JP2014217254A - 電気接続箱及び電気接続箱組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】端子と基板との接続信頼性が高く、容易に組み立てられる電気接続箱を提供する。
【解決手段】半導体パワーインテグレーション１は、筐体９を構成するケース本体７及びカバー８と、基板２と、基板２と平行な嵌合方向Ｋにコネクタが嵌合するコネクタ嵌合部３ａ〜３ｃと、複数の基板接続部６ｃが設けられた電源バスバ６と、を備えている。コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃは、基板２にはんだ付けされた複数の端子４ａ〜４ｃと、これら複数の端子４ａ〜４ｃを保持した端子保持部５と、を有している。端子保持部５は、１つのネジのみで基板２に固定されている。複数の基板接続部６ｃは、端子保持部５を貫通して基板２にはんだ付けされている。また、電源バスバ６は、カバー８に取り付けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車に搭載される電気接続箱、及び、電気接続箱が他の電気接続箱内に組み込まれて成る電気接続箱組立体に関するものである。

自動車に搭載される電気接続箱には様々な構造のものがあるが、例えば、図８に示す電気接続箱のように、基板と半導体部品（電子部品）とを備え、「半導体パワーインテグレーション」と呼ばれるものがある（例えば特許文献１を参照。）。

図８に示す半導体パワーインテグレーション３０１は、自動車に搭載されて主に電源分配を行うものであり、基板３０２と、基板３０２に搭載された複数の電子部品１１〜１３（電子部品１１は、ＦＥＴである。電子部品１２は、ダイオードである。電子部品１３は、コンデンサである。）と、複数のコネクタ嵌合部３０３と、これらを収容した合成樹脂製の筺体３０９と、を備えている。

上記複数のコネクタ嵌合部３０３は、基板３０２にはんだ付けされて電気接続された複数の端子３０４と、これら複数の端子３０４を保持し、図示しないコネクタが矢印Ｋ方向に嵌合される端子保持部３０５と、で構成されている。また、複数のコネクタ嵌合部３０３の一つには、電源側と接続されたコネクタが嵌合し、他のコネクタ嵌合部３０３には、負荷側と接続されたコネクタが嵌合する。そして、電源側と接続されたコネクタから基板３０２に供給された電源は、基板３０２の配線パターン及び電子部品１１〜１３を通って、前記他のコネクタ嵌合部３０３及び負荷側と接続されたコネクタからそれぞれ負荷側に出力される。

特開２００２−３５９３４９号公報

上述した従来の半導体パワーインテグレーション３０１においては、以下に示す問題があった。半導体パワーインテグレーション３０１は、コネクタがコネクタ嵌合部３０３に嵌合する際及び離脱する際に、端子３０４と基板３０２とのはんだ付け箇所に応力が掛かり、はんだにひびが入るおそれがあるという問題があった。このため、はんだ付け箇所に応力が掛からないように、端子保持部３０５の複数個所を基板３０２にネジ固定するなどして、端子保持部３０５を基板３０２に強固に固定しなければならず、組立工数が多くなってしまうという問題があった。

したがって、本発明は、端子と基板との接続信頼性が高く、容易に組み立てられる電気接続箱、及び、該電気接続箱を備えた電気接続箱組立体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載された発明は、基板と、前記基板に電気接続された複数の端子及び該複数の端子を保持した端子保持部を有しかつ前記基板と平行な嵌合方向にコネクタが嵌合するコネクタ嵌合部と、前記基板に電気接続される基板接続部が設けられたバスバと、を備え、前記基板接続部が、前記端子保持部を貫通して前記基板に電気接続されていることを特徴とする電気接続箱である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記バスバを構成する金属板の強度が、前記端子を構成する金属板の強度よりも高いことを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記バスバを構成する金属板の厚みが、前記端子を構成する金属板の厚みよりも大きいことを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載された発明において、筐体を構成するケース本体及びカバーを備え、前記カバーが、前記コネクタ嵌合部の前記コネクタが嵌合される側と反対側に配置されており、前記バスバが前記カバーに取り付けられているか、又は、前記バスバの一部が前記カバーに当接していることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の電気接続箱が、他の電気接続箱内に組み込まれて成る電気接続箱組立体である。

