JP2015091195A - Ignition prevention structure of on-vehicle feeder circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に搭載されて電装系を構成する車載用給電回路の発火防止構造に関するものである。 The present invention relates to an ignition prevention structure for an in-vehicle power supply circuit that is mounted on a vehicle such as an automobile and constitutes an electrical system.
従来から、自動車等の車両に搭載されてバッテリー等の電源側から負荷側に給電を行う車載用給電回路として、電気接続箱や、負荷側に接続されるワイヤハーネスとその端末に設けられた接続端子の組み合わせや、さらにはかかるワイヤハーネスの端末に設けられた接続端子が装着されたコネクタ等の各種部材が用いられている。かかる車載用給電回路を介して、バッテリーから各種負荷への電源分配がスペース効率よく行われるようになっている。 Conventionally, as an in-vehicle power supply circuit that is mounted on a vehicle such as an automobile and supplies power from the power source side of a battery or the like to the load side, an electrical connection box, a wire harness connected to the load side, and a connection provided at the terminal thereof Various members are used such as a combination of terminals and a connector to which a connection terminal provided at a terminal of the wire harness is mounted. Through such an in-vehicle power supply circuit, power distribution from the battery to various loads is performed in a space efficient manner.
ところで、このような車載用給電回路の内部に水が浸入すると、ショート等が発生するおそれがあるため、車載用給電回路には、車両使用時に想定される水かかりを考慮したある程度の防水対策がなされている。例えば、特許第4585980号公報(特許文献1)には、車載用給電回路としての電気接続箱に対して、ケースの隙間をシール材等で封止したり、ケース内の適所に排水斜面を設けて内部に浸入した水の排水を促す防水構造を適用したものが開示されている。また、特開2001−85101号公報(特許文献2)には、車載用給電回路としてのコネクタに対して、内部に防水シールを配設する防水構造を適用したものが開示されている。 By the way, if water intrudes into such an in-vehicle power supply circuit, a short circuit or the like may occur. Therefore, the in-vehicle power supply circuit has a certain degree of waterproofing in consideration of water splashes assumed when the vehicle is used. Has been made. For example, in Japanese Patent No. 4585980 (Patent Document 1), with respect to an electric junction box as an on-vehicle power supply circuit, the gap of the case is sealed with a sealing material or the like, or a drain slope is provided at an appropriate position in the case. A waterproof structure that promotes drainage of water that has entered the interior is disclosed. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-85101 (Patent Document 2) discloses a connector as a vehicle-mounted power supply circuit to which a waterproof structure in which a waterproof seal is disposed is applied.
しかしながら、従来の車載用給電回路の防水構造は、あくまで車両使用時を想定したものであることから、東日本大震災の如き災害時に津波や洪水等で浸水する想定外のケースにおいて、十分な防水効果が発揮され得ないことは当然である。そして、想定外の浸水後に、車両のバッテリー付近に配設された電気接続箱やコネクタが発火し車両火災が発生する事例が多数報告され、問題視されるようになってきている。 However, the conventional waterproof structure of the in-vehicle power supply circuit is assumed to be used when the vehicle is used. Of course, it cannot be demonstrated. Many cases have been reported in which an electrical junction box or connector disposed near a battery of a vehicle ignites after an unexpected flood and a vehicle fire occurs, which is regarded as a problem.
このような想定外の浸水後に、車載用給電回路が発火しないよう何等かの対策を考案することは急務であるが、津波や洪水等による浸水まで想定した防水構造を車載用給電回路に施すことは、車載用給電回路の大型化やコスト高を招くばかりでなく、通常の車両使用時における車載用給電回路の機能に支障を来すおそれもあり、現実的な対策とは言い難い。それ故、浸水後に車載用給電回路の発火を防止し得る有効な対策が求められていた。 It is urgent to devise any countermeasures to prevent the in-vehicle power supply circuit from igniting after such unexpected flooding, but the in-vehicle power supply circuit should be designed to be waterproof even inundation due to a tsunami or flood. This not only increases the size and cost of the in-vehicle power supply circuit, but also hinders the function of the in-vehicle power supply circuit during normal vehicle use, and is not a realistic measure. Therefore, there has been a demand for an effective measure that can prevent ignition of the in-vehicle power supply circuit after flooding.
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、車載用給電回路の防水構造に寄らずとも浸水後の車両火災の発生を防止することができる、新規な車載用給電回路の発火防止構造を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above-mentioned circumstances, and its solution is a novel that can prevent the occurrence of a vehicle fire after flooding without depending on the waterproof structure of the in-vehicle power feeding circuit. An object of the present invention is to provide an ignition prevention structure for an in-vehicle power supply circuit.
