特許 7276173 給電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-10

(45)【発行日】2023-05-18

(54)【発明の名称】給電装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/00 20060101AFI20230511BHJP

   H05K 7/14 20060101ALI20230511BHJP

   H05K 5/02 20060101ALI20230511BHJP

   H05K 5/04 20060101ALI20230511BHJP

【ＦＩ】

H02M3/00 Y

H05K7/14 C

H05K5/02 P

H05K5/04

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020009162

(22)【出願日】2020-01-23

(65)【公開番号】P2021118577

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】山本 裕介

(72)【発明者】

【氏名】志満津 仁

【審査官】栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３２１８１０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－０６４０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４７０９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ３／００

Ｈ０５Ｋ ７／１４

Ｈ０５Ｋ ５／０２

Ｈ０５Ｋ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力変換部が実装された基板と、
前記電力変換部に電力を入力する入力部と、
前記電力変換部からの電力が出力される出力部と、を備え、前記出力部に接続された外部機器に電力を供給する給電装置であって、
前記基板が収容される金属製のケースと、
前記基板を前記ケースに取り付ける板バネと、を備え、
前記板バネは、
前記ケースに掛けられる掛止部と、
前記掛止部を介して前記ケースから加わる力により弾性変形して前記基板を前記ケースに向けて押し付ける弾性変形部と、を備え、
前記ケースは、前記板バネよりも熱伝導率の高い金属製である給電装置。

【請求項2】

電力変換部が実装された基板と、
前記電力変換部に電力を入力する入力部と、
前記電力変換部からの電力が出力される出力部と、を備え、前記出力部に接続された外部機器に電力を供給する給電装置であって、
前記基板が収容される金属製のケースと、
前記基板を前記ケースに取り付ける板バネと、を備え、
前記板バネは、
前記ケースに掛けられる掛止部と、
前記掛止部を介して前記ケースから加わる力により弾性変形して前記基板を前記ケースに向けて押し付ける弾性変形部と、
前記出力部を覆うカバーと、を備え、
前記基板は、厚み方向に直交する方向の両端部を備え、
前記弾性変形部は、前記両端部のうち一方の端部である第１端部に接触しており、
前記板バネは、前記両端部のうち前記第１端部とは異なる端部である第２端部に接触する接触部を備え、
前記カバーは、前記接触部を前記基板に向けて押し付けるように設けられている給電装置。

【請求項3】

電力変換部が実装された基板と、
前記電力変換部に電力を入力する入力部と、
前記電力変換部からの電力が出力される出力部と、を備え、前記出力部に接続された外部機器に電力を供給する給電装置であって、
前記基板が収容される金属製のケースと、
前記基板を前記ケースに取り付ける板バネと、を備え、
前記板バネは、
前記ケースに掛けられる掛止部と、
前記掛止部を介して前記ケースから加わる力により弾性変形して前記基板を前記ケースに向けて押し付ける弾性変形部と、を備え、
前記板バネは、前記基板の厚み方向に直交する方向に互いに向かい合う一対の前記掛止部を備え、
前記弾性変形部は、前記基板の厚み方向及び前記一対の前記掛止部同士が向かい合う方向の両方に直交する方向における前記基板の端部に接触している給電装置。

【請求項4】

電力変換部が実装された基板と、
前記電力変換部に電力を入力する入力部と、
前記電力変換部からの電力が出力される出力部と、を備え、前記出力部に接続された外部機器に電力を供給する給電装置であって、
前記基板が収容される金属製のケースと、
前記基板を前記ケースに取り付ける板バネと、を備え、
前記板バネは、
前記ケースに掛けられる掛止部と、
前記掛止部を介して前記ケースから加わる力により弾性変形して前記基板を前記ケースに向けて押し付ける弾性変形部と、を備え、
前記ケースは、前記ケースの外面を流れる液体が前記出力部に流れることを抑制する流通抑制壁を備える給電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の給電装置は、基板と、基板に設けられた入力部と、基板に設けられた出力部と、ケースと、ネジと、を備える。給電装置は、入力部から入力された電力を出力部から出力する。ケースは、基板を収容する。ケースは、ネジが締結されるネジ座を備える。ネジは、基板を挿通してネジ座に締結される。これにより、基板はケースに取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－６７６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、基板をネジによってケースに取り付けているため、ケースにネジを締結するためのネジ座を設ける必要がある。また、基板においてネジが挿通される部分やその周囲には、電子部品を実装することができないため、基板において電子部品を実装可能な実装面が少なくなる。これらの要因により、基板をネジによってケースに取り付ける場合、給電装置の大型化を招くおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、小型化を図ることができる給電装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する給電装置は、電力変換部が実装された基板と、前記電力変換部に電力を入力する入力部と、前記電力変換部からの電力が出力される出力部と、を備え、前記出力部に接続された外部機器に電力を供給する給電装置であって、前記基板が収容される金属製のケースと、前記基板を前記ケースに取り付ける板バネと、を備え、前記板バネは、前記ケースに掛けられる掛止部と、前記掛止部を介して前記ケースから加わる力により弾性変形して前記基板を前記ケースに向けて押し付ける弾性変形部と、を備える。

【0007】

板バネの弾性変形部からの押し付け力が基板に加わることで、基板はケースに取り付けられる。ネジを用いなくても基板をケースに取り付けることができるため、基板をケースに取り付けるためのネジを締結するための部位をケースに設けることなく基板をケースに取り付けることができる。また、基板をケースに取り付けるためのネジにより基板の実装面が少なくなることを抑制できる。従って、給電装置の小型化を図ることができる。

【0008】

上記給電装置について、前記ケースは、前記板バネよりも熱伝導率の高い金属製であってもよい。
基板からの放熱を促進させることができる。

【0009】

上記給電装置について、前記出力部を覆うカバーを備えていてもよい。
上記給電装置について、前記基板は、厚み方向に直交する方向の両端部を備え、前記弾性変形部は、前記両端部のうち一方の端部である第１端部に接触しており、前記板バネは、前記両端部のうち前記第１端部とは異なる端部である第２端部に接触する接触部を備え、前記カバーは、前記接触部を前記基板に向けて押し付けるように設けられていてもよい。

