JP2005210797A - Wire connecting box with safety function, safety device for power supply circuit, and safety system of power supply circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に車両用の電源回路に適用される安全機能付き結線箱、電源回路用の安全装置、及び、同安全装置を含んだ電源回路の安全システムに関する。 The present invention relates to a connection box with a safety function mainly applied to a power supply circuit for a vehicle, a safety device for a power supply circuit, and a safety system for a power supply circuit including the safety device.
近年、例えば車両用の電源回路においては、電源電圧を高電圧化し、効率の良い負荷駆動を行って、燃費の向上を図る開発が進められている。このような電源回路として、高電圧(36V)バッテリを主電源とし、現状の低電圧(12V)の駆動負荷の電源電圧を、DC/DCコンバータにより36Vを12Vに降圧して供給するものが提案されている。このような電源回路では、メンテナンス等の際には、主電源と駆動負荷とをブレーカ装置等によって遮断している(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, for example, in a power supply circuit for a vehicle, development for improving fuel efficiency by increasing a power supply voltage and performing efficient load driving has been advanced. As such a power supply circuit, a high voltage (36V) battery is used as the main power supply, and the current low voltage (12V) driving load power supply voltage is supplied by stepping down 36V to 12V by a DC / DC converter. Has been. In such a power supply circuit, the main power supply and the driving load are shut off by a breaker device or the like during maintenance or the like (see Patent Document 1).
図14は従来のその種の電源回路の構成図である。 FIG. 14 is a configuration diagram of such a conventional power supply circuit.
図において、801はモータジェネレータ、802はモータジェネレータ801の発電した電力を直流に変換するAC/DCコンバータ、803は高電圧(36V)の駆動負荷、B1は高電圧駆動負荷803に給電するための高電圧(36V)バッテリ、810は高電圧バッテリB1のプラス端子とAC/DCコンバータ802及び駆動負荷803に接続された高電圧電源線、804は低電圧(12V)の駆動負荷、B2は低電圧駆動負荷に給電するための低電圧(12V)バッテリ、820は低電圧バッテリB2のプラス端子と駆動負荷804に接続された低電圧電源線、200は、高電圧電源線810と低電圧電源線820の間に接続され、高電圧電源線810側の高電圧を低電圧電源線820側の低電圧に変換するDC/DCコンバータ、500は端子ボックスである。
ところで、この種の電源回路においては、例えば、DC/DCコンバータ200からバッテリ(36V、12V)B1、B2に繋がる電源線810、820の結線部の取付・取外時に、接続部位にアークが発生する場合がある。特に、高電圧(36V)側の電線線810は、取付・取外時やメンテナンス時に高電圧であるために危険が伴う。
By the way, in this type of power supply circuit, for example, an arc is generated at the connection site when connecting / disconnecting the connection portions of the
アークが発生するのは次のような場合である。 An arc is generated in the following case.
(1)電圧印加状態(負荷作動状態)で結線部の離脱を行った場合、放電可能な状態で結線部の接続を行った場合、アークが発生する。このアークは、電圧が高くなるに伴い大きくなり、危険性が増大する。特にバッテリB1、B2の端子やDC/DCコンバータ200の端子の取付・取外時にアークが発生する。
(1) When the connection part is disconnected in a voltage application state (load operation state), an arc is generated when the connection part is connected in a dischargeable state. This arc increases with increasing voltage and increases the risk. In particular, an arc is generated when the terminals of the batteries B1 and B2 and the terminals of the DC /
(2)DC/DCコンバータ200が長い時間放置されている場合、または、初めてDC/DCコンバータ200を作動させるような場合、DC/DCコンバータ200の内部に設けられているコンデンサが空の状態(電荷が自己放電されている)であるため、電源線810、820の接続時に、バッテリB1、B2が満充電であるほど、バッテリB1、B2からコンデンサへ大きな電流が流れ込むことになり、各々の電源線810、820のターミナルの接続時にアークが発生する。
(2) When the DC /
(3)上記の電源回路において、DC/DCコンバータ200が一度でも作動させた状態のものであるとき、DC/DCコンバータ200の内部に設けられているコンデンサに電荷が貯えられているため、電源線810、820の取り外し作業時において、DC/DCコンバータ200のプラス端子に接続されている電源線810、820のターミナルが、車体や他の金属に接触してしまった場合、ショートしてアークが発生する。
(3) In the power supply circuit described above, when the DC /
上記(3)の状態において、高電圧バッテリB1に電源線810が先に取り付けてある場合には、DC/DCコンバータ200への電源線810の取付時にアークが発生する。また、DC/DCコンバータ200に電源線810が先に取り付けてある場合には、高電圧バッテリB1への電源線810の取付時にアークが発生する。
In the state of (3) above, when the
また、(3)の場合のアークの発生を回避するためには、予め決められた手順通りに作業を行う必要があるが、間違えの可能性がある上に作業がやりづらいという問題もある。 Further, in order to avoid the occurrence of arc in the case of (3), it is necessary to work according to a predetermined procedure, but there is a problem that there is a possibility of mistakes and the work is difficult to do.
本発明は、上記事情を考慮し、簡単な手順で安全に電源線の接続や離脱ができるようにした、安全機能付き結線箱、電源回路用の安全装置、及び、同安全装置を用いた電源回路の安全システムを提供することを目的とする。 In consideration of the above circumstances, the present invention is a connection box with a safety function, a safety device for a power supply circuit, and a power supply using the safety device, which can safely connect and disconnect a power supply wire by a simple procedure. An object is to provide a circuit safety system.
請求項1の発明は、電源線の結線部に挿入される安全機能付きの結線箱であって、互いに離間してそれぞれ端子を収容し得る一対の端子収容部を有する絶縁ボックスと、該絶縁ボックス内の前記一対の端子収容部間に配置され、各端子収容部に端子を収容した際に両端に端子が接触導通する低導電性部材と、該低導電性部材の両端にそれぞれ接触導通する一対の端子間を短絡するために端子間に着脱自在に装着される短絡導体と、該短絡導体を保持し前記絶縁ボックスの開口を塞ぐように絶縁ボックスに対して着脱自在に装着される絶縁カバーと、を備えたことを特徴とする。 The invention of claim 1 is a connection box with a safety function that is inserted into a connection part of a power supply line, and has an insulation box having a pair of terminal accommodating parts that can be separated from each other to accommodate terminals, and the insulation box A pair of low-conductivity members that are disposed between the pair of terminal accommodating portions, and in which the terminals contact and conduct at both ends when the terminals are accommodated in the respective terminal accommodating portions, and a pair that respectively contact and conduct to both ends of the low-conducting member A short-circuit conductor that is detachably mounted between the terminals in order to short-circuit the terminals, and an insulating cover that is detachably mounted to the insulation box so as to hold the short-circuit conductor and close the opening of the insulation box; , Provided.
この結線箱を用いて電源線を接続する場合は、まず、電源線の結線すべき各端部に取り付けた両端子を、絶縁ボックスの端子収容部にそれぞれ収容する。そうすると、絶縁ボックス内に配置された低導電性部材を介して、両端子間に仮の導通状態が確保される。その後、絶縁ボックスに絶縁カバーを装着することで、短絡導体を両端子間に装着する。そうすると、低導電性部材より短絡導体の方が格段に抵抗値が小さいので、両端子間に短絡導体を通しての本来の(通常の)導通状態が確保される。このように、結線当初は、最初に弱い電流しか流れない仮の導通状態を作ることができるので、結線当初の段階でのアークの発生を抑えることができる。また、仮の導通状態を確保した上で、本来の導通状態を短絡導体の装着によって確保するので、その段階でのアークの発生をも抑制することができる。 When connecting a power supply line using this connection box, first, both terminals attached to each end portion to be connected to the power supply line are respectively accommodated in the terminal accommodating portion of the insulating box. If it does so, a temporary conduction state will be ensured between both terminals via the low electroconductive member arrange | positioned in the insulation box. Thereafter, an insulating cover is attached to the insulating box to attach the short-circuit conductor between both terminals. Then, since the resistance value of the short-circuit conductor is much smaller than that of the low-conductivity member, the original (normal) conduction state through the short-circuit conductor is ensured between both terminals. In this way, at the beginning of the connection, a temporary conduction state in which only a weak current flows first can be created, so that the generation of an arc at the initial stage of the connection can be suppressed. In addition, since the provisional conduction state is secured and the original conduction state is secured by mounting the short-circuit conductor, it is possible to suppress the occurrence of arcing at that stage.
