JP2019122118A - 電気接続箱 - Google Patents

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Abstract

【課題】回路基板に熱が伝達することを抑制することができる電気接続箱を提供する。【解決手段】本実施の形態に係る電気接続箱は、第1導電板と、該第1導電板に非接触に隣り合う第2導電板と、前記第1導電板に接続されている第1端子、前記第2導電板に接続されている第2端子、並びに前記第1端子及び前記第2端子が設けられている素子本体を有するスイッチング素子と、前記第2導電板に間隔を隔てて対向している回路基板と、一面が開放された箱状をなし、前記スイッチング素子及び前記回路基板を覆うカバーとを備え、前記カバーは該カバーの内部を仕切る仕切り板を有し、該仕切り板及び前記第1導電板によって前記カバーの内部に第1室が形成されており、該第1室に前記スイッチング素子の前記素子本体が配されており、前記仕切り板及び前記第2導電板によって前記カバーの内部に第2室が形成されており、該第2室に前記回路基板が配されている。【選択図】図2

Description

本発明は電気接続箱に関する。
車両には、電源と、ヘッドランプ又はワイパー等の負荷とに接続される電気接続箱が搭載されている。電気接続箱は、電源及び負荷の電気的な接続と、この接続の遮断とを行なう(特許文献1参照)。
特許文献1に記載の電気接続箱では、2つのバスバー(導電板)が、絶縁層を介して放熱部材に載置されている。2つのバスバー(導電板)にはFET(スイッチング素子)のソース端子及びドレイン端子が接続されている。FETのソース端子は、2つのバスバーの一方を介して電源(又は負荷)に接続され、FETのドレイン端子は、2つのバスバーの他方を介して負荷(又は電源)に接続されている。
2つのバスバーには、制御素子が実装された回路基板が載置されている。制御素子が制御信号を出力することによって、FETのオンオフが切り替えられる。FETがオンに切り替えられた場合、2つのバスバーが互いに電気的に接続されてFETに電流が流れ、電源から負荷に電力が供給される。FETがオフに切り替えられた場合、2つのバスバーが互いに電気的に遮断されてFETに流れる電流が遮断され、電源から負荷への電力供給が停止する。
FETに電流が流れている場合、FETは発熱する。FETが発した熱は、バスバー及び放熱部材の順に伝導し、放熱部材から電気接続箱の外部へ放出される。
特開2003−164040号公報
一般に、制御素子の耐熱性はFETの耐熱性よりも低い。故に、FETから回路基板へ高熱が伝わることを防ぐ必要がある。
ところが、特許文献1に記載の電気接続箱の場合、バスバーは放熱部材及び回路基板夫々に接触している。従って、放熱部材が熱飽和したとき、放熱部材からバスバーを介して回路基板の制御素子に高熱が伝導する虞がある。
そこで、回路基板に熱が伝達することを抑制することができる電気接続箱を提供することにある。
本実施の形態に係る電気接続箱は、第1導電板と、該第1導電板に非接触に隣り合う第2導電板と、前記第1導電板に接続されている第1端子、前記第2導電板に接続されている第2端子、並びに前記第1端子及び前記第2端子が設けられている素子本体を有するスイッチング素子と、前記第2導電板に間隔を隔てて対向している回路基板と、一面が開放された箱状をなし、前記スイッチング素子及び前記回路基板を覆うカバーとを備える電気接続箱であって、前記カバーは該カバーの内部を仕切る仕切り板を有し、該仕切り板及び前記第1導電板によって前記カバーの内部に第1室が形成されており、該第1室に前記スイッチング素子の前記素子本体が配されており、前記仕切り板及び前記第2導電板によって前記カバーの内部に第2室が形成されており、該第2室に前記回路基板が配されている。
上記によれば、回路基板に熱が伝達することを抑制することができる電気接続箱を提供することが可能となる。
実施の形態に係る電気接続箱の斜視図である。 電気接続箱の断面図である。 電気接続箱の分解斜視図である。 第1バスバー、第2バスバー、第3バスバー、導電部材、及びボルト夫々の斜視図である。 第1バスバー、第2バスバー、第3バスバー、導電部材、及びボルトの位置関係を示す斜視図である。 基体の斜視図である。 基体の他の斜視図である。 基体へのスイッチング素子の取り付けを説明するための斜視図である。 基体への回路基板の取り付けを説明するための斜視図である。 基体への放熱部材の取り付けを説明するための斜視図である。 カバーの斜視図である。
