JP7840692B2 - 配線板組立体 - Google Patents

Description

本発明は、複数のフレキシブルプリント配線板とコネクタを備えた配線板組立体に関するものである。

直列接続された複数の電池セルを備えた電池モジュールに用いられる電池モジュール監視用の配線板組立体として、特許文献１及び２に記載のものが知られている。

特開２０１４－８６２４６号公報 特開２０２０－４５７３号公報

特許文献１の配線板組立体では、単一のフレキシブルプリント配線板が用いられている。しかしながら、このフレキシブルプリント配線板は、比較的大きなサイズ（例えば、縦４００ｍｍ（または７５０ｍｍ）×横２５０ｍｍ）を有しているため（例えば、特許文献１（段落［００２４］）参照）、生産性及び歩留まりが低い、という問題がある。

一方、特許文献２の配線組立体では、３枚のフレキシブルプリント配線板が用いられている。しかしながら、これらのフレキシブルプリント配線板同士をコネクタを用いて接続しているため、部品点数及び製造工程の増加により高コスト化を招来している、という問題がある。

本発明の目的は、生産性及び歩留まりの向上、並びに、低コスト化を図ることが可能な配線板組立体を提供することである。

［１］本発明に係る配線板組立体は、第１のフレキシブルプリント配線板と、第２のフレキシブルプリント配線板と、前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板が接続されたコネクタと、を備え、前記第１のフレキシブルプリント配線板は、電気絶縁性を有する第１の基材と、前記第１の基材に設けられていると共に、第１の端子部を有する第１の配線パターンと、前記第１の端子部に接続された第１の接続端子と、を備え、前記第２のフレキシブルプリント配線板は、電気絶縁性を有する第２の基材と、前記第２の基材に設けられていると共に、第２の端子部を有する第２の配線パターンと、前記第２の端子部に接続された第２の接続端子と、を備え、前記コネクタは、前記第１及び第２の接続端子が嵌合するコネクタ端子と、前記コネクタ端子を収容する収容孔を有するハウジングと、を備えており、前記第１の基材は、前記第１の端子部が配置された第１の領域と、前記第１の領域から延出する第２の領域と、を含み、前記第２の基材は、前記第２の端子部が配置された第３の領域と、前記第３の領域から延出する第４の領域と、を含み、前記第１のフレキシブルプリント配線板と前記第２のフレキシブルプリント配線板は、前記第１の領域と前記第３の領域で相互に重ねられており、前記相互に重ねた第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を前記第１及び第３の領域で折り曲げた状態で、前記第１及び第２の接続端子が前記ハウジングの前記収容孔に挿入されて前記コネクタ端子と嵌合している配線板組立体である。

［２］上記発明において、前記配線板組立体は、前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を接着する接着層を備えており、前記接着層は、平面視において前記第１の領域と前記第３の領域とが相互に重複する重複部分に配置されていてもよい。

［３］上記発明において、前記第２の領域の長手方向の長さは、前記第１の領域の長手方向の長さよりも長く、前記第４の領域の長手方向の長さは、前記第３の領域の長手方向の長さよりも長くてもよい。

［４］上記発明において、前記第１の領域は、前記第１の端子部が設けられた第１の突出部分を含み、前記第３の領域は、前記第２の端子部が設けられた第２の突出部分を含んでおり、前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を前記第１及び第３の領域で相互に重ねた状態において、前記第１の突出部分と前記第２の突出部分とが相互に非重複であると共に、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とが所定の位置関係で配置されていてもよい。

［５］上記発明において、前記配線板組立体は、前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を前記第１及び第３の領域で相互に重ねた状態において、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との位置関係を規定する位置決め機構を備えており、前記位置決め機構は、前記第１のフレキシブルプリント配線板に設けられた第１の位置決め部と、前記第１の位置決め部に対応するように前記第２のフレキシブルプリント配線板に設けられた第２の位置決め部と、を含んでいてもよい。

［６］上記発明において、前記第２のフレキシブルプリント配線板は、前記第２の基材に設けられた第３の配線パターンを備え、前記配線板組立体は、前記第１の配線パターンと前記第３の配線パターンとを電気的に接続する接続部を備えており、前記接続部は、平面視において前記第１の領域と前記第３の領域とが相互に重複する重複部分に配置されていてもよい。

［７］上記発明において、前記第１又は第２のフレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の長手方向の長さは、２５０ｍｍ以上であってもよい。

［８］上記発明において、前記第１の配線パターンは、前記第２の領域に配置された第１のタブを有し、前記第２の配線パターンは、前記第４の領域に配置された第２のタブを有していてもよい。

［９］上記発明において、前記第１及び第２のタブは、直列接続された複数の電池セルを備える電池モジュールの第１及び第２のバスバにそれぞれ接合され、前記コネクタは、前記電池モジュールの状態を監視する監視ユニットに接続されてもよい。

［１０］上記発明において、前記複数の第１のタブは、前記バスバの電圧順位に従って並ぶように前記第２の領域に配置され、前記複数の第２のタブは、前記バスバの電圧順位に従って並ぶように前記第４の領域に配置されていてもよい。

［１１］上記発明において、前記複数のバスバは、前記電池モジュールにおける電圧の順位が奇数である複数の第１のバスバと、前記電池モジュールにおける電圧の順位が偶数である複数の第２のバスバと、を含み、前記第１のタブは、前記第１のバスバに接続され、前記第２のタブは、前記第２のバスバに接続されており、前記複数の第１のタブは、前記第１のバスバの電圧順位に従って並ぶように前記第２の領域に配置され、前記複数の第２のタブは、前記第２のバスバの電圧順位に従って並ぶように前記第４の領域に配置されていてもよい。

本発明では、配線板組立体を構成するフレキシブルプリント配線板を２枚に分割しているので、個々のフレキシブルプリント配線板のサイズを小さくなり、配線板組立体の生産性及び歩留まりの向上を図ることができる。