また、結線を解く場合は、絶縁カバーを外して短絡導体を両端子間から取り外す。そうすると、その段階において、短絡導体の代わりに低導電性部材を通して電流が流れる状態が確保されるので、短絡導体の取り外し時にアークが発生するおそれがなくなる。また、その後で、端子を外しても、その段階では低導電性部材を通して弱い電流しか流れていないので、アークが発生することがない。 When disconnecting the wires, remove the insulating cover and remove the short-circuit conductor from between both terminals. Then, at that stage, a state in which a current flows through the low conductive member instead of the short-circuit conductor is ensured, so that there is no possibility that an arc is generated when the short-circuit conductor is removed. After that, even if the terminal is removed, only a weak current flows through the low conductive member at that stage, so that no arc is generated.
請求項2の発明は、請求項1記載の安全機能付き結線箱であって、前記短絡導体に、各端子に形成された係合孔に挿入される係合突起と、各端子の平板部に当接する面接触部とが設けられ、前記絶縁ボックスに、前記端子の係合孔を貫通した前記係合突起の先端を嵌め込む係合溝が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
この結線箱の場合、両端子間への短絡導体の装着時に、短絡導体の係合突起が端子の係合孔に挿入されるので、両者の係合が確実に行われる。また、短絡導体の面接触部が端子の平板部に当接することによって導通が確保されるので、大電流にも耐える接続状態が得られる。また、端子の係合孔を貫通した係合突起の先端が、絶縁ボックスに設けられた係合溝に嵌まるので、より強固に端子と短絡導体が結合されることになる。 In the case of this connection box, when the short-circuit conductor is mounted between both terminals, the engagement protrusion of the short-circuit conductor is inserted into the engagement hole of the terminal, so that the engagement between the two is reliably performed. Further, since the surface contact portion of the short-circuit conductor is in contact with the flat plate portion of the terminal, conduction is ensured, so that a connection state that can withstand a large current is obtained. In addition, since the tip of the engagement protrusion penetrating the engagement hole of the terminal fits into the engagement groove provided in the insulating box, the terminal and the short-circuit conductor are more firmly coupled.
請求項3の発明は、バッテリのプラス端子に繋がる電源線の結線部間に挿入接続される電源回路用の安全装置であって、バッテリのプラス端子側の結線部に接続される第1接続部と、それと反対側の結線部に接続される第2接続部と、前記第1接続部と第2接続部をつなぐ導通経路上に挿入された高抵抗の低導電性部材と、前記導通経路上の前記低導電性部材よりも第1接続部側に挿入されて当該導通経路を開閉する常開型の第1スイッチと、該第1スイッチを開閉制御する機能を有した制御手段と、前記低導電性部材の両端を短絡するために着脱自在に装着される短絡導体と、を備えており、制御手段が、前記第1接続部を介してバッテリから給電されることによりON状態となったとき、前記第1スイッチを閉成して、前記第1接続部と第2接続部をつなぐ導通経路の導通を確保する機能と、前記短絡導体が前記低導電性部材の両端を短絡するべく装着されている状態から取り外されたとき、前記第1スイッチを開成する機能と、を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a safety device for a power supply circuit inserted and connected between connection portions of a power supply line connected to a positive terminal of a battery, wherein the first connection portion is connected to a connection portion on the positive terminal side of the battery. A second connection portion connected to the connection portion on the opposite side, a high-resistance low-conductivity member inserted on the conduction path connecting the first connection portion and the second connection portion, and the conduction path A normally-open first switch that is inserted closer to the first connection portion than the low-conductivity member to open and close the conduction path, control means having a function of controlling the opening and closing of the first switch, A short-circuit conductor that is detachably mounted to short-circuit both ends of the conductive member, and when the control means is turned on by being supplied with power from the battery via the first connection portion. , Closing the first switch, and A function of ensuring conduction of a conduction path connecting two connecting parts, and a function of opening the first switch when the short-circuit conductor is removed from a state where both ends of the low-conductive member are short-circuited. It is characterized by having.
この安全装置を使用して電源線を接続する場合は、バッテリのプラス端子側の結線部を第1接続部に接続し、反対側の結線部(負荷側、または、例えばDC/DCコンバータ側の結線部)を第2接続部に接続する。そうすると、第1接続部を介してバッテリからの電力が供給されることにより、制御手段がONして、第1スイッチが閉成(ON)し、第1、第2接続部間に、低導電性部材を介して仮の導通状態が確保される。次に、短絡導体を装着して低導電性部材の両端間を短絡させると、短絡導体の方が低導電性部材よりも格段に抵抗値が小さいことにより、第1、第2接続部間に、短絡導体を通しての本来の(通常の)導通状態が確保される。 When connecting a power line using this safety device, connect the positive terminal side connection part of the battery to the first connection part, and connect the opposite side connection part (load side or DC / DC converter side, for example). The connection part) is connected to the second connection part. Then, the electric power from the battery is supplied via the first connection portion, so that the control means is turned on, the first switch is closed (ON), and the low conductivity is established between the first and second connection portions. A temporary conduction state is ensured through the sex member. Next, when a short-circuit conductor is attached and both ends of the low-conductive member are short-circuited, the resistance value of the short-circuit conductor is much smaller than that of the low-conductive member, so that the first and second connection portions are connected. The original (normal) conduction state through the short-circuit conductor is ensured.
このように、結線時は、第1スイッチが導通経路を遮断した状態に保っているので、結線しようとする端子間にアークが発生するおそれは全くない。また、第1スイッチが制御手段の指令により閉成(ON)される際には、前述のように低導電性部材を介して弱い電流が流れるだけの状態になっているので、スイッチの接点間にアークが発生するおそれもない。従って、短絡導体の装着時には全くアークの発生のおそれがない。 In this way, since the first switch keeps the conduction path cut off during connection, there is no possibility that an arc will occur between the terminals to be connected. Further, when the first switch is closed (ON) by the command of the control means, since a weak current flows only through the low conductive member as described above, the first switch is connected between the switch contacts. There is no risk of arcing. Therefore, there is no risk of arcing when the short-circuit conductor is attached.
また、電源線の結線を解く場合は、短絡導体を取り外した段階において、代わりに低導電性部材を通して電流が流れる状態が確保されるので、短絡導体の取り外し時にアークが発生するおそれがない。また、その後、第1スイッチが開成(OFF)されて第1接続端と第2接続端の間の導通が解除され、その状態で第1接続端側からバッテリを外すことになるので、アークが発生することがない。 Further, when disconnecting the power supply line, since a state in which a current flows through the low-conductive member instead is secured at the stage of removing the short-circuit conductor, there is no possibility that an arc is generated when the short-circuit conductor is removed. After that, the first switch is opened (OFF), the conduction between the first connection end and the second connection end is released, and in this state, the battery is removed from the first connection end side, so that the arc is It does not occur.
請求項4の発明は、請求項3記載の電源回路用の安全装置であって、前記制御手段が、前記第1スイッチを開成した後に、前記低導電性部材の両端間の電圧を検出し、両端間の電圧が所定値以下となったとき、前記短絡導体の装着を許可する信号を出力する機能を有することを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the safety device for the power supply circuit according to claim 3, wherein the control means detects the voltage across the low-conductive member after opening the first switch, It has a function of outputting a signal permitting the mounting of the short-circuit conductor when the voltage between both ends becomes a predetermined value or less.
この安全装置の場合、低導電性部材の両端の電圧が所定値以下になったとき、短絡導体の装着を許可する信号が出力されるので、そのタイミングで短絡導体を装着することにより、安全に接続作業を行うことができる。 In the case of this safety device, when the voltage at both ends of the low-conductivity member falls below a predetermined value, a signal permitting the installation of the short-circuit conductor is output. Connection work can be performed.
