JP5354377B2

JP5354377B2 - 電気接続箱

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Publication number: JP5354377B2
Application number: JP2009277998A
Authority: JP
Inventors: 博光池田
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-12-07
Also published as: US8231404B2; US20110136377A1; JP2011120431A

Description

本発明は、自動車等に搭載される電気接続箱に係り、特に外部電線の接続用コネクタがケース外部に開口して形成された電気接続箱に関する。

従来から、自動車等において、電気配線の効率化やメンテナンス性の向上を目的として電気接続箱が用いられている。例えば、特開２００７−１８１３１７号公報（特許文献１）に記載されているものがそれである。この電気接続箱の内部には、内部回路が形成されており、かかる内部回路に対して外部電線を接続するために、着脱可能なコネクタが採用されている。

ところで、上記コネクタは、一般に、内部回路を形成する回路基板に突設された複数の基板端子を備えており、それら複数の基板端子が、電気接続箱のケースに設けられた挿通孔を通じて外部に突設されている。また、ケースには、それら複数の基板端子の周囲を囲むコネクタ周壁部が形成されている。

ところが、このような従来構造のコネクタでは、コネクタ接続時における端子の接触不良が生ずるおそれがあった。すなわち、外部コネクタに嵌合されるコネクタ周壁部が形成されたケースとは別部材の回路基板に対して基板端子が設けられていることから、コネクタ連結に際しての押込力等で回路基板が撓むと基板端子の突出高さが小さくなり易い。

それ故、たとえコネクタ周壁部に対して外部コネクタを確実に嵌合連結しても、基板端子と外部接続端子の接触面積が充分に確保されずに抵抗増大等の接続不良が発生するおそれがあったのである。

特に、被覆単芯線等の電線が布線された絶縁板（以下、布線絶縁板という）に対して、圧接端子を圧入固定して基板端子を構成した場合には、布線絶縁板の裏面に対して圧接端子の電線への圧接部分が突出する。そのために、布線絶縁板では、外部コネクタの形成部分において裏面からケース等で補強支持することが難しく、基板（布線絶縁板）の撓みによる上述の端子間接続不良が大きな問題となり易い。

また、外部コネクタが長尺とされる場合や、更にそのような長尺の外部コネクタが複数並設される場合には、布線絶縁板において裏面をケース等で補強支持されていない領域のスパン（自由長）が一層大きくなり易い。そのために、そのような部位における基板の撓みが一層大きくなって、上述の端子間接続不良が一層大きな問題となり易い。

なお、布線絶縁板の厚肉化等で剛性を向上させることも考えられるが、電気接続箱全体のサイズや重量が増大すると共に、材料増によりコストも嵩むことから、十分な対策とは言い難い。

特開２００７−１８１３１７号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、電線が布線された布線絶縁板の変形を制限して、コネクタ接続の信頼性を向上し得る、新規な構造の電気接続箱を提供することにある。

すなわち、本発明の第一の態様は、ケース内に電線が布線された布線絶縁板が収容されており、該布線絶縁板に固着された複数の圧接端子に対して前記電線がそれぞれ接続されている一方、前記布線絶縁板の表面側でそれら複数の圧接端子がケースを貫通して外部に突設されていると共に、外部に突設されたそれら複数の圧接端子を囲むコネクタ周壁部が前記ケースに一体形成された電気接続箱において、前記複数の圧接端子が配列された長手方向でそれら複数の圧接端子を挟む両側に位置してそれぞれ前記布線絶縁板と前記ケースを相互に固定する連結固定部が設けられていることを、特徴とする。

このような第一の態様に記載の電気接続箱によれば、圧接端子が電線布線用の布線絶縁板で支持された構造において、布線絶縁板をケースに連結することで、一体化して布線絶縁板の曲げ剛性が高められている。従って、布線絶縁板の撓み変形を防止乃至は低減することができる。これにより、圧接端子のケースからの突出高さが絶縁板の撓み変形により小さくされることを回避できて、圧接端子の外部コネクタ側端子への接続不良が回避される。

