JP5109812B2 - 電気接続箱 - Google Patents

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    • H05K7/20445Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff

Description

本発明は、電気接続箱に関する。
従来より、電気接続箱として特許文献1に記載のものが知られている。この電気接続箱は、ケース内に回路基板を収容してなる。回路基板にはパワートランジスタ等の発熱部品が実装されている。発熱部品のリードは、半田を介して、回路基板に配設されたバスバーに接続されている。
図13に、従来技術に係る電気接続箱の伝熱経路を模式的に示す。図13に示すように、通電時に発熱部品110から発生した熱は、発熱部品110のリード111から半田112を介してバスバー113に伝達される。バスバー113に伝達された熱は、ケース115内の空気114に放散され、空気114からケース115に伝達される。ケース115に伝達された熱は、ケース115の外側面からケース外部116に放散される。これにより、発熱部品110から発生する熱を効率よくケース外部116に放散することが期待された。
特開平8−274421号公報
しかしながら上記の構成によると、バスバー113に伝達された熱は、ケース115内の空気114に放散される。この空気114は比較的に熱伝導率が低いので、ケース115内に熱がこもって、ケース115内の温度が上昇することが懸念される。すると、回路基板に実装された電子部品が誤動作したり、半田の接続信頼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、ケース内の温度が上昇することを抑制した電気接続箱を提供することを目的とする。
本発明は、電気接続箱であって、合成樹脂製のケースと、前記ケース内に収容された回路基板と、前記回路基板に実装された発熱部品と、前記ケースにインサート成形された放熱板と、を備え、前記放熱板は、前記ケース内に埋設された埋設部と前記ケースから露出して前記発熱部品と熱的に接続される接続部と、を備え、前記埋設部は、前記回路基板に対して前記発熱部品が実装された側における前記回路基板から離れた位置で前記ケース内に埋設されており、前記ケース内には前記回路基板と電気的に接続されたバスバーが収容されており、前記バスバーは前記放熱板と一体に形成されており、前記ケースには相手側コネクタと嵌合可能な複数のコネクタハウジングが隣り合う前記コネクタハウジング間の隔壁に隔てられて並んで形成されており、前記バスバーは、前記隔壁内にインサート成形されている
通電時に発熱部品から発生した熱は、放熱板の接続部に伝達される。接続部に伝達された熱は、放熱板内を伝わって埋設部に伝導される。埋設部に伝導された熱は、埋設部の外面から直接にケースに伝達される。ケースに伝達された熱は、ケース内を伝導することによりケース全体に均熱化される。その後、熱は、ケースの外面からケースの外部に放散される。
このように、本発明によれば、発熱部品から発生した熱をケースの外部に放散するまでの過程において、比較的に熱伝導率の小さな空気を介さなくてもよい。これにより、ケース内に熱がこもることを抑制できるから、ケース内の温度が上昇することを抑制できる。
また、上記の構成によれば、放熱板とバスバーとが一体に形成されているので、放熱板とバスバーとを別体に形成する場合に比べて省スペース化を図ることができる。
さらに、従来、並んで配される複数の端子金具の隙間は利用されておらず、デッドスペースとなっていた。上記の構成によれば、複数の端子金具の隙間を有効に利用してバスバーを配することができるので、スペース効率を向上させることができる。
なお、「熱的に接続される」とは、発熱部品と接続部とが直接に接続されるか、若しくは、発熱部品と接続部とが別部材を介して間接的に接続されており、発熱部品から発生した熱が接続部へと伝達可能な状態であるか、又は、発熱部品と接続部との間で輻射により熱が移動可能な状態であることをいう。
本発明の実施態様としては以下の構成が好ましい。
前記回路基板にはプリント配線技術により導電路が形成されており、前記発熱部品のリードは前記導電路に接続されており、前記放熱板の前記接続部は、前記導電路に前記リードが接続された位置の近傍で、前記導電路と接続されていてもよい。
上記の構成によれば、発熱部品から発生した熱は、リードから導電路に伝達され、導電路から接続部へと伝達される。そして、導電路と接続部とは、導電路とリードとが接続された位置の近傍で接続されているので、リードから接続部へと、比較的に速やかに熱が伝達される。これにより、導電路に熱が滞留することが抑制されるから、ケース内が上昇することを一層抑制できる。
前記ケースには複数の前記放熱板がインサート成形されており、前記発熱部品の前記リードが接続された導電路には、複数の前記放熱板が接続されていてもよい。