しかも、本発明では、第１及び第２のフレキシブルプリント配線板が重ねられた第１及び第３の領域において配線パターンを形成可能な面積を広く確保することができるので、配線板組立体の設計の自由度も向上する。

また、本発明では、相互に重ねた２枚のフレキシブルプリント配線板を折り曲げた状態で、第１及び第２の接続端子をハウジングの収容孔に挿入してコネクタ端子と嵌合させることで、フレキシブルプリント配線板を一体化している。このため、フレキシブルプリント配線板同士の接続にコネクタを用いないので、配線板組立体の部品点数及び製造工程が低減し、配線板組立体の低コスト化を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態における配線板組立体を電池モジュールに適用した例を示す概略平面図である。 図２は、本発明の実施形態における第１のフレキシブルプリント配線板を示す平面図である。 図３は、本発明の実施形態におけるコンタクトピン及び配線パターンの端子部を示す分解斜視図である。 図４は、本発明の実施形態における第２のフレキシブルプリント配線板を示す平面図である。 図５は、本発明の実施形態における配線板組立体の断面図であり、図２及び図４のV-V線に沿った断面図である。 図６は、本発明の実施形態におけるコネクタを示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態における配線板組立体１を電池モジュール５０に適用した例を示す平面図である。

本実施形態における配線板組立体１は、電池モジュール監視用の配線板組立体であり、図１に示すように、電池モジュール５０の監視箇所と監視ユニット６０とを電気的に接続する部材である。特に限定されないが、この電池モジュール５０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）等の電動車両に搭載される電池モジュールである。

電池モジュール５０は、複数（本例では７個）の電池セル５１を備えている。この電池セル５１は、特に限定されないが、例えば扁平型のリチウムイオン電池であり、一方の長側面の両端からそれぞれ突出している正極端子５１１と負極端子５１２を有している。複数の電池セル５１は、異極端子５１１，５１２同士が対向するように相互に反転して重ねられている。なお、電池モジュール５０を構成する電池セル５１の数は、上記に限定されず、要求電圧等に応じて設定することができる。

そして、相互に隣り合う電池セル５１において、一方の電池セル５１の正極端子５１１と他方の電池セル５１の負極端子５１２とが、バスバ５２，５３を介して電気的に接続されている。このため、電池モジュール５０が有する全ての電池セル５１は複数のバスバ５２，５３を介して直列接続されている。なお、特に限定されないが、本実施形態では、それぞれのバスバ５２，５３に形成された貫通孔５２１，５３１に円柱状の電極端子５１１，５１２を挿入し、当該バスバ５２，５３と電極端子５１１，５１２とを半田接続することで、バスバ５２，５３と電極端子５１１，５１２とが接続されている。

上述のように、複数の電池セル５１は直列接続されているため、電池セル５１の重ね方向に沿ってバスバ５２，５３の電圧が順に高くなっている。具体的には、電池セル５１の重ね方向（図中のＸ軸方向）に並ぶ複数のバスバ５２の列（図１においてＸ軸方向に沿って並ぶ上側のバスバ５２の列）では、電池モジュール５０における電圧の順位が奇数であるバスバ５２が電圧順に並んでいる。一方、電池セル５１の重ね方向に並ぶ複数のバスバ５３の列（図１においてＸ軸方向に沿って並ぶ下側のバスバ５３の列）では、電池モジュール５０における電圧の順位が偶数であるバスバ５３が電圧順に並んでいる。

監視ユニット６０は、電池モジュール５０の状態を監視するユニット（ＣＭＵ：Cell Monitoring Unit）である。特に限定されないが、この監視ユニット６０は、例えば、電気回路を有するリジッド配線板から構成されており、電池モジュール５０の電池セル５１を直列接続するバスバ５２，５３から電圧を取得することで、それぞれの電池セル５１の電圧を監視する。また、この監視ユニット６０は、電池モジュール５０に設けられた温度センサから温度を取得することで、それぞれの電池セル５１の温度を監視してもよい。

本実施形態における電池モジュール５０が本発明における「電池モジュール」の一例に相当し、本実施形態における電池セル５１が本発明における「電池セル」の一例に相当する。本実施形態におけるバスバ５２が本発明における「第１のバスバ」の一例に相当し、本実施形態におけるバスバ５３が本発明における「第２のバスバ」の一例に相当する。本実施形態における監視ユニット６０が本発明における「監視ユニット」の一例に相当する。

以下に、本実施形態における配線板組立体１の構成について、図１に加えて、図２～図６を参照しながら説明する。

図２は本実施形態における第１のフレキシブルプリント配線板１０を示す平面図であり、図３は本実施形態におけるコンタクトピン１３及び配線パターン１２の端子部１２２を示す分解斜視図である。図４は本実施形態における第２のフレキシブルプリント配線板２０を示す平面図である。図５は本実施形態における配線板組立体１の断面図であり、図２及び図４のV-V線に沿った断面図である。図６は本実施形態におけるコネクタ４０を示す正面図である。

本実施形態における配線板組立体１は、図１、図２及び図４に示すように、第１のフレキシブルプリント配線板１０と、第２のフレキシブルプリント配線板２０と、コネクタ４０と、を備えている。第１のフレキシブルプリント配線板１０と第２のフレキシブルプリント配線板２０は、後述するように、第１及び第３の領域１１１，２１１で重ねられた後に折り曲げ線ＢＬに沿って折り曲げられた状態で、コネクタ４０に挿入されている。以下において、第１のフレキシブルプリント配線板１０を、単に「第１のＦＰＣ１０」とも称し、第２のフレキシブルプリント配線板２０を、単に「第２のＦＰＣ２０」とも称する。

なお、配線板組立体１が備えるフレキシブルプリント配線板の数は、複数であれば上記に限定されず、配線板組立体１が３枚以上のフレキシブルプリント配線板を備えていてもよい。また、当該複数のフレキシブルプリント配線板が有する折り曲げ線の数も、上記に限定されず、配線板組立体１が複数の折り曲げ線を有していてもよい。

