JP5117231B2 - 電気接続ユニット - Google Patents

Description

この発明は、たとえば車両用の電気接続箱等に用いられる電気接続ユニットに関し、より詳しくは、組み立てが容易であるような電気接続ユニットに関する。

車両用の電気接続箱等は、近年、回路が複雑化すると共に小型化が求められているため、電気部品を実装した回路基板を備えたものが増えている。この回路基板１０１は、図７に示したように、プリント配線板１０２上に電気部品１０３…がフローハンダ付けなどにより実装されて構成される。

また、これらの電気部品に電力を供給するためには、バスバー１０５が用いられ、バスバー１０５は回路基板１０１と接続され、プリント配線板１０２を介して電気部品に電力を供給する。上記のように回路が複雑化しているので、このバスバー１０５に関しては、複雑な配線が必要になり、また、配線全体を小型化するために回路基板と同程度のサイズに収める必要があることから、図７に示したように、複数のバスバー１０５…を絶縁板１０６…を介して積層した積層バスバー１０７が用いられる。積層バスバーについては、下記の特許文献１に示されている。

このような積層バスバー１０７を用いた電気接続ユニットでは、回路基板１０１の電気部品１０３…を搭載する電気部品搭載面１０２ａ側に、電気部品１０３が密に実装されているため、積層バスバー１０７を回路基板１０１における電気部品搭載面１０２ａと反対側の非搭載面１０２ｂ側に配設している。

このような場合、積層バスバー１０７と回路基板１０１のハンダ付けは、図８に示したように、電気部品搭載面１０２ａの側で行わなければならない。つまり、積層バスバー１０７と回路基板１０１の接続部分を回路基板１０１の端に偏らせて、この部分のみをスポットフローによりハンダ付けする必要がある。

しかし、積層バスバー１０７と回路基板１０１の接続部分を回路基板１０１の端に偏らせると、積層バスバー１０７及び回路基板１０１の両者において、端まで回路を配策するなど余分な経路が必要となり、回路が複雑化して、設計自由度が少なくなるとともに、小型化も困難になる。

しかも、スポットフローは、電気部品が実装された部分を覆った後に、バスバー１０５…から延びる端子部１０５ａのみにハンダ付けする作業で、フローハンダに比して作業性がよくない。

また、スポットフローに代えて人手やロボットによって１箇所ずつハンダ付けすることで、接続部分を端に偏らせることが不要になり、設計の自由度は向上するが、作業性はさらに低下する。

なお、比較的単純な回路構成の連鎖バスバーを、プリント配線板の電気部品と同じ側に配置した例が、下記の特許文献２に示されている。これにより、電気部品とバスバーを１回のフローハンダで付けることが可能になっている。
特開平９−１１７０３７号公報 特開２００１−１８６６３２号公報

しかし、電気部品が密に配置された回路基板に対して、積層バスバーのように複雑な回路構成を持つバスバーを、電気部品と同じ側に配置するためには、積層バスバーが電気部品の上をまたいで配置される必要があり、積層バスバーの端子部１０５ａの長さを長くしなければならない。ところが、端子部の長さが長いと、回路の複雑化により端子部の本数も多いので、端子部の向きがずれたりしやすく、組み立て作業が容易ではない。

そこで、この発明は、設計の自由度が高く、配線体と回路基板の組み立てが容易に行えるようにすることを主たる目的とする。

そのための手段は、バスバーを備えた配線体と、電気部品を取り付けた回路基板とを有する電気接続ユニットであって、前記配線体から前記回路基板に向けて延びるバスバーの端子部を備え、前記端子部が前記回路基板に接続され、前記配線体が、前記回路基板の前記電気部品が搭載された側に設けられ、前記端子部が、前記回路基板を貫通し、前記電気部品の端子部と同時にフローハンダ付け可能な位置まで達する長さに形成され、前記配線体と前記回路基板との間に、前記端子部を保持して端子部の姿勢を規制する端子規制手段が設けられ、前記端子規制手段には、前記回路基板に取り付けた前記電気部品を避けるように貫通させた貫通孔が設けられ、前記端子規制手段が、前記端子部を挿嵌する孔部を有する第１規制部材と、該第１規制部材を保持するとともに前記配線体に固定される第２規制部材とを有し、前記第１規制部材が、１本または複数本の前記端子部ごとに複数個設けられた電気接続ユニットである。

上記の配線体は、複数のバスバーを絶縁層を介して積層してなる積層バスバーであるとよい。

以上のように、この発明によれば、配線体から延びるバスバーの複数本の端子部の姿勢、すなわち位置や向きが端子規制手段によって規制されるので、端子部の長さが長い場合であっても、回路基板に対する取り付け作業が容易にできる。また、端子部の先端の姿勢が規制されているため、孔に対する差込などの所望の取り付け状態を確実に得られるので、間違いのないハンダ付けが可能となり、不良品の発生をなくすこともできる。

