JP2005184929A - 配電ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で放熱効率をさらに向上させることができ、しかもこの放熱ケースを有効に利用してコネクタ装着部を簡易に取り付け得る配電ユニットを提供する。
【解決手段】 バスバー基板２０と制御回路基板２１とを有する回路構成体２と、回路構成体２に装着されるコネクタ装着部４と、コネクタ装着部４を露出させた状態で回路構成体２を収納する放熱ケース６，７とを備える。放熱ケース６，７は金属製のアッパーケース６及びロアケース７を有する。回路構成体２には、アッパーケース６の裏面及びロアケース７の裏面にそれぞれ対向して配置される回路基板２０，２１が含まれる。各回路基板２０，２１に実装されている回路部品２４，２５，２１０ａが対向する各ケース６，７に対して熱伝導可能に接続され、アッパーケース６とロアケース７とによりコネクタ装着部４が挟持されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ロアケースとアッパーケースとからなる放熱ケース内に回路構成体が組み込まれた配電ユニットであって、例えば共通の車載電源を複数の電子ユニットに分配する配電ユニットに関するものである。

近年、自動車等の車両には、多数の電子ユニットが搭載され、共通の車載電源からこれらの各電子ユニットに電力を分配するため、配電ユニットが広く用いられている。この配電ユニットには、プリント基板等からなる回路構成体が組み込まれており、この回路構成体には多数の半導体素子等の回路部品が搭載されるのが一般的である。これらの回路部品の多くは駆動に伴って発熱し、この回路部品の駆動に伴って発生した熱が回路部品の性能や信頼性に悪影響を及ぼすことから、この種の配電ユニットでは種々の放熱対策が講じられていることが多い。

例えば、特許文献１に記載の配電ユニットでは、アルミニウム製の上方開口型の放熱ケースと、この放熱ケース内に互いに所定の間隔を隔てて平行配置された上下一対のプリント基板とを備え、これらのプリント基板には多数の回路部品が実装されている一方、各プリント基板は放熱ケースの底面から延出した支柱部に熱的（熱伝導可能）に接続され、各回路部品の駆動に伴う発熱をこの支柱部を介して放熱ケースの底面側から主として放熱するように構成されている。
特開２００２−２７１０５８号公報

ところで、このような配電ユニットにおいては、年々設置時における占有容積が削減される傾向にあり、これに伴って配電ユニット、及び該配電ユニットに組み込まれる回路構成体自体の小型化が強く望まれているところである。このように配電ユニットの小型化が進むと、該ユニットに組み込まれる回路構成体に搭載される回路部品も必然的に高密度化し、これに伴って発熱密度も上昇する。

ここで、上記特許文献１に記載の配電ユニットでは、放熱ケースが上方開口型のケースとして構成されているので、その周側壁部からも上記回路部品に起因する発熱を放熱することができるものの、各プリント基板に熱的に接続される支柱部が放熱ケースの底面に連設されているので、各プリント基板に実装された回路部品から発生した熱はプリント基板及び支柱部を介して放熱ケースの底面に熱伝導し、主として放熱ケースの底面側から放熱されている。しかしながら、上記のように発熱密度が上昇している現状では主としてこの底面側への熱伝導だけでは充分な放熱を担保し難く、特にプリント基板のうち放熱ケースの底面から離れて位置するプリント基板については伝熱経路が比較的長くなり、その放熱効率に劣るという問題があった。すなわち、このように配電ユニットの小型化が進められる現状では、該配電ユニットについてさらなる放熱対策、特に放熱ケースの底面側から離れた基板についての放熱対策が施されることが望まれる。

また、このような配電ユニットにおいては、例えば車載電源や複数の車載電子ユニットに接続するため、或いは配電制御の入力のため、回路構成体に含まれる外部接続端子を内部に突出させるコネクタ装着部が設けられることが多い。しかしながら、上記のように放熱ケースがアルミニウム等の金属で形成された場合にこのコネクタ装着部をどのように放熱ケースに取り付けるかが問題になる。

本発明は、このような事情に鑑み、簡単な構成で放熱効率をさらに向上させることができ、しかもこの放熱ケースを有効に利用してコネクタ装着部を簡易に取り付け得る配電ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明に係る配電ユニットは、複数の回路基板を有する回路構成体と、この回路構成体に装着されるコネクタ装着部と、このコネクタ装着部を露出させた状態で上記回路構成体を収納する放熱ケースとを備える配電ユニットにおいて、上記放熱ケースは金属製のアッパーケース及びロアケースを有し、上記回路構成体には、上記アッパーケースの裏面及びロアケースの裏面にそれぞれ対向して配置される回路基板が含まれるとともに、各回路基板に実装されている回路部品が対向する各ケースに対して熱伝導可能に接続され、上記アッパーケースとロアケースとにより上記コネクタ装着部が挟持されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、所定の回路基板が各々放熱ケースのアッパーケースの裏面及びロアケースの裏面に対向して配置され、かつ、各回路基板に実装されている少なくとも一の回路部品が対向する上記アッパーケースまたはロアケースに熱伝導可能に接続されているので、各回路基板の回路に接続される回路部品の駆動に伴って発生した熱を回路基板毎に放熱ケースの異なるケース（アッパーケース及びロアケース）に熱伝導させることができるとともに、各ケースにおいて回路基板毎に分散して主に放熱させることができ、簡単な構成で放熱効率を向上させることができる。しかも、回路基板に対向するアッパーケースまたはロアケースで該回路基板の回路部品から発生した熱を放熱させるので、伝熱経路を比較的に短くすることができ、回路部品の駆動に伴う発熱を効率的に放熱ケースに伝導させることができる。

