JP2008160976A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱効果が高く、小型化、軽量化、コストダウンを図る。
【解決手段】リレーやヒューズ等の発熱電気部品が実装された金属芯の入っていないプリント基板１の裏面に露出するリード端子部２Ａを接触させずに受け入れる貫通孔３０Ａ，３１Ａが形成された放熱板３の接触部３０を設け、この接触部３０の裏面に空間を設けるように連結部３４，３５を介して放熱板３の本体部３２を連成し、この本体部３２の長手方向に筐体１０の外側まで延びる放熱板３の延出部３３を形成し、放熱板３をセラミックで形成したものを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント基板から発生する熱を箱外に効率的に放熱する電気接続箱に関する。

従来の放熱効果を図った電気接続箱としては、電気部品の実装された金属芯入りプリント基板を筐体内に収容した電気接続箱において、この金属芯入りプリント基板の少なくとも一部に当接した熱伝導性絶縁シートと、熱伝導性絶縁シートの少なくとも一部に密着した金属スペーサと、金属スペーサに当接して金属芯入りプリント基板の熱を筐体外部に放熱する放熱手段とを有し、熱伝導性絶縁シートと金属スペーサとは金属芯入りプリント基板のリード端子の凸部を避けるように形成されたものが知られている（特許文献１参照）。この従来例では、熱導電性絶縁シートを介して放熱手段に効率良く熱を伝達できるというものである。

別の従来例としては、２つの金属芯入りプリント基板と、金属芯入りプリント基板の少なくとも一部に当接し、プリント基板面から突出する電気部品端子凸部との接触を避けるための、凸部に対応した凹部を一方の面に有し、他方の面がコンテナの内壁を形成する板材によって形成された、その中に作動液が封入されている密閉されたコンテナからなる板型ヒートパイプとを筐体内に備えたものが知られている（特許文献２参照）。

さらに別の従来例としては、少なくとも１枚の金属芯入りプリント基板と、プリント基板の板面から突出する電気部品端子凸部との接触を避けるための、電気部品端子凸部に対応した凹部を一方の面に有し、他方の面がコンテナの内壁を形成する２枚の板材によって形成された、その中に作動液が封入されている密閉されたコンテナからなる板型ヒートパイプと、プリント基板と板型ヒートパイプとの間に配置される、電気部品端子凸部に対応する位置に一定方向のスリットを有する熱伝導絶縁シートとを備えたものも知られている（特許文献３参照）。
特開２００１−１１９８３８号公報（第３頁、図１） 特開２００３−７５０８２号公報（第４頁、図２） 特開２００３−２３５１２７号公報（第６頁、図８）

特許文献１に記載の従来例で使用される金属芯入りプリント基板では、リレーやヒューズ等の発熱電気部品を実装して実際に電流を流した場合、従来のプリント基板のように基板上に不均一な熱分布を発生させることはないが、発熱電気部品を多数実装すると熱が均一化して基板全体に蓄熱されていくという特性があり、放熱効果に優れ、配線パターン部の温度上昇を抑えることができ、大電流を扱えるが、コストアップを免れないものであった。同様に、特許文献２に記載の従来例も、金属芯入りプリント基板を使用しているので、コスト面で問題があるのみならず、板型ヒートパイプを使用するため、コスト面のみならず小型化、軽量化を図る上で不利であった。さらに、特許文献３に記載の従来例も、板型ヒートパイプの使用によるデメリットを免れないものであった。

