JP3857924B2 - 電気接続箱の放熱構造およびその放熱装置ならびにその放熱方法 - Google Patents

電気接続箱の放熱構造およびその放熱装置ならびにその放熱方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などのリインフォースに組付けられる電気接続箱の温度上昇を抑えると共に、コンパクト化された電気接続箱の放熱構造およびその放熱装置ならびにその放熱方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図10および図11は、従来の電気接続箱の冷却装置に関する一形態(特開2000−37017号公報)を示すものである。
図示された如く、複数のリレー505などの電気発熱部品505が接続箱本体502の内部に配設され、この接続箱本体502に、箱状の上カバー503すなわちアッパカバー503と、同じく箱状の下カバー504すなわちロアカバー504とが組付けられて電気接続箱501が構成されるものである。また、下カバー504の底壁504bに、熱電冷却素子530と、電動ファン540とが取付けられている。
【0003】
図11の如く、各コネクタなどを介してリレー505およびヒューズ515と通電可能に接続された各々の電線510aは、接続箱本体502内で集束されて電線束510として構成され、この電線束510は電気接続箱501の外部へと続いている。
【0004】
熱電冷却素子530は、電気接続箱501の内部と外部との間の温度差により自己発電が行われるものである。この熱電冷却素子530は、電気接続箱501の外気に接する放熱部532(図11)と、電気接続箱501の内部温度を感知する吸熱部531と、前記放熱部532と前記吸熱部531との間に配置された半導体533とから構成されたものである。
【0005】
また、電線534(図11)を介して、前記熱電冷却素子530と、電動ファン540とが通電可能に接続されている。電動ファン540は、電気接続箱501の内部で発生される熱を電気接続箱501の外部に放出させるために、電気接続箱501に備えられたものである。
【0006】
電気接続箱501の内部と外部とに温度差が生じると、この温度差により熱電冷却素子530が自己発電を行うこととなり、熱電冷却素子530の自己発電による電流で、電動ファン540が回転されることとなる。このようにして、温度差が生じることにより、電動ファン540を作動させる電力が熱電冷却素子530から電動ファン540へ供給されることとなる。また、電気接続箱501の内部と外部とに温度差が生じると、電動ファン540が回転されて、電気接続箱501の内部で発生される熱を電気接続箱501の外部に放出させることとなるので、電気接続箱501の内部温度は自動制御されることとなる。
【0007】
また、図10および図11に示された前記従来の電気接続箱の冷却装置の他に、電気接続箱の放熱構造に関するものとして、特開平7−67231号公報、特開平9−93757号公報、特開平9−214158号公報、特開平10−42428号公報、特開2000−115956号公報、特開2000−208177号公報が挙げられる。その他に、電気接続箱の放熱性が向上された構造に関するものとして、特開平8−130817号公報が挙げられる。また、電気接続箱の冷却構造に関するものとして、実開平5−84121号公報が挙げられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図10および図11に示される上記従来の電気接続箱の冷却装置にあっては、電気接続箱501に、熱電冷却素子530と、電動ファン540とが備えられているので、部品点数が多くなり、電気接続箱501の軽量化や、電気接続箱501の価格の低減化が図られ難いといった問題があった。
【0009】
本発明は、上記した点に鑑み、自動車などのリインフォースに組付けられる電気接続箱の温度上昇を確実に抑えることができると共に、コンパクト化された電気接続箱の放熱構造およびその放熱装置ならびにその放熱方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る電気接続箱の放熱構造は、リインフォースと、該リインフォースに組付けられるケースと、該ケースに取付けられる半導体スイッチとを備え、該半導体スイッチの本体から発生する熱を発散させる放熱板が該半導体スイッチに突設され、且つ、該リインフォースに隣接して該半導体スイッチが設置され、該半導体スイッチの温度よりも低温の流体が該リインフォース内に導入されることで、該半導体スイッチの温度は、低い温度に維持されることを特徴とする。
上記構成により、半導体スイッチの本体から発せられた熱は、半導体スイッチに突設された放熱板を介して発散されることとなる。また、これと共に、リインフォースに隣接して半導体スイッチが設置され、半導体スイッチの温度よりも低温の流体がリインフォース内に導入されるから、半導体スイッチの温度は、低い温度に維持されることとなる。これに伴って、電気接続箱内の温度上昇は、抑えられることとなる。また、これと共に、半導体スイッチが過熱されて、半導体スイッチの動作特性に変化をきたすといった不具合の発生も、未然に防止されることとなる。
【0011】
請求項2に係る電気接続箱の放熱構造は、請求項1に係る電気接続箱の放熱構造において、前記流体が、エアコンディショニング装置から送出される冷風もしくは温風であり、前記リインフォースは、該冷風もしくは該温風が流通されるダクトを兼ねて形成されたことを特徴とする。
上記構成により、エアコンディショニング装置を作動させて冷風もしくは温風を発生させ、これが利用されることにより、半導体スイッチの温度は、低い温度に維持されることとなる。さらに、リインフォースはダクトを兼ねて形成されたものであるから、リインフォース周辺部の軽量化や、リインフォース周辺部のスペースがコンパクト化され、簡素化された電気接続箱の放熱構造が提供されることとなる。また、これに伴って、リインフォース周辺部の部品点数の削減化に伴う価格の低減化が図られることとなる。
【0012】
請求項3に係る電気接続箱の放熱構造は、請求項1又は2に係る電気接続箱の放熱構造において、前記リインフォースに冷却用パイプが組付けられるための開口部が設けられ、該開口部に対応して、該冷却用パイプの入口部が該リインフォースの該開口部に取付けられ、且つ、該冷却用パイプ内に前記放熱板が配置されると共に、前記ケースに該冷却用パイプが組付けられることを特徴とする。
上記構成により、冷却用パイプ内に半導体スイッチの放熱板が配置され、半導体スイッチの温度よりも低温の流体が、リインフォース内から冷却用パイプ内に入り込むこととなるから、冷却用パイプ内に通される半導体スイッチの温度よりも低温の流体により、半導体スイッチに突設された放熱板の温度は、低い温度に維持されることとなる。従って、放熱板が低い温度に保たれることに伴って、半導体スイッチの温度は低い温度に保たれることとなり、これにより、熱による電気接続箱内の不具合発生は、確実に防止されることとなる。
【0013】
請求項4に係る電気接続箱の放熱構造は、請求項3に係る電気接続箱の放熱構造において、前記リインフォース内に送られる前記流体が前記冷却用パイプ内に導入され易くするための翼が、該冷却用パイプの前記入口部に形成されたことを特徴とする。
上記構成により、リインフォース内に送られる半導体スイッチの温度よりも低温の流体は、翼に沿って冷却用パイプ内へと導かれ易くなる。従って、冷却用パイプ内に多くの前記流体が入り込むこととなり、これにより、冷却用パイプ内の半導体スイッチに設けられた放熱板は、より一層、低い温度に維持され易いものとなる。
【0014】
請求項5に係る電気接続箱の放熱構造は、請求項1又は2に係る電気接続箱の放熱構造において、前記ケースの一壁から前記放熱板が突出され、前記リインフォースに該放熱板に対応した開口部が設けられ、該ケースが該リインフォースに組付けられることで、該放熱板が該開口部に挿入されることを特徴とする。
上記構成により、リインフォース内に通される半導体スイッチの温度よりも低温の流体によって、半導体スイッチに突設された放熱板の温度は、低い温度に維持されることとなる。従って、放熱板が低い温度に保たれることに伴って、半導体スイッチの温度は低い温度に保たれることとなり、これにより、熱による電気接続箱内の不具合発生は確実に防止されることとなる。さらに、電気接続箱が組付けられたリインフォース周辺部のスペースのコンパクト化が図られ、簡素化された電気接続箱の放熱構造が提供されることとなる。また、これに伴って、リインフォース周辺部の部品点数の削減化に伴う価格の低減化が図られることとなる。
【0015】
請求項6に係る電気接続箱の放熱構造は、請求項5に係る電気接続箱の放熱構造において、前記一壁は略平面状に形成され、該一壁に対応して、略円筒状に形成された前記リインフォースの本体に平面部が形成され、該平面部に略平面状をした該一壁が当接されることを特徴とする。
上記構成により、強度に優れたリインフォースの本体とされるために、略円筒状に形成された本体を備えるリインフォースが用いられても、このリインフォースの本体に電気接続箱のケースが組付けられる際に、リインフォースを形成する本体の平面部に略平面状をしたケースの一壁が当接されるから、電気接続箱のケースは、ぐらつくことなく確実にリインフォースに固定されることとなる。
【0016】
請求項7に係る電気接続箱の放熱構造は、請求項1又は2に係る電気接続箱の放熱構造において、前記ケースの一壁から金属製の前記放熱板が突出され、該ケースが金属製の前記リインフォースに組付けられることで、該放熱板の先端が該リインフォースの本体に当接されることを特徴とする。
上記構成により、半導体スイッチの本体から発生する熱は、金属製の放熱板から逃されつつ、金属製の放熱板を伝わって、放熱板の先端から金属製のリインフォースの本体に伝えられると共に、金属製のリインフォースからも放熱されることとなる。従って、熱による電気接続箱内の不具合発生は確実に防止されることとなる。さらに、電気接続箱が組付けられたリインフォース周辺部のスペースのコンパクト化が図られ、簡素化された電気接続箱の放熱構造が提供されることとなる。また、これに伴って、リインフォース周辺部の部品点数の削減化に伴う価格の低減化が図られることとなる。
【0017】
請求項8に係る電気接続箱の放熱構造は、請求項7に係る電気接続箱の放熱構造において、前記リインフォースの前記本体に平面状をした当接部が形成され、該当接部に対応して、複数の前記放熱板が前記半導体スイッチに並設されて、該半導体スイッチに突設された複数の該放熱板の前記先端が、該当接部に接触可能とされたことを特徴とする。
上記構成により、半導体スイッチに複数の放熱板が並設されてあっても、半導体スイッチに突設された複数の放熱板の先端は、確実にリインフォースの本体に形成された平面状の当接部に接触されることとなる。従って、半導体スイッチに突設された複数の放熱板のうち、リインフォースの本体に当接されない放熱板が蓄熱により過熱されてしまうといった不具合の発生は回避され、半導体スイッチに並設された複数の放熱板は、何れのものも均一にリインフォースの本体と当接されて、半導体スイッチの放熱は、確実に行われることとなる。
【0018】
請求項9に係る電気接続箱の放熱構造は、請求項1〜8の何れか1項に係る電気接続箱の放熱構造において、前記リインフォースの外部に前記ケースを保持するブラケットが備えられ、該ブラケットに該ケースが備えられることで、該リインフォースに該ケースが固定されることを特徴とする。
上記構成により、リインフォースにケースが組付けられる際に、ケースはブラケットを介して容易で迅速にリインフォースに固定されることとなる。従って、ブラケットが用いられることにより、リインフォースへのケースの組付け作業性が向上されると共に、ブラケットに保持されたケースは、確実にリインフォースに固定されることとなる。
【0019】
