JP7115358B2 - 電子モジュール - Google Patents

Description

本開示は電子部品が装着される筐体を備える車両用の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装着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

前記電源装置において、リレーのような電子部品は着脱可能であるので、斯かる電子部品の接続端子がバスバーと固定されるわけではない。従って、前記電源装置又は前記電子部品が振動する場合、前記バスバーの接触部分が前記電子部品の接続端子上を摺動することによって摩擦熱が発生し、前記バスバーと前記電子部品の接続端子の間の電気抵抗が高くなる恐れがある。

しかしながら、特許文献１の電源装置ではこのような問題に対して考慮しておらず、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、装着される電子部品との電気的接続をより安定して行うことができる電子モジュールを提供することにある。

本開示の実施形態に係る電子モジュールは、電子部品が装着される第１板部及び該第１板部と対向配置された第２板部を有する筐体を備える車両用の電子モジュールにおいて、前記筐体内に挿入された前記電子部品の端子と電気的に接続するバスバーを備え、前記第１板部及び前記第２板部の対向方向に、前記バスバーが前記電子部品と共に移動可能である。

本開示によれば、装着される電子部品との電気的接続をより安定して行うことができる電子モジュールを提供できる。

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の部分的分解図である。 本実施形態に係る電子モジュールを示す側面図である。 本実施形態に係る電子モジュールのアッパーケースの平面図である。 本実施形態に係る電子モジュールのアッパーケースの底面図である。 図４のＶＩ－ＶＩ線による縦断面図である。 図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線による縦断面図である。 図４のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線による縦断面図である。 本実施形態に係る電子モジュールのバスバーにおいて接続端部を拡大して示す拡大図である。 本実施形態に係る電子モジュールにおいて、接続端部によるリレー端子の挟持を説明する模式的縦断面図である。

［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子モジュールは、電子部品が装着される第１板部及び該第１板部と対向配置された第２板部を有する筐体を備える車両用の電子モジュールにおいて、前記筐体内に挿入された前記電子部品の端子と電気的に接続するバスバーを備え、前記第１板部及び前記第２板部の対向方向に、前記バスバーが前記電子部品と共に移動可能である。

本実施形態にあっては、筐体内に挿入された電子部品の端子と電気的に接続するバスバーが、前記電子部品と共に移動可能である。従って、電子部品の振動によってバスバーにおける電子部品との接触点が該電子部品の端子上を摺動するなどの接触点の変更が生じず、斯かる摺動の際の摩擦に起因する発熱によって電気抵抗が高くなることを未然に防止出来る。

（２）本開示の実施形態に係る電子モジュールは、前記第１板部に設けられ、前記電子部品が装着される装着凹部と、前記装着凹部に形成され、前記電子部品の係合爪と係合する係合孔とを備え、前記電子部品が前記装着凹部の底と接した状態で、前記対向方向における前記電子部品の前記係合爪及び前記係合孔の縁の間隔は、前記バスバーの移動可能距離以下である。

本実施形態にあっては、電子部品の係合爪と前記電子部品が装着される装着凹部の係合孔の縁との間隔、即ち、振動の際に電子部品が動く範囲は、バスバーの移動可能距離以下である。従って、電子部品の振動の際、バスバーも一緒に移動でき、上述したような接触点の変更が生じず、この際の摩擦に起因する発熱によって電気抵抗が高くなることを未然に防止出来る。

（３）本開示の実施形態に係る電子モジュールは、前記バスバーの移動可能距離は、前記電子部品の前記係合爪及び前記係合孔の前記間隔の１－１．３倍である。

本実施形態にあっては、バスバーの移動可能距離は、電子部品の係合爪及び筐体の係合孔の間の間隔、即ち、振動の際に電子部品が動く範囲よりも、１－１．３倍長い。従って、電子部品の振動の際、バスバーも一緒に移動でき、上述したような接触点の変更が生じず、電気抵抗が高くなることを未然に防止出来る。

（４）本開示の実施形態に係る電子モジュールは、前記バスバーは前記電子部品の前記端子を挟持するＵ字型の一端部を有する。

本実施形態にあっては、バスバーの一端部がＵ字型であり、電子部品の端子を挟持する。従って、バスバーが電子部品の端子との接続を確実に行い、電子部品が振動する際にも、バスバーにおける電子部品との接触点が該電子部品の端子上を摺動することはなく、バスバー（一端部）と電子部品の端子との摩擦に起因する発熱によって電気抵抗が高くなることを未然に防止出来る。
（５）本開示の実施形態に係る電子モジュールは、前記バスバーの前記一端部は前記電子部品の端子と接触する突出部を有し、前記電子部品の前記端子には凹部又は凸部が形成されている。

