JP2023115780A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】回路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。【解決手段】リレー１０及びリレー１０に接続されたバスバー１１ａ，１１ｂを収容する筐体を備える電気接続箱であって、前記筐体の底板５２１に形成された開口部５２２と、開口部５２２を塞いでおり、前記筐体よりも熱伝導率が高いギャップフィーラー５３とを備え、バスバー１１ａ，１１ｂはギャップフィーラー５３の内側面５３１と接触している。【選択図】図４

Description

本開示は、回路部品を収容する電気接続箱に関する。

従来、車両には、リレーのような回路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

一方、リレーのような回路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、回路部品で発生する熱を、斯かる回路部品を収容する収容筐体を介して外部装置に伝導させて冷却する手法、又は収容筐体を介さずに外部装置に直接伝導させて冷却する手法がある。

具体的に、前者の手法の場合は、放熱効果を高めるために一般樹脂よりも熱伝導性が良い放熱性樹脂製の収容筐体を用いており、後者の手法の場合は、収容筐体に開口部を設けて該開口部からバスバーを露出させる構成が採用されている。

しかし、前者の手法の場合は、放熱性樹脂が高価であるので製造コストが上がると言う問題があり、後者の手法の場合は、公差、熱膨張量差等によって生じるバスバーと収容筐体との隙間から、収容筐体内に水が入ると言う問題がある。
このような問題に対して特許文献１の電源装置では工夫されておらず、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、回路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にある。

本開示の実施形態に係る電気接続箱は、回路部品及び該回路部品に接続されたバスバーを収容する筐体を備える電気接続箱であって、前記筐体の一壁に形成された貫通口と、前記貫通口を塞いでおり、前記筐体よりも熱伝導率が高い熱伝導部材とを備え、前記バスバーは前記熱伝導部材の内側面と接触している。

本開示によれば、回路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できる。

本実施形態に係る電気接続箱を示す斜視図である。 本実施形態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。

［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）本開示の実施形態に係る電気接続箱は、回路部品及び該回路部品に接続されたバスバーを収容する筐体を備える電気接続箱であって、前記筐体の一壁に形成された貫通口と、前記貫通口を塞いでおり、前記筐体よりも熱伝導率が高い熱伝導部材とを備え、前記バスバーは前記熱伝導部材の内側面と接触している。

本実施形態にあっては、前記筐体に形成された前記貫通口を塞ぐように、前記筐体よりも熱伝導率が高い前記熱伝導部材が設けられ、前記バスバーが前記熱伝導部材と接触している。従って、回路部品から発生する熱が前記バスバーを介して素早く前記熱伝導部材に伝わり、前記筐体の他の部分よりも迅速に、前記筐体の外側に放熱できる。

（２）本開示の実施形態に係る電気接続箱は、前記熱伝導部材は絶縁性である。

本実施形態にあっては、前記熱伝導部材が絶縁性であるので、前記バスバー（回路部品）が前記熱伝導部材を介して外側の他部品と電気的に接続されることによって、誤作動等の不具合が生じることを防止できる。

（３）本開示の実施形態に係る電気接続箱は、前記熱伝導部材は前記一壁の厚みよりも厚い。

本実施形態にあっては、前記熱伝導部材の厚みが前記一壁の厚みよりも厚いので、前記熱伝導部材が前記一壁よりも前記筐体の内側に突出しており、前記バスバーと前記熱伝導部材との接触が適確に行われる。

（４）本開示の実施形態に係る電気接続箱は、前記熱伝導部材の外側面は前記一壁の外側面と面一を成している。

本実施形態にあっては、前記熱伝導部材の外側面が前記一壁の外側面と面一を成しているので、前記熱伝導部材の外側面と前記一壁の外側面との間に段差が発生しない。従って、前記筐体の前記一壁の外側面に他装置が取り付けられる際に、前記段差が妨げになることはない。

（５）本開示の実施形態に係る電気接続箱は、前記熱伝導部材及び前記熱伝導部材の周囲まで前記一壁の外側面を覆う絶縁シートを備える。

本実施形態にあっては、前記絶縁シートが前記熱伝導部材及び前記熱伝導部材の周囲まで前記一壁の外側面を覆っている。従って、前記熱伝導部材と前記一壁との間に隙間ができ、又は前記熱伝導部材の一部が欠損するなど、何らかの原因で、前記熱伝導部材が絶縁性を保たなくなった場合であっても、前記筐体と外側の他部品との絶縁を担保でき、かつ斯かる隙間又は欠損部から前記筐体内へ水が侵入することを防止できる。

[本発明の実施形態の詳細]
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、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、回路部品として、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。

図１は、本実施形態に係る電気接続箱１００を示す斜視図である。電気接続箱１００は、回路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）。電池パック２００は外側に冷却機構（図示せず）が設けられている。

