JP2003087934A

JP2003087934A - 電気接続箱

Info

Publication number: JP2003087934A
Application number: JP2001270440A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hosokawa; 剛細川; Takao Nozaki; 隆男野崎
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】電気接続箱の内部回路で生じる熱を外方へ放
出し、回路の動作環境を向上する。【解決手段】大電流或いは中電流が流れる電流分配用
回路板１３と小電流が流れる制御用回路板であるプリン
ト基板１４とを、絶縁板１６を介在させて積層し、電気
接続箱１０の内部回路の構成する。絶縁板１６は一方の
面１７ａに第一絶縁層１８、他方の面１７ｂに第二絶縁
層１９を設けた放熱板１７からなり、第一絶縁層１８は
第二絶縁層１９より熱伝達率を高く設定し、第一絶縁層
１８を電流分配用回路板１３側に、第二絶縁層１９をプ
リント基板１４側にして絶縁板１６を配置して、電流分
配用回路板１３で発生する熱を第一絶縁層１８より放熱
板１７へ伝達し、この伝達された熱を放熱板１７からケ
ース外方へ放出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気接続箱に関し、
詳しくは、電気接続箱の内部で生じる熱に対する放熱性
の向上を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載される電気接続箱は、車載
電装品及びワイヤハーネス本数の増加や電子制御化の進
行の影響を受けて、電流分配機能等に対応した内部回路
のみを収容し、別体にした制御部の電子ユニットが上記
内部回路を制御するという形態が普及している。しか
し、近時の一段と高まっている電気接続箱の小型化等の
要求に応えるため、電流分配機能等を有する大電流或い
は中電流用（アンペア単位の電流値）の回路と、小電流
（数１０ミリアンペア単位の電流値）が流れる制御用の
回路を同一の電気接続箱に収容するものが使用され始め
ている。この種の電気接続箱は、大電流等の回路が発生
する熱が制御用の回路に伝達されないよう種々の工夫が
なされている。

【０００３】図６は、特開２０００−８３３１０号に開
示されている従来の熱伝達の防止を考慮した電気接続箱
１であり、上方のケース２と下方を被うカバー３で形成
される内部の空間に、リレーＲ等の電気部品を実装する
大電流等が流れるベース基板４と、制御用の電気素子５
等を実装する制御基板６を収容している。耐熱温度の低
い電気素子５等を実装する制御基板６は、ベース基板４
に対して略垂直方向で固定されており、ケース２の内部
には、リレーＲ等の電気部品と制御基板６を仕切る隔壁
２ａを突設している。

【０００４】電気接続箱１は、ベース基板４と制御基板
６を上記のような位置関係にしているので、ベース基板
４の発する熱が制御基板６へ伝達されにくくしており、
また、隔壁２を突設することで、リレーＲ等が発生する
熱の伝達も防止して、マイコン等の電気素子５の確実な
作動を確保するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６の電気接
続箱１でも、長時間使用していると、リレーＲ等の発熱
により隔壁２が全体的に暖められることになり、隔壁２
が暖められると、やはり制御基板６へ熱が伝達されるこ
とになる。このように熱が伝達されると電気素子５等の
作動が不安定になるおそれもあり、電気接続箱１の信頼
性を維持できない問題がある。

【０００６】また、ベース基板４と制御基板６は、直交
する位置関係で配置するため、どうしても無駄な空間が
生じると共に、電気接続箱１の高さ寸法は、制御基板６
の一辺の長さ寸法より小さくできないので、電気接続箱
１の小型化には一定の限度が生じ、上記寸法より小型化
することは物理的に不可能な問題がある。また、ケース
５の内部には、隔壁２を突設しているので、隔壁２を設
ける寸法も必要となり、電気接続箱１の小型化を阻む要
因となっている。

【０００７】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
ものであり、電気接続箱の小型化を妨げることなく、内
部回路の放熱性の向上を図ることを課題としている。

