JP2021061700A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース体内に基板ユニットを適正に固定することができる電気接続箱を提供すること。【解決手段】ケース体１及びカバー体３は、相互に対向する内面１３Ａ、３４Ａにそれぞれ端子ホルダ２２のペグ保持部４１を挟んで支持するケース側支持部１７及びカバー側支持部３５を有する。基板ユニット２は、端子ホルダ２２のペグ保持部４１に圧入されて端子ホルダ２２と基板２０とを固定するペグ２３を有する。このペグ２３は、ケース側支持部１７の端面１７Ａとペグ保持部４１のケース体側端面４１Ａとの間に介在されて、ペグ保持部４１に生じる応力により変形する弾性変形部５３を一体に含んで構成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、ケース内に基板ユニットを収容した電気接続箱に関する。

一般に、端子を保持する端子ホルダが基板に固定された基板ユニットを、ケース体に収容して該ケース体の開口をカバー体で塞いだ電気接続箱が知られている。この種の電気接続箱では、基板ユニットの基板をケース体及びカバー体の各内面で挟んで支持することで、ねじなどの固定具を不要としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−９５９３０号公報

ところで、基板をケース体及びカバー体の各内面で挟んで支持する構造では、各部品の寸法公差や、温度変化に伴う各部品の膨張や収縮によって、基板がケース体内でがたついたり、基板に過大な応力が作用するおそれがある。このため、ケース体内に基板ユニットを固定する点について更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ケース体内に基板ユニットを適正に固定することができる電気接続箱を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電気接続箱は、端子を保持する端子ホルダが基板に固定された基板ユニットと、基板ユニットを収容するための開口が形成された有底筒状のケース体と、ケース体に取り付けられて開口を塞ぐカバー体と、を備える。これらケース体及びカバー体は、相互に対向する内面にそれぞれ端子ホルダを挟んで支持する支持部を有し、基板ユニットは、端子ホルダの側壁に取り付けられて該端子ホルダと基板とを固定する固定金具を有する。この固定金具は、少なくともケース体またはカバー体のいずれか一方の支持部の端面と端子ホルダとの間に介在されて、端子ホルダに生じる応力により変形する弾性変形部を一体に含んだ構成とする。

上記電気接続箱では、前記弾性変形部は、前記固定金具の一部を折り曲げて形成され、前記端子ホルダに接触する平坦部と、前記支持部の端面側に膨出して該端面に接触する膨出部とを含んで構成されるものとすることができる。

また、上記電気接続箱では、前記固定金具は、該固定金具の中央部に一部を切り起して形成され、前記端子ホルダに形成された位置決め溝に係止される位置決め片を含んで構成されるものとすることができる。

本発明に係る電気接続箱は、ケース体及びカバー体が相互に対向する内面にそれぞれ端子ホルダを挟んで支持する支持部を備える。また、基板ユニットは、端子ホルダの側壁に取り付けられて該端子ホルダと基板とを固定する固定金具を有し、この固定金具は、少なくともケース体またはカバー体のいずれか一方の支持部の端面と端子ホルダとの間に介在されて、端子ホルダに生じる応力により変形する弾性変形部を一体に含んでいる。このため、電気接続箱は、弾性変形部が各部品の公差範囲内での寸法差や、温度変化に伴う寸法変化を吸収することにより、基板ユニットの基板への過剰な応力を抑制することができる。この結果、電気接続箱は、ケース体内に基板ユニットを適正に固定することができる、という効果を奏する。