本実施形態における第１のＦＰＣ１０が本発明における「第１のフレキシブルプリント配線板」の一例に相当し、本実施形態における第２のＦＰＣ２０が本発明における「第２のフレキシブルプリント配線板」の一例に相当する。また、本実施形態におけるコネクタ４０が、本発明における「コネクタ」の一例に相当する。

第１のＦＰＣ１０は、両面に導体層を備えた、所謂、両面フレキシブルプリント配線板である。具体的には、本実施形態の第１のＦＰＣ１０は、図２及び図３に示すように、基材１１と、配線パターン１２と、コンタクトピン１３と、カバーレイ１４，１５と、を備えている。この第１のＦＰＣ１０は、当該第１のＦＰＣ１０の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って、２５０ｍｍ以上の長さＬ_１を有している（Ｌ_１≧２５０ｍｍ）。なお、配線パターン１２を見易くするため、図２にはカバーレイ１４，１５を図示していない。第１のＦＰＣ１０として、片面のみに導体層を備えた、所謂、片面フレキシブルプリント配線板を用いてもよい。

本実施形態における基材１１が本発明における「第１の基材」の一例に相当し、本実施形態における配線パターン１２が本発明における「第１の配線パターン」の一例に相当し、本実施形態におけるコンタクトピン１３が本発明における「第１の接続端子」の一例に相当する。

基材１１は、可撓性を有する樹脂フィルムである。この基材１１は、樹脂材料等の電気絶縁性を有する材料から構成されている。特に限定されないが、この基材１１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及び、アラミド等を例示することができる。

この基材１１は、第１の領域１１１と、第２の領域１１２と、を含んでいる。

第１の領域１１１は、略Ｌ字状の形状を有しており、当該第１の領域１１１の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って長さＬ_２を有している。なお、後述のように、この第１の領域１１１は折り曲げ線ＢＬで折り曲げられるが、第１の領域１１１の長手方向とは、当該折り曲げ線ＢＬで折り曲げた状態における第１の領域１１１の長手方向を意味する。

また、この第１の領域１１１は、図中＋Ｘ方向に突出する複数の第１の突出部分１１１ａを含んでいる。それぞれの第１の突出部分１１１ａには配線パターン１２の端子部１２２（後述）が設けられており、コンタクトピン１３がこの第１の突出部分１１１ａに加締められることで端子部１２２に接続されている。この複数の第１の突出部分１１１ａの間には切り欠き１１１ｂが形成されている。第１及び第２のＦＰＣ１０，２０が重ねられると、この第１の突出部分１１１ａが第２のＦＰＣ２０の第２の突出部分２１１ａ（後述）と非重複であると共に、切り欠き１１１ｂを介して第２のＦＰＣ２０のコンタクトピン２３が露出する。なお、この第１の突出部分１１１ａに補強板を貼り付けておくことで、当該第１の突出部分１１１ａを補強してもよい。

また、この第１の領域１１１は、２つの位置決め部１１３を有している。それぞれの位置決め部１１３は、凸部１１３ａと、位置決め孔１１３ｂと、を備えている。凸部１１３ａは、基材１１の一部であり、第１の領域１１１から突出している部分である。位置決め孔１１３ｂは、この凸部１１３ａを貫通している。この位置決め部１１３と第２のＦＰＣ２０の位置決め部２１３（後述）を用いて、第１及び第２のＦＰＣ１０，２０を相互に位置決めすることで、第１のＦＰＣ１０のコンタクトピン１３と、第２のＦＰＣ２０のコンタクトピン２３（後述）とが所定の位置関係で整列される。なお、第１の領域１１１が有する位置決め部１１３の数や配置は上記に限定されない。

第２の領域１１２は、第１の領域１１１から図中の－Ｘ方向に直線状に延出している。この第２の領域１１２は、当該第２の領域１１２の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って長さＬ_３を有している。この第２の領域１１２の長さＬ_３は、上述の第１の領域１１１の長さＬ_２よりも長くなっている（Ｌ_３＞Ｌ_２）。

なお、基材１１の平面形状は、第２の領域１１２の長さＬ_３が第１の領域１１１の長さＬ_２よりも長くなっている限り（Ｌ_３＞Ｌ_２）、上記に限定されない。また、基材１１が、第１の領域１１１を複数備えていてもよいし、第２の領域１１２を複数備えていてもよい。

この基材１１には複数の配線パターン１２が形成されている。本実施形態では、基材１１の両面に配線パターン１２が形成されているが、基材１１の片面のみに配線パターン１２を形成してもよい。この配線パターン１２は、金属又はカーボン等の導電性材料から構成されている。この配線パターン１２を構成する金属としては、例えば、銅、銀、金を例示することができる。なお、配線パターン１２の本数や配置は、特に限定されず、電池モジュール５０が備える電池セル５１の数等に応じて設定することができる。

基材１１に配線パターン１２を形成する方法としては、特に限定されないが、サブトラクティブ法やセミアディティブ法等の方法を例示することができる。或いは、導電性粒子を含む導電性ペーストを基材１１上に印刷し、当該導電性ペーストを硬化させることにより、配線パターン１２を形成してもよい。

複数の配線パターン１２は、配線部１２１と、端子部１２２と、を有している。また、当該複数の配線パターン１２の中の一部の配線パターン１２Ａ～１２Ｄは、配線部１２１及び端子部１２２に加えて、タブ１２３を有している。配線パターン１２Ａ～１２Ｄは、電池セル５１の電圧を検出するための配線パターンであるのに対し、それ以外の配線パターン１２は、電圧検出以外の用途（例えば温度検出等）に用いられる配線パターンである。

配線パターン１２の配線部１２１は、第１の領域１１１の端部（図中の＋Ｘ側の端部）から当該第１の領域１１１を横断して第２の領域１１２に進入しており、さらに、この第２の領域１１２内において当該第２の領域１１２の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って直線状に延在している。

