特開 2023-89712 電気接続箱及びヒューズ選択方法

(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】P2023089712

(43)【公開日】2023-06-28

(54)【発明の名称】電気接続箱及びヒューズ選択方法

(51)【国際特許分類】

   H02G 3/16 20060101AFI20230621BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20230621BHJP

【ＦＩ】

H02G3/16

B60R16/02 635

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021204388

(22)【出願日】2021-12-16

(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】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】松尾 侑弥

(72)【発明者】

【氏名】小田 昭博

(72)【発明者】

【氏名】黒田 篤史

(72)【発明者】

【氏名】桝田 了輔

【テーマコード（参考）】

5G361

【Ｆターム（参考）】

5G361BA01

5G361BB01

5G361BC01

(57)【要約】

【課題】シューズの溶断の際、基板構造体を丸ごと交換することによる資源の浪費及び環境汚染の問題を未然に防止する。
【解決手段】着脱可能に基板５１に設けられた交換ヒューズ７０，２００と基板５１に固定された固定ヒューズ１１とを備える車両用の電気接続箱であって、固定ヒューズ１１は、交換ヒューズ７０，２００よりも溶断されにくいヒューズからなる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

着脱可能に基板に設けられた第１ヒューズと前記基板に固定された第２ヒューズとを備える車両用の電気接続箱であって、
前記第２ヒューズは、前記第１ヒューズよりも溶断されにくい電気接続箱。

【請求項2】

前記第２ヒューズは、前記第１ヒューズよりも溶断頻度が低い請求項１に記載の電気接続箱。

【請求項3】

前記溶断頻度は以下の式によって定義される請求項２に記載の電気接続箱。
溶断頻度＝所定期間内のヒューズ補給数÷利用中の車両のヒューズ総数

【請求項4】

着脱可能に基板に設けられた第１ヒューズと前記基板に固定された第２ヒューズとを備える車両用の電気接続箱のヒューズ選択方法であって、
前記第１ヒューズよりも溶断されにくいヒューズを前記第２ヒューズのヒューズとして選択するヒューズ選択方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板を備える電気接続箱及びヒューズ選択方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両上でバッテリーと種々の電装品とを電気的に接続させる電気接続箱が普及している。多くの車両は、バッテリーと電装品との間に介在させて電力を供給するための電気接続箱を備えている。電気接続箱には、基板にバスバー、ヒューズ等の部品が実装された基板構造体が収納されている。

【0003】

一方、特許文献１には、電圧回路の通電又は遮断を行うパワーモジュールが、バスバーと螺合され又はバスバーに挟持されることによって、着脱可能に構成されている電気接続箱が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－２２０２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

過大な電流が流れた場合に回路を保護するヒューズには、その用途に応じて、交換ヒューズと固定ヒューズがあり、夫々基板への実装方法が異なる。
交換ヒューズは当初からヒューズ交換が想定されているヒューズであり、該ヒューズを一時的に保持する保持部材を介して着脱可能に基板と接続される。また、固定ヒューズは当初からヒューズ交換が想定されていないヒューズであり、ヒューズ交換の必要性が無いことから、例えば半田付けによって直接基板に固定される。

【0006】

一方、何らかの原因によって、固定ヒューズが溶断されることもあり得る。しかし、固定ヒューズは基板に固定されているので、ヒューズのみの交換が容易ではなく、基板構造体を丸ごと交換することになる。このように、固定ヒューズのみが溶断されたにも拘わらず、基板構造体を丸ごと交換することは、資源の浪費であり、環境汚染を招く。

【0007】

しかしながら、特許文献１は、パワーモジュールが、交換ヒューズのように、当初から着脱可能に構成された場合については開示しているものの、固定ヒューズのように、半田付けによって基板に固定された場合については言及しておらず、上述の問題を解決できない。

【0008】

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、固定ヒューズが溶断されることを抑制することができ、上述した資源の浪費及び環境汚染の問題を未然に防止できる電気接続箱及びヒューズ選択方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の実施形態に係る電気接続箱は、着脱可能に基板に設けられた第１ヒューズと前記基板に固定された第２ヒューズとを備える車両用の電気接続箱であって、前記第２ヒューズは、前記第１ヒューズよりも溶断されにくい。

