JP5634822B2

JP5634822B2 - 電気接続箱

Info

Publication number: JP5634822B2
Application number: JP2010235152A
Authority: JP
Inventors: 学大石; 真紀杉浦; 山本　和弘; 和弘山本; 賢二小川
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: JP2012090439A; CN103181245A; WO2012053664A3; US9385512B2; EP2630846A2; CN103181245B; US20130194725A1; WO2012053664A2

Description

本発明は、自動車に搭載される電気接続箱に関するものであり、特に、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７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８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８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８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８中の５７０ａは、図７と同様にバッテリと接続されるコネクタであり、５７０ｂは、図７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８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９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、メタルコア基板の大型化を抑制することができ、前記メタルコア基板が曲がることを防止できる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と、前記メタルコア基板に搭載された電子部品と、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電気接続箱において、前記電子部品に、前記メタルコア基板にはんだ付けまたはネジ固定される複数の取付部が設けられ、前記複数の取付部のうち少なくとも１つが、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はんだ付けまたはネジ固定され、かつ、前記複数の取付部のうち少なくとも１つが、前記間隙を間に挟んで隣り合う前記コア金属板同士の他方にはんだ付けまたはネジ固定されており、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いることを特徴とする電気接続箱である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、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ものである。

請求項１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。また、複数の取付部のうち少なくとも１つが、間隙を間に挟んで隣り合うコア金属板同士の一方にはんだ付けまたはネジ固定され、かつ、複数の取付部のうち少なくとも１つが、間隙を間に挟んで隣り合うコア金属板同士の他方にはんだ付けまたはネジ固定されているので、これら取付部のはんだ付けまたはネジ固定によってメタルコア基板の強度が補強され、そのために、間隙に沿ってメタルコア基板が曲がることを防止できる。よって、メタルコア基板の大型化を抑制することができ、前記メタルコア基板が曲がることを防止できる電気接続箱を提供することができる。
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、そのために、間隙に沿ってメタルコア基板が曲がることをさらに防止できる。

請求項２に記載された発明によれば、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、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、そのために、間隙に沿ってメタルコア基板が曲がることをさらに防止できる。

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平面図である。図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２中のＢ部の拡大図である。図２中のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図４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。本発明の第２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８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電気接続箱を図１〜図５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。この電気接続箱１０は、図１及び図２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リレー６、コネクタブロック７、ヒューズブロック９と、これらを収容する図示しないケースと、を備えている。また、リレー６、コネクタブロック７、ヒューズブロック９は、特許請求の範囲に記載した「電子部品」に相当する。

上記メタルコア基板１には、図３及び図４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。

上記リレー６には、図２に示すように、メタルコア基板１のスルーホールに挿通されてはんだ付けされた複数の端子部６１が設けられている。前記端子部６１は、特許請求の範囲に記載した「取付部」に相当する。

上記コネクタブロック７は、図１に示すように、合成樹脂製のハウジング７０と、このハウジング７０に保持された複数のＬ字型の端子７２と、で構成されている。ハウジング７０には、メタルコア基板１にネジ固定された一対のネジ固定部７１が設けられている。端子７２には、相手方のコネクタと接続される第１接続部７３と、メタルコア基板１のスルーホールに挿通されてはんだ付けされた第２接続部７４と、が設けられている。前記第２接続部７４は、特許請求の範囲に記載した「取付部」に相当する。このコネクタブロック７には、バッテリと接続されたワイヤハーネスのコネクタ、オルタネータと接続されたワイヤハーネスのコネクタ、その他のワイヤハーネスのコネクタ、が接続される。

上記ヒューズブロック９は、図１に示すように、合成樹脂製のハウジング９０と、このハウジング９０に保持された複数のＬ字型の端子９２と、で構成されている。ハウジング９０には、メタルコア基板１にネジ固定された一対のネジ固定部９１が設けられている。端子９２には、ヒューズが接続される第１接続部９３と、メタルコア基板１のスルーホールに挿通されてはんだ付けされた第２接続部９４と、が設けられている。前記第２接続部９４は、特許請求の範囲に記載した「取付部」に相当する。

このような電気接続箱１０は、バッテリからワイヤハーネス及びコネクタブロック７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、リレー６、ヒューズブロック９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、オルタネータからワイヤハーネス及びコネクタブロック７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、リレー６、ヒューズブロック９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、２枚のコア金属板２ａ，２ｂ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することにより、メタルコア基板１の大型化を抑制することができる。

