JP5212019B2 - 電気接続箱および該電気接続箱の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は電気接続箱および該電気接続箱の組立方法に関し、詳しくは、電気接続箱の内部へ収容するプリント基板に保持部材の荷重が負荷されないようにしてプリント基板の損傷や変形の発生防止および該プリント基板に表面実装されている電子部品の剥離発生を防止するものである。

車載用ジャンクションボックス等では、電気接続箱の内部に複数種類の回路体を積層して高密度に収容しており、該回路体として電子部品を表面実装した複数層のプリント基板が収容される場合がある。
この種の電気接続箱はアッパーケースとロアケースからなるケースの内部に前記回路体を積層して収容しており、該電気接続箱の内部で前記プリント基板等の内部回路体を保持する必要がある。

例えば、特開２００７−１３４５０６号公報（特許文献１）では、図１１に示すように、ロアケース１００の底壁から突設した下側ボス部１００ａ、１００ｂ上にプリント基板１０１を搭載し、かつ、これら下側ボス１００ａ、１００ｂと対向する位置に、プリント基板１０１の上方に配置するプレート１０２の下面から上側ボス部１０２ａ、１０２ｂを設け、下側ボス１００ａと上側１０２ａとプリント基板１０１を上下より挟持し、上側ボス部１０２ｂをプリント基板１０１を貫通させ、下側ボス部１００ｂの上端に開口した挿入孔１００ｂ−１に嵌合してプリント基板１０１を位置決め保持している。

特開２００７−１３４５０６号公報

前記のように、プリント基板１０１を上下のボス１００ａと１０２ａ、１００ｂと１００２ｂとを直接に当接させて挟持すると、プリント基板のボスとの接触部に直接的に荷重が負荷される。そのため、プリント基板に変形、歪み、損傷を発生させ、その結果、プリント基板に表面実装された電子部品が剥離する恐れがある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、プリント基板、特に、電子部品の表面実装面に直接に保持部材と接触させずにケース内部に位置決め保持し、表面実装された電子部品に剥離等の発生を確実に防止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、ロアケースとアッパーケースとからなるケース内部に、絶縁板を介して電子部品を表面実装している下層プリント基板と、下面には電子部品を表面実装していない上層プリント基板を収容している電気接続箱において、
前記上下層のプリント基板は前記絶縁板に載置し、かつ、前記ロアケースよりリブとボスとを突設し、前記リブおよびボスは、前記上下層のプリント基板の電子部品を表面実装した面に接触させずに、前記絶縁板に当接させて支持していることを特徴とする電気接続箱を提供している。

前記ボスはロアケースの周壁より離れた位置の底壁より立設した円筒状支柱であり、前記リブは周壁に連続させて底壁より立設した突起である。

前記のように、電気接続箱の内部にプリント基板を複数層配置する場合、プリント基板を絶縁板を介して配置すると共に該絶縁板とプリント基板とは当接し、ロアケースから突設するリブとボスで絶縁板およびプリント基板の電子部品を実装していない面に接触させて支持している。
このように、電子部品を表面実装しているプリント基板の面にはリブやボスを直接接触させていないことにより、該プリント基板の表面に負荷をかけていないため、該プリント基板の表面には応力による歪みが発生せず、表面実装した電子部品の剥離が発生するのを確実に防止できる。
なお、上層プリント基板及び下層プリント基板は、それぞれ各一枚の場合および絶縁板を介在させずに複数枚のプリント基板を積層した場合を含む。

前記絶縁板に当接させるリブは第１リブとし、該第１リブは前記下層プリント基板の周縁外方を通して前記絶縁板の周縁の下面に当接させ、また、前記絶縁板に当接させる前記ボスは前記下層プリント基板の貫通穴を通して前記絶縁板の下面に当接させ、かつ、前記ロアケースから第２リブを突設し、該第２リブは前記絶縁板の周縁外方を通して前記上層プリント基板の下面に当接させている。その場合、該上層プリント基板の下面は絶縁板側となるため、電子部品を表面実装していない。