また、この放熱ケースを構成するアッパーケースとロアケースとでコネクタ装着部が挟持されるので、放熱ケースを有効に利用して、コネクタ装着部を放熱ケースにその相対変位を拘束した状態で取り付けることができる。しかも、これらのアッパーケース及びロアケースはともに金属製のケースとして構成されているので、コネクタ装着部の支持剛性が高まる。すなわち、放熱のために金属製とされた放熱ケースの剛性を有効に利用して、コネクタ装着部を放熱ケースに強固に取り付けることができる。このため、このコネクタ装着部にコネクタを差し込む際等に作用する外力は、放熱ケースで支持され、外部接続端子に作用することが抑制されることから、例えば上記外力が直接作用することによって発生する虞がある接続不良等の問題を効果的に防止することができる。

この発明において、上記アッパーケース及びロアケースはアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されているのが好ましい（請求項２）。すなわち、アルミニウムまたはアルミニウム合金は熱伝導性に優れ、比較的高い剛性を有することから、放熱効率を向上させつつ、コネクタ装着部を確実に挟持させることができ、該コネクタ装着部の相対変位を有効に抑制することができる。

また、この発明において、少なくとも一の上記回路部品が熱伝導体を介して上記アッパーケースまたはロアケースに熱伝導可能に接続されているのが好ましい（請求項３）。すなわち、少なくとも一の回路部品を直接アッパーケースやロアケースに接触させることにより各ケースに熱伝導可能に接続されているものであってもよいが、上記のように構成すれば、回路部品の配置の自由度も高めつつ、回路部品からの発熱を、熱伝導体を介して確実にアッパーケースまたはロアケースに伝導させることができる。

この場合に、上記一対の回路基板の一方は、上記回路部品の駆動を制御する制御回路を含む制御回路基板として構成され、この制御回路基板とこれに対向するアッパーケースまたはロアケースとの空隙に充填されたポッティング剤が上記熱伝導体として構成されるのが好ましい（請求項４）。このように構成すれば、ポッティング剤によりこれに封止されている回路部品からの発熱を放熱ケースに対して分散させて効率的に伝熱させることができ、その放熱効率を向上させることができる。

この場合に、上記制御回路基板には、一端部が上記コネクタ装着部内に突出する外部接続端子の他端部が挿入されかつ電気的に接合されるスルーホール部が設けられ、該スルーホール部に上記外部接続端子の他端部が挿入された状態で半田付けにより接合されているのが好ましい（請求項５）。すなわち、外部接続端子のうち、例えば一端部がスルーホール部に挿入され、半田付けにより接合されているものは、コネクタの差込の際の外力が直接作用した場合に、該半田付け部分にクラック等が発生し、電気的な接続不良を発生する虞があり、本発明はこのような構造の回路構成体に好適に適用することができる。

また、回路部品が上記熱伝導体を介して上記ロアケース等に熱伝導可能に接続されている場合には、上記一対の回路基板の一方は、複数枚のバスバーによって電力回路を構成するバスバー基板として構成され、その裏面に位置するバスバーが上記放熱ケースに接着されることによりこのバスバー基板が熱伝導体として構成されるのが好ましい（請求項６）。このように構成すれば、バスバー基板を熱伝導体として機能させることができ、配電ユニットの構成部品を有効に利用して回路部品の放熱効率を向上させることができる。

この発明において、上記アッパーケースまたはロアケースのいずれか一方が、底壁部と、この底壁部の周縁から立設された側壁部とを有し、この側壁部に上記コネクタ装着部の一部外形に沿った装着用切欠き部が設けられ、該装着用切欠き部に上記コネクタ装着部が上記放熱ケースから突出した状態で装着されるのが好ましく（請求項７）、さらに上記コネクタ装着部に、上記装着用切欠き部の周縁部が嵌合される嵌合溝が設けられているのが好ましい（請求項８）。このように構成すれば、コネクタ装着部の外形に沿って挟持力が作用し、放熱ケースによるコネクタ装着部の保持力が向上する。しかも、コネクタ装着部の保持力が向上するので、放熱ケースと別個に設けられるコネクタ装着部を放熱ケースから突出した状態で設けることができ、これにより放熱ケース内の空間を有効に活用することができる。

また、この発明において、上記アッパーケース及びロアケースは、ダイカストにより形成されているのが好ましい（請求項９）。このように構成すれば、アッパーケース及びロアケースを精密に加工することができ、放熱ケースを簡単かつ低コストで製造することができる。

上記構成の配電ユニットによれば、一対の回路基板のそれぞれに接続される回路部品の駆動に伴って発生した熱を比較的短い伝熱経路で、しかも放熱ケースの異なる領域から効率的に放熱させることができ、簡単な構成で放熱効率を向上させることができる。

