特許 7635758 車載電気機器

(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】2025-02-17

(45)【発行日】2025-02-26

(54)【発明の名称】車載電気機器

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/40 20060101AFI20250218BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20250218BHJP

   H05K 7/14 20060101ALI20250218BHJP

   H02G 3/16 20060101ALI20250218BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20250218BHJP

【ＦＩ】

H01L23/40 E

H05K7/20 B

H05K7/14 G

H02G3/16

B60R16/02 610D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022113341

(22)【出願日】2022-07-14

(65)【公開番号】P2024011396

(43)【公開日】2024-01-25

【審査請求日】2024-04-15

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】寺岡 優樹

(72)【発明者】

【氏名】薮内 武之

(72)【発明者】

【氏名】西出 達哉

【審査官】木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１８６２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０００－５０２８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１２６８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１６６５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２２２６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５６３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５８１２３７５（ＵＳ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１７２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２９３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０７９８０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－０１４６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０９４９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２０４０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２６１４７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２２－０３４１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２６３７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０６７２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第４８００９５６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／３４－２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｈ０５Ｋ ７／１４

Ｈ０２Ｇ ３／１６

Ｂ６０Ｒ １６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電子部品が実装された基板と、前記基板を収容するケースとを含み、車両に搭載される車載電気機器において、
前記基板を支持するように前記ケースに設けられ、自然冷却または強制冷却される基板支持部と、
前記基板支持部と間隔をおいて対向するように前記ケースに設けられた対向部と、
前記対向部により支持され、前記基板支持部により支持された前記基板の前記電子部品または前記基板を前記基板支持部に押し付ける押圧機構と、
を備え、
前記押圧機構は、
それぞれ前記基板支持部により支持された前記基板の対応する前記電子部品に当接可能な複数の当接部材と、前記複数の当接部材を対応する前記電子部品に当接するように間隔をおいて支持する支持部材とを含むと共に、前記基板支持部と前記対向部との間に配置される押圧部材と、
前記対向部と前記支持部材との間に配置され、前記押圧部材を前記基板支持部側に付勢する複数の弾性体と、
前記支持部材と前記基板支持部との間に位置するように前記対向部により支持されると共に、前記押圧部材の前記複数の当接部材を前記電子部品に当接するように摺動自在に支持するガイド部材とを含む車載電気機器。

【請求項2】

請求項１に記載の車載電気機器において、
前記電子部品は、前記基板から前記対向部側および前記基板支持部側の双方に露出するように前記基板に実装される車載電気機器。

【請求項3】

請求項１または２に記載の車載電気機器において、
前記複数の前記弾性体は、対応する前記当接部材の前記対向部側の端部と対向するように前記対向部と前記支持部材との間に配置される車載電気機器。

【請求項4】

請求項１または２に記載の車載電気機器において、前記弾性体は、コイルスプリングである車載電気機器。

【請求項5】

請求項１または２に記載の車載電気機器において、前記弾性体は、板ばねである車載電気機器。

【請求項6】

請求項１または２に記載の車載電気機器において、
前記基板支持部は、前記ケースの底部、前記底部の上方に位置する前記ケースの床部、または前記ケースの天井部であり、前記対向部は、前記基板支持部と上下方向に対向する前記ケースの前記底部、前記床部または前記天井部である車載電気機器。

【請求項7】

請求項１または２に記載の車載電気機器において、
前記車両は、車輪に駆動力を出力する電動機と、前記電動機に電力を供給するバッテリとを含む電動車両であり、
前記基板は、外部電源からの電力による前記バッテリの充電に供される機器を構成する車載電気機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、少なくとも１つの電子部品が実装された基板と、当該基板を収容するケースとを含む車載電気機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、それぞれ板状に形成された電池、直流電圧変換器、リレー等（発熱機器）を冷却流体により冷却する冷却構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この冷却構造は、熱交換部材と、ばね部材とを含む。熱交換部材は、発熱機器が収容される扁平状の機器収容空間と扁平状の冷却通路とを発熱機器の板厚方向に交互に形成する。ばね部材は、発熱機器と熱交換部材とを圧接させる方向のばね力を発生する。これにより、冷却通路を通過する冷却流体により熱交換部材を介して各発熱機器の両面から熱を奪うことが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－２１６３０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、電子部品が実装された基板と、当該基板を収容するケースとを含む車載電気機器では、板ばね（ばね部材）によって電子部品または基板をケースの表面に押し付けて電子部品からの熱をケース側に放出させることができるであろう。しかしながら、板ばねによって電子部品または基板をケースに押し付けるためには、当該板ばねを支持するためのボス部等を対象となる電子部品の周辺に位置するようにケースに形成しなければならない。そして、当該ボス部等の追加によりケースの体格が増加し、車載電気機器の搭載性が悪化してしまう。

