(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の電気接続箱のケース内に組み込まれて入力端子から出力端子への配電回路を構成する配電ユニットであって、前記電気接続箱の外側に露出するように配される放熱部材と、入力端子用バスバー及び複数の出力端子用バスバーを含み、前記放熱部材の裏面に絶縁層を介して固着される複数枚のユニット構成用バスバーと、前記放熱部材の裏側で前記入力端子用バスバー及び出力端子用バスバーの表面に実装され、前記入力端子用バスバーから出力端子用バスバーへの配電回路の途中に介在する半導体スイッチング素子と、これらの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と、この制御回路基板とは独立して設けられ、前記ユニット構成用バスバーにより形成される配電回路とは別の配電回路が組み込まれるとともにその配電回路中に介在するリレースイッチが実装されたリレー基板とを備え、かつ、このリレー基板及び前記制御回路基板が互いに略平行な姿勢で前記放熱部材の裏面に対向するように配置されていることを特徴とする電気接続箱用配電ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の電気接続箱用配電ユニットにおいて、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用配電ユニット。
【請求項３】
請求項１または２記載の電気接続箱用配電ユニットにおいて、前記制御回路基板において前記放熱部材と反対側の面に当該制御回路基板と外部回路とを接続するための制御回路基板用コネクタが実装されていることを特徴とする電気接続箱用配電ユニット。
【請求項４】
請求項１記載の電気接続箱用配電ユニットにおいて、前記リレー基板にその配電回路と外部回路とを接続するためのワイヤハーネスのコネクタが結合されるリレー基板用コネクタが実装されていることを特徴とする電気接続箱用配電ユニット。
【請求項５】
請求項４記載の電気接続箱用配電ユニットにおいて、前記リレー基板に対して前記リレー基板用コネクタが前記リレースイッチと同じ側の面に実装されていることを特徴とする電気接続箱用配電ユニット。
【請求項６】
請求項５記載の電気接続箱用配電ユニットにおいて、前記リレー基板が前記放熱部材の裏面と対向する側の面に前記リレースイッチ及びリレー基板用コネクタが実装されていることを特徴とする電気接続箱用配電ユニット。
【請求項７】
請求項５記載の電気接続箱用配電ユニットにおいて、前記リレー基板が前記制御回路基板よりも放熱部材の裏面から大きく距離をおいて配置されるとともに、前記制御回路基板において前記放熱部材と反対側の面に当該制御回路基板と外部回路とを接続するための制御回路基板用コネクタが実装され、かつ、前記リレー基板が前記放熱部材の裏面と対向する側の面に前記リレースイッチ及びリレー基板用コネクタが実装されていることを特徴とする配電ユニット。
【請求項８】
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に組み込まれた電気接続箱において、そのケースに請求項１〜７のいずれかに記載の電気接続箱用配電ユニットがその放熱部材が表側を向いて半導体スイッチング素子が裏側を向く状態で固定され、かつ、当該配電ユニットの入力端子用バスバー及び出力端子用バスバーが前記バスバー基板に電気的に接続されていることを特徴とする電気接続箱。
【請求項９】
請求項８記載の電気接続箱において、前記バスバー基板が前記ケースの外壁に沿って設けられ、当該外壁にヒューズ素子を装着するためのヒューズ装着部が形成されるとともに、前記制御回路基板、リレー基板の少なくとも一方に実装された基板用コネクタが前記ヒューズ装着部と反対の側に指向し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、自動車等の車両において車載電源からの配電回路を構成する配電ユニット及び当該ユニットを具備した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、前記電気接続箱における配電部は、放熱部材の裏側に入力端子用バスバー及び複数の出力端子用バスバーが配設され、前記入力端子用バスバーと各出力端子用バスバーとの間に両者の通電をオンオフする半導体スイッチング素子が介在し、この半導体スイッチング素子の発する熱が前記放熱部材を通じて外部に放出される構成となっている。
【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配電ユニットとして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配電ユニットでは、入力端子と出力端子との通電をオンオフするスイッチング手段が全て半導体スイッチング素子で構成されているが、仕様によっては当該半導体スイッチング素子のみでスイッチング手段を賄いきれない場合もあり、その場合には、従前から用いられているリレースイッチと半導体スイッチング素子とを併用する必要がある。
【０００９】
しかし、上述のようにリレースイッチは半導体スイッチング素子に比べて大型であり、かかるリレースイッチを従来と同様にバスバー基板に組み込むことは、バスバー基板の占有面積を大幅に増加させ、ひいては電気接続箱全体が大型化し、かつ、その組立作業が複雑になるとともに、バスバー基板自体の構造も複雑となってしまう不都合が生じる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、配電回路におけるスイッチング手段として半導体スイッチング素子とリレースイッチとをコンパクトな構造で併有することができ、また電気接続箱への組付も容易な配電ユニットを提供することを目的とし、また、当該配電ユニットの具備によって電気接続箱の小型化及びそのバスバー基板の構造の簡素化を図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、車両の電気接続箱のケース内に組み込まれて入力端子から出力端子への配電回路を構成する配電ユニットであって、前記電気接続箱の外側に露出するように配される放熱部材と、入力端子用バスバー及び複数の出力端子用バスバーを含み、前記放熱部材の裏面に絶縁層を介して固着される複数枚のユニット構成用バスバーと、前記放熱部材の裏側で前記入力端子用バスバー及び出力端子用バスバーの表面に実装され、前記入力端子用バスバーから出力端子用バスバーへの配電回路の途中に介在する半導体スイッチング素子と、これらの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と、この制御回路基板とは独立して設けられ、前記ユニット構成用バスバーにより形成される配電回路とは別の配電回路が組み込まれるとともにその配電回路中に介在するリレースイッチが実装されたリレー基板とを備え、かつ、このリレー基板及び前記制御回路基板が互いに略平行な姿勢で前記放熱部材の裏面に対向するように配置されているものである。
【００１２】
前記構成によれば、共通の放熱部材の裏面に絶縁層を介して入力端子用バスバー及び出力端子用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とともに、各半導体スイッチング素子の駆動制御が制御回路基板に組み込まれた制御回路によって行われる。
【００１３】
しかも、この半導体スイッチング素子を用いた配電回路とは別に、リレースイッチを用いた配電回路を保有するリレー基板を具備しているので、この配電ユニットをそのまま車両の電気接続箱に組み込めば、当該電気接続箱の本体側の回路（例えばバスバー基板により構築される電力回路）は複雑にすることなく、スイッチング手段としてスイッチング素子、リレースイッチがそれぞれ介在した複数系統の配電回路を電気接続箱に容易に組み込むことができる。また、前記制御回路基板及びリレー基板が互いに略平行な姿勢で共通の放熱部材の裏面に対向するように配置されているので、全体がコンパクトにまとめられるとともに、前記放熱部材が電気接続箱のケースの外側に向くようにケースに組み込むことにより必然的に前記制御回路基板及びリレー基板がともにケースの裏側を向くこととなり、両基板がケース外部から有効に保護される。
【００１４】
前記放熱部材裏面の半導体スイッチング素子と制御回路基板とを電気的に接続するには、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したものが好適である。この構成によれば、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。
【００１５】
また、前記制御回路基板を外部回路（例えば車両に搭載されている制御回路）と接続するには、例えば、前記制御回路基板において前記放熱部材と反対側の面に当該制御回路基板と外部回路とを接続するための制御回路基板用コネクタが実装されている構成とすることが、好ましい。この構成によれば、前記制御回路基板用コネクタを利用して制御回路基板の制御回路と外部回路とを容易に接続することができるとともに、当該制御回路基板用コネクタが前記放熱部材と反対側の面に実装されているために、制御回路基板と放熱部材裏面とを近付けることが可能であり、その分、制御回路基板と半導体スイッチング素子との接続距離を小さく抑えることができる。
【００１６】
また、前記リレー基板においては、その配電回路と外部回路とを接続するためのワイヤハーネスのコネクタが結合されるリレー基板用コネクタが実装されていることが、より好ましい。この構成によれば、前記リレー基板用コネクタを利用してリレー基板の配電回路と外部回路とを容易に接続することができるとともに、当該リレー基板用コネクタに接続されるワイヤハーネスを通じて、リレースイッチの発する熱をユニット外へ有効に放散することができる。すなわち、半導体スイッチング素子の冷却は放熱部材を用いて、リレースイッチの冷却は前記リレー基板用コネクタに接続されるワイヤハーネスを通じて、それぞれ効率良く行うことができる。
【００１７】
ここで、前記リレー基板に対して前記リレー基板用コネクタが前記リレースイッチと同じ側の面に実装されている構成とすれば、前記リレー基板用コネクタがリレースイッチと反対側の面に実装されている構成に比べて、リレー基板全体の寸法（特に基板厚み方向の寸法）を大幅に削減することができる。
【００１８】
さらに、前記リレー基板が前記放熱部材の裏面と対向する側の面に前記リレースイッチ及びリレー基板用コネクタが実装されている構成とすれば、当該リレースイッチが放熱部材に近付くことにより、この放熱部材の冷却機能を用いてリレースイッチ近傍の雰囲気温度も有効に低下させることが可能になる。
【００１９】
さらに、前記リレー基板が前記制御回路基板よりも放熱部材の裏面から大きく距離をおいて配置されるとともに、前記制御回路基板において前記放熱部材と反対側の面に当該制御回路基板と外部回路とを接続するためのコネクタが実装され、かつ、前記リレー基板が前記放熱部材の裏面と対向する側の面に前記リレースイッチ及びリレー基板用コネクタが実装されている構成とすることにより、前記制御回路基板用コネクタ、リレースイッチ、及びリレー基板用コネクタを全てコンパクトに配置することができ、ユニット全体の寸法（特に放熱部材及び各基板の厚み方向の寸法）を有効に削減することができる。
【００２０】
また本発明は、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に組み込まれた電気接続箱において、そのケースに前記電気接続箱用配電ユニットがその放熱部材が表側を向いて半導体スイッチング素子が裏側を向く状態で固定され、かつ、当該配電ユニットの入力端子用バスバー及び出力端子用バスバーが前記バスバー基板に電気的に接続されているものである。
【００２１】
この電気接続箱によれば、前記配電ユニットを利用して、半導体スイッチング素子が介在する配電回路とリレースイッチが介在する配電回路とを容易に導入することができるとともに、前記半導体スイッチング素子をケース外側に露出する放熱部材を用いて効率良く冷却することができる。具体的には、電気接続箱のバスバー基板から前記配電ユニットの入力端子用バスバーに入力された電源が、前記放熱部材により一括冷却される各半導体スイッチング素子及び出力端子用バスバーを通じて前記バスバー基板へ還元され、例えば車載負荷に配電されることとなる。