[本実施の形態の説明]
最初に本実施の形態を列記して説明する。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
(1)本実施の形態に係る電気接続箱は、第1導電板と、該第1導電板に非接触に隣り合う第2導電板と、前記第1導電板に接続されている第1端子、前記第2導電板に接続されている第2端子、並びに前記第1端子及び前記第2端子が設けられている素子本体を有するスイッチング素子と、前記第2導電板に間隔を隔てて対向している回路基板と、一面が開放された箱状をなし、前記スイッチング素子及び前記回路基板を覆うカバーとを備える電気接続箱であって、前記カバーは該カバーの内部を仕切る仕切り板を有し、該仕切り板及び前記第1導電板によって前記カバーの内部に第1室が形成されており、該第1室に前記スイッチング素子の前記素子本体が配されており、前記仕切り板及び前記第2導電板によって前記カバーの内部に第2室が形成されており、該第2室に前記回路基板が配されている。
本実施の形態にあっては、第1室及び第2室がカバーの内部に形成されている。
スイッチング素子の第1端子は第1導電板に接続されている。第1導電板は、カバーの仕切り板と共に第1室を形成している。第1室にはスイッチング素子の素子本体が配されている。
スイッチング素子の第2端子は第2導電板に接続されている。第2導電板は、カバーの仕切り板と共に第2室を形成している。第2室には回路基板が配されている。
第2導電板と回路基板とは間隔を隔てて互いに対向している。
スイッチング素子が発した熱は、第1導電板に主に伝導するが、第2導電板にもある程度伝導する。回路基板は第1導電板及び第2導電板夫々から離れているので、第1導電板又は第2導電板から回路基板に高熱が伝達することが防止される。
スイッチング素子が発した熱及び第1導電板に伝導した熱は、第1室の空気を加熱して対流させる。回路基板は第2室に配されているので、第1室の空気の対流による回路基板への高熱の伝達が防止される。
以上の結果、回路基板に熱が伝達することを抑制することができる。
しかも、第1導電板が、第1室を外部から仕切る仕切り板を兼ねており、第2導電板が、第2室を外部から仕切る仕切り板を兼ねているので、電気接続箱の小型化を図ることができる。
(2)本実施の形態に係る電気接続箱は、凹部が設けられた一面を有する放熱部材を備え、前記第1導電板は前記放熱部材の前記一面に取り付けられており、前記第2導電板は、前記放熱部材の前記一面に沿う方向に前記第1導電板に隣り合い、前記放熱部材の前記凹部の底面に対向し、前記放熱部材から離れている構成が好ましい。
本実施の形態にあっては、第1導電板が、放熱部材の一面に取り付けられている。故に、スイッチング素子から第1導電板に伝導した熱が、放熱部材に伝導する。
第2導電板は放熱部材から離れているので、放熱部材が熱飽和した場合であっても、放熱部材から第2導電板に熱が伝導する虞はない。故に、放熱部材から第2導電板に伝導した熱によって第2室の空気が対流すること、及び、第2室の空気の対流による回路基板への高熱の伝達が防止される。
以上の結果、放熱部材が熱飽和したときでも回路基板に熱が伝達することを抑制することができる。
(3)本実施の形態に係る電気接続箱は、前記第1導電板は、絶縁性を有する熱伝導部を介して、前記放熱部材の前記一面に取り付けられている構成が好ましい。
本実施の形態にあっては、スイッチング素子から第1導電板に伝導した熱を、熱伝導部を介して放熱部材に効率よく伝導させることができる。
(4)本実施の形態に係る電気接続箱は、前記第2導電板に非接触に隣り合う第3導電板と、該第3導電板に接続されている第3端子、前記第2導電板に接続されている第4端子、並びに前記第3端子及び前記第4端子が設けられている第2の素子本体を有する第2のスイッチング素子とを更に備え、前記カバーは該カバーの内部を仕切る第2の仕切り板を有し、前記第2室は、前記仕切り板、前記第2の仕切り板、及び前記第2導電板によって前記カバーの内部に形成されており、前記第2の仕切り板及び前記第3導電板によって前記カバーの内部に第3室が形成されており、該第3室に前記第2のスイッチング素子の前記第2の素子本体が配されている構成が好ましい。
本実施の形態にあっては、第1室〜第3室がカバーの内部に形成されている。
第2のスイッチング素子の第3端子は第3導電板に接続されている。第3導電板は、カバーの第2の仕切り板と共に第3室を形成している。第3室には第2のスイッチング素子の第2の素子本体が配されている。
