JP2006060924A

JP2006060924A - 電気接続箱

Info

Publication number: JP2006060924A
Application number: JP2004240365A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Shirota; 敏也城田
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-08-20
Also published as: US7160118B2; JP4238797B2; US20060040526A1; DE102005038862B4; DE102005038862A1

Abstract

【課題】ＰＤを搭載した電気接続箱の小型化および簡素化を図り且つ放熱性を高める。
【解決手段】自動車に搭載される電気接続箱１０であって、電気接続箱１０の内部回路材として、プリント基板１６、２０の一面側にリレー１７、２１が実装されてプリント導体と接続されていると共に他面側にバスバー１８、２２が固定され、バスバー固定側に放熱材１９、２３を配置したＰＤを備え、前記ＰＤはバッテリー側接続用ＰＤ１４とオルタネータ側接続用ＰＤ１５とに分割され、バッテリー側接続用ＰＤ１４とオルタネータ側接続用ＰＤ１５とは各放熱材１９、２３を外面側に向けた状態で対向配置され、各ＰＤ１４、１５の下部領域にバスバー２５と絶縁板２４の積層体からなる分岐回路ブロック１３を設けている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気接続箱に関し、詳しくは、自動車に搭載され、基板の一面側にリレーを含めた電気部品が実装されると共に他面側にバスバーが固定されたパワーディストリビュータ（ＰＤ）を備えるものである。

従来、自動車内に配索される各ワイヤハーネスに電力分配を行うジャンクションボックス等の電気接続箱には、多数のリレーやヒューズが搭載されており、ボックス内部に収容するバスバー回路とワイヤハーネスとを接続するためにボックス外面にはコネクタ接続部が形成されている。近年は、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ているため、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も高密度化、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リレー等の実装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５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。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。

しかしながら、電気接続箱１に搭載されるＰＤ２は１枚の基板で製作されているのが現状であり、ＰＤ２を分岐回路ブロック５の側方に単に並べて水平配置していたのでは、ＰＤ２の面積分だけ電気接続箱１も大型化してしまい、車載時の占有スペースが大きくなる問題がある。また、仮に、電気接続箱１の水平方向の面積を小さくするためにＰＤ２を分岐回路ブロック５の下面側に積層配置したとすれば、コネクタハウジング７を設ける位置が制限されることになる。ワイヤハーネス（図示せず）からＰＤ２への入出力は、分岐回路ブロック５を介してコネクタハウジング７から行うため、行き先毎にコネクタ分けの設計をする際に、ＰＤ２や分岐回路ブロック５の回路配索が複雑になる問題が発生する。
さらに、放熱材４をケース６の下面のみに露出させるだけでＰＤ２での発熱を外部に放熱しているので、車載時の他部品との位置関係によっては放熱性能が十分でない場合も想定される。
特開２００１−３１９７０８号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、パワーディストリビュータ（ＰＤ）を搭載した電気接続箱の小型化および簡素化を図ると共に放熱性の高い構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、自動車に搭載される電気接続箱であって、該電気接続箱の内部回路材として、プリント基板の一面側にリレーを含めた電気部品が実装されてプリント導体と接続されていると共に、他面側にバスバーが固定され、該バスバー固定側に放熱材を配置したパワーディストリビュータ（ＰＤ）を備え、
前記ＰＤはバッテリー側接続用ＰＤとオルタネータ側接続用ＰＤとに分割され、
前記バッテリー側接続用ＰＤとオルタネータ側接続用ＰＤとは各放熱材を外面側に向けた状態で対向配置され、該対向配置したＰＤの少なくとも一側領域にバスバーと絶縁板の積層体からなる分岐回路ブロックを該ＰＤと直交する方向に向けて配置していることを特徴とする電気接続箱を提供している。

前記構成とすると、１つの電気接続箱に搭載されるＰＤを１枚で構成するのではなく、バッテリー側接続用ＰＤとオルタネータ側接続用ＰＤとに分割して対向配置しているため、電気接続箱の大型化が防止されて車載時における電気接続箱の占有領域を低減できる。かつ、対向配置された各ＰＤは夫々の放熱材が外側を向くように配置しているので、電気接続箱の外部への放熱を効率良く行うことができる。さらに、ＰＤを２枚に分けることで分割後の各ＰＤは小さくなり、製造が行いやすくなる利点もある。
また、対向配置された各ＰＤの少なくとも一側領域に分岐回路ブロックを配置しているので、これら分割されたＰＤ間の電気接続やスプライス等を分岐回路用ブロックで受け持つことができ、各ＰＤ側の回路配索を簡素化することができる。よって、ＰＤ回路を大幅に簡素化できる場合には、バスバーだけで回路配索を行いプリント導体をなくして安価に製造することも可能となる。
さらに、バッテリー側回路あるいはオルタネータ側回路のいずれか一方のみに設計変更がある場合には、一方のＰＤのみを設計すれば足りるので設計負担を軽減することもできる。

