JP3808665B2

JP3808665B2 - 電気接続箱

Info

Publication number: JP3808665B2
Application number: JP18753999A
Authority: JP
Inventors: 高広浅生; 一弘青木
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2019-07-01
Also published as: JP2001015952A; US6283769B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等に搭載される電気接続箱に係り、特には電気接続箱におけるプリント配線板とバスバー積層体との接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５には、自動車等に搭載される電気接続箱４１の従来例が示されている。この電気接続箱４１は、バスバー４２と絶縁基材４３とによって構成されるバスバー積層体４４と、ＥＣＵユニットの機能を有するプリント配線板４５とを備えている。このプリント配線板４５の上面側には、各種の電子部品４６が搭載されている。これらの電子部品４６の端子は、プリント配線板４５のめっきスルーホールに対してはんだ付けされている。プリント配線板４５の両端縁は、内部に複数の接続端子４７を持つコネクタ４８の第1差込口４９に対して差し込まれている。プリント配線板４５の両端縁に形成された複数のパッド５０には、各接続端子４７の一端が圧接する。一方、コネクタ４８の第２差込口５１には、バスバー４２の先端に形成されたおすタブ４２ａが差し込まれている。おすタブ４２ａには各接続端子４７の他端が圧接する。以上の結果、プリント配線板４５側とバスバー積層体４４側とが電気的に接続されている。なお、プリント配線板４５とバスバー積層体４４との間には、プリント配線板４５におけるはんだ付け部とバスバー４２との間の絶縁性を確保するために、専用の絶縁基材５２が配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電気接続箱４１におけるコネクタ４８は、プリント配線板４５に対して、各接続端子４７の圧接力のみによって保持されているにすぎない。従って、コネクタ４８に位置ずれが生じやすく、プリント配線板４５とバスバー積層体４４との接続信頼性が損なわれやすい。また、このような場合には、おすタブ４２ａを第２差込口５１に差し込めなくなる可能性がある。
【０００４】
さらに、コネクタ４８を用いた従来の電気接続箱４１の場合、図６に示されるように、プリント配線板４５の両端縁にパッド５０を設ける必要があることに加え、パッド形成部位がコネクタ４８により全体的に覆われる。従って、他の導体パターンを形成不能なデッドエリア５３が生じてしまい、プリント配線板４５における配線可能面積や部品実装可能面積が少なくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリント配線板とバスバー積層体との接続信頼性に優れるとともに、プリント配線板上にデッドエリアが生じにくい電気接続箱を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、バスバーと絶縁基材とによって構成されるバスバー積層体と、前記バスバー積層体と電気的に接続されるプリント配線板とを備えた電気接続箱において、前記バスバー積層体側の絶縁基材上に突設されたコネクタハウジング内に中継端子を収容した構造のめすコネクタを備えるとともに、前記プリント配線板側に樹脂ブロック内に複数本の接続端子を部分的にモールドすることにより前記接続端子同士を保持した構造の接続用成形体を備え、前記樹脂ブロックから突出する前記各接続端子の第１端は前記中継端子の開口部に対して挿入固定され、かつ、前記各接続端子の第２端は前記プリント配線板側の導体に対してはんだ付けされていることを特徴とする電気接続箱をその要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記樹脂ブロックの支持面は、前記プリント配線板の部品搭載面を非接着状態で支持しているとした。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記コネクタハウジングの上端面に、前記プリント配線板を取り付けるときのガイド構造を設けた。
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記各接続端子において樹脂ブロック内にモールドされた部分は、直角に屈曲形成されている。
