JP5370733B2 - 電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、電気接続箱に関する。

従来、車両に搭載される電気接続箱として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この電気接続箱は、バッテリーと、ランプ、ワイパ等の車載電装品との間に配設されて、車載電装品のスイッチングを実行する。この電気接続箱は、ケース内に回路基板が収容されてなる。回路基板には制御素子等の電子部品が実装されている。
特開平１１−２７４７６６号公報

上記の電気接続箱においては、通電時に、電子部品及び回路基板で発生した熱は、回路基板とケースとの間の空気層に伝達される。空気は比較的に熱伝導率が低いので、熱がこもりやすい。このため、ケース内が局所的に高温になることが懸念される。すると、例えば電子部品と回路基板との接続部分にクラックが生じること等により、回路基板の電気的な接続信頼性が低下することが懸念される。

上記の問題を解決するため、例えば回路基板のうち電子部品が実装された面と反対側の面を合成樹脂部材でモールド成形することで覆って回路構成体を形成し、合成樹脂部材をケースの一部として利用し、合成樹脂部材を外部に露出させることが考えられる。これにより、通電時に電子部品及び回路基板で発生した熱は、合成樹脂部材に伝達された後、外部に露出する合成樹脂部材から放散される。この結果、ケース内が局所的に高温になることが抑制されることが期待される。

しかしながら上記の構成によると、回路基板のうち電子部品が実装された面と反対側にモールド成形された合成樹脂部材が成形収縮することにより、回路基板のうち電子部品が実装された面が凸になる形状で回路構成体が反ることが懸念される。

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、ケース内が局所的に高温になること、および回路構成体が反ることが抑制された電気接続箱を提供することを目的とする。

本発明は、電気接続箱であって、回路を含む回路構成体と、前記回路構成体に組み付けられるカバーと、を備え、前記回路構成体は、第１面及び第２面を有する回路基板と、前記回路基板の第２面に重ねられたバスバーと、前記回路基板と前記バスバーとを重ねた状態で前記回路基板の第２面側にモールド成形された合成樹脂部材と、を備え、前記カバーは前記合成樹脂部材に組み付けられて前記回路基板の第１面を覆うようになっており、前記カバーには、前記回路基板に向けて突出すると共に前記回路基板の第1面と当接する凸部が形成されており、前記凸部は、前記カバーのうち前記回路基板の周縁部に対応する位置に形成されており、前記凸部の肉厚方向外方の位置には、前記合成樹脂部材及び前記カバーに密着するパッキンが配されている。

回路基板の第２面側にモールド成形された合成樹脂部材が成形収縮することにより、回路構成体は回路基板の第１面が凸になる形状で反ろうとする。本発明によれば、回路基板にバスバーを重ねることで、このバスバーが補強となって回路構成体が反ることを抑制できる。

また、回路基板にバスバーを重ねることで、回路から発生した熱をバスバーによって均熱化することができる。この結果、ケース内の温度上昇を抑制できる。

また、凸部が回路基板の第１面と当接すると共に、パッキンが合成樹脂部材及びカバーに密着することで、水の浸入を抑制し、リークおよび誤動作を抑制できる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記回路基板には前記回路基板を貫通する第１樹脂充填孔が形成されており、前記バスバーには前記第１樹脂充填孔と整合する位置に前記バスバーを貫通する第２樹脂充填孔が形成されており、前記第１樹脂充填孔及び前記第２樹脂充填孔内には前記合成樹脂部材がモールド成形により充填された充填部が形成されていてもよい。

上記の態様によれば、第１樹脂充填孔及び第２樹脂充填孔内に充填された充填部により、回路基板とバスバーとを固着させることができる。これにより、合成樹脂部材の成形収縮によって回路基板とバスバーとが剥がれる方向の力が加わった場合でも、回路基板とバスバーとが固着した状態を保つことができる。
また、本発明は、電気接続箱であって、回路を含む回路構成体と、前記回路構成体に組み付けられるカバーと、を備え、前記回路構成体は、第１面及び第２面を有する回路基板と、前記回路基板の第２面に重ねられたバスバーと、前記回路基板と前記バスバーとを重ねた状態で前記回路基板の第２面側にモールド成形された合成樹脂部材と、を備え、前記回路基板には前記回路基板を貫通する第１樹脂充填孔が形成されており、前記バスバーには前記第１樹脂充填孔と整合する位置に前記バスバーを貫通する第２樹脂充填孔が形成されており、前記第１樹脂充填孔及び前記第２樹脂充填孔内には前記合成樹脂部材がモールド成形により充填された充填部が形成されている。
本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記カバーは前記合成樹脂部材に組み付けられて前記回路基板の第１面を覆うようになっており、前記カバーには、前記回路基板に向けて突出すると共に前記回路基板の第1面と当接する凸部が形成されていることが好ましい。

