JP2020088086A - 回路構成体 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気的な絶縁性を保持しつつ、回路構成体の放熱性を向上させる。【解決手段】回路構成体10は、リレー12と、リレー12に接続される第1バスバー33及び第2バスバー35と、ベース部材11と、第1バスバー33に伝熱的に接触する上側第1伝熱シート48と、第2バスバーに伝熱的に接触する上側第2伝熱シート49と、上側第1伝熱シート48及び上側第2伝熱シート49に重なる絶縁板50と、絶縁板50に伝熱的に接触する下側第1伝熱シート53及び下側第2伝熱シート54と、下側第1伝熱シート53及び下側第2伝熱シート54に重なる放熱部材55と、を備える。【選択図】図1
Description
本明細書に開示された技術は、発熱部品を有する回路構成体に関する。
従来、パワー回路部品を備えた電子ユニットボックスの放熱構造が知られている(特開2002−176279号公報)。この電子ユニットボックスは、収容ケース内に、パワー回路部品を備えた電子ユニットが収容されてなる。電子ユニットにはバスバーが接続されている。バスバーは、絶縁性の熱伝導シートを介して放熱板と一体化されている。放熱板の端部は収容ケースに連結されている。これにより、パワー回路部品で発生した熱は、バスバー、熱伝導シート、放熱板、収容ケースの順に伝達され、収容ケースから外部に放熱されるようになっている。
従来技術によると、放熱板を金属で構成した場合、熱伝導シートのみによって、バスバーと放熱板とを電気的に絶縁することになる。近時、電気自動車やハイブリッド車等において、比較的に大きな電流がパワー回路部品に流されるようになっている。このため、たった1枚の熱伝導シートでは、バスバーと放熱板とを電気的に絶縁することが困難であるという問題が生じる。
本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電気的な絶縁性を保持しつつ、回路構成体の放熱性を向上させることを目的とする。
本明細書に記載された回路構成体は、通電により発熱する発熱部品と、前記発熱部品に電気的に接続される電気的接続部を有すると共に前記電気的接続部と異なる位置に伝熱的接続部を有するバスバーと、上面と下面とを有して前記上面に前記発熱部品が装着される装着部を有し、且つ、前記上面と前記下面とを貫通すると共に前記伝熱的接続部が収容される貫通孔を有するベース部材と、前記伝熱的接続部の下側に重ねられる、絶縁性の材料からなる絶縁板と、前記絶縁板の下側に重ねられる、金属製の放熱部材と、前記伝熱的接続部と前記絶縁板との間、及び、前記絶縁板と前記放熱部材との間の少なくとも一方に介在される、絶縁性の伝熱シートと、備える。
上記の構成によれば、通電時に発熱部品で発生した熱は、電気的接続部へと熱伝達され、バスバー内を伝熱的接続部へと熱伝導する。伝熱的接続部に達した熱は、伝熱シートを介在しつつ、絶縁板から放熱部材へと熱伝達される。これにより、発熱部品で発生した熱が効率よく放熱部材へと移動し、放熱部材から外部へと放散される。この結果、回路構成体の放熱性が向上する。
また、発熱部品と電気的に接続されたバスバーと、金属製の放熱部材とは、絶縁性の伝熱シートと、絶縁板とにより、確実に電気的に絶縁される。これにより、
電気的な絶縁性を保持しつつ、回路構成体の放熱性を向上させることができる。
電気的な絶縁性を保持しつつ、回路構成体の放熱性を向上させることができる。
本明細書に開示された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記伝熱シートは、前記伝熱的接続部と前記絶縁板との間に介在される第1伝熱シートと、前記絶縁板と前記放熱部材との間に介在される第2伝熱シートと、を含む。
上記の構成によれば、バスバーと放熱部材との電気的な絶縁性を一層向上させることができる。
前記伝熱シートは弾性変形可能な材料からなる。
通電時には、発熱部品から発生した熱により、バスバーと、絶縁板と、放熱部材とが膨張する。金属の熱膨張率と、絶縁性の材料との熱膨張率が異なるので、バスバーと、絶縁板と、放熱部材との間に隙間が発生する虞がある。空気の熱伝導率は非常に低いので、隙間が発生すると回路構成体の放熱性が低下することが懸念される。上記の構成によれば、伝熱シートが弾性変形することにより、少なくとも伝熱シートが介在する部分において、バスバー、絶縁板、及び放熱部材の間に隙間が生じることを抑制することができる。これにより、回路構成体の放熱性を向上させることができる。
前記放熱部材は、前記絶縁板に対応する位置に、前記絶縁板に向かって突出する台座部を有する。
上記の構成によれば、台座部によって絶縁板を伝熱的接続部に向かって押圧することができるので、絶縁板と伝熱的接続部との間に隙間が形成されることを抑制することができる。これにより、回路構成体の放熱性を向上させることができる。
