DE102008050627B4

DE102008050627B4 - Stromanschlusskasten

Info

Publication number: DE102008050627B4
Application number: DE102008050627.3A
Authority: DE
Inventors: Naoyuki Ikeda
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2028-10-08
Also published as: US7736157B2; DE102008050627A1; JP2009095188A; JP5116427B2; US20090098748A1

Abstract

Stromanschlusskasten, bei welchem vorgesehen sind:
ein Leiterrahmen (30) aus Metall, welchem Energie zugeführt wird;
ein auf einer Oberfläche des Leiterrahmens (30) angebrachter Transistor (40);
wobei ein Eingangsklemmen-Anschlussflächenabschnitt (D) einer unteren Oberfläche des Transistors (40) direkt an einer oberen Oberfläche des Leiterrahmens (30) angelötet ist,
eine Leiterplatte (50);
eine äußere Verbindungsklemme (20), die einen Leitungsverbindungsabschnitt aufweist;
ein Gehäuseteil (10), welches den Leiterrahmen (30), die Leiterplatte (50) und die äußere Verbindungsklemme (20) aufnimmt;
eine erste Verbindungsleitung (61), welche den Leitungsverbindungsabschnitt (21a) und einen Ausgangsklemmen-Anschlussflächenabschnitt (41) an einer oberen Oberfläche des Transistors (40) verbindet; und
eine zweite Verbindungsleitung (63), welche die Leiterplatte (50) und einen Steuerklemmen-Anschlussflächenabschnitt (42) an der oberen Oberfläche des Transistors (40) verbindet;
wobei zumindest zwei Teile von der oberen Oberfläche des Transistors (40), einer Oberfläche der Leiterplatte (50) und des Leitungsverbindungsabschnitts in derselben Ebene angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromanschlusskasten (also einen Stromverbindungsblock), der als Verteilungsvorrichtung für elektrische Energie verwendet wird (beispielsweise als ein Relaiskasten, ein Sicherungskasten, ein Kasten einer elektronischen Steuereinheit, usw.), der elektrisch an eine Batterie und verschiedene Stromverbraucher eines Fahrzeugs wie eines Automobils angeschlossen ist, und betrifft spezieller einen Stromanschlusskasten, der zum selektiven Liefern elektrischer Energie an die Stromverbraucher eingesetzt wird, mittels Durchführung einer Ein-/Ausschaltsteuerung von Transistoren, die entsprechend den Stromverbrauchern vorgesehen sind.
Normalerweise wurde bislang die Versorgung von Stromverbrauchern mit elektrischer Energie bei einem Fahrzeugs über elektromagnetische Relais (also mechanische Relais) und Sicherungen gesteuert. Die elektromagnetischen Relais und die Sicherungen sind innerhalb eines Kastenkörpers eines Stromanschlusskastens aufgenommen. Bei dem Stromanschlusskasten, der tatsächlich auf einem Fahrzeug vorgesehen ist, sind mehrere Relais sowie mehrere Sicherungen in entsprechender Anzahl wie jener der Stromverbraucher in dem Kastenkörper aufgenommen. 8 ist eine Perspektivansicht, die einen herkömmlichen Stromanschlusskasten 300 des Typs mit mechanischen Relais zeigt.
Bei diesem Stromanschlusskasten 300 sind verschiedene Verbinder 311 an einem Seitenoberflächenabschnitt eines Kastenkörpers 310 vorgesehen, und sind Leiterplatten 350, die jeweils elektrische Teile (also Relais, usw.) aufweisen, jeweils auf oberen und unteren Seiten des Kastenkörpers 310 angebracht.
Seit einigen Jahren werden, um eine kompakte und ein geringes Gewicht aufweisende Konstruktion eines Stromanschlusskastens und eine Schaltsteuerung mit hoher Geschwindigkeit zu erzielen, Transistoren wie Leistungs-MOSFETs in wachsendem Maße anstelle von elektromagnetischer Relais eingesetzt, und es werden bereits Stromanschlusskästen, welche Transistoren einsetzen, in der Patentliteratur beschrieben (siehe beispielsweise das Patentdokument JP-A-2001-211529 ).