【0005】

そこで、本開示は、車載電気機器の搭載性を確保しつつ、当該車載電気機器のケース内に収容される基板に実装された電子部品を良好に冷却可能にすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の車載電気機器は、少なくとも１つの電子部品が実装された基板と、前記基板を収容するケースとを含み、車両に搭載される車載電気機器において、前記基板を支持するように前記ケースに設けられ、自然冷却または強制冷却される基板支持部と、前記基板支持部と間隔をおいて対向するように前記ケースに設けられた対向部と、前記対向部により支持され、前記基板支持部により支持された前記基板の前記電子部品または前記基板を前記基板支持部に押し付ける押圧機構とを含むものである。

【0007】

本開示の車載電気機器では、ケースの体格すなわち基板支持部の面積の増加を抑制して搭載性を確保しつつ、当該ケース内に収容される基板に実装された電子部品を良好に冷却することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の車載電気機器を搭載した車両を示す概略構成図である。

【図2】本開示の車載電気機器を示す部分断面図である。

【図3】本開示の車載電気機器の要部を示す拡大図である。

【図4】本開示の他の車載電気機器の要部を示す拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

【0010】

図１は、本開示の車載電気機器としての電力供給ユニット（以下、「ＥＳＵ」という。）１０を搭載した電動車両である電気自動車（ＢＥＶ）１を示す概略構成図である。同図に示す電気自動車１は、ＥＳＵ１０に加えて、バッテリ（高圧バッテリ）３と、システムメインリレーＳＭＲと、電力制御装置（以下、「ＰＣＵ」という。）４と、モータジェネレータＭＧとを含む。本実施形態において、電気自動車１は、前輪駆動車両である。ただし、電気自動車１は、後輪駆動車両あるいは４輪駆動車両であってもよい。

【0011】

バッテリ３は、直列に接続される複数の電池モジュール（電池スタック）と、当該複数の電池モジュールを収容するバッテリケースとを含む。バッテリ３は、例えば後部座席付近の電気自動車１の床下（フロアパネルの下方）に搭載される。バッテリ３の各電池モジュールは、直列または並列に接続された図示しない複数の電池セルを含む。各電池セルは、例えば、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池等である。バッテリ３の正極端子には、システムメインリレーＳＭＲの正極側リレーを介して正極側電力ラインＰＬが接続される。バッテリ３の負極端子には、システムメインリレーＳＭＲの負極側リレーを介して負極側電力ラインＮＬが接続される。

【0012】

ＰＣＵ４は、正極側電力ラインＰＬ、負極側電力ラインＮＬおよびシステムメインリレーＳＭＲを介してバッテリ３に接続される。ＰＣＵ４は、モータジェネレータＭＧを駆動するインバータ（駆動回路）４ａや、バッテリ３からの電力を昇圧すると共にモータジェネレータＭＧ側からの電圧を降圧することができる昇圧コンバータ４ｂ、充放電可能なコンデンサ（図示省略）等を含む。

【0013】

モータジェネレータＭＧは、同期発電電動機（三相交流電動機）である。モータジェネレータＭＧのロータは、減速機およびデファレンシャルギヤを含む動力伝達機構を介して駆動輪ＤＷに連結されたドライブシャフトＤＳに連結される。モータジェネレータＭＧは、ＰＣＵ４（バッテリ３）からの電力により駆動されてドライブシャフトＤＳに駆動トルク（駆動力）を出力する。更に、モータジェネレータＭＧは、電気自動車１の制動に際してドライブシャフトＤＳに回生制動トルクを出力する。本実施形態において、モータジェネレータＭＧ、減速機およびデファレンシャルギヤは、トランスアクスルケース内に収容され、当該トランスアクスルケースと共にトランスアクスル５を形成する。

【0014】

ＥＳＵ１０は、家庭用電源等の交流電源８０や、スタンドに設置された急速充電器といった外部充電装置（直流電源）９０からの電力によりバッテリ３を充電可能にするために電気自動車１に搭載される。ＥＳＵ１０は、トランスアクスル５と共に電気自動車１のフロントコンパートメントに搭載される。本実施形態において、ＥＳＵ１０は、トランスアクスル５の上方、図示しないラジエータの後方かつ図示しないダッシュパネル（隔壁）の前方に位置するように、車体に対して複数のボルトを介して締結（固定）される。

【0015】

図１に示すように、ＥＳＵ１０は、充電制御装置（充電ＥＣＵ）１１と、ＡＣ充電器１２と、充電リレーＣＨＲおよびＤＣＲと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、フィルタＦと、ジャンクションボックスＪＢと、図示しないバスバーユニットと、これらの機器を収容するケース２０とを含む。充電制御装置１１は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータである。充電制御装置１１は、ＡＣ充電器１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御すると共に、充電リレーＣＨＲおよびＤＣＲを開閉制御する。