前記発熱部品はリレーであり、前記リレーは電力が通電される電力端子を有し、前記電力端子に前記バスバーの前記電気的接続部が接続される。
リレーに通電された場合、電力が通電される電力端子からの発熱が比較的に大きい。このため、電力端子に接続されるバスバーに伝熱的接続部を設けることにより、リレーから効率よく熱を移動させることができるので、回路構成体の放熱性を向上させることができる。
本明細書に記載された技術によれば、電気的な絶縁性を保持しつつ、回路構成体の放熱性を向上させることができる。
<実施形態1>
本明細書に開示された技術を回路構成体10に適用した実施形態1について、図1から図6を参照しつつ説明する。回路構成体10は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両(図示せず)に搭載され、バッテリ等の電源(図示せず)からモータ等の負荷(図示せず)への電力の供給、制御を行う。回路構成体10は、任意の向きで配置することができるが、以下では、Z方向を上方、Y方向を前方、X方向を左方として説明する。また、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。
本明細書に開示された技術を回路構成体10に適用した実施形態1について、図1から図6を参照しつつ説明する。回路構成体10は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両(図示せず)に搭載され、バッテリ等の電源(図示せず)からモータ等の負荷(図示せず)への電力の供給、制御を行う。回路構成体10は、任意の向きで配置することができるが、以下では、Z方向を上方、Y方向を前方、X方向を左方として説明する。また、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。
図1に示すように、回路構成体10は、ベース部材11と、ベース部材11に配設されたリレー12(発熱部品の一例)、ヒューズ13等の電子部品と、を備える。
ベース部材11
ベース部材11は、絶縁性の合成樹脂を所定の形状に射出成型してなる。ベース部材11を構成する合成樹脂は、ガラスファイバー等のフィラーを含んでいてもよい。図4に示すように、ベース部材11は、全体として上下方向に扁平な板状をなしており、上面11Aと、下面11Bとを有する。本実施形態においては、ベース部材11の外形状は、上方から見て、長方形の左前隅が切り欠かれた、概ね五角形状をなしている。なお、ベース部材11の外形状は本実施形態の形状に限定されない。
ベース部材11は、絶縁性の合成樹脂を所定の形状に射出成型してなる。ベース部材11を構成する合成樹脂は、ガラスファイバー等のフィラーを含んでいてもよい。図4に示すように、ベース部材11は、全体として上下方向に扁平な板状をなしており、上面11Aと、下面11Bとを有する。本実施形態においては、ベース部材11の外形状は、上方から見て、長方形の左前隅が切り欠かれた、概ね五角形状をなしている。なお、ベース部材11の外形状は本実施形態の形状に限定されない。
図2及び図3に示すように、ベース部材11の四隅には、円筒形状をなす金属製のカラー14が配設されている。カラー14は、インサート成形、圧入等の公知の手法によりベース部材11に配設される。カラー14の内部には、ボルト15が挿通されるようになっている。
ベース部材11の上面11Aには、前後方向について後部寄りの位置に、上方に突出する複数(本実施形態では2つ)の第1端子台16が形成されている。第1端子台16は、直方体形状をなしている。第1端子台16の上面には、ナット17が、インサート成形、圧入等の公知の手法により配設されている(図1参照)。
ベース部材11の上面11Aには、前後方向について前部寄りの位置に、上方に突出する複数(本実施形態では2つ)の第2端子台18が形成されている。第2端子台18は、第1端子台16よりも上下方向の高さ寸法が小さく、また、左右方向の幅寸法も小さく設定されている。第2端子台18の前側面には、ナット19が、インサート成形、圧入等の公知の手法により、配設されている(図1参照)。
ベース部材11のうち、左後端部寄りの位置には、ベース部材11を上下方向に貫通する第1貫通孔20(貫通孔の一例)が形成されている。更にベース部材11には、第1貫通孔20の前方に、ベース部材11を上下方向に貫通する第2貫通孔21(貫通孔の一例)が形成されている。第1貫通孔20は上方から見て長方形状をなしている。第2貫通孔21は、上方から見て、長方形の左前隅が切り欠かれた形状をなしている。
ベース部材11のうち、前端部寄りの位置には、上下方向にベース部材11を貫通すると共に、ヒューズ13が装着されるヒューズ装着孔22が形成されている。ヒューズ装着孔22は、上方から見て長方形状をなしており、後述するヒューズ13の外形状と同じか、やや大きく形成されている。ヒューズ装着孔22の左右方向について外側の位置には、それぞれ、上記した第2端子台18が設けられている。
