JP4828944B2 - 電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、移動体としての自動車などに搭載されて電装品を収容する電気接続箱に関する。

移動体としての自動車には、一般に、ヘッドランプ及びテールランプなどのランプ類、スタータモータ及びエアコンディショナ用のモータ等のモータ類、などの多種多様な電子機器が搭載されている。

前述した多種多様な電子機器に電力を供給するために、前記自動車は、ジャンクションブロックを適宜箇所に配置してきた。前記ジャンクションブロックは、多数のヒューズやリレー等の各種の電気回路ユニットを集約して構成されている。

なお、ジャンクションブロックは、ヒューズ、リレー、ブスバーなどを有することもあることから、ヒューズブロック、リレーボックス、又は総称して電気接続箱とも呼ばれる。本明細書では、前述したヒューズブロック、リレーボックス、ジャンクションブロックを、総称して以下電気接続箱と呼ぶ。

電気接続箱は、外郭を形成する箱本体と、端子金具と、を備えている。箱本体の例えば上面には、前述したリレー、ヒューズやヒュージブルリンクなどの電気部品が装着される装着部が複数設けられている。また、箱本体の例えば下面には、前述した自動車に配索されるワイヤハーネスのコネクタが嵌合する。

ワイヤハーネスは、複数の電線と、該電線の端部などに取り付けられたコネクタとを備えている。コネクタは、前述した自動車に搭載される各種の電子機器や前述した箱本体に嵌合する。さらに、箱本体は、前述した装着部に装着される各種の電気部品と、ワイヤハーネスのコネクタの端子とを予め定められたパターンにしたがって接続するバスバなどを収容している。

端子金具は、厚手の導電性の板金からなり、平板状の電気接触部と、電線接続部とを一体に備えている。電気接触部には、ボルトのねじ部を通すことのできる孔又は切欠きが設けられている。電気接触部は、孔又は切欠き内にねじ部が通るボルトが箱本体の上面にねじ込まれるなどして、前述した箱本体に取り付けられる。

電線接続部は、前述した電気接触部から折り曲げられて、該電気接触部から立設している。電線接続部は、電源などと接続した電線を加締めるかしめ片などを備えている。電線接続部は、加締め片で電線を加締めて、該電線の芯線と接続する。

前述した電気接続箱は、電線が取り付けられた端子金具の電気接触部をボルトにより、前述した箱本体の上面に取り付ける。なお、このとき、端子金具の電線接続部及び該電線接続部に取り付けられた電線を、前記箱本体内に収容することなく該箱本体の外壁面に沿わしておく。

そして、各装着部に所望の電気部品を装着し、ワイヤハーネスのコネクタを箱本体の下面に嵌合する。こうして、前述した電気接続箱が組み立てられる。そして、電気接続箱は、電源などから供給される電源からの電力を、ヒュージブルリンク、ワイヤハーネスの電線などを介して前述した電子機器に供給する。

被水環境で用いられる電気接続箱には、パッキンを用いるものがあり、その場合は、ケース本体を複数のケース部材に分割して形成し、分割ケースの内部に電装品を収容するとともに、パッキンを挟み分割面同士を密着して分割ケースを嵌合することで、防水ケース内部を密閉し、外部からの水の進入を防止していた。

特許文献１には、コネクタを突出させるコネクタ開口と接触せず且つ基板に対して傾斜する仮想分割平面で上部ケースと下部ケースとに二分割した防水ケースが開示されており、このような構成とすることで、上部ケースと下部ケースの防水構造とコネクタの防水構造との干渉防止が図られてきた。
特開平９−２７０２７７号公報

上述した電気接続箱において、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference：電磁妨害）シールド性能を確保する場合、金属製のケース部材が用いられ、そのケース部材の厚さは、基板面積、つまり、基板を収容するケース面積に対して基準肉厚が規定される。しかしながら、ケース部材は、金属部材の絞り加工によって形成されるか、ダイカストによって製造されるため、絞り加工によって形成される場合には、絞り加工のための金型が高価であり且つ前記基準肉厚を満たすために部分的に厚くなる箇所が生じ、またダイカストによって製造される場合には、型に溶融したアルミ材等を流し込むため、気泡対策や厚さムラが生じないように形成するためには、板材を使用する場合に比べて肉厚が厚くなる傾向にあった。そのため、ＥＭＩシールドとして製造する電気接続箱の低価格化及び軽量化を図ることが困難であった。

よって本発明は、上述した問題点に鑑み、シールド性能を確保し且つ低価格化及び軽量化することができる電気接続箱を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の電気接続箱は、電装品と、該電装品を収容するシールドケースと、を有する電気接続箱において、前記シールドケースが、導電性を有する金属製の平板状のパネルからなると共に一方側に開口部を有する複数の箱状ケース部材を有し且つ該開口部同士を組み合わせることでその内部に前記電装品の収容空間が形成され、前記複数の箱状ケース部材の各々が、前記パネルを合わせた前記箱状ケース部材の角部分に合成樹脂で一体形成されたパネル合わせ部と、相手側箱状ケース部材と連結するために、前記開口部の全周から外側に向かって立設するように合成樹脂で前記パネル合わせ部と一体形成された連結部と、前記連結部に一体に形成され且つ前記連結部同士を締め付け部材によって連結するための複数の締め付け部と、を有し、前記連結部同士の間にパッキングが挟持された状態で、前記複数の締め付け部によって締め付けて前記連結部同士を連結することで、前記箱状ケース部材同士を固定するようにしたことを特徴とする。

上記請求項１に記載した本発明の電気接続箱によれば、導電性を有する金属製のパネルの合わせ部分にパネル合わせ部を合成樹脂によって一体形成するようにしたので、シールド性能に対応した厚さの金属部材と合成樹脂とでシールドケースを製造することができる。そして、該シールドケース内に電装品を収容するので、電気接続箱のシールド性能を確保することができる。そして、開口部から立設する連結部を合成樹脂でケース部材に形成し且つパネル合わせ部と一体に形成して、該連結部によって相手側ケース部材と連結するようにしたことから、ケース部材に連結部を一体成形することができる。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、請求項１に記載の電気接続箱において、前記開口部が、前記シールドケースにおける投影面積の少ない面と平行となるように形成されていることを特徴とする。

上記請求項２に記載した本発明の電気接続箱によれば、シールドケースにおける投影面積の少ない面と平行となるように開口部をケース部材に形成しているので、ケース部材同士の界面を少なくすることができる。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の電気接続箱において、前記シールドケースを、相手側部材に取り付けるための取付部を有するとともに、前記取付部が、前記パネル合わせ部と一体的に形成されていることを特徴とする。

上記請求項３に記載した本発明の電気接続箱によれば、相手側部材に取り付けるための取付部をパネル合わせ部と一体的に形成するようにしたことから、シールドケースに取付部を一体成形することができる。

以上説明したように請求項１に記載した本発明の電気接続箱によれば、導電性を有する金属製のパネルの合わせ部分にパネル合わせ部を合成樹脂によって一体形成し、シールド性能に対応した厚さの金属部材と該合成樹脂とでシールドケースを製造するようにしたことから、シールドケースの薄型化及び軽量化に対応することができる。また、パネル合わせ部によってシールドケースの強度も維持することができる。そして、ケース部材とパネル合わせ部に連結部を一体成形することができるので、連結部に締め付け圧力を付加することが可能となり、十分な接合強度を得ることができるため、安定した高い防水性能を確保することができる。従って、シールド性能を確保し且つ低価格化及び軽量化することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、シールドケースにおける投影面積の少ない面と平行となるように開口部をケース部材に形成して、ケース部材同士の界面を少なくしているので、安定したパッキング面圧力を加えることができるため、安定した高い防水性能を確保することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、相手側部材に取り付けるための取付部をパネル合わせ部と一体的に形成するようにしたことから、シールドケースに取付部を一体成形することができるため、低価格化に貢献することができる。

以下、本発明に係る電気接続箱の一実施の形態を、図１〜図６の図面を参照して説明する。

本実施形態にかかる図１に示す電気接続箱１は、移動体としての自動車に搭載される。電気接続箱１は、図１〜図６に示すように、電装品２と、該電装品２を収容するシールドケース３と、絶縁性のラバーパネル４と、絶縁性のラバーカバー５と、を有している。

電装品２は、シールドケース３内に収容可能な箱状に形成されている。電装品２は、ベースとなる第１基板２１と、該第１基板２１に対して取り付けられる第２基板２２及び第３基板２３と、一対のコネクタユニット２４と、第２基板２２及び第３基板２３を第１基板２１に取り付ける複数（図３中では４つ）のステイ２５と、有している。

第１基板２１は、矩形板状に形成されている。第１基板２１は、図示しないが、その両端部に形成されてコネクタユニット２４が実装されるコネクタ取付部と、該コネクタ取付部に実装されたコネクタユニット２４と電気的に接続される配線パターンと、を有している。

