JP5348495B2 - 回路構成体及び電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、回路構成体及び電気接続箱に関する。

電源から負荷に供給する電力を分配する経路に設けられる回路構成体や電気接続箱には導電路として金属製のバスバーが使用されているが、負荷電流が大きくなるとバスバーの面積が大きくなり、大型化してしまうという問題があった。

一方、バスバーを厚くして面積を小さくすることで小型化することも考えられるが、製造コストが増大することや、内部に大電流が通電されることで発熱が大きくなり放熱効率が悪くなるといった問題点がある。

そこで、特許文献１に示すように、従来、バスバーを用いていたコネクタブロックの端子とパワーブロックの端子との間の接続に、配線モジュールに配索された電線を用いる方法が考えられた。この方法では被覆絶縁を有する電線を３次元的に配置できることから小型化や作業性向上を図ることが期待されている。

特開２００５−５１８７８号公報

ところで、特許文献１の構成では、他のコネクタブロックへの電線の接続に際しては、上記したコネクタブロックとは高さ位置が異なるため、電線を直接コネクタブロックの端子へ接続することができず、電線と端子との間の接続にバスバーが使用されている。このバスバーは、コネクタブロックの端子等に一端側が連なるとともに、他端側が上方に屈曲され、その先端に設けられた圧接端子が電線に圧接されることで電線との接続が図られている。

しかしながら、このようにバスバーを介して電線に接続する場合には、その高さ位置を変えるためにバスバーを屈曲させる必要があるため、バスバー形状及び配置に制約が生じ、回路構成体及び電気接続箱の小型化の障害となるおそれがある。

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、回路構成体及び電気接続箱の小型化を目的とする。

本発明は、導電路及びこの導電路に連なるスルーホールを有する回路基板と、
所定の導電路を形成するための電線を保持する電線保持部を有し前記回路基板と対向するように配置された電線配索部材と、
一端が前記回路基板の前記スルーホールに挿通されることで前記電線配索部材の前記導電路を前記回路基板の前記導電路に接続する中継接続部と、
前記電線配索部材に設けられ前記中継接続部における前記スルーホールに挿通される前記一端側の先端部を位置決めする位置決め部とを有するところに特徴を有する（手段１）。

手段１の構成によれば、中継接続部により電線配索部材の導電路と、回路基板の導電路との間が接続されるため、導電路間の接続に屈曲等させたバスバーを用いる必要がなくなり、回路構成体及び電気接続箱を小型化することができる。
ここで、回路基板に対して電線配索部材を取り付ける際に、中継接続部の先端部をスルーホールに挿入する工程でアライメント精度が揃わず挿入不良を生じるおそれが考えられる。しかし、本構成によれば、中継接続部における前記スルーホールに挿通される前記一端側の先端部を位置決めする位置決め部を有する構成であるため、アライメント精度を高めて中継接続部の先端部をスルーホールに挿入することができる。よって、回路基板に対する電線配索部材の取り付けの作業性を向上させることができる。

手段１の構成に加えて、前記中継接続部は、一端に前記回路基板のスルーホールに挿入される挿入端子部と、他端に前記電線に圧接される圧接刃とを有する圧接端子であるようにしてもよい（手段２）。
手段２の構成のようにすれば、中継接続部の構成を簡素化することができる。

手段１の構成に加えて、前記中継接続部は、前記電線配索部材に保持された前記電線の先端部によって構成されているようにしてもよい（手段３）。
手段３の構成によれば、電線の先端部を中継接続部とするため、中継接続部のために別部材を用意する必要がなくなる。

手段１ないし手段３のいずれかの構成に加えて、前記回路基板と前記電線配索部材とによって保持されたコネクタを更に有し、前記コネクタの一部の端子が前記回路基板の前記導電路に接続されると共に、前記コネクタの他の一部の端子が前記電線配索部材に保持された前記電線に接続されているようにしてもよい（手段４）。

手段１ないし手段４のいずれかの構成に加えて、前記位置決め部は、前記電線配索部材との一体成型により形成されているようにしてもよい（手段５）。
手段５の構成によれば、位置決め部の形成が容易になる。

