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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-206601(P2018-206601A)
(43)【公開日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】リレーユニット
(51)【国際特許分類】
   H01H 45/12 20060101AFI20181130BHJP
   H05K 7/20 20060101ALI20181130BHJP
   B60R 16/02 20060101ALI20181130BHJP
   H01H 45/14 20060101ALI20181130BHJP
   H01H 50/04 20060101ALI20181130BHJP
【FI】
   H01H45/12
   H05K7/20 H
   H05K7/20 G
   B60R16/02 610D
   H01H45/14
   H01H50/04 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2017-110576(P2017-110576)
(22)【出願日】2017年6月5日
(71)【出願人】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001036
【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤村 勇貴
(72)【発明者】
【氏名】竹田 仁司
(72)【発明者】
【氏名】古澤 賢
(72)【発明者】
【氏名】岡本 怜也
(72)【発明者】
【氏名】清水 宏
【テーマコード(参考)】
5E322
【Fターム(参考)】
5E322AB01
5E322BA01
5E322BA03
5E322BB03
5E322EA10
5E322FA04
(57)【要約】      (修正有)
【課題】リレーの熱の放熱性を向上させる。
【解決手段】リレーユニットは、導電路としてのバスバー20A〜20Dと、バスバー20A〜20Dの通電をオンオフする接点部13と接点部13に接続された複数の端子15A,15Bとを有し、端子15A,15Bに対してバスバー20A〜20Dが固定されるリレー11A,11Bと、リレー11A,11Bの端子15A,15Bに対して固定され、端子15A,15Bの熱を受けて放熱する放熱部材30A,30Bと、を備える。
【選択図】図8
【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電路としてのバスバーと、
前記バスバーの通電をオンオフする接点部と前記接点部に接続された複数の端子とを有し、前記端子に対して前記バスバーが固定されるリレーと、
前記リレーの端子に対して固定され、前記端子の熱を受けて放熱する放熱部材と、を備えるリレーユニット。
【請求項2】
複数の前記リレーと、複数の前記放熱部材と、ファンと、を備え、
前記複数の放熱部材は、前記ファンの送風経路に配されている請求項1に記載のリレーユニット。
【請求項3】
前記バスバーと前記放熱部材とは重ねられており、
前記放熱部材は、前記バスバーに対して前記リレーとは反対側に配されている請求項1又は請求項2に記載のリレーユニット。
【請求項4】
前記導電路に配されるヒューズと、
前記放熱部材と前記ヒューズとの間を仕切る仕切り壁と、を備える請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のリレーユニット。
【請求項5】
複数の前記リレーと、複数の前記放熱部材と、ファンと、前記複数のリレーが載置されるベース部材を備え、
前記ベース部材における前記ファンが配される底板部には、通気孔が貫通形成されている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のリレーユニット。
【請求項6】
前記ファンは、前記底板部に沿う方向に送風可能に配置されており、前記複数の放熱部材は、前記ファンの両側の送風経路に配置されている請求項5に記載のリレーユニット。
【請求項7】
前記ファンは、前記底板部と直交する方向に送風可能に配置されている請求項5に記載のリレーユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書では、リレーの熱を放熱する技術を開示する。
