(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、小型で簡易な構造の回路構成体を提供する。【解決手段】接続用貫通孔を有する基板と、基板の一面側に設けられて電力回路を構成する複数のバスバーと、本体部と該本体部から導出される一対のリード端子とを備え、リード端子が接続用貫通孔を通して露出されたバスバーに接続されることにより基板の他面側に実装されたコイルと、を備えた回路構成体であって、複数のバスバーは、第１バスバーと、第２バスバーと、第３バスバーとを含み、第１バスバーおよび第２バスバーは、コイルの一対のリード端子により互いに接続状態とされており、第３バスバーは、コイルの本体部と対応する基板の領域のうち、第１バスバーおよび第２バスバーと異なる領域に配されている。【選択図】図６
2015082959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続用貫通孔を有する基板と、
前記基板の一面側に設けられて電力回路を構成する複数のバスバーと、
本体部と一対のリード端子とを備え、前記リード端子が前記接続用貫通孔を通して露出された前記バスバーに接続されることにより前記基板の他面側に実装されたコイルと、を備えた回路構成体であって、
前記複数のバスバーは、第１バスバーと、第２バスバーと、第３バスバーとを含み、
前記第１バスバーおよび前記第２バスバーは、前記コイルの前記一対のリード端子により互いに接続状態とされており、
前記第３バスバーは、前記コイルの前記本体部と対応する前記基板の領域のうち、前記第１バスバーおよび前記第２バスバーと異なる領域に配されていることを特徴とする回路構成体。
【請求項２】
前記コイルの前記本体部と対応する前記基板の領域には放熱用貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回路構成体。
【請求項３】
前記コイルの前記本体部と、前記放熱用貫通孔により露出された前記第３バスバーとの間には、伝熱シートが配されていることを特徴とする請求項２に記載の回路構成体。
【請求項４】
前記複数のバスバーの前記基板と対向する面の反対側の面に放熱板が配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回路構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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備える回路構成体をケースに収容してなるものが知られている。
【０００３】
このような装置として、例えば、入力された直流の電圧を所定レベルの直流の電圧に変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータのような、電力変換装置が提案されている。このような電力変換装置は、大電流を取り扱うことになるため、回路配索材として、バスバーなどの金属材料を用いることが多い。その中で、バスバー同士を接続する際に、ジャンパー線を使用することにより、回路を小型化する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２０８２３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、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置のように大電流を流す回路にジャンパー線を使用する場合、大電流に対応可能なジャンパー線の開発や実装技術開発等、開発工数が多くかかってしまう。また、特殊なジャンパー線を使用するとなると、部品代が高くなる。さらに、ジャンパー線の使用は、部品点数および作業工数の増加につながる。
【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、部品点数が少なく、小型で簡易な構造の回路構成体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、接続用貫通孔を有する基板と、前記基板の一面側に設けられて電力回路を構成する複数のバスバーと、本体部と一対のリード端子とを備え、前記リード端子が前記接続用貫通孔を通して露出された前記バスバーに接続されることにより前記基板の他面側に実装されたコイルと、を備えた回路構成体であって、前記複数のバスバーは、第１バスバーと、第２バスバーと、第３バスバーとを含み、前記第１バスバーおよび前記第２バスバーは、前記コイルの前記一対のリード端子により互いに接続状態とされており、前記第３バスバーは、前記コイルの前記本体部と対応する前記基板の領域のうち、前記第１バスバーおよび前記第２バスバーと異なる領域に配されているところに特徴を有する。