手段１ないし手段５のいずれかの構成に加えて、前記位置決め部は、内部に前記中継接続部を挿通させる筒状をなしているようにしてもよい（手段６）。
手段６の構成によれば、確実に位置決めすることができる。

手段１ないし手段６のいずれかの構成に加えて、前記位置決め部の先端部には、内部を視認可能な切欠部が設けられているようにしてもよい（手段７）。
手段７の構成によれば、切欠部から内部を視認することで、スルーホールに挿通された中継接続部のハンダ付けが適切に行われているかどうか検査することができる。

手段１ないし手段７のいずれかの回路構成体と、前記回路構成体が収容されるケースとからなる電気接続箱としてもよい（手段８）。

本発明によれば、回路構成体及び電気接続箱を小型化することができる。

実施形態１の回路構成体を表す斜視図 回路構成体を表す上面図 回路構成体を表す後面図 回路構成体を表す下面図 回路構成体を表す前面図 回路構成体を表す側面図 回路構成体に電線が配索された状態を表す図 電線配索板が回路基板に取り付けられる前の状態を表す斜視図 図８の前面図 図８の下面図 図８の後面図 図８の側面図 端子位置決め部の先端部が回路基板に当接する様子を概略的に表す図 端子位置決め部の先端部が回路基板に当接した状態を概略的に表す図 中継端子に電線が圧着された状態を表す図 電線位置決め部の先端部が回路基板に当接する様子を概略的に表す図 電線位置決め部の先端部が回路基板に当接した状態を概略的に表す図 電線位置決め部に中継用電線が挿通された状態を表す図 実施形態２に係る切欠部を有する端子位置決め部を概略的に表す図 切欠部を有する電線位置決め部を概略的に表す図 ハンダ付けされた状態の切欠部を表す図 実施形態３に係る電線が圧接された状態の中継端子が位置決め部に挿通される様子を表す図

＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１を図１〜図１８を参照して説明する。
実施形態１における回路構成体１０は、ケース（図示せず）に収容された電気接続箱（図示せず）として、バッテリー等の電源と、ヘッドランプ、ワイパー等の車載電装品との間に接続されて、各種車載電装品への電力の供給及び供給電力の制御等を行うものである。以下では、左右方向については図２を基準とし、図２の上方を前方、下方を後方として説明する。

回路構成体１０は、図１に示すように、電子部品１１が実装される回路基板２０と、回路基板２０と対向して配置され、電線Ｗが配索される電線配索板３０（本発明の構成である「電線配索部材」の一例）と、右端部に設けられたヒューズブロック４０と、前後の端部にそれぞれ設けられたコネクタブロック５０Ａ，５０Ｂとを有する。
電線Ｗは、単芯線が絶縁被覆で覆われてなる被覆電線が用いられている（図７参照）。

回路基板２０は、長方形状をなし、プリント配線された導電路が形成されている。この回路基板２０には、図８に示すように、上下方向に貫通するスルーホール２１が形成され、このスルーホール２１が回路基板２０の導電路と電気的に接続されている。
ヒューズブロック４０は、電線配索板３０の側面に取り付けられており、カバーの内部に上下三段、横並びに端子部が配列されており、この端子部が各ヒューズと接続される。中段の端子部４１Ａは、後方（内方）側で、一体に構成されており、その並び方向の端部で屈曲されて、後方（内方）側に延出された接続端子部４１となっている。
接続端子部４１の先端部には、円形の接続孔が貫通形成されている。
なお、上段の端子部は、コネクタブロック５０Ａ，５０Ｂに連ねて配置されるコネクタ４２，４３（図７参照）のコネクタ端子４４に連なっている。

コネクタブロック５０Ａは、図８に示すように、回路基板２０の前端部に取り付けられており、回路基板２０の前端部にコネクタ部５１，５２が二個並んで配置されるとともに、コネクタブロック５０Ｂは、図１に示すように、回路基板２０の後端部にコネクタ部５３，５４，５５が三個並んで配置されている。
コネクタ部５１〜５５は、コネクタハウジング５６とコネクタ端子５７とからなる。

