JP6274196B2 - 電気接続箱 - Google Patents

Description

本明細書によって開示される技術は、電気接続箱に関する。

従来、例えば電子部品が実装された回路基板をケース内に収容してなる電気接続箱が知られている。このような電気接続箱において、回路基板をケースに対して接着剤により固定する場合がある。

特開２００３−１６４０３９号公報

このような電気接続箱を製造する際には、まず、絶縁基板の表面側にプリント配線技術により導電回路を印刷し、裏面側に、複数のバスバーを所定のパターンで配索する。次に、表面側に例えばリフローハンダ付け等により電子部品を実装し、回路基板を形成する。続いて、例えば２分割されたケースの一方側の所定領域に接着剤を塗布し、その上に上述した回路基板のバスバー側の面を重ね合わせて加圧することにより、回路基板を接着する。そして接着剤が硬化し、回路基板が固定された後に、２分割されたケースの他方側を組み付けて、電気接続箱を完成させる。

しかし、このような製造方法によれば、接着剤が完全に硬化した後でないと次の作業に取り掛かることができない。このため、回路基板をケースに対して位置決めした後、接着剤が硬化するまで位置ずれしないように専用の治具により保持しておく必要がある。しかも、接着剤は硬化させるまで時間を要するため、作業効率が悪かった。

また、このように接着剤による固定を行う場合は、車両走行時の振動等により剥がれが生じないようにするために、接着力が高い接着剤を使用する必要がある。接着力が高い接着剤としては、例えば熱硬化性樹脂を用いることが考えられるが、熱硬化性樹脂は、回路基板およびケースを高温・高圧で比較的長時間一体的に保持しなければならないため、専用の設備が必要であり、製造コストがかかる。また、全体を一旦高温にするため、冷却時間も長いという問題がある。

本明細書に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、生産性に優れ、製造コストが安価な電気接続箱を提供することを目的とする。

本明細書に開示される技術は、本体部および接続部を有する電子部品が実装面に実装された回路基板と、前記回路基板を内部に収容するケースと、を備える電気接続箱であって、前記ケースは、前記回路基板のうち前記実装面の反対側の面と接着される接着面を有する接着ケースと、前記接着ケースに組み付けられて前記電子部品の前記本体部を前記接着面側に向けて押圧する押圧部を有する押圧ケースと、を備え、前記押圧ケースは、前記回路基板を覆うカバーと、前記カバーおよび前記接着ケースの間に配される枠体と、を備えており、前記枠体には、前記回路基板が前記接着ケースに位置決めされた状態において少なくとも前記電子部品の前記本体部と対向する位置に配される架橋部が設けられており、 前記押圧部は前記架橋部から前記回路基板側へ突出している。

上記構成によれば、押圧部により電子部品の本体部が接着ケースの接着面側に向けて押圧されるようになっているから、回路基板と接着ケースとを接着する接着剤が完全に硬化していない場合であっても、電子部品（本体部）を介して回路基板は接着ケースに対して押圧され、動き難い状態に保持される。すなわち、接着剤が完全に硬化するのを待つことなく次の製造工程に進めたり、搬送したりすることが可能となり、生産性が向上する。

また上記構成によれば、接着剤が硬化した後も押圧部による押圧は継続されるから、回路基板と接着ケースとを接着剤だけで固定する場合ほど高い接着力が要求されない。すなわち、従来は高い接着性を確保するために接着剤として例えば熱硬化性樹脂等を使用していたが、上記構成では、常温で硬化する比較的安価な汎用の接着剤を使用することが可能となり、材料コストが低く抑えられる。しかも、熱硬化性樹脂を使用する場合の専用の設備や、接着剤が硬化するまでの保持用の治具等も不要となるため、設備コストも低く抑えられ、全体として製造コストを大幅に下げることができる。

