JP4250058B2

JP4250058B2 - ジャンクションブロックの回路構造

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Publication number: JP4250058B2
Application number: JP2003364515A
Authority: JP
Inventors: 智洋池田; 泰孝宮崎; 茂紀松本
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-10-24
Also published as: JP2005130636A; US7303405B2; US20050090154A1

Description

本発明は、同極の端子を集合させてコネクタを形成したジャンクションブロックの回路構造に関するものである。

従来、例えば電気自動車（ハイブリッドカーを含む）のバッテリとインバータとの間に接続されたジャンクションブロックにおいては、図６に示すような回路構造を採用していた。

このジャンクションブロックの回路構造は以下の１〜９に示す構成を有している。
１．バッテリ（図示せず）の＋電極に続く回路（図示せず）に接続され、大電流のヒューズ１１６と＋電源のリレー１１８とを介して、インバータ側の＋極の回路（図示せず）に＋極の第一の出力部１０１ａで接続される第一の回路１０１。
２．リレー１１８と第一の出力部１０１ａとの間で第一の回路１０１から分岐され、小電流用のヒューズ１２０を介して第一のコネクタ１２１内の＋極の第二の出力部１０２ａに続く第二の回路１０２。
３．リレー１１８と第一の出力部１０１ａとの間で第一の回路１０１から分岐され、第二のコネクタ１２２内の＋極の第三の出力部１０３ａに続く第三の回路１０３。
４．大電流用のヒューズ１１６とリレー１１８との間で第一の回路１０１から分岐され、端末に＋極の第四の出力部１０４ａを有する第四の回路１０４。
５．リレー１１８と第一の出力部１０１ａとの間で第一の回路１０１から分岐され、端末に＋極の第五の出力部１０５ａを有する第五の回路１０５。

６．バッテリ（図示せず）の−電極に続く回路（図示せず）に接続され、電流センサ１２９と−電源のリレー１１９を介して、インバータ側の−極の回路（図示せず）に−極の第六の出力部１０６ａで接続される第六の回路１０６。
７．リレー１１９と第六の出力部１０６ａとの間で第六の回路１０６から分岐され、前記第一のコネクタ１２１内の−極の第七の出力部１０７ａに続く第七の回路１０７。
８．リレー１１９と第六の出力部１０６ａとの間で第六の回路１０６から分岐され、前記第二のコネクタ１２２内の−極の第八の出力部１０８ａに続く第八の回路１０８。
９．リレー１１９と第六の出力部１０６ａとの間で第六の回路１０６から分岐され、端末に−極の第九の出力部１０９ａを有する第九の回路１０９。

上記第一及び第二のコネクタ１２１，１２２はそれぞれ合成樹脂製のジャンクションブロック本体に設けられたコネクタハウジングと、コネクタハウジング内に収容された（コネクタハウジング内に突出して位置するものも含む）前記出力部である端子１０２ａ，１０７ａ、１０３ａ，１０８ａとで構成されている。また、インバータとはバッテリの直流電力を交流電力に代えて車両の三相交流モータに送るためのものである。

しかしながら、上記従来のジャンクションブロックの回路構造にあっては、一つのコネクタ内に＋極と−極の端子を収容しており、両端子間の電位差が大きいために、コネクタ内で両端子間の絶縁を十分に行わなければならず、コネクタが大型化・高コスト化するという問題があった。

また、ジャンクションボックス内で＋極の回路と−極の回路とが交差して配索されるために、回路配索が複雑化すると共に、＋極の回路と−極の回路との絶縁を十分に行わなければならず、前記コネクタの大型化と共に、ジャンクションブロック自体が大型化・高コスト化するという問題を生じた。