また、一対の回路基板の回路に接続される回路部品が伝熱可能に接続されるアッパーケースとロアケースとを有効に利用して、コネクタ装着部を放熱ケースにその相対変位を拘束した状態で取り付けることができ、該コネクタ装着部に作用する外力を金属製の放熱ケースで支持して、この外力が外部接続端子に作用することを抑制し、外部接続端子の電気的な接続不良等の問題を有効に防止することができる。

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。なお、ここでは車両に搭載される共通の電源から供給される電力を複数の電気的負荷（例えば、ヘッドライトユニット、スモールライトユニット、ホーンユニット、ウォッシャーユニット等）に分配する配電回路を構成する回路構成体及び配電ユニットを示すが、本発明に係る配電ユニットの用途はこれに限らず、電力回路における通電のオンオフ切換をリレー等の回路部品によって行う場合などに広く適用が可能である。この回路構成体は、図１に示すような配電ユニット１に組み込まれている。なお、図１は配電ユニット１を上下逆さにした状態で示す斜視図である。

この配電ユニット１は、略直方体状の形状を呈し、複数の電気的負荷（本実施形態では５個の電気ユニット）に電力を分配する機能を有しながら、非常にコンパクトに形成されている。本実施形態では、この配電ユニット１は、縦が７５ｍｍ、横が１００ｍｍ、高さが２５ｍｍの空間内に収納可能に形成されている。

配電ユニット１は、図２に示すように、互いに略平行に配置されたバスバー基板２０と制御回路基板２１とを含む回路構成体２と、この回路構成体２に装着されるコネクタ装着部４及びヒューズ装着部５と、これらの装着部４，５が装着された回路構成体２を上下から挟み込んで各装着部４，５を露出させた状態で収納する放熱ケースとしてのアッパーケース６及びロアケース７とを備える。なお、本明細書では、説明の便宜のため、配電ユニット１におけるコネクタ装着部４が形成されている側を前側として、図２における高さ方向を上下方向として説明する。

図３は、回路構成体２の分解斜視図である。図４ないし図６は、図１のＩＶ−ＩＶ線、Ｖ−Ｖ線、ＶＩ−ＶＩ線断面図である。

上記回路構成体２は、予め設定された条件によって共通の車載電源を各電気的負荷に分配する電力回路を構成するものである。この回路構成体２は、略同一平面上に並んだ状態で配設された複数枚のバスバー２２から構成されるバスバー層３０が絶縁板３１を介して複数層に亘って積層されたバスバー基板２０と、該バスバー基板２０のバスバー２２に実装された電力回路部品としての２種類のリレー２４，２５と、上記バスバー基板２０との間にこれらリレー２４，２５を介在させるように上記バスバー基板２０と所定の間隔を隔てて配置された制御回路基板２１とを備える。

また、回路構成体２は、平面視略方形状の偏平なブロック状体であり、その前端部には所定のバスバー２２が鈎状に屈曲形成されて多数のコネクタ用端子２７が方形の平面領域Ａから前方に突出した状態で並んでいる一方、その後端部には所定のバスバー２２が鈎状に屈曲形成されて複数本のヒューズ端子２８が方形の平面領域Ａ内に略収まりつつ後方に突出した状態で上下２段に亘って並んでいる。これらのコネクタ用端子２７とヒューズ端子２８との間におけるバスバー基板２０の表面側には、上記第１リレー２４が長手方向（左右方向）に沿って複数個（本実施形態では４個）実装されている。また、ヒューズ端子２８は、１本ないし複数本毎に密集した状態で配置されており、これらの密集したヒューズ端子２８群の間におけるバスバー基板２０の表面側には第２リレー２５が実装されている。

具体的には、バスバー基板２０は、ロアケース７の底壁部７２の上面に電気的に絶縁された状態で接着により接合され、これにより該ロアケース７の底壁部７２に熱伝導可能に接続されている。この接着に用いられる接着剤は、電気的な絶縁性を有するものが用いられ、中でも熱伝導率に優れた接着剤を用いるのが好ましい。このバスバー基板２０は、第１ないし第３バスバー層３０ａ〜３０ｃを含み、各バスバー層３０ａ〜３０ｃ間に第１及び第２絶縁板３１ａ，３１ｂ（絶縁層）が介在し、表面側の熱が裏面側に伝熱されるものとなされている。なお、本実施形態ではバスバー層３０ａ〜３０ｃを３層に亘って積層したバスバー基板２０を用いているが、バスバー層の積層数は特に限定するものではない。

各バスバー層３０ａ〜３０ｃは、上記したように、略同一平面上に複数枚のバスバー２２が所定のパターンで並んだ状態に配設され、これらのバスバー２２を折り曲げる等して、上記コネクタ用端子２７やヒューズ端子２８、ピン状端子３２が形成されている。このピン状端子３２は制御回路基板２１の制御回路等に接続され、専ら該ピン状端子３２を介して第１及び第２リレー２４，２５の駆動制御が行われる。

ここで、上記第１及び第２リレー２４，２５は、機械式のリレーであり、略直方体状のリレー本体２４ａ，２５ａと、その下端部に設けられた複数本の偏平板状の脚状端子２４ｂ，２５ｂとを有する。

