌合する接続端としたことを特徴とする請求項１又は３に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項６】
前記挿入端は断面角型としたことを特徴とする請求項５に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項７】
前記挿入端子は取付孔を有する合成樹脂ブロックに取り付け、前記挿入端子の挿入端と接続端との間の中間部を合成樹脂ブロックに固定し、前記挿入端を前記回路基板の端子挿通孔にまとめて挿入することを特徴とする回路基板を用いた請求項５に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【請求項８】
前記合成樹脂ブロックの底部に下方を向くアンカピンを形成し、該アンカピンを前記回路基板の積層体に設けたアンカピン用孔部に挿通し、前記積層体の反対側に突出した端部を溶融することにより前記積層体を固定することを特徴とする請求項７に記載の回路基板を用いたジョイントボックス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００８−２２０１６５（Ｐ２００８−２２０１６５Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７３７１８（Ｐ２００８−７３７１８）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【分割の表示】特願２００６−５１１６５７（Ｐ２００６−５１１６５７）の分割
【原出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【分割の表示】特願２００６−５１１６５７（Ｐ２００６−５１１６５７）の分割
【原出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
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