前記バスバーは非回路であって、放熱金属部材であることが好ましい。

本発明によれば、ケース内が局所的に高温になること、および回路構成体が反ることを抑制できる。

本発明を車載用の電気接続箱１０に適用した一実施形態を図１ないし図７を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電気接続箱１０は、バッテリー（図示せず）と、ランプ、ワイパ等の車載電装品（図示せず）との間に配設されて、車載電装品のスイッチングを実行する。電気接続箱１０は、回路を含む回路構成体１１にカバー１２を組み付けてなる。以下の説明においては、図２における上方を上方とし、下方を下方とし、左方を左方とし、右方を右方として説明する。また、図４における左側を表側とし、右側を裏側として説明する。

（回路構成体１１）
図４に示すように、回路構成体１１は、回路基板１３と、回路基板１３の裏面１４（図４における右側面、特許請求の範囲に記載の第２面に相当）に積層されたバスバー１５と、回路基板１３及びバスバー１５を積層させた状態でモールド成形された合成樹脂部材１６と、を備える。

（回路基板１３）
図６に示すように、回路基板１３は左右方向（図６における左奥側から右手前側に向かう方向）について細長い略矩形状をなしている。図４に示すように、回路基板１３の表面１７（図４における左側面、特許請求の範囲に記載の第１面に相当）にはプリント配線技術により導電路（図示せず）が形成されている。導電路は、回路基板１３の裏面１４（図４における右側面）に形成されていてもよい。回路基板１３の導電路には、電子部品１８が、半田付け等、公知の手法により電気的に接続されている。回路基板１３には、導電路、及び電子部品１８により回路が形成されている。

（バスバー１５）
バスバー１５は、金属板材を所定形状にプレス加工してなる。バスバー１５は、回路基板１３の裏面１４（図４における右側面）に積層された状態で、合成樹脂部材１６によりモールド成形されている。合成樹脂部材１６は、回路基板１３の裏面１４側（図４における右）に配されている。

回路基板１３とバスバー１５とは、回路基板１３の裏面１４に絶縁性の接着層を介してバスバー１５を接着した後に、合成樹脂部材１６によりモールド成形される構成としてもよい。接着層としては、回路基板１３又はバスバー１５に塗布された接着剤でもよいし、接着シート（図示せず）でもよく、回路基板１３と接着シートとバスバー１５との相対的な移動が規制された状態で、合成樹脂部材１６によりモールド成形することで、回路基板１３と接着シートとバスバー１５とが一体化される構成としてもよい。

（合成樹脂部材１６）
合成樹脂部材１６としては、熱硬化性樹脂、又は熱可塑性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂等、必要に応じて任意の熱硬化性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ＰＰＳ、ポリアミド、ポリエステル等、必要に応じて任意の熱可塑性樹脂を用いることができる。

図６に示すように、合成樹脂部材１６は、回路基板１３の表面１７（図６における上面）が露出された状態で回路基板１３の側縁を包囲する枠部１９を有する。枠部１９の形状は全体として回路基板１３の形状に倣っており、左右方向（図６における左奥側から右手前側に向かう方向）に細長い略矩形状をなしている。また、図４に示すように、合成樹脂部材１６は、回路基板１３及びバスバー１５の裏側に形成された底部２０を有する。

図６に示すように、回路基板１３の下端部（図６における左手前側）のうち、左右両端部寄りの位置（図６における左奥側及び右手前側）には、回路基板１３を貫通する第１樹脂充填孔２１が形成されている。本実施形態では第１樹脂充填孔２１は２つ形成されている。第１樹脂充填孔２１は回路基板１３に１つ形成されていてもよいし、また、３つ以上形成されていてもよい。また、第１樹脂充填孔２１は、必要に応じて回路基板１３の任意の位置に形成できる。