【０００８】

【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、大電流或いは中電流が流れる電流分配用
回路板と小電流が流れる制御用回路板とを、絶縁板を介
在させて上下に積層した状態でアッパーケースとロアケ
ースで形成される空間内部に収容する電気接続箱におい
て、上記絶縁板は一方の面に第一絶縁層、他方の面に第
二絶縁層を設けた放熱板からなると共に、上記第一絶縁
層は上記第二絶縁層より熱伝達率を高く設定し、上記第
一絶縁層を上記電流分配用回路板側に、上記第二絶縁層
を上記制御用回路板側にして上記絶縁板を配置して、電
流分配用回路板で発生する熱を上記第一絶縁層より上記
放熱板へ伝達し、この伝達された熱を上記放熱板から放
出する構成としていることを特徴とする電気接続箱を提
供している。

【０００９】このように本発明は、各回路板間に介在し
て上下の回路板を電気的に絶縁する絶縁板を利用して放
熱しており、図６の電気接続箱１のように制御用の回路
板を熱から隔離するだけという思想と相異し、発生した
熱を放出して、制御用の回路板へ伝達しようとする熱を
根本的に解消しようとするものである。絶縁板は電流分
配用回路板と制御用回路板との間に介在することで、熱
を発生する電流分配用回路板の一面と略全域にわたる範
囲で当接し、電気部品を実装して大電流或いは中電流が
流れる電流分配用回路板に生じる熱を確実に絶縁板へ伝
達できる。

【００１０】特に、絶縁板の電流分配用回路板側に位置
する第一絶縁層は、他方の面の第二絶縁層より熱伝導率
を高く設定しているので、電流分配用回路板で発生した
熱を第一絶縁層へスムーズに移動させ、この移動した熱
をさらに放熱板へ移動させて放熱板から放出できる。ま
た、第二絶縁層は、熱伝導率が低いので、放熱板へ移動
した熱が第二絶縁層に移動することもなく、これにより
第二絶縁層が当接している熱の影響を受けやすい制御用
回路板への熱の伝達を断ち、断熱による安定した回路作
動を確保している。よって、基本的に、第一絶縁層は熱
伝達に優れた特性を有する材質で、第二絶縁層は熱伝達
が悪い特性を有する材質でそれぞれ形成する。

【００１１】また、本発明の電気接続箱は内部回路を回
路基板の積層構造で形成しているため、電気接続箱の高
さは、従来の電気接続箱１に比べ低くおさえることがで
きる上、内部には隔壁等も突設する必要がないため、最
小限の内部スペースを構成するだけでよいため、小型化
の要求にも応えることができる。

【００１２】上記絶縁板の放熱板は金属板材からなり、
該金属板材の両面に樹脂コーティングすることで上記第
一絶縁層及び第二絶縁層を形成していることが好まし
い。このように、放熱板を金属板材から形成すると、金
属材料は、一般に熱伝導率が優れているので、第一絶縁
層から伝達された熱を効率良く放出することができる。
放熱性とコストのバランスを考慮して放熱板に適用でき
る金属は、アルミニウム、銅、銀、さらにはアルミニウ
ム合金、銅合金、銀合金等がある。また、放熱板である
金属板材を樹脂でコーティングすることで容易に各絶縁
層も形成できる。

【００１３】上記電流分配用回路板は、一方の面に電気
部品が実装すると共に他方の面に上記絶縁板を配置して
おり、上記絶縁板は、上記電気部品の実装箇所と対応す
る箇所の第一絶縁層に開口部を設けていることが好適で
ある。このように第一絶縁層に開口部を設けると、電流
分配用回路板の実装面の裏面より突出する電気部品のリ
ード端子を開口部の内部に位置させることができ、第一
絶縁層を安定して電流分配用回路板に当接できる。ま
た、開口部においては効率の良い空気伝達により電気部
品の発する熱を確実に放熱板へ伝達して放出できる。な
お、第二絶縁層には、特に開口部を設けないで放熱板と
制御用回路板を断熱する。

