JP2016092852A - Switch box - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、車両の電源システムに設けられるスイッチボックスに関する。 The present invention relates to a switch box provided in a power supply system of a vehicle, for example.
近年、自動車等の車両では、始動系や装備系における電力負荷が大きくなっている。このため、メインバッテリーの他にサブバッテリーを設けて電力を補う電源システムが採用されている(例えば、特許文献1〜3参照)。 In recent years, in vehicles such as automobiles, the power load in the starting system and the equipment system has been increasing. For this reason, the power supply system which supplements electric power by providing a sub battery other than a main battery is employ | adopted (for example, refer patent documents 1-3).
ところで、サブバッテリーを備えた電源システムでは、メインバッテリーとサブバッテリーとの間の回路を開閉するスイッチを備えたスイッチボックスとは別に、電気回路へ定格以上の過電流の供給を防止するヒューズを備えたヒューズボックスが設けられる。このため、電線や電子部品などの部品点数が増大して重量が嵩み、また、それぞれを制御するための制御系が複雑化してしまう。 By the way, the power supply system with a sub-battery has a fuse that prevents the supply of overcurrent to the electrical circuit, apart from a switch box that has a switch that opens and closes the circuit between the main battery and the sub-battery. A fuse box is provided. For this reason, the number of parts, such as an electric wire and an electronic component, increases, weight increases, and the control system for controlling each becomes complicated.
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、部品点数の削減による軽量化及び制御系の簡略化が可能なスイッチボックスを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a switch box that can be reduced in weight by reducing the number of parts and the control system can be simplified.
前述した目的を達成するために、本発明に係るスイッチボックスは、下記(1)乃至(3)を特徴としている。
(1) 回路基板と、
該回路基板に設けられた複数のバスバーと、
前記回路基板に設けられて前記バスバー間の回路を開閉するスイッチ部と、
を備えたスイッチボックスであって、
前記回路基板には、前記バスバー間を流れる電流が定格以上となった際に前記バスバー間の回路を遮断するヒューズが設けられ、
前記回路基板が、第1回路基板と、第2回路基板と、を有し、
前記スイッチ部は、前記第1回路基板に実装される電子部品により構成され、
前記ヒューズは、前記第2回路基板に実装され、
前記複数のバスバーのうちの一つのバスバーが、前記第1回路基板に設けられた導体パターンに導通接続される端子と、前記第2回路基板に設けられた導体パターンに導通接続される端子と、を有する
ことを特徴とするスイッチボックス。
(2) 各種の負荷へ電力を供給するメインバッテリーとサブバッテリーとを備えた車両用の電源システムにおける前記メインバッテリーと前記サブバッテリーとの間に設けられる
ことを特徴とする上記(1)に記載のスイッチボックス。
(3) 前記第1回路基板と前記第2回路基板とが重ね合わせられる
ことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のスイッチボックス。
(4) 前記ヒューズは、バックアップを要する負荷に接続される
ことを特徴とする上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のスイッチボックス。
In order to achieve the above-described object, a switch box according to the present invention is characterized by the following (1) to (3).
(1) a circuit board;
A plurality of bus bars provided on the circuit board;
A switch part provided on the circuit board for opening and closing a circuit between the bus bars;
A switch box comprising:
The circuit board is provided with a fuse for interrupting the circuit between the bus bars when the current flowing between the bus bars exceeds a rating.
The circuit board has a first circuit board and a second circuit board,
The switch unit is configured by an electronic component mounted on the first circuit board,
The fuse is mounted on the second circuit board;
One bus bar of the plurality of bus bars is electrically connected to a conductor pattern provided on the first circuit board, and a terminal electrically connected to a conductor pattern provided on the second circuit board; A switch box characterized by comprising:
(2) The power supply system for a vehicle including a main battery and a sub battery for supplying power to various loads, and is provided between the main battery and the sub battery. Switch box.