請求項10に係る電気接続箱の放熱装置は、請求項1〜9の何れか1項に係る電気接続箱の放熱構造に用いられた前記半導体スイッチが、該半導体スイッチの発熱温度を検知する温度検知手段を兼ねて用いられ、該半導体スイッチと、該半導体スイッチにより検知された信号に基づいて信号を発信する信号発生手段と、該信号発生手段から発信される信号により前記流体を送出する駆動装置とを備え、該半導体スイッチの該発熱温度が検知され、該信号発生手段から該駆動装置へ信号が発信されることで、該駆動装置が作動されて、該駆動装置から前記リインフォース内に該流体が供給されることを特徴とする。
上記構成により、半導体スイッチもしくはこれの周囲の温度が上昇されると、半導体スイッチにおいて発熱温度が検知されて信号発生手段に伝えられ、信号発生手段から駆動装置へ信号が発信されて、駆動装置が作動され、これにより、駆動装置からリインフォース内に、半導体スイッチの温度よりも低温の流体が供給されることとなる。従って、加熱された半導体スイッチは、前記流体によって速やかに冷却されることとなる。
【0020】
請求項11に係る電気接続箱の放熱装置は、請求項10に係る電気接続箱の放熱装置において、前記駆動装置の作動に応じて、該駆動装置の作動状態を示す表示手段をさらに備えることを特徴とする。
上記構成により、駆動装置の作動状態が容易で迅速に認識できることとなる。従って、放熱装置の動作状況を点検もしくは確認するなどといった放熱装置のメンテナンスが容易に為されることとなる。
【0021】
請求項12に係る電気接続箱の放熱方法は、請求項10又は11に係る電気接続箱の放熱装置が用いられて、前記半導体スイッチの温度を低下させることを特徴とする。
上記構成により、半導体スイッチもしくはこれの周囲の温度が上昇されると、半導体スイッチにおいて発熱温度が検知されて信号発生手段に伝えられる。次に、信号発生手段から駆動装置へ信号が発信されて、駆動装置が作動される。その後、駆動装置からリインフォース内に、半導体スイッチの温度よりも低温の流体が供給される。このようにして、前記流体が利用されることにより、加熱された半導体スイッチの温度が低下することとなる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る電気接続箱の放熱構造、及び、その放熱装置、並びに、その放熱方法の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【0023】
図1は、本発明に係る電気接続箱の放熱構造の第一の実施形態を示す斜視図、図2は、同じく第一の実施形態における電気接続箱の放熱構造を示す図1のA−A断面図である。図3は、本発明に係る電気接続箱の放熱構造の第二の実施形態を示す分解斜視図、図4は、同じく第二の実施形態における電気接続箱の放熱構造を示す縦断面図、図5は、本発明に係る電気接続箱の放熱構造の第三の実施形態を示す斜視図である。図6は、本発明に係る電気接続箱の放熱構造の第四の実施形態を示す分解斜視図、図7は、同じく第四の実施形態における電気接続箱の放熱構造を示す縦断面図である。
【0024】
図8は、リインフォースにインストルメントパネルが組付けられる状態を示す分解斜視図であり、図1〜図7に示される各実施形態に対応して、丸枠Bで示された部位に電気接続箱が組付けられる。図9は、本発明に係る電気接続箱の放熱装置ならびにその放熱方法の一実施形態を示す基本構成図である。
【0025】
次に、電気接続箱の放熱構造に関する方向について説明する。
まず、「左右」の定義として、図8の如く、長尺状のリインフォース61〜64に対し、これにステアリングコラム80が取付けられるチルトブラケット79a,79bが形成されてある側を右側とし、これと反対側を左側とする。すなわち、長尺状に形成されたリインフォース61〜64の一端側に取付部66Rが設けられてある側を右側とし、このリインフォース61〜64の他端側に取付部66Lが設けられてある側を左側とする。この明細書において、「左右幅方向」とは、長尺物として形成されたリインフォース61〜64の長手方向を意味する。
【0026】
次に「手前側および奥側」の定義として、長尺状のリインフォース61〜64の本体651-4 に対し、各形状をした取付ブラケット76,77,78が突設されてある側を手前側とし、これと反対側を奥側とする。すなわち、長尺状に形成されたリインフォース61〜64の本体651-4 に対し、取付ブラケット75aが設けられてある側を手前側とし、取付ブラケット75bが突設されてある側を奥側とする。
【0027】
なお、この明細書における「左右」、「手前側および奥側」の定義は、各部を説明する上で、便宜上、定義されたものであり、必ずしも電気接続箱の放熱構造もしくは取付構造における実使用時の方向と一致するものではない。
【0028】
以下に、電気接続箱と、この電気接続箱の内部に収容される配線板、バスバー、半導体スイッチなどの電気関連部品について、図1および図2に基づいて説明する。電気接続箱は、具体的には自動車などの電気配線に使用されるジャンクションボックスもしくはジャンクションブロック(J/Bと略称する)、リレーボックス(R/Bと略称する)、ヒューズブロックなどとして取扱われるものである。
【0029】
このような電気接続箱は、複数のコネクタ、リレー、ヒューズなどと、電線またはバスバーなどから回路を構成する部分とを一体的に組付けた状態のブロック部品を言い、通常はワイヤハーネスを分割するかたちで使用される。電気接続箱の外部には、コネクタなどの通電用接続部の他に、電気接続箱を相手側取付体へ組付けるための固定部や、水抜き用孔などが設けられている。電気接続箱の内部に備えられる配線板は、バスバーおよび電線の保持、絶縁の機能をもったプレートをいい、バスバーは導電性金属板により電気回路を多分岐し、多数の電気的接触片の形成された電気回路網によって構成されたものである。バスバーはブスバーとも呼ばれている。
【0030】
図1および図2の如く、電気接続箱1は、熱可塑性合成樹脂製のロアカバー11bと、このロアカバー11b内に収容される各配線板31,32,33(図2)と、各配線板31,32,33などが収容されたロアカバー11bに被せられる熱可塑性合成樹脂製のアッパカバー11aとが組付けられて構成されるものである。
【0031】
各配線板31,32,33の基板は、これに搭載される各種電気関連部品から発せられる熱に曝されても変形せずに耐えられるようにするために、熱硬化性合成樹脂が用いられて形成されたものである。図2の如く、各配線板31,32,33は、雄端子を兼ねて形成されたバスバー21b,21cや、半導体スイッチ411 などの電気関連部品を備えるものである。配線板は回路板とも呼ばれるものである。
【0032】
アッパカバー11aと、ロアカバー11bと、各配線板31,32,33を構成する基板とは、各種の電気関連部品を保護および保持し、且つ、電気絶縁特性が要求されることから、合成樹脂が用いられて形成されている。
【0033】
また、ロアカバー11bにアッパカバー11aが容易で迅速にしかも確実に組付けられるために、図1の如く、アッパカバー11aの側壁11a1 に係合凹部などの係合部11gが形成されている。そして、アッパカバー11aの係合部11gに対応して、ロアカバー11bの側壁11b1 に係止突起などの係止部(図示せず)が形成されている。
【0034】
アッパカバー11aの係合部11gと、ロアカバー11bの係止部とが、フィーリングよく容易で迅速に掛り止めされるために、アッパカバー11aおよびロアカバー11bは、可撓性を備える熱可塑性合成樹脂が用いられて形成されたものである。また、熱可塑性合成樹脂が用いられて、大量生産性に優れた射出成形法により、アッパカバー11aと、ロアカバー11bとが形成されることで、前記係合部11gと、前記係止部とが容易に形成されることとなる。
【0035】
アッパカバーは、ヒューズなどの収納部およびコネクタハウジングなどを備え、バスバー、雄端子などの端子類、配線板などの内蔵部品を保護するカバーを指し、メインカバーとも呼ばれている。なお、用途、使用条件などによっては、ロアカバーがメインカバーとして使用されてもよい。
【0036】
図1および図2に示されたアッパカバー11aは、天壁11a2 と、この天壁11a2 を取囲む側壁11a1 とを備え、アッパカバー11aの天壁11a2 に、バスバー21b,21cが延長して形成された雄端子21b,21cを収容するコネクタハウジング21aが形成されている。図2の如く、バスバー21b,21cが組付けられた各配線板31,32,33がロアカバー11b内に収容され、このロアカバー11bにアッパカバー11aが被せられることで、図1および図2の如く、電気接続箱1にコネクタ21が構成される。
【0037】
ロアカバーはヒューズなどの収納部およびコネクタハウジングなどを備え、バスバー、配線板、雄端子などの端子類といった内装部品を保護するカバーで、一般にアッパカバーとアッセンブリーされて電気接続箱が形成されるものである。ロアカバーは、アンダカバーとも呼ばれている。
【0038】
図2に示されたロアカバー11bは、底壁11b2 と、この底壁11b2 を取囲む側壁11b1 とを備えるものである。図1および図2の如く、このロアカバー11bは、雄端子22b,23b,24bなどの端子類と、端子が収容されるコネクタハウジング22a,23a,24a,25a,26aとから構成される各コネクタ22,23,24,25,26を備えるものである。
【0039】
電気接続箱の組立方法の一例について説明すると、図2に例示された如く、各配線板31,32,33に各バスバー21b,21cなどが組付けられるなどされて、順を追ってロアカバー11b内に各配線板33,32,31が重ね合されて組付けられてゆき、その後、ロアカバー11bの上にアッパカバー11aが被せられることで、電気接続箱1が組立てられる。
【0040】
このように、電気接続箱1の組立時に、ロアカバー11bの一壁11b2 が下側に向けられて、電気接続箱1が組立てられることなどから、ロアカバー11bを形成する一壁11b2 は、底壁11b2 と呼ばれている。なお、この明細書において、電気接続箱に関する「上下」、「天地」の定義は、各部を説明する上で、便宜上、定義されたものであり、図1,図3〜図7に例示された如く、必ずしも電気接続箱の放熱構造もしくは取付構造における実使用時の方向と一致するものではない。
【0041】
上記電気接続箱1と、電気関連装置(図示せず)などとが容易に通電可能に接続されるために、電線などが束ねられて構成されたワイヤハーネス(図示せず)の各コネクタ(図示せず)が、電気接続箱1に構成された各コネクタ21,22,23,24,25,26と接続される。上記電気関連装置として、例えば、自動車に取付けられるエアコンディショニング装置などの電装品が挙げられる。
【0042】
エアコンディショニングとは、自動的に室内の温度や湿度を調節したり換気を行ったりすることをいう。この明細書においては、このような機能を備えたものをエアコンディショニング装置と呼ぶ。エアコンディショニングもしくはその装置は、「エアコン」と省略して呼ばれることが多い。
【0043】
リインフォースについて説明する。図8の如く、リインフォース61,62,63,64は、自動車などに装備されるステアリングコラム80や、インストルメントパネル90などといった各種装着物を支持し、荷重が加えられる長尺状の補強部材を指す。
【0044】
図8に示されるリインフォース61,62,63,64は、長手方向に沿って中空形状に延長された略円筒状のものであり、中空の大径部65bと、同じく中空の小径部65cとを備えるものである。リインフォース61,62,63,64の本体651-4 の一端側に、一方の開口部67Rが設けられた一側取付部66Rが形成され、他端側に、他方の開口部67Lが設けられた他側取付部66Lが形成されている。
【0045】
リインフォース61,62,63,64が自動車のフレーム(図示せず)などに容易で迅速に取付可能とされるために、リインフォース61,62,63,64の両端に形成された一側取付部66Rおよび他側取付部66Lは、ブラケットとして形成されたものである。
【0046】
図1,図3,図6の如く、リインフォース61,62,63,64の端部において、異形フランジ状に形成された一側取付部66Rには、小径取付孔68aと、大径取付孔68bと、長孔形状をした取付孔68cとが設けられている。また、図4,図7,図8の如く、リインフォース61,62,63,64の他側取付部66Lにおいても、前記一側取付部66Rと同形状のものが他側取付部66Lとして形成されている。
