本發(fā)明涉及一種電連接箱及連接端子部件。

背景技術(shù)：

近年來，為了提高燃油經(jīng)濟性和對環(huán)境的考慮，開發(fā)出除了主蓄電池之外還搭載有輔助電源的汽車。例如，通過將制動時的再生能源蓄存在輔助電源中并在行駛時用于向電氣安裝件供給電力，從而減少發(fā)電機的發(fā)電量并提高燃油經(jīng)濟性。另外，在怠速停止之后發(fā)動機再啟動時，通過從輔助電源對起動機供給電力，從而防止由于主蓄電池的電壓的瞬間下降而引起的電氣安裝件的瞬斷、主蓄電池的劣化。

在主蓄電池與輔助電源之間設(shè)置有與行駛或怠速停止等車輛的動作狀態(tài)對應(yīng)的地切換電力的供給方式的裝置。在該種裝置中，以往為了導(dǎo)通大電流而使用機械繼電器，但是，以小型化、提高使用壽命、靜音化為目的而提出置換成半導(dǎo)體開關(guān)元件。作為半導(dǎo)體開關(guān)元件，使用mosfet(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管；metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor)等功率半導(dǎo)體(參照專利文獻1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-146933號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

不過，由于導(dǎo)通大電流的路徑之間的連接需要可靠地進行連接，因此，優(yōu)選的是，不進行連接器彼此的連接，而利用螺栓和螺母對電線的末端部的端子與電路側(cè)的端子之間進行連結(jié)。在此，在這樣的利用螺栓和螺母進行連結(jié)的情況下，有可能會由于連結(jié)時的軸向力而使端子產(chǎn)生變形，或者由于周圍環(huán)境溫度的上升所引起的蠕變而使端子產(chǎn)生變形。端子的變形可能會隨著時間推移而導(dǎo)致螺母的松弛，使端子間的接觸電阻增加。

本發(fā)明基于上述情形而完成，其目的在于抑制端子部之間的接觸電阻的增加。

用于解決課題的技術(shù)方案

本發(fā)明的電連接箱包括：電路部，具有作為導(dǎo)電路徑的母線，并安裝有電子部件；外殼，容納所述電路部；基板側(cè)端子部，設(shè)置于所述母線，并形成有貫通孔；電線側(cè)端子部，連接于電線，并形成有貫通孔；螺栓，具有軸部，在所述基板側(cè)端子部與所述電線側(cè)端子部重疊的狀態(tài)下，所述軸部插通于所述基板側(cè)端子部的貫通孔和所述電線側(cè)端子部的貫通孔；以及螺母，與所述螺栓連結(jié)，所述電線側(cè)端子部或所述基板側(cè)端子部中的與所述螺栓的支承面接觸的接觸部的所述支承面?zhèn)鹊拿姘枷荻购穸瘸叽鐪p小。

本發(fā)明的連接端子部件包括：基板側(cè)端子部，設(shè)置于母線，并形成有貫通孔，該母線作為安裝有電子部件的電路部中的導(dǎo)電路徑；電線側(cè)端子部，連接于電線，并形成有貫通孔；螺栓，具有軸部，在所述基板側(cè)端子部與所述電線側(cè)端子部重疊的狀態(tài)下，所述軸部插通于所述基板側(cè)端子部的貫通孔和所述電線側(cè)端子部的貫通孔；以及螺母，與所述螺栓連結(jié)，所述電線側(cè)端子部或所述基板側(cè)端子部中的與所述螺栓的支承面接觸的接觸部的所述支承面?zhèn)鹊拿姘枷荻购穸瘸叽鐪p小。

根據(jù)本結(jié)構(gòu)，由于電線側(cè)端子部或基板側(cè)端子部中的與螺栓的支承面接觸的接觸部的支承面?zhèn)鹊拿姘枷荻穸瘸叽鐪p小，因此能夠抑制螺栓連結(jié)時的軸向力所引起的接觸部的變形、周圍環(huán)境溫度的上升所引起的接觸部的變形。這樣一來，通過抑制接觸部的變形，能夠抑制隨著時間推移的螺栓或螺母的松弛等所引起的接觸電阻的增加。

作為本發(fā)明的實施方式，也可以形成為以下的方式。

所述接觸部由純銅形成。

如果接觸部通常由銅的純度為99.9％以上的純銅形成，則具有能夠提高電導(dǎo)率這樣的優(yōu)點，另一方面，存在容易由于螺栓連結(jié)時的軸向力而使接觸部變形這樣的問題。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在這種接觸部容易變形的結(jié)構(gòu)中，通過使接觸部的支承面?zhèn)鹊拿姘枷荻鴾p小厚度尺寸，抑制接觸部的變形，因此能夠進一步抑制隨著時間推移的螺栓或螺母的松弛等所引起的接觸電阻的增加。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制端子部之間的接觸電阻的增加。

