JP5861784B2 - 車両用ジャンクションボックス - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される各種電装部品のワイヤハーネスの接続に用いられる車両用ジャンクションボックスに関する。

日本国特許公開公報特開２０１０−２２６９４５号（特許文献１）に例示されるように、駐車スペースの路面上に給電部として一次コイルを設け、車両のフロア下面に受電部として二次コイルを設けて、一次コイルから電磁誘導作用により二次コイルが電力供給を受け、該二次コイルによる受電電力で車両に搭載したバッテリを充電する技術が開示されている。

上述のような非接触給電システムを採用した車両では、バッテリ側の強電系のワイヤハーネスと二次コイル側の弱電系のワイヤハーネスとを接続するジャンクションボックスが車室側に搭載されることがある。

このような強電系のワイヤハーネスを接続するジャンクションボックスは、内部に強電回路を配設してあるためエンクローズドであることが求められ、ジャンクションボックスのハウジングとその開口部を閉塞する蓋とを、それらの周縁部で複数の取付ボルトにより締結固定している。

従って、車室側等の手の届く部分に搭載されるジャンクションボックスでは、その蓋の締結固定部や、ハウジングの壁面に固設したボックス側コネクタに設けられて、これに接続されるワイヤハーネスに取付けたハーネス側コネクタとの接続を解除するロック解除部等、ハウジングの外側に設定された複数の脱着構成部が外されることがないように密閉性を維持することが望まれる。

本発明によれば、簡単な構造により、ジャンクションボックスのハウジングの外側に設定された上述の脱着構成部が誤って外されるのを回避することができる車両用ジャンクションボックスを提供することができる。

本発明の車両用ジャンクションボックスは、そのハウジングの外側に複数の脱着構成部を設定してあって、前記ハウジングの壁面には、これら複数の脱着構成部を集約的に覆うカバーを備えたことを主要な特徴としている。

本発明によれば、ジャンクションボックスの蓋の締結固定部や、ハウジングの壁面に固設したボックス側コネクタのロック解除部等の脱着構成部がカバーで覆われているためその離脱操作を不能とする。

これにより、ジャンクションボックスの蓋や、ボックス側コネクタに嵌合接続したハーネス側コネクタが外されるのを回避して保安性を高めることができる。

本発明の車両用ジャンクションボックスが用いられる非接触給電装置を概略的に示す説明図。 本発明に係る車両用ジャンクションボックスの一実施形態を示す外観斜視図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面説明図。 図２に示したボックス側コネクタのロック解除部の配置状況を示す外観斜視図。 カバーの外れ検知手段を示す略示的断面説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。

図１は、電気自動車やハイブリッド車に代表される車両１における非接触給電装置を示している。

この非接触給電装置は、地上側ユニットである給電装置１００と車両側ユニットである受電装置２００とを備え、給電スタンド等に配置される給電装置１００から車両１に搭載された受電装置２００に非接触で電力を供給し、車載バッテリ２７を充電する。

給電装置１００は、給電スタンド近傍の駐車スペース２に設置した給電部１２を備え、受電装置２００は、車両１を駐車スペース２の所定位置に止めたときに給電部１２に対向するように車両１の底面に配設した受電部２２を備える。

給電部１２として導電線からなる一次コイルを主体とした送電コイルが用いられ、また、受電部２２として同じく導電線からなる二次コイルを主体とした受電コイルが用いられる。両コイル間の電磁誘導作用により、送電コイル１２から受電コイル２２へ非接触に電力を供給する。

地上側の給電装置１００は、電力制御部１１と送電コイル１２と無線通信部１３と制御部１４とを備える。

電力制御部１１は、交流電源３００から送電される交流電力を高周波の交流電力に変換し送電コイル１２に送電するための回路であり、整流部１１１とＰＦＣ回路１１２とインバータ１１３とＰＦＣ回路１１２の出力電流を検出するセンサ１１４とを備える。整流部１１１は交流電源３００に電気的に接続され、交流電源３００からの出力交流電力を整流する回路である。ＰＦＣ回路１１２は、整流部１１１の出力波形（脈流）を整形することで力率を改善するための回路（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）であり、整流部１１１とインバータ１１３との間に接続される。