【００１４】上記絶縁板は、放熱板より延出して各面に
第一絶縁層及び第二絶縁層が備わらない放熱部を形成す
ると共に、上記放熱部を上記アッパーケース及びロアケ
ースで形成される内部空間から外方へ突出し、電流分配
用回路板で発生する熱を上記放熱部から外方へ放出す
る。上記のように放熱部を形成すると共に形成した放熱
部をケース外へ突出すると、放熱板に伝わった熱を放熱
部からケース外へ放出できるので、電気接続箱の内部に
熱がこもるのを防止して、マイコン等の電子部品の作動
条件に適した内部雰囲気を確保できる。なお、放熱部は
放熱板と一体で設けてもよく、別体で設けてもよく、さ
らに、放熱部の形状はできるだけ表面積が大きくなるよ
うな形状に形成し、放熱性を高めるようにしてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の電気接
続箱を図面を参照して説明する。図１、２は、本発明の
実施形態にかかる電気接続箱１０であり、アッパーケー
ス１１及びロアケース１２で形成される空間内に、内部
回路としてリレーＲやヒューズＦ等の電気部品を実装す
る大電流、中電流が流れる電流分配用回路板１３と、小
電流が流れる制御用回路板であるプリント基板１４と
を、絶縁板１６を介在させて上下に積層した状態で収容
している。

【００１６】電流分配用回路板１３は、所要の回路形状
に打ち抜いて形成したバスバー１５を絶縁基板１３ａへ
載置固定したものであり、実装面となる一面１３ｂには
リレーＲやヒューズＦ等の電気部品をバスバー１５へ直
接実装しており、また、外部から取り付けるプラグイン
タイプのリレー、ヒューズ、外部回路のコネクタ接続用
のタブ１５ａも一面１３ｂより多数突設している。ま
た、実装する各種電気部品は導通接続用のリード端子を
突設しており、一面１３ｂから電気部品を実装すること
で他面１３ｃにはリード端子が突出している。

【００１７】また、バスバー１５が形成する回路は電流
を分配する機能を備え、回路に電流が流れることでリレ
ーＲ等の作動して多量の熱が発生している。なお、電流
分配用回路板１３の一辺１３ｄの近辺には、プリント基
板１４との接続部１３ｅを多数並列配置している。

【００１８】一方、図３にも示すように、プリント基板
１４には各種制御用の回路が形成され、熱の影響を受け
やすいＦＥＴやマイコン等の多数の電子部品２０を一面
１４ａに実装している。なお、プリント基板１４の一辺
１４ｂ附近には、電流分配用回路板１３との接続部１４
ｃが形成されており、この接続部１４ｃにジャンパー線
２１の一方の端部２１ａを半田付け等で接合すると共
に、他方の端部２１ｂを電流分配用回路板１３の接続部
１３ｅに半田付け等で接合し、ジャンパー線２１を介し
て、電流分配用回路板１３の所要回路とプリント基板１
４の所要回路を接続して内部回路を形成している。

【００１９】このようにジャンパー線１９を接続してか
ら、プリント基板１４を図中の白矢印方向となる電流分
配用回路板１３の下面となる他面１３ｃ側へ折り返し、
電流分配用回路板１３とプリント基板１４との間に絶縁
板１６を介在させて電流分配用回路板１３とプリント基
板１４との各回路が不用意に導通しないよう確実に絶縁
している。

【００２０】絶縁板１６は、放熱板１７の上面１７ａに
一側辺１７ｃから電流分配用回路板１３の面積と同等の
領域に樹脂でコーティングして第一絶縁層１８を形成し
ており、下面１７ｂの一側辺１７ｃからプリント基板１
４の面積と同等の領域に樹脂コーティングして第二絶縁
層１９を形成している。

【００２１】絶縁板１６の放熱板１７は、金属板材とし
て熱伝達率に優れたアルミニウム板より形成されてお
り、幅寸法Ｗは、電流分配用回路板１３及びプリント基
板１４の幅寸法と略同等に設定しているが、一側辺１７
ｃからの寸法を電流分配用回路板１３及びプリント基板
１４の長手寸法よりも延出するように設定し、この延出
した箇所を放熱部１７ｄとしている。この放熱部１７ｄ
は、アッパーケース１１及びロアケース１２の内部の空
間に絶縁板１６を収めたとき、ケース外に突出するよう
にしている。

【００２２】一方、上面１７ａに形成された第一絶縁層
１８は絶縁用の樹脂からなり、第一絶縁層１８の樹脂の
特性は、第二絶縁層１９を形成する樹脂より、熱伝達率
が高いものを用いている。即ち、第一絶縁層１８は熱を
非常に伝達しやすい樹脂から形成している。また、第一
絶縁層１８には、電流分配用回路板１３の一辺１３ｄと
放熱板１７の一側辺１７ｃおよび幅を揃えて積層した状
態で、電流分配用回路板１３の一面１３ｂのリレーＲ等
の電気部品の実装箇所と対応する箇所に開口部１８ａを
凹設して、開口部１８ａ内で放熱板１７の上面１７ａを
露出している。本実施形態では、リレーＲ等の電気部品
を三列で電流分配用回路板１３に実装しているので、開
口部１８ａも三列で形成している。