【０００８】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によると、中継端子の開口部に対して第１端を挿入することにより、接続用成形体の各接続端子を介してめすコネクタ側とプリント配線板側とが電気的に接続され、かつプリント配線板がバスバー積層体に固定される。また、コネクタハウジングは絶縁基材上に突設されたものであるため、プリント配線板の取付高さを比較的容易に確保することができ、バスバー積層体とプリント配線板との間に比較的大きなスペースを設けることができる。さらに、中継端子を用いて構成されているため、めすコネクタに対して各接続端子の第１端を挿し抜きすることが可能である。加えて、各接続端子の第２端は、プリント配線板側に対して、はんだ付けにより確実に固定されている。このため、各接続端子に位置ずれが生じにくい。よって、プリント配線板とバスバー積層体との接続信頼性の悪化が未然に防止される。また、このような接続用成形体を用いた場合、接続のために専用のパッドを形成する必要がなくなるため、プリント配線板上にデッドエリアが生じにくくなる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、樹脂ブロックの支持面によってプリント配線板の部品搭載面が支持されることにより、プリント配線板が所定の高さ位置に確実に保持される。また、支持面と部品搭載面とは非接着状態であるため、プリント配線板において支持されている箇所へのパターン形成も可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によると、めすコネクタへのプリント配線板の取付作業が容易になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態の自動車搭載用の電気接続箱１を図１〜図４に基づき詳細に説明する。
【００１２】
図１，図２に示されるように、この電気接続箱１を構成する樹脂製のケース２内には、バスバー積層体３と、ＥＣＵユニットの機能を有するプリント配線板４とが収容されている。
【００１３】
全体として略長方形状をなす本実施形態のバスバー積層体３は、導電性金属板材からなるバスバー５と、樹脂からなる絶縁基材６とを交互に積層することにより形成されている。バスバー積層体３はケース２の開口部付近に配置されている。
【００１４】
プリント配線板４は長方形状であって、バスバー積層体３よりもひとまわり小さく形成されている。本実施形態のプリント配線板４は、基材の両側面に導体パターン７を有する両面板になっている。プリント配線板４の両側面にある導体パターン７は、ピン挿入が可能なめっきスルーホール８を介して互いに導通している。図１，図２においてプリント配線板４の片側面（即ち部品搭載面）４ａには、各種の電子部品（ＩＣパッケージ、抵抗、コンデンサ等）９が搭載されている。これらの電子部品９はいずれも複数本の端子１０を有している。そして、各端子１０は、対応するめっきスルーホール８に対して挿入されかつはんだ付けされている。
【００１５】
次に、プリント配線板４とバスバー積層体３との接続構造について述べる。
この電気接続箱１では、プリント配線板４側に設けられた接続用モールド成形体１１を、バスバー積層体３側に設けられためすコネクタ２１に接続することにより、プリント配線板４−バスバー積層体３間の電気的接続が図られている。なお、この電気接続箱１では、接続用モールド成形体１１が２つ用いられている。２つの接続用モールド成形体１１は、プリント配線板４の部品搭載面４ａにおける離間した２箇所に配置されている。
【００１６】
図３に示されるように、接続用モールド成形体１１は、複数本（ここでは４本）の接続端子１３を樹脂ブロック１２内に部分的にモールドした構造となっている。なお、この図において、便宜上分かり易く説明するために、接続用モールド成形体１１を上下逆に描いてある。細長直方体状の樹脂ブロック１２は、絶縁性及び耐熱性を有する樹脂成形材料（例えばエポキシ等）を用いて製造されている。図３に示されるように、樹脂ブロック１２の上面Ｓ３は、プリント配線板４の部品搭載面４ａに当接している。ただし、上面Ｓ３及び部品搭載面４ａは接着剤等を介して接着されてはいない。樹脂ブロック１２の上面（支持面）Ｓ３によって、部品搭載面４ａが非接着状態で支持されていると把握することもできる。
【００１７】