【0010】

基板の第１端部及び第２端部の両側を板バネでケースに向けて押し付けることができる。基板の第１端部及び第２端部のうちいずれかをケースに向けて押し付ける場合に比べて、安定した状態で基板をケースに取り付けることができる。

【0011】

上記給電装置について、前記板バネは、前記基板の厚み方向に直交する方向に互いに向かい合う一対の前記掛止部を備え、前記弾性変形部は、前記基板の厚み方向及び前記一対の前記掛止部同士が向かい合う方向の両方に直交する方向における前記基板の端部に接触していてもよい。

【0012】

上記給電装置について、前記板バネは、前記ケースの内面に沿って延びるリブを備えていてもよい。
上記給電装置について、前記ケースは、前記ケースの外面を流れる液体が前記出力部に流れることを抑制する流通抑制壁を備えていてもよい。

【0013】

流通抑制壁により出力部に液体が流れることを抑制することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】給電装置の斜視図。

【図2】給電装置の斜視図。

【図3】給電装置の分解斜視図。

【図4】ケースの斜視図。

【図5】ケースの平面図。

【図6】カバーを省略した状態での給電装置の斜視図。

【図7】ケースを示す図４の７－７線端面図。

【図8】ケースを示す図４の８－８線断面図。

【図9】ケースを示す図４の９－９線断面図。

【図10】板バネの斜視図。

【図11】給電装置の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、給電装置の一実施形態について説明する。
図１、図２及び図３に示すように、給電装置１０は、ケース２０と、ケース２０内に設けられた基板８１と、基板８１に取り付けられた入力部８９と、基板８１に取り付けられた出力部９０と、板バネ９１と、カバー１１０と、を備える。給電装置１０は、車両に搭載される。給電装置１０は、車両に搭載されたバッテリの電力を外部機器に供給するために用いられる。

【0017】

図４及び図５に示すように、ケース２０は、基板取付壁２１と、互いに向かい合う入力壁４１及び出力壁５１と、互いに向かい合う第１取付壁６１及び第２取付壁７１と、を備える。第１取付壁６１及び第２取付壁７１は、入力壁４１と出力壁５１との間で延びている。入力壁４１、出力壁５１、第１取付壁６１及び第２取付壁７１はケース２０の側壁である。入力壁４１、出力壁５１、第１取付壁６１及び第２取付壁７１によりケース２０の側壁は四角枠状に構成されているといえる。基板取付壁２１は、入力壁４１、出力壁５１、第１取付壁６１及び第２取付壁７１に囲まれている。入力壁４１、出力壁５１、第１取付壁６１、第２取付壁７１及び基板取付壁２１によって囲まれる領域は、基板８１が収容される収容領域Ｓである。以下の説明において、第１取付壁６１と第２取付壁７１とが互いに向かい合う方向を第１方向とし、入力壁４１と出力壁５１とが互いに向かい合う方向を第２方向とする。また、ケース２０において、収容領域Ｓを区画している面を内面、内面とは異なる面を外面と称する。ケース２０は、金属製である。本実施形態のケース２０は、アルミニウム製である。なお、アルミニウムには、アルミニウム合金を含む。

【0018】

基板取付壁２１は、入力側取付壁２２と、縁壁２３と、入力側連結壁２４，２５と、出力側取付壁２７と、出力側連結壁２９と、放熱壁３１と、を備える。放熱壁３１の厚み方向、入力側取付壁２２の厚み方向、出力側取付壁２７の厚み方向、及び縁壁２３の厚み方向は同一方向である。放熱壁３１の厚み方向、入力側取付壁２２の厚み方向、出力側取付壁２７の厚み方向及び縁壁２３の厚み方向は、第１方向及び第２方向の両方に直交している。

【0019】

入力側取付壁２２は、放熱壁３１の厚み方向に放熱壁３１から離間している。入力側取付壁２２は、入力壁４１に沿って設けられている。入力側取付壁２２は、第１取付壁６１と第２取付壁７１との間のうち第１方向の中央部分に設けられている。入力側取付壁２２は、第１取付壁６１と第２取付壁７１との間のうち第１方向の一部に設けられているといえる。基板取付壁２１のうち入力壁４１に沿う部分には、縁壁２３が設けられている。縁壁２３は、放熱壁３１の厚み方向において放熱壁３１と同一位置に設けられている。縁壁２３は、入力側取付壁２２を間に挟んだ両側に設けられている。縁壁２３は、ケース２０を放熱壁３１の厚み方向から見て、入力側取付壁２２と各取付壁６１，７１との間に設けられている。

【0020】

入力側連結壁２４，２５は、入力側取付壁２２と放熱壁３１とを連結する第１入力側連結壁２４と、入力側取付壁２２と縁壁２３とを連結する第２入力側連結壁２５と、を含む。入力側取付壁２２及び入力側連結壁２４，２５は、基板取付壁２１のうち放熱壁３１から放熱壁３１の厚み方向に凹んだ部分といえる。

【0021】

出力側取付壁２７は、放熱壁３１の厚み方向のうち入力側取付壁２２と同一方向に放熱壁３１から離間している。出力側取付壁２７は、第１取付壁６１及び第２取付壁７１に連結されている。出力側取付壁２７は、出力壁５１に沿って設けられている。

【0022】

図６に示すように、出力側取付壁２７は、出力側取付壁２７の厚み方向のうち収容領域Ｓに向かう方向とは反対方向に突出する掛止突部２８を備える。掛止突部２８はケース２０外に向けて突出しているといえる。

