JP4543330B2 - 電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、電気接続箱に関する。

自動車等に搭載される電気接続箱として、特許文献１に記載のものが知られている。この電気接続箱は、上面にリレー等の電気部品が実装された回路基板と、この回路基板の下面に接着されて電気部品等から発生する熱を放熱する放熱板とを備えている。そして、回路基板の周縁部に設けられた枠体の上面には、側方（回路基板の板面方向に対し略平行）に開口したコネクタ部が設けられている。
特開２００５−３０４１０５公報

上記の電気接続箱においては、放熱板を回路基板のほぼ全面にわたるようにして設けることにより十分な放熱性能を確保しているとともに、この放熱板の投影面内にコネクタ部を収めるように配置することでコンパクト化を図っている。

しかしながら、このような構造では、例えば放熱板側に設置された機器等と電気接続箱とを接続する場合には、電線をコネクタ部から側方に延出させた後、放熱板側に屈曲させて配索しなければならず、電線を引き回す分だけ電線や電気接続箱の側方スペースに無駄を生じることになる。

ここで、電線を引き回さずに放熱板側に向けて配索するためには、放熱板側に開口したコネクタ部を回路基板の側方もしくは下面側（放熱板側）に設ける必要がある。しかし、回路基板の側方にコネクタ部を設けると、電気接続箱が回路基板の板面方向に大きくなることになりコンパクト化の上で好ましくない。また、コネクタ部を回路基板の下面側に設けようとしても、回路基板の下面には放熱板が重ねられているから、放熱板が邪魔になってコネクタを設けるスペースが確保できない。

本発明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、コンパクト化を妨げることなく放熱板側に向けて電線を配索する際の電線の取り回しを良くすることのできる電気接続箱を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、回路基板と、この回路基板に設けられ同回路基板の導電路を外部の導電路と接続可能にする接続端子部と、前記回路基板の一面側に備えられ同回路基板からの熱を放熱させるための放熱板と、前記放熱板のうち前記回路基板の前記接続端子部に対応する位置に形成された開口部又は切欠部と、コネクタハウジングに端子金具を装着して構成され、前記コネクタハウジングが前記放熱板側に位置すると共に前記端子金具が前記開口部又は前記切欠部内を挿通することで前記回路基板の前記接続端子部に接続されたコネクタとを備え、前記コネクタハウジングには前記端子金具を保持するハウジング本体から延出して取付脚部が設けられ、その取付脚部を介して前記放熱板に取り付けた状態では前記ハウジング本体が前記放熱板から浮き上がり状態となり、前記ハウジング本体のうち前記放熱板側の面には前記コネクタハウジングの取り付け状態で前記放熱板に接触する突起部が設けられている電気接続箱としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記コネクタハウジングには、前記コネクタハウジングが取り付けられた状態で、前記回路基板の接続端子部と前記コネクタハウジングの外部とを連通させる窓部が形成されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
請求項１の発明によれば、放熱板には開口部または切欠部が形成され、放熱板側に位置するコネクタハウジングに装着された端子金具が、この開口部または切欠部内を挿通することで回路基板の接続端子部に接続されるコネクタが備えられている。このような構成によれば、放熱板側に位置するコネクタから電線が引き出されるため、放熱板側に向けて電線を配索する際に、従来のように電線を引き回さなくても済み、電線の取り回しが良くなる。また、コネクタハウジングが放熱板側に設けられているから、例えばコネクタハウジングが回路基板の側方に設けられて電気接続箱が回路基板の板面方向に大きくなってしまう場合に比べてコンパクトな構造となる。

また、コネクタハウジングは、ハウジング本体に設けられた突起部を放熱板に接触させ、ハウジング本体から延出した取付脚部を介して放熱板から浮き上がった状態で取り付けられる。ここで、ハウジング本体と放熱板とを平坦な面同士で接触させて取り付ける場合、この両面をできるだけ完全に平坦な面に成形しておかないと、取り付け状態でガタが生じてしまうおそれがあるが、そのように平坦な面を成形するのは困難である。しかし、本発明の構成によれば、ハウジング本体は放熱板に対し局部的に接触した状態で取り付けられるから、平坦な面同士で接触させる場合に比べガタの発生を抑制することができる。

