(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力回路を構成する複数枚のバスバーを含むバスバー基板がケース内に収納される電気接続箱において、前記ケースの外側に露出するように当該ケースに固定される放熱部材と、この放熱部材の裏面に絶縁層を介して固着され、前記バスバー基板が構成する電力回路と接続される電力回路を構成する複数枚の放熱側バスバーと、その少なくとも一部の放熱側バスバーの表面に実装される複数の半導体スイッチング素子とを備えるとともに、前記放熱部材の縁から前記放熱側バスバーの一部が突出して放熱側ヒューズ接続端子を構成し、前記バスバー基板からもそのバスバーの一部が前記放熱側ヒューズ接続端子の近傍位置で当該ヒューズ接続端子に沿う向きに突出してバスバー基板側ヒューズ接続端子を構成し、前記放熱側ヒューズ接続端子とバスバー基板側ヒューズ接続端子とにまたがってヒューズ素子が装着されるように構成されていることを特徴とする電気接続箱。
【請求項２】
請求項１記載の電気接続箱において、前記ケースに前記ヒューズ素子が外側から嵌入可能なヒューズ嵌入部が形成され、このヒューズ嵌入部に嵌入されたヒューズ素子の各ヒューズ端子が前記放熱側ヒューズ接続端子とバスバー基板側ヒューズ接続端子とにそれぞれ接続されるように構成されていることを特徴とする電気接続箱。
【請求項３】
請求項１または２記載の電気接続箱において、前記放熱部材の縁から複数の放熱側バスバーが突出して前記放熱側ヒューズ接続端子を構成するとともに、その放熱部材の縁と前記バスバー基板の縁とが略平行となるように当該放熱部材が配置され、かつ、前記放熱側ヒューズ接続端子の配列方向と平行な方向に複数のバスバー基板側ヒューズ接続端子が配列されていることを特徴とする電気接続箱。
【請求項４】
請求項３記載の電気接続箱において、前記放熱部材はその裏面が前記バスバー基板と略直交する姿勢で前記ケースに固定されていることを特徴とする電気接続箱。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電気接続箱において、前記放熱側バスバーは、入力端子用バスバーと複数の出力端子用バスバーとを含み、少なくとも一部の出力端子用バスバーの端部が前記放熱側ヒューズ接続端子を構成するとともに、前記入力端子用バスバーと出力端子用バスバーとにまたがって前記半導体スイッチング素子が実装され、この半導体スイッチング素子がオンの時に前記入力端子用バスバーから出力端子用バスバーへ電力が供給されるように構成されていることを特徴とする電気接続箱。
【請求項６】
請求項５記載の電気接続箱において、複数の出力端子用バスバーが前記放熱部材の縁に沿って並ぶ方向に配列され、これら出力端子用バスバーの端部が前記放熱部材の縁から突出して前記放熱側ヒューズ接続素子を構成する一方、前記入力端子用バスバーは前記出力端子用バスバーの配列方向に沿って延びる半導体スイッチング素子実装部を有し、この半導体スイッチング素子実装部と前記各出力端子用バスバーとにまたがって複数の半導体スイッチング素子が実装されていることを特徴とする電気接続箱。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の電気接続箱において、前記半導体スイッチング素子の駆動を制御する制御回路基板が前記放熱部材の裏面に対向する姿勢で設けられていることを特徴とする電気接続箱。
【請求項８】
請求項７記載の電気接続箱において、前記半導体スイッチング素子が実装されている放熱側バスバーの一部が折り起こされることにより、前記放熱部材の裏面から立直する基板接続用端子を形成しており、この基板接続用端子に前記制御回路基板が接続されていることを特徴とする電気接続箱。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に設けられる電気接続箱に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、共通の車載電源から各電子ユニットに電力を分配する手段として、複数枚のバスバー基板を積層することにより配電用回路を構成し、これにヒューズやリレースイッチを組み込んだ電気接続箱が一般に知られている。