それぞれの配線部１２１の配線部１２１の一端（図中の＋Ｘ側の端部）に端子部１２２が設けられている。端子部１２２は、基材１１の第１の突出部分１１１ａに設けられている。

また、電圧検出用の配線パターン１２Ａ～１２Ｄの配線部１２１の他端（図中の－Ｘ側の端部）には、タブ１２３が設けられている。それぞれのタブ１２３には、電池モジュール５０のバスバ５２が接合されている。なお、タブ１２３とバスバ５２の具体的な接合方法としては、例えば、溶接を例示することができる。

具体的には、配線パターン１２Ａは、バスバ５２の中で最高電圧のバスバ５２Ａに対応する位置まで第２の領域１１２上を延在しており、当該配線パターン１２Ａのタブ１２３にバスバ５２Ａが接合されている。同様に、配線パターン１２Ｂは、バスバ５２の中で二番目に電圧の高いバスバ５２Ｂに対応する位置まで第２の領域１１２上を延在しており、当該配線パターン１２Ｂのタブ１２３にバスバ５２Ｂが接合されている。同様に、配線パターン１２Ｃは、バスバ５２の中で三番目に電圧の高いバスバ５２Ｃに対応する位置まで第２の領域１１２上を延在しており、当該配線パターン１２Ｃのタブ１２３にバスバ５２Ｃが接合されている。同様に、配線パターン１２Ｄは、バスバ５２の中で最低電圧のバスバ５２Ｄに対応する位置まで第２の領域１１２上を延在しており、当該配線パターン１２Ｄのタブ１２３にバスバ５２Ｄが接合されている。

このように、本実施形態では、配線パターン１２Ａ～１２Ｄのタブ１２３は、第２の領域１１２において、当該第２の領域１１２の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って、バスバ５２Ａ～５２Ｄの電圧順に従って並べられている。これに対し、第１のＦＰＣ１０として両面配線基板を用いて配線パターン１２Ａ～１２Ｄを三次元的に入れ替えることで、バスバ５２Ａ～５２Ｄに接続された配線パターン１２Ａ～１２Ｄの端子部１２２も、第１の領域１１１において、バスバ５２Ａ～５２Ｄの電圧順に従って並べられている。

コンタクトピン１３は、図３に示すように、嵌合部１３１と、板状部１３２と、爪部１３３と、を備えている。嵌合部１３１は、コネクタ４０が有するコネクタ端子４２（後述）に嵌合する部分である。この嵌合部１３１に板状部１３２が接続されており、当該板状部１３２から複数の爪部１３３が下方に向かって突出している。この爪部１３３を基材１１の第１の突出部分１１１ａに突き刺して貫通させた後に当該爪部１３３を折り曲げることで、当該コンタクトピン１３が基材１１に加締められている。これにより、コンタクトピン１３が、基材１１に機械的に固定されていると共に、配線パターン１２の端子部１２２に電気的に接続されている。

カバーレイ１４は、配線パターン１２を保護するための層であり、（図３および図５参照）。このカバーレイ１４は、樹脂材料等の電気絶縁性を有する材料からなるフィルムで構成されている。特に限定されないが、このカバーレイ１４を構成する材料としては、ポリイミド（ＰＩ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及び、アラミド等を例示することができる。なお、このカバーレイ１４が、上述のフィルムを基材１１に貼り付けるための接着層を備えていてもよい。こうした接着層を構成する材料としては、例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤を例示することができる。

なお、カバーレイ１４として、感光性カバーレイ材料からなるドライフィルムを用いて形成してもよいし、或いは、液状の感光性カバーレイ材料を露光及び現像することで、カバーレイ１４を形成してもよい。或いは、液状のカバーレイインクを印刷することで、カバーレイ１４を形成してもよい。

或いは、カバーレイ１４をソルダレジストで構成してもよい。具体的には、感光性レジスト材料からなるドライフィルムを用いてカバーレイ１４を形成してもよい。或いは、液状の感光性レジスト材料を露光及び現像することで、カバーレイ１４を形成してもよい。或いは、液状のソルダレジストインクを印刷することで、カバーレイ１４を形成してもよい。

このカバーレイ１４は、配線パターン１２を覆うように、基材１１の一方の主面に設けられている。この際、カバーレイ１４の一部に切り欠きや開口が形成されており、当該切り欠き及び開口を介して、配線パターン１２の端子部１２２及びタブ１２３がカバーレイ１４から露出している（図３参照）。

カバーレイ１５も、上述のカバーレイ１４と同様の材料及び製法により形成されており、配線パターン１２を覆うように、基材１１の他方の主面に設けられている。

第２のＦＰＣ２０も、上述の第１のＦＰＣ１０と同様に、両面に導体層を備えた、所謂、両面フレキシブルプリント配線板である。具体的には、本実施形態の第２のＦＰＣ２０は、図４に示すように、基材２１と、配線パターン２２と、コンタクトピン２３と、カバーレイ２４，２５（図３及び図５参照）と、を備えている。この第２のＦＰＣ２０は、当該第２のＦＰＣ２０の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って、２５０ｍｍ以上の長さＬ_４を有している（Ｌ_４≧２５０ｍｍ）。なお、配線パターン２２を見易くするため、図４にはカバーレイ２４，２５を図示していない。第２のＦＰＣ２０として、片面のみに導体層を備えた、所謂、片面フレキシブルプリント配線板を用いてもよい。

本実施形態における基材２１が本発明における「第２の基材」の一例に相当し、本実施形態における配線パターン２２が本発明における「第２の配線パターン」の一例に相当し、本実施形態におけるコンタクトピン２３が本発明における「第２の接続端子」の一例に相当する。

