特許 6740946 回路装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6740946

(24)【登録日】2020年7月29日

(45)【発行日】2020年8月19日

(54)【発明の名称】回路装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/20 20060101AFI20200806BHJP

   H05K 1/18 20060101ALI20200806BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20200806BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20200806BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20200806BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20200806BHJP

   H01L 23/34 20060101ALI20200806BHJP

【ＦＩ】

   H05K7/20 T

   H05K1/18 S

   H05K1/02 F

   H01L25/04 C

   H01L23/36 D

   H01L23/36 Z

   H01L23/36 C

   H01L23/34 A

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-68332(P2017-68332)

(22)【出願日】2017年3月30日

(65)【公開番号】特開2018-170462(P2018-170462A)

(43)【公開日】2018年11月1日

【審査請求日】2019年6月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】平谷 俊悟

(72)【発明者】

【氏名】田原 秀哲

(72)【発明者】

【氏名】服部 佑一

(72)【発明者】

【氏名】原口 章

(72)【発明者】

【氏名】池田 潤

(72)【発明者】

【氏名】中村 有延

【審査官】 小林 大介

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／１５８８２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−３２５３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４５１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２５２５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６９９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｈ０５Ｋ １／１８

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｈ０１Ｌ ２３／３４

Ｈ０１Ｌ ２３／３６

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放熱体と、
絶縁部材を介して該放熱体に載置される導電体と、
該導電体に電気的に接続され、発熱する回路部品と、
該導電体に載置される回路基板と、
該回路基板に載置され、前記回路部品の動作を制御する制御信号を出力する制御素子と、
前記回路基板を補強する補強体と、
前記制御素子と電気的に接続されているコネクタと
を備え、
前記放熱体は、
前記導電体が載置される第１載置部分と、
該第１載置部分から延設された第１延設部分と
を有し、
前記回路基板は、
前記導電体に載置され、前記第１載置部分との間で前記導電体及び絶縁部材を挟む第２載置部分と、
該第２載置部分から延設され、前記第１延設部分に間隔を隔てて対向する第２延設部分と
を有し、
前記制御素子は前記第２延設部分に載置され、
前記補強体は、前記第１延設部分及び第２延設部分間に配置され、前記第２延設部分に接着し、
前記コネクタは、前記第２延設部分に設けられ、
前記制御素子は、前記回路基板の前記第２延設部分を介して空気と対向しており、
前記コネクタは、前記回路基板の前記第２延設部分と、前記補強体とを介して空気と対向している
回路装置。

【請求項2】

前記第１延設部分及び第２延設部分間の距離は、前記第１載置部分及び第２載置部分間の距離よりも長い
請求項１に記載の回路装置。

【請求項3】

前記回路基板の周縁に沿って配置され、前記回路基板を囲み、前記補強体を支持する枠体を備える
請求項１又は請求項２に記載の回路装置。

【請求項4】

前記回路基板の周縁に沿って配置され、前記回路基板を囲む枠体と、
該回路基板に対向し、該枠体の内側を覆う蓋体と
を備え、
前記放熱体及び蓋体間に、前記導電体、回路部品、回路基板及び制御素子が配置されている
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の回路装置。

【請求項5】

前記導電体の数は２以上であり、
前記回路部品は、２つの前記導電体に電気的に接続される半導体スイッチであり、
前記制御信号は、前記回路部品のオン又はオフを指示するための信号である
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の回路装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は回路装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、バッテリと、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（例えば、特許文献１を参照）が搭載されている。特許文献１に記載の電気接続箱では、放熱体の載置面に、絶縁部材を介して、板状をなす複数の導電体が載置され、複数の導電体夫々の一方の板面は載置面に対向している。複数の導電体中の２つの導電体夫々に半導体スイッチの一端及び他端が接続されている。半導体スイッチの一端は、２つの導電体中の一方を介してバッテリに接続され、半導体スイッチの他端は、２つの導電体中の他方を介して負荷に接続されている。

【0003】

複数の導電体の他方の板面に回路基板が配置され、回路基板の一方の板面は複数の導電体の他方の板面に対向している。回路基板の他方の板面には、制御素子が配置され、制御素子は、半導体スイッチのオン又はオフを指示する制御信号を出力する。半導体スイッチのオンを指示する制御信号を制御素子が出力した場合、半導体スイッチはオンに切替わり、バッテリから負荷に電力が供給され、半導体スイッチを介して電流が流れる。半導体スイッチのオフを指示する制御信号を制御素子が出力した場合、半導体スイッチはオフに切替わり、バッテリから負荷への電力供給が停止され、半導体スイッチを介して流れる電流が遮断される。