【0010】

本開示の実施形態に係るヒューズ選択方法は、着脱可能に基板に設けられた第１ヒューズと前記基板に固定された第２ヒューズとを備える車両用の電気接続箱のヒューズ選択方法であって、前記第１ヒューズよりも溶断されにくいヒューズを前記第２ヒューズのヒューズとして選択する。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、固定ヒューズが溶断されることを抑制することによって、資源の浪費及び環境汚染の問題を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係る電気接続箱の外観を示す図である。

【図2】本実施形態の電気接続箱において、ケース部材を省いた状態を示す図である。

【図3】本実施形態の電気接続箱の基板構造体を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［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。

【0014】

（１）本開示の実施形態に係る電気接続箱は、着脱可能に基板に設けられた第１ヒューズと前記基板に固定された第２ヒューズとを備える車両用の電気接続箱であって、前記第２ヒューズは、前記第１ヒューズよりも溶断されにくい。

【0015】

本実施形態にあっては、基板に固定された前記第２ヒューズが、着脱可能に基板に設けられた前記第１ヒューズよりも溶断されにくいので、前記第２ヒューズが溶断されることを抑制することによって、前記第２シューズが設けられた基板構造体を丸ごと交換することによる資源の浪費及び環境汚染の問題を未然に防止できる。

【0016】

（２）本開示の実施形態に係る電気接続箱は、前記第２ヒューズは、前記第１ヒューズよりも溶断頻度が低い。

【0017】

本実施形態にあっては、前記第２ヒューズは、前記第１ヒューズよりも溶断頻度が低いので、溶断されにくい。よって、前記第２ヒューズが溶断されることを抑制し、前記第２シューズが設けられた基板構造体を丸ごと交換することによる資源の浪費及び環境汚染の問題を未然に防止できる。

【0018】

（３）本開示の実施形態に係る電気接続箱は、前記溶断頻度は次の式によって定義される。溶断頻度＝所定期間内のヒューズ補給数÷利用中の車両のヒューズ総数

【0019】

本実施形態にあっては、上述の式によって求められる溶断頻度が低いヒューズを前記第２ヒューズとして用いるので、前記第２ヒューズの溶断を抑制でき、ひいては前記第２シューズが設けられた基板構造体を丸ごと交換することによる資源の浪費及び環境汚染の問題を未然に防止できる。

【0020】

（４）本開示の実施形態に係るヒューズ選択方法は、着脱可能に基板に設けられた第１ヒューズと前記基板に固定された第２ヒューズとを備える車両用の電気接続箱のヒューズ選択方法であって、前記第１ヒューズよりも溶断されにくいヒューズを前記第２ヒューズのヒューズとして選択する。

【0021】

本実施形態にあっては、着脱可能に基板に設けられた前記第１ヒューズよりも溶断されにくいヒューズが、前記基板に固定された前記第２ヒューズのヒューズとして選択される。よって、前記第２ヒューズが溶断されることを抑制し、前記第２シューズが設けられた基板構造体を丸ごと交換することによる資源の浪費及び環境汚染の問題を未然に防止できる。

【0022】

[本発明の実施形態の詳細]
本開示の実施形態に係る電気接続箱を、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。

【0023】

図１は、本実施形態に係る電気接続箱１００の外観を示す図である。電気接続箱１００はヒューズ等の電子部品が装着された、いわゆる車両用のジャンクションボックスである。

【0024】

本実施形態では、便宜上、各図に示す前後、左右、上下の各方向により、電気接続箱１００の「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」を定義する。以下では、このように定義される前後、左右、上下の各方向を用いて説明する。

【0025】

電気接続箱１００はケース部材３０を備えている。ケース部材３０は、金属又は樹脂製であり、後述する基板５１及び該基板５１の上面に実装された電子部品等を収容している。

【0026】

ケース部材３０は、後側のケース後部３５と、前側のケース前部３３とからなる。ケース後部３５は扁平な直方体形状をなしており、ケース前部３３はケース後部３５よりも上下方向（図視奥行き方向）の寸法が大きい直方体形状をなしている。ケース後部３５及びケース前部３３は一体形成されている。

【0027】

換言すれば、ケース部材３０は、ケース後部３５及びケース前部３３に跨る上面３１３を有している。上面３１３はケース後部３５とケース前部３３との境にて段差を有して屈曲している。

