JP4369877B2 - 電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に用いられる電気接続箱に関し、特に、配線基板に中電流ヒューズを搭載した電気接続箱に関する。

近年の自動車等の車両においては、乗車時の快適性に対するニーズの高まりに伴い、例えば、オーディオ機器，ナビゲーション装置，テレビ，電動アンテナ，エアコンディショナ，リアウインドヒータ，シートヒータ，パワーシート，サスペンションの硬さ制御装置等、多くの車載電装品が使用されている。

これらの車載電装品は、エンジンルーム内のバッテリー近傍に配置された電気接続箱を経由してワイヤハーネス等から電源が供給される。このとき、電気接続箱内には、何らかの不具合によりワイヤハーネス等とボディとが短絡した時やモータ等の負荷が故障した時等に過大な電流が流れることを防止するヒューズや、各種操作スイッチ等と連動し、車載電装品への電源供給を制御するリレー等の電気部品が搭載されている。

従来の電気接続箱は、例えば、特開昭５９−２８８１８号公報に開示されたように、放熱性を考慮して、配線基板の間にバスバーで所望形状の回路が形成され、ヒューズやリレー等が取り付けられる構造のものが知られている。ここで、バスバーは、銅，銅合金或いは黄銅等からなる電気伝導性の導電板を所望の回路形状に打ち抜いて折り曲げたもので、電気回路はこれらのバスバーを互いに接触しないように配置したものである。

特開昭５９−２８８１８号公報

電気接続箱には、配線基板の回路に過電流が通電した場合に、回路保護装置であるヒューズの溶断後に、ヒューズを交換して、配線基板の再利用が可能であることが求められている。そのため、少なくともヒューズの溶断時間以上は、過電流に対する溶断・損傷に耐え得るパターン幅になるように配線基板の回路設計を行う必要がある。しかし、中電流ヒューズの溶断時間は、ミニヒューズよりも長いため、中電流ヒューズ回路は大きな導体パターン幅を必要とし、配線基板の銅箔で担うのは困難である。

そこで、従来の電気接続箱では、配線基板にはミニヒューズのみを搭載し、中電流ヒューズを別の電気接続箱（Ｊ／Ｂ）等に搭載していた。そのため、ヒューズの交換作業に時間を要し、メンテナンスの作業効率を低下させるという不具合があった。

また、中電流ヒューズを別の電気接続箱（Ｊ／Ｂ）等に搭載していたため、ミニヒューズを搭載した電気接続箱との間をワイヤハーネス等で接続する必要がある。そのため、組付の作業効率を低下させるとともに、コスト高になるという不具合があった。

さらに、中電流ヒューズの回路では、どれだけのパターン幅が必要なのかのデータがこれまで無かった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、メタルコア配線基板を用いて、中電流ヒューズの搭載を可能にしてメンテナンスの作業効率を向上させ、ワイヤハーネスを不要にした電気接続箱を提供することを目的とする。

本発明の電気接続箱は、
所定のパターン幅の回路が形成されたメタルコア配線基板と、
前記メタルコア配線基板上に設けられ、中電流ヒューズを含む複数のヒューズを複数段に装着するヒューズ保持部材と、
前記ヒューズ保持部材に装着されるヒューズと前記メタルコア配線基板の回路とを電気的に接続する略Ｌ字状に形成された装着用端子と、を有し、
前記回路のパターン幅は、通電開始からの発煙時間が所定の基準時間以上となるパターン幅に形成されており、
前記中電流ヒューズを装着する装着用端子は、一方側の端部が前記ヒューズ保持部材の最上段の位置に配置され、他方側の端部が前記ヒューズ保持部材から離れた外側の回路と電気的に接続されている、
ことを特徴とするものである。

前記中電流ヒューズの上流側又は下流側に電気的に接続され、前記メタルコア配線基板に設けられたリレーを有してもよい。

本発明に係る電気接続箱によれば、放熱性の優れたメタルコア配線基板を用いているので、ミニヒューズと中電流ヒューズを一緒に搭載することができる。その結果、ヒューズの交換作業が容易になり、メンテナンスの作業効率を向上させることができる。