例えば、第2接続部を、内蔵するコンデンサの蓄電量が空のDC/DCコンバータに接続した場合、接続当初は、両端の電圧が大きいので低導電性部材に少し大きめの電流が流れるが、コンデンサが充電されるに従い低導電性部材の両端間の電圧が低下する。従ってその電圧が所定値以下になったときに、短絡導体の装着を促す信号が出力されることにより、安全に短絡導体の装着ができるようになる。 For example, when the second connection portion is connected to a DC / DC converter in which the amount of power stored in the built-in capacitor is empty, the voltage at both ends is large at the beginning of the connection, so a slightly larger current flows through the low conductive member. As the battery is charged, the voltage across the low conductive member decreases. Therefore, when the voltage becomes a predetermined value or less, a signal for prompting the mounting of the short-circuit conductor is output, so that the short-circuit conductor can be mounted safely.
請求項5の発明は、請求項3または4記載の電源回路用の安全装置であって、前記第2接続部にアーク防止用抵抗を介して接地する接地線が接続されると共に、該接地線に、当該接地線を開閉する常開型の第2スイッチが挿入され、前記制御手段が、前記低導電性部材の両端を短絡している前記短絡導体が取り外されたことに伴って前記第1スイッチを開成した後に、前記第2スイッチを閉成する機能を有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the safety device for a power circuit according to the third or fourth aspect, a ground line that is grounded via an arc prevention resistor is connected to the second connecting portion, and the ground line In addition, a normally open second switch for opening and closing the ground wire is inserted, and the control means removes the first short circuit conductor that has shorted both ends of the low conductive member. It has a function of closing the second switch after opening the switch.
この安全装置の場合、短絡導体の取り外しに伴って第1スイッチが開成(OFF)された後に、第2スイッチを閉成(ON)することで、第2接続部を適宜に接地する構成を備えているので、例えば、第2接続部をDC/DCコンバータに接続している場合に、安全に結線を取り外すことができる。 In the case of this safety device, there is a configuration in which the second connection portion is appropriately grounded by closing (ON) the second switch after the first switch is opened (OFF) with the removal of the short-circuit conductor. Therefore, for example, when the second connection portion is connected to the DC / DC converter, the connection can be safely removed.
即ち、第2接続部がDC/DCコンバータに接続されている場合、DC/DCコンバータに内蔵されたコンデンサにたくさんの電気が貯まっていると、そのまま第2接続部側の結線部を取り外そうとすると、第2接続部側が高電圧となっているので、取り外した端子等が他の金属部材に接触した場合にアークが発生するおそれがあるが、この安全装置では、短絡導体を外して第1スイッチが開いた後に、第2接続部を通して、DC/DCコンバータのコンデンサに溜まっている電気をグランドに積極的に放電させるので、十分に放電した後に作業することで、DC/DCコンバータ側の結線部を安全に取り外すことができる。 That is, when the second connection portion is connected to the DC / DC converter, if a large amount of electricity is stored in the capacitor built in the DC / DC converter, remove the connection portion on the second connection portion side as it is. Then, since the second connection portion side is at a high voltage, there is a possibility that an arc may occur when the removed terminal or the like comes into contact with another metal member. After 1 switch is opened, the electricity accumulated in the capacitor of the DC / DC converter is positively discharged to the ground through the second connection part. Therefore, by working after sufficiently discharging, the DC / DC converter side The connection part can be removed safely.
請求項6の発明は、請求項5記載の電源回路用の安全装置であって、制御手段が、前記第2接続部側の電圧を検出し、第2接続部側の電圧が所定値以下となったとき、第2接続部を通しての放電の終了を知らせる信号を出力すると共に、前記第2スイッチを開成する機能を有することを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the safety device for the power supply circuit according to claim 5, wherein the control means detects the voltage on the second connection portion side, and the voltage on the second connection portion side is not more than a predetermined value. When this happens, it has a function of outputting a signal notifying the end of the discharge through the second connection portion and opening the second switch.
この安全装置の場合、放電の終了を知らせる信号に基づいて、第2接続部側の結線部を取り外すことにより、安全に接続を切り離すことができる。 In the case of this safety device, the connection can be safely disconnected by removing the connection part on the second connection part side based on a signal notifying the end of the discharge.
請求項7の発明は、請求項5または6記載の電源回路用の安全装置であって、前記バッテリのプラス端子に繋がる電源線が、バッテリのプラス端子とDC/DCコンバータとの間を繋ぐ電源線であることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the safety device for the power circuit according to claim 5 or 6, wherein the power line connected to the positive terminal of the battery connects between the positive terminal of the battery and the DC / DC converter. It is a line.
この安全装置を使用すると、バッテリとDC/DCコンバータの間の結線を、アークの発生を防止しながら、接続したり取り外したりすることができる。 When this safety device is used, the connection between the battery and the DC / DC converter can be connected and disconnected while preventing arcing.
請求項8の発明は、高電圧負荷に給電するための高電圧バッテリと、低電圧負荷に給電するための低電圧バッテリと、高電圧バッテリのプラス端子に接続される高電圧電源線と、低電圧バッテリのプラス端子に接続される低電圧電源線と、高電圧電源線と低電圧電源線の間に接続され、高電圧電源線側の高電圧を低電圧電源線側の低電圧に変換するDC/DCコンバータと、を有する電源回路において、前記高電圧バッテリのプラス端子とDC/DCコンバータの一次側プラス端子とを繋ぐ前記高電圧電源線の結線部間と、DC/DCコンバータの二次側プラス端子と低電圧バッテリのプラス端子とを繋ぐ前記低電圧電源線の結線部間との少なくともいずれかに、請求項5または6記載の安全装置を挿入接続したことを特徴とする。 The invention of claim 8 includes a high voltage battery for supplying power to the high voltage load, a low voltage battery for supplying power to the low voltage load, a high voltage power supply line connected to the positive terminal of the high voltage battery, Connected between the low voltage power line connected to the positive terminal of the voltage battery and between the high voltage power line and the low voltage power line, and converts the high voltage on the high voltage power line side to the low voltage on the low voltage power line side In the power supply circuit having a DC / DC converter, between the connection portions of the high voltage power supply line connecting the plus terminal of the high voltage battery and the primary plus terminal of the DC / DC converter, and the secondary of the DC / DC converter The safety device according to claim 5 or 6, wherein the safety device according to claim 5 or 6 is inserted and connected between at least one of the connection portions of the low-voltage power supply line connecting the side plus terminal and the plus terminal of the low-voltage battery.
この安全システムでは、前述の安全装置をDC/DCコンバータとバッテリの間に接続すると、制御手段がバッテリを電源として給電されることでONし、その後、制御手段からの信号で第1スイッチが閉成(ON)して導通経路が導通状態となる。そして、短絡導体の装着の前に、低導電性部材を介してバッテリとDC/DCコンバータとが仮接続されている状態となり、バッテリからDC/DCコンバータ内部のコンデンサへと数mA〜数十mAほどの微量の電流が流れる。このため、接続の際にアークが発生しない。 In this safety system, when the safety device described above is connected between the DC / DC converter and the battery, the control means is turned on when power is supplied from the battery, and the first switch is then closed by a signal from the control means. (ON) and the conduction path becomes a conduction state. Before the short-circuit conductor is mounted, the battery and the DC / DC converter are temporarily connected via the low-conductive member, and several mA to several tens mA from the battery to the capacitor inside the DC / DC converter. A small amount of current flows. For this reason, an arc does not occur at the time of connection.
そして、低導電性部材の両端電圧が等しくなった時点で、短絡導体を低導電性部材の両端間に装着することにより、短絡導体を介してバッテリとDC/DCコンバータとを本接続することができる。この場合、制御手段が低導電性部材の両端電圧を監視し、両電圧が同じになったら、表示ランプを点灯したりして安全であることを知らせることにより、短絡導体を安全に装着することができる。このように短絡導体を装着することで、電流は、抵抗値の高い低導電性部材にほとんど流れず、短絡導体を介して第1接続部から第2接続部に流れようになり、本来の接続状態が得られる。 When the voltage at both ends of the low conductive member becomes equal, the battery and the DC / DC converter can be fully connected via the shorted conductor by attaching the short circuit conductor between both ends of the low conductive member. it can. In this case, the control means monitors the voltage at both ends of the low-conductivity member, and when both voltages are the same, it is safe to attach the short-circuit conductor by turning on the indicator lamp and notifying that it is safe. Can do. By mounting the short-circuit conductor in this way, the current hardly flows to the low-conductive member having a high resistance value, but flows from the first connection portion to the second connection portion via the short-circuit conductor, and the original connection A state is obtained.
