JP4669328B2 - 電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板を収容した電気接続箱に関する。

従来より、車両等に装備される電気接続箱としては、特許文献１に開示されたものが知られている。このものは、回路基板の一方の面に放熱板を積層した回路構成体をケーシング内に収容してなるものである。ケーシングの側壁には放熱開口部が形成されて、この放熱開口部から放熱板がケーシングの外部に露出するようになっている。これにより、回路構成体で発生した熱は、放熱板から電気接続箱の外部に放散されるようになっている。
特開２００４−３２８９３９公報

しかしながら上記の構成によると、放熱板がケーシングの外部に露出した状態になっているから、放熱板とケーシングとの境界部分から水分が浸入することにより電気接続箱の防水性が低下することが懸念される。

本発明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、防水性を向上させた電気接続箱を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、回路基板に放熱板を積層してなり、前記放熱板には前記回路基板の突出部を逃げるための逃げ凹部が前記回路基板と反対側へ膨出して形成された回路構成体を、ケーシング内に収容してなる電気接続箱において、前記ケーシングには前記放熱板からの熱を受けて前記ケーシング外部に放散させるための放熱壁部を前記放熱板に対向して設け、前記放熱壁部には、前記放熱板の前記逃げ凹部以外の領域を前記放熱板に近接させた近接壁部を設けるとともに、前記放熱壁部は、前記ケーシングの外面側においてはほぼ平坦となるように形成すると共に、前記ケーシングの内面側においては前記近接壁部に対応する位置に厚肉部を設け、少なくとも前記ケーシングの前記放熱壁部は合成樹脂の射出成型により形成されており、前記放熱壁部の前記厚肉部には、複数の肉盗み部が間欠的に形成されていることを特徴とする。

＜請求項１の発明＞
請求項１の発明によれば、回路構成体全体をケーシングにより覆う構成としたから、電気接続箱の防水性を向上させることができる。

また、放熱板に、回路基板から突出する突出部の逃げ凹部を形成して、回路基板と放熱板とを密着させることにより、回路基板から放熱板への伝熱性を向上させたから、電気接続箱が局所的に高温になることを防止できる。

そして、回路基板やここに実装されている電子部品から発生した熱は、放熱板及び放熱壁部に順に伝達され、この放熱壁部の外側から電気接続箱の外部に放散される。

さらに、放熱壁部のうちケーシングの内面側には、放熱板の膨出部以外の領域を放熱板に近接させるための近接壁部が形成されている。これにより、放熱板から放熱壁部への伝熱性を向上させたから、電気接続箱が局所的に高温になることを一層防止できる。

また、放熱壁部を、ケーシングの外面側においてほぼ平坦となるように形成したから、例えば電気接続箱の取り付け作業等において、ケーシングと、電気接続箱の外部に配設された種々の車載部品とが衝突することを抑制できる。

また、近接壁部に対応する位置に厚肉部を設けたから、厚肉部を介して熱が放熱壁部の内面側から外面側に伝達される。これにより放熱壁部の伝熱性を向上できるから、電気接続箱の放熱性を向上させることができる。

ここで、放熱壁部には厚肉部が形成されているから、その厚さによっては厚肉部においてヒケが生じ、放熱板と放熱壁部とが離間することにより放熱板から放熱壁部への伝熱性が低下することが懸念される。

そこで、例えば厚肉部の全域に亘って肉盗み部を形成することで厚肉部のヒケを防止し、これにより放熱板から放熱壁部への伝熱性の低下を防止することが考えられるが、この手法によると、回路基板から発せられた熱は、放熱板から放熱壁部へと伝達された後、肉盗み部内の空気層に伝達され、この空気層に熱が滞留する結果、放熱壁部内における伝熱性が低下することが懸念される。このように、放熱板から放熱壁部への伝熱性の向上と、放熱壁部内における伝熱性の向上とを両立させることは困難であった。

そこで、厚肉部に、複数の肉盗み部を間欠的に形成する構成とした。まず、肉盗み部を形成することで厚肉部におけるヒケの発生を抑制し、放熱板から放熱壁部への伝熱性の向上を図ることができる。さらに、複数の肉盗み部を間欠的に形成することで、放熱壁部に伝達された熱が、複数の肉盗み部の間に残された厚肉部を介して放熱壁部の外側面に伝達されるようになっており、放熱壁部内の伝熱性を向上させることができる。このように本発明によれば、放熱板から放熱壁部への伝熱性と、放熱壁部内における伝熱性とを共に向上させることができる。

