WO2022168649A1

WO2022168649A1 - 電気接続箱

Info

Publication number: WO2022168649A1
Application number: PCT/JP2022/002354
Authority: WO
Inventors: 麻衣子一色
Original assignee: 住友電装株式会社
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2022-08-11
Also published as: JP2022119554A

Abstract

より簡単な構成にて、迅速かつ適切に放熱できる電気接続箱を提供する。作動時に発熱するリレー（１０）を収容する収容筐体と、リレー（１０）に接続されたバスバー（１１ａ，１１ｂ）とを備える電気接続箱であって、前記収容筐体の底板（５２１）は、他の部分よりも熱伝導度が良い異種材部（５３）を含み、異種材部（５３）はバスバー（１１ａ，１１ｂ）と接触している。

Description

電気接続箱

　本発明は、電子部品を収容する電気接続箱に関する。
　本出願は、２０２１年２月４日出願の日本出願第２０２１－１６７７６号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

　従来から、車両には、リレーのような電子部品が収容された電気接続箱が搭載されている。

　特許文献１には、開閉可能な接点と、該接点の開閉を切り替える励磁コイルとを有するリレーを備え、該リレーの接点をバスバーと電気的に接続し、該バスバーに放熱機構を備えることで、バスバーを電流経路と放熱経路とに兼用できる電源装置が開示されている。

特開２０１４－７９０９３号公報

　本開示の一態様に係る電気接続箱は、作動時に発熱する電子部品を収容する収容筐体と、前記電子部品に接続されたバスバーとを備える電気接続箱であって、前記収容筐体の一壁は、他の部分よりも熱伝導度が良い異種材部を含み、前記異種材部は前記バスバーと接触している。

実施形態１に係る電気接続箱を示す斜視図である。実施形態１に係る電気接続箱において、アッパーケースを省いた状態を示す斜視図である。図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線による部分的断面図である。図３において破線にて囲まれた部分を拡大して示す拡大図である。図３のＶ－Ｖ線による断面図である。実施形態２に係る電気接続箱において、異種材部の構成を説明する部分的断面図である。実施形態３に係る電気接続箱において、異種材部の構成を説明する部分的断面図である。

［本開示が解決しようとする課題］
　一方、リレーのような電子部品では作動中に高い熱が発生するので放熱する必要がある。放熱方法としては、電子部品で発生する熱を、斯かる電子部品を収容する収容筐体に伝導させて空冷させる方法、又は収容筐体を介して外部装置に伝導させて冷却する方法がある。斯かる放熱方法の場合、収容筐体への熱伝導を確実に行うために伝熱シートが用いられ、収容筐体と外部装置との接触を確実に行うためにいわゆるギャップフィラーが塗布される。

　しかし、このように、伝熱シート又はギャップフィラーを使う場合は構成が複雑になり、組み立ての工程数が増えるうえに、部品点数が増えるので製造コストが上がると言う問題がある。

　特許文献１の電源装置においても、リレーに接続されたバスバーが伝熱シートを介してシャーシに接触されているので、リレーで発生する熱がバスバー及び伝熱シートを介してシャーシに伝わることから、上述の問題を解決できない。

　そこで、電子部品から発生する熱を、より簡単な構成にて、迅速かつ適切に放熱できる電気接続箱を提供することを目的とする。

［本開示の効果］
　本開示の一態様によれば、電子部品から発生する熱を、より簡単な構成にて、迅速かつ適切に放熱する電気接続箱を提供できる。

［本発明の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。また、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。

（１）本開示の一態様に係る電気接続箱は、作動時に発熱する電子部品を収容する収容筐体と、前記電子部品に接続されたバスバーとを備える電気接続箱であって、前記収容筐体の一壁は、他の部分よりも熱伝導度が良い異種材部を含み、前記異種材部は前記バスバーと接触している。

