(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器を制御部とパワー部とに分けて組合せる構造において、
制御部は、制御用ケースを有し、複数の制御部品が該制御用ケース内部に配置され、該各制御部品と電気的に接続された複数の制御側端子が所定の箇所で集中して立設されてなるものであって、該制御用ケース内部の一部に中空部が設けられてなり、
パワー部は、パワー用ケースを有し、複数のパワー部品が該パワー用ケース内部に配置され、各パワー部品と電気的に接続された複数のパワー側端子が所定の箇所で集中して立設されてなり、
該制御部と該パワー部とを組合わせたときに、該複数のパワー側端子が該制御部の中空部を挿通して、該複数の制御側端子とそれぞれ接触可能に設けられてなり、
前記制御部には、前記複数の制御部品と電気的に接続された複数の接続端子が立設された制御基板が設けられ、
前記制御用ケースには、該制御用ケースの空間を仕切る壁部と、該壁部によって仕切られた第１の中空部および第２の中空部とが設けられ、
該壁部には、前記複数の制御側端子として複数の中継接続端子が形成され、
該第１の中空部は、前記複数のパワー側端子が挿通可能に形成され、
該第２の中空部は、該制御基板が収納可能に形成されたものであって、
該制御基板を該第２の中空部に収納したときに、立設した該複数の接続端子が該複数の中継接続端子の一端とそれぞれ接触可能に設けられ、
さらに該制御部を前記パワー部に積重ねたときに、該複数のパワー側端子が該第１の中空部を挿通して、該複数の中継接続端子の他端とそれぞれ接触可能に設けられてなることを特徴とする電子機器の組合せ構造。
【請求項２】
前記パワー部には、前記複数のパワー部品と電気的に接続された複数の接続端子が立設され、
該パワー部上に搭載されるものであって、該パワー部内における該複数の接続端子の位置に対応して設けられ、その近傍に挿通孔を有するパワー部接続用端子が複数立設されるとともに、該複数のパワー部接続用端子と電気的に接続された前記複数のパワー側端子が所定の箇所で集中して立設されてなる中間層を有し、
該複数の接続端子は、該中間層を該パワー部上に搭載したときに、該挿通孔を挿通して、該複数のパワー部接続用端子とそれぞれ接触可能に設けられてなることを特徴とする請求項１記載の電子機器の組合せ構造。
【請求項３】
前記パワー部におけるパワー用ケースには、前記パワー部品の端子を前記制御部との組合せ部分の反対側に向けて突出させる挿通孔が形成されるとともに、該挿通孔より該組合せ部分の反対側に向けて突出したバスバーが形成されており、
該パワー部品を該パワー用ケースに配置したときに、該パワー部品の端子が該挿通孔を介して該組合せ部分の反対側へ突出し、該バスバーと接触可能に設けられてなることを特徴とする請求項１記載の電子機器の組合せ構造。
【請求項４】
前記複数のパワー側端子と前記複数の制御側端子、前記制御基板に立設された複数の接続端子と前記複数の中継接続端子の一端および前記複数のパワー側端子と該複数の中継接続端子の他端、前記パワー部に立設された複数の接続端子と前記複数のパワー部接続用端子、または前記パワー部品の端子と前記バスバーとが抵抗溶接で接続されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子機器の組合せ構造。
【請求項５】
前記パワー部と前記制御部との組合せ部には、超音波溶着が可能な被接着部、または振動溶着が可能な被溶着部が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子機器の組合せ構造。
【請求項６】
前記制御部には、前記制御基板を前記第２の中空部に収納した状態で、樹脂ポッティングによって該制御基板の周囲を封止するように形成される樹脂層を含むことを特徴とする請求項１記載の電子機器の組合せ構造。
【請求項７】
前記中間層にも部品が配置されてなることを特徴とする請求項２記載の電子機器の組合せ構造。
【請求項８】
前記パワー部には、前記パワー部品の放熱のためのヒートシンクが装着され、
該ヒートシンクには、該パワー部品の端子および前記バスバーを収納する凹部が設けられ、
該凹部内が該パワー部品の端子および該バスバーとともに、樹脂ポッティングによって封止されてなることを特徴とする請求項３記載の電子機器の組合せ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子制御装置など、電気的な制御回路部分と、電力を取出すパワー回路部分とを有する電子機器の組合せ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両にはＥＣＵと呼ばれる電子制御装置が、各種制御対象の機能毎にユニットとしてまとめられて搭載されている。各ＥＣＵでは、マイクロコンピュータなどを含んで論理的な制御演算を行う制御回路部分と、外部への電力制御を行うパワー回路部分とを有する。
【０００３】