車両浸水後の発火原因について本発明者が鋭意研究した結果、特にバッテリー付近に配設された電気接続箱等の車載用給電回路において、電源ラインに接続された銅製の電源側バスバーとグランドラインに接続された銅製のグランド側バスバーが隣接配置された部位において、発火が起こることを見出した。すなわち、車両が塩水等の電解質を含んだ水に浸水した際には、比較的電位差の大きな電源側バスバーとグランド側バスバーの間で電気分解が生じ、陽極に銅の酸化物である亜酸化銅(Cu2 O)が析出する。水が引いた際に、析出した亜酸化銅が電源側バスバーとグランド側バスバーの間に堆積することにより、両者の間に亜酸化銅の堆積物による短絡路が形成される。浸水後もバッテリーからの通電が継続され、ある程度温度が上昇した際に亜酸化銅が低抵抗化することでショートが発生する。その際の発熱により絶縁板が燃焼することにより火災が発生することを新たに見出したのである。そして、かかる新たな見地に基づき本発明を完成するに至ったのである。 As a result of inventor's earnest research on the cause of ignition after vehicle inundation, the power supply side bus bar made of copper connected to the power supply line and the ground line particularly in the in-vehicle power supply circuit such as an electric junction box arranged near the battery. It has been found that ignition occurs at a site where the connected copper ground bus bars are arranged adjacent to each other. That is, when the vehicle is immersed in water containing an electrolyte such as salt water, electrolysis occurs between the power-side bus bar and the ground-side bus bar having a relatively large potential difference, and the cuprous oxide, which is a copper oxide at the anode, is generated. (Cu 2 O) is deposited. When water is drawn, the deposited cuprous oxide is deposited between the power supply side bus bar and the ground side bus bar, thereby forming a short circuit between the two due to the cuprous oxide deposit. Even after flooding, the battery continues to be energized, and when the temperature rises to some extent, the cuprous oxide lowers its resistance, causing a short circuit. It was newly found out that a fire occurs when the insulating plate burns due to the heat generated at that time. The present invention has been completed based on such a new viewpoint.
本発明の第一の態様は、電源側から負荷側に給電を行う車載用給電回路において、前記負荷側よりも前記電源側に近い部位に対してアルミニウム材と銅材が接合された接合部を設けたことを特徴とする車載用給電回路の発火防止構造を提供するものである。 According to a first aspect of the present invention, in the in-vehicle power feeding circuit that feeds power from the power source side to the load side, a joint portion in which an aluminum material and a copper material are joined to a portion closer to the power source side than the load side is provided. An ignition prevention structure for an in-vehicle power feeding circuit, which is provided, is provided.
本態様によれば、負荷側よりも電源側に近い部位に対してアルミニウム材と銅材が接合された接合部を敢えて設けたことにより、浸水した際にアルミニウム材と銅材の接合部に異種金属間腐食を積極的に発生させることができる。これにより、接合部にアルミニウムが溶出して酸化被膜が形成され、浸水後の比較的早期に電源側から負荷側への給電が遮断されることにより通電継続による発火が防止されるのである。 According to this aspect, since the joint portion in which the aluminum material and the copper material are joined to the portion closer to the power supply side than to the load side is intentionally provided, the joint portion between the aluminum material and the copper material is dissimilar when immersed. Intermetallic corrosion can be actively generated. As a result, aluminum is eluted at the joint portion to form an oxide film, and power supply from the power source side to the load side is interrupted relatively early after the flooding, thereby preventing ignition due to continued energization.
ここで、車載用給電回路は、電気接続箱や、負荷側に接続されるワイヤハーネスとその端末に設けられた接続端子の組み合わせ、さらにはかかるワイヤハーネスの端末に設けられた接続端子が装着されたコネクタ等の各種回路部材を含んでいる。かかる車載用給電回路の負荷側よりも電源側に近い部位に接合部を設けることで、上流側で通電を遮断して確実な発火防止を実現することができるのである。 Here, the in-vehicle power supply circuit is mounted with an electrical connection box, a combination of a wire harness connected to the load side and a connection terminal provided at the terminal, and a connection terminal provided at the terminal of the wire harness. Various circuit members such as a connector are included. By providing the joint portion at a position closer to the power supply side than the load side of such an in-vehicle power supply circuit, it is possible to cut off energization on the upstream side and realize reliable fire prevention.