第２基板２２は、第１基板２１よりも小さな略矩形板状に形成されている。第２基板２２は、ステイ２５とねじ締め固定するための４つのねじ穴を有しており、該ねじ穴にねじ２６を貫通させてステイ２５にねじ締めすることで、第１基板２１に対して第１間隔で取り付けられる。第２基板２２の四隅部分には、ステイ２５を挿通するように挿通部２２ａが形成されている。

第３基板２３は、第１基板２１よりも小さく、かつ、第２基板２２よりも大きな矩形板状に形成されている。第３基板２３は、ステイ２５とねじ締め固定するための４つのねじ穴を有しており、該ねじ穴にねじ２７を貫通させてステイ２５にねじ締めすることで、第１基板２１に対して第２間隔で取り付けられる。なお、本実施形態では、第２間隔を前記第１間隔よりも長くなるように設定している。

各ステイ２５は、合成樹脂によって形成されており、第１基板２１に立設するように固定される。各ステイ２５は、中空状の第１円柱部２５ａと、該第１円柱部２５ａよりも長い中空状の第２円柱部２５ｂと、を有している。第１円柱部２５ａ及び第２円柱部２５ｂの各々は、雌めねじの切ってある穴を有している。第１円柱部２５ａ及び第２円柱部２５ｂは、一端側が揃えられ、他端側が異なるように一体的に形成されている。第１円柱部２５ａ及び第２円柱部２５ｂの長さは、前述した第１間隔及び第２間隔と等しくなっている。そして、第１円柱部２５ａと第２円柱部２５ｂの各他端側には、第２基板２２と第３基板２３がそれぞれ当接されて、ねじ２６，２７によってねじ締めされる。

コネクタユニット２４は、図４に示すように、コネクタ基板２４ａと、コネクタ２４ｂと、ラバーコネクタ２４ｃと、コネクタパネル２４ｄと、を有している。コネクタ基板２４ａは、一方側にコネクタ２４ｂが実装され、他方側に前述した第１基板２１に接続される連結コネクタ２４ｅを設けている。コネクタ基板２４ａは、コネクタ２４ｂと連結コネクタ２４ｅとを電気的に接続する。

コネクタ２４ｂは、一対の雄コネクタ２４ｂ１を有しており、その端子は背面側に突出してコネクタ基板２４ａに電気的に接続される。ラバーコネクタ２４ｃは、一対の雄コネクタ２４ｂ１に周設可能な略矩形状に絶縁部材によって形成されている。コネクタパネル２４ｄは、矩形状の蓋部として形成されており、その中央にはコネクタ２４ｂの雄コネクタ２４ｂ１を外部に突出させる突出口２４ｄ１が形成されている。コネクタパネル２４ｄは、四角柱状に形成された一対の立設部２４ｄ２を有しており、該一対の立設部２４ｄ２の各々はねじ穴を有している。また、コネクタパネル２４ｄは、突出口２４ｄ１の両側に一対のねじ穴２４ｄ３を形成している。

ここで、コネクタユニット２４の組み付け例を説明する。まず、ラバーコネクタ２４ｃをコネクタ２４ｂに組み込み、該コネクタ２４ｂをコネクタ基板２４ａに挿入され、コネクタ２４ｂとコネクタ基板２４ａとが３つのねじ２４ｆによって固定され、コネクタ２４ｂの端子が半田付けされる。そして、コネクタ基板２４ａをコネクタパネル２４ｄに２つのねじ２４ｇでねじ締められることで、コネクタユニット２４が完成する。このようにコネクタユニット２４は、コネクタ２４ｂとコネクタパネル２４ｄとの間にラバーコネクタ２４ｃが介在することで、内部に水等が浸入することを防止して高い防水機能を確保している。

シールドケース３は、第１ケース部材３１と、第２ケース部材３２とを有している。第１ケース部材３１と第２ケース部材３２とは、シールドケース３における投影面積の最も小さくなる面で分割している。本最良の形態では、シールドケース３の奥行き（図中のＹ方向）における中央付近で２分割するようにしている。つまり、シールドケース３の幅方向（図中のＸ方向）の断面が小さくなり、第１ケース部材３１と第２ケース部材３２との連結部分を少なくすることができるため、安定したパッキング面圧力を加えることが可能となり、安定した高い防水性能を確保することができる。

なお、本実施形態では、シールドケースを二等分に分割する場合について説明するが、分割方法については、種々異なる分割方法とすることができる。例えば、分割数を増やして複数のケース部材に分割することもできる。また、分割については、均等に分割する必要はなく、シールドケース３の端面寄りで分割して、ケースと蓋の関係等として各ケース部材を構成するなど種々異なる形態とすることができる。

