(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電可能な二次電池への充電を行う充電回路部と前記二次電池からの放電を行う放電回路部とが一側面に設けられた回路基板と、
前記放電回路部とつながり、当該放電回路部の作動にしたがい前記二次電池から放電される電流を所定位置へ導くバスバーとを有し、
前記バスバーは、前記回路基板の他側面に少なくとも前記充電回路部が所在している他側面部分と密着させて取り付けられ、
前記放電回路部が非作動の前記充電回路部の作動時に、当該充電回路部の作動に伴い発生する熱を、前記回路基板を通じて、電流の通らない前記バスバーから放熱させる
ことを特徴とする回路基板装置。
【請求項２】
前記回路基板は、中間部に前記充電回路部が設けられ、当該充電回路部を挟んだ回路基板の一端側には前記バスバーの一端部が取り付く一方の端子部が設けられ、前記充電回路部を挟んだ前記端子部とは反対側の回路基板の他端側には前記放電回路部が設けられ、前記放電回路部を挟んだ前記充電回路部とは反対側の回路基板の他端側には前記バスバーの他端部が取り付く他方の端子部が設けられ、
前記バスバーは、少なくとも前記充電回路部が所在している他側面部分と密着しつつ、両端部が前記各端子部と導通するように取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の回路基板装置。
【請求項３】
前記回路基板の他側面と前記バスバーとの間は、熱伝導性を有する絶縁部材が介在されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板装置。
【請求項４】
前記バスバーは、一端部に半田付け部を有し、他端部に係止部を有し、
前記係止部が前記回路基板に係止され、前記半田付け部が前記回路基板に半田付けされることによって、前記バスバーが前記回路基板に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の回路基板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に充電回路部と放電回路部とが搭載された回路基板装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータへの電力供給は、コスト低減のため、充放電可能な二次電池を用いて行われる傾向にある。
こうした二次電池の充放電の制御には、専用の回路基板装置が用いられる。従来では、同一の回路基板に、二次電池の充電をつかさどる制御を行う充電回路部、同二次電池の放電をつかさどる制御を行う放電回路部を搭載した回路基板装置が用いられる。多くは、回路基板の一側面に、充電回路部を構成する電子部品また電気部品、放電回路部を構成する電子部品や電気部品を実装し、回路基板の内部に形成した導電路を用いて、充電回路部や放電回路部と、二次電池やアクチュエータをなす作動機器、外部電源とを接続する構造が用いられる。これで、充電回路部が作動すると（放電回路部：非作動）、外部電源から、導電路を通じて二次電池へ電力が充電され、放電回路部が作動すると（充電回路部：非作動）、二次電池から、導電路を通じてアクチュエータへ電力が放電（供給）されるようにしている。
【０００３】
ところで、充電回路部には、大なる発熱を生じる実装部品が含まれている。特に同実装部品の発熱量は過大なので、充電回路部の作動時は、当該実装部品の発熱により、他の実装部品や回路基板に熱的な影響を与えてしまう。
そこで、充放電制御を行う回路基板装置は、こうした熱害から保護するため、従来から、別途、発熱する実装部品に対して放熱板を直接的あるいは間接的に設けて、実装部品の熱を放熱板から外気に放熱することが行われる。この放熱構造は、回路基板に導電路を形成する回路基板だけでなく、特許文献１に開示されているような導電路を回路基板内部でなく、回路基板外のバスバーで形成した回路基板でも多く用いられている。このため、特許文献１は、バスバーとは別に、実装部品放熱用として専用に放熱板を設けて、実装部品の熱を放熱させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２４３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このように別途、専用に放熱板を回路基板や実装部品に設ける放熱構造は、部品点数の増加により、コスト的な負担が強いられる。しかも、専用の放熱板の設置は、占有面積が増加するだけでなく、実装部品間の隙間を増加させる措置が求められるため、充電回路部の実装密度が損なわれ、回路基板装置のコンパクト化が損なわれやすい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、充電回路部と放電回路部とが同時に作動することはないという点に着目して、別途、専用の放熱板を用いずに、充電回路部の熱が外部に放熱される回路基板装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために請求項１の発明は、充放電可能な二次電池へ充電する充電回路部と二次電池から放電させる放電回路部とが一側面に設けられた回路基板と、放電回路部とつながり当該放電回路部の作動にしたがい二次電池から放電される電流を所定位置へ導くバスバーとを有した構造を活用するべく、バスバーを、回路基板の他側面に少なくとも充電回路部が所在している他側面部分と密着させて取り付け、放電回路部が非作動の充電回路部の作動時に、充電回路部の作動に伴い発生する熱を、回路基板を通じ、電流の通らないバスバーから放熱させるものとした。
