JP2018164324A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れる電気接続箱。
【解決手段】本体部を有する電子部品が実装面に実装された回路基板と、前記回路基板を内側に収容するフレームと、前記回路基板を前記実装面側から覆うカバー部と、前記本体部と前記カバー部との間に配された伝熱部材と、を備えた電気接続箱であって、前記フレームは、前記伝熱部材を前記本体部と前記カバー部の双方に伝熱的に接触する位置に保持する伝熱部材保持部を備えている。
【選択図】図３

Description

本明細書に開示される技術は、電気接続箱に関する。

従来より、例えば車載電装品の通電や断電を実行する装置として、種々の電子部品が実装された回路基板をケースに収容してなる電気接続箱が知られている。

このような装置において、回路基板に実装される電子部品の中には比較的発熱量が大きいものがあり、このような電子部品から発生した熱により、ケース内が高温になる場合がある。ケース内が高温になると、電子部品の性能が低下する虞がある。

そこで従来から、回路基板や電子部品から発生した熱を放熱する様々な構成が提案されている。例えば特許文献１においては、プリント基板に実装された電子部品とカバー体との間に放熱用の熱伝導部品を介在させて、カバー体から熱を放出させる構成が開示されている。

特開平１１−１６３５６６号公報

ところで、回路基板に実装される電子部品の中には例えばコイル等のように比較的大型のものがあるが、大型の電子部品は小型の電子部品と比較して、走行中の振動等の影響を受け易い。また、電子部品とカバー体との間に介在させた熱伝導部品も、振動によって所定位置からずれ動いたり、外れたりする場合がある。このように、電子部品や熱伝導部品自体のずれにより、電子部品の熱がカバー体に効率的に伝導できなくなり、電気接続箱の放熱性が損なわれる虞がある。

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、放熱性に優れる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、前記回路基板を内側に収容するフレームと、前記回路基板を前記実装面側から覆うカバー部と、前記本体部と前記カバー部との間に配された伝熱部材と、を備えた電気接続箱であって、前記フレームは、前記伝熱部材を前記本体部と前記カバー部の双方に伝熱的に接触する位置に保持する伝熱部材保持部を備えている。

上記構成によれば、電子部品の本体部とカバー部との間に配された伝熱部材は、フレームに設けられた伝熱部材保持部により、所定の領域内に位置決めされ、保持される。すなわち、車両の振動等により伝熱部材が所定の領域からずれ動いたり外れたりすることを抑制できるから、電子部品で発生した熱を伝熱部材を介して確実にカバー部から放熱することができる。

上記電気接続箱は、以下の構成を備えていてもよい。

伝熱部材保持部は伝熱部材の周囲を連続的に囲む開口領域であってもよい。このような構成によれば、伝熱部材として比較的粘度が低い熱伝導接着剤や熱伝導ゲル等を使用した場合でも、伝熱部材が伝熱部材保持部内から流れ出ることを抑制することができる。

フレームは本体部を保持する電子部品保持部を備えており、伝熱部材保持部は電子部品保持部と一体に設けられる構成としてもよい。

このような構成によれば、振動の影響を受け易い比較的大型の電子部品に伝熱部材を設けた場合でも、振動の影響で電子部品がずれ動くことを抑制することができる。また、伝熱部材保持部および電子部品保持部を別個に設ける構成と比較して、フレームの構成を簡素化することができる。

また、伝熱部材保持部および電子部品保持部を一体に設ける具体的構成としては、例えば、電子部品保持部に本体部の周囲を内側に嵌め入れる保持壁を設け、伝熱部材保持部を保持壁からカバー部側に向けて延設する構成が挙げられる。

伝熱部材保持部および電子部品保持部を一体に設ける他の具体的構成としては、例えば、電子部品保持部に、本体部の周囲を内側に嵌め入れる保持壁と、当該保持壁に連なって本体部のうちカバー部側に配される面の周縁部を覆う周縁被覆部とを設け、周縁被覆部により囲まれた領域を伝熱部材保持部とする構成が挙げられる。

