(57)【要約】【課題】本発明は、放熱性の向上した電気接続箱を提供する。【解決手段】互いに組み付けられたアッパーケース５０及びロアケース６０内に収容される回路基板３０と、ロアケース６０の内壁に接触し、ロアケース６０と回路基板３０との間に配置される導電板３０と、を備えた電気接続箱１０であって、導電板３０は、導電板本体部２３から回路基板３０側に延出して設けられて、その端部が回路基板３０に形成されたスルーホール３２に接続される導電板端子２２を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケース内に収容される回路基板と、
前記ケースの内壁に接触し、前記ケースと前記回路基板との間に配置される導電板と、を備えた電気接続箱であって、
前記回路基板には、電子部品が実装され、前記回路基板の両面を貫通するようにスルーホールが形成されており、
前記導電板は、導電板本体部と、この導電板本体部から回路基板側に延出して設けられ、その端部が前記スルーホールに接続される導電板端子とを有することを特徴とする電気接続箱。
【請求項２】
前記導電板と前記回路基板とは、スペーサを介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
【請求項３】
前記電子部品は、前記回路基板の両面に実装されていることを特徴とする請求項２に記載の電気接続箱。
【請求項４】
前記導電板は単数であって、前記導電板本体部は、前記回路基板と実質的に同じ大きさに形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電気接続箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接続箱に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されて、ランプ、ホーン等の車載電装品のスイッチングを実行する電気接続箱として、下記特許文献１に記載のものが知られている。この電気接続箱は、ケース内に電子部品が実装された回路基板が収容されてなる。電子部品としては、車載電装品のスイッチングを実行するリレー等が実装されている。
【０００３】
回路基板に通電した場合において、上記リレーから熱が発生する。この熱は、ケース内にこもると電子部品が誤作動するなどの不具合が発生することが懸念される。そこで、従来技術においては、ケースに凸部を設けることで、当該ケースの表面積を増加させて、電子部品から発生した熱をケース外に放散していた。これによりケース内の温度上昇を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１０６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、近年、車載電装品の増加に伴って、これら車載電装品のスイッチングを実行するリレー等のスイッチング素子の数も増加している。すると、ケース内に配設されたスイッチング素子で発生する熱量も全体として増大するため、ケースの表面積を増加させて、ケース内の温度上昇を低減させることが困難になるという問題が生ずる。このため、更なる電気接続箱の放熱性の向上が求められた。
【０００６】
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、放熱性の向上した電気接続箱を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ケースと、前記ケース内に収容される回路基板と、前記ケースの内壁に接触し、前記ケースと前記回路基板との間に配置される導電板と、を備えた電気接続箱であって、前記回路基板には、電子部品が実装され、前記回路基板の両面を貫通するようにスルーホールが形成されており、前記導電板は、導電板本体部と、この導電板本体部から回路基板側に延出して設けられ、その端部が前記スルーホールに接続される導電板端子とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、回路基板に形成されたスルーホールは、導電板端子に接続されているから、電子部品から発生した熱は、スルーホールから導電板端子、導電板本体部へと伝導する。そして、導電板本体部はケースの内壁と接触しているので、導電板本体部に伝導した熱は、ケースへ伝わり、ケース外に放散される。
【０００９】
本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記導電板と前記回路基板とは、スペーサを介して接続されていることが好ましい。