特に、連結固定部の位置をコネクタ装着部の長手方向両側とすることで、コネクタ嵌合荷重が作用する部分の全長においての布線絶縁板の曲げ剛性が確実に確保される。

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載された電気接続箱において、前記ケースと前記布線絶縁板の対応する位置にそれぞれねじ穴が形成されており、該ねじ穴に対して前記布線絶縁板側から連結ねじが螺入されることによって前記連結固定部が構成されている一方、前記布線絶縁板には、前記ねじ穴の周囲を取り囲む筒状の規制周壁が前記ケースと反対側に向かって突出形成されているものである。

ケースと布線絶縁板の連結態様を連結ねじによる固定とすることで、ケースと布線絶縁板の連結固定が簡易な構造で高い信頼性をもって実現される。

さらに、連結ねじの頭が位置するねじ穴の布線絶縁板側の開口部において、該開口部の周囲を取り囲む周壁を設けることで、電線がねじ穴上に布線されるのを防いで、連結ねじによる電線の噛み込みを回避できる。それ故、電線の損傷が防止されると共に、ケースと布線絶縁板の連結不良が防がれる。

本発明によれば、圧接端子を支持する布線絶縁板が連結固定部においてケースと連結されて一体化されていることにより、布線絶縁板の曲げ剛性が高められて、布線絶縁板の撓み変形が抑えられる。その結果、布線絶縁板で支持された圧接端子のケース表面からの突出高さを目的とする高さに維持することが出来て、圧接端子と外部コネクタ側の外部接続端子との接続不良を回避できる。しかも、連結固定部の位置を接続用コネクタの長手方向両側とすることで、接続用コネクタと外部コネクタの嵌合による荷重が作用する部分の全長において布線絶縁板の曲げ剛性を安定して確保することが出来る。

本発明の一実施形態としての電気接続箱を示す平面図。図１に示された電気接続箱の縦断面図。図１に示された電気接続箱において、ロアケースを取り外した状態の底面図。図１に示された電気接続箱を構成する布線絶縁板の圧接端子支持部分を拡大して示す縦断面図。図１に示された電気接続箱の要部を拡大して示す縦断面図。

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，図２には、本発明の一実施形態としての電気接続箱１０が示されている。電気接続箱１０は、アッパケース１２とロアケース１４で構成されたケース内に回路体１６を収容配置した構造を有している。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として、後述する圧接端子５６の突出方向である図２中の上下方向を言う。

アッパケース１２は、合成樹脂製で下方に向かって開口する略矩形箱形状の部材であって、その上面の外周部分には電気部品装着部としてのヒューズ取付部１８およびリレー取付部２０の複数が設けられている。これらヒューズ取付部１８とリレー取付部２０には、それぞれアッパケース１２の上底壁部を厚さ方向に貫通する端子挿入孔２２が形成されている。

また、アッパケース１２上面の外周部分には、コネクタ周壁部２４が設けられている。コネクタ周壁部２４は、筒状とされて、上方に向かって突出するようにアッパケース１２と一体形成されている。更に、コネクタ周壁部２４の内周側には、複数の端子挿通孔２６がアッパケース１２を厚さ方向に貫通して形成されている。

また、アッパケース１２上面の中央部分には、多極コネクタを構成するコネクタ周壁部２８が設けられている。コネクタ周壁部２８は、横断面形状が略長方形とされた矩形筒状であって、アッパケース１２の上底壁部に一体形成されて、上方に向かって突出している。更に、コネクタ周壁部２８の内周側には、複数の端子挿通孔２６が貫通形成されている。また、アッパケース１２には、２つのコネクタ周壁部２８ａ，２８ｂが、短手方向で互いに隣接して設けられている。なお、コネクタ周壁部２８は、その長手方向での寸法が、コネクタ周壁部２４よりも大きくされており、同方向で多数の端子挿通孔２６が整列配置されている。

また、アッパケース１２の外周部分には複数の係止爪３０が一体的に設けられており、後述するロアケース１４の外周縁部と係止されることで、アッパケース１２とロアケース１４が相互に固定されるようになっている。