本発明は、上記した点に鑑み、＋極と−極の回路及び端子に起因するコネクタの肥大化や回路の複雑化を解消して、コンパクトで低コストなジャンクションブロックを得ることのできるジャンクションブロックの回路構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るジャンクションブロックの回路構造は、＋極のバスバーと−極のバスバーとを備え、該＋極のバスバーに続く複数の＋極の端子を一方のコネクタハウジング内に配置して＋極のコネクタを構成させ、該−極のバスバーに続く複数の−極の端子を他方のコネクタハウジング内に配置して−極のコネクタを構成させ、該＋極のバスバーと−極のバスバーとがそれぞれバッテリ回路の総入力部とインバータ回路の総出力部及び他の出力部とに続き、該他の出力部が該＋極の端子と−極の端子とを備え、該総出力部がジャンクションブロックの一方側の中央に配置され、該＋極の端子と−極の端子が該ジャンクションブロックの一方側のうち該総出力部の両側に配置されたことを特徴とする。

上記構成により、絶縁樹脂製のコネクタハウジング内で同極の端子が複数配列され、各端子間の電位差がゼロないし極めて小さいから、各端子間の絶縁が不要で、コネクタが小型化される。
また、電気自動車のバッテリ側の回路とインバータ側の回路とがバスバーを介して接続され、各極のバスバーの他の出力部がインバータ以外の補機等の回路にコネクタ接続され、その際、各コネクタ内の端子が同極であり、コネクタが小型化されるから、相手側回路のコネクタも同様に小型化される。
また、中央の総出力部に作業性良くインバータ側の回路が接続され、両側の他の出力部にインバータ側の回路の接続方向と同じ方向から各極のコネクタが効率良く接続される。＋極の端子と−極の端子とが遠く離れて配置され、両極のコネクタ間の絶縁が確実に行われる。

請求項２に係るジャンクションブロックの回路構造は、請求項１記載のジャンクションブロックの回路構造において、前記＋極のバスバーと前記−極のバスバーとが絶縁板を介して異なる層に配置されたことを特徴とする。

上記構成により、＋極のバスバーと−極のバスバーとが同一平面で交差することなく、高い絶縁性をもって配索される。＋極のバスバー同士及び／又は−極のバスバー同士を近接させて高密度に配置可能である。また、例えば＋極のバスバーの真上ないしその近傍に−極のバスバーを配置することで、＋極の端子と−極の端子とを隣接して並列に配置することができ、＋極のコネクタと−極のコネクタとを隣接して並列に配置することができる。勿論、＋極のバスバーと−極のバスバーとを大きく離間させて、＋極の端子と−極の端子とを遠く離して配置して、＋極のコネクタと−極のコネクタとを大きく離間して配置することも可能である。このように、各極のコネクタを所望（所要）の箇所に適宜配置することができる。

請求項３に係るジャンクションブロックの回路構造は、請求項１又は２記載のジャンクションブロックの回路構造において、前記＋極の端子と−極の端子とがＡＣ１００Ｖ変換用の回路に接続されることを特徴とする。

上記構成により、車両のモータ駆動用のインバータとは別に、家電製品といったＡＣ１００Ｖ変換用の回路に、同極の電位差のない端子でなるコネクタが接続され、ＡＣ１００Ｖ変換用の回路への通電が短絡なく正確に行われる。

以上の如く、請求項１記載の発明によれば、同極の端子間の絶縁が不要であるから、コネクタを小型化することができ、それによってジャンクションブロック自体の小型化も可能となる。また、端子間の絶縁のためのコストがかからないから、コネクタ構造及びそれを備えたジャンクションブロックの低コスト化が可能となる。
また、電気自動車のインバータ接続用のジャンクションブロックにおいて、ジャンクションブロックのコネクタと他の出力側の相手回路のコネクタとを小型化することができ、両者間の接続構造が小型化され、電気自動車内の省スペース化とコネクタ接続作業の容易化が可能となる。
また、総出力部の接続と他の出力部の接続とを同じ方向から効率的に行うことができると共に、他の出力部である両極のコネクタ間の絶縁が確実に行われて、電気的接続の信頼性が向上する。