第１リレー２４は、その脚状端子２４ｂが、リレー本体２４ａの下面から下方に延出しバスバー層３０の層面に沿って折り曲げられ、所定のバスバー２２に重ね合わされている。そして、重ね合わされる各バスバー層３０ａ，３０ｂに対応して各脚状端子２４ｂの間に第１バスバー層３０ａと第２バスバー層３０ｂとの層面同士の段差と略同等の段差が与えられている。

一方、第２リレー２５は、リレー本体２５ａの下面からバスバー層３０の層面に沿って延出する脚状端子２５ｂを有し、この脚状端子２５ｂが第３バスバー層３０ｃの所定バスバー２２に重ね合わされている。

これらの第１及び第２リレー２４，２５は、その脚状端子２４ｂ、２５ｂにおいて溶接により所定バスバー２２に接合されている。この溶接は、本実施形態では接合部分を電極で挟み込み大電流を流して発生する抵抗熱によって母材を溶融接合させる抵抗溶接によって行われているが、レーザー溶接等の母材を溶融して接合するものであれば、その具体的手法は特に限定するものではない。このように第１及び第２リレー２４，２５が溶接によって接合されれば、例えば半田付けによる接合と比べて、接合強度を向上させることができ、また接合部分における耐熱性が向上し、脚状端子２４ｂ，２５ｂを介した伝熱のための許容温度を向上させることができる。

これらの第１及び第２リレー２４，２５はその駆動に伴って発熱し、この発生した熱はリレー本体２４ａ，２５ａを含めた第１及び第２リレー２４，２５の全体から熱放射等の周囲の気体を媒体として放熱され放熱ケース（アッパーケース６、ロアケース７）の所定部分から配電ユニット１の外部に放熱されるとともに、その熱の多くは脚状端子２４ｂ，２５ｂを介してバスバー基板２０に伝熱され、該バスバー基板２０を熱伝導体としてロアケース７の底壁部７２から主に放熱されている。

一方、絶縁板３１ａ，３１ｂは、バスバー層３０ａ〜３０ｃ間の短絡を防止するとともに、同一バスバー層３０ａ〜３０ｃに配設されたバスバー２２同士の短絡を防止するものであり、電気的な絶縁性を有する材料によって形成された偏平板状体として構成されている。

第１バスバー層３０ａとその上方に位置する第２バスバー層３０ｂとの間に介在する第１絶縁板３１ａは、その上下（表裏）両面に第１及び第２バスバー層３０ａ，３０ｂの各バスバー２２が互いに絶縁された状態でバスバー２２を収納するための溝に収納配置され、この第１絶縁板３１ａの適所には、第１リレー２４の脚状端子２４ｂやこの第１絶縁板３１ａよりも上層のバスバー層３０ｂにおいて抵抗溶接する際の下側の電極が挿通される貫通孔が厚み方向に貫通して形成されている。

第２バスバー層３０ｂとその上方に位置する第３バスバー層３０ｃとの間に介在する第２絶縁板３１ｂも、第１バスバー層３０ａと同様に、第３バスバー層３０ｃの各バスバー２２が互いに絶縁された状態でバスバー２２を収納するための溝に収納配置され、第２絶縁板３１ｂの所定箇所には、第１リレー２４の脚状端子２４ｂが挿通される貫通孔が形成されている。なお、この脚状端子２４ｂが挿通される貫通孔のうちの一部は、各絶縁板３１ａ，３１ｂが積層された状態で、第１絶縁板３１ａの脚状端子２４ｂを挿通するための貫通孔と上下方向に連通するものとなされ、この連通した貫通孔を通して第１リレー２４の脚状端子２４ｂが最下層である第１バスバー層３０ａの所定バスバー２２に重ね合わされるものとなされている。

そして、各貫通孔を通して所定の溶接機の電極が挿入され、これらの電極によって脚状端子２４ｂとバスバー２２とを挟み込み、該電極に大電流を導通させて抵抗熱によって上記第１リレー２４が実装される。なお、第２リレー２５は、第２バスバー層３０ｂの所定バスバー２２に実装され、該バスバー２２が積層されることによりバスバー基板２０に実装されている。

一方、上記制御回路基板２１は、前記回路部品としての第１及び第２リレー２４，２５の駆動を制御する制御回路を含んで構成されている。この制御回路基板２１は、例えばプリント回路基板（絶縁基板に制御回路を構成する導体がプリント配線されたもの）によって構成されたメイン基板２０９と、その表裏両面（図４で上下両面）に実装された複数個の半導体素子２１０と、その裏面側に配設されたサブ基板２１１と、上記制御回路に接続されたコネクタ用ピン状端子２１２とを備える。

メイン基板２０９は、上記バスバー基板２０よりも若干大きい板状体であり、アッパーケース６の天壁部６１に対向した状態でその前後両端縁がコネクタ装着部４及びヒューズ装着部５に支持されている。このメイン基板２０９の所定箇所には、厚さ方向に貫通するスルーホール部２１５が設けられ、該スルーホール部２１５には、バスバー基板２０から延びるピン状端子３２やコネクタ用ピン状端子２１２が挿入されかつ半田付けにより電気的に接続される。