　本態様にあっては、他の部分よりも熱伝導度が良い前記異種材部が前記バスバーと接触しているので、前記電子部品で発せられる熱が前記バスバーを介して迅速に前記異種材部に伝わり、より効果的に前記筐体の外側へ放熱される。

（２）本開示の一態様に係る電気接続箱は、前記異種材部は、前記他の部分よりも厚く、かつ前記他の部分よりも高弾性である。

　本態様にあっては、前記異種材部が前記他の部分よりも厚くて高弾性を有するので、自由に変形でき、組み立ての公差を吸収することができる。

（３）本開示の一態様に係る電気接続箱は、前記異種材部では、前記他の部分よりも前記収容筐体の外側に突出している外側部が突出先に向かって幅広となっている。

　本態様にあっては、前記異種材部の前記外側部が突出先に向かって幅広となっているので、前記外側部の先端面を広くすることができ、放熱効果を高めることができる。

（４）本開示の一態様に係る電気接続箱は、前記異種材部では、前記他の部分よりも前記収容筐体の内側に突出している内側部が突出先に向かって幅広となっている。

　本態様にあっては、前記異種材部の前記内側部が突出先に向かって幅広となっているので、前記内側部の先端面を広くすることができ、バスバーとの接触面を広げることができる。

（５）本開示の一態様に係る電気接続箱は、前記異種材部は、エラストマー、シリコン又はアクリルを含む。

　本態様にあっては、前記異種材部は、エラストマー、シリコン又はアクリルなど、熱伝導度が良く、弾性が高い材料を含む。

（６）本開示の一態様に係る電気接続箱は、前記異種材部は前記他の部分と一体形成されている。

　本態様にあっては、前記異種材部が、例えば２色成形、キャスティング成形、インサート成形等の手法によって、前記他の部分と一体形成されている。よって、斯かる電気接続箱の生成性を高めることができる。

[本発明の実施形態の詳細]
　本発明をその実施形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。本開示の実施形態に係る電気接続箱を、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、請求の範囲によって示され、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。

　以下においては、電子部品として、例えばリレーを収容する電気接続箱を例として本実施形態を説明する。

（実施形態１）　
　図１は、実施形態１に係る電気接続箱１００を示す斜視図である。電気接続箱１００は、電子部品を収容する収容筐体５０を備えている。収容筐体５０は、例えば金属又は樹脂からなり、後述するリレー１０が収容される。電気接続箱１００は、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）の電池パック２００の外側に取り付けられる（図４参照）。

　図２は、実施形態１に係る電気接続箱１００において、アッパーケース５１を省いた状態を示す斜視図であり、図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線による部分的断面図であり、図４は、図３において破線にて囲まれた部分を拡大して示す拡大図であり、図５は、図３のＶ－Ｖ線による断面図である。図４では、説明の便宜上、電池パック２００を破線にて示している。

　電気接続箱１００では、収容筐体５０が、リレー１０が固定されるアッパーケース５１と、アッパーケース５１によって覆われる、後述のロウアーケース５２とからなる。電気接続箱１００は、ロウアーケース５２の底板５２１が電池パック２００と接触するように取り付けられる。

　リレー1０は、後述の如く、アッパーケース５１の天井板５１３に固定されている。天井板５１３と対向する、ロウアーケース５２の底板５２１（一壁）の内側面５２３の近傍にはバスバー１１ａ，１１ｂが設けられている。バスバー１１ａ，１１ｂの一部は、リレー1０と内側面５２３との間に介在している。以下、便宜上、バスバー１１ａ，１１ｂをバスバー１１とも称する。

　リレー1０は、例えば、車両を走行させる状態でＯＮ状態に切り換えられ、車両を走行させない状態ではＯＦＦ状態に切り換えられる。リレー１０は、直方体の箱形状を有しており、リレー1０の一面１０２がバスバー１１（底板５２１の内側面５２３）と対向するように設けられている。

　リレー１０は、一面１０２の４つの辺縁から夫々垂直に立ち上がる４つの側面を有しており、そのうち一つの側面１０７に、後述の如く、端子１０１が設けられている。即ち、一面１０２が内側面５２３と対向し、側面１０７が内側面５２３と交差するように、リレー１０が設けられている。