請求項１に記載された発明によれば、前記基板接続部が、前記端子保持部を貫通して前記基板に電気接続されているので、コネクタがコネクタ嵌合部に嵌合する際及び離脱する際に当該コネクタ嵌合部に掛かる力をバスバで受けることができる。よって、端子保持部を基板に強固に固定せずとも、端子と基板とのはんだ付け箇所に応力が掛かることを防止でき、端子保持部の基板への固定構造を簡素化することができる。したがって、端子と基板との接続信頼性が高く、容易に組み立てられる電気接続箱を提供することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記バスバを構成する金属板の強度が、前記端子を構成する金属板の強度よりも高いので、コネクタがコネクタ嵌合部に嵌合する際及び離脱する際に当該コネクタ嵌合部に掛かる力をバスバで確実に受けることができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記バスバを構成する金属板の厚みが、前記端子を構成する金属板の厚みよりも大きいので、コネクタがコネクタ嵌合部に嵌合する際及び離脱する際に当該コネクタ嵌合部に掛かる力をバスバで確実に受けることができる。

請求項４に記載された発明によれば、前記バスバが前記カバーに取り付けられているか、又は、前記バスバの一部が前記カバーに当接しているので、コネクタがコネクタ嵌合部に嵌合する際及び離脱する際に当該コネクタ嵌合部に掛かる力をバスバとカバーとで受けることができる。

請求項５に記載された発明によれば、端子と基板との接続信頼性が高く、容易に組み立てられる電気接続箱を備えた電気接続箱組立体を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる半導体パワーインテグレーション及び該半導体パワーインテグレーションに接続されるコネクタを示す斜視図である。 図１に示された半導体パワーインテグレーションの分解図である。 図１中のコネクタが半導体パワーインテグレーションに接続された状態におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１中のＢ−Ｂ線断面図である。 図２に示された基板、コネクタ嵌合部、電源バスバ、カバーの斜視図である。 図５に示された部品の分解図である。 図６に示された基板の裏面を示す斜視図である。 従来の半導体パワーインテグレーションの断面図である。

本発明の一実施形態にかかる「電気接続箱」を図１〜７を参照して説明する。

図１〜４に示す半導体パワーインテグレーション（請求項の「電気接続箱」に相当する。）１は、自動車に搭載されて主に電源分配を行うものであり、基板２と、基板２に搭載された複数の電子部品１１〜１４と、複数のコネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ，６ｄと、基板２に電源を供給する電源バスバ６（請求項の「バスバ」に相当する。）と、これらを収容した筺体９と、を備えている。

上記基板２は、絶縁板に配線パターン及びスルーホールが設けられた周知のプリント基板である。

上記電子部品１１〜１４は、図６，７に示すように、基板２の両面にはんだ付けされている。電子部品１１は、ＦＥＴである。電子部品１２は、ダイオードである。電子部品１３は、コンデンサである。電子部品１４は、セラミックコンデンサである。

上記コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ，６ｄには、図１に示すコネクタ１０ａ〜１０ｄが矢印Ｋ方向に嵌合する。すなわち、コネクタ１０ａ〜１０ｄは、基板２と平行な方向に嵌合する。コネクタ嵌合部６ｄに嵌合されるコネクタ１０ｄは、バッテリ、オルタネータ等の電源側と接続されている。コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃに嵌合されるコネクタ１０ａ〜１０ｃは、ヘッドランプ等の負荷側と接続されている。

上記コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃは、基板２にはんだ付けされて電気接続された複数の端子４ａ〜４ｃと、これら複数の端子４ａ〜４ｃを保持した合成樹脂製の端子保持部５と、ケース本体７に一体に設けられた枠部７ａ〜７ｃと、で構成されている。複数の端子４ａ〜４ｃは、板厚０．６４ｍｍの金属板から型抜きされて形成されており、その中間部が直角に曲げられている。

上記端子保持部５は各コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ毎に設けられているのではなく、一部品で構成されている。すなわち、コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃの各端子保持部同士が一体形成されたものが端子保持部５である。この端子保持部５は、図３，５に示すように、その長手方向一端部にネジ固定部５２が設けられており、当該ネジ固定部５２一箇所のみが基板２にネジ１５で固定されている。

