JP2011120431A - 電気接続箱 - Google Patents

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Abstract

【課題】電線が布線された布線絶縁板の変形を制限して、コネクタ接続の信頼性を向上し得る、新規な構造の電気接続箱を提供すること。
【解決手段】ケース12,14内に電線60が布線された布線絶縁板46が収容されており、布線絶縁板46に固着された複数の圧接端子56に対して電線60がそれぞれ接続されている一方、布線絶縁板46の表面側でそれら複数の圧接端子60がケース12を貫通して外部に突設されていると共に、外部に突設されたそれら複数の圧接端子56を囲むコネクタ周壁部28がケース12に一体形成された電気接続箱10において、複数の圧接端子56が配列された長手方向でそれら複数の圧接端子56を挟む両側に位置してそれぞれ布線絶縁板46とケース12を相互に固定する連結固定部74が設けられている。
【選択図】図2

Description

本発明は、自動車等に搭載される電気接続箱に係り、特に外部電線の接続用コネクタがケース外部に開口して形成された電気接続箱に関する。
従来から、自動車等において、電気配線の効率化やメンテナンス性の向上を目的として電気接続箱が用いられている。例えば、特開2007−181317号公報(特許文献1)に記載されているものがそれである。この電気接続箱の内部には、内部回路が形成されており、かかる内部回路に対して外部電線を接続するために、着脱可能なコネクタが採用されている。
ところで、上記コネクタは、一般に、内部回路を形成する回路基板に突設された複数の基板端子を備えており、それら複数の基板端子が、電気接続箱のケースに設けられた挿通孔を通じて外部に突設されている。また、ケースには、それら複数の基板端子の周囲を囲むコネクタ周壁部が形成されている。
ところが、このような従来構造のコネクタでは、コネクタ接続時における端子の接触不良が生ずるおそれがあった。すなわち、外部コネクタに嵌合されるコネクタ周壁部が形成されたケースとは別部材の回路基板に対して基板端子が設けられていることから、コネクタ連結に際しての押込力等で回路基板が撓むと基板端子の突出高さが小さくなり易い。
それ故、たとえコネクタ周壁部に対して外部コネクタを確実に嵌合連結しても、基板端子と外部接続端子の接触面積が充分に確保されずに抵抗増大等の接続不良が発生するおそれがあったのである。
特に、被覆単芯線等の電線が布線された絶縁板(以下、布線絶縁板という)に対して、圧接端子を圧入固定して基板端子を構成した場合には、布線絶縁板の裏面に対して圧接端子の電線への圧接部分が突出する。そのために、布線絶縁板では、外部コネクタの形成部分において裏面からケース等で補強支持することが難しく、基板(布線絶縁板)の撓みによる上述の端子間接続不良が大きな問題となり易い。
また、外部コネクタが長尺とされる場合や、更にそのような長尺の外部コネクタが複数並設される場合には、布線絶縁板において裏面をケース等で補強支持されていない領域のスパン(自由長)が一層大きくなり易い。そのために、そのような部位における基板の撓みが一層大きくなって、上述の端子間接続不良が一層大きな問題となり易い。
なお、布線絶縁板の厚肉化等で剛性を向上させることも考えられるが、電気接続箱全体のサイズや重量が増大すると共に、材料増によりコストも嵩むことから、十分な対策とは言い難い。
特開2007−181317号公報
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、電線が布線された布線絶縁板の変形を制限して、コネクタ接続の信頼性を向上し得る、新規な構造の電気接続箱を提供することにある。
すなわち、本発明の第一の態様は、ケース内に電線が布線された布線絶縁板が収容されており、該布線絶縁板に固着された複数の圧接端子に対して前記電線がそれぞれ接続されている一方、前記布線絶縁板の表面側でそれら複数の圧接端子がケースを貫通して外部に突設されていると共に、外部に突設されたそれら複数の圧接端子を囲むコネクタ周壁部が前記ケースに一体形成された電気接続箱において、前記複数の圧接端子が配列された長手方向でそれら複数の圧接端子を挟む両側に位置してそれぞれ前記布線絶縁板と前記ケースを相互に固定する連結固定部が設けられていることを、特徴とする。