また、押圧ケースがカバーと枠体とで構成され、押圧部を枠体と一体に設ける構成としたから、部品点数を増やすことなく、簡易な構成で押圧部を設けることができる。

上記電気接続箱は、以下の構成を備えていてもよい。
押圧ケースおよび接着ケースはネジ留めされている構成としてもよい。

このような構成により、押圧部が電子部品の本体部を接着ケースの接着面側に向けて確実に押圧する構成とすることができる。

接着ケースは金属製であってもよい。このような構成によれば、回路基板で発生した熱は接着ケースにより効率よく吸熱されるとともに外部に向けて放熱されるから、電気接続箱が高温になることを抑制することができる。

さらに、回路基板のうち実装面の反対側の面にバスバーが配設される構成とすることもできる。

本明細書に開示される技術によれば、生産性に優れ、製造コストが安価な電気接続箱を提供することができる。

一実施形態の電気接続箱の斜視図 回路構成体が接着された放熱板とフレームの分解斜視図 回路構成体が接着された放熱板にフレームを組み付けた状態の平面図 図３のＡ−Ａ断面図

一実施形態を図１ないし図４によって説明する。図１に示す本実施形態の電気接続箱１０は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータである。なお以下の説明においては、図１および図２の上側を上方、下側を下方、左手前を前方、右奥を後方とする。

電気接続箱１０は、トランジスタ等の電子部品２０が実装された回路基板１１と、回路基板１１を内部に収容するケース３０と、を備える（図４参照）。

（回路基板１１）
回路基板１１は、絶縁基板１２の表面（回路基板１１の実装面１１Ａ）にプリント配線技術により図示しないプリント配線回路が形成されるとともに電子部品２０が配され、裏面（実装面１１Ａの反対側の面）に複数のバスバー１５が所定のパターンで配索されてなる。

回路基板１１は、図２および図３に示すように、略長方形状をなしており、その所定の位置には、一対の開口部１３が設けられている。これらの開口部１３は、電子部品２０の本体部２１を載置するとともに接続端子２２（接続部の一例）をバスバー１５に接続するためのものである。電子部品２０の接続端子２２は、開口部１３から露出したバスバー１５の表面にハンダ付けにより接続されている。

回路基板１１の前方側（図２の左手前）の縁部からは、図示しない外部端子と接続するための２本の外部接続バスバー１５Ａが突出しており、先端部がクランク状に屈曲されている。これらの先端部には、接続用のボルト（図示せず）を貫通させるためのボルト孔１６が形成されている。

（ケース３０）
上述した回路基板１１は、ケース３０内に収容されている。ケース３０は、回路基板１１の下面（実装面１１Ａと反対側の面）側に配される矩形の平板状の放熱板３１（接着ケースの一例）と、回路基板１１の周囲を囲む略長方形の枠状のフレーム４０（押圧ケース、枠体の一例）と、放熱板３１に位置決めされた回路基板１１をフレーム４０の上方から覆うカバー５０（押圧ケースの一例）と、から構成されている。

放熱板３１は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の熱伝導性に優れる金属材料からなり、回路基板１１において発生した熱を放熱するヒートシンクとしての機能を有する。

フレーム４０は合成樹脂製であり、４つの側壁のうちの一側壁（図２の左手前側の前側壁４１Ａ）には、上述した外部接続バスバー１５Ａを外側に導出するための一対の切欠部４２が、その下端縁から上方に向けて略Ｕ字形状に切り欠いて設けられている。

またフレーム４０の四つの角部は内側に向けて張り出しており、この張り出した部分に、後述するボルト２５と螺合可能なボルト孔４６が上下方向に貫通して設けられている。

またフレーム４０のうち、左右の一対の側壁４１Ｂ，４１Ｃには、一対の側壁４１Ｂ，４１Ｃ間を架け渡す架橋部４４が設けられている。架橋部４４は、一対の側壁４１Ｂ，４１Ｃの上端から対向する側壁４１Ｃ，４１Ｂに向けて延びる角柱状をなしている。架橋部４４は、ケース３０内の所定位置に回路基板１１が収容（位置決め）された状態において、電子部品２０の本体部２１に対向する位置を含むように設けられている（図３参照）。