基材２１は、上述の第１のＦＰＣ１０の基材１１を構成する材料と同様の材料から構成されている。この基材２１は、第３の領域２１１と、第４の領域２１２と、を含んでいる。

第３の領域２１１は、略Ｌ字状の形状を有しており、当該第３の領域２１１の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って長さＬ_５を有している。なお、後述のように、この第３の領域２１１は折り曲げ線ＢＬで折り曲げられるが、第３の領域２１１の長手方向とは、当該折り曲げ線ＢＬで折り曲げた状態における第３の領域２１１の長手方向を意味する。

また、この第３の領域２１１は、図中＋Ｘ方向に突出する複数の第２の突出部分２１１ａを含んでいる。それぞれの第２の突出部分２１１ａには配線パターン２２の端子部２２２（後述）が設けられており、コンタクトピン２３がこの第２の突出部分２１１ａに加締められることで端子部２２２に接続されている。この複数の第２の突出部分２１１ａの間には切り欠き２１１ｂが形成されている。第１及び第２のＦＰＣ１０，２０が重ねられると、この第２の突出部分２１１ａが第１のＦＰＣ１０の第１の突出部分１１１ａと非重複であると共に、切り欠き２１１ｂ内に第１のＦＰＣ１０のコンタクトピン１３が位置する。なお、この第２の突出部分２１１ａに補強板を貼り付けておくことで、当該第２の突出部分２１１ａを補強してもよい。

また、この第３の領域２１１は、２つの位置決め部２１３を有している。それぞれの位置決め部２１３は、凸部２１３ａと、位置決め孔２１３ｂと、を備えている。凸部２１３ａは、基材１１の一部であり、第３の領域２１１から突出している部分である。位置決め孔２１３ｂは、この凸部２１３ａを貫通している。この位置決め孔２１３ｂは、上述の第１のＦＰＣ１０の位置決め孔１１３ｂに対応するように配置されている。なお、第３の領域２１１が有する位置決め部２１３の数や配置は上記に限定されない。

また、位置決め部２１３の構成も上記に限定されず、例えば、位置決め孔２１３ｂに代えて、凸部２１３ａに位置決めマークを形成し、第１のＦＰＣ１０の位置決め孔１１３ｂを介して当該位置決め孔２１３ｂをカメラで撮像し、画像処理を用いて第１及び第２のＦＰＣ１０，２０を位置決めしてもよい。或いは、位置決め孔１１３ｂ，２１３ｂに代えて、位置決めマークを位置決め部１１３，２１３の両方に形成し、これらのマークの相対的な位置関係に基づいて、画像処理を用いて第１及び第２のＦＰＣ１０，２０を位置決めしてもよい。なお、この場合には、第１のＦＰＣ１０の凸部１１３ａと、第２のＦＰＣ２０の凸部２２１３ａとを相互に重複しないように形成する。

第４の領域２１２は、第３の領域２１１から図中の－Ｙ方向に突出してから、図中の－Ｘ方向に直線状に延在している。この第４の領域２１２は、当該第４の領域２１２の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って長さＬ_６を有している。この第４の領域２１２の長さＬ_６は、上述の第３の領域２１１の長さＬ_５よりも長くなっている（Ｌ_６＞Ｌ_５）。

なお、基材２１の平面形状は、第４の領域２１２の長さＬ_６が第３の領域２１１の長さＬ_５よりも長くなっている限り（Ｌ_６＞Ｌ_５）、上記に限定されない。また、基材２１が、第３の領域２１１を複数備えていてもよいし、第４の領域２１２を複数備えていてもよい。

この基材２１には複数の配線パターン２２が形成されている。本実施形態では、基材２１の両面に配線パターン２２が形成されているが、基材２１の片面のみに配線パターン２２を形成してもよい。この配線パターン２２は、上述の第１のＦＰＣ１０の配線パターン１２と同様の材料及び製法により形成されている。なお、配線パターン２２の本数や配置は、特に限定されず、電池モジュール５０が備える電池セル５１の数等に応じて設定することができる。

複数の配線パターン２２は、配線部２２１と、端子部２２２と、を有している。また、当該複数の配線パターン２２の中の一部の配線パターン２２Ａ～２２Ｄは、配線部２２１及び端子部２２２に加えて、タブ２２３を有している。配線パターン２２Ａ～２２Ｄは、電池セル５１の電圧を検出するための配線パターンであるのに対し、それ以外の配線パターン２２は、電圧検出以外の用途（例えば温度検出等）に用いられる配線パターンである。

なお、第２のＦＰＣ２０が、配線パターン２２Ｚを備えていてもよい。この配線パターン２２Ｚは、端子部２２２を備えておらず、後述するように、接続部３２を介して、第１のＦＰＣ１０の配線パターン１２に接続されている。この接続部３２は、第１の領域１１１と第３の領域２１１とが重複する重複部分３０に配置されている。本実施形態における配線パターン２２Ｚが、本発明における「第３の配線パターン」の一例に相当する。

配線パターン２２の配線部２２１は、第３の領域２１１の端部（図中の＋Ｘ側の端部）から当該第３の領域２１１を横断して第４の領域２１２に進入しており、さらに、この第４の領域２１２内において当該第４の領域２１２の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って直線状に延在している。

それぞれの配線部２２１の配線部２２１の一端（図中の＋Ｘ側の端部）に端子部２２２が設けられている。端子部２２２は、基材２１の第２の突出部分２１１ａに設けられている。

また、電圧検出用の配線パターン２２Ａ～２２Ｄの配線部２２１の他端（図中の－Ｘ側の端部）には、タブ２２３が設けられている。それぞれのタブ２２３には、電池モジュール５０のバスバ５３が接合されている。なお、タブ２２３とバスバ５３の具体的な接合方法としては、例えば、溶接を例示することができる。

