JP2010057258A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】電解コンデンサのように縦長形状をなす電気部品をプリント配線板から浮かせた状態で立てて実装しても高い耐振動性を得られるようにすること。
【解決手段】ロアケースとアッパケース３２の中にプリント回路板２１が内蔵された電気接続箱であって、前記プリント回路板２１には、電解コンデンサ２３ａがプリント配線板２２から浮いた状態で立てて実装され、前記アッパケース３２における前記電解コンデンサ２３ａに対応する部位には、該電解コンデンサ２３ａを覆う収容部３３が設けられる。そして、該収容部３３に、内側に収容する電解コンデンサ２３ａの外周面に弾力的に接して電解コンデンサ２３ａを支持する支持部３４が一体に形成された電気接続箱１１。
【選択図】図２

Description

この発明は、たとえば車両用の電気接続箱のように、ハウジング内にプリント回路板が内蔵された電気接続箱に関し、より詳しくは、電解コンデンサのような縦長形状の電気部品を振動等から保護できる電気接続箱に関する。

前記の電解コンデンサは、一般に、直径に比べて軸方向の長さが長い略円筒状であり、底面から２本のリード線が延びた形態である。このリード線がプリント配線板に対してハンダ付けされ、電解コンデンサが立った状態、すなわち電解コンデンサの軸線がプリント配線板に垂直な状態で実装されて、電気接続箱に内蔵されるプリント回路板が構成される。

実装にあたって、電解コンデンサの底面をプリント配線板に密着することが一般に行われている。しかし、プリント配線板が放熱性を重視したメタルコアプリント配線板である場合に、スイッチング電源回路などの他の電気部品から発生する熱が、プリント配線板を通して電解コンデンサに伝わり、電解コンデンサを加熱することになる。

このように電解コンデンサが加熱されると、電解コンデンサの性能が劣化してしまうことがある。熱による悪影響を避けるには、電解コンデンサをプリント配線板から離す、すなわちプリント配線板から浮かせて実装する必要がある。

しかし、電解コンデンサは一般に比較的大きくて重い電気部品であり、リード線の径に比べて本体が大きい。しかも、円筒の一方の底面から延びる２本のリード線によって支持する構造である。これらリード線のほかに、電解コンデンサを支える構造はない。

このため、実装にあたってプリント配線板から浮かせるためにリード線を長く取ると、電解コンデンサの本体が不安定になり、リード線が曲がりやすく、使用時の振動によってリード線が曲がって他の電気部品と干渉したり、リード線が断線したり、ハンダ付け部にクラックが発生したりなどして信頼性が低下するという問題がある。

また、電解コンデンサに外圧がかかると電解コンデンサのケースが変形して電解液が漏れるおそれがあるため、電解コンデンサには大きな力をかけてはならないとされている。

前記のように電解コンデンサを立てて実装するほかに、電解コンデンサを寝かせて、すなわち電解コンデンサの軸線がプリント配線板と平行になるように実装することも行われている（下記特許文献１参照）。

しかし、このように寝かせて実装する場合には、プリント配線板上での電解コンデンサが占める面積が大きくなってしまう問題がある。そのうえ、電解コンデンサの実装安定性や耐振動性を得るためには、特許文献１に開示されているように、コンデンサの本体を保持するための別部材が必要になり、別部材の装着作業も必要になるために実装に手間がかかるなどの問題も生じる。
特開平９−２７０３５８号公報

そこで、この発明は、縦長の電気部品をプリント配線板から浮かせた状態で立てて実装しても高い耐振動性を得られるようにすることを主たる目的とする。

そのための手段は、ハウジング内にプリント回路板が内蔵された電気接続箱であって、前記プリント回路板には、縦長形状の電気部品が立てた状態で、かつ電気部品の本体がプリント配線板から離れて実装され、前記ハウジングにおける前記縦長形状の電気部品に対応する部位には、該電気部品を覆う収容部が設けられ、該収容部に、内側に収容する電気部品の外周面に接して電気部品を支持する支持部が備えられた電気接続箱である。

