JP3888368B2 - 電気接続箱 - Google Patents

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Description

本発明は、電気接続箱に関し、詳しくは、内部回路の分岐回路をバスバーと絶縁板とからなる積層体とプリント基板により構成し、電気接続箱を小型化・軽量化するものである。
自動車用ワイヤハーネスに接続される電気接続箱では、自動車に搭載される電装品の急増等の理由により、電気部品や電子部品を実装したプリント基板を収容する場合が増加しつつある。
この種の電気接続箱として、内部回路をバスバーと絶縁板を交互に積層したバスバー積層体と、電子部品を実装したプリント基板とから構成したものが、例えば、特開平９−２３３６５０号（特許文献１）で提供されている。
前記特許文献１に開示された電気接続箱１は、図６に示すように、ケース内にバスバー２と絶縁板３を積層した積層体４と電子部品５を実装した回路基板（プリント基板）６を収容しており、バスバー２に突設した支持用バスバータブ２ａで回路基板６を支持すると共に、バスバー２に突設した接続用バスバータブ２ｂを回路基板６に設けたコネクタ６ａに挿入して回路基板６の導体と電気接続している。
このように、プリント基板の回路はコネクタを介してバスバーと接続し、バスバーを通して外部回路のワイヤハーネスとコネクタ接続している。よって、プリント基板に搭載するリレー等の増加に伴いバスバーがより多層化し、電気接続箱が大型化、複雑化する問題がある。
特開平９−２３３６５０号公報
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、プリント基板の利用効率を高めることで、電気接続箱に収容するバスバーの層数を出来るだけ減少させ、それに伴い電気接続箱の大型化、重量化を抑制することを課題としている。
前記課題を解決するため、本発明は、ケース内部に、上位置に分岐回路ユニット、中間位置に多機能中継ユニット、下位置にリレーユニットを順次平行配置して収納しており、 前記分岐回路ユニットは、バスバーと絶縁板とが交互に配置される積層体と、該積層体の最下層の絶縁板と当接させて平行配置され且つ表裏両面に導体を設けているが電気部品は実装されず、該導体と接続した中継ピンを前記多機能中継ユニット側に突出させている第一プリント基板とからなり、
前記多機能中継ユニットは、電気部品が実装されている第二プリント基板と、該第二プリント基板に形成された開口部に貫通させて取り付けていると共に上下方向に長い長尺な第１端子収容部と上下方向に短い第２端子収容部とを段差状に直列配置で設けている中継コネクタを備え、該中継コネクタは前記第１端子収容部に両側から挿入される中継ピンを接続する長尺な第１中継端子と、前記第２端子収容部に一方側から挿入される中継ピンを前記第二プリント基板の導体と接続する短尺な第２中継端子を備え、かつ、該第二プリント基板の導体に外部接続端子を突出して前記ケースに設けられたコネクタ嵌合部に突出させており、
前記リレーユニットは、第三プリント基板上に複数のリレーを実装していると共に、該リレーと接続された前記第三プリント基板の導体に中継ピンを接続し、該中継ピンを前記多機能中継ユニット側に突出させており、
前記分岐回路ユニットとリレーユニットとの中継ピンを前記多機能中継ユニットの前記第１中継端子で接続すると共に、いずれか一方の中継ピンを前記第２中継端子と接続して第二プリント基板の導体を介して前記コネクタ嵌合部に嵌合されるワイヤハーネス端末のコネクタと接続する構成としていることを特徴とする電気接続箱を提供している。
前記のように、本発明では、分岐回路ユニットとリレーユニットの間に第二プリント基板に中継コネクタを取り付けた多機能中継ユニットを配置した構成としているため、該中継コネクタを介して分岐回路ユニットとリレーユニットの回路をそれぞれ第二プリント基板の導体に接続でき、かつ、分岐回路ユニットとリレーユニットとの回路も直接接続できると共に第二プリント基板の導体とも接続できる。しかも、第二プリント基板の回路に突設した外部接続端子をコネクタ嵌合部に突出させてワイヤハーネス端末のコネクタと接続させている。即ち、従来はプリント基板の回路はバスバーを介してワイヤハーネスのコネクタと接続しているが、本発明では、プリント基板の回路をバスバーを介さずに外部回路と接続しているためバスバーの層数を減少することができる。
さらに、分岐回路ユニットではバスバーと共に表裏両面に導体を設けたプリント基板も併用しているため、この点でもバスバーのみから形成する場合と比較してバスバー層数を減少できる。