本実施形態にあっては、電子部品の端子には凹部又は凸部が形成されている。従って、電子部品が振動する際、バスバーの突出部が前記凹部又は凸部に引っかかり、バスバーの突出部の摺動が阻止される。よって、バスバー（一端部）と電子部品の端子との摩擦に起因する発熱によって電気抵抗が高くなることを未然に防止出来る。

[本発明の実施形態の詳細]
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、例えばリレーを装着される車両用の電子モジュールを例として本実施形態を説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る電子モジュール１００を示す斜視図であり、図２は、本実施形態に係る電子モジュール１００の部分的分解図であり、図３は、本実施形態に係る電子モジュール１００を示す側面図である。

電子モジュール１００は、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）の電池パックＰ（対象物）の外側に取り付けられる。電子モジュール１００は、例えば、リレー１０が装着される筐体５０を備える。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。

筐体５０は、例えばザイロン（登録商標）からなり、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。筐体５０は、ロウアーケース５２の底板５２１（第２板部）が電池パックＰと面するよう、電池パックＰに取り付けられる。より詳しくは、アッパーケース５１には、四隅に、有底筒状の脚部５１１がそれぞれ設けられており、各脚部５１１の底には貫通孔５１２が形成されている。例えば、脚部５１１の貫通孔５１２にネジを挿通させて電池パックＰに螺合させることによって、筐体５０（電子モジュール１００）を電池パックＰに取り付けることができる。

この際、電子モジュール１００は、ロウアーケース５２の底板５２１が電池パックＰの外側面と対向している。以下、説明の便宜上、電子モジュール１００と電池パックＰとの対向方向を上下方向とする。即ち、電子モジュール１００側を上側とし、電池パックＰ側を下側とする。

図４は、本実施形態に係る電子モジュール１００のアッパーケース５１の平面図であり、図５は、本実施形態に係る電子モジュール１００のアッパーケース５１の底面図である。図４では、説明の便宜上、アッパーケース５１にリレー１０が装着された場合を示している。

アッパーケース５１は一面が開放された扁平な筐体の形状をなしており、アッパーケース５１の内側には、複数のバスバー６０、ヒューズ部（図示せず）等が配置される。

また、アッパーケース５１は、ロウアーケース５２の底板５２１と対向する天井板３０（第１板部）を有している。天井板３０は略矩形であり、天井板３０の四隅には脚部５１１がロウアーケース５２側にそれぞれ突設されている。天井板３０の周縁には、周壁部５１３がロウアーケース５２側に向けて延設されている。

天井板３０の外側面には、リレー１０を装着するための装着凹部１１が設けられている。装着凹部１１は平面視矩形の有底筒状である。装着凹部１１の底にはリレー１０の下面に設けられたリレー端子１０１（図７参照）が挿通される貫通孔が形成されている。斯かる貫通孔は平面視が「十」字形状であり、アッパーケース５１を内外に貫通する。各装着凹部１１の底には２つの貫通孔が形成されている。２つの貫通孔の並設方向に延びる矩形の貫通孔１１５にリレー端子１０１が挿通される。
また、貫通孔１１５と交差する方向に延びる矩形の貫通孔１１６が形成されており、貫通孔１１５及び貫通孔１１６が全体として「十」字形状をなす。

天井板３０において、縁の近傍、換言すれば、中央部より周壁部５１３寄りには、外部のコネクタと接続する接続部２０が設けられている。接続部２０は、接続端子２１と、挿入孔２２とを含む。

外部のコネクタはハウジングの内側に端子が設けられており、コネクタを接続部２０に挿し込んだ場合、斯かるハウジングが挿入孔２２と係合し、ハウジングの内側の端子が接続端子２１と電気的に接続する。

天井板３０の内側面には、複数箇所にリブが形成されており、バスバー６０、ヒューズ部等を取り付けるための台座が複数形成されている。バスバー６０、ヒューズ部は前記台座に取り付けられている。