図１は、本実施形態に係る電気接続箱の概略構成を示す分解斜視図である。 図２は、電気接続箱のケース体の内側を示す斜視図である。 図３は、基板ユニットの概略構成を示す分解斜視図である。 図４は、端子ホルダの圧入部にペグを圧入する前の側面図である。 図５は、端子ホルダの圧入部にペグを圧入した後の側面図である。 図６は、電気接続箱の側断面図である。 図７は、参考例に係る端子ホルダとペグとを示す斜視図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下の説明では、互いに交差する第１方向、第２方向、及び、第３方向のうち、第１方向を「幅方向Ｘ」といい、第２方向を「高さ方向Ｙ」といい、第３方向を「奥行き方向Ｚ」という。ここでは、幅方向Ｘと高さ方向Ｙと奥行き方向Ｚとは、相互に直交する。奥行き方向Ｚは、典型的には、後述するケース体、基板ユニット及びカバー体の組み付け方向に相当する。この場合、奥行き方向Ｚは、各ケース体、基板ユニット及びカバー体を組み付けた際に発生する応力方向にも相当する。また、高さ方向Ｙは、典型的には、後述する圧入部に対するペグの圧入方向に相当する。以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向として説明する。

図１は、本実施形態に係る電気接続箱の概略構成を示す分解斜視図である。図２は、電気接続箱のケース体の内側を示す斜視図である。図３は、基板ユニットの概略構成を示す分解斜視図である。図４は、端子ホルダの圧入部にペグを圧入する前の側面図である。図５は、端子ホルダの圧入部にペグを圧入した後の側面図である。

本実施形態に係る電気接続箱１００は、例えば、自動車等の車両に搭載されて他の電子機器と接続される電子機器である。電気接続箱１００は、図１に示すように、ケース体１と、基板ユニット２と、カバー体３とを備えて構成される。基板ユニット２は、ケース体１とカバー体３とで形成される空間内に収容されている。

ケース体１は、電気絶縁性の合成樹脂により一体成形される。ケース体１は、図１及び図２に示すように、幅方向Ｘの寸法が高さ方向Ｙの寸法よりも大きく、一端側に開口１１が形成された有底角筒状に形成されている。ケース体１は、開口１１を通じて、基板ユニット２を内方の収容空間１２に挿入して収容する。ケース体１の他端（開口１１の反対）側には底壁１３が形成され、この底壁１３の中央部には、該底壁１３を奥行き方向Ｚに貫通するコネクタ接続開口１４が形成される。このコネクタ接続開口１４には、ケース体１内に収容された基板ユニット２の後述する端子２１が露出するように配置され、相手方のコネクタ（不図示）と電気的に接続される。

ケース体１の内部には、図２に示すように、該ケース体１の幅方向Ｘの両側に位置する側壁１５の内面１５Ａにそれぞれ一対のガイド部１６が形成されている。これらガイド部１６は、両側壁１５の内面１５Ａをそれぞれ奥行き方向Ｚに沿って延在し、基板ユニット２の基板２０を収容空間１２内に案内する。ケース体１内に収容された基板ユニット２の基板２０は、一対のガイド部１６上に載置される。また、コネクタ接続開口１４の両側には、それぞれ底壁１３の内面１３Ａから奥行き方向Ｚに沿って突出した一対のケース側支持部（支持部）１７が形成されている。図２では、一方のケース側支持部１７しか示されていないが、コネクタ接続開口１４の両側方に一対のケース側支持部１７がそれぞれ形成される。これらケース側支持部１７の先端側の端面１７Ａはそれぞれ平坦面に形成されている。また、上記した両側壁１５の開口１１側に位置する外面１５Ｂには、それぞれカバー体３を係止して保持するための爪部１８が形成されている。

カバー体３は、電気絶縁性の合成樹脂により一体成形される。カバー体３は、図１に示すように、幅方向Ｘの寸法が高さ方向Ｙの寸法よりも大きく、一端側に開口３１が形成された有底角筒状に形成されている。カバー体３の開口３１は、ケース体１の開口１１よりも僅かに大きく形成されてカバー体３の内側にケース体１の開口１１側の端部（一端）側が進入することにより、ケース体１とカバー体３とが嵌合する。カバー体３の開口３１側に位置する側壁３２にはロック部３３が形成され、このロック部３３の爪部（不図示）とケース体１の爪部１８とが係止することにより、ケース体１とカバー体３との嵌合状態をロック（固定保持）する。

