JP2014222976A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板への端子接続方法としてプレスフィット接続を採用する場合において、製造時の許容公差を大きくすることにより製造可能とした電気接続箱を提供する。
【解決手段】バスバー１２ａとプリント基板１４とプレスフィット端子１６とを備え、プレスフィット端子１６は、プリント基板１４のスルーホール１４ｂに挿入してその内周面に接触する接触部１６ａを一端側に有するとともにバスバー１２ａに電気的に接続するオス端子部１６ｂを他端側に有し、接触部１６ａによりプレスフィット端子１６はプリント基板１４のスルーホール１４ｂと電気的に接続され、プレスフィット端子１６のオス端子部１６ｂはバスバー１２ａに固定されたバネ部１８により弾性的に挟持されてバネ部１８を介してバスバー１２ａと電気的に接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車用ワイヤーハーネス等のワイヤーハーネスを種々の電装品に分岐接続するのに用いられる電気接続箱に関するものである。

電気接続箱において、バスバーの端子部とプリント基板の端子部が溶接により接続されたものが知られている（特許文献１）。また、プリント基板への端子接続方法として、いわゆるプレスフィット端子を用いてプレスフィット接続する接続方法が知られている（特許文献２）。

特開２００４−４０８８８号公報 特開平１０−２０８７９８号公報

プリント基板への端子接続方法としてプレスフィット接続を採用する場合、プリント基板に形成されたスルーホールの位置とプレスフィット端子の位置の位置合わせには精度が求められる。特にワイヤーハーネスを種々の電装品に分岐接続するのに用いられる電気接続箱のように多数のバスバーとこれに接続されるプリント基板上の多数の端子部とを有する構成であると、１カ所での位置ずれが他の場所にも影響を及ぼすので、位置ずれを修正することは困難である。この場合において、例えばバスバーとプリント基板の間を電気的に接続する端子をバスバーに対して溶接によって接続すると、溶接時の取り付け位置にばらつきが生じることは避けられない。そうすると、製造公差が極端に狭くなり、プリント基板への端子接続方法としてプレスフィット接続を採用することは困難となる。

本発明の解決しようとする課題は、プリント基板への端子接続方法としてプレスフィット接続を採用する場合において、製造時の許容公差を大きくすることにより製造可能とした電気接続箱を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明に係る電気接続箱は、バスバーと、該バスバー上に配置したプリント基板と、該プリント基板に形成したスルーホールと前記バスバーとの間を電気的に接続するプレスフィット端子と、を備え、前記プレスフィット端子は、前記プリント基板のスルーホールに挿入してその内周面に接触する接触部を一端側に有するとともに前記バスバーに電気的に接続するオス端子部を他端側に有しており、該接触部により前記プレスフィット端子は前記プリント基板のスルーホールと電気的に接続され、前記プレスフィット端子のオス端子部は前記バスバーに固定されたバネ部により弾性的に挟持されて該バネ部を介して前記バスバーと電気的に接続されていることを要旨とするものである。

この場合、前記プレスフィット端子の接触部と前記プリント基板のスルーホールとの間の接触による端子保持力が、前記プレスフィット端子のオス端子部と前記バスバーに固定されたバネ部との間の弾性的な挟持力よりも大きいことが好ましい。

そして、前記バネ部は、前記バスバーの端部に固定された中継端子内に収容されていてもよい。

本発明に係る電気接続箱によれば、バスバーとプリント基板との間を電気的に接続するプレスフィット端子のバスバーに電気的に接続するオス端子部を、溶接によってバスバーに直接接続するのではなく、バスバーに固定されたバネ部が弾性的に挟持することによりバネ部を介してバスバーに接続するものであり、オス端子部とバネ部との間の接点は固定されず動くことができるので、例えばバネ部の位置とプリント基板のスルーホールの位置などの製造時などにおける位置ずれを吸収することができる。これにより、製造時の許容公差は大きくなるため、位置合わせの精度が求められるプレスフィット接続をプリント基板への端子接続方法として採用する場合において、製造可能となる。

この場合、プレスフィット端子−スルーホール間の端子保持力がプレスフィット端子−バネ部（バスバー）間の挟持力よりも大きいことで、プレスフィット端子−バネ部（バスバー）間で全体の位置ずれを吸収することができる。そうすると、位置合わせの精度が求められるプレスフィット接続の接点に余分な応力がかかるのを抑えることができる。