また、前記下層プリント基板と前記絶縁板とを第２ネジで締結する一方、前記絶縁板と上層プリント基板に連通したネジ穴をそれぞれ設け、前記アッパーケースの内面から突設したネジ筒に前記ネジ穴を通して第１ネジで締結している。
本発明の電気接続箱は、後述するように、アッパーケースを上下逆転して組立用治具で保持し、該アッパーケースに順次上層プリント基板、絶縁板、下層プリント基板を組みつけ、その後、前記ボスおよびリブを突設したロアケースを被せ、アッパーケースとロック結合している。よって、アッパーケース側に先に上層プリント基板、その後に絶縁板を組みつけ、これら上層プリント基板と絶縁板とに設けたネジ穴にアッパーケースから突設したネジ筒を通して第１ネジで締結し、其の後に組みつける下層プリント基板と前記絶縁板とを第２ネジで締結している。
これにより、上下層のプリント基板をアッパーケースとロアケースとに位置決め固定している。
なお、プリント基板と絶縁板とをネジで固定せずに、予め接着剤を用いて固着しておいてもよい。

前記第１ネジで締結した３カ所の位置を結ぶラインに囲まれた領域の略中心に前記ボスを位置させていることが好ましい。
前記３カ所の位置を結んで形成される三角形の頂点から中心へ向かう箇所で前記ボスを位置させることにより、前記頂点だけでなく三角形の略中央にもボスを位置させているため、前記アッパーケース側からの応力を吸収して緩和することができる。

さらに、本発明は前記電気接続箱の組立方法を提供しており、
前記アッパーケースを逆転して上面開口として載置し、該アッパーケース内に前記上層プリント基板、続いて前記絶縁板を挿入し、該絶縁板と上層プリント基板とをアッパーケースへネジで締結し、
ついで、前記下層プリント基板を挿入し、該下層プリント基板と絶縁板とをネジで締結し、
その後、前記ロアケースをアッパーケースに被せるように組みつけ、該ロアケースの内面から突設している前記第１リブおよびボスを前記絶縁板に当接させ、前記第２リブを上層プリント基板の下面に当接させて、位置決め支持していることを特徴とする。

前記のように組み立てた電気接続箱では、組み立て後にロアケースを底面側として逆転すると、ロアケースの底壁内面から突設する前記ボスとリブとにより、絶縁板および絶縁板に載置された上下層のプリント基板を位置決め保持することができる。

前記のように、本発明のロアケースとアッパーケースとからなるケース内部にプリント基板を収容している電気接続箱において、プリントの電子部品の表面実装面にはプリント基板を位置決め保持するボスやリブを直接接触させていないため、接触時に発生する応力によりプリント基板に生じる歪み等の変形を防止でき、表面実装した電子部品に剥離が生じるのを確実に防止できる。

以下、本発明の実施形態の電気接続箱を図面を参照して説明する。
図１に示す実施形態の電気接続箱１は自動車に搭載されもので、図１（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、図２は拡大断面図である。
電気接続箱１はアッパーケース２、ロアケース３とをロックしてケースを構成し、該ケース内部に、図２に示すように、絶縁板６を挟んで下層プリント基板５と上層プリント基板７を収容している。また、前記上層プリント基板７とアッパーケース２の上壁２ａとの間に絶縁板８を配置している。

前記電気接続箱１の組み立ては、図９に概略的に示すように、アッパーケース２を逆転して、上壁２ａを下面として配置し、該アッパーケース２に対して、順次絶縁板８、上層プリント基板７、絶縁板６、下層プリント基板５を組みつけ、最後にロアケース３を被せてロック結合して組み立てている。

前記アッパーケース２およびロアケース３は樹脂成形品からなり横長矩形状としている。
アッパーケース２の上壁２ａには、図１（Ａ）に示すように、ヒューズ収容部１２、リレー収容部１３、コネクタ収容部１４を突設して設けている。また、上壁２ａの内面にバスバー９に屈折して設けた取付片９ａを上壁２ａに設けた取付孔に圧力して直接固定し、該バスバー９に設けたタブを前記ヒューズ収容部１２、リレー収容部１３、コネクタ収容部１４の端子穴に突設している。