【背景技術】
【0002】
従来、リレーの通電による発熱を外部に放熱する技術が知られている。特許文献1の電子ユニットボックスは、放熱板の平板部上にリレーが配設されている。平板部の貫通孔を貫通したリレーの端子は、フレキシブルプリント基板の接続部に半田付けされ、フレキシブルプリント基板を介して制御基板と電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2001−298290号公報(図4
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、リレーに通電すると、リレーのうち、端子の部分が外装よりも高温になるため、端子の熱を効率的に外部に放熱できることが好ましい。しかしながら、特許文献1の構成では、リレーの外装については放熱板に接触しているが、端子は放熱板の貫通孔に対して隙間を空けて挿通されているため、リレーの端子の熱が放熱板に伝わりにくく、リレーの熱の放熱性が十分ではないという問題があった。
【0005】
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、リレーの熱の放熱性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書に記載されたリレーユニットは、導電路としてのバスバーと、前記バスバーの通電をオンオフする接点部と前記接点部に接続された複数の端子とを有し、前記端子に対して前記バスバーが固定されるリレーと、前記リレーの端子に対して固定され、前記端子の熱を受けて放熱する放熱部材と、を備える。
本構成によれば、放熱部材がリレーの端子に固定されるため、放熱部材が端子の熱を受けて外部に放熱することが可能になる。これにより、リレーの熱の放熱性を向上させることが可能になる。
【0007】
本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
複数の前記リレーと、複数の前記放熱部材と、ファンと、を備え、前記複数の放熱部材は、前記ファンの送風経路に配されている。
このようにすれば、ファンの送風により放熱部材の放熱を促進することができる。
【0008】
前記バスバーと前記放熱部材とは重ねられており、前記放熱部材は、前記バスバーに対して前記リレーとは反対側に配されている。
このようにすれば、放熱部材がバスバーに対してリレー側に配される構成と比較して、放熱部材の形状の自由度を大きくできるため、放熱部材の形状により放熱性を向上させることが容易になる。
【0009】
前記導電路に配されるヒューズと、前記放熱部材と前記ヒューズとの間を仕切る仕切り壁と、を備える。
このようにすれば、仕切り壁により放熱部材からの熱がヒューズに伝わることが抑制されるため、放熱部材からの熱によりヒューズの動作に影響が及ぶことを抑制することができる。
【0010】
複数の前記リレーと、複数の前記放熱部材と、ファンと、前記複数のリレーが載置されるベース部材を備え、前記ベース部材における前記ファンが配される底板部には、通気孔が貫通形成されている。
このようにすれば、ファンの送風時に空気が通気孔を通ることにより、放熱部材の冷却効率を高めることができる。
【0011】
前記ファンは、前記底板部に沿う方向に送風可能に配置されており、前記複数の放熱部材は、前記ファンの両側の送風経路に配置されている。
このようにすれば、放熱部材の熱をファンにより効率的に放熱することできる。
【0012】
前記ファンは、前記底板部と直交する方向に送風可能に配置されている。
このようにすれば、ファンが送風する空気がベース部材の貫通孔を通りやすいため、放熱部材の冷却効率を高めることができる。
【発明の効果】
【0013】
本明細書に記載された技術によれば、リレーの熱の放熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】実施形態1のリレーユニットを示す平面図
図2図1のA−A断面図
図3図1のB−B断面図
図4図1のC−C断面図
図5図1のD−D断面図
図6図1のE−E断面図
図7】ベース部材の本体の裏面側に制御用バスバーが配索された状態を示す図
図8】リレーユニットの分解斜視図
図9】一方の放熱部材を示す斜視図
図10】他方の放熱部材を示す斜視図
図11】ファンを示す斜視図
図12】実施形態2のリレーユニットを示す平面図
図13図12のF−F断面図
図14図12のG−G断面図
図15図12のH−H断面図
図16】ベース部材の本体の裏面側に制御用バスバーが配索された状態を示す図