【0004】

半導体スイッチを介して電流が流れている場合、半導体スイッチは発熱する。半導体スイッチから発生した熱は、導電体及び放熱体の順に伝導し、放熱体から放出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−１６４０３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の電気接続箱では、放熱体、導電体、回路基板及び制御素子の順に配置されている。このため、半導体スイッチから発生した熱は、導電体及び回路基板を介して制御素子に伝導する。従って、半導体スイッチの温度が上昇した場合、制御素子の温度は、半導体スイッチの温度の上昇速度と略同じ速度で上昇する。

【0007】

制御素子の耐熱性は弱いため、正常な動作が確保される半導体スイッチの温度の上限値は、通常、正常な動作が確保される制御素子の温度の上限値よりも高い。この場合、半導体スイッチの動作は、半導体スイッチの温度が制御素子の温度の上限値以上にならないように制御される。例えば、制御素子は、半導体スイッチの温度が、制御素子の温度の上限値に近い温度になった場合、半導体スイッチのオフを指示する制御信号を出力し、半導体スイッチをオフに切替え、半導体スイッチを介した通電を停止する。

【0008】

以上のように、特許文献１に記載の電気接続箱には、許容される半導体スイッチの温度の上限値が、実際の半導体スイッチの温度の上限値よりも低いという問題がある。

【0009】

このような問題が生じる回路装置は、特許文献１に記載の電気接続箱に限定されない。放熱体、導電体、回路基板及び制御素子の順に配置され、導電体に、発熱する回路部品が接続された回路装置には、同様の問題が生じる。

【0010】

この回路装置では、制御素子は回路部品の動作を制御する制御信号を出力し、正常な動作が確保される回路部品の温度の上限値は、正常な動作が確保される制御素子の温度の上限値よりも高い。このため、許容される回路部品の温度の上限値が、実際の回路部品の温度の上限値よりも低い。

【0011】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、許容される回路部品の温度の上限値が高い回路装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一態様に係る回路装置は、放熱体と、絶縁部材を介して該放熱体に載置される導電体と、該導電体に電気的に接続され、発熱する回路部品と、該導電体に載置される回路基板と、該回路基板に載置され、前記回路部品の動作を制御する制御信号を出力する制御素子と、前記回路基板を補強する補強体と、前記制御素子と電気的に接続されているコネクタとを備え、前記放熱体は、前記導電体が載置される第１載置部分と、該第１載置部分から延設された第１延設部分とを有し、前記回路基板は、前記導電体に載置され、前記第１載置部分との間で前記導電体及び絶縁部材を挟む第２載置部分と、該第２載置部分から延設され、前記第１延設部分に間隔を隔てて対向する第２延設部分とを有し、前記制御素子は前記第２延設部分に載置され、前記補強体は、前記第１延設部分及び第２延設部分間に配置され、前記第２延設部分に接着し、前記コネクタは、前記第２延設部分に設けられ、前記制御素子は、前記回路基板の前記第２延設部分を介して空気と対向しており、前記コネクタは、前記回路基板の前記第２延設部分と、前記補強体とを介して空気と対向している。

【発明の効果】

【0013】

上記の態様によれば、許容される回路部品の温度の上限値が高い。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態１における電気接続箱の回路図である。

【図2】電気接続箱の斜視図である。

【図3】図２におけるＡ−Ａ線の断面図である。

【図4】蓋体が外された電気接続箱の斜視図である。

【図5】蓋体が外された電気接続箱の平面図である。

【図6】図５におけるＢ−Ｂ線の断面図である。

【図7】図６におけるＣ部分の拡大図である。

【図8】図５におけるＤ−Ｄ線の断面図である。

【図9】実施形態２における電気接続箱の平面図である。

【図10】図９におけるＥ−Ｅ線の断面図である。

【図11】実施形態３における電気接続箱の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

【0016】

（１）本発明の一態様に係る回路装置は、放熱体と、絶縁部材を介して該放熱体に載置される導電体と、該導電体に電気的に接続され、発熱する回路部品と、該導電体に載置される回路基板と、該回路基板に載置され、前記回路部品の動作を制御する制御信号を出力する制御素子とを備え、前記放熱体は、前記導電体が載置される第１載置部分と、該第１載置部分から延設された第１延設部分とを有し、前記回路基板は、前記導電体に載置され、前記第１載置部分との間で前記導電体及び絶縁部材を挟む第２載置部分と、該第２載置部分から延設され、前記第１延設部分に間隔を隔てて対向する第２延設部分とを有し、前記制御素子は前記第２延設部分に載置される。

【0017】

上記の一態様にあっては、放熱体の第１載置部分と、回路基板の第２載置部分との間で導電体及び絶縁部材が挟まれており、第１載置部分及び第２載置部分間には空気層は存在しない。一方で、放熱体の第１延設部分は回路基板の第２延設部分と間隔を隔てて対向し、第１延設部分及び第２延設部分間に空気層が存在する。制御素子は、例えば、回路基板を介して空気層を対向するように、回路基板の第２延設部分に載置される。この場合、回路部品から発生した熱は、導電体又は放熱体を介して制御素子に伝導することは殆どない。このため、回路部品の温度が上昇した場合であっても、制御素子の温度が上昇することは殆どない。結果、許容される回路部品の温度の上限値は、正常な動作が確保される制御素子の温度の上限値によって制限されず、高い。
また、放熱体に第１延設部分が設けられているため、回路部品から発生した熱は効率的に放出される。

