CN1852817B - 车载用电路单元及其安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明的车载用电路单元的安装结构，可有效地减少散热部件与车身之间形成的微小间隙，避免因车辆的振动而产生碰撞或噪音，并可确保良好的冷却性能。作为解决方案，使固定有电路体(30)的散热部件(10)的外侧面(11B)与车辆的车身表面(S)相隔一定的间隙并予以相向，且在此状态下安装电路单元(U)。其中最为理想的是，延长设置固定在上述车身上的安装部(12)，该安装部(12)的与车身的接触面(13)大致平行于散热部件的外侧面(11B)，并在两个面(13)，(11B)之间存在错位，在予以安装的状态下，车身与散热部件外侧面(11B)，以大致平行的状态而予以相向，并且车身与散热部件外侧面(11B)之间使除上述安装部(12)以外的整个区域形成一定的间隙。

Description

车载用电路单元及其安装结构

技术领域

本发明涉及一种从搭载于车辆的电源向车载设备等进行配电的配电器(power distributor)等所使用的车载用电路单元及其安装结构。

背景技术

以往，作为从共通的车载电源向各车载设备进行电力分配的装置，一般已知的有，通过叠加多块母线基板(bus bar board)以形成配电用电路，并增加保险丝(fuse)以及继电器开关(relay switch)等，由此构成的电路单元。而且，近年来已开始探讨，将母线和控制电路体予以贴合，或使用FET等半导体开关元件来取代上述继电器，以此实现电路单元的小型化。

但是，在上述电路单元中，上述母线内因流过较大的电流所以容易发热，尤其是，上述FET或继电器开关等开关元件的发热量非常大，因此如何有效进行散热则成为重要的课题。

作为解决方案，日本专利公开公报特开平5-343871号的图1及图2公开了在散热基板上设置有包含电气电子部件的电路图案(circuitpattern)的控制箱。此控制箱中，上述散热基板呈平板状，通过***其一侧缘部所形成的安装孔中的螺栓紧固在车身上，由此上述控制箱，在上述散热基板的外表面的大致全部区域与上述车身接触的状态下予以安装。

上述公报中所记载的控制箱，整个散热基板呈平板状，且该散热基板的全部表面基本上与车辆车身接触，但实际上由于上述散热基板的外表面存在凹凸、反翘、挠曲等问题，所以该散热基板的外表面与车身的表面之间容易产生微小间隙，从而该微小间隙中可能会有积水，从而产生生锈等问题。尤其是，散热基板外表面中，与通过上述螺栓直接固定在车身上的部位相偏离的部位，容易与车身稍微分离，并随着车辆的振动而与车身表面反复碰撞，因此上述碰撞会影响电路的正常运行，并成为引发各种噪音的原因。

发明内容

作为解除上述振动所产生问题的方案，可以考虑在上述散热基板的整个周缘部均匀设置螺栓贯穿孔，并通过螺栓将该全部外缘部直接连接在车身上，但即使使用此结构也不能有效地减少上述微小间隙。而且由于在车身上安装控制箱的空间非常有限，比如在狭窄的发动机室内安装控制箱时，将上述散热基板的整个周缘部紧固在车身侧壁上的作业实际上非常困难。