また、ワイヤハーネス等の接続具が不要となるので、組付の作業効率を向上させるとともに、コストを低減することができる。

さらに、中電流ヒューズに電気的に接続されるリレーも搭載可能であるので、プラグインタイプリレーよりも小型で低発熱な基板リレーを採用でき、車両上の必要搭載スペースの小型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る電気接続箱を示す斜視図、（Ｂ）はメタルコア配線基板上に形成される回路を示す断面図である。

図１（Ａ）に示すように、本発明の実施の形態に係る電気接続箱は、メタルコア配線基板１と、メタルコア配線基板１に半田付け等で取り付けられた第１の装着用端子２及び第２の装着用端子３と、第１の装着用端子２に装着される中電流ヒューズ４と、第２の装着用端子３に装着されるミニヒューズ５とを有し、これらが図示しないケース等に収容されている。

第１の装着用端子２及び第２の装着用端子３は、例えば逆Ｌ字状に直角に折曲して形成され、メタルコア配線基板１上に設けられたヒューズ保持部材８に固定して取り付けられている。また、第１の装着用端子２及び第２の装着用端子３の基板１側の端部は、メタルコア配線基板１上に形成された回路６に電気的に接続されている。

メタルコア配線基板１は、図１（Ｂ）に示すように、銅又はアルミニウム等からなる金属コア１ａに、樹脂等からなる絶縁層１ｂを形成し、印刷等で回路６が形成されたものであり、基板に搭載される電子回路や電子部品からの放出熱を挿入された金属コア１ａに伝導することにより放熱特性を高めている。メタルコア配線基板１を採用することにより、銅箔の回路６から発生する大きなジュール熱を基板面方向に効率よく伝熱させることができるので、有効放熱面積を広げることができ、中電流ヒューズ４の装着と、その回路のパターンの配策が可能となる。

図１（Ｂ）に示すように、メタルコア配線基板１に形成される回路６のパターン幅Ｈは、通電開始からの発煙時間が所定の基準時間以上となるパターン幅に形成されている。このパターン幅Ｈの決定は、例えば以下に述べるようなパターン幅評価試験から得られるデータに基づいて行った。

パターン幅評価試験では、例えばパターン長が１００ｍｍ、厚さが７０μｍ、金属コア材ＪＩＳＣ１１００ １／４Ｈ、厚さが０．４ｍｍのメタルコア基板からなるサンプル基板を用意し、そのサンプル基板に対し、中電流ヒューズ４の各電流定格での過電流を通電させて、回路のパターン幅に対する通電開始からの発煙時間を調べた。

図２は、パターン幅評価試験の結果として、サンプル基板のパターン幅に対する通電からの発煙時間を示すグラフであり、（Ａ）は中電流ヒューズ３０Ａ定格電流での過電流１５０Ａ通電した場合、（Ｂ）は中電流ヒューズ４０Ａ定格電流での過電流２００Ａ通電した場合、（Ｃ）は中電流ヒューズ５０Ａ定格電流での過電流２５０Ａ通電した場合をそれぞれ示す。

図２のグラフから、通電開始から所定時間（この例では１秒）以上通電して、回路が溶断・発煙に耐久するために必要なパターン幅を決定する。この場合、中電流ヒューズ４の各定格電流における必要パターン幅は、他の回路を配策できるためのスペースを確保するための上限値を考慮して、３０Ａ定格では、図２（Ａ）のグラフから４．０ｍｍ〜８．０ｍｍ、４０Ａ定格では、図２（Ｂ）のグラフから、５．５ｍｍ〜１０．０ｍｍ、５０Ａ定格では、図２（Ｃ）のグラフから６．５ｍｍ〜１２．０ｍｍと決定した。

以上のように決定された各中電流ヒューズ４に対するパターン幅に基づいてメタルコア配線基板１上の回路６が形成される。

本発明の実施の形態に係る電気接続箱は、中電流ヒューズ４の下流側に電気的に接続され、メタルコア配線基板１に設けられたリレー７を有してもよい。なお、リレー７は、中電流ヒューズ４の上流側に電気的に接続されてもよい。