【0047】
このように、異なる三形態をした取付孔68a,68b,68cが、異形フランジ状をした一側取付部66Rおよび他側取付部66Lに設けられて、一対の取付部66L,66Rとされることにより、不図示の自動車のフレームに対して、リインフォース61,62,63,64が誤った方向に組付けられるといった不具合の発生は、未然に防止されることとなる。
【0048】
リインフォースに用いられる材質として、合成樹脂、アルミニウム合金や鋼などの金属などが挙げられる。リインフォースが使用される部位などにより、リインフォースに用いられる材質は、適宜、選択可能とされる。例えば、エアコンから供給される冷風もしくは温風がリインフォース内に流される際に、冷風もしくは温風の温度が変動されずに、設定された温度に冷風もしくは温風の温度が維持されることが重要とされる場合は、リインフォースに用いられる材質として断熱特性に優れる合成樹脂が用いられる。
【0049】
また、リインフォース周辺に設けられた各種電気関連部品の温度が、エアコンから供給される冷風もしくは温風よりも高温となる場合において、前記リインフォースと、エアコンから供給され且つリインフォース内に流される冷風もしくは温風とを利用して、リインフォース周辺の各種電気関連部品から発せられる熱を、リインフォースに吸収させると共に、このリインフォース内を流動する前記冷風もしくは温風に、リインフォースに伝えられた前記熱を奪い去らせるようにするのであれば、リインフォースに用いられる材質として、熱伝導性に優れるアルミニウム合金や鋼などの金属が用いられる。
【0050】
また、図8に示されたリインフォース61,62,63,64は、長手方向に延長形成され、断面中空であって略円筒状に形成されたものであるが、このような形状をしたリインフォースの他に、例えば、断面中空の略矩形とされたリインフォースであってもよく、装着物を支持し荷重に耐えうる長尺状の補強部材であれば、リインフォースは、いかなる形態のものであってもよい。リインフォースは、リインフォースメントなどとも呼ばれるものである。
【0051】
リインフォース61,62,63,64に組付けられるインストルメントパネル90について説明する。インストルメントは計器を指し、パネルは制御盤を意味し、このようなことから、インストルメントパネルとは計器盤を指す。インストルメントパネルは、ダッシュボード、ダッシュパネルとも呼ばれるものである。また、インストルメントパネルは、「インパネ」と略して呼ばれることが多い。
【0052】
インストルメントパネルは、その殆どのものが合成樹脂製の成形品として形成されたものである。また、インストルメントパネルは、メータ類やスイッチが収められる部分のみならず、オーディオシステムやエアコンユニットなどが収容される部分を含めたものをいう。衝撃などが吸収され易くするために、インストルメントパネルは、芯材がパッドで覆われるなどされて複数の層から構成され、このようなものが、インストルメントパネルとして多く用いられている。
【0053】
図8に示されるインストルメントパネル90は、上壁91と、左右一対の側壁92L,92Rと、メータユニット(図示せず)が組付けられるメータ取付部93と、開閉可能な収容ボックス(図示せず)が組付けられるボックス取付部94と、センタクラスタユニット(図示せず)なとが収納される中央取付部95と、左右一対のエアコン用の空気吹出口96L,96Rとを備えるものである。
【0054】
各システムのセンサ信号と、制御信号とを制御するコンピュータに必要不可欠なものとされる半導体について説明する。半導体 (semiconductor)とは、導体と絶縁体との中間的な性質をもつものである。半導体は、これが曝される温度や、それ自体の純度などといった外的条件によって導電率が変化されるものである。半導体は、特に温度が変化されることによって、その特性が変化されるものである。
【0055】
半導体の周辺に位置する各種電気関連部品の発熱温度は、今後、上昇される傾向にあり、半導体の動作が保証される温度範囲に関し、より広い温度範囲で使用可能なものとされるように要求されている。半導体が使用される周囲の環境などにもよるが、通電されて作動された状態における半導体の温度は、自ら発する熱によって、例えば摂氏80℃もしくはこれ以上の温度といった高温状態にまで蓄熱されることがある。
【0056】
本発明に用いられる半導体の動作保証温度は、その下限値が摂氏マイナス50℃とされると共に、その上限値は摂氏150℃とされ、このような温度範囲内において、半導体は正常に動作されることとなる。使用される半導体の種類にもよるが、およそ120℃〜150℃の温度範囲内において、半導体における動作保証温度の上限値が設定されている。また、電気接続箱およびこれに収容される各種電気関連部品についても、−50℃〜150℃の温度範囲内で、正常に機能されるように設計されている。
【0057】
前記半導体は、図2に示される本体41f1 の内部に備えられ、この本体41f1 に、本体41f1 と、配線板33に設けられた回路導体(図示せず)とを通電可能に接続すると共に、この本体41f1 を配線板33に支持するリード41hなどが備えられて、半導体スイッチ411 が構成される。半導体スイッチ411 の本体41f1 から、この本体41f1 の外部に向けて延長されたリード41hは、配線板33に設けられた回路導体(図示せず)に「はんだ付け」されることにより、両者は通電可能に接続される。半導体スイッチは、具体的にはインテリジェントパワースイッチ(IPSと略称する)と呼ばれるものである。
【0058】
図1〜図7の如く、本発明の第一乃至第四の実施形態に係る電気接続箱1,2,3,4の放熱構造は、リインフォース61,62,63,64と、このリインフォース61,62,63,64に組付けられるケース11,12,13,14と、このケース11,12,13,14に取付けられる四個の半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 とを備えるものである。
【0059】
また、図2,図4,図7の如く、半導体スイッチ411 ,412 ,414 の本体41f1 ,41f2 ,41f4 内部に備えられた半導体から発生する熱を発散させる金属製の放熱板41a1 ,41a2 ,41a4 が、この半導体スイッチ411 ,412 ,414 に突設されている。
【0060】
また、これと共に、リインフォース61,62,63,64に電気接続箱1,2,3,4が組付けられることで、この電気接続箱1,2,3,4に備えられた複数の半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 が、リインフォース61,62,63,64と隣接するようにして設置されることとなる。
【0061】
そして、内部に備えられた半導体の熱によって、自ら高温に加熱された半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 の温度よりも低温の流体が、リインフォース61,62,63,64内に導入されることで、複数の半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 の温度は、低い温度に保たれることとなる。
【0062】
このようにすれば、半導体スイッチ411 ,412 ,414 の本体41f1 ,41f2 ,41f4 内部に備えられた半導体から発せられた熱は、図2〜図7の如く、半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 に突設された金属製の放熱板41a1-4 ,42a2-4 ,43a2-4 ,44a2-4 を介して、速やかに発散されることとなる。
【0063】
また、これと共に、リインフォース61,62,63,64と隣接するようにして、半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 が設置され、半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 の温度よりも低温の流体が、リインフォース61,62,63,64内に導入されるから、複数の半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 の温度は、低い温度に維持されることとなる。
【0064】
これに伴って、半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 から発せられる熱により、電気接続箱1,2,3,4内の温度が上昇されるということは抑えられることとなる。また、電源が入れられて作動されている半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 が過熱されて、半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 の動作特性に支障をきたすといった不具合の発生も、同時に防ぐことができるものとなる。
【0065】
この明細書でいう低い温度とは、半導体スイッチの内部に備えられた半導体の動作保証温度の上限値よりも低い任意の温度であって、且つ、電気接続箱の内部に収容された各種電気関連部品に悪影響を及ぼさない程度の温度を意味する。
【0066】
半導体スイッチ411 ,412 ,414 の本体41f1 ,41f2 ,41f4 に備えられた放熱板41a1 ,41a2 ,41a4 について、図2,図4,図7を用いて詳しく説明すると、複数の銅製の放熱板41a1 ,41a2 ,41a4 が、同じく銅製の板材から形成された基部41e1 ,41e2 ,41e4 に対し、この基部41e1 ,41e2 ,41e4 の平面部から略直角に立設されたものである。
【0067】
放熱板41a1 ,41a2 ,41a4 は、平板形状をした基部41e1 ,41e2 ,41e4 近傍の根元41d1 ,41d2 ,41d4 から、平板状の本体41b1 ,41b2 ,41b4 が、これの先端41c1 ,41c2 ,41c4 まで延設されたものである。
【0068】
また、図4もしくは図7の如く、放熱板41a2 ,41a4 に備えられた基部41e2 ,41e4 は、例えば、フィルム、テープなどといった高分子材料の層41i2 ,41i4 を介して、半導体スイッチ412 ,414 の本体41f2 ,41f4 に取付けられている。なお、他の手段が用いられて、放熱板41a2 ,41a4 に備えられた基部41e2 ,41e4 が、半導体スイッチ412 ,414 の本体41f2 ,41f4 に取付けられたものであってもよい。
【0069】
図2の如く、半導体スイッチ411 の放熱性をより向上させるために、半導体スイッチ411 の本体41f1 の真下に、銅製のヒートスプレッダ41gが備えられている。半導体に関するものにおいて、ヒートスプレッダとは、熱を拡散させるものとされている。
【0070】
なお、使用条件などにより、半導体スイッチ411 の放熱が十分に行われるのであれば、半導体スイッチ411 の周辺部のコンパクト化が図られるために、前記ヒートスプレッダ41gは、半導体スイッチ411 に設けられずに省略されてあってもよい。そのようにすれば、半導体スイッチ411 の価格低減化も同時に図られることとなる。また、半導体スイッチにヒートシンクすなわち熱を吸収させる特別な領域が設けられずに、高価なヒートシンクに関するものが省略された半導体スイッチが用いられてもよい。
【0071】
高温に加熱された半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 の温度よりも低温の流体について、詳しく説明する。ここでは、そのような流体として、自動車に搭載されたエアコンディショニング装置300(図9)から送出される冷風もしくは温風が利用されたものである。前記エアコンディショニング装置のように、冷風または温風ともに供給可能な装置以外に、冷風は、冷房装置から送出されたものであってもよく、また、温風は、暖房装置から送出されたものであってもよい。そして、図1,図3〜図8に示されるリインフォース61,62,63,64は、上に列記した各流体供給装置から送出された冷風もしくは温風が流通されるダクトを兼ねて形成されたものである。