また、本発明の電気接続箱１０においては、リレー６、コネクタブロック７、ヒューズブロック９等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、以下に説明する「強度向上構造」を採用している。

１つ目の「強度向上構造」として、本発明では、図１に示すように、複数のリレー６を間隙３を跨ぐように配置し、該リレー６の複数の端子部６１のうち少なくとも１つをコア金属板２ａにはんだ付けし、残りの端子部６１をコア金属板２ｂにはんだ付けしている。

２つ目の「強度向上構造」として、本発明では、図１に示すように、コネクタブロック７を間隙３を跨ぐように配置し、該コネクタブロック７の一対のネジ固定部７１のうち一方をコア金属板２ａにネジ固定し、他方をコア金属板２ｂにネジ固定している。さらに、コネクタブロック７の複数の端子７２をコア金属板２ａにはんだ付けし、コネクタブロック７の残りの端子７２をコア金属板２ｂにはんだ付けしている。

３つ目の「強度向上構造」として、本発明では、図１に示すように、ヒューズブロック９を間隙３を跨ぐように配置し、該ヒューズブロック９の一対のネジ固定部９１のうち一方をコア金属板２ａにネジ固定し、他方をコア金属板２ｂにネジ固定している。さらに、ヒューズブロック９の複数の端子９２をコア金属板２ａにはんだ付けし、ヒューズブロック９の残りの端子９２をコア金属板２ｂにはんだ付けしている。

４つ目の「強度向上構造」として、本発明では、図１及び図４に示すように、間隙３を一直線ではない形状にしている。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。

上述した４つ目の「強度向上構造」によれば、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が間隙３に沿って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が間隙３に沿って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５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２の実施形態）
本発明の第２の実施形態にかかる電気接続箱を図６を参照して説明する。また、図６において、前述した第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

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１０１と、メタルコア基板１０１の表面に搭載される複数のリレー、コネクタブロック、ヒューズブロックと、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１０１には、図６に示すように、３枚のコア金属板１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが２つのスリット状の間隙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１０２と、間隙３を埋めるとともに３枚のコア金属板１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの表面を覆ってこれらコア金属板１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ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。

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前記コネクタブロックを介して各コア金属板１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにそれぞれ入力された電力を、導体パターン、リレー、ヒューズブロック等に分岐して、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１０２が、複数の間隙３、及び、３枚以上のコア金属板１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで構成されていても良い。

また、詳細な説明は省くが、本実施形態の電気接続箱においても、第１の実施形態の電気接続箱１０と同様に、リレー、コネクタブロック、ヒューズブロックが各間隙３を跨ぐように配置され、前記各電子部品の複数の取付部のうち少なくとも１つが、間隙３を間に挟んで隣り合うコア金属板１０２ａ，１０２ｂ同士またはコア金属板１０２ｂ，１０２ｃ同士の一方にはんだ付けまたはネジ固定され、残りの取付部が間隙３を間に挟んで隣り合うコア金属板１０２ａ，１０２ｂ同士またはコア金属板１０２ｂ，１０２ｃ同士の他方にはんだ付けまたはネジ固定されている。

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メタルコア基板
２，１０２コア金属層
２ａ，２ｂ，１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃコア金属板
３間隙
４ａ，４ｂ絶縁層
６リレー（電子部品）
７コネクタブロック（電子部品）
９ヒューズブロック（電子部品）
１０電気接続箱
２１凸部
２２凹部
３１第１直線部
３２第２直線部
６１端子部（取付部）
７１，９１ネジ固定部（取付部）
７４，９４第２接続部（取付部）
Ｐ仮想延長線

Claims

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と、
前記メタルコア基板に搭載された電子部品と、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電気接続箱において、
前記電子部品に、前記メタルコア基板にはんだ付けまたはネジ固定される複数の取付部が設けられ、
前記複数の取付部のうち少なくとも１つが、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はんだ付けまたはネジ固定され、かつ、前記複数の取付部のうち少なくとも１つが、前記間隙を間に挟んで隣り合う前記コア金属板同士の他方にはんだ付けまたはネジ固定されており、
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いる
ことを特徴とする電気接続箱。
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
ことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。