半導体素子２１０には、制御回路基板２１の表面側の略中央に設けられたマイクロプロセッサとしてのＬＳＩ（大規模集積回路）２１０ａと、制御回路基板２１の裏面側の左右両端部に設けられたＦＥＴ２１０ｂとを含み、これら駆動に伴う発熱量が比較的大きい回路部品（本実施形態ではＬＳＩ２１０ａ，ＦＥＴ２１０ｂ）が回路構成体２の周縁部に配置されている。このように比較的発熱量の大きい回路部品を回路構成体２の周縁部に配置することにより、外部への熱の発散を容易ならしめ、該回路部品の放熱効率を向上させることができる。さらに、ＬＳＩ２１０ａは、メイン基板２０９とアッパーケース６の天壁部６１との間に充填されたポッティング剤６５により封止されている。一方、ＦＥＴ２１０ｂはロアケース７の後述する側壁部７３に接着剤により接着され、該側壁部７３に直接的に熱伝導可能に接続されている。

サブ基板２１１は、上記制御回路基板２１と同様に、プリント回路基板によって構成され、上記各種回路部品の制御を実行する制御回路の一部が形成されている。このサブ基板２１１は、上記バスバー基板２０と制御回路基板２１との間に配設された板状体であり、上記制御回路基板２１の長手方向に沿って配設されている。なお、このようなサブ基板２１１は適宜省略することができ、その場合には制御回路基板２１に全ての制御回路が形成される。

コネクタ用ピン状端子２１２は、本願請求項にいう外部接続端子であり、線材をＬ字状に屈曲して形性され、上下方向に延びる起立部２１２ａとこの起立部２１２ａの下端縁から前方に延びる延出部２１２ｂとを備える。起立部２１２ａの上端部は、上記メイン基板２０９のスルーホール部２１５に挿入され半田付けにより接合されている。一方、延出部２１２ｂの前端部は、コネクタ装着部４の後述するコネクタ用端子挿通孔４０を通して装着凹部４０１内に突出している。

一方、コネクタ装着部４は、直方体状の合成樹脂成形品であり、その高さ及び左右方向の長さ（幅）が回路構成体２と略同等に形成されている。このコネクタ装着部４は、前方（外方）に開口する装着凹部４０１が左右方向に沿って複数個設けられ、上記コネクタ用ピン状端子２１２とともにコネクタ用端子２７が、装着凹部４０１の底部に設けられたコネクタ用端子挿通孔４０を通して該装着凹部４０１内に突出している。そして、各電気的負荷から延びる配線先端部に設けられたコネクタ（図示せず）が、その外部端子を各コネクタ用ピン状端子２１２やコネクタ用端子２７に電気的に接続した状態で、装着凹部４０１内に差し込まれる。

また、コネクタ装着部４は、それぞれアルミニウム合金から形成されたアッパーケース６及びロアケース７により放熱ケースから突出した状態で挟持されるものとなされている。具体的には、このコネクタ装着部４は、その上面前端部に幅方向（左右方向）に延びる突出部４ａが設けられ、この突出部４ａの前後方向中央部には、アッパーケース６の前端壁が嵌合される嵌合溝４１が設けられている。一方、コネクタ装着部４の下面後端部も嵌合溝４１が設けられ、ロアケース７の後述する装着用切欠き部７１の周縁部が嵌合されるものとなされている。そして、コネクタ装着部４の側面には、下面に設けられた嵌合溝４１の前側壁部から連設したフランジ部４３が設けられ、このフランジ部４３が装着用切欠き部７１の周縁部に当接するものとなされている。

なお、コネクタ装着部４の上面に設けられた突出部４ａの後端面には、該コネクタ装着部４の上面に載置されている制御回路基板２１（メイン基板２０９）の前端面が、当接ないし略当接した状態となされている。

一方、ヒューズ装着部５も、合成樹脂成形品であり、その高さ方向及び左右方向の長さが回路構成体２と略同等に形成されている。このヒューズ装着部５には、ヒューズ端子２８が挿通されるヒューズ端子挿通孔（図示せず）が設けられ、該ヒューズ端子挿通孔を通してヒューズ端子２８の先端部が外側から接続可能にヒューズ装着部５内に突出している。また、このヒューズ装着部５は、その先端周面部にケース嵌合溝５１が設けられ、アッパーケース６及びロアケース７の各後端縁がケース嵌合溝５１に嵌合されてヒューズ装着部５の大部分が収納された状態で各ケース６，７に組み付けられている。

アッパーケース６は、平面視略矩形状の天壁部６１を有する下方開口型の皿状体であり、金属、例えばアルミニウム合金を用いてダイカスト工法により一体形成されている。このアッパーケース６には内部に予めシリコン樹脂等のポッティング剤６５が充填されており、該ポッティング剤６５により制御回路基板２１の表面（上面）に実装されたＬＳＩ２１０ａを含む各種回路部品が封止される。なお、アッパーケース６の左右側面部には、それぞれ前後一対の係止膨出部６０が設けられ、この係止膨出部６０にロアケース７の左右側壁部に設けられた係止孔７０が係止されてアッパーケース６及びロアケース７が上記コネクタ装着部４やヒューズ装着部５を挟持しつつ、上記回路構成体２を収納した状態で組み付けられる。

