JP2013105705A

JP2013105705A - 接続コネクタ

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Publication number: JP2013105705A
Application number: JP2011250604A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Kogure; 晋太郎木暮
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2013-05-30
Anticipated expiration: 2031-11-16
Also published as: JP5672216B2

Abstract

【課題】電力変換装置の小型化を図ることができ、放電抵抗の放熱性に優れた接続コネクタを提供すること。
【解決手段】接続コネクタ１は、電源５と電力変換装置６との間を電気的に接続するためのものである。接続コネクタ１は、電源５の正極側に接続される板状の正極側バスバ２と、電源５の負極側に接続される板状の負極側バスバ３と、正極側バスバ２及び負極側バスバ３に接続される放電抵抗４とを備えている。正極側バスバ２と負極側バスバ３とは、互いの両主面２０１、２０２、３０１、３０２をそれぞれ同じ方向に向け、主面２０１、２０２、３０１、３０２に対して垂直な方向である厚み方向Ｚにおいて互いが重ならないように並列に配置されている。放電抵抗４は、厚み方向Ｚから見た場合に、正極側バスバ２における負極側バスバ３から遠い側の外端２Ａと負極側バスバ３における正極側バスバ２から遠い側の外端３Ａとの間に配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、電源と電力変換装置との間を電気的に接続するための接続コネクタに関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等には、インバータ、コンバータ等の電力変換装置が搭載されている。インバータ等の電力変換装置は、例えば、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、その半導体モジュールに加わる電圧を平滑化するためのコンデンサと、そのコンデンサに蓄えた電荷を放電するための放電抵抗とを備えており、接続コネクタを介して電源に接続されている。また、特許文献１のように、電源とコンバータ等の電力変換装置との間を接続する接続コネクタに、コンデンサ及び放電抵抗を内蔵した構成もある。

特開２００９−１８７８２４号公報

しかしながら、従来の構成では、電力変換装置に放電抵抗を内蔵することにより、電力変換装置の体格が大きくなるという問題がある。また、コンデンサに蓄えた電荷を放電抵抗において放電すると、その放電抵抗が発熱することから、放熱用のスペースや構造が必要となり、電力変換装置の体格がさらに大きくなるおそれがある。また、上記特許文献１の構成では、接続コネクタに放電抵抗を内蔵することによって電力変換装置の小型化を図ることができるが、放電抵抗の発熱については何ら対策が講じられていない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたのもで、電力変換装置の小型化を図ることができ、放電抵抗の放熱性に優れた接続コネクタを提供しようとするものである。

本発明の一の態様は、電源と電力変換装置との間を電気的に接続するための接続コネクタであって、
該接続コネクタは、上記電源の正極側に接続される板状の正極側バスバと、上記電源の負極側に接続される板状の負極側バスバと、上記正極側バスバ及び上記負極側バスバに接続される放電抵抗とを備え、
上記正極側バスバと上記負極側バスバとは、互いの両主面をそれぞれ同じ方向に向け、該主面に対して垂直な方向である厚み方向において互いが重ならないように並列に配置されており、
上記放電抵抗は、上記厚み方向から見た場合に、上記正極側バスバにおける上記負極側バスバから遠い側の外端と上記負極側バスバにおける上記正極側バスバから遠い側の外端との間に配置されていることを特徴とする接続コネクタにある（請求項１）。

上記接続コネクタは、放電抵抗を備えている。そのため、従来のように電力変換装置内に放電抵抗を配設した場合に比べて、電力変換装置の小型化を図ることができる。
また、例えば、電力変換装置の周囲にデッドスペースが存在する場合には、放電抵抗を電力変換装置の外側にある接続コネクタに配設することにより、そのデッドスペースを有効に活用することもできる。

また、放電抵抗は、正極側バスバ及び負極側バスバに接続されている。そのため、放電抵抗が放電によって発熱した場合に、放電抵抗からその放電抵抗に接続されている正極側バスバ及び負極側バスバを介して効率よく放熱を行うことができる。例えば、正極側バスバ及び負極側バスバを介して、電力変換装置の冷却系に放熱することができる。また、従来のように電力変換装置内に放電抵抗を配設した場合に比べて、電力変換装置内の発熱を低減することができる。
また、放電抵抗は、正極側バスバの上記外端と負極側バスバの上記外端との間に配置されている。そのため、接続コネクタに放電抵抗を配置することによる接続コネクタの大型化を抑制することができる。

