JP6642193B2 - 基板付きコネクタ及び電気接続箱 - Google Patents

Description

本明細書に記載された技術は、コネクタに関する。

従来、回路基板の導電路にコネクタの端子が接続される技術が知られている。特許文献１の電気接続箱は、直線状に延びた複数本の接続端子が第１台座と第２台座とに支持されるとともに、第１台座と第２台座とは互いに結合されている。そして、各接続端子の下端部がプリント回路基板の端子孔に挿通されて半田付けされた状態で、ロアケースに収容されており、接続端子の上端部は、アッパーケースに設けられたコネクタ収容部の端子孔から外方に突出している。

特開２００６−６０５２号公報

ところで、上記構成では、プリント基板上の複数の台座部によって複数の接続端子のピッチを揃えて保持している。このように接続端子を保持すると、プリント基板の板面に対して接続端子が直交する方向に延びることになるため、接続端子が延びる方向について電気接続箱の寸法が大きくなり、電気接続箱の小型化の要請に反するという問題がある。

本明細書に記載された技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、複数段の端子を異なる部材で保持しつつ、小型化することが可能な基板付きコネクタ及び電気接続箱を提供することを目的とする。

本明細書に記載された基板付きコネクタは、フード部と前記フード部を閉鎖する奥壁部とを有し、前記奥壁部を貫通する第１貫通孔と前記第１貫通孔に対して上段側又は下段側で前記奥壁部を貫通する第２貫通孔とが形成されたハウジングと、導電路の形状に応じた金属からなるバスバーと前記バスバーの両面を密着状態で覆う外装部とを有し、前記バスバーの板面に沿う方向に突出するバスバー端子が前記第１貫通孔に挿通されるバスバー基板と、前記第２貫通孔に挿通された状態で前記フード部内に突出し、前記ハウジングの後方側が前記バスバー基板に接続される接続端子と、前記接続端子を保持し、前記バスバー基板に重ねられる台座部と、を備え、前記バスバー基板には前記外装部に凸部が設けられ、前記台座部には前記凸部に嵌合して前記バスバー基板に対する前記台座部を位置決めする凹部が設けられている。
上記構成によれば、バスバー端子は、外装部に保持されるとともに、接続端子の上段側又は下段側に配される接続端子は、台座部に保持されるため、複数段の端子を異なる部材で保持することができる。また、バスバー基板におけるバスバーの板面に沿う方向に突出するバスバー端子がハウジングの第１貫通孔に挿通されてコネクタが形成されるため、バスバー基板の板面と直交する方向の寸法を小さくすることができる。また、このような姿勢でハウジングとバスバー基板とを組み付けたとしても一般にプリント基板よりも強度の高いバスバー基板を用いているため、組付後の不具合等を抑制することができる。これにより、複数段の端子を異なる部材で保持しつつ、小型化することが可能となる。
また、複数段の端子を台座部とバスバー基板とで別々に保持することで、接続端子を台座部に固定する工程と、バスバー基板を形成する工程とを別々に行うことができるため、金型、成形、端子曲げ加工の制限を受けないで製造することが容易になり、コネクタの多段化を容易に行うことができる。

本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記ハウジングは、前記バスバー基板の端部に嵌合する嵌合溝を備える。
このようにすれば、バスバー基板の端部が嵌合溝に嵌合することで、バスバー基板の倒れや傾きを抑制することができる。

前記ハウジング及び前記バスバー基板のうちの少なくとも一方には、前記ハウジングと前記バスバー基板との間の組付方向を案内するガイド部が形成されている。
このようにすれば、ガイド部により、ハウジングとバスバー基板との間の組付けを容易に行うことができる。

前記台座部及び前記バスバー基板の一方には凸部が設けられ、前記台座部及び前記バスバー基板の他方には前記凸部に嵌合して前記バスバー基板に対する前記台座部を位置決めする凹部が設けられている。
このようにすれば、凸部と凹部が嵌合することバスバー基板と台座部とを相対的に位置決めすることができる。

前記外装部には、前記バスバー端子側へのフラックスの移動を規制する移動規制凸部が形成されている。
このようにすれば、製造工程においてフラックス塗布後にバスバー基板を傾斜させたとしても、フラックスがバスバー端子に付着することを抑制することができる。

