JP2003218563A - 電気接続箱用配電ユニット及び電気接続箱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体スイッチング素子及びリレースイッチ
を併用した配電回路をコンパクトな構造で容易に電気接
続箱に組付けできるようにする。 【解決手段】 電気接続箱ケース１４の外側に露出する
ように配される放熱部材３２の裏面に、入力端子用バス
バー３４及び出力端子用バスバー３６を含むユニット構
成用バスバーを絶縁層３３を介して固着するとともにバ
スバー表面にＦＥＴ４０を実装する。さらに、ＦＥＴ４
０とは別のスイッチ手段であるリレースイッチ５８をリ
レー基板５６に実装し、このリレー基板５６と前記ＦＥ
Ｔ４０の駆動を制御する制御回路基板５０とを両者が相
互略平行となる姿勢で放熱部材３２の裏面に対向するよ
うに配置する。

Description

【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１
６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２
０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２２，２
３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２
２ａ内に挿入されている。そして、前記各端子嵌入部２
２ａ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３
４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「ＦＥＴ４
０」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１
９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２
３に嵌入されたヒューズ素子２６の各ヒューズ端子２６
ａ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３
４ａ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、ＦＥＴ４
０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５
２，５４は、制御回路基板５０において前記放熱部材３
２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６
２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５２，５
４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３
８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ＦＥＴ
４０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３
２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５
６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５
６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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼塚 孝浩 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者 北 幸功 三重県四日市市西末広町１番14号 住友電 装株式会社内 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AB02 5E348 AA03 AA08 AA31 CC06 CC08 CC09 EE38 EF04 EF12 EF16 5G361 BA04 BB02 BC03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。