図２は、本実施形態に係る電気接続箱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が底板５２１の内側面５２３（バスバー１１）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の内周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の面方向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の板形状であり、リレー１０の側面１０７の近傍に配置されている。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、固定部１１３ａの固定に用いられる貫通孔１１５ａ（図２参照）が形成されている。

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の板形状であり、リレー１０の側面１０７の近傍に配置されている。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３参照）。

また、固定部１１３ｂでは、端部が底板５２１と平行に屈曲しており、斯かる端部には、固定部１１３ｂの固定に用いられる貫通孔１１５ｂ（図２参照）が形成されている。

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、リレー1０を収容する収容筐体を介して外部装置に伝導させて冷却する手法（以下、間接伝導手法と称する）、又は前記収容筐体を介さずに外部装置に直接伝導させて冷却する手法（以下、直接伝導手法と称する）等がある。

前記間接伝導手法では、放熱効果を高めるために放熱性樹脂で製造された収容筐体が用いられている。また、前記直接伝導手法では、斯かる収容筐体に開口部を設けて該開口部からバスバーを露出させる構成を採用している。

しかし、前記間接伝導手法の場合は、放熱性樹脂が高価であるので製品の製造コストが上がると言う問題があり、前記直接伝導手法の場合は、公差、熱膨張量差等によってバスバーと収容筐体との境界で隙間が生じ、該隙間から、収容筐体内に水が入ると言う問題がある。

これに対して、本実施形態に係る電気接続箱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。

本実施形態に係る電気接続箱１００は、ロウアーケース５２の底板５２１に、リレー1０で発生する熱を、バスバー１１を介して電池パック２００側に伝えるギャップフィーラー５３（熱伝導部材）を含む。ギャップフィーラー５３は、ロウアーケース５２に比べて熱伝導率が高い。

ロウアーケース５２の底板５２１は、縦方向において、少なくともバスバー１１の扁平部１１１ａ，１１１ｂと対応する範囲に、ロウアーケース５２を内外に貫通する開口部５２２が形成されている。開口部５２２は、例えば矩形である。

開口部５２２の内にはギャップフィーラー５３（熱伝導部材）が塗布されている。ギャップフィーラー５３は絶縁性である。ギャップフィーラー５３は塗布型のギャップフィーラーであり、時間経過と共に硬化する。即ち、ギャップフィーラー５３は、塗布時には半固体であるが、塗布後時間経過と共に硬化する。半固体のギャップフィーラー５３は、開口部５２２を塞ぐように塗布される。また、ギャップフィーラー５３は、ロウアーケース５２の底板５２１の厚みよりも厚く塗布される。

よって、硬化後のギャップフィーラー５３は、底板５２１の厚みよりも厚く、開口部５２２の形状に倣う矩形の板形状を成している。

上述の如く、半固体のギャップフィーラー５３は、開口部５２２の内に塗布されている。言い換えれば、硬化後のギャップフィーラー５３は、上述の如く、矩形の板形状であって、開口部５２２を塞いでいる。ギャップフィーラー５３の外側面５３２は、ロウアーケース５２の底板５２１の外側面５２４と面一を成している。また、上述の如く、ギャップフィーラー５３の厚みは底板５２１よりも厚いので、ギャップフィーラー５３は底板５２１の内側面５２３よりも内側に突出している。

ギャップフィーラー５３の内側面５３１には、バスバー１１が接触している。詳しくは、ギャップフィーラー５３の内側面５３１には、バスバー１１ａの扁平部１１１ａ及びバスバー１１ｂの扁平部１１１ｂが圧接している。

ギャップフィーラー５３の外側面５３２には、絶縁シート５４が敷設されている。絶縁シート５４は、ギャップフィーラー５３、及び、ギャップフィーラー５３の周囲までロウアーケース５２の底板５２１を覆っている。即ち、絶縁シート５４は、ギャップフィーラー５３よりも大きい矩形であり、ギャップフィーラー５３とロウアーケース５２の底板５２１との境界部まで覆うように敷設されている。絶縁シート５４の外側面は、例えばＥＶの電池パック２００と接触する。

本実施形態に係る電気接続箱１００におけるギャップフィーラー５３の塗布方法について説明する。
まず、ロウアーケース５２の底板５２１の外側から、開口部５２２に絶縁シート５４を張り付ける。その後、ロウアーケース５２（底板５２１）側を上方にし、絶縁シート５４側を下方にして、底板５２１の内側から、絶縁シート５４の内側面に半固体のギャップフィーラー５３を塗布する。上述の如く、開口部５２２を塞ぐように、厚みが底板５２１よりも厚くなるよう、ギャップフィーラー５３が塗布される。