本発明の実施の形態に係る電気接続箱によれば、放熱性の優れたメタルコア配線基板１を用いているので、ミニヒューズ５と中電流ヒューズ４を一緒に搭載することができる。その結果、ヒューズの交換作業が容易になり、メンテナンスの作業効率を向上させることができる。

また、ワイヤハーネス等の接続具が不要となるので、組付の作業効率を向上させるとともに、コストを低減することができる。

さらに、中電流ヒューズ４に電気的に接続されるリレー７も搭載可能であるので、プラグインタイプリレーよりも小型で低発熱な基板リレーを採用でき、車両上の必要搭載スペースの小型化を図ることができる。

本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。例えば２以上の中電流ヒューズ４をメタルコア配線基板１に装着してもよい。

また、図３（Ａ）に示すように、ヒューズ保持部材８は、中電流ヒューズ４及びミニニューズ５を複数段（例えば２段）に装着するように構成してもよい。

その際、中電流ヒューズ４を装着し保持する第１の装着用端子２は、その一方側の端部が最上段の位置に配置されるのが好ましい。これによって、略Ｌ字状の第１の装着用端子２の回路側（他方側）の端部は、図３（Ｂ）に示すように、ヒューズ保持部材８から距離Ｌ離れた外側の回路６ａに電気的に接続させることができ、ヒューズ保持部材８に近接した領域Ｓに配置する必要がないので、中電流ヒューズ４に対応する回路６ａのパターン幅が広くても、広いパターン幅の回路を避けるために、他の装着用端子３とのピッチ間の距離Ｐを広げる必要がなくなるとともに、回路パターンの配索自由度が向上する。その結果、電気接続箱の小型化を図ることができ、製造コスト等を低減できる。

本発明は、例えば自動車等の車両に用いられる電気接続箱に利用される。

（Ａ）は本発明の実施の形態に係る電気接続箱を示す斜視図、（Ｂ）はメタルコア基板上に形成される回路を示す断面図である。

パターン幅評価試験の結果として、サンプル基板のパターン幅に対する通電からの発煙時間を示すグラフであり、（Ａ）は中電流ヒューズ３０Ａ定格電流での過電流１５０Ａ通電した場合、（Ｂ）は中電流ヒューズ４０Ａ定格電流での過電流２００Ａ通電した場合、（Ｃ）は中電流ヒューズ５０Ａ定格電流での過電流２５０Ａ通電した場合をそれぞれ示す。

（Ａ）はヒューズを複数段に装着したヒューズ保持部材を示す正面図、（Ｂ）はメタルコア配線基板上の回路配置例を概略的に示す平面図である。

符号の説明

１：メタルコア配線基板
２：第１の装着用端子
３：第２の装着用端子
４：中電流ヒューズ
５：ミニヒューズ
６：回路
７：リレー
８：ヒューズ保持部材
Ｈ：パターン幅

Claims (2)

1. 所定のパターン幅の回路が形成されたメタルコア配線基板と、
   前記メタルコア配線基板上に設けられ、中電流ヒューズを含む複数のヒューズを複数段に装着するヒューズ保持部材と、
   前記ヒューズ保持部材に装着されるヒューズと前記メタルコア配線基板の回路とを電気的に接続する略Ｌ字状に形成された装着用端子と、を有し、
   前記回路のパターン幅は、通電開始からの発煙時間が所定の基準時間以上となるパターン幅に形成されており、
   前記中電流ヒューズを装着する装着用端子は、一方側の端部が前記ヒューズ保持部材の最上段の位置に配置され、他方側の端部が前記ヒューズ保持部材から離れた外側の回路と電気的に接続されている、
   ことを特徴とする電気接続箱。
2. 前記中電流ヒューズの上流側又は下流側に電気的に接続され、前記メタルコア配線基板に設けられたリレーを有することを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。

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