図１０は、従来からの電子制御装置１の概略的な組立構成を示す。電子制御装置１としての主要部分はコネクタ一体樹脂ケース２内に収納される。コネクタ一体樹脂ケース２の側面の１つには、制御用コネクタ３およびパワー用コネクタ４，５が集められる。これによって、電子制御装置１への接続を、１つの方向からのみ行うことができる。コネクタ一体樹脂ケース２内には、複数のパワー部品６，７が装着され、接続用端子８，９も設けられる。接続用端子８，９は、制御基板１０との電気的接続に用いられる。制御基板１０は、コネクタ一体樹脂ケース２の上面側に装着され、接続用端子８，９と電気的に接続するためのスルーホール１１，１２を有する。制御基板１０上には、複数の制御部品１３，１４，１５が実装される。制御基板１０の上方には、蓋２０がかぶせられる。コネクタ一体樹脂ケース２の底面側には、ヒートシンク２１が装着される。蓋２０およびヒートシンク２１とコネクタ一体樹脂ケース２との間の接合部には、防水用のパッキン２２，２３を介在させる。
【０００４】
図１０に示す組合せ構造では、制御基板１０を、パワー部品６，７などが装着されているコネクタ一体樹脂ケース２に一体的に取付け、制御用コネクタ３およびパワー用コネクタ４，５をコネクタ一体樹脂ケース２に一体的に形成しているので、コネクタ一体樹脂ケース２の構造が複雑となり、作りにくく組立が困難になる。特開平７−２９７５６１には、制御回路部分、ドライブ回路部分、パワー回路部分をお互いに別空間になるように分けて構成する電子機器筺体についての先行技術が開示されている。パワー回路部分に、放熱用のフィンを取付けることによって、電子機器の筺体の温度上昇を防止し、また信号のレベルが異なる回路部分を分けることによって、ノイズによる誤動作を低減しようとしている。なお、ドライブ回路部分とパワー回路部分とは、それぞれの回路の構成要素で信号の入出力を行う要素を近い位置に配置し、直接電気的接続を行っている。しかしながらドライブ回路部分と、制御回路部分との間の電気的接続は、１組のコネクタにまとめて行っている。したがって、制御回路部分とドライブ回路部分を含むパワー回路部分とが組合されて構成されると考えることもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示すような組合せ構造では、パワー用コネクタ４，５と制御用コネクタ３とを一体でコネクタ一体樹脂ケース２に形成しているので、コネクタ一体樹脂ケース２の構造が複雑となり、作りにくく組立も困難となる。特にコネクタが大きくなったり、記憶数が増えると、コネクタ一体樹脂ケース２の同一の側面に揃えることが困難になる。そのような電子制御装置１には、外部との間でワイヤハーネスで電気的な接続を行うけれども、コネクタを取付ける側面が同一面でなくなると、ハーネスの引き回しが困難となり、取付けスペースの拡大を招く。さらに、蓋２０とヒートシンク２１との間に防水用のパッキン２２，２３を使用しているので、製造コストが上昇してしまう。
【０００６】
特開平７−２９７５６１の構造では、制御回路部分とドライブ回路部分およびパワー回路部分との間をコネクタで接続するので、各回路部分の部品とコネクタとの間を電気的に接続する必要があり、それぞれの回路部分での配線の引き回しが多くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、制御回路部分とパワー回路部分とを分離して、制御回路部分にパワー回路部分での発熱の影響がおよびにくく、かつノイズの影響も受けにくくすることができ、さらに組立も容易な電子機器の組合せ構造を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子機器を制御部とパワー部とに分けて組合せる構造において、
制御部は、制御用ケースを有し、複数の制御部品が該制御用ケース内部に配置され、該各制御部品と電気的に接続された複数の制御側端子が所定の箇所で集中して立設されてなるものであって、該制御用ケース内部の一部に中空部が設けられてなり、
パワー部は、パワー用ケースを有し、複数のパワー部品が該パワー用ケース内部に配置され、各パワー部品と電気的に接続された複数のパワー側端子が所定の箇所で集中して立設されてなり、
該制御部と該パワー部とを組合わせたときに、該複数のパワー側端子が該制御部の中空部を挿通して、該複数の制御側端子とそれぞれ接触可能に設けられてなり、
前記制御部には、前記複数の制御部品と電気的に接続された複数の接続端子が立設された制御基板が設けられ、
前記制御用ケースには、該制御用ケースの空間を仕切る壁部と、該壁部によって仕切られた第１の中空部および第２の中空部とが設けられ、
該壁部には、前記複数の制御側端子として複数の中継接続端子が形成され、
該第１の中空部は、前記複数のパワー側端子が挿通可能に形成され、
該第２の中空部は、該制御基板が収納可能に形成されたものであって、
該制御基板を該第２の中空部に収納したときに、立設した該複数の接続端子が該複数の中継接続端子の一端とそれぞれ接触可能に設けられ、
さらに該制御部を前記パワー部に積重ねたときに、該複数のパワー側端子が該第１の中空部を挿通して、該複数の中継接続端子の他端とそれぞれ接触可能に設けられてなることを特徴とする電子機器の組合せ構造である。
