(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のプリント基板を積層してジャクションボックスのケース内部に収容し、これら２枚のプリント基板のうち、一方のプリント基板は導体厚さを大とし、通電量は２０アンペア以上として電源入力回路を含む大電流回路用導体を設けた厚膜基板とし、他方のプリント基板は導体厚さを小とし、通電量は２０アンペア未満として出力回路用の中小電流回路用導体を設けた薄膜基板とし、
前記厚膜基板は前記薄膜基板より小面積とし、前記厚膜基板と薄膜基板とが重なる領域では両基板をスペーサを介して積層し、前記厚膜基板の表面に前記大電流回路用導体に接続する電気部品を搭載すると共に前記薄膜基板の表面に前記中小電流回路用導体に接続する電気部品を搭載し、さらに、
前記厚膜基板と重なる領域以外の前記薄膜基板の両面に前記中小電流回路用導体に接続する電気部品を搭載していることを特徴とする車両用ジャンクションボックス。
【請求項２】
前記厚膜基板と薄膜基板との導体の接続は、上下連通する貫通孔を夫々設け、該貫通孔に導通ピンを貫通させ、該導通ピンと厚膜基板および薄膜基板の導体をそれぞれ半田接続している請求項１に記載の車両用ジャンクションボックス。
【請求項３】
前記導通ピンの長さ方向の中間位置に所要間隔をあけて位置決め用の上部突出部と下部突出部を設け、上部突出部の上面に前記厚膜基板を載置すると共に、下部突出部の下面に前記薄膜基板を当接配置している請求項２に記載の車両用ジャンクションボックス。
【請求項４】
前記導通ピンを、前記プリント基板上に実装するコネクタ内に突出させてコネクタピンと併用している請求項２または請求項３に記載の車両用ジャンクションボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用ジャンクションボックスに関し、詳しくは、ジャンクションボックスの内部回路材を簡単な構成として、ジャンクションボックスの小型化を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載するジャンクションボックスでは、内部回路材として、導電性金属板は回路パターンに打ち抜き加工したバスバーを用い、複数層のバスバーを絶縁板を介在させて積層配置している場合が多い。バスバーにより内部回路を形成した場合、車両内における電装品の急増と、バスバーに設けるタブの位置によって層分け配置せざるを得ないことも多いため、近時のジャンクションボックスではバスバー層が１０層に達している場合がある。その結果、ジャンクションボックスが大型化および重量化する問題がある。
【０００３】
また、電気接続箱の内部回路材として、バスバーと共にプリント基板を用いている場合がある。例えば、特開２００５−２６０５２号公報（特許文献１）では、図９に示すような、複数のプリント基板を積層して収容し、これらプリント基板の導体同士をプレスフィット端子で接続する構成が開示されている。詳しくは、ロアケース１の内周壁に備えられた支持片１ａにプリント基板２、３を配置し、プレスフィット部４ａを間隔をあけて形成したプレスフィット端子４をプリント基板２、３のメッキによる導電膜を設けた端子孔２ａ、３ａに圧入し、上下プリント基板２、３の導体を接続する構成としている。
【０００４】
しかしながら、プレスフィット端子４を用いた接続を行うには、圧入のみにより電気接続を行うため、ロアケース１にプリント基板２、３の位置決め用の支持片１ａを設けなければならず、ロアケース１の構造が複雑になりコスト高となる。また、プレスフィット端子とプリント基板の端子孔の内周面のメッキ層からなる導体とを接続しているため、大電流回路の接続には適さず、適用できる回路が中小電流回路にとなる制約を受ける。さらに、プレスフィット端子による接続では、端子孔の内面との電気接続信頼性を高めるには、プレスフィット端子のプレスフィット部と端子孔との間に厳しい寸法精度が要求される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記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の内部回路をプリント基板で構成すると共に、プリント基板間を効率的に接続して、小型化および低コスト化を図ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、２枚のプリント基板を積層してジャクションボックスのケース内部に収容し、これら２枚のプリント基板のうち、一方のプリント基板は導体厚さを大とし、通電量は２０アンペア以上として電源入力回路を含む大電流回路用導体を設けた厚膜基板とし、他方のプリント基板は導体厚さを小とし、通電量は２０アンペア未満として出力回路用の中小電流回路用導体を設けた薄膜基板とし、