附圖說明

圖1是表示實施方式的電連接箱的縱剖視圖。

圖2是電連接箱的分解立體圖。

圖3是表示電路部的俯視圖。

圖4是放大表示柱頭螺栓和螺母被連結(jié)的部分的圖。

圖5是表示電線側(cè)端子重疊在基板側(cè)端子上的狀態(tài)的圖。

圖6是放大表示基板側(cè)端子的貫通孔附近的俯視圖。

具體實施方式

參照圖1～圖6對實施方式進行說明。

本實施方式的電連接箱10在具備主蓄電池和輔助蓄電池的汽車等車輛中用于切換從主蓄電池及輔助蓄電池向燈、雨刷器等電氣安裝件供給的電力。以下，為了便于說明，關(guān)于上下方向及左右方向，以圖1的方向為基準進行說明，電連接箱10能夠以任意的朝向配置。

(電連接箱10)

如圖1所示，電連接箱10具備電路部13、重疊于電路部13的散熱板23、容納電路部13和散熱板23的外殼30、兩個(多個)柱頭螺栓25以及兩個(多個)螺母47。

(電路部13)

電路部13安裝有多個電子部件12，并具有控制基板14和3片(多個)母線17a～17c。如圖3所示，電子部件12包括例如由功率mosfet構(gòu)成的多個開關(guān)元件12a和ic(集成電路，integratedcircuit)12b。多個開關(guān)元件12a進行母線17a～17c的通電電流的接通或斷開。各開關(guān)元件12a例如將背面?zhèn)鹊囊€端子釬焊在母線17a、17b的上表面，并且將側(cè)面?zhèn)鹊囊€端子釬焊在控制基板14的導(dǎo)電路徑及母線17b。

開關(guān)元件排列有3個(多個)是為了根據(jù)開關(guān)元件12a的容量使通電電流分流而能夠?qū)ù箅娏?，?個開關(guān)元件12a以相反的朝向(與電流供給方向相反的方向)配置是為了在開關(guān)斷開時防止(由寄生二極管引起的)電流的反流?？刂苹?4在由玻璃基材或玻璃無紡布基材構(gòu)成的絕緣板的面上通過印刷布線技術(shù)形成由銅箔等構(gòu)成的導(dǎo)電路徑。

在控制基板14的周緣部安裝有連接器15。連接器15中，連接器端子保持于殼體，連接器端子殼體向殼體的后方延伸并釬焊于控制基板14的導(dǎo)電路徑。連接器15連接有未圖示的對方側(cè)連接器，并被輸入和輸出對開關(guān)元件12a進行控制的控制信號、輸出信號等。

(母線17a～17c)

3片母線17a～17c用作能夠使電氣安裝件動作的比較大的電流的導(dǎo)電路徑，且均是對由無氧銅(c1020、jis合金命名。“純銅”的一例)構(gòu)成的金屬板材實施沖裁加工而形成為與導(dǎo)電路徑的形狀對應(yīng)的預(yù)定的形狀。3片母線17a～17c隔開間隔地左右排列，正中的母線17c為t字狀，并具有配置在母線17a、17b之間并沿前后方向延伸的部分和沿左右方向延伸的部分，母線17c整體重疊于控制基板14。左右的母線17a、17b為長方形，與母線17c相鄰地配置并重疊于控制基板14，并且未與控制基板14重疊的部分形成為向左右(外方)呈齊平面(同一平面)地延伸的基板側(cè)端子部18a、18b。

(基板側(cè)端子部18a、18b)

基板側(cè)端子部18a、18b為長方形，且貫通形成有供柱頭螺栓25的軸部27插通的貫通孔19。貫通孔19為比軸部27的外周稍大的圓形。如圖4所示，基板側(cè)端子部18a、18b中的圍繞貫通孔19的部分形成為與柱頭螺栓25的支承面26a接觸的接觸部20。接觸部20形成相對于下表面(支承面26a側(cè)的面)凹陷的凹部20a，凹部20a圍繞貫通孔19以恒定的寬度尺寸及恒定的厚度形成為圓環(huán)狀(參照圖6)。通過形成凹部20a，從而，接觸部20的板厚比凹部20a的外側(cè)的未與柱頭螺栓25的支承面26a接觸的非接觸部21薄。具體而言，例如，在將非接觸部21的板厚(母線的板厚)設(shè)為0.5mm～1mm的情況下，可以將凹部20a的深度設(shè)為0.05mm～0.01mm左右。