【０００９】
本発明に従えば、制御部とパワー部とを分けて組合わせる構造を、電子機器は備える。制御部は、制御用ケース内部に複数の制御部品が配置され、各制御部品と電気的に接続される複数の制御側端子が所定の箇所に集中して立設されて、制御用ケース内部の一部に中空部が設けられてなる。パワー部は、パワー用ケース内部に複数のパワー部品が配置され、各パワー部品と電気的に接続される複数のパワー側端子が所定の箇所で集中して立設されてなる。制御部とパワー部とを組合わせたときには、複数のパワー側端子が制御部の中空部を挿通して、複数の制御側端子とそれぞれ接触可能であるので、制御部とパワー部とを積重ねるだけで電気的接続を行うことができる。制御部とパワー部とを分けて構成することによって、一体的に構成する場合に比較して、制御部がパワー部から受ける熱の影響を小さくし、ノイズなどの影響も受けにくくして、安定な動作を行わせることができる。
【００１１】
また、制御用ケース内部には、空間を仕切る壁部と、壁部によって仕切られた第１の中空部および第２の中空部とが設けられる。第２の中空部には、複数の制御部品と電気的に接続された複数の接続端子とが立設される制御基板が収納される。制御基板に立設する複数の制御端子は、第２の中空部に制御基板を収納したときに、中継接続端子の一端とそれぞれ接触可能である。各中継接続端子の他端は、制御部をパワー部に積重ねたときに、第１の中空部を挿通する各パワー側端子に接触可能である。制御基板とパワー部とを、中継設側端子を介して接続することができるので、制御基板上での制御部品の配置に従って、ランダムに接続端子を立設しても、中継制御端子にまとめて集約させることができ、制御部側の端子とパワー部側の端子とを近接させて、制御部とパワー部との組合せの際の電気的接続を容易に行うことができる。
【００１２】
また本発明の前記パワー部には、前記複数のパワー部品と電気的に接続された複数の接続端子が立設され、
前記パワー部上に搭載されるものであって、前記パワー部内における前記複数の接続端子の位置に対応して設けられ、その近傍に挿通孔を有するパワー部接続用端子が複数立設されるとともに、該複数のパワー部接続用端子と電気的に接続された前記複数のパワー側端子が所定の箇所で集中して立設されてなる中間層を有し、
該複数の接続端子は、該中間層を該パワー部上に搭載したときに、該挿通孔を挿通して、該複数のパワー部接続用端子とそれぞれ接触可能に設けられてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、複数のパワー部品と電気的に接続された複数の接続端子が立設されるパワー部上に、パワー部内における複数の接続端子の位置に対応してパワー側部接続用端子が複数立設され、その近傍に挿通孔が形成され、複数のパワー部接続用端子と電気的に接続された複数のパワー側端子が所定の箇所で集中して立設されてなる中間層を有する。パワー部の接続端子は、中間層の挿通孔を挿通して、パワー部接続用端子に接続される。パワー用ケース内でのパワー部品の配置に従ってランダムに接続端子を立設しても、中間層でパワー部接続用端子に接触させ、中間層内でパワー側端子にまとめて集約させることができ、制御部側の端子とパワー部側の端子とを近接させて、制御部とパワー部との組合せの際の電気的接続を容易に行うことができる。
【００１４】
また本発明の前記パワー部におけるパワー用ケースには、前記パワー部品の端子を前記制御部との組合せ部分の反対側に向けて突出させる挿通孔が形成されるとともに、該挿通孔より該組合せ部分の反対側に向けて突出したバスバーが形成されており、
該パワー部品を該パワー用ケースに配置したときに、該パワー部品の端子が該挿通孔を介して該組合せ部分の反対側へ突出し、該バスバーと接触可能に設けられてなることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、パワー部でパワー部品の端子とバスバーとを接触させて電気的接続を行っておき、その接続部の反対側に制御部を組合わせて、パワー部と制御部との接合を行うので、パワー部品の端子とバスバーとの接合と、制御部とパワー部との電気的接続とを、分けて、それぞれ容易に行うことができる。
【００１６】
また本発明は、前記複数のパワー側端子と前記複数の制御側端子、前記制御基板に立設された複数の接続端子と前記複数の中継接続端子の一端および前記複数のパワー側端子と該複数の中継接続端子の他端、前記パワー部に立設された複数の接続端子と前記複数のパワー部接続用端子、または前記パワー部品の端子と前記バスバーとが抵抗溶接で接続されてなることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、複数のパワー側端子と複数の制御側端子、制御基板に立設された複数の接続端子と複数の中継接続端子の一端および複数のパワー側端子と該複数の中継接続端子の他端、パワー部に立設された複数の接続端子と複数のパワー部接続用端子、またはパワー部品の端子とバスバーとは、それぞれ接触可能に設けられるので、接触状態で抵抗溶接を行い、確実な電気的接続を容易に行うことができる。