カバー体３の他端（開口３１の反対）側には底壁３４が形成される。カバー体３をケース体１に嵌合した際に、この底壁３４の内面３４Ａは、奥行き方向Ｚでケース体１の底壁１３の内面１３Ａと対向する。このため、ケース体１の底壁１３の内面１３Ａ、及びカバー体３の底壁３４の内面３４Ａは、それぞれ相互に対向する内面となる。

底壁３４の内面３４Ａには、この内面３４Ａから奥行き方向Ｚに沿って突出した一対のカバー側支持部（支持部）３５が形成されている。これらカバー側支持部３５は、カバー体３の開口３１側の端部（一端）よりも奥行き方向Ｚに大きく突出しており、カバー側支持部３５の先端側の端面３５Ａはそれぞれ平坦面に形成されている。また、カバー側支持部３５は、上記したケース側支持部１７に対応する位置に設けられている。このため、カバー体３をケース体１に嵌合した際に、カバー側支持部３５は、ケース体１の収容空間１２内に進入し、各カバー側支持部３５の端面３５Ａと各ケース側支持部１７の端面１７Ａとがそれぞれ対向して配置される。

これらカバー側支持部３５及びケース側支持部１７は、それぞれ収容された基板ユニット２の端子ホルダ２２を挟んで支持するものであり、基板ユニット２の奥行き方向Ｚ側の位置決めを行う。

基板ユニット２は、図１及び図３に示すように、基板２０と、複数の端子２１と、端子ホルダ２２と、ペグ（固定金具）２３とを備えて構成される。基板２０は、例えば、いわゆるプリント回路基板である。基板２０は、その表面や内部に形成された回路を有する。また、基板２０の表面には、電子部品（不図示）のリード線や端子が回路に半田付け等により電気的に接続されることで電子部品が実装されている。

基板２０は、図３に示すように、該基板２０に形成された回路と端子２１とを電気的に接続する複数の端子用スルーホール２０Ａと、ペグ（固定金具）２３を基板２０に固定するためのペグ用スルーホール２０Ｂとを備える。端子用スルーホール２０Ａ及びペグ用スルーホール２０Ｂは、高さ方向Ｙに沿って基板２０を貫通して形成される。なお、基板２０は、プリント回路基板に限らず、絶縁性の樹脂材料の内部に導電性の金属材料のバスバが内蔵されたいわゆるインサートバスバ基板であってもよい。

複数の端子２１は、それぞれ基板２０と相手側コネクタとを電気的に接続する。各端子２１は、全体が導電性を有する金属材料等によって棒状に形成され、表面に導電性のめっき等が施されている。端子２１は、一端側の接続端子部２１Ａと、他端側の実装端子部２１Ｂと備える。端子２１は、略Ｌ字状に屈曲されており、接続端子部２１Ａに対して実装端子部２１Ｂが直交する方向へ延在されている。図３の例では、接続端子部２１Ａは、奥行き方向Ｚに沿って延在し、実装端子部２１Ｂは、高さ方向Ｙに沿って延在している。実装端子部２１Ｂは、それぞれ先端が基板２０の端子用スルーホール２０Ａに挿入されて半田付け等によって回路に電気的に接続される。

端子ホルダ２２は、端子保持部４０と一対のペグ保持部４１とを備えて電気絶縁性の合成樹脂により一体成形される。端子保持部４０は、幅方向Ｘに沿って延在し端子２１を保持する。端子保持部４０には、該端子保持部４０を奥行き方向Ｚに沿って貫通する複数の保持貫通孔４０Ａが形成される。端子保持部４０は、複数の保持貫通孔４０Ａにそれぞれ端子２１の接続端子部２１Ａが背面側（カバー体３側）から圧入されることで端子２１を保持する。接続端子部２１Ａは、ケース体１内に収容された際に、コネクタ接続開口１４に連結された相手方のコネクタと電気的に接続される。なお、これらの端子２１は、端子ホルダ２２を成形する際に、インサート成形によって端子ホルダ２２の端子保持部４０に一体化させても良い。