上記の構成によれば、発熱部品から発生した熱は、導電路に伝達された後、複数の放熱板に伝達される。これにより、一つの放熱板に伝達される場合に比べて放熱性を向上させることができる。
前記放熱板の前記埋設部は、前記ケースにおける前記発熱部品と対向する部分の内部に埋設されていてもよい。
上記の構成によれば、発熱部品から発生した熱は、ケースにおける発熱部品と対向する領域に、輻射によって移動する。そして、ケースに移動した熱は、ケースから、放熱板の埋設部に伝達される。そして、熱は、埋設部から放熱板内に伝達されて均熱化される。これにより、発熱部品から発生した熱を均熱化することができる。
前記バスバーは、前記回路基板上に、前記回路基板の板面に対して略垂直な姿勢で配設されていてもよい。
上記の構成によれば、バスバーを回路基板の板面に平行な姿勢で配設する場合に比べて、回路基板の板面に交差する方向の投影面積を小さくすることができる。
前記回路基板には複数の端子金具が並んで配設されており、前記バスバーは、前記端子金具の隙間に位置して配設されていてもよい。
従来、並んで配される複数の端子金具の隙間は利用されておらず、デッドスペースとなっていた。上記の構成によれば、複数の端子金具の隙間を有効に利用してバスバーを配することができるので、スペース効率を向上させることができる。
前記バスバーと、前記放熱板とは、前記発熱部品に熱的に接続されていてもよい。
上記の構成によれば、バスバーと、放熱板との双方により、発熱部品から発生した熱を伝達することができるので、全体として放熱性を向上させることができる。
前記バスバーは、前記回路基板に電源からの電力を供給する電源ラインを構成してもよい。
電源からの電力が供給される電源ラインには、比較的に大きな電流が流れる。このため、電源ラインからは熱が発生する。上記の構成によれば、通電時に、電源ラインを構成するバスバーから発生した熱は、ケースに伝達された後、ケース外に放散される。これにより、全体として放熱性が向上する。
前記ケースの底壁の内面には傾斜面が形成されており、前記傾斜面の最下部には、前記ケース内の水を前記ケース外に排出する排水口が開口されており、前記ケースは前記排水口と異なる領域では液密に形成されていてもよい。
例えばケース内で水が結露することがある。このようなケース内の水は、ケースの底壁に流下し、この底壁に形成された傾斜面を流下して、傾斜面の最下部に開口された排水口からケース外に排出される。
上記のケースは、排水口と異なる領域では液密に形成されているので、排水口と異なる部分から水がケース内に浸入することが抑制される。
しかしながら上記の構成のように、ケースを、排水口と異なる領域を液密に形成すると、ケース内に熱がこもりやすくなる。本発明は、内部に熱がこもりやすい構成を有するケースを用いる場合において、ケース内の温度が上昇することを効果的に抑制できる。
前記発熱部品は半導体リレーであってもよい。
発熱部品として、発熱量の大きな半導体リレーを使用した場合でも、ケース内の温度が上昇することを抑制できる。
本発明によれば、電気接続箱のケース内の温度が上昇することを抑制できる。
本発明を車両(図示せず)に搭載される電気接続箱10に適用した一実施形態を図1ないし図11を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電気接続箱10は、ケース11内に回路基板12を収容してなる。この電気接続箱10は、図示しない電源と、ランプ、ホーン等の車載電装品(図示せず)との間に配設されて、車載電装品の通電、及び断電を実行する。なお、以下の説明では、図2における上方を上方とし、下方を下方とする。また、図2における左方を左方とし、右方を右方とする。また、図3における左側を表側とし、右側を裏側とする。
(ケース11)
図1に示すようにケース11は、左右方向(図1において右手前側から左奥側へ向かう方向)の幅寸法が、表裏方向(図1における上下方向)の厚さ寸法よりも大きな扁平形状をなしている。図2に示すように、ケース11は表裏方向(図2における紙面を貫通する方向)から見て略五角形状をなしている。ケース11の下部に位置する底壁は、左右方向(図2における左右方向)の中央付近を最下部として、略V字状に下降傾斜して形成されている。ケース11の底壁の最下部には、ケース11の内外を連通する排水口13が形成されている(図1参照)。本実施形態においては、ケース11のうち、ケース11の底壁に設けられた排水口13と異なる領域には、ケース11の内外を連通する開口が設けられていない。このため、ケース11は、排水口13と異なる領域においては液密に形成されている。
図3に示すように、ケース11は、裏側(図3における右側)に位置する合成樹脂製の第1ケース14と、表側(図3における左側)に位置する合成樹脂製の第2ケース15と、を備える。
図4に示すように、第1ケース14は、表側(図4における左側)に開口する浅い皿状をなしている。図5に示すように、第1ケース14は、表裏方向(図5において紙面を貫通する方向)から見て、略五角形状をなしている。第1ケース14のうち図5における下部に位置する底壁は、左右方向(図5における左右方向)の中央付近を最下部として、略V字状に下降傾斜して形成されている。これにより、第1ケース14の底壁の内面(図5における上側の面)には、左右方向両端部から、左右方向中央付近に向かうに従って下降傾斜する一対の傾斜面16が形成されている。