【0018】

（２）本発明の一態様に係る回路装置では、前記第１延設部分及び第２延設部分間の距離は、前記第１載置部分及び第２載置部分間の距離よりも長い。

【0019】

上記の一態様ににあっては、放熱体の第１延設部分と回路基板の第２延設部分との間隔が大きいので、空気層の厚みが大きく、空気層の断熱効果が大きい。

【0020】

（３）本発明の一態様に係る回路装置は、前記第１延設部分及び第２延設部分間に配置され、前記第２延設部分に接着し、前記回路基板を補強する補強体を備える。

【0021】

上記の一態様にあっては、回路基板の第２延設部分は補強体によって補強されている。

【0022】

（４）本発明の一態様に係る回路装置は、前記回路基板の周縁に沿って配置され、前記回路基板を囲み、前記補強体を支持する枠体を備える。

【0023】

上記の一態様ににあっては、回路基板を囲む枠体が設けられており、補強体は枠体によって支持されている。このため、回路基板の第２延設部分の強度はより強い。

【0024】

（５）本発明の一態様に係る回路装置は、前記回路基板の周縁に沿って配置され、前記回路基板を囲む枠体と、該回路基板に対向し、該枠体の内側を覆う蓋体とを備え、前記放熱体及び蓋体間に、前記導電体、回路部品、回路基板及び制御素子が配置されている。

【0025】

上記の一態様にあっては、回路部品が枠体及び蓋体によって覆われているので、回路部品に接触している空気は装置外に放出されにくい。このため、回路部品から発生した熱の大部分が導電体及び放熱体を伝導する。枠体及び蓋体が設けられている構成では、空気層がより効果的に作用する。

【0026】

（６）本発明の一態様に係る回路装置では、前記導電体の数は２以上であり、前記回路部品は、２つの前記導電体に電気的に接続される半導体スイッチであり、前記制御信号は、前記回路部品のオン又はオフを指示するための信号である。

【0027】

上記の一態様ににあっては、２つの導電体と、回路部品として機能する半導体スイッチを介して電流が流れる。半導体スイッチがオンである場合、２つの導電体を介して電流が流れることが可能であり、半導体スイッチがオフである場合、２つの導体を介して電流が流れることはない。

【0028】

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る電気接続箱（回路装置）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。

【0029】

（実施形態１）
図１は実施形態１における電気接続箱１の回路図である。電気接続箱１は、好適に車両に搭載されており、導電体２０，２１，２２、６つのＮチャネル型のＦＥＴ(Field Effect Transistor)３，４、駆動回路５０及びマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）５１を備える。導電体２０，２１，２２夫々は、所謂バスバーであり、例えば、銅合金製である。電気接続箱１は回路装置として機能する。

【0030】

ＦＥＴ３はＦＥＴ本体３ａ及びダイオード３ｂを有し、ダイオード３ｂはＦＥＴ本体３ａのドレイン及びソース間に接続されている。ＦＥＴ４はＦＥＴ本体４ａ及びダイオード４ｂを有し、ダイオード４ｂはＦＥＴ本体４ａのドレイン及びソース間に接続されている。ダイオード３ｂ，４ｂは寄生ダイオードである。

【0031】

３つのＦＥＴ本体３ａは導電体２０，２１間に並列に接続され、３つのＦＥＴ本体４ａは導電体２１，２２間に並列に接続されている。３つのＦＥＴ本体３ａのドレインは導電体２０に接続され、６つのＦＥＴ本体３ａ，４ａのソースは導電体２１に接続され、３つのＦＥＴ本体４ａのドレインは導電体２２に接続されている。６つのＦＥＴ本体３ａ，４ａのゲートは駆動回路５０に接続されている。駆動回路５０には、更に、マイコン５１が接続されている。
ＦＥＴ３，４夫々は半導体スイッチとして機能する。駆動回路５０は、６つのＦＥＴ３，４について、固定電位を基準としたゲートの電圧を調整する。これにより、駆動回路５０は、６つのＦＥＴ３，４をオン又はオフに切替える。

【0032】

６つのＦＥＴ３，４がオンである場合、導電体２０，２１，２２及び６つのＦＥＴ３，４を介して電流が流れることが可能である。６つのＦＥＴ３，４がオフである場合、導電体２０，２１，２２及び６つのＦＥＴ３，４を介して電流が流れることはない。
ＦＥＴ３においてドレイン及びソース間に電流が流れた場合、ＦＥＴ３は発熱する。同様に、ＦＥＴ４においてドレイン及びソース間に電流が流れた場合、ＦＥＴ４は発熱する。ＦＥＴ３，４夫々は回路部品としても機能する。