本発明の一実施形態を図１ないし図８によって説明する。本実施形態は、本発明を車両用の電気接続箱１０に適用したものである。図１に示すように、本実施形態に係る電気接続箱１０は、横長扁平なケーシング１１内に回路構成体１２を収容してなる。ケーシング１１は、図１における上面を開放したロアケース１５と、このロアケース１５の開放上面を覆うように上方から組みつけられるアッパーケース１３と、このアッパーケース１３の上方に取り外し可能且つ液密に被着されるカバーとからなる。

ロアケース１５は合成樹脂製であって、上面を開放した横長で扁平な箱型をなす。ロアケース１５の側壁の上端寄りの外周面には、外方に張り出してフランジ１６が形成されており、このフランジ１６に、アッパーケース１３の側壁の下端縁が上方から当接している。

アッパーケース１３は合成樹脂製であって射出成型により形成されてなり、下面を開放した横長の扁平な箱型をなし、図１における右側壁は、後述するように放熱壁部１７として機能する。アッパーケース１３の下面に形成された開口は、回路構成体１２を下方からアッパーケース１３内に挿入するための挿入開口１８とされる。本発明に係る電気接続箱１０は、この挿入開口１８が下となるように配置されている。また、図１におけるアッパーケース１３の上壁には、後述するヒューズブロック１９が嵌入するためのヒューズブロック嵌入口２０が形成されている。このアッパーケース１３内には、回路構成体１２が収容されている。

アッパーケース１３の上方には、キャップ状のカバー１４が被着されている。図１における、カバー１４の側壁の下端縁には防水溝２１が形成されている。一方、アッパーケース１３の上壁の縁端部には、図１における上方に突出する防水突条２２が形成されている。このアッパーケース１３の防水突条２２が、カバー１４の防水溝２１内に下方から嵌入することにより、アッパーケース１３とカバー１４との間が防水されている。

図３ないし図８に回路構成体１２の構成を図示する。図６に示すように、回路構成体１２は、回路基板２３と、この回路基板２３のうち図６における下面側に積層された金属製の放熱板２４とを備えてなり、回路基板２３の図６における上面側は、枠体２５及びインナーケース２６で覆われている。なお、図６及び図７においては、回路基板２３が水平方向を向くように描いてある。

回路基板２３は、略矩形状をなす絶縁基板２８の表面にプリント配線手段により制御回路が形成されると共に、この表面側に、スイッチング素子等の電子部品２７が制御回路と接続するように実装されている。一方、絶縁基板２８の裏面側には、金属板を打抜き形成することにより所定の電力回路が形成された複数本のバスバー２９が、電子部品２７又は制御回路と電気的に接続された状態で、且つ絶縁基板２８の裏面に沿うようにして、図示しない絶縁性の接着シートにより接着されている。

バスバー２９のうち、図６における回路基板２３の右方に延出された端部は、回路基板２３側で２回直角曲げ形成されて、クランク状に屈曲して図６における右方に突出するようになっている。この端部は、インナーケース２６と枠体２５との間から外部に導出された後、ヒューズブロック１９内に導入されている。また、バスバー２９のうち、図７における回路基板２３の左方に延出された端部は、回路基板２３側で２回直角曲げ形成されて、クランク状に屈曲して図７における左方に突出するようになっている。この端部は、後述するコネクタブロック３０内に導入されている。

放熱板２４は金属製であって、絶縁基板２８よりも一回り大きな略矩形状をなしている。放熱板２４はバスバー２９の下面側に図示しない接着剤により、バスバー２９と絶縁状態で接着されている。