第１ケース部材３１及び第２ケース部材３２の各々は、導電性のパネル３３と、該パネル３３の合わせ部分（折り曲げ部分）に合成樹脂で形成されたパネル合わせ部３４と、電装品２を収容する収容部３５と、該収容部３５の一方側に形成された開口部３６と、連結部３７と、取付部３８と、を有している。

パネル３３は、アルミニウム等の金属板により一面が開口となる中空直方体状に形成されて、第１ケース部材３１及び第２ケース部材３２の側壁３３ａとコネクタユニット２４の取付壁（底壁）３３ｂをなしている。パネル３３の厚さは、電装品２の第１基板２１を収容するケース面積に対応して規定された基準肉厚となっている。取付壁３３ｂは、コネクタパネル２４ｄが当接した状態で、コネクタ２４ｂを外部に突出するコネクタ穴３３ｃを有している。

なお、第１ケース部材３１及び第２ケース部材３２については、平板状のパネル部材を組み合わせても、平板状のパネル部材を折り曲げて形成したパネル部材を組み合わせて形成してもよい。

パネル合わせ部３４は、パネル３の四隅の合わせ部分に樹脂モールドで一体形成されている。パネル合わせ部３４は、シールドケース３の奥行き（図中のＹ方向）及び高さ（図中のＺ方向）における合わせ部分の全てを覆うように形成されている。このようにパネル合わせ部３４を設けることで、パネル３３の合わせ部分を樹脂モールドすることができるため、パネル３３に薄肉金属を用いることができるようになる。

収容部３５は、パネル３３の内部に形成された空間となっている。収容部３５は、電装品２の約半分を収容可能な大きさに形成されている。開口部３６は、パネル３３の一面に形成された開口となっている、開口部３６は、他の開口部３６と同一の形状となっており、第１ケース部材３１及び第２ケース部材３２の各開口部３６同士を組み合わせることで、シールドケース３が形成されるようになっている。

連結部３７は、第１ケース部材３１と第２ケース部材３２を連結するために、開口部３６に周設するように、開口部３６からシールドケース１の外側に向かって立設している。連結部３７は、パネル合わせ部３４と樹脂モールドで一体形成されている。連結部３７は、ボルト５１とナット５２からなる締め付け部材で締め付けられる複数（図中では６つ）の締め付け部３７ａを有している。この締め付け部３７ａを設けることで、締め付け部材によって確実に連結部３７同士を連結することを可能としている。

取付部３８は、シールドケース３、つまり電気接続箱１を相手側部材（図示せず）に取り付けるためのものであり、第１ケース部材３１と第２ケース部材３２との各々に各２個形成されている。取付部３８は、パネル合わせ部３４と樹脂モールドで一体形成されている。取付部３８は、ねじ等によって相手側部材に固定される。なお、相手側部材としては、車両の車体、相手側機器等が挙げられる。このように、取付部３８をパネル合わせ部３４と一体的に形成するようにしたことから、シールドケース３に取付部３８を一体成形することができるため、低価格化に貢献することができる。

また、第１ケース部材３１及び第２ケース部材３２は、任意のパネル３３の表面上に、パネル合わせ部３４と連結部３７とに連なる帯部３９を有している。第１ケース部材３１の帯部３９には、収容部３５に貫通して呼吸弁（デミッシュ）が着脱自在の構成となっている。

ラバーパネル４は、絶縁性のゴム部材等からなるパッキングである。一対のラバーパネル４は、それぞれの第１ケース部材３１及び第２ケース部材３２の取付壁３３ｂに対応した形状になっており、コネクタユニット２４と各取付壁３３ｂとの間に介在することで、コネクタ２４ｂの雄コネクタ２４ｂ１側からシールドケース３内への水等の浸水を防止している。

ラバーカバー５は、絶縁性のゴム部材等からなるパッキングであり、第１ケース部材３１及び第２ケース部材３２の連結部３７から締め付け部３７ａを除いた形状に形成されている。ラバーカバー５は、第１ケース部材３１と第２ケース部材３２との間に挟まれることで、シールドケース３内への水等の浸水を防止している。

次に、上述した電気接続箱１の組み付け例を説明する。まず、電装品３は、図３に示すように、前述した一対のコネクタユニット２４の連結コネクタ２４ｅの端子を第１基板２１に挿入し、コネクタパネル２４ｄの立設部２４ｄ２と第１基板２１をねじ２８によるねじ締めによって固定した後に、第１基板２１と連結コネクタ２４ｅとを半田付けする。そして、４つのステイ２５とねじ２７によって第２基板２２と第３基板２３が第１基板２１に取り付けられることで、電装品３を組み立てる。