【0023】

図４及び図５に示すように、出力側連結壁２９は、出力側取付壁２７と放熱壁３１とを連結している。出力側連結壁２９は、第１取付壁６１及び第２取付壁７１に連結されている。出力側取付壁２７及び出力側連結壁２９は、基板取付壁２１のうち放熱壁３１から放熱壁３１の厚み方向に凹んだ部分といえる。基板取付壁２１において、出力壁５１に沿う部分は、全体に亘って放熱壁３１の厚み方向に凹んでいるといえる。

【0024】

放熱壁３１は、入力側取付壁２２と出力側取付壁２７との間に位置している。放熱壁３１は、第１取付壁６１及び第２取付壁７１に連結されている。放熱壁３１は、厚み方向に突出する台座３２を複数備える。本実施形態では、４つの台座３２が設けられている。

【0025】

入力壁４１には、切欠部４２が形成されている。切欠部４２は、入力壁４１を厚み方向に貫通し、かつ、入力側取付壁２２の厚み方向のうち入力側取付壁２２から放熱壁３１に向かう方向に開口している。切欠部４２は、第１方向の中央位置に設けられている。詳細にいえば、切欠部４２は、第１入力側連結壁２４と向かい合う位置に設けられている。

【0026】

図４及び図７に示すように、入力壁４１は、切欠部４２と入力側取付壁２２との間に、入力側取付壁２２から切欠部４２に向けて突出している凸部４３を備える。
図１及び図２に示すように、入力壁４１は、切欠部４２を挟んだ２箇所に厚肉部４４を備える。厚肉部４４は、入力壁４１の他の部分よりも厚い部分であり、収容領域Ｓの外側に向けて突出している部分である。

【0027】

図８に示すように、入力壁４１は、各厚肉部４４のそれぞれに第１取付孔形成面４５及び第２取付孔形成面４６を備える。両取付孔形成面４５，４６は、環状の面である。第１取付孔形成面４５と第２取付孔形成面４６は、入力壁４１の厚み方向に並んで設けられている。第１取付孔形成面４５は、第２取付孔形成面４６よりも入力壁４１の外面側に位置する。第１取付孔形成面４５の周方向の寸法は、第２取付孔形成面４６の周方向の寸法よりも長い。第１取付孔形成面４５と第２取付孔形成面４６との境界は段差となっている。両取付孔形成面４５，４６は、入力壁４１の厚み方向に貫通する取付孔４７を形成している。取付孔４７は、収容領域Ｓの内外を連通させている。

【0028】

図４及び図５に示すように、出力壁５１には、２箇所に切欠部５２が形成されている。２つの切欠部５２は、第１方向に並んで設けられている。切欠部５２は、出力壁５１を厚み方向に貫通し、かつ、出力側取付壁２７の厚み方向のうち出力側取付壁２７から放熱壁３１に向かう方向に開口している。

【0029】

第１取付壁６１は、第１掛止孔形成面６２を備える。第１掛止孔形成面６２は、環状の面であり、第１取付壁６１の厚み方向の両面の間で延びている。第１掛止孔形成面６２は、第１取付壁６１の厚み方向に貫通する第１掛止孔６３を形成している。第１掛止孔６３は、収容領域Ｓの内外を連通させている。図９に示すように、第１取付壁６１は、第１掛止孔形成面６２と基板取付壁２１との間に第１突出部６４を備える。第１突出部６４は、収容領域Ｓ内に向けて突出している。

【0030】

図４及び図５に示すように、第２取付壁７１は、第２掛止孔形成面７２を備える。第２掛止孔形成面７２は、環状の面であり、第２取付壁７１の厚み方向の両面の間で延びている。第２掛止孔形成面７２は、第２取付壁７１の厚み方向に貫通する第２掛止孔７３を形成している。第２掛止孔７３は、収容領域Ｓの内外を連通させている。図９に示すように、第２取付壁７１は、第２掛止孔形成面７２と基板取付壁２１との間に第２突出部７４を備える。第２突出部７４は、収容領域Ｓ内に向けて突出している。第１掛止孔６３と第２掛止孔７３とは第１方向に互いに向かい合っている。

【0031】

図４及び図５に示すように、ケース２０は、位置決めリブ６６と、基板受け座６７と、位置決めピン６８と、を備える。位置決めリブ６６は、第１取付壁６１及び第２取付壁７１のそれぞれに設けられている。位置決めリブ６６は、第１取付壁６１及び第２取付壁７１のそれぞれから収容領域Ｓに向けて突出している。本実施形態では、位置決めリブ６６は、第１取付壁６１及び第２取付壁７１のうち縁壁２３に沿う位置に設けられている。基板受け座６７は、２つの縁壁２３のそれぞれから収容領域Ｓに向けて突出している。位置決めピン６８は、出力側取付壁２７から収容領域Ｓに向けて突出している。

【0032】

図６に示すように、ケース２０は、複数のフィン７６を備える。フィン７６は、放熱壁３１の厚み方向の面のうち収容領域Ｓ側の面とは反対面、即ち、放熱壁３１の外面から放熱壁３１の厚み方向に突出している。複数のフィン７６は、第１方向に並んでいる。フィン７６は、第２方向に延びている。フィン７６は、第１入力側連結壁２４と出力側連結壁２９との間で延びている。フィン７６は、第１部位７７と、第１部位７７よりも放熱壁３１に向けて凹んだ第２部位７８と、を備える。第１部位７７が出力側連結壁２９側、第２部位７８が第１入力側連結壁２４側に位置するようにフィン７６は設けられている。以下の説明において、フィン７６同士の間を第１通路Ｓ１、フィン７６と各取付壁６１，７１との間を第２通路Ｓ２と称する。

【0033】

図３に示すように、基板８１には、電力変換部８２が実装されている。本実施形態の電力変換部８２は、入力部８９から入力されたバッテリの電圧を異なる電圧に変換して出力する。基板８１は、四角板状の基板本体８３と、基板本体８３から突出する基板突出部８６と、を備える。

