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  • 特許-電気接続箱 図1
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(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】2024-07-29
(45)【発行日】2024-08-06
(54)【発明の名称】電気接続箱
(51)【国際特許分類】
   H02G 3/16 20060101AFI20240730BHJP
   B60R 16/02 20060101ALI20240730BHJP
   H05K 7/06 20060101ALI20240730BHJP
【FI】
H02G3/16
B60R16/02 610A
H05K7/06 C
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2020090656
(22)【出願日】2020-05-25
(65)【公開番号】P2021191019
(43)【公開日】2021-12-13
【審査請求日】2023-03-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】妹尾 龍
(72)【発明者】
【氏名】川下 一行
【審査官】神田 太郎
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2015/001941(WO,A1)
【文献】国際公開第2019/103063(WO,A1)
【文献】特開2018-126040(JP,A)
【文献】特開2019-040808(JP,A)
【文献】特開2013-239581(JP,A)
【文献】特開2021-077706(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02G 3/16
B60R 16/02
H05K 7/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
板状のケースと、
前記ケースに実装され、内部のスイッチ部を構成する可動接点が移動することによって回路の開閉を行う少なくとも一対のリレーと、
を備えた電気接続箱であって、
前記リレーは、
入出力回路を形成する正極ライン及び負極ラインにそれぞれ接続され、
前記スイッチ部の前記可動接点による回路の開閉方向が互いに反対方向となるように前記ケースに配置され、
前記リレーは、バスバーが接続される端子を有し、
前記正極ライン及び前記負極ラインに接続された前記リレーは、前記端子が互いに対向するように配置され
前記端子に接続された前記バスバーは、前記ケースに対して同一方向に沿って並列に配置されている、
ことを特徴とする電気接続箱。
【請求項2】
前記リレーは、高さ寸法が厚さ寸法よりも大きい縦長形状とされ、厚さ方向が前記ケースの上下方向に沿うように前記ケースに対して横向きに配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の電気接続箱。
【請求項3】
前記バスバーは、長手方向の中間部に形成された屈曲部で略直角に捻られ、前記屈曲部を境に、前記リレーの前記端子に接続される接続板部と、外部機器の配線が接続される端子板部と、を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の電気接続箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気接続箱に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車等の車両に搭載されるジャンクションボックスやヒューズボックスなどの電気接続箱では、リレーやヒューズ等の電子部品がケースに実装され、バスバーによって配線されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この電気接続箱は、例えば、ハイブリット自動車、電気自動車あるいは燃料電池車等の車両におけるバッテリとインバータとの間に設けられ、イグニッションスイッチからの出力信号に基づいて、リレーを作動させて主電力回路における送電を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2006-158120号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、車両に搭載された電気接続箱が衝撃を受けると、ケースに実装されたリレーが衝撃によって誤作動するおそれがある。このとき、主電力の正極側及び負極側の両方のリレーが誤作動して閉状態となると、バッテリからインバータへ予期せずして送電されてしまい、インバータやバッテリに対する保護機能が得られなくなるおそれがある。
