JP2001211529A - 電気接続箱 - Google Patents
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Abstract
てを容易にすると共に、回路構成の変更にも容易に対応
し得るようにする。 【解決手段】 絶縁板140の表面に配設されているバ
スバー141上にベアチップからなるMOSFET15
0を表面実装し、このMOSFET150をバスバー基
板14やバスバー基板14に一体に配設されたプリント
回路基板145に対しワイヤー151により回路接続す
る。バスバー141には、MOSFET150からの発
生熱を外部空間に放熱するための放熱部材155が配設
される。
Description
縁ケースの内部に収納されて構成された電気接続箱に関
する。
装品に分岐接続するために用いられる電気接続箱は、分
岐接続点を所定箇所に集中させて配線を合理的かつ経済
的に行うためのもので、絶縁板に帯状金属板が配設され
てなるバスバー基板が絶縁ケースの内部に収納されて構
成されておりワイヤーハーネスの高密度化に伴って車種
別や用途別等で種々の形式のものが開発されている。ま
た、所定の電子回路をオン/オフさせるためのスイッチ
手段である機械式リレーが必要に応じて絶縁ケースの外
面等に搭載されている。
気接続箱の要部の分解斜視図であり、絶縁ケース101
の内部に収納されたバスバー基板102の上面に突出す
る複数のタブ端子103に絶縁ケース101の外面に配
設されたリレーソケット104が中継端子105を介し
て接続され、機械式リレー106がそのリレーソケット
104に装着されてなるものである。
板102は、機械式リレー106を装着するために複数
(例えば、3つ)のバスバーの先端部を折曲して形成し
たタブ端子103を互いに近接して配置する必要があ
る。このため、バスバー同士が互いに干渉しないように
複数のバスバーを複数層(少なくとも2層)に分離して
配設する必要が生じ、バスバー基板102の構造が複雑
化する結果、製造工程が煩雑化して製品のコストダウン
に制約を受けるという問題があった。
み、車種毎で機械式リレー106を使用したオン/オフ
制御回路を別形状のバスバーが必要となる回路構成に変
更しなければならないような場合がある。このような場
合、そのバスバーを形成するための高価な金型が新規に
必要となり、そのことが製品のコストダウンに制約を与
えると共に、金型製作のための時間が必要となって新製
品の立ち上げが遅延するという問題があった。
路等が構成された電子回路ユニットを階層的に配設する
ようにしたものもあり、この電子回路ユニット上に機械
式リレー106を使用したオン/オフ制御回路を構成す
ることでバスバー基板102におけるバスバーの形状を
変更しないようにすることも考えられないことはない。
しかしながら、この場合には、電子回路ユニットを構成
するための新たなプリント配線基板が必要になると共
に、バスバー基板102と電子回路ユニットとを接続す
るためのコネクタも変更する必要が生じることになって
実質的に上記と同様の問題を有することになる。
たもので、バスバー基板の構成を簡素化することで組立
てを容易にすると共に、回路構成の変更にも容易に対応
し得る電気接続箱を提供することを目的とする。
め、請求項1の発明は、絶縁板の少なくとも表面に金属
板からなるバスバーが配設されることによりバスバー回
路を形成してなるバスバー基板が絶縁ケースの内部に収
納されて構成された電気接続箱であって、複数の外部端
子を有するスイッチ素子を備え、このスイッチ素子が前
記バスバー基板上に表面実装された状態でその外部端子
を介して前記バスバー回路に組み込まれていることを特
徴としている。
まれるスイッチ素子をバスバー基板上に表面実装するよ
うにしているので、そのスイッチ素子への駆動電圧の供
給やスイッチ素子とバスバー基板との間での電気信号の
入出力は、バスバー基板の表面に配設されるワイヤー等
の接続手段を介して行うことが可能となる。このため、
従来のようにバスバーからリレー接続用のタブ端子を起
こす必要がなく、バスバー基板の構成が簡素化されてバ
スバー基板の組立てが容易となり、回路構成の変更にも
容易に対応することができるようになる。
ものにおいて、前記スイッチ素子は、前記バスバー基板
のバスバー上に表面実装されていることを特徴としてい
る。
るものであっても、その発生熱は熱伝導率の高い金属製
のバスバーに直接伝達され、そのバスバーを介して外部
空間に放熱される。このため、スイッチ素子の異常発熱
がより確実に阻止されて動作信頼性に優れた電気接続箱
が実現される。
ものにおいて、前記スイッチ素子は、その実装面に一の
