JP4115209B2

JP4115209B2 - 電気接続箱

Info

Publication number: JP4115209B2
Application number: JP2002263312A
Authority: JP
Inventors: 光男田中
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2022-09-09
Also published as: JP2004104911A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば車両のバッテリ（電源）と車両に搭載される種々の電気機器との接続途中に使用される電気接続箱に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば車両のバッテリとオルタネータやヒータ、ファン等の車両に搭載される電気機器との間は複雑に分岐したワイヤハーネスで電気的に接続されている。そして、バッテリから供給される電力をこれらの電気機器に分配することと、これらの電気機器を過電流から保護することを目的として、電気接続箱がバッテリと電気機器との間のワイヤハーネスに接続されている。
【０００３】
かかる電気接続箱は、筐体を構成する樹脂製のハウジング、アッパーケース、ロアケース、アッパーカバー及びロアカバーと、ロアケースとアッパーケースとの間に収容され、リレー等の電気部品を備えた基板アッシーと、複数の独立した電気回路を構成するバスバーと、独立した電気回路のそれぞれに介在される回路保護用のヒューズ等を備えている。
【０００４】
そして、図５に示すように基板アッシーの電気回路基板１３０には信号系の電気回路や電力制御系の電気回路など様々な回路が形成され（図５には各回路は図示せず）、各回路ごとにＬ字状に折曲された複数の端子Ｔが接合されている。すなわち、端子Ｔの一辺側端部が各回路パターンにはんだ接合され、端子Ｔの他辺は、電気回路基板１３０に固着された直方体形状の端子保持ハウジング１３１に圧入されている。また、ロアケース１２には、図６に示すように各端子Ｔに対応する端子孔１２１が形成されている。そして、端子Ｔの他辺側端部は、図７に示すように端子Ｔごとに各端子孔１２１からそれぞれロアケース１２の外部に突出している。外部に突出した端子Ｔはそれぞれコネクタを介してワイヤハーネス等に接続されるようになっている。
【０００５】
なお、電気接続箱のアッパーケースに形成された各端子孔から２つ以上の端子Ｔを、ヒューズハウジングを介して外部に突出させる構成を有した電気接続箱も従来から公知である（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】
特開２０００−２８７３３７号公報（第２−３頁、図１）
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、外部接続を行なう端子Ｔは端子保持ハウジング１３１を介して回路基板１３０に固定され、その端部はロアケース１２の端子孔１２１から突出している。そして、端子孔１２１は端子１本に対し１個の孔が対応して形成される構成をとっているので各構成要素の熱膨張率の違いに起因する問題が生じていた。
【０００６】
具体的には、電気回路基板１３０は心材としてアルミニウムを使用し、端子保持ハウジング１３１はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を使用し、端子孔１２１の形成されたロアケース１２にはナイロン系樹脂が使用されている。すなわち、これら全て熱膨張率が異なる構成要素でできている。ここで、２部品（２つの構成要素）の熱膨脹差を互いに吸収しあうことは可能だが、電気回路基板１３０、端子保持ハウジング１３１、及びロアケース１２の３部品（３つの構成要素）の熱膨脹差を合わせることは各部品の機能やコスト面から考えると難しい。そして、端子Ｔが上述の各構成要素によって寸法的に拘束されているので、各構成要素間の熱膨脹差で端子Ｔと回路基板１３０とのはんだ接合部への応力集中が生じ、はんだ部にクラックが発生して電気回路が不導通となる恐れがある。その為、端子保持ハウジング１３１をコネクタ（図示せず）に結合可能なものとし、電気回路基板に直接設けるやり方もあるが、接続するコネクタの数や種類が増えてコストアップとなり好ましくない。
【０００７】