一方、接続を取り外す場合は、最初に短絡導体を取り外す。そうすると、制御手段が短絡導体の取り外しを検出して、第1スイッチを開成(OFF)し、第1接続端と第2接続端の導通を遮断する。従って、バッテリとDC/DCコンバータが確実に遮断されることになる。ここで、第1スイッチは一旦開成(OFF)すると、最初の接続開始の状態にしないと、再び閉成(ON)しないので、短絡導体を間違って再度装着しても安全である。 On the other hand, when removing the connection, the short-circuit conductor is first removed. If it does so, a control means will detect removal of a short circuit conductor, will open a 1st switch (OFF), and will interrupt conduction with the 1st connecting end and the 2nd connecting end. Therefore, the battery and the DC / DC converter are surely cut off. Here, once the first switch is opened (OFF), it does not close again (ON) unless it is in the initial connection start state, so it is safe to re-install the short-circuit conductor by mistake.
短絡導体が取り外されて第1スイッチが開成(OFF)された後は、第2スイッチが閉成(ON)されることで接地線が開通する。従って、DC/DCコンバータ内部のコンデンサに溜まっている電気は、コンデンサ専用のアーク防止用抵抗を通ってグランドへ放電される。この場合も、微量の電流で放電するので、アークが発生することはない。 After the short-circuit conductor is removed and the first switch is opened (OFF), the ground wire is opened by closing (ON) the second switch. Therefore, electricity accumulated in the capacitor inside the DC / DC converter is discharged to the ground through the arc-preventing resistor dedicated to the capacitor. Also in this case, since the discharge is performed with a very small amount of current, no arc is generated.
そして、十分に放電されたことが確認されたら、電源線の取り外しを行う。これにより、例えば、メンテナンス時に電源線を取り外す際に発生するアークを防止することができる。 When it is confirmed that the battery has been sufficiently discharged, the power line is removed. Thereby, for example, it is possible to prevent an arc generated when the power supply line is removed during maintenance.
以上説明したように、請求項1の発明の安全機能付き結線箱によれば、結線当初の短絡導体の装着の前に、低導電性部材によって、弱い電流しか流れない仮の導通状態を作ることができるので、結線当初の段階でのアークの発生を抑えることができる。また、低導電性部材によって仮の導通状態を確保した上で、短絡導体の装着によって本来の導通状態を確保するので、その段階でのアークの発生も抑制することができる。また、結線を取り外す場合は、短絡導体を両端子間から取り外すことにより、短絡導体の代わりに低導電性部材を通して弱い電流が流れる状態を確保することができるので、短絡導体の取り外し時のアークの発生を防止することができる。また、その後で結線を取り外しても、その段階では低導電性部材を通して弱い電流しか流れていないので、アークの発生を防止することができる。従って、電源線の取り付け及び取り外し時のアークの発生を有効に防ぐことができ、作業の安全性を高めることができる。 As explained above, according to the connection box with a safety function of the invention of claim 1, a temporary conductive state in which only a weak current flows is created by the low conductive member before the short circuit conductor is initially attached. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of arc at the initial stage of connection. Moreover, since the original conductive state is ensured by mounting the short-circuit conductor after the temporary conductive state is secured by the low conductive member, the occurrence of an arc at that stage can be suppressed. Also, when removing the connection, it is possible to secure a state in which a weak current flows through the low-conductive member instead of the short-circuit conductor by removing the short-circuit conductor from both terminals. Occurrence can be prevented. Further, even if the connection is removed after that, since only a weak current flows through the low conductive member at that stage, the generation of an arc can be prevented. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of an arc when the power supply line is attached and detached, and the work safety can be improved.
請求項2の発明の安全機能付き結線箱によれば、両端子間への短絡導体の装着時に、短絡導体の係合突起を端子の係合孔に挿入するようにしているので、両者の係合を確実に行うことができる。また、短絡導体の面接触部を端子の平板部に当接させるようにしているので、高い導通性を確保でき、大電流にも耐える接続状態を得ることができる。また、端子の係合孔を貫通した係合突起の先端を絶縁ボックス側の係合溝に嵌めるようにしているので、より強固に端子と短絡導体の結合を行うことができ、接続の信頼性を高めることができる。
According to the connection box with safety function of the invention of
請求項3の発明の電源回路用の安全装置によれば、内蔵する第1スイッチにより結線時に導通を遮断した状態に保つので、結線しようとする端子間に発生するアークを防止することができる。また、第1スイッチが制御手段の指令により閉成(ON)される際には、低導電性部材を介して弱い電流が流れるだけの状態になっているので、スイッチ接点にアークが発生することもない。従って、次いで本来の導通状態を確保するために短絡導体を装着する際にも、アークの発生を防ぐことができる。また、電源線を取り外す際には、短絡導体を取り外した段階において、代わりに低導電性部材を通して電流が流れる状態を確保するので、短絡導体の取り外し時のアークの発生を防ぐことができる。また、その後、第1スイッチが開成(OFF)されて第1接続部と第2接続部の間の導通が解除され、その状態で第1接続部側からバッテリを外すことになるので、アークの発生を確実に防ぐことができる。 According to the safety device for a power supply circuit of the invention of claim 3, since the continuity is cut off at the time of connection by the built-in first switch, an arc generated between the terminals to be connected can be prevented. In addition, when the first switch is closed (ON) by a command from the control means, an arc is generated at the switch contact because only a weak current flows through the low conductive member. Nor. Therefore, the generation of an arc can be prevented even when the short-circuit conductor is attached in order to secure the original conduction state. Further, when the power supply line is removed, a state in which a current flows through the low-conductive member instead at the stage where the short-circuit conductor is removed is secured, so that an arc can be prevented from being generated when the short-circuit conductor is removed. After that, the first switch is opened (OFF), the conduction between the first connection part and the second connection part is released, and in this state, the battery is removed from the first connection part side. Occurrence can be reliably prevented.
請求項4の発明の電源回路用の安全装置によれば、制御手段により、低導電性部材の両端間の電圧が所定値以下になったとき、短絡導体の装着を許可する信号が出力されるので、そのタイミングで短絡導体を装着することにより、安全に接続作業を行うことができる。 According to the safety device for a power supply circuit of the invention of claim 4, when the voltage across the low conductive member becomes a predetermined value or less by the control means, a signal for permitting the mounting of the short-circuit conductor is output. Therefore, the connection work can be performed safely by attaching the short-circuit conductor at that timing.
請求項5の発明の電源回路用の安全装置によれば、短絡導体の取り外しに伴って第1スイッチが開成(OFF)された後に、第2スイッチを閉成(ON)することで、第2接続部を適宜に接地する構成を備えているので、例えば、第2接続部をDC/DCコンバータに接続している場合に、DC/DCコンバータに内蔵されたコンデンサの電気を確実に放電させた後に、安全に結線を取り外したり、メンテナンスを行ったりすることができる。 According to the safety device for a power supply circuit of the fifth aspect of the present invention, the second switch is closed (ON) after the first switch is opened (OFF) with the removal of the short-circuit conductor. Since the connection portion is appropriately grounded, for example, when the second connection portion is connected to the DC / DC converter, the electricity of the capacitor built in the DC / DC converter is reliably discharged. Later, the connection can be safely removed and maintenance can be performed.
請求項6の発明の電源回路用の安全装置によれば、制御手段がDC/DCコンバータのコンデンサの放電の終了を知らせる信号を発生するようにしたので、その信号に基づいて第2接続部側の結線部を取り外すことにより、安全に接続を切り離すことができる。 According to the safety device for the power supply circuit of the sixth aspect of the invention, since the control means generates the signal notifying the end of the discharge of the capacitor of the DC / DC converter, the second connecting portion side is based on the signal. The connection can be safely disconnected by removing the connection part.
請求項7の発明によれば、バッテリのプラス端子に繋がる電源線を安全装置を介してDC/DCコンバータに接続したので、バッテリとDC/DCコンバータの間の結線を、アークの発生を防止しながら、接続したり取り外したりすることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the power line connected to the positive terminal of the battery is connected to the DC / DC converter via the safety device, the connection between the battery and the DC / DC converter is prevented from generating an arc. While connecting and disconnecting.
