JP2000198400A - 車両用電源回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリとボディアースとの間にアース遮断
リレーを設けることにより、バッテリの交換時にその端
子が誤って車両と短絡されるのを防止する。 【解決手段】 バッテリ２のプラス端子２Ａを負荷用配
線９等を用いて負荷回路８と接続し、マイナス端子２Ｂ
をアース用配線１０等を用いて車体１にアースする。ま
た、例えばバッテリ２の交換時には、キースイッチ１２
とバッテリリレー１１とを用いてバッテリ２を負荷回路
８から絶縁するだけでなく、遮断スイッチ１５とアース
遮断リレー１４とを用いてバッテリ２を車体１からも絶
縁する。これにより、例えばバッテリ２の交換時に取外
した電源用配線３，４等を誤って車体１に接触させたと
しても、他のバッテリ２が車体１等を通じて短絡される
のを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば前照灯、空
調ファン等の負荷回路をボディアースする構成とした車
両に好適に用いられる車両用電源回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車、建設機械等の車両に
は、例えば前照灯、空調ファン、運転制御用のコントロ
ーラ等からなる各種の負荷回路が搭載されているため、
これらの負荷回路に接続して電源回路装置が設けられて
いる。

【０００３】この種の従来技術による車両用電源回路装
置は、車両に取付けられプラス端子とマイナス端子とを
有するバッテリと、該バッテリのプラス端子と車両に設
けられた負荷回路とを接続する負荷用配線と、前記バッ
テリのマイナス端子と車両とを接続するアース用配線
と、前記負荷用配線の途中に設けられ、車両のキースイ
ッチを切換操作することにより前記バッテリのプラス端
子と前記負荷回路との間を接続、遮断するバッテリリレ
ーとから構成されている。

【０００４】この場合、例えば建設機械の大型車両にお
いては、車両に搭載する負荷回路の作動電圧、消費電力
等が大きくなり易いため、複数個のバッテリを設けるこ
とがある。この場合、各バッテリ間では、互いに隣接す
るバッテリのプラス端子とマイナス端子とが電源用配線
を用いて接続されている。

【０００５】そして、これらのバッテリのうち一端側に
接続されたバッテリのプラス端子は、負荷用配線により
バッテリリレーを介して負荷回路と接続されている。ま
た、各バッテリのうち他端側に接続されたバッテリのマ
イナス端子は、アース用配線等を用いて車体にアース
（ボディアース）されている。

【０００６】このように構成される車両用電源回路装置
では、運転者等がキースイッチを閉成（ＯＮ）すると、
バッテリのプラス端子側が負荷用配線等を介して負荷回
路と接続されるため、車両の運転中には、前照灯、空調
ファン等の負荷回路に設けられた作動スイッチ等を操作
することにより、これらを必要に応じて作動させること
ができる。

【０００７】また、バッテリの交換作業について述べる
と、例えば各バッテリのうち中間位置に接続されたバッ
テリを交換するときには、まずキースイッチを開成（Ｏ
ＦＦ）した後に、交換しようとするバッテリのプラス端
子とマイナス端子から電源用配線を取外す。そして、バ
ッテリを新品等と取換えた後に、この新品のバッテリに
対して電源用配線を接続する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、複数個のバッテリを電源用配線によって互
いに接続し、そのマイナス端子側をアース用配線によっ
て車体にアースする構成としている。このため、バッテ
リの交換時には、例えば交換しようとするバッテリのマ
イナス端子から電源用配線の一端側を取外した後に、こ
の電源用配線の他端側を隣接するバッテリのプラス端子
と接続した状態のままバッテリの交換作業を行うことが
多い。

【０００９】しかし、この隣接するバッテリはマイナス
端子側が他のバッテリ、アース用配線等を用いて車体に
アースした状態に保持されている。この結果、例えばバ
ッテリの交換作業中に取外した電源用配線の一端側を誤
って車体に接触させると、この電源用配線によって隣接
するバッテリのプラス端子がアースされてしまうため、
交換対象となるバッテリよりもアース側に接続された全
てのバッテリが車体等を通じて短絡（ショート）する虞
れがある。