なお、アルミニウム材と銅材の接合部は溶接やプレス、メカニカルクリンチ等の周知の接合構造により形成されたものを何れも含むものである。さらに、雄端子と雌端子の一方をアルミニウム材で構成し他方を銅材で構成して接合する場合も本発明の接合部に含まれるものである。 In addition, the junction part of an aluminum material and a copper material includes all formed by well-known joining structures, such as welding, a press, and a mechanical clinch. Further, a case where one of the male terminal and the female terminal is made of an aluminum material and the other is made of a copper material and joined is also included in the joint portion of the present invention.
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記車載用給電回路が、バスバーを導通部材として収容する電気接続箱により構成されており、前記バスバーが、前記アルミニウム材としてのアルミニウム製バスバーと前記銅材としての銅製バスバーが接合された前記接合部を含んでいるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the one described in the first aspect, the in-vehicle power supply circuit is configured by an electrical connection box that houses a bus bar as a conductive member, and the bus bar is the aluminum material. The aluminum bus bar and the copper bus bar as the copper material are joined together.
本態様によれば、電気接続箱に収容されたバスバーにおいて、電源側に近い位置に配設されたバスバーの一部をアルミニウム製バスバーとして構成して、下流側のバスバーに接合する簡単な構造により、本発明の発火防止構造を、既存の電気接続箱に容易に適用できる。 According to this aspect, in the bus bar housed in the electrical junction box, a part of the bus bar disposed at a position close to the power supply side is configured as an aluminum bus bar, and is joined to the downstream bus bar by a simple structure. The ignition prevention structure of the present invention can be easily applied to an existing electrical junction box.
本発明の第三の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記車載用給電回路が前記負荷側に接続されるワイヤハーネスとその端末に設けられて前記電源側に接続される接続端子の組み合わせにより構成されており、前記接続端子が前記アルミニウム材と前記銅材の前記接合部を含んで構成されているものである。 A third aspect of the present invention is the one described in the first aspect, wherein the in-vehicle power feeding circuit is connected to the load side and a connection provided to the terminal and connected to the power source side. It is comprised by the combination of a terminal, The said connection terminal is comprised including the said junction part of the said aluminum material and the said copper material.
本態様によれば、車載用給電回路が負荷側に接続されるワイヤハーネスとその端末に設けられて電源側に接続される接続端子の組み合わせにより構成されており、負荷側よりも電源側に近い位置に配設された接続端子を利用して、アルミニウム材と銅材の接合部を容易に設けることができる。しかも、電源側に接続される接続端子に接合部を設けることで、一層確実に下流側への通電を阻止して火災の発生を防止することができる。 According to this aspect, the in-vehicle power feeding circuit is configured by a combination of a wire harness connected to the load side and a connection terminal provided on the terminal and connected to the power supply side, closer to the power supply side than the load side. By using the connection terminal disposed at the position, a joint between the aluminum material and the copper material can be easily provided. In addition, by providing the connection portion on the connection terminal connected to the power supply side, it is possible to more reliably prevent energization to the downstream side and prevent the occurrence of fire.