Ein in dem voranstehend erwähnten Patentdokument 1 beschriebener Stromanschlusskasten weist eine Sammelschienen-Leiterplatte auf, bei welcher aus Metallblech bestehende Sammelschienen an zumindest einer Oberfläche einer Isolier-Leiterplatte vorgesehen sind, um so eine Sammelschienenschaltung auszubilden, wobei diese Sammelschienen-Leiterplatte innerhalb eines Isoliergehäuses aufgenommen ist. Dieser Stromanschlusskasten weist weiterhin Schaltelemente auf, die jeweils mehrere äußere Klemmen aufweisen, und die Schaltelemente sind mittels Oberflächenmontage auf den Sammelschienen der Sammelschienen-Leiterplatte angebracht, und sind in die Sammelschienenschaltung über die äußeren Klemmen eingebaut. Weiterhin ist eine gedruckte Schaltung vereinigt auf einem Teil der Oberfläche der Sammelschienen-Leiterplatte ausgebildet, und ist zumindest ein Teil der äußeren Klemmen des Schaltelements an diese gedruckte Schaltung angeschlossen. In diesem Fall weist das Schaltelement die äußere Klemme auf seiner Montageoberfläche auf, und ist diese äußere Klemme direkt an die Sammelschiene angeschlossen. Weiterhin ist zumindest ein Teil der äußeren Klemmen des Schaltelements an die Sammelschiene über Leitungen angeschlossen.
Wenn Transistoren anstatt elektromagnetischer Relais verwendet werden, können eine dünne Konstruktion und eine kompakte und ein geringes Gewicht aufweisende Konstruktion eines Stromanschlusskastens erzielt werden. Bei dem herkömmlichen Stromanschlusskasten gemäß dem Patentdokument 1 wurden jedoch keine speziellen Maßnahmen zur Erzielung einer ausreichend dünnen Konstruktion unternommen, und war es schwierig, das Erfordernis einer derartig dünnen Konstruktion ausreichend zu erzielen. Weiterer Stand der Technik ist bekannt aus: DE 39 33 084 A1 , De 694 12 425 T2, De 41 02 265 A1 und De 11 2005 002 898 T5
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehenden geschilderten Umstände entwickelt, und ein Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Stromanschlusskastens, bei welchem eine dünne Konstruktion und eine kompakte und ein geringes Gewicht aufweisende Konstruktion besser erhalten werden können, und auch die Wärmeabstrahlleistung verbessert werden kann.
Die voranstehenden Vorteile werden durch einen Stromanschlusskasten gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht, welcher die in den nachstehenden Absätzen (1) bis (9) angegebenen Merkmale aufweist.

(1) Ein Stromanschlusskasten gemäß der Erfindung ist im Anspruch 1 angegeben. eine äußere Verbindungsklemme, die einen Leitungsklemmenabschnitt aufweist; ein Gehäuseteil, welches den Leiterrahmen, die Leiterplatte und die äußeren Verbindungsklemmen aufnimmt; eine erste Verbindungsleitung, welche den Leitungsverbindungsabschnitt und den Transistor verbindet; und eine zweite Verbindungsleitung, welche die Leiterplatte und den Transistor verbindet; wobei zumindest zwei der Oberflächen des Leiterrahmens, der Leiterplatte und des Leitungsverbindungsabschnitts in einer selben Ebene liegen.
(2) Stromanschlusskasten nach Absatz (1), bei welchem die Leiterplatte getrennt von dem Leiterrahmen vorgesehen ist, und von dem Leiterrahmen getrennt ist.
(3) Stromanschlusskasten nach Absatz (1), bei welchem die äußeren Verbindungsklemmen teilweise in dem Gehäuseteil vergraben sind.
(4) Stromanschlusskasten nach Anspruch 4.
(5) Stromanschlusskasten nach Absatz (1), bei welchem die äußeren Verbindungsklemmen die Form eines L aufweisen.
(6) Stromanschlusskasten nach Absatz (1), bei welchem der Transistor auf dem Leiterrahmen im Zustand mit freiliegender Spitze angebracht ist.
(7) Stromanschlusskasten nach Absatz (1), bei welchem der Leitungsverbindungsabschnitt nach Art einer schwebenden Insel zwischen dem Leiterrahmen und der Leiterplatte angeordnet ist.
(8) Stromanschlusskasten nach Absatz (1), welcher weiterhin eine dritte Verbindungsleitung aufweist, die den Transistor und die Leiterplatte verbindet, zur Überwachung der Ausgangsspannung des Transistors.
(9) Stromanschlusskasten nach Absatz (1), bei welchem die äußeren Verbindungsklemmen weiterhin einen Verbindungsklemmenabschnitt aufweisen, der an einem Umfang des Gehäuseteils angeordnet ist.

