JP2006254528A - 自動車用の電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント基板とバスバーを搭載した絶縁板とを電気接続箱のケース内に垂直方向に対向配置することにより、電気接続箱を水平方向に小型化する。
【解決手段】 ケース内部の左右両端部に、プリント基板と、バスバーを搭載した絶縁板とが放熱用中間空間をあけて垂直方向に対向配置されると共に、前記放熱用中間空間に、上下一対の水平方向の支持枠と、該上下の支持枠とを連結する垂直枠部が一体成形された中間ケースが配置され、中間ケースの上下の支持枠に設けられた突出部がプリント基板と絶縁板に穿設された取付孔に貫通されて突出され、該突出部がプリント基板と絶縁板とに熱溶着され、プリント基板に実装された基板リレーが放熱用中間空間に配置されると共に、バスバーから突設したリレー接続端子が中間ケースの垂直枠部に設けたリレー取付部に挿入され、該リレー取付部にプラグインリレーが嵌合されて前記放熱用中間空間に配置されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気接続箱に関し、詳しくは、基板リレーを実装したプリント基板と、リレーと接続するバスバーとを備えた電気接続箱において、該電気接続箱内の部品のレイアウトを改良して、小型化、放熱性および組付性の向上等を図るものである。

近年、自動車の高機能化に伴って車載電装品が急増していると共に車両内の電気回路システムも増加し、リレーの搭載個数が益々多くなる傾向にあり、車載される電気接続箱にも多数のリレーが搭載され、電気接続箱の高密度化、大型化が余儀なくされている。
このような状況に対応して、半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）やＳＭＤリレー等の基板リレーをプリント基板上に実装し、該プリント基板の他面側にバスバーと放熱板を取り付けたパワーディストリビュータ（ＰＤ）を電気接続箱に組み込んだものが提供されている。

例えば、特開２００１−３１９７０８号公報では、図７に示すように、半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）３を、バスバーが裏面に固定されたプリント基板上に配置して、大電流を必要とするＦＥＴ３をバスバーと接続すると共に、該バスバーに放熱材４を取り付けたパワーディストリビュータＰＤ２と、バスバーと絶縁板との積層体からなる分岐回路ブロック５とを組み込んだ電気接続箱１が開示されている。該電気接続箱１のケース６の下面側には車両に配索されたワイヤハーネス（図示せず）のコネクタを嵌合するコネクタハウジング７が設けられていると共に、ケース６の上面側にはヒューズ装着部８が設けられ、分岐回路ブロック５と回路接続されている。

前記電気接続箱１では、ＰＤ２を分岐回路ブロック５の側方に単に並べて共に水平配置しているため、ＰＤ２の面積分だけ電気接続箱１も水平方向に大型化してしまい、車載時の占有スペースが大きくなる問題がある。
また、積層体を水平方向に配置する一方、ＰＤを垂直方向に配置して水平方向への大型化を最小限にとどめた電気接続箱も提供されているが、ＰＤを垂直方向に配置した分、電気接続箱が垂直方向に大型化し、結果的に水平方向と垂直方向の両方に大型化してしまう問題がある。

また、前記のように、基板リレーを実装したＰＤと、リレーが嵌合されるバスバーを絶縁板に積層配置したブロックとが電気接続箱に収容される場合、基板リレーとバスバーに嵌合されるリレー（プラグインリレー）の配置位置によっては、電気接続箱の内部に熱がこもることとなり、放熱性についても配慮することが必要となる。

特開２００１−３１９７０８号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、基板リレーを実装するプリント基板を備えたＰＤと、リレーと嵌合接続されるバスバーとが収容される電気接続箱において、ＰＤとバスバーとの配置位置を改良して、電気接続箱の小型化、放熱性の向上を図ることを課題としている。

前記課題を解決するため、第１の発明として、アッパーケースとロアケースとで構成されるケース内部の左右両端部に、プリント基板と、バスバーを搭載した絶縁板とが放熱用中間空間をあけて垂直方向に対向配置されると共に、前記放熱用中間空間に、上下一対の水平方向の支持枠と、該上下の支持枠とを連結する１つの垂直枠部が一体成形された中間ケースが配置され、
前記中間ケースの上下の支持枠に設けられた突出部が前記プリント基板と絶縁板に穿設された取付孔に貫通されて突出され、該突出部が前記プリント基板と絶縁板とに熱溶着され、
前記プリント基板に実装された基板リレーが前記放熱用中間空間に配置されると共に、前記バスバーから突設したリレー接続端子が前記中間ケースの垂直枠部に設けたリレー取付部に挿入され、該リレー取付部にプラグインリレーが嵌合されて前記放熱用中間空間に配置され、
かつ、前記絶縁板上に搭載したバスバーおよび前記プリント基板に固定したバスバーが延在されると共に屈曲され、該屈曲部に形成された外部端子接続部が前記アッパーケースおよびロアケースに形成されたヒューズ取付部およびコネクタ取付部に挿入されていることを特徴とする自動車用の電気接続箱を提供している。