このような第一の態様に記載の電気接続箱によれば、圧接端子が電線布線用の布線絶縁板で支持された構造において、布線絶縁板をケースに連結することで、一体化して布線絶縁板の曲げ剛性が高められている。従って、布線絶縁板の撓み変形を防止乃至は低減することができる。これにより、圧接端子のケースからの突出高さが絶縁板の撓み変形により小さくされることを回避できて、圧接端子の外部コネクタ側端子への接続不良が回避される。
特に、連結固定部の位置をコネクタ装着部の長手方向両側とすることで、コネクタ嵌合荷重が作用する部分の全長においての布線絶縁板の曲げ剛性が確実に確保される。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載された電気接続箱において、前記ケースと前記布線絶縁板の対応する位置にそれぞれねじ穴が形成されており、該ねじ穴に対して前記布線絶縁板側から連結ねじが螺入されることによって前記連結固定部が構成されている一方、前記布線絶縁板には、前記ねじ穴の周囲を取り囲む筒状の規制周壁が前記ケースと反対側に向かって突出形成されているものである。
ケースと布線絶縁板の連結態様を連結ねじによる固定とすることで、ケースと布線絶縁板の連結固定が簡易な構造で高い信頼性をもって実現される。
さらに、連結ねじの頭が位置するねじ穴の布線絶縁板側の開口部において、該開口部の周囲を取り囲む周壁を設けることで、電線がねじ穴上に布線されるのを防いで、連結ねじによる電線の噛み込みを回避できる。それ故、電線の損傷が防止されると共に、ケースと布線絶縁板の連結不良が防がれる。
本発明によれば、圧接端子を支持する布線絶縁板が連結固定部においてケースと連結されて一体化されていることにより、布線絶縁板の曲げ剛性が高められて、布線絶縁板の撓み変形が抑えられる。その結果、布線絶縁板で支持された圧接端子のケース表面からの突出高さを目的とする高さに維持することが出来て、圧接端子と外部コネクタ側の外部接続端子との接続不良を回避できる。しかも、連結固定部の位置を接続用コネクタの長手方向両側とすることで、接続用コネクタと外部コネクタの嵌合による荷重が作用する部分の全長において布線絶縁板の曲げ剛性を安定して確保することが出来る。
本発明の一実施形態としての電気接続箱を示す平面図。 図1に示された電気接続箱の縦断面図。 図1に示された電気接続箱において、ロアケースを取り外した状態の底面図。 図1に示された電気接続箱を構成する布線絶縁板の圧接端子支持部分を拡大して示す縦断面図。 図1に示された電気接続箱の要部を拡大して示す縦断面図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1,図2には、本発明の一実施形態としての電気接続箱10が示されている。電気接続箱10は、アッパケース12とロアケース14で構成されたケース内に回路体16を収容配置した構造を有している。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として、後述する圧接端子56の突出方向である図2中の上下方向を言う。
アッパケース12は、合成樹脂製で下方に向かって開口する略矩形箱形状の部材であって、その上面の外周部分には電気部品装着部としてのヒューズ取付部18およびリレー取付部20の複数が設けられている。これらヒューズ取付部18とリレー取付部20には、それぞれアッパケース12の上底壁部を厚さ方向に貫通する端子挿入孔22が形成されている。
また、アッパケース12上面の外周部分には、コネクタ周壁部24が設けられている。コネクタ周壁部24は、筒状とされて、上方に向かって突出するようにアッパケース12と一体形成されている。更に、コネクタ周壁部24の内周側には、複数の端子挿通孔26がアッパケース12を厚さ方向に貫通して形成されている。
