JP2016096636A - 電気接続箱 - Google Patents
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Abstract
【課題】接続端子と回路基板の導電路との接続信頼性を安定して確保しつつ、接続端子の支持構造を簡素化できる、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内に収容された回路基板14と、回路基板14の導電路58に導通する接続端子60がケース12に開口形成された部品装着部32に配設されてなる電気接続箱10において、回路基板14が、導電路58と接続端子60を一体的に備える複数のバスバー62と、複数のバスバー62の導電路58を埋設状態で覆う樹脂基板64を有するバスバーモールド基板66を含んで構成されており、バスバー62の接続端子60が、樹脂基板64から突出して部品装着部32に配設されているようにした。
【選択図】図1
【解決手段】ケース12内に収容された回路基板14と、回路基板14の導電路58に導通する接続端子60がケース12に開口形成された部品装着部32に配設されてなる電気接続箱10において、回路基板14が、導電路58と接続端子60を一体的に備える複数のバスバー62と、複数のバスバー62の導電路58を埋設状態で覆う樹脂基板64を有するバスバーモールド基板66を含んで構成されており、バスバー62の接続端子60が、樹脂基板64から突出して部品装着部32に配設されているようにした。
【選択図】図1
Description
本発明は、ケース内に回路基板が収容された電気接続箱に係り、特に、回路基板に設けられた接続端子が配設される部品装着部を備えた電気接続箱に関するものである。
従来から、自動車等に搭載される電気接続箱では、ケース内にプリント基板等からなる回路基板が収容されている。プリント基板には、導電路に半田付け等により導通接続された複数の接続端子が立設されており、これら接続端子がケースに開口形成されたコネクタ装着部やヒューズ装着部、リレー装着部等の部品装着部に配設されている。そして、部品装着部に装着された外部の電気部品であるコネクタやヒューズ、リレー等のタブ部が、部品装着部に配設された接続端子と接続されることにより、外部の電気部品が回路基板に導通されるようになっている。
ところで、部品装着部への部品挿抜時には、電気部品のタブ部が接続端子へ挿抜されることに伴い、接続端子に大きな挿抜力が及ぼされる。このような挿抜力が直接接続端子の半田付部に及ぼされると半田クラック等の不具合を生じ、電気接続箱の導通安定性を担保できない。それ故、接続端子を樹脂台座に保持させて接続端子に加えられる挿抜力を樹脂台座を介してプリント基板へ分散支持させる等の対策が必要となる。
ところが、このような樹脂台座を別途形成して接続端子を圧入保持してプリント基板上に保持する作業は、部品点数の増加や作業工程の煩雑化が避けられないという問題を内在していた。特に、近年の電気接続箱の小型化、高密度化の要求に伴い、接続端子をL字状に屈曲させて電気接続箱の側面に開口する側方の部品接続部を備えるような場合には、一層複雑な接続端子の支持構造が必要となる。例えば、特開2012−115053号公報(特許文献1)では、L字状に屈曲させた接続端子の長さ寸法を異ならせてプリント基板上に多段に配設し、接続端子をそれぞれの高さ位置で保持する樹脂台座やL字状の接続端子を背後から各別に支持する支持突起等も必要となり、構造の一層の複雑化や部品点数の一層の増加を招き、コストアップも避けられなかったのである。
本発明は、上述の如き事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、接続端子と回路基板の導電路との接続信頼性を安定して確保しつつ、接続端子の支持構造を簡素化できる、新規な構造の電気接続箱を提供することにある。
本発明の第一の態様は、ケース内に収容された回路基板と、該回路基板の導電路に導通する接続端子が前記ケースに開口形成された部品装着部に配設されてなる電気接続箱において、前記回路基板が、前記導電路と前記接続端子を一体的に備える複数のバスバーと、該複数のバスバーの前記導電路を埋設状態で覆う樹脂基板を有するバスバーモールド基板を含んで構成されており、前記バスバーの前記接続端子が、前記樹脂基板から突出して前記部品装着部に配設されていることを特徴とする。
