JP3698033B2

JP3698033B2 - ジャンクションボックス

Info

Publication number: JP3698033B2
Application number: JP2000251505A
Authority: JP
Inventors: 宣史小林; 浩二笠井; 雄次阪
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2020-08-22
Also published as: JP2002078159A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はジャンクションボックスに関し、詳しくは、モジュール化するジャンクションボックスにおいて、半田付けによりバスバーへリレー等の電気部品を実装することに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、自動車に搭載される電装品の急増に伴い、自動車用電気接続箱、特に、ジャンクションボックスの内部に収容される回路が急増し、高密度で分岐回路を形成するために、部品点数が非常に多くなり、組み立て手数も非常にかかるようになっている。
【０００３】
自動車用電気接続箱のうち、図７に示すジャンクションボックス１では、アッパーケース２とロアケース３の間に絶縁板４Ａ〜４Ｅを介在させてバスバー５Ａ〜５Ｄを積層配置している。上記アッパーケース２にはコネクタ収容部２ａ、リレー収容部２ｂ、ヒューズ収容部２ｃを設け、これら収容部にコネクタ６、リレー７、ヒューズ８を装着して、これらの端子と上記バスバーから突設した端子と直接あるいは中継端子を介して接続させている。また、ロアケース３にもコネクタ収容部３ａを設けて、バスバーの端子５ａを突出してコネクタと接続している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記ジャンクションボックス１では、回路数の増大に応じてバスバーの面積および積層数が増加し、ジャンクションボックスが大型化する問題がある。また、アッパーケースとロアケースの両方にコネクタ収容部、リレー収容部、ヒューズ収容部を設けて、ジャンクションボックスの上下両面にコネクタ、リレー、ヒューズと内部回路とを接続させる構成とした場合、アッパーケースあるいはロアケースの一方側にのみ設けた場合と比較して、ジャンクションボックスの面積の増大を抑制することはできる。
【０００５】
しかしながら、上下対向位置にコネクタ収容部とリレー収容部あるいはヒューズ収容部を設けると、バスバーより屈折する端子が重なり展開できないために、他層のバスバーに端子を設ける必要があり、バスバーの層数が増加する原因となる。このように、バスバーの積層数が増加すると、ジャンクションボックスの高さが大となり、ジャンクションボックスが大型化する。
【０００６】
さらに、ジャンクションボックス内のバスバーにコネクタ、ヒューズおよびリレーに接続する構成としているため、ヒューズ、リレーと内部回路との接続が変わる仕様変更が生じた場合に、内部回路の全体を変更しなければならず、回路変更に容易に対応出来ない。
【０００７】
上記のような事情に対し、コネクタ、リレー、ヒューズとそれぞれ接続させるバスバーを領域的に分離して配置すると、バスバーに設ける端子の重なりによりバスバーの層数が増加することに対処できる。かつ、コネクタ接続回路部、リレー接続回路部、ヒューズ接続回路部も夫々モジュール化しておくと、異なる車種やグレードでも共用化できる場合が多い。さらに、回路変更の少ないリレー接続回路部では、バスバーとリレーの端子との接続を直接行うようにすると、中継端子を不要とすることが出来ると共に、バスバーに端子やタブを設ける必要がなくなり、バスバーの共用化も図れる。
【０００８】
上記バスバーとリレーの接続に関しては、モジュール化によりリレー専用となる回路部が生じるので、バスバーにリレーを実装することでモジュール化のメリットを生かすことができる。この実装の方法としては半田付けが一般的に考えられる。
【０００９】
例えば、図８に示すように、バスバー９ａを絶縁性の樹脂９ｂでモールドした回路基板９の端子穴９ｃに、リレー７の本体ケース７ａの端子７ｂを挿入して、図９にも示す本体ケース７ａの底面の四角の脚部７ｃを回路基板９上に載置させ回路基板９との間に隙間Ｓを空けた状態で、端子部７ｂをバスバー９ａと半田Ｈで接続する方法が考えられる。
【００１０】