コネクタハウジング５６は、フード状のフード部５６Ａと、フード部５６Ａの奥端部を閉塞する奥壁部５６Ｂとからなり、この奥壁部５６Ｂをコネクタ端子５７が貫通することで、コネクタ端子５７の先端部がフード部５６Ａ内に突出している。
コネクタ部５１〜５５のうち、コネクタ部５１〜５４は、上下三段のコネクタ端子５７が横並びに多数配列されており、図８に示すように、上段のコネクタ端子５７は、奥壁部５６Ｂの後方（内方）にて上方に直角に屈曲され、その先端部（上端部）は、圧接刃５７Ａを有する圧接端子となっている。

圧接刃５７Ａは、２股に分岐した形状をなし、この圧接刃５７Ａの間に電線Ｗを挿通した際に、絶縁被覆部分を圧接刃５７Ａが切断し、電線Ｗ内部の芯線に接触して芯線と電気的に接続される。
中、下段のコネクタ端子５７は、奥壁部５６Ｂの後方（内方）にて下方に直角に屈曲され、その下端部は、回路基板２０のスルーホール２１に挿通されて、回路基板２０の導電路と接続されている。
なお、奥壁部５６Ｂからは、上段のコネクタ端子５７と中段のコネクタ端子５７とを仕切る仕切り壁５６Ｃが後方（内方）に延出されている。
コネクタ部５５におけるコネクタ端子５７は、平板状の電源端子となっている。

電線配索板３０は、合成樹脂製（例えば、ＰＢＴ）であって、電線Ｗが配される平板状の平板部３１と、平板部３１の上面に突出する電線保持凸部３２（本発明の構成である「電線保持部」の一例）と、平板部３１の裏面側に延出された中継用電線ＷＲ及び中継端子７０の先端部を位置決めする位置決め部６０とを有する。

平板部３１は、長方形状であって、その縁部にて起立する囲み壁３１Ａにより包囲されている。
電線保持凸部３２は、電線Ｗが圧接状態で保持される圧接保持部３３と、裏面側に導く電線Ｗを保持する挿通保持部３５と、回路基板２０の導電路に中継する中継端子７０（本発明の構成である「中継接続部」の一例）を保持する中継保持部３８とを備える。

圧接保持部３３は、囲み壁３１Ａに沿って並んで配置された多数の起立壁からなり、隣接する起立壁との対向する面の中間部には、コネクタ端子５７の圧接刃５７Ａが嵌め込まれて挟持される圧接用凹部が設けられている。
圧接用凹部は、圧接保持部３３の両面に平板部３１の上面の高さ位置である圧接保持部３３の基端部から圧接保持部３３の上端に至るまでそれぞれ溝状に形成されている。
平板部３１のうち、対向する圧接保持部３３，３３の間には、平板部３１を貫通する挿通孔が設けられ、この挿通孔にコネクタ端子５７が挿通されている。

挿通保持部３５は、筒状であって、図１７に示すように、軸方向に沿って電線Ｗを通せる大きさに切り欠かれた（断面Ｃ字状に切り欠かれた）電線通し部３６を有する。
平板部３１のうち、挿通保持部３５の中心部には、平板部３１を貫通し、位置決め部６０に連通する電線挿通孔３７が設けられている。

平板部３１上に配された電線Ｗは、電線通し部３６を通って電線挿通孔３７に挿通される。
中継保持部３８は、中継端子７０に圧接される電線Ｗを保持するものであって、図１４に示すように、対向する一対の起立壁３８Ａ，３８Ａを有し、その中間部に圧接刃７０Ｂが嵌め込まれて挟持される圧接用凹部３８Ｂ，３８Ｂが設けられている。

圧接用凹部３８Ｂは、平板部３１の上面の高さ位置である起立壁３８Ａの基端部から起立壁３８Ａの上端に至るまで溝状に形成されている。
平板部３１のうち、対向する起立壁３８Ａ，３８Ａの間には、平板部３１を貫通して、位置決め部６０を通る挿通孔３８Ｃが設けられ、この挿通孔３８Ｃに中継端子７０が挿通されている。

