JP2019212829A - 回路ユニット、電気接続箱及び回路ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端子部側から電子部品側への水の浸入を抑制する。【解決手段】回路ユニット２０は、外部の端子と接続可能な端子部２６Ａ，２６Ｂと電子部品２２が実装される本体部２８とを有する回路部２１と、回路部２１のうち、本体部２８と端子部２６Ａ，２６Ｂとの間の被防水部３４に密着し、接着成分を含んだ樹脂を有する第１防水部４０と、回路部２１及び第１防水部４０の外面に密着する樹脂からなる第２防水部５０と、を備える。【選択図】図２

Description

本明細書では、回路内への水の浸入を抑制する技術を開示する。

従来、回路が収容されたユニット内を防水する技術が知られている。特許文献１では、放熱部材上に絶縁層を介して配設された電力回路部が防水ケースで覆われており、この防水ケースには、外部接続コネクタのフードが設けられている。このフード内における外部接続端子の周囲には、エポキシ樹脂が充填された防水処理部が形成されており、この防水処理部により、外部接続端子を伝う水の防水ケース内部への浸入が防止される。

特開２００４−３１４１６号公報

ところで、上記特許文献１の構成では、フード部内における外部接続端子の周囲に防水処理部が設けられているものの、外部接続端子に連なる防水ケース内のバスバーの周囲は防水構造で覆われていないため、外部接続端子と防水処理部との界面から防水ケース内への水の浸入が懸念される。

本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、端子部側から電子部品側への水の浸入を抑制することを目的とする。

本明細書に記載された回路ユニットは、外部の端子と接続可能な端子部と電子部品が実装される本体部とを有する回路部と、前記回路部のうち、前記本体部と前記端子部との間の被防水部に密着し、接着成分を含んだ樹脂を有する第１防水部と、前記回路部及び前記第１防水部の外面に密着する樹脂からなる第２防水部と、を備える。

本明細書に記載された回路ユニットの製造方法は、外部の端子と接続可能な端子部と電子部品が実装される本体部とを有する回路部のうち、前記端子部と前記電子部品との間の被防水部に接着成分を含んだ樹脂からなる第１防水部を密着させる第１防水工程と、前記回路部及び前記第１防水部に対して樹脂を密着させる第２防水工程と、を備える。

本構成によれば、端子部を伝う水は、第２防水部の樹脂により防水されるとともに、接着成分を含んだ樹脂からなる第１防水部により防水されるため、端子部側から本体部側への水の浸入を抑制することができる。

本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記回路部は、板状の金属からなるバスバーを備え、前記端子部は、前記バスバーに形成され、前記第１防水部及び前記第２防水部は前記バスバーに密着している。
このようにすれば、バスバーを伝う水の浸入を抑制することができる。

前記バスバーは、外面を切り欠いた形状の凹部を有し、前記第１防水部は、前記凹部に密着している。
このようにすれば、第１防水部のバスバーへの密着性を向上させることができる。また、二次成形時の圧力による第１防水部の位置ずれを抑制することができる。

前記バスバーは、貫通孔を有し、前記第１防水部は、前記貫通孔内に充填されている。
このようにすれば、第１防水部のバスバーへの固着力（位置ずれの抑制力）を高めることができる。

前記端子部は、前記回路部における前記第１防水部が密着する部分よりも幅寸法が大きくされている。
このようにすれば、端子部の幅寸法の大きさにより、ゴム等からなるパッキンを装着することが容易ではない構成において、パッキンを使用しなくて防水することが可能になる。

前記バスバーにおける前記端子部と前記本体部との間は、クランク状に曲がっている。
バーがクランク状であるために樹脂の成形時にバスバーへの密着性が懸念される構成において、外部からの水の浸入を抑制することができる。

