JP2011239560A

JP2011239560A - 電気接続箱

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Publication number: JP2011239560A
Application number: JP2010108644A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Nakanishi; 竜治中西
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2030-05-10
Also published as: JP5531765B2

Abstract

【課題】通気性、防水性に優れる電気接続箱を提供することを目的とする。
【解決手段】電子部品を実装した回路基板２０と、底板３２と前記底板３２の全周に形成される環状の周壁４１とを有し前記回路基板２０を収容する合成樹脂製の収容体３１と、前記収容体３１の開口面を閉止する合成樹脂製の閉止体５１と、コネクタ１１０〜１６０を具備し、前記収容体３１の周壁４１を前記閉止体５１に対して振動溶着することにより前記収容体３１と前記閉止体５１の合わせ面Ｆを全周に亘って密閉した構造とされ、かつ所定の取付箇所に対して前記回路基板２０を上下方向に向けて縦向きに取り付けられる電気接続箱であって、前記収容体３１の底板３２に板面を貫通する通気孔３７を形成すると共に、前記底板３２の外面のうち前記通気孔３７の周囲を他の面より低い低面部３５とした。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気接続箱に関する。

従来より、例えば車両に搭載されて、ランプ、オーディオ機器等の車載電装品の通電又は断電を実行する電気接続箱の一例として、特許文献１に記載のものが知られている。この電気接続箱は回路基板を収容する回路ケーシングを、回路基板の裏面側を覆う裏面側カバー体と、回路基板の表面側を覆う表面側カバー体とから分割構成している。そして、両カバー体を振動溶着することにより、両カバー体の合わせ面を閉じている。また、このものでは、裏面側カバー体の周壁に水抜き孔を形成して、回路ケーシング内の水滴を外部に排水させる構造となっている。

特開２００９−２９１０４３号公報

振動溶着は、圧力をかけつつワークを水平方向に振動させることにより、そのときの摩擦熱で樹脂を溶かし接合面を溶着させるものである。上記のように周壁が切り欠かれていると、摩擦が不均一になることから、合わせ面の接合が不完全となり、合わせ面から水が侵入する恐れがあった。また、回路ケーシングには防水性の他にも、通気性が必要であり、防水性、通気性を両立させる必要があった。

本発明は、上記事情に鑑みて創作されたものであって、通気性、防水性に優れる電気接続箱を提供することを目的とするものである。

本発明は、電子部品を実装した回路基板と、底板と前記底板の全周に形成される環状の周壁とを有し前記回路基板を収容する合成樹脂製の収容体と、前記収容体の開口面を閉止する合成樹脂製の閉止体と、前記閉止体に一体的に形成され前記回路基板の導電路に電気的に接続されるバスバーを有するコネクタと、を具備し、前記収容体の周壁を前記閉止体に対して振動溶着することにより前記収容体と前記閉止体の合わせ面を全周に亘って密閉した構造とされ、かつ所定の取付箇所に対して前記回路基板を上下方向に向けて縦向きに取り付けられる電気接続箱であって、前記収容体の底板に板面を貫通する通気孔を形成すると共に、前記底板の外面のうち前記通気孔の周囲を他の面より低い低面部としたところに特徴を有する。尚、ここで言う「他の面より低い」とは、電気接続箱の厚み方向に関する段差の高低を意味するものであり、他の面を基準としてそれより後退している面を低い面と呼び、それとは、逆に突き出ている面を高い面と呼んでいる。

この構成によれば、周壁を底板の全周に形成している。そのため、振動溶着するときに、摩擦が不均一になることがなく、収容体と閉止体の合わせ面を確実に接合できる。従って、防水性が高まる。また、この構成によれば、収容体の底板に板面を貫通する通気孔を形成してある。しかも、通気孔の周囲は他の面より低い低面部としてあるから、電気接続箱を取り付けたときに、相手側の壁が通気孔を塞がない。

この発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
・前記底板の外面を伝う水滴が前記通気孔側に流れ込むのを防止する止水壁を、前記低面部上において前記通気孔の周囲に形成する。このようにすれば、底板を伝う水滴が、通気孔に流れ込むことを規制できる。

・前記止水壁を２重に形成する。このようにすれば、水滴が１段目の止水壁を乗り超えて通気孔側に伝ってきても、それを２段目の止水壁で通気孔の側方に振り分けられる。そのため、通気孔に水滴が一層、流れ込み難くなる。