図5に示すように、第1ケース14の底壁には、傾斜面16の最下部の位置に、底壁を貫通する第1排水口17が形成されている。第1ケース14には、第1排水口17の上方(図5における上方)の位置に、第1排水口17の上方を覆う第1止水壁18が、表側(図5において紙面を貫通する方向手前側)に突出すると共に、上に凸形状をなす湾曲形状に形成されている。
また、図4に示すように、第2ケース15は、裏側(図4における右側)に開口する浅い皿状をなしている。第2ケース15は、第1ケース14の開口を塞ぐようにして、第1ケース14に一体に組み付けられる。第2ケース15の開口縁には、裏側(図4における右側)に突出して、第1ケース14の開口縁と表側(図4における左側)から当接し、第1ケース14の開口縁と超音波溶着されて液密に固着される溶着壁19が、形成されている。
図6に示すように、第2ケース15は、表裏方向(図6において紙面を貫通する方向)から見て、略五角形状をなしている。溶着壁19は、表裏方向から見て、第2ケース15の外形に略相似形をなす略五角形状をなしている。第2ケース15の溶着壁19のうち図6における下部に位置する溶着壁19は、第2ケース15の底壁とされ、左右方向(図6における左右方向)の中央付近を最下部として、略V字状に下降傾斜して形成されている。これにより、第2ケース15の底壁の内面(図6における上側の面)には、左右方向両端部から、左右方向中央付近に向かうに従って下降傾斜する一対の傾斜面16が形成されている。
図6に示すように、第2ケース15の底壁には、傾斜面16の最下部の位置に、第2ケース15の底壁(溶着壁19)を貫通する第2排水口20が形成されている。
また、図4に示すように、第2ケース15には、溶着壁19の厚さ方向内方の位置に、裏側(図4における右側)に突出する止水リブ21が形成されている。図6に示すように、止水リブ21は、溶着壁19の形状と略相似形をなす略五角形状をなしており、溶着壁19よりも一回り小さく形成されている。この止水リブ21により、ケース11内に水が浸入することが抑制されるようになっている。
止水リブ21の最下部には、第2排水口20と対応する位置が切り欠かれて、切り欠き部22が形成されている。第2ケース15には、第2排水口20及び切り欠き部22の上方(図6における上方)の位置に、第2排水口20及び切り欠き部22の上方を覆う第2止水壁23が、裏側(図6において紙面を貫通する方向手前側)に突出すると共に、上に凸形状をなす湾曲形状に形成されている。第2止水壁23の上方には、裏側(図6において紙面を貫通する方向手前側)に突出すると共に、左右方向に延びて止水リブ21と連結される仕切り壁24が形成されている。
図4に示すように、第1ケース14と第2ケース15とが組み付けられた状態においては、第1ケース14の第1排水口17と、第2ケース15の第2排水口20とは整合するようになっており、これら両排水口13により、排水口13が形成される。また、第1ケース14の第1止水壁18が、第2ケース15の第2止水壁23と、仕切り壁24との間に位置するようになっている。これにより、第1止水壁18と、第2止水壁23と、仕切り壁24との間にラビリンス構造が形成され、排水口13から水がケース11内に浸入することを抑制できるようになっている。
図7に示すように、第2ケース15の表側(図7における左側)には、上端部寄りの位置(図7における上部)に、表側に突出すると共に下方に開口するコネクタハウジング25が形成されている。図1に示すように、コネクタハウジング25は、左右方向(図1における右手前側から左奥側に向かう方向)に複数(本実施形態では4つ)並んで形成されている。各コネクタハウジング25は複数(本実施形態では3つ)の隔壁42により隔てられている。各コネクタハウジング25は図示しない相手側コネクタと嵌合可能になっている。
図7に示すように、各コネクタハウジング25には端子金具26が配設されている。端子金具26は、略直角に曲げ形成されており、一方の端部は、下方に開口するコネクタハウジング25の内部に、先端を下方(図7における下方)に向けて配されており、他方の端部は、その先端が裏側(図7における右側)を向いた姿勢で回路基板12側に突出して配されている。この端子金具26は第2ケース15にインサート成形されており、端子金具26と第2ケース15との間は液密になっている。
(回路基板12)
図4に示すように、ケース11内には、回路基板12が、ケース11の底壁に対して垂直な姿勢(いわゆる縦型配置)で収容されている。回路基板12は、第2ケース15の表側(図4における左側)の内壁面から裏側(図4における右側)に突出するボス27の先端にネジ止めされている。図中、ボルトは省略してある。
