JP2006187125A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化が可能な電気接続箱を提供する
【解決手段】 分岐路部１２と電源分配部１３との端縁同士を突き合わせて全体が略Ｌ字状に組合わされてなる回路体１１を、ケーシング１５で包囲してなる電気接続箱１０において、電力回路用のコネクタハウジング１６Ｃと制御回路用の制御用コネクタ３７とを個別に設けることで、電力回路用と制御回路用との接続部が混在する場合に比べて、電力用回路と制御用回路とのそれぞれの配線構造が簡略化できるので、電気接続箱１０全体の小型化が可能となる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、電力供給を行う電気接続箱に関する。

従来の電気接続箱として例えば特許文献１に示すものがある。このものは、例えば、自動車に搭載されるものであって、車載バッテリー等の電源と各電子装置との間に介されて各電子装置への電源供給の制御を行なう電力分配器として用いられるものである。
この種の電気接続箱は、平面状に配索された複数本のバスバーと、絶縁層を介してこれらバスバーへ積層した制御用回路基板と、この制御用回路基板に実装される半導体スイッチングデバイスとを備え、当該半導体スイッチングデバイスを動作させることによって各バスバーに通電させて各電子装置への電力供給の制御を行なうようになっている。
特開２００３−１６４０３９公報

ところで、自動車に要求される快適性・安全性等は高まる一方であり、これらを高水準で満たすために自動車に搭載される電子装置の数は増加する傾向にあり、制御用回路基板上に実装されるスイッチングデバイスの数が増加する。これに伴って回路構成体中に要求される電源供給を行うための導電路の数も増えるため、導電路のみを例えば複数本のバスバーを絶縁基板に配設してなる他の回路構成体（第２回路構成体）として形成し、前述の回路構成体（第１回路構成体）に対して接続することで高密度化を達成することが考えられる。
しかしながら、上記のように第１回路構成体と第２回路構成体とを備える場合に、電気接続箱と外部との導通接続を行うコネクタ等を形成する場合、多数のコネクタを形成しなければならなかったり、配線が複雑になったりして、電気接続箱が大型化してしまうという欠点があった。
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、小型化が可能な電気接続箱を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、制御用回路基板にスイッチングデバイスを実装して制御用回路を形成してなると共に、前記制御用回路基板に絶縁層を介して積層される複数本のバスバーを配設して第１電力用回路を形成してなる第１回路構成体と、絶縁基板に複数本のバスバーを配設して電力用回路を形成してなる第２回路構成体とを備え、前記第１回路構成体と前記第２回路構成体とが互い電気的に接続されてなる電気接続箱において、第１電力用回路或いは第２電力用回路と外部との導通接続を行う電力用接続部と、制御用回路と外部との導通接続を行う制御用接続部とが個別に設けられているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記電力用接続部が、前記第２回路構成体に配設されると共に、前記第２電力用回路と前記第１電力用回路との双方の外部との導通接続を行う構成であるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記第１回路構成体には、前記制御用回路に係る外部との導通接続を行う制御用接続部が設けられているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
電力用接続部と制御用接続部とを個別に設けることで、電力用接続部と制御用接続部とが混在する場合に比べて、電力用回路と制御用回路とのそれぞれの配線構造が簡略化できるので、電気接続箱全体の小型化が可能となる。

＜請求項２の発明＞
電力用回路の接続部は比較的電流容量の大きな大型の導電路が必要であり、接続部の構造が大型化する傾向にあるが、電力用接続部で第１電力用回路と第２電力用回路との双方の電力用回路の導通接続を行うので、これらを別々に設ける場合に比べて接続部の構造を全体として小型化できるので、電気接続箱の小型化が達成できる。

＜請求項３の発明＞
制御用接続部を第１回路構成体に形成することで、制御用回路からの配線を短くすることができるので、電気接続箱をより小型化することが可能となる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図１ないし図８を参照して説明する。本実施形態の電気接続箱１０は、例えば、車載バッテリー等の電源と各電子装置等の負荷との間に介されて各電子装置への電源供給の制御を行なう電力分配器として用いられるものである。
電気接続箱１０は、図１に示すように、いずれも略平板状に形成された分岐路部１２と電源分配部１３とが互いに垂直になるように端縁同士を突き合わせて全体として略Ｌ字状となるように組合わされてなる回路体１１を、ケーシング１５で包囲してなるものであり、電気接続箱１０の上面には外装品取付部１４が形成されている。