【００１８】
また本発明で、前記パワー部と前記制御部との組合せ部には、超音波溶着が可能な被接着部、または振動溶着が可能な被溶着部が形成されることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、パワー部と制御部とを組合せる組合せ部には、超音波溶着が可能な被接着部、または振動溶着が可能な被溶着部が形成されるので、パッキンなどを使用しないでも、防水と確実な接合とを併せて行うことができる。
【００２０】
また本発明の前記制御部には、前記制御基板を前記第２の中空部に収納した状態で、樹脂ポッティングによって該制御基板の周囲を封止するように形成される樹脂層を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、制御基板を制御用ケースの第２の中空部に収納し、制御基板の周囲を樹脂ポッティングによって形成する樹脂層で封止するので、制御基板内の電気的接続部分の露出を防ぎ、信頼性を高めることができる。
【００２２】
また本発明は、前記中間層にも部品が配置されてなることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、中間層にも部品を配置するので、パワー部品などを配置して、パワー部での部品配置の自由度を大きくすることができる。また、たとえば制御部からの信号に基づいてパワー部に配置される電力制御素子を駆動するドライブ回路などを配置すれば、全体として電子機器の信号の流れが制御部からパワー部に向うようにして、信頼性を高めることができる。
【００２４】
また本発明の前記パワー部には、前記パワー部品の放熱のためのヒートシンクが装着され、
該ヒートシンクには、該パワー部品の端子および前記バスバーを収納する凹部が設けられ、
該凹部内が該パワー部品の端子および該バスバーとともに、樹脂ポッティングによって封止されてなることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、パワー部品の放熱のためにパワー部に装着されるヒートシンクには、パワー部品の端子およびバスバーを収納する凹部が設けられ、パワー部品の端子およびバスバーを凹部内で樹脂ポッティングによって封止するので、接続部分の信頼性を高め、かつパワー部品の発熱を効率よく放熱し、電子機器に対する熱の影響を低減することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の電子機器として、車載用の電子制御装置３１の概略的な組合せ構造を示す。電子制御装置３１は、制御部３２およびパワー部３３に構成が分けられ、部品が組付けやすく、かつ相互間の組合せも容易な構造を有する。制御部３２は、制御用ケースとしての制御用コネクタ一体ケース３４をベースにして形成される。制御用コネクタ一体ケース３４は、金属製の導電部分を、合成樹脂中に部分的に埋め込んで、一体化して形成される。制御用コネクタ一体ケース３４内の空間は、第１の中空部３４ａとしての第２の中空部３４ｂとに、壁部３４ｃによって仕切られる。制御用コネクタ一体ケース３４の形状は、大略的に直方体であり、その一側面には制御用コネクタ３５，３６が一体的に形成される。制御用コネクタ一体ケース３４の底面で、第２の中空部３４ｂのコーナ部分には、スペーサ３４ｄが設けられる。制御用コネクタ３５，３６は、車載用の電子制御装置３１に対するワイヤハーネスの接続用に使用される。制御用コネクタ一体ケース３４内に一体的に埋め込まれる金属導体部分は、コネクタ接続端子３７，３８および中継接続端子３９ならびに制御用コネクタ３５，３６内の金属端子部分をそれぞれ形成する。すなわち、制御用コネクタ３５，３６内の金属端子部分は、制御用コネクタ一体ケース３４の電気絶縁性樹脂中から第２の中空部３４ｂ内に露出するコネクタ接続端子３６，３７とそれぞれ接続されている。中継接続用端子３９は壁部３４ｃに形成され、その両端３９ａ，３９ｂは、第１および第２の中空部３４ａ，３４ｂ内にそれぞれ露出する。
【００２７】
制御部３２の制御回路部分の主要部分は、制御基板４０上に形成される。制御基板４０は、通常の印刷配線基板と同様に、電気絶縁性の合成樹脂基板の一方表面、または両面、さらには中間層をも含む多層に、導電性の銅箔などが積層されて形成される。制御基板４０は、制御用コネクタ一体ケース３４の下方から第２の中空部３４ｂ内に挿入され、スペーサ３４ｄに隅部の取付孔４０ａが嵌合して、ねじ止めまたは熱かしめにより取付けられ、制御用コネクタ一体ケース３４のコネクタ接続端子３７，３８および中継接続端子３９の一端３９ｂと対応する位置には、電気的接続用の接続端子４１および接続端子４２がそれぞれ配置される。接続端子４１，４２は、制御基板４０を制御用コネクタ一体ケース３４の第２の中空部３４ｂ内部の所定位置に嵌合させた状態で、コネクタ接続端子３７，３８および中継接続端子３９の一端３９ｂと電気的に接触可能な位置に配置される。これら接続端子４１，４２は、制御基板４０に対し、リフロー半田付け等の表面実装技術を適用して装着される。