本发明鉴于上述情况而作，以有效地减少散热部件与车身之间所产生的微小间隙，并避免因车辆的振动而产生碰撞或噪音，同时能确保上述散热部件具有良好的冷却性能为课题，作为解决方案，本发明提供一种车载用电路单元的安装结构，其中，上述车载用电路单元，包括电路体，构成电力电路；箱体主体，收容该电路体，该箱体主体由绝缘材料构成，呈包围所述电路体的四周的框状；以及散热部件，其由金属板构成，上述电路体以处于可以热传导的状态固定在该散热部件的内侧面，且上述箱体主体以处于包围所述电路体的状态重叠在该散热部件的内侧面，该散热部件的外侧面为散热面；上述车载用电路单元，在上述散热部件的外侧面全部露出于上述箱体主体，并且该散热部件的外侧面可向车身热辐射地与该车身相隔一定的间隙并予以相向的状态下，安装在上述车身上；上述散热部件包括以与车身接触的状态固定在该车身上的安装部，并且，上述安装部的与上述车身的接触面和上述散热部件的外侧面之间存在错位，当上述安装部固定在上述车身上时，上述散热部件的除该安装部以外的外侧面与上述车身相隔一定的间隙并予以相向；上述车载用电路单元，以上述散热部件的外侧面露出于外部的状态与其他电路体一起组装在上述车载用电路单元与其他电路体共通的电接线箱上；上述电接线箱，具有下部箱体和上部箱体，上述车载用电路单元以上述散热部件的外侧面从上述下部箱体的侧壁向外部露出的状态与其他电路体组装在该下部箱体中，并且，在从该侧壁露出于外部的上述散热部件的外侧面与上述车身相隔一定的间隙并予以相向的状态下，整体安装在该车身上。

采用上述结构，与上述公报中所记载的结构不同，在散热部件的外侧面与车身之间不会存在微小间隙，即使散热部件的外侧面与车身相隔一定的距离，也可以通过散热部件至车身的辐射，进行有效的热传导，从而获得良好的冷却效果。尤其是，如果上述车载用电路单元的散热部件的外侧面，以及上述车身的与此外侧面相向的侧壁，具有0.70～1.00的辐射率，不管上述间隙是否存在，从散热部件至车体都可以进行良好的热传导。

从上述热传导的观点来看，较为理想的是，上述车载用电路单元，以上述车身与上述车载用电路单元的散热部件的外侧面大致平行且相向的状态，安装在上述车身上。

此时，根据车载空间的关系，随意增大上述散热部件外侧面和车身表面之间的间隙大小(一般是指，上述安装部的与上述车身的接触面，和上述散热部件的外侧面之间形成的错位的大小)并没有效，实际上间隙在20mm或20mm以下时则较为理想。另一方面，该间隙的最小值应该在3mm或3mm以上，由此可以确实地防止因车辆的振动而产生噪音、碰撞。

上述散热部件，其整个外侧面可以与车身相隔一定的距离，但如果该散热部件具有以与车身接触的状态固定在车身上的安装部，并且在该安装部固定于上述车身的状态下，上述散热部件的除该安装部以外的外侧面与上述车身相隔一定的间隙并予以相向，那么通过从该安装部至车身的热传导可进一步提高散热部件的冷却性能。而且，该安装部与车身的接触为局部接触，因此与以往的整个散热部件外侧面与车身接触的结构不同，本发明的散热部件外侧面与车身之间几乎不存在任何微小间隙。而且，安装部，不用设置散热部件的四周，只要在散热部件的局部予以设置，即可避免在车辆振动时散热部件反复接触车身而产生噪音、碰撞。

上述车载用电路单元的具体安装位置无具体限制。当安装在特别狭窄的空间内，例如以上述车载用电路单元的安装部与发动机室内侧面接触的状态予以固定时特别有效。

此时，如果上述车载用电路单元以上述安装部朝向上方的状态安装在上述车身上，那么在车载设备密集的发动机室内，可以从上方容易地进行车载用电路单元的安装作业。

通常，车辆的车身，其侧壁为中空结构(二重结构)，因此向外部进行散热的散热性能较低，而其底部则散热性能较高。如果上述安装部，以与发动机室底部接触的状态固定在该底部上，则可以获得较高的冷却性能。

作为上述安装部与车身的具体连接结构，可在上述安装部设置螺栓贯穿孔，该安装部通过***该螺栓贯穿孔的金属螺栓可连接在车身上。采用此结构，上述金属螺栓可作为介质使散热部件至螺栓的热传导有效地进行。

在本发明中，上述散热部件的外侧面，除与车身相向外，也可与发动机室内的蓄电池相向。由于该蓄电池的温度明显低于发动机室内的温度，因此散热部件的外侧面若与蓄电池相向，则散热部件可发挥更加良好的冷却性能。