【０００３】
さらに近年は、かかる電気接続箱の小型化や高速スイッチング制御を実現すべく、前記リレーに代えてＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を入力端子と出力端子との間に介在させたものが開発されるに至っている。
【０００４】
しかし、このような半導体スイッチング素子は発熱量が比較的大きいため、その放熱をいかに効率良く行うかが大きな課題となる。
【０００５】
その解決手段として、例えば特開２００１−３１９７０８号公報には、電源に接続される入力端子と複数の出力端子とを有し、かつ、各出力端子と前記入力端子との間に半導体スイッチング素子が介在する配電部と、回路構成用の金属製のバスバー及びその上に積層される絶縁板を有し、前記配電部の各出力端子を複数の車載負荷に接続するバスバー回路部とを備え、このバスバー回路部におけるバスバーの一部と前記配電部の各出力端子とが接続された状態でこれら配電部及びバスバー回路部を共通のケースに組み込んだ電気接続箱が開示されている。
【０００６】
具体的に、前記電気接続箱は、配電部及びバスバー回路部からそれぞれバスバーが突出し、その突出部分同士が突き合わされて接合されることにより、これら配電部及びバスバー回路部が同一平面上に並んだ状態で一体化された構成となっている。
【０００７】
このような電気接続箱によれば、半導体スイッチング素子及びその放熱部材を含む配電部がバスバー基板から独立して構成されているので、各半導体スイッチング素子の冷却を一箇所で集中的に効率良く行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報に示される電気接続箱では、基本的に全てのヒューズ素子をバスバー基板上に組付ける必要があり、そのヒューズ素子の配設に要するスペース分だけバスバー基板そのものも大型化しなければならず、かかる不都合はヒューズ素子の数が多いほど顕著となる。また、当該バスバー基板から前記ヒューズ素子に向かって複数のヒューズ接続用端子（ヒューズ素子に設けられた一対のヒューズ端子とそれぞれ結合されるタブ端子）を突出させなければならず、その分バスバー基板の構造が複雑となる。
【０００９】
さらに、配電部側のバスバーとバスバー基板側のバスバーとの接続は、全て、当該バスバー同士を突き合せてその突き合わせ部分を溶接等することにより行っているので、工程が複雑となる。また、接続部位が増える分だけ構造が複雑化するとともに、接続信頼性の面で不利となる。
【００１０】
本発明は、以上のような課題を解決することができる電気接続箱を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、電力回路を構成する複数枚のバスバーを含むバスバー基板がケース内に収納される電気接続箱において、前記ケースの外側に露出するように当該ケースに固定される放熱部材と、この放熱部材の裏面に絶縁層を介して固着され、前記バスバー基板が構成する電力回路と接続される電力回路を構成する複数枚の放熱側バスバーと、その少なくとも一部の放熱側バスバーの表面に実装される複数の半導体スイッチング素子とを備えるとともに、前記放熱部材の縁から前記放熱側バスバーの一部が突出して放熱側ヒューズ接続端子を構成し、前記バスバー基板からもそのバスバーの一部が前記放熱側ヒューズ接続端子の近傍位置で当該ヒューズ接続端子に沿う向きに突出してバスバー基板側ヒューズ接続端子を構成し、前記放熱側ヒューズ接続端子とバスバー基板側ヒューズ接続端子とにまたがってヒューズ素子が装着されるように構成されているものである。
【００１２】
この構成によれば、共通の放熱部材の裏面に絶縁層を介して放熱側バスバーが固着され、その表面に複数の半導体スイッチング素子が実装されているので、これら半導体スイッチング素子の冷却が前記放熱部材によって集中的に効率良く行われる。そして、前記放熱部材の縁から放熱側バスバーが突出して放熱側ヒューズ接続素子を構成しており、この放熱側ヒューズ接続素子とバスバー基板側のヒューズ接続素子とにまたがってヒューズ素子が装着されるので、従来のようにバスバー基板上に全てのヒューズ素子が組み付けられるものに比べ、バスバー基板自体の占有面積も削減されるとともに、前記放熱用バスバーがヒューズ接続端子を構成する分だけバスバー基板から突出させなければならないヒューズ接続端子の数が減り、これによってバスバー基板の構造が簡素化される。