＜請求項２の発明＞
請求項２の発明によれば、コネクタハウジングが取り付けられた状態で、回路基板の接続端子部とコネクタハウジングの外部とを連通させる窓部が形成されている。このような構成によれば、コネクタハウジングを取り付けた状態、すなわち回路基板の接続端子部に端子金具を接続させた状態で、この接続端子部に防湿剤や防水剤等のコーティング材を塗布することができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。図１および図２には、本実施形態にかかる電気接続箱の外観斜視図および分解斜視図を示した。
本実施形態の電気接続箱は、配電基板（図示せず）と略同一平面上に並べられてケーシング内に収容され、車両に搭載されて使用されるものである。そして、電気接続箱に備えられた制御回路基板１０は、配電基板に接続されるようになっている。以下、各構成部材において、図２の上側を上面、下側を下面として説明する。

制御回路基板１０は、図１および図２に示すように、全体として長方形の板状をなす回路基板１１を備え、その上面には、制御回路を構成する導体パターン（図示せず）が形成されているとともにリレー等の電装品１２が実装されている。そして、回路基板１１の下面には、絶縁性を有する薄い接着シート（図示せず）を介して複数本のバスバー１３が貼り付けられている。

回路基板１１の下面に貼り付けられている複数本のバスバー１３は、導電性に優れた金属板を打ち抜いて形成され、電力回路となる所定の導電路を形成している。また、このバスバー１３のうち回路基板１１の側縁部から延出されたバスバー延出部１３Ａは、配電基板に接続されるようになっている。各バスバー延出部１３Ａは回路基板１１の側縁部から延出した部分において先端が上方に向かうよう屈曲された形態をなし、それぞれスペースの都合によりできるだけ互いの間隔を狭くした状態で並列されている。

制御回路基板１０の長手方向における一端部には、この制御回路基板１０を上下方向（制御回路基板１０の板厚方向）に貫通する多数のスルーホール１４が配列されている。スルーホール１４は、制御回路基板１０の短手方向に複数並べられるとともに長手方向２段にわけて配されている。このスルーホール１４に後述するコネクタ４０の端子金具４３が挿入されて、端子金具４３と制御回路とが接続されており、スルーホール１４が本発明の接続端子部を構成している。

制御回路基板１０の下面には、絶縁性の接着剤（図示せず）により放熱板２０が重ねられている。図３には、本実施形態における電気接続箱の下面図を示した。放熱板２０は、回路基板１１に実装されたリレー等の電装品１２およびバスバー１３から発生する熱を放熱するために設けられたものであり、後述する枠体３０とともに制御回路基板１０を収容するケースを構成している。

放熱板２０は、熱伝導率の高いアルミニウムなどの金属により、回路基板１１の外形よりも一回り大きく形成され、バスバー延出部１３Ａの先端部を除いたほぼ全面にわたってカバーする略長方形の板状をなしている。

放熱板２０における制御回路基板１０のスルーホール１４に対応する位置には、この放熱板２０を上下方向（放熱板２０の板厚方向）に貫通するように開口された開口部２１が形成されている（図５を併せて参照）。この開口部２１は、複数のスルーホール１４が配された領域のまわりを囲うような長方形状に形成されている。そして、放熱板２０が制御回路基板１０の下面に取り付けられた状態では、この開口部２１を介してスルーホール１４が放熱板２０の下方に開放されるようになっている。なお、放熱板２０の長手方向における開口部２１が設けられた側とは反対側の端縁からは、取付片２２が斜め下方に逃げた姿勢で形成されている。