制御基板４０の表面あるいは裏面には、制御部品４３，４４，４５が装着される。制御部品４３，４４，４５は、たとえば半導体集積回路、個別半導体素子、あるいは抵抗やコンデンサなどの各種電子部品であり、表面実装技術などを適用して装着される。制御基板４０には、制御部品４３，４４，４５および接続端子４１，４２間の電気的接続を行い、制御回路部分を構成するための配線パターンも形成される。制御基板４０を制御用コネクタ一体ケース３４の内部に収納し、電気的接続等を行った状態から、さらに上部に蓋５０をかぶせて、電子制御装置３１内を防水状態で封止する。蓋５０の装着は、超音波溶着あるいは振動溶着を利用して行う。超音波溶着または振動溶着は、蓋５０および制御用コネクタ一体ケース３４間を、超音波または振動によって直接接合する。このような超音波または振動を利用して、蓋５０の接合を行うことによって、パッキンなどを用いなくても防水性を確保することができ、コスト低減を図ることができる。
【００２８】
制御部３２の下方には、中間層５１を挟んでパワー部３３が組合される。中間層５１には、パワー側端子５２とパワー部接続用端子５３とが設けられ、電気絶縁性の合成樹脂中に一体的に埋め込まれる。後述するように、パワー側端子５２とパワー部接続用端子５３とは、電気絶縁性の板材で挟むようにして、中間層５１を形成することもできる。パワー側端子５２は、中間層５１を、制御用コネクタ一体ケース３４の下方から挿入して制御用コネクタ一体ケース３４中の第２の中空部３４ｂ内の所定位置に収納した状態で、制御用コネクタ一体ケース３４の下部に装着される。中間層５１を制御用コネクタ一体ケース３４の下部に装着した状態で、パワー側端子５２は、制御用コネクタ一体ケース３４の第１の中空部３４ａ内で中継接続端子３９の他端３９ａと電気的に接触可能な位置に配置される。パワー部接続用端子５３は、中間層５１をパワー部３３と組合せたときに、パワー部３３と電気的接続を行うために用いられる。中間層５１の隅部には、パワー用コネクタ一体ケース５４への取付けのために、スペーサ４３ｄに嵌合する取付孔５１ａが形成される。パワー側端子５２およびパワー部接続用端子５３は、中間層５１に形成する挿通孔５２ａ，５３ａから立上げる。
【００２９】
パワー部３３は、パワー用ケースとしてのパワー用コネクタ一体ケース５４をベースとして構成される。パワー用コネクタ一体ケース５４は、電気絶縁性を有する合成樹脂中に、導体用金属部品が埋め込まれて形成される。パワー用コネクタ一体ケース５４は、大略的に直方体状であり、制御用コネクタ一体ケース３４と積み重ねることができる形状を有する。積み重ねた状態で、制御用コネクタ一体ケース３４で制御用コネクタ３５，３６が形成されている側面と同一の方向になる側面には、パワー用コネクタ５５，５６が形成される。パワー用コネクタ５５，５６中の金属端子部分は、パワー用コネクタ一体ケース５４中に埋め込まれるバスバーの一部を露出させて形成する。パワー用コネクタ一体ケース５４中には、パワー部品５７，５８が装着され、また中間層５１のパワー部接続用端子５３と電気的接続を行うための接続端子５９も立設される。接続端子５９も、パワー用コネクタ一体ケース５４中に埋め込まれるバスバーの一部を折り曲げ加工して形成する。パワー用コネクタ一体ケース５４の上部には、中間層５１の取付孔５１ａに対応する位置に、中間層５１を装着するためのスペーサ部５４ａが配置される。なお、制御用コネクタ一体ケース３４およびパワー用コネクタ一体ケース５４を組合せるときに、スペーサ３４ｄとスペーサ部５４ａとは嵌合する。嵌合のために、スペーサ３４ｄにはたとえば突起が設けられ、スペーサ部５４ａにはその突起が挿入される穴が設けられる。スペーサ３４ｄに穴、スペーサ部５４ａに突起を設けることもできる。また、ねじ穴やヘリサートタップなどを利用して取付けるようにすることもできる。
【００３０】
パワー用コネクタ一体ケース５４で、中間層５１を介在して制御用コネクタ一体ケース３４を組合せる側と反対側には、ヒートシンク６０を装着する。ヒートシンク６０は、熱伝導性の良好な金属製で背面側にフィン加工を有し、表面側には電力制御用の半導体によるパワーモジュール６１を実装する。パワー用コネクタ一体ケース５４の下方にヒートシンク６０を装着した状態で、パワー用コネクタ一体ケース５４とパワーモジュール６１との間の電気的接続が可能なように、パワー用コネクタ一体ケース５４のヒートシンク６０側には、バスバーの一部を平面状に露出させ、電気的接続部分１００を設けておく。パワー用コネクタ一体ケース５４とヒートシンク６０とは、樹脂系接着剤によって接着する。
【００３１】
図２は、パワー用コネクタ一体ケース３４に設ける電気的接続部分１００とパワーモジュール６１との接続状態を示す。図２（ａ）は斜視した状態、図２（ｂ）は断面視した状態を、それぞれ示す。パワー用コネクタ一体ケース３４内のバスバーの一部が露出している電気的接続部分１００と、半導体部品であるパワーモジュール６１とは、アルミニウム、金、または銅などのボンディングワイヤ１０１をワイヤボンディングして接続する。その後、樹脂で充填し、樹脂層１０２として硬化させて封止する。