前記厚膜基板は前記薄膜基板より小面積とし、前記厚膜基板と薄膜基板とが重なる領域では両基板をスペーサを介して積層し、前記厚膜基板の表面に前記大電流回路用導体に接続する電気部品を搭載すると共に前記薄膜基板の表面に前記中小電流回路用導体に接続する電気部品を搭載し、さらに、
前記厚膜基板と重なる領域以外の前記薄膜基板の両面に前記中小電流回路用導体に接続する電気部品を搭載していることを特徴とする車両用ジャンクションボックスを提供している。
【０００８】
前記厚膜基板は絶縁基材の表面に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。
【０００９】
本発明では、上述のように、プリント基板でジャンクションボックスの内部回路を構成しているため、バスバーと比較して回路を密に配置でき、回路を薄くかつ小型化を図ることができると共に、許容電流量も導体の厚さを変えるだけで容易に所要電流量とすることができる。さらに、回路構成の変更も容易でき、設計変更の工数を削減することができる。
また、導体厚さを薄くして中小電流回路用導体とし、主として出力回路を構成する薄膜基板は、導体厚さを厚くして大電流回路用導体とし、主として電源入力回路を構成する厚膜基板よりも、コネクタ等の外部接続用の電気部品を多数搭載して接続する必要がある。本発明では、厚膜基板は回路を集約して薄膜基板より小さくしていることにより、薄膜基板に厚膜基板と重ならない領域を設けているため、該薄膜基板の両面に電気部品の搭載が可能となり、ケース内部に高密度に電気部品を搭載でき、その結果、ジャンクションボックスの小型化を図ることができる。
大面積の薄膜基板の上方の一側部に厚膜基板を配置し、薄膜基板の他側方および厚膜基板とは反対側の面には、導体部と接続した端子を突設することによって、コネクタ、ヒューズ、リレー等を搭載することができる。また、大面積の薄膜基板の中央部の上方に厚膜基板を配置し、厚膜基板と重ならない薄膜基板の全周に沿った外側部および厚膜基板と反対側の面に端子を突設することによって前記構成部品を搭載することができる。
【００１０】
前記厚膜基板と薄膜基板との導体の接続は、上下連通する貫通孔を夫々設け、該貫通孔に導通ピンを貫通させ、該導通ピンと厚膜基板および薄膜基板の導体をそれぞれ半田接続している。
該構成とすると、貫通穴の内周面のメッキ層を介在させて電気接続しなくとも、厚膜基板の導体と薄膜基板の導体とを導電ピンを介して電気接続することができる。よって、貫通孔の内周面にメッキを施す必要がなく、メッキ工程を削減することができる。なお、必要に応じて貫通孔の内周面をメッキしてもよい。
【００１１】
前記のように、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アンペア未満としている。
前記通電量とすることで、前記のように、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なものとなる。
【００１２】
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、ジャンクションボックス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。
【００１３】
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、ジャンクションボックス内のスペースが効率よく利用できることからも、ジャンクションボックスの更なる小型化を図ることができる。
【００１４】
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。
本発明では、厚膜基板の導体の厚さを大あるいは／および幅広とすることで、通電量は２０アンペア以上で、２００アンペア程度まで通電量を大とすることも可能としており、プリント基板を大電流用の基板として用いられるものとしている。
一方、前記薄膜基板の導体の通電量は２０アンペア未満としていることが好ましい。
また、厚膜基板および薄膜基板の両面に導体を設ける場合は、表裏両面の導体の厚さを変えて、通電量を相違させ、例えば、厚膜基板の上面は１００アンペア以上、下面は５０アンペア以上１００アンペア未満とし、薄膜基板の上面は１０アンペア以上２０アンペア未満、下面を１０アンペア未満１アンペア以上としてもよい。  
【００１５】
前記厚膜基板と薄膜基板の導体を接続する前記導通ピンは、その長さ方向の中間位置に所要間隔をあけて位置決め用の上部突出部と下部突出部を設け、上部突出部の上面に前記厚膜基板を載置すると共に、下部突出部の下面に前記薄膜基板を当接配置しているのが好ましい。
前記構成とすると、導電ピンによりプリント基板の導体同士を電気接続すると共に、プリント基板間の位置決めも導体ピンにより行うことができ、位置決め用の絶縁板等の新たな部品が不要となり、部品点数を削減することができる。