設計の自由度が高く、配線体と回路基板の組み立てが容易に行えるようにするという目的を、配線体と回路基板との間に、配線体から回路基板に向けて延びるバスバーの端子部を保持して端子部の姿勢を規制する端子規制手段を設けるという構成にて実現した。
端子規制手段は、配線体に固定するものであるも、回路基板に固定するものであるもいずれでもよい。

以下、この発明を実施するための一形態を、図面を用いて説明する。
図１は、電気接続箱１１の分解斜視図であり、この図に示すように、電気接続箱１１は、アッパーカバー１２とロアカバー１３を有し、これらの中に電気接続ユニット１４が収納される。

電気接続ユニット１４は、図２に示したように、アッパーカバー１２側に位置する配線体２１と、ロアカバー１３側に位置する回路基板３１と、これらの間に介装される端子規制手段４１とを有する。

配線体２１は、バスバー２２…を備えたもので、複数のバスバー２２…と複数枚の絶縁体２３…よりなる積層バスバーである。各バスバー２２…のアッパーカバー１２側（上方）に延びる部分はタブ２２ａで、アッパーカバー１２においてヒューズやリレーなどの電気接続箱の外部で接続する電気部品（図示せず）の端子と接続する。

また、各バスバー２２の回路基板３１側（下方）に延びる部分は端子部２２ｂで、回路基板３１に設けられた挿入孔（図示せず）に挿入され、ハンダ付けされることによって電気的に接続する。この端子部２２ｂは、図３に示したように、組み付ける回路基板３１の下面側に突出し、回路基板３１に実装される電気部品３２の端子をプリント配線板３３にハンダ付けするときに同時にプリント配線板３３に対してハンダ付けできる位置まで達する長さに設定される。このとき、各バスバー２２…から延びる端子部２２ｂ…の位置は、回路基板３１の端に偏らせる必要はなく、自由な設計に基づいて配置される。

回路基板３１は、プリント配線板３３の上にリレーなどの電気部品３２…を取り付けたものである。電気部品３２…は図２にも示したように、プリント配線板３３の上面、すなわち配線体２１側の面に取り付けられている。この取り付けは、電気部品３２…の端子をプリント配線板３３に形成された挿入孔（図示せず）に差し込んだ状態となる。その後、フローハンダにより固定される。また、電気部品３２には、コネクタ接続用の端子が含まれており、回路基板３１から直接外部のコネクタに接続する構成となっていてもよい。

端子規制手段４１は、図３に示したようにバスバー２２…における端子部２２ｂの長さ方向の中間部分に取り付けられる複数個の第１規制部材４２…と、これらを一つにまとめて配線体２１に固定する第２規制部材４３とで構成される。

第１規制部材４２…は、図２に示したように、適宜のブロック状の形状をなし、合成樹脂で形成されている。この第１規制部材４２…は、上記のバスバー２２…の１本または複数本の端子部２２ｂ…ごとに備えられるもので、備えられる位置、範囲に応じて適宜形成される。

第１規制部材４２…は、上端と下端に平坦面を有し、水平方向の端面における厚さ方向の上端部分には外方に張り出す突部４４が形成されている。また、第１規制部材４２には、厚さ方向に貫通して上記のバスバー２２…の端子部２２ｂを挿通保持する挿通孔４５が端子部２２ｂの位置に対応して形成されている。

この挿通孔４５は、図４に示したように、第１規制部材４２の厚さ方向の上側が、上側ほど開く傾斜面を有したテーパ状開口部４５ａに設定され、第１規制部材４２の厚さ方向の下側が、テーパ状開口部４５ａの下端からまっすぐ下に延びる垂直面を有する狭小連通部４５ｂに設定されている。

このような形状は、バスバー２２…の端子部２２ｂにおける長さ方向の中間部分で厚さに変化を加えていることに対応させた結果のものであり、さらにテーパ状開口部４５ａはバスバー２２の端子部２２ｂを第１規制部材４２に挿入させる際のガイドにもなる。

すなわち、バスバー２２の端子部２２ｂは、図４に示したように、第１規制部材４２より上側に出る厚肉部２５と、第１規制部材４２のテーパ状開口部４５ａに対応する形状のテーパ部２６と、第１規制部材４２の狭小連通部４５ｂに対応する形状で、厚肉部２５よりも薄い薄肉部２７とを上から順に有する形状である。なお、図１、図２、図３の図示において、端子部２２ｂの肉厚の違いは、便宜上省略している。

