JP4720525B2 - 自動車用の電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は自動車用の電気接続箱に関し、詳しくは、電気接続箱の内部回路の構成を簡単として、部品点数を削減し、電気接続箱の小型化およびコスト低減を図るものである。

従来より、自動車に搭載するジャンクションボックス等の電気接続箱は、内部回路として、導電性金属板を所要の回路パターンに沿って金型で打ち抜き加工したバスバーを用い、該バスバーと絶縁板とを交互に積層したものを用いている。
しかしながら、前記バスバーの作製には金型を必要とし、金型作製費が高価となると共に、回路変更した場合には再度金型を起工する必要があるため、高コストと成っている。

よって、バスバーの一部をプリント基板に代えてバスバーの本数を減らすと共に、中継端子の使用も抑制して、電気接続箱を小型化すると共にコストの低減を図る電気接続箱が提案されている。
例えば、特許第３１１２４１７号公報（特許文献１）のジャンクションブロックでは、図６に示すように、従来、バスバーから構成されていた内部回路として、プリント基板１と、バスバー配線板２Ａと、電線布線配線板２Ｂとから構成している。これら内部回路材からなる配線組立板２を上下に収容し、メインカバー３に備えられているヒューズ４とプリント基板１が接続されると共に、プリント基板１の貫通孔１ａを通してヒューズ４と配線組立板２が接続され、プリント基板１とヒューズ４とを配線組立板２のバスバーを介さずに直接接続している。

しかしながら、前記特許文献１の構成では、ヒューズ４と配線組立板２を接続するための貫通孔１ａをプリント基板１上に設けなければならず、端子の配置スペースを必要とし、基板が大きくなる。また、従来と同様にバスバー配線板２Ａも設けていると共に、電線も布線しているため、内部回路の構成が非常に複雑となると共に部品点数も多くなり、電気接続箱の小型化およびコスト低下を図ることはできない。

また、特開２００２−１５９１１９号公報（特許文献２）では、図７に示すように、２枚のプリント基板６Ａ、６Ｂを上下に配置し、片方のプリント基板６Ａ上にバスバー７を設け、該バスバー７にリレーブロック８を一列に実装し、リレーブロック８の間にヒューズと接続する端子９を設けている構成が開示されている。

しかしながら、特許文献２の構成では、リレーブロック８および端子９を集合させて配置しているが、回路の流れの順に沿って配列されていないため、回路のパターンが複雑となって無駄なスペースを要し、小型化するまでには至らない。また、プリント基板６にバスバー７を使用していることで、回路構成や回路の設計変更が容易ではない。

特許３１１２４１７号公報 特開２００２−１５９１１９号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、電気接続箱の内部回路を効率良く配置し、電気接続箱の小型化を図ると共にコストを低減することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、電気接続箱の内部回路を複数のプリント基板から構成し、該プリント基板として、導体厚さを大とした大電流用の厚膜基板と、導体厚さを薄くした中小電流用の薄膜基板を設け、これら厚膜基板と薄膜基板とを電気接続箱のケース内部に積層配置し、
前記厚膜基板の導体に、電源線と接続する大電流用端子を接続し、該大電流用端子の下流に基板実装リレーを接続し、
かつ、前記厚膜基板の導体および薄膜基板の導体に夫々端子を半田付けし、これら端子にヒューズの入力端子と出力端子とを着脱自在に接続し、
前記基板実装リレーより下流の厚膜基板の端縁と、該端縁と並列する前記薄膜基板の端縁との間の外側方にヒューズを配置し、該ヒューズの入力端子を前記厚膜基板の導体と前記端子を介して接続すると共に出力端子を前記薄膜基板の導体と前記端子を介して接続し、
前記ヒューズの下流でヒューズと接続した前記薄膜基板の導体に中小電流用端子を接続し、該中小電流用端子を外部端子と接続可能としており、前記大電流用端子、前記基板実装リレー、前記ヒューズおよび前記中小電流用端子を電流の流れに沿って配置していることを特徴とする自動車用の電気接続箱を提供している。