前記アッパーケース２の周壁２ｂは、内面側に配置する前記絶縁板８を嵌合する寸法とし、上下高さが比較的短い周壁としている。一方、ロアケース３の周壁３ｂは前記上下層のプリント基板７、５及び絶縁板６を囲む比較的長い周壁としている。
また、アッパーケース２の周壁２ｂの外面にはロック部２ｃを設け、ロアケース３の周壁３ｂには対向位置に被ロック部３ｃを設け、ロック部２ｃに被ロック部３ｃをロックし、アッパーケース２とロアケース３とをロック結合できるようにしている。

図３に示すように、ロアケース３の下壁３ａの内面の中央領域に１つの円筒形状の１つのボス２０を突設している。また、図４（Ａ）（Ｂ）にも示すように、下壁３ａの周縁内面から周壁３ｂの内面にかけてＬ形状とした第１リブ２１、第２リブ２２を突設している。

前記上層プリント基板７は図５（Ａ）（Ｂ）に示すように横長矩形状で、その外周面はロアケース３の周壁３ｂに内嵌する大きさに設定している。図５（Ａ）に示す上層プリント基板７の上面７ｘには端子３０を直接半田固定していると共に、コネクタ３１を半田固定しているが、電子部品を表面実装していない。また、図５（Ｂ）に示す上層プリント７の下面７ｙにもコネクタ３２を半田固定しているが電子部品は表面実装していない。

下層プリント基板５は、前記上層プリント基板７が絶縁板６へ載置された状態の図６に示すように、一側縁５ａの一部に切欠部５ｂを設けた横長矩形状で、該切欠部５ｂには上層プリント基板７の下面に実装するコネクタ３２が配置され、該一側縁５ａの一部（該切欠部５ｂが設けられていない部分）は、ロアケース周壁３ｂに添わせている。該一側縁５ａと対向する側縁５ｃはロアケース周壁３ｂと一定間隔をあけ、絶縁板６を露出させている。側縁５ａ、５ｃと直交する側縁５ｄ、５ｅはロアケース周壁３に添わせると共に、間隔をあけてリブ挿通用の切欠５ｆを設けている。
該下層プリント基板５の下面５ｙには図示しない微細なチップ部品等を表面実装する電子部品実装領域３５を設けると共にコネクタ３６を半田固定している。

下層プリント基板５と上層プリント基板７との間に介在させる絶縁板６を図７（Ａ）および上層プリント基板５が載置された状態の図７（Ｂ）に示す。絶縁板６は、図７（Ａ）に示すように、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄの３辺において絶縁板６の一部を切り欠いた形状としている。Ａ−Ａに対応する絶縁板６の周縁６ａの全長はロアケース３の周壁３ｂの内面に沿うと共に、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄに対応する絶縁板６の３辺の周縁には切欠部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を設け、切欠部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が無い部分の周縁６ｂ、６ｃ、６ｄはロアケース３の周縁３ｂに沿わせている。
前記切欠部Ｃ１、Ｃ２には、上層プリント基板７に実装するコネクタ３７を配置し、切欠部Ｃ３には前記コネクタ３２を配置している。なお、前記コネクタ３７は、上層プリント基板７の導体と下層プリント基板５の導体とを相互に接続するものである。

前記図４に示すように、ロアケース３に設ける前記第１リブ２１の高さＨ１は第２リブ２２の高さＨ２より絶縁板６の厚さ分だけ低くし、Ｈ１＜Ｈ２としている。
第１リブ２１は、その上端２１ａを下層プリント基板５の周縁外方および切欠５ｆを通して絶縁板６の周縁の下面に当接させている。
第２リブ２２の上端２２ａは下層プリント基板５および絶縁板６の周縁外方および切欠５ｆを通して上層プリント基板７の電子部品を表面実装していない下面７ｙに当接させている。

