JP2012165590A

JP2012165590A - 電気接続箱

Info

Publication number: JP2012165590A
Application number: JP2011024891A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Uchida; 国大打田; Yoshihisa Shimada; 義久島田
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-08-30
Also published as: US8957308B2; US20120199373A1; CN102629747B; CN102629747A

Abstract

【課題】より少ない樹脂量で強度を確保出来ると共に、放熱性を向上することの出来る絶縁板を備えた、新規な構造の電気接続箱を提供すること。
【解決手段】電気部品との接続端子６４への入力荷重を支持する樹脂製の絶縁板１８をケース１２，１４内に収容すると共に、前記絶縁板１８に、板厚方向に貫通するハニカム構造部５２を形成した。
【選択図】図１

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、接続端子に加えられる荷重を支持する絶縁板を備えた電気接続箱に関するものである。

従来から、自動車等において、バッテリからの電源を各電装品に効率良く分配するために、ジャンクションボックス等の電気接続箱が用いられている。このような電気接続箱は、例えば特開２００９−２６４６４号公報（特許文献１）に記載されているように、プリント基板やバスバーで内部回路が構成されていると共に、それらプリント基板やバスバーに設けられた接続端子がケース外に突出されて、コネクタやヒューズ等の電気部品と接続可能とされている。

ところで、接続端子には、電気部品の挿抜に際して押込力や引抜力等の荷重が及ぼされることから、接続端子が変形したり、プリント基板が撓んで半田クラックやプリント配線が損傷するおそれがある。そこで、特許文献１にも記載されているように、従来から、絶縁板でプリント基板やバスバー等を支持することによって、接続端子への入力荷重を支持するようにされている。このような絶縁板は合成樹脂で形成されており、強度を確保するために、補強用のリブが一体形成された構造とされている。

ところが、このような構造の絶縁板では、リブを形成するために多くの樹脂材料が必要となる。それ故、製造コストの増加を招くと共に、電気接続箱の重量化を招くという問題があった。また、絶縁板がプリント基板等に全体的に重ね合わされることにより、空気の対流が低下して放熱性を低下してしまうおそれがあった。

特開２００９−２６４６４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、より少ない樹脂量で強度を確保出来ると共に、放熱性を向上することの出来る絶縁板を備えた、新規な構造の電気接続箱を提供することにある。

本発明の第一の態様は、電気部品との接続端子がケース外に突出されていると共に、前記接続端子への入力荷重を支持する樹脂製の絶縁板が前記ケース内に収容されている電気接続箱において、前記絶縁板には、板厚方向に貫通するハニカム構造部が形成されていることを、特徴とする。

本発明によれば、絶縁板をハニカム構造部において貫通形状とすることによって、絶縁板を形成する樹脂量を削減することが出来る。そして、樹脂用を削減しつつも、ハニカム構造を採用することによって、強度を確保することが出来る。その結果、製造コストの低減や電気接続箱の軽量化を図ることが出来る。更に、ハニカム構造部において絶縁板が貫通形状とされていることから、電気接続箱内の空気の対流も促進されて、絶縁板が重ね合わされるプリント基板等の熱を効率良く放散させることが出来る。即ち、本発明は、従来のように絶縁板に補強リブを形成したり、補強リブの形状を工夫するのではなく、絶縁板そのものをハニカム構造で形成するという全く新規な発想によって成されたものであって、これにより強度を確保しつつ少ない樹脂量で絶縁板を形成することが可能になると共に、放熱性の向上が可能とされたのである。

なお、絶縁板におけるハニカム構造部は、絶縁板の全体に形成されていても良いし、絶縁板に部分的に形成されていても良い。また、接続端子としては、プリント基板に半田付けされるもののみならず、バスバーに設けられるもの等でも良い。従って、絶縁板は、プリント基板を支持するものに限定されず、バスバーを支持するもの等でも良い。更に、絶縁板は、電気部品の接続に際して接続端子に加えられる押込力と、電気部品の抜去に際して接続端子に加えられる引抜力の何れの荷重に対して接続端子を支持するものでも良い。

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記絶縁板には厚肉部と薄肉部が形成されており、前記厚肉部に前記ハニカム構造部が形成されているものである。

本態様によれば、絶縁板に板厚寸法の小さな薄肉部を設けたことにより、例えば電気接続箱のケースに形成されるコネクタ装着部等の電気部品装着部を薄肉部の分だけ絶縁板に接近させて形成することが出来る。これにより、電気部品装着部のケース外方への突出量を抑えることが出来て、電気接続箱のコンパクト化を図ることが出来る。そして、板厚寸法の大きな厚肉部はハニカム構造部を形成して貫通形状とすることによって、厚肉部を少ない樹脂量で強度を確保しつつ形成することが出来る。