図17】リレーユニットの分解斜視図
図18】一方の放熱部材を示す斜視図
図19】他方の放熱部材を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【0015】
<実施形態1>
実施形態1について、図1図11を参照しつつ説明する。
本実施形態のリレーユニット10は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載され、バッテリ等の電源からモータ等の負荷への電力供給経路に配されるものである。以下では、図1のX方向を前方、Y方向を左方、図2のZ方向を上方として説明する。
【0016】
(リレーユニット10)
リレーユニット10は、一対のリレー11A,11Bと、導電路としての複数のバスバー20A〜20Dと、各リレー11A,11Bに固定されてリレー11A,11Bの熱を放熱する複数の放熱部材30A,30Bと、複数の放熱部材30A,30Bに送風するファン35と、バスバー20A〜20D、リレー11A,11B、放熱部材30A,30B及びファン35が装着されるベース部材40とを備える。
【0017】
(リレー11A,11B)
リレー11A,11Bは、例えば、自動車の駆動電流等の比較的大きな電流が通電されるメカニカルリレーであって、ベース部材40における左端側に配される第1リレー11Aと、ベース部材40における右端側に配され、電源及び負荷側の回路を介して第1リレー11Aに対して直列に接続された第2リレー11Bとからなる。
【0018】
リレー11A,11Bは、共に、図8に示すように、箱形の樹脂ケース12の内部にバスバー20A〜20Dへの通電をオンオフする接点部13と、接点部13を開閉するコイル部14と、接点部13に接続された一対(複数)の端子15A,15Bと、コイル部14に接続された一対の制御端子16(図2)とを備えている。
【0019】
端子15A,15Bは、図3図6に示すように、締結部材としてのボルト60によって締結されるナット状とされている。ボルト60は、軸部61と頭部62とを有し、端子15Bにボルト60を締結すると、端子15Bと頭部62との間にバスバー20B(20C)と放熱部材30A(30B)とが挟持される。
制御端子16は、図7に示すように、ベース部材40の裏面に配索された制御用バスバー27及び制御用コネクタ66を介して外部の図示しないECU(Electronic Control Unit)に接続されており、ECUからの制御信号に応じて、コイル部14の通電が制御され、接点部13のオンオフが切り替えられる。
【0020】
(バスバー20A〜20D)
バスバー20A〜20Dは、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなる板状であって、配策経路に応じて屈曲されてリレー11A,11Bの一対の端子15A,15Bのそれぞれに接続されており、図8に示すように、各バスバー20A〜20Dの両端部には、ボルト60の軸部61を挿通可能な通し孔21が貫通形成されている。
【0021】
図1に示すように、リレー11Aの一方の端子15Bに接続されるバスバー20Bは、電流センサ29を介して外部接続用バスバー25Aの一端側に接続されている。電流センサ29は、制御用バスバー27を介してホール素子からの信号を外部のECU等に出力する。電流センサ29は、例えば、磁性体コアのギャップ部分にホール素子を配したものを用いることができる。
【0022】
リレー11Bの一方の端子15Bに接続されたバスバー20Cは、ヒューズ28を介して外部接続用バスバー25Bの一端側に接続されている。ヒューズ28は、筒状部材の内部に溶断部が設けられており、筒状部材の両端部は、溶断部と電気的に接続されたヒューズ端子28Aとされ、ヒューズ端子28Aにバスバー20A〜20Dが接続される。外部接続用バスバー25A,25Bの他端側は、外部の電線の端末部の端子(図示しない)にネジ68でネジ留めされており、電線を介して負荷側に電気的に接続される。ヒューズ28の端子は、バスバー20C,外部接続用バスバー25Bと共にベース部材40に対してネジ65でネジ留めされ、電流センサ29の端子は、バスバー20B,外部接続用バスバー25Aと共にベース部材40に固定されたナットに対してボルト69でボルト締めされる。
【0023】
バスバー20Aの一端側はリレー11Aの他方の端子15Aに接続され、他端側は、外部の電線の端末部の端子に接続され、この電線を介して電源の負極側に電気的に接続される。バスバー20Dの一端側は、リレー11Bの他方の端子15Aに接続され、他端側は、電線の端末部の端子に接続され、電線を介して電源の正極側に電気的に接続される。