Bei dem Stromanschlusskasten gemäß den voranstehenden Absätzen (1), (2), (6) und (9) ist jedes Schaltungsmuster zum Zwecke der Energiezuführung von der Leiterplatte entfernt, und wird die Energieversorgung vollständig über den Leiterrahmen durchgeführt, der getrennt von der Leiterplatte vorgesehen ist. Daher muss nur das Schaltungsmuster für Signale auf der Leiterplatte vorhanden sein, und kann eine kompakte und ein geringes Gewicht aufweisende Konstruktion der Leiterplatte erzielt werden. Weiterhin gibt es für die Querschnittsabmessungen des Leiterrahmens keine so starke Einschränkungen im Vergleich zu Schaltungsmustern, die auf der Leiterplatte vorgesehen sind, und können diese frei festgelegt werden, so dass die Wärmeabstrahlwirkung von durch die Energieversorgung erzeugter Wärme verbessert werden kann. Weiterhin wird Wärme, die bei den Transistoren im Zustand mit freiliegenden Spitze erzeugt wird, direkt über den Leiterrahmen abgestrahlt, ohne auf die Leiterplatte übertragen zu werden, so dass eine hervorragende Wärmeabstrahlwirkung erzielt werden kann. Weiterhin werden die Transistoren anstelle mechanischer Relais eingesetzt, und sind Verbinder zum Zwecke der Energiezufuhr und zum Zwecke des Anschlusses von Stromverbrauchern an dem äußeren Umfangsabschnitt des Stromanschlusskastens vorgesehen, und ist die Leiterplatte in einem Raum innerhalb des Aufnahmeteils vorgesehen. Daher kann insbesondere eine dünne Konstruktion des Stromanschlusskastens erreicht werden.
Speziell sind die oberen Oberflächen der Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte der äußeren Verbindungsklemmen, die oberen Oberflächen der Ausgangsklemmen-Kontaktflächenabschnitte und Steuerklemmen-Kontaktflächenabschnitte, die auf den oberen Oberflächen der Transistoren und der oberen Oberfläche des Schaltungsmusters der Leiterplatte vorgesehen sind, im Wesentlichen in derselben Höhe angeordnet. Daher können die äußeren Verbindungsklemmen, die Transistoren und die Leiterplatte miteinander durch einen Verbindungsschritt verbunden werden. Weiterhin trägt die Tatsache, dass sich diese oberen Oberflächen im Wesentlichen auf derselben Höhe befinden, ebenfalls zur dünnen Konstruktion des Stromanschlusskastens bei.
Bei dem Stromanschlusskasten gemäß den voranstehenden Absätzen (3), (4) und (5) sind selbst dann, wenn die äußeren Verbindungsklemmen in zumindest zwei Reihen im Verbindergehäuseabschnitt angeordnet sind, die Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte der äußeren Verbindungsklemmen im Wesentlichen in derselben Höhe angeordnet, so dass eine kompakte Konstruktion des Stromanschlusskastens und ein vereinfachter Verbindungsschritt erzielt werden können, während die Anzahl an Polen des Verbinders vergrößert wird.
Bei dem Stromanschlusskasten gemäß dem voranstehenden Absatz (7) kann der Verbindungsvorgang zum Verbinden der Transistoren, der äußeren Verbindungsklemmen und der Leiterplatte miteinander einfach durchgeführt werden. Weiterhin nimmt die Entfernung zwischen dem Leiterrahmen und der Leiterplatte zu, so dass Wärme weniger leicht von dem Leiterrahmen auf die Leiterplatte übertragen werden kann, und darüber hinaus ein Raum zwischen dem Leiterrahmen und der Leiterplatte ausgebildet wird, so dass die Wärmeabstrahlfähigkeit des Leiterrahmens verbessert wird.
Bei dem Stromanschlusskasten gemäß dem voranstehenden Absatz (8) wird die Spannung des Ausgangsklemmen-Anschlussflächenabschnitts des Transistors überwacht, so dass dann, wenn sich ein Wirbelstrom entwickelt, eine Steuerung zum Ausschalten des Transistors ermöglicht werden kann, wodurch die Funktionsweise einer Sicherung erzielt wird.