第１規制部材４２と端子部２２ｂがこのような形状であるので、第１規制部材４２を端子部２２ｂに挿嵌してから端子部２２ｂの上部側に押し上げると、第１規制部材４２のテーパ状開口部４５ａが端子部２２ｂのテーパ部２６に下から当たって、更なる上への移動が阻止されることになる。

第２規制部材４３は、図２に示したように、複数の穴を有する板状である。穴は、回路基板３１の電子部品３２を避ける貫通穴４６…と、上記の第１規制部材４２の上からの嵌合を許容する嵌合穴４７…である。嵌合穴４７は、図４に示したように第１規制部材４２の突部４４より下側の嵌合部４２ａを嵌める部分で、嵌合部４２ａよりも若干大きく形成して、嵌合部４２ａとの間に隙間４８が形成されるようにしている。この隙間４８は、各部材の歪等を吸収する程度のわずかなものでよい。

そして、嵌合穴４７の縁が第１規制部材４２の突部４４を上へ押し上げた時に上述のように端子部２２ｂのテーパ部２６と第１規制部材４２のテーパ状開口部４５ａとの協働により上方への移動が阻止される。

また、図２に示したように、第２規制部材４３の四隅部分に、上方へ向けて立設された係合部４９が形成されている。この係合部４９は、上述の嵌合穴４７が突部４４を押し上げて位置決めされるように、第２規制部材４３を配線体２１に対して固定するためもので、上端部に受け面４９ａを有した起立片４９ｂと、この起立片４９ｂの外側部分から立設する係止爪部４９ｃと、係止爪部４９ｃの近傍に設けられた規制片４９ｄとを有する。係止爪部４９ｃは、配線体２１に対して下から嵌めつけられた時に、配線体３１の対応箇所に形成された被係止部２８に材料弾性によって係止する。規制片４９ｄは、アッパーカバー１２と当接して、カバー内での位置決めと、係止爪部４９ｃの保護の役目を果たす。

このような各部材からなる電気接続ユニット１４では、まず、配線体２１から延びる各バスバー２２…の端子部２２ｂに対して、複数の第１規制部材４２…をそれぞれ対応する端子部２２ｂに挿嵌して保持する。この保持は、端子部２２ｂの長さが長くても、１個の第１規制部材４２に対応する端子部２２ｂの数が少ないので、挿嵌作業は簡易迅速に行える。次に、第２規制部材４３を配線体２１に対して固定する。この固定は第２規制部材４３の係合部４９…が配線体２１の被係合部２８に係合するように配線体２１の下から嵌めるだけでよく、簡単に行える。

第２規制部材４３の係合部４９と配線体２１の被係合部２８が相互に係合すると、図４に示したように、第２規制部材４３の嵌合穴４７の縁が、第１規制部材４２の突部４４を押し上げて、端子部２２ｂのテーパ部２６によって第１規制部材４２の上動が阻止されたとき、第１規制部材４２は、第２規制部材４３及び配線体２１に対して一定の位置に固定されることになる。

このとき、第２規制部材４３の嵌合穴４７の内周面と第１規制部材４２の間には、上記の隙間４８を備えているので、各部材の寸法誤差等を吸収することもでき、端子部２２ｂの先端側の位置や向きを所望通りに設定できる。

このようにして第１規制部材４２…と第２規制部材４３を配線体２１に対して固定した後、配線体２１を回路基板３１に組み付ける。このときには上記のように配線体２１の端子部２２ｂ…の先端側の位置や向きは所望通りに規制されているので、端子部２２ｂの先端は、回路基板３１の所定の挿入孔（図示せず）に容易に挿入できる。

この後、回路基板３１の裏面に対してフローハンダ付けを行って、配線体２１のバスバー２２の端子部２２ｂと回路基板３１に取り付けた電気部品３２の端子を、回路基板３１のプリント配線板３３における回路パターンに接続する。

このように、配線体２１から延びるバスバー２２…の複数本の端子部２２ｂ…の先端側の位置や向きが端子規制手段によって規制されるので、上述のように電気部品３２…を回路基板３１における配線体２１側の面に取り付けて端子部２２ｂ…の長さが長くなった場合であっても、回路基板３１に対する取り付け作業が容易にできる。また、端子部２２ｂの先端の姿勢が規制されているため、プリント配線板３３の挿入孔に対する差込などの所望の取り付け状態を確実に得られるので、間違いのないハンダ付けが可能となり、不良品の発生をなくすこともできる。