また、アッパケース12上面の中央部分には、多極コネクタを構成するコネクタ周壁部28が設けられている。コネクタ周壁部28は、横断面形状が略長方形とされた矩形筒状であって、アッパケース12の上底壁部に一体形成されて、上方に向かって突出している。更に、コネクタ周壁部28の内周側には、複数の端子挿通孔26が貫通形成されている。また、アッパケース12には、2つのコネクタ周壁部28a,28bが、短手方向で互いに隣接して設けられている。なお、コネクタ周壁部28は、その長手方向での寸法が、コネクタ周壁部24よりも大きくされており、同方向で多数の端子挿通孔26が整列配置されている。
また、アッパケース12の外周部分には複数の係止爪30が一体的に設けられており、後述するロアケース14の外周縁部と係止されることで、アッパケース12とロアケース14が相互に固定されるようになっている。
一方、ロアケース14は、合成樹脂製で上方に向かって開口する略矩形箱形状の部材であって、周壁の下端から外周側に向かって膨出する係止部36が突出形成されている。
さらに、平面視で略長方形とされたロアケース14の外周縁部には、3つの取付部38が一体形成されている。各取付部38は、ロアケース14の外周縁部から外側に向かって突出しており、中央部分に形成されたボルト穴40にそれぞれ図示しない固定ボルトが挿通されて車両側に螺着されることにより、ロアケース14が車両側に固定されるようになっている。
そして、アッパケース12とロアケース14は、互いの開口部が対向するように上下に正対されて、アッパケース12の周壁に対してロアケース14の周壁が嵌め込まれると共に、アッパケース12の係止爪30とロアケース14の係止部36が互いに係止される。これにより、アッパケース12とロアケース14が互いの開口部を閉塞するように固定されており、アッパケース12の上底壁部とロアケース14の底壁部の対向面間に、外部から隔てられた収容空間42が形成されている。
また、収容空間42には、回路体16が配設されている。この回路体16は、バスバー回路体43と布線回路体45を含んで構成されている。
バスバー回路体43は、バスバー絶縁板44を有している。バスバー絶縁板44は、電気絶縁性を備えた合成樹脂製の部材であって、板厚が充分に小さくされた薄肉の略矩形板形状とされている。更に、バスバー絶縁板44の上面には、バスバー50が重ね合わされている。バスバー50は、銅合金等の導電性に優れた金属材料で形成された板状の金具であって、バスバー絶縁板44の上面と略平行に広がってバスバー絶縁板44に重ね合わされている。また、バスバー50には、複数の端子部52が一体形成されており、バスバー絶縁板44に対して略直角をなして上方に突出している。なお、バスバー50は、バスバー絶縁板44の下面に配されていても良く、上下両面に配されていても良い。
一方、布線回路体45は、布線絶縁板46を有している。布線絶縁板46は、バスバー絶縁板44と同様に電気絶縁性を備えた合成樹脂材料で形成されており、バスバー絶縁板44よりも厚肉の略矩形板形状とされている。また、図3に示されているように、布線絶縁板46の外周縁部には、筒状の外周壁53が全周に亘って厚さ方向両側に突出するように一体形成されており、布線絶縁板46の厚さ方向両側に外周壁53で囲まれた凹所状の布線領域54が形成されている。更に、布線絶縁板46には、厚さ方向で両側に突出する複数のガイド突起55が一体形成されている。
また、布線絶縁板46には、複数の圧接端子56が取り付けられている。この圧接端子56は、銅合金等の導電性に優れた金属材料で形成された板状の金具であって、先端部分が布線絶縁板46から上方に突出していると共に、基端部分が布線絶縁板46から下方に突出している。更に、圧接端子56の基端部分は、二股に分岐しており、布線絶縁板46から下方に突出形成された支持突部58に固着されて、対向部分が外部に露出していると共に、他の部分が支持突部58で覆われている。なお、支持突部58の突出先端面は、外周壁53およびガイド突起55の突出先端面と略同一平面上に位置している。
さらに、布線絶縁板46上に形成された布線領域54には、電線としての被覆単芯線60が布線されている。被覆単芯線60は、銅等の導電性金属材料で形成された線材の外周面を軟質ポリ塩化ビニル等の絶縁体で被覆した電線であって、布線絶縁板46上に布線されている。この被覆単芯線60は、図4に示されているように、二股に分岐した圧接端子56の基端部分に嵌め込まれることで、圧接端子56によって部分的に被覆が剥がされて、圧接端子56に対して圧接されている。これにより、圧接端子56間や圧接端子56と外部の電装部品等の間が、被覆単芯線60を介して電気的に接続されている。なお、布線絶縁板46が示された図2,図3では、被覆単芯線60の一部のみを図示し、全体の図示が省略されている。
