(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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からなるケース内部に収容されるバスバーを、コネクタ回路基板用バスバー、ヒューズ回路基板用バスバー、リレー回路基板用バスバーに分割し、各回路基板のバスバーの端部を突出させて溶接部とし、上記コネクタ回路基板の溶接部に対しヒューズ回路基板、リレー回路基板の溶接部を重ね合わせて溶接し、且つ、
上記リレー回路基板用バスバーを樹脂モールドしてリレー回路基板を設け、該モールド用樹脂として無鉛半田よりも融点の高い絶縁樹脂を用い、上記リレー回路基板の表面に実装するリレーから突出した端子を上記リレー回路基板に設けられた端子穴に挿入して上記バスバーと無鉛半田で接続していることを特徴とするジャンクションボックス。
【請求項２】
上記モールド用樹脂として、照射ナイロン材を用いている請求項１に記載のジャンクションボックス。
【発明の詳細な説明】
【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の回路基板において、バスバーを樹脂モールドした回路基板にリレー等の電気部品を実装し、該電気部品の端子を回路基板のバスバーと無鉛半田で半田付けするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、自動車等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増大し、高密度で分岐回路等も形成されるため部品点数が非常に多くなり、組立工数も増加している。
【０００３】
自動車用電気接続箱のうち、図４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やタブとを、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等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等では、バスバーとリレー等の端子とを直接に接続すると、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】
また、モジュール化により各モジュールは、対応するコネクタ、リレー等の電気部品の専用品となるので、各モジュールの回路基板に電気部品を直接取り付けるようにすれば、よりモジュール化のメリットを生かすことができる。このような電気部品の実装の方法としては半田付けが考えられる。
【０００９】
この場合、図５（Ａ）（Ｂ）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、電気部品であるリレー７の本体ケース７ａの端子７ｂを挿入して、端子７ｂとバスバー９ａを半田付けすることとなる。
【００１０】
上記半田付けは、通常、加熱した半田コテでワイヤー状の半田Ｈを溶融させて行うが、有鉛半田の融点は約１８０℃であるため、半田の加熱温度は上記融点以上にする必要がある。一方、回路基板９のモールド用の樹脂９ｂにはＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）やナイロンガラス（ナイロン６６）が使用されており、ＰＰＳの融点は２８１℃、ナイロンガラスの融点は２６２℃であり、有鉛半田の融点より高いため、耐熱性には問題がない。
【００１１】
しかし、ＰＰＳは、成形時において流動性が高すぎるため、樹脂が流れすぎて成形に支障が生じやすい問題があり、一方、ナイロンガラスは、ガラスファイバーが添加されているため、樹脂流れが悪く金型への樹脂の充填性が劣り成形性に問題がある。また、最近では、有鉛半田が環境や人体に与える悪影響を考慮して、無鉛半田を使用する傾向がある。
【００１２】
現在、無鉛半田として主に使用されているものには、スズ−銀−銅系、スズ−銀系、スズ−銅−ニッケル系、スズ−ビスマス系、スズ−ビスマス−アンチモン系、スズ−ビスマス−銀−銅系、スズ−アンチモン系、スズ−亜鉛系等のものがあり、これらの融点は、一般に有鉛半田より融点が高いため、半田付け時には、２７５℃〜２９０℃まで加熱する必要がある。
【００１３】
そのため、回路基板の樹脂に無鉛半田の加熱温度より低い樹脂を使用すると、半田付け時に溶融した無鉛半田が、端子穴９ｃの周囲の樹脂９ｂに接触した場合、図６に示すように、接触した樹脂部分９ｆが高熱により変形してしまう問題がある。よって、半田付け作業は、溶融した半田が樹脂９ｂと接触しないように注意しながら行う必要があるが、現実には、端子穴９ｃの開口の大きさ等を考慮すると接触しないようにするのは非常に困難である。
【００１４】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、ジャンクションボックス内の回路を、コネクタ接続回路、リレー接続回路、ヒューズ接続回路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ス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、回路基板の樹脂部分が無鉛半田の熱影響にも抗し得るようにすることも課題としている。