このように、電力変換装置の小型化を図ることができ、放電抵抗の放熱性に優れた接続コネクタを提供することができる。

実施例１における、電源と電力変換装置との間を電気的に接続する接続コネクタを示す説明図。実施例１における、電力変換回路を示す説明図実施例１における、接続コネクタ全体を示す説明図。実施例１における、接続コネクタを正極側バスバ及び負極側バスバの長手方向から見た説明図。実施例１における、接続コネクタを正極側バスバ及び負極側バスバの厚み方向から見た説明図。実施例２における、接続コネクタを正極側バスバ及び負極側バスバの長手方向から見た説明図。実施例２における、接続コネクタを正極側バスバ及び負極側バスバの厚み方向から見た説明図。実施例３における、接続コネクタを正極側バスバ及び負極側バスバの長手方向から見た説明図。実施例３における、接続コネクタを正極側バスバ及び負極側バスバの厚み方向から見た説明図。

上記接続コネクタは、電源と電力変換装置との間を電気的に接続するためのものであり、電力変換装置としては、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されているインバータ、コンバータ等がある。
上記放電抵抗は、電力変換装置等に配設されたコンデンサに蓄えた電荷を放電するためのものである。

また、上記正極側バスバと上記負極側バスバとは、略同一の平面上において、略平行に配置されている構成とすることができる（請求項２）。
この場合には、接続コネクタ自体の小型化、特に上記厚み方向の小型化を容易に図ることができる。

また、上記放電抵抗は、上記正極側バスバ及び上記負極側バスバにおける上記厚み方向の一方側の上記主面上において、上記正極側バスバと上記負極側バスバとの間を繋ぐように配置されている構成とすることができる（請求項３）。
この場合には、正極側バスバと負極側バスバとの間の距離を縮めることが可能となり、接続コネクタ自体の小型化を容易に図ることができる。また、放電抵抗から正極側バスバ及び負極側バスバへの放熱を効率よく行うことができ、放電抵抗の放熱性を高めることができる。

また、上記放電抵抗は、上記正極側バスバと上記負極側バスバとの間に配置されている構成とすることができる（請求項４）。
この場合には、接続コネクタ自体の小型化、特に接続コネクタの上記厚み方向の小型化を容易に図ることができる。

また、上記正極側バスバ及び上記負極側バスバには、それぞれ上記放電抵抗を保持すると共に該放電抵抗との電気的な接続を行う放電抵抗保持部が設けられている構成とすることができる（請求項５）。
この場合には、正極側バスバ及び上記負極側バスバによって放電抵抗を確実に保持することができる。また、放電抵抗から正極側バスバ及び負極側バスバへの放熱を効率よく行うことができ、放電抵抗の放熱性を高めることができる。

また、上記放電抵抗には、上記正極側バスバ及び上記負極側バスバを保持すると共に両者との電気的な接続を行うバスバ保持部が設けられている構成とすることができる（請求項６）。
この場合には、放電抵抗によって正極側バスバ及び上記負極側バスバを確実に保持することができる。また、放電抵抗から正極側バスバ及び負極側バスバへの放熱を効率よく行うことができ、放電抵抗の放熱性を高めることができる。

（実施例１）
接続コネクタにかかる実施例について、図を用いて説明する。
本例の接続コネクタ１は、図１〜図５に示すごとく、電源５と電力変換装置６との間を電気的に接続するためのものである。
接続コネクタ１は、電源５の正極側に接続される板状の正極側バスバ２と、電源５の負極側に接続される板状の負極側バスバ３と、正極側バスバ２及び負極側バスバ３に接続される放電抵抗４とを備えている。

同図に示すごとく、正極側バスバ２と負極側バスバ３とは、互いの両主面２０１、２０２、３０１、３０２をそれぞれ同じ方向に向け、主面２０１、２０２、３０１、３０２に対して垂直な方向である厚み方向Ｚにおいて互いが重ならないように並列に配置されている。
放電抵抗４は、厚み方向Ｚから見た場合に、正極側バスバ２における負極側バスバ３から遠い側の外端Ａ２と負極側バスバ３における正極側バスバ２から遠い側の外端Ａ３との間に配置されている。
以下、これを詳説する。

図１に示すごとく、接続コネクタ１は、電源５と電力変換装置６との間を電気的に接続している。本例において、電力変換装置６は、接続コネクタ１及び後述する一対の銅線１２を介して電源５に接続されている。
図２に示すごとく、電力変換装置６は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、電源（車載バッテリー）５と交流負荷（三相交流回転電機）７との間に配置され、両者の間の電力を変換するものである。