【0072】
このようにすれば、エアコンディショニング装置300(図9)が作動されて冷風もしくは温風が発生され、このような冷風もしくは温風が利用されることにより、半導体スイッチ411 ,412 ,414 の本体41f1 ,41f2 ,41f4 内部に備えられた半導体から熱が発せられて、自ら高温に加熱された半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 (図2〜図7)の温度は、低下することとなる。
【0073】
自動車に搭載されたエアコンディショニング装置300(図9)から送出される空気が、例えば人肌の温度(約36℃)よりも低温の冷却用エアであり、このような冷却用エアが、例えば約18℃に温度設定された冷風として用いられた場合、前記冷却用エアすなわち冷却された空気は、ダクト内を通り抜けて、人が乗車される室内側に冷風として吹出され、これにより、人が乗車される室内の空気は冷されることとなる。
【0074】
また、このダクトは、リインフォース61,62,63,64を兼ねて形成されたものであるから、前記冷却用エアは、同時にリインフォース61,62,63,64をも冷すこととなる。従って、リインフォース61,62,63,64に隣接して設置された半導体スイッチ411-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 も、リインフォース61,62,63,64と共に、速やかに冷されることとなる。
【0075】
さらに、リインフォース61,62,63,64は、ダクトを兼ねて形成されたものであるから、リインフォース61,62,63,64周辺部の軽量化や、リインフォース61,62,63,64周辺部のスペースがコンパクト化され、これにより、簡素化された電気接続箱1,2,3,4の放熱構造が提供されることとなる。また、これに伴って、リインフォース61,62,63,64周辺部の部品点数の削減化に伴う価格の低減化が図られることとなる。
【0076】
また、長尺状に形成されたリインフォース61,62,63の少なくとも本体651-3 の部分が、合成樹脂材が用いられて形成されてあれば、合成樹脂の比重は、アルミニウム合金の比重に対して約1/2であり、さらに鉄鋼の比重に対して約1/8であるから、鋼製のリインフォースに対し、リインフォース61,62,63の軽量化が図られることとなり、これに伴って、合成樹脂製のリインフォースが組付けられた自動車は軽量化されることとなる。
【0077】
さらに、合成樹脂は、アルミニウム合金や鉄鋼よりも断熱性に優れるものであるから、長尺状に形成されたリインフォース61,62,63の少なくとも本体651-3 の部分が、合成樹脂材が用いられて形成されてあれば、自動車に取付けられたエアコンから送出される冷風もしくは温風が、リインフォース61,62,63の本体651-3 内の長い流路65aを通り抜ける際に、冷風もしくは温風の温度が僅かずつ変化されてゆくといったことは、少しでも解消されることとなる。
【0078】
図8に示されたリインフォース61,62,63,64においては、自動車に取付けられたエアコンから送出される冷風もしくは温風が、リインフォース61,62,63,64の本体651-4 の略中央に設けられた開口部67Cから、これの本体651-4 内部に送り込まれると共に左右に分流されて、左側に設けられた開口部67Lと、右側に設けられた開口部67Rとにかけて、リインフォース61,62,63,64の本体651-4 内側の流路65aに通される。
【0079】
エアコンから送給される冷風もしくは温風の一部は、不図示のダクトを経て、インストルメントパネル90の左側に設けられたエアコン用の空気吹出口96Lと、同じくインストルメントパネル90の右側に設けられたエアコン用の空気吹出口96Rとから、自動車の室内に向けて送り出される。
【0080】
また、冷風もしくは温風の一部は、リインフォース61,62,63,64の中央開口部67Cよりも上流側で分流されて、不図示の他のダクト内を通された後に、例えば、インストルメントパネル90の中央取付口95に備えられるセンタクラスタユニット(図示せず)に設けられたエアコン用の空気吹出口(図示せず)から、自動車の室内に向けて送り出される。
【0081】
リインフォース61,62,63,64が自動車メーカに収められる前に、予め、リインフォース61,62,63,64が自動車のインストルメントパネル90の裏側に組付けられて、リインフォース61,62,63,64と、インストルメントパネル90とのモジュール化が図られたものとされてもよい。
【0082】
図1の如く、本発明の第一の実施形態に係る電気接続箱1の放熱構造は、合成樹脂製のリインフォース61に、合成樹脂製の冷却用パイプ51が組付けられるために、リインフォース61に開口部61bが設けられたものである。そして、この開口部61bに対応して、冷却用パイプ51の入口部55がリインフォース61の開口部61bに挿着される。また、図2の如く、冷却用パイプ51内に、半導体スイッチ411 の放熱板41a1 が配置されている。
【0083】
さらに、図1および図2の如く、冷却用パイプ51は、これの本体51aが断面略湾曲状に形成されると共に内部が中空形状とされて、冷却用パイプ51の入口部55(図1)から出口部57にかけて、冷風もしくは温風が通される流路53が形成されている。
【0084】
また、冷却用パイプ51の本体51aおよび側部51bに取付開口部52が設けられている。そして、冷却用パイプ51の取付開口部52が、アッパカバー11aの下側の天壁11a2 と合せられることで、冷却用パイプ51の取付開口部52は閉じられることとなる。このようにして冷却用パイプ51はケース11に組付けられている。
【0085】
即ち、図2の如く、冷却用パイプ51の本体51a内の流路53に半導体スイッチ411 の放熱板41a1 が配置され、この半導体スイッチ411 の温度が低い温度に維持されるために、図1の如く、冷却用パイプ51の入口部55から、冷却用パイプ51内に、リインフォース61内の冷風もしくは温風が供給される構造としたものである。
【0086】
リインフォース61内から、冷却用パイプ51内に入り込む冷風もしくは温風は、半導体から発せられた熱によって、自ら高温に加熱された半導体スイッチ411 の温度よりも低温の冷風もしくは温風である。そして、このような冷風もしくは温風が、半導体スイッチ411 に突設された放熱板41a1 の本体41b1 に吹き当たると共に出口部57に向けて流れゆく。その際に、前記冷風もしくは温風によって、高温の放熱板41a1 の本体41b1 から熱が奪い去れられるから、図2に示される半導体スイッチ411 の放熱板41a1 の温度は、低い温度に保たれることとなる。
【0087】
従って、放熱板41a1 の温度が低い温度に保たれることに伴って、この放熱板41a1 に続く半導体スイッチ411 の本体41f1 の温度も、低い温度に保たれることとなり、これにより、半導体スイッチ411 の過熱などといった熱による電気接続箱1内の不具合発生は、確実に防止されることとなる。
【0088】
エアコンディショニング装置から送られる前記冷風もしくは温風といった空気が、冷却用パイプ51内に通されて、半導体スイッチ411 に突設された放熱板41a1 の温度と、これに続く半導体スイッチ411 の本体41f1 の温度とが、低い温度に保たれることから、このような冷却用パイプ51は、空冷用パイプと呼ばれてもよい。
【0089】
図2の如く、アッパカバー11aの下側の天壁11a2 に、半導体スイッチ411 の本体41f1 に対応した開口11eが設けられ、この開口11eに半導体スイッチ411 の本体41f1 が嵌め込まれている。そして、アッパカバー11aの下側の天壁11a2 に設けられた開口11eと、この開口11eに嵌め込まれた半導体スイッチ411 の本体41f1 との隙間は、密封用の接着剤により封止されている。
【0090】
このようにして、エアコンの冷気による結露の対策が施されている。結露とは、冷却された対象物の表面に暖められた空気が触れることで、水蒸気が滴となって付着されることや、そのようにして形成された滴をいう。例えば、エアコンが作動されて、冷却用パイプ51内が冷された状態とされてあった後に、自動車のエンジンが止められるなどされたり、自動車のエアコンの電源が切られたりされた際に、空気の温度変化により結露が生じ、このようにして発生された水滴がケース11の内部に浸入し、ケース11内の各種電気関連部品に悪影響を及ぼすことが心配される。
【0091】
しかしながら、アッパカバー11aの下側の天壁11a2 に設けられた開口11eと、この開口11eに嵌め込まれた半導体スイッチ411 の本体41f1 との隙間は、密封用の接着剤により封止されて防水対策が施されてあるから、前記水滴がケース11の内部に浸入し、この水滴がケース11内の各種電気関連部品に悪影響を及ぼすといった不具合の発生は未然に防止されることとなる。
【0092】
図1の如く、アッパカバー11aの天壁11a2 に、側壁11a1 と略平行な係止突起11fが形成され、この係止突起11fに対応して、冷却用パイプ51の本体51aの側面に係合枠部59が形成されている。そして、冷却用パイプ51の本体51aに設けられた係合枠部59と、アッパカバー11aの天壁11a2 に設けられた係止突起11fとが掛り止めされることで、ケース11を構成するアッパカバー11aに冷却用パイプ51が確実に取付けられる。
【0093】
アッパカバー11aの天壁11a2 に形成された係止突起11fと、冷却用パイプ51の本体51aの側面に形成された係合枠部59とが、フィーリングよく容易で迅速に掛り止めされるために、アッパカバー11aおよび冷却用パイプ51は、可撓性を備える熱可塑性合成樹脂が用いられて形成されたものである。また、熱可塑性合成樹脂が用いられて、大量生産性に優れた射出成形法により、アッパカバー11aと、ロアカバー11bとが形成されることで、アッパカバー11aの係止突起11fと、冷却用パイプ51の係合枠部59とが容易に形成されることとなる。
【0094】
リインフォース61に設けられた開口部61bに、冷却用パイプ51の入口部55が嵌合挿入されるために、リインフォース61の開口部61bは、筒状をした取付部61aに形成されたものである。冷却用パイプ51の入口部55が、リインフォース61に形成された取付部61aの開口部61b内に圧入嵌合された際に、リインフォース61の取付部61aの密封性や、取付部61aの強度が確保されるために、開口部61bの周辺近傍に、終端の存在しない円環状の補強用リブ61cが形成されている。
【0095】
そして、リインフォース61の取付部61aに、金属製クリップ(図示せず)などの止具が取付けられることで、密封性が維持されつつ、リインフォース61の取付部61aに冷却用パイプ51の入口部55が確実に組込まれることとなる。
【0096】
また、図1の如く、エアコンディショニング装置から送出された冷風もしくは温風が、リインフォース61内部を流動して冷却用パイプ51内に導入され易くするために、冷却用パイプ51の入口部55に、前記冷風もしくは温風を導き入れる翼56が形成されている。冷却用パイプ51の入口部55に形成された翼56は、リインフォース61を形成する円筒状の本体651 の長手方向に対して略直交する方向に沿うようにして形成され、しかも、この翼56は、長手方向に延長形成されたリインフォース61内部の流路65aを遮るようにして、リインフォース61の本体651 内に突設されるものである。
【0097】
このような翼56が冷却用パイプ51の入口部55に形成されてあれば、エアコンディショニング装置から半導体スイッチ411 の温度よりも低温の冷風もしくは温風が送出され、このような冷風もしくは温風が、長手方向に形成されたリインフォース61の本体651 内に送られて、このリインフォース61の本体651 内部を流動する際に、前記冷風もしくは温風は、翼56に沿って冷却用パイプ51内へと導かれ易くなる。
【0098】