カバー部に、本体部に向けて突出して伝熱部材に接触する接触突部が設けられており、当該接触突部は伝熱部材保持部内に配されている構成としてもよい。このような構成によれば、カバー部の一部（接触突部）をより確実に伝熱部材に接触させることができるとともに、接触突部と伝熱部材の相対的な位置ずれも抑制できるから、より放熱性に優れる電気接続箱を得ることができる。

回路基板のうち実装面の反対側の面に放熱板が設けられることが好ましい。また、フレームは金属製であることが好ましい。さらに、カバー部も金属製であることが好ましい。

このような構成によれば、電子部品および回路基板で発生した熱をより効率的に外部に逃がすことができるから、放熱効果が高い電気接続箱が得られる。

本明細書に開示される技術によれば、放熱性に優れる電気接続箱が得られる。

一実施形態にかかる電気接続箱の分解斜視図 回路基板およびフレーム部が位置決めされた状態を示す斜視図 電気接続箱の要部拡大断面図

一実施形態を図１ないし図３によって説明する。本実施形態の電気接続箱１０は、例えばバッテリー等の電源と、ランプ、モータ等の車載電装品との間に配設されて、電源から車載電装品に供給される電力の通電及び断電を実行するものである。以下の説明においては、図１における上側を上方または表側とし、下側を下方または裏側とする。

電気接続箱１０は、図１に示すように、回路基板１１と、回路基板１１の裏面（図１における下面）に配されたヒートシンク２０と、回路基板１１を内側に収容するフレーム３０と、回路基板１１をヒートシンク２０とは反対側（図１における上方）から覆うカバー部４０と、を備える。

（回路基板１１）
回路基板１１は、絶縁基板の表面にプリント配線技術により図示しない導電回路が形成されるとともに電子部品が配され、裏面に複数のバスバー１３が所定のパターンで配索・接着されてなる。以下、回路基板１１のうち電子部品が実装される面（表側の面）を、実装面１１Ａとする。

本実施形態においては、複数の電子部品のうち比較的大型のコイル１５だけを図示し、他の電子部品は省略する。コイル１５は、本体部１６から一対の接続端子１７が平行かつ回路基板１１に沿う方向に延出されるとともに下方に向けてクランク状に屈曲された形態をなしている。

回路基板１１は略矩形をなしており、その所定の位置には接続用開口部１２が設けられている。接続用開口部１２は、回路基板１１の実装面１１Ａ側にバスバー１３を露出させて、コイル１５の本体部１６を載置するとともに接続端子１７を接続するためのものである。一対の接続端子１７は、例えば半田付け等公知の手法により、接続用開口部１２から露出したバスバー１３の表面に接続される。

（ヒートシンク２０）
回路基板１１の下面側には、ヒートシンク２０（放熱板の一例）が配されている。ヒートシンク２０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る放熱部材であり、回路基板１１において発生した熱を放熱する機能を有する。

ヒートシンク２０は略板状をなしており、その上面の所定の位置に回路基板１１が設置されるようになっている。ヒートシンク２０と回路基板１１（バスバー１３）との間には、絶縁性を図るための絶縁シート１８が設けられる（図３参照）。絶縁シート１８は、バスバー１３およびヒートシンク２０に対して固定可能な接着性を有している。

ヒートシンク２０のうち回路基板１１が設置される領域の周辺の一部領域は、後述するフレーム３０の一部を嵌め入れるための受け凹部２１とされており、回路基板１１の設置領域から階段状に窪んでいる。

（フレーム３０）
ヒートシンク２０に絶縁シート１８を介して重ねられた回路基板１１は、フレーム３０の内側に収容される。フレーム３０はアルミダイキャスト製であって、図１に示すように、回路基板１１の周囲を囲む略長方形の外枠３１を有している。

外枠３１のうちコイル１５に隣接する位置には、コイル１５に向けて延びる連結部３２が設けられており、この連結部３２を介して、コイル保持部３３（電子部品保持部の一例）が外枠３１に一体に設けられている。コイル保持部３３は、コイル１５の本体部１６のうち上端の角部を覆う形態をなしている。より詳細には、コイル保持部３３は図３に示すように、コイル１５の本体部１６の周囲の上端を囲んで本体部１６を内側に嵌め入れる略矩形の周壁３４（保持壁の一例）と、周壁３４の上端から径方向の内側に向けて延びて本体部１６の上面の周縁部を覆う周縁被覆部３５と、を備えている。コイル保持部３３は、連結部３２の端縁部から上方に向けて階段状に配されるように、周壁３４の下端が連結部３２に連なっている。