ロアケース７は、上方開口型の箱状体であり、アッパーケース６と同様に、金属、例えばアルミニウム合金を用いてダイカスト工法により一体形成されている。具体的には、このロアケース７は、略矩形状の底壁部７２と該底壁部７２の周縁に立設された周側壁部７３とを有し、その前後側壁部７３の略全面が大きく切り欠かれて各装着部４，５の外形に沿った装着用切欠き部７１が形成されている。そして、各装着用切欠き部７１に上記コネクタ装着部４及びヒューズ装着部５が組み付けられ、この状態でアッパーケース６とともに各装着部４，５を挟み込んで保持するものとなされている。

上記底壁部７２は上記アッパーケース６の天壁部６１に対して略平行に配置され、この底壁部７２の左右側縁から上方に延びる左右側壁部７３で上記アッパーケース６を外嵌した状態で支持するものとなされている。具体的には、左右側壁部７３は、その上端部がその他の部分に比べて薄肉に形成され、これにより左右側壁部７３の内面側に段部７５が形成されている。この段部７５は、アッパーケース６の落ち込みを防止するものとなされ、図５に示すようにアッパーケース６の下面から若干離間するように寸法設定されているが、該段部７５にアッパーケース６を載置するように寸法設定するものであってもよい。そして、この左右側壁部７３の上端部には、上記係止膨出部６０が係止される前後一対の係止孔７０が設けられ、上記外嵌したアッパーケース６を固定状態に組み付けるものとなされている。

このロアケース７の底壁部７２の上面には、上記したように回路構成体２がエポキシ樹脂等の電気的絶縁性が良好な接着剤により接着されている。このロアケース７の内部もシリコン樹脂等のポッティング剤が充填され、該ポッティング剤により第１及び第２リレー２４，２５の脚状端子２４ｂ，２５ｂが封止される。

上記構成の配電ユニット１によれば、第１及び第２リレー２４，２５が脚状端子２４ｂ，２５ｂを介してバスバー基板２０に実装され、該バスバー基板２０がロアケース７の底壁部７２に接着されているので、駆動に伴って第１及び第２リレー２４，２５が発熱すると、この熱を脚状端子２４ｂ，２５ｂ及びバスバー基板２０を介してロアケース７の底壁部７２に伝導させることができ、このロアケース７の底壁部７２を通して主に放熱させることができる。しかも、バスバー基板２０が対向するロアケース７の底壁部７２に対向配置されているので、熱伝導のための経路を比較的短くすることができ、これにより効率的に放熱させることができる。

一方、この配電ユニット１によれば、ＬＳＩ２１０ａが制御回路基板２１の表面側の略中央に実装され、この制御回路基板２１の表面とアッパーケース６の天壁部６１との間にポッティング剤６５が充填されているので、駆動に伴ってＬＳＩ２１０ａが発熱すれば、この熱をポッティング剤６５を介してアッパーケース６の天壁部６１に伝導させることができ、このアッパーケース６の天壁部６１を通して主に放熱させることができる。しかも、制御回路基板２１が対向するアッパーケース６の天壁部６１に対向配置されているので、熱伝導のための経路を比較的短くすることができ、これにより効率的に放熱させることができる。

すなわち、この配電ユニット１によれば、バスバー基板２０及び制御回路基板２１に実装されている第１及び第２リレー２４，２５やＬＳＩ２１０ａ等が、放熱ケースとしてのアッパーケース６やロアケース７の各壁部に熱伝導可能に接続され、これらのアルミニウム合金からなる各ケース６，７から効率的に放熱させることができ、これにより放熱効率を飛躍的に向上させることができる。

また、これらの各回路部品２４，２５，２１０ａ等の駆動に伴う発熱を各回路部品に近接する放熱ケースの壁部６１，７３から主に放熱させるので、放熱ケース内部の気体（例えば空気）の温度上昇を抑制することができ、これによりバスバー基板２０や制御回路基板２１等に実装されている上記各回路部品２４，２５，２１０ａを含めた回路部品の気体を媒体とする放熱（例えば、熱放射等）の効率も向上するという利点がある。

しかも、この放熱のために、アルミニウム合金等の金属で形成されたアッパーケース６やロアケース７の高い剛性を利用して、コネクタ装着部４を挟持するので、コネクタ装着部４を放熱ケースに高い支持剛性でかつその相対変位を拘束した状態で取り付けることができる。このため、このコネクタ装着部４にコネクタを差し込む等して外力が作用しても、該外力をアッパーケース６とロアケース７とで支持することができ、これによりコネクタ装着部４の装着凹部４０１内に突出する端子、特にコネクタ用ピン状端子２１２に外力が直接作用することを抑制することができ、該外力が直接作用等して半田付けに不良が発生することを有効に防止することができる。

なお、上記説明では制御回路基板２１に実装されている回路部品として、比較的発熱量の大きいＬＳＩ２１０ａとＦＥＴ２１０ｂを代表例として説明しているが、この制御回路基板２１にはその表裏両面にコンデンサー等その他の回路部品も実装されている。この制御回路基板２１の表面側に実装された回路部品は、上記ＬＳＩ２１０ａと同様にアッパーケース６の天壁部６１に熱伝導可能に接続され、主にこの熱伝導により放熱されている。また、制御回路基板２１の裏面側に実装された回路部品は、熱放射等の放熱ケース内の気体を媒体として放熱されるとともに制御回路基板２１を介して放熱されている。この場合でも、例えばＬＳＩ２１０ａやＦＥＴ２１０ｂによる熱が効率的に放熱されているので、配電ユニット１の内部の気体温度の上昇を抑止し、これらの回路部品における放熱効率が向上する。