前記構成によれば、プリント基板とバスバーを搭載した絶縁板とを電気接続箱のケース内部に垂直方向に対向配置しているため、電気接続箱を水平方向に小型化することができる。
また、従来の電気接続箱では、バスバーを搭載した絶縁板を水平方向に配置して、バスバーに設けたタブと接続するリレーの取付部をアッパーケースやロアケースに設けていたため、アッパーケースやロアケースの水平方向の面積が大きくなっていた。これに対し、本発明の電気接続箱では、バスバーを搭載した絶縁板を垂直方向に配置して、リレー取付部を垂直方向に設けることにより、アッパーケースやロアケースにリレー取付部を設けない、もしくは、リレー取付部の数を低減してアッパーケース及びロアケースの水平方向の面積を小さくしているため、電気接続箱を水平方向にさらに小型化することができる。
かつ、前記垂直方向に対向配置するプリント基板とバスバー搭載絶縁板の間に中間ケースを配置し、該中間ケースで前記プリント基板とを絶縁板とを支持しているため、中間空間を確保でき、該中間空間に基板リレーおよびプラグインリレーを効率よく配置できる。 さらに、前記プリント基板とバスバー搭載絶縁板の上下端に、ヒューズ取付部およびコネクタ取付部を設けたアッパーケース、ロアケースを配置して中間空間を囲むように配置していることからも、非常に効率の良いレイアウトとなり、電気接続箱の肥大化を抑制できる。

また、プリント基板とバスバーを搭載した絶縁板とは、中間ケースにネジ締め固定するのではなく、熱溶着により固定しているため、加熱によりプリント基板、絶縁板および中間ケースが変形してもガタつくのを防止でき、異音の発生を防止できると共にプリント基板、絶縁板と中間ケースとの結合が外れるのを防止できる。また、ネジを不要としているため、部品点数を低減することができる。
具体的には、中間ケースに設けたリブをプリント基板と絶縁板に穿設された取付孔に貫通させて突出させ、該突出部を加熱することにより溶融させて大径化させ、この大径化された突出部をプリント基板と絶縁板に溶着している。

第２の発明として、アッパーケースとロアケースとで構成されるケース内部の左右一側部に、プリント基板が配置されると共に、該プリント基板側と第一放熱用中間空間をあけると共にケースの左右他側の内面と第二放熱用中間空間をあけて、バスバーを搭載した絶縁板が配置され、
前記第一放熱用中間空間に、上下一対の水平方向の支持枠を備えた中間ケースが配置され、該中間ケースの上下の支持枠に設けられた突出部が前記プリント基板と絶縁板に穿設された取付孔に貫通されて突出され、該突出部が前記プリント基板と絶縁板とに熱溶着され、
前記プリント基板に実装された基板リレーが前記第一放熱用中間空間に配置されると共に、前記バスバーから突設したリレー接続端子が前記ロアケースから突設した垂直枠部に設けたリレー取付部に挿入され、該リレー取付部にプラグインリレーが嵌合されて前記第二放熱用中間空間に配置され、
かつ、前記絶縁板上に搭載したバスバーおよび前記プリント基板に固定したバスバーが延在されると共に屈曲され、該屈曲部に形成された外部端子接続部が前記アッパーケースおよびロアケースに形成されたヒューズ取付部、コネクタ取付部および電源端子取付部に挿入されていることを特徴とする自動車用の電気接続箱を提供している。

前記第２の発明では、プリント基板に半田固定する基板リレーを第一放熱用中間空間に収容する一方、バスバーに接続するプラグインリレーを第二放熱用中間空間に収容して、それぞれ異なる空間に収容し、さらに、プラグインリレーを絶縁板からケースの外方に向けて突出させているため、ケース内部にプラグインリレーから発熱された熱がこもることなく効率良く放熱することができる。