一方、ロアケース１４は、合成樹脂製で上方に向かって開口する略矩形箱形状の部材であって、周壁の下端から外周側に向かって膨出する係止部３６が突出形成されている。

さらに、平面視で略長方形とされたロアケース１４の外周縁部には、３つの取付部３８が一体形成されている。各取付部３８は、ロアケース１４の外周縁部から外側に向かって突出しており、中央部分に形成されたボルト穴４０にそれぞれ図示しない固定ボルトが挿通されて車両側に螺着されることにより、ロアケース１４が車両側に固定されるようになっている。

そして、アッパケース１２とロアケース１４は、互いの開口部が対向するように上下に正対されて、アッパケース１２の周壁に対してロアケース１４の周壁が嵌め込まれると共に、アッパケース１２の係止爪３０とロアケース１４の係止部３６が互いに係止される。これにより、アッパケース１２とロアケース１４が互いの開口部を閉塞するように固定されており、アッパケース１２の上底壁部とロアケース１４の底壁部の対向面間に、外部から隔てられた収容空間４２が形成されている。

また、収容空間４２には、回路体１６が配設されている。この回路体１６は、バスバー回路体４３と布線回路体４５を含んで構成されている。

バスバー回路体４３は、バスバー絶縁板４４を有している。バスバー絶縁板４４は、電気絶縁性を備えた合成樹脂製の部材であって、板厚が充分に小さくされた薄肉の略矩形板形状とされている。更に、バスバー絶縁板４４の上面には、バスバー５０が重ね合わされている。バスバー５０は、銅合金等の導電性に優れた金属材料で形成された板状の金具であって、バスバー絶縁板４４の上面と略平行に広がってバスバー絶縁板４４に重ね合わされている。また、バスバー５０には、複数の端子部５２が一体形成されており、バスバー絶縁板４４に対して略直角をなして上方に突出している。なお、バスバー５０は、バスバー絶縁板４４の下面に配されていても良く、上下両面に配されていても良い。

一方、布線回路体４５は、布線絶縁板４６を有している。布線絶縁板４６は、バスバー絶縁板４４と同様に電気絶縁性を備えた合成樹脂材料で形成されており、バスバー絶縁板４４よりも厚肉の略矩形板形状とされている。また、図３に示されているように、布線絶縁板４６の外周縁部には、筒状の外周壁５３が全周に亘って厚さ方向両側に突出するように一体形成されており、布線絶縁板４６の厚さ方向両側に外周壁５３で囲まれた凹所状の布線領域５４が形成されている。更に、布線絶縁板４６には、厚さ方向で両側に突出する複数のガイド突起５５が一体形成されている。

また、布線絶縁板４６には、複数の圧接端子５６が取り付けられている。この圧接端子５６は、銅合金等の導電性に優れた金属材料で形成された板状の金具であって、先端部分が布線絶縁板４６から上方に突出していると共に、基端部分が布線絶縁板４６から下方に突出している。更に、圧接端子５６の基端部分は、二股に分岐しており、布線絶縁板４６から下方に突出形成された支持突部５８に固着されて、対向部分が外部に露出していると共に、他の部分が支持突部５８で覆われている。なお、支持突部５８の突出先端面は、外周壁５３およびガイド突起５５の突出先端面と略同一平面上に位置している。

さらに、布線絶縁板４６上に形成された布線領域５４には、電線としての被覆単芯線６０が布線されている。被覆単芯線６０は、銅等の導電性金属材料で形成された線材の外周面を軟質ポリ塩化ビニル等の絶縁体で被覆した電線であって、布線絶縁板４６上に布線されている。この被覆単芯線６０は、図４に示されているように、二股に分岐した圧接端子５６の基端部分に嵌め込まれることで、圧接端子５６によって部分的に被覆が剥がされて、圧接端子５６に対して圧接されている。これにより、圧接端子５６間や圧接端子５６と外部の電装部品等の間が、被覆単芯線６０を介して電気的に接続されている。なお、布線絶縁板４６が示された図２，図３では、被覆単芯線６０の一部のみを図示し、全体の図示が省略されている。

そして、バスバー絶縁板４４が布線絶縁板４６に対して上方から板厚方向で重ね合わされることにより、回路体１６が形成されている。なお、バスバー絶縁板４４は、布線絶縁板４６に対して部分的に重ね合わされており、布線絶縁板４６に突設された圧接端子５６の幾つかが、バスバー絶縁板４４に形成された図示しない挿通孔を通じて、バスバー絶縁板４４よりも上方に突出している。

