JP2020107847A

JP2020107847A - 電子モジュール

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Publication number: JP2020107847A
Application number: JP2018248151A
Authority: JP
Inventors: 和也小牧; Kazuya KOMAKI
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-07-09
Also published as: CN113170599A; US20220078947A1; US11832424B2; WO2020137493A1

Abstract

【課題】公差又は誤差が発生した場合であっても、バスバーと伝熱シートとの接触を確保できる電子モジュールを提供する。【解決手段】リレー１０を収容する収容筐体を備える電子モジュール１００において、前記収容筐体の一壁部５２１の内側面に載置される伝熱シート１２と、リレー１０に接続され、一部が伝熱シート１２に接触されるバスバー１１と、バスバー１１を伝熱シート１２に押し付ける押圧部１３とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、電子部品を収容する電子モジュールに関する。

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子モジュールが搭載されている。

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に兼用でき、リレーの放熱性を向上できる電源装置が開示されている。

特開２０１４−７９０９３号公報

特許文献１の電源装置では、電子部品（リレー）に接続されたバスバーの一部が伝熱シートを介してシャーシに接触しており、電子部品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り放熱される。

しかし、電子部品又はバスバーの寸法に設計上の公差又は誤差が発生した場合は、バスバーと伝熱シートとの接触が解除されるという問題がある。特許文献１の電源装置はこのような問題を解決できない。

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、電子部品又はバスバーの寸法に設計上の公差又は製造上の誤差が発生した場合であっても、バスバーと伝熱シートとの接触を確保できる電子モジュールを提供することにある。

本開示の一態様に係る（独立請求項）は、電子部品を収容する収容筐体を備える電子モジュールにおいて、前記収容筐体の一壁部の内側面に載置される伝熱シートと、前記電子部品に接続され、一部が前記伝熱シートに接触されるバスバーと、前記バスバーを前記伝熱シートに押し付ける押圧部とを備える。

本開示の一態様によれば、電子部品又はバスバーの寸法に設計上の公差又は製造上の誤差が発生した場合であっても、バスバーと伝熱シートとの接触を確保できる。

本実施形態に係る電子モジュールを示す斜視図である。本実施形態に係る電子モジュールにおいて、アッパーケースを省いた状態を示す斜視図である。本実施形態に係る電子モジュールにおいて、ロウアーケースを省いた状態を示す図である。本実施形態に係る電子モジュールにおいて、ロウアーケース及び伝熱シートを省いた状態を示す図である。本実施形態に係る電子モジュールにおいて、ロウアーケース、伝熱シート及びバスバーを省いた状態を示す図である。図４のＶI−ＶI線による断面図である。図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線による断面図である。図７の破線円の部分を拡大して示す拡大図である。

［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子モジュールは、電子部品を収容する収容筐体を備える電子モジュールにおいて、前記収容筐体の一壁部の内側面に載置される伝熱シートと、前記電子部品に接続され、一部が前記伝熱シートに接触されるバスバーと、前記バスバーを前記伝熱シートに押し付ける押圧部とを備える。

本態様にあっては、前記押圧部が前記バスバーを前記伝熱シートに押し付けて強制的接触させる。従って、設計上の公差又は製造上の誤差が発生した場合であっても、前記バスバーと前記伝熱シートとの接触を確保でき、前記電子部品で発生する熱が安定的に放熱される。

（２）本開示の一態様に係る電子モジュールは、前記押圧部は前記収容筐体と一体形成されている。

本態様にあっては、前記押圧部は前記収容筐体と一体形成されているので、前記押圧部を設けるために別の工程を設ける必要がない。従って、前記電子モジュールの製造工程を短縮化できる。

（３）本開示の一態様に係る電子モジュールは、前記押圧部は前記バスバーの複数箇所を押す。

本態様にあっては、前記押圧部は前記バスバーの複数箇所を押す。即ち、前記押圧部は所定の範囲にて前記バスバーを前記伝熱シートに押し付ける。従って、前記バスバーと前記伝熱シートとの接触を確実に維持できる。