【００１０】
上記の態様によれば、導電板と回路基板との間にはスペーサにより空間を形成することができる。この空間により、導電板と回路基板との間を絶縁することができる。これにより、例えば、絶縁性の接着剤によって導電板と回路基板との間を絶縁する場合に比べて、加圧工程等を省略できるので、製造コストの低減を図ることができる。
【００１１】
前記電子部品は、前記回路基板の両面に実装されていることが好ましい。
【００１２】
上記の態様によれば、回路基板上に電子部品を高密度に配置することができる。
【００１３】
前記導電板は単数であって、前記導電板本体部は、前記回路基板と実質的に同じ大きさに形成されていることが好ましい。
【００１４】
上記の態様によれば、導電板本体部に伝達された熱は、回路基板と実質的に同じ大きさに亘って、導電板本体部において均熱化される。これにより、回路基板の一部が局所的に高温になることを抑制できる。
【００１５】
なお、実質的に同じ大きさとは、導電板本体部と回路基板とが同じ大きさである場合、及び、導電板本体部と回路基板とが同じ大きさではないが略同じ大きさである場合を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、放熱性の向上した電気接続箱を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る電気接続箱を示す斜視図
【図２】図１の電気接続箱を示す分解斜視図
【図３】導電板端子の差込片をスルーホールに差し込む前の状態を示す斜視図
【図４】導電板端子の差込片をスルーホールに差し込んだ状態を示す斜視図
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図
【図６】実施形態２に係る電気接続箱を示す斜視図
【図７】電気接続箱を示す分解斜視図
【図８】導電板を示す斜視図
【図９】電気接続箱を示す断面図
【図１０】導電板端子と回路基板との接続構造を示す要部拡大断面図
【図１１】実施形態３に係る導電板端子の接続構造を示す要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図１ないし図５を参照しつつ説明する。
本実施形態の電気接続箱１０は、図１に示すように、扁平な略矩形状をなす箱形とされており、車両の内部に設置される。電気接続箱１０は、図２に示すように、下から順に、ロアケース６０、金属板材からなる導電板２０、絶縁性を有する基材に回路パターンが形成された回路基板３０、複数のコネクタ端子４１を枠状のフレーム４２で一体に保持してなる端子集合体４０、アッパーケース５０を備えて構成されている。
【００１９】
アッパーケース５０の上面には、複数のコネクタ嵌合部５１が上方に開口している。複数のコネクタ嵌合部５１の内部には、複数のコネクタ端子４１、及び電源端子２１が収容されている。複数のコネクタ嵌合部５１には、各種電装品（図示せず）、もしくはバッテリに直結された相手方コネクタが嵌合可能とされている。これにより、各種電装品に電力が供給される。
【００２０】
回路基板３０の上面には、フレーム４２が固定されている一方、回路基板３０の下面には、単数の導電板２０が装着されている。この導電板２０は、図５に示すように絶縁性を有する絶縁シート７０によって回路基板３０の下面に固定されている。この絶縁シート７０により、回路基板３０と導電板２０との間の絶縁性が担保されている。なお、図２における導電板２０の右奥端部に、導電板２０の一部を切り起こすことによって電源端子２１が上方に立ち上げられている。
【００２１】
フレーム４２、回路基板３０、導電板２０、及びロアケース６０は、その四隅において積層状態で一括してネジ締結されるようになっている。これにより、導電板２０はロアケース６０の内壁に接触する構成となる。一方、アッパーケース５０の外周側面における下端部には、撓み可能な複数の係止片５２が配設されている。複数の係止片５２は、ロアケース６０の外周側面に配設された係止突部６１に対して上下方向に係止可能とされている。これにより、アッパーケース５０がロアケース６０に固定されている。
【００２２】