次に、この配電ユニット１の製造方法の概略について説明する。

まず、第１及び第２リレー２４，２５が実装されたバスバー基板２０を製作する（バスバー基板形成工程、リレー実装工程）。なお、本実施形態では、第２リレー２５についてバスバー基板２０の形成過程で所定のバスバー２２に実装する一方、第１リレー２４については第２リレー２５が実装されたバスバー基板２０を形成してから実装するものとなされているが、これらの各リレー２４，２５についてバスバー基板２０の形成後に各リレー２４，２５を実装してもよいし、バスバー基板２０の製作過程でともに実装してもよい。ただし、バスバー基板２０を形成した後に第１及び第２リレー２４，２５の少なくとも一方を実装する場合には、該バスバー基板２０の形成後に実装するリレーに対応して絶縁板に端子挿通孔を設けるとともに、必要に応じて抵抗溶接用の電極を挿入するための電極挿入孔を設ける必要がある。

このバスバー基板形成工程では、一枚の金属板を打ち抜く等して、各バスバー層３０ａ〜３０ｃに対応した所定配列パターンのバスバー２２が外枠に繋がった状態で板状に構成されたバスバー構成板（図示せず）を用いる。そして、このバスバー構成板を屈曲して各端子２７，２８等を形成してから絶縁板３１ａ，３１ｂを介して積層し、その後外枠を切断することにより簡単にバスバー基板２０を形成することができる。

次に、上記第１及び第２リレー２４，２５が実装されたバスバー基板２０にコネクタ装着部４及びヒューズ装着部５を取り付ける（装着部取付工程）。この装着部取付工程では、予めコネクタ用端子挿通孔４０の一部にコネクタ用ピン状端子２１２を挿通させたコネクタ装着部４を用い、このコネクタ装着部４の残りのコネクタ用端子挿通孔４０にコネクタ用端子２７を挿通させることにより、コネクタ装着部４を上記バスバー基板２０の前端部に取り付ける。なお、ヒューズ装着部５もそのヒューズ端子挿通孔にヒューズ端子２８を挿通させることによりバスバー基板２０に取り付ける。

そして、上記装着部取付工程後に、図７に示すロアケース７を取り付ける（ロアケース取付工程）。本実施形態では、このロアケース取付工程において、制御回路基板２１のＦＥＴ２１０ｂが予め左右側壁７３の内面の所定箇所に接着により取り付けられたロアケース７を用いる。

上記ロアケース７の取付は、バスバー基板２０に取り付けられたコネクタ装着部４及びヒューズ装着部５の各ケース嵌合溝４１，５１に、ロアケース７の切欠き部７１の周縁部を係合するとともに、バスバー基板２０の裏面（下面）をロアケース７の底壁７２の上面に接着剤により接合することによって行う。なお、バスバー基板２０とロアケース７との接合は、接着剤による接合だけでなく、電気的絶縁を保った状態でその他の固定手段によって取り付けるものであってもよい。この場合でも、バスバー基板２０がロアケース７に熱伝導可能に接続されることを要する。

そして、このロアケース７内にポッティング剤を所定の高さまで充填し、第１及び第２リレー２４，２５の脚状端子２４ｂ，２５ｂを封止する。

次に、バスバー基板２０に制御回路基板２１を組み付けて回路構成体２を製造する（制御基板配設工程）。この制御基板配設工程では、制御回路基板２１のメイン基板２０９をバスバー基板２０に取り付けつつ、サブ基板２１１をメイン基板２０９に取り付けている。そして、ＬＳＩ２１０ａを含めた各種回路部品が実装された制御回路基板２１を、バスバー基板２０の上方に、該バスバー基板２０に対して所定の間隔を隔てて、かつ適正な電気的接続が確立された状態で組み付ける。

最後に、図８に示すように、上記ロアケース７にアッパーケース６を組み付けて配電ユニット１を製造する（アッパーケース組付工程）。具体的には、このアッパーケース６にはその内部に予めポッティング剤６５が充填され、このポッティング剤６５が一定の保形性及び弾性を有する状態にまで硬化させて、この状態で上記ロアケース７に組み付ける。この充填されるポッティング剤６５は、熱伝導性に優れたものが採用され、例えば電気的絶縁性にも優れたシリコン系樹脂が採用される。

このロアケース７に対する組付は、アッパーケース６の前後端縁部をコネクタ装着部４及びヒューズ装着部５のケース嵌合溝４１，５１に係合させつつ、ロアケース７の左右側壁７３にアッパーケース６を内嵌してロアケース７の係止孔７０にアッパーケースの係止膨出部６０を係止させることにより行う。そして、ヒューズ装着部５にヒューズを装着して、上記構成の配電ユニット１が製造される。

〔その他の実施形態〕
なお、以上に本実施形態に係る配電ユニット等について説明したが、この発明に係る配電ユニット等は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、以下のような変更が可能である。