図４に示すように、バスバー１５には、回路基板１３の第１樹脂充填孔２１と整合する位置に、バスバー１５を貫通する第２樹脂充填孔２２が形成されている。第１樹脂充填孔２１内及び第２樹脂充填孔２２内には、合成樹脂部材１６が充填された充填部２３が形成されている。充填部２３は、モールド成形時に、液体状の合成樹脂部材１６が第１樹脂充填孔２１及び第２樹脂充填孔２２内に流入し、その後、固化してなる。

（コネクタ２４）
図４に示すように、回路構成体１１の上端部寄り（図４における上端部寄り）の位置には、合成樹脂製のコネクタ２４が配設されている。コネクタ２４は、下方（図４における下方）に開口すると共に図示しない相手側コネクタと嵌合可能なフード部２５を備える。図７に示すように、コネクタ２４は、左右方向（図７における左奥側から右手前側に向かう方向）に細長く延びて形成されている。コネクタ２４の左右方向の長さ寸法は、回路基板１３の左右方向の長さ寸法を略同じに形成されている。上記のコネクタ２４には、左右方向（図７における左奥側から右手前側に向かう方向）に並んで複数のフード部２５が形成されている。

図４に示すように、フード部２５の裏側（図４における右側）には、回路基板１３側に突出する取り付け部２６が形成されている。この取り付け部２６には、表裏方向（図４における左右方向）を向くネジ取り付け孔２７が形成されている。

回路基板１３には、コネクタ２４の取り付け部２６に対応する位置に、ネジ取り付け孔２７と整合して、回路基板１３を貫通する第１ネジ挿通孔２８が形成されている。また、バスバー１５には、回路基板１３の第１ネジ挿通孔２８と整合する位置に、バスバー１５を貫通する第２ネジ挿通孔２９が形成されている。さらに、合成樹脂部材１６には、バスバー１５の第２ネジ挿通孔２９と整合する位置に、合成樹脂部材１６を貫通する第３ネジ挿通孔３０が形成されている。コネクタ２４は、ネジ３６を、回路構成体１１の裏側（図４における右側）から、第１ネジ挿通孔２８、第２ネジ挿通孔２９及び第３ネジ挿通孔３０内を挿通させて、取り付け部２６のネジ取り付け孔２７内に螺合することにより、回路構成体１１に取り付けられている。

図４に示すように、コネクタ２４には金属製のコネクタ端子３１が配設されている。コネクタ端子３１の一方の端部は、フード部２５内に位置して配されている。コネクタ端子３１は、モールド成形されることによりコネクタ２４と一体に形成されている。このコネクタ端子３１は、コネクタ２４に圧入されることによりコネクタ２４に配される構成としてもよい。

図４に示すように、コネクタ端子３１の他方の端部はコネクタ２４から突出すると共に回路構成体１１側に直角に曲げ加工されている。図４に示すように、コネクタ端子３１の一部は、回路基板１３を貫通した状態で、バスバー１５に設けられた接続部３２に溶接、ろう付け、半田付け等の公知の手法により電気的に接続されている。バスバー１５の接続部３２は、バスバー１５の端部を回路基板１３の板面と交差する方向に曲げ加工されてなる。本実施形態では、バスバー１５の端部を回路構成体１１の裏側（図４における右側）に向けて実質的に直角に曲げ加工されている。このように、接続部３２を回路基板１３の板面と交差する方向に曲げ加工することにより、コネクタ端子３１とバスバー１５とを容易に接続することができる。

また、図５に示すように、コネクタ端子３１の他の一部は、コネクタ２４から回路基板１３に向けて突出すると共に、回路基板１３に貫通されて、回路基板１３の導電路に半田付け等の公知の手法により電気的に接続されている。

また、図４に示すように、合成樹脂部材１６の裏面（図４における右側面）には、コネクタ端子３１とネジ３６を囲む凸リブ３８が裏側に突出して設けられている。この凸リブ３８は、端子回路基板１３の裏面１４から突出するコネクタ端子３１、及びネジ３６を包囲して、閉じたループ状をなしている。この凸リブ３８に囲まれた領域内に充填材３９を充填することで、コネクタ端子３１、及びネジ３６が埃や水などから保護される。充填材３９は、ゴムあるいはゲル状の充填材をポッティングあるいは低圧成形により充填することができる。