コイル保持部３３には、コイル１５の一対の接続端子１７に対応する領域に、接続端子１７を上方から覆うように張り出す一対の端子被覆部３６が設けられている。また、コイル保持部３３の周壁３４のうち連結部３２の反対側に位置する部分には、架橋部３７が連結されている。架橋部３７はコイル保持部３３と外枠３１とを直接的に、または、他の架橋部３７を介して間接的に繋いでおり、これにより、コイル保持部３３が外枠３１内の所定位置に安定的に配されるようになっている。

フレーム３０は、一部が上述したヒートシンク２０の受け凹部２１の内側にぴったり嵌め入れられるようになっており、これにより、ヒートシンク２０に対する位置決めがなされる。

フレーム３０の上面には、カバー部４０が配される。本実施形態におけるカバー部４０は、ヒートシンク２０とともに回路基板１１を内部に収容するケースを構成する上側ケース（図示せず）の天板部であって、説明上、図においてはその一部分だけを表している。

カバー部４０の下面のうちコイル１５の本体部１６に対応する位置には、図３に示すように、本体部１６に向けて突出する接触突部４１が設けられている。接触突部４１は、上述したコイル保持部３３の周縁被覆部３５の内側の開口寸法より僅かに小さい寸法とされている。また接触突部４１のカバー部４０の下面からの突出寸法は、図示しない上側ケースが所定の位置に組み付けられた状態において、その先端（下面）がコイル１５の本体部１６の上面に配された伝熱シート４５（伝熱部材の一例）を押圧する寸法に設定されている。

本実施形態においては、上述したように、コイル１５の本体部１６の上面に伝熱シート４５が設置される。伝熱シート４５は柔軟な弾性材料からなるとともに、コイル保持部３３の周縁被覆部３５により連続的に囲まれた開口領域内に収容可能な寸法および厚さに設定されている。すなわち、コイル保持部３３の周縁被覆部３５の内側の開口領域は、伝熱シート４５を位置決めするとともに保持するための伝熱シート保持部３８（伝熱部材保持部）とされている。

上側ケースが所定の位置に組み付けられた状態において、カバー部４０の接触突部４１は伝熱シート保持部３８内に配されるとともに、伝熱シート４５を介してコイル１５の本体部１６に伝熱的に接触するように設定されている。

（電気接続箱１０の製造方法）
本実施形態の電気接続箱１０は以上のような構成であって、次に、組み付け方法について説明する。まず、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）が印刷されたプリント基板の裏面側に、所定のパターンで複数のバスバー１３を配索・接着する。

次に、図示しない小型の電子部品を回路基板１１の実装面１１Ａの所定位置に配し、半田付けにより導電回路に接続する。また、コイル１５を回路基板１１の所定位置（接続用開口部１２内）に配し、一対の接続端子１７を露出されたバスバー１３に半田付けにより接続する。そして、電子部品が実装された回路基板１１を、ヒートシンク２０の上面の所定の位置に接着性を有する絶縁シート１８を介して重ね合わせ、固定する。

次に、フレーム３０をヒートシンク２０の所定位置に取り付ける。具体的には、フレーム３０を所定の向きにしてヒートシンク２０に近づけ、その一部をヒートシンク２０の受け凹部２１に嵌め入れる。これにより、フレーム３０がヒートシンク２０に対して所定の位置に、ひいては、ヒートシンク２０に位置決めされている回路基板１１に対して所定の位置に配される。

フレーム３０が回路基板１１に対して所定の位置に配された状態においては、回路基板１１上のコイル１５はフレーム３０に設けられたコイル保持部３３により保持される。具体的には、コイル１５の本体部１６の周囲の上端はコイル保持部３３の周壁３４内に嵌め入れられ、コイル１５の上面はコイル保持部３３の周縁被覆部３５により覆われる。すなわち、コイル１５の上端の角部がコイル保持部３３により位置めされるとともに、保持される。これにより、コイル１５の本体部１６は回路基板１１に対して安定的に保持される。