このような構造とされた回路体１６は、圧接端子５６の突出先端側である表面側からアッパケース１２が重ね合わされると共に、圧接端子５６の基端側である裏面側からロアケース１４が重ね合わされることにより、アッパケース１２とロアケース１４の間に挟み込まれて収容空間４２に収容されている。また、バスバー５０の端子部５２および圧接端子５６は、幾つかがアッパケース１２に形成された端子挿入孔２２に挿入されて外部に露出していると共に、他の幾つかがアッパケース１２に形成された端子挿通孔２６を通じてアッパケース１２を貫通して外部に突出している。

特に、コネクタ周壁部２８の内周側に形成された端子挿通孔２６にはバスバー５０の端子部５２および圧接端子５６が挿通されて、アッパケース１２の上面から上方に向かって所定の高さで突出している。そして、複数の端子部５２および圧接端子５６と、それら端子部５２および圧接端子５６の周囲を囲むコネクタ周壁部２８とによって、接続用コネクタ６２が形成されている。なお、接続用コネクタ６２は、複数の端子部５２および圧接端子５６を備えた多極コネクタとされており、それら端子部５２および圧接端子５６の整列方向（図１中、上下）が長手とされて、平面視で略長方形とされている。また、電気接続箱１０では、短手方向で隣接する２つの接続用コネクタ６２ａ，６２ｂが設けられている。また、端子部５２および圧接端子５６のアッパケース１２表面からの突出高さは、コネクタ周壁部２８の突出高さに比べて小さくされており、端子部５２および圧接端子５６がコネクタ周壁部２８によって保護されて、他部材への接触による端子部５２および圧接端子５６の損傷が防止されている。

また、回路体１６は、その外周部分やガイド突起５５の形成部分が、アッパケース１２およびロアケース１４に接触していることによって、厚さ方向で位置決め支持されている。更に、回路体１６は、その外周部分がアッパケース１２に接触していることにより面に略平行な方向で位置決めされている。

さらに、回路体１６を構成する布線絶縁板４６は、図２および図５に示されているように、アッパケース１２に対して複数箇所でねじ止めされており、それら布線絶縁板４６とアッパケース１２が連結固定されて一体化されている。

すなわち、アッパケース１２には、コネクタ周壁部２８を挟んだ長手方向両側に複数のねじ穴６４が形成されている。このアッパケース１２側のねじ穴６４は、アッパケース１２の状底壁部から下方に向かって突出する複数の内筒部６６の各突出先端部分に形成されており、内筒部６６の中心軸上を延びている。

一方、布線絶縁板４６には、接続用コネクタ６２を構成する複数の圧接端子５６の支持部分を挟んだ長手方向両側に、複数のねじ穴６８が形成されている。このねじ穴６８は、アッパケース１２側のねじ穴６４と対応する位置に形成されており、その周囲に上方に向かって突出する外筒部７０が一体形成されている。なお、アッパケース１２側の内筒部６６と布線絶縁板４６側の外筒部７０は、互いに対応する部位に形成されており、内筒部６６の外径寸法が外筒部７０の内径寸法と略同じか僅かに小さくされている。

そして、アッパケース１２の内筒部６６が布線絶縁板４６の外筒部７０に挿入されることで、内筒部６６の突出先端に形成されたねじ穴６４の開口部が、布線絶縁板４６に形成されたねじ穴６８に対して直列的に接続される。その後、それら接続されたねじ穴６４，６８に対して、布線絶縁板４６側から連結ねじ７２が螺入されることにより、重ね合わされたアッパケース１２と布線絶縁板４６が相互に固定されて連結一体化されている。要するに、電気接続箱１０では、アッパケース１２と布線絶縁板４６を連結固定する連結固定部７４が、ねじ穴６４，６８と連結ねじ７２によって構成されている。