・前記収容体の下部形状は幅方向の両側から中央に向かって傾斜するＶ字形状であると共に、前記Ｖ字形状の頂部に対応して前記低面部及び前記通気孔を形成した。このようにすることで、電気接続箱内の水滴を通気孔を介して外に出すことが可能となり、通気孔を排水孔としても機能させることが可能となる。

・前記収容部に前記通気孔の形成領域と前記回路基板の収容領域とを仕切る仕切壁を形成した。このようにすれば、車両浸水時など、通気孔を通じて電気接続箱に水が入り込む状況下になったとしても、仕切り壁で少しの時間は水を堰き止めることが可能となり、回路基板に水が及ぶまでの時間を稼ぐことが可能となる。

本発明によれば、通気性、防水性に優れる電気接続箱を提供出来る。

本発明の一実施形態に適用された電気接続箱の分解斜視図電気接続箱の斜視図電気接続箱を正面側から見た図図３中のＡ−Ａ線断面図図４のＢ部を拡大した図電気接続箱を裏面側から見た図図６のＣ−Ｃ線断面図図３中のＤ−Ｄ線断面図収容体の斜視図

１．電気接続箱の全体構造
本発明を車両用の電気接続箱１０に適用した一実施形態について、図１ないし図９を参照して説明する。図１は電気接続箱の分解斜視図、図２は電気接続箱の斜視図、図３は電気接続箱を正面側から見た図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５は図４のＢ部を拡大した図である。

図１に示すように、電気接続箱１０は回路基板２０と、回路ケーシング３０と、から構成されている。回路基板２０はプリント配線技術により図示しない導電路を形成してなる長方形型のプリント基板上に、半導体リレーなどの電子部品Ｚを実装したものである。尚、この回路基板２０は、電子部品実装後に、防湿性の絶縁コーティング（液状の樹脂をスプレー等により塗布して薄膜を形成）を施してあり、結露などにより、回路基板２０に水滴が付着しても、電気的性能に影響を与えることがないようになっている。

回路ケーシング３０は、上記回路基板２０を内部に収容させるものであり、収容体３１と閉止体５１とから構成されている。収容体３１は、合成樹脂製（例えば、ポリブチレンテレフタレートやポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂）であって、板状の底板３２と、この底板３２の周縁に沿って立設される周壁４１とから構成され、全体としては底の浅い箱型（トレイ型）をしている。収容体３１の底板３２は、回路基板２０より一回り大きな形状になっている。この底板３２は下端中央が下方に突き出ており、全体としては５角形状をしている。

周壁４１は底板３２の全周に亘って形成され、壁先端にはフランジ４２を設けている。フランジ４２は、外向きに張り出しており、周壁４１の全周に亘って形成されている。また、フランジ４２上には突条部４３が一体的に形成されている。突条部４３は、周壁４１の全周に亘って切れ目なく連続して形成されており環状をなす。上記周壁４１は回路基板外周の四方を覆う側壁として機能する。

閉止体５１は合成樹脂製（例えば、ポリブチレンテレフタレートやポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂）であって、収容体３１の開口面を閉止可能な５角形状の板状をしている。この閉止体５１は、収容体３１の外形よりひと回り大きくなっており、収容体３１の開口面に重ね合わせると、収容体３１の突条部４３の先端が閉止体５１の裏面の周縁やや内側の位置に突き当る構成となっている。そして、係る閉止体５１の内、収容体３１の底板３２に相対する内面側には、ねじ孔を形成してなる支持ボス５９が幅方向の両側に２箇所設けられており、そこに、回路基板２０を螺子止めできるようになっている。

また、上記閉止体５１の表面には、幅方向の左右両側に図１の奥側から手前側に向かって一対の座面部５３、５４が形成されると共に、閉止体５１の表面上部には、全幅に亘る横長形状のコネクタブロック１００が一体的に形成されている。このコネクタブロック１００は、フード部１１５〜１６５を幅方向に６つ並んで設けており、６つのコネクタ１１０〜１６０を構成している。これら各６つのコネクタ１１０〜１６０のフード部１１５〜１６５は、いずれも、相手側コネクタを嵌合させる嵌合口を、図１の手前側（電気接続箱１０を車両へ搭載した際の下側）に設けており、相手側コネクタが下側からの組み付け操作により、嵌合されるようになっている。

また、上記コネクタブロック１００には、各フード部１１５〜１６５に対応させてバスバーＢがインサート成形してある。各バスバーＢはいずれも金属板をＬ字型に屈曲させたものであり、図４にて示すように一端を対応する各フード部１１５〜１６５内に突出させている。また、各バスバーＢの他端側はいずれも、回路基板２０側に引き出されており、回路基板２０のスルーホールＳＨに挿通される構成となっている。