【００３２】
図３は、図１の中間層５１を、上下の絶縁材１５１，１５２でパワー側端子５２およびパワー部接続用端子５３を挟むようにして形成する場合の組立状態を示す。なお、パワー側端子５２とパワー部接続用端子５３とは、金属導体で連結され、電気的に接続される。上下の絶縁材１５１，１５２には、挿通孔５２ａ，５３ａを形成して、挟んだときにパワー側端子５２およびパワー部接続用端子５３が露出するようにしておく。
【００３３】
図３や図１に示す中間層５１は、パワー側でランダムに立設されている端子を集約するために設けられる。このため、中間層５１はパワー側の一構成とも考えられ、パワー側端子５２は制御部３２に対し、パワー部３３との組合せ時に接続用端子として機能する。図１に示す中継接続端子３９も、制御部３２側でランダムに端子が立設されているときに、まとめて集約させることができ、パワー部３３との組合せ時に、制御側端子として機能する。したがって、制御部３２とパワー部３３とを組合せたときに、制御側端子としての中継接続端子３９の他端３９ａとパワー側端子５２とが接近し、溶接しやすい状態となる。
【００３４】
図１に示す電子制御装置３１を組立る際には、まず制御基板４０に接続端子４１，４２および制御部品４３，４４，４５を実装するとともに、パワー用コネクタ一体ケース５４にパワー部品５７，５８とバスバーの端部の接続端子５９とを抵抗溶接で接合して実装し、ヒートシンク６０にパワーモジュール６１を実装しておく。制御用コネクタ一体ケース３４と制御基板４０とを組合せて、コネクタ接続端子３７，３８と接続端子４１との間、および中継接続端子３９の一端３９ｂと接続端子４２との間を抵抗溶接にて電気的接続を行い、制御部３２を形成する。また、パワー用コネクタ一体ケース５４とヒートシンク６０とを樹脂系接着剤にて接合して、バスバーの電気的接続部分１００とパワーモジュール６１とをアルミニウム、銅または金などのボンディングワイヤを用いるワイヤボンドにて電気的接続を行い、樹脂層１０２として樹脂を液状の状態で充填し、硬化させて封止し、パワー部３３を形成する。
【００３５】
中間層５１は、パワー用コネクタ一体ケース５４の上部に嵌合する形状を有する。中間層５１をパワー用コネクタ一体ケース５４の上部のスペーサ部５４ａを取付孔５１ａに挿入して、熱かしめまたはねじ止めにて取付けると、パワー部接続用端子５３と接続端子５９とが接触可能な程度に接近し、電気的に接続可能な状態になるので、抵抗溶接によって電気的な接合を行う。パワー部３３に中間層５１を装着した状態で、さらにその上方から制御部３２を組合せる。制御用コネクタ一体ケース３４とパワー用コネクタ一体ケース５４との接合は、超音波溶着または振動溶着によって行う。超音波または振動を利用して接合することにより防水性が良いため、パッキンなどを介在させる必要はなく、製造コストの低減を図ることができる。
【００３６】
制御部３２とパワー部３３とを組合せた状態では、第１の中空部３４ａ内で中間層５１の制御部接続用端子５２が制御用コネクタ一体ケース３４の中継接続端子３９の他端３９ａと接触可能な位置に突出し、接触可能な状態となるので、抵抗溶接によって電気的な接合を行う。
【００３７】
以上のようにして、パワー部３３と制御部３２とを組合せた状態では、制御用コネクタ一体ケース３４の上方が開口しており、この上方部分からは後述するように樹脂ポッティングを施して制御部３２の信頼性を高めることができる。さらに蓋５０をかぶせ、超音波や振動を用いて溶着して封止することができる。
【００３８】
図４は、図１の中間層５１で、パワー側端子５２と制御用コネクタ一体ケース３４の制御側端子である中継接続端子３９の他端３９ａとの接続状態、およびパワー部接続用端子５３とパワー用コネクタ一体ケース５４からの接続端子５９との接続状態をそれぞれ示す。中間層５１のパワー用端子５２とパワー部接続用端子５３とは、一体的に埋め込まれている合成樹脂層内で金属導体で連結されて電気的に接続され、金属導体の端部が折り曲げられて表面に露出する。すなわち、表面に折り曲げられて露出している部分がパワー側接続端子５２およびパワー部接続用端子５３となり、中継用接続端子３９の他端３９ａおよび接続端子５９と電気的にそれぞれ接触し、抵抗溶接で接合することができる。
【００３９】
図５は、パワー用コネクタ一体ケース５４へのパワー部品５７，５８の装着状態を示す。図５（ａ）のように、パワー用コネクタ一体ケース５４内には、リレーなどのパワー部品５７や、電界コンデンサなどのパワー部品５８が実装される。パワー用コネクタ一体ケース５４には、パワー部品５７，５８の端子を挿通させることができる挿通孔５７ａ，５８ａもそれぞれ形成される。リレーなどのパワー部品５７の装着は、図５（ｂ）に示すように、パワー用コネクタ一体ケース５４に形成される基板部分の上方から行い、下方の挿通孔５７ａ内で、端子６５とパワー用コネクタ一体ケース５４中に埋め込まれるバスバー６６の端部とを電気的に抵抗溶接する。電界コンデンサなどの端子６７も、図５（ｃ）に示すように挿通孔５８ａ内で折り曲げて、バスバー６８の端部と抵抗溶接によって接合する。
【００４０】