そして、バスバー絶縁板44が布線絶縁板46に対して上方から板厚方向で重ね合わされることにより、回路体16が形成されている。なお、バスバー絶縁板44は、布線絶縁板46に対して部分的に重ね合わされており、布線絶縁板46に突設された圧接端子56の幾つかが、バスバー絶縁板44に形成された図示しない挿通孔を通じて、バスバー絶縁板44よりも上方に突出している。
このような構造とされた回路体16は、圧接端子56の突出先端側である表面側からアッパケース12が重ね合わされると共に、圧接端子56の基端側である裏面側からロアケース14が重ね合わされることにより、アッパケース12とロアケース14の間に挟み込まれて収容空間42に収容されている。また、バスバー50の端子部52および圧接端子56は、幾つかがアッパケース12に形成された端子挿入孔22に挿入されて外部に露出していると共に、他の幾つかがアッパケース12に形成された端子挿通孔26を通じてアッパケース12を貫通して外部に突出している。
特に、コネクタ周壁部28の内周側に形成された端子挿通孔26にはバスバー50の端子部52および圧接端子56が挿通されて、アッパケース12の上面から上方に向かって所定の高さで突出している。そして、複数の端子部52および圧接端子56と、それら端子部52および圧接端子56の周囲を囲むコネクタ周壁部28とによって、接続用コネクタ62が形成されている。なお、接続用コネクタ62は、複数の端子部52および圧接端子56を備えた多極コネクタとされており、それら端子部52および圧接端子56の整列方向(図1中、上下)が長手とされて、平面視で略長方形とされている。また、電気接続箱10では、短手方向で隣接する2つの接続用コネクタ62a,62bが設けられている。また、端子部52および圧接端子56のアッパケース12表面からの突出高さは、コネクタ周壁部28の突出高さに比べて小さくされており、端子部52および圧接端子56がコネクタ周壁部28によって保護されて、他部材への接触による端子部52および圧接端子56の損傷が防止されている。
また、回路体16は、その外周部分やガイド突起55の形成部分が、アッパケース12およびロアケース14に接触していることによって、厚さ方向で位置決め支持されている。更に、回路体16は、その外周部分がアッパケース12に接触していることにより面に略平行な方向で位置決めされている。
さらに、回路体16を構成する布線絶縁板46は、図2および図5に示されているように、アッパケース12に対して複数箇所でねじ止めされており、それら布線絶縁板46とアッパケース12が連結固定されて一体化されている。
すなわち、アッパケース12には、コネクタ周壁部28を挟んだ長手方向両側に複数のねじ穴64が形成されている。このアッパケース12側のねじ穴64は、アッパケース12の状底壁部から下方に向かって突出する複数の内筒部66の各突出先端部分に形成されており、内筒部66の中心軸上を延びている。
一方、布線絶縁板46には、接続用コネクタ62を構成する複数の圧接端子56の支持部分を挟んだ長手方向両側に、複数のねじ穴68が形成されている。このねじ穴68は、アッパケース12側のねじ穴64と対応する位置に形成されており、その周囲に上方に向かって突出する外筒部70が一体形成されている。なお、アッパケース12側の内筒部66と布線絶縁板46側の外筒部70は、互いに対応する部位に形成されており、内筒部66の外径寸法が外筒部70の内径寸法と略同じか僅かに小さくされている。
そして、アッパケース12の内筒部66が布線絶縁板46の外筒部70に挿入されることで、内筒部66の突出先端に形成されたねじ穴64の開口部が、布線絶縁板46に形成されたねじ穴68に対して直列的に接続される。その後、それら接続されたねじ穴64,68に対して、布線絶縁板46側から連結ねじ72が螺入されることにより、重ね合わされたアッパケース12と布線絶縁板46が相互に固定されて連結一体化されている。要するに、電気接続箱10では、アッパケース12と布線絶縁板46を連結固定する連結固定部74が、ねじ穴64,68と連結ねじ72によって構成されている。