中継端子７０は、一端に回路基板２０のスルーホール２１に挿入される棒状の挿入端子部７０Ａと、他端に電線Ｗに圧接される圧接刃７０Ｂとを有する圧接端子である。
圧接刃７０Ｂは、２股に分岐した形状をなし、この圧接刃７０Ｂの間に電線Ｗを挿通した際に、絶縁被覆部分を圧接刃７０Ｂが切断し、電線Ｗ内部の芯線に接触して芯線と電気的に接続される。

位置決め部６０は、内部に挿通孔３７（３８Ｃ）を有する円筒形状であって、挿通保持部３５及び中継保持部３８に対応する位置（即ち、スルーホール２１に対応する位置）に、平板部３１の裏面にてほぼ直角に下方に突出しており、電線Ｗを位置決めする電線位置決め部６１と、中継端子７０を位置決めする端子位置決め部６２とからなる。

電線位置決め部６１は、図１８に示すように、電線Ｗのうち、挿通保持部３５を通って電線配索板３０の裏面側に導出された中継用電線ＷＲ（本発明の構成である「中継接続部」の一例）が位置決めされるものであり、中継用電線ＷＲが挿通孔３７に挿通され、中継用電線ＷＲの絶縁被覆が剥ぎ取られた先端部の芯線が電線位置決め部６１の端部から突出する。この突出した芯線がスルーホール２１内に配されてハンダ付けされることで、回路基板２０の導電路と電気的に接続される。

端子位置決め部６２は、中継端子７０を位置決めするものであって、図１４に示すように、中継端子７０が挿通孔３８Ｃに挿通され、先端部が端子位置決め部６２の先端から突出する。この突出した先端部がスルーホール２１内に配されてハンダ付けされることで、回路基板２０の導電路と電気的に接続される。
中継用電線ＷＲ及び中継端子７０は、挿通孔３７（３８Ｃ）内にほぼ隙間なく挿通されており、これにより、中継用電線ＷＲ及び中継端子７０の先端部は、スルーホール２１の中心に向かう位置からずれない（軸がずれない）ように位置決めされている。

位置決め部６０の長さは、中継用電線ＷＲ及び中継端子７０の電線配索板３０と回路基板２０との間に配される部分の全体を覆う寸法に設定されている。位置決め部６０の厚みは、アライメント精度を保つことができる厚みが設定される（本実施形態では、１．５ｍｍ）。
ここで、電線配索板３０の成形は、モールド成形により金型内に樹脂を流し込むことで平板部３１、電線保持凸部３２及び位置決め部６０が一体に成形されるようになっている。なお、中継端子７０は、成形された電線配索板３０の挿通孔３８Ｃに圧入されるようになっているが、予め中継端子７０を金型にインサートしておいてから樹脂を流し込んで固めるインサート成形を用いることも可能である。

次に回路構成体１０の組付方法について説明する。
回路基板２０にコネクタブロック５０，６０を取り付け、電線配索板３０にヒューズブロック４０を取り付ける。
そして、回路基板２０と電線配索板３０とを対向させ、中継端子７０及び中継用電線ＷＲの先端部を回路基板２０の各スルーホール２１の位置に合わせて近づける（図１３，図１６）。このとき、各中継端子７０は、端子位置決め部６２により位置決めされているため、アライメント精度が高められており、各中継端子７０の先端部が対応する各スルーホール２１に挿入される（図１４）とともに、電線位置決め部６１の先端は、回路基板２０の表面に当接し（図１７）、回路基板２０と電線配索板３０とが位置決め部６０の長さの間隔で正規位置に対向配置される（図１の状態）。