前記回路ユニットと、前記回路ユニットに重ねられる放熱部材と、前記回路ユニットと前記放熱部材との間に挟まれるシール部材とを有する電気接続箱とする。

本明細書に記載された技術によれば、端子部側から電子部品側への水の浸入を抑制することができる。

実施形態の電気接続箱を示す平面図 図１のＡ−Ａ断面図 バスバーを示す平面図 バスバーを示す正面図 バスバーを示す右側面図 バスバーを示す背面図 バスバーに第１防水部が形成された１次成形品を示す斜視図 バスバーに第１防水部が形成された１次成形品を示す右側面図 バスバーに第１防水部が形成された１次成形品を示す底面図 ２次成形品を示す斜視図 ２次成形品を示す底面図

本実施形態について図１〜図１１を参照しつつ説明する。
電気接続箱１０は、例えば電気自動車、ハイブリット自動車、ガソリン車等の車両のバッテリ等の電源とランプ等の車載電装品や駆動モータ等からなる負荷との間の電力供給経路に配される。電気接続箱１０は任意の向きで配置することができるが、以下では、図１のＸ方向を前方、Ｙ方向を左方、図２のＺ方向を上方として説明する。

電気接続箱１０は、図２に示すように、回路ユニット２０と、回路ユニット２０の下方に重ねられ、回路ユニット２０の熱を放熱する放熱部材７０とを備える。回路ユニット２０は、バスバー２５Ａ，２５Ｂに電子部品２２が実装されてなる回路部２１と、バスバー２５Ａ，２５Ｂの被防水部３４に密着し、接着成分を含んだ樹脂からなる第１防水部４０と、バスバー２５Ａ，２５Ｂ及び第１防水部４０に密着し、回路ユニット２０のケースを形成する樹脂部４５とを備える。

回路部２１は、通電に応じて発熱する複数の電子部品２２と、一対（複数）のバスバー２５Ａ，２５Ｂとを備える。電子部品２２は、本実施形態ではバスバー２５Ａ，２５Ｂの裏面側に左右方向に並んで実装されており、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のリレーとされる。なお、電子部品２２はリレーに限られず、例えば抵抗、コイル、コンデンサ等としてもよい。電子部品２２は、バスバー２５Ａ，２５Ｂに接続される複数のリード端子を有する。１つのリード端子は、電子部品２２の上面の領域に設けられてバスバー２５Ａに半田付けされ、他の複数のリード端子は、電子部品２２の側面から突出し、バスバー２５Ｂに半田付けされている。

各バスバー２５Ａ，２５Ｂは、銅、銅合金等の平板状の金属板材からなり、図３，図４に示すように、通電経路に応じた形状とされ、例えば外面にメッキが施されている。一対のバスバー２５Ａ，２５Ｂは、互いに隙間を空けて配置されており、共に、外部の端子と接続可能な端子部２６Ａ，２６Ｂと、電子部品２２が実装される本体部２８と、端子部２６Ａ，２６Ｂと本体部２８とをクランク状に連結する連結部３１とを備える。

端子部２６Ａ，２６Ｂは、長方形状であって、スタッドボルトＳＢの軸部が挿通されるボルト挿通孔２７が貫通形成されている。一方の端子部２６Ｂの幅寸法は、連結部３１の幅寸法よりも大きくされている。バスバー２５Ａの本体部２８には、各電子部品２２のリード端子が半田付けされるとともに、バスバー２５Ｂの本体部２８には、各電子部品２２の他のリード端子が半田付けされる。本体部２８の周縁部には、円形状に貫通する複数の孔２８Ａが互いに間隔を空けて配置されている。孔２８Ａには、例えば樹脂部４５の樹脂を充填することができる。

連結部３１は、端子部２６Ａ，２６Ｂ及び本体部２８の板面と直交する方向の板面を有し、連結部３１における上下方向（通電方向）の中間部側は、図４に示すように、被防水部３４とされている。被防水部３４は、第１防水部４０が密着する領域であり、溝状の凹部３２が連結部３１の全周に亘って設けられている。凹部３２の底面には、凹部３２を貫通する複数の円形状の貫通孔３３が形成されている。各貫通孔３３には、１次成形時に第１防水部４０を形成する樹脂が充填される。