ベース部材11には、前後方向及び左右方向の略中央付近に、下方に陥没して形成されると共に、リレー12が装着されるリレー装着部23(装着部の一例)が形成されている。リレー装着部23は上方から見て長方形状をなしており、リレー12の外形状よりもやや大きく形成されている。リレー装着部23の左前隅と、右後隅は前後方向に陥没された凹部24とされている。凹部24内には、ナット25がインサート成形、圧入等の公知の手法により配設されている(図1参照)。
リレー12
図1に示すように、リレー12は、直方体形状のケース26の内部に図示しない接点部及びコイル部を有する、いわゆる機械式のものである。ケース26の左側面には、後側に設けられた第1電力端子27と、前側に設けられた第2電力端子28とが前後方向に並んで設けられている。第1電力端子27と第2電力端子28に電流を流すことにより、接点部で熱が発生し、第1電力端子27及び第2電力端子28に熱伝導されるようになっている。第1電力端子27及び第2電力端子28には、それぞれ、左右方向に延びるネジ孔29が形成されている。
図1に示すように、リレー12は、直方体形状のケース26の内部に図示しない接点部及びコイル部を有する、いわゆる機械式のものである。ケース26の左側面には、後側に設けられた第1電力端子27と、前側に設けられた第2電力端子28とが前後方向に並んで設けられている。第1電力端子27と第2電力端子28に電流を流すことにより、接点部で熱が発生し、第1電力端子27及び第2電力端子28に熱伝導されるようになっている。第1電力端子27及び第2電力端子28には、それぞれ、左右方向に延びるネジ孔29が形成されている。
図1に示すように、ケース26の前側面の左端部と、ケース26の後側面の右端部には、上方から見て矩形状をなす固定凸部30が突出されている。固定凸部30には上下方向に挿通孔31が形成されている。ベース部材11のリレー装着部23内にリレー12が収容された状態で、挿通孔31内にネジ32が挿通され、凹部24のナット25にネジ32が螺合されることにより、リレー12がベース部材11に固定されるようになっている。
第1電力端子27には第1バスバー33(バスバーの一例)が、ネジ41をネジ孔29に螺合することにより固定されている。また、第2電力端子28には、第2バスバー35(バスバーの一例)が、ネジ41をネジ孔29に螺合することにより固定されている。第1バスバー33、及び第2バスバー35は、金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。第1バスバー33、及び第2バスバー35を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の熱伝導性が高く、電気抵抗の低い金属を適宜に選択することができる。
ヒューズ13
図1に示すように、ヒューズ13は、直方体形状をなしている。ヒューズ13の右側面、及び左側面からは、それぞれ、リード端子36が、左右方向の外方に突出して形成されている。リード端子36は金属板材からなる。リード端子36には、前後方向に貫通する挿通孔37が形成されている。各リード端子36は、それぞれ、左右方向に並ぶ2つの第2端子台18の前側面に重なるようになっている。
図1に示すように、ヒューズ13は、直方体形状をなしている。ヒューズ13の右側面、及び左側面からは、それぞれ、リード端子36が、左右方向の外方に突出して形成されている。リード端子36は金属板材からなる。リード端子36には、前後方向に貫通する挿通孔37が形成されている。各リード端子36は、それぞれ、左右方向に並ぶ2つの第2端子台18の前側面に重なるようになっている。
第1バスバー33
図1及び図2に示すように、第1バスバー33は、左右方向に延びると共に、前後方向から見てクランク状に屈曲して形成されている。第1バスバー33は、第1端子台16の上面に載置される外部接続部38と、外部接続部38の左端部から下方に延びる第1電気的接続部39(電気的接続部の一例)と、第1電気的接続部39の下端部から左方に延びる第1伝熱的接続部40(伝熱的接続部の一例)と、を備える。
図1及び図2に示すように、第1バスバー33は、左右方向に延びると共に、前後方向から見てクランク状に屈曲して形成されている。第1バスバー33は、第1端子台16の上面に載置される外部接続部38と、外部接続部38の左端部から下方に延びる第1電気的接続部39(電気的接続部の一例)と、第1電気的接続部39の下端部から左方に延びる第1伝熱的接続部40(伝熱的接続部の一例)と、を備える。
外部接続部38は上方から見て長方形状をなしており、第1端子台16の上面よりも大きく形成されている。第1端子台16の上面に、外部接続部38と、図示しない外部回路端子とが重ねられた状態で、図示しないネジが第1端子台16のナット17に螺合されることにより、外部接続部38と外部回路端子とが電気的に接続されるようになっている。