【0034】

基板本体８３の長手方向の寸法は、入力壁４１の内面と出力壁５１の内面との間隔よりも短い。基板本体８３の短手方向の寸法は、第１取付壁６１の内面と第２取付壁７１の内面との間隔よりも短い。

【0035】

基板本体８３の長手方向の両端部の一方を第１端部８４とし、第１端部８４とは異なる端部を第２端部８５とする。基板突出部８６は、第１端部８４から基板本体８３の長手方向に突出している。基板突出部８６は、基板本体８３の短手方向に間隔を空けて２つ設けられている。基板本体８３は、基板位置決め孔形成面８７を備える。基板位置決め孔形成面８７は、基板本体８３の第２端部８５に設けられている。基板位置決め孔形成面８７は、基板本体８３の厚み方向の両面の間で延びている。基板位置決め孔形成面８７は、基板本体８３を厚み方向に貫通する基板位置決め孔８８を形成している。基板位置決め孔８８は、基板本体８３の長手方向における寸法が基板本体８３の短手方向における寸法よりも長い長孔である。

【0036】

基板本体８３の第１端部８４には電力変換部８２にバッテリからの電力を入力する入力部８９が設けられている。基板本体８３の第２端部８５には、電力変換部８２からの電力が出力される出力部９０が設けられている。出力部９０は、レセプタクル型のコネクタである。出力部９０は、ユニバーサルシリアルバス規格のコネクタであり、詳細にいえば、ユニバーサルシリアルバスタイプＣ規格に準拠したコネクタである。出力部９０は、基板本体８３の短手方向に間隔を空けて２つ設けられている。入力部８９と出力部９０とは、基板本体８３の長手方向に離間して配置されているといえる。

【0037】

電力変換部８２は、USBPD：USB Power Delivery規格で定義される出力電圧を出力部９０から出力する。USBPD規格では、５［Ｖ］～２０［Ｖ］の範囲で出力電圧が定められており、最大で２０［Ｖ］、５［Ａ］の電力を出力可能である。ユニバーサルシリアルバスタイプＣ規格に準拠する出力部９０は、USBPD規格に対応する電力供給が可能な出力部である。

【0038】

図１０に示すように、板バネ９１は、金属製の板材を屈曲させたものである。本実施形態において、板バネ９１はステンレス製である。ケース２０は、板バネ９１よりも熱伝導率の高い金属製といえる。

【0039】

板バネ９１は、複数の平板状部材が組み合わされて構成されている。板バネ９１は、矩形平板状のベース９２と、ベース９２の外周縁のうち２つの長辺端縁Ｅ１，Ｅ２のそれぞれに設けられた２つの平板状のリブ９３ａ，９３ｂと、２つのリブ９３ａ，９３ｂに設けられた爪部９４と、２つの平板状の弾性変形部９５と、平板状のバネ突出部９７と、ベース９２に設けられた掛止爪部９８と、平板状の接触部９９と、２つの平板状の延設部１０３と、２つの平板状の連結部１０４と、を備える。

【0040】

板バネ９１は、ケース２０に組付けられる部材である。
２つのリブ９３ａ，９３ｂは、ベース９２の２つの長辺端縁Ｅ１，Ｅ２のそれぞれからベース９２の厚み方向に延びている。２つのリブ９３ａ，９３ｂ同士は、互いに向かい合っている。リブ９３ａは、板バネ９１がケース２０に組付けれた状態でケース２０の第１取付壁６１と向かい合う。リブ９３ｂは、板バネ９１がケース２０に組付けれた状態でケース２０の第２取付壁７１と向かい合う。２つのリブ９３ａ，９３ｂの厚み方向の面のうち互いに向かい合う面とは反対面同士の間隔は、第１取付壁６１の内面と第２取付壁７１の内面との間隔よりも短い。リブ９３ａ，９３ｂは、板バネ９１の強度を向上させるために設けられている。

【0041】

爪部９４は、２つのリブ９３ａ，９３ｂのそれぞれに設けられている。爪部９４は、リブ９３ａ，９３ｂの一部に切り込みを形成し、切り込みに囲まれる部分を屈曲させた部分である。爪部９４の基端はリブ９３ａ，９３ｂに連結され、爪部９４の先端はリブ９３ａ，９３ｂと分離されている。爪部９４は、リブ９３ａ，９３ｂからリブ９３ａ，９３ｂの厚み方向に屈曲している。爪部９４は、ベース９２から離れる方向に屈曲している。

【0042】

２つの弾性変形部９５のそれぞれは、ベース９２の外周縁のうち２つの短辺端縁Ｅ３，Ｅ４のうちの１つ（短辺端縁Ｅ３）から、ベース９２の長辺端縁Ｅ１，Ｅ２の延びる方向で、かつ、ベース９２の長辺端縁Ｅ１，Ｅ２に対して傾くように延びている。２つの弾性変形部９５は、２つのリブ９３ａ，９３ｂが互いに向かい合う方向に間隔を空けて設けられている。なお、２つのリブ９３ａ，９３ｂが互いに向かい合う方向は、ベース９２の短辺端縁Ｅ３，Ｅ４の延びる方向ともいえる。

【0043】

バネ突出部９７は、２つの弾性変形部９５の間に設けられている。バネ突出部９７は、ベース９２の外周縁のうち２つの短辺端縁Ｅ３，Ｅ４のうちの１つ（短辺端縁Ｅ３）から、ベース９２の長辺端縁Ｅ１，Ｅ２の延びる方向に延びている。バネ突出部９７は、ベース９２からベース９２の長辺端縁Ｅ１，Ｅ２の延びる方向に突出している。

【0044】

掛止爪部９８は、ベース９２の短辺端縁Ｅ３，Ｅ４の延びる方向に並んで２つ設けられている。掛止爪部９８は、ベース９２の一部に切り込みを形成し、切り込みに囲まれる部分を屈曲させた部分である。爪部９４の基端部はベース９２に連結され、爪部９４の先端部はベース９２から分離されている。掛止爪部９８は、ベース９２からベース９２の厚み方向に屈曲している。掛止爪部９８は、ベース９２の厚み方向のうち２つのリブ９３ａ，９３ｂの延びる方向とは反対方向に屈曲している。