【0024】
(放熱部材30A,30B)
放熱部材30A,30B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い金属等の部材からなり、図9図10に示すように、平板状であって、リレー11A,11Bの端子15Bに接続される端子接続部31と、ファン35に対向して配され、ファン35の送風を受ける受け部33と、端子接続部31と受け部33とを連結する連結部32とを備えている。
【0025】
端子接続部31には、締結部材としてのボルト60の軸部61が挿通される通し孔31Aが貫通形成されている。端子接続部31と受け部33との間は、端子15Bからファン35の送風を受ける位置までの経路に応じて屈曲されている。放熱部材30A,30Bは、共に、端子接続部31の板面と受け部33の板面とが直交する方向に延びている。受け部33は、ファン35の送風経路(図2の送風経路A1)上に、板面が送風方向と直交する方向となる向きで配置されている。
【0026】
(ファン35)
ファン35は、図11に示すように、ファンケース36内に回転する羽根部(図示しない)が設けられており、ファンケース36に左右両面には、空気が通る多数のスリット状の通風口(図示しない)が開口している。ファンケース36は、左右方向の厚みが薄い直方体状であって、一方の側面側から他方の側面側に通風口を通った空気が送風される。両側面の四隅の位置にはファン35を固定するための固定用孔36Aが貫通形成されている。ファンケース36の側面には金属製のフレーム37が取り付けられている。
【0027】
ファン35の底面には、ファン35をベース部材40に固定するための金属製の固定部材38が取り付けられている。固定部材38は、ファンケース36における下端部側の固定用孔36Aにボルト39Aとナット39Bで締結されて固定されており、ファン35の底部が載置される平板状の座部38Aと、座部38Aの両側縁から左右にクランク状に延びる一対の延出部38Bとを備える。座部38Aは、一対の延出部38Bに対してわずかに下方に窪んで配されている。延出部38Bには、ベース部材40に対してボルト63で締結して固定するための留め孔38Cが貫通形成されている。
【0028】
(ベース部材40)
ベース部材40は、合成樹脂製であって、図8に示すように、本体41と、本体41の裏面側を閉鎖するカバー53とを有する。本体41は、リレー11A,11Bやファン35等の電子部品が載置される底板部42と、底板部42から起立して各電子部品を個別に包囲する包囲壁47と、底板部42から起立し、放熱部材30A,30Bとヒューズ28との間を仕切る仕切り壁49とを備えている。
【0029】
底板部42には、図2図4に示すように、一対のリレー11A,11Bの間の位置にファン35が装着されるファン装着部43が設けられている。ファン装着部43には、対角の位置に一対のナット64が固定されており、ファン35の固定部材38が取り付けられている。固定部材38は、ボルト63とナット64の締結によりファン装着部43に固定される。ファン35の下方の底板部42は、上下2段の板状の通気板部44が形成されている。通気板部44は、各段にスリット状の通気孔45を有し、各段の通気孔45の左右方向の位置がずらされることによりクランク状の空気の通路が形成されている。
【0030】
包囲壁47は、リレー11A,11B、ヒューズ28、プリチャージリレー18及びプリチャージ抵抗19等の電子部品を嵌め入れ可能な矩形状とされており、電子部品に係止して電子部品を抜け止めする係止部47Aが形成されている。プリチャージリレー18とプリチャージ抵抗19とは、互いに直列に接続されるとともに、リレー11Aに対して並列に接続されており、リレー11A,11Bに大電流が流れることによる接点部13の焼き付きを防止している。
【0031】
仕切り壁49は、左右のリレー11A,11Bを包囲する包囲壁47の側壁間を隙間なく連結するように設けられており、放熱部材30A,30Bとヒューズ28との間の全体を仕切る範囲に形成されている。仕切り壁49の高さは、図5に示すように、仕切り壁49の上端が受け部33の上端よりも上方に配される高さとされている。
【0032】
本体41の周壁41Aとカバー53の周縁との間には、図2に示すように、空気が通る通気路54が形成されている。ファン35の駆動により、通気路54を空気が通り、底板部42とカバー53との間の経路(図2のA2,A3)を通って通気板部44に導かれる。