外部端子を備え、その外部端子が前記バスバーに直接接
続されていることを特徴としている。
省略することができると共に、スイッチ素子の実装面に
おける外部端子はバスバーに確実に接続され、放熱効果
の高い動作信頼性に優れた電気接続箱が実現される。
に係るものにおいて、前記バスバーは、前記スイッチ素
子からの発生熱を外部空間に放熱するための放熱手段を
備えていることを特徴としている。
するジュール熱は放熱手段を介して外部空間に放熱され
る。このため、スイッチ素子の放熱性が高められ、より
動作信頼性に優れた電気接続箱が実現される。
ものにおいて、前記放熱手段はフィンを備えた放熱部材
からなり、少なくとも前記フィンの一部が前記絶縁ケー
スの外部に露出されていることを特徴としている。
するジュール熱は放熱面積の大きいフィンを介して絶縁
ケースの外部空間に効果的に放熱される。このため、ス
イッチ素子の放熱性がさらに高められ、一層動作信頼性
に優れた電気接続箱が実現される。
のいずれかに係るものにおいて、前記スイッチ素子は、
少なくとも一部の外部端子が前記バスバー基板に対しワ
イヤにより接続されていることを特徴としている。
装されるスイッチ素子への駆動電圧の供給やスイッチ素
子とバスバー基板との間での電気信号の入出力は、ワイ
ヤーを介して行われる。このため、バスバー基板の構成
が簡素化されてバスバー基板の組立てが容易となり、回
路構成の変更にも容易に対応することができるようにな
る。
ものにおいて、前記ワイヤーの少なくとも一部が前記バ
スバー基板上において絶縁性コーティング材により封止
されていることを特徴としている。
板側に拘束されることから、自動車の発進時や停止時等
にワイヤーがバスバー基板に対して振動することが抑制
されることになる。このため、ワイヤーの切断が阻止さ
れ、動作信頼性に優れた電気接続箱が実現される。特に
絶縁性コーティング材が弾性もしくは粘弾性を有する場
合には、自動車の発進時や停止時等に加えられる振動が
その絶縁性コーティング材により効果的に吸収され、ワ
イヤーに生じる応力が有効に低減される。
のいずれかに係るものにおいて、前記バスバー基板の表
面の一部にプリント回路が一体に設けられ、このプリン
ト回路に前記スイッチ素子の少なくとも一部の外部端子
が接続されていることを特徴としている。
ト回路と間での電気信号の入出力はワイヤー等の接続手
段を介して行われる。このため、バスバー基板の構成が
簡素化されてバスバー基板の組立てが容易となり、回路
構成の変更にも容易に対応することができるようにな
る。
る電気接続箱の構成を示す要部切欠き斜視図である。こ
の図において、電気接続箱10は、矩形状のアッパーケ
ース121及びロアーケース122からなる絶縁ケース
12と、この絶縁ケース12の内部に収納された配線ユ
ニットを構成するバスバー基板14と、同じく絶縁ケー
ス12の内部に収納され、バスバー基板14上に搭載さ
れた電子回路ユニット16とを備えている。
で構成されたもので、アッパーケースケース121とロ
アーケース122とが分離可能に組み付けられてなるも
のである。なお、絶縁ケース12の外面には1乃至複数
のコネクタハウジングが設けられているが図示を省略し
ている。
矩形状の絶縁板140に金属板を金型により打ち抜き形
成してなる長尺状のバスバー141が配設されると共
に、絶縁板140の所定箇所にタブ端子142が直立状
態で配設されて構成されたものである。なお、本実施形
態では、バスバー141は絶縁板140に対し複数層に
分離して配設されており、少なくとも一部の領域では最
上層のバスバー141は絶縁板140の表面に露出した
状態で配設されている。また、タブ端子142は、バス
バー141の先端を直角に折り曲げて形成したものと、
バスバー141とは独立して形成したものとを備えてい
る。このバスバー基板14の構成についてはさらに後述
する。
ーンを有する矩形状のプリント配線基板161上に複数
の電子部品162が搭載されて制御回路等の所定の電子
回路が構成されてなるものである。この電子回路ユニッ
ト16は、本実施形態では、絶縁板140上に突設され
た支柱143にねじ止め等の取着手段で取り付けられ、
プリント配線基板161の対向端縁に取り付けられたコ
ネクタ163を介してバスバー基板14と電気的に接続
されている。
で、そのバスバー基板14を構成する絶縁板140に
は、中央よりも左端寄りの位置に最上層の長尺状のバス
バー141がその表面を露出させた状態で配設されると
共に、左右両端部にバスバー141とは独立した複数の
タブ端子(接続端子)142がバスバー141の長尺方
向に沿って直立した状態で取り付けられている。これら