【0045】

接触部９９は、ベース９２の外周縁のうち２つの短辺端縁Ｅ３，Ｅ４のうちの一つ（短辺端縁Ｅ４）の中心部から、長辺端縁Ｅ１，Ｅ２の延びる方向で、かつ、ベース９２の長辺端縁Ｅ１，Ｅ２に対して傾くように延びている。２つの延設部１０３は、短辺端縁Ｅ４の両端から長辺端縁Ｅ１，Ｅ２の延びる方向に延びている。連結部１０４は、接触部９９と延設部１０３とを連結している。接触部９９は、バネ位置決め孔形成面１０１を備える。バネ位置決め孔形成面１０１は、接触部９９の厚み方向の両面の間で延びる環状の面である。バネ位置決め孔形成面１０１は、接触部９９を接触部９９の厚み方向に貫通するバネ位置決め孔１０２を形成している。

【0046】

図１及び図２に示すように、カバー１１０は、挿入部１１１と、カバー突出部１２１と、蓋部１３１と、を備える。
挿入部１１１は、ケース２０を挿入可能に構成されている。挿入部１１１は、四角筒状であり、４つの壁部を備える。４つの壁部のうち互いに向かい合う２つの壁部を第１壁部１１２及び第２壁部１１３とする。第１壁部１１２は、第１壁部１１２の厚み方向に貫通するＵ字状の切欠部１１４を備える。第１壁部１１２において切欠部１１４に囲まれる部分をカバー掛止部１１５とすると、カバー掛止部１１５は、第１カバー掛止孔形成面１１６を備える。第１カバー掛止孔形成面１１６は、第１壁部１１２の厚み方向の両面の間で延びている。第１カバー掛止孔形成面１１６は、第１壁部１１２を厚み方向に貫通する第１カバー掛止孔１１７を形成している。

【0047】

カバー突出部１２１は、第２壁部１１３から挿入部１１１の軸線方向に突出している。カバー突出部１２１は、２つ設けられている。カバー突出部１２１は、板状である。カバー突出部１２１は、第２カバー掛止孔形成面１２２を備える。第２カバー掛止孔形成面１２２は、カバー突出部１２１の厚み方向の両面の間で延びている。第２カバー掛止孔形成面１２２は、カバー突出部１２１を厚み方向に貫通する第２カバー掛止孔１２３を形成している。

【0048】

蓋部１３１は、挿入部１１１の軸線方向の両端部のうちカバー突出部１２１が設けられた端部とは反対側の端部に設けられている。蓋部１３１は、ヒンジにより挿入部１１１に対して回動可能に取り付けられている。蓋部１３１が回動することで、挿入部１１１の軸線方向の開口のうち一方の開口の閉塞と開放を切り替えることができる。

【0049】

給電装置１０は、板バネ９１及びカバー１１０によってケース２０に基板８１を取り付けることで構成されている。
図３に示すように、基板８１は、基板本体８３の短手方向が第１方向と一致し、かつ、基板本体８３の長手方向が第２方向と一致する態様で収容領域Ｓに収容されている。第１方向は、基板８１の厚み方向に直交する方向であり、第２方向は基板８１の厚み方向及び第１方向の両方に直交する方向である。基板８１の厚み方向と放熱壁３１の厚み方向とは同一方向である。

【0050】

基板本体８３の第１端部８４は入力壁４１側に位置し、基板本体８３の第２端部８５は出力壁５１側に位置する。基板突出部８６は、取付孔４７に挿入されている。入力部８９は、切欠部４２を介してケース２０外に突出している。出力部９０は、切欠部５２を介してケース２０外に突出している。基板位置決め孔８８には、位置決めピン６８が挿入されている。なお、図示は省略するが、基板８１と台座３２との間等、基板８１と放熱壁３１との間には基板８１から放熱壁３１への伝熱を促進する伝熱部材が設けられている。伝熱部材としては、例えば、放熱シート等の放熱壁３１及び基板８１に密着可能な部材が用いられる。伝熱部材は、空気よりも熱伝導率の高い部材である。

【0051】

板バネ９１は、長辺端縁Ｅ１，Ｅ２の延びる方向が第２方向と一致する態様でケース２０に取り付けられている。また、弾性変形部９５が基板本体８３の第１端部８４に接触し、接触部９９が基板本体８３の第２端部８５に接触するように板バネ９１は取り付けられている。基板位置決め孔８８には、位置決めピン６８が挿入されている。リブ９３ａ，９３ｂは、各取付壁６１，７１の内面に沿って設けられている。リブ９３ａ，９３ｂは、ケース２０の内面に沿って延びているといえる。２つのリブ９３ａ，９３ｂの１つは放熱壁３１の厚み方向において第１突出部６４に向かい合っており、２つのリブ９３ａ，９３ｂの１つは放熱壁３１の厚み方向において第２突出部７４に向かい合っている。

【0052】

第１掛止孔６３及び第２掛止孔７３のそれぞれに爪部９４が挿入されている。２つの爪部９４は、第１方向に互いに向かい合っている。２つの爪部９４のうちの１つは第１掛止孔形成面６２に掛けられている。２つの爪部９４のうちの１つは第２掛止孔形成面７２に掛けられている。２つの爪部９４は、一対の掛止部として機能している。弾性変形部９５は、基板８１の厚み方向及び爪部９４同士が向かい合う方向の両方に直交する方向である第２方向における基板８１の端部に接触しているといえる。

【0053】

図１１に示すように、カバー１１０は、出力部９０を覆うように取り付けられている。詳細にいえば、カバー１１０の挿入部１１１には出力壁５１が挿入されている。出力部９０は、挿入部１１１内に位置している。