そこで、本発明は、金属芯の入っていないプリント基板を使用し、小型化及び軽量化を図るとともに、コストダウンを図った電気接続箱を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明は、リレーやヒューズ等の発熱電気部品が実装された金属芯の入っていないプリント基板の裏面に露出するリード端子部を接触させずに受け入れる貫通孔が形成された放熱板の接触部を設け、この接触部の裏面に空間を設けるように連結部を介して放熱板の本体部を連成し、この本体部の長手方向に筐体の外側まで延びる放熱板の延出部を形成し、放熱板をセラミックで形成したものを備えているものである。また、プリント基板として折曲式のプリント基板を使用し、折り曲げられた他方の基板の裏面に連結部を介して本体部に連成されかつ貫通孔が形成された第２接触部を設けたものである。さらに、本発明は、リレーやヒューズ等の発熱電気部品が実装された金属芯の入っていないプリント基板の裏面に露出するリード端子部をめり込ませる熱伝導性絶縁シートを設け、この熱伝導性絶縁シートに本体部を密接して取り付け、この本体部に筐体の外側まで延びる延出部を形成し、本体部及び延出部で板状をなし、セラミックまたは金属で形成された放熱板としたものを備えたものである。

本発明によれば、リレーやヒューズ等の発熱電気部品が実装された金属芯の入っていないプリント基板の裏面に露出するリード端子部を接触させずに受け入れる貫通孔が形成された放熱板の接触部を設け、この接触部の裏面に空間を設けるように連結部を介して放熱板の本体部を連成し、この本体部の長手方向に筐体の外側まで延びる放熱板の延出部を形成し、放熱板をセラミックで形成したものを備えているので、この放熱板は板型ヒートパイプよりも安価であり、プリント基板も金属芯入りのものよりも安価であり、電気接続箱としての製造コストも安くなる。また、放熱板がセラミック製であるため、熱伝導性が良く、絶縁性を有しているのでプリント基板の裏面との密着が可能となり、この接触部がスペーサの役割も果たすことができる。さらに、放熱板の延出部は、電気接続箱を車体に取り付ける際のブラケットにもなり、部品点数の削減となる。さらにまた、プリント基板で作製し、板型ヒートパイプも使用せずにセラミック製放熱板を使用することで、小型化、軽量化も図れる。特に、折曲式のプリント基板を使用した場合、部品の実装密度は高くなり、放熱板は、本体部と延出部を共通にし、本体部の両面に空間を設けて２つの接触部を連成するので、部品点数の削減と小型化に寄与することができる。なおまた、板状の放熱板と熱伝導性絶縁シートの組み合わせのものでは、構造も簡単となり、薄型化が図れる。また、リレーやヒューズ等の発熱電気部品が実装された金属芯の入っていないプリント基板の裏面に露出するリード端子部をめり込ませる熱伝導性絶縁シートを設け、この熱伝導性絶縁シートに本体部を密接して取り付け、この本体部に筐体の外側まで延びる延出部を形成し、本体部及び延出部で板状をなし、セラミック又は金属で形成された放熱板としたものを備えている発明では、熱伝導性絶縁シートを設けたことでプリント基板と放熱板との絶縁がとれ、プリント基板とシートとの密着が可能である。また、この発明でも上述したと同様の効果を奏することができる。

以下に、本発明の好適な実施形態について、図面を参照にして説明する。

図１に示す実施形態では、金属芯が入っていない一般的なガラスエポキシ製のプリント基板１を使用し、このプリント基板１は折曲式のプリント基板１を使用した例を示す。この折曲式のプリント基板１は、２枚のリジットな基板１Ａ，１Ｂを折曲部１Ｃで折り曲げ、各基板１Ａ，１Ｂの裏面同士を対向させている。また、基板１Ａ，１Ｂには、リレーやヒューズ等の電気部品２が実装され、電気部品２のリード端子部２Ａが裏面に突出されている。この対向する２枚の基板１Ａ，１Ｂ間に放熱板３を設ける。この放熱板３はセラミックで形成され、基板１Ａ，１Ｂの裏面に密接する接触部３０、第２接触部３１にリード端子部２Ａを接触させずに受け入れる貫通孔３０Ａ，３１Ａがそれぞれ形成され、これら接触部３０、第２接触部３１と空間Ｓを設けて本体部３２が連成され、この本体部３２が長手方向に延びて延出部３３を形成している。また、本体部３２と接触部３０、第２接触部３１とは、連結部３４，３５で連結されている。