略矩形状をなす回路基板３０の上面にはプリント配線技術により図示しない導電路が形成されている。回路基板３０の上面には、図２に示すように、複数の半導体スイッチング素子（特許請求の範囲に記載の電子部品に相当）３１Ａが回路基板３０の長手方向に並んで実装されており、これにより半導体スイッチング素子３１Ａは導電路と電気的に接続される。また、回路基板３０には、同回路基板３０の両面を貫通する複数のスルーホール３２が形成されている。スルーホール３２の内面には、メッキ等の周知技術により導電路が形成されている。複数のスルーホール３２は、コネクタ端子４１に接続されるコネクタ端子４１用のスルーホール３２と、導電板２０に形成された導電板端子２２に接続される導電板端子２２用のスルーホール３２とから構成されている。コネクタ端子４１用のスルーホール３２の内部には、複数のコネクタ端子４１が挿入され、半田付けにより接続されている。
【００２３】
導電板端子２２用のスルーホール３２は、図３に示すように、隣り合う半導体スイッチング素子３１Ａの間に配設されている。スルーホール３２の上下両開口縁部には、リング状をなすランド３３が形成されている。上下のランド３３は、スルーホール３２の内壁に形成された導電路と一体に形成されている。
【００２４】
導電板端子２２は、図３に示すように、導電板本体部２３との接続部分２４から略Ｕ字状に延出された形態をなしている。この導電板端子２２は、導電板本体部２３を略Ｕ字状に打ち抜いた後に、導電板端子２２と導電板本体部２３との接続部分２４を下方に折り曲げることによって形成されている。この結果、導電板端子２２の折り返し部分が下側になって、導電板端子２２の先端部分が導電板本体部２３よりも上方に突出するようになっている。このようにすると、曲げ加工を一回行うだけでよく、加工が容易になる。
【００２５】
導電板本体部２３の大きさは、回路基板３０の大きさと実質的に同じ大きさに形成されている。実質的に同じとは、導電板本体部２３と回路基板３０とが同じ大きさである場合、及び、導電板本体部２３と回路基板３０とが同じ大きさではないが略同じ大きさである場合を含む。
【００２６】
導電板２０を回路基板３０の下面に装着すると、図４に示すように、導電板端子２２の先端部が回路基板３０の下方からスルーホール３２の内部に差し込まれる。このとき、導電板端子２２のうちスルーホール３２に差し込まれた部分が差込片２５とされ、差込片２５に隣り合う下側部分が延出端部２６とされている。このように、差込片２５をスルーホール３２に差し込むことができるため、回路基板３０と導電板２０との位置決め、及びスルーホール３２と導電板端子２２の半田接続をより強固に行うことができる。
【００２７】
差込片２５は、図５に示すように、スルーホール３２の内壁、及びランド３３に対して半田付けされている。本実施形態では、回路基板３０の上面側のみにクリームはんだを印刷しておき、回路基板３０と導電板２０とを重ね合わせた状態でリフロー炉を通すことにより、クリーム半田が溶融し、溶融半田が差込片２５を伝って回路基板３０の下面側に広がるようになっている。そして、溶融半田が冷却・固化されることにより、導電板端子２２の差込片２５及び延出端部２６がスルーホール３２の内壁及びランド３３に対して導通可能に接続される。
【００２８】
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。導電板２０が通電状態となると、半導体スイッチング素子３１Ａから熱が発生する。この発生した熱は、回路基板３０内の導電部分を通って、ランド３３に伝達される。そして、ランド３３に伝達された熱は、ランド３３と接続された導電板端子２２、導電板本体部２３、ロアケース６０へと伝わり、ケース５０，６０外に放散される。このように、ケース５０，６０内に収容された半導体スイッチング素子３１Ａで発生した熱を、ケース５０，６０外に放散できるので、電気接続箱１０の放熱性を向上させることができる。
【００２９】
また、導電板本体部２３に伝達された熱は、回路基板３０と実質的に同じ大きさに形成された導電板本体部２３の全体に亘って拡散し、均熱化される。このため、回路基板３０に実装された半導体スイッチング素子３１Ａで発生した熱は、回路基板３０から導電板本体部２３へと伝達され、回路基板３０と実質的に同じ大きさの領域に拡散される。この結果、半導体スイッチング素子３１Ａの近傍に熱がこもることを抑制できるので、回路基板３０が局所的に高温になることを抑制できる。
【００３０】
また、回路基板３０と導電板本体部２３とは、導電板端子２２の延出端部２６を介して接続されている。回路基板３０及び導電板２０に通電すると、回路基板３０及び導電板２０は発熱する。すると、回路基板３０と導電板２０との熱膨張率の差に起因して、回路基板３０の寸法と、導電板２０の寸法との間に差が生じることが懸念される。これにより、導電板端子２２とスルーホール３２との半田付け部分３４に応力が加わることが懸念される。本実施形態においては、延出端部２６により、半田付け部分３４に加わる応力が緩和されるので、半田付け部分３４にクラックが入るなどの事態を未然に防ぐことができる。