前記第１の発明および第２の発明の電気接続箱では、いずれも、プリント基板は前記アッパーケースおよびロアケースの周壁内面に接触させ、これらアッパーケースおよびロアケースをプリント基板の放熱材と併用していることが好ましい。
即ち、プリント基板の外面側にバスバーを固定している場合には、バスバーをケースに接触させ、あるいは、プリント基板の外面側にバスバーを固定していない場合には、基板自体をケースに接触させている。
前記構成によれば、プリント基板から発熱された熱をアッパーケースおよびロアケースを伝わらせてケース外部に効率良く放熱することができる。
該構成とすると、従来のＰＤでは放熱性を高めるために金属板もしくは樹脂板からなる放熱板をプリント基板に接触させていたが、別途放熱板を設ける必要がなく、部品点数およびコストを低減できる。

前述したように、本発明によれば、プリント基板とバスバーを搭載した絶縁板とを中間ケースに固定して、中空空間をあけて垂直方向に対向配置しているため、該中間空間を基板リレー、プラグインリレーの配置空間として利用でき、かつ、ヒューズ取付部およびコネクタ取付部を中間空間を囲む上下面に配置しているため、非常に効率の良いレイアウトとなり、電気接続箱の肥大化を抑制できる。
よって、電気接続箱の車載時の占有スペースを小さくでき、スペースの制約が厳しい車種にも搭載することができる。

また、プリント基板とバスバーを搭載した絶縁板とを中間ケースにネジ締め固定するのではなく、熱溶着により固定しているため、加熱によりプリント基板、絶縁板および中間ケースが変形してもガタつくのを防止でき、異音の発生を防止できると共にプリント基板、絶縁板と中間ケースとの結合が外れてしまうのを防止できる。また、ネジを不要としているため、部品点数を低減することができる。

さらに、第２の発明では、バスバーに接続するプラグインリレーを絶縁板からケースの外方に向けて突出させているため、プラグインリレーから発熱された熱がケース内部にこもることなく効率良く放熱することができる。

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４は、本発明の第１実施形態を示し、電気接続箱１０のアッパーケース１１とロアケース１２とで構成されるケース内部の左右両端部に、プリント基板２０（図２中、右端部）と、バスバー３１を搭載した絶縁板３０（図２中、左端部）とが放熱用中間空間Ｓをあけて垂直方向に対向配置されている。図１中の一点鎖線で囲んだ領域Ｓａはプリント基板２０と該プリント基板２０に実装した基板リレー５０の配置領域を示し、二点鎖線で囲んだ領域Ｓｂはバスバー３１を搭載した絶縁板３０とバスバー３１に接続したプラグインリレー５１の配置領域を示す。
なお、アッパーケース１１の上面側にアッパーカバー６０、ロアケース１２の下面側にロアカバー６１を被せてロック結合しているが、図１ではアッパーカバー６０の図示を省略している。

前記放熱用中間空間Ｓには、上下一対の水平方向の支持枠４１、４２と、該上下の支持枠４１と４２とを連結する１つの垂直枠部４３が一体成形された中間ケース４０が配置されている。中間ケース４０の垂直枠部４３はケース内部の中央よりも絶縁板３０に近接する側（図２中、左側）に設けており、該垂直枠部４３には複数のリレー取付部４４を設けている。

中間ケース４０の支持枠４１、４２は、ケース内部の左右両端部に配置したプリント基板２０から絶縁板３０にかけて水平方向に延在しており、支持枠４１、４２の両端をプリント基板２０と絶縁板３０に熱溶着している。
具体的には、図４（Ａ）に示すように、支持枠４１、４２の両端に突設したリブ４１ａ、４２ａをプリント基板２０、絶縁板３０に穿設した取付孔２０ａ、３０ａに貫通させて先端を突出させ、図４（Ｂ）に示すように、該突出部４１ｂ、４２ｂを加熱することにより溶融させて大径化させ、この大径化された突出部４１ｂ、４２ｂをプリント基板２０と絶縁板３０の取付孔２０ａ、３０ａ周縁に溶着している。なお、突出部４１ｂ、４２ｂの位置は支持枠４１、４２の両端に限定されず、回路構成やリレーの実装の妨げにならなければ、任意の場所に設定可能である。
このように、プリント基板２０と絶縁板３０を中間ケース４０に熱溶着することにより、中間ケース４０でプリント基板２０と絶縁板３０をケース内部の所定位置に保持している。