上述车载用电路单元可以单独安装在车辆上，也可以与其他电路体一起组装在共通的电接线箱上的状态安装于车辆上。若采用后者，上述车载用电路单元，可以散热部件的外侧面露出于外部的状态组装在电接线箱上。

另外，本发明的车载用电路单元，包括，电路体，构成电力电路；箱体主体，收容该电路体，该箱体主体由绝缘材料构成，呈包围所述电路体的四周的框状；散热部件，上述电路体以处于可以热传导的状态固定在该散热部件的内侧面，且上述箱体主体以处于包围所述电路体的状态固定在该散热部件的内侧面，该散热部件的外侧面为散热面；上述散热部件由金属板构成，其外侧面全部露出于上述箱体主体，该散热部件包括以与车身接触的状态固定在该车身上的安装部，上述安装部的与上述车身的接触面，与上述散热部件的外侧面之间存在错位，当上述安装部固定在上述车身上时，上述散热部件的除该安装部以外的外侧面可向上述车身热辐射地与上述车身相隔一定的间隙并予以相向。

如果将上车载用电路单元的安装部固定在车辆的车身上，就可以获得使该车身与上述散热部件的除上述安装部以外的外侧面之间相隔一定的间隙并予以相向的结构。

此时，如果上述安装部的与上述车身的接触面，大致与上述散热部件的外侧面平行，则该散热部件的外侧面与车身，可以大致平行的状态予以相向。

上述安装部的与上述车身的接触面，与上述散热部件的外侧面之间的错位，可在3mm至20mm的范围内。

上述散热部件的具体形状无具体限制。该散热部件可由金属板构成，并且上述安装部从可由该金属板的外缘部根据上述错位延伸而成，由此通过简单的结构即可在上述散热部件的外侧面与车身之间良好地确保间隙。

附图说明

图1为适用本发明的电路单元的立体图。

图2为上述电路单元的剖视图。

图3为组装有上述电路单元的电接线箱的立体图。

图4为上述电接线箱设置在发动机室内的平面图。

图5为表示上述发动机室内的结构的正面剖视图。

图6为表示上述发动机室的内壁赋予错位的结构的正面剖视图。

图7为表示上述发动机室的内壁的下部予以倾斜的结构的正面剖视图。

图8为表示上述发动机室的整个内壁予以倾斜的结构的正面剖视图。

图9为表示设置在上述发动机室内的电路单元的散热板的安装部予以省略的结构的正面剖视图。

图10(a)为表示安装在外轮罩的上表面上的电路单元的侧面图，图10(b)为表示该安装状态的正面剖视图。

图11为表示，在上述发动机室内，电路单元的散热板的外侧面与蓄电池相向的结构的正面剖视图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明较理想的实施例。此实施例，是构成从共通的电源向多个车载设备进行电力分配的配电电路的电路单元U，适用了本发明的例子。但本发明不仅限于此，也可以广泛地应用于构成各种电路的电路单元。

图1及图2中所示的电路单元U，包括散热板(散热部件)10、箱体主体20、板状电路体30。该电路体30，安装有基板安装元件40及连接器50、60。另外，两个连接器50、60，安装有覆盖上述电路体30的罩70。

上述散热板10，由铝合金等热传导性较好的金属板构成，其外侧面(图1及图2中为下表面)11B为散热面，内侧面(图1及图2中为上表面)11A，通过共通的连接片18以绝缘状态与上述箱体主体20和电路体30连接。

箱体主体20，由合成树脂等绝缘材料形成，如图1所示，可具有包围上述电路体30的四周的框状。

电路体30，具有从车载电源向多个负荷进行电力分配的电力电路(power circuit)、以及控制该电力电路的ON/OFF的控制电路。上述电力电路，由多层母线排列在同一平面上的母线层32构成。上述控制电路，设置在较薄的印刷电路板34上。上述母线层32，通过连接层36以绝缘状态与上述印刷电路板34的下表面连接。