前記支持部は、電気部品に対して弾性的に接する付勢力を有したものであるとよい。

また、前記支持部は、収容部に一体成形されたものであるとよい。

さらに、前記支持部は、前記収容部に２本一組のスリットが複数形成されるとともに、これらスリットの間を内周側に迫り出させて形成されたものであるとよい。

前記支持部は、金属製の板ばねで形成されたものであってもよい。

以上のように、この発明によれば、ハウジングにおける縦長の電気部品を覆う収容部に備えられた支持部が縦長の電気部品に接して支持するので、縦長の電気部品をプリント配線板から浮かせた状態で立てて実装しても、高い耐振動性を得られる。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
図１は、車両用の電気接続箱１１の分解斜視図であり、この図に示すように電気接続箱１１は、薄い箱状をなし、プリント回路板２１がハウジングとしてのロアケース３１とアッパケース３２の中に内蔵されて構成される。

プリント回路板２１は、プリント配線板２２に対して必要とされる様々な電気部品２３が実装されており、その電気部品２３の中に、縦長形状の電気部品の一つとして電解コンデンサ２３ａがある。

電解コンデンサ２３ａは、円筒状をなし、立てた姿勢で、すなわち軸線方向をプリント配線板２２に対して垂直または略垂直にした状態で実装される。図示例では、プリント配線板２２の上面側に実装されている。

前記ロアケース３１とアッパケース３２は合成樹脂からなり、プリント回路板２１を所定位置に位置決めした状態で収納するもので、互いに嵌め合って一体化できるように構成されている。

これらロアケース３１とアッパケース３２における前記電解コンデンサ２３ａが実装された側に位置するアッパケース３２の、電解コンデンサ２３ａに対応する部位には、図２にも示したように電解コンデンサ２３ａを覆う収容部３３が一体に形成され、収容部３３には、内側に収容される電気部品としての電解コンデンサ２３ａの外周面に接して電解コンデンサ２３ａを支持する支持部３４が備えられている。

以下、具体的に説明する。
電解コンデンサ２３ａは、円筒状をなす本体２４に、本体２４の底面から延びる２本のリード線２５，２５を有した形態であり、これらリード線２５，２５がプリント配線板２２にハンダ付けされて実装される。実装にあたっては、電解コンデンサ２３ａの本体２４がプリント配線板２２の上面から浮くようにハンダ付けされる（図４参照）。これは、プリント配線板２２を介して伝わる熱による悪影響を回避するためである。つまり、熱による悪影響を回避できるように、必要な高さ、例えば数ミリメートル浮かせた状態に実装する。

一方、アッパケース３２の収容部３３は、電解コンデンサを覆う円筒状のキャップ状であり、アッパケース３２に一体形成されている。図３は、収容部３３部分の平面図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。

収容部３３は、実装された電解コンデンサ２３ａの少なくとも上部側の部分に被さるように形成されており、図４に示したように、収容部３３の内径は、電解コンデンサの外周側に隙間ができるように、電解コンデンサ２３ａの本体２４よりも若干大きめに設定されている。また、収容部３３の上面は、上面板３５によって閉塞されているが、この上面板３５には、通気（放熱）のための複数本の長孔３５ａが形成されている。

そして、収容部３３の周壁から上面板３５にかけて等間隔に前記３個の支持部３４が配設されている（図３参照）。

支持部３４は、電解コンデンサ２３ａに対して弾力的に接する付勢力を有したもので、収容部３３に一体成形されている。すなわち、収容部３３の周壁から上面板３５の縁部にかけて、平行な２本のスリット３６を形成するとともに、これらスリット３６の間を内周側に迫り出させて支持部３４を形成している。

この支持部３４は、下側部分にテーパ状の傾斜面３７を有し、傾斜面３７よりも上側の部分には垂直な垂直面３８を有している。傾斜面３７の下端部分に対応する高さでの内径は、電解コンデンサ２３ａの外径よりも大きく設定され（図５（ａ）参照）、垂直面３８部分に対応する高さでの内径は、電解コンデンサ２３ａの外径に対応する大きさ、またはこれよりも若干小さい大きさに設定される（図５（ｂ）参照）。そして、支持部３４は、材料弾性により、内外方向に変位可能である。なお、図５（ａ）は、図４のＢ−Ｂ線位置での横断面図であり、図５（ｂ）は図４のＣ−Ｃ線位置での横断面図である。

このため、プリント回路板２１を収めるように、ロアケース３１とアッパケース３２を組み合わせると、アッパケース３２とプリント回路板２１との相対移動により、アッパケース３２の収容部３３が電解コンデンサ２３ａに被さる。このとき、電解コンデンサ２３ａの上端部の縁部分は、支持部３４の傾斜面３７に当たって傾斜面３７によって方向修正されながら、または当たらないで、支持部３４の垂直面３８の間に進入する。支持部３４間に進入すると、支持部３４が弾性的に電解コンデンサ２３ａの外周面に接し、電解コンデンサ２３ａを支持する。つまり、組み立てと同時に電解コンデンサ２３ａの固定ができる。