そして、バスバーの端部に中継端子を固定し、この中継端子内にプレスフィット端子のオス端子部を弾性的に挟持するバネ部を収容する構成とすることで、バスバーとバネ部を同じ材料で製造する必要がなくなる。バスバーには応力緩和率の小さい高価な材料を用いることがあり、これらを異なる材料で製造できる構成であれば、コストの増大を抑えることができ、製造面で有利となる。

本発明の一実施形態に係る電気接続箱の分解斜視図である。 電気接続箱の内部回路として用いられるバスバー積層体の一例の断面図である。 図１に示す電気接続箱の要部を示したものであり、プリント基板−プレスフィット端子−バスバー間の接続関係を拡大して示した分解図である。 プリント基板−プレスフィット端子間の接続工程を示した工程図である。 プレスフィット端子−バスバー間の接続工程を示した工程図である。 プリント基板−プレスフィット端子−バスバー間の接続関係の他の形態を拡大して示した分解図である。

次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１に示すように、電気接続箱１０は、バスバー１２ａとプリント基板１４とプレスフィット端子１６を備えている。

バスバー１２ａは、導電性の金属板を打ち抜き加工等によって平板状にしたものからなり、電気接続箱１０の内部回路を構成する。図２に示すように、バスバー１２ａは、絶縁層１２ｂを介して複数層に積層されてバスバー配索体１２を形成する。このバスバー配索体１２が電気接続箱１０の内部回路となる。

図３に示すように、バスバー１２ａの端部には、波板状に湾曲したバネ片１８ａ，１８ｂを一対備えたバネ部１８がバスバー１２ａの面から立ち上がるように立設されている。一対のバネ片１８ａ，１８ｂは面対称に配置され、湾曲面の頂部１８１で互いに接触するか接触するほど近接している。この湾曲面の頂部１８１がプレスフィット端子１６に対する接点となる部分である。このバネ部１８は、バスバー１２ａの端部にバスバー１２ａと一体的に形成されている。

プリント基板１４は、図３に示すように、樹脂によって形成された絶縁基板１４ａ面上に回路導体２０ａがプリント印刷されたものからなり、回路導体２０ａに接続される抵抗、コンデンサ、ダイオード、トランジスタ等の電子部品やＩＣ（集積回路）などが実装される。プリント基板１４にはその厚み方向に貫通するスルーホール１４ｂが複数形成されており、各スルーホール１４ｂの内周面にはめっき等によって導体層２０ｂが形成されており、導体層２０ｂは回路導体２０ａに電気的に接続されている。図１に示すように、プリント基板１４は、バスバー配索体１２の面に平行となるようにバスバー配索体１２の面上に配置される。

プレスフィット端子１６は、導電性の金属板をプレス加工等によって所定の形状に加工したものからなる。図３に示すように、プレスフィット端子１６は、全体的に細長い棒状に形成されており、プリント基板１４に接続する基板接続側と、バスバー１２ａに接続するバスバー接続側と、に分かれている。基板接続側である一端側には、プリント基板１４のスルーホール１４ｂに挿入してその内周面に接触する接触部１６ａを有している。接触部１６ａは、軸線方向と直交する方向に互いに離れるように円弧状に膨出する一対の帯状体１６１ａ，１６１ｂからなり、帯状体１６１ａと帯状体１６１ｂの間には空隙１６１ｃが形成されている。接触部１６ａは、この空隙１６１ｃにより、径方向に押し縮められ、弾塑性変形する。そして弾性成分により弾性回復し、接続を保つ。接触部１６ａの径方向の最大長さはスルーホール１４ｂの内径よりも大きくなっている。接触部１６ａよりも基板接続側の先端部１６ｃは接触部１６ａをスルーホール１４ｂに案内する部分であり、その先端は先端部１６ｃをスルーホール１４ｂに挿入しやすくするように先細り状である。バスバー接続側である他端側には、ピン状に延びるオス端子部１６ｂを有している。その先端は同じく先細り状である。

図４に示すように、プリント基板１４のスルーホール１４ｂには、プレスフィット端子１６の接触部１６ａが挿入される。接触部１６ａは、基板接続側の先端部１６ｃによりスルーホール１４ｂに案内され（図４（ａ））、スルーホール１４ｂの内側周縁部１４１ｂに接触した後、径方向に押し縮められてスルーホール１４ｂ内に入り、スルーホール１４ｂの内周面に接触する（図４（ｂ））。スルーホール１４ｂ内では接触部１６ａの径方向に押し縮められた一対の帯状体１６１ａ，１６１ｂが弾性回復しようとしており、弾性回復によるスルーホール１４ｂへの押圧力によって弾性接触部１６ａとスルーホール１４ｂの接触が確保され、また、この間における端子保持力が発揮される。