図１、図２に示すごとく、電力変換装置６は、筐体６１内に、電力変換回路を構成する半導体素子６２を内蔵した半導体モジュールやコンデンサ６３等の電子部品を収容している。また、筐体６１内には、電力変換回路における入出力端子として、一対の電源用端子（図示略）が設けられている。また、筐体６１には、接続コネクタ１を挿入する挿入口（図示略）が設けられている。挿入口には、接続コネクタ１が挿入されており、これによって一対の電源用端子と接続コネクタ１の一対のバスバ（正極側バスバ２、負極側バスバ３）とが接続されている。

図３に示すごとく、接続コネクタ１は、樹脂製のケース１１内に、正極側バスバ２、負極側バスバ３及び放電抵抗４を収容している。
正極側バスバ２及び負極側バスバ３の一端は、ケース１１の外側に向かって突出している。また、正極側バスバ２と負極側バスバ３とは、上述したように、接続コネクタ１を電力変換装置６の筐体６１の挿入口に挿入することにより、それぞれ電力変換装置６の筐体６１内に設けられた一対の電源用端子に接続されている。

図４、図５に示すごとく、正極側バスバ２と負極側バスバ３とは、互いの主面２０１、２０２、３０１、３０２をそれぞれ同じ方向に向けて配置されている。すなわち、正極側バスバ２及び負極側バスバ３の一方側の主面２０１、３０１同士が同じ方向に向いており、また他方側の主面２０２、３０２同士が同じ方向に向いている。
また、正極側バスバ２と負極側バスバ３とは、厚み方向Ｚにおいて互いが重ならないように、正極側バスバ２及び負極側バスバ３の幅方向Ｙに並列に配置されている。本例では、正極側バスバ２と負極側バスバ３とは、略同一の平面上において、正極側バスバ２及び負極側バスバ３の長手方向Ｘに略平行に配置されている。

同図に示すごとく、正極側バスバ２及び負極側バスバ３の他端には、一対の銅線１２をかしめ固定するための爪部２２、３２が設けられている。一対の銅線１２は、正極側バスバ２及び負極側バスバ３の爪部２２、３２によって外側からかしめ固定されている。そして、正極側バスバ２及び負極側バスバ３の他端は、銅線１２を介してそれぞれ電源５の正極側及び負極側に接続されている。

同図に示すごとく、放電抵抗４は、例えば、セラミック（ステアタイト系）等からなる筐体４０に電気抵抗体（図示略）を内蔵してなる。また、放電抵抗４は、電気抵抗体に接続された一対の接続端子（図示略）を外部に露出させている。
また、放電抵抗４は、正極側バスバ２及び負極側バスバ３における厚み方向Ｚの一方側の主面２０１、３０１上において、正極側バスバ２と負極側バスバ３との間を繋ぐように配置されている。本例では、放電抵抗４は、その長手方向を正極側バスバ２及び負極側バスバ３の幅方向Ｙに向けて配置されている。すなわち、正極側バスバ２及び負極側バスバ３に対して直交するように配置されている。

また、同図に示すごとく、放電抵抗４は、正極側バスバ２及び負極側バスバ３の一方側の主面２０１、３０１上に配置することにより、一対の接続端子をそれぞれ正極側バスバ２及び負極側バスバ３に接触させている。これにより、正極側バスバ２及び負極側バスバ３と放電抵抗４の一対の接続端子との間の電気的な接続を確保している。そして、放電抵抗４は、電力変換装置６のコンデンサ６３に蓄えた電荷を放電することができる。

また、同図に示すごとく、正極側バスバ２及び負極側バスバ３には、それぞれ放電抵抗４を保持すると共に、放電抵抗４との電気的な接続を行う放電抵抗保持部２１、３１が設けられている。放電抵抗保持部２１、３１は、正極側バスバ２及び負極側バスバ３の外側の外側面２０３、３０３に設けられている。また、放電抵抗保持部２１、３１は、放電抵抗４の両側の外側面４０３を覆うように形成されている。そして、放電抵抗４は、正極側バスバ２及び負極側バスバ３の放電抵抗保持部２１、３１によって両側からかしめ固定されている。

また、図５に示すごとく、放電抵抗４は、厚み方向Ｚから見た場合に、正極側バスバ２における負極側バスバ３から遠い側の外端Ａ２と負極側バスバ３における正極側バスバ２から遠い側の外端Ａ３との間に配置されている。本例では、正極側バスバ２の外端Ａ２は、正極側バスバ２の放電抵抗保持部２１の外端に当たる。また、負極側バスバ３の外端Ａ３は、負極側バスバ３の放電抵抗保持部３１の外端に当たる。

