JP5566468B2 - メタルコア基板及び該メタルコア基板を用いた電気接続箱 - Google Patents

メタルコア基板及び該メタルコア基板を用いた電気接続箱 Download PDF

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Description

本発明は、メタルコア基板及び該メタルコア基板を用いて電力分配を行う電気接続箱に関するものである。
自動車には多種多様な電子機器が搭載されている。これら多種多様な電子機器に電源からの電力を分配するため、前記自動車には適宜箇所に電気接続箱が配置されている。この電気接続箱は、車種によりいろいろな構造のものが用いられているが、例えば、特許文献1に示す電気接続箱のように、メタルコア基板を用いて電力分配を行う構造のものがある。
また、図8に示すように、メタルコア基板501のコア金属板502を放熱の目的だけでなく電力分配回路の一部として利用した電気接続箱510が知られている。この電気接続箱510は、バッテリ及びオルタネータからの電力を複数の電子機器に分配するものであり、1枚のメタルコア基板501と、メタルコア基板501の表面に搭載される複数の電子部品と、バッテリと接続されるコネクタ507aと、オルタネータと接続されるコネクタ507bと、これらを収容する図示しないケースと、を備えている。
上記メタルコア基板501には、1枚のコア金属板502と、このコア金属板502の表面を覆った絶縁層504a,504bと、絶縁層504a,504bの表面に設けられた導体パターン505と、が設けられている。また、前記導体パターン505は、銅箔で構成されている。
上記コネクタ507aは、L字型の端子571aと、コネクタハウジング570aと、で構成されている。前記端子571aには、バッテリと接続されたワイヤハーネスのコネクタと接続される第1接続部572aと、メタルコア基板501に取り付けられた第2接続部573aと、が設けられている。前記第1接続部572aは、前記コネクタハウジング570aの内側に配置されている。前記第2接続部573aは、メタルコア基板501を貫通する格好で当該メタルコア基板501に取り付けられ、導体パターン505に電気接続されているとともにコア金属板502と絶縁されている。
上記コネクタ507bは、L字型の端子571bと、コネクタハウジング570bと、で構成されている。前記端子571bには、オルタネータと接続されたワイヤハーネスのコネクタと接続される第1接続部572bと、メタルコア基板501に取り付けられた第2接続部573bと、が設けられている。前記第1接続部572bは、前記コネクタハウジング570bの内側に配置されている。前記第2接続部573bは、メタルコア基板501を貫通する格好で当該メタルコア基板501に取り付けられ、導体パターン505及びコア金属板502に電気接続されている。
このように、電気接続箱510においては、絶縁層504a,504bの表面に設けられた導体パターン505のみによりバッテリからの電力分配回路が構成され、導体パターン505及びコア金属板502によりオルタネータからの電力分配回路が構成されていた。しかしながら、前記バッテリからの電力分配回路においては、導体パターン505の厚みがコア金属板502に比べて薄い分、大きな表面積を必要とするので、メタルコア基板501が大型化するという問題があった。
この問題に対し、図9に示す電気接続箱610のように、メタルコア基板601のコア金属板602に直線状のスリット603を形成して当該コア金属板602を2分割し、分割された部分の一方602aをバッテリからの電力分配回路として用い、分割された部分の他方602bをオルタネータからの電力分配回路として用いることで、メタルコア基板601の大型化を抑制する構造が考えられる。
また、図9中の604a,604bは、スリット603を埋めるとともにコア金属板602の表面を覆ってこの2分割されたコア金属板602を一体化した絶縁層である。また、図9中の605は、絶縁層604a,604bの表面に設けられた導体パターンである。また、図9中の570aは、図8と同様にバッテリと接続されるコネクタであり、570bは、図8と同様にオルタネータと接続されるコネクタである。
特開2007−325345号公報