図２に示すように、バスバー２５Ａ，２５Ｂの上方側には、制御回路基板３８がバスバー２５Ａ，２５Ｂに対向配置されている。制御回路基板３８は、絶縁材料からなる絶縁板に銅箔等からなる導電路（図示しない）がプリント配線技術により形成されたプリント基板とされている。制御回路基板３８とバスバー２５Ａ，２５Ｂとは、棒状の中継端子３６を介して電気的に接続される。中継端子３６は、例えば、制御回路基板３８及びバスバー２５Ａ，２５Ｂのスルーホールに挿通されて半田付けされる。バスバー２５Ａ，２５Ｂは、中継端子３６よりも厚み寸法（及び断面積）が大きくされている。バスバー２５Ａ，２５Ｂの厚み寸法（及び断面積）を大きくすることにより、熱伝導性が高く、電気抵抗が小さくなり、電子部品２２の発熱はバスバー２５Ａ，２５Ｂ内へ拡散・均熱化される。また、バスバー２５Ａ，２５Ｂは、コネクタ８０（図１参照）の図示しないコネクタ端子に半田付け等により接続される。

第１防水部４０は、バスバー２５Ａ，２５Ｂとの間の界面を防水する界面防水材として機能し、例えば、主成分がポリエステル系エラストマー樹脂とされ、接着成分を含んで構成される。ポリエステル系エラストマー樹脂は、金属の酸化膜と接合させる反応基を含み、ゴムとエンジニアプラスチックの両方の特性を有し、例えば、柔軟性、耐熱性、硬質樹脂との熱融着性に優れる。接着成分としては、例えば、シリコン系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、アクリル系接着剤等を用いることができる。

樹脂部４５は、例えば、ＰＰＳ(Polyphenylenesulfide)、ＰＢＴ(polybutylene terephthalate)、ナイロン、ＰＰ（polypropylene）、ＰＥ(polyethylene)などの各種樹脂材料により形成することができ、接着成分は含まれていない。なお、樹脂部４５の樹脂材料については例えばガラス繊維等のフィラーを含有させてもよい。樹脂部４５は、図２に示すように、樹脂本体４６と、樹脂本体４６の開口部４８Ａを覆う樹脂カバー５３とを備える。樹脂本体４６は、第１防水部４０の外面及びバスバー２５Ａ，２５Ｂにおける被防水部３４以外の領域に密着する第２防水部５０と、バスバー２５Ａ，２５Ｂの本体部２８の領域を包囲する角筒状の周壁部４８と、スタッドボルトＳＢの頭部を保持するボルト保持部４７とを備える。

第２防水部５０は、周壁部４８及びボルト保持部４７と一体に形成されており、バスバー２５Ａ，２５Ｂの板面に沿って延び、バスバー２５Ａ，２５Ｂの外面及び第１防水部４０の外面に密着している。第２防水部５０には、バスバー２５Ａ，２５Ｂの本体部２８に重なる位置に、本体部２８の上面や下面を部分的に露出させる複数の露出孔５１が形成されている。

ボルト保持部４７は、バスバー２５Ａ，２５Ｂが固着されるとともに、端子部２６Ａ，２６Ｂを露出させる。スタッドボルトＳＢの軸部がボルト挿通孔２７に挿通された状態で端子台８２と共にスタッドボルトＳＢがボルト保持部４７に保持され、端子部２６Ａ，２６Ｂと外部の端子（図示しない）とがナット（図示しない）で締結される。

樹脂カバー５３は、周壁部４８の上端の開口部４８Ａに対して熱溶着により接合されるものであり、樹脂カバー５３の溶着により周壁部４８内の空間が密閉状態となって防水される。樹脂カバー５３には、通気弁５７が装着される取付孔５４が貫通形成されている。通気弁５７は、空気の通過を許容し、水分の通過を防止する通気膜を備え、防水、防塵性及び通気性を有する微細孔が形成されている。