ケーシング１５は、メインケース１６にサイドケース１７及び上側ケース１８を組付ける構成となっている（図１参照）。
メインケース１６には、図１に示すように、上方に開口する上側収容部１６Ｈと一側方（図１の左奥方）に開口する側方収容部１６Ｖとが形成されている。上側収容部１６Ｈは、分岐路部１２を収容してから上側ケース１８が組み付けられることで、その開口部を塞ぐようになっている。また、上側収容部１６Ｈは、その底面外側に外部機器との接続を行うコネクタハウジング１６Ｃが形成されている（図８参照）。
一方、側方収容部１６Ｖは電源分配部１３を組付けたサイドケース１７が組み付けられることでその開口部を塞ぐようになっている。また、側方収容部１６Ｖの開口部と対向する側の壁面には電源分配部１３に形成された制御用コネクタ３７を外部に露出させるための挿通孔１６Ａが穿設されている。
また、上側ケース１８の上面には、外装品挿入孔１８Ａが穿設されており、この外装品挿入孔１８Ａ内には分岐路部１２或いは電源分配部１３から延出された二又端子が挿入されることで外装品取付部１４が構成される。この外装品取付部１４の外装品挿入孔１８Ａに外装品（本実施形態ではヒューズＨ又はヒュージブルリンクＦ）が組み付けられると、外装品の端子が二又端子に挟持されることで導通接続が図られるようになっている。

分岐路部１２は、図３に示すように、金属平板を打ち抜いて所定回路形状に形成された複数本のバスバー２１からなるバスバー回路２２を絶縁板２５を介して上下に積層してなるものである。
バスバー２１の端部は、他の回路や電子部品等に接続する接続部２３が形成されているが、バスバー回路２２の回路構成に応じて垂直に曲げ起こした垂直接続部２３Ｖと水平に延出させた水平接続部２３Ｈとが選択的に形成されている。
絶縁板２５は上下のバスバー回路２２の絶縁を行うと共に、所定箇所に貫通孔２６が形成されており、この貫通孔２６を介して垂直接続部２３Ｖが分岐路部１２の表面或いは裏面に突出するようになっている。尚、図３には、４枚の絶縁板２５が上下に並べて記載されているが、一番上側に記載された絶縁板２５以外は貫通孔２６が省略して記載されている。
また、本実施形態では、分岐路部１２の上面側に突出する垂直接続部２３Ｖの先端は二又状に形成されて、ヒューズＨ又はヒュージブルリンクＦの端子を挟持可能となっている。また分岐路部１２の下面側に突出する垂直接続部２３Ｖの先端部はタブ状になっていて、メインケース１６の上側収容部１６Ｈに形成されたコネクタハウジング１６Ｃ（図８参照）内部に延出することでオス端子を構成するようになっている。
水平接続部２３Ｈは分岐路部１２と電源分配部１３との突き合せ部分の一所（図３の左奥方）に並列するように配設されており、この水平接続部２３Ｈが電源分配部１３との接続を行うようになっている。

電源分配部１３は、図４，５に示すように、金属平板を打ち抜いて複数本の第１バスバー３１からなる所定回路形状に形成されたバスバー回路３２と、所定の印刷回路が形成された回路基板３３とを接着したものの回路基板３３上面側に、リレー又は半導体スイッチ等のスイッチングデバイス３４及びこれらの制御用の電子部品等（図示なし）を実装してなるものである。
電源分配部１３の図６における左手前側の角部には、主に回路基板３３と外部機器との接続を行う制御用コネクタ３７が配設されている。この制御用コネクタ３７は略角筒形状のハウジング内にタブ状のオス端子を配するもので、オス端子は回路基板３３に形成されたスルーホール３３Ｈにはんだ付けされることで回路基板３３との導通接続が行われるものである。
また、電源分配部１３の図５における奥方の一辺部には電力用導電路の外部との接続を行う電力用端子３１Ｗが配設されている。電力用端子３１Ｗは第１バスバー３１の端部の延出部分を電源分配部１３の表面に対して垂直に曲げ起こして形成されたものである。図示左側の電力用端子３１Ｗはその先端が二又状に形成されたヒューズ端子３１Ｈであり、その二又状の先端部分は電源分配部１３の表面と水平な方向に屈曲されている。また、ヒューズ端子３１Ｈの右側の電力用端子３１Ｗは、その先端がタブ状に形成されたものであり、分岐路部１２に接続される接続端子３１Ｖをなしている。