【0006】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐衝撃性に優れた保護機能を有する信頼性の高い電気接続箱を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 板状のケースと、
前記ケースに実装され、内部のスイッチ部を構成する可動接点が移動することによって回路の開閉を行う少なくとも一対のリレーと、
を備えた電気接続箱であって、
前記リレーは、
入出力回路を形成する正極ライン及び負極ラインにそれぞれ接続され、
前記スイッチ部の前記可動接点による回路の開閉方向が互いに反対方向となるように前記ケースに配置されている、ことを特徴とする電気接続箱。
【0008】
上記(1)の構成の電気接続箱によれば、入出力回路の正極ライン及び負極ラインに接続されたリレーが、可動接点による回路の開閉方向が互いに反対方向となるようにケースに配置されている。したがって、電気接続箱に衝撃が付与されたとしても、正極ライン及び負極ラインの両方のリレーに誤作動が生じるのを回避できる。例えば、開状態のリレーが衝撃によって同時に閉状態となって入出力回路に電流が流れるのを抑えることができ、入出力回路に接続された機器等を良好に保護することができる。
【0009】
(2) 前記リレーは、高さ寸法が厚さ寸法よりも大きい縦長形状とされ、厚さ方向が前記ケースの上下方向に沿うように前記ケースに対して横向きに配置されている、ことを特徴とする(1)に記載の電気接続箱。
【0010】
上記(2)の構成の電気接続箱によれば、厚さ方向がケースの上下方向に沿うようにケースに対してリレーが横向きに配置されている。したがって、ケースに対してリレーを立てて配置させる場合と比べ、全体の高さを抑えることができる。
【0011】
(3) 前記リレーは、バスバーが接続される端子を有し、
前記正極ライン及び前記負極ラインに接続された前記リレーは、前記端子が互いに対向するように配置され、
前記端子に接続された前記バスバーは、前記ケースに対して同一方向に沿って並列に配置されている、ことを特徴とする(1)または(2)に記載の電気接続箱。
【0012】
上記(3)の構成の電気接続箱によれば、端子が互いに対向するようにリレーが配置され、端子に接続されたバスバーがケースに対して同一方向に沿って並列に配置されている。したがって、バスバーをケースの中央側に配置させて極力短い経路を通るレイアウトで配置させることができ、バスバーによるケース上の実装スペースの占有を抑えることができる。また、バスバーの長さを短くすることができ、小型・軽量化が図れる。
【0013】
(4) 前記バスバーは、長手方向の中間部に形成された屈曲部で略直角に捻られ、前記屈曲部を境に、前記リレーの前記端子に接続される接続板部と、外部機器の配線が接続される端子板部と、を有する、ことを特徴とする(3)に記載の電気接続箱。
【0014】
上記(4)の構成の電気接続箱によれば、ケースに対して横向きに配置されたリレーの端子に接続板部を接続した状態で、外部機器の配線が接続される端子板部をケースに対して水平に配置させることができる。これにより、バスバーに対する配線の接続作業を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、耐衝撃性に優れた保護機能を有する信頼性の高い電気接続箱を提供できる。
【0016】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本実施形態に係る電気接続箱の斜視図である。
図2】本実施形態に係る電気接続箱の平面図である。
図3】電気接続箱のケースに実装されるリレーを示す図であって、(a)は上部側から視た斜視図、(b)は下部側から視た斜視図である。
図4】電気接続箱の入出力回路を示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る電気接続箱の斜視図である。図2は、本実施形態に係る電気接続箱の平面図である。
【0019】
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る電気接続箱10は、板状に形成されたケース20を有している。このケース20は、絶縁性を有する合成樹脂から成形されている。この電気接続箱10は、例えば、ハイブリット自動車、電気自動車あるいは燃料電池車等の車両に搭載される。電気接続箱10は、例えば、バッテリとインバータとの間に設けられている。このケース20には、その四隅に、取付孔21が形成されており、これらの取付孔21に挿通させたボルト(図示略)を車両のフレームに締結することにより、ケース20がフレームに取り付けられる。
【0020】
ケース20は、その上面側に、二つのリレー実装部23を有している。これらのリレー実装部23は、凹状に凹んだ形状に形成されている。これらのリレー実装部23は、ケース20の長手方向Lの同一位置に形成されており、ケース20の幅方向Wに沿う並列位置に形成されている。これらのリレー実装部23には、それぞれ正極側(ポジティブ)のリレー30A及び負極側(ネガティブ)のリレー30Bが嵌め込まれている。
