JP2017077098A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の放熱部材と金属製のカバーとの間の境界部から浸入した水による不具合を抑制する。
【解決手段】電気接続箱は、回路基板１１と、回路基板１１の熱を放熱する金属製の放熱部材２０と、回路基板１１を覆い、放熱部材２０と対向する後端縁４０Ａを有する金属製のカバー４０と、を備え、放熱部材２０とカバー４０の後端縁４０Ａとの間の境界部３８よりも内側には、境界部３８から浸入した水を排出する側に導く排水溝３０を有する。
【選択図】図４

Description

本明細書では、電気接続箱に関する技術を開示する。

車両に搭載される電気接続箱には、一般に、雨天走行時や洗車時において内部に水が浸入しないように防水構造が設けられている。特許文献１の電気接続箱は、合成樹脂製の本体ケースと、この本体ケースに取付けられる合成樹脂製のアッパカバーとが、二重壁構造になっており、アッパカバーの外壁と内壁との間に、本体ケースの外壁が挿入されている。アッパカバーの外壁先端、及び、本体ケースの外壁上端は、互いに当接する段付き形状となっており、アッパカバーの外壁と本体ケースの外壁との間の合わせ目の隙間を通って本体ケース内に浸入した水は、ロアカバーの水抜き孔から排水される。

特開２０１４−２７７２３号公報

ところで、特許文献１では、アッパカバーや本体ケースが合成樹脂製であるため、境界部分の形状を加工して内部への水の浸入を防止することが比較的容易にできるが、カバー等を金属製とした場合には、合成樹脂製と比較して、水の浸入を防止するために境界部分の形状を加工することが容易ではないという問題がある。

本明細書で開示される技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、金属製の放熱部材と金属製のカバーとの間の境界部から浸入した水による不具合を抑制することが可能な電気接続箱を提供することを目的とする。

本明細書で開示される電気接続箱は、回路基板と、前記回路基板の熱を放熱する金属製の放熱部材と、前記回路基板を覆い、前記放熱部材と対向する端縁を有する金属製のカバーと、を備え、前記放熱部材と前記カバーの端縁との間の境界部よりも内側には、前記境界部から浸入した水を排出する側に導く排水溝を有する。

カバーと放熱部材が共に金属製であると、放熱部材とカバーの端縁との間の境界部からの水の浸入が懸念される。本構成によれば、排水溝により、放熱部材とカバーの端縁との間の境界部から浸入した水を外部に導くことができる。よって、金属製の放熱部材と金属製のカバーとの間の境界部から浸入した水による不具合を抑制することができる。

本明細書で開示される技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記カバーの内面に沿って配される樹脂製のフレームを備え、前記排水溝は、前記フレームにおける前記放熱部材側の面と前記放熱部材における前記フレーム側の面とを用いて構成されている。

このようにすれば、フレームと放熱部材を用いて排水溝を形成することができるため、排水溝を形成するための構成を簡素化することができる。

前記フレームと前記放熱部材との間にシール部材を備え、前記フレームは、前記回路基板を内側に収容する収容壁と、前記収容壁の外側に、前記収容壁に沿って配される補強壁と、前記収容壁と前記補強壁との間を連ね、かつ、前記シール部材を前記放熱部材との間に挟持する挟持部と、を備える。

このようにすれば、排水溝の水の内部への浸入をシール部材によって確実に防止することができる。ここで、シール部材でシールするためには、挟持部の長さを長くすることが組付作業性等の観点から好ましいが、挟持部が長くなると、挟持部の剛性が弱くなりやすく、挟持部の挟持力の低下が懸念される。本構成によれば、補強壁により、挟持部の強度が高められるため、挟持部の挟持力の低下を抑制することができる。

本明細書で開示された技術によれば、金属製の放熱部材と金属製のカバーとの間の境界部から浸入した水による不具合を抑制することが可能となる。

実施形態１の電気接続箱を示す斜視図 図１とは異なる向きの電気接続箱を示す斜視図 電気接続箱を示す縦断面図 図３の一部を拡大した図 放熱部材について一部を省略して示す斜視図 フレームについて一部を省略して示す斜視図 カバーを示す斜視図 放熱部材にフレームが組み付けられた状態の一部を省略して示す斜視図 図８とは異なる向きで放熱部材にフレームが組み付けられた状態の一部を省略して示す斜視図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図９を参照しつつ説明する。
電気接続箱１０（図１）は、例えば電気自動車やハイブリット自動車等の車両のバッテリ等の電源とランプ等の車載電装品や駆動モータ等からなる負荷との間の電力供給経路に配され、例えばＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等に用いることができる。以下では、Ｘ方向を前方、Ｙ方向を右方、Ｚ方向を上方として説明する。