また、図６に示すように、端子保持部５には、電源バスバ６の後述する基板接続部６ｃが貫通される貫通孔５１ａ〜５１ｃが設けられている。本実施形態では、基板接続部６ｃが３つ設けられており、３つの貫通孔５１ａ〜５１ｃが設けられている。貫通孔５１ａは、端子保持部５の長手方向一端部に設けられている。貫通孔５１ｂは、端子保持部５におけるコネクタ嵌合部３ａを構成する部分とコネクタ嵌合部３ｂを構成する部分の間に設けられている。貫通孔５１ｃは、端子保持部５におけるコネクタ嵌合部３ｂを構成する部分とコネクタ嵌合部３ｃを構成する部分の間に設けられている。

また、上記「端子保持部５におけるコネクタ嵌合部３ａを構成する部分とコネクタ嵌合部３ｂを構成する部分の間」及び上記「端子保持部５におけるコネクタ嵌合部３ｂを構成する部分とコネクタ嵌合部３ｃを構成する部分の間」は、各コネクタ１０ａ〜１０ｃを各コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃに嵌合させる構造において不可避なスペースである。当該スペースに上記貫通孔５１ｂ，５１ｃを設けることにより、半導体パワーインテグレーション１の省スペース化、すなわち小型化を図ることができる。

さらに、端子保持部５の上述した位置に貫通孔５１ａ〜５１ｃを設けて３つの基板接続部６ｃを配索することにより、当該３つの基板接続部６ｃと上記複数の端子４ａ〜４ｃとがそれぞれ電気接続される基板２の配線パターン同士がまたがることを回避できる。

上記コネクタ嵌合部６ｄは、電源バスバ６の電源入力部６ａと、ケース本体７に一体に設けられた枠部７ｄと、で構成されている。

これら複数のコネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ，６ｄは、図５に示すように、コネクタ１０ａ〜１０ｄの嵌合方向（矢印Ｋ方向）と直交する方向かつ基板２と平行な方向に並んでいる。

上記電源バスバ６は、板厚０．８ｍｍの金属板から型抜きされて形成されている。電源バスバ６は、上記コネクタ嵌合部６ｄを構成する電源入力部６ａと、基板２の所定位置にはんだ付けされて電気接続される３つの基板接続部６ｃと、電源入力部６ａと基板接続部６ｃとを繋いだ連結部６ｂと、を有している。３つの基板接続部６ｃは、図４〜６に示すように、上記端子保持部５に設けられた貫通孔５１ａ〜５１ｃを通されて基板２にはんだ付けされている。連結部６ｂには、後述する係止凸部８１が嵌まる貫通孔が複数設けられている。

上記筺体９は、箱状に形成された合成樹脂製のケース本体７と、該ケース本体７の開口部７０を塞ぐ合成樹脂製のカバー８と、で構成されている。

上記カバー８は、図２，３，５に示すように、コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃのコネクタ１０ａ〜１０ｃが嵌合される側と反対側に配置されている。カバー８には、上記連結部６ｂの各貫通孔に嵌まる複数の係止凸部８１と、基板２が差し込まれるスリット８５と、が設けられている。上述した電源バスバ６は、連結部６ｂがカバー８の内面に沿うと共に連結部６ｂの各貫通孔に各係止凸部８１が嵌まることによりカバー８に取り付けられる。

上記ケース本体７には、図２〜４に示すように、上記コネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ，６ｄを構成する枠部７ａ〜７ｄと、基板２が差し込まれるスリット７５と、が設けられている。上述した基板２は、カバー８のスリット８５及びケース本体７のスリット７５に差し込まれることによりカバー８及びケース本体７に取り付けられる。

このような半導体パワーインテグレーション１においては、コネクタ１０ｄからコネクタ嵌合部６ｄを介して電源バスバ６に入力された電源が、３つの基板接続部６ｃで分かれて基板２に供給され、電子部品１１〜１４を通って複数のコネクタ嵌合部３ａ〜３ｃ及びコネクタ１０ａ〜１０ｃからそれぞれ負荷側に出力される。