本发明中，对于电路体无具体的限制。例如，也可采用以往的母线基板等母线与绝缘板多层相互重叠的结构。

上述基板安装元件40，除了图示的继电器开关部件以外，还可包括FET等半导体元件、电阻元件、以及其他电路元件等，并适当地安装在电路体30的母线层32，以及印刷电路板34上。

连接器50，用于将电源输入上述电路体30。连接器60，用于从上述电路体30向各车载设备输出电力，同时与电路体30和各种传感器或其他控制单元之间进行信号的接受发送。上述连接器50、60，具有包含基板连接端子52、62(“基板连接端子52”只在图2中示出)的连接器端子、以及保持上述端子的壳体54、64，上述基板连接端子52、62以贯穿上述电路体30的状态通过焊接等方式连接在电路体30上。

如图1所示，为了防止从上述电路体30的下表面突出的基板连接端子52、62与连接片18及散热板10接触，在连接片18上设置有贯穿孔18a、18b、18c，同时在散热板10上形成凹部16A、16B、16C。上述凹部16A、16B、16C，是由散热板10的一部分通过冲压而成。散热板10的外侧面11B，在对应于上述凹部16A、16B、16C的形成位置，呈局部突出状态。

下面，就上述电路单元U安装在车辆的车身上的结构予以说明。

从上述散热板10的缘部的特定位置延长形成有安装部12。该安装部12的外侧面(图1及图2中为下表面)，为与车身表面S接触的接触面13。该安装部12，沿其厚度方向形成有贯通的螺栓贯穿孔14。

上述箱体本体20的侧部，形成有与上述散热板的安装部12重叠的安装部罩22。该安装部罩22，设置有与上述螺栓贯穿孔14相一致的螺栓贯穿孔24。上述安装部12，在上述接触面13与车身表面S接触的状态下，通过***两个螺栓贯穿孔14、24的螺栓而连接在车身上。

另外，作为上述电路单元U的特征，上述安装部12的根部呈斜向延伸。由此，上述安装部12的接触面13与散热板10的外侧面11B大致平行，且接触面13与外侧11B之间产生错位。

由此，上述电路单元U的安装部12，当其接触面13与车身表面S的适当位置接触，并通过***该安装部12及安装部罩22上所形成的贯穿孔14、24中的螺栓而连接在车身上时，若上述车身表面S为平面，则上述电路单元U的散热板外侧面11B的除上述安装部12以外的整个区域，相对于车身表面S，形成相当于上述错位尺寸的间隙，并以大致平行的状态予以相向。由此，可确实地使散热板外侧面11B与车身表面S相隔一定距离，从而可防止因积水而引发生锈。

此时，上述间隙的大小可适当地予以设定，但其最小值(图1中凹部16A-16C的形成部位的外侧面11B与车身表面S之间形成的间隙的大小)d1，最好等于或大于3mm。若上述间隙予以确保，可确实地避免因车辆振动而使散热板外侧面11B(特别是位于安装部12相反一侧的端部的外侧面11B)与车身反复抵接的情况发生，从而可以事先防止因上述抵接而产生的噪音或碰撞。

另外，即使上述外侧面11B与车身表面S相隔一定距离，也可以通过该外侧面11B的辐射而向车身进行有效的热传达，从而确保较高的冷却效果。此时，作为上述车身或散热板10的材料的铝板或铁板，其辐射率在0.2左右，但通过涂敷处理(coating)可获得0.7左右的辐射率。其中，上述散热板外侧面11B及与其相向的车身表面S，以0.7～1.0的辐射率为佳。

另一方面，上述间隙的最大值(图1中除凹部16A～16C的形成部位以外的外侧面11B和车身表面S之间形成的间隙的大小)d2，最好等于或小于20mm。由此，可使电路单元U和车身予以接近，从而可将安装空间抑制在较小的范围内。

若上述车身表面S不是平面时，也就是车身表面弯曲或凹凸不平时，可对应于该起伏，而最终将该车身表面S与散热板外侧面11B之间的间隙控制在上述范围内，并以此设置该外侧面11B与接触面13之间的错位大小。