図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線による縦断面図であり、図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線による縦断面図であり、図８は、図４のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線による縦断面図である。

装着凹部１１は、天井板３０に形成された凹部である装着座１１４と、装着座１１４の周縁に沿って周設された、四角筒状の案内筒１１１とを有する。案内筒１１１は天井板３０と交差する方向に立設されている。装着座１１４の底には、上述したように、貫通孔１１５及び貫通孔１１６が互いに交差するように形成されている。

リレー１０は、案内筒１１１に案内されて、装着座１１４の内側に挿入される。この際、リレー１０のリレー端子１０１が貫通孔１１５を介してアッパーケース５１（筐体５０）内に挿通され、何れかのバスバー６０と電気的に接続する。

リレー１０は一側面と該一側面と反対側の他側面とに、係合爪１０２がそれぞれ突設されている。係合爪１０２は、前記一側面及び前記他側面の略中央部に設けられている。
装着凹部１１においては、リレー１０が装着凹部１１に装着された場合、リレー１０の係合爪１０２と対応する位置に、係合孔１１３が形成されている。詳しくは、装着凹部１１の案内筒１１１には係合孔１１３が形成されており、係合孔１１３は案内筒１１１を内外に貫通する。

リレー１０の前記一側面及び前記他側面が対向する対向方向において、案内筒１１１の内側面間の間隔は、リレー１０の前記一側面及び前記他側面間の寸法と等しい。即ち、前記対向方向において、前記一側面の係合爪１０２の先端から前記他側面の係合爪１０２の先端までの寸法は、案内筒１１１の内側面間の間隔より大きい。
従って、その装着の際、リレー１０は案内筒１１１内に圧入され、リレー１０の２つの係合爪１０２が案内筒１１１の係合孔１１３とそれぞれ係合する。これによって、リレー１０が上方に移動することが制限され、たとえ、電子モジュール１００に振動が加わった場合でも、リレー１０が装着凹部１１から離脱しない。

天井板３０の内側面には、上下方向において、貫通孔１１５及び貫通孔１１６と整合する位置に接続筒３２が設けられている。接続筒３２は天井板３０の内側面と交差する方向に突設されている。接続筒３２の内側には、その長手方向に沿って、貫通孔１１５及び貫通孔１１６に倣う形状の孔が形成されている。

即ち、装着座１１４の貫通孔１１５及び貫通孔１１６は、接続筒３２の孔と連通している。貫通孔１１６に倣う形状の孔は、接続筒３２を長手方向、即ち上下方向に貫くように形成され、貫通孔１１５に倣う形状の孔は、接続筒３２の上端部にのみ形成されている。
換言すれば、接続筒３２の上端部には横断面視「十」形状の孔が形成され、接続筒３２の下端部には横断面視「－」形状の孔が形成されている。

以下においては、説明の便宜上、貫通孔１１５に倣う形状を有する接続筒３２の孔を貫通孔１１５とも言い、貫通孔１１６に倣う形状を有する接続筒３２の孔を貫通孔１１６とも言う。

上述したように、貫通孔１１５にはリレー１０のリレー端子１０１が挿入される。リレー端子１０１は細長い矩形であり、接続筒３２において、貫通孔１１５の長さは、リレー端子１０１の長さと略等しい。

バスバー６０は、伝導性金属板材を用いて設けられ、多角形の扁平部６２と、扁平部６２と交差する方向に屈曲した接続端部６１とを有する。接続端部６１は接続筒３２の貫通孔１１６に挿入され、リレー端子１０１と接続される。

接続端部６１はＵ字型をなす。接続端部６１は、扁平部６２に延設された基部板６１１と、基部板６１１の端縁の両端部から、基部板６１１の面に沿って延設された２つの腕板６１３とを有する。腕板６１３同士は、所定の間隔を有するように、その並設方向に適宜離れている。基部板６１１及び腕板６１３は面一をなすように、一体形成されている。

図９は、本実施形態に係る電子モジュール１００のバスバー６０において接続端部６１を拡大して示す拡大図である。
２つの腕板６１３の並設方向において、基部板６１１の両端側の側面は、各腕板６１３の側面と面一をなす。以下、斯かる腕板６１３の側面を外側の側面と言う。また、腕板６１３同士において互いに対向する側面を内側の側面と言う。