前記のように、本発明では、積層配置する厚膜基板と薄膜基板の側端縁に沿って、ヒューズを配置し、ヒューズの入力端子と出力端子とを厚膜基板と薄膜基板に接続し、基板間接続をヒューズを介して行っている。
通常、積層する基板をヒューズを介して接続する場合、各基板より夫々端子を上向き（あるいは下向き）に突設し、一方の端子を他方の基板を貫通させて突出して、これら端子に上方（あるいは下方）に配置するヒューズに接続する複雑な構成としている。これに対して本発明では、前記したように、プリント基板の導体から端子を上下方向に突出させているのではなく、プリント基板の側端縁に沿ってヒューズを配置し、厚膜基板と薄膜基板との側端部にヒューズ接続しているため、基板から上下方向に突設する端子の本数を減らすことができ、基板の導体形成面の有効スペースを広くでき、その分、基板の小型化を図ることができる。

また、厚膜基板の先端と薄膜基板の先端とをヒューズで接続して、電流の流れに沿ってヒューズを配置しているため、各基板に導体パターンを効率良く形成でき、その点からも基板の小型化を図ることができ、結果として電気接続箱を小型化することができる。
さらに、厚膜基板上の電源接続部およびリレーを、内部回路の電流の流れ方向に沿って配列することにより、厚膜基板上の導体パターンも効率良く配置でき、この点からも厚膜基板のスペースを有効に使用し、厚膜基板自体の小型化を図ることができる

前記厚膜基板は絶縁基材の表面に厚肉の銅箔を積層一体化させて形成しており、絶縁基材の一面側にのみ銅箔を積層した片面基板でもよいが、両面に銅箔を積層一体化した両面基板とする方が回路を多く設けることができる。
前記薄膜基板は絶縁基材の表面に薄肉の銅箔を積層一体化させて形成しており、絶縁基材の一面側にのみ銅箔を設けた片面基板、両面に銅箔を積層一体化した両面基板、さらに、絶縁基材と銅箔とを順次積層した多層基板のいずれもでも良いが、回路数を多く設ける場合には多層基板が好ましい。

前記厚膜基板の導体の通電量は２０アンペア以上とする一方、前記薄膜基板の導体の通電量は２０アンペア未満とすることが好ましい。該通電量とすることで、前記したように、前記厚膜基板は電源入力回路用、前記薄膜基板は出力回路用として適宜はものとなる。
また、プリント基板上の導体は、その厚さ調整および幅の調整が比較的簡単に行え通電量を適宜に制御できる。さらには、同一基板上において導体厚さを変えることも可能であるため、回路に応じた通電量の細かな調整が可能となり、この点がバスバーに対して有利な点となる。

前記厚膜基板を上層とし、前記薄膜基板を下層とし、該上下に配置した厚膜基板と薄膜基板の側縁の間に取り付けたヒューズ収容部に前記ヒューズの入力端子と出力端子を横向きに収容し、前記厚膜基板の導体および薄膜基板の導体に接続した端子は横向きの音叉状端子とし、該音叉状端子を前記ヒューズの入力端子および出力端子と接続している。

厚膜基板は大電流用であるため、該基板に接続する大電流用端子も厚さの大きな導電性金属板から形成した大電流タブとし、同様に、薄膜基板は中小電流用であるため、該基板に接続する中小電流用端子も厚さが比較的薄い導電性金属板から形成した中小電流タブとし、それぞれ半田付けで厚膜基板、薄膜基板に接続している。
このように、プリント基板を用いているが、該プリント基板に形成する回路および該回路に接続する端子を、夫々必要とされる通電量に簡単に設定することができる。
かつ、いずれの基板においても、タブ（端子）を半田付けして突設するため、バスバーのように折り曲げ加工して端子を設ける場合と比較して、端子設定位置の自由度を高めることができ、この点からも多層化する必要はなく、電気接続箱の小型化を図ることが出来る。
さらに、上層の厚膜基板からは上向きに大電流用タブを突設して電源線や、リレー等と接続する一方、下層の薄膜基板からは下向きに中小電流用タブを突設してコネクタと接続し、積層する基板の上下両側を電気接続部として利用する点からも、電気接続箱の小型化を図ることができる。
なお、薄膜基板の端子と厚膜基板の端子とは、重ならない位置では、いずれか一方のタブを他方の基板を通して突出してもよい。