(3) The switch box according to (1) or (2), wherein the first circuit board and the second circuit board are overlapped.
(4) The switch box according to any one of (1) to (3), wherein the fuse is connected to a load requiring backup.
上記(1)の構成のスイッチボックスによれば、スイッチ部によるバスバー間の回路の開閉機能と、ヒューズによるバスバー間の回路の遮断機能とを備える。これにより、回路を遮断して過電流を防ぐ別個のヒューズボックスを不要にでき、部品点数の削減による軽量化及び制御系の簡略化が可能である。
上記(2)の構成のスイッチボックスでは、各種負荷への電力供給の状況に応じてスイッチ部が作動することで、メインバッテリーとサブバッテリーとの間の回路が開閉される。また、メインバッテリーとサブバッテリーとの間の回路に流れる電流が定格以上となると、ヒューズが作動することで、メインバッテリーとサブバッテリーとの間の回路が遮断され、各種負荷等が保護される。このように、一つのスイッチボックスによって、各種負荷への電力供給の状況に応じたメインバッテリーとサブバッテリーとの間の回路の開閉と、各種負荷等へ過電流が流れることを防止するためのメインバッテリーとサブバッテリーとの間の回路の遮断とを行うことができる。したがって、電源システムを簡略にでき、使用する電線や部品の量を削減して軽量にできる。
上記(3)の構成のスイッチボックスによれば、第1回路基板と第2回路基板とが、互いに重ね合わされるよう構成され、これらの回路基板の導体パターンが、複数のバスバーのうちの一つによって導通接続されるので、スイッチボックスをより一層小型化できる。
上記(4)の構成のスイッチボックスによれば、バックアップを要する負荷に対しても別個のヒューズボックスを必要としないため、部品点数の削減による軽量化及び制御系の簡略化が可能となる。
According to the switch box having the above configuration (1), the circuit has a function of opening and closing the circuit between the bus bars by the switch unit and a function of interrupting the circuit between the bus bars by the fuse. This eliminates the need for a separate fuse box that cuts off the circuit and prevents overcurrent, thereby reducing the number of components and simplifying the control system.
In the switch box having the above configuration (2), the circuit between the main battery and the sub-battery is opened and closed by operating the switch unit according to the state of power supply to various loads. Further, when the current flowing in the circuit between the main battery and the sub battery exceeds the rated value, the fuse is activated, so that the circuit between the main battery and the sub battery is cut off and various loads are protected. In this way, a single switch box opens and closes the circuit between the main battery and sub-battery according to the state of power supply to various loads, and prevents the overcurrent from flowing to various loads. The circuit between the battery and the sub battery can be disconnected. Therefore, the power supply system can be simplified, and the amount of electric wires and parts to be used can be reduced and lightened.
According to the switch box having the configuration (3), the first circuit board and the second circuit board are configured to overlap each other, and the conductor pattern of these circuit boards is one of a plurality of bus bars. Therefore, the switch box can be further reduced in size.
According to the switch box having the above configuration (4), a separate fuse box is not required even for a load that requires backup, and thus it is possible to reduce the number of parts and to simplify the control system.
本発明によれば、部品点数の削減による軽量化及び制御系の簡略化が可能なスイッチボックスを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the switch box which can be reduced in weight by reduction of a number of parts and simplification of a control system can be provided.
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。 The present invention has been briefly described above. Further, the details of the present invention will be further clarified by reading through a mode for carrying out the invention described below (hereinafter referred to as “embodiment”) with reference to the accompanying drawings. .