Mit der vorliegenden Erfindung können eine dünne Konstruktion und eine kompakte und ein geringes Gewicht aufweisende Konstruktion des Stromanschlusskastens erzielt werden, und kann auch das Wärmeabstrahlvermögen vergrößert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde voranstehend kurz geschildert. Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

1 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Stromanschlusskastens gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Perspektivansicht eines Aufnahmeteils des Stromanschlusskastens, welches äußere Verbindungsklemmen und einen Leiterrahmen aufweist, die vereinigt mit diesem vorgesehen sind;
3 eine Aufsicht auf den Leiterrahmen, auf welchem Transistoren jeweils im Zustand eines freiliegenden Chips durch Oberflächenmontage angebracht sind;
4 eine Perspektivansicht eines Zustands, bei welchem eine Leiterplatte in dem Gehäuseteil von 2 angebracht ist;
5A eine Aufsicht auf den fertig gestellten Stromanschlusskasten, bei welchem eine Leitungsverbindung durchgeführt wurde, 5B und 5C Seitenansichten, bei welchen die Darstellung der Klemmen weggelassen ist, 5D eine Seitenansicht bei Betrachtung aus einer solchen Richtung, dass der Zustand der Leitungsverbindung erfasst werden kann, 5E eine Seitenansicht von äußeren Verbindungsklemmen einer ersten Art, und 5F eine Seitenansicht von äußeren Verbindungsklemmen einer zweiten Art;
6A eine vergrößerte Seitenansicht des Stromanschlusskastens bei Betrachtung in einer derartigen Richtung, dass der Zustand der Leitungsverbindung erfasst werden kann, und 6B eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der durch einen gestrichelten Kreis VI(b) von 6A umschlossen ist;
7 eine Aufsicht von der Oberseite von 6B aus; und
8 eine Perspektivansicht des Erscheinungsbilds eines herkömmlichen Stromanschlusskastens.

1 ist eine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Stromanschlusskastens gemäß der Erfindung, 2 ist eine Perspektivansicht eines Gehäuseteils, welches äußere Verbindungsklemmen und einen Leiterrahmen aufweist, die vereinigt mit diesem vorgesehen sind; 3 ist eine Aufsicht auf den Leiterrahmen, auf welchem Transistoren jeweils im Zustand eines freiliegenden Chips durch Oberflächenmontage angebracht sind, 4 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, bei welchem eine Leiterplatte in dem Gehäuseteil von 2 angebracht ist, 5A ist eine Aufsicht auf den fertig gestellten Stromanschlusskasten, bei welchem eine Leitungsverbindung durchgeführt wurde, 5B und 5C sind Seitenansichten, bei welchen die Darstellung der Klemmen weggelassen ist, 5D ist eine Seitenansicht bei Betrachtung aus einer derartigen Richtung, dass der Zustand der Leitungsverbindung erfasst werden kann, 5E ist eine Seitenansicht, welche äußere Verbindungsklemmen einer ersten Art zeigt, 5F ist eine Seitenansicht, die äußere Verbindungsklemmen einer zweiten Art zeigt, 6A ist eine vergrößerte Seitenansicht des Stromanschlusskastens bei Betrachtung in einer derartigen Richtung, dass der Zustand der Leitungsverbindung erfasst werden kann, 6B ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der von einem gestrichelten Kreis VI(b) von 6A umschlossen ist, und 7 ist eine Aufsicht bei Betrachtung von der Oberseite von 6B aus. Zum besseren Verständnis des inneren Aufbaus des Stromanschlusskastens wird ein transparentes Harz bei dem Stromanschlusskasten gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt.
Wie aus 1 hervorgeht, weist dieser Stromanschlusskasten das Gehäuseteil 10 auf, das einen Gehäuseteilkörper 10A aufweist (der aus einem isolierenden Kunstharz besteht), der Verbindergehäuseabschnitte 11A, 11B, 11C und 12A aufweist, die einstückig oder vereinigt an seinem äußeren Umfangsabschnitt vorgesehen sind, die mehreren äußeren Verbindungsklemmen 20 und den Stromversorgungs-Leiterrahmen 30 (der bei Betrachtung von oben U-förmig ausgebildet ist) einstückig oder vereinigt gehalten in dem Gehäuseteilkörper 10A des Gehäuseteils 10, die mehreren Transistoren 40 im Zustand eines freiliegenden Chips, die durch Oberflächenmontage angebracht und auf einer oberen Oberfläche des Leiterrahmens 30 angeordnet sind, die Leiterplatte 50, die in einem Raum innerhalb des Gehäuseteils 10 angebracht ist, Verbindungsleitungen 60, welche die Transistoren 40, die äußeren Verbindungsklemmen 20 und die Leiterplatte 50 miteinander verbinden, einen Leiterplattenverbinder 70 zum Verbinden der Leiterplatte 50 mit einer Leiterplatte (beispielsweise einer Leiterplatte eines Stromanschlusskastens, der auf den Stromanschlusskasten von 1 aufgesetzt ist) eines anderen Stromanschlusskastens, und eine obere Abdeckung 80, die auf dem Gehäuseteil 10 angebracht ist, um den Leiterrahmen 30, die Transistoren 40, die Verbindungsleitungen 60, die Leiterplatte 50, usw. abzudecken.