【0021】
図3は、電気接続箱のケースに実装されるリレーを示す図であって、(a)は上部側から視た斜視図、(b)は下部側から視た斜視図である。
図3の(a)及び(b)に示すように、リレー30A,30Bは、縦長の直方体形状に形成されており、厚さ寸法Tよりも大きな高さ寸法Hを有している。リレー30A,30Bは、内部に後述するスイッチ部80を有しており、スイッチ部80の開閉方向が高さ方向とされている。
【0022】
リレー30A,30Bには、その両側部32に、孔部33を有する固定片34が形成されている。また、リレー30A,30Bの下部35には、ネジ孔37を有する一対の端子38が設けられており、これらの端子38は、リレー30A,30Bの下部35に形成された隔壁39によって区画されている。
【0023】
図1及び図2に示すように、リレー30A,30Bは、横向きにして厚さ方向をケース20の上下方向に沿うように配置させた姿勢でリレー実装部23に嵌め込まれている。また、リレー30A,30Bは、端子38を有する下部35が互いに対向するように配置されている。これにより、各リレー30A,30Bは、高さ方向が互いに反対向きとなるように配置されている。
【0024】
リレー実装部23に横向きに嵌め込まれたリレー30A,30Bは、固定片34がネジ41によってケース20にネジ止めされている。ネジ41は、固定片34に形成された孔部33に挿し込まれ、ケース20に形成されたネジ孔(図示略)にねじ込まれる。これにより、リレー30A,30Bがネジ41によってリレー実装部23に嵌め込まれた状態で締結固定されている。
【0025】
ケース20には、入力側のバスバー50A,50B及び出力側のバスバー60A,60Bが組付けられている。これらの入力側のバスバー50A,50B及び出力側のバスバー60A,60Bは、例えば、銅または銅合金等の導電性金属材料から形成されている。
【0026】
入力側のバスバー50A,50Bは、その中間部に屈曲部51を有している。入力側のバスバー50A,50Bは、屈曲部51を境に、一端側が接続板部52とされ、他端側が端子板部53とされている。接続板部52及び端子板部53は、屈曲部51を境に略直角に捻られている。なお、入力側のバスバー50Aと入力側のバスバー50Bとは、屈曲部51を境に反対側へ捻られている。
【0027】
入力側のバスバー50A,50Bの接続板部52は、その面方向がケース20に対して垂直となるように配置されている。入力側のバスバー50A,50Bの接続板部52の端部には、挿通孔(図示略)が形成されている。この接続板部52は、挿通孔に挿通されたネジ55をリレー30A,30Bの一方の端子38のネジ孔37にねじ込むことにより、端子38に締結されて電気的に接続されている。
【0028】
入力側のバスバー50A,50Bの端子板部53は、その面方向がケース20に対して水平となるように配置されている。この入力側のバスバー50A,50Bの端子板部53の端部には、接続ピン57が立設されている。また、端子板部53には、接続ピン57よりも屈曲部51側に、ネジ孔59が形成されている。
【0029】
出力側のバスバー60A,60Bは、その中間部に屈曲部61を有している。出力側のバスバー60A,60Bは、屈曲部61を境に、一端側が接続板部62とされ、他端側が端子板部63とされている。接続板部62及び端子板部63は、屈曲部61を境に略直角に捻られている。なお、バスバー60Aとバスバー60Bとは、屈曲部61を境に反対側へ捻られている。
【0030】
出力側のバスバー60A,60Bの接続板部62は、その面方向がケース20に対して垂直となるように配置されている。出力側のバスバー60A,60Bの接続板部62の端部には、挿通孔(図示略)が形成されている。この接続板部62は、挿通孔に挿通されたネジ65をリレー30A,30Bの他方の端子38のネジ孔37にねじ込むことにより、端子38に締結されて電気的に接続されている。
【0031】
出力側のバスバー60A,60Bの端子板部63は、その面方向がケース20に対して水平となるように配置されている。この出力側のバスバー60A,60Bの端子板部63の端部には、接続ピン67が立設されている。また、端子板部63には、接続ピン67よりも屈曲部61側に、ネジ孔69が形成されている。
【0032】
ケース20に組付けられてリレー30A,30Bの端子38に接続された入力側のバスバー50A,50B及び出力側のバスバー60A,60Bは、平面視において、いずれも同一方向であるケース20の長手方向Lに沿って並列に配置されている。そして、入力側のバスバー50A,50Bは、接続ピン57が立設された端子板部53の端部がケース20の長手方向Lの一端側に配置され、出力側のバスバー60A,60Bは、接続ピン67が立設された端子板部63の端部がケース20の長手方向Lの他端側に配置されている。
【0033】