【０００８】
上述した本発明によれば、ジャンパー線の代わりに本来回路構成体に使用される既存のコイルを利用してバスバー間の接続を行う構成であるから、部品点数を減らすことができ、組み立て作業を簡略化することができる。しかも、ジャンパー線と比較して大きいコイルを使用することにより生じる第１バスバーおよび第２バスバー間周辺の空いた領域（コイルの本体部と対応する領域の一部）に第３バスバーを配する構成とすることにより、スペースの無駄をなくし、高密度な回路構成体を得ることができる。
【０００９】
コイルの本体部と対応する基板の領域に、放熱用貫通孔を設ける構成としてもよい。このような構成とすると、コイルから発生した熱が、放熱用貫通孔を通して第３バスバーのうち本体部と対応する領域に伝わるから、第３バスバーにより効率的に放熱を行うことができる。
【００１０】
また、コイルの本体部と、放熱用貫通孔により露出された第３バスバーとの間に、伝熱シートを配する構成としてもよい。このような構成とすると、コイルから発生した熱がより第３バスバーに伝わり易くなり、放熱効果が向上する。
【００１１】
さらに、複数のバスバーの基板と対向する面の反対側の面に放熱板を配する構成としてもよい。このような構成とすると、放熱効果がさらに向上する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、部品点数が少なく、簡易な構造で小型の回路構成体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ装置の分解斜視図
【図２】ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の平面図
【図３】ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の正面図
【図４】ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の右側面図
【図５】電力回路基板をフレームに収容した状態の平面図
【図６】バスバーとコイルとの位置関係を示す平面図
【図７】図２のＡ−Ａ断面図
【図８】バスバーとコイルとの接続部分の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
一実施形態の回路構成体３０を備える装置１０を図１ないし図８を参照しつつ説明する。本実施形態の装置１０は、車両（図示せず）等に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０である。以下の説明においては、図３における上方を上とし下方を下とし、右方を右とし左方を左とする。
【００１５】
本実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ装置１０は、図１に示すように、電力回路基板３１、制御回路基板３５、および複数のバスバー３３を含む回路構成体３０と、回路構成体３０で発生した熱を放熱させるヒートシンク４０と、シールドカバー４５と、これらを収容するケース１１と、を備える。
【００１６】
（ケース１１）
ケース１１は合成樹脂等で構成され、図１に示すように、アッパーカバー１２と、フレーム２０と、アンダーカバー２５とからなる。
【００１７】
フレーム２０は略長方形状をなす枠体であって、内側に回路構成体３０が収容可能な大きさに形成されている（図５参照）。また、図２における左側には、回路構成体３０から導出される３本の外部接続端子３３Ｆを下方側から支持する断面略コ字形状の支持壁２１が延出されている。
【００１８】
アッパーカバー１２は、フレーム２０の上方を覆うように組み付けられる浅皿状をなしている。より詳しくは、アッパーカバー１２は、長方形の天板部１３と、この天板部１３の４つの辺から下方に向けて延びる４つの側壁部１４とを備えている。天板部１３の中央部には、ケース内圧を調整可能な通気性防水弁１５を挿入する挿入孔１６が設けられている。またすべての側壁部１４からは、フレーム２０の外周壁に設けられた係止突部２２に係止される係止片１７が、２つずつ下方に向けて延出されている。
【００１９】
アンダーカバー２５は板状部材であって、長方形の底壁部２６のうち短辺側の対向２辺が上方に向けて垂直に折り曲げられており、垂直部２７とされている。これらの垂直部２７は、後述するヒートシンク４０の側面４２にねじ留めされるようになっている。また、底壁部２６には複数の凹部２８が長辺方向に沿って、かつ、断続的に設けられている。アンダーカバー２５は後述するヒートシンク４０のフィン４１の間を流れる空気の整流板として機能している。
【００２０】
（回路構成体３０）