【００３１】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２について、図６ないし図１０を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電気接続箱１１０を図６に示す。電気接続箱１１０は、ロアケース１６０とアッパーケース１５０とを組み付けてなるケース１８０内に、回路基板１３０を収容してなる。
【００３２】
（ケース１８０）
ロアケース１６０は合成樹脂製であって、上方に開口している。このロアケース１６０には上方から合成樹脂製のアッパーケース１５０が組み付けられる。ロアケース１６０の側壁には外方に突出する複数の係止突部１６１が形成されている。一方、アッパーケース１５０の側壁には、係止突部１６１に対応する位置に、撓み変形可能な複数の係止片１５２が形成されている。係止片１５２が係止突部１６１に弾性的に係合することにより、アッパーケース１５０とロアケース１６０とが一体に組み付けられる。
【００３３】
アッパーケース１５０の上面には、相手方コネクタ（図示せず）と嵌合可能な複数のコネクタ嵌合部１５１が上方に開口して形成されている。コネクタ嵌合部１５１の内部には、複数のコネクタ端子１４１が配されている。相手方コネクタは、各種電装品（図示せず）に接続されている。
【００３４】
（フレーム１４２）
コネクタ端子１４１は、棒状又は細長い板状をなしており、合成樹脂製のフレーム１４２に、上下方向に貫通して配されている。フレーム１４２は回路基板１３０の外形状に概ね倣う形状をなしている。フレーム１４２は回路基板１３０の上面に配設されている。
【００３５】
（回路基板１３０）
略矩形状をなす回路基板１３０の上面にはプリント配線技術により導電路が形成されている。回路基板１３０の上面には、図７に示すように、複数の半導体スイッチング素子１３１Ａが回路基板１３０の長手方向に並んで実装されており、これにより半導体スイッチング素子１３１Ａは導電路と電気的に接続される。また、回路基板１３０には、回路基板１３０の両面を貫通する複数のスルーホール１３２が形成されている。スルーホール１３２の内面には、メッキ等の周知技術により導電路が形成されている。複数のスルーホール１３２は、上記したコネクタ端子１４１に接続されるコネクタ端子１４１用のスルーホール１３２と、後述する導電板１２０に形成された導電板端子１２２に接続される導電板端子１２２用のスルーホール１３２とから構成されている。コネクタ端子１４１用のスルーホール１３２の内部には、コネクタ端子１４１の下端部が挿入され、半田付けにより接続されている。
【００３６】
（導電板１２０）
回路基板１３０の下面には、単数の導電板１２０が、回路基板１３０と間隔を空けて配されている。導電板１２０と回路基板１３０との間には、円環状をなした複数のスペーサ１３５が配されている。このスペーサ１３５により、回路基板１３０と導電板１２０との間には所定の間隔が保持されるようになっている。スペーサ１３５は、合成樹脂製であってもよく、また、金属製であってもよい。
【００３７】
導電板１２０は、金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。導電板１２０は、略矩形状をなして、回路基板１３０と実質的に同じ大きさを有する導電板本体部１２３と、導電板本体部１２３の一の隅部から外方に突出する電源端子１２１と、導電板本体部１２３から上方に切り起こされた複数の導電板端子１２２と、を備える。
【００３８】
導電板１２０、スペーサ１３５、回路基板１３０、及びフレーム１４２は、この順に下から重ねられて、ロアケース１６０に対してボルト１４３により一括してネジ止めされる。これにより、導電板１２０の下面は、ロアケース１６０の内壁と接触するようになっている。
【００３９】
導電板１２０に形成された電源端子１２１は、ロアケース１６０とアッパーケース１５０とが組み付けられた状態で、ケース１８０を貫通して外方に突出するようになっている。電源端子１２１は、図示しない端子台とネジ止めされることにより、電源と電気的に接続される。
【００４０】
（回路基板１３０と導電板１２０との接続構造）