（電気接続箱１０）
電気接続箱１０は、図３に示すように、回路基板１１，１２と、回路基板１１，１２の熱を放熱する放熱部材２０と、カバー４０と、放熱部材２０とカバー４０の間に収容されて回路基板１１，１２等を保持するフレーム５０とを備えている。回路基板１１，１２は、共に長方形状で、平行に配置され、複数の電子部品１３が実装されている。電子部品１３は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のスイッチング素子、抵抗、コイル、コンデンサ等からなる。

回路基板１１は、絶縁材料からなる絶縁板に銅箔等からなる導電路（図示しない）がプリント配線技術により形成されたプリント基板１１Ａに金属板材を導電路の形状に打ち抜いた複数のバスバー１１Ｂとを重ねて構成されている。バスバー１１Ｂは、銅、銅合金等の金属で形成されている。回路基板１１は、絶縁性の接着剤が塗布されて絶縁層１４が形成された放熱部材２０（の絶縁層１４）に重ねられて、放熱部材２０にネジ留めされている。回路基板１２は、制御信号が伝送されるプリント基板である。

（放熱部材２０）
放熱部材２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の熱伝導性が高い金属材料からなり、板状の板状部２１と、板状部２１から起立する複数の放熱フィン２８とを備えている。放熱フィン２８は、板状部２１の後面側に上下に間隔を空けて並んで形成されている。板状部２１は、長方形状であって、図４に示すように、前面側（放熱フィン２８とは反対側）に、回路基板１１が載置される平坦な載置部２２と、板状部２１の周縁部に形成された凹部２３と、を備えている。

載置部２２は、回路基板１１よりも大きい長方形状の領域に形成され、載置部２２の周縁部には、回路基板１１は載置されておらず、フレーム５０が載置されている。凹部２３は、載置部２２の外側（板状部２１の上端部及び左右の側端部）に設けられ、図５に示すように、放熱部材２０の上面に形成された凹部２３Ａと、左右の側面に形成された凹部２３Ｂとが連なって構成され、この凹部２３が形成された領域の板状部２１は後方（凹部２３とは反対側）に張り出す張出部２４とされ、載置部２２の板厚（放熱フィン２８がない部分の板厚）よりも厚みが厚くされている。

凹部２３は、外部から浸入した水を外部に導く排水溝３０の一部を形成するものである。排水溝３０は、溝底３１と、溝底３１から起立する一対の溝壁３２，３３とを備える。凹部２３は、排水溝３０の溝底３１と一方の溝壁３３を形成する。放熱部材２０の上面で左右に延びる凹部２３Ａは、溝底３１の高さが左右方向の中間部から左右方向の端部側に向けて傾斜状に低くなっており、排水溝３０の水は凹部２３Ａの中間部から左右に導かれ、凹部２３Ｂを伝って下方に移動する。そして、例えば、カバー４０の下端部の後端縁４０Ａと放熱部材２０との間の境界部３８から外部に排出される。

板状部２１の外周には、ネジ留め可能な複数の留め部２５が形成されている。留め部２５には、ネジ孔２６が形成されており、板状部２１の上端部及び下端部にそれぞれ設けられ、隣り合う留め部２５は、所定の間隔を空けて配置されている。凹部２３Ａのうち、留め部２５が配置された部分は、留め部２５が凹部２３側（前方）に張り出すことにより、凹部２３Ａは、留め部２５の箇所で分断されている（図８，図９参照）。

（カバー４０）
カバー４０は、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる板状の金属に打ち抜き加工及び曲げ加工を施して形成されており、図７に示すように、ネジ留めするための通し孔４２が貫通形成された留め片４１と、係止孔４４が貫通形成された係止片４３が延びている。