さらに、電気接続箱10には、4つの連結固定部74a〜dが形成されており、それら連結固定部74a〜dが、何れも、接続用コネクタ62a,62bを外れた位置で、一組の接続用コネクタ62a,62bを挟んだ長手方向両側に設けられている。更に、2つの連結固定部74a,74cが接続用コネクタ62に近接して形成されていると共に、他の2つの連結固定部74b,74dが接続用コネクタ62の長手方向両側において接続用コネクタ62から長手方向と短手方向の少なくとも一方で離隔した位置に形成されている。更にまた、連結固定部74aが接続用コネクタ62aの長手方向一方の側に設けられていると共に、連結固定部74cが接続用コネクタ62bの長手方向他方の側に設けられており、それら連結固定部74a,74cが接続用コネクタ62a,62bの平面視における略対角方向に離隔して配置されている。なお、連結固定部74bと連結固定部74dは、連結固定部74a,74cの離隔方向とは異なる接続用コネクタ62a,62bの略対角方向で離隔して配置されている。
また、布線絶縁板46には、ロアケース14との重ね合わせ面に向かって突出する規制周壁76が形成されている。規制周壁76は、布線絶縁板46の厚さ方向に延びる略円筒形状とされており、その内径寸法がねじ穴68の直径よりも大きくされて、ねじ穴68の開口部の周囲を取り囲むように形成されている。また、規制周壁76の布線絶縁板46表面からの突出高さは、全周に亘って略一定とされていると共に、連結ねじ72の頭部の高さと略同一かそれよりも僅かに大きくされている。更に、規制周壁76の突出先端面は、布線絶縁板46の外周壁53の突出先端面と、略同一平面上に位置している。そして、連結ねじ72がねじ穴68に螺入されたアッパケース12と布線絶縁板46の連結状態において、連結ねじ72の頭部が規制周壁76の内周側に収容されるようになっている。
かくの如き構造とされた電気接続箱10では、ヒューズ取付部18に図示しないヒューズが取り付けられるようになっていると共に、リレー取付部20に図示しないリレーが取り付けられるようになっている。さらに、接続用コネクタ62と、コネクタ周壁部24および圧接端子56で形成された外周部分のコネクタには、それぞれ外部電線としての図示しないワイヤハーネスが接続されるようになっている。ワイヤハーネスは、自動車の各部に設けられた電装部品と電気接続箱10とを接続する多数の電線からなっており、端部に外部コネクタが設けられている。そして、外部コネクタがコネクタ周壁部28に嵌合されて、接続用コネクタ62の圧接端子56が外部コネクタの外部接続端子に挿し込まれることにより、それら圧接端子56と外部接続端子が相互に接触した電気的な接続状態に保持されるようになっている。
なお、外部コネクタと接続用コネクタ62の間には、外部コネクタの接続用コネクタ62への嵌合を補助するための係合機構が設けられている。この係合機構は、外部コネクタの側面に設けられた係合爪が、コネクタ周壁部28の内周面に設けられた係合突起78に係合させられた後、係合爪を揺動させるレバーを操作して係合爪を係合突起78回りで揺動変位させるものである。これによって、係合爪と係合突起78の間には、レバーに及ぼされた外力がてこの原理で増幅されて作用することから、外部コネクタと接続用コネクタ62の間に接近方向の力が効率的に及ぼされる。その結果、それら外部コネクタと接続用コネクタ62が比較的に小さな外力によって容易に嵌合されるようになっている。
このような外部コネクタの接続用コネクタ62への接続に際して、圧接端子56には外部接続端子との摩擦抵抗等に起因する下向きの外力が及ぼされて、圧接端子56を支持する布線絶縁板46に下向きの外力が伝達される。そこにおいて、布線絶縁板46がアッパケース12に対して連結固定部74でねじ止めされて一体的に連結固定されていることにより、布線絶縁板46の曲げ剛性が高められて撓み変形が防止される。その結果、布線絶縁板46によって支持された圧接端子56は、アッパケース12表面からの突出高さが、略一定に保持されるようになっている。