【0033】

３つのダイオード３ｂのアノードは、導電体２１を介して、３つのダイオード４ｂのアノードに接続されている。このため、６つのＦＥＴ３，４がオフである場合、６つのダイオード３ｂ，４ｂを介して電流が流れることはない。

【0034】

マイコン５１には、６つのＦＥＴ３，４のオンを指示するオン信号と、６つのＦＥＴ３，４のオフを指示するオフ信号とが入力される。マイコン５１は、入力された信号に応じて、駆動回路５０に６つのＦＥＴ３，４のオン又はオフを指示する制御信号を出力する。

【0035】

具体的に、マイコン５１は、オン信号が入力された場合、６つのＦＥＴ３，４のオンを指示する制御信号を駆動回路５０に出力し、駆動回路５０は、６つのＦＥＴ３，４をオンに切替える。また、マイコン５１は、オフ信号が入力された場合、６つのＦＥＴ３，４のオフを指示する制御信号を駆動回路５０に出力し、駆動回路５０は、６つのＦＥＴ３，４をオフに切替える。
制御信号は、６つのＦＥＴ３，４夫々の動作を制御するための信号である。

【0036】

図２は電気接続箱１の斜視図である。電気接続箱１は、更に、箱体状をなす収容体６を備え、６つのＦＥＴ３，４、駆動回路５０及びマイコン５１は収容体６内に収容されている。収容体６は、矩形状の枠体６０と蓋体６１とを有する。蓋体６１は、電気接続箱１の上側に配置され、枠体６０の内側に嵌め込まれ、枠体６０の内側を覆っている。

【0037】

導電体２０，２２は板状をなす。導電体２０の板面は、枠体６０の一辺部の上側を覆い、導電体２２の板面は、枠体６０の他辺部の上側を覆っている。導電体２０が覆っている枠体６０の一辺部と、導電体２２が覆っている枠体６０の一辺部とは、左右方向に並置され、前後方向に延びている。従って、導電体２０が覆っている枠体６０の一辺部は、導電体２２が覆っている枠体６０の一辺部に対向している。以下では、導電体２０が覆っている枠体６０の一辺部を左辺部と記載し、導電体２２が覆っている枠体６０の一辺部を右辺部と記載する。

【0038】

枠体６０の左辺部の上面から、円柱状のスタッドボルト５２が上側に突出している。導電体２０には、上下方向に貫通する貫通孔２０ａが設けられており、スタッドボルト５２は、貫通孔２０ａを挿通している。同様に、枠体６０の右辺部の上面から、円柱状のスタッドボルト５３が上側に突出している。導電体２２には、上下方向に貫通している貫通孔２２ａが設けられており、スタッドボルト５３は、貫通孔２２ａを挿通している。２つのスタッドボルト５２，５３は左右方向に対向しており、スタッドボルト５２，５３夫々には螺子溝が設けられている。

【0039】

スタッドボルト５２には、開口を有する図示しない端子が取付けられる。具体的には、スタッドボルト５２を、端子の開口に挿通させた状態でスタッドボルト５２に図示しないナットを締める。これにより、導電体２０と端子とが接触し、導電体２０はこの端子に電気的に接続する。
同様に、スタッドボルト５３には、開口を有する図示しない端子が取付けられる。具体的には、スタッドボルト５３を、端子の開口に挿通させた状態でスタッドボルト５３に図示しないナットを締める。これにより、導電体２２と端子とが接触し、導電体２２はこの端子に電気的に接続する。

【0040】

スタッドボルト５２に取付けられた端子は、例えばバッテリの正極に接続され、スタッドボルト５３に取付けられた端子は、例えば、負荷の一端に接続されている。電気接続箱１を介して、バッテリから負荷に電力が供給される。
電気接続箱１はコネクタ５４を有し、コネクタ５４には、図示しない信号線の端部に設けられた図示しないコネクタが嵌め込まれる。オン信号及びオフ信号は、信号線を介して電気接続箱１のマイコン５１に入力される。

【0041】

図３は、図２におけるＡ−Ａ線の断面図である。枠体６０内には、板状の放熱体２３が収容されている。放熱体２３は、例えばアルミニウム製である。放熱体２３は第１載置部分２３ａを有し、第１載置部分２３ａには導電体２０，２１，２２が載置されている。枠体６０は放熱体２３の第１載置部分２３ａの上面における左縁部及び右縁部を覆っている。導電体２０は複数回屈曲されており、導電体２０の板面は、枠体６０の左辺部の上面だけではなく、枠体６０内における放熱体２３の第１載置部分２３ａの上面の左側部分と、枠体６０の左辺部の内面とを覆っている。同様に、導電体２２は複数回屈曲されており、導電体２２の板面は、枠体６０の右辺部の上面だけではなく、枠体６０内における放熱体２３の第１載置部分２３ａの上面の右側部分と、枠体６０の右辺部の内面とを覆っている。