樹脂本体４６の四隅の位置には、図１０に示すように、放熱部材７０に対してネジ（図示しない）でネジ留めして固定するための留め部８１が樹脂本体４６に固着されている。留め部８１は、例えばネジの軸部が挿通される円筒形状の金属カラーからなり、樹脂本体４６に埋設されている。

図２に示すように、放熱部材７０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の熱伝導性が高い金属材料からなり、下面側に複数の放熱フィン７５が並んでいる。放熱部材７０の上面には、シール部材７８が嵌め入れられるシール部材収容溝７１と、電子部品２２が収容される収容凹部７２とが形成されている。シール部材収容溝７１は、本体部２８を包囲するように環状に延びている。放熱部材７０の上面と回路ユニット２０の下面との間には、伝熱材（図示しない）が配される。伝熱材は、絶縁性を有し、熱伝導性が高い合成樹脂等が用いられ、例えばエポキシ樹脂等からなる放熱接着剤を用いることができる。

電気接続箱１０の製造方法について説明する。
金属板材にプレス機により打ち抜き加工及び曲げ加工を施して複数のバスバー２５Ａ，２５Ｂ（図３）を形成した後、第１防水工程を行う。第１防水工程では、バスバー２５Ａ，２５Ｂを金型（図示しない）内に配し、金型内に接着成分を含んだ液状のポリエステル系エラストマー樹脂を注入し、ポリエステル系エラストマー樹脂が固化した後に金型から取り出す。これにより、バスバー２５Ａ，２５Ｂに第１防水部４０が形成された１次成形品６０が形成される（図７）。

次に、１次成形品６０に対して第２防水工程を行う。第２防水工程では、１次成形品６０及び中継端子３６を金型（図示しない）内に配し、金型内に液状の合成樹脂を注入するインサート成型を行って２次成形品６１を形成する（図１０）。

本実施形態の作用、効果について説明する。
回路ユニット２０は、外部の端子と接続可能な端子部２６Ａ，２６Ｂと電子部品２２が実装される本体部２８とを有する回路部２１と、回路部２１のうち、本体部２８と端子部２６Ａ，２６Ｂとの間に密着し、接着成分を含んだ樹脂を有する第１防水部４０と、回路部２１及び第１防水部４０の外面に密着する樹脂からなる第２防水部５０と、を備える。

本実施形態によれば、端子部２６Ａ，２６Ｂを伝う水は、第２防水部５０の樹脂で防水されるとともに、接着成分を含んだ樹脂からなる第１防水部４０により防水されるため、端子部２６Ａ，２６Ｂ側から本体部２８側への水の浸入を抑制することができる。

また、回路部２１は、板状の金属からなるバスバー２５Ａ，２５Ｂを備え、端子部２６Ａ，２６Ｂは、バスバー２５Ａ，２５Ｂに形成され、第１防水部４０及び第２防水部５０はバスバー２５Ａ，２５Ｂに密着している。
このようにすれば、比較的通電電流の大きいバスバー２５Ａ，２５Ｂについて水の浸入を抑制することができる。

また、バスバー２５Ａ，２５Ｂは、外面を切り欠いた形状の凹部３２を有し、第１防水部４０は、凹部３２に密着している。
このようにすれば、第１防水部４０のバスバー２５Ａ，２５Ｂへの密着性を向上させることができる。また、二次成形時の圧力による第１防水部４０の位置ずれを抑制することができる。

また、バスバー２５Ａ，２５Ｂは、貫通孔３３を有し、第１防水部４０は、貫通孔３３内に充填されている。
このようにすれば、第１防水部４０のバスバー２５Ａ，２５Ｂへの固着力（位置ずれの抑制力）を高めることができる。