【0054】

図１及び図２に示すように、ケース２０の掛止突部２８は第１カバー掛止孔１１７に挿入され、板バネ９１の掛止爪部９８は第２カバー掛止孔１２３に挿入されている。掛止突部２８が第１カバー掛止孔形成面１１６に掛かり、掛止爪部９８が第２カバー掛止孔形成面１２２に掛かることでカバー１１０はケース２０に取り付けられている。第２壁部１１３の内面は、ベース９２の厚み方向の面に接している。

【0055】

板バネ９１は、ケース２０及びカバー１１０からの力を受けることで弾性変形している。板バネ９１の爪部９４が各掛止孔形成面６２，７２に掛けられることで、板バネ９１には基板８１に向かう力が作用している。更に、第２壁部１１３が板バネ９１のベース９２に接することで、板バネ９１には基板８１に向かう力が作用している。弾性変形部９５は、板バネ９１に作用する力によって弾性変形している。これにより、弾性変形部９５には元の形状への復元力が作用し、この力が基板８１を基板取付壁２１に押し付ける押し付け力となる。同様に、連結部１０４は弾性変形している。連結部１０４には元の形状への復元力が作用し、この力は接触部９９を介して基板８１に加わる。弾性変形部９５及び接触部９９から基板８１に加わる押し付け力によって、基板８１はケース２０と板バネ９１によって挟持されている。

【0056】

ケース２０に基板８１を取り付ける際の工程について説明する。
ケース２０に基板８１を取り付ける際には、基板８１を基板取付壁２１に向かい合うように配置する。この際、位置決めピン６８が基板位置決め孔８８に挿入され、位置決めリブ６６が基板８１の第１方向への移動を規制する。受け座は基板８１の厚み方向への移動を規制する。基板８１を入力壁４１に向けてスライドさせることで、基板突出部８６が取付孔４７に挿入される。これにより、基板８１の位置決めが行われる。

【0057】

基板８１の位置決めが行われると、板バネ９１が取り付けられる。バネ位置決め孔１０２に位置決めピン６８が挿入されることで、板バネ９１は位置決めされる。板バネ９１を基板８１に向けて押し込むと、爪部９４が各掛止孔６３，７３に入り込む。板バネ９１を押し込む際に、リブ９３ａ，９３ｂが各突出部６４，７４に当たると、各突出部６４，７４により板バネ９１の押し込みが規制される。これにより、板バネ９１が過剰に押し込まれることが抑制されている。

【0058】

板バネ９１がケース２０に取り付けられると、カバー１１０が取り付けられる。これにより、ケース２０、基板８１、板バネ９１、及びカバー１１０がユニット化され、給電装置１０が構成される。

【0059】

本実施形態の作用について説明する。
給電装置１０は、放熱壁３１の外面が鉛直方向上方を向く態様で車両に搭載される。即ち、フィン７６が設けられた面が鉛直方向上方を向く。放熱壁３１は、板バネ９１よりも鉛直方向上方に位置しているといえる。また、給電装置１０は、カバー１１０の蓋部１３１が車両の搭乗者に視認可能な態様で設けられる一方で、ケース２０及び板バネ９１が車両の搭乗者に視認不可能な態様で設けられる。車両の搭乗者は、蓋部１３１を回動させることで、挿入部１１１内の出力部９０に外部機器を接続可能である。外部機器としては、バッテリを搭載し、バッテリの電力によって駆動する装置や、給電装置１０から供給される電力によって駆動する装置が挙げられる。バッテリの電力によって駆動する装置が接続される場合、給電装置１０から供給される電力によってバッテリが充電される。

【0060】

給電装置１０では、板バネ９１の弾性変形部９５からの押し付け力が基板８１に加わることで、基板８１はケース２０に取り付けられる。ネジを用いなくても基板８１をケース２０に取り付けることができるため、基板８１をケース２０に取り付けるネジを締結するための部位をケース２０に設けたり、基板８１をケース２０に取り付けるためのネジにより基板８１の実装面が少なくなることを抑制できる。従って、給電装置１０の小型化を図ることができる。なお、基板８１の実装面とは、電力変換部８２を構成する電子部品を実装可能な面である。

【0061】

なお、基板８１をケース２０に取り付けるためのネジとして、直径の短いネジを用いることで、給電装置１０の小型化を図ることも考えられる。しかしながら、給電装置１０は、車両に搭載されるため、車両からの振動が加わる。直径の短いネジを用いて基板８１をケース２０に取り付けた場合、車両の振動による基板８１の振動を十分に抑制できないおそれがある。従って、給電装置１０では、直径の短いネジを用いることが困難であり、ネジを用いて基板８１をケース２０に取り付ける場合に給電装置１０の大型化を招きやすい。なお、板バネ９１を用いて基板８１をケース２０に取り付ける場合であっても、板バネ９１と基板８１とが接触する部分には電子部品を実装できず、実装面が少なくなる。しかしながら、ネジを用いた場合、基板８１においてネジが挿通される孔、及び基板８１の厚み方向の両面におけるネジの周囲に電子部品を実装することができない。これに対し、板バネ９１を用いた場合には、板バネ９１の接触する箇所には電子部品を実装できないものの、基板８１の厚み方向における板バネ９１の接触する箇所の反対の箇所には電子部品を実装することができる。

【0062】

本実施形態の給電装置１０は、USBPD規格で定義された電力を出力する。USB 2.0規格では２．５［Ｗ］、USB 3.0規格では４．５［Ｗ］、USB Battery Charging 1.2規格では７．５［Ｗ］までの電力を外部機器に供給可能である一方で、USBPD規格では１００［Ｗ］までの電力を外部機器に供給可能である。USBPD規格では、出力可能な電力が大きく、発熱量も多い。