そして、電線配索板３０上において中継端子７０に電線Ｗを圧接するとともに、挿通保持部３５から挿通孔３７に電線Ｗの先端部を挿通して中継用電線ＷＲとする。このとき、電線Ｗは、スルーホール２１に連なる位置に配された電線位置決め部６１の挿通孔３７を通されるため、各中継用電線ＷＲの先端部において露出した芯線が対応する各スルーホール２１に正確に挿入される。

次に、はんだ槽に溶かしておいたハンダの表層に回路基板２０の下面側を浸すフローハンダ付けを行い、電線ＷをハンダＨ及びスルーホール２１を介して回路基板２０の導電路に接続する（図１５，図１８）。
これにより、回路構成体１０の組付けが完了する。そして、この回路構成体１０をケースに収容すると電気接続箱となる。
なお、電線配索板３０の組付け後に電線Ｗを配索するのではなく、予め電線配索板３０に電線Ｗを配索（電線Ｗの中継端子７０への圧接及び中継用電線ＷＲの位置決め部６０への挿通）した後に、電線配索板３０と回路基板２０に対向配置させるようにしてもよい。

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）中継端子７０（中継接続部）により電線配索板３０（電線配索部材）の導電路と、回路基板２０の導電路との間が接続されるため、導電路間の接続に屈曲等させたバスバーを用いる必要がなくなり、回路構成体１０及び電気接続箱を小型化することができる。
ここで、回路基板２０に対して電線配索板３０（電線配索部材）を取り付ける際に、中継端子７０（中継接続部）の先端部をスルーホール２１に挿入する工程でアライメント精度が揃わず挿入不良を生じるおそれが考えられる。しかし、本実施形態によれば、中継端子７０の先端を位置決めする位置決め部６０を有する構成であるため、アライメント精度を高めて中継端子７０の先端部をスルーホール２１に挿入することができる。よって、回路基板２０に対する電線配索板３０（電線配索部材）の取り付けの作業性を向上させることができる。

（２）中継端子７０は、一端に回路基板２０のスルーホール２１に挿入される挿入端子部７０Ａと、他端に電線Ｗに圧接される圧接刃５７Ａとを有する圧接端子であるため、中継接続部の構成を簡素化することができる。
（３）電線配索板３０に保持された電線Ｗの先端部によって中継用電線ＷＲ（中継接続部）を構成することで、中継接続部のために別部材を用意する必要がなくなる。

（４）位置決め部６０は、電線配索板３０との一体成型により形成されているため、位置決め部６０の形成が容易になる。
（５）位置決め部６０は、内部に中継端子７０を挿通させる筒状をなしているため、確実に中継端子７０及び中継用電線ＷＲを位置決めすることができる。

＜実施形態２＞
実施形態２を図１９〜２１を参照して説明する。実施形態２は、位置決め部８０の先端部に内部を視認可能な切欠部８１を設けたものである。他の構成については実施形態１と同一であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
位置決め部８０の先端部には、図１９，図２０に示すように、内部の挿通孔３７（３８Ｃ）に連通することで側方から挿通孔３７（３８Ｃ）内を視認可能とする切欠部８１が形成されている。

切欠部８１は、図２１に示すように、円筒形の中心を軸として先端側ほど広がるように台形状に切欠かれた拡径部８２と、外面側に設けられ拡径部８２と連なり矩形状に切欠かれた外面切欠部８３とを有する。
円周面のうち、切欠部８１の形成される角度は、位置決め部８０の円形の外周のうち、側方（回路基板２０と電線配索板３０との間の隙間）から視認可能な向き（角度）に形成されている。

位置決め部８０の長さは、切欠部８１の上端までの長さ（切欠部８１を有しない部分の長さ）が実施形態１の位置決め部８０と同一とされており、これにより、切欠部８１を設けてもアライメント精度が保たれるようになっている。
なお、回路構成体の他の構成との関係上、外部から位置決め部８０の先端部が視認できない位置決め部８０については、切欠部８１を形成しないようにしてもよい。

このように、位置決め部８０の先端部には、内部を視認可能な切欠部８１が設けられているため、切欠部８１から内部（のハンダＨ）を視認することで、スルーホール２１に挿通された中継端子７０のハンダ付けが適切に行われているかどうか検査することができる。