【0042】

導電体２１も板状をなす。放熱体２３の第１載置部分２３ａの上面において、導電体２０，２２の間に導電体２１が載置されている。放熱体２３の第１載置部分２３ａの上面は、導電体２０，２１，２２の下面に対向しており、接着剤として機能する絶縁部材２４（図７参照）によって、放熱体２３の第１載置部分２３ａの上面は導電体２０，２１，２２の下面に接着している。
以上のように、放熱体２３の第１載置部分２３ａの上面に絶縁部材２４を介して導電体２０，２１，２２が載置されている。放熱体２３は、第１載置部分２３ａの他に、第１載置部分２３ａから延設された第１延設部分２３ｂ（図６及び図７参照）を有する。

【0043】

枠体６０内において、導電体２０，２１，２２の上側には、チップ状のＦＥＴ３，４が配置されている。前述したように、ＦＥＴ３のドレインは導電体２０に電気的に接続され、ＦＥＴ３，４のソースは導電体２１に電気的に接続され、ＦＥＴ４のドレインは導電体２２に電気的に接続されている。枠体６０内において、導電体２０，２１，２２の上面には、回路基板２５が載置されている。具体的には、回路基板２５は、導電体２０，２１，２２の上面に載置される第２載置部分２５ａを有し、第２載置部分２５ａの下面は導電体２０，２１，２２の上面と対向している。回路基板２５の第２載置部分２５ａには、６つの開口２５ｂ（図４参照）が設けられている。６つのＦＥＴ３，４夫々は、６つの開口２５ｂを挿通している。

【0044】

ＦＥＴ３から発生した熱は、導電体２０、絶縁部材２４及び放熱体２３の順に伝導すると共に、導電体２１、絶縁部材２４及び放熱体２３の順に伝導する。ＦＥＴ４から発生した熱は、導電体２１、絶縁部材２４及び放熱体２３の順に伝導すると共に、導電体２２、絶縁部材２４及び放熱体２３の順に伝導する。放熱体２３に伝導した熱は、放熱体２３から電気接続箱１の外側に放出される。

【0045】

図４は、蓋体６１が外された電気接続箱１の斜視図であり、図５は、蓋体６１が外された電気接続箱１の平面図である。回路基板２５は、矩形状をなし、前後方向に延びている。第２載置部分２５ａは、回路基板２５の後側に設けられている。回路基板２５は、第２載置部分２５ａから前側に延設されている第２延設部分２５ｃを更に有する。枠体６０は、回路基板２５の周縁に沿って配置され、回路基板２５を囲んでいる。

【0046】

回路基板２５の第２載置部分２５ａにおいて、６つの開口２５ｂは格子状に設けられている。３つの開口２５ｂが前後方向に並設されており、２つの開口２５ｂが左右方向に並設されている。３つのＦＥＴ３夫々は、回路基板２５の第２載置部分２５ａの左側に設けられた３つの開口２５ｂ内に配置されている。３つのＦＥＴ４夫々は、回路基板２５の第２載置部分２５ａの右側に設けられた３つの開口２５ｂ内に配置されている。６つのＦＥＴ３，４のゲートは、回路基板２５の上面に設けられた図示しない導電パターンに電気的に接続している。

【0047】

マイコン５１は、チップ状をなし、回路基板２５の第２延設部分２５ｃの上面に載置されている。また、回路基板２５の第２延設部分２５ｃの上面の前側にコネクタ５４が設けられている。駆動回路５０は回路基板２５の上面に形成されている。マイコン５１は制御素子として機能する。なお、図４及び図５において、駆動回路５０の図示を省略している。

【0048】

マイコン５１は、回路基板２５の上面に設けられた導電パターンによって、駆動回路５０と、コネクタ５４とに各別に電気的に接続されている。駆動回路５０は、回路基板２５の上面に設けられた導電パターンによって、６つのＦＥＴ３，４のゲートに電気的に接続されている。

【0049】

前述したように、コネクタ５４には信号線のコネクタが嵌め込まれる。マイコン５１には、信号線及び導電パターンを介して、オン信号及びオフ信号が入力される。また、導電パターンを介して、マイコン５１から駆動回路５０に制御信号が入力される。更に、駆動回路５０は、導電パターンを介して、６つのＦＥＴ３，４のゲートに電圧を印加し、固定電位を基準としたこれらのゲートの電圧を調整する。

【0050】

前述したように、マイコン５１は、オン信号が入力された場合、６つのＦＥＴ３，４のオンを指示する制御信号を駆動回路５０に出力し、駆動回路５０は６つのＦＥＴ３，４をオンに切替える。マイコン５１は、オフ信号が入力された場合、６つのＦＥＴ３，４のオフを指示する制御信号を駆動回路５０に出力し、駆動回路５０は６つのＦＥＴ３，４をオフに切替える。
図３及び図４に示すように、蓋体６１は回路基板２５の上面に対向し、６つのＦＥＴ３，４、回路基板２５及びマイコン５１を覆っている。６つのＦＥＴ３，４、３つの導電体２０，２１，２２、回路基板２５及びマイコン５１は、放熱体２３及び蓋体６１間に配置されている。