一方、後者の従来構造、すなわち電気接続箱の筐体に形成された各端子孔から２つ以上の端子を、ヒューズハウジングを介して外部に突出させるタイプのものは、端子の基端部がバスバーと一体化するか圧接接続部を介して電線と接続されている構成を有しているので、前者の従来構造のように端子基端部が回路基板に直接はんだ接合されておらず、上述したような不都合は生じない。すなわち、上述のような解決すべき技術的課題を有さない構造であり、本発明の技術的課題を解決できる構造ではない。
【０００８】
本発明の目的は、温度の影響によって端子と回路基板とのはんだ接合部が剥離することのない信頼性の高い電気接続箱を提供することにある。
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明にかかる電気接続箱は、
筐体と、
当該筐体内部に収容された電気回路基板と、
一端が前記電気回路基板に直接接合され、他端が前記筐体外部に突出した複数の端子と、
前記電気回路基板に固定され、前記端子を圧入保持する端子保持部とを備えた電気接続箱において、
前記端子は細長板状の端子からなり、
前記端子は根元では前記電気回路基板に対し当該端子が略垂直に向くようにハンダ付けされ、中間部では端子厚さ方向に略直角に曲げられて、前記筐体外部に突出する部分では前記回路基板に略平行に延在し、
前記端子他端を外部に突出させる前記筐体の端子孔は、少なくとも１つの端子孔が端子の幅方向に隣接した少なくとも２つの端子の前記回路基板と略平行に延在した部分の先端側の一部を該端子孔からそれぞれ突出させている。
【００１０】
従来のように一つの端子に対して一つの端子孔が筐体に形成されているのではなく、端子孔から少なくとも二つの隣接する端子を突出させるように端子孔が形成されているので、筐体と端子とが干渉して端子と電気回路基板との接合部に過大な応力が作用することによる当該接合部の剥離を防止する。また、このような端子接合部の剥離を阻止するために電気回路基板に装着する端子ホルダの数や種類を増やす必要がない。
また、端子が細長板形状を有しているので端子幅方向の剛性が高く、端子がその幅方向において筐体と干渉すると、これに伴う応力が電気回路基板と端子との接合部に直接作用して当該接合部の剥離を招く。しかしながら、筐体の端子孔は端子幅方向に隣接する少なくとも二つの端子を突出するようになっているので、かかる端子幅方向における端子と筐体との干渉を防止し、過大な応力が端子と電気回路基板との接合部に作用することなく当該接合部の剥離を回避する。
また、電気回路基板、電気回路基板に固定された端子保持部、これらの回路基板や端子保持部によって拘束された端子の端部を突出させる筐体が互いに異なる熱膨脹率を有していても、端子孔は少なくとも二つの隣接する端子を突出させるようになっているので、電気接続箱の温度上昇に伴い各構成要素の寸法関係がずれて端子と筐体の端子孔との位置関係が変化しても、端子と筐体との干渉が起こりにくい。従って、かかる干渉に伴う端子と電気回路基板との接合部への応力集中を阻止し、当該接合部の剥離を回避する。
特に、筐体の熱膨張率が端子保持部や電気回路基板の熱膨張率に比べて大きいと、従来型の電気接続箱では端子端部が筐体の熱膨張により端子幅方向に大きく偏移され、これにより端子と電気回路基板との接合部に過大なねじりモーメントを発生させて端子接合部のはんだ剥離を引き起こしていたが、本発明による電気接続箱のように、端子他端を外部に突出させる筐体の端子孔は、少なくとも１つの端子孔が端子の幅方向に隣接した少なくとも２つの端子の回路基板と略平行に延在した部分の先端側の一部を該端子孔からそれぞれ突出させている構成を有することで、筐体の熱膨張による端子の幅方向への偏移を生じさせることがなく、その結果、端子と電気回路基板との接合部に過大なねじりモーメントを発生させずに済み、端子接合部のはんだ剥離を回避できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる電気接続箱について図面に基づいて説明する。
【００１８】
本発明の一実施形態にかかる電気接続箱１は、図１に示すように、樹脂製のロアケース２と、ロアケース内部に装着される基板アッシー３と、独立した電気回路を構成するバスバー４と、ヒューズＨａ，Ｈｂ・・が実装されるアッパーケース５と、アッパーケース５に被着されるアッパーカバー６等を備えている。
【００１９】
基板アッシー３は、図１及び図２に示すように、複数のリレー及びコネクタがそれぞれ装着される電気回路基板３０と、当該回路基板３０の上縁に沿って固定された端子保持ハウジング（ヒューズホルダハウジング）３１と、当該回路基板３０の下縁に沿って固定された端子保持ハウジング（基板コネクタハウジング）３２と、これらの端子保持ハウジング３１，３２に一部が圧入され一端が電気回路基板３０にはんだ接合された複数のＬ字型端子Ｔとを備えている。一方、ロアケース２には、図３に示すように当該端子Ｔの他端（先端）を突出させる端子孔２１（図１では図示せず）が形成されている。