従って、冷却用パイプ51内に多くの前記冷風もしくは温風が入り込むこととなり、これにより、冷却用パイプ51内の半導体スイッチ411 に設けられた放熱板41a1 (図2)は、より一層、低い温度に維持され易くなる。依って、放熱板41a1 が低い温度に保たれることに伴って、これに続く半導体スイッチ411 の本体41f1 の温度も低い温度に保たれることとなり、これにより、半導体スイッチ411 が過熱されて、半導体スイッチ411 の動作特性が不安定となるといった不具合の発生は、未然に防止されることとなる。また、半導体スイッチ411 の温度が低い温度に保たれることに伴って、電気接続箱1内における雰囲気温度の上昇も抑えられることとなる。
【0099】
図1の如く、冷風もしくは温風は、リインフォース61の流路65aから、冷却用パイプ51の入口部55に形成された翼56に沿って冷却用パイプ51内へ流れ込み、冷却用パイプ51の第一折曲り部54aを経て、ケース11の天壁11a2 に沿って冷却用パイプ51の本体51aおよび側部51b内を流れ、冷却用パイプ51の第二折曲り部54bを経た後に、冷却用パイプ51の出口部57から吹出されることとなる。
【0100】
また、自動車のエンジンが止められるなどされた際や、自動車のエアコンの電源が入れられていない時に、エアコンから電気接続箱1にかけて、風は送られずに止められた状態となる。その際に、ケース11に備えられた冷却用パイプ51の出口部57から、冷却用パイプ51内に埃や塵などの異物が入り込み難くされるために、電気接続箱1がリインフォース61に組付けられた状態において、下向きとされる複数のフィン58が、冷却用パイプ51の出口部57に設けられている。
【0101】
図3〜図5の如く、本発明の第二の実施形態もしくは第三の実施形態に係る電気接続箱2,3の放熱構造は、ケース12,13を構成するロアカバー12b,13bの一壁12b2 ,13b2 の開口12eから、半導体スイッチ412,3 ,422,3 ,432,3 ,442,3 の複数の放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 が、ケース12,13の外部に向けて突設され、この複数の放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 に対応した矩形窓状の開口部62a,63aが、合成樹脂製リインフォース62,63の本体652 ,653 に設けられたものである。
【0102】
そして、半導体スイッチ412,3 ,422,3 ,432,3 ,442,3 の放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 が突設されたケース12,13が、リインフォース62,63の本体652 ,653 に組付けられることで、半導体スイッチ412,3 ,422,3 ,432,3 ,442,3 の複数の放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 の本体41b2,3 ,42b2,3 ,43b2,3 ,44b2,3 が、リインフォース62,63の本体652 ,653 に設けられた矩形窓状の開口部62a,63aに挿入されることとなる。
【0103】
エアコンディショニング装置から、リインフォース62,63内に送出される冷風もしくは温風は、半導体から発せられた熱によって、自ら高温に加熱された半導体スイッチ412,3 ,422,3 ,432,3 ,442,3 の温度よりも、低い温度に設定された冷風もしくは温風である。
【0104】
そして、このような冷風もしくは温風が、長手方向に形成されたリインフォース62,63の本体652 ,653 内に通されると、前記冷風もしくは温風は、半導体スイッチ412,3 ,422,3 ,432,3 ,442,3 に突設された放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 の本体41b2,3 ,42b2,3 ,43b2,3 ,44b2,3 に吹き当たりながら、下流側に向けて流れてゆく。
【0105】
その際に、前記冷風もしくは温風によって、高温の放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 の本体41b2,3 ,42b2,3 ,43b2,3 ,44b2,3 から熱が奪い去れられるから、半導体スイッチ412,3 ,422,3 ,432,3 ,442,3 の放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 は、良好に冷却され、これらの放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 温度は、低い温度に保たれることとなる。
【0106】
従って、放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 の本体41b2,3 ,42b2,3 ,43b2,3 ,44b2,3 が、低い温度に保たれることに伴って、これらの放熱板41a2,3 ,42a2,3 ,43a2,3 ,44a2,3 に続く半導体スイッチ412,3 ,422,3 ,432,3 ,442,3 の本体の温度も、低い温度に保たれることとなり、これにより、半導体スイッチ412,3 ,422,3 ,432,3 ,442,3 の過熱などといった熱による電気接続箱2,3内の不具合発生は、確実に防止されることとなる。
【0107】
さらに、電気接続箱2,3が組付けられたリインフォース62,63周辺部のスペースのコンパクト化が図られ、簡素化された電気接続箱2,3の放熱構造が提供されることとなる。また、これに伴って、リインフォース62,63周辺部の部品点数の削減化に伴う価格の低減化が図られることとなる。
【0108】
図5の如く、本発明の第三の実施形態に係る電気接続箱3の放熱構造においては、ケース13を構成するロアカバー13bの一壁13b2 が略平面状に形成され、このロアカバー13bの一壁13b2 に対応して、略円筒状に形成されたリインフォース63の本体653 に平面部63bが形成されている。
【0109】
そして、リインフォース63の本体653 の平面部63bに、略平面状に形成されたロアカバー13bの一壁13b2 が当接されることで、半導体スイッチ413 ,423 ,433 ,443 を備えるケース13が、リインフォース63に組付けられる。
【0110】
このように、略円筒状に形成されたリインフォース63の本体653 に平面部63bが形成され、矩形箱型をしたケース13を構成するロアカバー13bの一壁13b2 が、リインフォース63の本体653 に形成された平面部63bに当接されて、リインフォース63にケース13が組付けられてあれば、矩形箱型をしたケース13は、断面略円筒形状をしたリインフォース63に確実に固定されることとなる。
【0111】
強度に優れたリインフォース63の本体653 とされるために、略円筒状に形成された本体653 を備えるリインフォース63が用いられても、このリインフォース63の本体653 に電気接続箱3のケース13が組付けられる際に、リインフォース63を形成する本体653 の平面部63bに、略平面状をしたケース13の一壁13b2 が当接されるから、矩形箱型をした電気接続箱3のケース13は、ぐらつくことなく容易で確実にリインフォース63に固定されることとなる。また、このようにすれば、リインフォース63周辺のスペースが少なくなり、より一層、省スペース化された電気接続箱3の放熱構造とされることとなる。
【0112】
リインフォース63の本体653 に形成された平面部63bは、長尺状に形成されたリインフォース本体の全長に亘って設けられてもよく、また、矩形箱型をした電気接続箱3のケース13が取付け可能とされるために、リインフォース63の本体653 の一部に設けられたものであってもよい。
【0113】
図6および図7の如く、本発明の第四の実施形態に係る電気接続箱4の放熱構造は、ケース14を構成するロアカバー14bの一壁14b2 から、半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 に設けられた金属製の放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 が、ケース14の外部に向けて突設されたものである。
【0114】
そして、このケース14が金属製のリインフォース64に組付けられることで、放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 の先端41c4 ,42c4 ,43c4 ,44c4 が、リインフォース64の本体654 の表面に当接されることとなる。
【0115】
このようにすれば、半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 の本体41f4(図7) 内部に備えられた半導体から発生される熱は、金属製の放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 から逃されつつ、金属製の放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 を伝わって、放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 の先端41c4 ,42c4 ,43c4 ,44c4 から、金属製のリインフォース64の本体654 に伝えられると共に、金属製のリインフォース64からも放熱されることとなる。
【0116】
従って、半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 の過熱などといった熱による電気接続箱4内の不具合発生は確実に防止されることとなる。さらに、電気接続箱4が組付けられたリインフォース64周辺部のスペースのコンパクト化が図られ、簡素化された電気接続箱4の放熱構造が提供されることとなる。また、これに伴って、リインフォース64周辺部の部品点数の削減化に伴う価格の低減化が図られることとなる。
【0117】
また、図6および図7の如く、金属製のリインフォース64の本体654 に矩形平面状をした当接部64bが形成され、この当接部64bに対応して、複数の金属製の放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 が、半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 に並設されている。
【0118】
すなわち、半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 に突設された複数からなる全ての放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 の先端41c4 ,42c4 ,43c4 ,44c4 の高さが、全て整えられた高さとされることで、全ての放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 の先端41c4 ,42c4 ,43c4 ,44c4 が、リインフォース64の本体654 に形成された矩形平面状の当接部64bに接触可能とされている。
【0119】
このようにすれば、半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 に複数の放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 が並設されてあっても、半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 に突設された複数からなる全ての放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 の先端41c4 ,42c4 ,43c4 ,44c4 は、確実にリインフォース64の本体654 に形成された矩形平面状の当接部64bに接触されることとなる。
【0120】