以上のようにギャップフィーラー５３の塗布が完了した場合、ギャップフィーラー５３が硬化する前、バスバー１１及びリレー1０が組み込まれたアッパーケース５１と、ロウアーケース５２とが組み立てられる。この際、半固体のギャップフィーラー５３にバスバー１１の扁平部１１１ａ，１１１ｂが圧接する。

このような構成を有する本実施形態の電気接続箱１００では、通電時にリレー1０にて熱が発生した場合、リレー1０の熱は素早くバスバー１１を介してギャップフィーラー５３に伝わる。上述の如く、ギャップフィーラー５３は絶縁シート５４を介して電池パック２００と接しているので、ギャップフィーラー５３に伝わった熱は電池パック２００の前記冷却機構によって冷却される。

以上の如く、本実施形態の電気接続箱１００では、高価の放熱性樹脂製の収容筐体を使用しないので、製品の製造コストを下げることができる。また、リレー1０の熱が、ロウアーケース５２の底板５２１を介さず、底板５２１よりも熱伝導率が高いギャップフィーラー５３を通って電池パック２００に伝導されるので、迅速かつ効果的にリレー1０の熱を放熱できる。

また、本実施形態の電気接続箱１００においては、固形の部材を用いるのではなく、流動性のある半固体のギャップフィーラー５３を塗布するので、硬化後に、ギャップフィーラー５３とロウアーケース５２の底板５２１との間に隙間が発生し難い。よって斯かる隙間から収容筐体５０内に水が入ることを防止できる。

更に、本実施形態の電気接続箱１００においては、上述の如く、絶縁シート５４が、ギャップフィーラー５３、及び、ギャップフィーラー５３の周囲まで底板５２１を覆っている。よって、ギャップフィーラー５３と底板５２１との間に隙間が発生したとしても斯かる隙間が絶縁シート５４によって塞がれるので、斯かる隙間から収容筐体５０内に水が入ることを事前に防止できる。

更に、本実施形態の電気接続箱１００においては、上述の如く、ギャップフィーラー５３の外側面５３２が底板５２１の外側面５２４と面一を成しているので、ギャップフィーラー５３と底板５２１との間に段差がなく、ギャップフィーラー５３及び底板５２１と絶縁シート５４との密着性を高めることができる。

更に、本実施形態の電気接続箱１００においては、上述の如く、ギャップフィーラー５３が硬化する前にアッパーケース５１とロウアーケース５２とが組み立てられ、半固体のギャップフィーラー５３にバスバー１１の扁平部１１１ａ，１１１ｂが接する。この際、半固体のギャップフィーラー５３は縦方向及び横方向への変形が自由にできるので、ギャップフィーラー５３及びバスバー１１の積み上がりに係る公差が吸収される。

そして、上述の如く、半固体のギャップフィーラー５３とバスバー１１の扁平部１１１ａ，１１１ｂとが接するので、硬化後のギャップフィーラー５３と扁平部１１１ａ，１１１ｂとの接触面を最大限に確保でき、かつ、硬化後のギャップフィーラー５３の接着力によって、ギャップフィーラー５３と扁平部１１１ａ，１１１ｂとの接触が保持できる。

なお、以上においては、作動時に熱が発生する回路部品としてリレー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回路部品にも適用可能であることは言うまでもない。

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（回路部品）
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 ギャップフィーラー（熱伝導部材）
５４ 絶縁シート
１００ 電気接続箱
１０１ 端子
１０２ 一面
１０３ 仕切板
１０５ ボルト
１０６ 連設片
１０７ 側面
１０８ 貫通孔
１１１ａ，１１１ｂ 扁平部
１１２ａ，１１２ｂ 接触部
１１３ａ，１１３ｂ 固定部
１１４ 貫通孔
１１５ａ，１１５ｂ 貫通孔
５１３ 天井板
５２１ 底板
５２２ 開口部
５２３ 内側面
５２４ 外側面
５３１ 内側面
５３２ 外側面

Claims (5)

1. 回路部品及び該回路部品に接続されたバスバーを収容する筐体を備える電気接続箱であって、
   前記筐体の一壁に形成された貫通口と、
   前記貫通口を塞いでおり、前記筐体よりも熱伝導率が高い熱伝導部材とを備え、
   前記バスバーは前記熱伝導部材の内側面と接触している電気接続箱。
2. 前記熱伝導部材は絶縁性である請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記熱伝導部材は前記一壁の厚みよりも厚い請求項１又は２に記載の電気接続箱。
4. 前記熱伝導部材の外側面は前記一壁の外側面と面一を成している請求項１から３のいずれか一項に記載の電気接続箱。
5. 前記熱伝導部材及び前記熱伝導部材の周囲まで前記一壁の外側面を覆う絶縁シートを備える請求項１から４のいずれか一項に記載の電気接続箱。

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