タブ端子142は、直立状の端子本体に対し直角に屈曲
されてなる基部144がその表面を露出させた状態で絶
縁板140に埋設されている。また、絶縁板140に
は、バスバー141と右端部のタブ端子142群との間
にプリント回路基板145がその表面を露出させた状態
で配設されている。
子142とは、例えば、モールド成形により絶縁板14
0と一体に形成される。また、プリント回路基板145
は、表面に所定の配線パターン146が形成される一
方、その配線パターン146にチップ状等の複数の電子
部品147が取り付けられ、配線パターン146の端部
にはランド(接続電極)148が形成されている。この
ように構成されたプリント回路基板145は、絶縁板1
40に形成した凹部149にねじ止めや接着等の適宜の
取着手段により一体に取り付けられている。
チ手段としての複数のMOSFET(Metal Oxide Semi
conductor Field Effect Transistor)150が実装さ
れている。このMOSFET150は、ベアチップから
なるものであり、バスバー141に対する実装面である
チップ裏面に外部端子であるドレイン端子150aが形
成され、チップ表面に外部端子であるソース端子150
b及びゲート端子150cが形成されたものである。こ
のようなベアチップからなるMOSFET150は、導
電性接着剤又は半田によりバスバー141の表面に取り
付けられることでドレイン端子150aがバスバー14
1と電気的に接続されている。なお、図示を省略してい
るが、MOSFET150は、シリコーン等の絶縁性コ
ーティング材により被覆され、絶縁性と耐湿性とが付与
されている。
50b及びゲート端子150cは、タブ端子142の基
部144及びプリント回路基板145のランド148に
接続手段である金線やニッケル線等からなる導電性のワ
イヤー151により電気的に接続(ボンディング)され
ている。これらワイヤー151は、図略の熱圧着式のワ
イヤボンダによりバスバー基板14の表面との間に所定
間隙を有する状態で配設されるものであり、タブ端子1
42及びランド148との接続部分も含めてシリコーン
等の弾性を有する絶縁性コーティング材152によりバ
スバー基板14上に封止され、バスバー基板14に対し
接着固定されるようになっている。
車したりするとき等においてもワイヤー151のバスバ
ー基板14に対する振動が抑制される一方、自動車等が
急発進したり急停車したりするとき等に加えられる振動
が絶縁性コーティング材152により効果的に吸収さ
れ、ワイヤー151に生じる応力が有効に低減されるよ
うになる結果、ワイヤー151が断線したりする虞がな
くなる。
設された箇所であって、バスバー141の裏面における
少なくともMOSFET150位置と対応する箇所に
は、バスバー141に達する深さの凹部153が形成さ
れており、この凹部153に複数のフィン154を有す
るアルミニュウム等の金属製の放熱部材(ヒートシン
ク)155が配設され、ゴムやセラミックス等からなる
絶縁シート156を介してバスバー141に当接される
ようになっている。この放熱部材155は、図3に示す
ように、主としてフィン154部分が絶縁ケース12の
外部に露出するようになっている。なお、絶縁シート1
56としてゴム等の高分子材料を用いる場合は、マイカ
等の良熱伝導性を有するフィラーを配合したものが望ま
しい。
に発生するジュール熱が放熱部材155を介して絶縁ケ
ース12の外部空間に効果的に放熱されることになる結
果、MOSFET150の温度上昇が阻止されて動作信
頼性が高められることになる。なお、放熱部材155と
して、窒化アルミニウムのような絶縁性を有するものを
使用する場合には絶縁シート156を用いる必要はな
い。また、放熱部材155を絶縁ケース12の外部に露
出しないようにすることもでき、この場合でも絶縁シー
ト156を用いないようにすることができる。
えば、図4に示すような自動車等に搭載されているエン
ジンの始動回路の一部を含むものである。すなわち、こ
の図4に示す回路は、オルトネータ側端子T1と負荷側
端子T2との間にヒューズ171と共に接続された1つ
のMOSFET150と、このMOSFET150を駆
動するためのチャージポンプ172と、イグナイタ側端
子T3とチャージポンプ172との間に接続され、チャ
ージポンプ172の動作を制御する駆動制御回路173
とから構成されたものである。
173内に接続されているスイッチ(キースイッチ)S
1,S2が順次オンにされることでチャージポンプ17
2が駆動され、これによりMOSFET150がオンに
なるように構成されたものである。これらチャージポン
プ172及び駆動制御回路173は、例えば、プリント