【００１０】このため、従来技術では、バッテリの交換
時に電源用配線等が車体と僅かに接触しただけでも、複
数個のバッテリが損傷してこれらを早期に交換する必要
が生じたり、負荷回路が悪影響を受けたりする場合があ
るため、バッテリの交換作業に手間がかかるばかりでな
く、信頼性が低下するという問題がある。

【００１１】また、例えばアーク溶接等の溶接手段を用
いて車体の修理等を行うときには、車体に通電される溶
接用の電流がアース用配線を介してコントローラ等の負
荷回路やバッテリに廻込むことがあり、これらの部品が
電流によって悪影響を受け易いという問題もある。

【００１２】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、例えばバッテリの交
換、車両の溶接等を行うときにも、バッテリと負荷回路
とを保護でき、バッテリの交換作業を容易に行うことが
できると共に、信頼性を向上できるようにした車両用電
源回路装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、車両に取付けられ負荷側端子とアース
側端子とを有するバッテリと、該バッテリの負荷側端子
と車両に設けられた負荷回路とを接続する負荷用配線
と、前記バッテリのアース側端子と車両とを接続するア
ース用配線と、前記負荷用配線の途中に設けられ、車両
のキースイッチを切換操作することにより前記バッテリ
の負荷側端子と前記負荷回路との間を接続、遮断するバ
ッテリリレーとからなる車両用電源回路装置に適用され
る。

【００１４】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記アース用配線の途中には、車両に設けた遮
断スイッチを切換操作することにより前記バッテリのア
ース側端子と車両との間を接続、遮断するアース遮断リ
レーを設けたことにある。

【００１５】このように構成することにより、例えばバ
ッテリの交換時には、バッテリリレーを用いてバッテリ
の負荷側端子と負荷回路との間を遮断できるだけでな
く、アース遮断リレーを用いてバッテリのアース側端子
と車両（車体）との間も遮断できる。従って、この交換
作業中には、例えばバッテリの負荷側端子に取付けられ
た配線等を誤って車両に接触させた場合でも、バッテリ
が車両等を通じて短絡されるのを防止することができ
る。

【００１６】また、請求項２の発明では、前記バッテリ
の負荷側端子と車両との間には前記負荷用配線と並列に
キースイッチ用配線を設け、前記バッテリリレーは、前
記負荷用配線の途中に開閉可能に設けられた接点と、該
接点を開閉するため前記キースイッチ用配線の途中に前
記キースイッチと直列に接続された励磁コイルとにより
構成し、一方前記バッテリの負荷側端子とアース側端子
との間には遮断スイッチ用配線を設け、前記アース遮断
リレーは、前記アース用配線の途中に開閉可能に設けら
れた接点と、該接点を開閉するため前記遮断スイッチ用
配線の途中に前記遮断スイッチと直列に接続された励磁
コイルとにより構成している。

【００１７】これにより、キースイッチを操作すること
によりバッテリリレーの励磁コイルを介して接点を開閉
することができる。また、遮断スイッチを操作すること
によりアース遮断リレーの励磁コイルを介して接点を開
閉することができる。

【００１８】さらに、請求項３の発明では、前記バッテ
リは前記負荷用配線とアース用配線との間に接続して複
数個設けている。

【００１９】これにより、例えば建設機械等の大型車両
に設けられた複数個のバッテリを電源用の配線等を用い
て互いに接続でき、バッテリの交換時には、この配線等
を誤って車両に接触させた場合でも、アース遮断リレー
によって他のバッテリを保護することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
車両用電源回路装置を、例えば建設機械等の大型車両に
適用した場合を例に挙げ、図１を参照して詳細に説明す
る。

【００２１】１は例えば油圧ショベル、油圧クレーン等
からなる建設機械の車両を構成する車体で、該車体１は
電源回路装置のアース側に接続され、ボディアースとし
て用いられている。