上記した２点（プリント基板の回路を直接外部回路と接続していること、分岐回路ユニットにプリント基板を用いていること）よりバスバーの積層枚数を必要最小限に抑えることができ、電気接続箱の大型化、重量化を抑制でき、かつ、バスバー作成用の金型費用の削減も図ることができる。
前記バスバーとプリント基板とからなる分岐回路ユニットでは、導電性金属板を打ち抜いて形成したバスバーを大電流回路用とする一方、プリント基板の銅箔等からなる導体は小電流回路用としている。例えば、２０アンペア以上の電流回路はバスバーで構成する一方、２０アンペアより小さな負荷側回路はプリント基板の導体で構成することにより、バスバーの積層数を低減している。ただし、２０アンペア以上の電流回路を全てバスバーで構成し、２０アンペアより小さな負荷側回路を全てプリント基板の導体で構成する必要はなく、回路設計上の都合により、２０アンペアより小さな回路の一部をバスバーで構成してもよいし、逆に、２０アンペア以上の回路の一部をプリント基板の導体で構成してもよい。なお、バスバーで構成する回路の電流値とプリント基板の導体で構成する回路の電流値の境界値は２０アンペアに限らず、１５アンペア程度としてもよい。
前記分岐回路ユニットのバスバーに形成したタブあるいは／および第一プリント基板の導体と接続した接続端子を前記ケースの一面に搭載するヒューズ、コネクタおよびリレーの端子と中継端子を介さずに接続する一方、前記多機能中継ユニットの第二プリント基板から突設する外部接続端子を突出させる前記コネクタ嵌合部は前記ケースの他面側に設けていることが好ましい。
即ち、分岐回路ユニットのバスバーとワイヤハーネス端末のコネクタとの接続はケースの一面側で行う一方、前記多機能中継ユニットの第二プリント基板の導体とワイヤハーネス端末のコネクタとの接続はケースの他面側で行う構成としているため、コネクタ嵌合部をケースの両面に効率良く配置でき、かつ、いずれも中継端子を介してコネクタ接続する必要もなく、部品点数の削減等を図ることができる。
前述したように、本発明によれば、第一に、分岐回路ユニットとリレーユニットとの間に多機能中継ユニットを配置した構成とすることで、効率の良い回路構成を達成できる。かつ、多機能中継ユニットの第二プリント基板から突設した外部接続端子を直接ワイヤハーネス端末のコネクタと接続し、バスバーを介在させていないため、バスバーの積層枚数の削減を図ることができる。
第二に、分岐回路ユニットではバスバーだけでなく、両面導体配置のプリント基板から構成しているため、この点からもバスバーの積層枚数を削減できる。
前記した点から、電気接続箱の回路構成を複雑化せず、かつ、小型化・軽量化を図ることができる。
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５は、本発明の実施形態を示し、電気接続箱１０は、アッパーケース１１、中間ケース１２、ロアケース１３を組み付けて形成しており、ケース内に内部回路を構成する分岐回路ユニット２０、多機能中継ユニット４０、リレーユニット５０を上下方向に間隔をあけて平行配置して収容固定している。
アッパーケース１１と中間ケース１２とで囲まれた空間内に収容される分岐回路ユニット２０は、導電性金属板を所要形状に打ち抜いて形成したバスバー２１と絶縁板２２とを交互に積層した積層体２３と、絶縁基板３１の両面に銅箔等の導体３２を所要の回路形状に印刷して形成した第一プリント基板３０とからなる。積層体２３の最下層の絶縁板２２の周縁に下面から下方に向けて周壁部２２ａを突設し、該周壁部２２ａの下端面を積層体２３の下方に配置する第一プリント基板３０の絶縁基板３１の上面に当接させて隣接平行配置している。よって、積層体２３の下面と第一プリント基板３０の上面との間に空間が形成され、該空間内にプリント基板３０の上面側の導体３２が配置されている。
なお、本実施形態では、３層のバスバー２１と１枚のプリント基板３０により分岐回路を形成している。
また、プリント基板３０は分岐回路用として設けたものであり、電子部品等を実装していない。
さらに、内部回路のうち２０アンペア以上の電流回路はバスバー２１により構成する一方、２０アンペアより小さな電流回路は第一プリント基板３０の導体３２により構成している。
中間ケース１２とロアケース１３とで囲まれた空間内には、上方に多機能中継ユニット４０を収容すると共に、下方に間隔をあけてリレーユニット５０を収容している。
多機能中継ユニット４０は、絶縁基板４１の上面に銅箔等の導体４２を所要の回路形状に印刷して形成した第二プリント基板４３に多重通信用の電子部品４４が多数実装されており、電子部品４４の端子を導体４２に半田付けして接続している。