（４）本開示の一態様に係る電子モジュールは、前記押圧部は、前記バスバーと接する接触面に複数の開口を有する中空体を含む。

本態様にあっては、前記押圧部が前記バスバーと接する接触面に複数の開口を有する中空体を含む。従って、前記押圧部が所定の範囲にて前記バスバーを前記伝熱シートに押し付けることができると共に、前記電子モジュールの軽量化を図ることができる。

（５）本開示の一態様に係る電子モジュールは、前記電子部品は前記一壁部と対向する一面に前記バスバーが接続される端子を有し、抜け止め頭部を有し、前記バスバーに形成された貫通孔に挿通され、前記バスバーを前記端子に接触させる接触ピン部材を備え、前記伝熱シートの一部は前記抜け止め頭部と前記一壁部との間に介在されている。

本態様にあっては、前記バスバーの一部及び前記抜け止め頭部と、前記一壁部との間に、前記伝熱シートが介在されている。従って、前記電子部品に熱が発生した場合、斯かる熱は、前記接触ピン部材及び前記伝熱シートを介して前記収容筐体の一壁部に伝導されて放熱される。また、斯かる熱は、前記バスバー及び前記伝熱シートを介して前記収容筐体の一壁部に伝導されて放熱される。

[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子モジュールを、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子モジュールを例として本実施形態を説明する。

図１は、本実施形態に係る電子モジュール１００を示す斜視図である。電子モジュール１００は、電子部品を収容する収容筐体５０を備える。収容筐体５０は、リレー１０が載置されるロウアーケース５２と、ロウアーケース５２を覆うアッパーケース５１とからなる。

図２は、本実施形態に係る電子モジュール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る。収容筐体５０は電子部品として、例えばリレー１０を収容する。
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。

電子モジュール１００は、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）の電池パックの外側に取り付けられる（図６参照）。即ち、本実施形態に係る電子モジュール１００はロウアーケース５２の底板５２１（一壁部）が電池パックと対向するように取り付けられる。より詳しくは、ロウアーケース５２の底板５２１が伝熱シートＴを介して電池パックと接している。

ロウアーケース５２の底板５２１の内側面には後述する伝熱シート１２が載置され、伝熱シート１２の一面が底板５２１の内側面と接触している。また、リレー１０に接続された、後述するバスバー１１が部分的に伝熱シート１２の他面と接触するように配置されている。

図３は、本実施形態に係る電子モジュール１００において、ロウアーケース５２を省いた状態を示す図であり、図４は、本実施形態に係る電子モジュール１００において、ロウアーケース５２及び伝熱シート１２を省いた状態を示す図であり、図５は、本実施形態に係る電子モジュール１００において、ロウアーケース５２、伝熱シート１２及びバスバー１１を省いた状態を示す図である。

即ち、図３はリレー１０とバスバー１１と伝熱シート１２との位置関係を示しており、図４はリレー１０とバスバー１１との位置関係を示している。

また、図６は、図４のＶI−ＶI線による断面図である。図６においては、説明の便宜上、電子モジュール１００が電池パックＥにおける冷却部Ｃの外側に取り付けられた場合を示す。換言すれば、電子モジュール１００において、ロウアーケース５２の底板５２１に外部からの冷却が施されている。

リレー１０は、直方体形状であり、ロウアーケース５２の底板５２１と対向する一面１０２に、バスバー１１と接続する２つの端子１０１が形成されている。各端子１０１は円筒形状をなしており、リレー１０の内部に埋設され、一端部のみが一面１０２から露出している。各端子１０１の内側面にはネジ山が形成されており、端子１０１は後述するボルト１０５と螺合する。

また、２つの端子１０１の間には、一面１０２と交差する方向に、仕切板１０３が立設されている。仕切板１０３は略矩形であり、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、その先端がロウアーケース５２の底板５２１から所定間隔離れるように設けられている。よって、振動時に仕切板１０３が底板５２１と衝突して騒音、故障等が発生することを未然に防止できる。

リレー１０は、一面１０２と反対側の他面１０４における対向する２つの縁に延設片１０６が夫々延設されている。２つの延設片１０６は、互いに対角線方向に設けられ、他面１０４の斯かる縁から延設されている。延設片１０６には貫通孔が形成されており、斯かる貫通孔及び後述する固定機構３０によって、リレー１０がアッパーケース５１に固定されている。リレー１０の固定方法についての詳細は後述する。