回路基板145上に構成される。
は、スイッチ手段としてMOSFET150を用いる一
方、このMOSFET150を絶縁板140の表面に配
設されているバスバー141上に表面実装するようにし
ているので、MOSFET150とバスバー基板14と
をバスバー基板14の表面上でワイヤー151により電
気接続することができるようになる結果、バスバー基板
14の構成が簡素化されて組立てが容易になると共に、
ワイヤー151の結線位置を変えることでスイッチ手段
であるMOSFET150を含む回路構成の変更に容易
に対応することができるようになる。
ー141の形状を変更する必要がないことから新規な金
型が不要になってバスバー基板14の製作費の高騰を避
けることができ、しかも新製品の立ち上げを迅速に行う
ことができるようになる。
記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、以
下に述べるような種々の変形態様を採用することができ
る。 (1)上記実施形態では、電気接続箱10は、バスバー
基板14に電子回路ユニット16が階層的に搭載されて
構成されたものであるが、本発明においては電子回路ユ
ニット16を必ず必要とするものではない。また、電子
回路ユニット16を必要とする場合でも、そこに構成さ
れる回路の一部をバスバー基板14を構成する絶縁板1
40の表面に一体に取り付けたプリント回路基板145
に構成するようにしてもよい。 (2)上記実施形態では、バスバー基板14は、絶縁板
140にプリント回路基板145を一体に取り付けて構
成したものであるが、このプリント回路基板145上に
構成される回路を電気回路ユニット16上に構成し、絶
縁板140からプリント回路基板145をなくすように
することもできる。このようにした場合は、MOSFE
T150のソース端子150b及びゲート端子150c
はいずれもタブ端子142に接続され、コネクタ163
を介して電子回路ユニット16と接続されることにな
る。 (3)上記実施形態では、スイッチ手段としてMOSF
ET150を用いているが、接合型FETやバイポーラ
トランジスタ、あるいはサイリスタ等の種々の半導体ス
イッチ素子を用いることもできる。また、MOSFET
150はベアチップからなるものであるが、ベアチップ
に絶縁被覆材をモールドし、その絶縁被覆材の外面に面
状の外部端子を形成するようにしたものでも使用可能で
ある。さらに、スイッチ手段として半導体スイッチ素子
以外のスイッチ素子を用いることも可能である。 (4)上記実施形態では、バスバー141に放熱手段と
して放熱部材155が取り付けられているが、MOSF
ET150の発熱量が少ない場合等においては放熱部材
155は必ずしも必要としない。また、バスバー141
の放熱効果を高める必要がある場合でも、バスバー14
1に放熱手段としての小さな複数の貫通孔を形成してお
き、この貫通孔を介して放熱を行うようにすることも可
能である。 (5)上記実施形態では、MOSFET150は熱圧着
式のワイヤボンダによりタブ端子142等に接続される
ものであるが、例えば、超音波接合式のワイヤボンダに
より接続するようにすることもできる。この場合、ワイ
ヤー151としてアルミニューム線を用いることができ
る。また、MOSFET150をバスバー基板14に対
しワイヤー151で接続せずに接続手段である板状端子
等で接続するようにすることもできる。 (6)上記実施形態では、MOSFET150をバスバ
ー141上に表面実装するようにしているが、MOSF
ET150がその実装面に外部端子を有していないよう
な場合では絶縁板140上に表面実装するようにするこ
ともできる。要は、バスバー基板14上に表面実装され
るようになっておればよい。このように絶縁板140上
に表面実装される場合でもワイヤー151等で回路接続
することができる。 (7)上記実施形態では、バスバー基板14は、バスバ
ー141が絶縁板140に対して複数層に分離して配設
され、少なくとも一部の領域における最上段のバスバー
141が表面に露出するように配設されて構成されたも
のであるが、構成すべき電気回路によってはバスバー1
41を絶縁板140の表面にのみ配設して構成すること
も可能である。 (8)上記実施形態では、ワイヤー151はシリコーン
等の弾性を有する絶縁性コーティング材152によりバ
スバー基板14上に封止されているが、例えばエポキシ
樹脂等のあまり弾性を有しない硬質の絶縁性コーティン
グ材で封止してバスバー基板14上に接着固定するよう
にしてもよい。このようにした場合でも、自動車等が急
発進したり急停車したりするとき等におけるワイヤー1