ペグ保持部４１は、端子保持部４０の幅方向Ｘの両端部にそれぞれ設けられている。各ペグ保持部４１は、奥行き方向Ｚに沿って、ケース体１側及びカバー体３側にそれぞれ突出して形成されたブロック体であり、端子ホルダ２２の側壁に相当する。各ペグ保持部４１は、上記したカバー側支持部３５及びケース側支持部１７によって、それぞれ挟まれて支持される部位であり、ペグ保持部４１の奥行き方向Ｚにおけるケース体側端面（一方の端面）４１Ａ、及びカバー体側端面（他方の端面）４１Ｂは、それぞれ平坦面に形成されている。

また、各ペグ保持部４１には、それぞれペグ２３が圧入される圧入部４２が一体に形成されている。この圧入部４２は、図３〜図５に示すように、各ペグ保持部４１の内壁４１Ｃと、この内壁４１Ｃと一体に設けられた外壁４１Ｄとの間に形成された圧入溝に相当するものである。圧入部４２は、各ペグ保持部４１の上端及び下端（一部）がそれぞれ開口されており、この圧入部４２には、図３に破線矢印Ｙ１で示すように、上端側から下端側（基板２０側）に向けてペグ２３が圧入されて保持される。ここで、圧入部４２の上端側は、圧入方向Ｙ１の上流側であり、基板２０と反対側に位置する。また、圧入部４２の下端側は、圧入方向Ｙ１の下流側であり、基板２０側に位置する。

また、圧入部４２は、下流側の開口が上流側の開口よりも幅狭に形成されている。このため、圧入部４２に圧入されたペグ２３は、圧入方向Ｙ１の所定の位置で位置決めされる。圧入部４２の開口幅の方向は、圧入方向と直交する方向であり、奥行き方向Ｚに相当する。

ペグ２３は、図３〜図５に示すように、金属製の平板を折り曲げて一体に形成されている。ペグ２３は、略矩形状に形成された本体５１と、この本体５１の下端から圧入方向Ｙ１下流側に突出する一対の固定部５２とを備える。また、ペグ２３は、本体５１の上端側の側端から圧入方向Ｙ１下流側に延びる弾性変形部５３と、本体５１の一部を切り起して形成された位置決め片５４とを備える。ペグ２３の下端は、圧入する際の先端側、すなわち圧入方向Ｙ１の下流側となる。反対に、ペグ２３の上端は、圧入する際の基端側、すなわち圧入方向Ｙ１の上流側となる。

固定部５２は、ペグ２３が圧入部４２に圧入された状態で、圧入部４２の下端から基板２０側に向けて突出して配置され、基板２０に設けられたペグ用スルーホール２０Ｂに挿入されて半田付けされる。このように固定部５２を基板２０に固定することにより、ペグ２３を介して端子ホルダ２２が基板２０上に固定される。

弾性変形部５３は、金属製の平板を折り曲げて形成される。この弾性変形部５３は、ペグ２３が圧入部４２に圧入された状態で、端子ホルダ２２における各ペグ保持部４１のケース体側端面（一方の端面）４１Ａに配置される。弾性変形部５３は、図５に示すように、ケース体側端面４１Ａに接触する一対の平坦部５３Ａ、５３Ａと、これら平坦部５３Ａ、５３Ａの間に配置され、奥行き方向Ｚに沿ってケース体側端面４１Ａから離間する方向に膨出する膨出部５３Ｂとを備える。本実施形態では、膨出部５３Ｂが平坦部５３Ａ、５３Ａに対して、奥行き方向Ｚに変形することにより、弾性変形部５３は、ペグ保持部４１（端子ホルダ２２）に対して奥行き方向Ｚに生じる応力を吸収する。