さらに、連結固定部74が、接続用コネクタ62の長手方向両側に設けられていることにより、布線絶縁板46において撓み変形が問題となり易い接続用コネクタ62形成部分の長手方向両側でのアッパケース12に対する変位が阻止されている。これにより、布線絶縁板46における接続用コネクタ62形成部分の長手方向全長に亘って、布線絶縁板46の補強効果が有効に発揮されて、圧接端子56の突出高さを安定して維持することが出来る。
また、布線絶縁板46の厚さ寸法を増大させることなく、アッパケース12との一体化による実質的な断面積の増加によって、充分な補強効果が発揮されている。それ故、布線絶縁板46を補強するために布線絶縁板46自体を厚肉化する必要がなく、電気接続箱10の大型化を防ぐことが出来る。
また、連結ねじ72を用いたねじ止め構造によってアッパケース12と布線絶縁板46が連結固定されていることにより、簡単な構造と高い信頼性をもってそれらアッパケース12と布線絶縁板46の連結固定が実現される。
さらに、布線絶縁板46において、ねじ穴68の周囲にアッパケース12と反対側に突出する規制周壁76を設けることで、布線絶縁板46に配索される被覆単芯線60の布線絶縁板46上での配索経路を規制して、被覆単芯線60がねじ穴68の開口部上に延び出すのを防止できる。それ故、被覆単芯線60が連結ねじ72の締結時に噛み込まれて損傷するのを防ぐことが出来ると共に、被覆単芯線60の噛み込みによる連結不良を回避することが出来る。
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、連結固定部74は、必ずしも4つが形成されていなくても良く、接続用コネクタ62の長手方向両側に少なくとも1つずつ形成されていれば良い。尤も、両側に2つずつ以上形成すれば、アッパケース12と布線絶縁板46をより確実に連結することが出来る。
また、連結固定部は、ねじ止め構造によるものではなくても良く、例えば、布線絶縁板側から突出する連結突起が、ケース側に設けられた連結筒部に嵌め込まれて固定されることで、それら布線絶縁板とケースが連結されるようになっていても良い。更に、例えば、布線絶縁板とケースの両方に突部を設けて、それら突部の先端面を接着や溶着等の手段で相互に固定することで、連結固定部としても良い。また、連結固定部としてねじ止めによるものを採用する場合にも、前記実施形態に示された具体的な構造に限定されるものではなく、例えば内筒部66と外筒部70の嵌め合わせ構造は必須ではない。
また、接続用コネクタは、隣接して2つが形成されている必要はなく、1つの接続用コネクタ、或いは3つ以上の接続用コネクタが形成されて、接続用コネクタの長手方向両側に連結固定部が設けられた構造も、採用可能である。
10:電気接続箱、12:アッパケース(ケース)、14:ロアケース、(ケース)28:コネクタ周壁部、46:布線絶縁板、56:圧接端子、60:被覆単芯線(電線)、62:接続用コネクタ、64:ねじ穴、68:ねじ穴、72:連結ねじ、74:連結固定部、76:規制周壁

Claims (2)

  1. ケース内に電線が布線された布線絶縁板が収容されており、該布線絶縁板に固着された複数の圧接端子に対して前記電線がそれぞれ接続されている一方、前記布線絶縁板の表面側でそれら複数の圧接端子がケースを貫通して外部に突設されていると共に、外部に突設されたそれら複数の圧接端子を囲むコネクタ周壁部が前記ケースに一体形成された電気接続箱において、
    前記複数の圧接端子が配列された長手方向でそれら複数の圧接端子を挟む両側に位置してそれぞれ前記布線絶縁板と前記ケースを相互に固定する連結固定部が設けられていることを特徴とする電気接続箱。
  2. 前記ケースと前記布線絶縁板の対応する位置にそれぞれねじ穴が形成されており、該ねじ穴に対して前記布線絶縁板側から連結ねじが螺入されることによって前記連結固定部が構成されている一方、
    前記布線絶縁板には、前記ねじ穴の周囲を取り囲む筒状の規制周壁が前記ケースと反対側に向かって突出形成されている請求項1に記載の電気接続箱。
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