４本の接続端子１３は、本実施形態においてはバスバーと同じく平板状の導電性金属材料からなる。これらの接続端子１３は、インサート成形によって樹脂ブロック１２内にモールドされることにより、互いに平行にかつ等間隔に保持されている。各接続端子１３の下腕部Ａ１は、直線的に形成されていて、樹脂ブロック１２の下面Ｓ１から垂直に突出している。一方、各接続端子１３の上腕部Ａ２は、直角に屈曲形成されていて、樹脂ブロック１２における１つの側面Ｓ２から突出している。上腕部Ａ２に属する第２端１３ｂは、樹脂ブロック１２の下方を向いている。樹脂ブロック１２の下面Ｓ１において各接続端子１３間に位置する領域には、複数個のヒケ防止穴１４が形成されている。なお、各接続端子１３において樹脂ブロック１２内にモールドされた部分も、直角に屈曲している。
【００１８】
図２に示されるように、各接続端子１３の上腕部Ａ２に属する第２端１３ｂは、プリント配線板４側のめっきスルーホール８に対して挿入されかつはんだ付けされている。即ち、第２端１３ｂは、他の電子部品９の接続端子１０と同一の方向からめっきスルーホール８内に挿入された状態となっている。各接続端子１３の下腕部Ａ１に属する第１端１３ａ側は、バスバー積層体３側のめすコネクタ２１に対して挿入されることにより固定される。
【００１９】
図４に示されるように、バスバー積層体３は、接続部としてのめすコネクタ２１を離間した２箇所に備えている。具体的にいうと、めすコネクタ２１は、プリント配線板３上にある２つの接続用モールド成形体１１と対応する箇所に各々突設されている。めすコネクタ２１を構成するコネクタハウジング２２は、バスバー積層体３を構成する最上層の絶縁基材６と一体形成されている。各コネクタハウジング２２内には、導電性金属材料からなる筒状の中継端子２３が複数個（ここでは４個）収容されている。
【００２０】
中継端子２３における一方の開口部２４は下方を向き、他方の開口部２５は上方を向いている。下側開口部２４には、バスバー５の先端に設けられたおすタブ５ａが挿入されかつ固定されている。その結果、中継端子２３の一部がおすタブ５ａの側面に圧接し、めすコネクタ２１側とバスバー５側とが電気的に接続される。コネクタハウジング２２の上端面において露出する上側開口部２５は、接続端子１３のピッチと等しいピッチで一列に配置されている。これらの上側開口部２５に対しては、各接続端子１３の第１端１３ａが挿抜可能になっている。
【００２１】
図２に示されるように、上側開口部２５に対して第１端１３ａを挿入固定したときには、中継端子２３の一部が第１端１３ａの側面に圧接し、めすコネクタ２１側と接続端子１３側とが電気的に接続される。
【００２２】
図４に示されるように、コネクタハウジング２２の上端面には、プリント配線板４を取り付けるときのガイド構造となるガイド柱２６が突設されている。ガイド柱２６は１つのコネクタハウジング２２について２つ設けられている。ガイド柱２６は上端面における２つのコーナー部、言い換えると上端面における離間した２箇所に存在する。本実施形態のガイド柱２６は断面略Ｌ字状であって、プリント配線板４の端縁をガイドするための斜面を内側部に有している。なお、これらのガイド柱２６は、コネクタハウジング２２と一体的に形成されている。
【００２３】
本実施形態の電気接続箱１の組み立て作業は、以下のような手順で行われる。
まず、プリント配線板４を用意し、その部品搭載面４ａ上に各種電子部品9及び接続用モールド成形体１１をともに搭載する。その際、対応するめっきスルーホール８に対し、各々の端子１０及び接続端子１３を挿入する。この状態ではんだ付けを行い、はんだを介してめっきスルーホール８に各端子１０及び接続端子１３を接合する。次に、はんだ付け工程を経た前記プリント配線板４を裏返して部品搭載面４ａを下側に向ける。この状態でプリント配線板４をバスバー積層体３上に持っていき、めすコネクタ２１がある領域において位置決めをする。そして、プリント配線板４を垂直に下降させて、プリント配線板４を各ガイド柱２６間に嵌合させる。このとき、プリント配線板４はガイド柱２６の斜面に対して摺動することによりガイドされる。樹脂ブロック１２の下面Ｓ１がコネクタハウジング２２の上端面に当接すると、下面Ｓ１がコネクタハウジング２２の上端面によって支持される。その結果、プリント配線板４が所定高さに水平に保持される。本実施形態の場合、プリント配線板４とバスバー積層体３との間には、電子部品１０の高さよりも大きな間隔が確保されるようにあらかじめ設計されている。
【００２４】
また、プリント配線板４の取付嵌合時には、各接続端子１３の下腕部Ａ１に属する第１端１３ａが、対応するめすコネクタ２１に対して挿入されかつ固定される。その結果、プリント配線板４側とバスバー積層体３側とが接続用モールド成形体１１を介して電気的に接続される。そして、プリント配線板４とバスバー積層体３とからなる上記のモジュールをケース２内に収容すれば、図１に示す所望の電気接続箱１が完成する。