【0016】

ＡＣ充電器１２は、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータや、当該ＡＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ（何れも図示省略）等を含む。ＡＣ充電器１２のＡＣ／ＤＣコンバータは、ケース２０に取り付けられるコネクタ１８およびケーブルを介して交流電源８０のコンセント８１と結合可能なコンセントプラグ８に接続される。また、ＡＣ充電器１２のＤＣ／ＤＣコンバータは、充電リレーＣＨＲ、ケース２０に取り付けられるコネクタ１４および電力ラインを介して、システムメインリレーＳＭＲとＰＣＵ４との間で正極側電力ラインＰＬおよび負極側電力ラインＮＬに接続される。ＡＣ充電器１２は、コンセントプラグ８がコンセント８１に結合され、かつシステムメインリレーＳＭＲおよび充電リレーＣＨＲが閉成された状態で作動させられる。これにより、交流電源８０からの電力（交流電力）によりバッテリ３が充電される。

【0017】

充電リレーＤＣＲは、ケース２０に取り付けられるコネクタ１５および電力ラインを介して、システムメインリレーＳＭＲとＰＣＵ４との間で正極側電力ラインＰＬおよび負極側電力ラインＮＬに接続される。また、充電リレーＤＣＲは、ケース２０に取り付けられるコネクタ１９およびケーブルを介して受電コネクタ９に接続される。受電コネクタ９は、外部充電装置９０の送電コネクタ９１と結合可能なものであり、電気自動車１の図示しない充電リッドに設置される。外部充電装置９０は、受電コネクタ９に送電コネクタ９１が結合され、かつシステムメインリレーＳＭＲおよび充電リレーＤＣＲが閉成された状態で作動させられる。これにより、外部充電装置９０からの電力（直流電力）によりバッテリ３が充電される。

【0018】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、ケース２０に取り付けられるコネクタ１６および電力ラインを介して、システムメインリレーＳＭＲとＰＣＵ４との間で正極側電力ラインＰＬおよび負極側電力ラインＮＬに接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力端子は、ケース２０に取り付けられるコネクタ１７および電力ラインを介して、図示しない補機バッテリ（低圧バッテリ）や各種補機に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、正極側電力ラインＰＬおよび負極側電力ラインＮＬからの電力を降圧して補機バッテリや各種補機に供給する。

【0019】

図２は、ＥＳＵ１０を示す部分断面図である。図示するように、ＥＳＵ１０のケース２０は、角筒状の下側ケース２１と、有底角筒状の上側ケース２２と、下側カバー２３と、上側カバー２４とを含む。本実施形態において、下側ケース２１および上側ケース２２は、アルミ合金等により形成された鋳造品である。また、下側ケース２１の高さ方向における中央部には、当該高さ方向と直交するように床部（床板部）２１０が形成されている。更に、下側カバー２３および上側カバー２４は、鋼板等により形成されている。

【0020】

上側ケース２２は、図示しない複数のボルトを介して下側ケース２１の上端部に連結（固定）される。下側カバー２３は、図示しない複数のボルトを介して下側ケース２１の下端部に連結（固定）され、ケース２０（下側ケース２１）の底部（底板部）を形成する。上側カバー２４は、図示しない複数のボルトを介して上側ケース２２の上端部に連結（固定）され、ケース２０（上側ケース２２）の天井部（天板部）を形成する。また、下側ケース２１の床部２１０は、下側カバー２３と間隔をおいて上下方向に対向すると共に、ケース２０の床部となる上側ケース２２の底部２２０と間隔をおいて上下方向に対向する。更に、上側ケース２２の底部２２０は、上側カバー２４と間隔をおいて上下方向に対向する。

【0021】

本実施形態において、下側ケース２１の床部２１０と下側カバー２３との間に画成される空間Ａには、例えばＡＣ充電器１２等が配置される。また、下側ケース２１の床部２１０と上側ケース２２の底部２２０との間に画成される空間Ｂには、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ１３やフィルタＦ等が配置される。更に、上側ケース２２の底部２２０と上側カバー２４との間に画成される空間Ｃには、充電制御装置１１（図２では省略）、充電リレーＣＨＲ、充電リレーＤＣＲ、ジャンクションボックスＪＢ等が収容される。なお、充電リレーＣＨＲは、図１において二点鎖線で示すように、ケース２０の外部に配置されてもよい。

【0022】

また、ケース２０の床部２１０には、図示しない冷媒通路が形成されており、当該冷媒通路には、図示しない冷媒ポンプ等により冷却媒体が循環供給される。これにより、ケース２０を形成する下側ケース２１（床部２１０）、上側ケース２２（底部２２０）、下側カバー２３および上側カバー２４は、床部２１０の冷媒通路内を流れる冷却媒体により強制冷却される。また、電気自動車１の走行中、ケース２０の下側カバー２３、上側カバー２４および側板部は、当該電気自動車１のフロントコンパートメント内に流入する走行風等により自然冷却される。