制御回路基板１０の周縁部には、図１および図２に示すように、回路基板１１の周縁にほぼ沿った枠状をなす枠体３０が備えられている。枠体３０は合成樹脂等の絶縁材料よりなり、その内側に回路基板１１をほぼ緊密に嵌めることのできる略長方形をなしている。そして、長辺側の両側枠部３１のうちバスバー延出部１３Ａに対応する側枠部３１は、バスバー延出部１３Ａよりも回路基板１１寄りに配されている。この側枠部３１の外側面には、外方に向けて突出した絶縁リブ３２が設けられており、それぞれバスバー延出部１３Ａ間に入り込んでいる。なお、枠体３０における長手方向ほぼ中央位置には、この枠体３０の長辺側の両側枠部３１を連結した形態の連結部３３が形成されている。

枠体３０の両側枠部３１におけるスルーホール１４側の端部には、その下面から下方に向けて突出して形成された第１ボス３４および第２ボス３５が設けられている（図３参照）。第１ボス３４および第２ボス３５は、互いに若干枠体３０の長手方向にずれた位置に配されている。第１ボス３４は、枠体３０の短手方向に沿う方向に細長い略長方形断面をなし、一方第２ボス３５は第１ボス３４よりも正方形に近い略長方形断面をなしている。そして、放熱板２０には、第１ボス３４および第２ボス３５に対応するボス孔２３がそれぞれ設けられており、枠体３０は、第１ボス３４および第２ボス３５を放熱板２０のボス孔２３にそれぞれ貫通させた状態で放熱板２０の上面に対し位置決めされ、放熱板２０の周縁部に対しネジ止めされて固定されている（図５を併せて参照）。こうして、枠体３０の下面側は放熱板２０によって塞がれた形態となる。このとき、第１ボス３４および第２ボス３５の先端部は、放熱板２０の下面から下方に突出した状態となっている。また、枠体３０には、第１ボス３４および第２ボス３５と並んでネジ孔３６が形成されている（図５参照）。各ネジ孔３６は、枠体３０の下面から上端寄り位置まで至る孔とされている。そして、放熱板２０には、このネジ孔３６に対応する位置にネジ孔２４が設けられている。このネジ孔２４は放熱板２０を貫通するものであり、枠体３０のネジ孔３６と同軸線上に重なるようになっている。なお、枠体３０の上面側には、図示しないカバーが被せられるようになっている。

放熱板２０の開口部２１の下側にはコネクタ４０が取り付けられている。図４には、本実施形態における電気接続箱をコネクタ４０側から見た側面図を、図５には、コネクタ４０が取り付けられている部分の側断面図を示した。このコネクタ４０は、合成樹脂製のコネクタハウジング４１を備えたハウジング本体４２に端子金具４３を装着したものである。

ハウジング本体４２は合成樹脂製であって、やや横長のブロック状をなすとともに、下方に開口したコネクタハウジング４１を備えている。コネクタハウジング４１は、ハウジング本体４２と同じくやや横長の形状をなしており、その天井壁４４には、端子金具４３が挿通される複数の端子挿通孔４５が形成されている（図３参照）。端子挿通孔４５は、コネクタハウジング４１の長手方向に複数並べられるとともに短手方向２段にわけて配され、制御回路基板１０のスルーホール１４に対応するようになっている。

各端子挿通孔４５に挿通されている端子金具４３は、金属板をプレス加工することにより、全体として細長い角棒状に成形され、直線的に延びる形状となっている（図５参照）。各端子金具４３には幅方向に張り出した位置決め部４３Ａが設けられ、この位置決め部４３Ａが端子挿通孔４５の周縁部に突き当たることにより各端子金具４３は端子挿通孔４５に対して位置決めされている。各端子金具４３は、一端をコネクタハウジング４１の開口内に突出させ、他端をコネクタハウジング４１の天井壁４４から上向きに突出させた姿勢でハウジング本体４２に保持されている。