ここで、上記のように隙間Ｓを設けているのは、半田付け時に溶融した半田より発生するガスを放出するためであり、放出しないと半田内部にピンホール等の気孔が生じ、取付強度不足や導通不良等の要因となるからである。また、隙間Ｓの形成は、上記以外にも、図１０に示すように、リレー７’の端子７ｂ’の突出基部にスペーサー部７ｄ’を設けて隙間Ｓを形成する場合もある。
【００１１】
しかしながら、図８に示す方法では、脚部７ｃ自体は小さいので、回路基板９の上面と接触する接触面積も脚部７ｃの下面のみの限定されたものとなっている。よって、リレーのような接点の開閉機構等を含む本体ケース７ａは質量も大きいので、自動車の走行等に伴う振動がリレー７にも伝わり、半田付け部分が振動中心となって本体ケース７ａが大きく振動してしまい、脚部７ｃのみの接触では、このような振動を防ぐことができない問題がある。
【００１２】
上記振動は、図１０に示す方法においても、同様に発生し、本体ケース７ａ’の底面の四角は回路基板９と接していないため、振動により本体ケース７ａ’が首を振るような状態に陥りやすく、バスバーと端子の半田付け部分に負担がかかってしまう問題がある。特に、モジュール化された回路基板は、基板面積も小さいので振動が増幅されやすく、それによりハンダ付け部分にも曲げ等の各種応力がかかりハンダの剥離等のおそれも生じ、導通の信頼性が悪化する問題がある。
【００１３】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、ジャンクションボックス内の回路を、コネクタ接続回路部、リレー接続回路部、ヒューズ接続回路部を夫々モジュール化することにより、ジャンクションボック内に収容するバスバーの積層数増加を抑制して、ジャンクションボックスの薄型化を図り、かつ、回路変更にも容易に対応できるようにすることを課題としている。さらに、上記モジュール化したバスバーとリレー等の電気部品とを半田付けで接続する場合に発生する上記問題を解決することを課題としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、自動車に搭載するジャンクションボックスのアッパーケースとロアケースとからなるケース内部に、回路基板上にリレーと接続されるリレー接続回路用のバスバーのみを配列したリレーモジュールを収容しているものであって、
上記リレーモジュールのバスバーは、上記回路基板に樹脂モールドして配列していると共に、該回路基板に実装するリレーの端子を挿入する端子穴を備え、該端子穴と連通すると共に上記実装されるリレーの外形線より外方で且つリレー実装面側に開口するガス抜き窪みを備え、該ガス抜き窪みは端子穴同士の非対向側に延出して形成していると共に、該端子穴側を最深として延出側に向かって深さを徐々に浅くし、上記端子穴に上記リレーの端子を挿入して半田付け時に発生するガスを上記窪みより放出させる構成としているジャンクションボックスを提供している。
【００１５】
このように、回路基板の実装面にガス抜き窪みを形成すると、従来のように、電気部品と回路基板との間に隙間を設けなくてもガスの放出が行える。即ち、電気部品は本体ケースに脚部や端子にスペーサ部を設けておらず、端子を端子穴に挿入すると、本体ケースの下面が回路基板の実装面に接触することとなるが、上記ガス抜き窪みは、電気部品の外形線より外方まで開口している。よって、上記のように電気部品で端子穴を塞ぐようになっても、端子穴はガス抜き窪みを介して外方と通じているので確実にガスを抜くことができる。
【００１６】
また、実装するリレー自体は、上述したように、本体ケースの下面全体で回路基板と接しているため、従来に比べ接触面積が大幅に増加して安定性が増し、振動等に対しても本体ケースが振れなくなり、それに伴い、ハンダ付け部にも応力がかからず対振動性も向上できる。また、取り付け対象となるリレーも脚部やスペーサー部を設ける必要が無くなるので、製造等にかかるコストの低減も図れる。
【００１７】
また、上記各端子穴にそれぞれ連通させて設けるガス抜き窪みは、端子穴同士の非対向側に形成し、かつ、端子穴から実装面に向かって徐々に浅くしている。
このように、ガス抜き窪みを形成すると、回路基板の端子穴から最短距離で、ガスの放出を行うことができ、さらに、窪みの深さも上記のように形成すれば、ガスがスムーズに流れ、ガスの放出効率を高められる。
【００１８】
なお、ガス抜き窪みは、一つの端子穴に対して最低一つは設ける必要があるが、ガス抜けを良くするためには、一つの端子穴に対して複数のガス抜き窪みを設けるにようにしてもよく、また、一つのリレーにおいて複数設けられた各ガス抜き窪み同士も連通させてガス抜き性を高めるようにしてもよい。