さらに、ロアケース周壁３ｂの補強用として第１、第２リブ２１、２２の間に第１リブ２１より低い補強用リブ２３を設けている。該補強用リブ２３の上端は下層プリント基板５の下面に接触させていない。

前記ボス２０は下層プリント基板５に設けた貫通穴５ｋを通して絶縁板６の下面に当接させるものであり、前記第１リブ２１の高さと略同等としている。

さらに、下層プリント基板５と絶縁板６の略中央には組立時に連通するネジ穴５ｎ、６ｎをそれぞれ設け、第２ネジ４０で締結している。
また、絶縁板６と上層プリント基板７との組立時に連通する３個のネジ穴６ｍ、７ｍをそれぞれ設けている。詳細には、図８（Ｃ）に示すように、絶縁板６に設けられたネジ穴６ｍは、絶縁板６の厚み方向から見て、上部開口６ｍ−１と、下部開口６ｍ−２と、これら上部および下部開口６ｍ−１と６ｍ−２との間に、開口面積を小とした中間開口部６ｍ−３を設けている。これによりネジ穴６ｍは、後述する第１ネジの頭部が収容される空間Ｓ１と、ネジ筒４３の先端部が収容される空間Ｓ２を備えている。

各ネジ穴６ｍ、７ｍは、図８に示すように、アッパーケース２の上壁２ａの内面より突設させた３本のネジ筒４３と対応する箇所に設けられ、ネジ穴６ｍ、ネジ穴７ｍ、ネジ筒４３が同一軸線上に並んだ状態で第１ネジ４４をネジ穴６ｍへ挿入して締結している。これにより、前記空間Ｓ１に第１ネジのネジ頭部が外部へ突出することなく収容されると共に、空間Ｓ２にネジ筒４３の先端部が収容されるので、前記アッパーケース２と上層プリント基板および絶縁板６が確実に締結固定される。
前記アッパーケース３に設ける３本のネジ筒４３は、アッパーケース２の上壁２ａの略中央部および周壁２ｂの少なくとも一辺の両側にそれぞれ設け、これら３本のネジ筒４３を結ぶ三角形で囲まれる範囲は、前記アッパーケース２に設けられているヒューズ収容部１２、リレー収容部１３、コネクタ収容部１４の裏面側となっている。また、前記ロアケース３の下壁３ａから突設するボス２０を前記三角形で囲まれる範囲内に配置している。これにより、前記三角形で囲まれる範囲に該当する前記ヒューズ収容部１２、リレー収容部１３、コネクタ収容部１４に対し、図示しない前記電気部品が嵌合接続される際の応力を、３本のネジ筒４３およびボス２０によって緩和させることができる為、特に下層プリント基板５の電子部品実装領域３５への影響（電子部品の剥離）を抑止することが可能である。
前記上層プリント基板７とアッパケース３の間に配置する前記絶縁板８にも前記ネジ筒４３と対応する位置にネジ穴８ｍを設けている。

さらに、アッパーケース２の底壁２ａの略中央より１つの位置決め用のボス４６を突設すると共に、隅部に１つの位置調節用のボス４７を突設している。一方、前記絶縁板８、上層プリント基板７、絶縁板６、下層プリント基板５には前記ボス４６と対応する位置に円形孔８ｈ、７ｈ、６ｈ、５ｈを設け、ボス４７と対応する位置に長孔８ｉ、７ｉ、６ｉ、５ｉを設けている。

次に、前記電気接続箱１の組み立て方法を説明する。
電気接続箱１の組立時には、図９に概略的に示すように、アッパーケース２を逆転し、上壁２ａを下面として組立用治具５０上に保持する。
前記アッパーケース２の上壁２ａの内面に、予めバスバー９に屈折して設けた取付片９ａを圧入固定して取り付けている。なお、組立用治具上にアッパケース２を配置した状態でバスバー９を固定してもよい。

前記のように組立用治具上にセットしたアッパーケース２に対して絶縁板８を挿入し、その際、ボス４６は円形孔８ｈに貫通させ、ボス４７は長孔８ｉに貫通させ、ネジ筒４３をネジ穴８ｍに通す。