第1電気的接続部39は左方から見て概ね長方形状をなしている。第1電気的接続部39は、第1電力端子27に左方から重ねられた状態で、ネジ41が第1電力端子27のネジ孔29に螺合されることにより、第1電力端子27に固定される。これにより第1電気的接続部39とリレー12とが電気的に接続される。
第1伝熱的接続部40は、上方から見て長方形状をなしている。第1伝熱的接続部40の外形状は、第1貫通孔20の内面より、やや小さく形成されている。これにより、第1伝熱的接続部40は、第1貫通孔20内に上方から収容可能になっている。
第2バスバー35
図1及び図2に示すように、第2バスバー35は、上下方向及び左右方向に延びるがヒューズ接続部42と、ヒューズ接続部42の左端部から後方に屈曲して延びる第2電気的接続部43(電気的接続部の一例)と、第2電気的接続部43の下端部から左方に屈曲して延びる第2伝熱的接続部44(伝熱的接続部の一例)と、を備える。
図1及び図2に示すように、第2バスバー35は、上下方向及び左右方向に延びるがヒューズ接続部42と、ヒューズ接続部42の左端部から後方に屈曲して延びる第2電気的接続部43(電気的接続部の一例)と、第2電気的接続部43の下端部から左方に屈曲して延びる第2伝熱的接続部44(伝熱的接続部の一例)と、を備える。
第2バスバー35のヒューズ接続部42は前後方向から見て上下に細長い長方形状をなしている。ヒューズ接続部42は、左側の第2端子台18の前側面に、ヒューズ13から左方に突出したリード端子36と重ねられた状態で、ネジ41により固定されるようになっている。これにより、第2バスバー35とヒューズ13とが電気的に接続されるようになっている。
第2電気的接続部43は、左右方向から見て概ね長方形状をなしている。第2電気的接続部43は、第2電力端子28に左方から重ねられた状態で、ネジ41が第2電力端子28のネジ孔29に螺合されることにより、第2電力端子28に固定される。これにより第2電気的接続部43とリレー12とが電気的に接続される。
第2伝熱的接続部44は、上方から見て、長方形の左前隅部が切り欠かれた形状をなしている。第2伝熱的接続部44の外形状は、第2貫通孔21の内面より、やや小さく形成されている。これにより、第2伝熱的接続部44は、第2貫通孔21に上方から収容可能になっている。
第3バスバー45
図1及び図2に示すように、ベース部材11の右側に設けられた第1端子台16と、ベース部材11の右側に設けられた第2端子台18とは、第3バスバー45によって電気的に接続されている。第3バスバー45は、左右方向から見てL字状に屈曲した金属板材からなる。第3バスバー45を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の熱伝導性が高く、電気抵抗の低い金属を適宜に選択することができる。
図1及び図2に示すように、ベース部材11の右側に設けられた第1端子台16と、ベース部材11の右側に設けられた第2端子台18とは、第3バスバー45によって電気的に接続されている。第3バスバー45は、左右方向から見てL字状に屈曲した金属板材からなる。第3バスバー45を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の熱伝導性が高く、電気抵抗の低い金属を適宜に選択することができる。
第3バスバー45は、第2端子台18の前側面に沿うように配されたヒューズ接続部46と、ヒューズ接続部46の上端部から後方に延びて第1端子台16の上面に沿うように配された外部接続部47と、を有する。
外部接続部47は、上方から見て長方形状をなしている。外部接続部47は、ベース部材11の右側に設けられた第1端子台16の上面に、図示しない外部回路端子と重ねられた状態で、図示しないネジが第1端子台16のナット17に螺合されることにより、外部回路端子と電気的に接続されるようになっている。
第3バスバー45のヒューズ接続部46は、ベース部材11の右側に設けられた第2端子台18の前側面に、ヒューズ13から右方に突出したリード端子36と重ねられた状態で、ネジが第2端子台18のナット19に螺合されることにより固定されるようになっている。これにより、第3バスバー45とヒューズ13とが電気的に接続されるようになっている。
上側第1伝熱シート48、及び上側第2伝熱シート49
図1及び図5に示すように、第1伝熱的接続部40の下側には、上側第1伝熱シート48(伝熱シートの一例)が積層されている。上側第1伝熱シート48は上下方向に扁平なシート状をなしており、空気よりも熱伝導率の大きな合成樹脂からなる。上側第1伝熱シート48の形状は、第1伝熱的接続部40の形状と略同じに設定されている。上側第1伝熱シート48は弾性変形可能になっており、上下方向に加えられる力に応じて、厚さ寸法が変化できるようになっている。
図1及び図5に示すように、第1伝熱的接続部40の下側には、上側第1伝熱シート48(伝熱シートの一例)が積層されている。上側第1伝熱シート48は上下方向に扁平なシート状をなしており、空気よりも熱伝導率の大きな合成樹脂からなる。上側第1伝熱シート48の形状は、第1伝熱的接続部40の形状と略同じに設定されている。上側第1伝熱シート48は弾性変形可能になっており、上下方向に加えられる力に応じて、厚さ寸法が変化できるようになっている。