位置決め片５４は、本体５１の中央部に略コ字状の切り込みを入れ、この切り込みの内側の長方形の板部分を、ペグ２３の圧入方向Ｙ１と略平行となるように切り起こした切り起こし片によって構成されている。この位置決め片５４は、図４及び図５に示すように、ペグ２３を圧入部４２に圧入する際に、圧入部４２の一部を構成するペグ保持部４１の内壁４１Ｃに圧入方向Ｙ１に沿って形成された位置決め溝４３に係止される。これにより、ペグ２３は、圧入部４２に対して開口幅方向、すなわち奥行き方向Ｚへの位置決めがなされる。位置決め片５４は、本体５１の中央部の一部を切り起しているため、ペグ２３を必要以上に大きく形成する必要がなく、ペグ２３の材料費を加工費とともに抑えて、ペグ２３を安価に製造することができる。

次に、上記した弾性変形部５３を備えたペグ２３の作用について説明する。図６は、電気接続箱の側断面図である。電気接続箱１００のケース体１内に基板ユニット２が収容されると、ケース体１にカバー体３が嵌合される。また、ケース体１とカバー体３とはロック部３３（図１）などにより嵌合状態が保持される。

ケース体１内では、図６に示すように、基板ユニット２は、基板２０が一対のガイド部１６上に載置されて支持されるとともに、端子ホルダ２２の各ペグ保持部４１がカバー側支持部３５及びケース側支持部１７によって、それぞれ挟まれて支持される。これらペグ保持部４１の圧入部４２には、それぞれペグ２３が圧入されており、これらのペグ２３は、それぞれケース側支持部１７の端面１７Ａとペグ保持部４１のケース体側端面４１Ａとの間に介在される弾性変形部５３を一体に備えて構成されている。

これらの弾性変形部５３は、ケース側支持部１７の端面１７Ａ側に膨出する膨出部５３Ｂを含み、各ペグ保持部４１に生じる応力により変形して該応力を吸収する。従って、電気接続箱１００は、ケース体１、基板ユニット２及びカバー体３の各部品の公差範囲内での寸法差を吸収することができるとともに、例えば、車両の振動によって生じる応力や、車両が走行する地域の寒暖差（温度変化）に伴う寸法変化によって生じる応力を吸収することができる。これにより、基板ユニット２の基板への過剰な応力を抑制できるため、ケース体１内に基板ユニット２を適正に固定することができ、ひいては、信頼性の高い電気接続箱１００を実現することができる。

以上、説明したように、本実施形態に係る電気接続箱１００は、端子２１を保持する端子ホルダ２２が基板２０に固定された基板ユニット２と、基板ユニット２を収容するための開口１１が形成された有底筒状のケース体１と、ケース体１に取り付けられて開口１１を塞ぐカバー体３と、を備える。これらケース体１及びカバー体３は、相互に対向する内面１３Ａ、３４Ａにそれぞれ端子ホルダ２２のペグ保持部４１を挟んで支持するケース側支持部１７及びカバー側支持部３５を有する。基板ユニット２は、端子ホルダ２２のペグ保持部４１に圧入されて端子ホルダ２２と基板２０とを固定するペグ２３を有する。このペグ２３は、ケース側支持部１７の端面１７Ａとペグ保持部４１のケース体側端面４１Ａとの間に介在されて、ペグ保持部４１に生じる応力により変形する弾性変形部５３を一体に含んで構成されている。このため、電気接続箱１００は、弾性変形部５３がケース体１、基板ユニット２及びカバー体３の各部品の公差範囲内での寸法差や、温度変化に伴う寸法変化を吸収することにより、基板ユニット２の基板への過剰な応力を抑制することができる。この結果、電気接続箱１００は、ケース体１内に基板ユニット２を適正に固定することができる。

また、本実施形態によれば、弾性変形部５３は、ペグ２３の一部を折り曲げて形成され、ペグ保持部４１に接触する平坦部５３Ａと、ケース側支持部１７の端面１７Ａ側に膨出して該端面１７Ａに接触する膨出部５３Ｂとを含んで構成されるため、弾性変形部５３を簡素な構成で形成することができる。