ハウジング本体４２の上端部には、一対の取付脚部４６が設けられている。一対の取付脚部４６は、ハウジング本体４２の長手方向における両端縁部から、上方に立ち上るとともにそれぞれ外方に向かって張り出した形態をなし、全体として枠体３０を短手方向に横切って架け渡される長さとなっている。

各取付脚部４６の上縁４６Ａは、コネクタハウジング４１の天井壁４４の壁面方向に対し略平行をなすように形成されている。両取付脚部４６における互いに対向する面と、この両面に挟まれたハウジング本体４２の上面（放熱板２０の開口部２１に臨む面）とによって、下方に凹んだ凹み部４７が形成されている。この凹み部４７には、コネクタハウジング４１の天井壁４４を上方に貫通した端子金具４３の先端部が突出しており、その突出端は、両取付脚部４６の上縁４６Ａよりも上方に至っている。

両取付脚部４６の張り出し端部にはそれぞれ取付部４８が設けられている。各取付部４８は、図２に示すように、ハウジング本体４２の短手方向を長手方向とする略長方形の平板状をなし、取付脚部４６の上縁４６Ａに載置された形態で形成され、すなわち取付脚部４６の上縁４６Ａよりもわずかに上方に突出して設けられている。各取付部４８の上面は、取付脚部４６の上縁４６Ａに対し略平行をなす平坦な面とされている。

両取付脚部４６における互いに対向する側の端部（凹み部４７における両側部）には、取付脚部４６の上縁４６Ａから上方に突出する突起部４９が設けられている。各突起部４９は半球状をなし、その突出寸法は取付部４８の板厚寸法とほぼ同じ寸法とされ、突出端が取付部４８の上面位置とほぼ同じ位置に至っている。この突起部４９は、各端部にそれぞれ２個ずつ設けられるとともに、各端縁に沿う方向に並べて配されている。

各取付部４８には、放熱板２０から下方に突出している第１ボス３４および第２ボス３５に対応して第１ボス孔５０および第２ボス孔５１が設けられている。両ボス孔５０,５１はそれぞれ取付部４８を上下方向（板厚方向）に貫通して形成されるとともに、互いに各取付部４８の長手方向（ハウジング本体４２に対しては短手方向）に対し位置をずらして配されている。第１ボス孔５０は、第１ボス３４の外形形状に沿った細長い略長方形断面をなし、第１ボス３４と第１ボス孔５０とは、ほとんど隙間なく嵌合されるようになっている。また、第２ボス孔５１は、第２ボス３５よりもひとまわり大きい略長方形断面をなしており、第２ボス３５と第２ボス孔５１との間には、第１ボス３４と第１ボス孔５０との間のクリアランスよりも大きいクリアランスが設けられている。これにより、両ボス３４,３５もしくは両ボス孔５０,５１に多少の成形誤差が生じても、その成形誤差は第１ボス３４と第１ボス孔５０との間のクリアランスによって調整され、コネクタ４０を問題なく組み付けられるようになっている。

また、各取付部４８には、図２に示すように、ネジ孔５２が１個ずつ設けられている。このネジ孔５２は円形状をなし、各取付部４８を上下方向（板厚方向）に貫通して形成されている。両取付部４８に設けられたネジ孔５２は、同軸線上に連なった枠体３０のネジ孔３６および放熱板２０のネジ孔２４に対応するようにして、それぞれ第１ボス孔５０および第２ボス孔５１と並んで配されている。

そして、コネクタ４０は、第１ボス孔５０および第２ボス孔５１を、放熱板２０の下面から下方に突出した第１ボス３４および第２ボス３５の先端部にそれぞれ嵌めることにより、放熱板２０に対し位置決めされる。コネクタ４０が位置決めされて各取付部４８が放熱板２０の下面に当接した状態では、枠体３０のネジ孔３６、放熱板２０のネジ孔２４、およびコネクタ４０のネジ孔５２が同軸上に重なって配されるようになっている。そして、このネジ孔３６,２４,５２には下方からネジＳがねじ込まれ、その先端は枠体３０に達しており、コネクタ４０、放熱板２０、枠体３０とが一のネジＳに貫かれて固定されている。このとき、コネクタ４０のハウジング本体４２が、放熱板２０の開口部２１を介して、制御回路基板１０におけるスルーホール１４が設けられている部分と対向した状態となっている。