図1に示すように、第2伝熱的接続部44の下側には、上側第2伝熱シート49(伝熱シートの一例)が積層されている。上側第2伝熱シート49の形状は、第2伝熱的接続部44の形状と略同じに設定されている。上側第2伝熱シート49は上下方向に扁平なシート状をなしており、空気よりも熱伝導率の大きな合成樹脂からなる。上側第2伝熱シート49は弾性変形可能になっており、上下方向に加えられる力に応じて、厚さ寸法が変化できるようになっている。上側第1伝熱シート48の厚さ寸法と、上側第2伝熱シート49の厚さ寸法は、実質的に同じに設定されている。実質的に同じとは、同じ場合を含み、且つ、同じでない場合でもほぼ同じと認められる場合も含む。
絶縁板50
図5に示すように、ベース部材11の下方には、絶縁性の合成樹脂製の絶縁板50が配されている。絶縁板50の外形状は、概ねベース部材11の外形状に倣っている。絶縁板50の四隅部は、カラー14との干渉を避けるために切り欠かれている。
図5に示すように、ベース部材11の下方には、絶縁性の合成樹脂製の絶縁板50が配されている。絶縁板50の外形状は、概ねベース部材11の外形状に倣っている。絶縁板50の四隅部は、カラー14との干渉を避けるために切り欠かれている。
図1に示すように、絶縁板50には、ベース部材11の凹部24に対応する位置に、上下に貫通する貫通孔51が形成されている。また、絶縁板50には、ベース部材11のヒューズ装着孔22に対応する位置に、上下方向に貫通するヒューズ貫通孔52が形成されている。ヒューズ貫通孔52の内形状は、ヒューズ13の外形状よりもやや大きく形成されている。
下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54
図1に示すように、絶縁板50の下面には、上側第1伝熱シート48に対応する位置に下側第1伝熱シート53(伝熱シートの一例)が積層されており、上側第2伝熱シート49に対応する位置に下側第2伝熱シート54(伝熱シートの一例)が積層されている。下側第1伝熱シート53は、上側第1伝熱シート48と同じ材料からなると共に、同じ形状に形成されている。また、下側第2伝熱シート54は、上側第2伝熱シート49と同じ材料からなると共に、同じ形状に形成されている。下側第1伝熱シート53及び下側第2伝熱シート54につき、上側第1伝熱シート48及び下側第2伝熱シート54と重複する説明は省略する。
図1に示すように、絶縁板50の下面には、上側第1伝熱シート48に対応する位置に下側第1伝熱シート53(伝熱シートの一例)が積層されており、上側第2伝熱シート49に対応する位置に下側第2伝熱シート54(伝熱シートの一例)が積層されている。下側第1伝熱シート53は、上側第1伝熱シート48と同じ材料からなると共に、同じ形状に形成されている。また、下側第2伝熱シート54は、上側第2伝熱シート49と同じ材料からなると共に、同じ形状に形成されている。下側第1伝熱シート53及び下側第2伝熱シート54につき、上側第1伝熱シート48及び下側第2伝熱シート54と重複する説明は省略する。
放熱部材55
図1に示すように、絶縁板50の下方には、金属製の放熱部材55が配されている。放熱部材55を構成する金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等、必要に応じて任意の金属を選択することができる。本実施形態においては、放熱部材55はアルミニウム又はアルミニウム合金により形成されている。放熱部材55は、鋳造、切削加工、プレス加工等、公知の手法により所定の形状に形成することができる。放熱部材55の外形状は、ベース部材11の外形状と略同じに形成されており、長方形状のうち左前隅が切り欠かれた形状をなしている。放熱部材55の四隅には上下方向に貫通するネジ孔56が形成されており、ボルト15が螺合されるようになっている。ボルト15がネジ孔56に螺合されることにより、ベース部材11と、放熱部材55とが一体に固定されるようになっている。
図1に示すように、絶縁板50の下方には、金属製の放熱部材55が配されている。放熱部材55を構成する金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等、必要に応じて任意の金属を選択することができる。本実施形態においては、放熱部材55はアルミニウム又はアルミニウム合金により形成されている。放熱部材55は、鋳造、切削加工、プレス加工等、公知の手法により所定の形状に形成することができる。放熱部材55の外形状は、ベース部材11の外形状と略同じに形成されており、長方形状のうち左前隅が切り欠かれた形状をなしている。放熱部材55の四隅には上下方向に貫通するネジ孔56が形成されており、ボルト15が螺合されるようになっている。ボルト15がネジ孔56に螺合されることにより、ベース部材11と、放熱部材55とが一体に固定されるようになっている。