枠体２５は合成樹脂製であって、放熱板２４のうち、絶縁基板２８の外縁から延出した部分の上面に、図示しない接着剤により接着されると共に、放熱板２４の下面側からビス３１Ａによりネジ止めされている（図６ないし図８参照）。ビス３１Ａは、放熱板２４の裏面側において、図８における左端寄りの位置、中央付近、及び右端寄りの位置に、上下方向に列をなして配されている。図５に示すように、この枠体２５は図５における上下を開放した形状をなしており、回路基板２３の周囲を切れ目なしに包囲して、回路基板２３をその開口内に収容するようになっている。枠体２５には、図１における下端縁から、板状の係止部３２が下方に延設されている。この係止部３２は、ロアケース１５の図１における右端縁に形成された溝状の係合部３３と図１における上方から係合して、この係合部３３の壁面に挟み付けられることにより、回路構成体１２と放熱壁部１７とが図１における左右方向に離れないように保持するようになっている。これにより、放熱板２４と、放熱壁部１７との間隔が広がることを防止できるから、放熱板２４から放熱壁部１７への伝熱性が低下することを防止できる。

インナーケース２６は合成樹脂製であって、浅い容器状をなしており、図６における枠体２５の上方から回路基板２３を覆うように取り付けられている。上述した枠体２５の側壁の外側面には所定位置にロック突部３４が形成されており、一方、インナーケース２６の側壁のうちロック突部３４と対応する位置にはロック受け部３５が形成されている（図４参照）。枠体２５のロック突部３４と、カバー１４のロック受け部３５とが弾性的に係合することにより、カバー１４と枠体２５とが組みつけられている。

図６における枠体２５の右端寄りの位置には、枠体２５の上方に、ヒューズブロック１９が取付けられている。図５に示すように、ヒューズブロック１９は略コ字状をなしており、略直方体状の本体１９Ａと、本体１９Ａの両端部から同一方向に延出される２つの取付け部１９Ｂとからなる。ヒューズブロック１９は、図４に示すように、ヒューズブロック１９の取付け部１９Ｂと枠体２５とをネジ止めすると共に、ヒューズブロック１９と放熱板２４とを図６におけるビス３１Ｂにより放熱板２４側からネジ止めすることにより、回路構成体１２に取り付けられている。ヒューズブロック１９と放熱板２４とをネジ止めするためのビス３１Ｂは、上述した枠体２５と放熱板２４とをネジ止めするためのビス３１Ａと、図８における上下方向に列をなして配されるようになっている。後に詳細に説明するが、回路構成体１２は、アッパーケース１３の挿入開口１８から、ＰＣＢコネクタ４１が下になるようにして、アッパーケース１３内へ、図１における下方から挿入されるようになっている。このため、ビス３１Ａ，３１Ｂは、回路構成体１２のアッパーケース１３内への挿入方向に沿って列をなすように配置されるようになっている。図８に描かれたビス３１Ａ，３１Ｂのうち、図８における最も上側に配設されたものはヒューズブロック１９と放熱板２４とをネジ止めするためのビス３１Ａであり、それ以外のものは、枠体２５と放熱板２４とをネジ止めするためのビス３１Ｂとされる。

このヒューズブロック１９には、図６における右方に開口したヒューズ装着部３６が設けられており、このヒューズ装着部３６には、ヒューズ３７が、図６における左右方向から挿抜可能に取り付けられるようになっている。図６に示すように、ヒューズ装着部３６には、バスバー２９の端部が、一端を開口内に突出させると共に、他端を奥壁を貫通させた状態で配されている。また、ヒューズ装着部３６内には後述する中継端子３８が、一端を開口内に突出させた状態で配されている。バスバー２９の端部と中継端子３８とは、ヒューズ装着部３６の奥壁に、図６における上下二段に並んで装着されており、下段側にはバスバー２９の端部が配設されると共に、上段側には、中継端子３８が配設されている。バスバー２９の端部と中継端子３８とは、ヒューズ装着部３６に挿入されたヒューズ３７により接続される。

図６におけるヒューズブロック１９の左方には、中継コネクタ３９が、ヒューズブロック１９と嵌合すると共に、図３における上面側からヒューズブロック１９にネジ止めされることにより取り付けられている。中継コネクタ３９には、図７における左方に開口したコネクタフード４０Ａが設けられている。このコネクタフード４０Ａには、中継端子３８が一端を開口内に突出させると共に、他端を奥壁を貫通させた状態で配されている。