また、両取付脚部４６の上縁４６Ａと放熱板２０の下面との間には、図５に示すように、取付部４８の板厚分だけ隙間が空くとともに、ハウジング本体４２の上面（凹み部４７の底面）と放熱板２０の下面とは、凹み部４７の深さに取付部４８の板厚分を足した分だけ離れた状態となっている。そして、両取付脚部４６の上縁４６Ａから突出する突起部４９が、放熱板２０の開口部２１の周辺部に下側から接触した状態となっている。すなわち、コネクタ４０は、コネクタハウジング４１が放熱板２０の下方に離され、両取付部４８の上面および突起部４９の突出端のみが局部的に放熱板２０の下面に接触した状態で取り付けられている。

各端子金具４３の上向きの突出端は、スルーホール１４に下方から挿入されるとともに上面側において半田付けにより接続され、制御回路との電気的接続が図られている。そして、コネクタ４０の凹み部４７によって放熱板２０の開口部２１が側方に開放された状態となっており、この開放部分が、放熱板２０の開口部２１とコネクタハウジング４１の外部とを連通する窓部５３を構成している。そして、この窓部５３から、放熱板２０の開口部２１内に液状のコーティング材（図示せず）が流し込まれ、開口部２１の開口縁にせき止められてスルーホール１４が配された領域を覆っている。コーティング材の材質は、防湿材（例えば商品名「ヒューミシール１Ａ２７」エア・ブラウン株式会社製）が用いられている。こうして、端子金具４３との接続部分に防湿材が塗布され、結露等によりスルーホール１４から湿気が入らないようにされている。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態の電気接続箱においては、コネクタ４０が放熱板２０の下側に取り付けられている。ここで、従来のようにコネクタが放熱板の上方に配された電気接続箱においては、電気接続箱の下方（放熱板側）に設置した機器と電気接続箱とを接続する場合、コネクタから電線を側方に延出させた後下方に屈曲させ、電気接続箱の側方を引き回して配索しなければならない。しかし、本実施形態の構成によれば、電線を放熱板２０の下側から引き出せるから、電気接続箱の下方に設置された機器等に接続したい場合の電線の取り回しがよくなる。

しかも、コネクタ４０は放熱板２０の投影面内に設けられており、コネクタ４０を放熱板２０の側方に並べて設け、電気接続箱を放熱板２０の板面方向に広げる場合に比べてコンパクトな構造となる。
また、放熱板２０に開口された開口部２１は、制御回路基板１０のスルーホール１４に対応する部分に限定して形成されており、その開口面積は放熱板２０の面積に対してさほど大きくなく、放熱板２０の放熱性能が損なわれないようになっている。

そして、本実施形態のように制御回路基板１０のスルーホール１４に対向してコネクタハウジング４１が取り付けられるようになっているから、直線的に延びる形状の端子金具４３を用いることができる。ここで、従来の電気接続箱のように、コネクタが回路基板の板面方向に対し略平行をなして開口している場合には、複数本の端子金具をその開口方向に屈曲させる必要が生じる。そして、端子金具を屈曲させる際には、複数本の端子金具の曲げ形状を揃える等の手間を要する。しかし、本発明の構成によれば、このような屈曲作業にかかる手間を省くことができる。

さらに、コネクタハウジング４１は、ハウジング本体４２に設けられた突起部４９を放熱板２０に接触させ、ハウジング本体４２から延出した取付脚部４６を介して放熱板２０から浮き上がった状態で取り付けられている。ここで、ハウジング本体４２と放熱板２０とを平坦な面同士で接触させて取り付ける場合、この両面をできるだけ完全に平坦な面に成形しておかないと、取り付け状態でガタが生じてしまうおそれがある。しかし、放熱板２０およびハウジング本体４２における対向面を完全に平坦な面に成形するのは容易なことではなく、ガタが生じるのを防ぐのは困難である。ところが、本実施形態の構成によれば、コネクタ４０は、両取付脚部４６に設けられた両取付部４８の上面および突起部４９の突出端のみで、局部的に放熱板２０の下面に接触するようになっているから、平坦な面同士を接触させる場合に比べガタの発生を抑制することができる。