請求項8の発明の電源回路の安全システムによれば、短絡導体の取り付け・取り外しという簡単な操作を行うだけで、電源線の取り付け時や取り外し時に起きるアークの発生を回避することができ、安全に作業をすることができる。特に電源部品のメンテナンス時などに、作業前に短絡部材を外しておくことにより、バッテリからの通電を遮断することができるため、高電圧側において安全に作業を行うことができる。また、運転を長期間休止する場合などに、短絡導体を外しておくだけで、簡単にバッテリの上がりを防止できる。更に、安全装置内に設けた制御回路が所定の機能を発揮するので、簡単な手順で安全に作業を進めることができる。 According to the power circuit safety system of the eighth aspect of the present invention, it is possible to avoid the occurrence of an arc that occurs when a power supply line is attached or removed by simply performing a simple operation of attaching or removing a short-circuit conductor. Can work on. In particular, when the power supply component is maintained, the power supply from the battery can be cut off by removing the short-circuit member before the work, so that the work can be performed safely on the high voltage side. In addition, when the operation is suspended for a long period of time, the battery can be prevented from rising simply by removing the short-circuit conductor. Furthermore, since the control circuit provided in the safety device exhibits a predetermined function, the work can be safely performed with a simple procedure.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図6は安全装置付き結線箱の構成を示す図、図7は電源回路用の安全装置の構成図、図8〜図12は図7の安全装置を用いて構成した電源回路の安全システムの構成図である。 1 to 6 are diagrams showing the configuration of a connection box with a safety device, FIG. 7 is a configuration diagram of a safety device for a power circuit, and FIGS. 8 to 12 are safety diagrams of a power circuit configured using the safety device of FIG. It is a block diagram of a system.
《安全機能付き結線箱》
まず、図1〜図6に示す安全装置付き結線箱について説明する。
《Connection box with safety function》
First, the connection box with a safety device shown in FIGS. 1 to 6 will be described.
図1は結線を行う前の結線箱の状態を示す斜視図、図2は同断面図、図3は端子を取り付けた結線箱の状態を示す斜視図、図4は同断面図、図5は結線終了時の結線箱の状態を示す斜視図、図6は同断面図である。 1 is a perspective view showing a state of a connection box before connection, FIG. 2 is a cross-sectional view thereof, FIG. 3 is a perspective view showing a state of a connection box with terminals attached, FIG. 4 is a cross-sectional view thereof, and FIG. The perspective view which shows the state of the connection box at the time of completion | finish of a connection, FIG. 6 is the same sectional drawing.
図1、図2を用いて結線箱の構成について説明する。 The configuration of the connection box will be described with reference to FIGS.
この結線箱10は、固定側ボックス10Aと、その上に着脱自在に装着されるサービスプラグ10Bとからなる。
The
固定側ボックス10Aは、一対の端子収容部15A、15Bを有する絶縁ボックス11の内部中央に、前記一対の端子収容部15A、15B間に位置させて、矩形平板状の低導電性部材13を配設して固定したものである。
The fixed-
低導電性部材13は、アーク防止用の抵抗体であり、電気を少量しか流せないように、抵抗値が数kΩ〜数十kΩに設定されている。
The low
各端子収容部15A、15Bは、結線すべき電源線20A、20Bの端部に取り付けられた端子21A、21Bを収容する部分であり、上から挿入される端子21A、21Bを受け入れた状態で、端子21A、21Bをネジ28で固定するための雌ネジ孔16と、端子21A、21Bの位置決めを行う係止リブ17とが設けられている。また、絶縁ボックス11の両端には、各電源線20A、20Bを引き出すための電線引出溝18が設けられている。
Each
電源線20A、20Bの各端部に取り付けられている端子21A、21Bは、前側の平板部22と後端の電線加締部23とを有するもので、平板部22の中央部には、前記ネジ28を通すための挿通孔24が設けられ、挿通孔24の前側には係合孔25が設けられ、挿通孔24の後側の両側縁には、係止リブ17の係合する係合用切欠26が設けられている。係止リブ17は、係合用切欠26に係合するよう両側に分かれており、中間部に端子21A、21Bの嵌まる空所17aを有している。
The
そして、端子21A、21Bを絶縁ボックス11の端子収容部15A、15Bに入れた際に、端子21A、21Bの係合用切欠26を係止リブ17に係合させることにより、端子21A、21Bの位置決めと仮係止ができるようになっている。
Then, when the
一方のサービスプラグ10Bは、電気絶縁性を有する絶縁カバー12の内面(下面)に、金属製の短絡導体14を取り付けた構造のものである。絶縁カバー12は、絶縁ボックス11の上面開口を塞ぐように絶縁ボックス11に対して着脱自在に装着されるものであり、絶縁ボックス11の上面開口に合わせた平面形状をなしている。
One
この絶縁カバー12には、中央の幅広平板部12aの上面に、手で掴める凸部12bが設けられ、幅広平板部12aの左右両端に、絶縁ボックス11の電線引出溝18の上面を塞ぐ幅狭平板部12cが設けられ、幅広平板部12aの下面の左右両端に、前記絶縁ボックス11側の係止リブ17に重なるリブ12dと、係止リブ17の空所17aに嵌まる突起12eとが設けられている。
The insulating
絶縁カバー12の下面に取り付けられた短絡導体14は、前記低導電性部材14の両端にそれぞれ接続される一対の端子21A、21B間を短絡するために、端子21A、21B間に着脱自在に装着されるものであり、大電流を流すことができる良導体により構成されている。
A short-
この短絡導体14は、両端子21A、21Bに跨る形で両端子21A、21Bの平板部22に当接する平板状の面接触部14aと、その両端に下向きに突設された係合突起14bとを有する。係合突起14bは、端子21A、21Bの係合孔25に挿入される部分であり、左右どちらの向きでも取り付けができるよう左右同形状に形成されている。
The short-
また、絶縁ボックス11の各端子収容部15A、15Bの底部には、端子21A、21Bの係合孔25を貫通した係合突起14bの先端を嵌め込むための係合溝19aを有した接続部材19が固着されている。
Further, a connecting member having an engaging
次に、このような構造の結線箱10を用いて電源線20A、20Bを接続するための手順を説明する。
Next, a procedure for connecting the
この結線箱10を用いて電源線20A、20Bを接続する場合は、まず、電源線20A、20Bの結線すべき各端部に取り付けた両端子21A、21Bを、図3、図4に示すように、固定側ボックス10Aの絶縁ボックス11の端子収容部15A、15Bにそれぞれ収容する。
When connecting the
即ち、ネジ挿通孔24を雌ネジ孔16に位置合わせし、端子21A、21Bの両側縁に設けた位置決め用切欠26を係止リブ17に係合させながら、端子21A、21Bを空所17aに嵌め込む。この状態で、端子21A、21Bは位置決めされ仮係止される。
That is, the screw insertion holes 24 are aligned with the female screw holes 16, and the
次いで、ネジ28を挿通孔25を通して雌ネジ孔16に締め込むことで、端子21A、21Bを本固定する。そうすると、絶縁ボックス11内に配置された低導電性部材14の上面に端子21A、21Bの平板部22が面接触した状態となり、両端子21A、21B間に、低導電性部材14を介しての仮の導通状態が確保される。なお、この状態で、左右から配索される電源線20A、20Bの端子21A、21B同士は直接接触できない位置に保持される。
Next, the terminals 21 </ b> A and 21 </ b> B are permanently fixed by tightening the
その後、図5、図6に示すように、固定側ボックス10Aの上にサービスプラグ10Bを装着する。そうすると、短絡導体14が両端子21A、21B間に跨る形で装着される。即ち、短絡導体14の係合突起14bが、端子21A、21Bの係合孔25に挿入され、端子21A、21Bの係合孔25を貫通した係合突起14bの先端が、絶縁ボックス11の底部に設けられた接続部材19の係合溝19aに嵌まる。これにより、端子21A、21Bと短絡導体14が強固に結合されることになる。また、短絡導体14の面接触部14aが、端子21A、21Bの平板部22の上面に圧接することによって、両端子21A、21B間が短絡導体14によって確実に接触導通される。
Thereafter, as shown in FIGS. 5 and 6, the
この場合、低導電性部材13よりも短絡導体14の方が格段に抵抗値が小さく設定されているので、両端子21A、21B間に、短絡導体14を通しての本来の(通常の)導通状態が確保される。
In this case, since the resistance value of the short-
このように、結線当初は、低導電性部材13を介することによって、最初に弱い電流しか流れない仮の導通状態が作られるので、結線当初の段階でのアークの発生を抑えることができる。また、仮の導通状態を確保した上で、本来の導通状態を短絡導体14の装着によって確保するので、その段階でのアークの発生も抑制することができる。
In this way, since the provisional conduction state in which only a weak current flows first is created through the low
次に、結線を解く場合は、まず、蓋機能を持つサービスプラグ10Bを取り外して、短絡導体14を両端子21A、21B間から引き離す。そうすると、その段階において、短絡導体14の代わりに低導電性部材13を通して、両端子21A、21B間に弱い電流が流れる状態が確保されるので、短絡導体14の取り外し時にアークが発生するおそれがなくなる。また、その後で、端子21A、21Bを外しても、その段階では低導電性部材13を通して弱い電流しか流れていないので、アークが発生することがない。
Next, when disconnecting the wiring, first, the
《電源回路用の安全装置》
次に、図7を用いて電源回路用の安全装置について説明する。
《Safety device for power circuit》
Next, a safety device for a power supply circuit will be described with reference to FIG.
