JP2008295154A - 電気接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】基板面積の一層の小型化を図ることが可能な電気接続構造を提供する。
【解決手段】複数のフォーク端子２６を有する第１層バスバー１４と、第１絶縁板１６と、複数のフォーク端子２７を有する第２層バスバーと、第２絶縁板１７と、複数のフォーク端子２８を有する基板１８とが、この順に上から下へと積層された電気接続構造において、基板１８上のフォーク端子２８の配列を千鳥配列とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、バスバーおよび基板からなる電気接続構造においてフォーク端子の配列を工夫することにより、基板上においてフォーク端子間に回路配線を引くことが可能となり、基板面積の小型化および温度低減に寄与することが可能な電気接続構造に関する。

自動車等の配線分岐を行う場合には、省スペース、省コストの目的から電気接続箱が利用されている（例えば特許文献１参照）。電気接続箱は、ワイヤーハーネスとの接続部、ヒューズ、リレー等の部品を一箇所に集めて接続できる構造となっており、ワイヤーハーネスは、接続端子を収納したコネクタによって電気接続箱に接続され、電気接続箱内に収納されているヒューズ回路への接続と回路分岐が行われている。

従来技術における電気接続箱は、金属板を打ち抜いたバスバーと、バスバー間を絶縁する絶縁板（インシュレーションプレート）を交互に積層することによって、電源の電力を分配するための内部回路を構成していた。そのため、電気接続箱を適用する車種やグレードが変わる毎に、回路設計やバスバー金型を根本的に替える必要があり、コストアップの要因となっていた。近年においては、共通回路（車種、グレードの違いによっても不変な回路）をバスバー構造で作製し、車種やグレード毎に対応した専用回路を、電線を圧接端子で接続したものや基板で作製する提案がなされている。
特開２００７−４３８１０号公報

電気接続箱に用いられる電気接続構造においては、基板上にバスバーおよび絶縁板を交互に積層したものが用いられているが、省スペースのため、基板面積の一層の小型化が求められている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板面積の一層の小型化を図ることが可能な電気接続構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、複数のフォーク端子を有する第１層バスバーと、第１絶縁板と、複数のフォーク端子を有する第２層バスバーと、第２絶縁板と、複数のフォーク端子を有する基板とが、この順に積層された電気接続構造であって、基板のフォーク端子が千鳥配列とされていることを特徴とする電気接続構造を提供する。

本発明によれば、基板のフォーク端子が千鳥配列とされているので、基板上においては、バスバーに設けられたフォーク端子に対応する位置にはフォーク端子が設けられず、空きとなる。このため、基板上において、フォーク端子を迂回せず、フォーク端子間に回路の配線を引くことができ、基板の小型化を図ることができる。

また、フォーク端子を千鳥配列とすることにより、一列に隣り合う場合に比べてフォーク端子同士が離れている。フォーク端子にはヒューズが接続されるが、このヒューズからの発熱が問題となる。ヒューズには足が２つあり、その片方が基板に設けられたフォーク端子に接続され、もう片方がバスバーに設けられたフォーク端子に接続されることとなる。ヒューズからの発熱がフォーク端子から基板またはバスバーに移動した場合、基板に比べてバスバーの方が放熱に有効な部分の面積が大きく、熱を逃がしやすい。一方、基板に接続するフォーク端子は、接続先が基板であり、熱がこもりやすい。このため、基板上のフォーク端子を千鳥配列とすることで、整列構造よりも放熱を促進できる。

基板のフォーク端子を同列に配置した場合には、隣り合うフォーク端子同士で半田つのが接触するとショートのおそれがある。これに対して、本発明によれば、基板上でフォーク端子の千鳥配列とされているため、フォーク端子同士の間隔が広く、フォーク端子間のショートを防止できる。

また、フォーク端子を基板に取り付けるため機械で圧入する際、端子の周囲四方を保持して基板に圧入することができる。基板のフォーク端子を同列に配置した場合には、フォーク端子同士の間隔が狭く、隣のフォーク端子とぶつかってしまうため、四方を持つことができない。