【００１９】
また、上記リレーと共にコネクタもハンダ付けで実装する場合にも本発明を適用でき、ワイヤハーネス端末に接続されたコネクタは、振動の影響を受けやすくハンダ付け部分に曲げ等の応力が生じる傾向があるが、上記構造を適用することで、振動による悪影響を防ぎ接続信頼性を維持することができる。
【００２１】
本発明では、ジャンクションボックス内の回路を、コネクタ接続回路部、リレー接続回路部、ヒューズ接続回路部として夫々モジュール化することにより、ジャンクションボック内に収容するバスバーの積層数増加を抑制して、ジャンクションボックスを薄型化でき、また、回路変更にも容易に対応できる。さらに、このようなモジュール化された回路部は、上記電気部品の取付構造を備えることで、回路面積が小さいため、振動が増幅されやすい回路基板においても対振動性を確保して回路の信頼性も維持できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる取付構造を備えるモジュール化されたジャンクションボックス１０の分解状態を示している。ジャンクションボックス１０は、アッパーケース１０ａおよびロアケース１０ｂに収容される内部回路を、コネクタ接続回路部、ヒューズ接続回路部、リレー接続回路部として分割し、コネクタモジュール１１、ヒューズモジュール２５、リレーモジュール１２としてモジュール化を図っている。
【００２３】
上記各モジュールは、絶縁板等と一体化されたバスバーの端部を絶縁板等の端部より突出させて溶接部としており、コネクタモジュール１１は周囲より突出するヒューズ用の溶接部１１ａを、ヒューズモジュール２５の溶接部２５ａと重ね合わせて溶接してモジュール同士を接合することで所要の回路を形成している。
同様に、コネクタモジュール１１のＬ字形に突出するリレー用の溶接部１１ｂを、リレーモジュール１２の溶接部１４ａと重ね合わせ溶接している。
【００２４】
よって、このようにモジュール化を図ることで、各モジュール自体を部品として扱うことができ、電気部品を回路に直接取り付けるという、実装も可能になる。例えば、リレーモジュール１２では、絶縁性の樹脂１５でモールドした回路基板１３のバスバー１４にリレー２０を実装して半田付けしている。
【００２５】
図２（Ａ）（Ｂ）は、リレーモジュール１２用の回路基板１３であり、導電性のバスバー１４の周囲に絶縁性の樹脂１５を被覆してモールド形成すると共に、リレー接続用の端子穴１６をリレー２０の端子位置に合わせて多数設けている。
これら端子穴１６同士の非対向側となる辺部からは、ガス抜き窪み１７が端子穴１６と連通するように設けられている。
【００２６】
即ち、ガス抜き窪み１７は、リレー２０の実装面となる樹脂１５の表面に、端子穴１６の外側辺１６ａより外方へ直交する方向へ形成されており、リレー２０を取り付けた際に、リレー２０の本体ケース２１の外形線（図中二点鎖線で示す。以下同様）より外方まで開口が延出する長さに設定している。また、端子穴１６との連通側を最も深くして、実装面となる延出側へ向けて深さが徐々に浅くなるようにすると共に、窪みの幅は端子穴１６の外側辺１６ａとほぼ同等の寸法に設定して、充分な開口面積を確保している。
【００２７】
なお、端子穴１６は、ハンダ付けのため、樹脂穴部１６ｂは大きな開口とすると共にバスバー穴部１６ｃは、取付対象のリレーの端子２２に合わせて小さな開口にしている。また、回路基板１３は、モジュール化されたメインとなるコネクタモジュール１１との溶接接続用で、バスバー１４と連続するＬ字形状の溶接部１４ａを一方の側辺より突出させている。
【００２８】
一方、取り付け対象となるリレー２０は、箱状の本体ケース２１の下面より接続用の端子２２を突出させた形態としているが、従来のような隙間形成用の脚部やスペーサー部は設けていない。
【００２９】
リレー２０の回路基板１３への実装は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、リレー２０の端子２２を回路基板１３の端子穴１６に挿入して、本体ケース２１の下面２１ａを回路基板１３の上面１３ａと接触させている。次に、端子２２とバスバー１３をハンダ付けしているが、この際、溶融したハンダＨより生じるガスＧは、図４に示すように、端子穴１６よりガス抜き窪み１７を抜けて外方へ放出されている。この際、ガス抜き窪み１７は、底面１７ａが徐々に上昇していくため、発生したガスＧも底面１７ａに沿ってスムーズに外へ放出される。