本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記接続端子がプリント基板に突設されており、該プリント基板が前記絶縁板に重ね合わされているものである。

本態様によれば、絶縁板でプリント基板を支持することによって、プリント基板に設けられた接続端子を支持することが出来る。これにより、プリント基板の変形を抑えて、半田クラックの発生やプリント配線の損傷等のおそれを低減することが出来る。そして、絶縁板がハニカム構造部において貫通形状とされていることから、プリント基板が重ね合わされた場合でも、プリント基板の熱を効率良く放散させることが出来る。

本発明の第四の態様は、前記第三の態様に記載のものにおいて、２枚の前記プリント基板が前記絶縁板の両側から重ね合わされており、前記ハニカム構造部がそれら２枚のプリント基板の間に位置されているものである。

本態様によれば、２枚のプリント基板を１枚の絶縁板で支持することが出来る。そして、２枚のプリント基板間にハニカム構造部が位置されることにより、それら２枚のプリント基板を優れた強度で支持することが出来る。更に、両プリント基板の間に位置された絶縁板が貫通形状とされていることから、両プリント基板の熱を何れも効率良く放散させることが出来る。

本発明によれば、接続端子への入力荷重を支持する絶縁板に、板厚方向に貫通するハニカム構造部を形成した。これにより、樹脂量を削減しつつ、強度を確保して絶縁板を形成することが出来る。更に、ハニカム構造部において絶縁板を貫通形状としたことから、電気接続箱内の空気の対流を促進して、放熱効果を向上することが出来る。

本発明の一実施形態としての電気接続箱の分解斜視図。アッパケースの上面図。ロアケースの上面図。ロアケースの側面図。絶縁板の上面図。絶縁板の下面図。絶縁板の側面図。図７とは異なる絶縁板の側面図。電気接続箱の断面図であって、図３におけるＩＸ−ＩＸ断面に相当する断面図。荷重入力時の撓み量の数値解析に用いた、本発明の構造を有する絶縁板と従来構造を有する絶縁板とを示す説明図。

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。

先ず、図１に、本発明の一実施形態としての電気接続箱１０を示す。電気接続箱１０は、アッパケース１２とロアケース１４の間に、ロアケース１４側から順に、第一プリント基板１６、絶縁板１８、第二プリント基板２０、第一バスバー絶縁板２２、第一バスバー２４、第二バスバー絶縁板２６、第二バスバー２８が積層されて収容された構造とされている。

図２に、アッパケース１２を示す。アッパケース１２には、電気部品装着部としての従来公知のヒューズ装着部３０、リレー装着部３２、コネクタ装着部３４などが適宜の位置に適当な個数だけ形成されている。特に、本実施形態におけるアッパケース１２には、３つのレバーコネクタ装着部３６が並列して形成されている。これらレバーコネクタ装着部３６は図示しない電気部品としてのレバーコネクタが装着されるものである。レバーコネクタ装着部３６は、アッパケース１２の幅方向（図２中、左右方向）の略全長に亘る比較的大型の装着部とされており、従来公知のように、内周面に突設されたレバー係合部３８に図示しないレバーコネクタのレバーが係合されて、該レバーとレバー係合部３８との係合案内作用によってレバーコネクタをレバーコネクタ装着部３６内に案内して装着するようになっている。

一方、図３および図４に、ロアケース１４を示す。なお、図３は、ロアケース１４の内面側となる上面である。ロアケース１４には、電気部品装着部としての従来公知のコネクタ装着部３４が適宜の位置に適当な個数だけ形成されている。また、図４から明らかなように、ロアケース１４は部分的に深さ寸法が異ならされており、相対的に深さ寸法が大きくされた略長方形の第一底部４０と、第一底部４０の２辺の外周部分に沿うＬ字形状をもって第一底部４０よりも深さ寸法が小さくされた第二底部４２が形成されている。これにより、第一底部４０に形成されたコネクタ装着部３４に比して、第二底部４２に形成されたコネクタ装着部３４のロアケース１４の外側（図４中、下方）への突出量が小さくされている。