【００２２】２，２，…は後述の負荷回路８と共に車体
１上に取付けられた例えば６個のバッテリで、該各バッ
テリ２は、負荷側端子となるプラス端子２Ａと、アース
側端子となるマイナス端子２Ｂとを有している。

【００２３】ここで、６個のバッテリ２は、図１中で
上，下２個のバッテリ２が組になって３組のバッテリ群
を構成し、これらのバッテリ群では、上側に位置する一
方のバッテリ２のマイナス端子２Ｂと、下側に位置する
他方のバッテリ２のプラス端子２Ａとが電源用配線３，
３，…を用いてそれぞれ直列に接続されている。

【００２４】また、各バッテリ群では、一方のバッテリ
２のプラス端子２Ａが電源用配線４，４，…を用いて導
電性のターミナル部材５と接続され、他方のバッテリ２
のマイナス端子２Ｂが電源用配線６，６，…を用いて他
のターミナル部材７と接続されている。これにより、３
組のバッテリ群はターミナル部材５，７間で互いに並列
に配置されている。

【００２５】８は車体１に搭載された負荷回路で、該負
荷回路８は例えばエンジンのセルモータやインジェク
タ、前照灯、空調ファン等の電気機器やコントローラ等
の電子部品等が該当し、バッテリ２から給電されること
によって作動するものである。

【００２６】９はバッテリ２のプラス端子２Ａと負荷回
路８とをターミナル部材５等を介して接続する負荷用配
線、１０はバッテリ２のマイナス端子２Ｂをターミナル
部材７等を介して車体１にアースするアース用配線で、
これらの配線９，１０はバッテリ２から負荷回路８に給
電するものである。

【００２７】１１は車両のキースイッチ１２を切換操作
することによって開閉されるバッテリリレーで、該バッ
テリリレー１１は、負荷用配線９の途中に開閉可能に設
けられた接点１１Ａと、キースイッチ用配線１３の途中
にキースイッチ１２と直列に接続された励磁コイル１１
Ｂとからなり、キースイッチ用配線１３はターミナル部
材５と車体１との間に負荷用配線９と並列に接続されて
いる。

【００２８】そして、キースイッチ１２を開成（ＯＦ
Ｆ）した状態では、バッテリリレー１１の接点１１Ａが
開成されることにより、負荷回路８はバッテリ２のプラ
ス端子２Ａから遮断されている。また、運転者等によっ
てキースイッチ１２が閉成（ＯＮ）されたときには、バ
ッテリリレー１１の励磁コイル１１Ｂによって接点１１
Ａが閉成されることにより、負荷回路８は負荷用配線９
等を用いてバッテリ２のプラス端子２Ａと接続される。

【００２９】１４は後述の遮断スイッチ１５によって開
閉されるアース遮断リレーで、該アース遮断リレー１４
は、バッテリリレー１１とほぼ同様に、接点１４Ａと、
励磁コイル１４Ｂとから構成されている。また、接点１
４Ａはアース用配線１０の途中に開閉可能に設けられ、
励磁コイル１４Ｂは後述する遮断スイッチ用配線１６の
途中に遮断スイッチ１５と直列に接続されている。

【００３０】１５は運転者等により切換操作される遮断
スイッチで、該遮断スイッチ１５は遮断スイッチ用配線
１６の途中に設けられ、例えばバッテリ２の近傍、運転
室等に配置されている。そして、遮断スイッチ用配線１
６は、バッテリ２のプラス端子２Ａとマイナス端子２Ｂ
との間にターミナル部材５，７等を介して接続されてい
る。

【００３１】ここで、例えばバッテリ２の交換時、車体
１の溶接時には、運転者等によって遮断スイッチ１５が
開成されると、アース遮断リレー１４の接点１４Ａが開
成されることにより、バッテリ２のマイナス端子２Ｂは
車体１から遮断（絶縁）される構成となっている。

【００３２】また、遮断スイッチ１５は、バッテリ２の
交換時、車体１の溶接時等を除いて閉成した状態に保持
され、この状態ではアース遮断リレー１４の励磁コイル
１４Ｂによって接点１４Ａが閉成されることにより、バ
ッテリ２のマイナス端子２Ｂはアース用配線１０等を用
いて車体１と接続されている。