【００１６】
また、前記導通ピンを、前記プリント基板上に実装するコネクタ内に突出させてコネクタピンと併用してもよい。
このように、基板間を接続する接続ピンをコネクタ内に直接突出させてコネクタピンとすると、専用コネクタピンを設けて導体と接続する必要がなくなり、部品点数の削減および作業工数の削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
前述したように、本発明によれば、ジャンクションボックスの内部回路をバスバーではなく、厚膜基板と薄膜基板とからなる少なくとも２枚のプリント基板で形成していることにより、バスバーと比較して回路を密に配置でき、回路を薄く且つ小型化を図ることができると共に、許容電流量も導体の厚さを変えるだけで所要電流量とすることができる。
【００１８】
また、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ているので、構成品を用途別に集約することができ、プリント基板を小型化することができる。特に、薄膜基板の導体は出力回路となるため、多数の端子を突設してコネクタ、ヒューズ、リレー等の電気部品を搭載する必要のあるが、本発明では、薄膜基板を厚膜基板よりも大面積とし、厚膜基板と薄膜基板とを積層した状態で、厚膜基板と重ならない薄膜基板の領域を設けているため、該領域の薄膜基板の両面に電気部品を搭載することができる。
さらに、基板間を接続する接続ピンをコネクタピンと併用する導電ピンを用いると、コネクタピンを基板上に設ける必要がなく、部品点数を削減することができると共に、コネクタピンと接続ピンの取り付けを一度の作業で行うことができ、工数を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６は、本発明の第１実施形態に係る車両用ジャンクションボックス（以下ジャンクションボックス）１０を示し、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。
【００２０】
前記厚膜基板１４は薄膜基板１５より小面積とし、本実施形態では厚膜基板１４の面積：薄膜基板１５の面積＝３：５とし、薄膜基板１５の一側部１５ｘの上部に前記スペーサ１１を介して厚膜基板１４を配置している。よって、薄膜基板１５の他側部１５ｙの上部にはスペーサ１１および厚膜基板１４が存在せず、空間となっている。
【００２１】
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の通電量は２０アンペア以上とし、該導体１４ｂ−１、１４ｂ−２と接続するリレーＲおよび大電流用端子Ｔ１を厚膜基板１４の上面に実装している。前記大電流用端子Ｔ１は厚膜基板１４の導体部分に設けた端子穴に圧入接続している。
【００２２】
薄膜基板１５は、図４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と厚さを小とした小電流用の導体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の通電量は２０アンペア未満とし、該導体１５ｂと接続する中小電流用端子Ｔ２を端子台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。
【００２３】
図３および図４に示すように、厚膜基板１４および薄膜基板１５にはそれぞれ、厚膜基板１４と薄膜基板１５とを接続する導電ピン１６を挿通する貫通孔１４ｄ、１５ｄを設け、ている。これら貫通孔１４ｄ、１５ｄの内周面はメッキされておらず、導電ピン１６を挿通させていない状態ではそれぞれの導体１４ｂ−１〜１４ｂ−２、１５ｂ−１〜１５ｂ−４は導通していない。
【００２４】
図５に示すように、前記導電ピン１６は棒状で、長さ方向の中間位置に所要間隔をあけて厚膜基板１４および薄膜基板１５の位置決め用となる一対の上部突出部１６ａと下部突出部１６ｂを設け、上部突出部１６ａの上側を上面部１６ｃ、下部突出部１６ｂの下側を下面部１６ｄとしている。
【００２５】
図６に示すように、厚膜基板１４の下面側から貫通孔１４ｄに導電ピン１６の先端を挿入し、前記上部突出部１６ａの上面部１６ｃに前記厚膜基板１４を載置すると共に、薄膜基板１５の上面側から貫通孔に導電ピン１６を挿入し、下部突出部１６ｂの下面部１６ｄに前記薄膜基板１５を当接配置し、厚膜基板１４と薄膜基板１５の間隔を決めている。
前記導電ピン１６と厚膜基板１４および薄膜基板１５の導体１４ｂ、１５ｂとを半田Ｈで半田付けし、導体１４ｂ、１５ｂと導電ピン１６とを導通させると同時に、厚膜基板１４と薄膜基板１５とを導通させている。
【００２６】
図１に示すように、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。