バスバー１１は、例えば導電性の良い金属板からなり、リレー１０の各端子１０１に夫々バスバー１１が接続されている。各バスバー１１は断面視クランク形状をなすクランク部１１１を有する。クランク部１１１は、２つの扁平板部が屈曲部によって連結されている。クランク部１１１においては、前記２つの扁平板部のうち一方の部分１１２が端子１０１と接続しており、他方の部分１１３は伝熱シート１２の他面と接触している。

クランク部１１１の一方の部分１１２には、一方の部分１１２を厚み方向に貫通する貫通孔１１４が形成されている。貫通孔１１４を介してボルト１０５（接触ピン部材）を端子１０１と螺合させることによってバスバー１１（一方の部分１１２）が端子１０１に固定される。即ち、ボルト１０５はバスバー１１側の一端に抜け止め頭部１０５Ｈを有しており、一方の部分１１２の貫通孔１１４にボルト１０５の他端を挿通させてリレー１０の端子１０１と螺合させることによって、バスバー１１が端子１０１に固定される。

本実施形態に係る電子モジュール１００はこのような構成を有することから、バスバー１１が端子１０１に丈夫に取り付けられる。即ち、電子モジュール１００が車両という常に振動にさらされる環境に使用された場合でも、リレー１０（端子１０１）とバスバー１１との接続を確実に維持することができる。

各クランク部１１１の他方の部分１１３と、ロウアーケース５２の底板５２１との間には、上述したように、伝熱シート１２が夫々介在している。伝熱シート１２は板状であり、ロウアーケース５２の底板５２１において、少なくとも、クランク部１１１の他方の部分１１３と、ボルト１０５の抜け止め頭部１０５Ｈとに対応する範囲に敷設されている。即ち、少なくとも、クランク部１１１の他方の部分１１３及びボルト１０５の抜け止め頭部１０５Ｈと、ロウアーケース５２の底板５２１との間には伝熱シート１２が介在している。

このような構成を有することから、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、リレー１０にて発生する熱はボルト１０５を介して素早く伝熱シート１２に伝導され、又はバスバー１１に伝導される。更に、斯かる熱は伝熱シート１２からロウアーケース５２の底板５２１に伝導され、底板５２１にて冷却される。また、リレー１０からバスバー１１に伝導された熱、及び、バスバー１１にて発生する熱も伝熱シート１２を介して底板５２１に伝導され、底板５２１にて冷却される。

また、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、ロウアーケース５２の底板５２１の外側に伝熱シートＴが設けられている（図６参照）。ロウアーケース５２の底板５２１の外側には、アッパーケース５１の天井板５１３及びロウアーケース５２の底板５２１の対向方向において伝熱シート１２と対向する位置に、凹部５２２が形成されている。凹部５２２は伝熱シートＴに倣う形状を有しており、伝熱シートＴは凹部５２２の内側に配置される。

即ち、ロウアーケース５２の底板５２１において熱が集中する位置には伝熱シートＴが設けられ、底板５２１と電池パックＥにおける冷却部Ｃとの間における熱移動を容易にしており、前記冷却効果を高めることができる。

更に、伝熱シートＴが凹部５２２の内側に配置されるので、他部分におけるロウアーケース５２の底板５２１と電池パックＥ（冷却部Ｃ）の外側との接触が、伝熱シートＴによって妨害されない。

且つ、リレー１０において端子１０１が設けられている一面１０２は、ロウアーケース５２の底板５２１と面しており、底板５２１に最も近い面である。従って、リレー１０で発する熱を伝熱シート１２まで伝導する伝導経路が最も短い。よって、リレー１０で発する熱を、速やかに且つ効率的に放熱することができる。

アッパーケース５１において、リレー１０が固定されている天井板５１３にはバスバー１１を伝熱シート１２に押し付ける押圧部１３が突設されている。押圧部１３は、天井板５１３と交差する方向、即ち前記対向方向に延びる枠体であり、バスバー１１におけるクランク部１１１の他方の部分１１３を伝熱シート１２側に押し付ける。例えば、押圧部１３は、アッパーケース５１と一体形成される。