第2のスイッチング素子の第4端子は第2導電板に接続されている。第2導電板は、カバーの仕切り板及び第2の仕切り板と共に第2室を形成している。
第2のスイッチング素子が発した熱は、第3導電板に主に伝導するが、第2導電板にもある程度伝導する。回路基板は第2導電板及び第3導電板夫々から離れているので、第2導電板又は第3導電板から回路基板に高熱が伝達することが防止される。
第2のスイッチング素子が発した熱及び第3導電板に伝導した熱は、第3室の空気を加熱して対流させる。回路基板は第2室に配されているので、第3室の空気の対流による回路基板への高熱の伝達が防止される。
以上の結果、回路基板に熱が伝達することを抑制することができる。
しかも、第3導電板が、第3室を外部から仕切る仕切り板を兼ねているので、電気接続箱の小型化を図ることができる。
[本実施の形態の詳細]
本実施の形態に係る電気接続箱の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1は、実施の形態に係る電気接続箱の斜視図である。
図2は、電気接続箱の断面図である。
図3は、電気接続箱の分解斜視図である。
図中1は電気接続箱であり、電気接続箱1は、第1バスバー21(第1導電板)、第2バスバー22(第2導電板)、第3バスバー23(第3導電板)、8つの導電部材24、2つのボルト251,252、回路基板31、放熱部材32、及びカバー4を備えている。
図4は、第1バスバー21、第2バスバー22、第3バスバー23、導電部材24、及びボルト251,252夫々の斜視図である。
図5は、第1バスバー21、第2バスバー22、第3バスバー23、導電部材24、及びボルト251,252の位置関係を示す斜視図である。
図2〜図5に示すように、第1バスバー21は矩形板状をなす。第1バスバー21の一方の長辺部には貫通孔211が設けられている。貫通孔211は、第1バスバー21の長手方向の中央に配されている。第1バスバー21は導電性を有し、例えば金属製である。
第1バスバー21の貫通孔211には、ボルト251の軸部がかしめられている。ボルト251の軸部は、第1バスバー21の一面に直交する方向に、第1バスバー21の一面から突出している。ボルト251の頭部は、第1バスバー21の他面に接触している。
第3バスバー23の構成は第1バスバー21の構成と同様である。ボルト252の軸部は、第3バスバー23の貫通孔231にかしめられている。
第2バスバー22は矩形板状をなす。第2バスバー22の各長辺部には、4つの切り欠き221が並設されている。第2バスバー22の一方の長辺部の4つの切り欠き221と第2バスバー22の他方の長辺部の4つの切り欠き221とは千鳥状に配されている。各切り欠き221は矩形状をなす。
第1バスバー21、第2バスバー22、及び第3バスバー23夫々の厚みは互いに同程度である。
各導電部材24は導電性を有し、例えば金属製である。導電部材24は接続板241、突出部242、接続ピン243、及び連結部244を有する。接続板241は矩形状をなす。接続板241の厚みは第2バスバー22の厚みよりも薄い。突出部242は、接続板241の一面から垂直に突出している。接続ピン243の長さ方向は突出部242の突出方向に平行である。連結部244は、突出部242の先端と接続ピン243の一端とを連結している。突出部242及び接続ピン243は、連結部244から同じ向きに突出している。
ボルト251が固定された第1バスバー21、第2バスバー22、ボルト252が固定された第3バスバー23、及び8つの導電部材24は、絶縁部26によって、互いに非接触に一体化されている。絶縁部26は合成樹脂製である。
以下では、第1バスバー21、第2バスバー22、第3バスバー23、8つの導電部材24、及びボルト251,252が一体化された物を基体20という。
図6は、基体20の斜視図である。図7は、基体20の他の斜視図である。以下では、図6及び図7に示す上下左右方向を用いて説明する。
即ち、図6は基体20を上側から見た斜視図であり、図7は基体20を下側から見た斜視図である。第1バスバー21の長手方向は前後方向であり、第1バスバー21の短手方向は左右方向であり、第1バスバー21に直交する方向は上下方向である。また、第1バスバー21のボルト251の軸部が突出している側は上側である。貫通孔211は第1バスバー21の左辺部に設けられている。
基体20においては、第1バスバー21、第2バスバー22、及び第3バスバー23が、夫々の長手方向が平行になるようにして、左から右にこの順に並置されている。