【００３０】
また、上記接続状態では、リレー２０は、本体２１の下面２１ａが広い接触面積で回路基板１３の上面１３ａと接して固定されており、振動が生じても、質量のある本体が揺れたりすることもなく安定した状態となっている。
【００３１】
なお、ガス抜き窪み１７は、上記形態に限定されるものではなく、例えば、図５に示すような端子穴１６−１’〜４’を有する回路基板１３’に対しては、真ん中に位置する端子穴１６−２’は、外側となる上下辺１６−２ａ’、２ｂ’の長さが短いので、形成できるガス抜き窪みの幅も限定される。よって、充分な開口面積を確保するため、上下にガス抜き窪み１７−２ａ’、２ｂ’を設けて確実にガスを外方へ放出できるようにしている。
【００３２】
また、ガス抜き窪みは、周囲の状況等により端子穴の外側辺より連通させることができない場合には、図６に示すように、回路基板１３”の端子穴１６”の内側辺１６ｄ”より連通させて外方へ湾曲させながら延出するようにガス抜き窪み１７”を形成するようにしてもよい。なお、上記実施形態は、モジュール化されたジャンクションボックスにおけるリレーモジュールについて説明したが、リレーモジュール以外にもコネクターモジュール等においても、コネクタ部等の実装に対して上記取付構造は適用可能であり、また、モジュール化していないジャンクションボックスにおける、電子部品をハンダ付けするタイプの基板にも適用可能である。
【００３３】
【発明の効果】
上記した説明より明らかなように、本発明のジャンクションボックスでは、溶融ハンダより発生するガスの放出性を確保した上で、リレーが回路基板と広い接触面積で安定して取り付け固定されるため、自動車の走行に伴い激しい振動等が生じても、ハンダ付け部に応力等もかかわらず、回路の信頼性を確保することができる。また、取り付け対象となるリレーにおいても、ガス抜き用の脚部等を形成する必要が無くなるため、形状の簡略化を図れ製作に要する金型等のコストも低減することができる。さらに、内部回路をモジュール化することで、ジャンクションボックスの大型化を防ぎ、回路変更等にも柔軟に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の取付構造を適用しているモジュール化したジャンクションボックスの分解斜視図である。
【図２】（Ａ）は、回路基板の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、リレーを回路基板へ実装する状態を示す斜視図である。
【図４】図３（Ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】変形例の回路基板の平面図である。
【図６】別の変形例の回路基板の平面図である。
【図７】従来のジャンクションボックスの分解斜視図である。
【図８】リレーの回路基板への実装構造を示す断面図である。
【図９】リレーの底面図である。
【図１０】別のリレーの回路基板への実装構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ジャンクションボックス
１２リレーモジュール
１３回路基板
１４バスバー
１５樹脂
１６端子穴
１７ガス抜き窪み
２０リレー
２２端子
Ｈハンダ
Ｇガス

Claims

自動車に搭載するジャンクションボックスのアッパーケースとロアケースとからなるケース内部に、回路基板上にリレーと接続されるリレー接続回路用のバスバーのみを配列したリレーモジュールを収容しているものであって、
上記リレーモジュールのバスバーは、上記回路基板に樹脂モールドして配列していると共に、該回路基板に実装するリレーの端子を挿入する端子穴を備え、該端子穴と連通すると共に上記実装されるリレーの外形線より外方で且つリレー実装面側に開口するガス抜き窪みを備え、該ガス抜き窪みは端子穴同士の非対向側に延出して形成していると共に、該端子穴側を最深として延出側に向かって深さを徐々に浅くし、上記端子穴に上記リレーの端子を挿入して半田付け時に発生するガスを上記窪みより放出させる構成としているジャンクションボックス。
上記ケース内部には、他の回路基板上にコネクタと接続されるコネクタ接続用のバスバーを配列したコネクタモジュールを収容しており、該コネクタモジュールのバスバーと、上記リレーと接続したバスバーの端部には、それぞれ溶接部を設け、これら溶接部を重ね合わせて溶接している請求項１に記載のジャンクションボックス。