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
図1は、本実施形態に係るスイッチボックスの斜視図である。
図1に示すように、本実施形態に係るスイッチボックス10は、直方体形状の筺体11を有している。このスイッチボックス10には、筺体11の前面部11aに、二つの接続端子部21A,21Bが露出されている。接続端子部21A,21Bには、接続相手の端子部がボルトによって締結されて接続される。これらの接続端子部21A,21Bには、接続相手の端子部と締結するためのボルトが挿通されるボルト挿通孔22が形成されている。
Specific embodiments relating to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a switch box according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the
また、筺体11の前面部11aには、コネクタ23が設けられており、このコネクタ23の嵌合凹部23aが前面部11aで露出されている。このコネクタ23には、ワイヤハーネスの制御線に設けられた相手方コネクタが嵌合されて接続される。筺体11は、下ケース25と上ケース26とから構成されている。上ケース26は、下ケース25に対して着脱される。
Moreover, the
図2は、筺体内に収容される基板組立体の斜視図である。図3は、基板組立体の分解斜視図である。
図2及び図3に示すように、スイッチボックス10には、筺体11内に基板組立体30が収容されている。基板組立体30は、第1回路基板40と、第2回路基板60とから構成されている。第2回路基板60は、第1回路基板40に重ね合わされて組み付けられている。なお、図2及び図3においては、スイッチボックス10の内部構造が容易に把握できるよう、基板組立体30の第2回路基板60を透明に表している。
FIG. 2 is a perspective view of the substrate assembly housed in the housing. FIG. 3 is an exploded perspective view of the substrate assembly.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1回路基板40には、二つのバスバー41,61が実装されている。バスバー41は、その端部がボルト挿通孔22を有する接続端子部21Bとされている。バスバー61は、その端部がボルト挿通孔22を有する接続端子部21Aとされている。
Two
図4は、バスバーを説明する図であって、(a)及び(b)は、それぞれバスバーの斜視図である。
図4(a)に示すように、バスバー41は、例えば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、金、ステンレス鋼(SUS)等の金属板から形成されたもので、接続端子部21Bとなる一端部以外の部分が実装部42とされており、この実装部42は、その両側部に、それぞれ同一方向へ向けて屈曲されて延在された複数の端子43を有している。
FIG. 4 is a diagram illustrating the bus bar, and (a) and (b) are perspective views of the bus bar, respectively.
As shown in FIG. 4A, the
バスバー41は、両側部の端子43を第1回路基板40に形成されたスルーホールに挿し込んで第1回路基板40の導体パターンとハンダ付けすることで、導体パターンと導通接続された状態で第1回路基板40に固定されて第1回路基板40に支持されている。
The
図4(b)に示すように、バスバー61は、例えば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、金、ステンレス鋼(SUS)等の金属板から形成されたもので、平面視長方形状に形成されている。このバスバー61は、接続端子部21Aとなる一端部以外の部分が実装部62とされており、この実装部62は、一側部に、一方向へ向けて屈曲されて延在された複数の端子63を有している。また、このバスバー61は、実装部62における他側部に、端子63と反対方向へ向けて屈曲されて延在された複数の連結端子64を有している。
As shown in FIG. 4B, the
このバスバー61は、一側部側の端子63を第1回路基板40に形成されたスルーホールに挿し込んで第1回路基板40の導体パターンとハンダ付けすることで、導体パターンと導通接続された状態で第1回路基板40に固定されて支持されている。
The
図3に示すように、第1回路基板40には、二つのバスバー41,61とともに、コネクタ23も実装されている。また、第1回路基板40には、電子部品45が実装されている。電子部品45は、スイッチングを行う半導体素子などである。
As shown in FIG. 3, the
第1回路基板40に対して重ね合わされて配置される第2回路基板60には、半導体ヒューズなどの基板実装タイプの電子部品からなるヒューズ65が実装されている。また、第2回路基板60には、台座71が固定されており、この台座71によって第1回路基板40に対して所定の隙間をあけて配置される。台座71の一方は、複数の接続ピン72を有するピンヘッダーであり、この台座71の接続ピン72が第1回路基板40及び第2回路基板60のそれぞれのスルーホールに挿し込まれて第1回路基板40及び第2回路基板60の導体パターンにハンダ付けされている。これにより、第1回路基板40と第2回路基板60の導体パターン同士が導通されて所定の信号系の回路が形成される。
A
バスバー61は、第2回路基板60を第1回路基板40に対して重ね合わせて配置させることで、他側部側の連結端子64が、第2回路基板60のスルーホールに挿し込まれる。そして、このスルーホールに挿し込まれた連結端子64を、第2回路基板60の導体パターンとハンダ付けすることで、導体パターンとバスバー61とが導通接続される。
In the
図5は、スイッチボックスの回路構成を示す模式図である。
図5に示すように、スイッチボックス10は、一端が接続端子部21Bとされたバスバー41と、一端が接続端子部21Aとされたバスバー41との間に、第1回路基板40に実装された半導体素子であるMOSFETなどの電子部品45によってスイッチ部SWが設けられている。これにより、接続端子部21A,21Bの間の回路がスイッチ部SWによって開閉可能とされている。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a circuit configuration of the switch box.