中継端子３８は、図５に示すように、金属板材を打抜き加工すると共に、略クランク状に曲げ形成されてなる。この中継端子３８は、図６及び図７に示すように、左端側が中継コネクタ３９のコネクタフード４０Ａ内に臨むと共に（図７参照）、右端側がヒューズブロック１９のヒューズ装着部３６内に臨んでいる（図６参照）。コネクタフード４０Ａには図示しない相手側コネクタ４３が図７における左右方向から挿抜可能に嵌合されて、中継端子３８と接続されるようになっている。

図４に示すように、回路構成体１２のうち、図４における左手前側の側面の両端部にはコネクタブロック３０，３０が配設され、両コネクタブロック３０，３０の間にはＰＣＢコネクタ４１が配設されるようになっている。

図７における枠体２５の左端寄りの位置には、枠体２５の上方に、コネクタブロック３０が配設されている。このコネクタブロック３０は、図５に示すように枠体２５にネジ止めされている。コネクタブロック３０は、図７における左方に開口したコネクタフード４０Ｂを備え、このコネクタフード４０Ｂには、バスバー２９の端部が、一端を開口内に突出させると共に、他端を奥壁を貫通させた状態で配されている。コネクタフード４０Ｂには相手側コネクタ４３が図７における左右方向から挿抜可能に嵌合されて、図示しない車載電装品と、バスバー２９の端部とが、ワイヤーハーネス４２により接続される。

図６における枠体２５の左端寄りの位置には、枠体２５の上方にＰＣＢコネクタ４１が配設されている。このＰＣＢコネクタ４１は、図５に示すように枠体２５にネジ止めされと共に、図６に示すように回路基板２３に対しても回路基板２３側からビス３１Ｃ（本発明に係る突出部に相当）によりネジ止めされている。ＰＣＢコネクタ４１は、図６における左方に開口したコネクタフード４０Ｃを備え、このコネクタフード４０Ｃには、端子金具４３が一端を開口内に突出させると共に、他端を奥壁を貫通させた状態で配されている。端子金具４３のうち奥壁からコネクタフード４０Ｃの外部に突出した側は、図６における下方に曲げ形成されて、回路基板２３を貫通した状態で回路基板２３の制御回路と接続される。ＰＣＢコネクタ４１のコネクタフード４０Ｃ内には、相手側コネクタ４３が図６の左右方向から挿抜可能に嵌合されて、端子金具４３のうちＰＣＢコネクタ４１のコネクタフード４０Ｃ内に突出した側と、図示しない車載電装品とが、ワイヤーハーネス４２により接続される。

図６に示すように、枠体２５と、放熱板２４とに包囲された領域内には、封止材料４５が充填されている。この封止材料４５は、前述した回路基板２３が埋没するように充填されると共に、後述する逃げ凹部４６内にも充填されるようになっている。封止材料４５としては、例えばエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、又はシリコーン系樹脂など、回路基板２３を埋没させて封止することにより電気接続箱１０の絶縁性及び防水性を確保できる材料であれば任意の材料を用いることができる。

さて、図１におけるアッパーケース１３の右側壁は、回路構成体１２の放熱板２４と全域に亘って対向して放熱板２４からの熱を伝熱可能に、放熱板２４に近接して配されると共に、電気接続箱１０の外部に熱を放散可能に配されており、放熱壁部１７とされる。これにより、回路基板２３及びここに実装された電子部品２７から発した熱は、放熱板２４から放熱壁部１７へと伝達され、放熱壁部１７から電気接続箱１０の外部に放散される。

回路構成体１２は、アッパーケース１３の挿入開口１８から、放熱板２４を、放熱壁部１７と対向させた状態で且つＰＣＢコネクタ４１が下になるようにして、アッパーケース１３内へ、図１における下方から挿入されるようになっている。回路構成体１２がアッパーケース１３内の正規位置に挿入されると、回路構成体１２のヒューズブロック１９が、アッパーケース１３のヒューズブロック嵌入口２０に下方から嵌入するようになっている。また、ヒューズブロック１９の取付け部１９Ｂの先端部に形成されたロック部４７が、アッパーケース１３の側壁のうちロック部４７と対応する位置に形成された受け部５２と弾性的に係合することにより、回路構成体１２はアッパーケース１３に対して抜け止めされるようになっている。