【００２３】一方、図４に示すように、放熱板１７の下
面１７ｂの第二絶縁層１９も、プリント基板１４の外形
と略同等の大きさで形成されており、第二絶縁層１９を
形成する絶縁用の樹脂は、熱伝達率が非常に低い特性を
有し、結果として第二絶縁層１９は断熱層として機能し
ている。なお、第二絶縁層１９は、第一絶縁層１８のよ
うな開口部１８ａを設けておらず、積層時にプリント基
板１４と当接する箇所を全域被っている。

【００２４】なお、アッパーケース１１は電流分配用回
路板１３やプリント基板１４の外形より一回りほど大き
い縦横寸法で内部に空間を有するように樹脂成形されて
おり、上面１１ａにはプラグインタイプのリレーの取付
部１１ｂ、各種ヒューズの収容部１１ｃ、外部回路との
接続用のコネクタ収容部１１ｄを設けている。また、一
方の端辺１１ｅには絶縁板１６の放熱部１７ｄの突出用
の切欠１１ｆを形成していると共に、内部空間には内部
回路保持用のリブ１１ｅも設けている。

【００２５】一方、ロアケース１２もアッパーケース１
１と略同等の縦横寸法で内部に空間を有する樹脂成形品
であり、一方の端辺１２ａには、放熱部１７ｄを突出用
の切欠１２ｂを形成し、内部空間には内部回路保持用の
リブ１２ｃを設けている。アッパーケース１１とロアケ
ース１２は相互にロック結合されるが、この結合状態で
は、内部回路を構成する電流分配用回路板１３等を積層
状態で収容するため、図６の従来の電気接続箱１より高
さ寸法は低く小型化されている。

【００２６】電気接続箱１０の組立は、図１、２に示す
ようにジャンパー線２１で繋がれた電流分配用回路板１
３とプリント基板１４との間に絶縁板１６を介在させ、
プリント基板１４の上に第二絶縁層１９を下方にした状
態で絶縁板１６を載置し、絶縁板１６の第一絶縁層１８
の上に電流分配用回路板１３を載置して積層させてい
る。この際、絶縁板１６の他側辺１７ｃはプリント基板
１４の一辺１４ｂ及び電流分配用回路板１３の一辺１３
ｄに合わせた状態にして、放熱部１７ｄを突出した状態
にしている。

【００２７】これら電流分配用回路板１３、絶縁板１
６、プリント基板１４をロアケース１２の内部に収める
と共に、上方からアッパーケース１１を被せてロアケー
ス１２と嵌合させている。この際、突出する放熱部１７
ｄをアッパーケース１１及びロアケース１２のそれぞれ
の切欠１１ｆ、１２ｂより外方へ突出させて電気接続箱
１０の組立を完了している。

【００２８】組立の完了した電気接続箱１０は、所要の
プラグインタイプのリレー、ヒューズ、外部回路のコネ
クタをアッパーケース１１のリレー取付部１１ｂ、ヒュ
ーズ収容部１１ｃ、コネクタ収容部１１ｄに取り付けた
後、電気接続箱１０自体は、自動車のエンジンルーム内
の所要箇所に固定している。なお、電気接続箱１０は小
型化されているので、車体への取付レイアウトの自由度
も向上している。

【００２９】上記のようにして車体に取り付けられた電
気接続箱１０は、内部回路に通電されると、適宜、電流
分配用回路板１３の電気部品であるリレーＲが作動し、
リレーＲ等から熱が発生するが、発生した熱は、電流分
配用回路板１３と当接する第一絶縁層１８、および開口
部１８ａの内部の空気により放熱板１７へ伝達されてい
る。この際、第一絶縁層１８は熱伝達率が高く、空気も
熱の伝達に優れているため、発生した熱はスムーズに放
熱板１７へ移動している。