図8に示すように、回路基板12は略矩形状をなしている。回路基板12の表面(図8における上側の面)にはプリント配線手段により導電路が形成されている。図8には、回路基板12の右端寄りの位置に形成された第1導電路28(本発明の導電路に相当)と、左右方向の中央付近の位置に形成された第2導電路29(本発明の導電路に相当)と、が記載されている。なお、上記以外の導電路については図中省略してある。
図8に示すように、端子金具26の他方の端部は、回路基板12に形成された挿通孔30に、回路基板12側に延びる端部を挿通した状態で、回路基板12の導電路に半田付け等により電気的に接続されている。端子金具26は、左右方向(図8における左手前側から右奥側へ向かう方向)に、隙間を空けて複数並んで配設されている。
図8に示すように、回路基板12の表面には、電子部品31、半導体リレー32(本発明の発熱部品に相当)が導電路と電気的に接続された状態で実装されている。第1導電路28、及び第2導電路29には、それぞれ複数(本実施形態では2つ)の半導体リレー32が接続されている。半導体リレー32の側面には複数のリード33が外方に突出して設けられている。リード33は各導電路28,29に半田付け等の公知の手法により接続されている。
(バスバー)
図8に示すように、第1導電路28には、半導体リレー32のリード33が接続された位置の近傍に、第1バスバー34が接続されている。本実施形態においては、第1バスバー34は放熱板と一体に形成されており、放熱板を兼ねる。第1バスバー34は、金属板材をプレス加工することにより所定の形状に形成されてなる。図9及び図10に示すように、第1バスバー34は第2ケース15にインサート成形されている。第1バスバー34は、第2ケース15に埋設される埋設部35Aと、第2ケース15から露出して回路基板12側に突出すると共に、第1導電路28に接続される接続部36Aと、を有する。
図8に示すように、第1バスバー34の埋設部35Aは略矩形状をなしている。図9に示すように、埋設部35Aの外面と第2ケース15とは密着している。第2ケース15には、表側(図9の左側)に突出して、第1バスバー34の埋設部35Aを収容する収容部37が形成されている。第1バスバー34の埋設部35Aは、図2に示すように、収容部37内に位置して配されている。
第1バスバー34の埋設部35Aのうち図8における左奥側の端縁には、図8における下方に曲げ形成されて回路基板12側に突出する接続部36Aが形成されている。図10に示すように、第1バスバー34の接続部36Aの先端は、回路基板12のうち半導体リレー32のリード33と第1導電路28とが接続された位置の近傍に形成された挿通孔30に挿通された状態で、第1導電路28と、半田付け等の公知の手法により接続されている。
半導体リレー32のリード33と、第1バスバー34の接続部36Aとは、第1導電路28及び半田を介して間接的に接続されており、且つ、半導体リレー32から発生した熱は、リード33、半田、第1導電路28、半田、接続部36Aを順に伝達して第1バスバー34に伝達可能になっている。すなわち、半導体リレー32と第1バスバー34とは熱的に接続されている。
第1バスバー34の接続部36Aは第1導電路28に接続されているが、第1バスバー34には電流が流れないようになっている。
なお、本実施形態においては、図2に示すように、第2ケース15の右端部寄りの位置と、左端部寄りの位置との2ヶ所に、収容部37が形成されている。図2においては、右側に位置する収容部37内に第1バスバー34の埋設部35Aが位置する状態を示した。詳細には図示しないが、図2における左側に位置する収容部37内にも、回路基板12に実装された半導体リレー32と熱的に接続されたバスバー(図示せず)の埋設部がインサート成形により埋設されている。
図8に示すように、第2導電路29には、半導体リレー32のリード33が接続された位置の近傍に、第2バスバー38(本発明の放熱板、及びバスバーに相当)が接続されている。本実施形態においては、第2バスバー38は放熱板と一体に形成されており、放熱板を兼ねる。第2バスバー38は、金属板材をプレス加工することにより所定の形状に形成されてなる。第2バスバー38は、回路基板12の表面(図8における上面)に、回路基板12の板面と略垂直な姿勢で配設されている。
図9及び図10に示すように、第2バスバー38は第2ケース15にインサート成形されている。第2バスバー38は、第2ケース15に埋設される埋設部35Bと、第2ケース15から露出して回路基板12側に突出すると共に、第2導電路29に接続される接続部36Bと、を有する。
図8に示すように、第2バスバー38の埋設部35Bは、略直角に曲げ形成されている。埋設部35Bは、回路基板12の板面に対して略直交する姿勢で配されている。図9及び図10に示すように、埋設部35Bの外面と第2ケース15とは密着している。図2に示すように、埋設部35Bは、第2ケース15に形成されたコネクタハウジング25を隔てる隔壁42の内部に、インサート成形されて配されている。図1に示すように、第2バスバー38の埋設部35Bがインサート成形された隔壁42は、他の隔壁42に比べて、左右方向(図1における右手前側から左奥側へ向かう方向)の幅寸法が大きく設定されている。