第1バスバー21の下面及び端面とボルト251の頭部とは絶縁部26に覆われている。第1バスバー21の上面及びボルト251の軸部は絶縁部26に覆われていない。
第1バスバー21の右端面には、第2バスバー22の左端面が対向している。第1バスバー21の右端面と第2バスバー22の左端面との間には絶縁部26がある。第1バスバー21の上面(及び下面)と第2バスバー22の一面(及び他面)とは、仮想的な同一平面状にある。
第2バスバー22の下面及び端面は絶縁部26に覆われている。第2バスバー22の各切り欠き221(図4参照)の内面は絶縁部26に覆われている。第2バスバー22の上面は絶縁部26に覆われていない。
第3バスバー23は、ボルト252の軸部が突出している面が上向きになり、貫通孔231が設けられている長辺部が右向きになるように配されている。
第3バスバー23の左端面には、第2バスバー22の右端面が対向している。第3バスバー23の左端面と第2バスバー22の右端面との間には絶縁部26がある。第3バスバー23の上面(及び下面)と第2バスバー22の一面(及び他面)とは、仮想的な同一平面状にある。
第3バスバー23の下面及び端面とボルト252の頭部とは絶縁部26に覆われている。第3バスバー23の上面及びボルト252の軸部は絶縁部26に覆われていない。
導電部材24の接続板241は、接続板241から突出部242が下向きに突出するようにして、第2バスバー22の切り欠き221(図4参照)に挿入されている。接続板241の一面(及び他面)と第2バスバー22の上面(及び下面)とは、仮想的な同一平面状に位置している。接続板241と第2バスバー22及び第1バスバー21(又は第3バスバー23)との間には絶縁部26がある。連結部244は第2バスバー22から下方に間隔を隔てており、突出部242から前側(又は後側)に延びている(図2及び図4参照)。接続ピン243は、第2バスバー22の前端面より前側(又は後端面より後側)において、連結部244から上向きに突出している(図5参照)。第2バスバー22の前側(及び後側)には、8つの導電部材24の内、前側(及び後側)の4つの接続ピン243が左右方向に並んでいる。
接続板241の下面及び端面と接続ピン243の下半分と突出部242と連結部244とは絶縁部26に覆われている(図2参照)。接続板241の上面及び接続ピン243の上半分は絶縁部26に覆われていない。
絶縁部26の上面261と第1バスバー21、第2バスバー22、第3バスバー23、及び各導電部材24の接続板241夫々の上面とは面一である(図2参照)。上面261には4つのボス262が上向きに突設されている。4つのボス262は第2バスバー22の四隅に隣り合っている。各ボス262の内面には雌ネジが設けられている。
絶縁部26には複数のネジ孔263が絶縁部26を上下方向に貫通するようにして設けられている。
絶縁部26には2つの開口264が設けられている。2つの開口264は第1バスバー21及び第3バスバー23の下側に位置している(図2参照)。2つの開口264を通して、第1バスバー21及び第3バスバー23夫々の下面の広い範囲が露出している。
図3に示すように、電気接続箱1は、8つのスイッチング素子5を更に備えている。
図8は、基体20へのスイッチング素子5の取り付けを説明するための斜視図である。
各スイッチング素子5はFETであり、素子本体50、ソース端子51、ドレイン端子52、及びゲート端子53を有する。スイッチング素子5は、ゲート端子53の電圧に応じてオン又はオフに切り替わる。
8つのスイッチング素子5は、素子本体50が前後方向に4つずつ、左右方向に2つずつ並ぶようにして、基体20に取り付けられる。
左側(第1バスバー21側)の各スイッチング素子5のソース端子51及びドレイン端子52は第1端子及び第2端子である。
右側(第3バスバー23側)の各スイッチング素子5は第2のスイッチング素子である。右側の各スイッチング素子5の素子本体50、ソース端子51、及びドレイン端子52は、第2の素子本体、第3端子、及び第4端子である。
素子本体50は扁平な直方体状をなす。素子本体50は、素子本体50の6面の内、最も面積が広い2つの面が上下に向き、この面の長辺が前後に向くようにして、基体20に配される。以下では、素子本体50の最も面積が広い2つの面を上面501及び下面502という。また、上面501の長辺に連続する2つの面を側面503,504といい、上面501の短辺に連続する2つの面を側面505,506という。