この安全装置100は、バッテリBのプラス端子に繋がる電源線205の結線部201、202間に挿入接続されるものであり、バッテリBのプラス端子側の結線部201に接続される第1端子(第1接続部)101と、それと反対側の結線部202に接続される第2端子(第2接続部)102と、第1端子101と第2端子102をつなぐ導通経路103上に挿入された高抵抗の低導電性部材104と、導通経路103上の低導電性部材104よりも第1端子101側に挿入されて当該導通経路103を開閉する常開型の第1スイッチSW1と、第1スイッチSW1を開閉制御する機能を有した制御回路(制御手段)106と、低導電性部材104の両端を短絡するために着脱自在に装着される短絡導体120と、を具備している。第2端子102に接続される結線部202にはDC/DCコンバータ200が繋がっている。
The
また、第2端子102には、アーク防止用抵抗108を介して接地する接地線107が接続されており、この接地線107には、当該接地線107を開閉する常開型の第2スイッチSW2が挿入されている。なお、接地線107は、アース端子113により、例えば車体等に接続される。
The
制御回路106は、次のような機能を果たす。
The
(1)まず、第1端子101を介してバッテリBから給電されることにより、制御回路106はON状態となる。
(1) First, the power is supplied from the battery B through the
(2)その後、第1スイッチSW1をON(閉成)して、第1端子101と第2端子102つなぐ導通経路103の導通を確保する。
(2) Thereafter, the first switch SW1 is turned on (closed), and the conduction of the
(3)次に、低導電性部材104の両端間の電圧を監視し、両端間の電圧が所定値以下となったとき、短絡導体120の装着を許可する信号を出力する。例えば、その信号により表示ランプを点灯するなどして、作業者に短絡導体120を装着して良い状態になったことを知らせる。
(3) Next, the voltage between both ends of the low
(4)次に、短絡導体120が低導電性部材104の両端を短絡するべく装着されている状態から取り外されたときに、第1スイッチSW1をOFF(開成)する。
(4) Next, when the short-
(5)また、第1スイッチSW1をOFFした後に、第2スイッチSW2をON(閉成)して、接地線107を導通状態にする。
(5) Further, after the first switch SW1 is turned off, the second switch SW2 is turned on (closed), and the
(6)次に、第2端子102側の電圧を監視し、第2端子102側の電圧が所定値以下となったときに、第2端子102を通しての放電の終了を知らせる信号を出力する。例えば、その信号により表示ランプを点灯するなどして、作業者に放電の終了を知らせる。
(6) Next, the voltage on the
(7)そして、第2スイッチSW2をOFFすることで、接地線107を非導通状態に戻す。
(7) Then, the
この安全装置100において、低導電性部材104と短絡導体120を含む部分については、図1〜図6で示した結線箱10で構成することができる。その場合、短絡導体120を備える部分が、結線箱10のサービスプラグ10Bに相当する。また、低導電性部材104を含む部分が、固定側ボックス10A側の構成となる。その際、安全装置100の他の部分を固定側ボックス10Aの外部に設けてもよいが、固定側ボックス10Aの内部に設けてもよい。
In the
《電源回路の安全システム》
次に、この安全装置100を組み込んだ電源回路の安全システムについて、図8〜図12を参照しながら説明する。図7の安全装置100の作用効果は、この安全システムの説明の中で明らかにする。
<Safety system for power supply circuit>
Next, a safety system for a power supply circuit incorporating the
図8〜図12に示す電源回路は、高電圧負荷に給電するための高電圧バッテリB1と、低電圧負荷に給電するための低電圧バッテリB2と、端子ボックス500等を介して高電圧バッテリB1のプラス端子に接続された高電圧電源線201と、低電圧バッテリB2のプラス端子に接続された低電圧電源線206と、高電圧電源線205と低電圧電源線206の間に接続され、高電圧電源線205側の高電圧を低電圧電源線206側の低電圧に変換するDC/DCコンバータ200とを有している。
The power supply circuit shown in FIGS. 8 to 12 includes a high voltage battery B1 for supplying power to the high voltage load, a low voltage battery B2 for supplying power to the low voltage load, and the high voltage battery B1 via the
そして、前記の安全装置100は、高電圧バッテリB1のプラス端子とDC/DCコンバータ200の一次側プラス端子210とを繋ぐ高電圧電源線205の結線部間と、DC/DCコンバータ200の二次側プラス端子220と低電圧バッテリB2のプラス端子とを繋ぐ低電圧電源線206の結線部間と、にそれぞれ挿入接続されている。
The
DC/DCコンバータ200は、一次側と二次側のプラス端子210、220間にトランジスタ231及びコイル232を有し、各プラス端子210とマイナス端子212、222間にコンデンサ241、242を接続し、トランジスタ231とコイル232の接続点とマイナス端子212、222との間にダイオード245を接続したものであり、稼働中はコンデンサ241、242に電荷が貯えられる。
The DC /
図8は結線前の状態を示している。つまり、DC/DCコンバータ200と、バッテリB1、B2と、安全装置100とが未接続の状態を示している。
FIG. 8 shows a state before connection. That is, the DC /
ここでは、前述した結線箱10を構成する固定用ボックス10Aの中に、制御回路106やスイッチSW1、SW2、アーム防止用の抵抗108が配備されているものとする。
Here, it is assumed that the
この段階では、制御回路106は給電されていないのでOFFの状態にある。従って、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2は共にOFFの状態(スイッチが開いた状態)にある。また、初期の状態においては、DC/DCコンバータ200内のコンデンサは0V(空)になっている。また、サービスプラグ10B(短絡導体120)は、固定側ボックス10Aから外されている。
At this stage, since the
図9はDC/DCコンバータ200とバッテリB1、B2を、安全装置100を介して接続したときの状態を示している。即ち、固定側ボックス10Aを、バッテリB1、B2に繋がった電源線205、206と、DC/DCコンバータ200との間に挿入した状態を示している。図中の黒太線は結線当初の電流の流れを示している。
FIG. 9 shows a state when the DC /
なお、この安全装置100(特に固定側ボックス10A)は、高電圧側と低電圧側に共に取り付けることができるように、内部の制御回路106の電源電圧範囲が12V〜36Vの間に設定されている。
Note that the power supply voltage range of the
この安全装置100を使用して、バッテリB1、B2のプラス端子に繋がる電源線205、206を、DC/DCコンバータ100のプラス端子210、220に接続する場合には、バッテリB1、B2のプラス端子側の結線部201、207を安全装置100の第1端子101に接続し、DC/DCコンバータ200のプラス端子210、220を安全装置100の第2端子102に接続する。これにより、安全装置100を介して、DC/DCコンバータ200とバッテリB1、B2とが接続される。
When using this
このように接続すると、第1端子101を介してバッテリB1、B2からの電力が供給されることにより、安全装置100の中の制御回路106がONする。そして、制御回路106がONすると、まず、第1スイッチSW1をONして、第1端子101と第2端子102間を導通状態にする。従って、バッテリB1、B2とDC/DCコンバータ200とが、高抵抗の低導電性部材104を介して仮導通した状態となり、バッテリB1、B2からDC/DCコンバータ200内部のコンデンサ241、242へと、数mA〜数十mAほどの微量の電流が流れることになる。
When connected in this way, the power from the batteries B1 and B2 is supplied via the
このように、結線当初は、第1スイッチSW1が導通経路103を遮断した状態に保っているので、結線しようとする端子間にアークが発生するおそれは全くない。また、第1スイッチSW1が制御回路106の指令によりONされるときには、低導電性部材104を介して弱い電流が流れるだけの状態になっているので、スイッチの接点間にアークが発生するおそれもない。
Thus, at the beginning of the connection, the first switch SW1 keeps the
低導電性部材104を介してバッテリB1、B2とDC/DCコンバータ200とが接続されると、接続当初は、低導電性部材104の両端間の電圧が少し大きめの状態になっているが、コンデンサ241、242が充電されるに従い、低導電性部材104の両端間の電圧が低下していく。制御回路106は、この低導電性部材104の両端間の電圧を監視しており、両電圧がほぼ同じになったら、例えば表示ランプを点灯したりして、作業者に安全であることを知らせる。
When the batteries B1 and B2 and the DC /
従って、そのタイミングで短絡導体120を低導電性部材104の両端間に装着することにより、安全に短絡導体120の装着を行うことができる。
Therefore, the short-
図10は短絡導体120を装着した状態を示している。
FIG. 10 shows a state where the short-
前述ように低導電性部材104の両端間の電圧が等しくなった時点で、短絡導体120を低導電性部材104の両端間に装着することにより、短絡導体104を介して、バッテリB1、B2とDC/DCコンバータ200とを本接続することができる。即ち、電流は抵抗値の高い低導電性部材104にほとんど流れず、短絡導体120を介して第1端子101と第2端子102間を流れ、本来の接続状態が得られる。これにより、DC/DCコンバータ200が本来の電圧変換機能を発揮し、高電圧電源線205側の高電圧を低電圧電源線206側の低電圧に変換する。
As described above, when the voltage between the both ends of the low
次に結線を取り外す場合について説明する。 Next, the case of removing the connection will be described.