具体的には、配線パターン２２Ａは、バスバ５３の中で最高電圧のバスバ５３Ａに対応する位置まで第４の領域２１２上を延在しており、当該配線パターン２２Ａのタブ２２３にバスバ５３Ａが接合されている。同様に、配線パターン２２Ｂは、バスバ５３の中で二番目に電圧の高いバスバ５３Ｂに対応する位置まで第４の領域２１２上を延在しており、当該配線パターン２２Ｂのタブ２２３にバスバ５３Ｂが接合されている。同様に、配線パターン２２Ｃは、バスバ５３の中で三番目に電圧の高いバスバ５３Ｃに対応する位置まで第４の領域２１２上を延在しており、当該配線パターン２２Ｃのタブ２２３にバスバ５３Ｃが接合されている。同様に、配線パターン２２Ｄは、バスバ５３の中で最低電圧のバスバ５３Ｄに対応する位置まで第４の領域２１２上を延在しており、当該配線パターン２２Ｄのタブ２２３にバスバ５３Ｄが接合されている。

このように、本実施形態では、配線パターン２２Ａ～２２Ｄのタブ２２３は、第４の領域２１２において、当該第４の領域２１２の長手方向（図中のＸ軸方向）に沿って、バスバ５３Ａ～５３Ｄの電圧順に従って並べられている。これに対し、第２のＦＰＣ２０として両面配線基板を用いて配線パターン２２Ａ～２２Ｄを三次元的に入れ替えることで、バスバ５３Ａ～５３Ｄに接続された配線パターン２２Ａ～２２Ｄの端子部２２２も、第３の領域２１１において、バスバ５３Ａ～５３Ｄの電圧順に従って並べられている。

コンタクトピン２３は、上述の第１のＦＰＣ１０のコンタクトピン１３と同様の構成を有している。このコンタクトピン２３は、上述のコンタクトピン１３と同様に、爪部を基材２１に貫通させて折り曲げることで、基材１１に機械的に固定されていると共に配線パターン１２の端子部１２２に電気的に接続されている。

カバーレイ２４，２５は、配線パターン１２を保護するための層である（図３および図５参照）。このカバーレイ２４，２５は、上述の第１のＦＰＣ１０のカバーレイ１４，１５と同様の材料及び製法により形成されている。カバーレイ２４，２５は、配線パターン２２を覆うように、基材１１の両主面に設けられている。この際、カバーレイ２４，２５の一部に切り欠きや開口が形成されており、当該切り欠き及び開口を介して、配線パターン２２の端子部２２２及びタブ２２３がカバーレイ２４，２５から露出している。

以上に説明した第１及び第２のＦＰＣ１０，２０は、先ず、第１及び第３の領域１１１，２１１で重ね合わせられている。

この状態において、第１のＦＰＣ１０の第１の突出部分１１１ａと、第２のＦＰＣ２０の第２の突出部分２１１ａとが、相互に非重複となっている。本実施形態では、第１の突出部分１１１ａが第２のＦＰＣ２０の切り欠き２１１ｂ内に位置していると共に、第２の突出部分２１１ａが第１のＦＰＣ１０の切り欠き１１１ｂ内に位置しており、第１のＦＰＣ１０の第１の突出部分１１１ａと、第２のＦＰＣ２０の第２の突出部分２１１ａとは、交互に配置されている。従って、この状態において、第１のＦＰＣ１０のコンタクトピン１３が、第２のＦＰＣ２０の切り欠き２１１ｂ内に位置していると共に、第２のＦＰＣ２０のコンタクトピン２３が、第１のＦＰＣ１０の切り欠き１１１ｂ内に位置している。

この際、第１のＦＰＣ１０と第２のＦＰＣ２０とは、接着層３１を介して接着されている。この接着層３１は、平面視において、第１の領域１１１と第３の領域２１１とが重複する重複部分３０に配置されている。こうした接着層３１を第１及び第３の領域１１１，２１１に設けることで、コンタクトピン２３をコネクタ４０に挿入し易くなると共に、コンタクトピン２３を保持している当該第１及び第３の領域１１１，２１１を補強することもできる。なお、この接着層３１を省略してもよい。

また、第１及び第２のＦＰＣ１０，２０を重ね合わせる際に、例えば、位置決め治具のガイドピンを、第１のＦＰＣ１０の位置決め孔１１３ｂと、第２のＦＰＣ２０の位置決め孔２１３ｂとに挿入する。これにより、第１のＦＰＣ１０と第２のＦＰＣ２０とを高精度に位置決めすることができ、コンタクトピン１３とコンタクトピン２３を所定の位置関係で整列することができる。特に限定されないが、本実施形態では、位置決め部１１３，２１３により第１及び第２のＦＰＣ１０，２０を位置決めすると、図２及び図４に示すように、コンタクトピン１３，２３が所定のピッチＰで等間隔に並べられる。

なお、配線パターン２２が、上述の配線パターン２２Ｚを含んでいる場合には、以下の要領で、接続部３２を形成する。すなわち、図５に示すように、第２のＦＰＣ２０において、配線パターン２２Ｚの端部を露出させるように、カバーレイ２４に開口２４１を予め形成しておく。また、第１のＦＰＣ１０において当該配線パターン２２Ｚの端部に対向する位置に、スルーホール１６を予め形成しておくと共に、接着層３１において当該配線パターン２２Ｚの端部に対向する位置にも、貫通孔３１１を予め形成しておく。そして、第１のＦＰＣ１０と第２のＦＰＣ２０を接着層３１を介して貼り合わせた後、スルーホール１６及び貫通孔３１１に半田を充填することで、第１のＦＰＣ１０の配線パターン１２と第２のＦＰＣ２０の配線パターン２２Ｚとを電気的に接続する。なお、半田に代えて、導電性ペーストを用いてもよい。