第1台座部57
図1及び図5に示すように、放熱部材55の上面には、下側第1伝熱シート53の下方の位置に、下側第1伝熱シート53が載置される第1台座部57(台座部の一例)が、上方に突出して形成されている。上方から見て、第1台座部57の形状は、下側第1伝熱シート53の外形状と実質的に同じに形成されている。実質的に同じとは、第1台座部57の形状と下側第1伝熱シート53の形状とが同じ場合を含み、且つ、同じでない場合でも実質的に同じと認められる場合も含む。
図1及び図5に示すように、放熱部材55の上面には、下側第1伝熱シート53の下方の位置に、下側第1伝熱シート53が載置される第1台座部57(台座部の一例)が、上方に突出して形成されている。上方から見て、第1台座部57の形状は、下側第1伝熱シート53の外形状と実質的に同じに形成されている。実質的に同じとは、第1台座部57の形状と下側第1伝熱シート53の形状とが同じ場合を含み、且つ、同じでない場合でも実質的に同じと認められる場合も含む。
第2台座部58
図1に示すように、放熱部材55の上面には、下側第2伝熱シート54の下方の位置に、下側第2伝熱シート54が載置される第2台座部58が、上方に突出して形成されている。上方から見て、第2台座部58の形状は、下側第2伝熱シート54の外形状と実質的に同じに形成されている。実質的に同じとは、第2台座部58の形状と下側第2伝熱シート54の形状とが同じ場合を含み、且つ、同じでない場合でも実質的に同じと認められる場合も含む。
図1に示すように、放熱部材55の上面には、下側第2伝熱シート54の下方の位置に、下側第2伝熱シート54が載置される第2台座部58が、上方に突出して形成されている。上方から見て、第2台座部58の形状は、下側第2伝熱シート54の外形状と実質的に同じに形成されている。実質的に同じとは、第2台座部58の形状と下側第2伝熱シート54の形状とが同じ場合を含み、且つ、同じでない場合でも実質的に同じと認められる場合も含む。
回路構成体10の組み付け工程
続いて、回路構成体10の組み付け工程の一例について説明する。回路構成体10の組み付け工程は、以下の記載に限定されない。
続いて、回路構成体10の組み付け工程の一例について説明する。回路構成体10の組み付け工程は、以下の記載に限定されない。
合成樹脂材を射出成型することにより、ベース部材11を所定の形状に形成する。ベース部材11に、ナット17、カラー14等を組み付ける。
ベース部材11に、上方からヒューズ13、及びリレー12を載置する。リレー12をネジ32でベース部材11に固定する。続いて、ベース部材11の所定の位置に、上方から、第1バスバー33、第2バスバー35、及び第3バスバー45を組み付ける。ネジ41により、ベース部材11及びリレー12に、ヒューズ13、第1バスバー33、第2バスバー35、及び第3バスバー45を固定する。
上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54を、トムソン型等の公知の手法により所定の形状に切り出す。合成樹脂材を射出成型することにより、絶縁板50を所定の形状に形成する。
アルミニウム又はアルミニウム合金をアルミダイキャスト等の公知の手法により所定の形状に形成することにより、放熱部材55を形成する。放熱部材55の第1台座部57の上面に下側第1伝熱シート53を載置し、第2台座部58の上面に下側第2伝熱シート54を載置する。下側第1伝熱シート53及び下側第2伝熱シート54が載置された放熱部材55の上に、絶縁板50を重ねる。
絶縁板50の上面に、上側第1伝熱シート48及び上側第2伝熱シート49を重ねる。続いて、絶縁板50の上にベース部材11を重ねる。このとき、上側第1伝熱シート48の上に第1伝熱的接続部40が重なると共に、上側第2伝熱シート49の上に第2伝熱的接続部44が重なるようにする。
ボルト15を放熱部材55のネジ孔29に螺合する前の状態においては、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54は自然状態にある(図4参照)。
図5及び図6に示すように、ボルト15を放熱部材55のネジ孔29に螺合する。これにより、ベース部材11が放熱部材55に固定される。この結果、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54は上下方向について圧縮される方向の力を受ける。これにより、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54は上下方向について弾性変形する。図5には、上下方向に圧縮された上側第1伝熱シート48と、自然状態の下側第1伝熱シート53とを示す。