請求項２記載の発明によれば、＋極のバスバーと−極のバスバーとを交差させることなく配索できるから、回路構造が簡素化・低コスト化されると共に、バスバー間の絶縁性が高まる。また、＋極のバスバーと−極のバスバーとを絶縁板で良好な絶縁性を維持しつつ所望（所要）の位置に配索することで、＋極と−極の各端子の位置を自由に設定することができるから、外部との接続（入出力）を例えば一方向から効率的に行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、ＡＣ１００Ｖ変換用の回路への通電が短絡なく正確に行われるから、車両における家電製品等の使用を確実に行うことができる。

図１は、本発明に係るジャンクションブロックの回路構造の一実施形態を示すものである。

このジャンクションブロックＡの回路構造は以下の構成を有している。
１．バッテリ（電源）の＋電極から続く回路（図示せず）に接続され、大電流用のヒューズ１６とサービスプラグ１７と＋電源のリレー１８とを順次介在させて電気自動車（ハイブリッド車を含む）のインバータ側の＋極の回路（図示せず）に接続される＋極の第一の出力部（総出力部）１ａを有する第一の回路１。
２．リレー１８と第一の出力部１ａとの間で第一の回路１から分岐され、小電流用のヒューズ２０を介して、ＡＣ１００Ｖ変換用の＋極の回路（図示せず）に対する第一のコネクタ２１内の＋極の第二の出力部２ａに続く第二の回路２。
３．第二の回路２の途中で分岐され、小電流用のヒューズ２０を介して上記第一のコネクタ２１内の＋極の第三の出力部３ａに続く第三の回路３。
４．リレー１８と第一の出力部１ａとの間で第一の回路１から分岐され、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ側の回路（図示せず）に接続される第二のコネクタ２２内で＋極の第四の出力部４ａを有する第四の回路４。
５．サービスプラグ１７とリレー１８との間で第一の回路１から分岐され、第二のコネクタ２２内で＋極の第五の出力部５ａを有する第五の回路５。

６．バッテリ（電源）の−電極から続く回路（図示せず）に接続され、サービスプラグ１７と電流センサ２９と−電源のリレー１９とを順次介在させてインバータ側の−極の回路（図示せず）に接続される−極の第六の出力部（総出力部）６ａを有する第六の回路６。
７．−電源のリレー１９と第六の出力部６ａとの間で第六の回路６から分岐され、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ側の回路に接続される第三のコネクタ２３内で−極の第七の出力部７ａを有する第七の回路７。
８．−電源のリレー１９と第六の出力部６ａとの間で第六の回路６から分岐され、ＡＣ１００Ｖ変換用の−極の回路（図示せず）に対する第四のコネクタ２４内の−極の第八の出力部８ａに続く第八の回路８。
９．第八の回路８から分岐され、上記第四のコネクタ２４内の−極の第九の出力部９ａに続く第九の回路９。
１０．＋電源のリレー１８内のコイル３０の一方に続き、第五のコネクタ２５内でリレー駆動用（励磁側）の第十の出力部１０ａを有する−極の第十の回路１０。
１１．上記コイル３０の他方に続き、第五のコネクタ２５内で−極の第十一の出力部１１ａを有する第十一の回路１１。
１２．−電源のリレー１９内のコイル３１の一方に続き、第五のコネクタ２５内で端末の−極の第十二の出力部１２ａを有し、コイル３１の他方に続く出力部は第十の出力部１０ａと共通させた第十二の回路１２。
１３．サービスプラグ１７に接続され、サービスプラグ１７の断続を検知する両端末の二つの＋極の出力部１３ａを第六のコネクタ２６内に有するサービスプラグ検知用のショート回路である第十三の回路１３。

上記構成において、第一，第六の回路１，６の各出力部１ａ，６ａはねじ締め等の手段でインバータ側の回路に総出力部として接続される。第二，第三のコネクタ２２，２３はねじ締め端子等の接続手段に代えることも可能である。インバータを機器と総称することも可能である。