ソース端子51は、素子本体50の側面503に設けられている。ソース端子51は、突出部511、垂下部512、及び接続部513を有する。突出部511は、側面503から側面503に直交する方向に突出している。垂下部512は、突出部511から垂下している。接続部513は、垂下部512から突出部511の突出方向と同じ向きに突出しており、接続部513の下面と素子本体50の下面502とは仮想的な同一平面状にある。
ゲート端子53は、素子本体50の側面503に設けられている。ゲート端子53は、ソース端子の突出部511、垂下部512、及び接続部513と同様の突出部531、垂下部532、及び接続部533を有する。突出部531は、側面503から側面503に直交する方向に突出している。
ソース端子51及びゲート端子53は前後方向に隣り合っている。ソース端子51は側面503の側面505に近い側に位置している。一方、ゲート端子53は側面503の側面506に近い側に位置している。
ドレイン端子52は、素子本体50の下面502及び側面504に設けられている。ドレイン端子52は、箔部521及び延出部522を有する。箔部521は、下面502を覆い、下面502に接触している。箔部521は十分に薄いので、箔部521の厚みは無視することができる。延出部522は箔部521に連続しており、側面504から側面504に直交する方向に延び出ている。
8つのスイッチング素子5の内、4つは第1バスバー21に夫々接続され、残りの4つは第3バスバー23に夫々接続される。
第1バスバー21に接続されるスイッチング素子5は、ソース端子51及びゲート端子53が設けられている側面503が右を向き、ソース端子51に近い側面505が後ろを向くようにして、第1バスバー21、第2バスバー22、及び導電部材24に接続される。
具体的には、ソース端子51の接続部513が、第2バスバー22の上面における接続板241の後側の部分に、半田541によって接続される。また、ドレイン端子52が、第1バスバー21の上面に、半田542によって接続される。更に、ゲート端子53の接続部533が、導電部材24の接続板241の上面に、半田543によって接続される。
第3バスバー23に接続されるスイッチング素子5は、ソース端子51及びゲート端子53が設けられている側面503が左を向き、ソース端子51に近い側面505が前を向くようにして、第2バスバー22、第3バスバー23、及び導電部材24に接続される。
具体的には、ソース端子51の接続部513が、第2バスバー22の上面における切り欠き221の前側の部分に、半田541によって接続される。また、ドレイン端子52が、第3バスバー23の上面に、半田542によって接続される。更に、ゲート端子53の接続部533が、導電部材24の接続板241の上面に、半田543によって接続される。
図9は、基体20への回路基板31の取り付けを説明するための斜視図である。
回路基板31は矩形状をなす。回路基板31の一面には、金属箔からなる導電路が設けられている。また、回路基板31の一面には、制御素子311、駆動回路312、及びコネクタ313が実装されている。図2におけるコネクタ313の図示は省略されている。
図9に示すように、回路基板31の各短辺部に、4つのスルーホール314が、回路基板31の短手方向に並設されている。回路基板31の四隅には、4つの挿通孔315が設けられている。
制御素子311は、例えばマイクロプロセッサである。制御素子311と駆動回路312及びコネクタ313夫々とは、回路基板31の導電路を介して電気的に接続されている。駆動回路312と各スルーホール314とは、回路基板31の導電路を介して電気的に接続されている。
回路基板31は、制御素子311及びコネクタ313が上を向き、各導電部材24と制御素子311とが電気的に接続されるようにして、基体20に取り付けられる。具体的には、回路基板31の一方の短辺部のスルーホール314に、前側の接続ピン243が嵌め入れられる。また、回路基板31の他方の短辺部のスルーホール314に、後側の接続ピン243が嵌め入れられる。更に、回路基板31は、ビス316が挿通孔315に挿通されてボス262に螺合することによって、基体20にネジ留めされる。回路基板31の下面と第2バスバー22の上面とは、間隔を隔てて対向する。回路基板31と第2バスバー22とは互いに平行である。
図10は、基体20への放熱部材32の取り付けを説明するための斜視図である。