さらに、電気接続箱１０には、４つの連結固定部７４ａ〜ｄが形成されており、それら連結固定部７４ａ〜ｄが、何れも、接続用コネクタ６２ａ，６２ｂを外れた位置で、一組の接続用コネクタ６２ａ，６２ｂを挟んだ長手方向両側に設けられている。更に、２つの連結固定部７４ａ，７４ｃが接続用コネクタ６２に近接して形成されていると共に、他の２つの連結固定部７４ｂ，７４ｄが接続用コネクタ６２の長手方向両側において接続用コネクタ６２から長手方向と短手方向の少なくとも一方で離隔した位置に形成されている。更にまた、連結固定部７４ａが接続用コネクタ６２ａの長手方向一方の側に設けられていると共に、連結固定部７４ｃが接続用コネクタ６２ｂの長手方向他方の側に設けられており、それら連結固定部７４ａ，７４ｃが接続用コネクタ６２ａ，６２ｂの平面視における略対角方向に離隔して配置されている。なお、連結固定部７４ｂと連結固定部７４ｄは、連結固定部７４ａ，７４ｃの離隔方向とは異なる接続用コネクタ６２ａ，６２ｂの略対角方向で離隔して配置されている。

また、布線絶縁板４６には、ロアケース１４との重ね合わせ面に向かって突出する規制周壁７６が形成されている。規制周壁７６は、布線絶縁板４６の厚さ方向に延びる略円筒形状とされており、その内径寸法がねじ穴６８の直径よりも大きくされて、ねじ穴６８の開口部の周囲を取り囲むように形成されている。また、規制周壁７６の布線絶縁板４６表面からの突出高さは、全周に亘って略一定とされていると共に、連結ねじ７２の頭部の高さと略同一かそれよりも僅かに大きくされている。更に、規制周壁７６の突出先端面は、布線絶縁板４６の外周壁５３の突出先端面と、略同一平面上に位置している。そして、連結ねじ７２がねじ穴６８に螺入されたアッパケース１２と布線絶縁板４６の連結状態において、連結ねじ７２の頭部が規制周壁７６の内周側に収容されるようになっている。

かくの如き構造とされた電気接続箱１０では、ヒューズ取付部１８に図示しないヒューズが取り付けられるようになっていると共に、リレー取付部２０に図示しないリレーが取り付けられるようになっている。さらに、接続用コネクタ６２と、コネクタ周壁部２４および圧接端子５６で形成された外周部分のコネクタには、それぞれ外部電線としての図示しないワイヤハーネスが接続されるようになっている。ワイヤハーネスは、自動車の各部に設けられた電装部品と電気接続箱１０とを接続する多数の電線からなっており、端部に外部コネクタが設けられている。そして、外部コネクタがコネクタ周壁部２８に嵌合されて、接続用コネクタ６２の圧接端子５６が外部コネクタの外部接続端子に挿し込まれることにより、それら圧接端子５６と外部接続端子が相互に接触した電気的な接続状態に保持されるようになっている。

なお、外部コネクタと接続用コネクタ６２の間には、外部コネクタの接続用コネクタ６２への嵌合を補助するための係合機構が設けられている。この係合機構は、外部コネクタの側面に設けられた係合爪が、コネクタ周壁部２８の内周面に設けられた係合突起７８に係合させられた後、係合爪を揺動させるレバーを操作して係合爪を係合突起７８回りで揺動変位させるものである。これによって、係合爪と係合突起７８の間には、レバーに及ぼされた外力がてこの原理で増幅されて作用することから、外部コネクタと接続用コネクタ６２の間に接近方向の力が効率的に及ぼされる。その結果、それら外部コネクタと接続用コネクタ６２が比較的に小さな外力によって容易に嵌合されるようになっている。

このような外部コネクタの接続用コネクタ６２への接続に際して、圧接端子５６には外部接続端子との摩擦抵抗等に起因する下向きの外力が及ぼされて、圧接端子５６を支持する布線絶縁板４６に下向きの外力が伝達される。そこにおいて、布線絶縁板４６がアッパケース１２に対して連結固定部７４でねじ止めされて一体的に連結固定されていることにより、布線絶縁板４６の曲げ剛性が高められて撓み変形が防止される。その結果、布線絶縁板４６によって支持された圧接端子５６は、アッパケース１２表面からの突出高さが、略一定に保持されるようになっている。