閉止体５１は、裏面に取り付けた回路基板２０を収容体３１に収めつつ、収容体３１の開口に被せつけられており、収容体３１を閉止している。また、閉止体５１は、収容体３１の周壁４１に形成された突条部４３に振動溶着されており、収容体３１と閉止体５１の合わせ面Ｆは密閉された構造となっている。そして、このものでは、接合縁となる突条部４３を、収容体３１の全周に亘って切れ目なく形成してあることから、収容体３１と閉止体５１の合わせ面Ｆは、全周に亘って完全に密閉された構造となっている。尚、突条部４３の先端は、振動溶接時に溶け易いようにテ―パ状に形成されている。

２．通気孔
図６は電気接続箱１０を裏側から見た図である。図６にて示されるように、収容体３１の底板３２の外面側には、案内斜面３４と低面部３５が形成されている。案内斜面３４は、底板３２の外周縁３２ａに沿って間欠的に形成されている。案内斜面３４は、電気接続箱を振動溶着装置のアタッチメント（装着器具、不図示）にセットするための誘いである。また、底板３２の外周縁３２ａには、次に説明する通気孔３７の形成位置を除く全周に、ゆるやかなテーパＰが形成されている。

低面部３５は、底板３２の外面下部の中央に形成してある。低面部３５は、図４、図５に示すように、底板３２の一般面Ｇより一段低くなっている。言い換えれば、電気接続箱１０の厚み方向で、一般面Ｇより一定距離δだけ図４の右側に後退した面になっている。そして、低面部３５は、図６に示すように、下部がながらかに形成するＶ字形状をした５角形をしており、Ｖ字の頂点の位置には、収容体３１の底板３２を貫通して通気孔３７が形成されている。通気孔３７を形成することで、電気接続箱１０を換気できる。そのため、結露が起き難くなり、電気接続箱１０内における水滴の発生を防止できる。

また、通気孔３７を低面部３５上に形成しておくことで、電気接続箱１０を車両エンジンルームに設置されたボックス（取付箇所に相当、不図示）に対して取り付けたときに、図５に示すように、通気孔３７の口先３７ａとボックス側の内壁２００との間に段差分の隙間δが確保され、通気孔３７が内壁２００により塞がれてしまうことがない。

また、低面部３５上には、通気孔３７を取り囲むようにして、一般面Ｇと同じ高さの止水壁３９が形成されている。具体的に説明すると、図６に示すように、止水壁３９は弧状をしており、通気孔３７の上側を囲みつつ下方に延びている。そして、止水壁３９は、通気孔３７の左右両側を通って、下方へと延びており、下端は底板３２の下縁に達している。このような止水壁３９を設けることで、収容体３１の外面を伝う水滴Ｗを、通気孔３７の両側に振り分けることが可能となり、水滴が通気孔３７側に伝ってゆくのを防止できる。また、この実施形態では、止水壁３９を二重に形成してあり、水滴Ｗが外側の止水壁３９ａを乗り越えても、その水滴Ｗを内側の止水壁３９ｂによって通気孔３７の両側に振り分けることが出来るようになっている。

また、通気孔３７は排出孔としての機能を担っており、収容体内部に水滴が入りこんだときには、それを排出させるようになっている。すなわち、収容体３１の下部形状は幅方向の両側から中央に向かって傾斜するなだらかなＶ字形状をしており、収容体内部の水滴はＶ字の頂点に向かって伝ってくる。そして、通気孔３７はＶ字の頂点に形成されていることから、それら水滴を通気孔３７を通じて収容体３１の外側に排出することが出来る。

また、図５に示すように、閉止体５１の裏面であって通気孔３７の正面には凹状の水滴だまり５７が形成してあり、収容体内部の水滴が、通気孔３７の正面に溜まり易い構造となっている。このようにすることで、内側の水滴が通気孔３７に流れ込み易くなる。また、通気孔３７は、図５、図７にて示すように、孔径が外側（出口側）に向かうに連れ狭く形成されている。このようにすることで、外側から水滴が侵入し難くなる。

また、通気孔３７は検査孔としての機能を担っている。具体的に説明すると、電気接続箱１０は回路ケーシング３０の気密性を確認するため、加圧検査を行う。加圧検査は、検査ヘッド（図略）の加圧孔を電気接続箱１０の検査孔に向い合わせて加圧し、そのときの圧力を検査するものであり、得られたデータから回路ケーシング３０の気密状態を確認することが出来る。