また、フォーク端子を半田付けした後、半田付けの検査を行う際、千鳥配列の場合、基板上でフォーク端子の配列間隔が広く、四方から見て半田付け部を確認し、検査することが可能になる。

以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１〜図７は、本発明の電気接続構造の一形態例を説明する図面であって、図１は基板、バスバーおよび絶縁板を分離して表した分解斜視図であり、図２は本形態例の電気接続構造を示す斜視図であり、図３は本形態例の電気接続構造をハウジング間に収容した電気接続箱を示す分解斜視図であり、図４は同電気接続箱の斜視図であり、図５は電気接続構造のフォーク端子の配列を上面からの平面視で表した平面図であり、図６はヒューズの一例を示す模式的斜視図であり、図７は基板上のフォーク端子の配列を模式的に示す斜視図である。
図８および図９は、比較例として基板のフォーク端子を同列に配置した場合を説明する図面であって、図８は、比較例の基板を模式的に示す斜視図であり、図９は、比較例の基板にバスバーを積層した電気接続構造におけるフォーク端子の配列を上面からの平面視で表した平面図である。

図１、図２に示すように、本形態例の電気接続構造は、複数のフォーク端子２６を有する第１層バスバー１４と、第１絶縁板１６と、複数のフォーク端子２７を有する第２層バスバー１５と、第２絶縁板１７と、複数のフォーク端子２８を有する基板１８とが、この順に積層された電気接続構造であって、基板１８上のフォーク端子２８の配列が千鳥配列とされていることを特徴とするものである。

第１絶縁板１６は、第１層バスバー１４と第２層バスバー１５とを電気的に絶縁するため、これらバスバー１４，１５間に設けられ、第２絶縁板１７は、第２層バスバー１５と基板１８とを電気的に絶縁するため、第２層バスバー１５と基板１８との間に設けられている。これら絶縁板１６，１７の材料は、電気絶縁板であれば使用できるが、省コストや軽量化等の観点から例えば熱可塑性樹脂が好ましく、射出成形加工で作られることが望ましい。

基板１８は、プリント基板（ＰＣＢ）のみならず、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を採用することもできる。フォーク端子２８は、基板１８に対して半田付けなどにより導通可能に取り付けられている。

図１に示すように、第１絶縁板１６には、第２層バスバー１５のフォーク端子２７および基板１８のフォーク端子２８が挿通される挿通孔１６ａが形成され、第２絶縁板１７には、基板１８のフォーク端子２８が挿通される挿通孔１７ａが形成されている。第２層バスバー１５および基板１８のフォーク端子２７，２８の先端は、絶縁板１６，１７の挿通孔１６ａ，１７ａを通して第１層バスバー１４の上に突出し、図２に示すように、第１層バスバー１４のフォーク端子２６とともに、第１層バスバー１４側に整列されている。

本形態例においては、上にバスバー構造、下に基板の構成になっている（詳しくは、基板１８上に第２絶縁板１７が積層され、第２絶縁板１７上に第２層バスバー１５が積層され、第２層バスバー１５上に第１絶縁板１６が積層され、第１絶縁板１６上に第１層バスバー１４が積層されている）が、逆の構成（詳しくは、第１層バスバー１４上に第１絶縁板１６が積層され、第１絶縁板１６上に第２層バスバー１５が積層され、第２層バスバー１５上に第２絶縁板１７が積層され、第２絶縁板１７上に基板１８が積層された構成）でもよい。いずれの場合においても、各バスバー１４，１５のフォーク端子２６，２７および基板１８のフォーク端子２８は、電気接続構造において、バスバー側に突出して整列される。

図３，図４に示す電気接続箱１０は、図２に示す電気接続構造が、上側ハウジング１１及び下側ハウジング１２からなる筐体ハウジングに収容され、筐体ハウジングの側面にコネクタハウジング１３が設けられたものである。雄タブ端子２４，２５はバスバー１４，１５の端部に設けられており、コネクタハウジング１３内に配置（図示略）されている。