押圧部１３の延び方向における寸法は、アッパーケース５１の天井板５１３とロウアーケース５２の底板５２１との間隔から、伝熱シート１２の厚み及びバスバー１１（他方の部分１１３）の厚みの和を引いた値（以下、結果値）より少し大きい。例えば、押圧部１３の延び方向における寸法は、前記結果値に、リレー１０の公差値を加えたものである。即ち、押圧部１３は、クランク部１１１の他方の部分１１３を強制的に伝熱シート１２と接続させる。

押圧部１３は、筒状（中空体）の押圧部１３Ａと、板形状の押圧部１３Ｂとを含む。押圧部１３Ａは略矩形の断面を有しており、複数の押圧部１３Ａが並設されている。各押圧部１３Ａはクランク部１１１の他方の部分１１３と接する接触面１３２に開口１３１を有しており、前記複数の押圧部１３Ａは複数の開口１３１が格子形状をなしている。

押圧部１３Ｂは一部の押圧部１３Ａの側壁の長辺側縁から延設されており、複数の屈曲部を有する。各屈曲部は、前記対向方向を軸として屈曲されている。押圧部１３Ｂは、前記対向方向における寸法が押圧部１３Ａと同じである。

図４及び図５から分かるように、押圧部１３Ａ及び押圧部１３Ｂが所定範囲に設けられており、押圧部１３Ａの接触面１３２及び押圧部１３Ｂの接触面１３２は、クランク部１１１の他方の部分１１３と複数箇所にて接する。即ち、押圧部１３Ａの接触面１３２及び押圧部１３Ｂの接触面１３２は、クランク部１１１の他方の部分１１３を複数箇所にて同時的に伝熱シート１２へ押し付ける。

このような構成を有することから、本実施形態に係る電子モジュール１００は、クランク部１１１の他方の部分１１３と伝熱シート１２との接触を確実に維持することができる。
即ち、製造上の公差又は製造上の誤差によって、前記対向方向におけるリレー１０の寸法が短くなった場合が想定される。一方、リレー１０はアッパーケース５１に固定されているので、リレー１０の前記対向方向における寸法が短くなった場合、バスバー１１の位置もアッパーケース５１側にシフトする。この場合、バスバー１１（クランク部１１１の他方の部分１１３）と伝熱シート１２との接触が解除されるおそれがある。

これに対して、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、上述したように、押圧部１３が、クランク部１１１の他方の部分１１３を伝熱シート１２に押し付けて強制的に伝熱シート１２と接続させる。従って、公差又は製造上の誤差による影響を受けず、クランク部１１１の他方の部分１１３と伝熱シート１２との接触を確実に維持することができる。

また、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、上述したように、押圧部１３Ａ及び押圧部１３Ｂが、クランク部１１１の他方の部分１１３を複数箇所にて同時的に押し付ける。従って、一層確実に、クランク部１１１の他方の部分１１３と伝熱シート１２との接触を維持できる。

更に、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、上述したように、押圧部１３Ａが筒体であるので、電子モジュール１００の軽量化を更に図ることができる。

図７は、図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線による断面図であり、図８は、図７の破線円の部分を拡大して示す拡大図である。以下、図７及び図８を用いて、リレー１０の固定機構３０について説明する。

アッパーケース５１の天井板５１３は矩形であり（図１参照）、天井板５１３の外側面には、対角線方向に２つの窪み５１２が凹設されている。各窪み５１２の底板５１１は円形であり、底板５１１の中央部には、底板５１１を内外に連通させる貫通孔５１４が形成されている。貫通孔５１４には円筒状の螺合部材１０７が挿通されている。

螺合部材１０７は、貫通孔５１４と等しい外径を有する小外径部１０７Ｓと、底板５１１と等しい外径を有する大外径部１０７Ｌとを含む。一方、小外径部１０７Ｓ及び大外径部１０７Ｌの内径は同じであり、小外径部１０７Ｓ及び大外径部１０７Ｌの内側にはネジ山（図示せず）が形成されている。リレー１０が天井板５１３に固定される場合、小外径部１０７Ｓは窪み５１２の貫通孔５１４に内嵌され、大外径部１０７Ｌは窪み５１２の内側に内嵌される。

