JP2005312130A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化を図る。
【解決手段】 上側の第１回路構成体１０の支持基板１１と下側の第２回路構成体３０の制御回路基板３１は、フレーム４８（スペーサ）により、互いに略平行に且つ互いに所定の間隔を空けて上下に重なるように保持され、第１電力用導電路１２の音叉形端子部１５と第２電力用導電路３２のタブ端子部３６が導通可能に接続される。２つの基板を複数に分割して上下に重ねるようにしたので、１枚の基板１１，３１を小型化することができる。また、回路構成体１０，３０の基板１１，３１同士を互いに略平行に且つ互いに所定の間隔を空けて保持するようにしたので、電力用導電路１２，３２の端子部１５，３６同士を安定して接続することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、電気接続箱に関するものである。

電気接続箱として、特許文献１に開示されているように、制御回路基板と、制御回路基板の表面側に配されて制御回路基板により制御されるスイッチング部材と、制御回路基板の裏面に沿って配されて電源に接続される電力用導電路とを備えた構成になるものが知られている。
特開２００３−１６４０３９公報

この種の電気接続箱の電力用導電路は、比較的大きな電流が流れるため、幅広の金属板材などのように配置スペースを広く占める形態とならざるを得ない。そのため、電力用導電路の分岐経路の数や極数が多くなると、電力用導電路の配置スペースも大きくなり、その分、制御回路基板も大型化し、電気接続箱全体が大型化することになる。

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、小型化を図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、基板にスイッチング部材と電力用導電路を設けてなる複数の回路構成体と、
前記複数の回路構成体の基板同士を互いに略平行に且つ互いに所定の間隔を空けて上下に重なるように保持するスペーサと、
上側の前記電力用導電路と下側の前記電力用導電路とを導通可能に接続させる接続手段とを備えている構成とした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、前記複数の回路構成体を収容するケースが、前記スペーサを備えてい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、前記接続手段が、前記上側の電力用導電路に設けた端子部と、前記下側の電力用導電路に設けた端子部とからなり、
前記スペーサに、前記端子部を正規の接続位置に位置決めする位置決め部が設けられているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記接続手段が、前記上側の電力用導電路に設けた複数の端子部と、前記下側の電力用導電路に設けた複数の端子部とからなり、
前記スペーサの内部に、前記複数の端子部を個別に収容する複数の収容空間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＞
基板を複数に分割して上下に重ねるようにしたので、１枚の基板を小型化することができ、これにより、電気接続箱全体の小型化を図ることが可能である。また、回路構成体の基板同士を互いに略平行に且つ互いに所定の間隔を空けて保持するようにしたので、電力用導電路同士を安定して接続することができる。

＜請求項２の発明＞
回路構成体を収容するケースがスペーサを兼ねるので、ケースとは別に専用のスペーサを設ける場合に比べると、構造の簡素化が可能である。

＜請求項３の発明＞
スペーサが端子部を位置決めする手段を兼ねているので、位置決めの手段をスペーサとは別に設ける場合に比べると、構造の簡素化が可能である。

＜請求項４の発明＞
複数の端子部を個別に収容空間内に収容したので、１つの電力用導電路に設けた複数の端子部同士が隣接して配置されている場合でも、その隣接する端子部同士の短絡を防止することができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図９を参照して説明する。本実施形態の電気接続箱は、第１回路構成体１０と第２回路構成体３０とを水平な姿勢で上下に重ねるようにしてケース４０内に収容したものである。

第１回路構成体１０は、略方形の支持基板１１と、この支持基板１１に沿わせて配置した第１電力用導電路１２と、後述するアッパカバー４１に取り付けられるリレー２２（本発明の構成要件であるスイッチング部材）とを備えて構成される。第１電力用導電路１２は、肉厚の金属板材を所定形状に打ち抜いた複数のバスバーからなり、この第１電力用導電路１２には、支持基板１１を貫通してその上面（表面）側へ略直角に突出する複数のリレー用端子部１３と、支持基板１１を貫通してその上面（表面）側へ略直角に突出する複数のヒューズ用端子部１４と、支持基板１１の下面から略直角に下向きに突出する複数の音叉形端子部１５とが一体に形成されている。