次に、本例の接続コネクタ１における作用効果を説明する。
本例の接続コネクタ１は、放電抵抗４を備えている。そのため、従来のように電力変換装置６内に放電抵抗４を配設した場合に比べて、電力変換装置１の小型化を図ることができる。
また、本例のように、電力変換装置６の周囲にデッドスペースＳ（図１）が存在する場合には、放電抵抗４を電力変換装置６の外側にある接続コネクタ１に配設することにより、そのデッドスペースＳを有効に活用することもできる。

また、放電抵抗４は、正極側バスバ２及び負極側バスバ３に接続されている。そのため、放電抵抗４が放電によって発熱した場合に、放電抵抗４からその放電抵抗４に接続されている正極側バスバ２及び負極側バスバ３を介して効率よく放熱を行うことができる。例えば、正極側バスバ２及び負極側バスバ３を介して、電力変換装置６の冷却系に放熱することができる。また、従来のように電力変換装置６内に放電抵抗４を配設した場合に比べて、電力変換装置６内の発熱を低減することができる。
また、放電抵抗４は、正極側バスバ２の外端Ａ２と負極側バスバ３の外端Ａ３との間に配置されている。そのため、接続コネクタ１に放電抵抗４を配置することによる接続コネクタ１の大型化を抑制することができる。

また、本例では、正極側バスバ２と負極側バスバ３とは、略同一の平面上において、略平行に配置されている。そのため、接続コネクタ１自体の厚み方向Ｚの小型化を容易に図ることができる。

また、放電抵抗４は、正極側バスバ２及び負極側バスバ３における厚み方向Ｚの一方側の主面２０１、３０１上において、正極側バスバ２と負極側バスバ３との間を繋ぐように配置されている。そのため、正極側バスバ２と負極側バスバ３との間の距離を縮めることが可能となり、接続コネクタ１自体の小型化を容易に図ることができる。また、放電抵抗４から正極側バスバ２及び負極側バスバ３への放熱を効率よく行うことができ、放電抵抗４の放熱性を高めることができる。

また、正極側バスバ２及び負極側バスバ３には、それぞれ放電抵抗４を保持すると共に放電抵抗４との電気的な接続を行う放電抵抗保持部２１、３１が設けられている。そのため、正極側バスバ２及び負極側バスバ３によって放電抵抗４を確実に保持することができる。また、正極側バスバ２及び負極側バスバ３と放電抵抗４の一対の接続端子との間の電気的な接続を十分に確保することができる。また、放電抵抗４から正極側バスバ２及び負極側バスバ３への放熱を効率よく行うことができ、放電抵抗４の放熱性を高めることができる。

このように、本例によれば、電力変換装置６の小型化を図ることができ、放電抵抗４の放熱性に優れた接続コネクタ１を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図６、図７に示すごとく、接続コネクタ１における正極側バスバ２、負極側バスバ３及び放電抵抗４の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、放電抵抗４には、正極側バスバ２及び負極側バスバ３を保持すると共に、両者との電気的な接続を行う一対のバスバ保持部４１が設けられている。バスバ保持部４１は、筐体４０に内蔵した電気抵抗体に接続された一対の接続端子である。

また、同図に示すごとく、正極側バスバ２及び負極側バスバ３は、放電抵抗４の一対のバスバ保持部４１によってそれぞれ外側からかしめ固定されている。また、これによって、正極側バスバ２及び負極側バスバ３と放電抵抗４の一対の接続端子（バスバ保持部４１）との間の電気的な接続を確保している。

また、図７に示すごとく、放電抵抗４は、厚み方向Ｚから見た場合に、正極側バスバ２における負極側バスバ３から遠い側の外端Ａ２と負極側バスバ３における正極側バスバ２から遠い側の外端Ａ３との間に配置されている。本例では、正極側バスバ２の外端Ａ２は、正極側バスバ２の外側の外側面２０３に当たる。また、負極側バスバ３の外端Ａ３は、負極側バスバ３の外側の外側面３０３に当たる。
その他は、実施例１と同様の構成を有する。

本例の場合、放電抵抗４には、バスバ保持部４１が設けられている。そのため、放電抵抗４によって正極側バスバ２及び負極側バスバ３を確実に保持することができる。また、バスバ保持部４１が放電抵抗４の接続端子であるため、正極側バスバ２及び負極側バスバ３と放電抵抗４の一対の接続端子（バスバ保持部４１）との間の電気的な接続を十分に確保することができる。また、放電抵抗４から正極側バスバ２及び負極側バスバ３への放熱を効率よく行うことができ、放電抵抗４の放熱性を高めることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図８、図９に示すごとく、接続コネクタ１における正極側バスバ２、負極側バスバ３及び放電抵抗４の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、放電抵抗４は、正極側バスバ２と負極側バスバ３との間に配置されている。また、放電抵抗４は、正極側バスバ２及び負極側バスバ３と略同一の平面上に配置されている。また、放電抵抗４は、その長手方向を正極側バスバ２及び負極側バスバ３の長手方向Ｘに向けて、正極側バスバ２及び負極側バスバ３と略平行となるように配置されている。