図５に示すように、バスバー１２ａの端部に固定されたバネ部１８には、プレスフィット端子１６のオス端子部１６ｂが挿入される。オス端子部１６ｂは、バスバー接続側の先端部１６ｄによりバネ部１８の面対称に配置された一対のバネ片１８ａ，１８ｂ間に案内され（図５（ａ））、一対のバネ片１８ａ，１８ｂ間を外側に押し広げながら一対のバネ片１８ａ，１８ｂ間に入り、バネ片の湾曲面の頂部１８１に接触する（図５（ｂ））。接点では、外側に押し広げられたバネ片が弾性回復しようとしており、弾性回復によるオス端子部１６ｂへの押圧力によってオス端子部１６ｂとバネ部１８の接触が確保され、また、この間における挟持力が発揮される。

プレスフィット端子１６−バスバー１２ａ間の接続は、バスバー１２ａに固定されたバネ部１８を介して行われる。プレスフィット端子１６のオス端子部１６ｂは、溶接によってバスバー１２ａに直接接続されているのではなく、バネ部１８の一対のバネ片１８ａ，１８ｂにより弾性的に挟持されているだけであり、オス端子部１６ｂとバネ部１８との間の接点は固定されず動くことができる。そして、一対のバネ片１８ａ，１８ｂによる弾性的な挟持によってオス端子部１６ｂはバネ部１８に保持されているだけなので、オス端子部１６ｂはバネ部１８への挿入方向に移動可能である。つまり、オス端子部１６ｂのバネ部１８への挿入長さを調節できる構成であり、この接続はバネ部１８への挿入方向の位置ずれを吸収できる構成である。また、一対のバネ片１８ａ，１８ｂによる弾性的な挟持によってオス端子部１６ｂはバネ部１８に保持されているだけなので、バネ片１８ａ，１８ｂがその面外方向に弾性移動可能であることにより、オス端子部１６ｂはバネ片１８ａ，１８ｂの面外方向にも移動可能である。つまり、この接続はバネ片１８ａ，１８ｂの面外方向の位置ずれを吸収できる構成である。さらに、図３に示すように、バネ部１８のバネ片１８ａ，１８ｂの幅はプレスフィット端子１６のオス端子部１６ｂの幅よりも大きく構成されており、オス端子部１６ｂはバスバー１２ａの軸線方向にも移動可能である。つまり、この接続はバスバー１２ａの軸線方向の位置ずれを吸収できる構成である。

そうすると、プレスフィット端子１６を、先にプリント基板１４に接続する場合、プレスフィット端子１６−バスバー１２ａ間の接続により各種の位置ずれが吸収されるので、製造時の許容公差が大きくなる。したがって、位置合わせの精度が求められるプレスフィット接続をプリント基板１４への端子接続方法として採用する場合において、プレスフィット端子１６によりプリント基板１４−バスバー１２ａ間を適切に接続することができ、製造可能となる。なお、位置ずれが生じる要因としては、各部品の製造誤差、プリント基板１４のスルーホール１４ｂの位置とバスバー１２ａの（バネ部１８の）位置との間のずれ、曲げや溶接などの加工などが挙げられる。

そして、ワイヤーハーネスを種々の電装品に分岐接続するのに用いられる電気接続箱１０では、多数のバスバー１２ａとこれに接続されるプリント基板１４上の多数の端子部（スルーホール１４ｂ）とを有する構成であるため、１カ所での位置ずれが他の場所にも影響を及ぼす。このような場合でも１カ所での位置ずれが吸収されるので、各プリント基板１４−バスバー１２ａ間を適切に接続することができ、製造可能となる。また、多数のバスバー１２ａと多数の端子部（スルーホール１４ｂ）とを接続する構成においては、バスバー１２ａ間のピッチと端子部（スルーホール１４ｂ）間のピッチにずれが生じるところができるおそれもある。このような場合でもいずれかのところの接続で位置ずれが吸収されるので、各プリント基板１４−バスバー１２ａ間を適切に接続することができ、製造可能となる。

プレスフィット端子１６を先にプリント基板１４に接続することができると、複数のプレスフィット端子１６を用いる場合において、各プレスフィット端子１６を単体でプリント基板１４のスルーホール１４ｂ内に挿入することができる。つまり、１つのプレスフィット端子１６のプリント基板１４への接続は他のプレスフィット端子１６のプリント基板１４への接続に影響を与えない。プリント基板１４への挿入位置の管理も各プレスフィット端子１６単体で行うことができる。