音叉形端子部１５は、全体として上下方向に長い帯板状（タブ状）をなし、支持基板１１の周縁のうち左側縁に沿って前後方向に所定のピッチで並列配置されている。音叉形端子部１５には、その左右方向を向いた下端縁から上方（タブ端子部３６との嵌合方向と平行な方向）へ切欠した形態の切欠部１６が形成されている。この切欠部１６の左右方向の開口幅は、下端部を除いて上から下に向かって次第に幅が広くなっていき、切欠部１６の下端の進入部１７において狭くなっている。換言すると、音叉形端子部１５における切欠部１６左右両側の部分は、下方へ片持ち状に延出する一対の挟持片１８となっている。そして、各挟持片１８の下端部における切欠部１６側の側縁は、反対側の挟持片１８側へ円弧状に膨出（突出）した形態の誘導部１９となっており、この一対の誘導部１９が切欠部１６の進入部１７を構成している。

また、支持基板１１の下面側には絶縁板２０が重ね合わされて固着されており、この絶縁板２０と支持基板１１との間で第１電力用導電路１２における端子部１３，１４，１５を除いた領域が挟みつけられている。この絶縁板２０には複数の貫通孔２１が形成され、この貫通孔２１には音叉形端子部１５が水平方向への変位を規制された状態で貫通されている。つまり、音叉形端子部１５は絶縁板２０から下方へ突出されている。

第２回路構成体３０は、略方形の制御回路基板３１と、この制御回路基板３１の下面に沿わせて配置した第２電力用導電路３２と、制御回路基板３１の上面（表面）に実装される半導体スイッチング素子３３（本発明の構成要件であるスイッチング部材）とを備えて構成される。第２電力用導電路３２は、肉厚の金属板材を所定形状に打ち抜いた複数のバスバーからなり、この第２電力用導電路３２には、制御回路基板３１の周縁に沿ってその上面（表面）側へ略直角に突出する複数のリレー用端子部３４と、制御回路基板３１の周縁に沿ってその上面（表面）側へ略直角に突出する複数のヒューズ用端子部３５と、同じく制御回路基板３１の周縁に沿ってその上面（表面）側へ略直角に突出する複数のタブ端子部３６とが一体に形成されている。

タブ端子部３６は、上下方向に長い帯板状（タブ状）をなし、制御回路基板３１の周縁のうち左側縁に沿って前後方向に所定のピッチで、即ち音叉形端子部１５と対応するように並列配置されている。タブ端子部３６の上端縁は、音叉形端子部１５の下端縁に対して直角をなすように前後方向を向いている。また、タブ端子部３６の板厚寸法は、音叉形端子部１５の切欠部１６における進入部１７の開口幅（即ち、挟持片１８の誘導部１９間の間隔）と同じかそれよりも僅かに大きい寸法とされている。

ケース４０は、アッパカバー４１とフレーム４８（本発明の構成要件であるスペーサ）と放熱板６０とを備えて構成されている。
アッパカバー４１は、合成樹脂製であり、第１回路構成体１０と第２回路構成体３０を全周に亘って包囲する略方形の包囲壁４２と、第１回路構成体１０を上から覆う上面板４３とからなり、アッパカバー４１の内部空間は下方へ開放されている。上面板４３には、上向きの角筒状をなすリレー取付部４４が複数形成されているとともに、リレー取付部４４の内部には、その底面を貫通した第１電力用導電路１２のリレー用端子部１３が臨んでおり、リレー取付部４４に取り付けられたリレー２２がリレー用端子部１３と接続される。また、上面板４３には、その後端縁に沿うように凹状をなす複数のヒューズ取付部４５が形成されているとともに、ヒューズ取付部４５の内部には、その底面を貫通した第１電力用導電路１２のヒューズ用端子部１４が臨んでおり、ヒューズ取付部４５に取り付けられたヒューズ（図示せず）がヒューズ用端子部１４と接続される。さらに、上面板４３には、後述するワイヤーハーネス用のコネクタ４６と対応する筒状嵌合部４７が形成されている。