無線通信部１３は、車両１側に設けられた無線通信部２３と双方向に通信を行う。

制御部１４は、給電装置１００全体を制御する部分であり、無線通信部１３，２３間の通信により給電装置１００からの電力供給を開始する旨の信号を車両１側に送信したり、車両１側から給電装置１００からの電力を受給したい旨の信号を受信したりする。

制御部１４は、この他に、センサ１１４の検出電流にもとづいてインバータ１１３のスイッチング制御を行い、送電コイル１２から送電される電力を制御する。また、給電中に異物センサ３からの検出信号にもとづいて、給電停止を行い、あるいは無線通信部１３，２３を通じて車両１側に警告信号を送信する。

異物センサ３として、例えば金属検知コイルが用いられ、給電中に送電コイル１２と受電コイル２２との間に形成される磁場に金属異物が侵入、あるいは介在した場合には、異物検知センサ３の検出電気信号により、制御部１４により直ちに警告あるいは給電停止を促して、金属異物の磁場介在に起因する給電不良等の不具合の発生を未然に防止する。

車両１側の受電装置２００は、受電コイル２２と無線通信部２３と充電制御部２４と整流部２５とリレー部２６とバッテリ２７とインバータ２８とモータ２９と通知部３０とを備える。

受電コイル２２は、上述のように車両１の底面（フロア下面）等で、左右の後輪Ｗ間に設けられ、図外の駐車誘導規制手段により車両１が駐車スペース２の所定位置に誘導，規制されて駐車すると、送電コイル１２の直上に正対し、該送電コイル１２と距離を保って位置づけられる。

整流部２５は受電コイル２２に接続され、受電コイル２２で受電された交流電力を直流に整流する整流回路により構成される。

リレー部２６は、充電制御部２４の制御によりオンおよびオフが切り換わるリレースイッチを備えている。すなわち、リレー部２６は、リレースイッチをオフにすることで、バッテリ２７を含む強電系と充電の回路部となる受電コイル２２および整流部２５の弱電系とを切り離す。

バッテリ２７は、複数の二次電池を接続することで構成され、車両１の電力源となる。インバータ２８はＩＧＢＴ等のスイッチング素子を有したＰＷＭ制御回路等の制御回路であって、スイッチング制御信号にもとづいて、バッテリ２７から出力される直流電力を交流電力にし、モータ２９に供給する。モータ２９は、例えば三相の交流電動機により構成され車両１を駆動させるための駆動源となる。

通知部３０は、警告ランプ、ナビゲーションシステムのディスプレイまたはスピーカ等により構成され、充電制御部２４による制御にもとづいてユーザに対して光，画像または音声等を出力する。

充電制御部２４はバッテリ２７の充電を制御するためのコントローラであり、無線通信部２３、通知部３０、リレー部２６等を制御する。充電制御部２４は、充電を開始する旨の信号を、無線通信部２３，１３の通信により制御部１４に送信する。また、充電制御部２４は、車両１の全体を制御する図外のコントローラとＣＡＮ通信網で接続されている。このコントローラはインバータ２８のスイッチング制御やバッテリ２７の充電状態（ＳＯＣ）を管理する。そして、充電制御部２４は、このコントローラにより、バッテリ２７の充電状態にもとづいて満充電に達した場合に、充電を終了する旨の信号を制御部１４に送信する。

従って、本実施形態の非接触給電装置では、送電コイル１２と受電コイル２２との間で、電磁誘導作用により非接触状態で高周波電力の送電および受電を行う。言い換えると、送電コイル１２に電圧が加わると、送電コイル１２と受電コイルとの間には電磁気的な結合が生じ、送電コイル１２と受電コイル２２へ電力（電磁エネルギー）が供給される。

図２〜図５は、上述の車両１に搭載された受電装置２００に用いられる車両用ジャンクションボックスを示している。

このジャンクションボックス４０は、例えば上述のバッテリ２７側の強電系のワイヤハーネスと、整流部２２を含む受電コイル２２側の弱電系のワイヤハーネス、および充電制御部２４を含む制御回路や通信回路側の弱電系のワイヤハーネスの接続に用いられる。

図１に示す受電装置２００におけるバッテリ２７と整流部２５との間に接続されるリレー部２６は、例えば、強電回路基板等と共にこのジャンクションボックス４０内に組込まれる。