このように、螺合部材１０７が小外径部１０７Ｓ及び大外径部１０７Ｌを有するので、径方向において大外径部１０７Ｌは小外径部１０７Ｓより突出している。従って、窪み５１２の底板５１１における貫通孔５１４の縁部が、大外径部１０７Ｌの斯かる突出部に引っ掛かる。即ち、大外径部１０７Ｌは抜け止めの役割をなす。

また、上述したように、リレー１０の他面１０４には、対向する２つの縁に延設片１０６が夫々延設されている。延設片１０６には、延設片１０６を厚み方向に貫通する貫通孔１０９が形成されている。貫通孔１０９の内径は螺合部材１０７の内径と等しい。

貫通孔１０９を介してボルト１０８を螺合部材１０７と螺合させることによって、リレー１０が天井板５１３に固定される。ボルト１０８は一端に抜け止め頭部１０８Ｈを有している。即ち、リレー１０の固定機構３０は、ボルト１０８と、延設片１０６の貫通孔１０９と、螺合部材１０７と、窪み５１２の貫通孔５１４とからなる。

延設片１０６の貫通孔１０９にボルト１０８の他端を挿通させて螺合部材１０７と螺合させることによって、リレー１０は天井板５１３に固定される。この際、延設片１０６は、螺合部材１０７（小外径部１０７Ｓ）及びボルト１０８の抜け止め頭部１０８Ｈの間に嵌められる。

一方、ボルト１０８の長手方向、又は延設片１０６の厚み方向において、小外径部１０７Ｓの寸法Ｌ１は、窪み５１２の底板５１１の厚みＬ２より大きい。小外径部１０７Ｓの寸法Ｌ１は、例えば、リレー１０の公差値に基づいて定められる。

このように、小外径部１０７Ｓの寸法Ｌ１が底板５１１の厚みＬ２より大きいので、ボルト１０８が螺合部材１０７と螺合し、延設片１０６が小外径部１０７Ｓ及びボルト１０８の抜け止め頭部１０８Ｈの間に嵌められた状態でも、所定範囲内で螺合部材１０７及び延設片１０６は延設片１０６の厚み方向にシフトすることが可能である。

即ち、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、リレー１０が、固定機構３０によって天井板５１３に固定された状態にて、「Ｌ１−Ｌ２」だけ前記対向方向にシフトすることができるように構成されている。

このような構成を有することから、前記対向方向における、リレー１０の製造上の公差又は製造上の誤差に対応することができる。
即ち、製造上の公差又は製造上の誤差によって、前記対向方向におけるリレー１０の寸法にばらつきが生じる場合があり得る。

これに対して、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、リレー１０が、「Ｌ１−Ｌ２」だけ前記対向方向にシフトすることができるので、公差又は誤差による寸法のばらつきを吸収できる。

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、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。

１０リレー（電子部品）
１１バスバー
１２伝熱シート
１３押圧部
１３Ｂ押圧部
３０固定機構
５０収容筐体
１００電子モジュール
１０１端子
１０２一面
１０５ボルト（接触ピン部材）
１０５Ｈ抜け止め頭部
１１１クランク部
１１４貫通孔
１３１開口
１３２接触面
５２１底板（一壁部）
Ｅ電池パック

Claims

電子部品を収容する収容筐体を備える電子モジュールにおいて、
前記収容筐体の一壁部の内側面に載置される伝熱シートと、
前記電子部品に接続され、一部が前記伝熱シートに接触されるバスバーと、
前記バスバーを前記伝熱シートに押し付ける押圧部と
を備える電子モジュール。
前記押圧部は前記収容筐体と一体形成されている請求項１に記載の電子モジュール。
前記押圧部は前記バスバーの複数箇所を押す請求項１又は２に記載の電子モジュール。
前記押圧部は、前記バスバーと接する接触面に複数の開口を有する中空体を含む請求項１から３の何れか一つに記載の電子モジュール。
前記電子部品は前記一壁部と対向する一面に前記バスバーが接続される端子を有し、
抜け止め頭部を有し、前記バスバーに形成された貫通孔に挿通され、前記バスバーを前記端子に接触させる接触ピン部材を備え、
前記伝熱シートの一部は前記抜け止め頭部と前記一壁部との間に介在されている請求項１から４の何れか一つに記載の電子モジュール。