図8に示すように、第2バスバー38の埋設部35Bには、図8における右奥側のうち回路基板12と反対側の端部から、回路基板12の板面に略平行に延びる端子部39が突出して形成されている。図9に示すように、端子部39は、第2ケース15のコネクタハウジング25内に、先端が下方を向く姿勢で配される。端子部39は、コネクタハウジング25に嵌合される相手側コネクタ(図示せず)と電気的に接続される。端子部39は相手側コネクタを介して電源と接続される。これにより、第2バスバー38は、回路基板12に電源からの電力を供給する電力ラインとされる。
図8に示すように、第2バスバー38の埋設部35Bには、図8における右奥側のうち回路基板12側の端部から、回路基板12側に向けて延びるタブ40が突出して形成されている。タブ40は、回路基板12に形成された挿通孔30内に挿通されて、第1導電路28と半田付け等の公知の手法により接続される。本実施形態においては、タブ40は、第1導電路28に接続された半導体リレー32とは比較的に離れた位置に配されているが、半導体リレー32の近傍に配してもよい。
図8に示すように、第2バスバー38の埋設部35Bには、図8における右手前側のうち回路基板12側に端部から、回路基板12側に向けて延びる接続部36Bが突出して形成されている。図8に示すように、接続部36Bの先端は回路基板12のうち半導体リレー32のリード33と第2導電路29とが接続された位置の近傍に形成された挿通孔30に挿通された状態で、第2導電路29と、半田付け等の公知の手法により接続されている。本実施形態においては、挿通孔30は、2つの半導体リレー32の間の位置に形成されている。
図8に示すように、第2バスバー38の埋設部35Bは、第2導電路29に接続された半導体リレー32の上方の位置に配されている。換言すると、第2バスバー38の埋設部35Bは、第2ケース15のうち、第2導電路29に接続された半導体リレー32と対向する位置に配されている。
図8に示すように、第2バスバー38の埋設部35Bのうち、下方(図8における右手前側の方向)に向けて曲げ形成されてなる部分は、回路基板12に並んで配設された複数の端子金具26の隙間に位置して配設されている。
半導体リレー32のリード33と、第2バスバー38の接続部36Bとは、第2導電路29及び半田を介して間接的に接続されており、且つ、半導体リレー32から発生した熱は、リード33、半田、第2導電路29、半田、接続部36Bを順に伝達して第2バスバー38に伝達可能になっている。すなわち、半導体リレー32と第2バスバー38とは熱的に接続されている。
第2バスバー38は、相手側コネクタと電気的に接続される端子部39から供給される電流を、タブ40から第1導電路28へ分岐すると共に、接続部36Bから第2導電路29へ分岐するようになっている。
続いて、本実施形態の組み付け工程の一例について説明する。まず、金属板材をプレス加工することにより所定の形状に形成し、図示しない金型に載置してインサート成形を行い、第2ケース15を形成する。
一方、回路基板12にプリント配線技術により導電路を形成し、半導体リレー32、電子部品31等を例えばリフロー半田付け等の公知の手法により導電路に電気的に接続する。
続いて、回路基板12を、半導体リレー32等が実装された面を表側(図4における右側)に向けた姿勢で、第2ケース15のボス27に、ボルト(図示せず)によりネジ止めする。すると、端子金具26、第1バスバー34の接続部36A、第2バスバー38の接続部36B、及び第2バスバー38のタブ40が、回路基板12の挿通孔30内に挿通される。
続いて、フロー半田付け等の公知の手法により、端子金具26、第1バスバー34の接続部36A、第2バスバー38の接続部36B、及び第2バスバー38のタブ40と、回路基板12の導電路と、を電気的に接続する。
続いて、第1ケース14の第1排水口17と、第2ケース15の第2排水口20と、を整合させた姿勢で、第1ケース14の開口縁に、第2ケース15の溶着壁19を突き当てる。その後、重ねた両ケース14,15の外周部を、アタッチメント(不図示)で挟んで、超音波溶着装置により両ケース14,15に振動(超音波)を加える。これにより、第2ケース15の溶着壁19の先端部が振動による摩擦熱により溶け、第1ケース14の開口縁に液密に固着される。これにより、電気接続箱10が完成する。
その後、電気接続箱10は、車両に対して、回路基板12の板面が垂直になる姿勢で取り付けられる。
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。従来技術においては、図13に示すように、通電時に発熱部品110から発生した熱は、発熱部品110のリード111から半田112を介してバスバー113に伝達され、バスバー113からケース115内の空気114に放散され、空気114からケース115に伝達された後、ケース115の外側面からケース外部116に放散されるようになっていた。