そして、加圧検査は、検査ヘッドを検査孔の孔縁に突き当てた状態で行うことから、検査を確実に行うためには、加圧した際にエア漏れを起こさないように、検査ヘッド（図略）を検査孔の孔縁に密着させた状態で行うことが好ましい。この点、実施形態では、止水壁３９ａ、３９ｂを通気孔３７から一定距離離して形成してあり、通気孔３７の周囲に検査ヘッドを突き当てるための平坦な当て面Ｕが確保されている。そのため、検査ヘッドを当て面Ｕに密着させることが可能であり、加圧検査の際に、エア漏れが生じ難い。

３．仕切り壁の構造
図８、図９に示すように、収容体３１の底板３２の下部寄りの位置には、仕切り壁４５が形成されている。仕切り壁４５は、収容体３１の幅方向に水平に延びている。この仕切り壁４５の両端は周壁４１に達しており、Ｖ字を形成する周壁４１ａ、４１ｂの内面に連続している。この仕切り壁４５は、回路基板２０の収容領域Ｈ１と通気孔３７の形成領域Ｈ２を上下に仕切る機能を果たす。尚、図８中において形成領域Ｈ２内に通気孔３７が示されていないが、これは断面の切断線が通気孔３７を通っていないためであり、通気孔３７は形成領域Ｈ２の高さ範囲内に形成されている。

また、仕切り壁４５の中央には、逆流防止壁４６が形成されている。逆流防止壁４６は、通気孔３７の形成位置の丁度真上に位置しており、弧状をしている。逆流防止壁４６は、仕切り壁４５に比べて閉止体５１側に張り出している。そして、閉止体５１の裏面側には、図５に示すように逆流防止壁４６の正面に位置して凹状の凹状部５６が形成してあり、逆流防止壁４６は、壁先端を凹状部５６の内側に臨ませている。このようにすることで、通気孔３７を通って回路ケーシング３０の内側へ向う経路は、迷路構造となり、通気孔３７から入った水滴が、回路ケーシング３０の内方（上方）に入り難い構造となっている。

尚、先の仕切り壁４５や逆流防止壁４６は、壁の先端に向かうに連れて下方に下降するテーパが付けてあり、回路ケーシング３０内の水滴は、テーパに沿って下へ下へと伝ってゆき、通気孔３７から排出されるようになっている。

４．組付手順の説明
電気接続箱１０を構成する各部材２０、３１、５１の構成は以上であり、次に電気接続箱１０の組み立て手順について説明を行う。組み付けを行うには、まず、閉止体５１に対して回路基板２０を固定する必要がある。これを行うには、図１にて示すように、電子部品Ｚを実装した表面２１を閉止体５１側に向けると共に、基板上の各挿通孔２５を閉止体５１に設けられる支持ボス５９に位置を合わせ、その状態で、回路基板２０を支持ボス５９に対してねじ締めしてやればよく、これにより、回路基板２０は閉止体５１に対して支持ボス５９の高さ分浮いた状態で固定される。この状態では、閉止体５１に一体的に形成された各コネクタ１１０〜１６０の各バスバーＢ１〜Ｂ６が、回路基板２０上のスルーホールＳＨに挿通された状態となる。

その後、挿通されたバスバーＢ１〜Ｂ６を、回路基板２０のスルーホールＳＨにはんだ付けする作業を行い、各バスバーＢ１〜Ｂ６を回路基板２０の導電路（不図示）に電気接続する。

あとは、閉止体５１を収容体３１に対して上から被せ付ける。これにより、閉止体５１の裏面に装着された回路基板２０は、収容体３１の内部に収まり、また、収容体３１は閉止体５１によって開口を閉じられた状態になる。

その後、電気接続箱１０は、アタッチメント（装着器具、不図示）に対して水平にセットされた後、振動溶着装置（不略）の工具ホーンによって外周部を加圧され、更に水平方向に振動が加えられる。これにより、収容体３１の突条部４３の先端部が振動による摩擦熱により溶け、閉止体５１の裏面に接合される。これにて、収容体３１と閉止体５１の合わせ面Ｆが全周に亘って接合され、電気接続箱１０の組み付けは完了する。