また、同図に示すごとく、放電抵抗４には、正極側バスバ２及び負極側バスバ３を保持すると共に、両者との電気的な接続を行う一対のバスバ保持部４１が設けられている。バスバ保持部４１は、筐体４０に内蔵した電気抵抗体に接続された一対の接続端子である。
また、一対のバスバ保持部４１は、放電抵抗４の他方側の主面４０２に設けられている。また、一対のバスバ保持部４１は、それぞれ正極側バスバ２及び負極側バスバ３の他方側の主面２０２、３０２を保持し、その外側面２０３、３０３を覆うように形成されている。また、一対のバスバ保持部４１は、放電抵抗４の両外側面４０３にそれぞれ長手方向Ｘの位置をずらして設けられている。

また、図９に示すごとく、放電抵抗４は、厚み方向Ｚから見た場合に、正極側バスバ２における負極側バスバ３から遠い側の外端Ａ２と負極側バスバ３における正極側バスバ２から遠い側の外端Ａ３との間に配置されている。本例では、正極側バスバ２の外端Ａ２は、正極側バスバ２の外側の外側面２０３に当たる。また、負極側バスバ３の外端Ａ３は、負極側バスバ３の外側の外側面３０３に当たる。
その他は、実施例１と同様の構成を有する。

本例の場合、放電抵抗４は、正極側バスバ２と負極側バスバ３との間に配置されている。そのため、接続コネクタ１自体の厚み方向Ｚの小型化を容易に図ることができる。

また、放電抵抗４には、バスバ保持部４１が設けられている。そのため、放電抵抗４によって正極側バスバ２及び負極側バスバ３を確実に保持することができる。また、バスバ保持部４１が放電抵抗４の接続端子であるため、正極側バスバ２及び負極側バスバ３と放電抵抗４の一対の接続端子（バスバ保持部４１）との間の電気的な接続を十分に確保することができる。また、放電抵抗４から正極側バスバ２及び負極側バスバ３への放熱を効率よく行うことができ、放電抵抗４の放熱性を高めることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

１接続コネクタ
２正極側バスバ
２０１、２０２主面（正極側バスバの主面）
３負極側バスバ
３０１、３０２主面（負極側バスバの主面）
４放電抵抗
５電源
６電力変換装置
２Ａ外端（正極側バスバの外端）
３Ａ外端（負極側バスバの外端）

Claims

電源と電力変換装置との間を電気的に接続するための接続コネクタであって、
該接続コネクタは、上記電源の正極側に接続される板状の正極側バスバと、上記電源の負極側に接続される板状の負極側バスバと、上記正極側バスバ及び上記負極側バスバに接続される放電抵抗とを備え、
上記正極側バスバと上記負極側バスバとは、互いの両主面をそれぞれ同じ方向に向け、該主面に対して垂直な方向である厚み方向において互いが重ならないように並列に配置されており、
上記放電抵抗は、上記厚み方向から見た場合に、上記正極側バスバにおける上記負極側バスバから遠い側の外端と上記負極側バスバにおける上記正極側バスバから遠い側の外端との間に配置されていることを特徴とする接続コネクタ。
請求項１に記載の接続コネクタにおいて、上記正極側バスバと上記負極側バスバとは、略同一の平面上において、略平行に配置されていることを特徴とする接続コネクタ。
請求項２に記載の接続コネクタにおいて、上記放電抵抗は、上記正極側バスバ及び上記負極側バスバの一方側の上記主面上において、上記正極側バスバと上記負極側バスバとの間を繋ぐように配置されていることを特徴とする接続コネクタ。
請求項２に記載の接続コネクタにおいて、上記放電抵抗は、上記正極側バスバと上記負極側バスバとの間に配置されていることを特徴とする接続コネクタ。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続コネクタにおいて、上記正極側バスバ及び上記負極側バスバには、それぞれ上記放電抵抗を保持すると共に該放電抵抗との電気的な接続を行う放電抵抗保持部が設けられていることを特徴とする接続コネクタ。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続コネクタにおいて、上記放電抵抗には、上記正極側バスバ及び上記負極側バスバを保持すると共に両者との電気的な接続を行うバスバ保持部が設けられていることを特徴とする接続コネクタ。