また、このように、大電流用の厚膜基板と小電流用の薄膜基板とに分けて配置し、厚膜基板を電源入力用とし、薄膜基板を回路出力用とし、大電流回路に接続する電気部品は厚膜基板側に配置し、中小電流回路に接続する電気部品は薄膜基板側に配置すると、電気部品を電気の流れに沿って用途別に集約することができ、効率のよい配置が可能となる。その結果、電気接続箱内のスペースが効率よく利用できることからも、電気接続箱の更なる小型化を図ることができる。

前記電気接続箱の内部回路を構成する回路体は、前記厚膜基板と薄膜基板の２枚のプリント基板のみから構成していることが好ましい。
前記厚膜基板からなる１枚のプリント基板において、その両面に導体を設けると、厚膜基板では２層の大電流回路層が形成できる。
また、薄膜基板からなる１枚のプリント基板においても、絶縁材と銅箔とを交互に配置した多層基板構造とすると、多数の中小電流回路層を形成することができる。
よって、電気接続箱の小型化を図りながら高密度に回路を設ける場合には、両面基板の厚膜基板と、多層基板構造の薄膜基板とからなる２枚のプリント基板を採用することが好ましい。

本発明では、プリント基板で電気接続箱の内部回路を構成するため、導電板を打ち抜いて形成したバスバーを使用する場合と比べて、所要位置からタブを簡単に突設でき、かつ、電気の流れに沿わせてヒューズはプリント基板の側縁に集約して配置するため、プリント基板の回路パターンも効率良く高密度化することができる。その結果、バスバーを用いた場合と比較して多層化する必要はなく、例えば、従来バスバーが１０層必要とした分岐接続回路を２枚のプリント基板で構成することができ、電気接続箱の薄型化を図ることができる。

前述したように、本発明によれば、積層配置する厚膜基板と薄膜基板との端縁にヒューズを配置して、薄膜基板と厚膜基板をヒューズを介して接続しているため、基板から上下方向に突設する端子の本数を減らすことができる。
また、内部回路の電流の流れに沿ってヒューズを配置することになるため、基板の導体間を直接的に導通させる箇所を低減でき、基板間を接続する際の基板接続端子の貫通孔を減らしたり、あるいは不要とすることができ、厚膜基板および薄膜基板を小型化することができる。また、厚膜基板上の電源接続部およびリレーを、内部回路の電流の向きと同一方向に配列することで、厚膜基板上のスペースを有効に使用し、厚膜基板自体の小型化も図ることができる。

本発明の実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。
図１に示すように、ジャンクションボックスからなる電気接続箱１０内には、内部回路となる厚膜基板１４と薄膜基板１５とからなる２枚のプリント基板を絶縁材より形成したスペーサ１１を介して上下に積層し、アッパーケース１２とロアケース１３内に収容している。また、上下積層配置した厚膜基板１４と薄膜基板１５の一側面には、ヒューズケース１９を装着し、該ヒューズケース１９に多数のヒューズ１７を横向きに並列したヒューズアセンブリ２０を着脱自在に嵌合している。

前記厚膜基板１４は、図３に示すように、絶縁樹脂からなる平板状の基材１４ａの両面に厚さを大とした銅箔からなる導体１４ｂ−１、１４ｂ−２を積層一体化し、両面基板構成としている。厚膜基板１４の導体１４ｂ−１、１４ｂ−２は２０アンペア以上の大電流用としている。