本態様によれば、回路基板の導電路と接続端子が、バスバーによって一体形成されている。これにより、回路基板の導電路と接続端子を接続するための半田付部をなくすことができ、部品装着部への部品挿抜時に接続端子に加わる挿抜力が半田付部に伝わり半田クラックが発生する等の問題を解消することができる。その結果、回路基板の導電路と接続端子の接続信頼性を安定して確保することが可能となる。
しかも、バスバーの導電路が樹脂基板に埋設されたバスバーモールド基板では、バスバーと樹脂基板が一体化されている。それ故、部品装着部への部品挿抜時に接続端子に加わる挿抜力を樹脂基板全体で分散支持することが可能となり、従来必要とされた接続端子の保持台座等を不要にでき、部品点数の削減や製造工程の簡素化を図ることができる。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記接続端子が、前記バスバーの一端部を側面視でL字状に屈曲して形成した側方突出接続端子を含み、前記バスバーモールド基板の側縁部には前記側方突出接続端子が配設されていると共に、前記側方突出接続端子の基端部が、前記バスバーモールド基板の表面側に突出する前記樹脂基板の縦壁部に埋設状態で保持されており、前記ケースの側面に開口形成された前記部品装着部に前記側方突出接続端子が配設されているものである。
本態様によれば、ケースの側面に開口形成された部品装着部に配設される接続端子を、バスバーの一端部をL字状に屈曲して形成した側方突出接続端子によって構成し、さらに、側方突出接続端子の基端部を樹脂基板の縦壁部に埋設状態で保持することができる。それ故、ケースの側面からの部品接続を可能にする側方の部品装着部を従来に比して非常に簡素な構造で且つ高い接続安定性を具備して提供することができる。すなわち、従来構造の側方部品装着部は、特許文献1に開示されているように、L字に屈曲した接続端子の基端部をプリント基板のスルーホールに半田付けして立設していたことから、L字接続端子に側方から加えられる挿抜力を支持して半田クラック等の発生を防止するために、樹脂台座や支持突起などの複数物品からなる複雑な構造でプリント基板上に配設してL字接続端子を支える必要があった。一方、本態様では、L字状の側方突出接続端子はバスバーに一体形成されており、半田クラックの問題がそもそも発生せず、しかも、側方突出接続端子の基端部を、樹脂基板に一体成形された縦壁部に埋設状態で保持している。従って、追加部品を必要とすることなく、側方突出接続端子の基端部をも樹脂基板に埋設保持して、挿抜力を支持することができるのである。
本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記バスバーモールド基板の表面には、前記導電路と前記接続端子を一体的に備える表層バスバーが載置されており、前記バスバーモールド基板の前記樹脂基板に埋設された前記バスバーが、前記樹脂基板から露呈された部位において、前記表層バスバーと半田付けにより接続されているものである。
本態様によれば、バスバーモールド基板の表面に新たに表層バスバーを載置することにより、複層構造のバスバー回路体を構成することができる。しかも、バスバーモールド基板の表面を表層バスバーを支持する絶縁板として利用できることから、絶縁板の追加等、部品点数の増加を要することなく複層構造のバスバー回路体を提供することが可能となる。
加えて、樹脂基板の任意の位置にバスバーが露呈された部位を設けるという簡単な構造で、表層バスバーを樹脂基板に埋設された任意のバスバーの任意の位置に半田付けにより接続することができ、回路設計自由度の向上も図ることができる。
本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れか一つの態様に記載のものにおいて、前記バスバーモールド基板には、前記部品装着部を構成するハウジング部材に形成された係合部が着脱自在に係合する被係合部が前記樹脂基板に一体的に設けられているものである。
本態様によれば、部品装着部を構成するハウジング部材のバスバーモールド基板に対する固定を、樹脂基板に一体形成した被係合部を利用して行うことができる。すなわち、回路基板をプリント基板を用いて構成していた従来構造においては、プリント基板に被係合部を一体的に設けることは困難であり、別途準備したねじ等の締結手段でハウジング部材をプリント基板に取り付ける必要があった。本態様では、バスバーモールド基板の樹脂基板を利用してそのような固定構造も部品点数の増加なく簡素な構造で実現することが可能となる。