（カバー１２）
図４に示すように、合成樹脂製のカバー１２は、回路構成体１１に組み付けられて、回路基板１３の表面１７（図４における左側の面）を覆っている。図７に示すように、合成樹脂部材１６の枠部１９には、枠部１９の外側縁から外方に突出する複数のロック突部３３が形成されている。また、図１に示すように、カバー１２の側壁には、枠部１９のロック突部３３に対応する位置に、ロック突部３３と弾性的に係合するロック受け部３４が形成されている。合成樹脂部材１６のロック突部３３と、カバー１２のロック受け部３４とが弾性的に係合することにより、カバー１２は、合成樹脂部材１６（回路構成体１１）に一体に組み付けられるようになっている。

回路構成体１１の表側からカバー１２を近づけると、カバー１２のロック受け部３４が枠部１９のロック突部３３と表側から当接する。さらにカバー１２を回路構成体１１に近づけると、ロック受け部３４が弾性的に撓み変形し、ロック突部３３に乗り上げる。さらにカバー１２を回路構成体１１に近づけると、ロック受け部３４が復帰変形し、ロック受け部３４とロック突部３３とが係合し、これにより、カバー１２と合成樹脂部材１６とが一体に組み付けられる。

図４に示すように、カバー１２は、コネクタ２４を表側（図４における左側）及び上側（図４における上側）から覆うようになっている。

図４に示すように、上記したカバー１２が回路構成体１１に組み付けられた状態で、合成樹脂部材１６の裏面（図４における右側面）は、外部空間に露出した状態になっている。

図４に示すように、カバー１２の内面には、回路構成体１１側に向かって突出すると共に回路基板１３の表面１７（図４における左側面）と当接して回路基板１３を合成樹脂部材１６側に当接する凸部３５が形成されている。回路基板１３は、カバー１２の凸部３５と、合成樹脂部材１６との間に挟持されている。

凸部３５は、カバー１２のうち回路基板１３の周縁部に対応する位置に形成されている。これにより、カバー１２の凸部３５は、回路基板１３の周縁部と当接するようになっている。

また、凸部３５は、図４に示すように、回路基板１３の上端部（図４における上端）と、下端部（図４における下端）の双方と当接している。上述したように、回路基板１３は左右方向（図４においては紙面を貫通する方向）について細長い矩形状をなしているので、凸部３５は、回路基板１３のうち、長手方向に延びる端部において回路基板１３と当接している。

図４に示すように、凸部３５の肉厚方向について外方の位置には、パッキン３７が配されている。このパッキン３７は、合成樹脂部材１６の表面（図４における左側の面）及びカバー１２の内壁面と密着している。

続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、回路構成体１１は、回路基板１３の裏面１４にバスバーを重ねて合成樹脂部材１６でモールド成形することで覆うことにより形成される。この合成樹脂部材１６の裏面は外部空間に露出している。これにより、通電時に電子部品１８及び回路基板１３で発生した熱は、バスバー１５で熱拡散し合成樹脂部材１６に伝達された後、外部に露出する合成樹脂部材１６から放散される。

さらに、バスバー１５によりバスバー回路を形成することで、回路基板１３のみで回路配策するのに比べて回路発熱低減と均等熱化を図ることができる。この結果、電気接続箱１０の内部が局所的に高温になることが抑制される。

また、回路基板１３の裏面１４に合成樹脂部材１６をモールド成形した場合、この合成樹脂部材１６が成形収縮することにより、回路基板１３の表面１７が凸になる形状で回路構成体１１が反ることが懸念される。上記の観点から、本実施形態においては、回路基板１３にバスバー１５が重ねられている。このバスバー１５によって補強されることにより、回路構成体１１が反ることを抑制できる。

さらに、本実施形態によれば、凸部３５によって、回路基板１３の周縁部を合成樹脂部材１６側に当接されている。これにより、回路構成体１１が使用時（例えば、スイッチング時）に熱伸縮で反ることを抑制できる。