従って、例えば半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 に突設された複数の放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 のうち、リインフォース64の本体654 に当接されない放熱板が、蓄熱により過熱されてしまうといった不具合の発生は回避され、半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 に並設された複数の放熱板41a4 ,42a4 ,43a4 ,44a4 は、何れのものも全て均一にリインフォース64の本体654 と当接されて、半導体スイッチ414 ,424 ,434 ,444 の放熱は、確実に行われることとなる。
【0121】
図3,図5,図6の如く、ケース12,13,14を構成するロアカバー12b,13b,14bの一壁12b2 ,13b2 ,14b2 、即ち、ロアカバー12b,13b,14bの底壁12b2 ,13b2 ,14b2 に設けられた開口12e,14eと、この開口12e,14eに備えられた半導体スイッチ412-4 ,422-4 ,432-4 ,442-4 の本体41f2 ,41f4 (図4,図7)との隙間は、密封用の接着剤により封止されている。
【0122】
これにより、例えば、上記結露によって発生された水滴がケース12,13,14の内部に浸入し、この水滴がケース12,13,14内の各種電気関連部品に悪影響を及ぼすといった不具合の発生は未然に防止されることとなる。このようにして、電気接続箱2,3,4に防水対策が施されている。
【0123】
図3または図6の如く、アッパカバー12a,14aと、ロアカバー12b,14bとが、容易で迅速にしかも確実に組付けられてケース12,14が構成されるために、アッパカバー12a,14aの側壁12a1 ,14a1 に、係合凹部などの係合部12g,14gが形成されている。そして、アッパカバー12a,14aの係合部12g,14gに対応して、ロアカバー12b,14bの側壁(図示せず)に、係止突起などの係止部(図示せず)が形成されている。
【0124】
アッパカバー12a,14aの係合部12g,14gと、ロアカバー12b,14bの係止部とが、フィーリングよく容易で迅速に掛り止めされるために、アッパカバー12a,14aおよびロアカバー12b,14bは、可撓性を備える熱可塑性合成樹脂が用いられて形成されたものである。また、熱可塑性合成樹脂が用いられて、大量生産性に優れる射出成形法により、アッパカバー12a,14aと、ロアカバー12b,14bとが形成されることで、前記係合部12g,14gと、前記係止部とが容易に形成されることとなる。
【0125】
図1,図3〜図7に示された如く、本発明の第一乃至第四の実施形態に係る電気接続箱1,2,3,4の放熱構造は、リインフォース61,62,63,64を形成する本体651-4 の外周部に、ケース11,12,13,14を保持するためのブラケット71,72,73,74が備えられ、十字穴付丸小ねじ100などの止具が用いられて、ブラケット71,72,73,74にケース11,12,13,14が取付けられることで、電気接続箱1,2,3,4を構成するケース11,12,13,14が、リインフォース61,62,63,64に固定されるものである。
【0126】
このようにして、リインフォース61,62,63,64に、電気接続箱1,2,3,4を構成するケース11,12,13,14が固定されてあれば、リインフォース61,62,63,64にケース11,12,13,14が組付けられる際に、このケース11,12,13,14は、ブラケット71,72,73,74と、十字穴付丸小ねじ100などの止具とを介して、容易で迅速にリインフォース61,62,63,64に固定されることとなる。
【0127】
このように、ブラケット71,72,73,74が用いられることにより、リインフォース61,62,63,64へのケース11,12,13,14の組付け作業性が向上されると共に、ブラケット71,72,73,74に保持されたケース11,12,13,14は、確実にリインフォース61,62,63,64に固定されることとなる。
【0128】
また、このようにすれば、リインフォース61,62,63,64が自動車組立メーカに収められる際に、予め、リインフォース61,62,63,64に電気接続箱1,2,3,4が組付けられて、自動車の組立工程に便利なものとされるモジュール化が図られることとなる。
【0129】
すなわち、リインフォース61,62,63,64と、電気接続箱1,2,3,4とが一体化された補機モジュールを、自動車組立メーカに提供することができる。これにより、リインフォース61,62,63,64と、電気接続箱1,2,3,4とが組付けられる自動車の組立工程は、省力化されると共に迅速化されることとなる。また、これに伴って、自動車の価格の低減化も図られることとなる。
【0130】
図1,図3〜図7の如く、前記ブラケット71,72,73,74は、リインフォース61,62,63,64の本体651-4 と固定される第一取付部71a,72a,73a,74aと、ケース11,12,13,14を構成するアッパカバー11a,12a,13a,14aの固定部11c,12c,13c,14cに対応した第二取付部71c,72c,73c,74cと、前記第一取付部71a,72a,73a,74aと、前記第二取付部71c,72c,73c,74cとを連結する本体71b,72b,73b,74bとを備えるものである。
【0131】
ブラケット71,72,73,74の第二取付部71c,72c,73c,74cの略中央に、十字穴付丸小ねじ100のねじ部が挿通される長孔形状をした取付孔72d,73d,74dが設けられている。また、金属製ブラケット71,72,73,74の本体71b,72b,73b,74bと、これの第二取付部71c,72c,73c,74cとの境界は、略直角に折り曲げられて、折曲げ部71e3 ,72e,73e2 ,74eが形成されている。金属製ブラケット71,72,73,74は、鋼板に打抜き加工と、折曲げ加工とが施されて形成されたものである。
【0132】
図1の如く、第一の実施形態に用いられたブラケット71は、電気接続箱1がリインフォース61の本体651 に取付けられる際に発生される歪に対応されたものである。前記歪が良好に吸収可能とされるために、ブラケット71の本体71bが湾曲状に形成され、且つ、平面状に形成された第一取付部71aと、湾曲状に形成された本体71bとの境界に第一の折曲げ部71e1 が形成され、しかも、ブラケット71の本体71bと、第二取付部71cとを繋ぐ連結部が設けられると共に、ブラケット71の本体71bと、前記連結部との境界に、第二の折曲げ部71e2 が設けられたものである。
【0133】
このブラケット71が円筒形状をしたリインフォース61の本体651 に確実に取付けられるために、図1に示されたブラケット71の第一取付部71aの奥側に、円筒状をしたリインフォース61の本体651 の外周部に略対応した湾曲状の係止片(図示せず)が、ブラケット71の第一取付部71aから折曲げ部を経て延長形成されている。
【0134】
また、図3〜図7の如く、第二乃至第四の実施形態に用いられたブラケット72,73,74の第一取付部72a,73a,74aは、これがリインフォース62,63,64を形成する本体652-4 の外周部に確実に取付けられるために、リインフォース62,63,64の本体652-4 の外周面に対応して、湾曲状に形成されたものである。
【0135】
図3〜図7に示されたブラケット72,73,74は、横向きの略L字状に形成されたものであり、前記第一取付部72a,73a,74aから、略平面板状をした本体72b,73b,74bが延長形成され、この本体72b,73b,74bは、折曲げ部72e,73e2 ,74eを介して、第二取付部72c,73c,74cへと延長形成されたものである。
【0136】
図5の如く、第三の実施形態に用いられたブラケット73においては、これの第一取付部73aと、本体73bとの境界に、上記歪を吸収する折曲げ部73e1 が設けられている。さらに、ブラケット73の第二取付部73cに切欠部73c1 が設けられ、このブラケット73の第二取付部73cは、ケース13に設けられた固定部13cに対応したものとして形成されている。
【0137】
また、図1〜図7の如く、前記ブラケット71,72,73,74の第二取付部71c,72c,73c,74cに対応して、ケース11,12,13,14を構成するアッパカバー11a,12a,13a,14aの側壁11a1 ,12a1 ,13a1 ,14a1 に、一対の固定部11c,12c,13c,14cが突設形成されている。
【0138】
また、図1,図2,図5の如く、可撓性を備える熱可塑性合成樹脂製のケース11,13を構成するアッパカバー11a,13aの側壁11a1 ,13a1 において、この側壁11a1 ,13a1 に対し略直角に突出した三角形状の補強部11c1 ,13c1 が形成され、且つ、この補強部11c1 ,13c1 は、固定部11c,13cと共に形成されたものである。
【0139】
このように、アッパカバー11a,13aの固定部11c,13cに、三角形状をした補強部11c1 ,13c1 が形成されたことで、この固定部11c,13cは、機械的強度が向上されたものとされている。熱可塑性合成樹脂が用いられて、大量生産性に優れる射出成形法によりケース11,13が形成されることで、前記補強部11c1 ,13c1 を備える固定部11c,13cは、容易に形成されることとなる。
【0140】
また、図1,図3,図5,図6の如く、ブラケット71,72,73,74の第二取付部71c,72c,73c,74cの略中央に設けられた取付孔72d,73d,74dに対応して、ケース11,12,13,14を構成するアッパカバー11a,12a,13a,14aの固定部11c,12c,13c,14cに、十字穴付丸小ねじ100のねじ部と螺合される取付孔11d,12d,14dが形成されている。
【0141】
図1,図3〜図5に示されたリインフォース61,62,63は、軽量化に有利で且つ断熱特性に優れる合成樹脂が用いられて形成されたものである。長尺状のリインフォース61,62,63は、連続して長尺状の樹脂成形体が容易に製造可能とされる押出成形法に基づいて成形されたものである。なお、長尺状のリインフォースは、例えば、射出成形法などの他の成形法に基づいて製造されたものであってもよい。
【0142】
図1に示される金属製ブラケット71が、電気接続箱1と共に合成樹脂製リインフォース61へ取付けられる工程について説明する。まず、ケース11に冷却パイプ51が取付けられて構成された電気接続箱1が準備される。また、これと共に、図1に示される金属製ブラケット71の本体71bと、これの第一取付部71aと、この第一取付部71aの奥側に延長形成された上記湾曲状の係止片(図示せず)とが、合成樹脂製リインフォース61の本体651 の外周面に添えられるようにして、金属製ブラケット71が合成樹脂製リインフォース61に備えられる。
【0143】
次に、電気接続箱1に備えられた冷却パイプ51の入口部55が、合成樹脂製リインフォース61の本体651 に設けられた取付部61aの開口部61bへ挿入される。その後、電気接続箱1を構成するケース11の固定部11cと、ブラケット71の第二取付部71cとが、十字穴付丸小ねじ100と共に締結されることで、電気接続箱1が合成樹脂製リインフォース61へ組付けられる。
【0144】
このように、図1に示される電気接続箱1とリインフォース61との組付構造においては、組付け作業により全体が組立てられたものとして構成されるものであるから、例えば、接着剤などが用いられて、金属製ブラケット71が合成樹脂製リインフォース61に取付けられるといった工程は必要とされない。
【0145】
図3〜図5に示される一対の金属製ブラケット72,73が、リインフォース62,63へ取付けられる工程について説明すると、まず、金属製ブラケット72,73の第一取付部72a,73aの湾曲内側面に接着剤が塗布され、次に、金属製ブラケット72,73の第一取付部72a,73aが、合成樹脂製リインフォース62,63の本体652 ,653 の外周部に押付けられ、その状態において加熱された後に冷却されることで、一対の金属製ブラケット72,73がリインフォース62,63へ取付けられる。
【0146】