Der Leiterrahmen 30 weist eine einstückige Konstruktion in Form einer flachen Platte auf, unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Metallblechs, und dieser Leiterrahmen 30 weist einen ersten Plattenabschnitt 31 auf, einen zweiten Plattenabschnitt 32 parallel zum ersten Plattenabschnitt 31, und einen Verbindungsplattenabschnitt 33, welcher den ersten und den zweiten Plattenabschnitt 31 bzw. 33 an deren Enden verbindet. Ein Stromzuführungs-Klemmenabschnitt 35 ist an jenem Endabschnitt des ersten Plattenabschnitts 31 vorgesehen, der sich nahe am Verbindungsplattenabschnitt 33 erstreckt.
Ein äußerer Endabschnitt jeder äußeren Verbindungsklemme 20 dient als ein Verbinderklemmenabschnitt, wogegen ein innerer Endabschnitt von dieser als ein Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitt dient. Die äußeren Verbindungsklemmen 20 werden auf zwei Arten unterteilt, nämlich äußere Verbindungsklemmen 21 einer ersten Art (deren Verbinderklemmenabschnitte in unteren Abschnitten (unteren Halbabschnitten) der Verbindergehäuse 11B, 11C und 12A angeordnet sind), und äußere Verbindungsklemmen 22 einer zweiten Art, deren Verbinderklemmenabschnitte in oberen Abschnitten (oberen Halbabschnitten) der Verbindergehäuse 11B, 11C und 12A angeordnet sind. Wie aus 6B hervorgeht, weist jede äußere Verbindungsklemme 21 den Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitt 21a in Form einer flachen Platte mit kleiner Fläche am inneren Endabschnitt auf, und weist jede äußere Verbindungsklemme 22 den Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitt 22a in Form einer flachen Platte mit kleiner Fläche an ihrem inneren Endabschnitt auf.
Das Gehäuseteil 10 weist den Gehäuseteilkörper 10A auf, und dieser Gehäuseteilkörper 10A weist ein Paar paralleler langer Seitenabschnitte 11 und 12 auf, einen kurzen Seitenabschnitt 13, der sich zwischen gegenüberliegenden einen Enden der langen Seitenabschnitte 11 und 12 erstreckt und diese verbindet, und einen anderen kurzen Seitenabschnitt 14, der sich zwischen den (gegenüberliegenden) anderen Enden der langen Seitenabschnitte 11 und 12 erstreckt und diese verbindet, und eine untere Wand 10B, die eine Unterseite eines Aufnahmeraums innerhalb eines Abschnitts in Form eines quadratischen Rahmens festlegt, der durch die langen Seitenabschnitte 11 und 12 und die kurzen Seitenabschnitte 13 und 14 festgelegt wird. Die Verbindergehäuseabschnitte 11A, 11B und 11C, die in Horizontalrichtung offen sind, sind an dem äußeren Seitenrandabschnitt des langen Seitenabschnitts 11 vorgesehen, und weiterhin ist der Verbindergehäuseabschnitt 12A, der in Horizontalrichtung offen ist, an dem äußeren Seitenrandabschnitt des langen Seitenabschnitts 12 vorgesehen. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Montagestütze.
Bei der Herstellung des Gehäuseteils 10 werden der Leiterrahmen 30 und die äußeren Verbindungsklemmen 20 (21 und 22) in eine Form eingesetzt, und dann wird ein isolierendes Kunstharz in diese Form eingegeben, wodurch der Gehäuseteilkörper 10A ausgebildet oder ausgeformt wird, bei welchem der Leiterrahmen 30 und die äußeren Verbindungsklemmen 20 (21 und 22) durch Einsetzformen hergestellt werden. Dies führt dazu, dass die obere Oberfläche des Leiterrahmens 30 und der Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte 21a und 22a der äußeren Verbindungsklemmen 20 (21 und 22) in dem Raum innerhalb des Gehäuseteils 10 freigelegt werden, und auch der Stromzuführungs-Klemmenabschnitt 35 des Leiterrahmens 30 und die Verbinderklemmenabschnitte der äußeren Verbinderklemmen 20 (21 und 22) in die Verbindergehäuseabschnitte 11A, 11B, 11C und 12A vorstehen. Die Verbinderklemmenabschnitte des Stromzuführungs-Klemmenabschnitts 35 und die äußeren Verbinderklemmen 20 (21 und 22) sind daher innerhalb der Verbindergehäuseabschnitte 11A, 11B, 11C und 12A angeordnet, so dass Verbinder 111A, 111B, 111C und 112A ausgebildet werden. Der Verbinder 111A ist elektrisch an eine positive Klemme einer Batterie angeschlossen, und die anderen Verbinder 111B, 111C und 112A sind elektrisch an Stromverbraucher angeschlossen.