上述电路单元U，可以单独安装在车辆的车身上，也可以与其他电路体一起组装在共通电接线箱上的状态而进行安装。该实施例，如图3所示。

图3所示的电接线箱90，具有下部箱体92和未图示的上部箱体。上述电路单元U和其他电路体94组装在上述下部箱体92中。上述电路单元U，以散热板10的外侧面11B从下部箱体92的侧壁向外部露出的状态，组装在下部箱体92中，从而形成上述安装部12及安装部罩22从该下部箱92的侧壁向侧方突出的状态。上述下部箱体92，除上述安装部12外，还突设有安装片95、96，各安装片95、96形成有螺栓贯穿孔95a、96a。

图4及图5表示了在发动机罩104下方的发动机室100内安装有上述电接线箱90的例子。图示发动机室100的前部设置有散热片105，中央部位设置有发动机106，该发动机106的侧方设置有空气净化器107及蓄电池108。上述电接线箱90，竖立设置在上述蓄电池108和发动机室内壁之间的狭窄空间内。

具体而言，在上述发动机室100的左右两侧的侧部，设置有前后延伸的加强件102。上述下部箱体90的安装片96，通过***上述螺栓贯穿孔96a的金属螺栓104连接在上述加强件102所形成的发动机室底壁102a上，上述电路单元U的安装部12及下部箱体90的安装片95，通过***上述螺栓贯穿孔14、95a的金属螺栓104连接在上述加强件102所形成的发动机室内壁(侧壁)102b上。具体而言，上述发动机室底壁102a及内壁102b的适当位置，设置有螺栓贯穿孔，并在背面通过焊接等方式固定有螺母103。通过将***上述螺栓贯穿孔14、95a的金属螺栓104与上述螺母103螺接，从而将上述各安装片95、96连接在发动机室底壁102a及内壁102b上。

在此结构中，散热板外侧面11B，与发动机室内壁102b相隔一定间隙并予以相向。该散热板10的热，不仅通过辐射，而且还通过接触面13、金属螺栓104的热传导，被有效地传导至加强件102上。另外，安装部12以朝向上方的状态安装在内壁12上，因此从发动机室100的上方可以容易地进行上述安装作业。

另外，除了使上述安装部12的接触面13和散热板10的外侧面11B之间产生错位之外，如图6所示，可在发动机室内壁102b上形成阶梯部102c，使固定上述安装部12的部位与位于其下侧的部位之间产生错位，从而使散热板外侧面11B与发动机室内壁102b之间产生相当于上述错位的间隙并予以相向。

另外，本发明也不局限于上述散热板的除上述安装部12以外的整个外侧面11B大致平行于发动机室内壁102b的结构。如图7及图8所示，发动机室内壁102b中与散热板外侧面11B的下部相向的部位，或与整个散热板外侧面11B相向的部位，相对于该外侧面11B可形成处于倾斜状态的倾斜面102d。

另外，如图9所示，上述安装部12可予以省略，并使整个散热板外侧面11B与发动机室内壁102b相向。此时，虽然不产生从散热板10至发动机室内壁102b的热传导，但可以通过辐射等热传导来冷却散热部件10。

在本发明中，与散热板外侧面11B相向的部位或固定安装部12的部位不局限于上述发动机室内壁102b。此外，可在发动机室100的底面，例如图10所示，安装部12与外轮罩120的上表面接触并予以固定，从而使散热板外侧面11B与外轮罩120的上表面相向。

一般情况下，车辆的车身侧壁(例如从左右两侧围绕发动机室100的挡泥板部分)采用中空的二重结构，所以向外部的散热性能都比较低。而上述外轮罩120等车身底壁，大多由单一的金属板构成，所以散热性能较高，因此使散热板外侧面11B与车身底面相向可有效地获得冷却性能。