図６は、蓋５０と制御用コネクタ一体ケース３４との接合部を（ａ）で示し、制御用コネクタ一体ケース３４とパワー用コネクタ一体ケース５４との接合部を（ｂ）で示す。これらの間の接合は、超音波や振動を用いて溶着することによって行う。超音波あるいは振動による溶着によって、パッキンなどを用いなくても防水性を備える接合を行うことができ、組立コストの低減を図ることができる。
【００４１】
図７は、制御部３２で樹脂ポッティングによる樹脂層７０を形成する状態を示す。樹脂ポッティングは、溶融状態のシリコーンやエポキシ樹脂を、制御基板４０を第２の中空部３４ｂ内に装着した状態で、さらにその裏側から蓋７１を装着した状態で行う。蓋７１は、制御用コネクタ一体ケース３４側の樹脂ポッティングに対する底として用いる。樹脂ポッティングされた樹脂が固化して樹脂層７０が形成されれば、制御基板４０の信頼性を高めることができる。
【００４２】
図８は、樹脂ポッティングに対する他の実施形態を示す。本実施形態の制御用コネクタ一体ケース７４では、内部の空間を、第１中空部７４ａと第２の中空部７４ｂとに、壁部７４ｃによって仕切っている。樹脂層７５を樹脂ポッティングで形成する際には、蓋７６を溶融状態の樹脂の受けとして用いることができる。樹脂ポッティングの際には、制御用コネクタ一体ケース７４の上方から制御基板４０を第２の中空部７４ｂ内に装着し、蓋７６をかぶせた後、蓋７６が下方になるように姿勢を変え、溶融状態の樹脂を第２の中空部７４ａ内にポッティングする。樹脂が固化して樹脂層７５が形成された後、中継接続端子７９の一端７４ａに対して中間層５１のパワー側端子５２との電気的接合を行った後、蓋７７をかぶせて、電子制御装置としての組立が終了する。蓋７７は、中継接続端子７９の他端７４ａの接続作用を可能にするために設けられ、抵抗溶接終了後に超音波や振動を用いる溶着によって接合する。
【００４３】
図９は、本発明の実施の他の形態として、パワー用コネクタ一体ケース５４に取付けるパワー部品５７，５８にヒートシンク８０を装着する状態を示す。端子６５，６７とバスバー６６，６８との電気的接合部分は短絡しないように、凹所８０ａが形成されている。パワー部５７，５８とヒートシンク８０との間の熱伝導性を向上させるために、電気絶縁性樹脂をポッティングし、樹脂層８１を形成する。
【００４４】
図１の電子制御装置３１では、制御部３２とパワー部３３との間に中間層５１を介在させているけれども、パワー部３３の接続端子５９が制御部３２の中継接続端子３９と直接接続する位置に配置することによって、中間層５１を省略することもできる。また、中間層５１には、制御部接続用端子５２およびパワー部接続用端子５３を一体的に形成するばかりでなく、たとえばドライブ回路などの部品を装着することもできる。中間層５１にも部品を配置すれば、電子制御装置３１内の空間をより有効に利用して、高密度で部品を実装することができる。また、制御用コネクタ一体ケース３４で中継接続端子３９を設けず、制御基板４０の接続端子４２に中間層５１からの制御部接続用端子５２またはパワー部３３からの接続端子５９が直接接触可能なように配置することもできる。各端子の接続は、接続対象となる部品から直接、あるいはその近傍から端子を立設して行うので、制御用コネクタ一体ケース３４、中間層５１あるいはパワー用コネクタ一体ケース５４内での導体パターンの延長量を少なくし、相互間の接続に要する距離を減少させて、ノイズなどの影響も受けにくくすることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、制御部とパワー部とを分けて組合わせるので、一体的に構成する場合に比較して、制御部がパワー部から受ける熱の影響を小さくし、ノイズなどの影響も受けにくくして、安定な動作を行わせることができる。制御部の制御用ケース内部に複数の制御部品が配置され、各制御部品と電気的に接続される複数の制御側端子が所定の箇所に集中して立設されて、制御用ケース内部の一部に中空部が設けらる。パワー部は、パワー用ケース内部に複数のパワー部品が配置され、各パワー部品と電気的に接続される複数のパワー側端子が所定の箇所で集中して立設される。制御部とパワー部とを組合わせたときには、複数のパワー側端子が制御部の中空部を挿通して、複数の制御側端子とそれぞれ接触可能であるので、制御部とパワー部とを積重ねるだけで、容易に電子機器を組立てることができ、電気的接続も組立と同時に行うことができる。
【００４６】
また、制御用ケース内部を壁部によって第１の中空部および第２の中空部とに仕切り、第１の中空部でパワー部側との電気的接続を行い、第２の中空部に複数の制御部品と電気的に接続された複数の接続端子とが立設される制御基板を収納することができる。制御基板に立設する複数の制御端子は、第２の中空部に制御基板を収納したときに、中継接続端子の一端とそれぞれ接続され、中継接続端子の他端は、制御部をパワー部に積重ねたときに、第１の中空部に挿通される各パワー側端子に接続される。制御基板上で制御部品の配置に従ってランダムに接続端子を立設しても、中継制御端子にまとめて集約させることができ、制御部とパワー部との組合せの際の電気的接続を容易に行うことができる。