架橋部４４には、その下面側から下方に向けて延びる一対の板状の押圧片４５（押圧部の一例）が設けられている。押圧片４５は、ケース３０内の所定位置に回路基板１１が収容（位置決め）された状態において、電子部品２０の本体部２１に対向する位置に設けられており、その先端部が電子部品２０の本体部２１の上面２１Ａを下方に向けて押圧する長さ寸法に設定されている（図４参照）。

カバー５０は合成樹脂製であり、回路基板１１を覆う矩形の板状をなしている。カバー５０がフレーム４０に重ねられることにより、ケース３０が閉じた状態とされる。

なお、上述した放熱板３１およびカバー５０のうち、フレーム４０と重ねられた状態においてフレーム４０のボルト孔４６に対応する位置には、それぞれ、ボルト２５と螺合可能なボルト孔３２（カバー５０のボルト孔は図示せず）が貫通して設けられている。

（電気接続箱１０の製造方法)
次に、本実施形態の電気接続箱１０の製造方法について説明する。まず、絶縁基板１２の表面側（回路基板１１の実装面１１Ａ側）にプリント配線技術により導電回路（図示せず）を印刷するとともに、裏面側（実装面１１Ａの反対側の面）に接着シート（図示せず）を貼付し、複数のバスバー１５を所定のパターンで配索して貼り付ける。

次に、電子部品２０を絶縁基板１２の表面（回路基板１１の実装面１１Ａ）の所定位置に載置し、リフローハンダ付けにより表面側の導電回路および裏面側のバスバー１５に接続する。図２ないし図４において、電子部品２０はトランジスタを表しており、電子部品２０の本体部２１は、絶縁基板１２の開口部１３から露出したバスバー１５上に載置されている。また、本体部２１の側面から導出された複数の接続端子２２の一部は、絶縁基板１２の開口部１３から露出したバスバー１５に接続されている。これにより、電子部品２０が実装された回路基板１１が完成する。

次に、放熱板３１の上面３１Ａ（接着ケースの接着面の一例）の必要領域（回路基板１１が配される領域）に絶縁性の接着剤（図示せず）を塗布し、回路基板１１を所定位置に載置する。

続いて、フレーム４０を放熱板３１に重ね合わせ、下面側からボルト２５を放熱板３１のボルト孔３２およびフレーム４０のボルト孔４６に締結して、フレーム４０を放熱板３１に対して固定（ネジ留め）する。

この状態において、フレーム４０に設けられた架橋部４４は電子部品２０の本体部２１の上方（本体部２１と対向する位置）に配されており、架橋部４４に設けられた押圧片４５は、ボルト２５が締結されることにより、その先端（下端）が本体部２１を放熱板３１の上面３１Ａ（接着ケースの接着面の一例）側に向けて押圧している。

そして最後に、フレーム４０にカバー５０を重ね合わせて回路基板１１を覆い、ボルト２５をカバー５０のボルト孔（図示せず）およびフレーム４０のボルト孔４６に締結して、フレーム４０に対してカバー５０を固定（ネジ留め）する。この状態において、カバー５０の下面は架橋部４４の上面にぴったり沿うように配されているから、押圧片４５はより確実に本体部２１を放熱板３１の上面３１Ａ側に向けて押圧した状態とされる。このようにして、電気接続箱１０が完成する。

（作用効果）
このような本実施形態の電気接続箱１０によれば、フレーム４０に設けられた押圧片４５により電子部品２０の本体部２１が放熱板３１の上面３１Ａ側に向けて押圧されるようになっている。すなわち、回路基板１１（バスバー１５）が放熱板３１の上面３１Ａに押圧されているから、製造過程において放熱板３１および回路基板１１を接着する接着剤が完全に硬化していない場合であっても、回路基板１１は放熱板３１に対して動き難い状態に保持される。すなわち、接着剤が完全に硬化するのを待つことなく次の工程に進めたり、搬送したりすることが可能となり、生産性が向上する。