そして、電気接続箱１０は、車両エンジンルームに設置されたボックス（取付箇所に相当するもの、不図示）に対して、内部に収容された回路基板２０を上下方向に向けて縦向き（図３、図４の向き）に取り付けられる。また、電気接続箱１０のボックスへの取り付けと同時、或いはそれと前後して、各コネクタ１１０〜１６０のフード部１１５〜１６５に対して下から、電源、電装品等に連なる各相手側コネクタが装着されると、電源から供給される電力を電気接続箱１０を通じて各電装品に分配、供給することが可能となり、またこれら電力供給の切り替え等を電気接続箱１０にて制御できる。

続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。
本電気接続箱１０によれば、周壁４１及び突条部４３を、収容体３１の底板３２の全周に形成している。そのため、振動溶着するときに、摩擦が不均一になることがなく、収容体３１と閉止体５１の合わせ面Ｆを、全周に亘って確実に接合できる。しかも、コネクタブロック１００は閉止体５１に一体的に形成されているので、水滴が入り込む隙間が回路ケーシング３０にほとんど無く、高い防水性能を発揮できる。従って、防水性が高まる。

また、本電気接続箱１０では、収容体３１の底板３２に板面を貫通する通気孔３７を形成してある。しかも、通気孔３７の周囲は一般面Ｇより低い低面部３５としてあるから、電気接続箱１０を取り付けたときに、相手側の壁２００によって通気孔３７が塞れない。そのため、通気性を確実に確保できる。

また、通気孔３７は排水孔も兼用しているから、仮に結露したとしても、結露により生じた水滴を外部に排水することが可能であり、回路ケーシング３０内に水滴が留まることがない。

また、本実施形態では、収容体３１の下部に仕切り壁４５を形成して、回路基板２０の収容領域Ｈ１と通気孔３７の形成領域Ｈ２を上下に仕切るようにしてある。そのため、車両浸水時など、通気孔３７を通じて電気接続箱１０に水が入り込む状況下になったとしても、仕切り壁４５で少しの時間は、水を堰き止めることが可能となり、回路基板２０に水が及ぶまでの時間を稼ぐことが可能となる。

また、本実施形態では、通気孔３７の真上に逆流防止壁４６を設けてある。そのため、車両を高圧で洗浄した際に、高圧洗浄水が通気孔３７を通って回路ケーシングの中に逆流してきたとしても、その洗浄水を逆流防止壁４６にて堰き止めることが可能である。

＜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る。

（１）上記実施形態では、通気孔３７を収容体３１の底板３２の下部に形成したものを例示したが、底板３２であれば、必ずしも下部である必要はなく、上下方向の中央寄りの位置などに形成することも可能である。

（２）上記実施形態では、６つのコネクタ１１０〜１６０をコネクタブロック１００として集約させたものを例示したが、これら各コネクタ１１０〜１６０を回路ケーシング３０に対して分離して設けておくことも無論可能である。

１０…電気接続箱
２０…回路基板
３０…回路ケーシング
３１…収容体
３２…底壁
３５…低面部
３７…通気孔
３９…止水壁
４１…周壁
４２…フランジ
４３…突条部
５１…閉止体
１００…コネクタブロック
１１０〜１６０…コネクタ
Ｂ…バスバー
Ｆ…合わせ面
Ｇ…一般面（本発明の「他の面」に相当）

Claims

電子部品を実装した回路基板と、
底板と前記底板の全周に形成される環状の周壁とを有し前記回路基板を収容する合成樹脂製の収容体と、
前記収容体の開口面を閉止する合成樹脂製の閉止体と、
前記閉止体に一体的に形成され、前記回路基板の導電路に電気的に接続されるバスバーを有するコネクタと、を具備し、前記収容体の周壁を前記閉止体に対して振動溶着することにより前記収容体と前記閉止体の合わせ面を全周に亘って密閉した構造とされ、かつ所定の取付箇所に対して前記回路基板を上下方向に向けて縦向きに取り付けられる電気接続箱であって、
前記収容体の底板に板面を貫通する通気孔を形成すると共に、前記底板の外面のうち前記通気孔の周囲を他の面より低い低面部としたことを特徴とする電気接続箱。
前記底板の外面を伝う水滴が前記通気孔側に流れ込むのを防止する止水壁を、前記低面部上において前記通気孔の周囲に形成したことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
前記止水壁を２重に形成したことを特徴とする請求項２に記載の電気接続箱。
前記収容体の下部形状は幅方向の両側から中央に向かって傾斜するＶ字形状であると共に、
前記Ｖ字形状の頂部に対応して前記通気孔を形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電気接続箱。
前記収容部に前記通気孔の形成領域と前記回路基板の収容領域とを仕切る仕切り壁を形成したことを特徴とする請求項４に記載の電気接続箱。