【００３３】本発明による車両用電源回路装置は上述の
如き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。

【００３４】まず、建設機械の運転時には、運転者等が
遮断スイッチ１５を閉成した状態に保持することによ
り、バッテリ２のマイナス端子２Ｂはアース用配線１０
等を通じて車体１にアースされた状態となっている。そ
して、運転者等によってキースイッチ１２が閉成された
ときには、負荷回路８が負荷用配線９等を用いてバッテ
リ２のプラス端子２Ａと接続される。この結果、運転者
は前照灯、空調ファン等の負荷回路８に設けられた作動
スイッチ（図示せず）を操作することにより、これらの
負荷回路８を作動させることができる。

【００３５】これに対し、例えばバッテリ２の交換作
業、または負荷回路８となる電気機器、電子部品等の着
脱作業等を行うときには、運転者等がキースイッチ１２
と遮断スイッチ１５の両方を開成することにより、バッ
テリ２のプラス端子２Ａをバッテリリレー１１によって
負荷回路８から絶縁できると共に、マイナス端子２Ｂも
アース遮断リレー１４によって車体１から絶縁すること
ができる。

【００３６】これにより、バッテリ２を交換するときに
は、例えばマイナス端子２Ｂから取外した電源用配線
３，４等を車体１に誤って接触させたとしても、他のバ
ッテリ２が車体１等を通じて短絡される虞れがなくなる
ので、バッテリ２の交換作業を安全かつ容易に行うこと
ができる。また、負荷回路８の着脱作業も、これらのリ
レー１１，１４を用いてバッテリ２を絶縁した状態で簡
単に行うことができる。

【００３７】さらに、例えばアーク溶接等の溶接手段を
用いて車体の修理等を行う場合にも、キースイッチ１２
と遮断スイッチ１５の両方を予め開成しておくことによ
り、車体に通電される溶接用の電流がアース用配線１０
を通じてバッテリ２やコントローラ等の負荷回路８に廻
込むのを確実に防止することができる。

【００３８】かくして、本実施の形態では、遮断スイッ
チ１５によって開閉されるアース遮断リレー１４をアー
ス用配線１０の途中に設ける構成としたので、例えばバ
ッテリ２、負荷回路８の交換時、あるいは車体１の溶接
時には、運転者等がキースイッチ１２と遮断スイッチ１
５とを操作するだけで、バッテリ２のプラス端子２Ａと
マイナス端子２Ｂの両方を車体１および負荷回路８に対
して絶縁状態に保持でき、バッテリ２、負荷回路８等の
部品が車体１を通じた短絡等によって損傷されるのを確
実に防止することができる。従って、これらの部品を電
気的な損傷から保護でき、電源回路装置としての信頼性
を向上させることができる。

【００３９】また、アース遮断用のリレーとして、接点
１４Ａと励磁コイル１４Ｂとを有し、バッテリリレー１
１とほぼ同様に構成されたアース遮断リレー１４を用い
たので、アース遮断リレー１４をバッテリリレー１１と
共用することも可能となり、電源回路装置を組立てると
きの部品点数を削減できると共に、例えば遮断スイッチ
とアース遮断リレーとを兼ねた大型の電流遮断器（開閉
器）等をアース用配線１０の途中に設ける場合と比較し
て、電源回路装置の小型化、コスト低減を図ることがで
きる。

【００４０】なお、前記実施の形態では、例えばバッテ
リ２のプラス端子２Ａを負荷側端子として負荷回路８に
接続し、マイナス端子２Ｂをアース側端子として車体１
にアースする構成としたが、本発明はこれに限らず、プ
ラス端子２Ａをアース側端子として車体１にアースし、
マイナス端子２Ｂを負荷側端子として負荷回路８に接続
する構成としてもよい。

【００４１】また、前記実施の形態では、例えば６個の
バッテリ２を直列および並列に接続する構成としたが、
本発明はこれに限らず、例えば１〜５個または７個以上
のバッテリ２を車体１と負荷回路８との間に配置する構
成としてもよい。