【0051】

図６は、図５におけるＢ−Ｂ線の断面図である。放熱体２３の第１載置部分２３ａの断面はＬ字状をなす。放熱体２３の第１載置部分２３ａは、前後方向に延びる矩形状の平板と、平板の前側の縁部から下側に突出している矩形状の突出板とを有する。第１載置部分２３ａの平板の上面は回路基板２５の第２載置部分２５ａの下面と対向している。放熱体２３の第１延設部分２３ｂは、矩形板状をなし、第１載置部分２３ａの突出板の下側の縁部分から前側に延設され、第１延設部分２３ｂの先端面は枠体６０の前側の一辺部の内面に当接している。
放熱体２３は、例えば、アルミニウム製の金属板に折り曲げ加工を施すことによって作成される。

【0052】

前述したように、回路基板２５では、第２延設部分２５ｃは第２載置部分２５ａから前側に延設されている。回路基板２５の第２延設部分２５ｃの下面は、放熱体２３の第１延設部分２３ｂの上面と間隔を隔てて対向し、放熱体２３の第１延設部分２３ｂと、回路基板２５の第２延設部分２５ｃとの間には、空気層が存在する。放熱体２３及び回路基板２５に関して、第１延設部分２３ｂの上面と、第２延設部分２５ｃの下面との距離は、第１載置部分２３ａの上面と、第２載置部分２５ａの平板の下面との間の距離よりも長い。このため、第１延設部分２３ｂ及び第２延設部分２５ｃ間の間隔は大きく、第１延設部分２３ｂ及び第２延設部分２５ｃ間に存在する空気層の厚みは大きい。

【0053】

マイコン５１は、前述したように回路基板２５の第２延設部分２５ｃの上面に配置されている。コネクタ５４は、回路基板２５の第２延設部分２５ｃと、枠体６０とによって支持されている。

【0054】

図７は、図６におけるＣ部分の拡大図である。前述したように、導電体２０，２１，２２の下面は、接着剤として機能する絶縁部材２４によって、放熱体２３における第１載置部分２３ａの平板の上面と接着しており、絶縁部材２４は層の形状をなしている。具体的には、放熱体２３における第１載置部分２３ａの平板の上面に絶縁部材２４が塗布され、絶縁部材２４の上側に導電体２０，２１，２２が配置される。この状態で、絶縁部材２４を加熱する。これにより、絶縁部材２４は硬化し、導電体２０，２１，２２夫々は絶縁部材２４によって放熱体２３の上面に接着する。導電体２０及び絶縁部材２４は、放熱体２３の第１載置部分２３ａと、回路基板２５の第２載置部分２５ａとの間で挟まれている。導電体２１及び絶縁部材２４も第１載置部分２３ａ及び第２載置部分２５ａとの間で挟まれ、導電体２２及び絶縁部材２４も第１載置部分２３ａ及び第２載置部分２５ａとの間で挟まれている。

【0055】

絶縁部材２４に電流が流れることはないため、導電体２０，２１，２２から放熱体２３に電流が流れることはない。絶縁部材２４は、放熱性を有する。このため、導電体２０，２１，２２夫々から絶縁部材２４を介して放熱体２３に熱が伝導する。絶縁部材２４は、例えば、熱伝導性フィラを含むエポキシ樹脂製である。熱伝導性フィラとして、例えば、酸化アルミニウムが用いられる。

【0056】

図８は、図５におけるＤ−Ｄ線の断面図である。図８には、Ｄ−Ｄ線の断面が概略的に示されている。電気接続箱１は矩形板状の補強体２６を更に備える。補強体２６は放熱体２３の第１延設部分２３ｂと、回路基板２５の第２延設部分２５ｃとの間に配置され、補強体２６の上面は、図６及び図８に示すように、回路基板２５の第２延設部分２５ｃにおける前側の縁部分の下面に接着している。このため、回路基板２５の第２延設部分２５ｃが補強体２６によって補強されている。図６に示すように、マイコン５１は回路基板２５の第２延設部分２５ｃを介して空気層と対向しており、コネクタ５４は、回路基板２５の第２延設部分２５ｃと、補強体２６とを介して空気層と対向している。補強体２６は、導電体２０，２１，２２及び放熱体２３は離れされており、導電体２０，２１，２２及び放熱体２３に接触していない。補強体２６は導電体２０，２１，２２及び放熱体２３に電気的に接続していない。