【0028】

また、上面３１３の後辺から垂直に下側へ後側面３１１が延設され、上面３１３の左辺から垂直に下側へ左側面３１２が延設され、上面３１３の右辺から垂直に下側へ右側面３１４が延設されている。左側面３１２及び右側面３１４は、ケース前部３３にて上下方向の寸法が拡大されている。

【0029】

電気接続箱１００は、左側面３１２及び右側面３１４に夫々２つのコネクタ６０を備えている。左側面３１２及び右側面３１４には切り欠き（図示せず）が形成されており、各コネクタ６０は、左側面３１２の切り欠き及び右側面３１４の切り欠きを介して、ケース部材３０の外側に突出されている。

【0030】

更に、上面３１３の前辺から垂直に下側へ前側面３１６が延設されており、前側面３１６には切り欠き（図示せず）が形成されており、斯かる切り欠きを介して、交換ヒューズ２００（図３参照）が挿着されるヒューズモジュール１が設けられている。また、電気接続箱１００は、ヒューズモジュール１の開放口を覆う蓋部材４０を備えている。図１は、ヒューズモジュール１の開放口が蓋部材４０によって覆われた状態を示している。
なお、交換ヒューズ２００（第１ヒューズ）は、いわゆる平型ヒューズであり、予め交換が想定されているヒューズであり、取り外し可能に、ヒューズモジュール１に装着されている。

【0031】

図２は、本実施形態の電気接続箱１００において、ケース部材３０を省いた状態を示す図である。即ち、図２は、基板５１と、基板５１に実装された各部品とを含む基板構造体５０を示している。図３は、本実施形態の電気接続箱１００の基板構造体５０を示す斜視図である。

【0032】

ヒューズモジュール１は、交換ヒューズ２００が複数挿着される挿着筐体１０と、挿着筐体１０に挿着された交換ヒューズ２００及び基板５１に形成されたプリント配線（図示せず）等を接続させる複数の接続端子１３と、接続端子１３を保持する保持体１４とを有する。

【0033】

挿着筐体１０は、前側の全面が開放された直方体箱形状をなしている。挿着筐体１０の内側には、交換ヒューズ２００が挿着される略矩形状の挿入穴１２がマトリックス状に設けられている。即ち、挿入穴１２は、挿着筐体１０の前側の開放口１０１を介して露出されている。

【0034】

交換ヒューズ２００は、挿入穴１２に着脱可能に装着されている。従って、交換ヒューズ２００が溶断した場合等、必要に応じて、交換ヒューズ２００をヒューズモジュール１から取り外し、交換することができる。

【0035】

ケース前部３３においては、後方の中央部に、窪み３４が形成されている。窪み３４は後方が開放されている。
窪み３４の底３１５には、交換ヒューズ２００とは異なる交換ヒューズ７０を抜き差しするための抜差口３１８が３つ形成されている。抜差口３１８は、左右方向を長手方向とする矩形であり、３つの抜差口３１８が左右方向に並設されている。各抜差口３１８には交換ヒューズ７０（第１ヒューズ）が挿入されている。

【0036】

各交換ヒューズ７０は、いわゆる平型ヒューズであり、着脱可能に基板５１に装着されている。即ち、全ての交換ヒューズ７０は抜差口３１８を介してケース部材３０の外側に露出されている。従って、何れかの交換ヒューズ７０が溶断された場合、ケース部材３０を分解することなく、斯かる交換ヒューズ７０のみを交換することができる。

【0037】

ケース後部３５においては、ケース前部３３寄り端部の中央部に、着脱口３２が設けられている。着脱口３２は、平面視矩形の凹部３２１と、凹部３２１の底３２２に形成された複数の挿入孔３２３とを有する。各挿入孔３２３は底３２２を厚み方向に貫通している。底３２２は左右方向を長手方向とする矩形であり、底３２２には複数の挿入孔３２３が格子状に形成されている。

【0038】

挿入孔３２３は、左右方向を長手方向とする長方形であり、例えば、８つの挿入孔３２３が底３２２に形成されている。挿入孔３２３は、左右方向に並んで列をなしており、前後方向に２列が形成されている。