ケース20には、回路保護用のヒューズ70が実装されており、これらのヒューズ70は、その一端が、ネジ孔59,69に螺合されたネジ71によって正極ラインである入力側のバスバー50A及び出力側のバスバー60Aの端子板部53,63に接続されている。なお、ヒューズ70の他端は、ネジ71によってケース20に組付けられたバスバー73に接続されている。
【0034】
入力側のバスバー50A,50Bには、例えば、バッテリに繋がる電力線が接続される。具体的には、入力側のバスバー50Aの端子板部53の接続ピン57にバッテリの正極の電力線(入力+)が接続され、入力側のバスバー50Bの端子板部53の接続ピン57にバッテリの負極の電力線(入力-)が接続される。
【0035】
また、出力側のバスバー60A,60Bには、例えば、インバータに繋がる電力線が接続される。具体的には、出力側のバスバー60Aの端子板部63の接続ピン67にインバータの正極の電力線(出力+)が接続され、出力側のバスバー60Bの端子板部63の接続ピン67にインバータの負極の電力線(出力-)が接続される。
【0036】
このように、電気接続箱10には、入力側のバスバー50A及び出力側のバスバー60Aからなる正極ラインと、入力側のバスバー50B及び出力側のバスバー60Bからなる負極ラインを有する入出力回路が形成されている。そして、この入出力回路において、正極側のリレー30Aが正極ラインに接続され、負極側のリレー30Bが負極ラインに接続されている。
【0037】
次に、電気接続箱10の回路構成について説明する。
図4は、電気接続箱の入出力回路を示す概略回路図である。
図4に示すように、電気接続箱10に実装された二つのリレー30A,30Bは、それぞれスイッチ部80を有している。スイッチ部80は、固定接点81と、可動接点82とを有しており、これらの固定接点81及び可動接点82は、それぞれ端子38に接続されている。スイッチ部80には、図示しないバネ等の付勢部材が設けられており、この付勢部材によって可動接点82が固定接点81から離間する方向へ付勢されている。これにより、スイッチ部80では、可動接点82が固定接点81から離間されて開状態(OFF)とされている。
【0038】
また、リレー30A,30Bは、電磁石91を有している。電磁石91は、制御電流が給電されることで磁力を発生させ、その磁力によって可動接点82を付勢部材の付勢力に抗して引き寄せる。これにより、スイッチ部80は、可動接点82が固定接点81に接触し、閉状態(ON)とされる。そして、これらのリレー30A,30Bは、スイッチ部80の開閉方向が高さ方向とされている。
【0039】
電気接続箱10では、スイッチ部80の開閉方向が高さ方向とされているリレー30A,30Bが、横向きにされて高さ方向が互いに反対向きとなるように配置されている。したがって、一対のリレー30A,30Bは、スイッチ部80における開閉方向が反対方向とされている。
【0040】
この電気接続箱10のリレー30A,30Bは、その作動が、例えば、ECU(Electronic Control Unit)によって制御される。そして、リレー30Aの電磁石91にECUから制御電流が給電されてスイッチ部80が閉状態となると、バッテリの正極の電力線(入力+)とインバータの正極の電力線(出力+)との間の正極ラインの回路が形成される。また、リレー30Bの電磁石91に給電されてスイッチ部80が閉状態となると、バッテリの負極の電力線(入力-)とインバータの負極の電力線(出力-)の間の負極ラインの回路が形成される。これにより、バッテリからインバータへ送電される。
【0041】
ところで、車両に搭載された電気接続箱10に衝撃が付与されると、その衝撃力は、ケース20に実装されたリレー30A,30Bにも付与されて誤作動を引き起こすおそれがある。具体的には、開状態のリレー30A,30Bに衝撃力が付与されてスイッチ部80の可動接点82が付勢部材の付勢力に反して揺動して固定接点81に接触し、閉状態となってしまう。
【0042】
本実施形態に係る電気接続箱10では、入出力回路の正極ライン(入力側のバスバー50A及び出力側のバスバー60A)及び負極ライン(入力側のバスバー50B及び出力側のバスバー60B)に接続されたリレー30A,30Bが、可動接点82による回路の開閉方向が互いに反対方向となるようにケース20に配置されている。したがって、電気接続箱10に衝撃が付与されたとしても、正極ライン及び負極ラインの両方のリレー30A,30Bに誤作動が生じるのを回避できる。例えば、開状態のリレー30A,30Bが衝撃によって同時に閉状態となって入出力回路に電流が流れるのを抑えることができ、入出力回路に接続されたインバータやバッテリなどの機器等を良好に保護することができる。
【0043】
また、厚さ方向がケース20の上下方向に沿うようにケース20に対してリレー30A,30Bが横向きに配置されている。したがって、ケース20に対してリレー30A,30Bを立てて配置させる場合と比べ、全体の高さを抑えることができる。
【0044】