図2及び図10に示すように、放熱部材32は板状をなす。放熱部材32には複数の貫通孔321が設けられている。貫通孔321は基体20のネジ孔263に対応している。放熱部材32の一面32aには、2つの熱伝導部322が、基体20の2つの開口264に対応するように設けられる(図7参照)。各熱伝導部322は絶縁性及び高い熱伝導性を有し、例えば放熱部材32の一面32aに塗布された熱伝導グリスである。放熱部材32の一面32aにおける2つの熱伝導部322の間には、凹部323が設けられている。
放熱部材32は、熱伝導部322及び凹部323が上を向き、第1バスバー21及び第3バスバー23夫々が熱伝導部322を介して放熱部材32に取り付けられるようにして、基体20に取り付けられる。具体的には、2つの熱伝導部322が基体20の2つの開口264を埋めて第1バスバー21及び第3バスバー23に接触する(図2参照)。また、放熱部材32は、ビス324が貫通孔321を貫通してネジ孔263に螺合することによって、基体20にネジ留めされる。第2バスバー22は、放熱部材32の上面に沿う方向に第1バスバー21及び第3バスバー23夫々に隣り合う。絶縁部26の、第2バスバー22の下面を覆う部分は、凹部323の底面に対向し、放熱部材32から離れている。
図11は、カバー4の斜視図である。
カバー4は、一面が開放された箱状をなす。カバー4は絶縁性を有し、例えば合成樹脂製である。
図1〜図3、及び図11に示すように、カバー4は、底壁4a及び4つの側壁4b〜4eを有する。底壁4aは矩形状をなす。側壁4b〜4eは底壁4aの四辺から同一方向に立ち上がっている。側壁4b,4cは互いに平行であり、側壁4d,4eは互いに平行である。
底壁4aの中央部には開口41が設けられている。底壁4aの側壁4bに沿う一辺部の中央には開口42が設けられている。開口42は、底壁4a及び側壁4bに亘る。底壁4aの側壁4cに沿う一辺部の中央には、開口43が設けられている。開口43は、底壁4a及び側壁4cに亘る。
カバー4は4つの仕切り板44〜47を有する。仕切り板44〜47夫々は、カバー4の内部を仕切る。
仕切り板44,45夫々は半筒状をなし、仕切り板44,45夫々の軸長方向は底壁4aに直交する。仕切り板44は、底壁4aにおける開口42の周縁から立ち上がり、仕切り板44の周壁は側壁4bにおける開口42の周縁に連続している。仕切り板45は仕切り板44と略同様の構成であり、開口43の周縁に設けられている。
仕切り板46,47夫々は板状をなし、底壁4aの内面に垂直に突設されている。仕切り板46,47夫々は側壁4bに平行であり、側壁4dから側壁4eに亘る。側壁4b、仕切り板46,47、及び側壁4cは、左から右にこの順に並んでいる。開口41は仕切り板46,47間に配されている。仕切り板46,47の熱伝導性は低い方が望ましい。
仕切り板46の先端には、4つの切り欠き461が並設されている。仕切り板47の先端には、4つの切り欠き471が並設されている。仕切り板46の4つの切り欠き461と仕切り板47(第2の仕切り板)の4つの切り欠き471とは側壁4d,4eの対向方向の同じ位置に配されている。
カバー4は、カバー4の底壁4aと回路基板31とが互いに平行になり、側壁4bが左に向くようにして、基体20に取り付けられる。カバー4の開口41には回路基板31のコネクタ313が嵌め入れられる。すると、開口42,43を通して、ボルト251,252夫々の軸部と第1バスバー21の貫通孔211の開口周縁部と第3バスバー23の貫通孔231の開口周縁部とが露出する。基体20に取り付けられたカバー4は、8つのスイッチング素子5及び回路基板31を覆う。
カバー4の内部には、第1室401〜第3室403が形成されている。
第1室401は、カバー4の底壁4a、側壁4b,4d,4e、仕切り板44,46、及び第1バスバー21に囲まれている。第1室401の内部には左側の4つのスイッチング素子5の素子本体50及びドレイン端子52が収容されている。
同様に、第3室403は、カバー4の底壁4a、側壁4c,4d,4e、仕切り板45,47、及び第3バスバー23に囲まれている。第3室403の内部には右側の4つのスイッチング素子5の素子本体50及びドレイン端子52が収容されている。
一方、第2室402は、カバー4の底壁4a、側壁4d,4e、仕切り板46,47、及び第2バスバー22に囲まれている。第2室402の内部には回路基板31が収容されている。左側の各スイッチング素子5のソース端子51及びゲート端子53は、仕切り板46の切り欠き461を通して第2室402に突出している。右側の各スイッチング素子5のソース端子51及びゲート端子53は、仕切り板47の切り欠き471を通して第2室402に突出している。