つまり、充電回路部と放電回路部とが同時に作動することはないことを利用して、放電回路部が非作動となる充電回路部の作動時は、電流の流れない放電回路部のバスバーを利用して、過大な発熱をもたらす充電回路部の冷却を行う。
【０００８】
請求項２の発明は、回路基板の中間部に充電回路部を設け、充電回路部を挟んだ回路基板の一端側にバスバーの一端部が取り付く一方の端子部を設け、充電回路部を挟んだ端子部とは反対側の回路基板の他端側に放電回路部を設け、放電回路部を挟んだ充電回路部とは反対側の回路基板の他端側にバスバーの他端部が取り付く他方の端子部が設けられ、バスバーを、少なくとも充電回路部が所在している他側面部分と密着しつつ各端子部と導通するように取り付けることとした。
これにより、回路基板装置の一方向に対して延びてコンパクトにレイアウトされた回路基板を利用して、バスバーの全長は長く定められる。つまり、実装部品のレイアウトを利用して、バスバーのもたらす放熱面積が稼げる。
【０００９】
請求項３の発明は、さらに上記目的に加え、回路基板の他側面に露出する各種導電部分がバスバーと導通しないよう、回路基板の他側面とバスバーとの間に、熱伝導性を有する絶縁部材を介在させることとした。
請求項４の発明は、さらに上記目的に加え、たとえ回路基板が若干反りを生じていても、バスバーが容易に回路基板に取り付けられるよう、バスバーは、一端部に半田付け部を有し、他端部に係止部を有した構造とし、バスバーの係止部が回路基板に係止され、バスバーの半田付け部が回路基板に半田付けされることによって、バスバーが回路基板に取り付けられるようにした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、放電回路部が非作動となる充電回路部が作動時には、電流の流れない放電回路部のバスバーを利用して、充電回路部で発生する熱を外部に放熱させることができる。
したがって、充電回路部と放電回路部とが同時に作動することはない点を着目して、別途、専用の放熱板を用いずに、過大な発熱をもたらす充電回路部の冷却ができる。これにより、部品点数は抑えられ、回路基板装置に費やすコストの低減を図ることができる。しかも、実装密度の高い充電回路部が実現でき、回路基板装置のコンパクト化が図れる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、回路基板装置の一方向に対して延びるレイアウトを利用して、バスバーの全長寸法を稼ぎ、バスバーの放熱面積を増加させることができ、一層、充電回路部を効果的に冷却させることができる。
請求項３の発明によれば、回路基板の他側面に露出する各種導電部分がバスバーと導通するのが防げるから、安全性を確保しつつ、バスバーから充電回路部の熱を放熱することができる。
請求項４の発明によれば、たとえ回路基板に若干、反りが生じていたとしても、回路基板の片側を係止構造で係止する構造なので、バスバーを容易に回路基板に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の要部となる回路基板装置の正面図。
【図２】同じく回路基板装置を背面から見た背面図。
【図３】同じく回路基板装置の一部を分解した斜視図。
【図４】同じく回路基板装置のバスバーの片側の端部の固定構造を示す斜視図。
【図５】同じく回路基板装置のバスバーの残る片側の端部の固定構造を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図１ないし図５に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は本発明が適用された二次電池の充放電制御を行う回路基板装置１ａの正面図、図２は同じく背面図、図３は同じく一部分解した斜視図をそれぞれ示していて、図中１は回路基板装置１ａを構成する回路基板、２は同回路基板１の他側面となる下面に組み付く充放電可能な多数の二次電池から構成された電池ユニット（図１に一点鎖線で図示）を示している。
【００１４】
回路基板１の一側面となる上面には、放電回路部５と充電回路部７が設けられている。放電回路部５、充電回路部７は、電池ユニット２の入出力部（図示しない）と接続される。このうち放電回路部５は、電池ユニット２の放電制御を行う回路で構成される。この回路を構成する各種電子部品や電気部品など実装部品６が回路基板１の上面に実装してある。充電回路部７は、電池ユニット２の充電制御を行う回路で構成される。この回路を構成する各種電子部品や電気部品など実装部品８が回路基板１の上面に実装してある。なお、放電回路部５、充電回路部６は、同一電池ユニット２に対して充放電制御を行うことから、放電回路部５が作動するときは、充電回路部７は作動せず（非作動）、反対に充電回路部７が作動するときは、放電回路部５は作動せず（非作動）という具合に、両者が同時に作動することはありません。