使母線17a～17c整體由無氧銅(c1020)形成是由于，像電連接箱10這樣，對于導(dǎo)通大電流的母線17a～17c需要考慮發(fā)熱。關(guān)于電導(dǎo)率，銅合金(c19020、jis合金命名)為50％iacs(internationalannealedcopperstandard(國際退火銅標準))，與此相對地，無氧銅高達101％iacs，因此，無氧銅能夠?qū)l(fā)熱抑制得較低。但是，另一方面，如果對銅合金(c19020)與無氧銅(c1020)的硬度進行比較，以維氏硬度計，銅合金為110～140左右，與此相對地，無氧銅低至82～90。另外，與銅合金相比，無氧銅的高溫蠕變特性也較差。由于電線42為了導(dǎo)通大電流而使用外徑較大的線束，優(yōu)選不采用可能會脫落的基于連接器15的連接，而是利用柱頭螺栓25與螺母47進行連結(jié)。但是，在基板側(cè)端子部18a、18b使用電導(dǎo)率較高的無氧銅時，由于柱頭螺栓25與螺母47連結(jié)時施加的軸向力、暴露于高溫下引起的基板側(cè)端子部18a、18b的沉陷，有可能會使柱頭螺栓25松弛而使基板側(cè)端子部18a、18b與電線側(cè)端子部43之間的接觸電阻增加。

因此，在本實施方式中，對于基板側(cè)端子部18a、18b，形成使支承面26a側(cè)的面凹陷而成的凹部20a，而使與支承面26a接觸的接觸部20的厚度比非接觸部21小，因此，與將接觸部20形成為非接觸部21的厚度相比，能夠抑制螺栓連結(jié)時的軸向力或高溫所引起的變形。能夠抑制由該變形引起的螺母47的松弛所導(dǎo)致的基板側(cè)端子部18a、18b與電線側(cè)端子部43之間的接觸電阻的增加。

如圖2所示，在控制基板14、母線17a～17c的周緣部附近的位置等貫通形成有多個用于利用螺釘24進行螺紋緊固的圓形狀的螺紋孔22。

(散熱板23)

散熱板23是用于將控制基板14或母線17a～17c的熱量散發(fā)到外部的裝置，例如，由鋁或鋁合金等形成，并通過粘接劑等粘貼在包含發(fā)熱量較大的6個開關(guān)元件在內(nèi)的區(qū)域的母線17a～17c。

(柱頭螺栓25)

柱頭螺栓25由金屬制成，如圖4所示，具有在金屬圓桿的外周面上切出螺紋的軸部27和設(shè)置于軸部27的一端側(cè)的方柱形的頭部26。頭部26的上端部側(cè)的直徑比下端部側(cè)的直徑小，平截面形成為矩形狀。頭部26與軸部27之間的臺階部分形成為支承面26a。支承面26a的面積(與基板側(cè)端子部18a、18b接觸的面的面積)比由金屬制的六角螺母構(gòu)成的螺母47與各基板側(cè)端子部18a、18b接觸的面的面積小。因此，在螺栓連結(jié)時或周圍溫度變化時，相比于與螺母47接觸一側(cè)，與支承面26a接觸的面每單位面積受到更強的力而容易變形。

(外殼30)

如圖1所示，外殼30由合成樹脂制成，且是下部外殼31和上部外殼35嵌合而形成的。下部外殼31具備與控制基板14隔開間隔地相對的相對壁34，并且在下部外殼31的上表面凹陷形成有在左右兩側(cè)容納柱狀螺栓25的頭部26的容納室32。

容納室32在下部外殼31的上表面形成為與頭部26的外周形狀對應(yīng)的矩形。通過形成為這種形狀，在柱頭螺栓25與螺母47連結(jié)時進行柱頭螺栓25的止轉(zhuǎn)。容納室32的深度設(shè)為支承面26a位于比下部外殼31的上表面31a稍高的位置(高出基板側(cè)端子部18a、18b的凹部20a的深度尺寸的位置)的深度。

容納室32在內(nèi)壁的上側(cè)設(shè)置有向內(nèi)方突出的格子狀肋部33，通過該肋部33進行柱頭螺栓25的防脫。頭部26向容納室32的插入例如能夠根據(jù)頭部26的旋轉(zhuǎn)角度避開肋部33而插入，或者通過在下部外殼31設(shè)置能夠?qū)㈩^部26從側(cè)方插入的缺口，從而將頭部26容納在容納室32內(nèi)即可。