【００１３】
また、前記ヒューズ素子を媒介として放熱側バスバーとバスバー基板側バスバーとの電気的な接続が行われる（すなわちヒューズ素子が接続媒体を兼ねる）ことになるので、従来のようにヒューズ素子の配設部位とは別にバスバー基板側のバスバーと放熱部材側のバスバーとを突き合せて接合するものに比べ、接続部位が減り、その分構造が簡素化されるとともに接続信頼性が高まる。
【００１４】
具体的に、前記ケースに前記ヒューズ素子が外側から嵌入可能なヒューズ嵌入部が形成され、このヒューズ嵌入部に嵌入されたヒューズ素子の各ヒューズ端子が前記放熱側ヒューズ接続端子とバスバー基板側ヒューズ接続端子とにそれぞれ接続されるように構成されたものにおいては、前記ヒューズ嵌入部にヒューズ素子を嵌入するだけの簡単な作業で、ヒューズ素子の組み付けと同時に放熱側バスバーとバスバー基板側バスバーとの電気的接続を行うことができる。
【００１５】
また、前記放熱部材の縁から複数の放熱側バスバーが突出して前記放熱側ヒューズ接続端子を構成するとともに、その放熱部材の縁と前記バスバー基板の縁とが略平行となるように当該放熱部材が配置され、かつ、前記放熱側ヒューズ接続端子の配列方向と平行な方向に複数のバスバー基板側ヒューズ接続端子が配列されている構成とすることにより、コンパクトな構造で複数の放熱側バスバーとバスバー基板側バスバーとの間にヒューズ素子を介在させることができる。
【００１６】
さらに、前記放熱部材は、その裏面が前記バスバー基板と略直交する姿勢で前記ケースに固定することが可能であり、このような配置にすることにより、当該放熱部材とバスバー基板とが略同一平面上に並べて配置されている従来構造に比べ、電気接続箱全体の占有面積を大幅に削減することができる。
【００１７】
なお、本発明では放熱側バスバーとバスバー基板側のバスバーとの接続が全てヒューズ素子を介して行われていなくてもよく、その一部が従来と同様に直接突き合わされて接合されたものであってもよい。
【００１８】
本発明において、放熱部材側の電力回路は、種々の構成をとることができる。具体的には、前記放熱側バスバーが、入力端子用バスバーと複数の出力端子用バスバーとを含み、少なくとも一部の出力端子用バスバーの端部が前記放熱側ヒューズ接続端子を構成するとともに、前記入力端子用バスバーと出力端子用バスバーとにまたがって前記半導体スイッチング素子が実装され、この半導体スイッチング素子がオンの時に前記入力端子用バスバーから出力端子用バスバーへ電力が供給されるように構成したものが、好適である。この構成によれば、各半導体スイッチング素子を用いて各出力端子用バスバーへの給電のオンオフを放熱部材側で一括して行うことができるとともに、当該出力端子用バスバーとバスバー基板側のバスバーとの間にヒューズ素子を介在させて各電気的負荷への給電の安全性を確保することができる。
【００１９】
この場合、複数の出力端子用バスバーが前記放熱部材の縁に沿って並ぶ方向に配列され、これら出力端子用バスバーの端部が前記放熱部材の縁から突出して前記放熱側ヒューズ接続素子を構成する一方、前記入力端子用バスバーは前記出力端子用バスバーの配列方向に沿って延びる半導体スイッチング素子実装部を有し、この半導体スイッチング素子実装部と前記各出力端子用バスバーとにまたがってそれぞれの半導体スイッチング素子が実装されている構成とすれば、コンパクトな構造で複数の出力端子用バスバーとバスバー基板側バスバーとの間にそれぞれヒューズ素子を介在させることができる。
【００２０】
本発明にかかる電気接続箱では、前記半導体スイッチング素子の駆動を制御する制御回路基板が前記放熱部材の裏面に対向する姿勢で設けられていることが、より好ましい。このような構成によれば、放熱部材の裏側空間を利用して前記制御回路基板をコンパクトに配置できるとともに、当該制御回路基板をケース外部から有効に保護することができる。