またこの時、コイル１５の上面は、周縁被覆部３５により囲まれた開口部から露出している。上述したように、この周縁被覆部３５の内側の開口領域は伝熱シート保持部３８とされているため、伝熱シート４５を伝熱シート保持部３８内に収容する。すなわち、伝熱シート４５をコイル１５の本体部１６の上面の所定領域内に載置する。

次に、上方から回路基板１１を覆うように上側ケースを取り付ける。上側ケースが所定の位置に固定された状態においては、図３に示すように、上側ケースのカバー部４０に形成された接触突部４１が、伝熱シート保持部３８内に配されるとともに、伝熱シート４５の上面に接触し、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。

（本実施形態の作用効果）
本実施形態の電気接続箱１０によれば、フレーム３０は、伝熱シート４５をコイル１５本体部１６とカバー部４０の双方に伝熱的に接触する位置に保持する伝熱シート保持部３８を備えているから、伝熱シート４５は所定の領域内に位置決めされ、保持される。すなわち、車両の振動等により伝熱シート４５が所定の位置からずれ動いたり外れたりすることを抑制できるから、コイル１５で発生した熱を伝熱シート４５を介して確実にカバー部４０から放熱することができる。

また、伝熱シート保持部３８は周縁被覆部３６により伝熱シート４５の周囲を連続的に囲む開口領域とされているから、伝熱シート４５の替わりに比較的粘度が低い熱伝導接着剤や熱伝導ゲル等を使用した場合でも、これらの伝熱部材が伝熱シート保持部３８（伝熱部材保持部）内から流れ出ることを抑制することができる。

また、フレーム３０はコイル１５の本体部１６を保持するコイル保持部３３を備えているから、走行中の振動によりコイル１５がずれ動くことが抑制される。また、伝熱シート保持部３８はコイル保持部３３と一体に設けられているから、これらが別々に設けられる構成と比較して、フレーム３０の構成を簡素化することができる。

また、カバー部４０に、本体部１６に向けて突出して伝熱シート４５に接触する接触突部４１が設けられているから、カバー部４０の一部（接触突部４１）をより確実に伝熱シート４５に接触させることができる。また、この接触突部４１は伝熱シート保持部３８内に配されるようになっているから、接触突部４１と伝熱シート４５の相対的な位置ずれも抑制でき、より放熱性に優れる電気接続箱１０を得ることができる。

さらに、回路基板１１のうち実装面１１Ａの反対側の面にヒートシンク２０が設けられるとともに、フレーム３０およびカバー部４０が金属製とされているから、コイル１５および回路基板１１で発生した熱をより効率的に外部に逃がすことができ、放熱効果が高い電気接続箱１０が得られる。

＜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、電子部品としてコイル１５を例示したが、電子部品はコイルに限るものではない。また、コイルの形態も上記実施形態に限るものでなく、例えば、接続端子が本体部の下面からまっすぐ突出する埋め込み型のコイルを用いてもよい。

（２）上記実施形態では、コイル１５を回路基板１１の裏面に設けられたバスバー１３に接続用開口部１２を通して接続する構成を示したが、実装面１１Ａ側に設けられた導電回路に接続する構成であってもよい。

（３）上記実施形態では、コイル１５の本体部１６とカバー部４０との間に伝熱部材として伝熱シート４５を配置する構成としたが、伝熱部材は伝熱シート４５に限らず、例えばゴム、接着剤、粘着剤、ゲル等の他の種類のものを配置する構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、伝熱シート保持部３８とコイル保持部３３を一体に形成する例を示したが、これらは個別に形成する構成としてもよい。

（５）上記実施形態では、コイル保持部３３を周壁３４と周縁被覆部３５とで構成したが、周縁被覆部３５は省略してもよい。その場合には、周壁（保持壁）からカバー部側に向けて壁を延設することにより、伝熱部材保持部を形成することができる。

（６）上記実施形態では、伝熱シート保持部３８は周囲が周縁被覆部３５により連続的に囲まれている構成を示したが、伝熱部材が形状が崩れにくいシート状や板状の場合には、断続的な壁により形成される構成としてもよい。要は、伝熱部材の位置決めおよび保持が行える構成であればよい。