【００３０】放熱板１７へ移動した熱は、放熱板１７自
体も熱伝達率に優れたアルミニウムであるため、熱平衡
の原理に基づき、高温の内部箇所から、外気に触れて低
温となっている放熱部１７ｄへ移動し、放熱部１７ｄか
ら外方へ放出されている。一方、放熱板１７へ移動した
熱は、プリント基板１４へは第二絶縁層１９で断熱され
ているため、熱が伝達されることはなく、プリント基板
１４に実装されたマイコン等の作動信頼性は維持されて
いる。

【００３１】なお、長時間、内部回路に電流が流れてリ
レーＲが作動しても、上記熱の放出は継続されるので、
電気接続箱１０の内部温度も必要以上に上昇することも
なく、マイコン等の作動が乱されることはない。

【００３２】なお、本発明の電気接続箱１０は上記形態
に限定されるものではなく、例えば、図５の変形例の電
気接続箱１０’のように、放熱部１７ｄ’に別体の上方
放熱部１７ｅ’、下方放熱部１７ｆ’を溶接等で取り付
けて、表面積を増大させて放熱性を更に向上するように
してもよい。また、放熱板自体の材質は、アルミニウム
以外にも、銀、銅、アルミ合金、銅合金、銀合金等が適
用可能であり、放熱部を一体で設けるとコストが高くな
る場合等は、別体の放熱部を第一絶縁層および第二絶縁
層を設けた放熱板に取り付け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
明の電気接続箱を用いると、熱をケース外部に放出する
ため、長時間の駆動でも内部に熱がこもることもなく、
その上プリント基板側には熱伝達の低い絶縁層で断熱し
ているため、熱に弱い電子部品でも安定した動作環境を
確保でき、電気接続箱自体の信頼性も維持できる。ま
た、本発明では内部回路を各種回路板を積層した構造で
あるため、特に高さ方向の寸法を従来に比べて小型化す
ることができ、車体への取付箇所の自由度も向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る電気接続箱の分解斜
視図である。

【図２】実施形態の電気接続箱の断面図である。

【図３】電流分配用回路板とプリント基板をジャンパ
ーで接続した状態を示す斜視図である。

【図４】絶縁板の第二絶縁層側からの斜視図である。

【図５】変形例の電気接続箱の断面図である。

【図６】従来の電気接続箱の断面図である。

【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１３電流分配用回路板１４プリント基板１５バスバー１６絶縁板１７放熱部１８第一絶縁層１９第二絶縁層２１ジャンパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者細川剛愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者野崎隆男愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内Ｆターム(参考） 5E322 AA03 AA11 AB06 AB08 5E348 AA02 AA08 AA31 CC08 CC09 EE38 EE39 5G361 BA01 BB02 BC01 BC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大電流或いは中電流が流れる電流分配用
回路板と小電流が流れる制御用回路板とを、絶縁板を介
在させて上下に積層した状態でアッパーケースとロアケ
ースで形成される空間内部に収容する電気接続箱におい
て、上記絶縁板は一方の面に第一絶縁層、他方の面に第二絶
縁層を設けた放熱板からなると共に、上記第一絶縁層は
上記第二絶縁層より熱伝達率を高く設定し、上記第一絶縁層を上記電流分配用回路板側に、上記第二
絶縁層を上記制御用回路板側にして上記絶縁板を配置し
て、電流分配用回路板で発生する熱を上記第一絶縁層よ
り上記放熱板へ伝達し、この伝達された熱を上記放熱板
から放出する構成としていることを特徴とする電気接続
箱。
【請求項２】上記絶縁板の放熱板は金属板材からな
り、該金属板材の両面に樹脂コーティングすることで上
記第一絶縁層及び第二絶縁層を形成している請求項１に
記載の電気接続箱。
【請求項３】上記電流分配用回路板は、一方の面に電
気部品が実装すると共に他方の面に上記絶縁板を配置し
ており、上記絶縁板は、上記電気部品の実装箇所と対応する箇所
の第一絶縁層に開口部を設けている請求項１又は請求項
２に記載の電気接続箱。
【請求項４】上記絶縁板は、放熱板より延出して各面
に第一絶縁層及び第二絶縁層が備わらない放熱部を形成
すると共に、上記放熱部を上記アッパーケース及びロア
ケースで形成される内部空間から外方へ突出し、電流分
配用回路板で発生する熱を上記放熱部から外方へ放出す
る請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電気接
続箱。