プリント基板２０のケース内部側となる内面に、プリント導体（図示せず）を設ける一方、外面には導電性金属板を所要形状に打抜加工したバスバー２１を固定している。
基板リレー５０の端子を、プリント基板２０の導体に半田付け、あるいは、プリント基板２０に設けたスルーホール（図示せず）へ貫通させてバスバー２１に半田付けして、基板リレー５０をプリント基板２０に実装し、プリント基板２０に半田固定された基板リレー５０を放熱用中間空間Ｓに配置している。
プリント基板２０に固定したバスバー２１は上下方向に延在されると共に屈曲され、該屈曲部に形成された外部端子接続部２２、２３がアッパーケース１１のヒューズ取付部１３およびロアケース１２のコネクタ取付部１４に挿入され、それぞれヒューズの端子（図示せず）あるいはコネクタの端子（図示せず）と接続される。
また、プリント基板２０の外面に固定したバスバー２１はアッパーケース１１及びロアケース１２の周壁内面に接触させており、アッパーケース１１及びロアケース１２をプリント基板２０の放熱材として併用している。

一方、絶縁板３０に搭載したバスバー３１には、音叉状のリレー接続端子３２を設け、該リレー接続端子３２を中間ケース４０の垂直枠部４３に設けたリレー取付部４４の端子収容室４４ａに挿入している。リレー取付部４４にプラグインリレー５１を嵌合して、該プラグインリレー５１の端子をリレー取付部４４の端子収容室４４ａに挿入したリレー接続端子３２と接続し、該プラグインリレー５１を前記基板リレー５０に対向させて放熱用中間空間Ｓに配置している。
また、絶縁板３０上に搭載したバスバー３１も上下方向に延在されると共に屈曲され、該屈曲部に形成された外部端子接続部３３、３４、３５がアッパーケース１１のヒューズ取付部１５、ヒュージブルリンク取付部１６およびロアケースのコネクタ取付部１７に挿入され、それぞれヒューズの端子（図示せず）、ヒュージブルリンク５２の出力端子５３、コネクタの端子（図示せず）と接続される。ヒュージブルリンク５２の入力端子５４は、図３に示すように、他のバスバー５５の一端とボルト締め接続され、該バスバー５５の他端はロアケース１２に設けた電源端子取付部１８に挿入され、電源線端末に接続した端子（図示せず）と接続される。

前記構成によれば、プリント基板２０とバスバー３１を搭載した絶縁板３０とを中間ケース４０で支持して中間空間をあけて、電気接続箱１０のケース内部に垂直方向に対向配置しているため、前記中間空間を基板リレーおよびプラグインリレーの収容部とすることができ、アッパーケース１１やロアケース１２にリレー取付部を設ける必要がなくなり、アッパーケース１１及びロアケース１２にはコネクタ取付部、ヒューズ取付部だけを設ければ良いため、電気接続箱１０の小型化を図ることが出来る。

また、プリント基板２０とバスバー３１を搭載した絶縁板３０とを中間ケース４０にネジ締め固定するのではなく、熱溶着により固定しているため、加熱によりプリント基板２０、絶縁板３０および中間ケース４０が変形してもガタつくのを防止でき、異音の発生を防止できると共にプリント基板２０、絶縁板３０と中間ケース４０との結合が外れてしまうのを防止できる。また、ネジを不要としているため、部品点数を低減することができる。

図５及び図６は、本発明の第２実施形態を示す。
本実施形態では、第１実施形態と同様にケース内部の端部（図６中、右端部）に配置したプリント基板２０と第一放熱中間空間Ｓ１をあけると共にケースの他側（図６中、左端部）の内面と第二放熱用中間空間Ｓ２をあけて、バスバー３１を搭載した絶縁板３０を垂直方向に配置している。即ち、プリント基板２０と絶縁板３０はケース内部の中心より右端部寄りに互いに対向配置している。

また、中間ケース４０は、垂直枠部を設けずに上下一対の水平方向の支持枠４１、４２から構成し、支持枠４１、４２の両端をプリント基板２０と絶縁板３０に熱溶着している。本実施形態では、ロアケース１２から垂直枠部４５を突設し、該垂直枠部４５にリレー取付部４６を設けており、該リレー取付部４６の端子収容室にバスバー３１のリレー接続端子３２を収容している。該リレー取付部４６に嵌合したプラグインリレー５１は、第１実施形態のように、プリント基板２０に実装した基板リレー５０と対向させて同一空間に配置されるのではなく、垂直枠部４５からケース外方に向けて突出させた状態で基板リレー５０とは異なる第二放熱用中間空間Ｓ２に配置されている。一方、基板リレー５０は、プリント基板２０と絶縁板３０との間に設けた第一放熱用中間空間Ｓ１に配置されている。