As shown in FIG. 5, the
このスイッチボックス10は、例えば、自動車等の車両の電源システムに組み込まれて使用される。スイッチボックス10には、コネクタ23に接続された制御線を介して、電源システムを制御する制御部から送信される制御信号によってスイッチ部SW及びヒューズ65が制御される。
The
次に、上記のスイッチボックス10を、車両の電源システムに用いる場合について説明する。
図6は、本実施形態に係るスイッチボックスを用いた電源システムを示す概略構成図である。
Next, the case where the
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a power supply system using the switch box according to the present embodiment.
図6に示すように、この電源システム100は、メインバッテリー101、オルタネータ103、スタータ104及び負荷105A,105Cを備えており、オルタネータ103、スタータ104及び負荷105A,105Cは、メインバッテリー101に接続されている。また、電源システム100は、セカンドバッテリー106を備えている。
As shown in FIG. 6, the
オルタネータ103は、車両のエンジンによって回転されることで発電する。オルタネータ103が発電して得られた電力はメインバッテリー101及びセカンドバッテリー106に蓄電される。スタータ104は、メインバッテリー101の電力によって回転し、その回転力によってエンジンを始動させる。
The
負荷105Aは、例えば、オーディオ装置やナビゲーション装置などである。負荷105Cは、例えば、ドアロックやエマージェンシーコール(eコール)であり、この負荷105Cは、バックアップを要するバックアップ対象負荷である。この負荷105Cは、それぞれメインバッテリー101及びセカンドバッテリー106に接続されている。セカンドバッテリー106は、バックアップ対象負荷である負荷105C用の予備バッテリーである。
The
この電源システム100では、メインバッテリー101とセカンドバッテリー106との間に、スイッチ部SW及びヒューズ65を備えた本実施形態に係るスイッチボックス10が設けられており、メインバッテリー101が接続端子部21Aに接続され、セカンドバッテリー106が接続端子部21Bに接続されている。このスイッチボックス10のスイッチ部SW及びヒューズ65は、制御部111によって制御される。
In the
そして、この電源システム100では、制御部111によってスイッチボックス10のスイッチ部SWがONにされることで、メインバッテリー101とセカンドバッテリー106との双方向で電流が流される。また、この電源システム100では、メインバッテリー101の失陥時及び車両の駐車時に、制御部111によってスイッチボックス10のスイッチ部SWがOFFにされる。この状態で、負荷105Cは、セカンドバッテリー106からの電力によって駆動可能とされている。
In the
また、この電源システム100では、スイッチボックス10のスイッチ部SWがONの状態において、メインバッテリー101とセカンドバッテリー106との間の回路に流れる電流が定格以上の過電流となると、スイッチボックス10の第2回路基板60に設けられたヒューズ65が作動し、メインバッテリー101とセカンドバッテリー106との間の回路が遮断される。これにより、電源システム100の電気回路への定格以上の過電流の供給が防止され、電源システム100の損傷が防がれる。
Further, in the
図7(b)に示すように、従来は、バックアップを要するバックアップ対象負荷C(負荷C1〜C4)に接続されるヒューズがスイッチボックス10’の外部に設置されている。つまり、これらのヒューズを保持するためのヒューズボックスが必要となり、部品点数が増加することになる。
これに対し、本実施形態に係る電源システム100では、各負荷C1〜C4に接続されるヒューズが第2回路基板60に設置されており、この第2回路基板60はスイッチボックス10を構成する。つまり、スイッチボックス10がヒューズボックスとしての機能も兼ねることにより、別体のヒューズボックスを不要とし、部品点数を削減できる。
As shown in FIG. 7B, conventionally, a fuse connected to a backup target load C (loads C1 to C4) requiring backup is installed outside the
On the other hand, in the
以上、説明したように、本実施形態に係るスイッチボックスによれば、スイッチ部SWによるバスバー41,61間の回路の開閉機能と、ヒューズ65によるバスバー41,61間の回路の遮断機能とを備える。これにより、回路を遮断して過電流を防ぐ別個のヒューズボックスを不要にでき、部品点数の削減による軽量化及び制御系の簡略化が可能である。