　側面１０７は、天井板５１３及び底板５２１の対向方向（以下、縦方向と称する）を長手方向とする長方形である。側面１０７には、２つの端子１０１が設けられている。２つの端子１０１は、縦方向と交差する方向（以下、横方向と称する）に並設されている。２つの端子１０１はバスバー１１と接続されている。図３には、一つの端子１０１のみが表示されている。

　各端子１０１は円筒形状をなしており、大部分はリレー１０の内部に埋設され、一端部のみが側面１０７上に露出している。各端子１０１の内側面にはネジ山が形成されており、端子１０１はボルト１０５と螺合している（図３及び図５参照）。

　また、リレー１０の側面１０７において２つの端子１０１の間には、側面１０７から立ち上がる仕切板１０３が立設されている。２つの端子１０１は仕切板１０３によって仕切られている。仕切板１０３は略短冊状であり、縦方向に延びている。

　リレー１０では、一面１０２と反対側の他面１０４に２つの連設片１０６が設けられている（図２参照）。連設片１０６は、他面１０４において対向する２つの縁に夫々連設されている。２つの連設片１０６は、互いに対角線方向に設けられ、他面１０４の斯かる縁から他面１０４に沿って延設されている。連設片１０６には、縦方向に連設片１０６を貫通する貫通孔１０８が形成されている。貫通孔１０８にボルト（図示せず）を挿通させて、例えばアッパーケース５１の天井板５１３に設けられたネジ穴に螺合させることによって、リレー１０がアッパーケース５１に固定される。

　バスバー１１は、例えば導電性が良い金属板からなる。リレー１０の２つの端子１０１のうち、一方の端子１０１には、バスバー１１ａが接続されており、他方の端子１０１にはバスバー１１ｂが接続されている。

　バスバー１１ａは、リレー１０の一面１０２及び底板５２１の内側面５２３と対向する扁平部１１１ａを有する。また、扁平部１１１ａの対向する２つの辺縁には、縦方向に延びる接触部１１２ａ及び固定部１１３ａが夫々連設されている。

　接触部１１２ａは、縦方向を長手方向とする長方形であり、リレー１０の側面１０７の近傍に設けられている。接触部１１２ａは、側面１０７に沿って延びており、略中央部に貫通孔１１４が形成されている。ボルト１０５を貫通孔１１４に挿通させて一方の端子１０１と螺合させることによって接触部１１２ａ（バスバー１１ａ）が一方の端子１０１に固定され、電気的に接続される。

　固定部１１３ａでは、端部が底板５２１と平行に屈曲しており、斯かる端部には貫通孔１１５ａ（図２参照）が形成されている。貫通孔１１５ａを用いて、固定部１１３ａがロウアーケース５２に固定される。

　バスバー１１ｂは、底板５２１の内側面５２３と対向する扁平部１１１ｂを有する。また、扁平部１１１ｂの対向する２つの辺縁には、縦方向に延びる接触部１１２ｂ及び固定部１１３ｂが夫々連設されている。

　接触部１１２ｂは、縦方向を長手方向とする長方形であり、リレー１０の側面１０７の近傍に設けられている。接触部１１２ｂは、側面１０７に沿って延びており、略中央部に貫通孔（図示せず）が形成されている。ボルト１０５を前記貫通孔に挿通させて他方の端子１０１と螺合させることによって接触部１１２ｂ（バスバー１１ｂ）が他方の端子１０１に固定され、電気的に接続される（図５参照）。

　また、固定部１１３ｂでは、端部が底板５２１と平行に屈曲しており、斯かる端部に貫通孔１１５ｂ（図２参照）が形成されている。貫通孔１１５ｂを用いて、固定部１１３ｂがロウアーケース５２に固定される。