しかしながら、図9に示した電気接続箱610のように、コア金属板602に直線状のスリット603を形成して当該コア金属板602を単純に2分割した場合、メタルコア基板601に搭載された電子部品の重みやメタルコア基板601自体の重み等が、他の部分よりも強度の低いスリット603部分に作用して、このメタルコア基板601が図10に示すように曲がってしまう恐れがあるという問題があった。
したがって、本発明は、曲がることを防止できるメタルコア基板、及び、該メタルコア基板を用いた電気接続箱を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に記載された発明は、複数のコア金属板がスリット状の間隙を介して配置されたコア金属層と、前記間隙を埋めるとともに前記複数のコア金属板の表面を覆って当該複数のコア金属板を一体化した絶縁層と、が設けられたメタルコア基板であって、前記間隙が一直線ではなく、前記間隙を間に挟んで隣り合う前記コア金属板同士の一方に、他方に向かって突出した凸部が設けられ、前記他方に、前記凸部が位置付けられる凹部が設けられており、前記凸部の突出量が10mm以上であり、前記コア金属層が矩形をなし、前記間隙が、前記矩形の一辺から直線状に延びた第1直線部と、前記矩形の他の辺から直線状に延び、前記第1直線部の仮想延長線と平行であるとともに前記第1直線部と同一直線上に並ばない第2直線部と、を少なくとも有していることを特徴とするメタルコア基板である。
請求項2に記載された発明は、請求項1記載のメタルコア基板を備え、複数系統の電源から前記各コア金属板にそれぞれ入力された電力を分配することを特徴とする電気接続箱である。
請求項1に記載された発明によれば、他の部分よりも強度の低い部分である間隙が一直線ではないので、間隙が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散されることになり、メタルコア基板が曲がることを防止できる。
また、間隙を間に挟んで隣り合うコア金属板同士の一方に、他方に向かって突出した凸部が設けられ、前記他方に、前記凸部が位置付けられる凹部が設けられて、間隙がジグザグに形成されているので、間隙が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散される上に、間隙の長さが長くなることでコア金属板同士を接着する樹脂量が増え、メタルコア基板が曲がることを防止できる。
さらに、コア金属層が矩形をなし、間隙が、前記矩形の一辺から直線状に延びた第1直線部と、前記矩形の他の辺から直線状に延び、前記第1直線部の仮想延長線と平行であるとともに前記第1直線部と同一直線上に並ばない第2直線部と、を少なくとも有しているので、第1直線部及び第2直線部に沿ってメタルコア基板が曲がることを防止できる。
請求項3,4に記載された発明によれば、間隙を間に挟んで隣り合うコア金属板同士の一方に、他方に向かって突出した凸部が設けられ、前記他方に、前記凸部が位置付けられる凹部が設けられて、間隙がジグザグに形成されているので、間隙が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散される上に、間隙の長さが長くなることでコア金属板同士を接着する樹脂量が増え、メタルコア基板が曲がることを防止できる。
請求項2に記載された発明によれば、複数のコア金属板を複数系統の電源からの電力分配回路として用いることにより、メタルコア基板の大型化を抑制することができる。
本発明の第1の実施形態にかかる電気接続箱の概略構成を示す断面図である。 図1に示されたメタルコア基板のA−A線に沿った断面図である。 図2に示されたメタルコア基板の製造方法を説明する説明図である。 第1の参考例の電気接続箱を構成するメタルコア基板の断面図である。 第2の参考例の電気接続箱を構成するメタルコア基板の断面図である。 本発明の第の実施形態にかかる電気接続箱を構成するメタルコア基板の断面図である。 本発明の第の実施形態にかかる電気接続箱を構成するメタルコア基板の断面図である。 従来の電気接続箱の概略構成を示す断面図である。 従来の他の電気接続箱の概略構成を示す断面図である。 図9に示されたメタルコア基板に変形が生じた状態を示す断面図である。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態にかかるメタルコア基板及び電気接続箱を図1〜図3を参照して説明する。