【0023】

ここで、ＥＳＵ１０のＡＣ充電器１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、半導体素子（例えば、ＦＥＴ）等の電子部品Ｐが複数実装された基板Ｓをそれぞれ含む。これらの電子部品Ｐは、ＡＣ充電器１２やＤＣ／ＤＣコンバータ１３の作動に伴って発熱するものである。従って、外部の交流電源８０または外部充電装置９０からの電力によりバッテリ３を充電する際には、各基板Ｓの電子部品Ｐを冷却することが求められる。これを踏まえて、ＥＳＵ１０では、各電子部品Ｐからの熱を放出させるべく、ＡＣ充電器１２の基板Ｓが強制冷却される下側ケース２１の床部２１０により支持される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の基板Ｓも、各電子部品Ｐからの熱を放出させるべく、強制冷却される下側ケース２１の床部２１０により支持される。更に、各基板Ｓには、電子部品Ｐを表面側および裏面側の双方に露出（突出）させるための複数の開口部が形成されている。各電子部品Ｐは、基板Ｓの表面側および裏面側の双方に突出するように当該基板Ｓの対応する開口部内に実装される。

【0024】

加えて、ＥＳＵ１０は、ＡＣ充電器１２の基板Ｓに実装された複数の電子部品Ｐを基板支持部としての下側ケース２１の床部２１０に押し付ける押圧機構３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の基板Ｓに実装された複数の電子部品Ｐを基板支持部としての下側ケース２１の床部２１０に押し付ける押圧機構３０とを含む。ＡＣ充電器１２用の押圧機構３０は、下側ケース２１の床部２１０に対向する対向部としての下側カバー２３により支持される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３用の押圧機構３０は、下側ケース２１の床部２１０に対向する対向部としての上側ケース２２の底部２２０により支持される。本実施形態において、ＡＣ充電器１２用の押圧機構３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３用の押圧機構３０とは、共通の構成を有する。以下、図３を参照しながら、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３用の押圧機構３０を例にとって、その構成について詳細に説明する。

【0025】

押圧機構３０は、図３に示すように、押圧部材３１と、ガイド部材３２と、複数のコイルスプリング（弾性体）３３とを含む。押圧部材３１は、複数の当接部材３１１および支持部材３１２を有するものである。押圧部材３１の各当接部材３１１は、例えば金属あるいは樹脂により形成された丸棒または角棒である。押圧部材３１の支持部材３１２は、例えば金属あるいは樹脂により形成されている。支持部材３１２は、複数の当接部材３１１を各々の先端面（図３における下端面）が床部２１０により支持された基板Ｓの対応する電子部品Ｐに当接するように間隔をおいて支持する。複数の当接部材３１１と支持部材３１２とは、一体に形成されてもよく、支持部材３１２とは別体の複数の当接部材３１１が当該支持部材３１２に固定されてもよい。

【0026】

ガイド部材３２は、間隔をおいて形成された複数の孔部を有する例えば金属製または樹脂製の板体である。ガイド部材３２は、複数（本実施形態では、例えば２つ）のボルト３４により上側ケース２２の底部２２０から下側ケース２１の床部２１０に向けて延出された複数（本実施形態では、例えば２つ）のボス部２２１に固定される。押圧部材３１の各当接部材３１１は、支持部材３１２がガイド部材３２と上側ケース２２の底部２２０との間に位置するようにガイド部材３２の対応する孔部に摺動自在に挿通される。なお、ＡＣ充電器１２用の押圧機構３０のガイド部材３２は、複数のボルト３４により下側カバー２３から床部２１０に向けて延出された複数のボス部に固定される。

【0027】

複数のコイルスプリング３３は、互いの同一の諸元を有する。各コイルスプリング３３は、上側ケース２２の底部２２０に形成された弾性体支持部２２２より支持されると共に押圧部材３１の支持部材３１２に連結される。本実施形態において、底部２２０の弾性体支持部２２２には、押圧部材３１の対応する当接部材３１１の端部（図３における上端部）と対向するように下側ケース２１の床部２１０（図中下側）に開口する複数の凹部が形成されている。また、押圧部材３１の支持部材３１２には、押圧部材３１の対応する当接部材３１１の端部（図３における上端部）と対向するように上側ケース２２の底部２２０（図中上側）に開口する複数の凹部が形成されている。各コイルスプリング３３の一端（図３における上端）は、弾性体支持部２２２に形成された対応する凹部内に嵌合される。また、各コイルスプリング３３の他端（図３における下端）は、押圧部材３１の支持部材３１２に形成された対応する凹部内に嵌合される。すなわち、各コイルスプリング３３は、対応する当接部材３１１の底部２２０側の端部と対向するように当該底部２２０の弾性体支持部２２２と押圧部材３１の支持部材３１２との間に配置される。