Wie in 7 gezeigt, ist jeder der mehreren Transistoren 40 im Zustand eines freiliegenden Chips als ein Leistungs-MOSFET ausgebildet, der einen Eingangsklemmen-Anschlussflächenabschnitt (D: Drain-Anschlussfläche) (nicht gezeigt) an seiner unteren Oberfläche aufweist, und weiterhin einen Ausgangsklemmen-Anschlussflächenaschnitt (S: Source-Anschlussfläche) 41 und einen Steuerklemmen-Anschlussflächenabschnitt (G: Gate-Anschlussfläche) 42 an seiner oberen Oberfläche aufweist. Diese Transistoren 40 sind in einer Reihe auf den ersten bzw. zweiten Plattenabschnitten 31 bzw. 32 angeordnet und angebracht, wobei ihre Eingangsklemmen-Anschlussflächenabschnitte (die an ihren unteren Oberflächen vorgesehen sind) direkt mit der oberen Oberfläche des Leiterrahmens 30 verlötet sind. Auf diese Weise können, wenn Silberpaste mit niedrigem Schmelzpunkt als ein Verbindungsmaterial verwendet wird, die Transistoren 40 auf der Oberfläche des Leiterrahmen 30s dadurch angebracht werden, dass sie zusammen mit dem Aufnahmeteil 10 in einen Ofen eingebracht werden.
Die Leiterplatte 50 ist eine gedruckte Leiterplatte mit Rechteckform, bei welcher Elektronik-Bauteile 52 auf ihrer einen Seite oder auf ihren beiden Seiten angebracht sind, und diese Leiterplatte 50 weist Stege 51 von Leitungsmustern auf, die in der Nähe ihrer langen Seitenrandabschnitte vorgesehen sind.
Wie in den 6A, 6B und 7 gezeigt, sind die Ausgangsklemmen-Anschlussflächenabschnitte 41, die jeweils auf den oberen Oberflächen der Transistoren 40 vorgesehen sind, an die Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte 21a und 22a der äußeren Verbindungsklemmen 20 (21 und 22) durch erste Verbindungsdrähte 61 angeschlossen, und sind die Steuerklemmen-Anschlussflächenabschnitte 42, die jeweils auf den oberen Oberflächen der Transistoren 40 vorgesehen sind, an die Stege des Signalsteuerschaltungsmusters auf der Leiterplatte 50 durch zweite Verbindungsleitungen 63 angeschlossen. Um eine Spannung der Ausgangsklemmen-Anschlussflächenabschnitte 41 der Transistoren 40 zu überwachen, sind die Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte 21a der äußeren Verbindungsklemmen 21, die an die Ausgangsklemmen-Anschlussflächenabschnitte 41 angeschlossen sind, mit den Stegen des Spannungsüberwachungs-Schaltungsmusters auf der Leiterplatte 50 durch dritte Verbindungsdrähte 62 verbunden.
Bei dieser Ausführungsform sind die Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte 21a und 22a der äußeren Verbindungsklemmen 20 (21 und 22) nach Art einer schwebenden Insel zwischen dem Leiterrahmen 30 und der Leiterplatte 50 angeordnet, und sind nach oben gerichtet, und sind die oberen Oberflächen der Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte 21a und 22a der äußeren Verbindungsklemmen 20, die oberen Oberflächen der Ausgangsklemmen-Anschlussflächenabschnitte 41 und der Steuerklemmen-Anschlussflächenabschnitte 42, die auf den oberen Oberflächen der Transistoren 40 vorgesehen sind, und die oberen Oberflächen der Stege der Schaltungsmuster der Leiterplatte 50 im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet.
Weiterhin sind die Verbindungsklemmenabschnitte der äußeren Verbinderklemmen 20 (21 und 22), die in jedem der Verbindungsgehäuseabschnitte 11B, 11C und 12A angeordnet sind, in zwei Reihen (einer oberen und einer unteren Reihe) in Richtung von oben nach unten (Vertikalrichtung) angeordnet, so dass durch Ausbildung eines abgebogenen Abschnitts 22c mit L-Form an einem mittleren Abschnitt jeder äußeren Verbindungsklemme 22 der oberen Reihe, wie in den 5E, 5F, 6A und 6B gezeigt, die oberen Oberflächen der Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte 21a und 22a der äußeren Verbindungsklemmen 21 bzw. 22 im Wesentlichen in derselben Höhe angeordnet sind.
Als nächstes wird kurz ein Vorgang zur Herstellung des Stromanschlusskastens beschrieben.