次に、図５〜図８に、絶縁板１８を示す。絶縁板１８は、非導電性の合成樹脂から形成された一体成形品とされている。絶縁板１８は全体として略長方形の板形状とされている。図７および図８から明らかなように、絶縁板１８は部分的に厚さ寸法（図８における上下方向寸法）が異ならされており、相対的に厚肉とされた厚肉部４６と、厚肉部４６よりも厚さ寸法の小さな薄肉部４８が形成されている。そして、厚肉部４６がロアケース１４における第一底部４０に対応して第一底部４０と略等しい大きさの長方形形状とされている一方、薄肉部４８が第二底部４２に対応して第二底部４２と略等しい大きさで、厚肉部４６の２辺の外周部分に沿うＬ字形状とされている。なお、厚肉部４６と薄肉部４８は、アッパケース１２側（図８中、上方）の端縁部が同一平面上に形成されている一方、ロアケース１４側（図８中、下方）に向けて、厚肉部４６が薄肉部４８よりも突出されている。

厚肉部４６は板厚方向（図７における左右方向）に貫通するハニカム構造をもって形成されており、正六角形形状をもって厚肉部４６を板厚方向に貫通する多数の貫通孔５０が整列して形成されている。これにより、本実施形態においては、厚肉部４６の略全体にハニカム構造部５２が形成されている。一方、薄肉部４８は、中実の板形状を有しており、ハニカム形状の補強リブ５４が略全体に形成されている。

図５に示したように、絶縁板１８においてアッパケース１２側となる上面５６には、複数の上方支持突起５７が適宜の位置に突出して形成されている。そして、上方支持突起５７の突出先端縁部と、絶縁板１８の外周縁部に突出形成された上方周縁リブ５８の突出先端縁部が、互いに等しい高さ位置に設定されている。一方、図６に示したように、厚肉部４６においてロアケース１４側となる下面５９の外周部分には複数の下方支持突起６０が突出して形成されている。そして、下方支持突起６０の突出先端縁部と、厚肉部４６の外周縁部に突出形成された下方周縁リブ６１の突出先端縁部が、互いに等しい高さ位置に設定されている。また、図６に示したように、絶縁板１８には、厚肉部４６の対角線上の２隅部において、ネジ孔６２，６２が形成されている。更に、厚肉部４６には、板厚方向（図７における左右方向）に貫通する矩形の部品収容孔６３が複数形成されている。

また、図１に示したように、第一および第二のプリント基板１６，１８は何れも従来公知のプリント基板と同様の構造とされている。第一および第二のプリント基板１６，１８には、それぞれ、音叉形状をもって図示しない電気部品としてのヒューズやリレーなどと接続される接続端子６４ａや、樹脂製の台座６５に組み付けられて図示しない電気部品としてのコネクタなどと接続される接続端子６４ｂが適宜の位置に半田付けされて突設されている。以下、これら接続端子６４ａ，６４ｂを特に区別することなく説明する。また、第一のプリント基板１６は、絶縁板１８の厚肉部４６と略等しい大きさとされている。一方、第二のプリント基板２０は、絶縁板１８の略全体に亘る大きさとされている。これら第一のプリント基板１６と第二のプリント基板２０は、複数の基板間端子６６の両端部が両プリント基板１６，２０にそれぞれ半田付けされることによって、複数の基板間端子６６で相互に接続されている。

そして、図９に示すように、第一のプリント基板１６と第二のプリント基板２０が絶縁板１８を挟んで、第一のプリント基板１６が絶縁板１８の下面５９に重ね合わされると共に、第二のプリント基板２０が絶縁板１８の上面５６に重ね合わされる。なお、第一のプリント基板１６は、厚肉部４６の下面５９に形成された下方支持突起６０と下方周縁リブ６１で支持されて、厚肉部４６の下面５９に対して隙間を隔てて重ね合わされている。同様に、第二のプリント基板２０は、絶縁板１８の上面５６に形成された上方支持突起５７と上方周縁リブ５８で支持されて、絶縁板１８の上面５６の略全体に対して隙間を隔てて重ね合わされている。なお、第一のプリント基板１６において絶縁板１８のネジ孔６２と重なる位置にはネジ挿通孔６７（図１参照）が貫設されており、このネジ挿通孔６７を通じて図示しないネジが絶縁板１８のネジ孔６２に螺着されることによって、第一のプリント基板１６が絶縁板１８にネジ固定されるようになっている。このようにして、絶縁板１８の厚肉部４６に形成されたハニカム構造部５２が、第一のプリント基板１６と第二のプリント基板２０の間に位置されている。また、第二のプリント基板２０には、絶縁板１８と対向する下面にリレー６９等の電気部品が装着されており、これら電気部品が絶縁板１８の部品収容孔６３内に収容されるようになっている。