図２は、接触部３０の貫通孔３０Ａと第２接触部３１の貫通孔３１Ａに電気部品２のリード端子部２Ａを挿通し、接触部３０と第２接触部３１を基板１Ａ，１Ｂのそれぞれの裏面に密接させた例を示す。

図３は、放熱板３の斜視図を示し、貫通孔３０Ａや連結部３４，３５の位置関係を示す。連結部３４，３５は、それぞれ８本の脚部で構成され、空間Ｓを閉空間とせず、外側にも開かれた空間Ｓとし、放熱効果を高めている。貫通孔３０Ａ，３１Ａは、リード端子部２Ａの形状に合わせた孔形状に形成し、リード端子部２Ａは接触部３０、第２接触部３１には接触しないようになっている。連結部３４，３５がスペーサとなり、接触部３０・第２接触部３１と本体部３２との間に空間Ｓを形成する。

図４に示す実施形態では、接触部３０と基板１Ａ、第２接触部３１と基板１Ｂをそれぞれ直接密接させずに、間に熱伝導性絶縁シート４を設けた例を示す。このシート４としては、粘着性のあるゴムを形成することができる。このシート４を設けることにより、基板１Ａ，１Ｂからの熱をより効果的に放熱板３に伝導することができる。

図５は、基板１Ａ，１Ｂの放熱板３への固定方法の一例を示す。ネジ又はビス５により、上下の基板１Ａ，１Ｂ間を放熱板３に挟み込むように固定した。図５では、熱伝導性絶縁シート４を示していないが、シート４を設けたものでも、ネジ又はビス５により基板１Ａ，１Ｂとともにシート４も放熱板３に固定できる。

図６は、図４に示す実施形態のものを筐体１０に収容する前の分解斜視図である。シート４に対してリード端子部２Ａが、シート４を突き破って貫通孔３０Ａ，３１Ａに挿通されるようにしてもよいが、シート４に予めスリットを形成しておき、このスリットを介して貫通孔３０Ａ，３１Ａにリード端子部２Ａを挿通してもよい。筐体１０に対し、放熱板３の延出部３３は外側に露出し、この露出部分をブラケットとして利用して、車体への電気接続箱の取り付けを行うことができる。ブラケットとして車体に固定されると、放熱板３から車体側へ熱が放熱される。

自動車用の電気接続箱は、車内スペースの関係から小型化が要求され、しかも自動車の電装部品が増加しているので、リレー等の発熱電気部品が増えているため、箱内の回路密度も高くなってしまうものである。小型化を図りつつ回路密度の高いものを収納するには、折曲式のプリント基板１（２枚の基板１Ａ，１Ｂを使用）の使用が効果的である。回路密度を高めた折曲式のプリント基板１では、発熱個所が多くなり、発熱により接続端子のバネ性が損なわれ、接触不良が生じて異常発熱が起こることがあり得る。また、発熱が大きいと接続箱内に熱がこもり、ヒューズやリレーの機能を損ねるとともに、ケースの溶損や変形を引き起こすこともあり得る。小型化しつつ、上記のような熱による問題が起こらない放熱構造として、上述したような放熱板３と折曲式のプリント基板１の構造が最適であった。本発明では、基板１Ａ，１Ｂからの熱を放熱板３に伝導し電気接続箱外へ誘導する。基板１Ａ，１Ｂからの熱を効率的に放熱板３に伝導するために、放熱板３に基板１Ａ，１Ｂのリード端子部２Ａが当たる部分に貫通孔３０Ａ，３１Ａをあけ、突き抜けるような構造にした。これにより、リード端子部２Ａは、放熱板３に接触せず突き抜け、放熱板３と基板１Ａ，１Ｂが平面で接触し、効率的に基板１Ａ，１Ｂからの熱が放熱板３へ伝導されるようになる。また、放熱板３はセラミックまたは金属で出来ており、ある程度硬いため基板１Ａ，１Ｂ間の間隔を一定に保つようなスペーサの役割も果たす。