さらに、電源分配部１３には、図５に示すように、その表面に第２バスバー３５が配索されている。
第２バスバー３５は、金属平板からなる厚みよりも幅広な表面を有する帯状の導電路で、電源分配部１３においてスイッチングデバイス３４が実装されている側の面（実装面）に配設されている。第２バスバー３５は、電源分配部１３において各スイッチングデバイス３４等回路基板３３側における所定の接続箇所から、図５の右奥方に向かって適宜周回させて形成されている。また、第２バスバー３５は接着剤（例えばシリコーン系接着剤）又は接着シート（例えば絶縁シートの両面に接着剤を塗布して接着性をもたせたもの）により回路基板３３上に固定されているが、この接着剤又は接着シートが第２バスバー３５と回路基板３３との間の絶縁層となり、回路基板３３との短絡を防止する構成となっている。

第２バスバー３５の回路基板３３側に接続される先端部分は、図４、５に示すように、実装面上を周回する箇所よりも回路基板３３側に向けて段差が生じるように屈曲されて段差接続部３５Ｄが形成されている。この段差接続部３５Ｄは回路基板３３に貫通形成された収容孔３３Ａを介してバスバー回路３２に（はんだ付け等によって）接続可能となっている。

一方、第２バスバーの段差接続部３５Ｄと反対側の（図５の右奥方に配された）端部は電源分配部１３の回路面に対し、垂直上方に曲げ起こされた垂直外部端子３５Ｖが形成されている。この垂直外部端子３５Ｖは第１バスバー３１の電力用端子３１の接続端子３１Ｖと平行となるように配設されていると共に、後述するようにサイドケース１７に一体形成されたハウジング３６内に突出して分岐路部１２との接続用のオス端子となっている。

また、第２バスバー３５には、回路基板３３上を周回する箇所の一部について、その幅広な表面を電源分配部１３の表面に対して垂直となるように形成された衝立部３５Ｃを有するものも設けられている。
ここで、電源分配部１３上にはスイッチングデバイス３４を配設するためのある程度の高さを有する空間が存在しているが、本実施形態のように衝立部３５Ｃを有する第２バスバー３５を用いることによりその空間を効率よく利用して第２バスバー３５を配策することができるようになっている。

尚、本実施形態では、詳細には図示しないが、電源分配部１３において段差接続部３５Ｄをスイッチングデバイス３４の端子に直接接続させる場合には、この段差接続部３５Ｄに対応する個所において、回路基板３３とバスバー回路３２との双方に亘って貫通する収容孔３３Ａを穿設し、この収容孔３３Ａに段差接続部３５Ｄを収容させる。それと共に、段差接続部３５Ｄの上面が、第１バスバーの上面と略同一高さとなるように形成する。これにより、スイッチングデバイス３４の端子のうち、一方を回路基板３３の導電路の接続部分へはんだ付けし、他方を第２バスバー３５の段差接続部３５Ｄへはんだ付けするようにすることができる。ここで、段差接続部３５Ｄに対してはんだ付けするスイッチングデバイス３４の端子の先端部分は、回路基板３３の導電路に対してはんだ付けする先端部分よりも下側(バスバー回路３２側)へ延びており、接続部分に段差が生じていても確実にはんだ付けが可能となっている。
また、本実施形態では回路基板３３側の収容孔３３Ａに隣接してスイッチングデバイス３４の載置孔３３Ｂが形成されている。この載置孔３３Ｂはスイッチングデバイス３４の本体底面部に形成された電極（ゲート電極）を直接バスバー回路３２に接続させるためものであり、回路基板３３においては収容孔３３Ａと連通するように形成されているものもある（図４，５参照）。

さらに、電源分配部１３のバスバー回路３２側には金属平板状の放熱板１９が接着剤（例えばエポキシ系接着剤）によって接着されている。この放熱板１９はサイドケース１７の外方（図３の左手前方）の壁面（全面）を構成し、放熱板１９自身が外部に露出する構成となっている。電源分配部１３はこのように構成されることで、電源分配部１３のスイッチングデバイス３４からの発熱をバスバー回路３２を介して放熱板１９に伝熱し、放熱板１９から外部へ放熱するようになっている。