前記台座部は、前記バスバー基板の面上に載置され、前記バスバー基板はスルーホールを有し、前記接続端子は前記スルーホールに挿通されて半田付けされている。
このようにすれば、相手側コネクタとの嵌合時に接続端子が相手側端子からの力を受けた場合であっても、接続端子への力が台座部によって受けられ、半田付けされた箇所にクラックが生じることを抑制することができる。

前記の基板付きコネクタと、前記基板付きコネクタを収容するケースとを備える電気接続箱とする。

本明細書に記載された技術によれば、複数段の端子を異なる部材で保持しつつ、小型化することが可能となる。

実施形態１の電気接続箱を示す平面図 基板付きコネクタを示す平面図 図２のＡ−Ａ断面図 図２のＢ−Ｂ断面図 図２のＣ−Ｃ断面図 基板付きコネクタを示す右側面図 図６のＤ−Ｄ断面図 端子モジュール及び電子部品が装着されたバスバー基板を示す平面図 図８のＥ−Ｅ断面図 端子モジュール及び電子部品が装着されたバスバー基板を示す正面図 端子モジュール及び電子部品が装着されたバスバー基板を示す右側面図 端子モジュール及び電子部品が装着されたバスバー基板を示す底面図 電子部品が装着されたバスバー基板を示す平面図 電子部品が装着されたバスバー基板を示す正面図 電子部品が装着されたバスバー基板を示す右側面図 左側の端子モジュールを示す平面図 左側の端子モジュールを示す正面図 右側の端子モジュールを示す平面図 右側の端子モジュールを示す正面図 右側の端子モジュールを示す右側面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１〜図２０を参照しつつ説明する。
本実施形態の電気接続箱１０（図１）は、例えば電気自動車やハイブリット自動車等の車両のバッテリ等の電源とランプ等の車載電装品や駆動モータ等からなる負荷との間の電力供給経路に配され、例えば、スイッチングユニット、ＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータ等に用いることができる。以下では、Ｘ方向を前方、Ｙ方向を左方、Ｚ方向を上方として説明する。

（電気接続箱１０）
電気接続箱１０は、基板付きコネクタ１１と、基板付きコネクタ１１を収容するケース７０とを備える。
（基板付きコネクタ１１）
基板付きコネクタ１１は、図２に示すように、コネクタ２０と、コネクタ２０に組付けられるバスバー基板５０とを備える。

（コネクタ２０）
コネクタ２０は、合成樹脂製のハウジング２１と、ハウジング２１を貫通する複数本（本実施形態では１０本）の接続端子３０と、接続端子３０を保持する台座部４０Ａ，４０Ｂとを備える。

（ハウジング２１）
ハウジング２１は、図７に示すように、相手方コネクタと嵌合可能な複数（本実施形態では３つ）の嵌合部２１Ａ〜２１Ｃが左右に並んでおり、各嵌合部２１Ａ〜２１Ｃは、相手方コネクタを覆うフード状（角筒状）のフード部２２と、フード部２２を閉鎖する奥壁部２４とを有する。フード部２２には、図３に示すように、相手側コネクタとの嵌合時にロックするためのロック爪２３が設けられている。嵌合部２１Ａ，２１Ｃの奥壁部２４には、奥壁部２４の下端側を前後に貫通し、左右に並んだ複数の第１貫通孔２５と、第１貫通孔２５の上段側に設けられ、奥壁部２４を前後に貫通し、左右に並んだ複数の第２貫通孔２６とが上下方向に間隔を空けて２段に形成されている。第１貫通孔２５及び第２貫通孔２６は、共に長方形状であって、それぞれ接続端子３０が挿通されると接続端子３０との間にわずかに隙間が生じる大きさで形成されている。第１貫通孔２５及び第２貫通孔２６の後端部は、テーパ状に拡径されており、端子２５，３１の挿入時に端子２５，３１を第１貫通孔２５及び第２貫通孔２６内に案内する。なお、嵌合部２１Ｂの奥壁部２４には１段の貫通孔２４Ｃ（図７）が形成されている。奥壁部２４の上部には、ロック爪２３を形成するための金型の抜き孔２８が形成されている。ハウジング２１の背面側には、図４，図５に示すように、バスバー基板５０から突出するガイド部５８が挿通されるガイド挿通孔２７（図４）と、バスバー基板５０の端部に嵌合してハウジング２１に対するバスバー基板５０の傾きを抑制する嵌合溝２９（図５）とが形成されている。ガイド挿通孔２７は、隣り合う嵌合部２１Ａ〜２１Ｃ間を連ねる奥壁部２４を貫通するように形成され、奥壁部２４の前方に張り出している。嵌合溝２９は、奥壁部２４の後方の一対の挟持突部２４Ａ，２４Ｂ間に形成されており、バスバー基板５０が嵌合溝２９に嵌め入れられるとバスバー基板５０の傾きが規制される。