サービスプラグ１７は、作業者がメンテナンス等でインバータ側の回路をジャンクションブロックＡに断続する際に、感電防止のためにジャンクションブロック内の回路を遮断させるためのものであり、サービスプラグ検知用の回路１３はサービスプラグ１７が遮断されたか否かを確認するためのものである。

インバータはバッテリの直流電力を車両モータ用の交流電力に変換し、ＡＣ１００Ｖ変換用の回路はインバータとは別に例えばバッテリの直流電力を家庭用（キャンピングカー用）の電化製品向けに変換するコンバータに続いている。

図１の如く、第一のコネクタ２１内に二つの＋極の同電位（電位差なし）の出力部である端子２ａ，３ａが配置され、第二のコネクタ２２内に二つの＋極の出力部である端子４ａ，５ａが配置され、第四のコネクタ２４内に二つの−極の同電位（電位差なし）の出力部である端子８ａ，９ａが配置され、第五のコネクタ２５内に三つの−極の出力部である端子１０ａ〜１２ａが配置され、第六のコネクタ２６内に二つの＋極の同電位（電位差なし）の出力部である端子１３ａが配置されている。

これにより、各コネクタ２１〜２６内の各端子間の絶縁構造が不要となり、コネクタ２１〜２６の小型化とそれに伴うジャンクションブロックＡの小型化が可能となる。特に電位差のない第一のコネクタ２１や第四のコネクタ２４でその効果が顕著に発揮される。

各コネクタ２１〜２６は少なくとも合成樹脂製のコネクタハウジングと、コネクタハウジング内に収容される端子とで構成され、複数の雄型の端子の電気接触部を突出させるコネクタ嵌合室を有するコネクタと、各雌型の端子を収容する各端子収容室を有するコネクタとに分類されるが、上記効果は、端子間に絶縁隔壁を有しない前者のコネクタ（コネクタ嵌合室を有するコネクタ）において特に顕著となる。後者のコネクタにおいても端子収容室の隔壁を薄く形成することができ、同様の効果が得られる。

また、＋極の第一〜第五の各回路１〜５は例えば並列に整然と配置され、−極の第六〜第九の各回路６〜９も例えば並列に整然と配置され、＋極の回路１〜５と−極の回路６〜９とが交差することなく、別々に配置されているから、回路構成が簡素化され、それによってもジャンクションブロックＡの小型化と、回路長さの短縮や回路配索のし易さ等によってジャンクションブロックＡの低コスト化が可能となる。

図２〜図４は、上記回路構造を適用したジャンクションブロックＡの一実施形態を示すものである。図１と同様の構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図２において、符号３２は、バッテリの＋電極に続く回路を接続する総入力側のコネクタ（総入力部）、３３は、バッテリの−電極に続く回路を接続する総入力側のコネクタ（総入力部）、１６’は、大電流用のヒューズ１６を収容する部分、１７はサービスプラグ、１８は＋電源のリレー、１９は−電源のリレー、２０は小電流用の二つのヒューズ、２９は電流センサである。

また、符号４４は、インバータ側の＋極の回路を接続する出力部１ａを有する総出力用の＋極の端子台、４５は、インバータ側の−極の回路を接続する出力部６ａを有する総出力用の−極の端子台、２１は、＋極の複数の端子２ａ，３ａ（図１）を収容し、ＡＣ１００Ｖ変換用の＋極の回路に接続される第一のコネクタ、２４は、−極の複数の端子８ａ，９ａ（図１）を収容し、ＡＣ１００Ｖ変換用の−極の回路に接続される第四のコネクタ、２５は、リレー駆動用（励磁側）の回路に接続される第五のコネクタ、２６は、サービスプラグ検知用のインタロック回路を接続する第六のコネクタである。

また、３５は、ＤＣ／ＤＣ側の回路を接続する端子台、３６は、車両側の回路を接続するコネクタ、３７は、アース用の回路に接続する端子台である。端子台とはジャンクションブロック側のバスバーの端末部をボルトやナットで相手側の端子（図示せず）に接続するためのものである。