図6および図7に示されたリインフォース64は、熱伝導性に優れる金属製のものとされている。金属製リインフォース64は、溶接鋼管製造法に基づいて形成されたものである。なお、金属製リインフォースは、例えば、継目無鋼管製造法などの他の製造法に基づいて形成されたものであってもよい。そして、一対の金属製ブラケット74の第一取付部74aが、金属製リインフォース64の本体654 の外周部分に溶接されることで、一対の金属製ブラケット74が、金属製リインフォース64に取付けられる。
【0147】
そして、図1,図3〜図7の如く、十字穴付丸小ねじ100のねじ部が、ブラケット71,72,73,74の第二取付部71c,72c,73c,74cに設けられた長孔72d,73d,74dに挿通され、十字穴付丸小ねじ100のねじ部が、ケース11,12,13,14の固定部11c,12c,13c,14cに設けられた取付孔11d,12d,14dにねじ込まれ、その際に、取付孔11d,12d,14dが雌ねじ孔として形成されることで締結されることにより、電気接続箱1,2,3,4を構成するケース11,12,13,14と、ブラケット71,72,73,74とが確実に固定される。
【0148】
なお、ケース11,12,13,14の固定部11c,12c,13c,14cに設けられた取付孔11d,12d,14dは、予め、雌ねじ孔として形成されたものであってもよい。
【0149】
図9の如く、本発明の実施形態に係る電気接続箱1,2,3,4の放熱装置は、図2〜図7に示される電気接続箱1,2,3,4の放熱構造に用いられた第一の半導体スイッチ411-4 が、この半導体スイッチ411-4 自身の発熱温度を検知する温度検知手段いわゆる温度検出手段を兼ねて用いられたものである。
【0150】
そして、図9の如く、電気接続箱1,2,3,4の放熱装置は、電気接続箱1,2,3,4内に設置された第一乃至第四の半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 と、第一の半導体スイッチ411-4 により検知された信号に基づいて判定などが行われた後に、発熱温度信号を発信する電気接続箱1,2,3,4側の第一の信号発生手段200と、第一の信号発生手段200から発信される発熱温度信号に基づいて判定などが行われた後に、作動信号を発信するエアコンディショニング装置300側の第二の信号発生手段320と、第二の信号発生手段320から発信される作動信号により駆動されるエアコンディショニング装置300を構成する第一の冷却用駆動装置350および第二の冷却用駆動装置370とを備えるものである。
【0151】
このようなエアコンディショニング装置300から、半導体の熱によって高温な状態とされた第一の半導体スイッチ411-4 の温度よりも、低温の冷風もしくは温風が送出される。
【0152】
そして、第一乃至第四の半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 の発熱温度が、第一の半導体スイッチ411-4 により検知され、この検知された信号に基づいて判定などが行われた後に、電気接続箱1,2,3,4側の第一の信号発生手段200から、エアコンディショニング装置300側の第二の信号発生手段320へ発熱温度信号が発信され、エアコンディショニング装置300側の第二の信号発生手段320から、第一の冷却用駆動装置350および第二の冷却用駆動装置370へ作動信号が発信されることで、第一の冷却用駆動装置350および第二の冷却用駆動装置370が作動される。
【0153】
これにより、第一の冷却用駆動装置350から、ダクト(図示せず)を経由して、図1,図3〜図8に示されるリインフォース61,62,63,64内に、人肌の温度よりも低い温度であって、且つ、電気接続箱1,2,3,4内に備えられた各種電気関連部品に悪影響を及ぼさない程度の温度に設定された冷却用エア(例:18℃)が供給される。
【0154】
なお、第二の冷却用駆動装置に備えられた四方弁(図示せず)が作動されて、前記エアとして、人肌の温度よりも高い温度に暖められ、且つ、半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 の動作保証温度の上限値よりも低い温度であって、しかも、電気接続箱1,2,3,4内に備えられた各種電気関連部品に悪影響を及ぼさない程度の温度(例:40℃)に設定された空気が、図1,図3〜図8に示されるリインフォース61,62,63,64内に供給されてもよい。ここでは、上記半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 の温度よりも低温の流体として、人肌の温度よりも低い温度(約18℃)に設定された冷却用エアを一例に挙げて説明した。
【0155】
図9の如く、第一の信号発生手段200は、例えば、自動車に搭載された不図示のエンジン、オートマチックトランスミッション(ATと略称する)、アンチロックブレーキシステム(ABSと略称する)などをコンピュータによって制御する制御手段すなわち電子制御装置に備えられたものである。
【0156】
また、第二の信号発生手段320について具体的に説明すると、このものは、エアコンディショニング装置300を、コンピュータによって制御する制御手段すなわち電子制御装置に備えられたものである。電子制御装置(electronic control unit) は、「ECU」と略称して呼ばれるものである。また、制御手段は、判定手段などを備えるものである。
【0157】
第一の冷却用駆動装置350は、多数のフィンが設けられた熱交換器(図示せず)と、熱交換器に設けられたフィンに風を送るファン(図示せず)とを備える室内機(図示せず)である。第二の冷却用駆動装置370は、同じく不図示の圧縮機と、四方弁と、多数のフィンが設けられた熱交換器と、熱交換器に設けられたフィンに風を送るファンとを備える室外機(図示せず)である。エアコンディショニング装置を構成する不図示の室内機と、室外機との間は、熱交換に利用されるフロンなどの冷媒が循環されるための配管(図示せず)によって接続されている。
【0158】
そして、エアコンディショニング装置300に備えられた第二の信号発生手段320の判定結果に基づいて発せられる作動信号により、第一の冷却用駆動装置350すなわち室内機と、第二の冷却用駆動装置370すなわち室外機とが作動され、これにより、エアコンディショニング装置300の第一の冷却用駆動装置350から、図1,図3〜図8に示されるリインフォース61,62,63,64内に、冷却用エアが供給されることとなる。
【0159】
このような電気接続箱1,2,3,4の放熱装置が構成されてあれば、図1〜図9に示される第一乃至第四の半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 もしくはこれの周囲の温度が上昇されると、図9の如く、半導体スイッチ411-4 において発熱温度が検知されて、電気接続箱1,2,3,4に備えられた第一の信号発生手段200に伝えられる。
【0160】
次に、電気接続箱1,2,3,4からエアコンディショニング装置300にかけて装着されたワイヤハーネス(図示せず)などを介して、電気接続箱1,2,3,4に備えられた第一の信号発生手段200から、エアコンディショニング装置300に備えられた第二の信号発生手段320にかけて、発熱温度信号が送信される。
【0161】
次いで、エアコンディショニング装置300側の第二の信号発生手段320から、エアコンディショニング装置300を構成する第一の冷却用駆動装置350および第二の冷却用駆動装置370へ作動信号が発信されて、第一の冷却用駆動装置350および第二の冷却用駆動装置370が作動される。
【0162】
その後、第一の冷却用駆動装置350すなわちエアコンディショニング装置300の室内機から、図1,図3〜図8に示されるリインフォース61,62,63,64内に、自ら高温に加熱された半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 の温度よりも、低い温度に設定された冷却用エアが供給されることとなる。
【0163】
従って、半導体の熱により、自ら高温に加熱された半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 は、前記冷却用エアによって速やかに冷されると共に、自ら熱を発する半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 の温度は、これらの内部に備えられた半導体の動作保証温度の上限値よりも低温であって、しかも、電気接続箱1,2,3,4の内部に収容された各種電気関連部品に悪影響を及ぼさない程度の温度として設定された低温に、維持され続けることとなる。
【0164】
このようにして、電気接続箱1,2,3,4の放熱方法が行われる。上記電気接続箱1,2,3,4の放熱装置および放熱方法が、自動車に備えられるエアコンディショニング装置300に用いられると、運転者などの人が乗車される室内に備えられたエアコン用電源のON−OFFスイッチが切られた状態とされてあっても、自ら発する熱によって蓄熱された半導体スイッチ411-4 が、これ自身の温度もしくはこれの周囲温度を検出し、半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 の温度を下げようとして、エアコンディショニング装置300を作動させることとなる。
【0165】
その際に、運転者などの人が乗車される室内側に冷気は不要とされるから、その場合は、例えば、空気などの流体遮断機構(図示せず)などが設けられて、人が乗車される室内側に、風が吹出されないように為されてあるとよい。
【0166】
また、運転者などの人が乗車される室内に備えられたエアコン用電源のON−OFFスイッチが入れられて、エアコンが作動状態とされてあれば、冷却用エアは、人が乗車される室内側に吹出されると共に、電気接続箱1,2,3,4に備えられた半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 は、エアコンから供給される冷却用エアによって冷され、半導体スイッチ411-4 ,421-4 ,431-4 ,441-4 は、これの動作保証温度内で使用されることとなる。
【0167】
また、図9の如く、第一および第二の冷却用駆動装置350,370の作動に応じて、これらの冷却用駆動装置350,370の作動状態を示す表示手段400すなわち表示器が、エアコンディショニング装置300に備えられた第二の信号発生手段320と通電可能に接続されている。
【0168】
エアコンディショニング装置300に備えられた第二の信号発生手段320から、表示手段400すなわち表示器にかけて、ワイヤハーネス(図示せず)が用いられて両者は接続される。この表示器いわゆるインジケータは、例えば、図8に示されるインストルメントパネル90の中央取付部95に収容されるセンタクラスタユニット(図示せず)などに組付けられて、自動車の運転者や整備士が容易に認識可能とされるインストルメントパネルに備えられるものである。
【0169】
インジケータとは、測定量の値を指示または表示する装置の総称を意味する。また、第二の信号発生手段320から送信される表示信号は、表示手段400すなわち表示器に示される。その際に、第二の信号発生手段320から送信される表示信号に、演算処理などが施されてもよい。
【0170】
このような表示器が自動車のインストルメントパネルに備えられ、且つ、表示手段400が、エアコンディショニング装置300の第二の信号発生手段320と通電可能に接続されてあれば、第一および第二の冷却用駆動装置350,370の作動状態が容易で迅速に認識できることとなる。従って、放熱装置の動作状況を点検もしくは確認するなどといった放熱装置のメンテナンスが容易に為されることとなる。
【0171】
本発明に係る電気接続箱の放熱構造およびその放熱装置ならびにその放熱方法について、自動車のインストルメントパネルが組付けられるリインフォースを実施例として挙げて説明したが、本発明のものは、自動車のインストルメントパネル周辺部のリインフォースに限らず、例えば、自動車のリヤパッケージトレイ周辺部のリインフォースに用いられてもよく、本発明のものは、あらゆる箇所に展開可能とされるものである。