また、半導体パワーインテグレーション１においては、上述したように、端子保持部５が１つのネジ１５のみで基板２に固定されている。このように、半導体パワーインテグレーション１においては、端子保持部５の基板２への固定構造を簡素化しているが、基板接続部６ｃが貫通孔５１ａ〜５１ｃを通されて基板２にはんだ付けされていること、電源バスバ６がカバー８に取り付けられていることにより、コネクタ１０ａ〜１０ｃがコネクタ嵌合部３ａ〜３ｃに嵌合する際及び離脱する際に当該コネクタ嵌合部１０ａ〜１０ｃに掛かる力を電源バスバ６とカバー８とで受けることができ、端子４ａ〜４ｃと基板２とのはんだ付け箇所に応力が掛かることを防止できる。よって、端子４ａ〜４ｃと基板２との接続信頼性が高く、容易に組み立てられる半導体パワーインテグレーション１とすることができる。

また、半導体パワーインテグレーション１においては、基板２に電源を供給する電源バスバ６に基板接続部６ｃを設けているが、本発明では、基板２を放熱するためのバスバに基板接続部６ｃを設け、該基板接続部６ｃを端子保持部５に貫通させて基板２に電気接続する構成であっても良い。このように、何らかの目的で半導体パワーインテグレーションに元々用いられているバスバでコネクタ嵌合部１０ａ〜１０ｃに掛かる力を受ける構成とすることにより、当該半導体パワーインテグレーションの小型化を図ることができる。さらに、半導体パワーインテグレーション１においては、電源バスバ６をカバー８に取り付けているが、本発明では、バスバの一部がカバー８に当接していれば良い。

また、半導体パワーインテグレーション１においては、電源バスバ６を構成する金属板の厚みが端子４ａ〜４ｃを構成する金属板の厚みよりも大きいので、すなわち電源バスバ６を構成する金属板の強度が端子４ａ〜４ｃを構成する金属板の強度よりも高いので、コネクタ嵌合部１０ａ〜１０ｃに掛かる力を電源バスバ６で確実に受けることができる。この他に、本発明では、電源バスバ６又は放熱用バスバを構成する金属板に凹凸（ビード）を設けることで当該金属板の強度を端子４ａ〜４ｃを構成する金属板の強度よりも高くしても良い。また、電源バスバ６又は放熱用バスバを構成する金属板として合金板を用いるなど、電源バスバ６又は放熱用バスバを構成する金属板の組成を調節することで当該金属板の強度を端子４ａ〜４ｃを構成する金属板の強度よりも高くしても良い。また、電源バスバ６又は放熱用バスバを構成する金属板に鍛造・熱処理等の加工を施すことで当該金属板の強度を端子４ａ〜４ｃを構成する金属板の強度よりも高くしても良い。

上述した半導体パワーインテグレーション１は、リレーボックス等の他の電気接続箱内に組み込まれて「電気接続箱組立体」を構成する。半導体パワーインテグレーション１を前記他の電気接続箱のケース内に組み付ける際は、カバー８を押圧して半導体パワーインテグレーション１をケース内に押し込む作業を伴うが、当該カバー８はその内面に電源バスバ６が沿っていることで剛性が高められているので、押圧力によりカバー８が変形することを防止できる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 半導体パワーインテグレーション（電気接続箱）
２ 基板
３〜３ｃ，６ｄ コネクタ嵌合部
４ａ〜４ｃ 端子
５ 端子保持部
６ 電源バスバ（バスバ）
６ｃ 基板接続部
７ ケース本体
８ カバー
９ 筐体
１０ａ〜１０ｄ コネクタ

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板に電気接続された複数の端子及び該複数の端子を保持した端子保持部を有しかつ前記基板と平行な嵌合方向にコネクタが嵌合するコネクタ嵌合部と、
   前記基板に電気接続される基板接続部が設けられたバスバと、を備え、
   前記基板接続部が、前記端子保持部を貫通して前記基板に電気接続されている
   ことを特徴とする電気接続箱。
2. 前記バスバを構成する金属板の強度が、前記端子を構成する金属板の強度よりも高い
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記バスバを構成する金属板の厚みが、前記端子を構成する金属板の厚みよりも大きい
   ことを特徴とする請求項２に記載の電気接続箱。
4. 筐体を構成するケース本体及びカバーを備え、
   前記カバーが、前記コネクタ嵌合部の前記コネクタが嵌合される側と反対側に配置されており、
   前記バスバが前記カバーに取り付けられているか、又は、前記バスバの一部が前記カバーに当接している
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の電気接続箱。
5. 請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の電気接続箱が、他の電気接続箱内に組み込まれて成る電気接続箱組立体。

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