（接続端子３０）
接続端子３０は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなり、嵌合部２１Ａ，２１Ｃを貫通しており、図２０に示すように、Ｌ字状に曲がった棒状の端子である。各接続端子３０は、フード部２２内に突出する突出部３１と、突出部３１の後方に連なり、台座部４０Ａ，４０Ｂに埋設されて固定される埋設部３２と、埋設部３２の後方に連なりハウジング２１の後方に延出されてＬ字状に屈曲された延出部３３とを備える。延出部３３は、接続端子３０の左右方向の位置によって、長さが交互に異なり、直角に屈曲された屈曲部３４と、屈曲部３４から下方に延びてバスバー基板５０に接続される基板接続部３５とを備える。

（台座部４０Ａ，４０Ｂ）
台座部４０Ａ，４０Ｂは、絶縁性の合成樹脂製であって、図１６，図１８に示すように、複数の接続端子３０を帯状に連結し、左右の端部側において両端の接続端子３０よりも外方に張り出した部分には、前後方向に長い長方形状に開口する凹部４１が上下方向に貫通形成されている。台座部４０Ａ，４０Ｂの底面は、図１７，図１９に示すように、左右の端部側以外が切り欠かれた切欠部４２Ａが形成されており、台座部４０Ａ，４０Ｂの底面は、左右の端部側で突出する突出部４２Ｂがバスバー基板５０の上面に接触している。

（バスバー基板５０）
バスバー基板５０は、図７に示すように、長方形状であって、金属のバスバー５１を絶縁性の合成樹脂からなる外装部５６が密着状態で覆って形成されている。バスバー５１は、銅、銅合金等の金属を導電路に応じた形状に打ち抜いて形成されている。バスバー５１には、左右に並んだ複数のスルーホール５４が導電路に連なる位置に貫通形成されている。バスバー５１の前端部側には、ハウジング２１の第１貫通孔２５及び貫通孔２４Ｃに挿通される複数のバスバー端子５２が形成されている。第１貫通孔２５に挿通されるバスバー端子５２は断面長方形の棒状とされ、貫通孔２４Ｃに挿通されるバスバー端子５２は平板状とされている。外装部５６の前端部には、ガイド挿通孔２７に挿通されるガイド部５８が前方に突出している。また、バスバー基板５０には、図９に示すように、電子部品５５が実装されている。電子部品５５は、スイッチング素子（例えば、メカニカルリレーやＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のリレー）からなる。

外装部５６の上面には、台座部４０Ａ，４０Ｂの凹部４１に嵌合する凸部５７が上方に突出している。凸部５７は、前後方向に長い長方形状とされる。また、外装部５６の前端部には、図１１，図１２に示すように、全幅に亘ってバスバー端子５２側へのフラックスの移動を規制する移動規制凸部６０が突設されている。移動規制凸部６０により、フラックスの塗布後におけるフラックスのバスバー端子５２への付着が抑制される。移動規制凸部６０は、ハウジング２１の組付時に挟持突部２４Ａ，２４Ｂに当接しないように挟持突部２４Ａ，２４Ｂから逃げる迂回部６０Ａが挟持突部２４Ａ，２４Ｂの形状に応じた経路で形成されている。迂回部６０Ａは、外装部５６の前端よりも後方に迂回するように形成されている。

（ケース７０）
ケース７０は、金属製又は合成樹脂製であって、図１に示すように、前方側が開口した直方体状の箱形であって、バスバー基板５０に沿う方向に延びる壁部には、長方形状のロック孔７１が左右一対貫通形成されている。ハウジング２１の外面から突出する嵌合凸部２２Ａにロック孔７１が嵌合することで基板付きコネクタ１１に対してケース７０が装着された状態からの離脱が規制される。なお、ケース７０の内部には、バスバー基板５０を位置決めする位置決め部（図示しない）が形成されている。位置決め部は、例えばバスバー基板５０の縁部を嵌め入れる溝としたり、撓み変形可能な爪状の係止片がバスバー基板５０に形成した係止孔の孔縁等に係止する構成等とすることができる。