前記ＰＤのバスバーの端部を前記分岐回路ブロックのバスバーの端部と溶接している。
前記構成とすると、バッテリー側接続用ＰＤおよびオルタネータ側接続用ＰＤと、分岐回路ブロックとの回路接続は、それぞれのバスバーの端部を溶接接続することで行っているため、コネクタ接続や圧接接続などに比べて電気接続信頼性が向上する。

前記対向配置するＰＤは垂直方向に向けて配置され、前記分岐回路ブロックを該ＰＤの下部領域に水平配置し、該分岐回路ブロックのバスバーを、ロアケースに設けたコネクタ収容部に嵌合されるワイヤハーネス端末のコネクタと接続する一方、
前記対向配置するＰＤの上部間にバッテリー接続用バスバーとオルタネータ接続用バスバーとからなる電源入力バスバーを配置し、これら電源入力バスバーを前記ＰＤのバスバーとそれぞれヒューズを介して接続している。

前記構成とすると、垂直配置されたＰＤの下部領域に分岐回路ブロックを配置しているため、分岐回路ブロックの下方領域をＰＤが占有することがなく、コネクタ収容部をロアケース外面に形成する際の配置自由度が向上するため、行き先毎にコネクタ分けの設計をする際に分岐回路ブロックの回路配索が容易になる。

前記バッテリー接続用バスバーおよびオルタネータ接続用バスバーは、分岐した圧接タブを備え、これら圧接タブのスロットは前記ヒューズの入力端子を挿入して圧接接続していると共に、前記ＰＤのバスバーにも圧接タブを突設し、該圧接タブのスロットに前記ヒューズの出力端子を挿入して圧接接続している。

前記構成とすると、ヒューズにより過電流時の回路遮断機能を付与すると同時に、電気接続箱への電源入力を行うバッテリー接続用バスバーおよびオルタネータ接続用バスバーとＰＤとの接続を容易に行うことができる。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、電気接続箱に搭載されるＰＤを１枚で構成せずに、バッテリー側接続用ＰＤとオルタネータ側接続用ＰＤとに分割して対向配置しているため、電気接続箱の大型化が防止されて車載スペースを低減できる。かつ、対向配置された各ＰＤは夫々の放熱材が外側を向くように配置しているので、電気接続箱の外部へ効率良く放熱することができる。また、対向配置された各ＰＤの上部領域や下部領域に分岐回路ブロックを配置しているので、これらＰＤ間の電気接続やスプライス等を分岐回路ブロックで受け持つことができ、ＰＤ側の回路配索を簡素化することができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
本実施形態の電気接続箱１０は、図２に示すように、アッパーケース１１とロアケース１２との間に、２つのパワーディストリビュータ（以下、ＰＤと称する）１４、１５を対向させた状態で垂直配置している。ＰＤ１４、１５の下部領域には、絶縁板２４とバスバー２５とを複数積層した積層体からなる分岐回路ブロック１３を水平配置している。

アッパーケース１１の上壁にはヒューズ収容部１１ａ、１１ｂを設けている。アッパーケース１１の側壁には断面コ字状の放熱板保持溝１１ｃを形成している。ロアケース１２の底壁には、図２および図３に示すように、コネクタ収容部１２ａおよびバッテリー端子収容部１２ｂを形成している。ロアケース１２のコネクタ収容部１２ａの端子穴には、分岐回路ブロック１３のバスバー２５のタブ２５ｂを突設し、ワイヤハーネス（図示せず）の端末に接続されたコネクタの端子と接続させる。