さらに、第二のプリント基板２０に第一バスバー絶縁板２２、第一バスバー２４、第二バスバー絶縁板２６、第二バスバー２８が順に重ね合わされて、ロアケース１４とアッパケース１２の間に収容されている。なお、アッパケース１２にはロアケース１４側に向けて突出する挿通ロッド６８が形成されており、該挿通ロッド６８が第一および第二バスバー絶縁板２２，２６、第一および第二プリント基板１６、２０、絶縁板１８のそれぞれに貫設されたロッド挿通孔７０ａ〜７０ｅ（図１参照）に挿通されてロアケース１４のネジ止め部７２に突き当てられると共に、ネジ止め部７２にロアケース１４の外側から挿通された図示しないネジによってロアケース１４にネジ止めされる。これにより、絶縁板１８や第一および第二のプリント基板１６，２０がアッパケース１２とロアケース１４内で位置決めされる。

アッパケース１２およびロアケース１４への収容状態で、絶縁板１８の厚肉部４６がロアケース１４の第一底部４０に重なって位置されると共に、薄肉部４８が第二底部４２に重なって位置されている。そして、第一のプリント基板１６においてロアケース１４側に突設された接続端子６４が、ロアケース１４を貫通してロアケース１４のコネクタ装着部３４内で、ロアケース１４外に突出して配設される。一方、第二のプリント基板２０においてアッパケース１２側に突設された接続端子６４が、アッパケース１２を貫通してアッパケース１２のヒューズ装着部３０、リレー装着部３２、コネクタ装着部３４やレバーコネクタ装着部３６のそれぞれの内部でアッパケース１２外に突出して配設される。更に、第二のプリント基板２０には、ロアケース１４側にも接続端子６４が突設されており、ロアケース１４側に突設された接続端子６４が、絶縁板１８の薄肉部４８に貫設された端子挿通孔７４およびロアケース１４を貫通して、ロアケース１４の第二底部４２に形成されたコネクタ装着部３４内でロアケース１４外に突出して配設されている。

本実施形態に従う構造とされた電気接続箱１０によれば、アッパケース１２のヒューズ装着部３０やリレー装着部３２、コネクタ装着部３４、レバーコネクタ装着部３６に図示しない電気部品としてのヒューズやリレー、コネクタ等が装着される場合には、第二のプリント基板２０に突設された接続端子６４に押込方向（図９における上方から下方）の荷重が及ぼされる。そして、第二のプリント基板２０が絶縁板１８で支持されることにより、接続端子６４が支持される。同様に、ロアケース１４のコネクタ装着部３４に図示しないコネクタが装着される場合には、第一のプリント基板１６に突設された接続端子６４に押込方向（図９における下方から上方）の荷重が及ぼされる。そして、第一のプリント基板１６が絶縁板１８で支持されることにより、接続端子６４が支持される。

そして、本実施形態においては、絶縁板１８の厚肉部４６において、ハニカム構造部５２が形成されている。これにより、厚肉部４６の強度が確保されており、第一および第二のプリント基板１６、２０に突設された接続端子６４を強固に支持して、プリント基板１６，２０の変形や、接続端子６４の半田付け部におけるクラックの発生を軽減することが出来る。その結果、レバーコネクタ装着部３６内に配設された接続端子６４のように、大型のレバーコネクタが接続されて大きな荷重が及ぼされる接続端子６４でも、少ない樹脂量で支持力を確保することが出来る。更に、ハニカム構造部５２において絶縁板１８が貫通形状とされていることから、電気接続箱１０内の空気の対流が促進されて、プリント基板１６，２０の熱を効率良く放散することが出来る。これにより、ハニカム構造部５２を貫通形状として樹脂量を削減しつつ厚肉部４６の強度を確保出来ると共に、放熱性を向上することが出来る。特に本実施形態においては、第一および第二のプリント基板１６，２０が、下方支持突起６０や上方支持突起５７等によって絶縁板１８の下面５９および上面５６に対して隙間を隔てて重ね合わされていることにより、より優れた放熱効果を得ることが出来る。また、絶縁板１８がハニカム構造部５２において貫通形状とされていることから、貫通孔５０を通じて第一のプリント基板１６や第二のプリント基板２０を視認することも可能であり、絶縁板１８と第一および第二のプリント基板１６，２０との位置合わせの作業性の向上も図られる。