例えば、メンテナンスや長期間の運転休止のために結線を取り外す場合は、最初にサービスプラグ10B、即ち短絡導体120を低導電性部材104の両端間から取り外す。
For example, when the connection is removed for maintenance or long-term operation stop, first, the
図11は短絡導体120を低導電性部材104の両端間から取り外した状態を示している。
FIG. 11 shows a state in which the short-
短絡導体120(サービスプラグ10B)を取り外す段階においては、短絡導体120の代わりに低導電性部材104を通して電流が流れる状態が確保されているので、短絡導体120の取り外し時にアークが発生するおそれがない。
At the stage of removing the short-circuit conductor 120 (
短絡導体120を取り外すと、制御回路106が短絡導体120の取り外しを検出して、第1スイッチSW1をOFFし、第1端子101と第2端子102の導通を遮断する。この第1スイッチSW1を切る段階では、低導電性部材104を通して僅かの電流が流れているだけなので、スイッチ接点にアーク発生することがない。
When the short-
ここで、第1スイッチSW1は一旦OFFすると、最初の接続開始の状態にしないと、再びONしないので、短絡導体120を間違って再度装着しても安全である。
Here, once the first switch SW1 is turned off, the first connection SW1 is not turned on again unless the first connection is started. Therefore, it is safe even if the short-
この状態では、バッテリB1、B2とDC/DCコンバータ200が確実に遮断されているので、第1端子101側からバッテリB1、B2を、アークの発生のおそれなく、安全に取り外すことができる。
In this state, since the batteries B1 and B2 and the DC /
なお、DC/DCコンバータ200側の結線を取り外す場合は、まだこの時点では、バッテリB1、B2側の結線を取り外すことはしない。その理由は、バッテリB1、B2側の結線を取り外すと制御回路106がOFFしてしまい、以降のDC/DCコンバータ200側の結線の取り外し時の安全制御ができないからである。
When removing the connection on the DC /
短絡導体120が取り外されて第1スイッチSW1がOFFされた後は、制御回路106の指令により第2スイッチSW2がONされることで、接地線107が開通する。
After the short-
従って、DC/DCコンバータ200内部のコンデンサ241、242に溜まっている電気は、コンデンサ241、242専用のアーク防止用抵抗108を通ってグランド(例えば車体)へ放電される。この場合も、アーク防止用の抵抗108の抵抗値は、数kΩ〜数十kΩほどの大きさに設定されているので、上記の放電は、DC/DCコンバータ200内部のコンデンサ241、242からグランドへと数mA〜数十mAほどの微量の電流で行われる。従って、アークが発生しない。
Accordingly, the electricity accumulated in the
その後、制御回路106によって、DC/DCコンバータ200内部のコンデンサ241、242からグランドへ電気が放電されている状態を第2端子102側の電圧値検出によって監視し、電圧値が低くなった(つまり放電できる電気が少なくなった)ことを検出したら、制御回路106は第2スイッチSW2をOFFし、接地線107を遮断する。
Thereafter, the
図12はその状態を示している。この段階では、制御回路106はON、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2がOFFになっている。
FIG. 12 shows this state. At this stage, the
この状態になったら、LED等を点灯させて安全であることを作業者に知らせる。この状態においては、電源線の取り外しやメンテナンス作業を安全に行うことができる。そして、固定用ボックス10Bに接続されているバッテリB1、B2から電源線の端子を取り外すことにより、制御回路106が電力供給がなくなでOFFする。
In this state, an LED or the like is lit to inform the worker that it is safe. In this state, it is possible to safely remove the power line and perform maintenance work. Then, by removing the terminal of the power supply line from the batteries B1 and B2 connected to the
以上のように、上記の安全システムによれば、サービスプラグの抜き差しという簡単な操作を行うだけで、電源線の取り付け時や取り外し時に起きるアークの発生を回避することができ、安全に作業をすることができる。特に、電源部品のメンテナンス時などに、作業前にサービスプラグを抜いておくことにより、バッテリからの通電を遮断することができるため、高電圧側において安全に作業を行うことができる。また、自動車を長期間使用しない場合などに、サービスプラグ10Bを抜いておくことだけで、簡単にバッテリB1、B2の上がりを防止できる。また、安全装置100内に設けた制御回路106が所定の機能を発揮するので、簡単な手順で安全に作業を進めることができる。
As described above, according to the safety system described above, it is possible to avoid the occurrence of arcs that occur when a power line is attached or removed, by simply performing a simple operation of plugging / unplugging the service plug, and work safely. be able to. In particular, when the power supply component is being maintained, by removing the service plug before the work, the power supply from the battery can be cut off, so the work can be performed safely on the high voltage side. Further, when the automobile is not used for a long period of time, it is possible to easily prevent the batteries B1 and B2 from rising simply by removing the
図13は安全装置100の挿入位置の例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the insertion position of the
図8〜図12の例では、図13においてP1で示す位置、即ち、端子ボックス500とDC/DCコンバータ200の間に安全装置100を挿入接続した場合を示したが、図13においてP2で示す位置、即ち、バッテリB1、B2と端子ボックス500との間に安全装置100を挿入接続してもよいし、両方の位置に安全装置100を挿入接続してもよい。
8 to 12, the position indicated by P <b> 1 in FIG. 13, that is, the case where the
10 結線箱
11 絶縁ボックス
12 絶縁カバー
13 低導電性部材
14 短絡導体
14a 面接触部
14b 係合突起
15A,15B 端子収容部
19a 係合溝
20A,20B,205,206 電源線
21A、21B 端子
25 係合孔
22 平板部
100 安全装置
101 第1端子(第1接続部)
102 第2端子(第2接続部)
103 導通経路
104 低導電性部材
106 制御手段
120 短絡導体
108 アーク防止用抵抗
107 接地線
200 DC/DCコンバータ
201,202,207 結線部
210 DC/DCコンバータの一次側プラス端子
220 DC/DCコンバータの二次側プラス端子
B,B1,B2 バッテリ
SW1 第1スイッチ
SW2 第2スイッチ
DESCRIPTION OF
102 2nd terminal (2nd connection part)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
互いに離間してそれぞれ端子を収容し得る一対の端子収容部を有する絶縁ボックスと、
該絶縁ボックス内の前記一対の端子収容部間に配置され、各端子収容部に端子を収容した際に両端に端子が接触導通する低導電性部材と、
該低導電性部材の両端にそれぞれ接触導通する一対の端子間を短絡するために端子間に着脱自在に装着される短絡導体と、
該短絡導体を保持し前記絶縁ボックスの開口を塞ぐように絶縁ボックスに対して着脱自在に装着される絶縁カバーと、
を備えたことを特徴とする安全機能付き結線箱。 It is a connection box with safety function that is inserted into the connection part of the power line,
An insulating box having a pair of terminal accommodating portions that can be spaced apart from each other to accommodate terminals; and
A low conductive member that is disposed between the pair of terminal accommodating portions in the insulating box, and in which terminals are contacted and conducted at both ends when the terminals are accommodated in the terminal accommodating portions;
A short-circuit conductor that is detachably mounted between the terminals in order to short-circuit between a pair of terminals that are in contact and conduction with both ends of the low-conductivity member,
An insulating cover that is detachably attached to the insulating box so as to hold the short-circuit conductor and close the opening of the insulating box;
A connection box with a safety function characterized by comprising
前記短絡導体に、前記各端子に形成された係合孔に挿入される係合突起と、各端子の平板部に当接する面接触部とが設けられ、前記絶縁ボックスに、前記端子の係合孔を貫通した前記係合突起の先端を嵌め込む係合溝が設けられていることを特徴とする安全機能付き結線箱。 A connection box with a safety function according to claim 1,
The short-circuit conductor is provided with an engagement protrusion to be inserted into an engagement hole formed in each terminal, and a surface contact portion in contact with a flat plate portion of each terminal, and the insulation box is engaged with the terminal. A connection box with a safety function, wherein an engagement groove for fitting a tip of the engagement protrusion penetrating the hole is provided.