回路基板１３０には、導電板端子１２２用のスルーホール１３２が、隣り合う半導体スイッチング素子１３１Ａの間に形成されている。スルーホール１３２の内面には、メッキ等の周知技術により導電路が形成されている。スルーホール１３２の上下両開口縁部には、リング状をなすランド１３３が形成されている。上下のランド１３３は、スルーホール１３２の内壁に形成された導電路と一体に形成されている。
【００４１】
導電板端子１２２は、図８に示すように、導電板本体部１２３から切り出されて、上方に直角曲げされている。
【００４２】
回路基板１３０の下面に導電板１２０が配された状態では、図１０に示すように、導電板端子１２２の先端部が回路基板１３０の下方からスルーホール１３２の内部に差し込まれる。このとき、導電板端子１２２のうちスルーホール１３２に差し込まれた部分が差込片１２５とされる。このように、差込片１２５をスルーホール１３２に差し込むことができるため、回路基板１３０と導電板１２０との位置決め、及びスルーホール１３２と導電板端子１２２の半田接続をより強固に行うことができる。
【００４３】
差込片１２５は、図１０に示すように、スルーホール１３２の内壁、及びランド１３３に対して半田付けされている。本実施形態では、回路基板１３０の上面側のみにクリームはんだを印刷しておき、回路基板１３０と導電板１２０とを重ね合わせた状態でリフロー炉を通すことにより、クリーム半田が溶融し、溶融半田が差込片１２５を伝って回路基板１３０の下面側に広がるようになっている。そして、溶融半田が冷却・固化されることにより形成された半田付け部分１３４によって、導電板端子１２２の差込片１２５がスルーホール１３２の内壁及びランド１３３に対して導通可能に接続される。
【００４４】
本実施形態によれば、回路基板１３０と導電板１２０との間にはスペーサ１３５が介されている。このスペーサ１３５により、回路基板１３０と導電板１２０との間には空間が形成されている。この空間により、回路基板１３０と導電板１２０との間を絶縁することができる。これにより、例えば、絶縁性の接着剤によって回路基板１３０と導電板１２０との間を絶縁する場合に比べて、接着剤を塗布する工程や、硬化させるための加圧工程等が不要となるので、製造工程を簡略化できる。この結果、製造コストの低減を図ることができる。
【００４５】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３について図１１を参照しつつ説明する。実施形態１と重複する部分については、説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
本実施形態に係る回路基板３０の上面及び下面には、プリント配線技術により導電路が形成されている。図１１に示すように、回路基板３０の両面には、半導体スイッチング素子３１Ａ、３１Ｂが実装されている。また、回路基板３０と導電板２０との間には空間が設けられている。
【００４７】
回路基板３０の両面には半導体スイッチング素子３１Ａ、３１Ｂが実装されている。半導体スイッチング素子３１Ｂは、回路基板３０のうち、導電板２０との間に形成された空間に配されている。このように本実施形態によれば、回路基板３０の両面に、半導体スイッチング素子３１Ａ、３１Ｂを高密度に配置することができる。
【００４８】
＜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）本実施形態においては、導電板は単数であったが、これに限られず、ケース内に複数の導電板が収容されて、これら複数の導電板によって回路が形成される構成としてもよい。
（２）本実施形態においては、導電板本体部の大きさは回路基板と実質的に同じ大きさであったが、これに限られず、導電板本体部は、回路基板よりも大きくてもよいし、また、小さくてもよい。
（３）本実施形態においては、電子部品として半導体スイッチング素子を用いたが、これに限られず、電子部品としては、メカリレー、抵抗、コンデンサ、トランジスタ等、必要に応じて任意の電子部品を用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１１０…電気接続箱
２０，１２０…導電板
２２，１２２…導電板端子
２３，１２３…導電板本体部
３０，１３０…回路基板
３１Ａ，１３１Ａ，３１Ｂ…半導体スイッチング素子
３２，１３２…スルーホール
３３，１３３…ランド
５０，１５０…アッパーケース
６０，１６０…ロアケース
１３５…スペーサ
１８０…ケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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