ＰＣＢコネクタ４１の端子金具４３のうち回路基板２３を貫通する側の基板側端部４３Ａ（本発明に係る突出部に相当）及びＰＣＢコネクタ４１と回路基板２３とをネジ止めするビス３１Ｃと、放熱板２４とが干渉することを防止するために、放熱板２４には、基板側端部４３Ａ及びビス３１Ｃに対応する位置に、図６における下方に引っ込んで逃げ凹部４６が形成されている。これにより、回路基板２３と放熱板２４とは密着するようになっているから、回路基板２３から放熱板２４への伝熱性を向上させることができる。一方、放熱板２４において逃げ凹部４６の反対側には、逃げ凹部４６に対応して、図６における下方に膨出する膨出部４８が形成されている。

また、図１に示すように、放熱壁部１７には、膨出部４８以外の領域において、放熱壁部１７を放熱板２４に近接させた近接壁部６０が形成されている。これにより、放熱板２４と放熱壁部１７とを近接して配置できるから、放熱板２４から放熱壁部１７への伝熱性を向上させることができる。さらに、この近接壁部６０には、厚肉部４９が形成されており、この厚肉部４９により、放熱壁部１７のうち放熱板２４と対向する壁面から、外側面に熱が伝達されるから、放熱壁部１７の伝熱性が向上する。

さらに、上記の手法によれば、放熱壁部１７の外面側が略平坦となるように形成できる。これにより、例えば電気接続箱１０を車両に組付ける際に、放熱壁部１７の外面と、電気接続箱１０の外部に配設された種々の車載部品とが衝突することを抑制できるから、組付け作業の効率を向上させることができる。

しかしながら、放熱壁部１７に厚肉部４９を設ける構成とすると、この厚肉部４９の厚さ寸法によっては、ヒケが生じ、放熱板２４と放熱壁部１７との間に隙間が生じ、放熱板２４から放熱壁部１７への伝熱性が低下することが懸念される。

そこで本実施形態においては、図２に示すように、上記の放熱壁部１７の厚肉部４９、複数の肉盗み部５１が間欠的に図２における左右方向に並んで形成する構成とした。肉盗み部５１は断面が略矩形状をなすとともに、図２における紙面を貫通する方向に延びて形成されている。これによりまず、肉盗み部５１が形成されることにより、厚肉部４９にヒケが生じることを防止できるから、放熱板２４と放熱壁部１７とを近接して配置できる。これにより放熱板２４から放熱壁部１７への伝熱性を向上させることができる。さらに、上記の肉盗み部５１が間欠的に形成されていることから、熱は、肉盗み部５１同士の間に残された厚肉部４９を伝って放熱板２４側から、放熱壁部１７の外側面に伝達されるから、肉盗み部５１の空気層により放熱壁部１７内における伝熱性が低下することを防止できる。なお、肉盗み部５１は、アッパーケース１３を射出成型する際に、金型を型抜きすることにより形成できる。

また、図２に示すように、放熱壁部１７には、放熱板２４と枠体２５とをネジ止めするビス３１Ａの頭部及び、放熱板２４とヒューズブロック１９とをネジ止めするためのビス３１Ｂの頭部を逃がすためのビス用逃げ凹条５０が形成されている。このビス用逃げ凹条５０は、回路構成体１２を挿入する際におけるビス３１Ａ，３１Ｂの頭部の移動軌跡に対応して形成されるようになっており、すなわち、図１におけるアッパーケース１３の下側に形成された挿入開口１８の端縁から、アッパーケース１３内の正規位置に挿入された回路構成体１２のビス３１Ａ，３１Ｂの頭部に対応する位置に亘って形成されている。また、上述したように、ビス３１Ａ，３１Ｂは、回路構成体１２のアッパーケース１３への挿入方向に沿って列をなすように配されている。これにより、ビス用逃げ凹条５０内に、複数のビス３１Ａ，３１Ｂの頭部を収容できるから、例えばビス用逃げ凹条５０内に１つのビスのみを収容する構成と比べて、ビス用逃げ凹条５０の数を減らすことができる。これにより放熱部のより広い面積を放熱壁部１７に近接させることができるから、放熱板２４から放熱壁部１７への伝熱性を向上させることができる。