図1〜図3に示す電気接続箱1は、例えば図示しない車両に搭載される。第1バスバー21には、例えば電源に接続されたケーブルが、ボルト251を用いて接続される。第3バスバー23には、例えば負荷に接続されたケーブルが、ボルト252を用いて接続される。コネクタ313には、例えば図示しないECU(Electronic Control Unit)に接続された信号線が接続される。
回路基板31の制御素子311は、コネクタ313を介してECUと通信する。また、制御素子311は、スイッチング素子5のオンオフを切り替えるための制御信号を駆動回路312へ出力する。駆動回路312は、制御素子311から入力された制御信号に応じて、スイッチング素子5のオンオフを切り替えるための電圧をスイッチング素子5のゲート端子53に印加する。
8つのスイッチング素子5がオンに切り替えられた場合、各スイッチング素子5のソース端子51とドレイン端子52とが電気的に接続されるので、第1バスバー21、第2バスバー22、及び第3バスバー23が互いに電気的に接続される。このとき、電源に接続されたケーブル、第1バスバー21、左側の4つのスイッチング素子5、第2バスバー22、右側の4つのスイッチング素子5、第3バスバー23、及び負荷に接続されたケーブルに電流が流れ、電源から負荷に電力が供給される。
スイッチング素子5がオフに切り替えられた場合、各スイッチング素子5のソース端子51とドレイン端子52とが電気的に遮断されるので、第1バスバー21、第2バスバー22、及び第3バスバー23が互いに電気的に遮断される。このとき、電源に接続されたケーブル、第1バスバー21、左側の4つのスイッチング素子5、第2バスバー22、右側の4つのスイッチング素子5、第3バスバー23、及び負荷に接続されたケーブルに流れる電流が遮断され、電源から負荷への電力供給が停止する。
スイッチング素子5に電流が流れている場合、スイッチング素子5(特に素子本体50)は発熱する。制御素子311の耐熱性はスイッチング素子5の耐熱性よりも低いので、スイッチング素子5から制御素子311へ高熱が伝わることを防ぐ必要がある。
左側のスイッチング素子5において、ドレイン端子52は第1バスバー21に接続されており、素子本体50は、ドレイン端子52を介して第1バスバー21に接触している。故に、左側のスイッチング素子5が発した熱は、第1バスバー21に主に伝導する。同様に、右側のスイッチング素子5が発した熱は、第3バスバー23に主に伝導する。
回路基板31は第1バスバー21にも第3バスバー23にも接触していないので、第1バスバー21又は第3バスバー23から回路基板31の制御素子311に高熱が伝導することが防止される。
8つのスイッチング素子5から第1バスバー21及び第3バスバー23に伝導した熱は、2つの熱伝導部322を介して放熱部材32に効率よく伝導する。故に、8つのスイッチング素子5が発した熱は、電気接続箱1の外部へ効率よく放出される。
左側のスイッチング素子5が発した熱は、第1室401の空気を加熱して対流させる。右側のスイッチング素子5が発した熱は、第3室403の空気を加熱して対流させる。
回路基板31は第2室402に収容されているので、第1室401の空気の対流又は第3室403の空気の対流による回路基板31への高熱の伝達が防止される。
各スイッチング素子5において、ソース端子51及びゲート端子53は第2バスバー22に接続されている。故に、スイッチング素子5が発した熱は、第2バスバー22にも伝導する。しかしながら、スイッチング素子5から第2バスバー22に伝導する熱の量は、スイッチング素子5から第1バスバー21(又は第3バスバー23)に伝導する熱の量に比べて十分に小さい。更に、第2バスバー22の下面は、絶縁部26によって覆われており、絶縁部26の第2バスバー22を覆う部分は、放熱部材32から離れている。故に、放熱部材32が熱飽和した場合であっても、放熱部材32から第2バスバー22に熱が伝導する虞はない。しかも、回路基板31は第2バスバー22に接触していない。従って、第2バスバー22から回路基板31の制御素子311に高熱が伝導することが防止される。
以上の結果、回路基板31に熱が伝達することを抑制することができる。
従って、回路基板31に熱が伝達することを抑制するために大型の放熱部材32を用いる必要がない。しかも、第1バスバー21が、第1室401を外部から仕切る仕切り板を兼ねており、第2バスバー22が、第2室402を外部から仕切る仕切り板を兼ねており、第3バスバー23が、第3室403を外部から仕切る仕切り板を兼ねている。従って、電気接続箱1の小型化を図ることができる。