上部外殼35的左右兩端側(cè)能夠載置電線42的末端部，并且上部外殼35具備用于對電線42的末端部及電線側(cè)端子部43進行絕緣的絕緣壁37。在絕緣壁37的內(nèi)側(cè)沿上下方向貫通形成有使電線側(cè)端子部43及基板側(cè)端子部18a、18b露出的開口部38。開口部38以能夠?qū)㈦娋€側(cè)端子部43和基板側(cè)端子部18a、18b連接的大小形成，在安裝電線側(cè)端子部43之前，基板側(cè)端子部18a、18b露出。絕緣壁37呈圍繞電線42的末端部及電線側(cè)端子部43的u字狀延伸，在導(dǎo)出電線42的部分未形成絕緣壁37。

在上部外殼35中的左右方向的中間部貫通形成有使散熱板23露出的散熱孔39。散熱孔39是與散熱板23的形狀對應(yīng)的長方形狀，且散熱孔39的孔緣部形成為保持散熱板23的周緣部而在與電路部13之間夾持散熱板23的保持凸部40。如圖2所示，在上部外殼35的底面形成有用于利用螺釘24對電路部13進行螺紋緊固的多個螺紋孔41。

電線42是導(dǎo)體部的周圍被絕緣包覆層覆蓋的包覆電線，且在末端部剝除絕緣包覆而露出的導(dǎo)體部安裝有電線側(cè)端子部43。導(dǎo)體部形成為大量的金屬細線絞合而成的絞合線。電線側(cè)端子部43是所謂的圓形端子，且具有板狀連接部44和筒部46。在連接部44貫通形成有供柱頭螺栓25的軸部27插通的貫通孔45。筒部46為筒狀，且供電線42的導(dǎo)體部插通并壓接于電線42的導(dǎo)體部。電線42與主蓄電池和輔助蓄電池連接。此外，通過基板側(cè)端子部18a、18b、電線側(cè)端子部43、柱頭螺栓25及螺母47，構(gòu)成用于將母線17a、17b與電線42之間電連接的連接端子部件。

接下來，對電連接箱10的制造方法進行說明。

對由無氧銅構(gòu)成的金屬板材實施沖裁加工，形成多個母線17a～17c。并且，對于圍繞貫通孔19的圓環(huán)狀的部分，利用形成有凸部的沖壓設(shè)備進行加壓，圍繞貫通孔19形成具有凹部20a的接觸部20。此外，該沖壓加工例如通過在基板側(cè)端子部18a、18b的貫通孔19中插通大致相同的截面形狀的芯軸等，而使貫通孔19的孔徑在沖壓后也不變而保持為恒定。

接下來，將母線17a～17c彼此隔開預(yù)定間隙地配置，例如使用熱固化性的粘接片將印刷有銅箔的導(dǎo)電路徑的控制基板14用熱壓機粘貼在母線17a～17c上的預(yù)定位置。

接下來，在控制基板14及母線17a～17c上安裝電子部件12。對于作為開關(guān)元件12a的mosfet，每3個mosfet并列地以源極端子彼此相對的方式配置，在母線17a、17b上釬焊漏極端子而進行連接。并且，在母線17c上釬焊源極端子而進行連接時，相對配置的mosfet的源極端子彼此電連接。在安裝全部的電子部件12之后，形成電路結(jié)構(gòu)體。

接下來，將柱頭螺栓25安裝在下部外殼31的預(yù)定位置。然后，將柱頭螺栓25的軸部27插通于基板側(cè)端子部18a、18b的貫通孔19，并且在下部外殼31上載置電路結(jié)構(gòu)體，并利用螺釘24進行螺紋緊固。

接下來，將上部外殼35蓋上并進行螺紋緊固而固定在下部外殼31上。接下來，使安裝在電線42的末端部的電線側(cè)端子部43的貫通孔45插通于柱頭螺栓25的軸部27而將基板側(cè)端子部18a、18b與電線側(cè)端子部43重疊。然后，將螺母47螺合連結(jié)于柱頭螺栓25。