留め片４１は、放熱部材２０の留め部２５にネジ６５でネジ留めされて固定されるとともに、放熱部材２０を介してカバー４０をグランド電位に接続する。また、カバー４０の側面の後端縁４０Ａには、わずかに後方に突出する突出部４０Ｂが形成されている。カバー４０が放熱部材２０に装着されると、図４に示すように、カバー４０の後端縁４０Ａは、放熱部材２０の凹部２３の底面（溝壁３３）に当接可能に対向配置される。ここで、カバー４０の後端縁４０Ａと、放熱部材２０の凹部２３の底面（溝壁３３）との間の境界部３８は、カバー４０が金属製で厚みが薄いために防水性を生じさせることが困難であり、外部からの水が境界部３８を通ってカバー４０の内部に浸入する可能性がある。

（フレーム５０）
フレーム５０は、絶縁性の合成樹脂製であって、図６に示すように、枠状の本体５０Ａと、カバー４０の外側に配されて図示しない電線の端末部を接続可能な取付部６３（図１参照）とを備えている。本体５０Ａは、カバー４０の内面に沿って配された長方形の枠状であって、図４，図６に示すように、回路基板１１を内側に収容する収容壁５１と、収容壁５１の外側に、収容壁５１に沿って配される補強壁５２と、収容壁５１と補強壁５２との間を連ね、かつ、シール部材３９を放熱部材２０との間に挟持する挟持部５６と、放熱部材２０の凹部２３に進入する凸部５７とを備えている。

収容壁５１は、回路基板１１を収容可能な大きさの角筒状であって、回路基板１１を全周に亘って包囲する。補強壁５２は、収容壁５１よりも高さ（突出寸法）が低く、収容壁５１の外側に所定の間隔を空けて配されている。収容壁５１と補強壁５２の間は、所定間隔を空けて連結部５３で連結されている。

補強壁５２の外面には、補強リブ５４が突出している。補強リブ５４は、補強壁５２の前端から凸部５７に連なる後方に向けて傾斜状に突出寸法が大きくされている。挟持部５６は、放熱部材２０の載置部２２の周縁部と対向し、回路基板１１の周縁の近傍から外方側に向けて延びている。挟持部５６は、載置部２２の周縁部の形状に応じて回路基板１１を包囲するように長方形の環状に延びている。

凸部５７は、挟持部５６の外方側の周縁部の全周に亘って後方（放熱部材２０側）に向けて突出している。凸部５７の突出寸法は、放熱部材２０の凹部２３の深さ（前後方向の寸法）の略半分とされている。放熱部材２０にフレーム５０が装着されると、挟持部５６が放熱部材２０の載置部２２との間に接着剤からなるシール部材３９を挟んで凸部５７が凹部２３内に進入することで、凸部５７の端面が溝壁３２となって排水溝３０が形成される。即ち、排水溝３０は、フレーム５０における放熱部材２０側の端面と放熱部材２０の凹部２３（フレーム５０側の面）とを用いて形成される。なお、図４では、シール部材３９は、挟持部５６の上下方向の一部に配されているが、これに限られず、例えば、載置部２２に重なる挟持部５６の全体にシール部材３９が配されていてもよい。

本体５０Ａには合成樹脂製のコネクタハウジング５９が装着される（図１参照）。コネクタハウジング５９は、角筒状のフード部が奥壁部で閉鎖されており、奥壁部にはバスバー１１Ｂと一体に形成されたコネクタ端子が貫通している。また、コネクタハウジング５９は、本体５０Ａにネジ留めされて固定されている。コネクタハウジング５９の側方に隣り合う位置には、図３に示すように、制御用コネクタハウジング６２が配される。制御用コネクタハウジング６２は、回路基板１２に接続されたコネクタ端子６１が固定されており、制御信号が入出力される。

取付部６３は、本体５０Ａと一体に形成され、電源側端子が収容され、内部の電源側端子を外部と仕切るものであり、図１に示すように、カバー４０の外側に配されている。取付部６３の上面側は、蓋部６４がヒンジを軸として開閉可能とされている。

電気接続箱１０の組み付けについて説明する。
放熱部材２０の上面に接着剤を塗布して回路基板１１を貼り付け、フレーム５０を放熱部材２０の上に載置してネジ留めして放熱部材２０に固定する。また、制御用コネクタ６０が装着された回路基板１２、コネクタハウジング５９をフレーム５０にネジ留めして固定する。そして、フレーム５０の上からカバー４０を被せ、カバー４０の留め片４１を放熱部材２０の留め部２５にネジ６５でネジ留めすることで、電気接続箱１０が形成される（図１）。電気接続箱１０は、コネクタハウジング５９側を下方（Ｚ方向を上方）とする向きで車両に搭載される。