電気接続箱１０の組み付けについて説明する。
複数の接続端子３０を金型内に配したインサート成形により端子モジュール４３Ａ，４３Ｂを形成する（図１６，図１８）。また、バスバー基板５０の導電路に電子部品５５のリード端子をリフロー半田付けにより接続する（図１３）。次に、バスバー基板５０にフラックスを塗布するとともに、端子モジュール４３Ａ，４３Ｂの基板接続部３５をバスバー基板５０のスルーホール５４に通して台座部４０Ａ，４０Ｂをバスバー基板５０に載置し、フロー半田付けを行う（図８）。

次に、ハウジング２１のガイド挿通孔２７にバスバー基板５０のガイド部５８を挿通する。これにより、ハウジング２１の貫通孔２４Ｃ，２５，２６にバスバー端子５２及び接続端子３０が挿通され、ハウジング２１がバスバー基板５０に組み付けられ、基板付きコネクタ１１が形成される（図２）。なお、このとき、ハウジング２１をバスバー基板５０にネジ留めや係止片による係止等の固定手段により固定してもよい。そして、基板付きコネクタ１１をケース７０に収容すると、電気接続箱１０が形成される（図１）。

本実施形態の作用、効果について説明する。
基板付きコネクタ１１は、フード部２２とフード部２２を閉鎖する奥壁部２４とを有し、奥壁部２４を貫通する第１貫通孔２５と第１貫通孔２５に対して上段側又は下段側で奥壁部２４を貫通する第２貫通孔２６とが形成されたハウジング２１と、導電路の形状に応じた金属からなるバスバー５１とバスバー５１を保持する外装部５６とを有し、バスバー５１の板面に沿う方向に突出するバスバー端子５２が第１貫通孔２５に挿通されるバスバー基板５０と、第２貫通孔２６に挿通された状態でフード部２２内に突出し、ハウジング２１の後方側がバスバー基板５０に接続される接続端子３０と、接続端子３０を保持し、バスバー基板５０に重ねられる台座部４０Ａ，４０Ｂと、を備える。

本実施形態によれば、バスバー端子５２は、外装部５６に保持されるとともに、接続端子３０の上段側又は下段側に配される接続端子３０は、台座部４０Ａ，４０Ｂに保持されるため、複数段の端子３０，５２を異なる部材で保持することができる。また、バスバー基板５０におけるバスバー５１の板面に沿う方向に突出するバスバー端子５２がハウジング２１の第１貫通孔２５に挿通されてコネクタ２０が形成されるため、バスバー基板５０の板面と直交する方向の寸法を小さくすることができる。また、このような姿勢でハウジング２１とバスバー基板５０とを組み付けたとしても絶縁板に銅箔が印刷されたプリント基板よりも強度の高いバスバー基板５０を用いているため、組付後の不具合を抑制することができる。これにより、複数段の端子３０，５２を異なる部材で保持しつつ、小型化することが可能となる。

また、複数段の端子３０，５２を台座部４０Ａ，４０Ｂとバスバー基板５０とで別々に保持することで、接続端子３０を台座部４０Ａ，４０Ｂに固定する工程と、バスバー基板５０を形成する工程を別々に行うことができるため、金型、成形、端子曲げ加工の制限を受けないで製造することが容易になり、コネクタ２０の多段化を容易に行うことができる。

また、ハウジング２１は、バスバー基板５０の端部に嵌合する嵌合溝２９を備える。
このようにすれば、バスバー基板５０の端部が嵌合溝２９に嵌合することで、バスバー基板５０の倒れや傾きを抑制することができる。

また、ハウジング２１及びバスバー基板５０のうちの少なくとも一方には、ハウジング２１とバスバー基板５０との間の組付方向を案内するガイド部５８が形成されている。
このようにすれば、ガイド部５８により、ハウジング２１とバスバー基板５０との間の組付けを容易に行うことができる。