根據(jù)本實施方式，實現(xiàn)以下的作用和效果。

如本實施方式所述，如果基板側(cè)端子部18a、18b與支承面26a接觸的面積比螺母47與電線側(cè)端子部43接觸的面積大，則與螺母47側(cè)相比，與基板側(cè)端子部18a、18b中的支承面26a接觸的部分每單位面積的力變強，由于在該部分隨時間推移而產(chǎn)生蠕變等，有可能會發(fā)生螺母47的松弛等，增加端子部之間的接觸電阻。與此相對地，根據(jù)本實施方式，基板側(cè)端子部18a、18b中的與柱頭螺栓25(螺栓)的支承面26a接觸的接觸部20與不與柱頭螺栓25的支承面26a接觸的非接觸部21相比，支承面26a側(cè)的面凹陷而使厚度尺寸減小。因此，在基板側(cè)端子部18a、18b與電線側(cè)端子部43重疊的狀態(tài)下，使柱頭螺栓25的軸部27插通于基板側(cè)端子部18a、18b的貫通孔19及電線側(cè)端子部43的貫通孔45，即利用螺母47進行連結(jié)，也可以抑制螺栓連結(jié)時的軸向力所引起的接觸部20的變形、或周圍環(huán)境溫度的上升所引起的接觸部20的變形。這樣一來，通過抑制接觸部20的變形，能夠抑制隨著時間推移的螺母47的松弛等所引起的接觸電阻的增加。

另外，接觸部20由無氧銅形成。

通過使無氧銅(c1020)由銅的純度為99.96％以上的純銅形成，沒有添加元素，因此具有能夠進一步提高電導(dǎo)率這樣的優(yōu)點，但另一方面，存在容易由于螺母47連結(jié)時的軸向力而變形這樣的問題。根據(jù)本實施方式，在這種接觸部20容易變形的結(jié)構(gòu)中，由于接觸部20的支承面26a側(cè)的面凹陷而使厚度尺寸減小，因此能夠進一步抑制隨著時間推移的螺母47的松弛等所引起的接觸電阻的增加。

另外，接觸部20以沖壓方式被壓縮而凹陷。

這樣一來，不僅減薄接觸部20的厚度，而且是壓縮接觸部20而減薄厚度，由此，考慮到例如晶體的晶界變得難以移動，能夠進一步抑制接觸部20的變形。另外，通過壓縮接觸部20的部分而不對非接觸部21進行壓縮，與對非接觸部21也進行壓縮的情況相比，能夠降低制造成本。

＜其他實施方式＞

本發(fā)明不限于通過上述記載及附圖說明的實施方式，例如以下的實施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。

(1)在上述實施方式中，在基板側(cè)端子部18a、18b設(shè)置接觸部20，但也可以在電線側(cè)端子部43設(shè)置接觸部20。例如，也可以不是如上述實施方式那樣在柱頭螺栓25的上側(cè)連結(jié)螺母47，而是將螺母47配置在下部外殼31側(cè)進行止轉(zhuǎn)，將柱頭螺栓25從上側(cè)插通于各貫通孔19、45內(nèi)并進行連結(jié)。在該情況下，電線側(cè)端子部43中的與柱頭螺栓25的支承面26a接觸的部分成為接觸部。

(2)在上述實施方式中，在基板側(cè)端子部18a、18b的上方重疊電線側(cè)端子部43，但也可以在基板側(cè)端子部18a、18b的下方重疊電線側(cè)端子部43。例如，電線側(cè)端子部43也可以從例如沿著基板側(cè)端子部18a、18b的板面的方向滑動等而重疊于基板側(cè)端子部18a、18b的下方。

(3)電線側(cè)端子部43的連接部44和基板側(cè)端子部18a、18b整體形成為板狀，但也可以將接觸部以外的部分形成為板狀以外的形狀。

(4)接觸部20的形成方法不限于上述實施方式的方法，只要是形成為至少接觸部20中的支承面26a側(cè)凹陷而能夠使厚度比非接觸部薄即可。

(5)在上述實施方式中，接觸部20由純銅中的無氧銅形成，但不限于此。例如，也可以由無氧銅以外的純銅(純度99.9％以上)或銅的純度比純銅低的材料來形成接觸部20。

(6)在上述實施方式中，形成為用于切換從主蓄電池及輔助蓄電池向電氣安裝件供給的電力的電連接箱10，但不限于此。例如，也可以是配置在從車輛的電源至負載的路徑的其他用途的電連接箱。另外，也可以將本發(fā)明應(yīng)用在電連接箱以外的端子部之間的連接結(jié)構(gòu)。

標號說明

10：電連接箱

12：電子部件

13：電路部

17a～17c：母線

18a、18b：基板側(cè)端子部

19、45：貫通孔

20：接觸部

21：非接觸部

23：散熱板

25：柱頭螺栓(螺栓)

26：頭部

26a：支承面

27：軸部

30：外殼

42：電線

43：電線側(cè)端子部

44：連接部

47：螺母。