なお、前記のように支持部３４の垂直面３８部分に対応する高さでの収容部３３の内径を電解コンデンサ２３ａの外径に対応する大きさに設定する場合は、支持部３４は内外に変位しない剛性を有するものであってもよい。支持部３４が電解コンデンサ２３ａを変形させずにやわらかく接して支えられるものであれば、電解コンデンサ２３ａを支持することができるからである。

前記のように電解コンデンサ２３ａの固定が行われた際、支持部３４は、等間隔に３個配設されているので、電解コンデンサ２３ａを収容部３３の中心に寄せるように偏りなく均等に支持できる。しかも、支持部３４の数を最小限に抑えられる。

そして、電解コンデンサ２３ａから発生する熱は、収容部３３の上面板３５に形成された長孔３５ａから放出される。熱は、長孔３５ａのほかにも、支持部３４を形成するスリット３６からも放出される。

なお、図５において、傾斜面３７も垂直面３８も平面で構成した例を示したが、図６に示したように少なくとも垂直面３８を、電解コンデンサ２３ａの外周面の曲率に対応するような適宜の曲面で構成することもできる。

上記のように、プリント回路板２１を所定位置に内臓保持するアッパケース３２の収容部３３の支持部３４がプリント回路板２１に実装された電解コンデンサ２３ａを支持するので、縦長の電解コンデンサ２３ａをプリント配線板２２から浮かせた状態で立てて実装した場合でも、リード線２５に負担をかけずに固定できる。リード線２５に負担がかからないので、振動が作用したときでもリード線２５が曲がって、電解コンデンサ２３ａが他の電気部品等と干渉したり、リード線２５が断線したり、ハンダ付け部にクラックが入ったりする不都合を回避できる。このため、高い耐振動性を得られる。

また、支持部３４は、電解コンデンサ２３ａの外周面に弾性的に接するので、電解コンデンサ２３ａを変形させずに支持できる。このため、電解コンデンサ２３ａに対して過大な負荷がかかって、電解液の漏れなど電解コンデンサ２３ａの機能に支障をきたすようなことも回避できる。

さらに、支持部３４が電解コンデンサ２３ａを弾力的に支持することから、振動を吸収する作用もあり、振動が作用したときでも、電解コンデンサ２３ａが動かないように支持して、リード線２５の信頼性も維持できる。

加えて、支持部３４が寸法公差を吸収することもできるため、より簡単で正確な組み立てができるという利点も有する。

さらに、支持部３４は収容部３３に一体成形されているので、部品点数や組み立て工数を低減でき、簡単な組み立てを可能にし、コストを抑えることもできる。

上述のように、電解コンデンサ２３ａは、立てて実装でき、しかもプリント配線板２２から浮かせて実装できるので、プリント配線板２２上のスペースを有効利用できる上に、電解コンデンサ２３ａが熱による悪影響を受けることを防止できる。その上さらに、ほかに別の部材を用いずとも耐振動性に優れた電気接続箱１１を得られるという効果も有する。

以下、この発明を実施するためのその他の形態について説明する。この説明において、先の構成と同一又は同等の部位については、同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。

図７は、別体の支持部材４１を用いて支持部を備えた例を示す断面図である。すなわち、支持部材４１は、環状の取り付け部４２と、この取り付け部４２の３箇所に形成された支持部３４を有する。取り付け部４２と支持部３４は金属板ばねで構成され、取り付け部４２の径は、収容部３３内に嵌め込んだときにぴたりと収まって固定される状態になる大きさである。取り付け部４２は、収容部３３の内壁に設けられた段差部３３ａ等により、適宜位置決めおよび係止される。

また、支持部３４は、取り付け部４２に対して等間隔に配設される。支持部３４の形状は、取り付け部４２の上端から内周側、そして下方に向けて略逆Ｌ字状をなすように延び、下端側の部分が外周方向に向けて斜めに傾斜した状態である。この傾斜した部分が傾斜面３７で、それより上の部分が垂直または略垂直になる垂直面３８である。