各腕板６１３は、基部板６１１の端縁からその突出先に向かって幅狭となっている幅狭部６１２と、幅狭部６１２の端に設けられた略円形の幅広部６１４（突出部）とを有する。幅狭部６１２は突出先に近づくにつれて前記内側の側面が前記外側の側面に近づき、幅狭となっている。換言すれば、２つの幅狭部６１２の内側の側面は、突出先に近づくにつれて互いに遠くなる。基部板６１１の端縁では、各幅狭部６１２の内側の側面がＲ面取りされている。

一方、２つの腕板６１３の並設方向において、幅広部６１４の寸法は、幅狭部６１２の寸法より大きい。一の幅広部６１４は、他の幅広部６１４側に突出している。換言すれば、２つの腕板６１３の内側の側面同士の間隔は、幅狭部６１２にて徐々に大きくなり、幅広部６１４にて急に小さくなる。

接続端部６１が、２つの幅広部６１４で、リレー１０のリレー端子１０１を挟持することによって、バスバー６０がリレー端子１０１と電気的に接続する。一の幅広部６１４において、他の幅広部６１４側に最も突出した部分がリレー端子１０１との接触点である。

例えば、２つの腕板６１３の並設方向における基部板６１１の寸法（Ｌ１）に対し、基部板６１１の端縁、即ち幅狭部６１２の根元から幅広部６１４の前記接触点までの寸法（Ｌ２）はＬ１の１．３９倍であり、幅狭部６１２の根元の幅寸法（Ｌ３）はＬ１の０．３５倍である。

このような形状を有する接続端部６１は、リレー端子１０１に対する挟持力が少なくとも２０．４Ｎである。接続端部６１が２０．４Ｎ以上の挟持力を有するので、バスバー６０は自重に耐えてリレー端子１０１との結合状態を維持できる。
即ち、リレー１０が上下動する場合、接続端部６１がリレー端子１０１を挟持した状態で、リレー端子１０１と共にバスバー６０も上下動する。

腕板６１３の並設方向における基部板６１１の寸法（Ｌ１）、即ち、腕板６１３同士の外側の側面間の距離は、横断面視における貫通孔１１６の長手方向寸法より小さい。また、接続端部６１の厚みは、横断面視における貫通孔１１６の短手方向寸法より小さい。即ち、接続端部６１は、接続筒３２の貫通孔１１６内を、自由に上下動可能である。

更に、各バスバー６０は、接続端部６１が天井板３０の内側から接続筒３２に挿入されることによって位置決められるのみであり、天井板３０又はアッパーケース５１に固定されない。即ち、バスバー６０は、接続筒３２の貫通孔１１６に案内され、自由に上下動可能である。

一方、図６に示すように、装着凹部１１にリレー１０が装着され、装着凹部１１（装着座１１４）の底とリレー１０とが接触した場合、リレー１０の係合爪１０２と係合孔１１３の縁との間には上下方向に隙間Ｇが存在する。即ち、装着凹部１１にリレー１０が装着された場合、隙間Ｇだけ、リレー１０は上方に移動可能である。従って、電子モジュール１００に外部から振動が加わった場合、リレー１０は上下方向に振動する。

このように、電子モジュール１００（リレー１０）が振動する場合、バスバー６０の自重によって接続端部６１がリレー１０のリレー端子１０１上を摺動する虞がある。バスバー６０の接続端部６１がリレー端子１０１上を摺動した場合、リレー端子１０１と接続端部６１との接触点が変動し、かつ摩擦熱が発生するので、電気的抵抗が大きくなるという問題がある。

本実施形態に係る電子モジュール１００は、このような問題を解決できるように構成されている。
先ず、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、接続端部６１がバスバー６０の自重に耐える閾値以上の挟持力でリレー端子１０１を挟持している。従って、電子モジュール１００（リレー１０）が振動する場合、これに応じてバスバー６０がリレー１０と一緒に上下動するように構成されている。

また、上述したように、接続端部６１の寸法は、接続筒３２の貫通孔１１６の寸法より小さく、接続端部６１はリレー端子１０１を挟持した状態で、接続筒３２の貫通孔１１６内を自由に上下動可能である。