厚膜基板１４には、前記ヒューズ１７との接続側と反対側に、電源線接続用の大電流用端子Ｔ１を半田づけして立設している。該大電流用端子Ｔ１は、アッパーケース１２に設けられるコネクタ収容部１２ａに嵌合される電源線が接続されているコネクタ（図示せず）内の端子と嵌合接続することで、厚膜基板１４を電源線とを接続している。該電源接続用の端子Ｔ１の下流側に設けた他の大電流用端子に基板実装リレーＲと接続している。該リレーＲから更にヒューズ１７側の厚膜基板１４の端縁まで導体を延在させ、多数の音叉形状のヒューズ入力側端子１８Ａを横向きとして半田付けで突設している。

薄膜基板１５は、図１に示すように、厚膜基板１４の面積よりも大とし、絶縁樹脂からなる平板状の基材１５ａ−１〜１５ａ−３と２０アンペア未満の小電流用の導体１５ｂ−１〜１５ｂ−４を交互に積層し一体化した多層基板構造としている。
薄膜基板１５の導体１５ｂと接続する中小電流用端子Ｔ２を端子台２１で保持した状態で実装している。前記端子Ｔ２は厚膜基板１４と重なる領域１５ｘでは下面側にのみ突設し、厚膜導体１４と重さならない領域１５ｙでは両面に中小電流用端子Ｔ２を導体と接続して突設している。前記中小電流用端子Ｔ２は基板に実装した端子台２１に設けた端子穴に圧入させ、アライメントを保持している。
該薄膜基板１５の前記重なる領域１５ｘ側端縁は厚膜基板１３の端縁と並列させ、厚膜基板１４の横向き端子１８Ａと同様、薄膜基板１５にも多数の音叉形状の出力端子１８Ｂを横向きとして半田付けして突設している。

前記厚膜基板１４と薄膜基板１５とに半田付けして突設し、上下に配置した入力側端子１８Ａと出力側端子１８Ｂに対して、断面コ字型の前記ヒューズケース１９を被せている。該ヒューズケース１９には上下両側に夫々端子穴１９ａ、１９ｂを並列に設けている。各上側端子穴１９ａの内部に入力側端子１８Ａを位置させると共に、各下側端子穴１９ｂの内部に出力側端子１８Ｂを位置させている。

前記ヒューズアセンブリ２０は横長なフレーム２０ａに多数のヒューズ収容部２０ｂを備え、各ヒューズ収容部２０ｂに夫々ヒューズ１７を横向きに収容している。
前記ヒューズアセンブリ２０をヒューズケース１９に組みつけると、各ヒューズ１７の入力側端子１７ａは前記上側端子穴１９ａに挿入して入力側端子１８Ａと嵌合接続され、ヒューズ１７の出力側端子１７ｂは前記下側端子穴１９ｂに挿入して出力側端子１８Ｂと嵌合接続される。これにより、ヒューズ１７の入力端子１７ａは厚膜基板１４に、出力端子１７ｂは薄膜基板１５に接続している。

前記構成とすると、図５に示すように、厚膜基板１４の大電流用端子Ｔ１からなる電源接続部が外部の電源線と接続されることにより電流が供給され、リレーＲを介して厚膜基板１４からヒューズ１７を介して薄膜基板１５へ電流が流れ、薄膜基板１５で中小電流端子Ｔ２へと電流が流れる。

このように、厚膜基板１４と薄膜基板１５を側端縁でヒューズ１７を介して接続しているため、厚膜基板１４と薄膜基板１５をヒューズを介して接続する場合に従来必要とされていた上下方向に突設した接続端子やバスバーを不要とすることができる。よって、部品点数を削減できると共にコストを低減することができる。
さらに、基板間を接続する際の基板接続用の貫通孔を不要とすることができ、厚膜基板１４および薄膜基板１５を小型化することができる。