【0028】

これにより、押圧部材３１すなわち複数の当接部材３１１は、ガイド部材３２を介して、対応する電子部品Ｐに当接するように上側ケース２２の底部２２０により摺動自在に支持される。また、各コイルスプリング３３が自然状態にあるときに、弾性体支持部２２２（底部２２０）の床部２１０側の面（図３における下面）から各当接部材３１１の先端面（図３における下端面）までの距離（最短距離）は、弾性体支持部２２２の床部２１０側の面から当該床部２１０により支持された基板Ｓの各電子部品Ｐまでの距離（最短距離）よりも長くなる。なお、ＡＣ充電器１２用の押圧機構３０の各コイルスプリング３３は、下側カバー２３に形成された弾性体支持部より支持されると共に押圧部材３１の支持部材３１２に連結される。

【0029】

上述のようなＥＳＵ１０の製造に際しては、ＡＣ充電器１２用の押圧機構３０が空間Ａ側に位置するように下側カバー２３に組み付けられる。また、基板Ｓを含むＡＣ充電器１２の構成要素等が、空間Ａ側に位置するように下側ケース２１の床部２１０（図２における下面）に組み付けられる。更に、基板Ｓを含むＤＣ／ＤＣコンバータ１３の構成要素やフィルタＦ等が、空間Ｂ側に位置するように下側ケース２１の床部２１０（図２における上面）に組み付けられる。また、充電制御装置１１、充電リレーＣＨＲ、充電リレーＤＣＲ、ジャンクションボックスＪＢ等が上側ケース２２内（底部２２０上）に組み付けられる。更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３用の押圧機構３０が空間Ｂ側に位置するように上側ケース２２の底部２２０（図２における下面）に組み付けられる。

【0030】

また、下側カバー２３が下側ケース２１に固定されると、ＡＣ充電器１２用の押圧機構３０の押圧部材３１すなわち各当接部材３１１が下側ケース２１の床部２１０により支持された基板Ｓの対応する電子部品Ｐに当接する。これにより、押圧部材３１により各コイルスプリング３３が押圧されて支持部材３１２と下側カバー２３（図示しない弾性体支持部）との間で圧縮されるので、当該押圧部材３１は、各コイルスプリング３３により床部２１０側に付勢される。従って、床部２１０により支持された基板Ｓの各電子部品Ｐが押圧部材３１の対応する当接部材３１１により当該床部２１０に押し付けられる。

【0031】

更に、下側ケース２１に上側ケース２２が固定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３用の押圧機構３０の押圧部材３１すなわち各当接部材３１１が下側ケース２１の床部２１０により支持された基板Ｓの対応する電子部品Ｐに当接する。これにより、押圧部材３１により各コイルスプリング３３が押圧されて支持部材３１２と底部２２０（弾性体支持部２２２）との間で圧縮されるので、当該押圧部材３１は、各コイルスプリング３３により床部２１０側に付勢される。従って、床部２１０により支持された基板Ｓの各電子部品Ｐが押圧部材３１の対応する当接部材３１１により当該床部２１０に押し付けられる。

【0032】

この結果、電気自動車１では、外部の交流電源８０または外部充電装置９０からの電力によりバッテリ３を充電する際に、ＡＣ充電器１２の基板Ｓに実装された各電子部品Ｐからの熱を強制冷却（場合によっては、自然冷却）されるケース２０の床部２１０に放出させることが可能となる。更に、ＡＣ充電器１２の基板Ｓに実装された各電子部品Ｐからの熱の一部は、押圧部材３１および各コイルスプリング３３を介して自然冷却または強制冷却される下側カバー２３にも放出される。また、外部の交流電源８０または外部充電装置９０からの電力によりバッテリ３を充電する際には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の基板Ｓに実装された各電子部品Ｐからの熱を強制冷却（場合によっては、自然冷却）されるケース２０の床部２１０に放出させることが可能となる。更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の基板Ｓに実装された各電子部品Ｐからの熱の一部は、押圧部材３１および各コイルスプリング３３を介して自然冷却または強制冷却される上側ケース２２の底部２２０にも放出される。

【0033】

そして、ＥＳＵ１０では、各押圧機構３０が基板Ｓを支持する床部２１０に対向する上側ケース２２の底部（対向部）２２０、または床部２１０に対向する下側カバー（対向部）２３により支持される。これにより、電子部品Ｐあるいは基板Ｓを床部２１０に押し付けるための板ばねを支持するボス部等の構造物を対象となる電子部品Ｐの周辺に位置するように床部２１０に形成する必要がなくなる。この結果、ケース２０の体格すなわち床部（基板支持部）２１０の面積の増加を抑制してＥＳＵ１０の搭載性を確保しつつ、交流電源８０または外部充電装置９０からの電力によりバッテリ３を充電する際に当該ケース２０内に収容される基板Ｓに実装された電子部品Ｐを良好に冷却することが可能となる。