また上記構成によれば、接着剤が硬化した後も押圧片４５による押圧は継続されるから、従来のように、回路基板１１とケース３０（放熱板３１）とを接着剤だけで固定する場合ほど高い接着力が要求されない。すなわち、従来使用されていた接着性が高い熱硬化性樹脂等に替えて、常温で硬化する比較的安価な汎用の接着剤を使用することが可能となり、材料コストが低く抑えられる。しかも、熱硬化性樹脂を使用する場合の専用の設備や、接着剤が硬化するまでの保持用の治具等も不要となるため、設備コストも低く抑えられ、全体として製造コストを大幅に下げることができる。

また、回路基板１１を収容するケース３０の一部（フレーム４０）を利用して、押圧片４５をフレーム４０と一体的に設ける構成としたから、部品点数を増やすことなく簡易な構成とすることができる。

また、フレーム４０および放熱板３１はネジ留めされているから、押圧片４５により、電子部品２０の本体部２１を放熱板３１側に向けて確実に押圧させることができる。

さらに、ケース３０の一部を放熱板３１としたから、電気接続箱１０が高温になることを抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書に開示される技術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技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、ケース３０のフレーム４０に架橋部４４を設けて押圧片４５を一体に設ける構成としたが、別部材を電気接続箱１０に組み込むことにより、電子部品２０の本体部２１を放熱板３１の上面３１Ａ側に向けて押圧する押圧部を設ける構成としてもよい。

（２）押圧部は板状の押圧片４５に限らず、丸棒状や角柱状等、任意の形態とすることができる。

（３）上記実施形態では、電気接続箱１０のケース３０を、放熱板３１と、フレーム４０と、カバー５０とで構成したが、フレーム４０を含まない形態のケースとしてもよい。その場合には、カバー（押圧ケース）に押圧部を一体に形成することが好ましい。

（４）上記実施形態では、放熱板３１およびフレーム４０をネジ留めにより固定する構成としたが、固定方法は上記実施形態に限るものではなく、例えば、接着剤や係止手段により固定する方法としてもよい。

（５）上記実施形態では、放熱板３１を金属製としてヒートシンクの機能を持たせたが、合成樹脂製の底板部としてもよい。

（６）上記実施形態では、外部接続バスバー１５Ａを外部端子とボルトにより接続する構成としたが、外部コネクタを装着することにより接続する構成としてもよい。

１０…電気接続箱
１１…回路基板
１１Ａ…実装面
１２…絶縁基板
１５…バスバー
２０…電子部品
２１…本体部
２２…接続端子（接続部）
２５…ボルト
３０…ケース
３１…放熱板（接着ケース）
３１Ａ…上面（接着面）
３２…ボルト孔
４０…フレーム（枠体、押圧ケース）
４４…架橋部
４５…押圧片（押圧部）
４６…ボルト孔
５０…カバー（押圧ケース）

Claims (4)

1. 本体部および接続部を有する電子部品が実装面に実装された回路基板と、
   前記回路基板を内部に収容するケースと、を備える電気接続箱であって、
   前記ケースは、前記回路基板のうち前記実装面の反対側の面と接着される接着面を有する接着ケースと、前記接着ケースに組み付けられて前記電子部品の前記本体部を前記接着面側に向けて押圧する押圧部を有する押圧ケースと、を備え、
   前記押圧ケースは、前記回路基板を覆うカバーと、前記カバーおよび前記接着ケースの間に配される枠体と、を備えており、
   前記枠体には、前記回路基板が前記接着ケースに位置決めされた状態において少なくとも前記電子部品の前記本体部と対向する位置に配される架橋部が設けられており、
   前記押圧部は前記架橋部から前記回路基板側へ突出している電気接続箱。
2. 前記押圧ケースおよび前記接着ケースはネジ留めされている請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記接着ケースは金属製である請求項１または請求項２に記載の電気接続箱。
4. 前記回路基板のうち前記実装面の反対側の面にバスバーが配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。

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