本実施形態の電気接続箱10は、自動車に搭載されて、バッテリ及びオルタネータからの電力を複数の電子機器に分配するものである。電気接続箱10は、図1に示すように、1枚のメタルコア基板1と、メタルコア基板1の表面に搭載される複数の電子部品6と、バッテリと接続されるコネクタ7aと、オルタネータと接続されるコネクタ7bと、これらを収容するケース8と、を備えている。
上記メタルコア基板1には、図1及び図2に示すように、2枚のコア金属板2a,2bがスリット状の間隙3を介して同一面上に配置された、平面視が矩形のコア金属層2と、間隙3を埋めるとともに2枚のコア金属板2a,2bの表面を覆ってこれらコア金属板2a,2bを一体化した絶縁層4a,4bと、絶縁層4a,4bの表面に設けられた導体パターン5と、図示しない複数のスルーホールと、が設けられている。前記絶縁層4a,4bは、ガラス繊維織物にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグで構成されている。即ち、前記間隙3は、エポキシ樹脂で埋め固められている。前記導体パターン5は、銅箔で構成されている。
上記コネクタ7aは、L字型の端子71aと、コネクタハウジング70aと、で構成されている。前記端子71aには、バッテリと接続されたワイヤハーネスのコネクタと接続される第1接続部72aと、メタルコア基板1に取り付けられた第2接続部73aと、が設けられている。前記第1接続部72aは、前記コネクタハウジング70aの内側に配置されている。前記第2接続部73aは、メタルコア基板1を貫通する格好で当該メタルコア基板1に取り付けられ、導体パターン5及び一方のコア金属板2aに電気接続されている。
上記コネクタ7bは、L字型の端子71bと、コネクタハウジング70bと、で構成されている。前記端子71bには、オルタネータと接続されたワイヤハーネスのコネクタと接続される第1接続部72bと、メタルコア基板1に取り付けられた第2接続部73bと、が設けられている。前記第1接続部72bは、前記コネクタハウジング70bの内側に配置されている。前記第2接続部73bは、メタルコア基板1を貫通する格好で当該メタルコア基板1に取り付けられ、導体パターン5及び他方のコア金属板2bに電気接続されている。
このような電気接続箱10は、前記バッテリから前記ワイヤハーネス及びコネクタ7aを介して一方のコア金属板2aに入力された電力を、導体パターン5及び電子部品6等に分岐して、各電子機器に分配する。また、電気接続箱10は、前記オルタネータから前記ワイヤハーネス及びコネクタ7bを介して他方のコア金属板2bに入力された電力を、導体パターン5及び電子部品6等に分岐して、各電子機器に分配する。
また、本発明の電気接続箱10においては、電子部品6の重みやメタルコア基板1自体の重み等が他の部分よりも強度の低い間隙3部分に作用してメタルコア基板1が曲がることを防止するために、間隙3を以下に説明する形状にして強度向上を図っている。
上記間隙3は、図2に示すように、一直線ではない形状とされている。即ち、間隙3は、矩形のコア金属層2の一辺から直線状に延びた第1直線部31と、コア金属層2の他の辺、即ち前記一辺の対辺、から直線状に延び、第1直線部31の仮想延長線Pと平行であるとともに第1直線部31と同一直線上に並ばない第2直線部32と、第1直線部31の端部と第2直線部32の端部を繋げたコ字型のコ字型部33と、を有している。この間隙3の幅は、0.5〜1.0mmとされている。
また、上述した間隙3を間に挟んで隣り合う2枚のコア金属板2a,2bのうち、一方のコア金属板2bには、他方のコア金属板2aに向かって突出した凸部21が設けられ、他方のコア金属板2aには、前記凸部21が位置付けられる凹部22が設けられている。この凸部21の第2直線部32からの突出量Qは、10mm以上とされている。
このように、本発明では、間隙3が一直線ではないので、間隙3が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散されることになり、メタルコア基板1が曲がることを防止できる。また、第1直線部31と第2直線部32とが同一直線上に並ばないように形成されているので、第1直線部31及び第2直線部32に沿ってメタルコア基板1が曲がることを防止できる。また、間隙3がジグザグに形成されているので、間隙3が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散される上に、間隙3の長さが長くなることでコア金属板2a,2b同士を接着する樹脂量が増え、メタルコア基板1が曲がることを防止できる。