図３の如く、ジャンクションブロックＡは、合成樹脂製のアッパカバー３８とロアカバー３９とミドルカバー４０と、ミドルカバー４０の上に配置されるミドルプレート４１と、ミドルカバー４０の下に配置される導電金属製のシールドケース（図示せず）とを備えている。

アッパカバー３８には、サービスプラグ１７や＋極のリレー１８や−極のリレー１９やバッテリ総入力用の＋極のコネクタハウジング３２’や同じく−極のコネクタハウジング３３’が設けられる。ロアカバー３９には車両接続用コネクタ３６等が設けられる。

図３，図４の如く、ミドルカバー４０には、その水平な絶縁壁５１上に＋極のバスバー１，２，１３等が配索されると共に、電流センサ２９や大電流用のヒューズ１６や小電流用のヒューズ２０や、インバータ側への総出力用の＋極の端子台４４と−極の端子台４５、及び１２Ｖ用のＤＣ／ＤＣコンバータを接続する端子台３５等が設けられる。

図３，図５の如く、ミドルプレート４１には、絶縁板４６上に主に−極のバスバー６，８，１０〜１２等と、一部の＋極のバスバー１’と、−極のバスバー６及びミドルカバー側の＋極のバスバー１の各端子部４８〜５０に接続されるリレー接続用の複数の雌−雌中継端子４７等が設けられる。＋極のバスバー１’はミドルカバー側の大電流ヒューズ１６とサービスプラグ１７とを接続する。

大電流ヒューズ１６にはアッパカバー３８のコネクタ３３内の端子からバスバー（図示せず）を経てバッテリ側の電源が接続される。コネクタ３３内の端子はバスバーに一体に立ち上げられる。サービスプラグ１７からの電流はミドルカバー側の＋極のバスバー１の端子４８を経て＋電源のリレー１８へ通電され、リレー１８からミドルカバー側の＋極のバスバー１と一側方の小電流用の二つのヒューズ２０とを経てＡＣ１００Ｖ変換回路用の水平な＋極の各端子２ａ，３ａに送られる。各端子２ａ，３ａは同極であるから、アッパカバー３８の側面のコネクタハウジング２１’内に収容されて小型のコネクタ２１（図４）を構成する。コネクタハウジング２１’はアッパカバー３８と一体でも別体でもよい。

ミドルカバー４０上の他側方で＋極のバスバー１３に続くインタロック用の水平な二つの＋極の端子１３ａが並列に位置し、各端子１３ａは同極であるから、アッパカバー３８の側面のコネクタハウジング２６’内に収容されて小型のコネクタ２６（図４）を構成する。

ミドルカバー４０のインバータ接続用の−極の端子台４５にミドルプレート上の−極のバスバー６の立ち上げ部（６ａ）が接続され、−極のバスバー６にＡＣ１００Ｖ変換回路用の−極の二本の端子８ａ，９ａが水平に突設され、各端子８ａ，９ａは同極であるから、アッパカバー３８の側面のコネクタハウジング２４’内に収容されて小型のコネクタ２４（図５）を構成する。

アッパカバー側の−電源のリレー１９にミドルプレート４１上の−極のバスバー６，１０〜１２の垂直な端子４９，５０が接続され、−極のバスバー１０〜１２にリレー駆動用の−極の三本の端子１０ａ〜１２ａが水平に突設され、各端子１０ａ〜１２ａは同極であるから、アッパカバー３８の側面のコネクタハウジング２５’内に収容されて小型のコネクタ２５（図５）を構成する。

図３の如く、インバータに対する出力部である＋−極の各端子台４４，４５はジャンクションブロックＡの中央に配置され、中央からミドルカバー４０上の＋極のバスバー１，１３とミドルプレート４１上の−極のバスバー６，１０〜１２とに分割して接続されている。