【００２１】
その具体的手段として、例えば、前記半導体スイッチング素子が接続されているユニット構成用バスバーの一部が折り起こされて前記放熱部材の裏面から立直する基板接続部を形成しており、この基板接続部に前記制御回路基板が接続されている構成とすれば、ユニット構成用バスバーの一部を折り起こすだけの簡単な構造で半導体スイッチング素子と制御回路基板との電気的接続を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１〜図３に示す電気接続箱１０は、互いに重ね合されるロアケース１２及びアッパケース１４と、アッパケース１４に装着されるケースカバー１６とを備えている。両ケース１２，１４及びケースカバー１６は合成樹脂等の絶縁材料からなり、これらによって本発明にかかるケース（絶縁ケース）が構成されている。
【００２４】
前記ロアケース１２及びアッパケース１４は、ともに上方に開口する有底容器状をなしている。すなわち、ロアケース１２がアッパケース１４の底壁をさらに下方から覆った状態となっている。
【００２５】
前記アッパケース１４内には、バスバー基板１９が上下に並んだ状態で収納されている。バスバー基板１９は、多数本のバスバーと絶縁基板とが交互に積層されたもので、電力回路を構成している。
【００２６】
前記アッパケース１４の底壁には、下向きに開口する複数のコネクタハウジング（図ではコネクタハウジング１８のみを図示；以下「コネクタハウジング１８等」と称する。）が形成されている。これに対し、前記バスバー基板１９からは一部のバスバー端部２０が下向きに突出して前記コネクタハウジングの上壁を下向きに貫いており、当該バスバー端部２０と前記コネクタハウジングとによって、外部コネクタと結合可能なコネクタが構成されている。すなわち、前記コネクタハウジング１８に外部コネクタのハウジングが嵌合されるとともに、当該外部コネクタの端子と前記バスバー端部２０とが嵌合することにより、前記外部コネクタを介して外部回路（例えば電源回路や負荷側回路）とバスバー基板１９により構成された電力回路とが電気的に接続されるようになっている。
【００２７】
前記ケースカバー１６は、前記アッパケース１４の上部に当該アッパケース１４の開口を塞ぐように装着されている。このケースカバー１６には、バスバー基板１９上に配される複数のヒューズ嵌合部２２と、本発明と関連する複数のヒューズ嵌合部２３とが形成されている。
【００２８】
各ヒューズ嵌合部２２，２３は、ともに、図１に二点鎖線で示すようなヒューズ素子２６が嵌合可能な形状を有している。各ヒューズ素子２６は、その本体から下方に突出する一対のヒューズ端子２６ａを有する一方、各ヒューズ嵌合部２２，２３は、前記各ヒューズ端子２６ａが嵌入可能な端子嵌入部２２ａ，２３ａをそれぞれ有している。
【００２９】
一方、前記バスバー基板１９からは一部のバスバー端部２４が上向きに突出し、前記端子嵌入部２２ａ内に挿入されている。そして、前記各端子嵌入部２２ａに嵌入されたヒューズ端子２６ａが前記バスバー端部２４と嵌合してバスバー基板１９と電気的に接続されるように構成されている。
【００３０】
なお、ヒューズ嵌合部２３でのヒューズ接続構造については後に詳述する。
【００３１】
前記アッパケース１４の側壁のうち、前記ヒューズ嵌合部２３に隣接する側壁には、配電ユニット組付用の開口部１５が形成されており、この開口部１５に配電ユニット３０が嵌め込まれ、固定されている。
【００３２】
この配電ユニット３０は、図３及び図４にも示すように、放熱部材３２と、入力端子用バスバー３４と、複数本の出力端子用バスバー３６及び基板接続用バスバー３８と、複数の半導体スイッチング素子（図例ではパワーＭＯＳＦＥＴ４０。以下、単に「ＦＥＴ４０」と称する。）と、駆動制御基板５０と、複数のリレースイッチ５８が実装されたリレー基板５６とを備えている。
【００３３】