本発明においては、回路基板の導電路と接続端子がバスバーによって一体形成されていることから、導電路と接続端子を接続する半田付部をなくすことができる。それ故、部品挿抜時に接続端子に加わる挿抜力が半田付部に伝わり半田クラックが発生する等の問題を解消することができるので、導電路と接続端子の接続信頼性を安定して確保できる。しかも、バスバーの導電路が樹脂基板に埋設されて樹脂基板が一体化されていることから、部品挿抜時に接続端子に加わる挿抜力を樹脂基板全体で分散支持できる。それ故、接続端子の保持台座等を不要にでき、部品点数の削減や製造工程の簡素化を図れる。
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1〜8に、本発明の一実施形態としての電気接続箱10を示す。電気接続箱10は、例えば、サブボックスとして機能するものであり、リレーボックス等のメインボックスとしての他の電気接続箱内に収容されて、自動車等の車輌に搭載されて用いられており、ケース12と、ケース12内に収容される回路基板14と、を備えて構成されている。なお、以下の説明において、上方とは、図1中の上方、下方とは、図1中の下方、前方とは、図1中の左方、後方とは、図1中の右方を言うものとする。
ケース12は、図1及び図4に示されているように、カバー16と、側方接続型コネクタハウジング18と、リレーホルダ20とを備えて構成されている。カバー16は、略長手矩形状の下方開口部22と略矩形状の前方開口部24を有する箱体形状とされており、下方開口部22が側方接続型コネクタハウジング18によって覆蓋されるようになっている一方、前方開口部24がリレーホルダ20によって覆蓋されるようになっている。これにより、ケース12内に覆蓋状態で回路基板14を収容できるようになっている。また、カバー16には、前面の下方両側の2箇所と後面の下側の3箇所に略矩形状の係合孔30が貫設されている。ここで、カバー16と側方接続型コネクタハウジング18とリレーホルダ20はいずれも、例えばポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)等の合成樹脂により射出成形等によって一体形成されている。
側方接続型コネクタハウジング18は、図1及び図7に示されているように、全体として長手矩形ブロック形状を呈している。側方接続型コネクタハウジング18の底面には、ケース12の側面である下方に向かって開口形成された部品装着部を構成する3つのコネクタ装着部32が設けられている。そして、コネクタ装着部32の底壁には、複数の接続端子挿通孔34が上下方向に貫設されている。また、側方接続型コネクタハウジング18の前面の両側には、前方に向かって突出する係合突起36が設けられている。さらに、側方接続型コネクタハウジング18の上面の前方寄りの両側には、上方に向かって延出する略矩形状の係合枠38が設けられている一方、側方接続型コネクタハウジング18の上面の後端の両端部には、上方に向かって突出し且つ上方並びに内方に向かって開口する略コの字状断面形状の係合部40が設けられている。係合部40の外面には、上部から下方に向かって延びると共に下方に向かって開口する略短冊状の係合孔42が設けられている。加えて、側方接続型コネクタハウジング18の後面には、後方に向かって突出する3つの係合突起44が設けられている(図7参照)一方、側方接続型コネクタハウジング18の後面の上端部には、上方に向かって延び出す略矩形状の2つの基板支持片46が設けられている。
リレーホルダ20は、図1及び図4に示されているように、全体として略矩形ブロック形状を呈している一方、リレーホルダ20の前面には、前方に向かって開口形成された部品装着部を構成する2つのリレー装着部48が設けられている。そして、一方のリレー装着部48の底壁には、4つのタブ端子挿通孔50が前後方向に貫設されている。なお、他方のリレー装着部48の底壁には、異なる車種や車のグレードに応じてタブ端子挿通孔50が設けられるようになっている。また、リレーホルダ20の前面の下端部の両側には、前方に向かって突出する係合突起52が設けられている。さらに、リレーホルダ20の上面の後端部には、上方に向かって突出する係合突起57が設けられている。