As described above, the switch box according to the present embodiment has the function of opening and closing the circuit between the bus bars 41 and 61 by the switch unit SW and the function of cutting off the circuit between the bus bars 41 and 61 by the
そして、このスイッチボックス10を車両用の電源システム100におけるメインバッテリー101とセカンドバッテリー106との間に設ければ、各種負荷105A,105Cへの電力供給の状況に応じてスイッチ部SWが作動することで、メインバッテリー101とセカンドバッテリー106との間の回路が開閉される。また、メインバッテリー101とセカンドバッテリー106との間の回路に流れる電流が定格以上となると、ヒューズ65が作動することで、メインバッテリー101とセカンドバッテリー106との間の回路が遮断され、各種負荷105A,105C等が保護される。
If the
このように、一つのスイッチボックス10によって、各種負荷105A,105Cへの電力供給の状況に応じたメインバッテリー101とセカンドバッテリー106との間の回路の開閉と、各種負荷105A,105C等へ過電流が流れることを防止するためのメインバッテリー101とセカンドバッテリー106との間の回路の遮断とを行うことができる。したがって、電源システム100を簡略にでき、使用する電線や部品の量を削減して軽量にできる。
As described above, the
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。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. In addition, the material, shape, dimensions, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
ここで、上述した本発明に係るスイッチボックスの実施形態の特徴をそれぞれ以下(1)乃至(4)に簡潔に纏めて列記する。
(1) 回路基板(第1回路基板40,第2回路基板60)と、
該回路基板(第1回路基板40,第2回路基板60)に設けられた複数のバスバー(41,61)と、
前記回路基板(第1回路基板40,第2回路基板60)に設けられて前記バスバー(41,61)間の回路を開閉するスイッチ部(SW)と、
を備えたスイッチボックス(10)であって、
前記回路基板(第1回路基板40,第2回路基板60)には、前記バスバー(41,61)間を流れる電流が定格以上となった際に前記バスバー(41,61)間の回路を遮断するヒューズ(65)が設けられ、
前記回路基板(第1回路基板40,第2回路基板60)が、第1回路基板(40)と、第2回路基板(60)と、を有し、
前記スイッチ部(SW)は、前記第1回路基板(40)に実装される電子部品により構成され、
前記ヒューズ(65)は、前記第2回路基板(60)に実装され、
前記複数のバスバー(41,61)のうちの一つのバスバーが、前記第1回路基板(40)に設けられた導体パターンに導通接続される端子(63)と、前記第2回路基板(60)に設けられた導体パターンに導通接続される端子(64)と、を有する
ことを特徴とするスイッチボックス。
(2) 各種の負荷(105A,105C)へ電力を供給するメインバッテリー(101)とサブバッテリー(セカンドバッテリー106)とを備えた車両用の電源システム(100)における前記メインバッテリー(101)と前記サブバッテリー(セカンドバッテリー106)との間に設けられる
ことを特徴とする上記(1)に記載のスイッチボックス。
(3) 前記第1回路基板(40)と前記第2回路基板(60)とが重ね合わせられる
ことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のスイッチボックス。
(4) 前記ヒューズ(65)は、バックアップを要する負荷(C)に接続される
ことを特徴とする上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のスイッチボックス。
Here, the features of the embodiment of the switch box according to the present invention described above are briefly summarized and listed in the following (1) to (4), respectively.