次いで、第１及び第３の領域１１１，２１１で重ねられた第１及び第２のＦＰＣ１０，２０は、図１に示すように、折り曲げ線ＢＬで折り曲げられている。この折り曲げ線ＢＬは、図２及び図４に示すように、図中のＸ軸方向に沿って延在しており、第１のＦＰＣ１０の第１の領域１１１に位置していると共に、第２のＦＰＣ２０の第３の領域２１１に位置している。本実施形態では、相互に重ね合わせた第１及び第２のＦＰＣ１０，２０を折り曲げ線ＢＬで折り曲げた状態では、コンタクトピン１３，２３が２行６列に配列されている。なお、コンタクトピン１３，２３の数や配列は、上記に限定されない。

第１及び第３の領域１１１，２１１で重ねられ折り曲げ線ＢＬで折り曲げられた第１及び第２のＦＰＣ１０，２０は、コネクタ４０に接続されている。このコネクタ４０は、図１に示すように、上述した監視ユニット６０に電気的に接続されている。このコネクタ４０は、図６に示すように、ハウジング４１と、複数のコネクタ端子４２と、を備えている。

ハウジング４１は、複数の収容孔４１１を有している。それぞれの収容孔４１１には、第１及び第２のＦＰＣ１０，２０のコンタクトピン１３，２３を挿入可能となっている。この複数の収容孔４１１は、上述の第１及び第２のＦＰＣ１０，２０のコンタクトピン１３，２３の配列に対応した配列でハウジング４１に形成されている。本実施形態では、１２個の収容孔４１１がコンタクトピン１３，２３の配列に合わせて２行６列で配列されており、収容孔４１１間のピッチＰはコンタクトピン１３，２３のピッチＰ（図２及び図４参照）と同一となっている。

それぞれの収容孔４１１内にはコネクタ端子４２が配置されている。収容孔４１１内に挿入されたコンタクトピン１３，２３が、コネクタ端子４２に嵌合することで、第１及び第２のＦＰＣ１０，２０がコネクタ４０に接続される。

以上のように、本実施形態では、配線板組立体１を構成するフレキシブルプリント配線板を、第１のＦＰＣ１０と第２のＦＰＣ２０に分割しているので、それぞれのＦＰＣ１０，２０のサイズを小さくなり、配線板組立体１の生産性及び歩留まりの向上を図ることができる。

しかも、本実施形態では、第１及び第２のＦＰＣ１０，２０が重ねられた第１及び第３の領域１１１，２１１において配線パターンを形成可能な面積を広く確保することができるので、配線板組立体１の設計の自由度も向上する。

また、本実施形態では、相互に重ねた２枚のＦＰＣ１０，２０を折り曲げた状態で、コンタクトピン１３，２３をハウジング４１の収容孔４１１に挿入してコネクタ端子４２と嵌合させることで、ＦＰＣ１０，２０を一体化している。このため、ＦＰＣ１０，２０同士の接続にコネクタを用いないので、配線板組立体１の部品点数及び製造工程が低減し、配線板組立体１の低コスト化を図ることができる。

また、相互に積層した２枚のフレキシブルプリント配線板を、折り曲げずに、単にコネクタに挿入する場合には、上側のフレキシブルプリント配線板のコンタクトピンは、コネクタにおいて上段に配置された収容孔に収容されたコネクタ端子にしか接続することはできない。同様に、下側のフレキシブルプリント配線板のコンタクトピンは、コネクタにおいて下段に配置された収容孔に収容されたコンタクト端子にしか接続することはできない。

これに対し、本実施形態では、相互に重ねたＦＰＣ１０，２０を折り曲げるので、第１のＦＰＣ１０のコンタクトピン１３をコネクタ４０の下段の収容孔４１１に収容されたコネクタ端子４２に接続したり、第２のＦＰＣ２０のコンタクトピン２３をコネクタ４０の上段の収容孔４１１に収容されたコネクタ端子４２に接続することができる。このため、本実施形態では、配線板組立体１の設計の自由度が向上する。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述の実施形態では、配線板組立体１を電池モジュール５０の監視に用いた例について説明した。しかしながら、配線板組立体１の用途は、上記の用途に限定されず、電池モジュールの監視以外の用途に配線板組立体１を用いてもよい。

１…配線板組立体
１０…第１のＦＰＣ
１１…基材
１１１…第１の領域
１１１ａ…第１の突出部分
１１２…第２の領域
１１３…位置決め部
１２，１２Ａ～１２Ｄ…配線パターン
１２２…端子部
１２３…タブ
１３…コンタクトピン
１６…スルーホール
２０…第２のＦＰＣ
２１…基材
２１１…第３の領域
２１１ａ…第２の突出部分
２１２…第４の領域
２１３…位置決め部
２２，２２Ａ～２２Ｄ，２２Ｚ…配線パターン
２２２…端子部
２２３…タブ
２３…コンタクトピン
３０…重複部分
３１…接着層
３２…接続部
ＢＬ…折り曲げ線
４０…コネクタ
４１…ハウジング
４１１…収容孔
４２…コネクタ端子
５０…電池モジュール
５１…電池セル
５１１，５１２…電極端子
５２，５３…バスバ
６０…監視ユニット

Claims (8)