本実施形態の作用、効果について説明する。
電気接続箱１０のカバー４０と放熱部材２０が共に金属製であると、放熱部材２０とカバー４０の後端縁４０Ａ（端縁）との間の境界部３８からの水の浸入が懸念される。本実施形態によれば、排水溝３０が放熱部材２０とカバー４０の後端縁４０Ａとの間の境界部３８よりも内側（境界部３８の近傍の位置）に配されることにより、放熱部材２０とカバー４０の後端縁４０Ａとの間の境界部３８から浸入した水を外部に排出する側に導くことができる。よって、金属製の放熱部材２０と金属製のカバー４０との間の境界部３８から浸入した水による不具合を抑制することができる。

また、カバー４０の内面に沿って配される樹脂製のフレーム５０を備え、排水溝３０は、フレーム５０における溝壁３２の面（放熱部材２０側の面）と放熱部材２０における凹部２３の面（フレーム５０側の面）とを用いて構成されている。
このようにすれば、フレーム５０と放熱部材２０を用いて排水溝３０を形成することができるため、排水溝３０を形成するための構成を簡素化することができる。

また、フレーム５０と放熱部材２０との間にシール部材３９を備え、フレーム５０は、回路基板１１，１２を内側に収容する収容壁５１と、収容壁５１の外側に、収容壁５１に沿って配される補強壁５２と、収容壁５１と補強壁５２との間を連ね、かつ、シール部材３９を放熱部材２０との間に挟持する挟持部５６と、を備える。
このようにすれば、排水溝３０の水の内部への浸入をシール部材３９によって確実に防止することができる。ここで、シール部材３９でシールするためには、挟持部５６の長さ（内側から外側に向かう経路長）を長くする（挟持する面積を大きくする）ことが組付作業性等の観点から好ましいが、挟持部５６が長くなると、挟持部５６の剛性が弱くなりやすく、挟持部５６の挟持力の低下が懸念される。本実施形態によれば、補強壁５２により、挟持部５６の強度が高められるため、挟持部５６の挟持力の低下を抑制することができる。

＜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、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）排水溝３０は、フレーム５０と放熱部材２０とにより形成されることとしたが、これに限られない。例えば、フレーム５０及び放熱部材２０とは別体の排水溝をフレーム５０と放熱部材２０との間に設けるようにしてもよい。また、電気接続箱にフレーム５０を設けずに、排水溝を形成してもよい。

（２）シール部材３９は接着剤としたが、これに限られない。例えば、シール部材にゴム等からなるシールリング等を用いてもよい。また、シール部材としてスポンジを用いてもよい。

１０： 電気接続箱
１１，１２： 回路基板
２０： 放熱部材
２１： 板状部
２２： 載置部
２３（２３Ａ，２３Ｂ）： 凹部
３０： 排水溝
３１： 溝底
３２，３３： 一対の溝壁
３８： 境界部
３９： シール部材
４０： カバー
４０Ａ： 後端縁（端縁）
５０： フレーム
５０Ａ： 本体
５１： 収容壁
５２： 補強壁
５６： 挟持部
５７： 凸部

Claims (3)

1. 回路基板と、
   前記回路基板の熱を放熱する金属製の放熱部材と、
   前記回路基板を覆い、前記放熱部材と対向する端縁を有する金属製のカバーと、を備え、
   前記放熱部材と前記カバーの端縁との間の境界部よりも内側には、前記境界部から浸入した水を排出する側に導く排水溝を有する、電気接続箱。
2. 前記カバーの内面に沿って配される樹脂製のフレームを備え、
   前記排水溝は、前記フレームにおける前記放熱部材側の面と前記放熱部材における前記フレーム側の面とを用いて構成されている請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記フレームと前記放熱部材との間にシール部材を備え、
   前記フレームは、前記回路基板を内側に収容する収容壁と、前記収容壁の外側に、前記収容壁に沿って配される補強壁と、前記収容壁と前記補強壁との間を連ね、かつ、前記シール部材を前記放熱部材との間に挟持する挟持部と、を備える請求項２に記載の電気接続箱。

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