電源分配部１３に組み付けられるサイドケース１７は、断熱性を有する合成樹脂製で、電源分配部１３の外形に合わせて略方形状をなす枠体からなり（図４，７参照）、電源分配部１３の平面方向の外周縁部を全周に亘って包囲するようになっている。そして、サイドケース１７は、放熱板１９とメインケース１６の側方収容部１６Ｖとでもって電源分配部１３を被覆することで、電源分配部１３から発生した熱が周囲に放出することを規制するようになっている。
また、サイドケース１７は、電源分配部１３の正規位置へ組み付けられることにより放熱板１９の端縁のエッジ部分を全周に亘って被覆するようになっており、金属製である放熱板１９のエッジ部分が他の部材等に引っ掛かけて損傷させたりすることを規制可能となっている。
さらに、サイドケース１７はその１辺部（図７の上側の辺部）を肉厚にして保持部３８が設けられている。この保持部３８には挿通孔３８Ａと嵌入部３８Ｊとハウジング３６Ｃとが形成されている。
挿入孔３８Ａはヒューズ端子３１Ｈを挿通させるめのものであり、ヒューズ端子３１の板厚・幅に合わせて横長状の孔が保持部を貫通するように形成されている。
嵌入部３８Ｊは挿通孔３８Ａの図７の下側に形成された凹部よりなる。嵌入部３８Ｊは電源分配部１３の表面に対して垂直な方向に掘削されたものであり、この嵌入部３８Ｊに分岐路部１２の先端部を嵌入させることで、電源分配部１３と分岐路部１２とが互いに垂直となるように保持可能となっている。
ハウジング３６は全体略角筒形状をなすと共に複数のキャビティ３６Ｃを有している。ハウジング３６のキャビティ３６Ｃは、上述の接続端子３１Ｖ及び垂直外部端子３５Ｖに対応して配設されており、これらの端子がキャビティ３６Ｃ内に貫通することでオス端子をなしている。さらに、キャビティ３６内には接続端子３１Ｖ及び垂直外部端子３５Ｖと嵌合する中継端子４０が収容されると共に、電源分配部１３と分岐路部１２とが組み付けられると、キャビティ３６内には対応する分岐路部１２の水平接続部２３Ｈが進入して中継端子４０と嵌合することで、電源分配部１３と分岐路部１２との導通接続が行われるようになっている。

さて、本実施形態の電気接続箱１０では、電源分配部１３においてバスバー回路３２（第１バスバー３１）及び第２バスバー３５からなる第１電力用回路と、分岐路部１２においてバスバー回路２２からなる第２電力用回路とを備える。そして、電源分配部１３の第１電力用回路は、電力用端子３１Ｗ及び垂直外部端子３５Ｖを介して分岐路部１２の第２電力用回路へ接続され、これら双方の電力回路と外部機器との導通接続はコネクタハウジング１６Ｃによって行うようになっている。さらに、このコネクタハウジング１６Ｃは分岐路部１２の下面側に突出する垂直接続部２３Ｖを介してバスバー回路２２と直接接続された構成となっている。
それと共に、電源分配部１３において回路基板３３で構成される制御回路と外部機器との導通接続は制御用コネクタ３７を介して行うようになっている。そして、制御用コネクタ３７は回路基板３３に形成されたスルーホール３３Ｈにオス端子をはんだ付けすることで、他の導電路を介することなく回路基板３３と直接接続された構成となっている。
そして、本実施形態の電気接続箱１０では、コネクタハウジング１６Ｃに接続されるワイヤーハーネスと、制御用コネクタ３７に接続されるワイヤハーネスとが別個に配索可能となっている。

このように本実施形態によれば、電力回路用のコネクタハウジング１６Ｃと制御回路用の制御用コネクタ３７とを個別に設けることで、電力回路用と制御回路用との接続部が混在する場合に比べて、電力用回路と制御用回路とのそれぞれの配線構造が簡略化できるので、電気接続箱１０全体の小型化が可能となる。
また、電力用回路の接続部は比較的電流容量の大きな大型の導電路が必要であり、接続部の構造が大型化する傾向にあるが、コネクタハウジング１６Ｃで第１電力用回路と第２電力用回路との双方の電力用回路の導通接続を行うので、これらを別々に設ける場合に比べて接続部の構造を全体として小型化でき、電気接続箱１０の小型化が達成できる。
さらに、制御用接続部である制御用コネクタ３７を電源分配部１３に形成することで、制御用回路からの配線を短くすることができるので、電気接続箱１０をより小型化することが可能となる。
またさらに、コネクタハウジング１６Ｃと制御用コネクタ３７とを隔離して配設するので、制御用コネクタ３７にコネクタハウジング１６Ｃからの熱やノイズによる影響が及ぶことを規制できるので、電気接続箱１０の信頼性が向上する。