また、本実施形態によれば、ペグ２３は、本体５１の中央部に一部を切り起して形成され、ペグ保持部４１の内壁４１に形成された位置決め溝４３に係止される位置決め片５４を含んで構成されるため、ペグ２３を必要以上に大きく形成する必要がなく、ペグ２３の材料費を加工費とともに抑えて、ペグ２３を安価に製造することができる。

なお、本発明に係るコネクタは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態では、弾性変形部５３は、ケース側支持部１７の端面１７Ａとペグ保持部４１のケース体側端面４１Ａとの間に介在された構成を説明したがこれに限らない。例えば、カバー側支持部３５の端面３５Ａとペグ保持部４１のカバー側端面４１Ｂとの間に介在される弾性変形部を備えた構成としてもよいし、上記した両方の弾性変形部を備えてもよい。

また、本実施形態では、弾性変形部５３は、ペグ保持部４１に接触する平坦部５３Ａと、ケース側支持部１７の端面１７Ａ側に膨出して該端面１７Ａに接触する膨出部５３Ｂとを備える構成としたが、ペグ保持部４１への応力によって変形して応力を吸収できるのであれば、他の構成としてもよい。

また、参考例として図７に示すように、ペグ保持部４１の圧入部４２に、本体５１の中央部に一部を切り起して形成した位置決め片５４を備えたペグ１２３を圧入する構成を採用することもできる。この参考例では、ペグ１２３は、上記した弾性変形部を備えていない。位置決め片５４は、本体５１の中央部に略コ字状の切り込みを入れ、この切り込みの内側の長方形の板部分を、ペグ２３の圧入方向Ｙ１と略平行となるように切り起こした切り起こし片によって構成されている。この位置決め片５４は、図７に示すように、ペグ１２３を圧入部４２に圧入する際に、圧入部４２の一部を構成するペグ保持部４１の内壁４１Ｃに圧入方向Ｙ１に沿って形成された位置決め溝４３に係止される。この参考例によっても、位置決め片５４は、本体５１の中央部の一部を切り起しているため、ペグ１２３を必要以上に大きく形成する必要がなく、ペグ１２３の材料費を加工費とともに抑えて、ペグ１２３を安価に製造することができる。

１ ケース体
２ 基板ユニット
３ カバー体
１３ 底壁
１３Ａ 内面
１６ ガイド部
１７ ケース側支持部（支持部）
１７Ａ 端面
２０ 基板
２１ 端子
２２ 端子ホルダ
２３、１２３ ペグ（固定金具）
３４ 底壁
３４Ａ 内面
３５ カバー側支持部（支持部）
３５Ａ 端面
４０ 端子保持部
４１ ペグ保持部
４１Ａ ケース体側端面
４１Ｂ カバー側端面
４２ 圧入部
４３ 位置決め溝
５１ 本体
５２ 固定部
５３ 弾性変形部
５３Ａ 平坦部
５３Ｂ 膨出部
５４ 位置決め片
１００ 電気接続箱

Claims (3)

1. 端子を保持する端子ホルダが基板に固定された基板ユニットと、
   前記基板ユニットを収容するための開口が形成された有底筒状のケース体と、
   前記ケース体に取り付けられて前記開口を塞ぐカバー体と、を備え、
   前記ケース体及び前記カバー体は、相互に対向する内面にそれぞれ前記端子ホルダを挟んで支持する支持部を有し、
   前記基板ユニットは、前記端子ホルダの側壁に取り付けられて該端子ホルダと前記基板とを固定する固定金具を有し、
   前記固定金具は、少なくとも前記ケース体または前記カバー体のいずれか一方の前記支持部の端面と前記端子ホルダとの間に介在されて、前記端子ホルダに生じる応力により変形する弾性変形部を一体に含んで構成されたことを特徴とする電気接続箱。
2. 前記弾性変形部は、前記固定金具の一部を折り曲げて形成され、前記端子ホルダに接触する平坦部と、前記支持部の端面側に膨出して該端面に接触する膨出部とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記固定金具は、該固定金具の中央部に一部を切り起して形成され、前記端子ホルダに形成された位置決め溝に係止される位置決め片を含んで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の電気接続箱。

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