Zur Herstellung dieses Stromanschlusskastens werden zuerst der Leiterrahmen 30 und die äußeren Verbindungsklemmen 20 (21 und 22) in die Form eingesetzt, und dann wird das Gehäuseteil 10, wie in 2 gezeigt, durch Spritzgießen hergestellt. Dann werden die Transistoren 40 durch Oberflächenmontage an der oberen Oberfläche des Leiterrahmens 30 angebracht, wie dies in 3 gezeigt ist. Dann wird die Leiterplatte 50 in dem Raum innerhalb des Gehäuseteils 10 angeordnet, wie in 4 gezeigt, und dann geht der Vorgang zum Leitungsverbindungsschritt über. Bei diesem Leitungsverbindungsschritt werden die Transistoren 40, die äußeren Verbindungsklemmen 20 und die Leiterplatte 50 miteinander durch die Verbindungsleitungen 61, 63 und 62 verbunden, wie in den 5A bis 7 gezeigt ist. Dann wird die obere Abdeckung 80 an dem Gehäuseteil 10 angebracht, womit der Stromanschlusskasten gemäß der vorliegenden Ausführungsform fertig gestellt ist.
Als nächstes werden vorteilhafte Auswirkungen des Stromanschlusskastens gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Bei diesem Stromanschlusskasten ist jedes Schaltungsmuster zum Zwecke der Energieversorgung von der Leiterplatte 50 entfernt, und erfolgt die Energieversorgung insgesamt über den Leiterrahmen 30, der getrennt von der Leiterplatte 50 vorgesehen ist. Daher muss nur das Schaltungsmuster für Signale auf der Leiterplatte 50 vorgesehen werden, und kann eine kompakte und ein geringes Gewicht aufweisende Konstruktion der Leiterplatte 50 erreicht werden. Weiterhin gibt es für die Querschnittsabmessungen des Leiterrahmens 30 keine derartigen Beschränkungen wie bei Schaltungsmustern, die auf der Leiterplatte 50 vorgesehen sind, und können diese frei festgelegt werden, so dass das Wärmeabstrahlvermögen für Wärme, die durch die Energiezufuhr erzeugt wird, verbessert werden kann.
Weiterhin wird Wärme, die bei den Transistoren 40 im Zustand eines freiliegenden Chips erzeugt wird, direkt über den Leiterrahmen 30 abgestrahlt, ohne auf die Leiterplatte 50 übertragen zu werden, so dass ein hervorragendes Wärmeabstrahlvermögen erzielt werden kann. Weiterhin werden die Transistoren 40 anstelle mechanischer Relais verwendet, und sind der Verbinder 111A zum Zwecke der Energiezufuhr und die Verbinder 111B, 111C und 112A zum Zwecke des Anschlusses von Stromverbrauchern an dem Außenumfangsabschnitt des Stromanschlusskastens vorgesehen, und ist weiterhin die Leiterplatte 50 in dem Raum innerhalb des Gehäuseteils 10 aufgenommen. Daher kann speziell die dünne Konstruktion des Stromanschlusskastens erreicht werden. Weiterhin ist das Gehäuseteil 10 so ausgebildet, dass nicht nur die äußeren Verbindungsklemmen 20, sondern auch der Leiterrahmen 30, durch Einsetzformen in den Gehäuseteilkörper 10A ausgebildet werden. Daher muss der Leiterrahmen 30 nicht auf dem Gehäuseteil 10 in einem nachfolgenden Schritt angebracht werden, so dass der Wirkungsgrad des Zusammenbauvorgangs verbessert wird.
Weiterhin sind die Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte 21a und 22a der äußeren Verbindungsklemmen 20 (21 und 22) nach Art einer schwebenden Insel zwischen dem Leiterrahmen 30 und der Leiterplatte 50 angeordnet, und sind nach oben gerichtet, so dass der Verbindungsvorgang zum Verbinden der Transistoren 40, der äußeren Verbindungsklemmen 20 und der Leiterplatte 50 miteinander einfach durchgeführt werden kann. Weiterhin nimmt die Entfernung zwischen dem Leiterrahmen 30 und der Leiterplatte 50 zu, so dass weniger leicht Wärme von dem Leiterrahmen 30 an die Leiterplatte 50 übertragen wird, und darüber hinaus ein Raum zwischen dem Leiterrahmen 30 und der Leiterplatte 50 ausgebildet wird, so dass das Wärmeabstrahlvermögen des Leiterrahmens 30 vergrößert wird.
Um die Spannung des Ausgangsklemmen-Anschlussflächenabschnitts 41 des Transistors 40 zu überwachen, ist der Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitt 21a der äußeren Verbindungsklemme 21 an die Leiterplatte 50 durch die dritte Verbindungsleitung 62 angeschlossen, so dass dann, wenn ein Wirbelstrom entsteht, eine Steuerung zum Ausschalten des Transistors 40 ermöglicht werden kann, wodurch die Funktionsweise als eine Sicherung erzielt wird.