【００２７】
詳細には、厚膜基板１４の両面の導体１４ｂ−１、１４ｂ−２と接続した端縁側の導体１４ｂ−ｎに、多数の音叉形状の入力側端子１８Ａを横向きとして半田接続している。
薄膜基板１５も同様に４層の導体１５ｂ−１〜１５ｂ−４と接続した端縁の導体１５ｂ−ｎに、多数の音叉形状の出力側端子１８Ｂを横向きとして半田接続している。
上下に並設される前記入力側端子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。
【００２８】
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。
【００２９】
ジャンクションボックス１０を前記構成にすると、内部回路として厚膜基板１４と薄膜基板１５とからなるプリント基板をバスバーと比較して回路を密に配置でき、回路を薄くかつ小型化を図ることができると共に、許容電流量も導体１４ｂ、１５ｂの厚さを変えるだけで所要電流量とすることができる。また、導電ピン１６に位置決めとなる上部突出部１６ａと下部突出部１６ｂとを備えることで、導電ピン１６が前記プリント基板を接続すると同時に前記プリント基板間の位置決めをするので、位置決め用の絶縁板等の新たな部品が不要となり、部品点数を削減することができる。
さらに、プリント基板を大電流用の厚膜基板１４と中小電流用の薄膜基板１５とに分けて配置しているので、構成品を用途別に集約することができ、プリント基板を小型化することができる。
さらにまた、厚膜基板１４の面積よりも薄膜基板１５の面積を大として、薄膜基板１５を厚膜基板１４より突出させていることで、当該突出部分の両面に端子を突設してコネクタ等と接続させることができる。  
【００３０】
図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、小面積とした厚膜基板１４と大面積とした薄膜基板１５との積層関係の変形例を示す。
図７（Ａ）は厚膜基板１４の面積を前記第１実施形態よりも若干小さくして、薄膜基板１５の面積の１／２とし、厚膜基板の面積：薄膜基板の面積＝１：２としている。
図７（Ｂ）は、厚膜基板１４の面積を更に小さくし、薄膜基板１５の面積の２／５とし、薄膜基板１５にはコ字状に非積層領域を設け、厚膜基板の面積：薄膜基板の面積＝２：５としている。
図７（Ｃ）は、厚膜基板１４の面積は薄膜基板１５の面積の２／５とし、厚膜基板１４を薄膜基板１５の中央部に積層し、薄膜基板１５にはロ字状に非積層領域を設け、厚膜基板の面積：薄膜基板の面積＝２：５としている。
【００３１】
このように、薄膜基板１５と厚膜基板１４との面積比および積層位置を適宜に変更することで、薄膜基板１５側に搭載する電気部品の配置位置の設計の自由度を高めることができる。
【００３２】
図８は本発明の第２実施形態を示し、導電ピン１６’を厚膜基板１４上に実装するコネクタ３０内に突出させ、コネクタピンと併用している。
該構成によると、基板間を接続する接続ピンとコネクタピンを併用して導電ピン１６としているので、コネクタピンを基板上に設ける必要がなく、部品点数を削減することができると共に、コネクタピンと接続ピンの取り付けを一度の作業で行うことができ、工数を削減することができる。
前記導電ピン以外の構成は第１実施形態と同様であるので省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るジャンクションボックスの分解斜視図である。
【図２】第１実施形態のケースを除去した状態での断面図である
【図３】厚膜基板の断面図である
【図４】薄膜基板の断面図である。
【図５】導電ピンの斜視図である。
【図６】導電ピンとプリント基板を接続し、半田付けした状態の要部を拡大した断面図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は厚膜基板と薄膜基板との面積比および積層状態を変えた変形例を示す図面である。
【図８】第２実施形態の図である。
【図９】従来例の図を示し、（Ａ）がジャンクションボックスの分解斜視図であり、（Ｂ）は要部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ジャンクションボックス
１１  スペーサ
１２  アッパーケース
１３  ロアケース
１４  厚膜基板
１５  薄膜基板
１６  導電ピン
１７  ヒューズ
１７ａ  入力端子
１７ｂ  出力端子
１８Ａ、１８Ｂ  音叉状の端子
１９  ヒューズケース
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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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