放熱部材３２は、板状の本体を有し、その外側面からケース外方へ複数枚の放熱フィン３２ａが突設されている。この放熱部材３２は、例えばアルミニウム合金や銅合金のように熱伝導性の高い（もしくは比熱の大きい）材料で全体が一体に形成されたもので、その上縁が前記バスバー基板１９の側縁（図１では奥行き方向に延びる左側縁）と略平行となる姿勢であって、かつ、放熱部材３２の裏面（図１では右側面）が前記バスバー基板１９に対して略直交する姿勢（図例では立直する姿勢）で、前記アッパケース１４に固定されている。具体的には、前記放熱部材３２の裏面寄りの部分に凹溝３２ｂが形成され、この凹溝３２ｂに前記開口部１５を囲むアッパケース１４の開口下縁部１４ａとケースカバー１６の側壁下端部とが嵌め込まれている。
【００３４】
前記各バスバー３４，３６，３８は、放熱部材３２の裏面に絶縁層３３を介して接着剤等で固着され、図３に示すように配列されている。
【００３５】
入力端子用バスバー３４は、ドレイン接続部（半導体スイッチング素子実装部）３４ａと入力端子部３４ｂとを有している。ドレイン接続部３４ａは、放熱部材裏面に沿って水平方向に延び、その表面にはドレイン接続部３４ａの長手方向に沿って複数個（図例では８個）のＦＥＴ４０の本体が並べられ、実装されている。入力端子部３４ｂは、前記ドレイン接続部３４ａの片側端部（図３では左側端部）からケース内方に延び、さらに図１及び図４に示すように上方に延びて前記バスバー基板１９に接続されている。
【００３６】
詳しくは、前記入力端子部３４ｂの末端が水平方向に延び、当該末端に図４に示すようなボルト挿通孔３４ｃが形成される一方、バスバー基板１９から配電ユニット３０側に向けて水平方向に電源入力用バスバー２５（図１）が突出し、その端部にもボルト挿通孔２５ｃが形成されている。ケースカバー１６側においては、上方に膨出するナット固定部６１が形成され、このナット固定部６１内にナット５７が埋め込まれており、前記入力端子部３４ｂ及び電源入力用バスバー２５に設けられたボルト挿通孔３４ｃ，２５ｃに下側からボルト５５が挿通され、前記ナット５７にねじ込まれることにより、このナット５７に前記入力端子部３４ｂ及び電源入力用バスバー２５が固定されるとともに、これら入力端子部３４ｂと電源入力用バスバー２５とが電気的に接続されている。
【００３７】
出力端子用バスバー３６及び基板接続用バスバー３８は全体が短冊状をなし、放熱部材３２の上縁に沿う方向、換言すれば前記ＦＥＴ４０の配列方向と平行な方向に当該ＦＥＴ４０と同数だけ交互に配列されている。
【００３８】
各出力端子用バスバー３６は、その下端部が前記ドレイン接続部３４ａの直上方の位置に配される一方、上端部は放熱部材３２の上縁からさらに上方に突出し、かつ、この端部には前述のヒューズ素子２６のヒューズ端子２６ａが圧入可能な二股フォーク状のヒューズ接続端子（放熱側ヒューズ接続端子）３６ａが形成されている。
【００３９】
一方、バスバー基板１９からはヒューズ接続用バスバー３５が配設ユニット３０側に向けて導出され、かつ、その端部が上方に折り曲げられており、当該端部に前記ヒューズ接続端子３６ａと同様の（ヒューズ端子２６ａが圧入可能な二股フォーク状の）ヒューズ接続端子（バスバー基板側ヒューズ接続端子）３５ａが形成されている。
【００４０】
そして、両ヒューズ接続端子３５ａが前記ケースカバー１６におけるヒューズ嵌入部２３の端子嵌入孔２３ａ内に挿入されており、このヒューズ嵌入部２３に嵌入されたヒューズ素子２６の各ヒューズ端子２６ａが前記ヒューズ接続端子３６ａ，３５ａにそれぞれ圧入されるようになっている。すなわち、両ヒューズ接続端子３６ａ，３５ａにまたがってヒューズ素子２６が装着され、このヒューズ素子２６を媒介としてヒューズ接続端子３６ａ，３５ａ同士が電気的に接続されるようになっている。
【００４１】
各基板接続用バスバー３８は、その下端部が前記ドレイン接続部３４ａの直上方の位置に配される一方、上端部は放熱部材３２の裏面からケース内方（図１では右方）に折り起こされて基板接続用端子３８ａとされている。
【００４２】
なお、この実施の形態では、各放熱側バスバー３４，３６，３８がそれぞれ単一の金属板で形成されているが、配置によっては当該バスバーを複数の金属板で構成してこれらの金属板をジャンピング線や溶接などの手段で接続するようにしてもよい。
【００４３】