前記構成によれば、プリント基板２０に接続した基板リレー５０とバスバー３１に接続したプラグインリレー５１を同一空間に配置せず、それぞれ第一放熱用中間空間Ｓ１と第二放熱用中間空間Ｓ２の別空間に配置して、プラグインリレー５１を絶縁板３０からケースの外方に向けて突出させているため、ケース内部にプラグインリレー５１から発熱された熱がこもることなく効率良く放熱することができる。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

本発明の第１実施形態の電気接続箱の平面図である。 電気接続箱のＡ−Ａ線断面図である。 電気接続箱のＢ−Ｂ線断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は中間ケースをプリント基板と絶縁板に熱溶着する工程を示す図面である。 本発明の第２実施形態の電気接続箱の平面図である。 電気接続箱のＣ−Ｃ線断面図である。 従来例を示す図面である。

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、１５ ヒューズ取付部
１４ コネクタ取付部
２０ プリント基板
２１ バスバー
２２、２３ 外部端子接続部
３０ 絶縁板
３１ バスバー
３２ リレー接続端子
３３、３４、３５ 外部端子接続部
４０ 中間ケース
４１、４２ 支持枠
４３ 垂直枠部
４４ リレー取付部
５０ 基板リレー
５１ プラグインリレー
Ｓ 放熱用中間空間
Ｓ１ 第一放熱用中間空間
Ｓ２ 第二放熱用中間空間

Claims (3)

1. アッパーケースとロアケースとで構成されるケース内部の左右両端部に、プリント基板と、バスバーを搭載した絶縁板とが放熱用中間空間をあけて垂直方向に対向配置されると共に、前記放熱用中間空間に、上下一対の水平方向の支持枠と、該上下の支持枠とを連結する１つの垂直枠部が一体成形された中間ケースが配置され、
   前記中間ケースの上下の支持枠に設けられた突出部が前記プリント基板と絶縁板に穿設された取付孔に貫通されて突出され、該突出部が前記プリント基板と絶縁板とに熱溶着され、
   前記プリント基板に実装された基板リレーが前記放熱用中間空間に配置されると共に、前記バスバーから突設したリレー接続端子が前記中間ケースの垂直枠部に設けたリレー取付部に挿入され、該リレー取付部にプラグインリレーが嵌合されて前記放熱用中間空間に配置され、
   かつ、前記絶縁板上に搭載したバスバーおよび前記プリント基板に固定したバスバーが延在されると共に屈曲され、該屈曲部に形成された外部端子接続部が前記アッパーケースおよびロアケースに形成されたヒューズ取付部およびコネクタ取付部に挿入されていることを特徴とする自動車用の電気接続箱。
2. アッパーケースとロアケースとで構成されるケース内部の左右一側部に、プリント基板が配置されると共に、該プリント基板側と第一放熱用中間空間をあけると共にケースの左右他側の内面と第二放熱用中間空間をあけて、バスバーを搭載した絶縁板が配置され、
   前記第一放熱用中間空間に、上下一対の水平方向の支持枠を備えた中間ケースが配置され、該中間ケースの上下の支持枠に設けられた突出部が前記プリント基板と絶縁板に穿設された取付孔に貫通されて突出され、該突出部が前記プリント基板と絶縁板とに熱溶着され、
   前記プリント基板に実装された基板リレーが前記第一放熱用中間空間に配置されると共に、前記バスバーから突設したリレー接続端子が前記ロアケースから突設した垂直枠部に設けたリレー取付部に挿入され、該リレー取付部にプラグインリレーが嵌合されて前記第二放熱用中間空間に配置され、
   かつ、前記絶縁板上に搭載したバスバーおよび前記プリント基板に固定したバスバーが延在されると共に屈曲され、該屈曲部に形成された外部端子接続部が前記アッパーケースおよびロアケースに形成されたヒューズ取付部およびコネクタ取付部に挿入されていることを特徴とする自動車用の電気接続箱。
3. 前記プリント基板は前記アッパーケースおよびロアケースの周壁内面に接触させ、これらアッパーケースおよびロアケースをプリント基板の放熱材と併用している請求項１または請求項２に記載の自動車用の電気接続箱。

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