1. 第１のフレキシブルプリント配線板と、
   第２のフレキシブルプリント配線板と、
   前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板が接続されたコネクタと、を備えた配線板組立体であって、
   前記第１のフレキシブルプリント配線板は、
   電気絶縁性を有する第１の基材と、
   前記第１の基材に設けられていると共に、第１の端子部を有する第１の配線パターンと、
   前記第１の端子部に接続された第１の接続端子と、を備え、
   前記第２のフレキシブルプリント配線板は、
   電気絶縁性を有する第２の基材と、
   前記第２の基材に設けられていると共に、第２の端子部を有する第２の配線パターンと、
   前記第２の端子部に接続された第２の接続端子と、を備え、
   前記コネクタは、
   前記第１及び第２の接続端子が嵌合するコネクタ端子と、
   前記コネクタ端子を収容する収容孔を有するハウジングと、を備えており、
   前記第１の基材は、
   前記第１の端子部が配置された第１の領域と、
   前記第１の領域から延出する第２の領域と、を含み、
   前記第２の基材は、
   前記第２の端子部が配置された第３の領域と、
   前記第３の領域から延出する第４の領域と、を含み、
   前記第１のフレキシブルプリント配線板と前記第２のフレキシブルプリント配線板は、前記第１の領域と前記第３の領域で相互に重ねられており、
   前記相互に重ねた第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を前記第１及び第３の領域で折り曲げた状態で、前記第１及び第２の接続端子が前記ハウジングの前記収容孔に挿入されて前記コネクタ端子と嵌合しており、
   前記配線板組立体は、前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を接着する接着層を備えており、
   前記接着層は、平面視において前記第１の領域と前記第３の領域とが相互に重複する重複部分に配置されている配線板組立体。
2. 第１のフレキシブルプリント配線板と、
   第２のフレキシブルプリント配線板と、
   前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板が接続されたコネクタと、を備えた配線板組立体であって、
   前記第１のフレキシブルプリント配線板は、
   電気絶縁性を有する第１の基材と、
   前記第１の基材に設けられていると共に、第１の端子部を有する第１の配線パターンと、
   前記第１の端子部に接続された第１の接続端子と、を備え、
   前記第２のフレキシブルプリント配線板は、
   電気絶縁性を有する第２の基材と、
   前記第２の基材に設けられていると共に、第２の端子部を有する第２の配線パターンと、
   前記第２の端子部に接続された第２の接続端子と、を備え、
   前記コネクタは、
   前記第１及び第２の接続端子が嵌合するコネクタ端子と、
   前記コネクタ端子を収容する収容孔を有するハウジングと、を備えており、
   前記第１の基材は、
   前記第１の端子部が配置された第１の領域と、
   前記第１の領域から延出する第２の領域と、を含み、
   前記第２の基材は、
   前記第２の端子部が配置された第３の領域と、
   前記第３の領域から延出する第４の領域と、を含み、
   前記第１のフレキシブルプリント配線板と前記第２のフレキシブルプリント配線板は、前記第１の領域と前記第３の領域で相互に重ねられており、
   前記相互に重ねた第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を前記第１及び第３の領域で折り曲げた状態で、前記第１及び第２の接続端子が前記ハウジングの前記収容孔に挿入されて前記コネクタ端子と嵌合しており、
   前記配線板組立体は、前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を前記第１及び第３の領域で相互に重ねた状態において、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との位置関係を規定する位置決め機構を備えており、
   前記位置決め機構は、
   前記第１のフレキシブルプリント配線板に設けられた第１の位置決め部と、
   前記第１の位置決め部に対応するように前記第２のフレキシブルプリント配線板に設けられた第２の位置決め部と、を含む配線板組立体。
3. 第１のフレキシブルプリント配線板と、
   第２のフレキシブルプリント配線板と、
   前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板が接続されたコネクタと、を備えた配線板組立体であって、
   前記第１のフレキシブルプリント配線板は、
   電気絶縁性を有する第１の基材と、
   前記第１の基材に設けられていると共に、第１の端子部を有する第１の配線パターンと、
   前記第１の端子部に接続された第１の接続端子と、を備え、
   前記第２のフレキシブルプリント配線板は、
   電気絶縁性を有する第２の基材と、
   前記第２の基材に設けられていると共に、第２の端子部を有する第２の配線パターンと、
   前記第２の端子部に接続された第２の接続端子と、を備え、
   前記コネクタは、
   前記第１及び第２の接続端子が嵌合するコネクタ端子と、
   前記コネクタ端子を収容する収容孔を有するハウジングと、を備えており、
   前記第１の基材は、
   前記第１の端子部が配置された第１の領域と、
   前記第１の領域から延出する第２の領域と、を含み、
   前記第２の基材は、
   前記第２の端子部が配置された第３の領域と、
   前記第３の領域から延出する第４の領域と、を含み、
   前記第１のフレキシブルプリント配線板と前記第２のフレキシブルプリント配線板は、前記第１の領域と前記第３の領域で相互に重ねられており、
   前記相互に重ねた第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を前記第１及び第３の領域で折り曲げた状態で、前記第１及び第２の接続端子が前記ハウジングの前記収容孔に挿入されて前記コネクタ端子と嵌合しており、
   前記第２のフレキシブルプリント配線板は、前記第２の基材に設けられた第３の配線パターンを備え、
   前記配線板組立体は、前記第１の配線パターンと前記第３の配線パターンとを電気的に接続する接続部を備えており、
   前記接続部は、平面視において前記第１の領域と前記第３の領域とが相互に重複する重複部分に配置されている配線板組立体。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の配線板組立体であって、
   前記第２の領域の長手方向の長さは、前記第１の領域の長手方向の長さよりも長く、
   前記第４の領域の長手方向の長さは、前記第３の領域の長手方向の長さよりも長い配線板組立体。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の配線板組立体であって、
   前記第１の領域は、前記第１の端子部が設けられた第１の突出部分を含み、
   前記第３の領域は、前記第２の端子部が設けられた第２の突出部分を含んでおり、
   前記第１及び第２のフレキシブルプリント配線板を前記第１及び第３の領域で相互に重ねた状態において、前記第１の突出部分と前記第２の突出部分とが相互に非重複であると共に、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とが所定の位置関係で配置されている配線板組立体。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の配線板組立体であって、
   前記第１又は第２のフレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の長手方向の長さは、２５０ｍｍ以上である配線板組立体。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の配線板組立体であって、
   前記第１の配線パターンは、前記第２の領域に配置された第１のタブを有し、
   前記第２の配線パターンは、前記第４の領域に配置された第２のタブを有している配線板組立体。
8. 請求項７に記載の配線板組立体であって、
   前記第１及び第２のタブは、直列接続された複数の電池セルを備える電池モジュールの第１及び第２のバスバにそれぞれ接合され、
   前記コネクタは、前記電池モジュールの状態を監視する監視ユニットに接続される配線板組立体。