フレーム４８は、合成樹脂製であり、第２回路構成体３０を全周に亘って包囲する略方形をなすとともに、上下両面が開放された形態（上下方向に貫通した形態）となっている。フレーム４８を構成する前後左右の枠部のうち、フレーム４８の前側の前縁枠部４９と右側の右縁枠部５０には第２回路構成体３０のリレー用端子部３４を貫通させるための貫通孔５１が形成され、後側の後縁枠部５２には第２回路構成体３０のヒューズ用端子部３５を貫通させるための貫通孔５３が形成されている。

フレーム４８の前縁枠部４９には、第１回路構成体１０の支持基板１１を後方から当接させることにより、フレーム４８に対して第１回路構成体１０の前方への相対変位を規制する位置決めリブ２３が形成されている。また、フレーム４８の後縁枠部５２には、第１回路構成体１０の支持基板１１を前方から当接させるとともに左右両側から当接させることにより、フレーム４８に対して第１回路構成体１０の後方及び左右方向への相対変位を規制する位置決めリブ２４が形成されている。

フレーム４８の右縁枠部５０には、タブ端子部３６と音叉形端子部１５を収容するための複数の位置決め部５５が形成されている。これらの位置決め部５５は、右縁枠部５０を上下方向、即ち音叉形端子部１５とタブ端子部３６との嵌合方向と平行な方向に貫通した孔状の形態とされ、各位置決め部５５の内部は収容空間５６となっている。各位置決め部５５の収容空間５６は、他の位置決め部５５の収容空間５６とは非連通であり、したがって、前後に隣接する収容空間５６同士は、右縁枠部５０を構成する肉によって仕切られた状態となっている。

各収容空間５６は、端子部１５，３６同士の嵌合方向に見て十字形をなしており、換言すると、前後方向のスリット状をなす第１空間５７と左右方向のスリット状をなす第２空間５８とが略直角に交差した形態である。この収容空間５６のうち左右方向の第１空間５７には上から音叉形端子部１５が嵌入され、嵌入された音叉形端子部１５は、その第１空間５７の内壁面に当接することによりフレーム４８に対して前後方向及び左右方向へ変位することが規制されるとともに、音叉形端子部１５の切欠部１６が前後方向の空間と対応する。一方、収容空間５６における前後方向の第２空間５８には下からタブ端子部３６が嵌入され、嵌入されたタブ端子部３６は、その第２空間５８の内壁面に当接することによりフレーム４８に対して前後方向及び左右方向へ変位することが規制される。そして、この収容空間５６（位置決め部５５）の内部では、音叉端子部の切欠部１６に対してタブ端子部３６の上端部が緊密に嵌合され、もって、第１電力用導電路１２と第２電力用導電路３２とが導通可能に接続されている。

また、収容空間５６の上下両端の開口縁には、テーパ状のガイド面５９が形成されており、収容空間５６内に音叉形端子部１５とタブ端子部３６が嵌入する際に、それらの端子部１５，３６の位置が収容空間５６に対して僅かに位置ずれしていても、端子部１５，３６がガイド面５９に当接することにより、端子部１５，３６のフレーム４８との位置ずれが矯正され、端子部１５，３６が確実に収容空間５６内に誘い込まれるようになっている。

フレーム４８の前縁枠部４９の左右両端部には、上からワイヤーハーネス用のコネクタ４６が取り付けられており、このコネクタ４６の端子金具４６ａの下端部は第２回路構成体３０の制御回路基板３１に接続されている。このコネクタ４６の端子金具４６ａの上端部は、ワイヤーハーネス側のコネクタ（図示せず）及びその端子金具（図示せず）との接続に備えてアッパカバー４１の筒状嵌合部４７内に臨んでいる。