一方のＰＤ１４はバッテリー側接続用ＰＤ１４であり、プリント基板１６の一面側（図２では内面側）にリレー１７を実装してリレー端子の一部をプリント導体と接続していると共に、プリント基板１６の他面側には所定の回路パターンに打ち抜かれたバスバー１８を固定している。リレー１７の端子の一部はプリント基板１６の絶縁基板を貫通させてバスバー１８と半田づけして電気接続している。バスバー１８の外面側には絶縁シート（図示せず）を介して金属製の放熱材１９が取り付けられている。また、バスバー１８の上端はプリント基板１６よりも上方に突出させてスロットを有する圧接タブ１８ｂを形成している。バスバー１８の下端はプリント基板１６の下端縁よりも下方に突出させた一端部１８ａを設けている。なお、放熱材１９は、表面積を大きくするフィン状としてもよい。

他方のＰＤ１５はオルタネータ側接続用ＰＤ１５であり、プリント基板２０の一面側（図２では内面側）にリレー２１を実装してリレー端子の一部をプリント導体と接続していると共に、プリント基板２０の他面側には所定の回路パターンに打ち抜かれたバスバー２２を固定している。リレー２１の端子の一部はプリント基板２０の絶縁基板を貫通させてバスバー２２と半田づけして電気接続している。バスバー２２の外面側には絶縁シート（図示せず）を介して金属製の放熱材２３が取り付けられている。また、バスバー２２の上端はプリント基板２０よりも上方に突出させてスロットを有する圧接タブ２２ｂを形成している。バスバー２２の下端はプリント基板２０の下端縁よりも下方に突出させた一端部２２ａを設けている。なお、放熱材２３は、表面積を大きくするフィン状としてもよい。

バッテリー側接続用ＰＤ１４およびオルタネータ側接続用ＰＤ１５の各バスバー１８、２２の圧接タブ１８ｂ、２２ｂは、ヒューズ収容部１１ａ、１１ｂの出力側端子穴に挿入配置されている。
分岐回路ブロック１３のバスバー２５の一端２５ａは絶縁板２４の端縁より突出して下向きに屈折させており、バッテリー側接続用ＰＤ１４およびオルタネータ側接続用ＰＤ１５の各バスバー１８、２２の一端部１８ａ、２２ａと重ね合わせて溶接接続し、該溶接箇所はロアケース１２内に配置している。
分岐回路ブロック１３のバスバー２５から下方に屈曲して突出したタブ２５ｂは、ロアケース１２のコネクタ収容部１２ａ内に突出させている。

対向配置されたバッテリー側接続用ＰＤ１４およびオルタネータ側接続用ＰＤ１５の上部間にバッテリー接続用バスバー２６とオルタネータ接続用バスバー２７とからなる電源入力バスバー２８を配置している。
電源入力バスバー２８については、バッテリー接続用バスバー２６で代表して説明すると、図４に示すように、垂直部２６ａと、垂直部２６ａの上側から直交方向に屈曲された延在部２６ｂと、延在部２６ｂの上端より間欠的に突出してスロットを有する圧接タブ２６ｄとを備えている。垂直部２６の下端２６ｃは、ロアケース１２のバッテリー端子収容部１２ｂに突出させている。圧接タブ２６ｄは、ヒューズ収容部１１ａ、１１ｂの入力側端子穴に挿入配置されている。

即ち、ヒューズ収容部１１ａ、１１ｂにヒューズＦを差し込むことで、ヒューズＦの入力端子Ｆａがバッテリー側接続用バスバー２６の圧接タブ２６ｄのスロットに挿入されて圧接接続され、かつ、ヒューズＦの出力端子Ｆｂがバッテリー側接続用ＰＤ１４のバスバー１８の圧接タブ１８ｂのスロットに挿入されて圧接接続される。その結果、バッテリー側接続用バスバー２６がヒューズＦを介してバッテリー側接続用ＰＤ１４に電気的に接続される。
なお、オルタネータ側接続用バスバー２７は、上述したバッテリー側接続用バスバー２６と同様に、オルタネータ側接続用バスバー２７がヒューズ収容部１１ｂに差し込まれたヒューズを介してオルタネータ側接続用ＰＤ１５に電気的に接続される構成としている。

バッテリー側接続用ＰＤ１４の放熱板１９およびオルタネータ側接続用ＰＤ１５の放熱板２３は、図２に示すように、電気接続箱１０の側面の開口に露出して配置されており、放熱板１９、２３の上端縁をアッパーケース１１の放熱板保持溝１１ｃで挟持している。また、バッテリー側接続用ＰＤ１４の放熱板１９は、図１に示すように、オルタネータ側接続用ＰＤ１５側まで屈曲して延在する延在部１９ｂを設け、延在部１９ｂに連続して電気接続箱１０のケース外に引き出された突出部１９ｃを、オルタネータ側接続用ＰＤ１５の放熱板２３のケース外に引き出された突出部２３ｂと貼り合わせ、車体パネルＰにボルトＢ留め固定している。なお、車体パネルＰへの放熱が不要の場合は、前記ボルトＢ留め構造を設けなくてもよい。