また、本発明において放熱部材３２の裏面に絶縁層３３を形成する手段、及びこれに各放熱側バスバーを固着させる手段も任意選択できる。例えば、放熱部材裏面にシリコーン樹脂等からなる絶縁シートを貼着してその上に放熱側バスバーを固着させてもよいし、絶縁性及び熱伝導性に優れた接着剤を放熱部材裏面に塗布してユニット構成用バスバーを貼着するようにしてもよい。
【００４４】
前記各ＦＥＴ４０は、略直方体状の本体を有し、この本体の側面からソース端子４２及びゲート端子４４が含まれている。
【００４５】
各ＦＥＴ４０のドレインはＦＥＴ本体の裏面に露出するように配されており、これらＦＥＴ４０の本体が前記入力端子用バスバー３４のドレイン接続部３４ａ上にはんだ付け等で実装されることにより、当該ドレイン接続部３４ａに各ＦＥＴ４０のドレインが電気的に接続されている。また、ＦＥＴ４０のソース端子４２はこれに対応する出力端子用バスバー３６に、ＦＥＴ４０のゲート端子４４はこれに対応する基板接続用バスバー３８に、それぞれはんだ付け等によって実装されている。すなわち、各ＦＥＴ４０は、共通のドレイン接続部３４ａと、各出力端子用バスバー３６及び基板接続用バスバー３８とにまたがって、これらバスバー（放熱側バスバー）に実装されている。
【００４６】
なお、本発明にかかる半導体スイッチング素子は前記パワーＭＯＳＦＥＴに限らず、その他のトランジスタ（例えばＩＧＢＴや通常のバイポーラトランジスタ）やＧＴＯをはじめとする各種サイリスタなど、スイッチング機能をもつ各種半導体素子を仕様に応じて適用することが可能である。また、かかる半導体スイッチング素子はパッケージ素子に限らず、例えば半導体チップを直接実装したものであってもよい。
【００４７】
また本発明では半導体スイッチング素子と各端子との接続形態も特に問わず、例えば適所にワイヤボンディングを用いるようにしてもよい。各半導体スイッチング素子及び出力端子の個数や配列も適宜設定することが可能であり、車両内における各電装品の配置や個数等に応じて自由に定めればよい。
【００４８】
制御回路基板５０は、前記各ＦＥＴ４０の駆動を制御する制御回路が組み込まれたもので、例えばプリント回路基板により構成することが可能である。この制御回路基板５０の適所には貫通孔が設けられ、この貫通孔に前記各基板接続用バスバー３８の基板接続用端子３８ａが挿入され、はんだ付け等により接合されている（図４）。これにより、当該基板接続用バスバー３８を介して制御回路基板５０の制御回路に各ＦＥＴ４０のゲート端子４４が電気的に接続されるとともに、前記制御回路基板５０が放熱部材３２の裏面に対向する姿勢で設けられた状態となっている。
【００４９】
また、前記制御回路基板５０には、外部回路と接続するためのコネクタ５２，５４が実装されている。これらのコネクタ５２，５４は、制御回路基板５０において前記放熱部材３２と反対側の面（ケース内側の面）に実装されている。
【００５０】
さらに、この実施の形態にかかる配電ユニット３０では、配電回路の通電をオンオフするスイッチング手段として、従来の電気接続箱でも用いられている複数のリレースイッチ５８が前記ＦＥＴ４０と併用されている。
【００５１】
各リレースイッチ５８は、前記制御回路基板４０とは別に設けられたリレー基板５６に実装されている。このリレー基板５６は、前記制御回路基板５０とともに放熱部材３２の裏面に対向する位置に配されているが、当該制御回路基板５０よりも放熱部材３２の裏面から大きく距離をおいて配されている。そして、このリレー基板５６が前記放熱部材３２の裏面と対向する側の面に、前記複数のリレースイッチ５６と、外部接続用のコネクタ６０とが実装されている。このコネクタ６０には、車載負荷へ電力を供給するためのワイヤハーネスに設けられた外部コネクタ（図示省略）が結合されるようになっている。
【００５２】