前記絶縁板８をアッパーケース２に組みつけた後に、上層プリント基板７を組みつける。其の際、上層プリント基板７の円形孔７ｈ、長孔７ｉ、ネジ穴７ｍにそれぞれボス４６、４７、ネジ筒４３を通す。
ついで、絶縁板６を組みつけ、絶縁板６の円形孔６ｈ、長孔６ｉ、ネジ穴６ｍの空間Ｓ２にそれぞれボス４６、４７、ネジ筒４３を通す。
この状態で、ネジ筒４３に第１ネジ４４を挿入してネジ締めし、図２および図１０に示すように、絶縁板６、上層プリント基板７、絶縁板８をアッパーケース２に固定する。

ついで、下層プリント基板５を組みつけ、円形孔５ｈ、長孔５ｉにボス４６、４７をそれぞれ貫通する。また、該下層プリント基板５のネジ穴５ｎは絶縁板６のネジ孔６ｎと同一軸線上で連通し、これらネジ孔５ｎ、６ｎに第２ネジ４０を挿入してネジ締めし、図２および図１０に示すように、下層プリント基板５を絶縁板６とを固定する。絶縁板６は上層プリント基板７と共にアッパーケース２に第１ネジ４４で固定されているため、下層プリント基板５は絶縁板６に載置したのち、第２ネジ４０を用いた一回のねじ締めのみで固定されることとなる。

最後にロアケース３を、底壁３ａを上面として逆向きに被せるように組み付ける。該組み付け時に、ロアケース３の底壁３ａより突設したボス２０は下層プリント基板５の貫通孔５ｋを貫通し、ボス２０の先端は絶縁板６の下面に当接して、絶縁板６を位置決め保持する。
第１リブ２１は下層プリント基板５の周縁外方および周縁に設けたリブ挿通用の切欠５ｆを挿通し、第１リブ２１の先端は絶縁板６の周縁の下面に当接する。
第２リブ２２は、下層プリント基板５の周縁外方および周縁に設けたリブ挿通用の切欠５ｆを通り、さらに、絶縁板６の周縁外方を通って上層プリント基板７の電子部品を表面実装していない下面に、該第２リブ２２の先端が当接する。
このように、ボス２０と第１リブ２１とにより下層プリント５と第２ネジ４０で固定した絶縁板６を位置決め保持し、第２リブ２２により、絶縁板６と第１ネジ４４で固定した上層プリント基板７とを位置決め保持する。

最後に、ロアケース３をアッパーケース２に組みつけた状態でロック部２ｃと被ロック部３ｃとを結合し、ロアケースのネジ筒２５へ前記アッパーケースから突出するボス４６、４７をそれぞれ通し、第３ネジ４８で締結することで、電気接続箱１の組立が完了する。

前記のように、下層プリント基板５と上層プリント基板７とを位置決め保持するためにロアケース３から突設したボス２０、第１リブ２１、第２リブ２２は、電子部品を表面実装している下層プリント基板５の下面に接触させていない。また、第２リブ２２の先端は上層プリント基板７の下面の周縁に当接させているが、該上層プリント基板７の下面には電子部品を表面実装していない。即ち、上層プリント基板７と下層プリント基板５の電子部品を表面実装している表面にはボス２０、第１リブ２１、第２リブ２２を当接させないことにより、これらプリント基板７、５に負荷をかけていない。その結果、プリント基板７、５の電子部品を表面実装している面には応力が発生せず、電子部品の剥離が生じる恐れはない。

本発明は前記実施形態に限定されない。
例えば、前記上層プリント基板７を絶縁板６の下両面に予め接着剤で固着し、かつ、下層プリント基板５と絶縁板６とを第２ネジ４４で締結し、予め一体化しておいてもよい。あるいは、絶縁板６の両面に上下層プリント基板７、５を絶縁板６に接着剤で固着しておいてもよい。