　アッパーケース５１の天井板５１３には、バスバー１１を底板５２１側に押し付ける押し付け部１３が突設されている。押し付け部１３は、天井板５１３から縦方向に延びており、バスバー１１ａにおける扁平部１１１ａ、及び、バスバー１１ｂにおける扁平部１１１ｂを底板５２１側に押し付けている。

　例えば、押し付け部１３は、アッパーケース５１と一体形成され、電気接続箱１００の組み立て完了時に、押し付け部１３の先端は、常に、扁平部１１１ａ，１１１ｂと接し、バスバー１１ａ，１１ｂを底板５２１側に押し付ける。

　ところで、リレー1０では作動中に高い熱が発生する。斯かる熱はリレー1０周りの電気部品に悪影響を与え、電気部品の誤動作の原因にもなり得るので、放熱する必要がある。リレー1０で発生する熱の放熱方法として、リレー1０で発生する熱を、バスバーを介して収容筐体に伝導させて空冷させる方法、又は外部の冷却機構に伝導させて冷却する方法が採用されている。

　斯かる放熱方法の場合、バスバーと収容筐体との接触を確実にするために、バスバーと収容筐体との間に伝熱シートが介在されているか、収容筐体と外部の冷却機構との接触を確実にするために、収容筐体と外部の冷却機構との間にいわゆるギャップフィラーが塗布されていることが一般的である。

　しかし、このように、伝熱シート又はギャップフィラーを使う場合、構成が複雑になり、組み立ての工程数が増えて生成性が落ちるうえに、放熱経路における媒体の数が増え、伝熱が遅くなって迅速な放熱ができず、部品点数が増えるので製造コストが上がる問題がある。

　これに対して、実施形態１に係る電気接続箱１００は、簡単な構成にて、迅速かつ適切に、リレー1０で発生する熱を放熱できる。以下、詳しく説明する。

　実施形態１に係る電気接続箱１００は、ロウアーケース５２の底板５２１に、熱伝導度が良い異種材部５３が含まれている。異種材部５３は、異種材部５３を除く他の部分に比べて熱伝導性が良い。また、異種材部５３は他の部分に比べて弾性が高い。

　異種材部５３は、板形状の部分であり、縦方向において、バスバー１１ａの扁平部１１１ａ及びバスバー１１ｂの扁平部１１１ｂと対応する位置に設けられている。即ち、異種材部５３は、縦方向視で、扁平部１１１ａ，１１１ｂに倣う形状を成している。縦方向における異種材部５３の厚みは、底板５２１の他の部分よりも厚い。異種材部５３は扁平部１１１ａ，１１１ｂと接触している。

　即ち、異種材部５３は、他の部分よりも収容筐体５０の内側、即ちバスバー１１側に突出している内側部５３１と、他の部分よりも収容筐体５０の外側に突出している外側部５３２とを有する。内側部５３１の先端面は、扁平部１１１ａ，１１１ｂの一面と接触している。また、外側部５３２の先端面は、ＥＶの電池パック２００と接触する。

　異種材部５３は、底板５２１における他の部分よりも、熱伝導度が良く、弾性が高い良い別の材料からなる。例えば、異種材部５３は、エラストマー、シリコン又はアクリルを主成分とする。異種材部５３は、２色成形、キャスティング成形、インサート成形等の手法によって、他の部分と一体形成されている。よって、電気接続箱１００の製造工程を簡略化でき、生産性を高めることができる。

　このような構成を有することから、電気接続箱１００では、リレー１０で発生した熱がボルト１０５を介してバスバー１１ａ，１１ｂに迅速に伝導され、更に、斯かる熱はバスバー１１ａ，１１ｂから内側部５３１を介して異種材部５３に伝導される。上述の如く、異種材部５３が他の部分よりも高い熱伝導度を有するので、異種材部５３に伝わった熱の一部は優先的に外側部５３２を介して外側の電池パック２００に伝導され、電池パック２００の冷却機構によって冷却される。異種材部５３に伝わった熱の残り部分はロウアーケース５２の底板５２１に伝導され、底板５２１の外側面を介して空冷される。