リレーユニット５０は、絶縁基板５１の下面に銅箔等の導体５２を所要の回路形状で印刷して形成した第三プリント基板５３の上面に基板リレー５４を配置し、該基板リレー５４の端子５５を基板５１と導体５２に貫通させて半田付けして導体５２に接続している。
前記第一〜第三プリント基板３０、４３、５３の導体３２、４２、５２は、多機能中継ユニット４０の第二プリント基板４３に組み付けた中継コネクタ４５を介して接続している。
中継コネクタ４５のハウジング４６は、図４に示すように、上下方向に長い長尺部４６ａと上下方向に短い短尺部４６ｂとからなり、長尺部４６ａに上下方向に長い第１端子収容部４７を直列配置で設ける一方、短尺部４６ｂに上下方向に短い第２端子収容部４８を直列配置で設けている。段状に突出した長尺部４６ａは絶縁基板４１に設けた開口部を通すと共に、短尺部４６ｂの上面を絶縁基板４１の下面に当接させてボルト締め固定（図示せず）している。
中継コネクタ４５の第１端子収容部４７には上下両端にメス端子嵌合部６０ａを備えた長尺な第１中継端子６０を収容している。上方からプリント基板３０の導体３２に半田付け接続した中継ピン３３を挿入して上部のメス端子嵌合部６０ａと接続すると共に、下方から第三プリント基板５３の導体５２に半田付け接続した中継ピン５６を挿入して下部のメス端子嵌合部６０ａと接続し、第１中継端子６０を介して中継ピン３３と５６を接続して第一プリント基板３０の導体３２と第三プリント基板５３の導体５２とを導通させている。
一方、短尺部４６ｂの第２端子収容部４８には、図５に示すように、１つのメス端子嵌合部６１ａと基板の導体に直接接続する接続片６１ｂを備えた図示のような短尺な第２中継端子６１を収容している。該第２端子収容部４８には、第１プリント基板３０の導体３２に半田付けされた中継ピン３４が上方から、もしくは第３プリント基板５３の導体５２に半田付けされた中継ピン５７が下方から挿入されて第２中継端子６１のメス端子嵌合部６１ａと接続され、中継ピン３４もしくは中継ピン５７が第２中継端子６１を介して第２プリント基板４３の導体４２と接続される。
分岐回路ユニット２０の積層体２３のバスバー２１は先端を屈折させて上下にタブ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを突設し、該タブ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄをアッパーケース１１の上面に設けたヒューズ収容部１１ａ、リレー収容部１１ｂ、コネクタ嵌合部１１ｃ、中間ケース１２の下面に設けたコネクタ嵌合部１２ａ内にそれぞれ突出しており、ヒューズの端子、リレーの端子、ワイヤハーネス端末のコネクタ内の端子とそれぞれ接続している。
また、分岐回路ユニット２０の第一プリント基板３０の下面側の導体３２に半田付けして上方に向けて突設した接続端子３５もアッパーケース１１の上面に設けたヒューズ収容部１１ａ、リレー収容部１１ｂ、コネクタ嵌合部１１ｃ内に突出して、ヒューズの端子、リレーの端子、ワイヤハーネス端末のコネクタ内の端子とそれぞれ接続している。
多機能中継ユニット４０の第二プリント基板４３の導体４２には、外部接続端子４９を半田付けして下方に向けて突設している。該外部接続端子４９は、第一、第二プリント基板３０、５３の導体３２、５２とは接続せず、ロアケース１３の下面に設けたコネクタ嵌合部１３ａ内に直接突出させてワイヤハーネス端末のコネクタ（図示せず）内の端子と接続している。即ち、第二プリント基板４３の導体４２と中継コネクタ４５を介して接続した第一プリント基板３０の導体３２と第三プリント基板５３の導体５２は、第二プリント基板４３の導体４２を介してワイヤハーネス端末のコネクタと接続されている。
次に、電気接続箱１０の回路構造について説明する。
先ず、中間ケース１２のコネクタ嵌合部１２ａに嵌合されたコネクタ（図示せず）から分岐回路ユニット２０のバスバー２１に電源が供給される。この供給された電源は、バスバー２１のタブ２１ｃがアッパーケース１１のコネクタ嵌合部１１ｃに嵌合したコネクタと接続されて電装品に分配されるか、もしくは、ヒューズ（図示せず）を介して第一プリント基板３０に供給される。第一プリント基板に供給された電源は中継ピンと中継コネクタを介して第２プリント基板４３および第三プリント基板５３に供給され、第三プリント基板５３に供給された電源は、基板リレー５４を通り、再び中継ピン５７と中継コネクタ４５を介して第二プリント基板４３に供給される。第二プリント基板４３に供給された電源は、第二プリント基板４３の導体４２に接続した外部接続端子４９を介して外部回路のワイヤハーネス（図示せず）側へと供給され、各電装品へ分配される。