また、端子部２６Ａ，２６Ｂは、回路部２１における第１防水部４０が密着する被防水部３４よりも幅寸法が大きくされている。
このようにすれば、端子部２６Ａ，２６Ｂの幅寸法の大きさにより、ゴム等からなるパッキンを装着することが容易ではない構成において、パッキンを使用しなくて防水することが可能になる。

また、バスバー２５Ａ，２５Ｂにおける端子部２６Ａ，２６Ｂと本体部２８との間の連結部３１は、クランク状に曲がっている。
このようにすれば、バスバー２５Ａ，２５Ｂがクランク状であるために樹脂の成形時にバスバー２５Ａ，２５Ｂへの密着性が懸念される構成において、外部からの水の浸入を抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書に記載された技術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明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
（１）第１防水部４０は、接着成分を含んだポリエステル系エラストマー樹脂としたが、これに限られず、他の樹脂に接着成分を含有させてもよい。

（２）バスバー２５Ａ，２５Ｂには、銅箔等からなる導電路が絶縁板に印刷されてなるプリント基板を重ねて回路部を構成してもよい。
（３）連結部３１は、端子部２６Ａ，２６Ｂ及び本体部２８に対して直交する方向に延びる構成としたが、これに限られず、端子部２６Ａ，２６Ｂ及び本体部２８に対して交差する方向に延びる連結部を備える構成としてもよい。

１０： 電気接続箱
２０： 回路ユニット
２１： 回路部
２２： 電子部品
２５Ａ，２５Ｂ： バスバー
２６Ａ，２６Ｂ： 端子部
２８： 本体部
３１： 連結部
３２： 凹部
３３： 貫通孔
３４： 被防水部
４０： 第１防水部
４５： 樹脂部
５０： 第２防水部
７０： 放熱部材
７８： シール部材

本実施形態の作用、効果について説明する。
回路ユニット２０は、外部の端子と接続可能な端子部２６Ａ，２６Ｂと電子部品２２が実装される本体部２８とを有する回路部２１と、回路部２１のうち、本体部２８と端子部２６Ａ，２６Ｂとの間の被防水部３４に密着し、接着成分を含んだ樹脂を有する第１防水部４０と、回路部２１及び第１防水部４０の外面に密着する樹脂からなる第２防水部５０と、を備える。

Claims (8)

1. 外部の端子と接続可能な端子部と電子部品が実装される本体部とを有する回路部と、
   前記回路部のうち、前記本体部と前記端子部との間の被防水部に密着し、接着成分を含んだ樹脂を有する第１防水部と、
   前記回路部及び前記第１防水部の外面に密着する樹脂からなる第２防水部と、を備える回路ユニット。
2. 前記回路部は、板状の金属からなるバスバーを備え、
   前記端子部は、前記バスバーに形成され、前記第１防水部及び前記第２防水部は前記バスバーに密着している請求項１に記載の回路ユニット。
3. 前記バスバーは、外面を切り欠いた形状の凹部を有し、
   前記第１防水部は、前記凹部に密着している請求項２に記載の回路ユニット。
4. 前記バスバーは、貫通孔を有し、前記第１防水部は、前記貫通孔内に充填されている請求項２又は請求項３に記載の回路ユニット。
5. 前記端子部は、前記回路部における前記第１防水部が密着する部分よりも幅寸法が大きくされている請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の回路ユニット。
6. 前記バスバーにおける前記端子部と前記本体部との間は、クランク状に曲がっている請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の回路ユニット。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の回路ユニットと、前記回路ユニットに重ねられる放熱部材と、前記回路ユニットと前記放熱部材との間に挟まれるシール部材とを有する電気接続箱。
8. 外部の端子と接続可能な端子部と電子部品が実装される本体部とを有する回路部のうち、前記端子部と前記電子部品との間の被防水部に接着成分を含んだ樹脂からなる第１防水部を密着させる第１防水工程と、
   前記回路部及び前記第１防水部に対して樹脂を密着させる第２防水工程と、を備える回路ユニットの製造方法。

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