【0172】
【発明の効果】
以上の如く、請求項1記載の発明によれば、半導体スイッチの本体から発せられた熱は、半導体スイッチに突設された放熱板を介して発散されることとなる。また、これと共に、リインフォースに隣接して半導体スイッチが設置され、半導体スイッチの温度よりも低温の流体がリインフォース内に導入されるから、半導体スイッチの温度は、低い温度に維持されることとなる。これに伴って、電気接続箱内の温度上昇を抑えることができる。また、これと共に、半導体スイッチが過熱されて、半導体スイッチの動作特性に変化をきたすといった不具合の発生も、未然に防止できるものとなる。
【0173】
請求項2記載の発明によれば、エアコンディショニング装置を作動させて冷風もしくは温風を発生させ、これが利用されることにより、半導体スイッチの温度は、低い温度に維持されることとなる。さらに、リインフォースはダクトを兼ねて形成されたものであるから、リインフォース周辺部の軽量化や、リインフォース周辺部のスペースがコンパクト化され、簡素化された電気接続箱の放熱構造を提供することが可能となる。また、これに伴って、リインフォース周辺部の部品点数の削減化に伴う価格の低減化を図ることができる。
【0174】
請求項3記載の発明によれば、冷却用パイプ内に半導体スイッチの放熱板が配置され、半導体スイッチの温度よりも低温の流体が、リインフォース内から冷却用パイプ内に入り込むこととなるから、冷却用パイプ内に通される半導体スイッチの温度よりも低温の流体により、半導体スイッチに突設された放熱板の温度は、低い温度に維持されることとなる。従って、放熱板が低い温度に保たれることに伴って、半導体スイッチの温度は低い温度に保たれることとなり、これにより、熱による電気接続箱内の不具合発生を確実に防止することができる。
【0175】
請求項4記載の発明によれば、リインフォース内に送られる半導体スイッチの温度よりも低温の流体は、翼に沿って冷却用パイプ内へと導かれ易くなる。従って、冷却用パイプ内に多くの前記流体が入り込むこととなり、これにより、冷却用パイプ内の半導体スイッチに設けられた放熱板は、より一層、低い温度に維持され易いものとされることとなる。
【0176】
請求項5記載の発明によれば、リインフォース内に通される半導体スイッチの温度よりも低温の流体によって、半導体スイッチに突設された放熱板の温度は、低い温度に維持されることとなる。従って、放熱板が低い温度に保たれることに伴って、半導体スイッチの温度は低い温度に保たれることとなり、これにより、熱による電気接続箱内の不具合発生を確実に防止することができる。さらに、電気接続箱が組付けられたリインフォース周辺部のスペースのコンパクト化が図られ、簡素化された電気接続箱の放熱構造を提供することが可能となる。また、これに伴って、リインフォース周辺部の部品点数の削減化に伴う価格の低減化を図ることができる。
【0177】
請求項6記載の発明によれば、強度に優れたリインフォースの本体とされるために、略円筒状に形成された本体を備えるリインフォースが用いられても、このリインフォースの本体に電気接続箱のケースが組付けられる際に、リインフォースを形成する本体の平面部に略平面状をしたケースの一壁が当接されるから、電気接続箱のケースを、ぐらつくことなく確実にリインフォースに固定させることができる。
【0178】
請求項7記載の発明によれば、半導体スイッチの本体から発生する熱は、金属製の放熱板から逃されつつ、金属製の放熱板を伝わって、放熱板の先端から金属製のリインフォースの本体に伝えられると共に、金属製のリインフォースからも放熱されることとなる。従って、熱による電気接続箱内の不具合発生を確実に防止することができる。さらに、電気接続箱が組付けられたリインフォース周辺部のスペースのコンパクト化が図られ、簡素化された電気接続箱の放熱構造を提供することが可能となる。また、これに伴って、リインフォース周辺部の部品点数の削減化に伴う価格の低減化を図ることができる。
【0179】
請求項8記載の発明によれば、半導体スイッチに複数の放熱板が並設されてあっても、半導体スイッチに突設された複数の放熱板の先端は、確実にリインフォースの本体に形成された平面状の当接部に接触されることとなる。従って、半導体スイッチに突設された複数の放熱板のうち、リインフォースの本体に当接されない放熱板が蓄熱により過熱されてしまうといった不具合の発生は回避され、半導体スイッチに並設された複数の放熱板は、何れのものも均一にリインフォースの本体と当接されて、半導体スイッチの放熱を確実に行わせることが可能となる。
【0180】
請求項9記載の発明によれば、リインフォースにケースが組付けられる際に、ケースはブラケットを介して容易で迅速にリインフォースに固定されることとなる。従って、ブラケットが用いられることにより、リインフォースへのケースの組付け作業性が向上されると共に、ブラケットに保持されたケースは、確実にリインフォースに固定されることとなる。
【0181】
請求項10記載の発明によれば、半導体スイッチもしくはこれの周囲の温度が上昇されると、半導体スイッチにおいて発熱温度が検知されて信号発生手段に伝えられ、信号発生手段から駆動装置へ信号が発信されて、駆動装置が作動され、これにより、駆動装置からリインフォース内に、半導体スイッチの温度よりも低温の流体が供給されることとなる。従って、前記流体によって、加熱された半導体スイッチを速やかに冷却させることが可能となる。
【0182】
請求項11記載の発明によれば、駆動装置の作動状態が容易で迅速に認識できることとなる。従って、放熱装置の動作状況を点検もしくは確認するなどといった放熱装置のメンテナンスを容易に行うことができる。
【0183】
請求項12記載の発明によれば、半導体スイッチもしくはこれの周囲の温度が上昇されると、半導体スイッチにおいて発熱温度が検知されて信号発生手段に伝えられる。次に、信号発生手段から駆動装置へ信号が発信されて、駆動装置が作動される。その後、駆動装置からリインフォース内に、半導体スイッチの温度よりも低温の流体が供給される。このようにして、前記流体を利用して、加熱された半導体スイッチの温度を低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電気接続箱の放熱構造の第一の実施形態を示す斜視図である。
【図2】同じく第一の実施形態における電気接続箱の放熱構造を示す図1のA−A断面図である。
【図3】本発明に係る電気接続箱の放熱構造の第二の実施形態を示す分解斜視図である。
【図4】同じく第二の実施形態における電気接続箱の放熱構造を示す縦断面図である。
【図5】本発明に係る電気接続箱の放熱構造の第三の実施形態を示す斜視図である。
【図6】本発明に係る電気接続箱の放熱構造の第四の実施形態を示す分解斜視図である。
【図7】同じく第四の実施形態における電気接続箱の放熱構造を示す縦断面図である。
【図8】リインフォースにインストルメントパネルが組付けられる状態を示す分解斜視図である。
【図9】本発明に係る電気接続箱の放熱装置ならびにその放熱方法の一実施形態を示す基本構成図である。
【図10】従来の電気接続箱の冷却装置に関する一形態を示す分解斜視図である。
【図11】図10の電気接続箱の冷却装置が組立てられた状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1,2,3,4 電気接続箱
11,12,13,14 ケース
11b2 ,12b2 ,13b2 ,14b2 底壁(一壁)
411-4 半導体スイッチ
41a1-4 放熱板
41c1 ,41c2 ,41c4 先端
41f1 ,41f2 ,41f4 本体
421-4 半導体スイッチ
42a2-4 放熱板
42c4 先端
431-4 半導体スイッチ
43a2-4 放熱板
43c4 先端
441-4 半導体スイッチ
44a2-4 放熱板
44c4 先端
51 冷却用パイプ
55 入口部
56 翼
61,62,63,64 リインフォース
61b,62a,63a 開口部
63b 平面部
64b 当接部
651-4 本体
71,72,73,74 ブラケット
200,320 信号発生手段
300 エアコンディショニング装置
350,370 駆動装置
400 表示手段

Claims (12)

  1. リインフォースと、該リインフォースに組付けられるケースと、該ケースに取付けられる半導体スイッチとを備え、該半導体スイッチの本体から発生する熱を発散させる放熱板が該半導体スイッチに突設され、且つ、該リインフォースに隣接して該半導体スイッチが設置され、該半導体スイッチの温度よりも低温の流体が該リインフォース内に導入されることで、該半導体スイッチの温度は、低い温度に維持されることを特徴とする電気接続箱の放熱構造。
  2. 前記流体が、エアコンディショニング装置から送出される冷風もしくは温風であり、前記リインフォースは、該冷風もしくは該温風が流通されるダクトを兼ねて形成されたことを特徴とする請求項1記載の電気接続箱の放熱構造。
  3. 前記リインフォースに冷却用パイプが組付けられるための開口部が設けられ、該開口部に対応して、該冷却用パイプの入口部が該リインフォースの該開口部に取付けられ、且つ、該冷却用パイプ内に前記放熱板が配置されると共に、前記ケースに該冷却用パイプが組付けられることを特徴とする請求項1又は2記載の電気接続箱の放熱構造。
  4. 前記リインフォース内に送られる前記流体が前記冷却用パイプ内に導入され易くするための翼が、該冷却用パイプの前記入口部に形成されたことを特徴とする請求項3記載の電気接続箱の放熱構造。
  5. 前記ケースの一壁から前記放熱板が突出され、前記リインフォースに該放熱板に対応した開口部が設けられ、該ケースが該リインフォースに組付けられることで、該放熱板が該開口部に挿入されることを特徴とする請求項1又は2記載の電気接続箱の放熱構造。
  6. 前記一壁は略平面状に形成され、該一壁に対応して、略円筒状に形成された前記リインフォースの本体に平面部が形成され、該平面部に略平面状をした該一壁が当接されることを特徴とする請求項5記載の電気接続箱の放熱構造。
  7. 前記ケースの一壁から金属製の前記放熱板が突出され、該ケースが金属製の前記リインフォースに組付けられることで、該放熱板の先端が該リインフォースの本体に当接されることを特徴とする請求項1又は2記載の電気接続箱の放熱構造。
  8. 前記リインフォースの前記本体に平面状をした当接部が形成され、該当接部に対応して、複数の前記放熱板が前記半導体スイッチに並設されて、該半導体スイッチに突設された複数の該放熱板の前記先端が、該当接部に接触可能とされたことを特徴とする請求項7記載の電気接続箱の放熱構造。
  9. 前記リインフォースの外部に前記ケースを保持するブラケットが備えられ、該ブラケットに該ケースが備えられることで、該リインフォースに該ケースが固定されることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の電気接続箱の放熱構造。
  10. 請求項1〜9の何れか1項に記載の電気接続箱の放熱構造に用いられた前記半導体スイッチが、該半導体スイッチの発熱温度を検知する温度検知手段を兼ねて用いられ、該半導体スイッチと、該半導体スイッチにより検知された信号に基づいて信号を発信する信号発生手段と、該信号発生手段から発信される信号により前記流体を送出する駆動装置とを備え、該半導体スイッチの該発熱温度が検知され、該信号発生手段から該駆動装置へ信号が発信されることで、該駆動装置が作動されて、該駆動装置から前記リインフォース内に該流体が供給されることを特徴とする電気接続箱の放熱装置。
  11. 前記駆動装置の作動に応じて、該駆動装置の作動状態を示す表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項10記載の電気接続箱の放熱装置。
  12. 請求項10又は11に記載の電気接続箱の放熱装置が用いられて、前記半導体スイッチの温度を低下させることを特徴とする電気接続箱の放熱方法。
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