【0034】

また、押圧機構３０は、床部２１０により支持された基板Ｓの電子部品Ｐに当接するように床部２１０と上側ケース２２の底部２２０との間、または床部２１０と下側カバー２３との間に配置される押圧部材３１と、底部２２０または下側カバー２３と押圧部材３１との間に配置されて当該押圧部材３１を床部２１０側に付勢するコイルスプリング３３とを含む。これにより、コイルスプリング３３により付勢される押圧部材３１によって電子部品Ｐを床部２１０に押し付けることができるので、コイルスプリング３３の軸長の増加（大型化）を抑制しつつ、当該電子部品Ｐからの熱を強制冷却（または自然冷却）される床部２１０に放出させることが可能となる。加えて、押圧機構３０によれば、上述のように、電子部品Ｐからの熱を押圧部材３１およびコイルスプリング３３を介して上側ケース２２の底部２２０または下側カバー２３に放出することもできる。

【0035】

更に、押圧機構３０は、上側ケース２２の底部２２０または下側カバー２３により支持されると共に、押圧部材３１を電子部品Ｐに当接するように摺動自在に支持するガイド部材３２を含む。これにより、ＥＳＵ１０の製造時や分解時等に押圧部材３１がケース２０（上側ケース２２または下側カバー２３）から脱落するのを抑制すると共に、押圧部材３１の各当接部材３１１を対応する電子部品Ｐに精度よく当接させることが可能となる。

【0036】

また、ＥＳＵ１０において、各電子部品Ｐは、基板Ｓから表面側（底部２２０または下側カバー２３側）および裏面側（床部２１０側）の双方に露出するように当該基板Ｓに実装される。これにより、押圧機構３０により電子部品Ｐを床部２１０に密接させることができるので、外部の交流電源８０または外部充電装置９０からの電力によりバッテリ３を充電する際に、電子部品Ｐをより良好に冷却することが可能となる。

【0037】

更に、ＡＣ充電器１２の基板ＳおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の基板Ｓには、複数の電子部品Ｐが実装される。また、各押圧機構３０の押圧部材３１は、それぞれ床部２１０により支持された基板Ｓの対応する電子部品Ｐに当接可能な複数の当接部材３１１を含む。更に、各押圧機構３０は、複数の当接部材３１１を対応する電子部品Ｐに当接するように間隔をおいて支持する支持部材３１２を含む。また、各押圧機構３０の複数のコイルスプリング３３は、床部２１０と底部２２０との間、または床部２１０と下側カバー２３との間に配置される。これにより、ケース２０の体格の増加を抑制してＥＳＵ１０の搭載性を確保しつつ、当該ケース２０内に収容される基板Ｓに実装された複数の電子部品Ｐを良好に冷却することが可能となる。

【0038】

また、押圧機構３０の各コイルスプリング３３は、押圧部材３１の対応する当接部材３１１の底部２２０側または下側カバー２３側の端部と対向するように底部２２０または下側カバー２３と押圧部材３１の支持部材３１２との間に配置される。これにより、各コイルスプリング３３からの付勢力を押圧部材３１の各当接部材３１１に安定かつ効率よく伝達することが可能となる。

【0039】

更に、上記押圧機構３０は、押圧部材３１を付勢する弾性体として複数のコイルスプリング３３を含む。これにより、各コイルスプリング３３から押圧部材３１を介して複数の電子部品Ｐに印加される荷重に対する底部２２０または下側カバー２３と各電子部品Ｐとの距離のバラつきの影響を低減することが可能となる。

【0040】

なお、押圧部材３１を付勢する弾性体は、コイルスプリング３３に限られるものではない。すなわち、図４に示す押圧機構３０Ｂのように、複数のコイルスプリング３３が複数の板ばね３３０で置き換えられてもよい。かかる押圧機構３０Ｂにおいても、各コイルスプリング３３から押圧部材３１を介して複数の電子部品Ｐに印加される荷重に対する床部２１０または底部２２０と各電子部品Ｐとの距離のバラつきの影響を低減することが可能となる。また、押圧機構３０，３０Ｂは、押圧部材３１を付勢する弾性体として単一のコイルスプリング３３または板ばね３３０を含むものであってもよい。更に、コイルスプリング３３または板ばね３３０は、弾性体支持部２２２等または支持部材３１２と一体に形成されてもよい。更に、押圧機構３０，３０Ｂから支持部材３１２が省略されてもよく、押圧部材３１の端部にコイルスプリング３３または板ばね３３０が固定または一体化されてもよい。

【0041】

また、ＥＳＵ１０において、ＡＣ充電器１２用の押圧機構３０は、下側カバー２３により支持され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３用の押圧機構３０は、上側ケース２２の底部２２０により支持されるが、これらに限られるものではない。すなわち、ＡＣ充電器１２の基板Ｓが下側カバー２３により支持される場合、ＡＣ充電器１２用の押圧機構３０，３０Ｂは、下側ケース２１の床部２１０により支持されてもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の基板Ｓが上側ケース２２の底部２２０により支持される場合、押圧機構３０，３０Ｂは、下側ケース２１の床部２１０により支持されてもよい。更に、空間Ｃ内に位置するように上側ケース２２の底部（基板支持部）２２０により基板Ｓが支持される場合、押圧機構３０，３０Ｂがケース２０の天井部となる上側カバー（対向部）２４により支持されてもよい。また、空間Ｃ内に位置するように上側カバー（基板支持部）２４により基板Ｓが支持される場合、押圧機構３０，３０Ｂがケース２０の床部となる上側ケース２２の底部（対向部）２２０により支持されてもよい。