バッテリのプラス端子側の結線部に接続される第1接続部と、
それと反対側の結線部に接続される第2接続部と、
前記第1接続部と第2接続部をつなぐ導通経路上に挿入された高抵抗の低導電性部材と、
前記導通経路上の前記低導電性部材よりも第1接続部側に挿入されて当該導通経路を開閉する常開型の第1スイッチと、
該第1スイッチを開閉制御する機能を有した制御手段と、
前記低導電性部材の両端を短絡するために着脱自在に装着される短絡導体と、を備えており、
前記制御手段が、
前記第1接続部を介してバッテリから給電されることによりON状態となったとき、前記第1スイッチを閉成して、前記第1接続部と第2接続部をつなぐ導通経路の導通を確保する機能と、
前記短絡導体が前記低導電性部材の両端を短絡するべく装着されている状態から取り外されたとき、前記第1スイッチを開成する機能と、
を有することを特徴とする電源回路用の安全装置。 A safety device for a power supply circuit inserted and connected between connection parts of a power supply line connected to a positive terminal of a battery,
A first connection portion connected to a connection portion on the positive terminal side of the battery;
A second connecting portion connected to the opposite wiring portion;
A high-resistance low-conductive member inserted on a conduction path connecting the first connection portion and the second connection portion;
A normally-open first switch that is inserted closer to the first connection portion than the low conductive member on the conduction path and opens and closes the conduction path;
Control means having a function of controlling opening and closing of the first switch;
A short-circuit conductor that is detachably mounted to short-circuit both ends of the low-conductivity member, and
The control means is
When the power is supplied from the battery through the first connection portion and the ON state is established, the first switch is closed to ensure conduction of a conduction path connecting the first connection portion and the second connection portion. Function to
A function of opening the first switch when the short-circuit conductor is removed from a state where the short-circuit conductor is mounted to short-circuit both ends of the low-conductive member;
A safety device for a power supply circuit, comprising:
前記制御手段が、前記第1スイッチを開成した後に、前記低導電性部材の両端間の電圧を検出し、両端間の電圧が所定値以下となったとき、前記短絡導体の装着を許可する信号を出力する機能を有することを特徴とする電源回路用の安全装置。 A safety device for a power supply circuit according to claim 3,
The control means detects a voltage between both ends of the low-conductive member after opening the first switch, and when the voltage between both ends becomes a predetermined value or less, a signal for permitting the mounting of the short-circuit conductor A safety device for a power supply circuit having a function of outputting
前記第2接続部にアーク防止用抵抗を介して接地する接地線が接続されると共に、該接地線に、当該接地線を開閉する常開型の第2スイッチが挿入され、
前記制御手段が、前記低導電性部材の両端を短絡している前記短絡導体が取り外されたことに伴って前記第1スイッチを開成した後に、前記第2スイッチを閉成する機能を有することを特徴とする電源回路用の安全装置。 A safety device for a power supply circuit according to claim 3 or 4,
A ground line to be grounded is connected to the second connection part via an arc prevention resistor, and a normally open type second switch for opening and closing the ground line is inserted into the ground line,
The control means has a function of closing the second switch after opening the first switch in accordance with the removal of the short-circuit conductor that has short-circuited both ends of the low-conductive member. A safety device for a power circuit.
前記制御手段が、前記第2接続部側の電圧を検出し、第2接続部側の電圧が所定値以下となったとき、第2接続部を通しての放電の終了を知らせる信号を出力すると共に、前記第2スイッチを開成する機能を有することを特徴とする電源回路用の安全装置。 A safety device for a power supply circuit according to claim 5,
The control means detects the voltage on the second connection portion side, and when the voltage on the second connection portion side becomes a predetermined value or less, outputs a signal notifying the end of discharge through the second connection portion, A safety device for a power supply circuit having a function of opening the second switch.
前記バッテリのプラス端子に繋がる電源線が、バッテリのプラス端子とDC/DCコンバータとの間を繋ぐ電源線であることを特徴とする電源回路用の安全装置。 A safety device for a power supply circuit according to claim 5 or 6,
A safety device for a power supply circuit, wherein the power supply line connected to the positive terminal of the battery is a power supply line connecting the positive terminal of the battery and a DC / DC converter.
低電圧負荷に給電するための低電圧バッテリと、
前記高電圧バッテリのプラス端子に接続される高電圧電源線と、
前記低電圧バッテリのプラス端子に接続される低電圧電源線と、
前記高電圧電源線と低電圧電源線の間に接続され、高電圧電源線側の高電圧を低電圧電源線側の低電圧に変換するDC/DCコンバータと、を有する電源回路において、
前記高電圧バッテリのプラス端子とDC/DCコンバータの一次側プラス端子とを繋ぐ前記高電圧電源線の結線部間と、DC/DCコンバータの二次側プラス端子と低電圧バッテリのプラス端子とを繋ぐ前記低電圧電源線の結線部間との少なくともいずれかに、請求項5または6記載の安全装置を挿入接続したことを特徴とする電源回路の安全システム。 A high voltage battery for powering the high voltage load;
A low voltage battery for powering the low voltage load;
A high voltage power line connected to the positive terminal of the high voltage battery;
A low voltage power line connected to the positive terminal of the low voltage battery;
A DC / DC converter connected between the high-voltage power line and the low-voltage power line and converting a high voltage on the high-voltage power line side to a low voltage on the low-voltage power line side;
Between the connecting portion of the high voltage power supply line connecting the plus terminal of the high voltage battery and the primary plus terminal of the DC / DC converter, and the secondary plus terminal of the DC / DC converter and the plus terminal of the low voltage battery. 7. A safety system for a power supply circuit, wherein the safety device according to claim 5 or 6 is inserted and connected between at least one of the connecting portions of the low-voltage power supply lines to be connected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004013021A JP2005210797A (en) | 2004-01-21 | 2004-01-21 | Wire connecting box with safety function, safety device for power supply circuit, and safety system of power supply circuit |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100936449B1 (en) * | 2006-10-13 | 2010-01-13 | 델피 테크놀로지스 인코포레이티드 | Battery protection system |
JP2013058445A (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Electric-circuit interrupter for vehicle |
-
2004
- 2004-01-21 JP JP2004013021A patent/JP2005210797A/en active Pending
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