【0057】

以上のように構成された電気接続箱１において、放熱体２３の第１載置部分２３ａと、回路基板の第２載置部分との間で導電体及び絶縁部材が挟まれており、第１載置部分２３ａ及び第２載置部分２５ａ間には空気層は存在しない。一方で、放熱体２３の第１延設部分２３ｂは、回路基板２５の第２延設部分２５ｃに間隔を隔てて対向し、第１延設部分２３ｂ及び第２延設部分２５ｃ間に空気層が存在する。マイコン５１は、回路基板２５の第２延設部分２５ｃの上面に載置され、回路基板２５の第２延設部分２５ｃを介して空気層と対向している。このため、６つのＦＥＴ３，４から発生した熱は、導電体２０，２１，２２中の１つ又は放熱体２３を介して、マイコン５１に伝導することは殆どない。結果、６つのＦＥＴ３，４の温度が上昇した場合であっても、マイコン５１の温度が上昇することは殆どない。

【0058】

マイコン５１の耐熱性は弱いため、正常な動作が確保されるＦＥＴ３，４の温度の上限値は、正常な動作が確保されるマイコン５１の温度の上限値よりも高い。しかしながら、６つのＦＥＴ３，４の温度が上昇した場合であっても、マイコン５１の温度が上昇することは殆どないので、許容されるＦＥＴ３，４の温度の上限値は、正常な動作が確保されるマイコン５１の温度の上限値によって制限されず、高い。
また、放熱体２３に第１延設部分２３ｂが設けられているため、放熱体２３において、外気に接触している表面積が大きい。このため、６つのＦＥＴ３，４から発生した熱は効率的に外部に放出される。

【0059】

電気接続箱１では、正常な動作が確保される温度、即ち、適正温度の上限値が、ＦＥＴ３，４の適正温度の上限値よりも低い低温素子が、マイコン５１だけではない可能性がある。低温素子として、制御ＩＣ(Integrated Circuit)又はアルミニウム電解コンデンサ等が挙げられる。低温素子がマイコン５１だけではない場合、例えば、駆動回路５０に低温素子が含まれる場合、マイコン５１を除く他の低温素子も、回路基板２５の第２延設部分２５ｃの上面に載置されることが好ましい。

【0060】

更に、放熱体２３の第１延設部分２３ｂと、回路基板２５の第２延設部分２５ｃとの間の距離は、放熱体２３の第１載置部分２３ａの平板と、回路基板２５の第２載置部分２５ａとの間の距離よりも長いので、第１延設部分２３ｂ及び第２延設部分２５ｃ間の間隔が大きい。このため、第１延設部分２３ｂ及び第２延設部分２５ｃ間に存在する空気層の厚みが大きく、空気層の断熱効果が大きい。

【0061】

更に、６つのＦＥＴ３，４は、枠体６０及び蓋体６１によって覆われている。このため、６つのＦＥＴ３，４に接触している空気が電気接続箱１の外側に放出されにくい。従って、６つのＦＥＴ３，４から発生した熱の大部分が導電体２０，２１，２２中の１つと、放熱体２３とを伝導する。このため、枠体６０及び蓋体６１が設けられている構成では、空気層がより効果的に作用する。
なお、６つのＦＥＴ３，４、回路基板２５、駆動回路５０及びマイコン５１は、放熱体２３、枠体６０及び蓋体６１等によって液密に封止されている。

【0062】

（実施形態２）
図９は、実施形態２における電気接続箱１の平面図である。
以下では、実施形態２について、実施形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態１と共通しているため、実施形態１と共通する構成部には実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0063】

実施形態２における電気接続箱１では、実施形態１における電気接続箱１と比較して、補強体２６及び枠体６０の構成が異なる。図９は、図５に対応し、図９には、蓋体６１が外された電気接続箱１が示されている。図９に示すように、矩形板状の補強体２６は、回路基板２５の第２延設部分２５ｃから枠体６０の左辺部の内面まで延びていると共に、第２延設部分２５ｃから枠体６０の右辺部の内面まで延びている。補強体２６の左端面は枠体６０の左辺部の内面に当接し、補強体２６の右端面は枠体６０の右辺部の内面に当接している。

【0064】

図１０は、図９におけるＥ−Ｅ線の断面図である。図１０は図８に対応し、図１０にはＥ−Ｅ線の断面が概略的に示されている。図１０に示すように、枠体６０の左辺部の内面から右側に矩形状の突出板６０ａが突出している。同様に、枠体６０の右辺部の内面から左側に矩形状の突出板６０ｂが突出している。突出板６０ａ，６０ｂ夫々の板面は補強体２６の板面に対向しており、突出板６０ａ，６０ｂ夫々の上面は補強体２６の下面と接触している。突出板６０ａ，６０ｂは、補強体２６を支持している。このため、回路基板２５の第２延設部分２５ｃの強度はより強い。
実施形態２における電気接続箱１は、実施形態１における電気接続箱１が奏する効果を同様に奏する。