加えて、コネクタ４０が取り付けられた状態で、放熱板２０の開口部２１、すなわち開口部２１に臨むスルーホール１４とコネクタハウジング４１の外部とが窓部５３によって連通されている。これにより、コネクタハウジング４１を取り付けた状態、すなわち制御回路基板１０のスルーホール１４に端子金具４３を挿入して接続させた状態で、この接続部分に防湿剤や防水剤等のコーティング材を塗布することができるようになっている。

＜他の実施形態＞
本発明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発明の技術的範囲に含まれる。

（１）本発明の構成によれば、端子金具４３は、金属板をプレス加工することにより細長い角棒状に成形されたものとされているが、端子金具はこのようなものでなくてもよく、例えば回路基板の下面に備えられたバスバーを屈曲させてなるものであってもよい。

（２）本発明の構成によれば、端子金具４３はスルーホール１４に挿入されて半田接続されるようになっているが、これに限らず、例えば、プレスフィット端子のようにスルーホールに圧入保持されて電気的に接続されるものであってもよい。

（３）本発明の構成によれば、突起部４９は半球状をなしているが、突起部の形状は取付脚部４６の上縁４６Ａから突出していればどのような形状であっても構わず、また突起部４９は各取付脚部４６にそれぞれ２個ずつ設けられているが、何個設けられていても構わない。したがって、例えば、ピラミッド型の突起部が各取付脚部に１個もしくは３個以上ずつ設けられていてもよい。

（４）本発明の構成によれば、コネクタ４０の凹み部４７が窓部５３を構成しているが、必ずしもこのような凹み部によって窓部を構成しなくてもよく、例えば、この凹み部のかわりにハウジング本体に開口部を設けることにより窓部を構成するようにしてもよい。

本実施形態にかかる電気接続箱の外観斜視図 本実施形態における電気接続箱の分解斜視図 本実施形態における電気接続箱の下面図 本実施形態における電気接続箱をコネクタ側から見た側面図 コネクタが取り付けられている部分の側断面図

符号の説明

１１…回路基板
１４…スルーホール（接続端子部）
２０…放熱板
２１…開口部
４０…コネクタ
４１…コネクタハウジング
４２…ハウジング本体
４３…端子金具
４６…取付脚部
４９…突起部
５３…窓部

Claims (2)

1. 回路基板と、この回路基板に設けられ同回路基板の導電路を外部の導電路と接続可能にする接続端子部と、
   前記回路基板の一面側に備えられ同回路基板からの熱を放熱させるための放熱板と、
   前記放熱板のうち前記回路基板の前記接続端子部に対応する位置に形成された開口部又は切欠部と、
   コネクタハウジングに端子金具を装着して構成され、前記コネクタハウジングが前記放熱板側に位置すると共に前記端子金具が前記開口部又は前記切欠部内を挿通することで前記回路基板の前記接続端子部に接続されたコネクタとを備え、
   前記コネクタハウジングには前記端子金具を保持するハウジング本体から延出して取付脚部が設けられ、その取付脚部を介して前記放熱板に取り付けた状態では前記ハウジング本体が前記放熱板から浮き上がり状態となり、
   前記ハウジング本体のうち前記放熱板側の面には前記コネクタハウジングの取り付け状態で前記放熱板に接触する突起部が設けられている電気接続箱。
2. 前記コネクタハウジングには、前記コネクタハウジングが取り付けられた状態で、前記回路基板の接続端子部と前記コネクタハウジングの外部とを連通させる窓部が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。

Images