また、本発明では、前述したように、凸部21の第2直線部32からの突出量Qを10mm以上とすることにより、上述したメタルコア基板1の変形防止効果を得ることができる。
また、上述した2枚のコア金属板2a,2bは、図3に示す1枚の板金20から形成される。即ち、メタルコア基板1は、板金20に間隙3が打ち抜き形成され、この板金20の表面及び裏面にプリプレグが積層された後、板金20における一点鎖線Rの外側部分が切除されて形成されている。
このように、本発明によれば、メタルコア基板1の大型化を抑制することができ、前記メタルコア基板1が曲がることを防止できる電気接続箱10を提供することができる。
第1の参考例)
本発明ではないが参考となる第1の参考例のメタルコア基板及び電気接続箱を図4を参照して説明する。当該電気接続箱は、前述したメタルコア基板1の代わりに図4に示すメタルコア基板101を備えている事以外は第1の実施形態で説明した電気接続箱10と同一構成である。
上記メタルコア基板101には、図4に示すように、2枚のコア金属板102a,102bがスリット状の間隙103を介して同一面上に配置された、平面視が矩形のコア金属層102と、間隙103を埋めるとともに2枚のコア金属板102a,102bの表面を覆ってこれらコア金属板102a,102bを一体化した絶縁層(不図示)と、絶縁層の表面に設けられた導体パターン(不図示)と、図示しない複数のスルーホールと、が設けられている。前記絶縁層は、第1の実施形態で説明した絶縁層4a,4bと同一構成である。
上記間隙103は、一直線ではない形状とされている。即ち、間隙103は、矩形のコア金属層102の一辺から直線状に延びた第1直線部131と、コア金属層102の他の辺、即ち前記一辺の対辺、から直線状に延び、第1直線部131の仮想延長線Sと平行であるとともに第1直線部131と同一直線上に並ばない第2直線部132と、第1直線部131の端部と第2直線部132の端部を繋げた直線状の第3直線部133と、を有している。この間隙103の幅は、0.5〜1.0mmとされている。
このように、隙103が一直線ではないので、間隙103が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散されることになり、メタルコア基板101が曲がることを防止できる。また、第1直線部131と第2直線部132とが同一直線上に並ばないように形成されているので、第1直線部131及び第2直線部132に沿ってメタルコア基板101が曲がることを防止できる。
第2の参考例
本発明ではないが参考となる第2の参考例のメタルコア基板及び電気接続箱を図5を参照して説明する。本実施形態の電気接続箱は、前述したメタルコア基板1の代わりに図5に示すメタルコア基板201を備えている事以外は第1の実施形態で説明した電気接続箱10と同一構成である。
上記メタルコア基板201には、図5に示すように、2枚のコア金属板202a,202bがスリット状の間隙203を介して同一面上に配置された、平面視が矩形のコア金属層202と、間隙203を埋めるとともに2枚のコア金属板202a,202bの表面を覆ってこれらコア金属板202a,202bを一体化した絶縁層(不図示)と、絶縁層の表面に設けられた導体パターン(不図示)と、図示しない複数のスルーホールと、が設けられている。前記絶縁層は、第1の実施形態で説明した絶縁層4a,4bと同一構成である。
上記間隙203は、一直線ではない形状とされている。即ち、間隙203は、矩形のコア金属層202の一辺から直線状に延びた直線部231と、コア金属層202の他の辺、即ち前記一辺の対辺、から直線状に延び、直線部231と同一直線上に並ぶ直線部232と、直線部231の端部と直線部232の端部を繋げたコ字型のコ字型部233と、を有している。この間隙203の幅は、0.5〜1.0mmとされている。
また、上述した間隙203を間に挟んで隣り合う2枚のコア金属板202a,202bのうち、一方のコア金属板202bには、他方のコア金属板202aに向かって突出した凸部221が設けられ、他方のコア金属板202aには、前記凸部221が位置付けられる凹部222が設けられている。この凸部221の直線部231,232からの突出量Tは、10mm以上とされている。