回路構成体３０は、電力回路基板３１および制御回路基板３５と、電力回路基板３１の表面側（図１中上側）に実装された複数の電子部品３２と、電力回路基板３１の裏面側（図１中下側）に配策・接着された複数のバスバー３３と、電力回路基板３１と制御回路基板３５との間に配された均熱板３６と、を備えている。
【００２１】
電力回路基板３１はフレーム２０に収容可能な長方形状をなし、その表面には、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とともに、裏面には、複数のバスバー３３が所定のパターンで配策・接着されている（図６参照）。また、図５に示すように、電力回路基板３１の適所には複数の貫通孔３４（接続用貫通孔および放熱用貫通孔の一例）が設けられている。これらの貫通孔３４は、電子部品３２をバスバー３３上に実装するためのものであり、電子部品３２は貫通孔３４から露出したバスバー３３の表面に、例えば半田付け等公知の手法により接続されている。
【００２２】
制御回路基板３５は、図１に示すように略Ｌ字形状をなす板状部材であり、電力回路基板３１と略平行に配され、中継端子４３により電力回路基板３１と接続状態とされている。
【００２３】
またこれらの回路基板３１，３５の間の一部領域には、金属板からなる均熱板３６が各回路基板３１，３５と略平行に配されており、電力回路基板３１上に実装された電子部品３２から発生された熱により回路構成体３０が局所的に高熱になることを防止している。
【００２４】
本実施形態の回路構成体３０はＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータは、直流の電圧を異なる直流の電圧に変換する回路であって、例えば、ＨＥＶ車、ＥＶ車などの環境対応車において、各種の車両負荷に電源供給するために設けられる。
【００２５】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、周知の回路構成を用いることができ、このＤＣ−ＤＣコンバータを構成する電子部品３２としては、例えば、抵抗、コイル３２０、コンデンサ、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子等を有する。これら電子部品３２の端子はいずれも表面実装型が用いられており、上述したように、電力回路基板３１の貫通孔３４において露出されたバスバー３３上に半田付け等の手法により接続されている。
【００２６】
（ヒートシンク４０)
回路構成体３０の下方側にはヒートシンク４０が配置されている。ヒートシンク４０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、回路構成体３０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４０の上面は平坦な板状をなし、下面には下側に向けて延びる多数のフィン４１が形成されている。また、短辺側の対向側面４２は板面状とされており、アンダーカバー２５の垂直部２７とネジ止め（図示せず）により一体化されるようになっている。
【００２７】
なお、回路構成体３０の下面（バスバー３３の下面）と、ヒートシンク４０の上面とは、絶縁性の熱伝導性接着剤３８により互いに固定されている（図８参照）。
【００２８】
（シールドカバー４５）
回路構成体３０の上方側は、シールドカバー４５により覆われている。シールドカバー４５は、例えば亜鉛鋼板製（金属製）であり、アッパーカバー１２よりも一回り小さい略長方形の浅皿状に形成されている。その天板部４６の中央部には、アッパーカバー１２に取り付けられた通気性防水弁１５と干渉しないように凹部４７が形成されてユニットを低背下させている。また、４つの側壁部４８のうち３つには、下方に向けて断面Ｌ字形状の被固定片４９が設けられており、その先端４９Ａがヒートシンク４０の縁部付近にねじにより固定されている。
【００２９】
さて、本実施形態においては、バスバー３３同士を接続する際に、従来使用していたジャンパー線の代わりに、本来使用される既存の電子部品３２であるコイル３２０を利用している。本実施形態のコイル３２０は表面実装型のコイル（ＳＭＤコイル）であって、上面が平面状とされた直方体状の本体部３２１を有し、本体部３２１の底面のうちの対向２辺の縁部周辺に一対のリード端子３２２が露出された形態をなすものである（図８参照）。
【００３０】
図６は、電力回路基板３１を省略し、バスバー３３とコイル３２０との位置関係を示した平面図であって、具体的には、図６に示すように、第１バスバー３３Ａと第２Ａバスバー３３Ｂ１との接続が第１コイル３２０Ａで行われ、第１バスバー３３Ａと第２Ｂバスバー３３Ｂ２との接続が第２コイル３２０Ｂで行われ、第１バスバー３３Ａと第４バスバー３３Ｄとの接続が第３コイル３２０Ｃで行われる構成とされている。
【００３１】