しかしながら上記の構成によると、バスバー113に伝達された熱は、ケース115内の空気114に放散される。この空気114は比較的に熱伝導率が低いので、ケース115内に熱がこもって、ケース115内の温度が上昇することが懸念される。すると、回路基板に実装された電子部品が誤動作したり、半田の接続信頼性が低下することが懸念される。
上記の点に鑑み、本実施形態においては、第1バスバー34及び第2バスバー38を第2ケース15にインサート成形し、両バスバー34,38に形成した接続部36A,36Bを、半導体リレー32のリード33の近傍の位置において第1導電路28及び第2導電路29と接続した。
これにより、図11に模式的に示すように、通電時に半導体リレー32(発熱部品)から発生した熱は、半導体リレー32のリード33に伝達される。リード33に伝達された熱は、半田及び両導電路28,29を介して両バスバー34,38の接続部36A,36Bに伝達される。接続部36A,36Bに伝達された熱は、両バスバー34,38内を伝わって埋設部35A,35Bに伝導される。埋設部35A,35Bに伝導された熱は、埋設部35A,35Bの外面から直接に第2ケース15に伝達される。第2ケース15に伝達された熱は、第2ケース15内を伝導し、さらに第1ケース14にも伝達されてケース11全体に均熱化される。その後、熱は、ケース11の外面からケース11の外部50に放散される。
このように本実施形態によれば、半導体リレー32から発生した熱をケース11の外部に放散するまでの過程において、比較的に熱伝導率の小さな空気を介さなくてもよい。これにより、ケース11内に熱がこもることを抑制できるから、ケース11内の温度が上昇することを抑制できる。
さらに、熱がケース11内に均熱化されることにより、ケース11内の温度が上昇することを一層抑制できる。
その上、本実施形態においては、両バスバー34,38の接続部36A,36Bは、各導電路28,29にリード33が接続された位置の近傍で、各導電路28,29に接続されている。これにより、半導体リレー32から発生した熱は、リード33から各導電路28,29に伝達され、各導電路28,29から接続部36A,36Bへと伝達される。そして、各導電路28,29と接続部36A,36Bとは、各導電路28,29とリード33とが接続された位置の近傍で接続されているので、リード33から接続部36A,36Bへと、比較的に速やかに熱が伝達される。これにより、第1導電路28又は第2導電路29に熱が滞留することが抑制されるから、ケース11内が上昇することを一層抑制できる。
また、両バスバー34,38の大きさ、及び形状を、半導体リレー32の発熱量に対応させて変更することにより、効果的に放熱できる。
また、本実施形態によれば、第1ケース15には第1バスバー34及び第2バスバー38がインサート成形されている。そして、第1バスバー34の接続部36Aと、第2バスバー38の接続部36Bとは、半導体リレー32のリード33が接続された第1導電路28に接続されている。これにより、半導体リレー32から発生した熱は、第1導電路28に伝達された後、第1バスバー34及び第2バスバー38に伝達される。これにより、一つのバスバーに伝達される場合に比べて放熱性を向上させることができる。
また、本実施形態においては、第2バスバー38の埋設部35Bは、第2ケース15のうち半導体リレー32と対向する位置に配されている。これにより、半導体リレー32から発生した熱は、半導体リレー32から、第2ケース15の内面のうち、半導体リレー32と対向する部分に輻射によって移動する。その後、熱は、第2ケース15内を伝導して第2バスバー38の埋設部35Bに伝達される。第2バスバー38の埋設部35Bに伝達された熱は、第2バスバー38内に伝導して均熱化される。このように、本実施形態によれば、半導体リレー32から発生した熱を均熱化することができる。
また、本実施形態においては、両バスバー34,38は、放熱板と一体に形成されているので、放熱板とバスバーとを別体に形成する場合に比べて省スペース化を図ることができる。
また、本実施形態においては、第2バスバー38は、回路基板12上に、回路基板12の板面に対して略垂直な姿勢で配設されている。これにより、第2バスバー38を回路基板12の板面に平行な姿勢で配設する場合に比べて、回路基板12の板面に交差する方向の投影面積を小さくすることができる。
また、本実施形態においては、回路基板12に複数並んで配された端子金具26の隙間に位置して、第2バスバー38が配設されている。これにより、従来、デッドスペースとされていた端子金具26の間の隙間を、有効に利用することができるので、スペース効率を向上させることができる。
また、本実施形態においては、第2ケース15には、複数のコネクタハウジング25が隔壁42に隔てられて並んで形成されており、第2バスバー15の埋設部35Bは、隔壁42内にインサート成形されている。これにより、従来、デッドスペースとされていた隔壁42内に、第2バスバー15の埋設部35Bを配することができる。これにより、スペース効率を向上させることができる。