（１）上記実施形態では、アルミニウム合金からなるアッパーケース６とロアケース７とを用いているが、アルミニウムからなるものを用いてもよく、これらの各ケース６，７は熱伝導が良好な金属製のものであれば、その材質を特に限定するものではない。ただし、アルミニウムやアルミニウム合金は熱伝導性に優れ、その剛性も比較的高いことから、放熱効率を高い水準で維持しつつ、コネクタ装着部４に対する保持力も向上させることができる点で有利である。また、これらの各ケースの製法も特に限定するものではないが、精密な加工が可能な点でダイカスト工法により製作されるのが好ましい。

（２）上記実施形態では、ロアケース７を底壁部７２とその周縁に立設された周側壁部７３とを有し、周側壁部７３のうち前後側壁部が大きく切り欠かれて装着用切欠き部７１が形成されているが、ロアケース７の側壁部は必ずしも底壁部７２の全周に亘って形成されている必要はなく、例えば一枚の側壁部のみを具備するものであってもよいし、一方上記のように装着用切欠き部７１が設けられていなくてもよい。

（３）上記実施形態では、回路部品として第１及び第２リレー２４，２５、並びにＬＳＩ２１０ａ、ＦＥＴ２１０ｂを例に挙げて説明したが、放熱ケースとしてのアッパーケース６及びロアケース７に熱伝導可能に接続される回路部品及び熱的接続の具体的態様は、特に限定されるものではなく、設計される回路によって適宜変更される。

ただし、バスバー基板２０と制御回路基板２１との間に配設される回路部品も上記実施形態のように、部品自体の放熱効率に優れる機械式リレーであることが好ましい。

この発明に係る配電ユニットを上下逆さにした状態で示す斜視図である。 同配電ユニットの分解斜視図である。 同配電ユニットの回路構成体の分解斜視図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図１のＶ−Ｖ線断面図である。 図１のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 この発明に係る配電ユニットに用いられるロアケースを示す断面図である。 同配電ユニットにおけるアッパーケースの組付工程を示す説明図である。

符号の説明

１ 配電ユニット
２ 回路構成体
４ コネクタ装着部
６ アッパーケース
７ ロアケース
２０ バスバー基板
２１ 制御回路基板
２２ バスバー
２４ 第１リレー（回路部品）
２５ 第２リレー（回路部品）
４０ コネクタ用端子挿通孔
４１ ケース嵌合溝
６５ ポッティング剤
２１２ コネクタ用ピン状端子（外部接続端子）
２１５ スルーホール部

Claims (9)

1. 複数の回路基板を有する回路構成体と、この回路構成体に装着されるコネクタ装着部と、このコネクタ装着部を露出させた状態で上記回路構成体を収納する放熱ケースとを備える配電ユニットにおいて、
   上記放熱ケースは金属製のアッパーケース及びロアケースを有し、上記回路構成体には、上記アッパーケースの裏面及びロアケースの裏面にそれぞれ対向して配置される回路基板が含まれるとともに、各回路基板に実装されている回路部品が対向する各ケースに対して熱伝導可能に接続され、上記アッパーケースとロアケースとにより上記コネクタ装着部が挟持されていることを特徴とする配電ユニット。
2. 請求項１記載の配電ユニットにおいて、上記アッパーケース及びロアケースはアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されていることを特徴とする配電ユニット。
3. 請求項１または請求項２記載の配電ユニットにおいて、少なくとも一の上記回路部品が熱伝導体を介して上記アッパーケースまたはロアケースに熱伝導可能に接続されていることを特徴とする配電ユニット。
4. 請求項３記載の配電ユニットにおいて、上記一対の回路基板の一方は、上記回路部品の駆動を制御する制御回路を含む制御回路基板として構成され、この制御回路基板とこれに対向するアッパーケースまたはロアケースとの空隙に充填されたポッティング剤が上記熱伝導体として構成されることを特徴とする配電ユニット。
5. 請求項４記載の配電ユニットにおいて、上記制御回路基板には、一端部が上記コネクタ装着部内に突出する外部接続端子の他端部が挿入されかつ電気的に接合されるスルーホール部が設けられ、該スルーホール部に上記外部接続端子の他端部が挿入された状態で半田付けにより接合されていることを特徴とする配電ユニット。
6. 請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の配電ユニットにおいて、上記一対の回路基板の一方は、複数枚のバスバーによって電力回路を構成するバスバー基板として構成され、その裏面に位置するバスバーが上記放熱ケースに接着されることによりこのバスバー基板が上記熱伝導体として構成されることを特徴とする配電ユニット。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の配電ユニットにおいて、上記アッパーケースまたはロアケースのいずれか一方が、底壁部と、この底壁部の周縁から立設された側壁部とを有し、この側壁部に上記コネクタ装着部の一部外形に沿った装着用切欠き部が設けられ、該装着用切欠き部に上記コネクタ装着部が上記放熱ケースから突出した状態で装着されることを特徴とする配電ユニット。
8. 請求項７記載の配電ユニットにおいて、上記コネクタ装着部には、上記装着用切欠き部の周縁部が嵌合される嵌合溝が設けられていることを特徴とする配電ユニット。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の配電ユニットにおいて、上記アッパーケース及びロアケースは、ダイカストにより形成されていることを特徴とする配電ユニット。

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