【００２０】
尚、電気回路基板３０は芯材がアルミニウムでできており、端子保持ハウジング３２はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）でできており、ロアケース２はナイロン系の樹脂材でできている。すなわち、電気回路基板３０、端子保持ハウジング３２、及びロアケース２は全て異なる熱膨脹係数を有し、ロアケース２の熱膨張係数が最も大きく、電気回路基板３０の熱膨張係数が最も小さくなっている。
【００２１】
ロアケースの端子孔２１は、図３に示すように、マトリックス状の配された複数の細長の孔からなる。そして、それぞれの孔には図４に示すように端子幅方向に隣接した４つの端子先端部が突出した状態で電気接続箱が組み付けられる。各端子Ｔは、図２に示すようにＬ字型に折曲された細長の金属板からなり、一端が電気回路基板３０の端子挿通孔（図示せず）に挿通されるとともに当該挿通部がはんだ接合されている（図２中、はんだ接合部Ｓ参照）。そして、電気回路基板３０には細長の直方体形状からなる端子保持ハウジング３２が固着され、当該ハウジング３２に各端子Ｔの長辺側中央部が圧入されている。端子Ｔは端子保持ハウジング３２から一部が図中上方に突出し、ロアケース２の細長の端子孔２１を貫通して端子幅方向に隣接する４本の端子端部が全て一つの端子孔２１から外部に突出している。尚、ロアケース２から突出した端子Ｔの端部は図示しないコネクタに接続され、ワイヤハーネス（図示せず）と電気的に接続されるようになっている。
【００２２】
このように、端子Ｔは従来の電気接続箱のように端子ごとに一つの端子孔１２１から突出されるのではなく、複数の（本実施形態では４本の）端子Ｔが一つの端子孔２１から突出されているので、端子Ｔと端子孔２１との間の寸法関係に余裕をもつことができる。従って、内部発熱等により電気接続箱１が温度上昇することで、電気回路基板３０、端子保持ハウジング３２、ロアケース２との間で熱膨張係数の違いに基づく寸法関係のずれが生じても、端子Ｔと端子孔２１とが干渉することがない。
【００２３】
なお、ロアケース２は、コスト上の理由でナイロン系樹脂を使用しており、熱膨張係数が他の構成要素に較べて大きく、このような寸法関係のずれが生じ易い。しかしながら、上述の構成をとることで端子Ｔと端子孔２１とが干渉しにくく、端子Ｔと電気回路基板３０との端子接合部への応力集中によるはんだ剥離等を防止することができる。
【００２４】
端子Ｔは細長の板状体であるので端子幅方向の剛性が高い。そのため、端子幅方向がロアケース２と干渉すると、これに伴う応力が電気回路基板３０と端子Ｔとの接合部に直接作用して当該接合部に過大なねじりモーメントを発生させ、はんだ接合部の剥離を招く。しかしながら、ロアケース２の端子孔２１は端子幅方向に隣接する４本の端子Ｔを突出させているので、かかる端子幅方向において端子Ｔがロアケース２と干渉することがない。その結果、過大な応力が端子Ｔと電気回路基板３０との接合部に作用することもなく、当該接合部のはんだ剥離を確実に防止することができる。
【００２５】
一方、端子孔２１は従来の端子孔１２１に比べて大きく形成されているので、ロアケース２を成型する際、金型のピンを従来のロアケース１２のように多数必要としない。また、成型精度も従来ほど厳密に要求されないので、生産性が向上するとともに金型製造のコストダウンを図ることができる。
【００２６】
なお、上述の実施形態のように１つの端子孔から端子を突出させる本数は４本に限定されず、２本以上の端子であれば端子接合部のはんだ剥離防止の効果を奏する。
【００２７】
また、全ての端子孔から端子Ｔを２本以上突出させる必要は必ずしもなく、特に各構成要素の熱膨張率の違いに基づく干渉が生じ易い部分にこのような端子孔を形成しただけでも効果を上げることができる。
【００２８】
更に、端子は必ずしも板状体でなくても良く、断面円形の細長棒状部材を端子として使用しても良い。しかしながら、端子を板状体とし、この端子の幅方向に２つ以上の端子を突出させる端子孔をロアケースに形成することで、上述した端子と電気回路基板との接合部に作用するねじりモーメントの発生を効果的に阻止できる。
【００２９】
また、端子孔は必ずしもロアケースに形成する必要はなく、アッパーケース等、電気接続箱の筐体を構成する部分に形成してあれば良い。
【００３０】