さらに、連結固定部７４が、接続用コネクタ６２の長手方向両側に設けられていることにより、布線絶縁板４６において撓み変形が問題となり易い接続用コネクタ６２形成部分の長手方向両側でのアッパケース１２に対する変位が阻止されている。これにより、布線絶縁板４６における接続用コネクタ６２形成部分の長手方向全長に亘って、布線絶縁板４６の補強効果が有効に発揮されて、圧接端子５６の突出高さを安定して維持することが出来る。

また、布線絶縁板４６の厚さ寸法を増大させることなく、アッパケース１２との一体化による実質的な断面積の増加によって、充分な補強効果が発揮されている。それ故、布線絶縁板４６を補強するために布線絶縁板４６自体を厚肉化する必要がなく、電気接続箱１０の大型化を防ぐことが出来る。

また、連結ねじ７２を用いたねじ止め構造によってアッパケース１２と布線絶縁板４６が連結固定されていることにより、簡単な構造と高い信頼性をもってそれらアッパケース１２と布線絶縁板４６の連結固定が実現される。

さらに、布線絶縁板４６において、ねじ穴６８の周囲にアッパケース１２と反対側に突出する規制周壁７６を設けることで、布線絶縁板４６に配索される被覆単芯線６０の布線絶縁板４６上での配索経路を規制して、被覆単芯線６０がねじ穴６８の開口部上に延び出すのを防止できる。それ故、被覆単芯線６０が連結ねじ７２の締結時に噛み込まれて損傷するのを防ぐことが出来ると共に、被覆単芯線６０の噛み込みによる連結不良を回避することが出来る。

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、連結固定部７４は、必ずしも４つが形成されていなくても良く、接続用コネクタ６２の長手方向両側に少なくとも１つずつ形成されていれば良い。尤も、両側に２つずつ以上形成すれば、アッパケース１２と布線絶縁板４６をより確実に連結することが出来る。

また、連結固定部は、ねじ止め構造によるものではなくても良く、例えば、布線絶縁板側から突出する連結突起が、ケース側に設けられた連結筒部に嵌め込まれて固定されることで、それら布線絶縁板とケースが連結されるようになっていても良い。更に、例えば、布線絶縁板とケースの両方に突部を設けて、それら突部の先端面を接着や溶着等の手段で相互に固定することで、連結固定部としても良い。また、連結固定部としてねじ止めによるものを採用する場合にも、前記実施形態に示された具体的な構造に限定されるものではなく、例えば内筒部６６と外筒部７０の嵌め合わせ構造は必須ではない。

また、接続用コネクタは、隣接して２つが形成されている必要はなく、１つの接続用コネクタ、或いは３つ以上の接続用コネクタが形成されて、接続用コネクタの長手方向両側に連結固定部が設けられた構造も、採用可能である。

１０：電気接続箱、１２：アッパケース（ケース）、１４：ロアケース、（ケース）２８：コネクタ周壁部、４６：布線絶縁板、５６：圧接端子、６０：被覆単芯線（電線）、６２：接続用コネクタ、６４：ねじ穴、６８：ねじ穴、７２：連結ねじ、７４：連結固定部、７６：規制周壁

Claims

ケース内に電線が布線された布線絶縁板が収容されており、該布線絶縁板に固着された複数の圧接端子に対して前記電線がそれぞれ接続されている一方、前記布線絶縁板の表面側でそれら複数の圧接端子がケースを貫通して外部に突設されていると共に、外部に突設されたそれら複数の圧接端子を囲むコネクタ周壁部が前記ケースに一体形成された電気接続箱において、
前記複数の圧接端子が配列された長手方向でそれら複数の圧接端子を挟む両側に位置してそれぞれ前記布線絶縁板と前記ケースを相互に固定する連結固定部が設けられていることを特徴とする電気接続箱。
前記ケースと前記布線絶縁板の対応する位置にそれぞれねじ穴が形成されており、該ねじ穴に対して前記布線絶縁板側から連結ねじが螺入されることによって前記連結固定部が構成されている一方、
前記布線絶縁板には、前記ねじ穴の周囲を取り囲む筒状の規制周壁が前記ケースと反対側に向かって突出形成されている請求項１に記載の電気接続箱。