【0039】

各挿入孔３２３には、固定ヒューズ１１（第２ヒューズ）が夫々挿入されている。各固定ヒューズ１１は、いわゆる平型ヒューズであり、基板５１に実装されている。

【0040】

基板５１には、厚さ方向に貫通する貫通孔（図示せず）が、１つの固定ヒューズ１１に対して２つずつ形成されている。斯かる貫通孔の内周面及び開口周縁部は金属膜（図示せず）に覆われている。固定ヒューズ１１の２つの端子は、基板５１の一面側から前記２つの貫通孔に挿入され、はんだ付けによって前記金属膜に電気的に接続されている。
このような、固定ヒューズ１１は交換が想定されていないヒューズであり、例えばはんだ付けによって基板５１に固定されているので、溶断の際に交換が困難である。

【0041】

また、上面３１３においては、着脱口３２の周囲に溝３１が凹設されている。溝３１は、上面３１３に流れ落ちる雨水等の液体を着脱口３２から遠方に導き、液体が着脱口３２内に流れ込むことを未然に防止する。

【0042】

溝３１は、着脱口３２の後辺縁、左辺縁及び右辺縁を囲んで形成されており、着脱口３２の左辺縁の下端近傍から左側面３１２側へ斜め下方に延びており、右辺縁の下端近傍から右側面３１４側へ斜め下方に延びている。

【0043】

着脱口３２の後辺縁の近傍に形成された溝３１の部分が倒立Ｖ字の形状を成している（図１参照）。即ち、溝３１において、着脱口３２よりも後側に形成された一部分が、その中央から前方に傾斜するように設けられている。従って、液体が上面３１３に流れ落ちた場合、溝３１に流れ込み、速やかに溝３１を通って着脱口３２（固定ヒューズ１１）から遠方に流れる。

【0044】

上述の如く、本実施形態の電気接続箱１００は、当初からヒューズ交換が想定されており、着脱可能に基板５１に設けられている交換ヒューズ２００及び交換ヒューズ７０と、当初からヒューズ交換が想定されておらず、ヒューズ交換の必要性が無いことから、はんだ付けによって直接基板５１に固定されている固定ヒューズ１１を備えている。

【0045】

例えば、交換ヒューズ２００又は交換ヒューズ７０が所定範囲の定格電流（７．５Ａ～２５Ａ）のヒューズである場合、固定ヒューズ１１は、前記定格電流の範囲外のヒューズである。

【0046】

ところが、何らかの原因によって、固定ヒューズ１１が溶断されることもあり得る。しかし、上述の如く、固定ヒューズ１１がはんだ付けによって基板５１に固定されているので、溶断されたヒューズの交換は困難であり、基板構造体５０を丸ごと交換する必要がある。固定ヒューズ１１のみが溶断されたにも拘わらず、基板構造体５０を丸ごと交換することは、資源の浪費であり、環境汚染を招く。

【0047】

これに対して、本実施形態の電気接続箱１００は、固定ヒューズ１１用のヒューズとして溶断され難いヒューズを採用することによって斯かる問題を解決している。即ち、本実施形態の電気接続箱１００は、基板構造体５０に実装すべきヒューズのうち、溶断され難いヒューズを固定ヒューズ１１に割り当て、固定ヒューズ１１に割り当てられたヒューズよりも溶断され易いヒューズを交換ヒューズ２００及び交換ヒューズ７０に割り当てる。換言すれば、交換ヒューズ２００又は交換ヒューズ７０として採用されるヒューズよりも、固定ヒューズ１１として採用されるヒューズの方が溶断され難い。

【0048】

具体的には、固定ヒューズ１１は、交換ヒューズ２００及び交換ヒューズ７０よりも溶断が生じる頻度が少ない。即ち、固定ヒューズ１１は、交換ヒューズ２００及び交換ヒューズ７０よりも溶断頻度が低いヒューズにて構成されている。より具体的には、固定ヒューズ１１は、前記溶断頻度が閾値以下であるヒューズからなる。

【0049】

溶断頻度は以下の式によって定義される。
「溶断頻度」＝「所定期間内のヒューズ補給数」÷「利用中の車両のヒューズ総数」・・・（式１）
前記利用中の車両のヒューズ総数は、例えば、ある自動車メーカの現在利用中の車両数と、車両のヒューズ搭載数（個／台）との積である。また、前記所定期間は、例えば一年である。なお、ヒューズ補給数は、交換の為に補給されたヒューズの数である。