放熱板６０は、略方形の金属板材からなり、フレーム４８の下面側の開口部を全領域に亘って塞いでいる。この放熱板６０は、第２回路構成体３０の第２電力用導電路３２の下面側に対して電気的絶縁性を有し且つ熱伝導性の高い薄いシート（図示せず）を介して固着されており、第２電力用導電路３２への通電時に半導体スイッチング素子３３で発生した熱が第２電力用導電路３２と放熱板６０を介してケース４０の外部（下方）へ放出されるようになっている。

ケース４０を組み付けた状態では、フレーム４８の下面が放熱板６０の上面に対して防水用のシール層（図示せず）を介して固着されるとともに、フレーム４８と放熱板６０によって構成された空間内に第２回路構成体３０（スイッチング素子３３を含む）が収容される。そして、フレーム４８の上面には第１回路構成体１０の絶縁板２０の周縁部が載置され、位置決めリブ２３，２４により前後左右への相対変位が規制された状態に位置決めされている。この載置構造及び位置決め構造により、第１回路構成体１０の支持基板１１が第２回路構成体３０の制御回路基板３１に対して所定の間隔を空けて且つ互いに平行をなすように上下に重なる配置とされ、スイッチング素子３３と支持基板１１（絶縁板２０）との干渉が回避されるとともに、音叉形端子部１５とタブ端子部３６とが正規の位置関係で接続されている。また、フレーム４８の外周面にアッパカバー４１の包囲壁４２の内壁がほぼ密着するように嵌合される。また、アッパカバー４１の上方には、リレー２２、ヒューズ及びコネクタを保護するための保護カバー（図示せず）が被せられる。

上述のように本実施形態は、支持基板１１にリレー２２と第１電力用導電路１２を設けてなる第１回路構成体１０と、制御回路基板３１に第２電力用導電路３２とスイッチング素子３３を設けてなる第２回路構成体３０と、支持基板１１と制御回路基板３１とを互いに略平行に且つ互いに所定の間隔を空けて上下に重なるように保持するスペーサ機能を有するフレーム４８と、上側に位置する第１電力用導電路１２と下側に位置する第２電力用導電路３２とを導通可能に接続させる接続手段（音叉形端子部１５とタブ端子部３６）とを備えていることろに特徴を有する。このように、基板を複数に分割して上下に重ねるようにしたので、１枚の基板（支持基板１１と制御回路基板３１）を小型化（面積を小さく）することができ、これにより、電気接続箱全体の小型化を図ることが可能となっている。また、支持基板１１と制御回路基板３１を互いに略平行に且つ互いに所定の間隔を空けて保持するようにしたので、電力用導電路１２，３２同士を安定して接続することができる。

また、本実施形態の電気接続箱は、２つの回路構成体１０，３０を収容するケース４０のフレーム４８が、スペーサ機能を兼ね備えているので、ケース４０とは別に専用のスペーサを設ける場合に比べると、構造の簡素化が可能となっている。

また、電力用導電路１２，３２同士を導通可能に接続させるための手段として、上側の第１電力用導電路１２に端子形端子部１５を設けるとともに、下側の第２電力用導電路３２にタブ端子部３６を設け、フレーム４８に、２つの端子部１５，３６を正規の接続位置に位置決めするための位置決め部５５を設けている。このように、フレーム４８（スペーサ）が端子部１５，３６を位置決めする手段を兼ねているので、専用の位置決めの手段をフレーム４８（スペーサ）とは別に設ける場合に比べると、構造の簡素化が可能となっている。

また、電力用導電路１２，３２同士を接続させる手段である音叉形端子部１５とタブ端子部３６は、いずれも、複数ずつ隣接して並ぶように設けられているが、複数の音叉形端子部１５はフレーム４８に設けた複数の収容空間５６内に個別に収容され、複数のタブ端子部３６も複数の収容空間５６内に個別に収容されるようになっているので、隣接する音叉形端子部１５同士の短絡、及び隣接するタブ端子部３６同士の短絡を防止することができる。