【0042】

更に、ＥＳＵ１０において、ケース２０から床部２１０および底部２２０が省略されてもよい。この場合、押圧機構３０，３０Ｂが、下側カバー（基板支持部）２３により支持された基板Ｓの電子部品Ｐを当該下側カバー２３に押し付けるように上側カバー（対向部）２４により支持されてもよく、上側カバー（基板支持部）２４により支持された基板Ｓの電子部品Ｐを当該上側カバー２４に押し付けるように下側カバー（対向部）２３により支持されてもよい。また、押圧機構３０，３０Ｂは、基板Ｓを支持する床部２１０等と対向するようにケース２０により保持されて当該ケース２０の一部となる機器や部材（対向部）により支持されてもよい。更に、基板Ｓは、ケース２０の側板部により支持されてもよく、押圧機構３０，３０Ｂは、当該側板部と対向するケース２０の一部または当該側板部と対向するようにケース２０により支持された機器等により支持されてもよい。

【0043】

また、押圧機構３０，３０Ｂの押圧部材３１（当接部材３１１）は、電子部品Ｐの代わりに基板Ｓの表面に当接するように形成されてもよく、押圧部材３１は、当接部材３１１を１つだけ有するものであってもよい。更に、基板Ｓにおける複数の電子部品Ｐの高さ等に応じて、押圧部材３１における複数の当接部材３１１の軸長を互いに異ならせてもよい。また、基板Ｓから上記開口部が省略されてもよく、電子部品Ｐが基板Ｓの表面または裏面に実装されてもよい。

【0044】

更に、押圧機構３０は、交流電源８０または外部充電装置９０からの電力によりバッテリ３を充電するためのＥＳＵ１０に適用されるが、これに限られるものではない。すなわち、押圧機構３０は、ＰＣＵ４のインバータや昇圧コンバータ等の基板に適用されてもよい。また、上記ＥＳＵ１０は、交流電源８０および外部充電装置９０からの電力により充電可能なバッテリ３を含む電気自動車１に搭載されるが、これに限られるものではない。すなわち、ＥＳＵ１０は、非プラグイン式のハイブリッド車両（ＨＥＶ）や、プラグイン式のハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）に搭載されてもよい。

【0045】

以上説明したように、本開示の車載電気機器は、少なくとも１つの電子部品（Ｐ）が実装された基板（Ｓ）と、前記基板（Ｓ）を収容するケース（２０）とを含み、車両（１）に搭載される車載電気機器（１０）において、前記基板（Ｓ）を支持するように前記ケース（２０）に設けられ、自然冷却または強制冷却される基板支持部（２１０）と、前記基板支持部（２１０）と間隔をおいて対向するように前記ケース（２０）に設けられた対向部（２２０，２３）と、前記対向部（２２０，２３）により支持され、前記基板支持部（２１０）により支持された前記基板（Ｓ）の前記電子部品（Ｐ）または前記基板（Ｓ）を前記基板支持部（２１０）に押し付ける押圧機構（３０，３０Ｂ）とを含むものである。

【0046】

本開示の車載電気機器のケースは、基板を支持すると共に自然冷却または強制冷却される基板支持部と、基板支持部と間隔をおいて対向する対向部とを含む。更に、対向部は、押圧機構を支持しており、押圧機構は、基板支持部により支持された基板の電子部品または当該基板を基板支持部に押し付ける。これにより、押圧機構により電子部品または基板を基板支持部に押し付け、当該電子部品からの熱を自然冷却または強制冷却される基板支持部に放出させることができる。更に、本開示の車載電気機器では、押圧機構が対向部により支持されることから、電子部品または基板を基板支持部に押し付けるための構造物等を対象となる電子部品の周辺に位置するように基板支持部に形成する必要がなくなる。この結果、ケースの体格すなわち基板支持部の面積の増加を抑制して車載電気機器の搭載性を確保しつつ、当該ケース内に収容される基板に実装された電子部品を良好に冷却することが可能となる。

【0047】

また、前記押圧機構（３０，３０Ｂ）は、前記基板支持部（２３，２１０，２２０）により支持された前記基板（Ｓ）の前記電子部品（Ｐ）または前記基板（Ｓ）に当接するように前記基板支持部（２１０）と前記対向部（２２０，２３）との間に配置される押圧部材（３１）と、前記対向部（２２０，２３）と前記押圧部材（３１）との間に配置され、前記押圧部材（３１）を前記基板支持部（２１０）側に付勢する弾性体（３３，３３０）とを含むものであってもよい。