　従って、伝熱シート及びギャップフィラーを省いた簡単な構成にて、迅速かつ適切に、リレー1０で発生する熱を放熱できる。よって、組み立ての工程の簡素化により生産性を高めることができ、部品点数の減少により製造コストを下げることができる。

　更に、実施形態１に係る電気接続箱１００においては、上述の如く、異種材部５３が高弾性であるので、変形が自由にできる。従って、組み立ての公差を吸収することができる。

　更に、実施形態１に係る電気接続箱１００においては、上述の如く、押し付け部１３がバスバー１１ａ，１１ｂ（扁平部１１１ａ，１１１ｂ）を異種材部５３（底板５２１）側に押し付けている。よって、バスバー１１ａ，１１ｂと異種材部５３との密着が確実に維持できるので、バスバー１１ａ，１１ｂから異種材部５３への熱伝導が適切に行われる。

　以上においては、底板５２１が１つの異種材部５３を含む場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。底板５２１が複数の異種材部５３を有するように構成しても良い。

　また、以上においては、底板５２１に異種材部５３を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではない。バスバー１１との接触が可能であれば、天井板５１３であっても良く、他の側壁板であっても良い。

　そして、以上においては、作動時に熱が発生する電子部品としてリレー１０を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、半導体スイッチ等他の電子部品にも適用可能であることは言うまでもない。

（実施形態２）
　図６は、実施形態２に係る電気接続箱１００において、異種材部５３の構成を説明する部分的断面図である。図６では、説明の便宜上、電池パック２００を破線にて示している。

　実施形態２に係る電気接続箱１００は、実施形態１と同様、アッパーケース５１及びロウアーケース５２からなる収容筐体５０を備えており、ロウアーケース５２の底板５２１の内側面５２３の近傍にバスバー１１が設けられている。バスバー１１の一部はリレー1０と内側面５２３との間に介在している。アッパーケース５１には、バスバー１１を底板５２１側に押し付ける押し付け部１３が突設されている。

　また、実施形態２に係る電気接続箱１００では、底板５２１に異種材部５３Ａが含まれており、異種材部５３Ａは、縦方向にてバスバー１１ａの扁平部１１１ａ及びバスバー１１ｂの扁平部１１１ｂと対応する位置に設けられている。かつ、異種材部５３Ａは、他の部分よりも収容筐体５０の内側に突出している内側部５３１Ａと、他の部分よりも収容筐体５０の外側に突出している外側部５３２Ａとを有する。内側部５３１Ａの先端面は、扁平部１１１ａ，１１１ｂの一面と接触している。

　実施形態２に係る電気接続箱１００においては、外側部５３２Ａが突出先に向かって幅広となっている。即ち、突出先のＥＶの電池パック２００に近づくにつれて外側部５３２Ａの寸法が大きくなっている。換言すれば、外側部５３２Ａは、図６に示すように、断面視略台形状をなしている。外側部５３２Ａの先端面は電池パック２００と接触している。

　このような構成を有することから、実施形態２に係る電気接続箱１００においては、外側部５３２Ａの先端面がより広くなっている。これによって、外側部５３２Ａと電池パック２００と接触面積を広げることができるので、リレー1０で発生する熱をより効果的に放熱させることができる。

　以上においては、外側部５３２Ａが突出先に向かって幅広となっている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。外側部５３２Ａではなく、内側部５３１Ａが突出先に向かって幅広となるように構成しても良い。

　実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

（実施形態３）
　図７は、実施形態３に係る電気接続箱１００において、異種材部５３の構成を説明する部分的断面図である。図７では、説明の便宜上、電池パック２００を破線にて示している。

　実施形態３に係る電気接続箱１００は、実施形態１と同様、アッパーケース５１及びロウアーケース５２からなる収容筐体５０を備えており、ロウアーケース５２の底板５２１の内側面５２３の近傍にバスバー１１が設けられている。バスバー１１の一部はリレー1０と内側面５２３との間に介在している。アッパーケース５１には、バスバー１１を底板５２１側に押し付ける押し付け部１３が突設されている。