その上、凸部３５は、回路基板１３のうち長手方向に延びる上端部及び下端部と当接している。これにより、回路基板１３が反ることを一層抑制できる。

本実施形態においては、凸部３５は回路基板１３の表面１７と当接する共に、パッキン３７が、合成樹脂部材１６の表面、及びカバー１２の内壁面に密着している。これにより、まず、パッキン３７によって水がカバー１２と合成樹脂部材１６との間を通って浸入してくることを抑制できる。さらに、凸部３５が回路基板１３の表面１７と当接することにより、水の浸入を一層抑制できる。この結果、リークおよび誤動作を抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１貫通孔及び第２貫通孔内に充填された充填部２３により、回路基板１３とバスバー１５とを固着させることができる。これにより、合成樹脂部材１６の成形収縮によって回路基板１３とバスバー１５とが剥がれる方向の力が加わった場合でも、回路基板１３とバスバー１５とが固着した状態を保つことができる。

＜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）バスバー１５は非回路であって、放熱金属部材としてもよい。
（２）バスバー１５を放熱金属部材とした場合、この放熱金属部材は、合成樹脂部材１６から局部的に露出していてもよい。
（３）第１樹脂充填孔２１、第２樹脂充填孔２２、及び充填部２３は省略してもよい。
（４）カバー１２と合成樹脂部材１６とは、ネジ止めすることにより一体に組み付けてもよい。また、カバー１２と合成樹脂部材１６とは振動溶着してもよい。このようにカバー１２と合成樹脂部材１６とは、必要に応じて、任意の手法により一体に組み付けることができる。

本発明の一実施形態に係る電気接続箱を示す斜視図 電気接続箱を示す正面図 電気接続箱を示す底面図 図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図 図３におけるＶ−Ｖ線断面図 回路基板に合成樹脂部材をモールド成形した状態を示す斜視図 コネクタを回路基板の取り付けた状態を示す斜視図

１０…電気接続箱
１１…回路構成体
１２…カバー
１３…回路基板
１４…裏面（第２面）
１５…バスバー
１６…合成樹脂部材
１７…表面（第１面）
２１…第１樹脂充填孔
２２…第２樹脂充填孔
２３…充填部
３５…凸部

Claims (5)

1. 回路を含む回路構成体と、前記回路構成体に組み付けられるカバーと、を備え、
   前記回路構成体は、第１面及び第２面を有する回路基板と、前記回路基板の第２面に重ねられたバスバーと、前記回路基板と前記バスバーとを重ねた状態で前記回路基板の第２面側にモールド成形された合成樹脂部材と、を備え、
   前記カバーは前記合成樹脂部材に組み付けられて前記回路基板の第１面を覆うようになっており、前記カバーには、前記回路基板に向けて突出すると共に前記回路基板の第1面と当接する凸部が形成されており、
   前記凸部は、前記カバーのうち前記回路基板の周縁部に対応する位置に形成されており、前記凸部の肉厚方向外方の位置には、前記合成樹脂部材及び前記カバーに密着するパッキンが配されている電気接続箱。
2. 前記回路基板には前記回路基板を貫通する第１樹脂充填孔が形成されており、前記バスバーには前記第１樹脂充填孔と整合する位置に前記バスバーを貫通する第２樹脂充填孔が形成されており、前記第１樹脂充填孔及び前記第２樹脂充填孔内には前記合成樹脂部材がモールド成形により充填された充填部が形成されている請求項１に記載の電気接続箱。
3. 回路を含む回路構成体と、前記回路構成体に組み付けられるカバーと、を備え、
   前記回路構成体は、第１面及び第２面を有する回路基板と、前記回路基板の第２面に重ねられたバスバーと、前記回路基板と前記バスバーとを重ねた状態で前記回路基板の第２面側にモールド成形された合成樹脂部材と、を備え、
   前記回路基板には前記回路基板を貫通する第１樹脂充填孔が形成されており、前記バスバーには前記第１樹脂充填孔と整合する位置に前記バスバーを貫通する第２樹脂充填孔が形成されており、前記第１樹脂充填孔及び前記第２樹脂充填孔内には前記合成樹脂部材がモールド成形により充填された充填部が形成されている電気接続箱。
4. 前記カバーは前記合成樹脂部材に組み付けられて前記回路基板の第１面を覆うようになっており、前記カバーには、前記回路基板に向けて突出すると共に前記回路基板の第1面と当接する凸部が形成されている請求項３に記載の電気接続箱。
5. 前記バスバーは非回路であって、放熱金属部材である請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電気接続箱。

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