Weiterhin sind bei dem Stromanschlusskasten gemäß dieser Ausführungsform die oberen Oberflächen der Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte 21a und 22a der äußeren Verbindungsklemmen 20 (21 und 22), die oberen Oberflächen der Ausgangsklemmen-Anschlussflächenabschnitte 41 und die Steuerklemmen-Anschlussflächenabschnitte 42, die auf den oberen Oberflächen der Transistoren 40 vorgesehen sind, und die oberen Oberflächen der Schaltungsmuster der Leiterplatte 50 im Wesentlichen in derselben Höhe angeordnet. Daher können die äußeren Verbindungsklemmen 20, die Transistoren 40 und die Leiterplatte 50 miteinander in einem einzigen Verbindungsschritt verbunden werden. Weiterhin trägt die Tatsache, dass diese oberen Oberflächen im Wesentlichen in derselben Höhe angeordnet sind, ebenfalls zu einer dünnen Konstruktion des Stromanschlusskastens bei. Diese Vorteile sind nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. Es ist möglich, diese Vorteile selbst dann zu erzielen, wenn sich zumindest zwei von der Oberfläche des Leiterrahmens, der Oberfläche der Leiterplatte und dem Leitungsverbindungsabschnitt im Wesentlichen in derselben Ebene befinden.
Weiterhin sind selbst dann, wenn die äußeren Verbindungsklemmen 20 (21 und 22) in zwei oder mehr Reihen in den Verbindergehäuseabschnitten 11B, 11C und 12A angeordnet sind, die Verbindungsleitungs-Verbindungsabschnitte 21a und 22a der äußeren Verbindungsklemmen 20 im Wesentlichen in derselben Höhe angeordnet, so dass eine kompakte Konstruktion des Stromanschlusskastens und der vereinfachte Verbindungsschritt erzielt werden können, während die Anzahl an Polen der Verbinder 111A, 111B und 121A erhöht wird.
Die Transistoren 40 sind nicht auf MOSFETs beschränkt, und können auch Bipolar-Transistoren sein.

Claims

Stromanschlusskasten, bei welchem vorgesehen sind: ein Leiterrahmen (30) aus Metall, welchem Energie zugeführt wird; ein auf einer Oberfläche des Leiterrahmens (30) angebrachter Transistor (40); wobei ein Eingangsklemmen-Anschlussflächenabschnitt (D) einer unteren Oberfläche des Transistors (40) direkt an einer oberen Oberfläche des Leiterrahmens (30) angelötet ist, eine Leiterplatte (50); eine äußere Verbindungsklemme (20), die einen Leitungsverbindungsabschnitt aufweist; ein Gehäuseteil (10), welches den Leiterrahmen (30), die Leiterplatte (50) und die äußere Verbindungsklemme (20) aufnimmt; eine erste Verbindungsleitung (61), welche den Leitungsverbindungsabschnitt (21a) und einen Ausgangsklemmen-Anschlussflächenabschnitt (41) an einer oberen Oberfläche des Transistors (40) verbindet; und eine zweite Verbindungsleitung (63), welche die Leiterplatte (50) und einen Steuerklemmen-Anschlussflächenabschnitt (42) an der oberen Oberfläche des Transistors (40) verbindet; wobei zumindest zwei Teile von der oberen Oberfläche des Transistors (40), einer Oberfläche der Leiterplatte (50) und des Leitungsverbindungsabschnitts in derselben Ebene angeordnet sind.
Stromanschlusskasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (50) getrennt von dem Leiterrahmen (30) vorgesehen ist, und von dem Leiterrahmen (30) getrennt ist.
Stromanschlusskasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Verbindungsklemme (20) teilweise im Gehäusesteil (10) vergraben ist.
Stromanschlusskasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsverbindungsabschnitt, die obere Oberfläche des Transistors (40), und die Oberfläche der Leiterplatte (50) in derselben Ebene angeordnet sind.
Stromanschlusskasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Verbindungsklemme (20) L-förmig ausgebildet ist.
Stromanschlusskasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor (40) auf dem Leiterrahmen (30) im Zustand eines freiliegenden Chips angebracht ist.
Stromanschlusskasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsverbindungsabschnitt nach Art einer schwebenden Insel zwischen dem Leiterrahmen (30) und der Leiterplatte (50) angeordnet ist.
Stromanschlusskasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine dritte Verbindungsleitung (62) vorgesehen ist, welche den Transistor (40) und die Leiterplatte (50) verbindet, zur Überwachung der Ausgangsspannung des Transistors (40).
Stromanschlusskasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Verbindungsklemme (20) weiterhin einen Verbindungsklemmenabschnitt aufweist, der an einem Umfang des Gehäuseteils (10) angeordnet ist.