図1〜2に示されているように、回路基板14は略矩形の板形状とされており、導電路58と接続端子60を一体的に備える複数のバスバー62と、複数のバスバー62の導電路58を埋設状態で覆う樹脂基板64を有するバスバーモールド基板66とを含んで構成されている。加えて、回路基板14は、バスバーモールド基板66の表面に載置され、導電路68と接続端子70を一体的に備える複数の表層バスバー72を備えて構成されている。また、バスバーモールド基板66の表面には、図示のようなリレー73や抵抗素子74のほか、集積回路等の半導体素子やその他の電気回路素子等が適宜実装されている。なお、図6に示すように、各電気回路素子の装着部位には、樹脂基板64に設けた貫通孔76を介してバスバー62が露呈されており、バスバー62の露呈部位に貫設された透孔77に各電気回路素子のリード部が挿通され半田付けにより接続される。さらに、バスバーモールド基板66の中央部分には、前方に向かって突出する枠体状の係合枠75が設けられている。また、バスバーモールド基板66の下端部の両側面には、外方及び下方に向かって開口する凹み部78が形成され、かかる凹み部78には外方に向かって突出する係合突起79が設けられている。ここで、バスバー62と表層バスバー72はそれぞれ、導電性金属板がプレス打ち抜き及び屈曲加工されて形成されている。また、バスバーモールド基板66を構成する樹脂基板64は、例えばポリイミド樹脂(PI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアミドイミド(PAI)、アリル樹脂(PDAP)等の耐熱性樹脂により射出成形等によって一体形成されている。
図1に示されているように、導電路58が樹脂基板64に埋設状態で覆われているバスバー62の接続端子60が、樹脂基板64から突出して構成されている。かかる接続端子60は、バスバー62の端部が樹脂基板64の表面に対して垂直に立設された垂直突出接続端子80と、バスバー62の端部が側面視でL字状に屈曲して形成された側方突出接続端子81とを含んで構成されている。図1に示されているように、側方突出接続端子81は、バスバーモールド基板66の下方の側縁部に配設されている。また、図5に示されているように、側方突出接続端子81の基端部82が、バスバーモールド基板66の下方の側縁部に一体形成されてバスバーモールド基板66の表面側に突出する樹脂基板64の縦壁部84に埋設状態で保持されている。
図1に示されているように、表層バスバー72の接続端子70は、表層バスバー72の端部が側面視でL字状に屈曲して形成された側方突出接続端子88を含んで構成されている。なお、側方突出接続端子88は、バスバーモールド基板66の下方の側縁部に配設されるようになっている。また、表層バスバー72には、側方突出接続端子88から表層バスバー72の導電路68を隔てた位置に樹脂基板64に向かって屈曲形成されたタブ状の第1半田付部90が設けられている。加えて、図8に示されているように、第1半田付部90が設けられた領域のバスバーモールド基板66の樹脂基板64には、バスバーモールド基板66の表面及び裏面に開口する一対の貫通孔92,92が貫設されている。そして、貫通孔92を通じて露呈された樹脂基板64に埋設されたバスバー62の露呈部位に、透孔状の第2半田付部94が設けられている。
バスバー62の導電路58がバスバーモールド基板66に埋設され、バスバーモールド基板66の表面に表層バスバー72及び各種電気回路素子73,74が載置された後、フロー半田付けによる半田付けが行われる。この結果、図8に示されているように、第1半田付部90と第2半田付部94が貫通孔92に充填された半田96を介して半田付けされるようになっている。なお、図8では、理解を容易とするために、半田96は仮想線で記載されている。また、図示は省略するが、各電気回路素子73,74の各リード部も、同様に貫通孔76及び透孔77に充填された半田96を介して半田付けされる。
本実施形態では、バスバーモールド基板66の表面に新たに表層バスバー72を載置することにより、複層構造のバスバー回路体を構成することができるようになっている。しかも、バスバーモールド基板66の樹脂基板64を表層バスバー72を支持する絶縁板として利用することができるので、絶縁板を追加することなく複層構造のバスバー回路体を提供できる。