更に、本実施形態では、支持基板１１に沿わせて第１電力用導電路１２を配置した第１回路構成体１０と、制御回路基板３１に沿わせて第２回路構成体３０を配置した第２回路構成体３０を、互いに略平行に且つ上下に重なるようにケース４０内に収容し、第１電力用導電路１２の音叉形端子部１５と第２電力用導電路３２のタブ端子部３６とを上下に嵌合させて接続するようにしたものであって、ケース４０のフレーム４８に、双方の端子部１５，３６が上下方向（端子１５，３６同士の嵌合方向）と交差する方向（前後左右方向）へ変位することを規制する位置決め部５５を設けたところに特徴を有している。かかる位置決め部５５を設けたことにより、複数の音叉形端子部１５と複数のタブ端子部３６とを一斉に位置決めすることができ、ひいては、複数の音叉形端子部１５と複数のタブ端子部３６を同時に（一斉に）嵌合させることができるようになっている。また、位置決め部５５は回路構成体１０，３０を収容するためのケース４０に設けたので、専用の位置決め部５５材が不要となっている。

また、音叉形端子部１５とタブ端子部３６をいずれも板状（タブ状）とし、音叉形端子部１５に形成した切欠部１６にタブ端子部３６を嵌合させることによって両端子部を接続している。このように双方の端子部１５，３６は、板状としたことにより形状が簡素化されている。また、一方の端子部（音叉形端子部１５）に切欠部１６を設け、ここに他方の端子部（タブ端子部３６）を嵌合させるようにしたので、端子部１５，３６同士の嵌合構造も簡素化されている。

また、音叉形端子部１５とタブ端子部３６は複数ずつ前後方向に近接して並列配置されているが、本実施形態では、位置決め部５５を構成する収容空間５６同士を仕切っている肉部が、隣接する端子部同士の間に介在する形態となるので、専用の短絡防止手段を設けなくても、端子部同士の短絡を回避することができるようになっている。しかも、音叉形端子部１５とタブ端子部３６との嵌合部分が、位置決め部５５の収容空間５６内に収容されるようにしたので、端子部間の短絡防止機能の信頼性が高い。

＜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態様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）上記実施形態ではケースのフレームがスペーサを兼ねるようにしたが、本発明によれば、ケースとは別に専用のスペーサを設けてもよい。

（２）上記実施形態では上側の電力用導電路の端子部と下側の電力用導電路の端子部を位置決めする位置決め部をフレーム（スペーサ）に設けたが、本発明によれば、位置決め部をフレームとは別に独立させて設けてもよい。

（３）上記実施形態では端子部がフレーム（スペーサ）の内部で接続されるようにしたが、本発明によれば、端子部がフレームの外部で接続されるようにしてもよい。

（４）上記実施形態では上下双方の端子部を雄形（板状）としたが、本発明は、雄形に限らず、一方で雄形であり他方が雌形である形態、一方が丸ピン状であり他方が円筒状である形態など、種々の嵌合形態にも適用できる。

（５）上記実施形態では上下双方の端子部を電力用導電路と一体に形成ししたが、本発明によれば、端子部を電力用導電路とは別体の部品としてもよい。

（６）上記実施形態では一方の端子部のみに切欠部を形成したが、本発明によれば、上下双方の端子部に切欠部を形成してもよい。

（７）上記実施形態では切欠部を端子部同士の嵌合方向と平行に延びる形態としたが、本発明によれば、切欠部及び切欠部の形成されている端子部を、端子部同士の嵌合方向と略直交する向きとしてもよい。

（８）上記実施形態では上下双方の端子部を位置決めしたが、本発明によれば、上下いずれか一方の端子部のみを位置決めしてもよい。

（９）上記実施形態では位置決め部（収容空間）を下側の回路構成体を包囲するフレームに設けたが、本発明によれば、上側の回路構成体を包囲するアッパカバーに位置決め部を設けてもよい。