前記構成によれば、電気接続箱１０の内部回路の分岐回路を構成する分岐回路ユニット２０をバスバー２１と絶縁板２２とを交互に積層した積層体２３と両面に導体３２を形成したプリント基板３０により形成しているため、分岐回路ユニット２０をバスバー２１の積層体２３のみにより形成した場合と比較してバスバー２１の積層数を低減することができ、電気接続箱１０を小型化することができる。
また、第二プリント基板４３に電子部品４４を実装した多機能中継ユニット４０を分岐回路ユニット２０とリレーユニット５０との間に配置しているため、中継ピンを介して多機能中継ユニット４０の電子部品４４を分岐回路ユニット２０の第一プリント基板３０の導体３２やリレーユニット５０の第三プリント基板５３の導体５２に容易に接続することができる。
このように、本発明によれば、第二プリント基板に中継コネクタを搭載した多機能中継ユニットを、分岐回路ユニットとリレーユニットとの間に介在させて回路接続し、かつ、第二プリント基板の導体を直接にワイヤハーネス端末のコネクタと接続する構成とし、従来のようなバスバーを介してワイヤハーネス端末のコネクタと接続する構成としていないため、バスバー層数の削減を図る事が出来る。
本発明の実施形態の電気接続箱の断面図である。 電気接続箱の分解断面図である。 電気接続箱を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図である。 中継コネクタの正面図である。 中継コネクタを介して第二プリント基板の導体と第三プリント基板の導体とを接続した状態を示す図面である。 従来例を示す図面である。
符号の説明
１０ 電気接続箱
２０ 分岐回路ユニット
２１ バスバー
２３ 積層体
３０ 第一プリント基板
３２ 導体
３３、３４ 中継ピン
３５ 接続端子
４０ 多機能中継ユニット
４２ 導体
４３ 第二プリント基板
４５ 中継コネクタ
４９ 外部接続端子
５０ リレーユニット
５２ 導体
５３ 第三プリント基板
５４ 基板リレー
５６、５７ 中継ピン
６０ 第１中継端子
６１ 第２中継端子

Claims (3)

  1. ケース内部に、上位置に分岐回路ユニット、中間位置に多機能中継ユニット、下位置にリレーユニットを順次平行配置して収納しており、
    前記分岐回路ユニットは、バスバーと絶縁板とが交互に配置される積層体と、該積層体の最下層の絶縁板と当接させて平行配置され且つ表裏両面に導体を設けているが電気部品は実装されず、該導体と接続した中継ピンを前記多機能中継ユニット側に突出させている第一プリント基板とからなり、
    前記多機能中継ユニットは、電気部品が実装されている第二プリント基板と、該第二プリント基板に形成された開口部に貫通させて取り付けていると共に上下方向に長い長尺な第１端子収容部と上下方向に短い第２端子収容部とを段差状に直列配置で設けている中継コネクタを備え、該中継コネクタは前記第１端子収容部に両側から挿入される中継ピンを接続する長尺な第１中継端子と、前記第２端子収容部に一方側から挿入される中継ピンを前記第二プリント基板の導体と接続する短尺な第２中継端子を備え、かつ、該第二プリント基板の導体に外部接続端子を突出して前記ケースに設けられたコネクタ嵌合部に突出させており、
    前記リレーユニットは、第三プリント基板上に複数のリレーを実装していると共に、該リレーと接続された前記第三プリント基板の導体に中継ピンを接続し、該中継ピンを前記多機能中継ユニット側に突出させており、
    前記分岐回路ユニットとリレーユニットとの中継ピンを前記多機能中継ユニットの前記第１中継端子で接続すると共に、いずれか一方の中継ピンを前記第２中継端子と接続して第二プリント基板の導体を介して前記コネクタ嵌合部に嵌合されるワイヤハーネス端末のコネクタと接続する構成としていることを特徴とする電気接続箱。
  2. 前記分岐回路ユニットのバスバーに形成したタブあるいは／および第一プリント基板の導体と接続した接続端子を前記ケースの一面に搭載するヒューズ、コネクタおよびリレーの端子と中継端子を介さずに接続する一方、前記多機能中継ユニットの第二プリント基板から突設する外部接続端子を突出させる前記コネクタ嵌合部は前記ケースの他面側に設けている請求項１に記載の電気接続箱。
  3. 前記分岐回路ユニットのバスバーは１層もしくは２層以上の複数層とすると共に、前記両面に導体を形成した第一プリント基板は１枚としている請求項１または請求項２に記載の電気接続箱。
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