また、本実施形態においては、両バスバー34,38は、半導体リレー32に熱的に接続されている。これにより、両バスバー34,38と、放熱板との双方により、半導体リレー32から発生した熱を伝達することができるので、全体として放熱性を向上させることができる。
また、本実施形態においては、第2バスバー38は、回路基板12に電源からの電力を供給する電力ラインを構成する。電源からの電力が供給される電源ラインには、比較的に大きな電流が流れる。このため、電源ラインからは熱が発生する。上記の構成によれば、通電時に、電源ラインを構成する第2バスバー38から発生した熱は、ケース11に伝達された後、ケース11外に放散される。これにより、全体として放熱性が向上する。
また、本実施形態においては、ケース11の底壁の内面には傾斜面16が形成されており、傾斜面16の最下部には、ケース11内の水をケース11外に排出する排水口13が開口されており、ケース11は排水口13と異なる領域では液密に形成されている。これにより、例えばケース11内で結露した水は、ケース11の底壁に流下し、この底壁に形成された傾斜面16を流下して、傾斜面16の最下部に開口された排水口13からケース11外に排出される。
そして、ケース11は、排水口13と異なる領域では液密に形成されているので、排水口13と異なる部分から水がケース11内に浸入することが抑制される。
しかしながら上記の構成のように、ケース11を、排水口13と異なる領域を液密に形成すると、ケース11の内部と、ケース11の外部との間で、空気が流通しにくくなる。さらに、本実施形態においては、排水口13の上方には、第1止水壁18及び第2止水壁23が入り組んだ構造を形成している。これにより、排水口13からケース11内に水が浸入することを抑制できるものの、同時に、ケース11外部の冷たい空気がケース11内に流入することも抑制される。この結果、ケース11内の空気に放散された熱は、ケース11内にこもりやすくなる。
しかしながら、ケース11内部にこもる熱をケース11外に放散させるために、ケース11に開口を設けると、この開口から水がケース11内に浸入しやすくなる。このように、ケース11の防水性を向上させようとすると、ケース11の内部に熱がこもりやすくなるという問題が生じる。
本実施形態は、ケース11内の空気を介することなく、半導体リレー32から発生した熱を、ケース11外部に放散することができる。この結果、内部に熱がこもりやすい構成を有するケース11を用いる場合においても、ケース11内の温度が上昇することを効果的に抑制できる。
また、本実施形態によれば、発熱部品として、発熱量の大きな半導体リレー32を使用した場合でも、ケース11内の温度が上昇することを抑制できる。
<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)本実施形態では、回路基板12に形成された第1導電路28及び第2導電路29に第1バスバー34及び第2バスバー38が接続される構成としたが、これに限られず、回路基板12の表面に図12に示すパターンの第3導電路41(本発明の導電路に相当)を形成し、この第3導電路41に第1バスバー34及び第2バスバー38を接続してもよい。回路基板12の表面に形成される導電路は、必要に応じて任意のパターンを採用しうる。
(2)本実施形態では、発熱部品として半導体リレー32を用いたが、これに限られず、発熱部品としては、メカニカルリレーでもよいし、また、通電することにより発熱する部品であれば、必要に応じて任意の電子部品としてもよい。
(3)本実施形態では、回路基板12は縦置き配置としたが、横置きでもよいし、必要に応じて任意の姿勢で配置しうる。
(4)本実施形態では、各バスバー34,38の各接続部36A,36Bは、各導電路28,29を介して半導体リレー32と熱的に接続する構成としたが、これに限られず、バスバーの接続部と、半導体リレーのリードとを半田付け、又は溶接等により直接に接続してもよい。
また、バスバーの接続部と、半導体リレーを間隔を空けて対向して配することにより、半導体リレーから発生した熱を輻射によりバスバーの接続部に伝達する構成としてもよい。
(5)本実施形態では、第1ケース14と第2ケース15とは、排水口13と異なる領域において超音波溶着により液密に組み付けられる構成としたが、これに限られず、第1ケース14の開口縁と、第2ケース15の開口縁との間にパッキンを介することにより、両ケース14,15を液密に組み付けてもよい。また、第1ケース14と第2ケース15とを接着剤により接着してもよい。また、第1ケース14と第2ケース15とをレーザー溶着により溶着してもよい。このように第1ケース14と第2ケース15とは、必要に応じて、任意の手法により液密に組み付けることができる。
(6)本実施形態では、第1ケース14と第2ケース15とは、排水口13と異なる領域において液密態で組み付けられる構成としたが、これに限られず、第1ケース14と第2ケース15とは、両ケース14,15の一方に設けられたロック突部と、他方に設けられてロック突部と係止するロック受け部とが弾性的に係合することで一体に組み付けられる構成としてもよい。また、ボルトによりネジ止めしてもよく、必要に応じて任意の組み付け構造を取り得る。