特に本実施形態においては、第一のプリント基板１６と第二のプリント基板２０との間に絶縁板１８を介在させることによって、両プリント基板１６、２０の何れの接続端子６４も１枚の絶縁板１８で支持することが出来る。そして、両プリント基板１６，２０の間に貫通形状のハニカム構造部５２が位置されることから、両プリント基板１６，２０の熱を効率良く放散させることが出来る。更に、ハニカム構造部５２によって、両プリント基板１６，２０間の絶縁板１８の強度と放熱性が高められていることから、絶縁板１８の熱変形を抑えることが出来る。その結果、絶縁板１８の熱変形に起因する両プリント基板１６，２０の相対的な位置ずれによって、基板間端子６６の半田付け部にクラックが生じるおそれも低減することが出来る。

また、絶縁板１８には、薄肉部４８が形成されている。これにより、第二のプリント基板２０からロアケース１４側に突出される接続端子６４の長さ寸法を大きくすること無しにロアケース１４側に突出させることが出来る。それと共に、ロアケース１４の第二底部４２に形成されて、第二のプリント基板２０の接続端子６４が配設されるコネクタ装着部３４のロアケース１４外方への突出量を抑えることが出来て、電気接続箱１０のコンパクト化を図ることが出来る。更に、薄肉部４８は中実形状とされると共に、ハニカム形状の補強リブ５４が形成されていることによって強度が確保されている。また、厚肉部４６に部品収容孔６３を形成して、第二のプリント基板２０に設けられたリレー６９等の大型部品を収容することにより、厚肉部４６の厚さ寸法を巧く利用してリレー６９等の大型の電気部品をスペース効率良く電気接続箱１０内に配設することが出来る。

なお、図１０（ａ）に、本発明に従う構造とされた絶縁板８０が示され、図１０（ｂ）に、従来構造に従う比較例としての絶縁板８２が示されている。絶縁板８０および絶縁板８２は、全体形状として前記実施形態における絶縁板１８と略同様の形状とされており、絶縁板８０は、本発明に従う貫通形状のハニカム構造部を有している一方、従来構造に従う絶縁板８２は、ハニカム構造部を有することなく、且つ非貫通形状で、格子形状とその対角線上に延びる形状が組み合わされた補強リブが形成された構造とされている。そして、各絶縁板８０，８２のそれぞれについて、図中に矢印で示した３箇所にコネクタ装着に伴う荷重が及ぼされた場合の撓み量を数値解析した。その結果、本発明に従う構造とされた絶縁板８０の最大撓み量は、従来構造に従う絶縁板８２の最大撓み量の３５％となった。このことから、本発明によれば、絶縁板を貫通形状として樹脂量の削減と軽量化を実現しつつ、従来構造に比してより高い強度が確保出来ることが明らかとなった。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、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、絶縁板に支持される接続端子としては、プリント基板に設けられた接続端子のみならず、バスバーに設けられた接続端子等でも良い。従って、絶縁板は、プリント基板を支持するものに限定されず、バスバーを支持するもの等でも良い。更に、絶縁板は、接続端子に及ぼされる引抜方向の入力荷重に対して支持するものでも良い。

また、前記実施形態における電気接続箱１０は、第一プリント基板１６と第二のプリント基板２０の２枚のプリント基板が収容されていたが、プリント基板を１枚のみ収容するもの、或いは３枚以上収容するものでも良いし、更には絶縁板でバスバーの接続端子を支持する場合には、プリント基板を収容することなく、バスバーのみを収容した電気接続箱等であっても良い。

１０：電気接続箱、１２：アッパケース、１４：ロアケース、１６：第一のプリント基板、１８：絶縁板、２０：第二のプリント基板、４６：厚肉部、４８：薄肉部、５０：貫通孔、５２：ハニカム構造部、５４：補強リブ、６４：接続端子

Claims

電気部品との接続端子がケース外に突出されていると共に、
前記接続端子への入力荷重を支持する樹脂製の絶縁板が前記ケース内に収容されている電気接続箱において、
前記絶縁板には、板厚方向に貫通するハニカム構造部が形成されている
ことを特徴とする電気接続箱。
前記絶縁板には厚肉部と薄肉部が形成されており、前記厚肉部に前記ハニカム構造部が形成されている
請求項１に記載の電気接続箱。
前記接続端子がプリント基板に突設されており、該プリント基板が前記絶縁板に重ね合わされている
請求項１又は２に記載の電気接続箱。
２枚の前記プリント基板が前記絶縁板の両側から重ね合わされており、前記ハニカム構造部がそれら２枚のプリント基板の間に位置されている
請求項３に記載の電気接続箱。