以上構成からなる電気接続箱１０では、ＰＤは大型の１枚で構成するのではなく、バッテリー側接続用ＰＤ１４とオルタネータ側接続用ＰＤ１５とに分割して対向配置しているため、電気接続箱１０の大型化が防止される。かつ、対向配置された各ＰＤ１４、１５は放熱材１９、２３を外側に向けて露出しているので、電気接続箱１０の外部への放熱を効率良く行うことができる。しかも、放熱材１９、２３はケース外に引き出して車体パネルＰに接続しているので、リレー１７、２１での発熱を車体パネルＰへ熱伝導して逃がすことができ放熱性が更に良好になる。

また、対向配置された各ＰＤ１４、１５の下部領域に分岐回路ブロック１３を配置しているので、分割された各ＰＤ１４、１５間の電気接続やスプライス等を分岐回路ブロック１３で受け持つことができ、各ＰＤ１４、１５側の回路を簡単な構成することができる。さらに、ＰＤ回路に設計変更が入った場合、たとえばバッテリー側回路（あるいはオルタネータ側回路）のみに設計変更がある場合には、バッテリー側接続用ＰＤ１４（あるいはオルタネータ側接続用ＰＤ１５）のみを設計すれば足りるので、設計負担を軽減することもできる。かつ、設計変更の無いＰＤ１４、１５は異車種間あるいは異グレード間で共用化することができる。

なお、本実施形態では、垂直配置された一対のＰＤ１４、１５の下部領域に分岐回路ブロック１３を水平配置しているが、ＰＤ１４、１５の上部領域に分岐回路ブロックを水平配置してもよいし、下部領域と上部領域の両方に配置してもよい。

本発明の実施形態の電気接続箱の上面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。電気接続箱の側方から見た断面図である。バッテリー側接続用ＰＤとバッテリー側接続用バスバーとの接続を説明する斜視図である。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分岐回路ブロック
１４バッテリー側接続用ＰＤ
１５オルタネータ側接続用ＰＤ
１６、２０プリント基板
１７、２１リレー
１８、２２、２５バスバー
１９、２３放熱材
２４絶縁板
２６バッテリー側接続用バスバー
２７オルタネータ側接続用バスバー

Claims

自動車に搭載される電気接続箱であって、該電気接続箱の内部回路材として、プリント基板の一面側にリレーを含めた電気部品が実装されてプリント導体と接続されていると共に、他面側にバスバーが固定され、該バスバー固定側に放熱材を配置したパワーディストリビュータ（ＰＤ）を備え、
前記ＰＤはバッテリー側接続用ＰＤとオルタネータ側接続用ＰＤとに分割され、
前記バッテリー側接続用ＰＤとオルタネータ側接続用ＰＤとは各放熱材を外面側に向けた状態で対向配置され、該対向配置したＰＤの少なくとも一側領域にバスバーと絶縁板の積層体からなる分岐回路ブロックを該ＰＤと直交する方向に向けて配置していることを特徴とする電気接続箱。
前記ＰＤのバスバーの端部を前記分岐回路ブロックのバスバーの端部と溶接している請求項１に記載の電気接続箱。
前記対向配置するＰＤは垂直方向に向けて配置され、前記分岐回路ブロックを該ＰＤの下部領域に水平配置し、該分岐回路ブロックのバスバーを、ロアケースに設けたコネクタ収容部に嵌合されるワイヤハーネス端末のコネクタと接続する一方、
前記対向配置するＰＤの上部間にバッテリー接続用バスバーとオルタネータ接続用バスバーとからなる電源入力バスバーを配置し、これら電源入力バスバーを前記ＰＤのバスバーとそれぞれヒューズを介して接続している請求項１または請求項２に記載の電気接続箱。
前記バッテリー接続用バスバーおよびオルタネータ接続用バスバーは、分岐した圧接タブを備え、これら圧接タブのスロットは前記ヒューズの入力端子を挿入して圧接接続していると共に、前記ＰＤのバスバーにも圧接タブを突設し、該圧接タブのスロットに前記ヒューズの出力端子を挿入して圧接接続している請求項３に記載の電気接続箱。