【0063】

基板８１の配線や、基板８１に実装された電力変換部８２は、発熱源となる。ケース２０は、板バネ９１よりも熱伝導率が高いため、熱は基板８１から放熱壁３１に伝導しやすい。放熱壁３１に伝導した熱は、雰囲気との熱交換により放熱される。放熱壁３１との熱交換により暖められた気体は、上昇する。仮に、放熱壁３１が板バネ９１よりも鉛直方向下方に位置するように給電装置１０を配置すると、放熱壁３１との熱交換により暖められた気体の上昇が阻害され、放熱壁３１からの放熱が行われにくくなる。放熱壁３１を板バネ９１よりも鉛直方向上方に配置し、放熱壁３１との熱交換により暖められた気体の上昇を阻害しないことで、放熱壁３１からの放熱を促進できる。

【0064】

搭乗者が液体をこぼした場合など、車両の内装の隙間から給電装置１０に向けて液体が落ちる場合がある。給電装置１０は、フィン７６が設けられた面が鉛直方向上方を向くように搭載されているため、液体の一部はフィン７６同士の間の第１通路Ｓ１や、フィン７６と各取付壁６１，７１との間の第２通路Ｓ２に供給される。

【0065】

ここで、出力側連結壁２９は、第１取付壁６１と第２取付壁７１との間で全体に亘って延びているため、第１通路Ｓ１及び第２通路Ｓ２の第２方向の端部のうち一方は出力側連結壁２９によって閉塞されている。第１入力側連結壁２４は、第１取付壁６１と第２取付壁７１との間の一部に設けられている。第１通路Ｓ１の第２方向の端部のうち出力側連結壁２９とは反対側の端部は第１入力側連結壁２４によって閉塞されている。一方で、第２通路Ｓ２の第２方向の端部のうち出力側連結壁２９とは反対側の端部は第１入力側連結壁２４によって閉塞されていない。詳細にいえば、各取付壁６１，７１と、第２入力側連結壁２５との間には第２通路Ｓ２を第２方向に開口させる排出路Ｓ３が区画されている。

【0066】

第１通路Ｓ１に液体が供給されると、第１通路Ｓ１内で液面が上昇していく。第１通路Ｓ１に供給された液体の量が多くなると、液体は第１通路Ｓ１から溢れて、第２通路Ｓ２に流入する。第１通路Ｓ１から液体が溢れる際には、第２部位７８から液体が溢れる。第２通路Ｓ２に流入した液体は、第２通路Ｓ２を流れる。第２通路Ｓ２を流れる液体は、出力側連結壁２９を越えて出力部９０に流通することが抑制されている。出力側連結壁２９は、ケース２０の外面を流れる液体が出力部９０に流れることを抑制する流通抑制壁として機能している。第２通路Ｓ２を流れる液体は、排出路Ｓ３から第２通路Ｓ２の外部に排出されることになる。

【0067】

入力壁４１には、取付孔４７が設けられており、排出路Ｓ３から排出された液体は入力壁４１の外面を伝い、取付孔４７に浸入するおそれがある。第１取付孔形成面４５の周方向の寸法を第２取付孔形成面４６の周方向の寸法よりも短くし、第１取付孔形成面４５と第２取付孔形成面４６との境目を段差とすることで、液体がケース２０内に浸入することを抑制している。

【0068】

給電装置１０に向けて液体が落ちる場合、液体の一部は入力側取付壁２２の外面を伝い、ケース２０から落下する場合がある。また、第１通路Ｓ１から溢れた液体の一部が入力側取付壁２２の外面に流れる場合がある。この際、入力側取付壁２２の外面から切欠部４２に向けて液体が流入しようとすると、凸部４３によって切欠部４２からケース２０内に液体が浸入することが抑制される。

【0069】

上記したように、給電装置１０では、放熱壁３１の外面を液体が流れる場合、この液体を入力部８９に向けて誘導している。そして、ケース２０における入力部８９の周囲は、ケース２０内に液体が浸入することを抑制する構造としている。これにより、出力部９０に液体が流れることを抑制しつつ、ケース２０内に液体が浸入することを抑制できる。

【0070】

給電装置１０に向けて液体が落ちる場合、液体の一部は各取付壁６１，７１の厚み方向の面のうちフィン７６に向かい合う面の反対面を伝い、ケース２０から落下する場合がある。この際、板バネ９１のリブ９３ａ，９３ｂが各取付壁６１，７１の内面に沿って設けられていることで、リブ９３ａ，９３ｂと各取付壁６１，７１との境界がケース２０内に設けられる。仮に、リブ９３ａ，９３ｂと各取付壁６１，７１との境界がケース２０外に位置していると、この境界からケース２０内に液体が浸入するおそれがある。リブ９３ａ，９３ｂと各取付壁６１，７１との境界がケース２０内に設けられるようにすることで、境界からケース２０内に液体が浸入することを抑制できる。

【0071】

本実施形態の効果について説明する。
（１）板バネ９１によって基板８１をケース２０に取り付けている。このため、ネジによって基板８１をケース２０に取り付ける場合に比べて給電装置１０の小型化が図られる。

【0072】

（２）ケース２０は、板バネ９１よりも熱伝導率の高い金属製である。実施形態のように、ケース２０の放熱壁３１が板バネ９１よりも鉛直方向上方に位置するように給電装置１０を配置する場合、ケース２０からの放熱が促進されやすい。特に、USBPD規格では、電力変換部８２や基板８１での発熱量が多くなるため、ケース２０からの放熱を促進し、電力変換部８２や基板８１を効率良く冷却することが求められる。ケース２０からの放熱を促進することで、USBPD規格を採用しつつ、電力変換部８２や基板８１の効率的な冷却を図ることができる。

【0073】

（３）給電装置１０は、出力部９０を覆うカバー１１０を備える。カバー１１０は、車両の搭乗者に視認可能な位置に設けられる。カバー１１０により、給電装置１０の意匠性を向上させることができる。車両の搭乗者に視認されにくいケース２０は金属製とすることで放熱性を向上させ、車両の搭乗者に視認されやすい位置にはカバー１１０を設けて意匠性を向上させることで、放熱性と意匠性の両立を図ることができる。