【００２５】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）この電気接続箱１では、各接続端子１３の第２端１３ｂが、プリント配線板４のめっきスルーホール８に対して、はんだ付けにより確実に固定されている。このため、従来のものとは異なり、各接続端子１３に位置ずれが生じにくい。よって、プリント配線板４とバスバー積層体３との接続信頼性の悪化を未然に防止することができる。従って、信頼性の高い電気接続箱１を実現することができる。
【００２６】
また、上記構造の接続用モールド成形体１１を用いたこの電気接続箱１の場合、接続のために専用のパッドをプリント配線板４上に形成する必要がなくなる。そのため、プリント配線板４上にデッドエリアが生じにくくなるという利点がある。よって、従来のものに比べて大きな配線可能面積及び部品実装可能面積を確保することが可能となり、プリント配線板４の面積利用率が向上する。
【００２７】
（２）この電気接続箱１では、樹脂ブロック１２の上面Ｓ３によってプリント配線板４が支持されることにより、プリント配線板４が所定の高さ位置に確実に保持される。また、支持面である上面Ｓ３とプリント配線板４の部品搭載面４ａとは、非接着の状態になっている。そのため、プリント配線板４において支持されている箇所へのパターン形成も可能となっている。従って、当該箇所にデッドエリアが生じにくく、プリント配線板４の面積利用率も確実に向上する。
【００２８】
（３）また、コネクタハウジング２２は絶縁基材６上に突設されている。そのため、プリント配線板４の取付高さを比較的容易に確保することができる。それゆえ、バスバー積層体３とプリント配線板４との間に、比較的大きなスペースを設けることも可能である。従って、電子部品９とのショートを避けるために、バスバー積層体３の最上層に専用の絶縁板を設ける必要がなく、部品点数の増加や構成の複雑化を回避することができる。
【００２９】
（４）さらに、このめすコネクタ２１は、中継端子２３を用いて構成されているため、めすコネクタ２１に対する第１端１３ａの挿し抜きが可能になっている。よって、必要に応じて容易にプリント配線板４を取り外すことができ、プリント配線板４の交換を簡単に行うことができる。
【００３０】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・実施形態のようにプリント配線板４の部品搭載面４ａを下方に向けて（いわゆるフェイスダウンで）搭載するのみならず、部品搭載面４ａを上方に向けて（いわゆるフェイスアップで）搭載しても構わない。即ち、接続用モールド成形体１１は、プリント配線板４における部品非搭載面側に搭載されていてもよい。
【００３１】
・プリント配線板４は、ＥＣＵユニットとしての機能を有するもののみに限定されず、それ以外の機能を有するものであってもよい。
・バスバー積層体３側のめすコネクタハウジング２２は、絶縁基材６に対して必ずしも一体形成されていなくてもよい。即ち、コネクタハウジング２２を別体として形成しておき、それを絶縁基材６に接合してもよい。
【００３２】
・電子部品９の端子１０及び接続用モールド成形体１１の接続端子１３は、めっきスルーホール８内に挿入してはんだ付けされていなくてもよい。例えば、プリント配線板４にパッドを設け、それに対して端子１０及び接続端子１３を表面実装方式ではんだ付けしてもよい。
【００３３】
・樹脂ブロック１２内にモールドされている接続端子１３の形状は、実施形態のような板片状に限定されることはなく、例えば棒状であってもよい。また、１つの樹脂ブロック１２内にモールドされている接続端子１３の本数も、増減することが可能である。
【００３４】
・めすコネクタ２１は、絶縁基材６における離間した３箇所以上に配設されていてもよいほか、１箇所のみに配設されていてもよい。
・めすコネクタ２１内に収容されている導体として、実施形態の中継端子２３とは異なる端子構造を採用してもよい。また、各接続端子１３の第１端１３ａを固定しうる構造であれば、実施形態のめすコネクタ２１に代わるものをバスバー積層体側接続部として用いることも勿論許容される。
【００３５】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
（１）請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、前記コネクタハウジングは、前記バスバー積層体を構成する最上層の絶縁基材と一体形成されたものであること。従って、この技術的思想１に記載の発明によれば、部品点数の削減によって組立工数を減らすことができる。