このように、隙203が一直線ではないので、間隙203が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散されることになり、メタルコア基板201が曲がることを防止できる。また、間隙203がジグザグに形成されているので、間隙203が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散される上に、間隙203の長さが長くなることでコア金属板202a,202b同士を接着する樹脂量が増え、メタルコア基板201が曲がることを防止できる。
(第の実施形態)
本発明の第の実施形態にかかるメタルコア基板及び電気接続箱を図6を参照して説明する。
本実施形態の電気接続箱は、自動車に搭載されて、3系統の電源、即ちバッテリ、第1オルタネータ、第2オルタネータ、からの電力を複数の電子機器に分配するものである。この電気接続箱は、図6に示す1枚のメタルコア基板301と、メタルコア基板301の表面に搭載される複数の電子部品と、バッテリと接続されるコネクタと、第1オルタネータと接続されるコネクタと、第2オルタネータと接続されるコネクタと、これらを収容するケースと、を備えている。
上記メタルコア基板301には、図6に示すように、3枚のコア金属板302a,302b,302cがスリット状の間隙3,103を介して同一面上に配置された、平面視が矩形のコア金属層302と、間隙3,103を埋めるとともに3枚のコア金属板302a,302b,302cの表面を覆ってこれらコア金属板302a,302b,302cを一体化した絶縁層(不図示)と、絶縁層の表面に設けられた導体パターン(不図示)と、図示しない複数のスルーホールと、が設けられている。前記絶縁層は、第1の実施形態で説明した絶縁層4a,4bと同一構成である。
上記間隙3は、矩形のコア金属層302の一辺から直線状に延びた第1直線部31と、コア金属層302の他の辺、即ち前記一辺の対辺、から直線状に延び、第1直線部31の仮想延長線と平行であるとともに第1直線部31と同一直線上に並ばない第2直線部32と、第1直線部31の端部と第2直線部32の端部を繋げたコ字型のコ字型部33と、を有している。この間隙3の幅は、0.5〜1.0mmとされている。
また、上述した間隙3を間に挟んで隣り合う2枚のコア金属板302a,302bのうち、一方のコア金属板302bには、他方のコア金属板302aに向かって突出した凸部21が設けられ、他方のコア金属板302aには、前記凸部21が位置付けられる凹部22が設けられている。この凸部21の第2直線部32からの突出量は、10mm以上とされている。
上記間隙103は、矩形のコア金属層302の一辺から直線状に延びた第1直線部131と、コア金属層302の他の辺、即ち前記一辺の対辺、から直線状に延び、第1直線部131の仮想延長線と平行であるとともに第1直線部131と同一直線上に並ばない第2直線部132と、第1直線部131の端部と第2直線部132の端部を繋げた直線状の第3直線部133と、を有している。この間隙103の幅は、0.5〜1.0mmとされている。
また、本実施形態の電気接続箱は、前記3系統の電源からワイヤハーネス及びコネクタを介して各コア金属板302a,302b,302cにそれぞれ入力された電力を、導体パターン及び電子部品等に分岐して、各電子機器に分配する。
このように、本発明では、コア金属層302が、複数の間隙3,103、及び、3枚以上のコア金属板302a,302b,302cで構成されていても良い。
(第の実施形態)
本発明の第の実施形態にかかるメタルコア基板及び電気接続箱を図7を参照して説明する。本実施形態の電気接続箱は、前述したメタルコア基板301の代わりに図7に示すメタルコア基板401を備えている事以外は第の実施形態で説明した電気接続箱と同一構成である。
上記メタルコア基板401には、図7に示すように、3枚のコア金属板402a,402b,402cがスリット状の間隙303,403を介して同一面上に配置された、平面視が矩形のコア金属層402と、間隙303,403を埋めるとともに3枚のコア金属板402a,402b,402cの表面を覆ってこれらコア金属板402a,402b,402cを一体化した絶縁層(不図示)と、絶縁層の表面に設けられた導体パターン(不図示)と、図示しない複数のスルーホールと、が設けられている。前記絶縁層は、第1の実施形態で説明した絶縁層4a,4bと同一構成である。