【００１５】
回路基板１の他側面となる下面には、放電回路部５とつながるバスバー９が設けられている。このバスバー９により、放電回路部５の作動にしたがい電池ユニット２から放電される電流が放電用の一方の端子部１０へ導けるようにしている。また端子部１０と対となる他方の端子部１１は、回路基板１の内部に形成した導電路（図示しない）を介して、放電回路部５と導通してあり、端子部１０，１１を用いて、作動機器などアクチェータへ電力供給が行えるようにしている。
なお、回路基板１には、この他、充電用の端子部（図示しない）や当該端子部と充電回路部７との間を導通させる導電路（図示しない）が設けてあり、充電用の端子部、充電用の導電路、充電回路部７を用いて、外部電源から電池ユニット２へ電力が充電される構造としている。
【００１６】
また回路基板装置１ａは、左右方向に延びたコンパクト構造となるよう、回路基板１には、図１〜図３に示されるように一方向、ここでは左右方向に延びた細長形状の回路基板を用い、同回路基板１に各部を長手方向沿いに直列的にレイアウトさせた構造が用いられている。具体的には回路基板装置１ａは、細長の回路基板１の中間部に充電回路部７を設け、同充電回路部７を挟んだ回路基板１の一端側となる右端側にバスバー９の出力部をなす放電側の端子部１０を設ける。同端子部１０と隣り合わせて端子部１１を設ける。さらに充電回路部７を挟んだ端子部１０，１１とは反対側の回路基板１の他端側には放電回路部５を設け、放電回路部５を挟んだ充電回路部７とは反対側の回路基板１の他端側には、バスバー９の入力部をなす放電側の端子部１２を設けた構造が用いられている。これで、端子部１０，１２間の距離が稼げる細長のコンパクトな回路基板装置１ａとしている。
【００１７】
バスバー９は、この端子部１０，１２間に応じた長さ寸法を有する導電部材で構成される。このバスバー９は、少なくとも充電回路部７が所在している下面部分と密着させながら、端子部１０、１２間を接続させている。ここでは、回路基板１の下面に取り付くバスバー９は、回路基板１の下面の大部分を覆うような広い面積を確保した部材、例えば帯板形状の導電部材が用いられている。そして、このバスバー９の一側面全体が回路基板１の下面に密着させてある。
【００１８】
特に回路基板１の下面に露出する各種回路部の導電部分が、バスバー９と導通することがないよう、回路基板1の下面と帯板形のバスバー９との間には、高熱伝導性を有するシート状の絶縁部材、例えば帯形の絶縁紙１４が介在され、絶縁紙１４を介してバスバー９の全体を回路基板１の下面の大部分（充電回路部７が有る地点を含む）と十分に密着させている。
このバスバー９や絶縁紙１４により、放電回路部５が非作動となる充電回路部７の作動時には、充電回路部７の実装部品から発生する熱が、回路基板１から、密着部分を通じ、絶縁紙１４、バスバーへ伝わる。つまり、電流の流れていないバスバー９全体から、充電回路部７から発生する熱が、実装部品がされていない回路基板１下側の広い領域へ放熱される構造としている。
【００１９】
またバスバー９の取付けは、回路基板１に若干反りが生じているときでも容易に端子部１０，１２間に組み付けられるよう、バスバー９の一方の端部（一端部）、ここでは例えば左端部（入力側）を回路基板１に半田付けで固定し、他方の端部（他端部）、ここでは例えば右端部（出力側）を回路基板１に係止させる構造が用いられている。
【００２０】
具体的には係止構造としては、図３および図５に示されるようにバスバー９の右端部に、幅の狭い帯板部分で形成された係止部、具体的には帯板部分を回路基板１や絶縁紙１４の厚み寸法分、回路基板１寄りにＬ形に段差させたＬ形の係止部１６を形成し、回路基板１の端子部１０（バスバー９の右端部が配置される端子）から中央寄りの地点に、上記帯板部分が貫通する貫通孔１７を形成し、係止部１６を回路基板１の上面に係止させる構造が用いられる。つまり、図５の矢印αのようにバスバー９を縦向きにして係止部１６の先端部を、回路基板１の下面から貫通孔１７へ挿入し、その後、図５の矢印βのようにバスバー９を回路基板１にならう横向きにすると、係止部１６が回路基板１の上面をなす端子部１０上で係止され、バスバー９が横向きの姿勢のまま保持される。
【００２１】
また半田付け構造としては、図３および図４に示されるようにバスバー９の左端部に、回路基板１側に向かって突き出る複数の突片１８（本願の半田付け部に相当）を形成し、回路基板１の端子部１２（バスバー９の左端部が配置される端子）に、突片１８を下面から受け入れる複数の通孔１９を形成した構造が用いられる。つまり、回路基板１の下面から、突片１８を通孔１９へ差し込み、貫通した突片１８の先端側と端子部１２のランド（図示しない）とを半田付けすると、バスバー９の左端部が端子部１２に固定される。