また、台座部４０Ａ，４０Ｂ及びバスバー基板５０の一方には凸部５７が設けられ、台座部４０Ａ，４０Ｂ及びバスバー基板５０の他方には凸部５７に嵌合してバスバー基板５０に対する台座部４０Ａ，４０Ｂを位置決めする凹部４１が設けられている。
このようにすれば、凸部５７と凹部４１が嵌合することバスバー基板５０と台座部４０Ａ，４０Ｂとを相対的に位置決めすることができる。

また、外装部５６には、バスバー端子５２側へのフラックスの移動を規制する移動規制凸部６０が形成されている。
このようにすれば、製造工程においてフラックス塗布後にバスバー基板５０を傾斜させたとしても、フラックスがバスバー端子５２に付着することを抑制することができる。

また、台座部４０Ａ，４０Ｂは、バスバー基板５０の面上に載置され、バスバー基板５０はスルーホール５４を有し、接続端子３０はスルーホール５４に挿通されて半田付けされている。
このようにすれば、相手側コネクタとの嵌合時に接続端子３０が相手側端子からの力を受けた場合であっても、接続端子３０への力が台座部４０Ａ，４０Ｂによって受けられ、半田付けされた箇所にクラックが生じることを抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
（１）台座部４０Ａ，４０Ｂをバスバー基板５０の上に２段以上積み重ねるようにしてもよい。

（２）外装部５６は、バスバー５１をインサート成形することで形成されることとしたがこれに限られない。例えば、外装部がバスバー５１に対してクリアランスを有しつつ覆うことにより外装部にバスバー５１が保持されるようにしてもよい。

（３）ガイド部５８は、バスバー基板５０から突出することとしたが、ハウジング２１からガイド部を突出させ、バスバー基板５０側にガイド部が挿通されるガイド挿通凹部を設けるようにしてもよい。

（４）バスバー基板５０に凸部５７を設けたが、参考例として、台座部４０Ａ，４０Ｂに凸部を設けてバスバー基板５０の凹部に嵌合して台座部４０Ａ，４０Ｂが位置決めされるようにしてもよい。

１０： 電気接続箱
１１： 基板付きコネクタ
２０： コネクタ
２１： ハウジング
２２： フード部
２４： 奥壁部
２５： 第１貫通孔
２６： 第２貫通孔
２７： ガイド挿通孔
３０： 接続端子
４０Ａ，４０Ｂ： 台座部
５０： バスバー基板
５１： バスバー
５２： バスバー端子
５４： スルーホール
５５： 電子部品
５６： 外装部
５７： 凸部
５８： ガイド部
６０： 移動規制凸部
７０： ケース

Claims (6)

1. フード部と前記フード部を閉鎖する奥壁部とを有し、前記奥壁部を貫通する第１貫通孔と前記第１貫通孔に対して上段側又は下段側で前記奥壁部を貫通する第２貫通孔とが形成されたハウジングと、
   導電路の形状に応じた金属からなるバスバーと前記バスバーの両面を密着状態で覆う外装部とを有し、前記バスバーの板面に沿う方向に突出するバスバー端子が前記第１貫通孔に挿通されるバスバー基板と、
   前記第２貫通孔に挿通された状態で前記フード部内に突出し、前記ハウジングの後方側が前記バスバー基板に接続される接続端子と、
   前記接続端子を保持し、前記バスバー基板に重ねられる台座部と、を備え、
   前記バスバー基板には前記外装部に凸部が設けられ、前記台座部には前記凸部に嵌合して前記バスバー基板に対する前記台座部を位置決めする凹部が設けられている、基板付きコネクタ。
2. 前記ハウジングは、前記バスバー基板の端部に嵌合する嵌合溝を備える請求項１に記載の基板付きコネクタ。
3. 前記ハウジング及び前記バスバー基板のうちの少なくとも一方には、前記ハウジングと前記バスバー基板との間の組付方向を案内するガイド部が形成されている請求項１又は請求項２に記載の基板付きコネクタ。
4. 前記外装部には、前記バスバー端子側へのフラックスの移動を規制する移動規制凸部が形成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板付きコネクタ。
5. 前記台座部は、前記バスバー基板の面上に載置され、前記バスバー基板はスルーホールを有し、前記接続端子は前記スルーホールに挿通されて半田付けされている求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板付きコネクタ。
6. 請求項１から請求項５いずれか一項に記載の基板付きコネクタと、
   前記基板付きコネクタを収容するケースとを備える電気接続箱。

Images