【００４２】さらに、前記実施の形態では、例えば油圧
ショベル、油圧クレーン等からなる車両用電源回路装置
を例に挙げて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば
ホイルローダ、ロードローラ等からなる他の建設機械に
適用してもよく、さらには建設機械以外の自動車、電車
等からなる各種の車両にも適用し得るものである。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明によれば、アース用配線の途中にアース遮断リレーを
設ける構成としたので、バッテリの負荷側端子をバッテ
リリレーによって負荷回路から絶縁できるだけでなく、
バッテリのアース側端子もアース遮断リレーによって車
両から絶縁することができる。これにより、例えばバッ
テリ、負荷回路の交換時、あるいは車両の溶接時には、
キースイッチと遮断スイッチとを操作するだけで、バッ
テリ、負荷回路等の部品が車両を通じた短絡や車両から
廻込む電流等によって損傷されるのを確実に防止でき、
これらの部品を保護できると共に、電源回路装置として
の信頼性を向上させることができる。

【００４４】また、請求項２の発明によれば、バッテリ
リレーとアース遮断リレーとは、それぞれ接点と励磁コ
イルによって構成したので、例えばアース遮断リレーを
バッテリリレーと共用することも可能となり、電源回路
装置を組立てるときの部品点数を削減できると共に、そ
の小型化、コスト低減を図ることができる。

【００４５】さらに、請求項３の発明によれば、複数個
のバッテリを設ける構成としたので、バッテリの交換時
には、各バッテリの間から取外した配線等を誤って車両
に接触させた場合でも、アース遮断リレー等を用いて各
バッテリ、負荷回路等を保護でき、例えば建設機械等の
大型車両においても、電源回路装置の信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による車両用電源回路装置
を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１ 車体（車両） ２ バッテリ ２Ａ プラス端子（負荷側端子） ２Ｂ マイナス端子（アース側端子） ８ 負荷回路 ９ 負荷用配線 １０ アース用配線 １１ バッテリリレー １１Ａ，１４Ａ 接点 １１Ｂ，１４Ｂ 励磁コイル １２ キースイッチ １３ キースイッチ用配線 １４ アース遮断リレー １５ 遮断スイッチ １６ 遮断スイッチ用配線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に取付けられ負荷側端子とアース側
   端子とを有するバッテリと、該バッテリの負荷側端子と
   車両に設けられた負荷回路とを接続する負荷用配線と、
   前記バッテリのアース側端子と車両とを接続するアース
   用配線と、前記負荷用配線の途中に設けられ、車両のキ
   ースイッチを切換操作することにより前記バッテリの負
   荷側端子と前記負荷回路との間を接続、遮断するバッテ
   リリレーとからなる車両用電源回路装置において、 前記アース用配線の途中には、車両に設けた遮断スイッ
   チを切換操作することにより前記バッテリのアース側端
   子と車両との間を接続、遮断するアース遮断リレーを設
   けたことを特徴とする車両用電源回路装置。
2. 【請求項２】 前記バッテリの負荷側端子と車両との間
   には前記負荷用配線と並列にキースイッチ用配線を設
   け、前記バッテリリレーは、前記負荷用配線の途中に開
   閉可能に設けられた接点と、該接点を開閉するため前記
   キースイッチ用配線の途中に前記キースイッチと直列に
   接続された励磁コイルとにより構成し、一方前記バッテ
   リの負荷側端子とアース側端子との間には遮断スイッチ
   用配線を設け、前記アース遮断リレーは、前記アース用
   配線の途中に開閉可能に設けられた接点と、該接点を開
   閉するため前記遮断スイッチ用配線の途中に前記遮断ス
   イッチと直列に接続された励磁コイルとにより構成して
   なる請求項１に記載の車両用電源回路装置。
3. 【請求項３】 前記バッテリは前記負荷用配線とアース
   用配線との間に接続して複数個設けてなる請求項１また
   は２に記載の車両用電源回路装置。