　また、実施形態３に係る電気接続箱１００では、底板５２１に異種材部５３Ｂが含まれており、異種材部５３Ｂは、縦方向にてバスバー１１ａの扁平部１１１ａ及びバスバー１１ｂの扁平部１１１ｂと対応する位置に設けられている。かつ、異種材部５３Ｂは、他の部分よりも収容筐体５０の内側に突出している内側部５３１Ｂと、他の部分よりも収容筐体５０の外側に突出している外側部５３２Ｂとを有する。

　実施形態３に係る電気接続箱１００においては、外側部５３２Ｂが突出先に向かって幅広となっている。即ち、突出先のＥＶの電池パック２００に近づくにつれて外側部５３２Ｂの寸法が大きくなっている。換言すれば、外側部５３２Ｂは、図７に示すように、断面視略台形状をなしている。外側部５３２Ｂの先端面は電池パック２００と接触している。

　更に、実施形態３に係る電気接続箱１００においては、内側部５３１Ｂが突出先に向かって幅広となっている。即ち、突出先のバスバー１１ａの扁平部１１１ａ及びバスバー１１ｂの扁平部１１１ｂに近づくにつれて内側部５３１Ｂの寸法が大きくなっている。換言すれば、内側部５３１Ｂは、図７に示すように、断面視略倒立台形状をなしている。内側部５３１Ｂの先端面は扁平部１１１ａ，１１１ｂと接触している。

　このような構成を有することから、実施形態３に係る電気接続箱１００においては、外側部５３２Ｂの先端面をより広く広げることができ、外側部５３２Ｂと電池パック２００との接触面積を広げ、リレー1０で発生する熱をより効果的に放熱させることができる。

　また、実施形態３に係る電気接続箱１００においては、内側部５３１Ｂの先端面をより広く広げることができる。これによって、内側部５３１Ｂとバスバー１１（扁平部１１１ａ，１１１ｂ）との接触面積を広げることができるので、リレー1０で発生する熱をより迅速に電池パック２００側へ伝導させることができる。

　今回開示された実施形態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、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、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。

　１０　リレー（電子部品）
　１１，１１ａ，１１ｂ　バスバー
　１３　押し付け部
　５０　収容筐体
　５１　アッパーケース
　５２　ロウアーケース
　５３　異種材部
　１００　電気接続箱
　１０１　端子
　１０２　一面
　１０３　仕切板
　１０５　ボルト
　１０７　側面
　１１１ａ，１１１ｂ　扁平部
　１１２ａ，１１２ｂ　接触部
　１１４　貫通孔
　５１３　天井板
　５２１　底板（一壁）
　５２３　内側面
　５３１，５３１Ａ，５３１Ｂ　内側部
　５３２，５３２Ａ，５３２Ｂ　外側部

Claims

　作動時に発熱する電子部品を収容する収容筐体と、前記電子部品に接続されたバスバーとを備える電気接続箱であって、
　前記収容筐体の一壁は、他の部分よりも熱伝導度が良い異種材部を含み、
　前記異種材部は前記バスバーと接触している電気接続箱。
　前記異種材部は、前記他の部分よりも厚く、かつ前記他の部分よりも高弾性である請求項１に記載の電気接続箱。
　前記異種材部では、前記他の部分よりも前記収容筐体の外側に突出している外側部が突出先に向かって幅広となっている請求項１又は２に記載の電気接続箱。
　前記異種材部では、前記他の部分よりも前記収容筐体の内側に突出している内側部が突出先に向かって幅広となっている請求項１から３のいずれか一項に記載の電気接続箱。
　前記異種材部は、エラストマー、シリコン又はアクリルを含む請求項１から４のいずれか一項に記載の電気接続箱。
　前記異種材部は前記他の部分と一体形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の電気接続箱。