図５に示すように、ラバーパネル４を電装品３の一方側のコネクタパネル２４ｄにセットし、第１ケース部材３１の開口部３６から収容部３５に向かって挿入する。そして、コネクタパネル２４ｄが第１ケース部材３１の取付壁３３ｂに当接すると、コネクタパネル２４ｄの各ねじ穴２４ｄ３に、スプリングワッシャー５４を介在させてねじ５３でねじ締めして固定する。

図６に示すように、電装品３の一方側に第１ケース部材３１が取り付けられた状態で、ラバーパネル４とラバーカバー５を電装品３の他方側のコネクタパネル２４ｄにセットし、第２ケース部材３２の開口部３６から収容部３５に向かって挿入する。そして、コネクタパネル２４ｄが第２ケース部材３２の取付壁３３ｂに当接して、コネクタパネル２４ｄの各ねじ穴２４ｄ３に、スプリングワッシャー５４を介在させてねじ５３でねじ締めして固定すると、第１ケース部材３１と第２ケース部材３２の各開口部３６は組み合わさった状態となる。そして、開口部３６の締め付け部３７ａがボルト５１とナット５２で締め付けることで、第１ケース部材３１と第２ケース部材３２とは固定されて電気接続箱１が完成する。

以上説明した本発明に係る電気接続箱１は、導電性を有する金属製のパネル３３の合わせ部分にパネル合わせ部３４を合成樹脂によって一体形成し、シールド性能に対応した厚さの金属部材と該合成樹脂とでシールドケース３を製造するようにしたことから、シールドケース３の薄型化及び軽量化に対応することができる。また、パネル合わせ部３４によってシールドケース３の強度も維持することができる。従って、シールド性能を確保し且つ低価格化及び軽量化することができる。

また、第１ケース部材３１と第２ケース部材３２に収容部３５と開口部３６とを形成し、２つの第１ケース部材３１と第２ケース部材３２の開口部３６同士を組み合わせてシールドケース３を形成して、第１ケース部材３１と第２ケース部材３２の組み合わせ部分に平滑面構造を確保できるようにしたことから、安定した高い防水性能を確保することができる。

さらに、第１ケース部材３１と第２ケース部材３２とパネル合わせ部３４に連結部３７を一体成形することができるので、連結部３７に締め付け圧力を付加することが可能となり、十分な接合強度を得ることができるため、安定した高い防水性能を確保することができる。

また、上述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明に係る電気接続箱の外観の一例を示す斜視図である。 本発明に係る電気接続箱を分解した分解斜視図である。 図２中の電装品を分解した分解斜視図である。 図３中のコネクタユニットを分解した分解斜視図である。 ケース部品に対する電装品の組み付けを説明するための図である。 ケース部材同士の組み付けを説明するための図である。

符号の説明

１ 電気接続箱
２ 電装品
３ シールドケース
３１ 第１ケース部材
３２ 第２ケース部材
３３ パネル
３４ パネル合わせ部
３５ 収容部
３６ 開口部
３７ 連結部
３８ 取付部

Claims (3)

1. 電装品と、該電装品を収容するシールドケースと、を有する電気接続箱において、
   前記シールドケースが、導電性を有する金属製の平板状のパネルからなると共に一方側に開口部を有する複数の箱状ケース部材を有し且つ該開口部同士を組み合わせることでその内部に前記電装品の収容空間が形成され、
   前記複数の箱状ケース部材の各々が、前記パネルを合わせた前記箱状ケース部材の角部分に合成樹脂で一体形成されたパネル合わせ部と、相手側箱状ケース部材と連結するために、前記開口部の全周から外側に向かって立設するように合成樹脂で前記パネル合わせ部と一体形成された連結部と、前記連結部に一体に形成され且つ前記連結部同士を締め付け部材によって連結するための複数の締め付け部と、を有し、
   前記連結部同士の間にパッキングが挟持された状態で、前記複数の締め付け部によって締め付けて前記連結部同士を連結することで、前記箱状ケース部材同士を固定するようにしたことを特徴とする電気接続箱。
2. 前記開口部が、前記シールドケースにおける投影面積の少ない面と平行となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記シールドケースを、相手側部材に取り付けるための取付部を有するとともに、
   前記取付部が、前記パネル合わせ部と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接続箱。

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