また、内部回路の電流の流れに沿ってヒューズ１７を配置することになるため、基板上の導電パターンの取り回し効率がよくなり、内部回路全体の小型化を図ることができると共に、電気接続箱１０の小型化にも貢献することができる。
さらに、厚膜基板１４上の電源接続部用の大電流用端子Ｔ１、リレーＲの配列順と電流の流れる方向とを同一とすることで、厚膜基板１４上の無駄なスペースを省くことができ、厚膜基板１４自体も小型化を図ることができる。

本発明の電気接続箱の分解斜視図である。 前記電気接続箱のケースを除いた断面図である。 厚膜基板の断面図である。 薄膜基板の断面図である。 厚膜基板、ヒューズ、薄膜基板の回路の流れを示した図である。 （Ａ）は従来例に係る電気接続箱の分解斜視図であり、（Ｂ）は要部を拡大した断面図である。 他の従来例の図である。

符号の説明

１０ 電気接続箱
１１ アッパーケース
１２ ロアケース
１４ 厚膜基板
１５ 薄膜基板
１７ ヒューズ
１７ａ 入力端子
１７ｂ 出力端子
１８Ａ 入力端子
１８Ｂ 出力端子
Ｔ１ 大電流端子
Ｔ２ 中小電流端子
Ｒ リレー

Claims (3)

1. 電気接続箱の内部回路を複数のプリント基板から構成し、該プリント基板として、導体厚さを大とした大電流用の厚膜基板と、導体厚さを薄くした中小電流用の薄膜基板を設け、これら厚膜基板と薄膜基板とを電気接続箱のケース内部に積層配置し、
   前記厚膜基板の導体に、電源線と接続する大電流用端子を接続し、該大電流用端子の下流に基板実装リレーを接続し、
   かつ、前記厚膜基板の導体および薄膜基板の導体に夫々端子を半田付けし、これら端子にヒューズの入力端子と出力端子とを着脱自在に接続し、
   前記基板実装リレーより下流の厚膜基板の端縁と、該端縁と並列する前記薄膜基板の端縁との間の外側方にヒューズを配置し、該ヒューズの入力端子を前記厚膜基板の導体と前記端子を介して接続すると共に出力端子を前記薄膜基板の導体と前記端子を介して接続し、
   前記ヒューズの下流でヒューズと接続した前記薄膜基板の導体に中小電流用端子を接続し、該中小電流用端子を外部端子と接続可能としており、前記大電流用端子、前記基板実装リレー、前記ヒューズおよび前記中小電流用端子を電流の流れに沿って配置していることを特徴とする自動車用の電気接続箱。
2. 前記厚膜基板を上層とし、前記薄膜基板を下層とし、該上下に配置した厚膜基板と薄膜基板の側縁の間に取り付けたヒューズ収容部に前記ヒューズの入力端子と出力端子を横向きに収容し、前記厚膜基板の導体および薄膜基板の導体に接続した前記端子は横向きの音叉状端子とし、該音叉状端子を前記ヒューズの入力端子および出力端子と接続している請求項１に記載の自動車用の電気接続箱。
3. 電気接続箱の内部回路を構成する回路体として、導体厚さを大とした大電流用の厚膜基板と、導体厚さを薄くした中小電流用の薄膜基板との２枚のプリント基板のみを備え、これら厚膜基板と薄膜基板とを電気接続箱のケース内部に積層配置し、
   前記厚膜基板の導体に、電源線と接続する大電流用端子を接続し、該大電流用端子の下流に基板実装リレーを接続し、
   前記基板実装リレーより下流の厚膜基板の端縁と、該端縁と並列する前記薄膜基板の端縁との間の外側方にヒューズを配置し、該ヒューズの入力端子を前記厚膜基板の導体と接続すると共に出力端子を前記薄膜基板の導体と接続し、
   前記ヒューズの下流でヒューズと接続した前記薄膜基板の導体に中小電流用端子を接続し、該中小電流用端子を外部端子と接続可能としており、前記大電流用端子、前記基板実装リレー、前記ヒューズおよび前記中小電流用端子を電流の流れに沿って配置していることを特徴とする自動車用の電気接続箱。

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