【００４７】
また本発明によれば、複数のパワー部品と電気的に接続された複数の接続端子が立設されるパワー部上に、中間層を設けることができる。パワー用ケース内でのパワー部品の配置に従ってランダムに接続端子を立設しても、中間層でパワー部接続用端子に接触させ、中間層内でパワー側端子にまとめて集約させることができるので、制御部とパワー部との組合せの際の電気的接続を容易に行うことができる。
【００４８】
また本発明によれば、パワー部内でのパワー部品の端子とバスバーとの電気的な接続と、制御部とパワー部との電気的接続とを、分けて、それぞれ容易に行うことができる。
【００４９】
また本発明によれば、パワー部の組立て時には複数のパワー側端子と複数の制御側端子、ワー部に立設された複数の接続端子と複数のパワー部接続用端子、およびパワー部品の端子とバスバーとの電気的接続、制御部の組立時には制御基板に立設された複数の接続端子と複数の中継接続端子の一端との電気的接続、制御部とパワー部との組合せ時には複数のパワー側端子と複数の中継接続端子の他端との電気的接続を、抵抗溶接で容易かつ確実に行うことができる。
【００５０】
また本発明によれば、パワー部と制御部とを組合せる組合せ部を超音波溶着または振動用着で接合し、パッキンなどを使用しないでも、防水と確実な接合とを併せて行うことができる。
【００５１】
また本発明によれば、制御基板の周囲を樹脂ポッティングによって形成する樹脂層で封止するので、制御基板内の電気的接続部分の露出を防ぎ、信頼性を高めることができる。
【００５２】
また本発明によれば、中間層にも部品を配置するので、パワー部での部品配置の自由度を大きくすることができる。たとえば制御部からの信号に基づいてパワー部に配置される電力制御素子を駆動するドライブ回路などを配置して、全体として電子機器の信号の流れが制御部からパワー部に向うようにして、信頼性を高めることができる。
【００５３】
また本発明によれば、パワー部品の端子およびバスバーを収納する凹部が設けられるヒートシンクを用いて、パワー部品の発熱を効率よく放熱し、電子機器に対する熱の影響を低減することができる。パワー部品の端子およびバスバーを凹部内で樹脂ポッティングによって封止するので、接続部分の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の電子制御装置３１の概略的な組合せ構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１のパワー用コネクタ一体ケース３４に設ける電気的接続部分１００とパワーモジュール６１との接続状態を示す斜視図および断面図である。
【図３】本発明の実施の他の形態として、図１の中間層５１を、上下の絶縁材１５１，１５２でパワー側端子５２およびパワー部接続用端子５３を挟むようにして形成する場合の組立状態を示す分解斜視図である。
【図４】制御部３２と中間層５１との間の部分的な電気的接続状態を示す簡略化した断面図である。
【図５】パワー部３３でのパワー部品５７，５８の装着状態および電気的接続状態を示す斜視図および部分的な断面図である。
【図６】図１の実施形態で、蓋５０と制御用コネクタ一体ケース３４との間、および制御用コネクタ一体ケース３４とパワー用コネクタ一体ケース５４との間の接合状態を示す部分的な断面図である。
【図７】図１の実施形態で、制御部３２に対する樹脂ポッティングを行う状態を示す簡略化した断面図である。
【図８】本発明の実施の他の形態として、制御用コネクタ一体ケース７４で樹脂ポッティングによって形成される樹脂層７５を示す簡略化した断面図である。
【図９】本発明の実施のさらに他の形態として、パワー部品５７，５８にヒートシンク８０を用いて放熱を行う構成を示す部分的な断面図である。
【図１０】従来からの電子制御装置１の組合せ構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
３１  電子制御装置
３２  制御部
３３  パワー部
３４  制御用コネクタ一体ケース
３４ａ，７４ａ  第１の中空部
３４ｂ，７４ｂ  第２の中空部
３４ｃ，７４ｃ  壁部
３５，３６  制御用コネクタ
３７，３８  コネクタ接続端子
３９  中継接続端子
３９ａ  他端
３９ｂ  一端
４０  制御基板
４１，４２，５９  接続端子
４３，４４，４５  制御部品
５０，７１，７６  蓋
５１  中間層
５２  パワー側端子
５３  パワー部接続用端子
５４  パワー用コネクタ一体ケース
５５，５６  パワー用コネクタ
５７，５８  パワー部品
６０，８０  ヒートシンク
６１  パワーモジュール
６５，６７  端子
６６，６８  バスバー
７０，７５，８１，１０２  樹脂層
１００  電気的接続部分
１０１  ボンディングワイヤ
１５１，１５２  絶縁材
【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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