(7)本実施形態においては、第1バスバー34及び第2バスバー38は放熱板と一体に形成され、放熱板を兼ねる構成としたが、これに限られず、第1バスバー34及び第2バスバー38は、放熱板と別体に形成されてもよい。この場合、半導体リレー32の外面が絶縁材料で形成されている場合には、放熱板の接続部を半導体リレー32の外面に接触させてもよい。このとき、放熱板は、回路基板12と電気的に接続されていなくてもよい。
(8)本実施形態においては、第1バスバー34及び第2バスバー38は、半導体リレー32と熱的に接続する構成としたが、両バスバー34,38と別体に形成された放熱板が半導体リレー32と熱的に接続されている場合には、半導体リレー32と熱的に接続しない構成としてもよい。
本発明の一実施形態に係る電気接続箱を示す全体斜視図 電気接続箱を示す正面図 電気接続箱を示す側面図 図2におけるIV−IV線断面図 第1ケースを示す正面図 第2ケースを示す背面図 図2におけるVII−VII線断面図 回路基板と、端子金具、第1バスバー、及び第2バスバーとの接続構造を示す斜視図 図2におけるIX−IX線断面図 図2におけるX−X線断面図 本実施形態における電気接続箱の伝熱経路を示す図 他の実施形態(1)に係る回路基板と、端子金具、第1バスバー、及び第2バスバーとの接続構造を示す斜視図 従来技術における電気接続箱の伝熱経路を示す図
符号の説明
10…電気接続箱
11…ケース
12…回路基板
13…排水口
16…傾斜面
28…第1導電路(導電路)
29…第2導電路(導電路)
32…半導体リレー(発熱部品)
33…リード
34…第1バスバー(放熱板、バスバー)
35A,35B…埋設部
36A,36B…接続部
38…第2バスバー(放熱板、バスバー、電源ライン)
41…第3導電路(導電路)
42…隔壁

Claims (10)

  1. 合成樹脂製のケースと、前記ケース内に収容された回路基板と、前記回路基板に実装された発熱部品と、前記ケースにインサート成形された放熱板と、を備え、
    前記放熱板は、前記ケース内に埋設された埋設部と前記ケースから露出して前記発熱部品と熱的に接続される接続部と、を備え、
    前記埋設部は、前記回路基板に対して前記発熱部品が実装された側における前記回路基板から離れた位置で前記ケース内に埋設されており、
    前記ケース内には前記回路基板と電気的に接続されたバスバーが収容されており、前記バスバーは前記放熱板と一体に形成されており、
    前記ケースには相手側コネクタと嵌合可能な複数のコネクタハウジングが隣り合う前記コネクタハウジング間の隔壁に隔てられて並んで形成されており、前記バスバーは、前記隔壁内にインサート成形されている電気接続箱。
  2. 前記回路基板にはプリント配線技術により導電路が形成されており、前記発熱部品のリードは前記導電路に接続されており、前記放熱板の前記接続部は、前記導電路に前記リードが接続された位置の近傍で、前記導電路と接続されている請求項1に記載の電気接続箱。
  3. 前記ケースには複数の前記放熱板がインサート成形されており、前記発熱部品の前記リードが接続された導電路には、複数の前記放熱板が接続されている請求項2に記載の電気接続箱。
  4. 前記放熱板の前記埋設部は、前記ケースにおける前記発熱部品と対向する部分の内部に埋設されている請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の電気接続箱。
  5. 前記バスバーは、前記回路基板上に、前記回路基板の板面に対して略垂直な姿勢で配設されている請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の電気接続箱。
  6. 前記回路基板には複数の端子金具が並んで配設されており、前記バスバーは、前記端子金具の隙間に位置して配設されている請求項5に記載の電気接続箱。
  7. 前記バスバーと、前記放熱板とは、前記発熱部品に熱的に接続される請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の電気接続箱。
  8. 前記バスバーは、前記回路基板に電源からの電力を供給する電源ラインを構成する請求項ないし請求項7のいずれか一項に記載の電気接続箱。
  9. 前記ケースの底壁の内面には傾斜面が形成されており、前記傾斜面の最下部には、前記ケース内の水を前記ケース外に排出する排水口が開口されており、前記ケースは前記排水口と異なる領域では液密に形成されている請求項ないし請求項8のいずれか一項に記載の電気接続箱。
  10. 前記発熱部品は半導体リレーである請求項1ないし請求項のいずれか一項に記載の電気接続箱。
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