さらに、絶縁板６にロアケース３から突設するボス２０を貫通させる貫通孔を設け、該貫通孔を通して、ボス２０の先端を電子部品を表面実装していない上層プリント基板７の下面に当接し、該ボス２０で上層プリント基板７を支持してもよい。

さらに、前記実施形態では、アッパーケース２の上壁内面に直接にバスバー９を固定しているため、アッパーケース２側に絶縁板８を配置しているが、アッパーケース２にバスバー９を直接固定しない場合には絶縁板８は不要である。

さらにまた、前記実施形態では、アッパーケースを逆転して上下プリント基板を挿入しているが、ロアケース３内に下層プリント基板５、絶縁板６、上層プリント基板７、絶縁板８を順次挿入し、その後、アッパケース２を被せて組み立ててもよい。
本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない実施形態が含まれるものである。

本発明の実施形態の電気接続箱を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は正面図である。 前記電気接続箱の断面図である。 ロアケースの内面側を示す図面である。 アッパケースの断面図であり、（Ａ）は長辺側の断面図、（Ｂ）は短辺側の断面図である。 上層プリント基板を示し（Ａ）は上面図、（Ｂ）は下面図である。 上下層プリント基板を絶縁板を介在させて組みつけた状態の下面図である。 絶縁板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は上層プリント基板と組みつけた状態の底面図である。 アッパーケースの内面側を示す図面であり、（Ｂ）はアッパーケースの側面図、（Ｃ）は要部拡大図である。 組立方法を示す概略分解図である。 組立状態を示す要部概略断面図である。 従来例を示す図面である。

符号の説明

１ 電気接続箱
２ アッパーケース
２ａ 上壁
２ｂ 周壁
２ｃ ロック部
３ ロアケース
３ａ 底壁
３ｂ 周壁
３ｃ 被ロック部
５ 下層プリント基板
６ 絶縁板
７ 上層プリント基板
２０ ボス
２１ 第１リブ
２２ 第２リブ

Claims (5)

1. ロアケースとアッパーケースとからなるケース内部に、絶縁板を介して電子部品を表面実装している下層プリント基板と、下面には電子部品を表面実装していない上層プリント基板を収容している電気接続箱において、
   前記上下層のプリント基板は前記絶縁板に載置し、かつ、前記ロアケースよりリブとボスとを突設し、前記リブおよびボスは、前記上下層のプリント基板の電子部品を表面実装した面に接触させずに、前記絶縁板に当接させて支持していることを特徴とする電気接続箱。
2. 前記絶縁板に当接させるリブは第１リブとし、該第１リブは前記下層プリント基板の周縁外方を通して前記絶縁板の周縁の下面に当接させ、また、前記絶縁板に当接させる前記ボスは前記下層プリント基板の貫通穴を通して前記絶縁板の下面に当接させ、かつ、前記ロアケースから第２リブを突設し、該第２リブは前記絶縁板の周縁外方を通して前記上層プリント基板の下面に当接させている請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記下層プリント基板と前記絶縁板とを第２ネジで締結する一方、前記絶縁板と上層プリント基板に連通したネジ穴をそれぞれ設け、前記アッパーケースの内面から突設したネジ筒に前記ネジ穴を通して第１ネジで締結している請求項１または請求項２に記載の電気接続箱。
4. 前記第１ネジで締結した３カ所の位置を結ぶラインに囲まれた領域の略中心に前記ボスを位置させている請求項３に記載の電気接続箱。
5. 請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の電気接続箱の組立方法であって、
   前記アッパーケースを逆転して上面開口として載置し、該アッパーケース内に前記上層プリント基板、続いて前記絶縁板を挿入し、該絶縁板と上層プリント基板とをアッパーケースへネジで締結し、
   ついで、前記下層プリント基板を挿入し、該下層プリント基板と絶縁板とをネジで締結し、
   その後、前記ロアケースをアッパーケースに被せるように組みつけ、該ロアケースの内面から突設している前記第１リブおよびボスを前記絶縁板に当接させ、前記第２リブを上層プリント基板の下面に当接させて、位置決め支持していることを特徴とする電気接続箱の組立方法。

Images