バスバー１４，１５と雄タブ端子２４，２５およびフォーク端子２６，２７は、一枚銅板から一体で形成されている。すなわち、図１に示すように、雄タブ端子２４およびフォーク端子２６は、第１層バスバー１４と一体に形成されており、雄タブ端子２５およびフォーク端子２７は、第２層バスバー１５と一体に形成されている。これにより、端子をバスバーと別体にした場合に比べて、バスバー１４，１５における雄タブ端子２４，２５およびフォーク端子２６，２７の強度を向上することができる。また、雄タブ端子およびフォーク端子をバスバーに接合するための溶接が不要であり、工数及びコストの削減となる。

また、図３に示すように、コネクタハウジング１３は、上側ハウジング１１と下側ハウジング１２との間に挟み込まれて固定されている。具体的には、コネクタハウジング１３は外側に突出したフランジ状の嵌合部２３を有し、上側ハウジング１１及び下側ハウジング１２は、その側部に嵌合部２１，２２を有している。電気接続箱１０は、コネクタハウジング１３を上下のハウジング１１，１２で挟み込んでコネクタハウジング１３の嵌合部２３を上下のハウジング１１，１２の嵌合部２１，２２と嵌合することで、図４に示すように、一体に組み立てることができる。

図３，図４に示すように、上側ハウジング１１の上面には、ヒューズ３０（図６参照）が１個ずつ取り付けられる取付穴３２が整列して形成されている。図６に示すように、ヒューズ３０は２本の足３１，３１を有しているので、一つのヒューズ取付穴３２は、２本のフォーク端子２６，２７，２８に対応して設けられている。基板１８とバスバー１４，１５との電気的接続は、バスバー１４，１５を構成する金属板の一部が垂直に曲げられ起立したフォーク端子２６，２７と、基板１８上に半田付けされたフォーク端子２８との間にヒューズ３０が設置され、このヒューズ３０を経由して導通がとられるようにされている。

基板１８上において、フォーク端子２８が設けられていない位置は、バスバー１４，１５のフォーク端子２６，２７の位置に対応している。つまり、上側ハウジング１１の上面に整列されたヒューズ３０の２本の足３１のうち、一方の足３１は、第１層バスバー１４のフォーク端子２６または第２層バスバー１５のフォーク端子２７に接続され、他方の足３１は、基板１８のフォーク端子２８に接続される。このため、各ヒューズ３０からの発熱は、フォーク端子２６，２７を通じてバスバー１４，１５に移動することができ、熱を逃がしやすくなる。

ヒューズ３０の端子足３１のピッチＰ（図６参照）は、ヒューズ容量に関係なく、ヒューズシリーズごとに一定である。このことから、バスバー１４，１５のフォーク端子２６，２７と基板１８のフォーク端子２８との間のピッチは、図５に示すように、ヒューズ３０の端子足３１のピッチＰに合わせて決められる。

ヒューズ３０の幅方向（図６では左右方向）に垂直な方向である縦方向（図５では左右方向）のヒューズ間隔は、電気接続構造の小型化、特に基板面積の小型化を考えた場合、できるだけ近い方が望ましい。しかし、ヒューズ間隔を最小にとったとしても、図８、図９に示すように、基板５０のフォーク端子５１が同列に配置されている場合、基板５０上においてフォーク端子５１同士の間には回路の配線５３を通すことができない。基板５０の片側５０ａのタブ端子５２と基板５０の反対側５０ｂのタブ端子５２とを導通させるためには、図８に示すようにフォーク端子５１を迂回して配線５３を引き回さなくてはいけなくなるため、引き回す回路配線５３の分、基板５０のサイズが大きくなり、引いては電気接続箱の大型化につながる。なお、図９においては、第１層バスバーのフォーク端子と第２層バスバーのフォーク端子とを区別せず、符号５４としている。

そこで本形態例においては、基板１８のフォーク端子２８は千鳥配列（ジグザグ配列）とされているので、フォーク端子２８同士の間に回路配線１９を通すことができる。例えば基板１８の片側１８ａのタブ端子２９と基板１８の反対側１８ｂのタブ端子２９とを導通させるとき、図７に示すようにフォーク端子２８の間に配線１９を引き回すことができるので、配線１９をフォーク端子２８群の周囲に迂回させることが不要で、基板１８のサイズを小さくでき、引いては電気接続箱の小型化を図ることができる。