続いて本実施形態の作用、効果について説明する。
アッパーケース１３の挿入開口１８から、回路構成体１２を、膨出部４８が挿入方向の後部側に位置すると共に、放熱板２４が放熱壁部１７と対向する姿勢で挿入する。回路構成体１２をアッパーケース１３内の正規位置にまで挿入すると、ヒューズブロック１９のロック部４７が、アッパーケース１３の受け部と係合して、回路構成体１２がアッパーケース１３に対して抜け止めされる。すると、放熱板２４から突出するビス３１Ａ，３１Ｂの頭部が、放熱壁部１７のビス用逃げ凹条５０内に収容される。また、放熱壁部１７に形成された近接壁部６０により、膨出部４８以外の領域において、放熱板２４と放熱壁部１７とは近接して配設される。これにより、放熱板２４と放熱壁部１７とを近接して配置できるから、放熱板２４から放熱壁部１７への伝熱性を向上させることができ、電気接続箱１０が局所的に高温になることを防止できる。さらに近接壁部６０には厚肉部４９が形成されているから、放熱壁部１７の伝熱性を向上させることができる。

回路構成体１２がアッパーケース１３内の正規位置に挿入されたら、アッパーケース１３の挿入開口１８を覆うように、下方からロアケース１５を組付ける。すると、ロアケース１５の係合部３３が、枠体２５の係止部３２と下方から係合し、この係止部３２を図１における左右方向から挟み付けることにより、回路構成体１２と放熱壁部１７とが離れないように保持する。これにより、回路構成体１２から放熱壁部１７への伝熱性を向上させることができる。また、このときアッパーケース１３の下端縁が、ロアケース１５のフランジ１６に上方から当接する。

アッパーケース１３とロアケース１５とを組付けたら、アッパーケース１３の上面を覆うように、上方からカバー１４を被着する。すると、カバー１４の防水溝２１内にアッパーカバー１４の防水突条２２が嵌入することによりカバー１４がアッパーケース１３に対して取り外し可能且つ液密に被着される。このように回路構成体１２全体がアッパーケース１３、ロアケース１５、及びカバー１４からなるケーシング１１で覆われるから、電気接続箱１０の防水性を向上させることができる。

さらに、本実施形態においては、電気接続箱１０は、挿入開口１８が下にとなるように配置する構成としたから、挿入開口１８から、雨水や、洗車時の水などがケーシング１１内に浸入することを防止でき、電気接続箱１０の防水性を向上させることができる。

＜他の実施形態＞
本発明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、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

本実施形態に係る電気接続箱の側断面図 同じく電気接続箱の平断面図 回路構成体の斜視図 図３とは異なる方向から見た回路構成体の斜視図 回路構成体の一部拡大分解斜視図 図３におけるＡ−Ａ線断面図 図３におけるＢ−Ｂ線断面図 回路構成体の底面図

符号の説明

１０…電気接続箱
１１…ケーシング
１３…アッパーケース（ケーシング）
１４…カバー（ケーシング）
１５…ロアケース（ケーシング）
１７…放熱壁部
２３…回路基板
２４…放熱板
３１Ｃ…ビス（突出部）
４３Ａ…基板側端部（突出部）
４６…逃げ凹部
４８…膨出部
４９…厚肉部
５１…肉盗み部
６０…近接壁部

Claims (1)

1. 回路基板に放熱板を積層してなり、前記放熱板には前記回路基板の突出部を逃げるための逃げ凹部が前記回路基板と反対側へ膨出して形成された回路構成体を、ケーシング内に収容してなる電気接続箱において、
   前記ケーシングには前記放熱板からの熱を受けて前記ケーシング外部に放散させるための放熱壁部を前記放熱板に対向して設け、
   前記放熱壁部には、前記放熱板の前記逃げ凹部以外の領域を前記放熱板に近接させた近接壁部を設けるとともに、
   前記放熱壁部は、前記ケーシングの外面側においてはほぼ平坦となるように形成すると共に、前記ケーシングの内面側においては前記近接壁部に対応する位置に厚肉部を設け、
   少なくとも前記ケーシングの前記放熱壁部は合成樹脂の射出成型により形成されており、前記放熱壁部の前記厚肉部には、複数の肉盗み部が間欠的に形成されていることを特徴とする電気接続箱。

Images