此时，也可以从组装有电路单元U的电接线箱90的箱体延伸设置安装部，并将该安装部固定在外轮罩120或发动机室侧壁上。

另外，除上述发动机室内壁102b、外轮罩120以外，还可如图11所示、以散热板外侧面11B与上述发动机室100内的蓄电池108相向的状态来设置电路单元U，也非常有效。一般情况下，蓄电池108收容有分解液，所以其表面不受发动机室内温度升高的影响而保持在低温状态，因此通过散热板10的外侧面11B与该蓄电池108的表面相向，就可以发挥良好的冷却性能。

本发明的散热部件，不局限于上述散热板10等板状物体，也可采用块状物体。但是，如图10所示，若采用金属板构成散热部件，并从该金属板的缘部延伸形成安装部12且予以错位，可通过简单的结构构成具有较高的散热性能的散热部件。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明可以有效地减少车载用电路单元的散热部件与车身之间形成微小间隙，避免因车辆振动而产生碰撞或噪音，同时通过散热部件至车身的辐射而实现有效的热传导，从而获得良好的冷却效果。

Claims (8)

1.一种车载用电路单元的安装结构，其特征在于：

上述车载用电路单元，包括电路体，构成电力电路；箱体主体，收容该电路体，该箱体主体由绝缘材料构成，呈包围所述电路体的四周的框状；以及散热部件，其由金属板构成，上述电路体以处于可以热传导的状态固定在该散热部件的内侧面，且上述箱体主体以处于包围所述电路体的状态重叠在该散热部件的内侧面，该散热部件的外侧面为散热面；

上述车载用电路单元，在上述散热部件的外侧面全部露出于上述箱体主体，并且该散热部件的外侧面可向车身热辐射地与该车身相隔一定的间隙并予以相向的状态下，安装在上述车身上；

上述散热部件包括以与车身接触的状态固定在该车身上的安装部，并且，上述安装部的与上述车身的接触面和上述散热部件的外侧面之间存在错位，当上述安装部固定在上述车身上时，上述散热部件的除该安装部以外的外侧面与上述车身相隔一定的间隙并予以相向；

上述车载用电路单元，以上述散热部件的外侧面露出于外部的状态与其他电路体一起组装在上述车载用电路单元与其他电路体共通的电接线箱上，

上述电接线箱，具有下部箱体和上部箱体，上述车载用电路单元以上述散热部件的外侧面从上述下部箱体的侧壁向外部露出的状态与其他电路体组装在该下部箱体中，并且，在从该侧壁露出于外部的上述散热部件的外侧面与上述车身相隔一定的间隙并予以相向的状态下，整体安装在该车身上。

2.根据权利要求1所述的车载用电路单元的安装结构，其特征在于：

上述车载用电路单元，以上述车身与上述车载用电路单元的散热部件的外侧面大致平行且相向的状态，安装在上述车身上。

3.根据权利要求2所述的车载用电路单元的安装结构，其特征在于：

上述散热部件的外侧面与车身表面之间形成的间隙的尺寸在3mm～20mm的范围内。

4.根据权利要求1所述的车载用电路单元的安装结构，其特征在于：

上述车载用电路单元的安装部，以与发动机室内侧面接触的状态固定在该发动机室内侧面上。

5.根据权利要求1所述的车载用电路单元的安装结构，其特征在于：

上述车载用电路单元的安装部，以与发动机室底部接触的状态固定在该发动机室底部上。

6.根据权利要求1所述的车载用电路单元的安装结构，其特征在于：

上述车载用电路单元的安装部，设置有螺栓贯穿孔，

上述车载用电路单元的安装部，通过***上述螺栓贯穿孔的金属螺栓连接在上述车身上。

7.根据权利要求1所述的车载用电路单元的安装结构，其特征在于：

上述车载用电路单元，以上述安装部朝向上方的状态安装在上述车身上。

8.根据权利要求1所述的车载用电路单元的安装结构，其特征在于：

上述车载用电路单元的散热部件的外侧面，以及上述车身的与该外侧面相向的面部，具有0.70～1.00的辐射率。

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