また、この配電ユニット３０では、前記制御回路基板５０に電源を入力するための電源入力端子６２と、前記リレー基板５６に電源を入力するための電源入力端子６４とがともに前記バスバー基板１９に向けて突設されている。これに対してバスバー基板１９側からも前記電源入力用バスバー２５と同様の電源入力用バスバーが配電ユニット３０側に向けて突設されており、当該電源入力用バスバーと前記電源入力端子６２，６４とが前記電源入力用バスバー２５と入力端子部３４ａとの接続と同じ構造（ナット固定部６１に埋め込まれたナット５７を用いた構造）によって接続されている（図２）。すなわち、前記各電源入力端子６２，６４に図２及び図４に示すようなボルト挿通孔６２ａ，６４ａが各々設けられ、同様に電源入力用バスバーにもボルト挿通孔が設けられ、各ボルト挿通孔に挿通されたボルトがナット５７にねじ込まれることによって各電源入力端子６２，６４と電源入力用バスバーとの接続が行われている。
【００５３】
次に、この電気接続箱の作用を説明する。
【００５４】
図略の車載バッテリーから出力される電力は、アッパケース１４に形成された適当なコネクタハウジング（例えばコネクタハウジング１８）に結合された外部コネクタよりバスバー基板１９に入力される。この電力は、バスバー基板１９の電源入力用バスバー２５からこれに入力端子部３４ｂが接続されている入力端子用バスバー３４へ供給され、当該入力端子用バスバー３４のドレイン接続部３４ａに実装されているＦＥＴ４０のドレインに入力される。
【００５５】
ここで、ＦＥＴ４０がオンの場合には、そのドレインに入力された電力が出力端子用バスバー３６からヒューズ素子２６（ヒューズ嵌合部２３に嵌入されているヒューズ素子２６）を経由してバスバー基板１９のヒューズ接続用バスバー３５に入力される。この電力は、アッパケース１４の適当なコネクタハウジングに結合された外部コネクタから所定の電気的負荷（例えば車載電装品）へ供給される。これに対してＦＥＴ４０がオフの場合には、そのドレインに電力が入力されても出力端子用バスバー３６には出力されない。すなわち、配電回路は遮断される。
【００５６】
このＦＥＴ４０のオンオフは、制御回路基板５０に組み込まれた制御回路により制御される。具体的には、電気接続箱外の回路から送られる操作信号（例えばスイッチ信号）がコネクタ５２，５４を通じて制御回路基板５０の制御回路に入力され、この操作信号を受けた制御回路は、基板接続用バスバー３８を通じて適当なＦＥＴ４０のゲート端子４４に制御信号を入力することにより、そのＦＥＴ４０におけるドレイン−ソース間の通電のオンオフ切換を制御する。
【００５７】
また、車載電源の一部はバスバー基板１９を経由して電源入力端子６４からリレー基板５６に入力される。このリレー基板５６においても、これに実装されるリレースイッチ５８のオンオフによって給電制御が行われる。
【００５８】
以上示した電気接続箱では、従来はバスバー回路に組み込まれていた機械式のリレースイッチの一部がＦＥＴ４０に置き換えられ、かつ、これらのＦＥＴ４０が共通の放熱部材３２に固着された放熱側バスバー３４，３６，３８の表面に実装されているので、各ＦＥＴ４０の冷却を一括して効率良く行うことができる。
【００５９】
さらに、この実施の形態にかかる電気接続箱では、次のような効果を得ることができる。
【００６０】
・放熱部材３２の縁から出力端子用バスバー３６が突出して放熱側ヒューズ接続素子３６ａを構成しており、この放熱側ヒューズ接続素子３６ａとバスバー基板１９側のヒューズ接続素子３５ａとにまたがってヒューズ素子２６が装着されるので、従来のようにバスバー基板１９上に全てのヒューズ素子３６が組み付けられるものに比べ、バスバー基板１９自体の占有面積が削減されるとともに、前記出力端子用バスバー３６がヒューズ接続端子３６ａを構成する分だけバスバー基板１９から突出させなければならないヒューズ接続端子の数が減り、これによってバスバー基板１９の構造が簡素化される。
【００６１】
・ヒューズ素子２６を媒介として放熱側バスバー（出力端子用バスバー３６）とバスバー基板１９側のヒューズ接続用バスバー３５との電気的な接続が行われる（すなわちヒューズ素子２６が接続媒体を兼ねる）ことになるので、従来のようにヒューズ素子の配設部位とは別にバスバー基板側のバスバーと放熱部材側のバスバーとを突き合せて接合するものに比べ、接続部位が減り、その分構造が簡素化されるとともに接続信頼性が高まる。
【００６２】