また、端子規制手段４１が、端子部２２ｂに挿嵌する第１規制部材４２と、これを保持する第２規制部材４３とに分けて構成されているので、一度に多くの端子部２２ｂに対して挿嵌せずともよく、多数本存在する端子部２２ｂ…を規制するための作業は容易である。しかも、第１規制部材４２の挿通孔４５はテーパ状開口部４５ａを有するとともに、第１規制部材４２は、１本または複数本の端子部２２ｂ…ごとに複数個設けているので、組み付け作業はきわめて容易に行える。また、端子部２２ｂを第１規制部材４２に挿嵌する際、端子部２２ｂを端子規制手段４１に圧入して固定してもよい。

そのうえ、第１規制部材４２は、第２規制部材４３を配線体２１に対して係合すれば自動的に所定位置に固定されるので、作業は至って簡単で、作業は迅速に行える。

さらに、回路基板３１の電気部品３２…は、プリント配線板３３の配線体２１側の面に取り付けられるので、従来のように、プリント配線板３３の端のほうに端子部２２ｂを集中させる必要性がなく、回路が複雑であっても、高い自由度をもってバスバー２２…の端子部２２ｂ…を配置できる。

しかも、電気部品３２…の端子と配線体２１の端子部２２ｂ…を回路基板３１のプリント配線板３３に接続することが、１回のフローハンダ付けで行えるので、スポットフローや人手やロボットなどによるハンダ付けなどの作業が不要であって、全体の作業を簡略化することができ、品質の向上とコストの低減に貢献する。

以下、その他の形態について説明する。この説明において、上記の構成と同一または同等の部位については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図５は、端子接続手段４１の第１規制部材４２の他の例を示す。この第１規制部材４２は、上面にスペーサ突起４２ｂを備えている。スペーサ突起４２ｂは、一体であるも別体であるもよい。スペーサ突起４２ｂは、上端が配線体２１の絶縁板２３の下面に当接したときに、第１規制部材４２を所定の高さに保つ長さに設定されている。

このようなスペーサ突起４２ｂを有するので、配線体２１のバスバー２２…の端子部２２ｂ…に対しては、上記のようなテーパ部２６（図４参照）を省略することができる。

図６は、端子規制手段４１の他の例を示している。この端子規制手段４１は、１個の規制部材４１ａで構成されている。規制部材４１ａは、穴を有する板状に形成され、四隅に上記の係合部４９と同一の構造の係合部４９を備えている。穴は、回路基板３１に取り付けられた電気部品３２…を避ける貫通穴４６…と、配線体２１のバスバー２２…から延びる端子部２２ｂ…を挿通する挿通孔４５…である。

このように構成された規制部材４１ａでは、挿通孔４５…に端子部２２ｂ…を挿入しながら、係合部４９を配線体２１に係合する。

この発明の構成と、上記の一形態の構成との対応において、
この発明の孔部は、上記の挿通孔４５に対応し、
絶縁層は、絶縁板２３に対応するも、
この発明は上記の構成のみに限定されるものではなく、その他の形態を採用することもできる。
たとえば、孔部はスリットで構成するもよい。

電気接続箱の分解斜視図。 電気接続ユニットの分解斜視図。 電気接続ユニットの側面図。 端子と規制手段の要部の拡大断面図。 他の例に係る端子と規制手段の要部の拡大断面図。 他の例に係る電気接続ユニットの分解斜視図。 従来の電気接続ユニットの分解斜視図。 従来の電気接続ユニットの側面図。

１４…電気接続ユニット
２１…配線体
２２…バスバー
２３…絶縁板
２２ｂ…端子部
３１…回路基板
３２…電気部品
４１…端子規制手段
４１ａ…規制部材
４２…第１規制部材
４３…第２規制部材
４５…挿通孔

Claims (1)

1. バスバーを備えた配線体と、電気部品を取り付けた回路基板とを有する電気接続ユニットであって、
   前記配線体から前記回路基板に向けて延びるバスバーの端子部を備え、
   前記端子部が前記回路基板に接続され、
   前記配線体が、前記回路基板の前記電気部品が搭載された側に設けられ、
   前記端子部が、前記回路基板を貫通し、前記電気部品の端子部と同時にフローハンダ付け可能な位置まで達する長さに形成され、
   前記配線体と前記回路基板との間に、前記端子部を保持して端子部の姿勢を規制する端子規制手段が設けられ、
   前記端子規制手段には、前記回路基板に取り付けた前記電気部品を避けるように貫通させた貫通孔が設けられ、
   前記端子規制手段が、前記端子部を挿嵌する孔部を有する第１規制部材と、該第１規制部材を保持するとともに前記配線体に固定される第２規制部材とを有し、
   前記第１規制部材が、１本または複数本の前記端子部ごとに複数個設けられた
   電気接続ユニット。

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