【００３６】
（２）請求項１乃至３、技術的思想１のいずれか１つにおいて、前記コネクタハウジングは、離間した複数箇所に設けられていること。従って、この技術的思想２に記載の発明によれば、ある程度大きなプリント配線板を用いた場合でも、それを所定高さ位置において水平な状態で安定して支持することができる。
【００３８】
（３）請求項１乃至３、技術的思想１，２のいずれか１つにおいて、前記ガイド構造は、前記コネクタハウジングの上端面に突設されたガイド柱であり、その柱は前記プリント配線板の端縁をガイドする斜面を有すること。従って、この技術的思想３に記載の発明によれば、めすコネクタへのプリント配線板の取付作業がよりいっそう容易になる。
【００３９】
（４）請求項１乃至３、技術的思想１乃至３のいずれか１つにおいて、前記プリント配線板側の導体はめっきスルーホールであり、前記各接続端子の第１端側は、他の電子部品の接続端子と同じ方向から前記めっきスルーホール内に挿入されるとともに、その状態で前記めっきスルーホールに対してはんだ付けされていること。従って、この技術的思想４に記載の発明によれば、プリント配線板への部品はんだ付け作業の工数増を回避することができる。
【００４０】
（５）請求項１乃至３、技術的思想１乃至４のいずれか１つにおいて、前記プリント配線板は、部品搭載面側を前記バスバー積層体側に向けた状態で、そのバスバー積層体に搭載されていること。従って、この技術的思想５に記載の発明によれば、プリント配線板への部品はんだ付け作業の工数増を回避することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、プリント配線板とバスバー積層体との接続信頼性に優れるとともに、プリント配線板上にデッドエリアが生じにくい電気接続箱を提供することができる。特に、請求項１に記載の発明によれば、バスバー積層体の最上層に専用の絶縁板を設ける必要がなくなり、部品点数の増加や構成の複雑化を回避することができる。
【００４２】
請求項２に記載の発明によれば、プリント配線板上にデッドエリアがよりいっそう生じにくくなり、プリント配線板の面積利用率が確実に向上する。
請求項３に記載の発明によれば、めすコネクタへのプリント配線板の取付作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の電気接続箱を示す概略分解斜視図。
【図２】実施形態の電気接続箱の断面図。
【図３】同電気接続箱において使用される接続用成形体の斜視図。
【図４】同電気接続箱において使用されるバスバー積層体の斜視図。
【図５】従来の電気接続箱を示す概略断面図。
【図６】従来の電気接続箱におけるプリント配線板及びコネクタを示す概略平面図。
【符号の説明】
１…電気接続箱、３…バスバー積層体、４…プリント配線板、４ａ…プリント配線板の部品搭載面、５…バスバー、６…絶縁基材、８…プリント配線板側の導体としてのめっきスルーホール、１１…接続用成形体、１２…樹脂ブロック、１３…接続端子、１３ａ…第１端、１３ｂ…第２端、２１…バスバー積層体側の接続部としてのめすコネクタ、２２…コネクタハウジング、２３…中継端子、Ｓ１…樹脂ブロックの支持面。

Claims

バスバーと絶縁基材とによって構成されるバスバー積層体と、前記バスバー積層体と電気的に接続されるプリント配線板とを備えた電気接続箱において、
前記バスバー積層体側の絶縁基材上に突設されたコネクタハウジング内に中継端子を収容した構造のめすコネクタを備えるとともに、前記プリント配線板側に樹脂ブロック内に複数本の接続端子を部分的にモールドすることにより前記接続端子同士を保持した構造の接続用成形体を備え、前記樹脂ブロックから突出する前記各接続端子の第１端は前記中継端子の開口部に対して挿入固定され、かつ、前記各接続端子の第２端は前記プリント配線板側の導体に対してはんだ付けされていることを特徴とする電気接続箱。
前記樹脂ブロックの支持面は、前記プリント配線板の部品搭載面を非接着状態で支持していることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
前記コネクタハウジングの上端面に、前記プリント配線板を取り付けるときのガイド構造を設けた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。
前記各接続端子において樹脂ブロック内にモールドされた部分は、直角に屈曲形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。