本発明によれば、負荷側よりも電源側に近い部位に対してアルミニウム材と銅材が接合された接合部を敢えて設けたことにより、浸水した際にアルミニウム材と銅材の接合部に異種金属間腐食を積極的に発生させることができる。これにより、接合部にアルミニウムが溶出して酸化被膜が形成され、浸水後の比較的早期に電源側から負荷側への給電が遮断されることにより通電継続による発火が防止されるのである。 According to the present invention, the aluminum material and the copper material are joined to the portion closer to the power supply side than the load side. Intermetallic corrosion can be actively generated. As a result, aluminum is eluted at the joint portion to form an oxide film, and power supply from the power source side to the load side is interrupted relatively early after the flooding, thereby preventing ignition due to continued energization.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、図1〜2には、本発明の第一の実施形態に従う車載用給電回路の発火防止構造を用いて、浸水した際に車載用給電回路の発火を防止する構造が示されている。電源側から負荷側に給電を行う車載用給電回路たる電気接続箱10は、内部回路を構成するバスバー回路体12と、アッパケース14と、ロアケース16とを含んで構成されている。そして、バスバー回路体12の上下両側からアッパケース14とロアケース16が重ね合わされて組み付けられることにより、ケースの内部にバスバー回路体12が収容された電気接続箱10が提供されるようになっている。なお、バスバー回路体12は、図示しないボルト等の公知の固着手段によってケースに対して固着されている。また、以下の説明において、特に断りのない限り、上方とは、アッパケース14が位置する図1中の上方、下方とは、ロアケース16が位置する図1中の下方をいうものとする。
First, FIGS. 1 and 2 show a structure for preventing ignition of an in-vehicle power supply circuit when it is submerged by using the in-vehicle power supply circuit ignition prevention structure according to the first embodiment of the present invention. The
図1に示されているように、アッパケース14およびロアケース16は、合成樹脂から形成されており、互いに相手側に向けて開口する略矩形浅底の箱体形状を有している。そして、アッパケース14とロアケース16は、例えば、アッパケース14に設けられた図示しない係止爪が、ロアケース16の対応する箇所に設けられた図示しない係合枠に挿通されて係合されることで、相互に組み付けられるようになっている。また、アッパケース14あるいはロアケース16の周壁には、周方向に離隔した適所に図示しないブラケット装着部が設けられており、車体側に設けられた図示しないブラケットが装着されて、電気接続箱10がエンジンルーム内等の車両の適所に装着固定されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
また、アッパケース14の上面18には、アッパケース14の上方に向かって突出する周壁を備えたコネクタ収容部20a〜cが複数設けられている。これら複数のコネクタ収容部20a〜cの底壁に形成された端子挿通孔22を通じて、後述するバスバー28a〜dの端部に設けられたバスバー端子30がアッパケース14の上方に向かって突出されている。なお、バスバー端子30は、複数本の適当な組合せからなるグループを形成して、それぞれのコネクタ収容部20a〜c内に配設されている。
In addition, a plurality of
そして、コネクタ収容部20a〜cに対して、図示しない外部の電気回路を構成する電線の端末に設けられた外部コネクタが差し込まれるようになっている。この外部コネクタの差し込みにより、コネクタ収容部20a〜c内に突設されたバスバー端子30に対して、外部の電気回路を構成する電線が接続されるようになっている。
And the external connector provided in the terminal of the electric wire which comprises the external electric circuit which is not shown in figure is inserted with respect to connector
一方、バスバー回路体12は、略薄肉平板形状の絶縁板26の表面に対してバスバー28a〜dが重ね合わされて支持されて構成されている。すなわち、絶縁板26の表面には、重ね合わされて支持されるバスバー28a〜dに対応した形状のバスバー嵌合溝34が形成されており、このバスバー嵌合溝34にバスバー28a〜dが嵌め込まれて支持されるようになっている。これにより、バスバー28a〜dは、絶縁板26の表面において、バスバー嵌合溝34の底面である配設面36に載置されて位置決め状態で組み付けられている。
On the other hand, the bus
各バスバー28a〜dは、導電性金属板の打抜加工等で形成されたプレートであって、その端縁部の適当な位置にバスバー端子30を備えている。これらバスバー端子30は、絶縁板26上で上方に向かって略直角に屈曲して形成されている。なお、各バスバー端子30の基端部分は、絶縁板26に形成されたバスバー嵌合溝34の底壁部分で支持されている。一方、絶縁板26は、合成樹脂から形成されており、略矩形状とされている。
Each of the bus bars 28a to 28d is a plate formed by punching a conductive metal plate or the like, and includes a bus bar terminal 30 at an appropriate position of the edge portion. These bus bar terminals 30 are formed on the insulating
本実施形態では、バスバー28cのバスバー端子30aに入力された電源が、バスバー28cのバスバー端子30bを介して負荷側に分岐されるようになっている。
In the present embodiment, the power input to the
そして、電気接続箱10において、各種電装品等の負荷側よりもバッテリーの電源側に近い部位に収容されたバスバー28cに対して、アルミニウム材と銅材が接合された接合部38が設けられている。具体的には、バスバー28cは、電源側に近いバスバー端子30aを有し、アルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム材からなるアルミニウム製バスバー40と、負荷側に近いバスバー端子30bを有し、銅や銅合金等の銅材からなる銅製バスバー42を含んで構成されている。そして図2に示されているように、アルミニウム製バスバー40に対して銅製バスバー42を重ね合わせて溶接により相互に接合することで、接合部38が構成されているのである。なお、アルミニウム材と銅材の接合部38は、溶接の他、プレスやメカニカルクリンチ等の周知の接合構造により形成することができる。また、バスバー40が銅製、バスバー42がアルミニウム製であってもよい。
And in the