ボルト15がネジ孔56に螺合されることにより、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54が上下方向について圧縮される。これにより、上側第1伝熱シート48は第1伝熱的接続部40及び絶縁板50と密着し、上側第2伝熱シート49は第2伝熱的接続部44及び絶縁板50と密着し、下側第1伝熱シート53は絶縁板50及び第1台座部57と密着し、下側第2伝熱シート54は絶縁板50及び第2台座部58と密着する。
これにより、リレー12と、放熱部材55とが、第1バスバー33、第2バスバー35、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、絶縁板50、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54を介して、伝熱的に接続される(図6参照)。上記のようにして回路構成体10が完成する。
続いて、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態によれば、通電時にリレー12の接点部で発生した熱は、第1電力端子27及び第2電力端子28へ伝達される。第1電力端子27に達した熱は、第1バスバー33の第1電気的接続部39へと伝達され、第1バスバー33内を第1伝熱的接続部40へと熱伝導する。第1伝熱的接続部40に達した熱は、上側第1伝熱シート48を介して、絶縁板50へ熱伝達され、更に下側第1伝熱シート53を介して放熱部材55へと熱伝達される。第2電力端子28に達した熱も同様に、第2バスバー35の第2電気的接続部43、第2伝熱的接続部44、上側第2伝熱シート49、絶縁板50、下側第2伝熱シート54、放熱部材55へと熱伝達される。これにより、リレー12で発生した熱が効率よく放熱部材55へと移動し、放熱部材55から外部へと放散される。この結果、回路構成体10の放熱性が向上する。
また、リレー12と電気的に接続された第1バスバー33及び第2バスバー35と、金属製の放熱部材55とは、絶縁性の上側第1伝熱シート48及び上側第2伝熱シート49と、絶縁板50と、下側第1伝熱シート53及び下側第2伝熱シート54とにより、確実に電気的に絶縁される。これにより、電気的な絶縁性を保持しつつ、回路構成体10の放熱性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54は弾性変形可能な材料からなる。
通電時には、リレー12から発生した熱により、第1バスバー33及び第2バスバー35と、絶縁板50と、放熱部材55とが膨張する。金属の熱膨張率と、絶縁性の材料との熱膨張率が異なるので、第1バスバー33及び第2バスバー35と、絶縁板50と、放熱部材55との間に隙間が発生する虞がある。空気の熱伝導率は非常に低いので、隙間が発生すると回路構成体10の放熱性が低下することが懸念される。上記の構成によれば、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54が弾性変形又は復帰変形することにより、少なくとも上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54が介在する部分において、第1バスバー33及び第2バスバー35、絶縁板50、及び放熱部材55の間に隙間が生じることを抑制することができる。これにより、回路構成体10の放熱性を向上させることができる。
また、リレー12がオン又はオフされる際に、接点部で発生する切替音を、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54が弾性変形することにより、吸収することができる。これにより、回路構成体10の静音性を向上させることができる。
また、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54が弾性変形することにより、車両からリレー12に伝達される振動を吸収することができる。車両の電源に接続される電力用のリレー12は比較的に大型になるので、本願明細書に記載された技術は特に効果的である。
また、上側第1伝熱シート48、上側第2伝熱シート49、下側第1伝熱シート53、及び下側第2伝熱シート54が弾性変形又は復帰変形することにより、ベース部材11、絶縁板50、放熱部材55の公差に対応することができる。
また、本実施形態によれば、放熱部材55は、絶縁板50に対応する位置に、絶縁板50に向かって突出する第1台座部57、及び第2台座部58を有する。
上記の構成によれば、絶縁板50を、第1台座部57によって第1伝熱的接続部40に向かって押圧することができると共に、第2台座部58によって第2伝熱的接続部44に向かって押圧することができる。これにより、絶縁板50と、第1伝熱的接続部40及び第2伝熱的接続部44との間に隙間が形成されることを抑制することができる。これにより、回路構成体10の放熱性を向上させることができる。
本実施形態によれば、絶縁板50は、絶縁性の合成樹脂材からなる。