上記間隙303は、矩形のコア金属層402の一辺から直線状に延びた第1直線部331と、コア金属層402の他の辺、即ち前記一辺の対辺、から直線状に延び、第1直線部331の仮想延長線と平行であるとともに第1直線部331と同一直線上に並ばない第2直線部332と、第1直線部331の端部と第2直線部332の端部を繋げた中間部333と、を有している。この間隙303の幅は、0.5〜1.0mmとされている。
上記間隙403は、矩形のコア金属層402の一辺から直線状に延びた直線部431と、コア金属層402の他の辺、即ち前記一辺と交わる辺、から直線状に延びた直線部432と、直線部431の端部と直線部432の端部を繋げた中間部433と、を有している。この間隙403の幅は、0.5〜1.0mmとされている。
上述した間隙303を間に挟んで隣り合う2枚のコア金属板402a,402bのうち、一方のコア金属板402aには、他方のコア金属板402bに向かって突出した凸部321が設けられ、他方のコア金属板402bには、前記凸部321が位置付けられる凹部322が設けられている。この凸部321の突出量は、10mm以上とされている。
また、上述した間隙403を間に挟んで隣り合う2枚のコア金属板402b,402cのうち、一方のコア金属板402cには、他方のコア金属板402bに向かって突出した凸部421が設けられ、他方のコア金属板402bには、前記凸部421が位置付けられる凹部422が設けられている。この凸部421の直線部431からの突出量は、10mm以上とされている。
また、本実施形態の電気接続箱は、前記3系統の電源からワイヤハーネス及びコネクタを介して各コア金属板402a,402b,402cにそれぞれ入力された電力を、導体パターン及び電子部品等に分岐して、各電子機器に分配する。
このように、本発明では、間隙303,403が一直線ではないので、間隙303,403が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散されることになり、メタルコア基板401が曲がることを防止できる。また、間隙303,403がジグザグに形成されているので、間隙303,403が一直線である場合と比較して、強度の低い部分が分散される上に、間隙303,403の長さが長くなることでコア金属板402a,402b,402c同士を接着する樹脂量が増え、メタルコア基板401が曲がることを防止できる。
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
1,101,201,301,401 メタルコア基板
2,102,202,302,402 コア金属層
2a,2b,102a,102b,202a,202b,302a,302b,302c,402a,402b,402c コア金属板
3,103,203,303,403 間隙
4a,4b 絶縁層
10 電気接続箱
21,221,321,421 凸部
22,222,322,422 凹部
31,131,331 第1直線部
32,132,332 第2直線部
P,S 仮想延長線

Claims (2)

  1. 複数のコア金属板がスリット状の間隙を介して配置されたコア金属層と、前記間隙を埋めるとともに前記複数のコア金属板の表面を覆って当該複数のコア金属板を一体化した絶縁層と、が設けられたメタルコア基板であって、
    前記間隙が一直線ではなく、
    前記間隙を間に挟んで隣り合う前記コア金属板同士の一方に、他方に向かって突出した凸部が設けられ、前記他方に、前記凸部が位置付けられる凹部が設けられており、
    前記凸部の突出量が10mm以上であり、
    前記コア金属層が矩形をなし、
    前記間隙が、前記矩形の一辺から直線状に延びた第1直線部と、前記矩形の他の辺から直線状に延び、前記第1直線部の仮想延長線と平行であるとともに前記第1直線部と同一直線上に並ばない第2直線部と、を少なくとも有している
    ことを特徴とするメタルコア基板。
  2. 請求項1記載のメタルコア基板を備え、複数系統の電源から前記各コア金属板にそれぞれ入力された電力を分配する
    ことを特徴とする電気接続箱。
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