【００１５】
【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からなるケース内部に収容されるバスバーを、コネクタ回路基板用バスバー、ヒューズ回路基板用バスバー、リレー回路基板用バスバーに分割し、各回路基板のバスバーの端部を突出させて溶接部とし、上記コネクタ回路基板の溶接部に対しヒューズ回路基板、リレー回路基板の溶接部を重ね合わせて溶接し、且つ、
上記リレー回路基板用バスバーを樹脂モールドしてリレー回路基板を設け、該モールド用樹脂として無鉛半田よりも融点の高い絶縁樹脂を用い、上記リレー回路基板の表面に実装するリレーから突出した端子を上記リレー回路基板に設けられた端子穴に挿入して上記バスバーと無鉛半田で接続していることを特徴とするジャンクションボックスを提供している。
即ち、本発明のジャンクションボックスでは、コネクタ回路基板を備えるコネクタモジュール、ヒューズ回路基板を備えるヒューズモジュール、リレー回路基板を備えるリレーモジュールを設け、これらモジュールのバスバーの端部を溶接して接続し、ジャンクションボックス内に収容される内部回路を形成している。
【００１６】
このように、無鉛半田を用いると、環境や人体に与える悪影響を抑えることができ、また、モールド用樹脂に上記のような絶縁樹脂を用いることで、無鉛半田の加熱温度の影響にも抗し得る。
具体的には、上記モールド用樹脂として、照射ナイロン材を用いている。
【００１７】
照射ナイロン材とは、エンジニアリングプラスチックの一種であり、プラスチックの放射線架橋技術を用いて、絶縁性を確保した上で、耐熱性、成形性を向上させた樹脂であり、融点は３００℃、熱変形温度は３２０℃を確保して、無鉛半田の融点を上回る耐熱性を有している。よって、半田付けの際、高温となった半田が触れても樹脂が変形することもない。
【００１８】
また、一般的に樹脂の熱変形を防止するためには、樹脂にガラスファイバーを添加することが多いが、照射ナイロン材は、ガラスファイバーを添加することなしに、あるいは、少量の添加のみに抑えて、多種の多官能性モノマーの架橋助剤を添加することで、放射線による架橋性を向上させて耐熱性を確保している。
【００１９】
よって、照射ナイロン材にはガラスファイバーの影響がないので、成形時に、金型への樹脂の流動性が劣ることもなく、通常の樹脂と同様の成形性が確保でき、安定した品質で回路基板をモールド成形できる。その他、照射ナイロン材は、膨張率および収縮性も低いため、安定した寸法精度を確保することができ、また、吸水率も少ないため湿度等による影響も受けにくい。
【００２１】
本発明のジャンクションボックスでは、上記のように、ジャンクションボックス内に収容される内部回路を、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分割し、夫々をコネクタモジュール、ヒューズモジュール、リレーモジュールとして別個に設け、バスバーをコネクタ接続用の回路基板用バスバーと、ヒューズ回路基板用バスバーと、リレー回路基板用バスバーとを分割して設けている。
【００２２】
従来は、一つの導電板を打ち抜いて、コネクタ接続回路、ヒューズ接続回路、リレー接続回路を設けると共に、上記各回路にはコネクタ接続用のタブ、ヒューズ接続用のタブ、リレー接続用のタブを設けていたため、回路の取り回しが複雑となり、その結果、バスバーの面積が増大すると共に、バスバーが多層化していた。
【００２３】
これに対し、本発明は、コネクタ用のバスバー、ヒューズ用のバスバー、リレー用のバスバーを分割して、別個の導電板から打ち抜き、かつ、別の位置に配置しているので、バスバーの多層化を抑制でき、また、各バスバーの回路取り回しも簡単となるので、バスバー面積も縮小できる。また、上記モジュールのうち、リレーモジュールは比較的回路変更が少ないため、リレーを回路基板に実装して、リレーの端子とバスバーとを半田付けしておくと、中継端子が不要となると共にバスバーにタブを設ける必要がなくなる。
【００２４】
なお、リレーモジュールに限らず、コネクタモジュール、ヒューズモジュールにおいても、電気部品を直接回路基板に実装して半田付けしてもよい。また、これら電気部品を回路基板に実装して半田付けする場合も、回路基板の樹脂に照射ナイロン材を用いているので半田の溶融熱等にも充分耐えることができる。
【００２５】
【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回路基板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、コネクタ部２６の貫通孔１０ｃを有するアッパーケース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、コネクタ回路基板を備えるコネクタモジュール１１、ヒューズ回路基板を備えるヒューズモジュール２５、リレー回路基板を備えるリレーモジュール１２としてモジュール化を図っている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