プレスフィット接続をプリント基板１４への端子接続方法として採用することで、プリント基板１４への端子接続に際し、半田付けなどの熱を加える接続手段を用いなくて済む。これにより、周辺部品への溶接時の熱の影響を心配する必要がない。また、バスバー１２ａへの端子接続についても同様に、半田付けなどの熱を加える接続手段を用いなくて済む。

プレスフィット端子１６−スルーホール１４ｂ間の端子保持力は、プレスフィット端子１６−バネ部１８（バスバー１２ａ）間の挟持力よりも大きいことが好ましい。これにより、プレスフィット端子１６−バネ部１８（バスバー１２ａ）間で全体の位置ずれを吸収することができるため、位置合わせの精度が求められるプレスフィット接続の接点に余分な応力がかかるのを抑えることができる。

バスバー１２ａに固定されたバネ部１８は、図３に示すようにバスバー１２ａに一体化されたものであってもよいし、バスバー１２ａとは別体の部品中に備えられたものであってもよい。例えば図６に示すように、バネ部はバスバー１２ａとは別体の中継端子２２内に収容されていてもよい。

中継端子２２は筒状の本体部２２ａを備えており、この筒状の本体部２２ａ内にバネ部が収容される。バネ部は、図示しないが、図３に示すバネ部１８と同様の構成のものを好適なものとして示すことができる。つまり、バネ部は波板状に湾曲したバネ片を一対備える。一対のバネ片は筒状の本体部２２ａ内で面対称に配置され、湾曲面の頂部で互いに接触するか接触するほど近接する。この湾曲面の頂部がプレスフィット端子１６に対する接点であり、この接点はプレスフィット端子１６のオス端子部１６ｂが挿入される一端側の開口部２２ｂに臨む。筒状の本体部２２ａの他端側には筒状の本体部２２ａをバスバー１２ａに固定する固定部２４が板状に形成されている。

中継端子２２の固定部２４はバスバー１２ａの端部に固定される。バスバー配索体１２の面とプリント基板１４の面が平行に配置されているので、中継端子２２の固定部２４に接続されるバスバー１２ａの端部は垂直に折れ曲がる垂直片１２１ａとなっている。この部分には曲げ加工が行われているため、製造誤差が生じうる。また、溶接により中継端子２２の固定部２４はバスバー１２ａの端部に固定されている。このような曲げ加工や溶接により、中継端子２２のバネ部の位置とプレスフィット端子１６のオス端子部１６ｂの位置には微妙な位置ずれが生じうる。このような位置ずれも、バネ部における接続により吸収することができる。なお、図６に示す形態では、バスバー１２ａの端部が折れ曲る構成となっているが、中継端子２２の固定部２４が水平方向に折れ曲る構成であってもよい。また、この固定方法としては、溶接に代えてボルト接合なども採用できる。

このようにバネ部がバスバー１２ａとの一体物ではなく別体の中継端子２２内に収容される構成であると、バスバー１２ａとバネ部を同じ材料で製造する必要がなくなる。バスバー１２ａには応力緩和率の小さい高価な材料を用いることがあり、これらを異なる材料で製造できる構成であれば、コストの増大を抑えることができ、製造面で有利となる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１０ 電気接続箱
１２ バスバー配索体
１２ａ バスバー
１４ プリント基板
１４ｂ スルーホール
１６ プレスフィット端子
１６ａ 弾性接触部
１６ｂ オス端子部
１８ バネ部

Claims (3)

1. バスバーと、該バスバー上に配置したプリント基板と、該プリント基板に形成したスルーホールと前記バスバーとの間を電気的に接続するプレスフィット端子と、を備え、前記プレスフィット端子は、前記プリント基板のスルーホールに挿入してその内周面に接触する接触部を一端側に有するとともに前記バスバーに電気的に接続するオス端子部を他端側に有しており、該接触部により前記プレスフィット端子は前記プリント基板のスルーホールと電気的に接続され、前記プレスフィット端子のオス端子部は前記バスバーに固定されたバネ部により弾性的に挟持されて該バネ部を介して前記バスバーと電気的に接続されていることを特徴とする電気接続箱。
2. 前記プレスフィット端子の接触部と前記プリント基板のスルーホールとの間の接触による端子保持力が、前記プレスフィット端子のオス端子部と前記バスバーに固定されたバネ部との間の弾性的な挟持力よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記バネ部は、前記バスバーに固定された中継端子内に収容されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気接続箱。

Images