更に、上下方向において、バスバー６０の移動可能距離は、リレー１０の係合爪１０２と係合孔１１３の縁との間の隙間Ｇより大きい。
上述したように、天井板３０の内側面には、台座、リブ、接続筒３２等が突設されている。このような突設物のうち、上下方向の寸法が最も長いもの（最長寸物）、換言すれば、その突出端がロウアーケース５２に最も近いものの突出端とロウアーケース５２の底板５２１との間を、バスバー６０は移動可能である。
即ち、バスバー６０の移動可能距離は、前記最長寸物の突出端とロウアーケース５２の底板５２１との間隔から、バスバー６０（扁平部６２）の厚みを減算した値である。

以上のように、接続端部６１がバスバー６０の自重に耐える閾値以上の挟持力でリレー端子１０１を挟持しており、接続端部６１の寸法は、接続筒３２の貫通孔１１６の寸法より小さく、かつ、バスバー６０の移動可能距離が、リレー１０の係合爪１０２と係合孔１１３の縁との隙間Ｇより大きい。

従って、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、電子モジュール１００（リレー１０）が振動する場合、接続端部６１がリレー端子１０１を挟持した状態で、バスバー６０がリレー１０と一緒に上下動する。よって、バスバー６０の接続端部６１がリレー端子１０１上を摺動せず、リレー端子１０１と接続端部６１との接触点の間に摩擦熱が発生することを未然に防止できるので、リレー端子１０１と接続端部６１との電気的接触が安定する。

バスバー６０の移動可能距離は、例えば、リレー１０の係合爪１０２と係合孔１１３の縁との隙間Ｇの１－１．３倍である。望ましくは、１．２倍である。バスバー６０の移動可能距離が長すぎると、電子モジュール１００のコンパクト化の妨げになるからである。

（実施形態２）
図１０は、本実施形態に係る電子モジュール１００において、接続端部６１によるリレー端子１０１の挟持を説明する模式的縦断面図である。
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のリレー端子１０１に凹部又は凸部が形成されている。図１０においては、説明の便宜上、リレー端子１０１の両面に凹部１０３が夫々形成されている場合を例示している。

このように、リレー端子１０１に凹部１０３が形成されているので、接続端部６１がより確実にリレー端子１０１を挟持することができ、電子モジュール１００（リレー１０）が振動する場合であっても、バスバー６０の接続端部６１がリレー端子１０１上を摺動しない。

以上においては、リレー端子１０１に凹部１０３が形成されている場合を例に説明したが、本実施形態に係る電子モジュール１００はこれに限定されるものではない。リレー端子１０１に一つの凸部又は上下方向に並設された複数の凸部を設け、幅広部６１４が斯かる凸部に引っかかり、摺動が阻止され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。

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 装着凹部
２０ 接続部
３０ 天井板（第１板部）
５０ 筐体
５１ アッパーケース
５２ ロウアーケース
６０ バスバー
６１ 接続端部（一端部）
１００ 電子モジュール
１０１ リレー端子
１０２ 係合爪
１０３ 凹部
１１１ 案内筒
１１３ 係合孔
１１４ 装着座
５１３ 周壁部
５２１ 底板（第２板部）
６１４ 幅広部
Ｐ 電池パック
Ｇ 隙間

Claims (4)

1. 電子部品が装着される第１板部及び該第１板部と対向配置された第２板部を有する筐体を備える車両用の電子モジュールにおいて、
   前記筐体内に挿入された前記電子部品の端子と電気的に接続するバスバーと、
   前記第１板部に設けられ、前記電子部品が装着される装着凹部と、
   前記装着凹部に形成され、前記電子部品の係合爪と係合する係合孔とを備え、
   前記第１板部及び前記第２板部の対向方向に、前記バスバーが前記電子部品と共に移動可能であり、
   前記電子部品が前記装着凹部の底と接した状態で、前記対向方向における前記電子部品の前記係合爪及び前記係合孔の縁の間隔は、前記バスバーの移動可能距離以下である電子モジュール。
2. 前記バスバーの移動可能距離は、前記電子部品の前記係合爪及び前記係合孔の前記間隔の１－１．３倍である請求項１に記載の電子モジュール。
3. 前記バスバーは前記電子部品の前記端子を挟持するＵ字型の一端部を有する請求項１又は２に記載の電子モジュール。
4. 前記バスバーの前記一端部は前記電子部品の端子と接触する突出部を有し、
   前記電子部品の前記端子には凹部又は凸部が形成されている請求項３に記載の電子モジュール。

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