図２（Ａ）（Ｂ）は、リレーモジュール用のリレー回路基板１３であり、導電性のバスバー１４の周囲にモールド用の樹脂として照射ナイロン材１５を用いてモールド成形を行い樹脂部分を形成している。また、回路基板１３の各所には、リレー実装用の端子穴１６をリレー２０の端子位置に合わせて多数設けている。なお、端子穴１６は、半田付けを行うため、樹脂部分の穴部１６ａは大きな開口とすると共に、バスバー１４の穴部１６ｂは、取付対象の端子２０ｂの厚みに合わせて、樹脂部分の穴部１６ａに比べて小さな開口にしている。
【００２９】
回路基板１３の成形は、成型用金型（図示せず）の内部に所要形状に打ち抜いたバスバー１４を配置した状態で、照射ナイロン材１５を射出して行っている。
この成形の際、照射ナイロン材１５には、ガラスファイバーが添加されていないため樹脂の流動性は良く、スムーズに金型内を流れて所要形状の回路基板１３が形成されている。なお、上記のようにして形成された回路基板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の回路基板との溶接接続用で、バスバー１４と連続しているＬ字形状の溶接部１４ａを一方の側辺より突出させている。
【００３０】
次に、回路基板１３へリレー２０を実装するには、図３（Ａ）に示すように、リレー２０の本体ケース２０ａの下面より突出する導通接続用の端子２０ｂを回路基板１３の端子穴１６に挿入すると共に、溶融した無鉛半田Ｈを端子穴１６に送り込んで端子２０ｂとバスバー１４を半田付けしている。この際、溶融のため高温となった無鉛半田Ｈが、端子穴１６の周囲の照射ナイロン材１５に触れても、照射ナイロン材１５は耐熱性を有しているので、図３（Ｂ）に示すように、端子穴１６の周囲も熱による変形が生じていない。
【００３１】
なお、照射ナイロン材を用いた回路基板は上記実施形態のリレーモジュール用だけでなく、他の電子部品であるコネクタ等のモジュール用の回路基板にも適用可能であり、例えば、図１にも示すように、コネクタモジュール１１でも、コネクタ回路基板２５の樹脂に照射ナイロン材を用い、別体のコネクタ部２６を無鉛半田を用いて半田付けで実装してもよい。
【００３２】
なお、モジュール化されていないジャンクションボックスの内部回路用の基板における樹脂にも照射ナイロン材を適用できる。さらに、照射ナイロン材は、必ずしも、回路基板の樹脂部分の全てに用いる必要はなく、半田付けの熱影響を受ける部分のみを照射ナイロン材で成形するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
上記した説明より明らかなように、本発明の各モジュールの回路基板を用いると、融点の高い無鉛半田を用いて電気部品を半田付けしても、基板の樹脂部分が半田付けによる熱影響を受けることがないため、変形等も生じることなく各種不具合を防止して製品性の維持を図ることができる。さらに、上記効果に伴い、高温となった半田が樹脂に触れることを余り気にすることなく半田付け作業を行うことができ、作業に要する負担も軽減できる。
【００３４】
また、ジャンクションボックスの内部回路を、電気部品毎に分割して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、回路変更にも容易に対応することができ、モジュール化された各回路基板へも樹脂部に照射ナイロン材を用いることで、電気部品の半田付けによる実装を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の回路基板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半田付けにより実装する状態を示す断面図である。
【図４】  従来のジャンクションボックスの分解斜視図である。
【図５】  （Ａ）（Ｂ）は、リレーを回路基板に実装する場合の概略図である。
【図６】  図５の問題点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
１１                      コネクタモジュール
１２                      リレーモジュール
１３                      回路基板
１４                      バスバー
１５                      照射ナイロン材
１６                      端子穴
２０                      リレー
２０ｂ                    端子
Ｈ                        半田
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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