51のバスバー基板14に対する振動が抑制される結
果、ワイヤー151が断線したりする虞がなくなる。ま
た、封止する領域は必ずしもワイヤー151の全域であ
る必要はなく、ワイヤー151の中央部のみであっても
よく、さらにはワイヤー151のタブ端子等における接
続部近傍領域のみであってもよい。
よれば、外部端子を介してバスバー回路に組み込まれる
スイッチ素子がバスバー基板上に表面実装されているの
で、スイッチ素子をバスバー基板に対しワイヤー等で接
続することができるようになる結果、バスバー基板の構
成を簡素化することができて組立てが容易になると共
に、回路構成の変更にも容易に対応し得る電気接続箱を
実現することができる。
素子はバスバー基板のバスバー上に表面実装されている
ので、スイッチ素子が発熱するものであってもその発生
熱はバスバーを介して外部空間に放熱され、動作信頼性
に優れた電気接続箱を実現することができる。
素子の実装面における外部端子がバスバーに直接接続さ
れているので、外部端子をバスバーに確実に接続するこ
とができると共に、放熱効果の高い動作信頼性に優れた
電気接続箱を実現することができる。
にはスイッチ素子からの発生熱を外部空間に放熱するた
めの放熱手段が設けられているので、スイッチ素子から
の発生熱は効果的に外部空間に放熱され、より動作信頼
性に優れた電気接続箱を実現することができる。
はフィンを備えた放熱部材からなり、少なくともフィン
の一部が絶縁ケースの外部に露出されているので、スイ
ッチ素子からの発生熱はより効果的に放熱され、一層動
作信頼性に優れた電気接続箱を実現することができる。
素子は少なくとも一部の外部端子がバスバー基板に対し
ワイヤーにより接続されているので、駆動電圧の供給や
電気信号の入出力はワイヤーを介して行われることにな
る結果、バスバー基板の構成を簡素化することができて
組立てが容易になると共に、回路構成の変更にも容易に
対応し得る電気接続箱を実現することができる。
の少なくとも一部がバスバー基板上において絶縁性コー
ティング材により封止されているので、ワイヤーの切断
が阻止され、より動作信頼性に優れた電気接続箱を実現
することができる。
基板の表面の一部にプリント回路が一体に設けられ、こ
のプリント回路にスイッチ素子の少なくとも一部の外部
端子が接続されているので、バスバー基板の構成が簡素
化されてバスバー基板の組立てが容易となり、回路構成
の変更にも容易に対応することができるようになる。
り欠き斜視図である。
の要部を示す斜視図である。
回路構成例を示す図である。
である。
Claims (8)
- 【請求項1】 絶縁板の少なくとも表面に金属板からな
るバスバーが配設されることによりバスバー回路を形成
してなるバスバー基板が絶縁ケースの内部に収納されて
構成された電気接続箱であって、複数の外部端子を有す
るスイッチ素子を備え、このスイッチ素子が前記バスバ
ー基板上に表面実装された状態でその外部端子を介して
前記バスバー回路に組み込まれていることを特徴とする
電気接続箱。 - 【請求項2】 前記スイッチ素子は、前記バスバー基板
のバスバー上に表面実装されていることを特徴とする請
求項1記載の電気接続箱。 - 【請求項3】 前記スイッチ素子は、その実装面に一の
外部端子を備え、その外部端子が前記バスバーに直接接
続されていることを特徴とする請求項2記載の電気接続
箱。 - 【請求項4】 前記バスバーは、前記スイッチ素子から
の発生熱を外部空間に放熱するための放熱手段を備えて
いることを特徴とする請求項2又は3記載の電気接続
箱。 - 【請求項5】 前記放熱手段はフィンを備えた放熱部材
からなり、少なくとも前記フィンの一部が前記絶縁ケー
スの外部に露出されていることを特徴とする請求項4記
載の電気接続箱。 - 【請求項6】 前記スイッチ素子は、少なくとも一部の
外部端子が前記バスバー基板に対しワイヤにより接続さ
れていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに
記載の電気接続箱。 - 【請求項7】 前記ワイヤーの少なくとも一部が前記バ
スバー基板上において絶縁性コーティング材により封止
されていることを特徴とする請求項6記載の電気接続
箱。 - 【請求項8】 前記バスバー基板の表面の一部にプリン
ト回路が一体に設けられ、このプリント回路に前記スイ
ッチ素子の少なくとも一部の外部端子が接続されている
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の電
気接続箱。
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