また、特に、本実施形態の電気接続箱１０では制御回路用の接続部を制御用コネクタ３７に統一したことにより、比較的小型化できる制御回路用の接続部を集中させて接続部のためのハウジング等も一部材に統合できる。従って、電気接続箱１０全体を一層小型化することが可能となる。
また、本実施形態では分岐路部１２と電源分配部１３との接続をハウジング３６のみで行う構成としたので、分岐路部１２と電源分配部１３との接続を容易に行うことが可能となる。
さらに、電力用のワイヤハーネスと制御用のワイヤハーネスとを区別して配索できるので、電気接続箱１０へ接続するワイヤハーネスの接続作業を簡素化することが可能となると共に、特に比較的小型な制御用のワイヤハーネスのみを取りまとめることで、電力用のワイヤハーネスと混在する場合のような無駄な空間が生ずることを防いで、電気接続箱１０への配線構造全体を小型化することが可能となる。

＜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、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では電力用接続部であるコネクタハウジング１６Ｃが分岐路部１２に配設された構成であったが、これに限らず、電源分配部１３に配設されて構成のものであってもよい。
（２）上記実施形態では電源分配部１３と分岐路部１２との接続部が、接続端子３１Ｖ及び垂直外部端子３５Ｖと水平接続部２３Ｈ、さらにこれらを接続する中継端子４０を用いた構成のものであったが、これに限らず、電源分配部１３の端子と分岐路部１２の端子とが直接嵌合可能な構造のものであってもよい。
（３）上記実施形態では、第２バスバー３５は、電源分配部１３のスイッチングデバイス３４が実装されている側の面（実装面）に配設されているものであったが、これに限らず、例えば電源分配部１３のバスバー回路３２側に配設されているものであってもよい。
（４）上記実施形態では、電源分配部１３と分岐路部１２とが互いに垂直となるように突き合わされたものであったが、これに限らず、互いに斜めに交差するように保持される構成のものであってもよい。
（５）上記実施形態では、外装品としてヒューズＨ及びヒュージブルリンクＦを搭載するものであったが、これに限らず、例えばリレー、センサー、ＥＣＵ等であってもよい。
（６）上記実施形態では、分岐路部１２と電源分配部１３との各々の回路の電気接続を中継端子４０を介した端子嵌合により行うものであったが、例えばタブ状の端子同士を溶接（抵抗溶接、レーザー溶接等）で接続するものであってもよい。

電気接続箱の分解斜視図 電気接続箱の斜視図 分岐路部の構成部品を分解した状態の電気接続箱の分解斜視図 電源分配部の分解斜視図 電源分配部の斜視図 電源分配部にサイドカバーを組付けた状態の斜視図 サイドカバーの平面図 電気接続箱の断面図

符号の説明

１０…電気接続箱
１２…分岐路部（第２回路構成体）
１３…電源分配部（第１回路構成体）
１６Ｃ…コネクタハウジング（電力用接続部）
２１…バスバー
２５…絶縁板（絶縁基板）
３１…第１バスバー（バスバー）
３１Ｖ…接続端子（接続部）
３３…制御用回路基板
３４…スイッチングデバイス
３５Ｖ…垂直外部端子（接続部）
３７…制御用コネクタ（制御用接続部）

Claims (3)

1. 制御用回路基板にスイッチングデバイスを実装して制御用回路を形成してなると共に、前記制御用回路基板に絶縁層を介して積層される複数本のバスバーを配設して第１電力用回路を形成してなる第１回路構成体と、
   絶縁基板に複数本のバスバーを配設して電力用回路を形成してなる第２回路構成体とを備え、
   前記第１回路構成体と前記第２回路構成体とが互い電気的に接続されてなる電気接続箱において、
   第１電力用回路或いは第２電力用回路と外部との導通接続を行う電力用接続部と、制御用回路と外部との導通接続を行う制御用接続部とが個別に設けられていることを特徴とする電気接続箱。
2. 前記電力用接続部が、前記第２回路構成体に配設されると共に、前記第２電力用回路と前記第１電力用回路との双方の外部との導通接続を行う構成であることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記第１回路構成体には、前記制御用回路に係る外部との導通接続を行う制御用接続部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気接続箱。

Images