【００２２】
さらに、前記バスバー基板が前記ケースの外壁に沿って設けられ、当該外壁にヒューズ素子を装着するためのヒューズ装着部が形成されるとともに、前記制御回路基板、リレー基板の少なくとも一方に実装された基板用コネクタが前記ヒューズ装着部と反対の側に指向している構成とすることにより、前記ヒューズ装着部とリレー基板用コネクタとの相互干渉を避けながら配電ユニットを電気接続箱のケースにコンパクトに組み込むことが可能になる。
【００２３】
【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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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１８等とによって、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等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。
【００２８】
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２２，２３が形成されている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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ではその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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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１及び図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。
【００３８】
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。
【００３９】
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３６ａが形成されている。
【００４０】
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３５ａが形成されている。
【００４１】
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。
【００４２】
なお、本発明においてヒューズ素子２６は必ずしも要しない。また、ヒューズ素子２６を組付ける場合にも、例えば前記ヒューズ素子２６を全てバスバー基板１９側に組み込むようにしてもよい。
【００４３】
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。
【００４４】
なお、この実施の形態では、放熱部材３２に固着される各バスバー３４，３６，３８がそれぞれ単一の金属板で形成されているが、配置によっては特定の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。
【００４５】
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前記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。
【００４６】
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。
【００４７】
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とにまたがって実装されている。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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制御回路基板用コネクタ５２，５４が実装されている。これらの制御回路基板用コネクタ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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、当該制御回路基板５０と略平行な姿勢で放熱部材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とリレー基板用コネクタ６０とが実装されている。このリレー基板用コネクタ６０には、図４に示すようにね車載負荷へ電力を供給するためのワイヤハーネス５９に設けられた外部コネクタ５９ａが結合されるようになっている。
【００５４】
なお、前記制御回路基板５０及びリレー基板６０はそれぞれ枠部材５１Ａ，５１Ｂを介して放熱部材３２側に抱き込まれるように保持されている。
【００５５】
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。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が設けられ、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。
【００５６】
次に、この電気接続箱の作用を説明する。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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）が制御回路基板用コネクタ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。
【００６０】