＜実施形態３＞
実施形態３を図２２を参照して説明する。上記実施形態では、中継端子７０を電線配索板３０に取り付けてから、中継端子７０に電線Ｗを圧接したが、実施形態３は、図２２に示すように、先に位置決め部６０の先端を、回路基板２０の表面に当接させ、回路基板２０と電線配索板３０とを正規位置に対向配置させる。そして、その状態で、電線Ｗを圧接した中継端子７０を位置決め部６０の挿通孔３７（３８Ｃ）に挿通（又は圧入）することで回路構成体の組付けを行うものである。

＜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）位置決め部６０（８０）は、円筒形状としたが、電線Ｗや中継端子７０等の中継接続部を位置決めできる形状であれば、これに限られない。例えば、中継接続部に沿って延びる棒状であってもよい。また、回路基板２０と電線配索板３０との間の電線Ｗや中継端子７０の全体を位置決めするものでなくてもよく、少なくとも中継用電線ＷＲや中継端子７０の先端部を位置決めする形状（中継用電線ＷＲの基端側や中継端子７０の基端側の部分は、位置決め部から離間（隙間を設ける）させて位置決めせず、先端部のみ位置決めする構成であってもよい。

（２）電線Ｗと中継端子７０との接続は、圧接により行う構成であったが、これに限らず、圧接以外の接続方法、例えば、ハンダ付けや圧着により接続されるものであってもよい。

（３）中継端子部として中継用電線ＷＲ及び中継端子７０の双方を有する構成としたが、中継用電線ＷＲ及び中継端子７０のいずれか一方のみを用いて導電路を接続する構成としてもよい。また、これに伴って、位置決め部６０（８０）についても、電線位置決め部６１及び端子位置決め部６２のいずれか一方のみを有する構成としてもよい。

１０…回路構成体
２０…回路基板
２１…スルーホール
３０…電線配索板
３２…電線保持凸部（電線保持部）
３３…圧接保持部
３５…挿通保持部
３６…電線通し部
３７，３８Ｃ…挿通孔
３８…中継保持部
５７Ａ，７０Ｂ…圧接刃
６０，８０…位置決め部
６１…電線位置決め部
６２…端子位置決め部
７０…中継端子（中継接続部）
７０Ａ…挿入端子部
８１…切欠部
８２…拡径部
８３…外面切欠部
Ｗ…電線
ＷＲ…中継用電線（中継接続部）
Ｈ…ハンダ

Claims (8)

1. 導電路及びこの導電路に連なるスルーホールを有する回路基板と、
   所定の導電路を形成するための電線を保持する電線保持部を有し前記回路基板と対向するように配置された電線配索部材と、
   一端が前記回路基板の前記スルーホールに挿通されることで前記電線配索部材の前記導電路を前記回路基板の前記導電路に接続する中継接続部と、
   前記電線配索部材に設けられ前記中継接続部における前記スルーホールに挿通される前記一端側の先端部を位置決めする位置決め部とを有する回路構成体。
2. 前記中継接続部は、一端に前記回路基板のスルーホールに挿入される挿入端子部と、他端に前記電線に圧接される圧接刃とを有する圧接端子であることを特徴とする請求項１記載の回路構成体。
3. 前記中継接続部は、前記電線配索部材に保持された前記電線の先端部によって構成されている請求項１記載の回路構成体。
4. 前記回路基板と前記電線配索部材とによって保持されたコネクタを更に有し、前記コネクタの一部の端子が前記回路基板の前記導電路に接続されると共に、前記コネクタの他の一部の端子が前記電線配索部材に保持された前記電線に接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の回路構成体。
5. 前記位置決め部は、前記電線配索部材との一体成型により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の回路構成体。
6. 前記位置決め部は、内部に前記中継接続部を挿通させる筒状をなしていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の回路構成体。
7. 前記位置決め部の先端部には、内部を視認可能な切欠部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の回路構成体。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項の前記回路構成体と、前記回路構成体が収容されるケースとからなる電気接続箱。

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