【0048】

これにより、弾性体により付勢される押圧部材によって電子部品または基板を基板支持部に押し付けることができるので、弾性体の大型化を抑制しつつ、当該電子部品からの熱を自然冷却または強制冷却される基板支持部に放出させることが可能となる。加えて、かかる押圧機構によれば、電子部品からの熱を押圧部材および弾性体を介してケースの対向部に放出することもできる。

【0049】

更に、前記押圧機構（３０，３０Ｂ）は、前記対向部（２２０，２３）により支持されると共に、前記押圧部材（３１）を前記電子部品（Ｐ）または前記基板（Ｓ）に当接するように摺動自在に支持するガイド部材（３２）を含むものであってもよい。

【0050】

これにより、車載電気機器の製造時や分解時等に押圧部材がケースから脱落するのを抑制すると共に、押圧部材を対応する電子部品に精度よく当接させることが可能となる。

【0051】

また、前記電子部品（Ｐ）は、前記基板（Ｓ）から前記対向部（２２０，２３）側および前記基板支持部（２１０）側の双方に露出するように前記基板（Ｓ）に実装されてもよい。

【0052】

これにより、押圧機構により電子部品を基板支持部に密接させることができるので、電子部品をより良好に冷却することが可能となる。

【0053】

更に、前記基板（Ｓ）には、複数の前記電子部品（Ｐ）が実装されてもよく、前記押圧部材（３１）は、それぞれ前記基板支持部（２１０）により支持された前記基板（Ｓ）の対応する前記電子部品（Ｐ）に当接可能な複数の当接部材（３１１）を含むものであってもよく、前記押圧機構（３０，３０Ｂ）は、前記複数の当接部材（３１１）を対応する前記電子部品（Ｐ）に当接するように間隔をおいて支持する支持部材（３１２）を含むものであってもよく、前記対向部（２２０，２３）と前記支持部材（３１２）との間に複数の前記弾性体（３３，３３０）が配置されてもよい。

【0054】

これにより、ケースの体格の増加を抑制して車載電気機器の搭載性を確保しつつ、当該ケース内に収容される基板に実装された複数の電子部品を良好に冷却することが可能となる。

【0055】

また、前記複数の前記弾性体（３３，３３０）は、対応する前記当接部材（３１１）の前記対向部（２２０，２３）側の端部と対向するように前記対向部（２２０，２３）と前記支持部材（３１２）との間に配置されてもよい。

【0056】

これにより、弾性体からの付勢力を各当接部材に安定かつ効率よく伝達することが可能となる。

【0057】

更に、前記弾性体は、コイルスプリング（３３）であってもよい。

【0058】

これにより、弾性体から押圧部材を介して電子部品または基板に印加される荷重に対する対向部と電子部品または基板との距離のバラつきの影響を低減することが可能となる。

【0059】

また、前記弾性体は、板ばね（３３０）であってもよい。

【0060】

かかる態様においても、弾性体から押圧部材を介して電子部品または基板に印加される荷重に対する対向部と電子部品または基板との距離のバラつきの影響を低減することが可能となる。

【0061】

更に、前記基板支持部は、前記ケース（２０）の底部（２３）、前記底部（２３）の上方に位置する前記ケースの床部（２１０，２２０）、または前記ケースの天井部（２４）であってもよく、前記対向部は、前記基板支持部と上下方向に対向する前記ケース（２０）の前記底部（２３）、前記床部（２１０，２２０）または前記天井部（２４）であってもよい。

【0062】

また、前記車両（１）は、車輪（ＤＷ）に駆動力を出力する電動機（ＭＧ）と、前記電動機（ＭＧ）に電力を供給するバッテリ（３）とを含む電動車両（１）であってもよく、前記基板（Ｓ）は、外部電源（８０，９０）からの電力による前記バッテリ（３）の充電に供される機器（１０）を構成するものであってもよい。

【0063】

これにより、外部電源からの電力により電動車両のバッテリを充電するときに、電子部品を良好に冷却することが可能となる。

【0064】

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本開示の発明は、車載電気機器の製造産業等において利用可能である。

【符号の説明】

【0066】

１ 電気自動車、３ バッテリ、４ 電力制御装置（ＰＣＵ）、１０ 電力供給ユニット（ＥＳＵ）、１１ 充電制御装置、１２ ＡＣ充電器、１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２０ ケース、２１ 下側ケース、２１０ 床部、２２ 上側ケース、２２０ 底部、２２１ ボス部、２２２ 弾性体支持部、２３ 下側カバー、２４ 上側カバー、３０，３０Ｂ 押圧機構、３１ 押圧部材、３１１ 当接部材、３１２ 支持部材、３２ ガイド部材、３３ コイルスプリング、３３０ 板ばね、３４ ボルト、８０ 交流電源、９０ 外部充電装置、ＣＨＲ，ＤＣＲ 充電リレー、ＭＧ モータジェネレータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】