（７）同じく、コイル保持部３３（電子部品保持部）の周壁３４（保持壁）も連続的でなくてもよく、コイル１５が位置決めおよび保持される構成であればよい。

（８）上記実施形態では、ヒートシンク２０、フレーム３０、上側ケース（カバー部４０）を全て金属製としたが、一部あるいは全部を合成樹脂製としてもよい。

（９）上記実施形態では、回路基板１１とヒートシンク２０とを絶縁性の絶縁シート１８により固定する構成としたが、例えば絶縁性の接着剤により接着する構成としたり、ねじ止めにより固定する構成としてもよい。

（１０）上記実施形態では、カバー部４０は上側ケースの一部である構成としたが、カバー部はこれに限るものではない。例えば、複数の回路基板を有する多段式の電気接続箱においては、上段の回路基板との間に設けられる均熱板をカバー部として適用することができる。

（１１）上記実施形では、カバー部４０に接触突部４１を設ける構成としたが、接触突部４１は省略してもよい。その場合には、例えば伝熱部材を伝熱部材保持部よりカバー部側に突出させることにより、本体部とカバー部とを伝熱的に確実に接触させることができる。

（１２）上記実施形態では、接触突部４１が伝熱シート保持部３８内に配される構成を示したが、伝熱部材が伝熱部材保持部からカバー部側に突出して配される場合には、接触突部は伝熱部材保持部の外に配される構成としてもよい。

（１３）上記実施形態では、カバー部４０のうち接触突部４１が設けられた面と反対側の面は平坦面とする構成を例示したが、例えば、カバー部４０を構成する板材を屈曲させることにより接触突部を形成する形態としてもよい。

（１４）また接触突部はひとつの電子部品に対してひとつでなく、複数接触させる構成としてもよい。

１０：電気接続箱
１１：回路基板
１１Ａ：実装面
１５：コイル（電子部品）
１６：本体部
１７：接続端子
２０：ヒートシンク（放熱板）
３０：フレーム
３１：外枠
３３：コイル保持部（電子部品保持部）
３４：周壁（保持壁）
３５：周縁被覆部
３８：伝熱シート保持部（伝熱部材保持部）
４０：カバー部
４１：接触突部
４５：伝熱シート（伝熱部材）

Claims (9)

1. 本体部を有する電子部品が実装面に実装された回路基板と、
   前記回路基板を内側に収容するフレームと、
   前記回路基板を前記実装面側から覆うカバー部と、
   前記本体部と前記カバー部との間に配された伝熱部材と、を備えた電気接続箱であって、
   前記フレームは、前記伝熱部材を前記本体部と前記カバー部の双方に伝熱的に接触する位置に保持する伝熱部材保持部を備えている電気接続箱。
2. 前記伝熱部材保持部は前記伝熱部材の周囲を連続的に囲む開口領域である請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記フレームは前記本体部を保持する電子部品保持部を備えており、前記伝熱部材保持部は前記電子部品保持部と一体に設けられている請求項１または請求項２に記載の電気接続箱。
4. 前記電子部品保持部は前記本体部の周囲を内側に嵌め入れる保持壁を有しており、前記伝熱部材保持部は前記保持壁から前記カバー部側に向けて延設されている請求項３に記載の電気接続箱。
5. 前記電子部品保持部は、前記本体部の周囲を内側に嵌め入れる保持壁と、当該保持壁に連なって前記本体部のうち前記カバー部側に配される面の周縁部を覆う周縁被覆部とを備えており、前記周縁被覆部により囲まれた領域が前記伝熱部材保持部とされている請求項３に記載の電気接続箱。
6. 前記カバー部に前記本体部に向けて突出して前記伝熱部材に接触する接触突部が設けられており、当該接触突部は前記伝熱部材保持部内に配されている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電気接続箱。
7. 前記回路基板のうち前記実装面の反対側の面に放熱板が設けられている請求項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. 前記フレームは金属製である請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の電気接続箱。
9. 前記カバー部は金属製である請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の電気接続箱。

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