加えて、表層バスバー72は、接続端子70から導電路68を隔てて設けられた第1半田付部90によって、バスバーモールド基板66に埋設されたバスバー62に半田付け接続することができる。しかも、樹脂基板64の任意の位置に貫通孔92を設けるという簡単な構造で、表層バスバー72を樹脂基板64に埋設された任意のバスバー62の任意の位置に透孔状の第2半田付部94を設け接続することができる。従って、回路設計自由度の向上も図ることができる。さらに、半田付けされる表層バスバー72の第1半田付部90は、挿抜力が加えられる接続端子70から表層バスバー72の導電路68を隔てて離隔されている。それ故、導電路68による応力緩和作用によって半田付部90,94に対する挿抜力の影響を緩和乃至は低減することもでき、導通安定性の向上も図ることができる。
そして、図1に示されているように、このような構成とされた回路基板14が、ケース12内に収容される。まず、回路基板14の前方からリレーホルダ20が、回路基板14の表面側の下側中央部分の所定位置に装着される。これにより、リレーホルダ20の上面に設けられた係合突起57が、回路基板14に設けられた係合枠75に係合して、リレーホルダ20の上側が回路基板14に対して固定される。この結果、リレー装着部48のタブ端子挿通孔50に対して、バスバー62の接続端子60が挿通配置されるようになっている。
次に、リレーホルダ20が装着された回路基板14の下方から、側方接続型コネクタハウジング18が装着される。より詳細には、回路基板14の凹み部78に対して、側方接続型コネクタハウジング18の係合部40の内面側が挿入され、係合部40の係合孔42に凹み部78の係合突起79が係合することで、側方接続型コネクタハウジング18が回路基板14に対して固定されるのである。すなわち、回路基板14を構成するバスバーモールド基板66には、ハウジング部材である側方接続型コネクタハウジング18に形成された係合部40が着脱自在に係合する被係合部(凹み部78と係合突起79から構成)が樹脂基板64に一体的に設けられているのである。要するに、従来のようにプリント基板によって回路基板を構成していた場合には、被係合部をプリント基板に設けるために別途準備したねじ等の締結手段でハウジング部材をプリント基板に取り付ける必要があった。ところが、本実施形態では、バスバーモールド基板66の樹脂基板64を利用して被係合部が簡単に形成できることから、部品点数の増加なく簡素な構造で実現することができるのである。
これにより、バスバー62の側方突出接続端子81と表層バスバー72の側方突出接続端子88が、側方接続型コネクタハウジング18のコネクタ装着部32の接続端子挿通孔34に挿通配置される。しかも、側方接続型コネクタハウジング18の基板支持片46が回路基板14の裏面に載置されることから、回路基板14の表裏両面に対して側方接続型コネクタハウジング18が安定して保持されるようになっている。加えて、側方接続型コネクタハウジング18の上面の両側に設けられた係合枠38が、リレーホルダ20の係合突起52と係合することにより、リレーホルダ20が上側のみならず下側も回路基板14に対して固定されるようになっているのである。
最後に、リレーホルダ20と側方接続型コネクタハウジング18が装着された回路基板14の上方から、カバー16が装着される。これにより、カバー16の係合孔30に対して、側方接続型コネクタハウジング18の係合突起36,44が係合されることで、リレーホルダ20と側方接続型コネクタハウジング18が装着された回路基板14がカバー16に対して覆蓋状態で収容固定されるようになっている。以上の結果、ケース12内に回路基板14が収容された状態で、回路基板14の導電路58,68に導通する接続端子60,70が、ケース12に開口形成された部品装着部32,48に配設されて、電気接続箱10が完成されるのである。
このような構造とされた本実施形態の電気接続箱10によれば、回路基板14の導電路58,68と接続端子60,70が、バスバー62,72によって一体的に形成されている。これにより、回路基板14の導電路58,68と接続端子60,70を接続するための半田付部をなくすことができるので、部品装着部32,48への部品挿抜時に接続端子60,70に加わる挿抜力が半田付部に伝わり半田クラックが発生するといった問題を解消できる。また、回路基板14の導電路58,68と接続端子60,70の接続信頼性を安定して確保できる。しかも、バスバー62と樹脂基板64が一体化されていることから、部品装着部32,48への部品挿抜時に接続端子60に加わる挿抜力を樹脂基板64全体で分散支持することが可能となる。それ故、従来必要とされた接続端子の保持台座等を不要にできることから、部品点数の削減や製造工程の簡素化を図ることができるのである。