上述した実施形態では、折曲式のプリント基板１を使用したが、基板１Ａだけのものを使用し、第２接触部３１と連結部３５のない放熱板３を使用しても、同様の放熱効果が得られる。あるいは、折曲式のプリント基板１ではなく、２枚の独立した基板を上下に配置した構造であってもよい。

図７に示す別の実施形態は、放熱板３を本体部３２と延出部３３のみから成る長方形の板から形成し、すなわち上述した実施形態のように接触部３０、第２接触部３１及び連結部３４，３５を設けない例を示すものである。この板状の放熱板３の上下に、リード端子部２Ａの突出長よりも厚みのある熱伝導性絶縁シート４を設け、このシート４にリード端子部２Ａを、図８に示すようにめり込ませている。リード端子部２Ａとセラミック又は金属製の放熱板３のうち金属製のものとが接触すると回路がショートするので、熱伝導性絶縁シート４は、リード端子部２Ａが放熱板３に接触しない十分な厚さを有している。このシート４のリード端子部２Ａがめり込む個所には、図示しないスリットを形成しておくことができる。

図９は、図７及び図８に示す実施形態における基板１Ａ，１Ｂからの発熱された熱の移動を矢印で示す図である。放熱板３の延出部３３を車体に取り付け、延出部３３からの熱を車体に伝導する。

図１０は、長方形の板状の放熱板３を使用する実施形態の分解斜視図であり、筐体１０から放熱板３の延出部３３が外部に延出し、車体への取付用ブラケットとなる。この実施形態では、放熱板３に接触部３０、第２接触部３１がなく、平板なものとなるので、電気接続箱を薄型化することができる。

本発明の実施形態を示す組み付け前の側断面図。 組み付け後の側断面図。 放熱板の斜視図。 熱伝導性絶縁シートを設けた例を示す側断面図。 固定方法を示す側断面図。 図４の実施形態の組み付け前の分解斜視図。 別の実施形態を示す組み付け前の側断面図。 組み付け後の側断面図。 熱の移動を説明する図。 図８の実施形態の組み付け前の分解斜視図。

符号の説明

１ プリント基板
１Ａ，１Ｂ 基板
２ 電気部品
２Ａ リード端子部
３ 放熱板
４ 熱伝導性絶縁シート
３０ 接触部
３１ 第２接触部
３２ 本体部
３３ 延出部
３０Ａ，３１Ａ 貫通孔
３４，３５ 連結部
Ｓ 空間

Claims (6)

1. リレーやヒューズ等の発熱電気部品が実装された金属芯の入っていないプリント基板の裏面に露出するリード端子部を接触させずに受け入れる貫通孔が形成された放熱板の接触部を設け、
   この接触部の裏面に空間を設けるように連結部を介して放熱板の本体部を連成し、
   この本体部の長手方向に筐体の外側まで延びる放熱板の延出部を形成し、
   放熱板をセラミックで形成したものを備えていることを特徴とする電気接続箱。
2. 前記プリント基板として折曲式のプリント基板を使用し、折り曲げられた他方の基板の裏面に連結部を介して本体部に連成されかつ貫通孔が形成された第２接触部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記接触部又は接触部及び第２接触部と基板裏面との間に熱伝導性絶縁シートを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接続箱。
4. リレーやヒューズ等の発熱電気部品が実装された金属芯の入っていないプリント基板の裏面に露出するリード端子部をめり込ませる熱伝導性絶縁シートを設け、
   この熱伝導性絶縁シートに本体部を密接して取り付け、
   この本体部に筐体の外側まで延びる延出部を形成し、
   本体部及び延出部で板状をなし、セラミック又は金属で形成された放熱板としたものを備えたことを特徴とする電気接続箱。
5. 前記熱伝導性絶縁シートを粘着性のあるゴムで形成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の電気接続箱。
6. 前記放熱板が車体に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電気接続箱。

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