また、本形態例の場合、基板１８上でフォーク端子２８の配列間隔が広いため、フォーク端子２８の半田つのが隣り合うフォーク端子２８に接触せず、フォーク端子２８間のショートを防止できる。

図５に示す配列では、同図中、最上列の左から１番目および２番目のフォーク端子はいずれも基板１８に取り付けられたフォーク端子２８であって、この部分では、基板１８のフォーク端子２８が２本、同列上で隣り合っているため千鳥配列になっていないが、本発明においては、少なくとも、配線１９をフォーク端子２８群の周囲に迂回させることが可能な領域範囲において基板１８のフォーク端子２８が千鳥配列になっていればよい。なお、図５において、最上列の最も左のフォーク端子をバスバー側のフォーク端子とし、そのすぐ下の列のフォーク端子（該フォーク端子と同じヒューズ３０に接続されるフォーク端子）を基板１８のフォーク端子２８とすれば、基板１８のフォーク端子２８の配置がすべて千鳥配列になり、いずれのフォーク端子２８の周囲にも空間的余裕を確保することができるので、好ましい。

また、フォーク端子２８を基板１８に半田付けするため機械で圧入する際、フォーク端子２８の周囲四方を保持して基板１８に圧入することができる。このため、電気接続構造におけるフォーク端子２６，２７，２８の間隔をなるべく狭くしても、基板１８のフォーク端子２８の周囲には空間的余裕があり、安定的にフォーク端子２８を保持することができる。これにより、歩留まりの向上を図ることができる。

また、基板１８にフォーク端子２８を半田付けした後、半田付けの検査を行う際、本形態例では、フォーク端子２８が千鳥配列とされているので、基板１８上でフォーク端子２８の配列間隔が広く、四方から見て半田付けした箇所を確認し、検査することが可能になる。

なお、上記形態例においては、バスバーおよび絶縁板を２層ずつ設けるものとしたが、バスバーおよび絶縁板を１層ずつ積層したもの（すなわち、基板／絶縁板／バスバーからなる３層構造）または、バスバーおよび絶縁板を３層以上交互に積層したもの（すなわち、基板／絶縁板／バスバー／・・・／絶縁板／バスバーからなる２ｎ＋１層構造）でもよく、基板のフォーク端子が千鳥配列とされ、千鳥配列の空きの位置にバスバーのフォーク端子が配置されるものとすることにより、本形態例の電気接続構造と同様の効果を達成できる。

本発明の電気接続構造は、例えば自動車のワイヤーハーネスを種々の電装品に分岐接続されるのに用いられる電気接続箱に利用することができる。

本発明の電気接続構造の一形態例において、基板、バスバーおよび絶縁板を分離して表した分解斜視図である。 本発明の電気接続構造の一形態例を示す斜視図である。 図２に示す電気接続構造をハウジング間に内蔵した電気接続箱を示す分解斜視図である。 図３の電気接続箱を示す斜視図である。 図２に示す電気接続構造におけるフォーク端子の配列を上面からの平面視で表した平面図である。 ヒューズの一例を示す模式的斜視図である。 図２に示す電気接続構造において、基板上のフォーク端子の配列を模式的に示す斜視図である。 基板のフォーク端子を同列に配置した場合を模式的に示す斜視図である。 基板のフォーク端子を同列に配置した場合の電気接続構造におけるフォーク端子の配列を上面からの平面視で表した平面図である。

符号の説明

１４…第１層バスバー、１５…第２層バスバー、１６…第１絶縁板、１７…第２絶縁板、１８…基板、２６…第１層バスバーのフォーク端子、２７…第２層バスバーのフォーク端子、２８…基板のフォーク端子、３０…ヒューズ、３１…ヒューズの足、３２…ヒューズ取付穴。

Claims (1)

1. 複数のフォーク端子を有する第１層バスバーと、第１絶縁板と、複数のフォーク端子を有する第２層バスバーと、第２絶縁板と、複数のフォーク端子を有する基板とが、この順に積層された電気接続構造であって、基板のフォーク端子が千鳥配列とされていることを特徴とする電気接続構造。

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