このように、＋極のバスバー１，１３と−極のバスバー６，１０〜１２とをミドルプレート４１の絶縁板４６を介して上下二層に分離させたことで、両極のバスバー間の絶縁が確実に行われ、且つ各層の同極のバスバー１，１３、６，１０〜１２を近接して高密度に配索でき、且つ同極の端子２ａ，３ａ、１３ａ、８ａ，９ａ、１０ａ〜１２ａを所望の場所に容易に集合させることができて、同極の端子でなる小型のコネクタ２１，２４，２５，２６を形成可能となっている。

なお、上記各実施形態においては、サービスプラグ１７を用いた例を示したが、サービスプラグ１７を用いなくともジャンクションブロックＡやその回路は形成可能であり、その場合でも同極の端子による小型のコネクタ２１，２４〜２６や回路構造の簡素化は達成し得るものである。

また、上記各実施形態においては、ジャンクションブロックＡをバッテリとインバータとの接続に用いた例を示したが、ジャンクションブロックＡの適用例はそれに限るものではなく、電源入力側と出力側とを有する全ての形態のジャンクションブロックの回路構造に適用可能である。

また、上記実施形態においては、ミドルカバー４０に＋極のバスバー１，１３を配置し、ミドルプレート４１に−極のバスバー６，１０〜１２を配置した例を示したが、それとは逆に、ミドルカバー４０に−極のバスバーを配置し、ミドルプレート４１に＋極のバスバーを配置することも可能である。

また、上記実施形態においては、アッパカバー３８とミドルカバー４０とロアカバー３９を用いた例を示したが、例えばミドルカバーを廃除して、ロアカバー（形状は図３のものとは異なる）に＋極又は−極のバスバーを配置することも可能である。また、ミドルカバー４０ではなく、他の絶縁プレート（図示せず）に＋極のバスバーを配置することも可能である。

本発明に係るジャンクションブロックの回路構造の一実施形態を示す回路説明図である。ジャンクションブロックの一実施形態を示す斜視図である。同じくジャンクションブロックを示す分解斜視図である。ジャンクションブロックの＋回路側のミドルカバーを示す平面図である。ジャンクションブロックの−回路側のミドルプレートを示す平面図である。従来のジャンクションブロックの一形態を示す回路説明図である。

符号の説明

１，１３＋極のバスバー
１ａ，６ａ出力部（総出力部）
２ａ〜３ａ，１３ａ＋極の端子
６，１０〜１２ −極のバスバー
８ａ〜９ａ，１０ａ〜１２ａ −極の端子
２１，２６＋極のコネクタ
２１’，２６’ 一方のコネクタハウジング
２４，２５ −極のコネクタ
２４’，２５’ 他方のコネクタハウジング
３２，３３コネクタ（総入力部）
４６絶縁板
Ａジャンクションブロック

Claims

＋極のバスバーと−極のバスバーとを備え、該＋極のバスバーに続く複数の＋極の端子を一方のコネクタハウジング内に配置して＋極のコネクタを構成させ、該−極のバスバーに続く複数の−極の端子を他方のコネクタハウジング内に配置して−極のコネクタを構成させ、
該＋極のバスバーと−極のバスバーとがそれぞれバッテリ回路の総入力部とインバータ回路の総出力部及び他の出力部とに続き、該他の出力部が該＋極の端子と−極の端子とを備え、
該総出力部がジャンクションブロックの一方側の中央に配置され、該＋極の端子と−極の端子が該ジャンクションブロックの一方側のうち該総出力部の両側に配置されたことを特徴とするジャンクションブロックの回路構造。
前記＋極のバスバーと前記−極のバスバーとが絶縁板を介して異なる層に配置されたことを特徴とする請求項１記載のジャンクションブロックの回路構造。
前記＋極の端子と−極の端子とがＡＣ１００Ｖ変換用の回路に接続されることを特徴とする請求項１又は２記載のジャンクションブロックの回路構造。