しかも、端子38が互いに対向するようにリレー30A,30Bが配置され、端子38に接続された正極ラインである入力側のバスバー50A及び出力側のバスバー60Aと、負極ラインである入力側のバスバー50B及び出力側のバスバー60Bとが、ケース20に対して同一方向に沿って並列に配置されている。したがって、入力側のバスバー50A及び出力側のバスバー60Aと、入力側のバスバー50B及び出力側のバスバー60Bとを、ケース20の中央側に配置させて極力短い経路を通るレイアウトで配置させることができ、入力側のバスバー50A及び出力側のバスバー60Aと、入力側のバスバー50B及び出力側のバスバー60Bとによるケース20上の実装スペースの占有を抑えることができる。また、入力側のバスバー50A及び出力側のバスバー60Aと、入力側のバスバー50B及び出力側のバスバー60Bとの長さを短くすることができ、小型・軽量化が図れる。
【0045】
また、ケース20に対して横向きに配置されたリレー30A,30Bの端子38に接続板部52,62を接続した状態で、外部機器の配線が接続される端子板部53,63をケース20に対して水平に配置させることができる。これにより、正極ラインであるバスバー50A,60A及び負極ラインであるバスバー50B,60Bに対する配線の接続作業を容易に行うことができる。
【0046】
なお、リレー30A,30Bは、スイッチ部80における回路の開閉方向が反対方向であればケース20における実装位置は限定されない。例えば、リレー30A,30Bは、ケース20の長手方向Lにおいて、オフセットした位置に実装されていてもよい。
【0047】
また、本実施形態では、正極ライン及び負極ラインに接続された一対のリレー30A,30Bを有する構成を例示したが、一対のリレー30A,30Bを複数対でケース20に実装させてもよい。その場合も、スイッチ部80における回路の開閉方向が反対方向となるように各対のリレー30A,30Bをケース20に実装する。
【0048】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0049】
ここで、上述した本発明に係る電気接続箱の実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]~[4]に簡潔に纏めて列記する。
[1] 板状のケース(20)と、
前記ケース(20)に実装され、内部のスイッチ部(80)を構成する可動接点(82)が移動することによって回路の開閉を行う少なくとも一対のリレー(30A,30B)と、
を備えた電気接続箱(10)であって、
前記リレー(30A,30B)は、
入出力回路を形成する正極ライン(入力側のバスバー50A及び出力側のバスバー60A)及び負極ライン(入力側のバスバー50B及び出力側のバスバー60B)にそれぞれ接続され、
前記スイッチ部(80)の前記可動接点(82)による回路の開閉方向が互いに反対方向となるように前記ケース(20)に配置されている、ことを特徴とする電気接続箱。
[2] 前記リレー(30A,30B)は、高さ寸法(H)が厚さ寸法(T)よりも大きい縦長形状とされ、厚さ方向が前記ケース(20)の上下方向に沿うように前記ケース(20)に対して横向きに配置されている、ことを特徴とする[1]に記載の電気接続箱。
[3] 前記リレー(30A,30B)は、バスバー(入力側のバスバー50A,出力側のバスバー60A,入力側のバスバー50B,出力側のバスバー60B)が接続される端子(38)を有し、
前記正極ライン(入力側のバスバー50A及び出力側のバスバー60A)及び前記負極ライン(入力側のバスバー50B及び出力側のバスバー60B)に接続された前記リレー(30A,30B)は、前記端子(38)が互いに対向するように配置され、
前記端子(38)に接続された前記バスバー(入力側のバスバー50A,出力側のバスバー60A,入力側のバスバー50B,出力側のバスバー60B)は、前記ケース(20)に対して同一方向に沿って並列に配置されている、ことを特徴とする[1]または[2]に記載の電気接続箱。
[4] 前記バスバー(入力側のバスバー50A,出力側のバスバー60A,入力側のバスバー50B,出力側のバスバー60B)は、長手方向の中間部に形成された屈曲部(51,61)で略直角に捻られ、前記屈曲部(51,61)を境に、前記リレー(30A,30B)の前記端子(38)に接続される接続板部(52,62)と、外部機器の配線が接続される端子板部(53,63)と、を有する、ことを特徴とする[3]に記載の電気接続箱。
【符号の説明】
【0050】
10:電気接続箱
20:ケース
30A,30B:リレー
38:端子
50A:入力側のバスバー(正極ライン)
50B:入力側のバスバー(負極ライン)
60A:出力側のバスバー(正極ライン)
60B:出力側のバスバー(負極ライン)
51,61:屈曲部
52,62:接続板部
53,63:端子板部
80:スイッチ部
82:可動接点
H:高さ寸法
T:厚さ寸法
図1
図2
図3
図4