（１０）上記実施形態では位置決め部（収容空間）を貫通形態の孔状空間としたが、本発明によれば、位置決め部を、壁状、リブ状、突起状等の種々の形態としてもよい。

（１１）上記実施形態では上側の回路構成体をスイッチング手段としてリレーを用いたものとし、下側の回路基板をスイッチング手段として半導体スイッチング素子を用いたものとしたが、本発明は、上側の回路構成体が半導体スイッチング素子を用いたものであり下側の回路構成体がリレーを用いたものである電気接続箱、上下双方の回路構成体がともにリレーを用いたものである電気接続箱、及び上下双方の回路構成体がともに半導体スイッチング素子を用いたものである電気接続箱にも適用できる。

（１２）上記実施形態では回路構成体の数が２つである場合について説明したが、本発明は、３つ以上の回路構成体を重ねた電気接続箱にも適用できる。この場合、端子部同士が嵌合する２つの回路構成体の間に、別の回路構成体が挟まるように配置されていてもよい。

（１３）上記実施形態では端子部を基板の周縁に沿って配置したが、本発明によれば、基板の周縁以外の領域（基板の中央寄りの領域）に端子部を配置してもよい。この場合、基板を挟んで電力用導電路とその端子部が反対側に位置するときには、端子部が基板を貫通する形態としてもよく、端子部が基板の周縁から中央側へ延長する形態としてもよい。また、ケースには、その外枠間を連結する差し渡し部を設け、その差し渡し部に位置決め部を設ければよい。

（１４）上記実施形態では位置決め部（収容空間）の第１空間と第２空間の双方が全域に亘ってケースを上下に貫通する形態としたが、本発明によれば、音叉形端子部が上から嵌入される第１空間を上面側のみに開放された非貫通の形態としてもよく、タブ端子部が下から嵌入される第２空間についても、下面側のみに開放された非貫通の形態としてもよい。

（１５）上記実施形態では音叉形端子部とタブ端子部を収容する収容空間が両端子部を位置決めする位置決め部を兼ねているが、本発明によれば、収容空間が位置決め機能を有しない形態としてもよい。
（１６）上記実施形態において基板上の狭ピッチ部分に防湿剤を塗布してもよく、また、基板上にポッティング剤を注入してもよい。

分解斜視図 第１回路構成体の斜視図 ケースのフレームの斜視図 第２回路構成体の斜視図 断面図 音叉形端子部をあらわす斜視図 位置決め部をあらわす斜視図 タブ端子部をあらわす斜視図 音叉形端子部とタブ端子部との嵌合状態をあらわす拡大断面図

符号の説明

１０…第１回路構成体
１１…支持基板（基板）
１２…第１電力用導電路
１５…音叉形端子部（端子部）
２２…リレー（スイッチング部材）
３０…第２回路構成体
３１…制御回路基板（基板）
３２…第２電力用導電路
３３…半導体スイッチング素子（スイッチング部材）
３６…タブ端子部（端子部）
４０…ケース
４８…フレーム（スペーサ）
５５…位置決め部
５６…収容空間

Claims (4)

1. 基板にスイッチング部材と電力用導電路を設けてなる複数の回路構成体と、
   前記複数の回路構成体の基板同士を互いに略平行に且つ互いに所定の間隔を空けて上下に重なるように保持するスペーサと、
   上側の前記電力用導電路と下側の前記電力用導電路とを導通可能に接続させる接続手段とを備えていることを特徴とする電気接続箱。
2. 前記複数の回路構成体を収容するケースが、前記スペーサを備えていることを特徴とする請求項１記載の電気接続箱。
3. 前記接続手段が、前記上側の電力用導電路に設けた端子部と、前記下側の電力用導電路に設けた端子部とからなり、
   前記スペーサに、前記端子部を正規の接続位置に位置決めする位置決め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記載の電気接続箱。
4. 前記接続手段が、前記上側の電力用導電路に設けた複数の端子部と、前記下側の電力用導電路に設けた複数の端子部とからなり、
   前記スペーサの内部に、前記複数の端子部同士を個別に収容する複数の収容空間が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気接続箱。

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