(1) circuit boards (
A plurality of bus bars (41, 61) provided on the circuit boards (
A switch unit (SW) provided on the circuit board (
A switch box (10) comprising:
The circuit board (
The circuit boards (
The switch unit (SW) is composed of electronic components mounted on the first circuit board (40),
The fuse (65) is mounted on the second circuit board (60),
One bus bar of the plurality of bus bars (41, 61) is electrically connected to a conductor pattern provided on the first circuit board (40), and the second circuit board (60). And a terminal (64) electrically connected to the conductor pattern provided on the switch box.
(2) The main battery (101) in the vehicle power supply system (100) including a main battery (101) for supplying electric power to various loads (105A, 105C) and a sub battery (second battery 106); The switch box according to (1), wherein the switch box is provided between the sub battery (second battery 106).
(3) The switch box according to (1) or (2), wherein the first circuit board (40) and the second circuit board (60) are overlapped.
(4) The switch box according to any one of (1) to (3), wherein the fuse (65) is connected to a load (C) that requires backup.
10 スイッチボックス
40 第1回路基板(回路基板)
41,61 バスバー
60 第2回路基板(回路基板)
65 ヒューズ
100 電源システム
101 メインバッテリー
105A,105C 負荷
106 セカンドバッテリー(サブバッテリー)
SW スイッチ部
10
41, 61
65
SW switch
Claims (4)
該回路基板に設けられた複数のバスバーと、
前記回路基板に設けられて前記バスバー間の回路を開閉するスイッチ部と、
を備えたスイッチボックスであって、
前記回路基板には、前記バスバー間を流れる電流が定格以上となった際に前記バスバー間の回路を遮断するヒューズが設けられ、
前記回路基板が、第1回路基板と、第2回路基板と、を有し、
前記スイッチ部は、前記第1回路基板に実装される電子部品により構成され、
前記ヒューズは、前記第2回路基板に実装され、
前記複数のバスバーのうちの一つのバスバーが、前記第1回路基板に設けられた導体パターンに導通接続される端子と、前記第2回路基板に設けられた導体パターンに導通接続される端子と、を有する
ことを特徴とするスイッチボックス。 A circuit board;
A plurality of bus bars provided on the circuit board;
A switch part provided on the circuit board for opening and closing a circuit between the bus bars;
A switch box comprising:
The circuit board is provided with a fuse for interrupting the circuit between the bus bars when the current flowing between the bus bars exceeds a rating.
The circuit board has a first circuit board and a second circuit board,
The switch unit is configured by an electronic component mounted on the first circuit board,
The fuse is mounted on the second circuit board;
One bus bar of the plurality of bus bars is electrically connected to a conductor pattern provided on the first circuit board, and a terminal electrically connected to a conductor pattern provided on the second circuit board; A switch box characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチボックス。 The switch box according to claim 1, wherein the switch box is provided between the main battery and the sub battery in a vehicle power supply system including a main battery and a sub battery for supplying electric power to various loads.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスイッチボックス。 The switch box according to claim 1, wherein the first circuit board and the second circuit board are overlapped.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のスイッチボックス。 The switch box according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuse is connected to a load requiring backup.
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