このように負荷側よりも電源側に近い部位に対してアルミニウム材と銅材が接合された接合部38を設けたことにより、浸水した際にアルミニウム材からなるアルミニウム製バスバー40と銅材からなる銅製バスバー42の接合部38に異種金属間腐食を積極的に発生させることができる。その結果、接合部38にアルミニウムが溶出して酸化被膜が形成される。従って、浸水後の比較的早期に電源側に近い位置で電源側から負荷側への給電が遮断され、給電が継続されることによる発火の発生を防ぐことができるのである。
Thus, by providing the
次に、図3〜4を用いて、本発明の第二の実施形態に従う車載用給電回路の発火防止構造について詳述するが、上記実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、上記実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。本実施形態において、車載用給電回路は、負荷側に接続されるワイヤハーネス46とその端末に設けられて電源側に接続される接続端子48の組み合わせにより構成されており、接続端子48がアルミニウム材と銅材の接合部50を含んで構成されている点に関して、上記実施形態と異なる実施形態を示すものである。
Next, with reference to FIGS. 3 to 4, the ignition prevention structure of the in-vehicle power supply circuit according to the second embodiment of the present invention will be described in detail. About members and parts having the same structure as the above embodiment, In the figure, the same reference numerals as those in the above embodiment are attached, and detailed description thereof is omitted. In the present embodiment, the in-vehicle power supply circuit is configured by a combination of a
より詳細には、ワイヤハーネス46は複数の電線52を含んで構成されており、一方の側(図3中、右側)が負荷側に接続されている一方、他方の側(図3中、左側)が電源側に接続されている。かかる電源側に接続されている他方の側において、複数の電線52がワイヤハーネス46の端部から略扇状に広がって突出されている。そして、それら電線52の端末において電線52の絶縁被膜が剥ぎ取られて芯線54が露出されており、その芯線54に対して接続端子48の芯線加締め部56を加締め加工することにより、電線52に接続端子48が固定・接続されている。接続端子48は、かかる芯線加締め部56と、前端に開口部58を有する箱状の接続部60と、それらの間に延在する連結部62を含んで一体的に構成されている。なお、接続部60の開口部58には前方から、例えば電源ラインに接続された電源側のバスバー端子64等が挿入可能とされており、これにより接続端子48が電源側に接続されるようになっている。
More specifically, the
また、図3に示されているように、接続端子48の連結部62には、アルミニウム材と銅材が接合された接合部50が設けられている。アルミニウム材と銅材の接合部50は、前実施形態と同様の周知の接合構造により形成されている。具体的には、電源側バスバーのバスバー端子64が接続される接続部60がアルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム材からなるアルミニウム製とされている一方、負荷側に接続される電線52の芯線54に接続される芯線加締め部56が銅や銅合金等の銅材からなる銅製とされている。そして、図4に示すように、接続部60の下端部に対して芯線加締め部56の上端部が重ね合わされて相互に溶接されることにより接合部50が形成されている。なお、アルミニウム材と銅材の接合部50は、溶接の他、プレスやメカニカルクリンチ等の周知の接合構造により形成することができる。また、接続部60が銅製、芯線加締め部56がアルミニウム製であってもよい。
Further, as shown in FIG. 3, the connecting
このように負荷側よりも電源側に近い部位に対してアルミニウム材と銅材が接合された接合部50を設けたことにより、浸水した際にアルミニウム材からなるアルミニウム製の接続部60と銅材からなる銅製の芯線加締め部56の接合部50に異種金属間腐食を積極的に発生させることができる。それ故、前実施形態と同様に、浸水後の比較的早期に電源側に近い位置で電源側から負荷側への給電が遮断され、給電が継続されることによる発火の発生を防ぐことができるのである。しかも、負荷側よりも電源側に近い位置に配設された接続端子を、本発明に従う接続端子48に変更するだけで容易に行うことができる。
Thus, by providing the
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、本実施形態では、電気接続箱10や、負荷側に接続されるワイヤハーネス46とその端末に設けられた接続端子48の組み合わせ、からなる給電用電源回路に対して本発明の発火防止構造を適用した例について詳述したが、車載用給電回路であれば、コネクタや給電ユニット等あらゆる給電回路に対して同様に適用可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited by the specific description. For example, in the present embodiment, the ignition prevention structure of the present invention is applied to the power supply circuit composed of the
また、本実施形態では、接続端子48がアルミニウム材と銅材の接合部50を含んで構成されていたが、例えば相互に接続される雌端子と雄端子の一方をアルミニウム材で構成し他方を銅材で構成して接合する場合も本発明の接合部に含まれる。
Further, in the present embodiment, the
10:電気接続箱(車載用給電回路)、28a〜d:バスバー、38,50:接合部、40:バスバー、42:バスバー、46:ワイヤハーネス(車載用給電回路)、48:接続端子(車載用給電回路) 10: Electrical connection box (vehicle power supply circuit), 28a to d: bus bar, 38, 50: joint, 40: bus bar, 42: bus bar, 46: wire harness (vehicle power supply circuit), 48: connection terminal (vehicle mounted) Power supply circuit)
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