【0050】

以下、溶断頻度の求め方について詳しく説明する。
先ず、ある自動車メーカの年間販売台数（台／年）と、車両の平均寿命（１３年）との積から現在利用中の車両数を推定する。「年間販売台数（台／年）」と、車両の平均寿命（年）との掛け算によって、現在利用中の車両数が得られる。

【0051】

次に、前記自動車メーカの代表車種より、車両１台当たりのヒューズ搭載数（個／台）を求め、得られた現在利用中の車両数に掛ける。これによって、利用中の車両のヒューズ総数が算出される。換言すれば、利用中の車両のヒューズ総数は以下の式によって算出される。
「利用中の車両のヒューズ総数」＝「年間販売台数（台／年）」×「車両の平均寿命（年）」×「ヒューズ搭載数（個／台）」
そして、前記自動車メーカから入手できる、年間のヒューズ補給数を、利用中の車両のヒューズ総数で割る（式１参照）。
以上によって、車両に使用されるヒューズ毎又は定格電流毎に、溶断頻度を算出することができる。

【0052】

このようにして算出された溶断頻度を用いて、車両に使用されるヒューズから固定ヒューズ１１用のヒューズを選択する。即ち、算出された溶断頻度が閾値以下であるヒューズを固定ヒューズ１１用として割り当てる。斯かる閾値は、例えば、いわゆるヒューズブルリンクの溶断頻度を閾値にする。一般に、ヒューズブルリンクは溶断され難いと知られており、固定ヒューズ１１用のヒューズ選択における溶断頻度の閾値として好ましい。

【0053】

算出された溶断頻度が、ヒューズブルリンクの溶断頻度よりも低いヒューズ、又は、ヒューズブルリンクの溶断頻度と同程度のヒューズが、固定ヒューズ１１として、基板構造体５０（基板５１）にはんだ付けによって固定される。また、算出された溶断頻度がヒューズブルリンクの溶断頻度よりも高いヒューズは交換ヒューズ２００又は交換ヒューズ７０として、基板構造体５０に着脱可能に装着される。

【0054】

車両のヒューズが定格電流の異なる複数種類のヒューズを含む場合は、溶断頻度が低いヒューズは、固定ヒューズ１１のように、はんだ付けによって基板５１に装着され、溶断頻度が高いヒューズは、交換ヒューズ２００又は交換ヒューズ７０のように、交換可能に基板５１へ取り付けられる。

【0055】

以上の如く、本実施形態の電気接続箱１００においては、溶断頻度が閾値以下である、溶断され難いヒューズを固定ヒューズ１１として採用され、基板５１にはんだ付けによって固定されているので、固定ヒューズ１１の溶断が発生することを抑制することができ、上述した資源の浪費及び環境汚染の問題を未然に防止できる。

【0056】

本実施形態においては、ヒューズブルリンクの溶断頻度を閾値として、算出された溶断頻度が閾値以下であるヒューズを固定ヒューズ１１として基板５１にはんだ付けによって固定する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、算出された溶断頻度が最も低いヒューズを固定ヒューズ１１として選択しても良く、前記最も低いヒューズと該ヒューズに類似する溶断頻度のヒューズを固定ヒューズ１１として選択しても良い。

【0057】

本実施形態で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
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。

【符号の説明】

【0058】

１ ヒューズモジュール
１０ 挿着筐体
１１ 固定ヒューズ（第２ヒューズ）
１２ 挿入穴
１３ 接続端子
１４ 保持体
３０ ケース部材
３１ 溝
３２ 着脱口
３３ ケース前部
３４ 窪み
３５ ケース後部
４０ 蓋部材
５０ 基板構造体
５１ 基板
６０ コネクタ
７０ 交換ヒューズ（第１ヒューズ）
１００ 電気接続箱
１０１ 開放口
２００ 交換ヒューズ（第１ヒューズ）
３１１ 後側面
３１２ 左側面
３１３ 上面
３１４ 右側面
３１５ 底
３１６ 前側面
３１８ 抜差口
３２１ 凹部
３２２ 底
３２３ 挿入孔

【図1】

【図2】

【図3】