【００２２】
すなわち、バスバー９は、最初に係止構造を用いて、バスバー９の右端部を、貫通孔１７への貫通、バスバー９の横向き姿勢により、回路基板１の上面に係止させた後、残るバスバー９の突片１８を回路基板１の通孔１９へ差し込み、差し込んだ突片１８と端子部１２のランドとを半田付けすることによって組み付けてある。この片側が係止というバスバー９の取付構造は、面倒な位置決め作業を伴う半田付け作業が抑えられるうえ、回路基板１の反りに対応しやすいので、たとえ若干、回路基板１に反りが生じていた場合でも、容易にバスバー９は回路基板１に組み付けられる。なお、図３に示されるように係止部１６をなす帯板部分の先端部には、端子部１０に形成してある通孔１０ａと向き合う通孔１６ａが形成されている。通孔１０ａ，１６ａは、図１、図２および図５に示されるようにねじ部材２０を用いて、作動機器（アクチュエータ）の端子部２１（図１，２，５に図示）しない）を端子部１０に連結（ねじ止め）させるために用いる。なお、ねじ部材２０で、単独に係止部１６を端子部１０にねじ止めさせても構わない。
【００２３】
このように構成された回路基板装置１は、アクチュエータの作動要求に伴い、放電回路部５が作動すると、同放電回路部５を経て、電池ユニット２からの放電電流が、端子部１２、回路基板１裏面のバスバー９、端子部１０を経て、アクチュエータの端子部２１へ供給され、アクチュエータを作動させる。つまり、放電電流は、回路基板１裏面を通るバスバー９を流れて、アクチュエータへ供給される。
【００２４】
また充電要求に伴い、充電回路部７が作動すると、回路基板１の充電用の端子部（図示しない）から、外部電源の充電電流が、導電路（図示しない）、充電回路部７を経て、電池ユニット２へ導かれ、電池ユニット２を充電する。ここで、充電回路部７には、大なる発熱を生じる実装部品が含まれている。特に発熱量は過大である。
ここで、充電中、放電回路部５は作動しておらず、回路基１裏面を通る放電用のバスバー９は、使用されていない、つまり電流が流れていない。
【００２５】
このときバスバー９は、少なくとも充電回路部７が所在している裏面部分と密着させて取り付けてあるから、充電回路部７の作動に伴い実装部品８から発生する熱は、回路基板１から、絶縁紙１４を経て、電流の流れていないバスバー９へ伝わり、同バスバー９から、実装部品の実装がない裏面側の広い領域（外気）へ放熱される。充電中、この放熱が行われ、充電回路部７を冷却する。
つまり、放電回路部５と充電回路部７とが同時に作動することはないことを利用して、バスバー９は、放電中は本来の放電電流を流通させる流す部品として用いられ、充電中は放熱板として用いられ過大な発熱をもたらす充電回路部７を冷却する。
【００２６】
したがって、従来のように別途、専用の放熱板を用いずに、過大な発熱をもたらす充電回路部７が冷却できる。特にバスバー全体を、充電回路部７が所在している回路基板１の裏面部分だけでなく、面積を広げ、回路基板１の裏面の大部分に密着させると、広い放熱面積から高い放熱性能が確保され、より効果的に充電回路部７の熱が放熱できる。
【００２７】
これにより、回路基板装置１の部品点数は抑えられ、回路基板装置１に費やすコストの低減が図れる。しかも、実装密度の高い充電回路部７が実現でき、回路基板装置１のコンパクト化も図れる。特に回路基板１裏面とバスバー９との間は、熱伝導性を有する絶縁部材である絶縁紙１４を介在させてあると、回路基板１裏面に露出する各種導電部分がバスバー９と導通するのが防げるので、安全性（放電時も含む）にも優れる。
【００２８】
そのうえ回路基板装置１は、一方向に対して延びるように各機器をレイアウトすると、回路基板装置１がコンパクトになるだけでなく、バスバー９の全長寸法が稼げるから、バスバー９の放熱面積が増加でき、効果的に充電回路部７の冷却が行える。
またバスバー９の取り付けには、半田付けと係止構造とを組み合わせた取付構造を用いたので、たとえ回路基板１に若干、反りが生じていたとしても、バスバー９の片側を係止する構造の採用により、容易な作業でバスバー９の組み付けができる。
【００２９】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、帯板部材から形成したバスバーを挙げたが、これに限らず、他の部材で形成されるバスバーを用いてもよい。また一実施形態では、バスバーの半田付け部にＬ形の突片を用い、バスバーの係止部にＬ形に段差させた構造を用いたが、これに限らず、他の形状の半田付け部、係止部を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  回路基板
２  電池ユニット（二次電池）
５  放電回路部
７  充電回路部
９  バスバー
１０，１２  端子部
１４  絶縁紙（絶縁部材）
１６  係止部
１８  突片（半田付け部）
【図１】
0005646242.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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