【0033】
本体41の裏面側には、図7に示すように、複数の制御用バスバー27が配策されている。制御用バスバー27は、バスバー20A〜20Dよりも小さい制御用の電流が通電され、リレー11A,11Bの制御端子16、プリチャージリレー18、プリチャージ抵抗19等に接続されている。本体41の前端部には、制御用コネクタ66のハウジングが取り付けられており、制御用コネクタ66のコネクタ端子は、制御用バスバー27と電気的に接続されている。本体41の周縁部には、ベース部材40を車両等にネジ留めして固定するための留め部52を嵌め入れ可能な切欠部51が形成されている。
【0034】
リレー11A,11Bから生じた熱の放熱について説明する。
リレー11A,11Bの接点部13の通電により、端子15A,15Bが発熱する。端子15A,15Bの熱は、端子15A,15Bから放熱部材30A,30Bに伝わり、放熱部材30A,30Bから放熱される。ここで、ファン35が駆動しているため、図2に示すように、放熱部材30A,30Bの受け部33はファン35からの送風A1を受けており、放熱部材30A,30Bの放熱が促進されている。また、ファン35の駆動により、経路A2,A3を通る空気の移動が促進され、通気板部44を通って上方に流れる空気により放熱部材30A,30Bの受け部33からの放熱が促進されている。
【0035】
上記実施形態によれば以下の作用・効果を奏する。
リレーユニット10は、導電路としてのバスバー20A〜20Dと、バスバー20A〜20Dの通電をオンオフする接点部13と接点部13に接続された複数の端子15A,15Bとを有し、端子15A,15Bに対してバスバー20A〜20Dが固定されるリレー11A,11Bと、リレー11A,11Bの端子15A,15Bに対して固定され、端子15A,15Bの熱を受けて放熱する放熱部材30A,30Bとを備える。
本実施形態によれば、放熱部材30A,30Bがリレー11A,11Bの端子15A,15Bに固定されるため、放熱部材30A,30Bが端子15A,15Bの熱を受け、放熱部材30A,30Bから外部に放熱することが可能になる。これにより、リレー11A,11Bの熱の放熱性を向上させることが可能になる。
【0036】
また、複数のリレー11A,11Bと、複数の放熱部材30A,30Bと、ファン35と、を備え、複数の放熱部材30A,30Bは、ファン35の送風経路に配されている。
このようにすれば、ファン35の送風により放熱部材30A,30Bの放熱を促進することができる。
【0037】
また、バスバー20A〜20Dと放熱部材30A,30Bとは重ねられており、放熱部材30A,30Bは、バスバー20A〜20Dに対してリレー11A,11Bとは反対側に配されている。
このようにすれば、放熱部材30A,30Bがバスバー20A〜20Dに対してリレー11A,11B側に配される構成と比較して、放熱部材30A,30Bの形状の自由度を大きくできるため、放熱性を向上させることが容易になる。
【0038】
また、導電路に配されるヒューズ28と、放熱部材30A,30Bとヒューズ28との間を仕切る仕切り壁49とを備える。
このようにすれば、仕切り壁49により放熱部材30A,30Bからの熱がヒューズ28に伝わることが抑制されるため、放熱部材30A,30Bからの熱によりヒューズ28の動作に影響が及ぶことを抑制することができる。
【0039】
また、複数のリレー11A,11Bと、複数の放熱部材30A,30Bと、ファン35と、複数のリレー11A,11Bが載置されるベース部材40を備え、ベース部材40におけるファン35が配される底板部42には、通気孔45が貫通形成されている。
このようにすれば、ファン35の送風時に空気が通気孔45を通ることにより、放熱部材30A,30Bの冷却効率を高めることができる。
【0040】
また、ファン35は、底板部42に沿う方向に送風可能に配置されており、複数の放熱部材30A,30Bは、ファン35の両側の送風経路に配置されている。
このようにすれば、放熱部材30A,30Bの熱をファン35により効率的に放熱することできる。
【0041】
<実施形態2>
次に、実施形態2を図12図19を参照しつつ説明する。実施形態1のファン35は、ベース部材40の底板部42に対して固定部材38により縦置きされる構成としたが、実施形態2のファン35は、固定部材38が取り付けられておらず、底板部81に対して横置きされて底板部81に直接固定されるものである。以下では、実施形態1と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0042】