上記の構成によれば、絶縁板50の形状を、第1伝熱的接続部40及び第2伝熱的接続部44の形状に対応するように容易に形成することができる。これにより、第1伝熱的接続部40、及び第2伝熱的接続部44から絶縁板50へと効率よく熱伝達することができるので、回路構成体10の放熱性を向上させることができる。
<他の実施形態>
本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
(1)伝熱シートは、伝熱的接続部と絶縁板との間のみに介在される構成としてもよく、また、絶縁板と放熱部材との間にのみ介在される構成としてもよい。
(2)本実施形態においては、放熱部材には台座部が形成される構成としたが、これに限られず、台座部は省略してもよい。また、放熱部材のうち伝熱シートが載置される部分を陥没させる構成としてもよい。
(3)本実施形態においては、リレーの電力端子にバスバーが接続される構成としたが、これに限られず、リレーのコイル端子にバスバーが接続される構成としてもよい。
(4)伝熱シートは、粘着性を有していてもよいし、また、粘着性を有していなくてもよい。伝熱シートが粘着性を有している場合には、バスバーと絶縁板との密着性、又は、絶縁板と放熱部材との密着性を更に向上させることができる。
(5)放熱部材の形状は板状に限られず、例えば、上方に開口してベース部材を収容可能な箱状であってもよい。また、放熱部材は、回路構成体を他の部材に取り付けるためのブラケットであってもよい。
(6)発熱部品は機械式のリレーに限られず、半導体リレー、コンデンサ、ダイオード等、任意の電子部品としてもよい。
(7)バスバーに設けられた伝熱的接続部の形状は必要に応じて任意の形状とすることができる。伝熱シートの形状は任意であって、伝熱的接続部の形状と同じでもよいし、また、異なっていてもよい。放熱部材に設けられた台座部の形状は任意であって、伝熱シートの形状と同じでもよいし、また、異なっていてもよい。
10:回路構成体
11:ベース部材
11A:上面
11B:下面
12:リレー(発熱部品の一例)
20:第1貫通孔
21:第2貫通孔
23:リレー装着部
27:第1電力端子
28:第2電力端子
33:第1バスバー
35:第2バスバー
39:第1電気的接続部
40:第1伝熱的接続部
43:第2電気的接続部
44:第2伝熱的接続部
48:上側第1伝熱シート
49:上側第2伝熱シート
50:絶縁板
53:下側第1伝熱シート
54:下側第2伝熱シート
55:放熱部材
57:第1台座部
58:第2台座部
11:ベース部材
11A:上面
11B:下面
12:リレー(発熱部品の一例)
20:第1貫通孔
21:第2貫通孔
23:リレー装着部
27:第1電力端子
28:第2電力端子
33:第1バスバー
35:第2バスバー
39:第1電気的接続部
40:第1伝熱的接続部
43:第2電気的接続部
44:第2伝熱的接続部
48:上側第1伝熱シート
49:上側第2伝熱シート
50:絶縁板
53:下側第1伝熱シート
54:下側第2伝熱シート
55:放熱部材
57:第1台座部
58:第2台座部
Claims (5)
- 通電により発熱する発熱部品と、
前記発熱部品に電気的に接続される電気的接続部を有すると共に前記電気的接続部と異なる位置に伝熱的接続部を有するバスバーと、
上面及び下面を有して前記上面に前記発熱部品が装着される装着部を有し、且つ、前記上面と前記下面とを貫通すると共に前記伝熱的接続部が収容される貫通孔を有するベース部材と、
前記伝熱的接続部の下側に重ねられる、絶縁性の材料からなる絶縁板と、
前記絶縁板の下側に重ねられる、金属製の放熱部材と、
前記伝熱的接続部と前記絶縁板との間、及び、前記絶縁板と前記放熱部材との間の少なくとも一方に介在される、絶縁性の伝熱シートと、
を備えた回路構成体。 - 前記伝熱シートは、前記伝熱的接続部と前記絶縁板との間に介在される第1伝熱シートと、前記絶縁板と前記放熱部材との間に介在される第2伝熱シートと、を含む、請求項1に記載の回路構成体。
- 前記伝熱シートは弾性変形可能な材料からなる請求項1または請求項2に記載の回路構成体。
- 前記放熱部材は、前記絶縁板に対応する位置に、前記絶縁板に向かって突出する台座部を有する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の回路構成体。
- 前記発熱部品はリレーであり、前記リレーは電力が通電される電力端子を有し、前記電力端子に前記バスバーの前記電気的接続部が接続される、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の回路構成体。
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2019
- 2019-10-31 WO PCT/JP2019/042820 patent/WO2020105391A1/ja active Application Filing
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