ここで、電力回路基板３１のうち電子部品３２が搭載される位置には、上述したように、電子部品３２をバスバー３３上に実装するための貫通孔３４が設けられている。これらの貫通孔３４のうちコイル３２０が搭載される部分のコイル用貫通孔３４Ａ（接続用貫通孔および放熱用貫通孔の一例）は、図５に示すように、長方形状とされている。より詳しくは、コイル３２０の本体部３２１のうちリード端子３２２が位置する縁部（図５の上辺および下辺）側は孔の長さが長く、かつ、幅が短く形成されている。すなわち、図５において上下方向に長い長方形状とされており、ここからバスバー３３が露出している。
【００３２】
また、互いに接続されるバスバー３３の間に、他のバスバー３３が配置されている場合がある。具体的には、図６に示すように、第１バスバー３３Ａと第２Ａバスバー３３Ｂ１の間、および、第１バスバー３３Ａと第２Ｂバスバー３３Ｂ２との間には、いずれも第３バスバー３３Ｃが配置されている。換言すると、第１コイル３２０Ａおよび第２コイル３２０Ｂの各本体部３２１の下方には、第３バスバー３３Ｃが配置されている。
【００３３】
コイル３２０の本体部３２１と、これと対向する第３バスバー３３Ｃとの間には、絶縁性の伝熱シート３７が配されている（図８参照）。さらに、コイル３２０の本体部３２１とその上面に配される均熱板３６との間にも、絶縁性の伝熱シート３９が配されている。コイル３２０の本体部３２１と第３バスバー３３Ｃ、および、コイル３２０の本体部３２１と均熱板３６とは、伝熱シート３７、３９を介して密着状態とされている。
【００３４】
（本実施形態の作用および効果）
本実施形態によれば、従来、バスバー３３同士の接続のためにわざわざ設けなければならなかったジャンパー線の代わりに、本来必要である既存のコイル３２０を利用してバスバー３３同士を接続する構成としたから、全体の部品点数を減らし、回路構成体３０の構造を簡素化することが可能となる。
【００３５】
しかも、第１バスバー３３Ａと第２Ａバスバー３３Ｂ１との間、および、第１バスバー３３Ａと第２Ｂバスバー３３Ｂ２との間の空いた領域に第３バスバー３３Ｃを配する構成とすることにより、スペースの無駄をなくし、高密度な回路構成体３０とすることができる。
【００３６】
また、コイル３２０で発生した熱が、コイル３２０の本体部３２１の下方に配置された金属製の第３バスバー３３Ｃに速やかに伝わって放熱可能な構成とされているから、回路構成体３０が高温になることを抑制することができる。しかも、本体部３２１と第３バスバー３３Ｃとの間には伝熱シート３７が配されているから、より効率的に放熱を行うことができる。
【００３７】
さらに、バスバー３３の下面側に設けられたヒートシンク４０によって、さらに放熱効果を高めることができる。
【００３８】
このような本実施形態の回路構成体３０によれば、簡易な構成で高密度な実装が可能な回路構成体３０を提供することができる。
【００３９】
＜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。
【００４０】
（１）上記実施形態では、電力回路基板３１のうちコイル３２０の本体部３２１と対応する領域に長方形状の貫通孔３４Ａを設け、この貫通孔３４Ａにより露出されたバスバー３３上にリード端子３２２を接続するとともに、伝熱シート３７を配してコイル３２０から発生した熱をバスバー３３に逃がす構成としたが、接続用の貫通孔と放熱用の貫通孔とを別個に設ける構成としてもよい。あるいは、放熱用の貫通孔は省略してもよい。
【００４１】
（２）コイル３２０の本体部３２１と第３バスバー３３Ｃとの間の伝熱シート３７は、必ずしも設けなくてもよい。
【００４２】
（３）上記実施形態では、コイル３２０のリード端子３２２を本体部３２１の下面に露出させる埋め込み型のコイル３２０を用いたが、本体部３２１の下面からＬ字形状のリード端子３２２を突出させたコイルを用いることもできる。
【００４３】
（４）ヒートシンク４０は必ずしも設けなくてもよい。
【００４４】
（５）上記実施形態では装置１０としてＤＣ−ＤＣコンバータの例を示したが、本発明はこれに限定されない。
【符号の説明】
【００４５】
１０…ＤＣ−ＤＣコンバータ装置
１１…ケース
１２…アッパーケース
２０…フレーム
２５…アンダーケース
３０…回路構成体
３１…電力回路基板（基板）
３３…バスバー
３３Ａ…第１バスバー
３３Ｂ１…第２Ａバスバー（第２バスバー）
３３Ｂ２…第２Ｂバスバー（第２バスバー）
３３Ｃ…第３バスバー
３４…貫通孔（接続用貫通孔および放熱用貫通孔）
３５…制御回路基板
３６…均熱板
３７…伝熱シート
４０…ヒートシンク（放熱板）
４５…シールド
３２０…コイル
３２１…本体部
３２２…リード端子
【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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