更にまた、ロアケース、端子保持ハウジング、電気回路基板の各材質は上述した材質に限定される必要はないが、ロアケースの材質を、熱膨張係数が他の構成要素の材質よりも大きいものとした場合、ロアケースを一般に廉価に成型できるとともに上述のような端子孔の存在により端子と電気回路基板の接合部の剥離を効果的に防止できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる電気接続箱は、従来のように一つの端子に対して一つの端子孔が筐体に形成されているのではなく、端子孔から少なくとも二つの隣接する端子を突出させるように端子孔が形成されている。従って、筐体と端子とが干渉して端子と電気回路基板との接合部に過大な応力が作用することによる当該接合部の剥離を防止することができる。また、このような端子接合部の剥離を阻止するために電気回路基板に装着する端子ホルダの数や種類を増やす必要がない。
また、端子が細長板形状を有しているので端子幅方向の剛性が高く、端子がその幅方向において筐体と干渉すると、これに伴う応力が電気回路基板と端子との接合部に直接作用して当該接合部の剥離を招く。しかしながら、筐体の端子孔は端子幅方向に隣接する少なくとも二つの端子を突出するようになっているので、かかる端子幅方向における端子と筐体との干渉を防止し、過大な応力が端子と電気回路基板との接合部に作用することなく当該接合部の剥離を回避する。
また、電気回路基板、電気回路基板に固定された端子保持部、これらの回路基板や端子保持部によって拘束された端子の端部を突出させる筐体が互いに異なる熱膨脹率を有していても、端子孔は少なくとも二つの隣接する端子を突出させるようになっているので、電気接続箱の温度上昇に伴い各構成要素の寸法関係がずれて端子と筐体の端子孔との位置関係が変化しても、端子と筐体との干渉が起こりにくい。従って、かかる干渉に伴う端子と電気回路基板との接合部への応力集中を阻止し、当該接合部の剥離を回避する。
特に、筐体の熱膨張率が端子保持部や電気回路基板の熱膨張率に比べて大きいと、従来型の電気接続箱では端子端部が筐体の熱膨張により端子幅方向に大きく偏移され、これにより端子と電気回路基板との接合部に過大なねじりモーメントを発生させて端子接合部のはんだ剥離を引き起こしていたが、本発明による電気接続箱のように、端子他端を外部に突出させる筐体の端子孔は、少なくとも１つの端子孔が端子の幅方向に隣接した少なくとも２つの端子の回路基板と略平行に延在した部分の先端側の一部を該端子孔からそれぞれ突出させている構成を有することで、筐体の熱膨張による端子の幅方向への偏移を生じさせることがなく、その結果、端子と電気回路基板との接合部に過大なねじりモーメントを発生させずに済み、端子接合部のはんだ剥離を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電気接続箱の分解斜視図である。
【図２】図１の電気接続箱を組み付けた状態を部分的に破断してロアケース側から見て示す拡大斜視図である。
【図３】図１のロアケースを裏側から見て部分的に拡大して示す斜視図である。
【図４】図３のロアケースから端子が突出した状態を示す斜視図である。
【図５】従来の電気接続箱を組み付けた状態を一部破断してロアケース側から見て示す拡大斜視図である。
【図６】従来の電気接続箱のロアケースを裏側から見て部分的に拡大して示す斜視図である。
【図７】図６のロアケースから端子が突出した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１電気接続箱
２ロアケース
３基板アッシー
４バスバー
５アッパーケース
６アッパーカバー
１２ロアケース
２１端子孔
３０電気回路基板
３１端子保持ハウジング（ヒューズホルダハウジング）
３２端子保持ハウジング（基板コネクタハウジング）
１２１端子孔
１３０電気回路基板
１３１端子保持ハウジング
Ｈa，Ｈb・・ヒューズ
Ｓはんだ接合部
Ｔ端子

Claims

筐体と、
当該筐体内部に収容された電気回路基板と、
一端が前記電気回路基板に直接接合され、他端が前記筐体外部に突出した複数の端子と、
前記電気回路基板に固定され、前記端子を圧入保持する端子保持部とを備えた電気接続箱において、
前記端子は細長板状の端子からなり、
前記端子は根元では前記電気回路基板に対し当該端子が略垂直に向くようにハンダ付けされ、中間部では端子厚さ方向に略直角に曲げられて、前記筐体外部に突出する部分では前記回路基板に略平行に延在し、
前記端子他端を外部に突出させる前記筐体の端子孔は、少なくとも１つの端子孔が端子の幅方向に隣接した少なくとも２つの端子の前記回路基板と略平行に延在した部分の先端側の一部を該端子孔からそれぞれ突出させていることを特徴とする電気接続箱。