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、このリレー基板５６に実装されたリレースイッチ５８及びリレー基板用コネクタ５６さらにはワイヤハーネス５９を通じて車両各部位に配電される。このリレー基板５６においても、前記リレースイッチ５８のオンオフによって給電制御が行われる。
【００６１】
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。さらに、前記ＦＥＴ４０と併用されるリレースイッチ５８についても、これをリレー基板５６に実装して、当該リレー基板５６を前記ＦＥＴ４０を制御するための制御回路基板５０と略平行な姿勢で当該基板５０とともに放熱部材３２の裏面に対向するように配置しているので、コンパクトな構造でＦＥＴ４０の制御回路とリレー回路の双方を組み込むことが可能であるとともに、前記リレースイッチ５８の発する熱も、前記リレー基板５６に実装されたリレー基板用コネクタ６０からワイヤハーネス５９を通じてケース外部へ有効に放散させることができる。
【００６２】
また、放熱部材３２をアッパケース１４に対して表向きに組付けることにより、前記リレー基板５６及び制御回路基板５０はＦＥＴ４０とともに必然的に裏向きに配置されることになるので、両基板５６，５０およびＦＥＴ４０をケース外部から有効に保護することが可能である。
【００６３】
なお、本発明ではＦＥＴ４０と制御回路基板５０とを接続するための具体的な手段を問わず、例えば、両者を専用の配線材を介して接続するようにしてもよい。ただし、前記実施形態のように、ＦＥＴ４０のゲート端子４４が実装されている基板接続用バスバー３８を折り起こして基板接続用端子３８ａを形成し、これに制御回路基板５０を接続するようにすれば、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できる。
【００６４】
また本発明では、制御回路基板用コネクタ５２，５４やリレー基板用コネクタ６０の有無についても仕様に応じて適宜選択すればよい。これらのコネクタを設ける場合にも、その配置は特に限定されないが、図示のような配置をとることによって次のような効果を得ることが可能になる。
【００６５】
・制御回路基板５０に対して制御回路基板用コネクタ５２，５４が放熱部材３２と反対側の面に実装されているために、制御回路基板５０と放熱部材３２の裏面とを近付けることが可能であり、その分、制御回路基板５０とＦＥＴ４０との接続距離（図示の構造の場合には基板接続用バスバー３８の突出量）を小さく抑えることができる。
【００６６】
・リレー基板５６に対してリレー基板用コネクタ６０がリレースイッチ５８と同じ側の面に実装されているので、当該コネクタ６０とリレースイッチ５８とが互いに反対側の面に実装されている構成に比べて、リレー基板５６全体の寸法（特に基板厚み方向の寸法）を大幅に削減することができる。しかも、リレー基板５６が放熱部材３２の裏面と対向する側の面に前記リレースイッチ５８及びリレー基板用コネクタ６０が実装されているので、リレースイッチ５８を放熱部材３２に近付けることができ、この放熱部材３２の冷却機能を用いてリレースイッチ近傍の雰囲気温度も有効に低下させることができる。
【００６７】
・さらに、前記リレー基板５６を制御回路基板５０よりも放熱部材の裏面から大きく距離をおいて配置した上で前述のようなコネクタ５２，５４，６０の実装を行っているので、これらのコネクタを全てコンパクトに配置することができ、ユニット全体の寸法（特に放熱部材及び各基板の厚み方向の寸法）を有効に削減することができる。
【００６８】
また、図示の電気接続箱では、バスバー基板１９がケースカバー１６に沿って設けられ、そのケースカバー１６にヒューズ素子２６を装着するためのヒューズ装着部２２が形成されるとともに、前記制御回路基板用コネクタ５２，５４やリレー基板用コネクタ６０が前記ヒューズ装着部２２と反対の側に指向しているので、ヒューズ装着部２２と各コネクタ５２，５４，６０との相互干渉を避けながら配電ユニット３０をアッパケース１４にコンパクトに組み込むことが可能になっている。
【００６９】
【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入力端子用バスバー及び出力端子用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た配電ユニットであるので、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とともに、各半導体スイッチング素子の駆動制御が制御回路基板に組み込まれた制御回路によって行われる。
【００７０】
しかも、この半導体スイッチング素子を用いた配電回路とは別に、リレースイッチを用いた配電回路を保有するリレー基板を具備し、このリレー基板を前記制御回路基板と略平行な姿勢で当該制御回路基板とともに放熱部材の裏面に対向するように配置したものであるので、この配電ユニットをそのまま車両の電気接続箱のケースに組み込むことにより、バスバー基板の構造は複雑にすることなく、スイッチング手段としてスイッチング素子が介在した配電回路とリレースイッチが介在した配電回路の双方を電気接続箱に容易に構築することができるとともに、前記両基板及び半導体スイッチング素子をケース外部から有効に保護することができる効果がある。
【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
２２  ヒューズ嵌合部（ヒューズ装着部）
２６  ヒューズ素子
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
３６  出力端子用バスバー
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
５２，５４  制御回路基板用コネクタ
５６  リレー基板
５８  リレースイッチ
５９  ワイヤハーネス
６０  リレー基板用コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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