加えて、ケース12の側面に開口形成された部品装着部を構成するコネクタ装着部32に配設される接続端子60を、バスバー62の端部をL字状に屈曲して形成した側方突出接続端子81によって構成し、さらに側方突出接続端子81の基端部82を樹脂基板64の縦壁部84に埋設状態で保持することができる。これにより、ケース12の側面からの部品接続を可能にするコネクタ装着部32を従来に比して非常に簡素な構造で且つ高い接続安定性を具備して提供できる。すなわち、本実施形態では、L字状の側方突出接続端子81がバスバー62に一体形成されており、しかも側方突出接続端子81の基端部82が樹脂基板64に一体成形された縦壁部84に埋設状態で保持しているのである。それ故、従来必要であった樹脂台座等の追加部品を必要とすることなく、側方突出接続端子81の基端部82をも樹脂基板64に埋設保持して、挿抜力を支持することができる。
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、前述の実施形態では、表層バスバー72は、バスバーモールド基板66の表面に載置されていたが、バスバーモールド基板66の裏面もしくは両面に載置されていてもよい。
また、例示の実施形態では、図8に示すように、第1半田付部90が表層バスバー72の導電路68から樹脂基板64に向かって屈曲するタブ形状とされていたが、第1半田付部の形状は任意に設定可能である。例えば、図9に示すように、透孔状の第1半田付部98を設けて、第1・第2半田付部98,94間に半田96を充填して半田付けするようにしてもよい。
さらに、例示の実施形態では、図5に示すように、基端部82が樹脂基板64の縦壁部84に埋設状態で保持された側方突出接続端子81と、縦壁部84に対して装着保持された表層バスバー72の側方突出接続端子88が縦壁部84によって上下方向に離隔して積層配置された状態で側方接続型コネクタハウジング18に配設されていたが、これに限定されない。例えば、バスバーモールド基板66の下層側に埋設されて、側壁部からストレートに突出する接続端子60と、バスバーモールド基板66の上層側に埋設されてストレートに突出する接続端子60によって構成することも可能である。また、図1〜3及び図6における空白部分には、要求される回路構成に応じてリレー73等の電気部品が装着されていてもよい。
10:電気接続箱、12:ケース、14:回路基板、18:側方接続型コネクタハウジング(ハウジング部材)、32:コネクタ装着部(部品装着部)、40:係合部、48:リレー装着部(部品装着部)、58:導電路、60:接続端子、62:バスバー、64:樹脂基板、66:バスバーモールド基板、68:導電路、70:接続端子、72:表層バスバー、78:凹み部(被係合部)、79:係合突起(被係合部)、81:側方突出接続端子、82:基端部、84:縦壁部
Claims (4)
- ケース内に収容された回路基板と、該回路基板の導電路に導通する接続端子が前記ケースに開口形成された部品装着部に配設されてなる電気接続箱において、
前記回路基板が、前記導電路と前記接続端子を一体的に備える複数のバスバーと、該複数のバスバーの前記導電路を埋設状態で覆う樹脂基板を有するバスバーモールド基板を含んで構成されており、
前記バスバーの前記接続端子が、前記樹脂基板から突出して前記部品装着部に配設されている
ことを特徴とする電気接続箱。 - 前記接続端子が、前記バスバーの一端部を側面視でL字状に屈曲して形成した側方突出接続端子を含み、
前記バスバーモールド基板の側縁部には前記側方突出接続端子が配設されていると共に、前記側方突出接続端子の基端部が、前記バスバーモールド基板の表面側に突出する前記樹脂基板の縦壁部に埋設状態で保持されており、
前記ケースの側面に開口形成された前記部品装着部に前記側方突出接続端子が配設されている請求項1に記載の電気接続箱。 - 前記バスバーモールド基板の表面には、前記導電路と前記接続端子を一体的に備える表層バスバーが載置されており、
前記バスバーモールド基板の前記樹脂基板に埋設された前記バスバーが、前記樹脂基板から露呈された部位において、前記表層バスバーと半田付けにより接続されている請求項1又は2に記載の電気接続箱。 - 前記バスバーモールド基板には、前記部品装着部を構成するハウジング部材に形成された係合部が着脱自在に係合する被係合部が前記樹脂基板に一体的に設けられている請求項1〜3の何れか1項に記載の電気接続箱。
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