第1バスバー21(又は第3バスバー23)及び第2バスバー22の間には絶縁部26があるので、第1バスバー21(又は第3バスバー23)と第2バスバー22とが短絡することが防止される。
第1バスバー21、第2バスバー22、及び第3バスバー23等の一体化によって形成される基体20は、電気接続箱1を組み立てるときの取り扱いが容易である。基体20は、第1バスバー21、第2バスバー22、及び第3バスバー23等が挿入された金型に合成樹脂が注入されるインサート成形によって容易に形成することができる。
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 電気接続箱
20 基体
21 第1バスバー(第1導電板)
211 貫通孔
22 第2バスバー(第2導電板)
221 切り欠き
23 第3バスバー(第3導電板)
231 貫通孔
24 導電部材
241 接続板
242 突出部
243 接続ピン
244 連結部
251,252 ボルト
26 絶縁部
261 上面
262 ボス
263 ネジ孔
264 開口
31 回路基板
311 制御素子
312 駆動回路
313 コネクタ
314 スルーホール
315 挿通孔
316 ビス
32 放熱部材
321 貫通孔
322 熱伝導部
323 凹部
324 ビス
4 カバー
401 第1室
402 第2室
403 第3室
41〜43 開口
44,45 仕切り板
46 仕切り板
461 切り欠き
47 仕切り板(第2の仕切り板)
471 切り欠き
4a 底壁
4b〜4e 側壁
5 スイッチング素子(第2のスイッチング素子)
50 素子本体(第2の素子本体)
501 上面
502 下面
503,504,505,506 側面
51 ソース端子(第1端子,第3端子)
511 突出部
512 垂下部
513 接続部
52 ドレイン端子(第2端子,第4端子)
521 箔部
522 延出部
53 ゲート端子
531 突出部
532 垂下部
533 接続部
541,542,543 半田

Claims (4)

  1. 第1導電板と、
    該第1導電板に非接触に隣り合う第2導電板と、
    前記第1導電板に接続されている第1端子、前記第2導電板に接続されている第2端子、並びに前記第1端子及び前記第2端子が設けられている素子本体を有するスイッチング素子と、
    前記第2導電板に間隔を隔てて対向している回路基板と、
    一面が開放された箱状をなし、前記スイッチング素子及び前記回路基板を覆うカバーと
    を備える電気接続箱であって、
    前記カバーは該カバーの内部を仕切る仕切り板を有し、
    該仕切り板及び前記第1導電板によって前記カバーの内部に第1室が形成されており、
    該第1室に前記スイッチング素子の前記素子本体が配されており、
    前記仕切り板及び前記第2導電板によって前記カバーの内部に第2室が形成されており、
    該第2室に前記回路基板が配されている電気接続箱。
  2. 凹部が設けられた一面を有する放熱部材を備え、
    前記第1導電板は前記放熱部材の前記一面に取り付けられており、
    前記第2導電板は、前記放熱部材の前記一面に沿う方向に前記第1導電板に隣り合い、前記放熱部材の前記凹部の底面に対向し、前記放熱部材から離れている請求項1に記載の電気接続箱。
  3. 前記第1導電板は、絶縁性を有する熱伝導部を介して、前記放熱部材の前記一面に取り付けられている請求項2に記載の電気接続箱。
  4. 前記第2導電板に非接触に隣り合う第3導電板と、
    該第3導電板に接続されている第3端子、前記第2導電板に接続されている第4端子、並びに前記第3端子及び前記第4端子が設けられている第2の素子本体を有する第2のスイッチング素子と
    を更に備え、
    前記カバーは該カバーの内部を仕切る第2の仕切り板を有し、
    前記第2室は、前記仕切り板、前記第2の仕切り板、及び前記第2導電板によって前記カバーの内部に形成されており、
    前記第2の仕切り板及び前記第3導電板によって前記カバーの内部に第3室が形成されており、
    該第3室に前記第2のスイッチング素子の前記第2の素子本体が配されている請求項1から3の何れか一項に記載の電気接続箱。
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