(リレーユニット70)
リレーユニット70は、図12に示すように、リレー11A,11Bと、導電路としての複数のバスバー20A〜20Dと、各リレー11A,11Bに固定されてリレー11A,11Bの熱を放熱する複数の放熱部材71A,71Bと、複数の放熱部材71A,71Bに送風するファン35と、複数のバスバー20A〜20D、複数のリレー11A,11B、放熱部材71A,71B及びファン35が装着されるベース部材80とを備える。
【0043】
(放熱部材71A,71B)
放熱部材71A,71B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い金属等の部材からなる板状であって、図18図19に示すように、端子15A,15Bに接続される端子接続部72と、ファン35の送風経路に配されてファン35の送風を受ける受け部74と、端子接続部72と受け部74とを連結する連結部73とを備えている。
【0044】
端子接続部72には、締結部材としてのボルト60の軸部61が挿通される通し孔72Aが貫通形成されている。端子接続部72と受け部74との間は、端子15A,15Bからファン35の送風経路に至る経路に応じて屈曲されており、受け部74の板面は、端子接続部72の板面に対して傾斜する方向に延びている。
【0045】
(ベース部材80)
ベース部材80の本体80Aにおける底板部81には、図13図14に示すように、リレー11A,11Bの間の位置にファン35が横置きで装着されるファン装着部82が設けられている。ファン装着部82には、対角の位置に一対のナット88が固定されており、ボルト87とナット88の締結によりファン35がファン装着部82に固定される。そして、ファン35の駆動によりファン35の下方から上方側に送風する(図13の送風経路A4)。ファン35の下方の底板部81は、上下2段の各段にスリット状の通気孔45を有する板状の通気板部44が形成されている。
【0046】
実施形態2によれば、ファン35は、底板部81と直交する方向に送風可能に配置されている。
このようにすれば、ファン35が送風する空気がベース部材40の通気板部44を通りやすいため、放熱部材30A,30Bの冷却効率を高めることができる。
【0047】
<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。
(1)上記実施形態では、リレーユニット10には、1個のファン35が備えられていたが、複数のファン35を備えていてもよい。また、ファン35を備えず、放熱部材30A,30B,71A,71Bから自然に放熱される構成としてもよい。
【0048】
(2)リレーユニット10には、一対(2個)のリレー11A,11B及び放熱部材30A,30Bが備えられていたが、これに限られず、異なる数のリレーや異なる数の放熱部材を用いてもよい。例えば、リレーユニットが1個のリレー及び1個の放熱部材を備える構成としてもよい。
【0049】
(3)放熱部材30A,30B,71A,71Bは、バスバー20A〜20Dに対してリレー11A,11Bとは反対側に配されている構成としたが、これに限られず、放熱部材30A,30B,71A,71Bは、バスバー20A〜20Dに対してリレー11A,11B側に配されている構成としてもよい。
【0050】
(4)放熱部材30A,30B,71A,71Bは、平板状としたが、これに限られない。例えば、棒状としてもよい。
(5)端子15A,15Bは、ナット状としてボルト60で締結される構成としたが、これに限られず、端子をボルト状として締結部材としてのナットで締結される構成としてもよい。また、端子を締結部材で締結する構成に限られず、例えば、端子をバスバーや放熱部材に対して溶接により固定する構成としてもよい。
【符号の説明】
【0051】
10,70: リレーユニット
11A,11B: リレー
12: 樹脂ケース
13: 接点部
14: コイル部
15A,15B: 端子
20A〜20D: バスバー
28: ヒューズ
30A,30B,71A,71B: 放熱部材
33,74: 受け部
35: ファン
40,80: ベース部材
41,80A: 本体
42,81: 底板部
43,82: ファン装着部
44: 通気板部
45: 通気孔
49: 仕切り壁
60: ボルト
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