図８は、図７に示した支持部材４１と同様の支持部材４１を備えた例を示す断面図である。この支持部材４１の場合には、支持部３４は、取り付け部４２の下端から上に向けて形成される。また、支持部３４を平面ではなく電解コンデンサ２３ａの本体の外周面の曲率に合わせて湾曲している。その他の部位については、図７の場合と同様である。

これらのような支持部材４１を備えた場合でも、前記と同様の作用効果を得られる。別体の支持部材４１を要するので、部品点数は多くなるが、収容部３３の形状が簡素になるため、アッパケース３２を成形するための金型代を抑えることができる。また、アッパケース３２の設計を変更しなくても、支持部材４１のみの設計を変更することができるので、電解コンデンサ２３ａに対する保持力を変えたり、サイズの異なる電解コンデンサ２３ａに対応させたりするのも容易である。

図９は、支持部材４１を収容部３３の外側から取り付けた例を示す片側断面図である。すなわち、図７、図８に示した支持部材４１と同様に金属ばねで構成され、環状の取り付け部４２と、この取り付け部４２の周方向にわたって等間隔に配設された３個の支持部３４を有する。取り付け部４２は収容部３３の外壁に設けられた段差部３３ｂ等により、適宜位置決めおよび係止される。支持部３４は、収容部３３の外周面から内側空間の所定位置に達するようにするため、前記図７、図８に示した支持部材４１の場合よりも内周側に向けて大きく迫り出させている。また、図示例では、上記の図８に示した支持部材４１の場合のように、支持部３４は取り付け部４２の下端から上に向けて形成される。

一方、収容部３３には、内外に貫通する３個の窓部３３ｃが形成されている。この収容部３３に対して上記支持部材４１が取り付けられ、収容部３３に電解コンデンサ２３ａが収容されたときに、これら窓部３３ｃを通して、支持部材４１の支持部３４が電解コンデンサ２３ａを支持するようになる。

このような支持部材４１を用いる場合は、図１０に示したように収容部３３に対して予め支持部材４１を取り付けた上で、ロアケース３１とアッパケース３２の組み付け、つまり収容部３３を電解コンデンサ２３ａに被せることができる。

また、図１１に示したように、先に収容部３３を電解コンデンサ２３ａに被せたあとで、支持部材４１を収容部３３の外周面に固定することもできる。

これらいずれの場合でも、前記と同様の作用効果が得られる。

この発明の構成と前記一形態の構成との対応において、
この発明のハウジングは、前記のロアケース３１及びアッパケース３２に対応し、
縦長形状の電気部品は、電解コンデンサ２３ａに対応するも、
この発明は前記の構成のみに限定されるものではなく、その他の形態を採用することもできる。

たとえば縦長形状の電気部品は、電解コンデンサ以外の、発光ダイオードなどであるもよい。
また、収容部は、キャップ状に限らず、収容する電気部品の形態に応じて筒状など適宜の形態に形成できる。

電気接続箱の分解斜視図。 要部の斜視図。 要部の平面図。 図３におけるＡ−Ａ線矢示断面図。 要部の横断面図。 他の例に係る支持状態の横断面図。 他の例に係る支持状態の縦断面図。 他の例に係る支持状態の縦断面図。 他の例に係る支持状態の縦断面図。 図９に示した構造の作用状態の一部断面正面図。 図９に示した構造の作用状態の一部断面正面図。

符号の説明

１１…電気接続箱
２１…プリント回路板
２２…プリント配線板
２３ａ…電解コンデンサ
２４…本体
３１…ロアケース
３２…アッパケース
３３…収容部
３４…支持部
３６…スリット

Claims (5)

1. ハウジング内にプリント回路板が内蔵された電気接続箱であって、
   前記プリント回路板には、縦長形状の電気部品が立てた状態で、かつ電気部品の本体がプリント配線板から離れて実装され、
   前記ハウジングにおける前記縦長形状の電気部品に対応する部位には、該電気部品を覆う収容部が設けられ、
   該収容部に、内側に収容する電気部品の外周面に接して電気部品を支持する支持部が備えられた
   電気接続箱。
2. 前記支持部が、電気部品に対して弾性的に接する付勢力を有した
   請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記支持部が収容部に一体成形されたものである
   請求項１または請求項２に記載の電気接続箱。
4. 前記収容部に２本一組のスリットが複数形成されるとともに、
   これらスリットの間を内周側に迫り出させて、前記支持部が形成された
   請求項３に記載の電気接続箱。
5. 前記支持部が金属製の板ばねで形成された
   請求項１または請求項２に記載の電気接続箱。

Images