特にこの実施の形態では、ケースカバー１６に形成されたヒューズ嵌入部２３にヒューズ素子２６を嵌入するだけの簡単な作業で、当該ヒューズ素子２６の組み付けと同時に出力端子用バスバー３６とバスバー基板側ヒューズ接続用バスバー３５との電気的接続を行うことが可能となっている。
【００６３】
・放熱部材３２の縁から複数の出力端子用バスバー３６が突出して放熱側ヒューズ接続端子３６ａを構成するとともに、その放熱部材３２の縁とバスバー基板１９の縁とが略平行となるように当該放熱部材３２が配置され、かつ、前記放熱側ヒューズ接続端子３６ａの配列方向と平行な方向に複数のバスバー基板側ヒューズ接続端子３５ａが配列されているので、コンパクトな構造で複数の出力端子用バスバー３６とバスバー基板側のヒューズ接続用バスバー３５との間にヒューズ素子２６を介在させることができる。
【００６４】
特に、この実施の形態では、前記放熱部材３２の裏面が前記バスバー基板１９と略直交する姿勢で当該放熱部材３２をケースに固定しているため、放熱部材３２とバスバー基板１９とが略同一平面上に並べて配置されている従来構造に比べ、電気接続箱全体の占有面積を大幅に削減することができる。
【００６５】
・ＦＥＴ４０の駆動を制御する制御回路基板５０を放熱部材３２の裏面に対向する姿勢で設けているので、放熱部材３２の裏側空間を利用して制御回路基板５０をコンパクトに配置できるとともに、当該制御回路基板５０をケース外部から有効に保護することができる。
【００６６】
特にこの実施の形態では、基板接続用バスバー３８を折り起こして放熱部材３２の裏面から立直する基板接続用端子３８ａを形成しており、この基板接続用端子３８ａに前記制御回路基板５０が接続されている構成としているので、簡単な構造でＦＥＴ４０と制御回路基板５０との電気的接続を行うことが可能となっている。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、共通の放熱部材の裏面に絶縁層を介して放熱側バスバーが固着され、その表面に複数の半導体スイッチング素子が実装されているので、これら半導体スイッチング素子の冷却が前記放熱部材によって集中的に効率良く行われる。そして、前記放熱部材の縁から放熱側バスバーが突出して放熱側ヒューズ接続素子を構成しており、この放熱側ヒューズ接続素子とバスバー基板側のヒューズ接続素子とにまたがってヒューズ素子が装着されるので、従来のようにバスバー基板上に全てのヒューズ素子が組み付けられるものに比べ、バスバー基板自体の占有面積も削減されるとともに、バスバー基板の構造が簡素化される効果がある。さらに、ヒューズ素子が接続媒体を兼ねることにより、放熱部材側の回路とバスバー基板側の回路とを接続するための接続部位が減り、その分構造が簡素化されるとともに接続信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電気接続箱の断面正面図である。
【図２】前記電気接続箱の要部を示す平面図である。
【図３】前記電気接続箱における配電ユニットの各バスバーの配列を示す一部断面側面図である。
【図４】前記配電ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
１０  電気接続箱
１２  ロアケース
１４  アッパケース
１６  ケースカバー
１９  バスバー基板
２３  ヒューズ嵌合部
２６  ヒューズ素子
２６ａ  ヒューズ端子
３０  配電ユニット
３２  放熱部材
３３  絶縁層
３４  入力端子用バスバー
３４ａ  ドレイン接続部（半導体スイッチング素子実装部）
３４ｂ  入力端子部
３５  ヒューズ接続用バスバー（バスバー基板側バスバー）
３５ａ  バスバー基板側ヒューズ接続端部
３６  出力端子用バスバー
３６ａ  放熱側ヒューズ接続端子
３８  基板接続用バスバー
３８ａ  基板接続用端子
４０  ＦＥＴ（半導体スイッチング素子）
４２  ソース端子
４４  ゲート端子
５０  制御回路基板
【図１】
0003958589.tif 000002
【図２】
0003958589.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003958589.tif 000005