【0074】

（４）板バネ９１の弾性変形部９５は基板８１の第１端部８４に接触しており、板バネ９１の接触部９９は基板８１の第２端部８５に接触している。基板８１の第１端部８４及び第２端部８５の両側を板バネ９１でケース２０に向けて押し付けることができる。基板８１の第１端部８４及び第２端部８５のうちいずれかをケース２０に向けて押し付ける場合に比べて、安定した状態で基板８１をケース２０に取り付けることができる。

【0075】

（５）２つの爪部９４は、互いに第１方向に向かい合うように設けられており、弾性変形部９５は、基板８１における第２方向の端部である第１端部８４に接触している。弾性変形部９５を基板８１における第１方向の端部に接触させる場合、２つの爪部９４と弾性変形部９５とを離間させにくい。弾性変形部９５を基板８１における第２方向の端部に接触させることで、爪部９４と弾性変形部９５を離間させやすく、弾性変形部９５から基板８１に作用する力を大きくすることができる。

【0076】

（６）板バネ９１のリブ９３ａ，９３ｂは、各取付壁６１，７１の内面に沿って設けられている。リブ９３ａ，９３ｂと各取付壁６１，７１との境界がケース２０内に設けられる。実施形態のように、リブ９３ａ，９３ｂと各取付壁６１，７１との境界が鉛直方向上方を向くように給電装置１０を配置する場合に、リブ９３ａ，９３ｂと各取付壁６１，７１との境界からケース２０内に液体が浸入することを抑制できる。

【0077】

（７）出力側連結壁２９は、ケース２０の外面を流れる液体が出力部９０に流れることを抑制している。出力部９０は、車両の搭乗者が外部機器を接続できるように配置されるため、出力部９０に液体が流れると、車室内に液体が流入する。出力部９０に液体が流れることを抑制することで、車室内に液体が流入することを抑制できる。

【0078】

実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○出力側取付壁２７、及び出力側連結壁２９は第１取付壁６１と第２取付壁７１の間の一部に設けられていてもよい。この場合、出力側連結壁２９は、流通抑制壁として機能しなくなる。即ち、給電装置１０は、流通抑制壁を備えていなくてもよい。

【0079】

○ケース２０は、出力側連結壁２９とは異なる流通抑制壁を備えていてもよい。流通抑制壁は、第１通路Ｓ１及び第２通路Ｓ２の液体が出力部９０に流れることを抑制できればよく、例えば、フィン７６同士の間や、フィン７６と各取付壁６１，７１との間で延びる壁部であってもよい。

【0080】

○排出路Ｓ３は、各取付壁６１，７１の外面に開口するように設けられていてもよい。
○排出路Ｓ３は、設けられていなくてもよい。この場合、給電装置１０は、液体がかからないように設けられることが好ましい。

【0081】

○リブ９３ａ，９３ｂは、ケース２０の外面に沿って設けられていてもよい。この場合、リブ９３ａ，９３ｂとケース２０の外面との境界が鉛直方向下方を向くように給電装置１０を車両に搭載することが好ましい。

【0082】

○弾性変形部９５は、基板８１のいずれの位置に接触するように設けられていてもよい。
○弾性変形部９５の数は、単数であってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0083】

○掛止部は、爪部９４に限られず、ケース２０からの力を受けることができれば、どのような形状であってもよい。例えば、各取付壁６１，７１から収容領域Ｓに向けて突出する掛止突起を設け、この掛止突起に板バネ９１のベース９２を掛けることで、ケース２０からの力が板バネ９１に加わるようにしてもよい。この場合、ベース９２が掛止部として機能する。

【0084】

○給電装置１０は、カバー１１０を備えていなくてもよい。
○ケース２０は、板バネ９１と同一の金属製であってもよいし、板バネ９１よりも熱伝導率の低い金属製であってもよい。

【0085】

○カバー１１０は、金属製など、樹脂製とは異なる材料製であってもよい。
○板バネ９１は、少なくとも、弾性変形部９５と、掛止部とを備えていればよく、接触部９９やバネ突出部９７を備えていなくてもよい。

【0086】

○出力部９０は、ユニバーサルシリアルバス規格に準拠した出力部であればよく、ユニバーサルシリアルバスタイプＡ規格や、ユニバーサルシリアルバスタイプＢ規格に準拠した出力部であってもよい。

【0087】

○ケース２０は、位置決めピン６８を備えていなくてもよい。この場合、基板８１は基板位置決め孔形成面８７を備えていなくてもよく、板バネ９１はバネ位置決め孔形成面１０１を備えていなくてもよい。同様に、ケース２０は、位置決めリブ６６及び基板受け座６７を備えていなくてもよい。

【0088】

○ケース２０は、取付孔４７を備えていなくてもよい。この場合、基板８１は基板突出部８６を備えていなくてもよい。
○出力部９０の数は、単数であってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0089】

○ケース２０は、フィン７６を備えていなくてもよい。
○ケース２０は、凸部４３を備えていなくてもよい。
○カバー１１０は、蓋部１３１を備えていなくてもよい。

【0090】

○給電装置１０は、放熱壁３１の外面が鉛直方向下方を向く態様で車両に搭載されてもよい。
○給電装置１０は、車両に搭載されていなくてもよく、どのような機器に搭載されていてもよい。

【0091】

○入力部８９には、電力変換装置等、バッテリ以外からの電力を電力変換部８２に入力してもよい。
○出力部９０は、ユニバーサルシリアルバス規格とは異なる規格のコネクタであってもよい。出力部９０は、外部機器と接続することができ、外部機器に電力を供給することができれば、どのようなものであってもよい。

【符号の説明】

【0092】

１０…給電装置、２０…ケース、２９…流通抑制壁としての出力側連結壁、８１…基板、８２…電力変換部、８４…第１端部、８５…第２端部、８９…入力部、９０…出力部、９１…板バネ、９３ａ，９３ｂ…リブ、９４…掛止部としての爪部、９５…弾性変形部、９９…接触部、１１０…カバー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】