【0065】

なお、実施形態２において、補強体２６を支持する構成は突出板６０ａ，６０ｂによって支持される構成に限定されず、枠体６０が補強体２６を支持していればよい。従って、例えば、枠体６０の左辺部及び右辺部夫々の内面に挿通孔が設けられ、補強体２６の左端部が枠体６０の左辺部に設けられた挿通孔に挿通され、補強体２６の右端部が枠体６０の右辺部に設けられた挿通孔に挿通されてもよい。

【0066】

（実施形態３）
図１１は、実施形態３における電気接続箱１の断面図である。
以下では、実施形態３について、実施形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態１と共通しているため、実施形態１と共通する構成部には実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0067】

実施形態３における電気接続箱１では、実施形態１における電気接続箱１と比較して、放熱体２３の形状が異なる。図１１は、図６に対応し、図１１には、蓋体６１が外された電気接続箱１の断面が示されている。実施形態３における放熱体２３は実施形態１と同様に前後方向に延びている。図１１に示すように、放熱体２３の第１載置部分２３ａ及び第１延設部分２３ｂ夫々は実施形態１と同様に矩形状をなしている。

【0068】

放熱体２３において、第１載置部分２３ａの上下方向の厚さは、第１延設部分２３ｂの上下方向の厚さよりも太い。第１延設部分２３ｂは、第１載置部分２３ａの前側の端面から前側に突出している。第１延設部分２３ｂの上面と、第２延設部分２５ｃの下面との距離は、実施形態１と同様に、第１載置部分２３ａの上面と、第２載置部分２５ａの平板の下面との間の距離よりも長い。また、実施形態１と同様に、放熱体２３の第１延設部分２３ｂは、回路基板２５の第２延設部分２５ｃから離れており、第１延設部分２３ｂ及び第２延設部分２５ｃ間に空気層が存在する。

【0069】

実施形態３における電気接続箱１は、実施形態１における電気接続箱１が奏する効果を同様に奏する。
なお、実施形態３において、補強体２６は、実施形態２と同様に、枠体６０によって支持されてもよい。

【0070】

なお、実施形態１〜３において、３つのＦＥＴ３のソースが導電体２０に接続され、６つのＦＥＴ３，４のドレインが導電体２１に接続され、３つのＦＥＴ４のソースが導電体２２に接続されてもよい。この場合であっても、６のＦＥＴ３，４がオフである限り、６つのダイオード３ｂ，４ｂを介して電流が流れることはない。

【0071】

また、ＦＥＴ３，４夫々の数は、３に限定されず、１、２又は４以上であってもよい。また、ＦＥＴ３の数はＦＥＴ４の数と一致していなくてもよい。更に、ＦＥＴ３，４夫々のタイプはＮチャネル型に限定されない。ＦＥＴ３，４夫々のタイプはＰチャネル型であってもよい。ただし、ＦＥＴ３，４のタイプは一致している。

【0072】

また、ＦＥＴ３，４は半導体スイッチとして機能すればよいため、ＦＥＴ３，４の代わりに、バイポーラトランジスタ又はＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)等を用いてもよい。半導体スイッチ内において、寄生ダイオードが形成されていない場合においては、半導体スイッチがオフであるとき、半導体スイッチを介して電流が流れることはない。このため、半導体スイッチ内において、寄生ダイオードが形成されていない場合、導電体２１，２２間に電気的に接続される半導体スイッチを設けなくてもよい。この場合、導電体２１，２２は、一体化され、１つの導電体として扱われる。更に、電流が導電体２２，２１，２０の順に流れる可能性がない場合、電気接続箱１内にＦＥＴ４を設ける必要はない。この場合も、導電体２１，２２は、一体化され、１つの導電体として扱われる。導電体２１，２２が１つの導電体として扱われた場合、導電体の数は２つである。

【0073】

導電体２０，２１，２２に接続される回路部品は、半導体スイッチに限定されず、発熱する部品であればよい。更に、マイコン５１は、制御信号を出力する制御素子として機能すればよい。このため、マイコン５１の代わりに、制御信号を出力する素子を用いてもよい。また、導電体の数は、２又は３に限定されず、１又は４以上であってもよい。

【0074】

開示された実施形態１〜３はすべ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、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及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。

【符号の説明】

【0075】

１ 電気接続箱（回路装置）
３，４ ＦＥＴ（回路部品、半導体スイッチ）
３ａ，４ａ ＦＥＴ本体
３ｂ，４ｂ ダイオード
６ 収容体
２０，２１，２２ 導電体
２０ａ，２２ａ 貫通孔
２３ 放熱体
２３ａ 第１載置部分
２３ｂ 第１延設部分
２４ 絶縁部材
２５ 回路基板
２５ａ 第２載置部分
２５ｂ 開口
２５ｃ 第２延設部分
２６ 補強体
５０ 駆動回路
５１ マイコン（制御素子）
５２，５３ スタッドボルト
５４ コネクタ
６０ 枠体
６０ａ，６０ｂ 突出板
６１ 蓋体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】