ジャンクションボックス４０は、車両１の車室側でフロア下面の受電コイル２２の近くに搭載される。

このジャンクションボックス４０は、底縁部に外方に延設した固定用ブラケット４２Ａを介して取付ボルト４３によりフロア上面に締結固定される上側が開口した矩形ボックス状のハウジング４１と、該ハウジング４１の上側の開口部を閉塞した蓋４４とを備えている。

これらハウジング４１と蓋４４は、適宜の合成樹脂材で成形してあり、上述の開口部と蓋４４の周縁部の重合面は、図３に示すように蓋４４が水平方向にずれ動かないように相互に浅く嵌合する段差を付与して位置決め手段４５を構成している。そして、この段差が嵌合した部分で周方向の複数ヶ所で脱着構成部としての取付ボルト（締結固定部）４６により相互に締結固定している。

ハウジング４１の壁面、例えば、図２の紙面左側に設定される車室の作業用自由空間に面する正面側の長矩形状の壁面４１ａには、ボックス側コネクタ５０をそのフランジ部５１を壁面４１ａに重合して取付ボルト５３により締結固定してある。

図２に示す例では、壁面４１ａの長さ方向両側部に一対のボックス側コネクタ５０Ａ，５０Ｂを配設してある。

ボックス側コネクタ５０は、その周側に図４に例示するようにワイヤハーネス８０端に設けたハーネス側コネクタ８１との嵌合接続をレバー５２ａの押圧操作により解除する脱着構成部としてのロック解除部５２を設けてあるが、上述の一対のボックス側コネクタ５０Ａ，５０Ｂは、それらのロック解除部５２が互いに内向きに対向するように、周側の対向面に設定している。

そして、ハウジング４１の壁面４１ａには、該ハウジング４１の外側に設定されたこれら複数の脱着構成部、即ち、上述の蓋４４の取付ボルト４６による締結固定部の少なくとも１つと、上述のボックス側コネクタ５０に設けられたロック解除部５２とを集約的に覆う金属製のカバー６０を取付けてある。

ハウジング４１の壁面４１ａは、一対のボックス側コネクタ５０Ａと５０Ｂとの間に膨出部４１ｂを上縁，下縁に亘って形成してあり、ここに上述のカバー６０が取付けられる。

上述の蓋４４は、ハウジング４１の膨出部４１ｂの上端に外形が整合するように突縁部４４ａを形成してあり、この突縁部４４ａの部分ではその両側部を取付ボルト４６で膨出部４１ｂの上端面に締結固定している。

カバー６０は、ハウジング４１の壁面４１ａに形成した上述の膨出部４１ｂ面に締結固定される帯板状の基片６１と、該基片６１から延設されて蓋４４の締結固定部である取付ボルト４６の頭部４６ａと、ボックス側コネクタ５０のロック解除部５２とをそれぞれ覆う複数の板状のアーム片６２とを備えている。すなわち、基片６１はハウジング４１の壁面４１ａに位置固定され、各アーム片６２が配置される位置に向けて延在形成される。

本実施形態では、上述の基片６１の長さ方向両端部には、一対のボックス側コネクタ５０Ａ，５０Ｂの各ロック解除部５２と接触しない状態で覆うように屈曲形成された略Ｌ字状のアーム片６２ａの基部が下向きに延設される。一方、該基片６１の長さ方向の一端部に蓋４４の突出部４４ａの一側における取付ボルト４６の頭部４６ａと接触しない状態で覆うように屈曲形成された略Ｌ字状のアーム片６２ｂの基部が上向きに延設される。

基片６１は、その長さ方向中央部の１ヶ所を取付ボルト６３により上述の膨出部４１ｂ面に締結固定される。

また、基片６１と膨出部４１ｂ面との相互間に、取付ボルト６３を中心とする該基片６１の回転方向の位置ずれを規制する回り止め部６４が設けられてある。

上述の膨出部４１ｂ面には、格子状に突出量の小さなリブ４１ｃが突設される。本実施形態では、このリブ４１ｃのうち基片６１の下縁に近接した上側の横リブの長さ方向中央に凹部４１ｄが形成され、基片６１の下縁にこの凹部４１ｄに嵌合する突縁部６１ａが形成され、これら凹部４１ｄと突縁部６１ａとによって回り止め部６４が構成される。

回り止め部６４は、この他、ロケートピンとロケート孔との係止構造のものでも勿論有効である。

一方、ハウジング４１は、上述のカバー６０が外れたことを検知する外れ検知手段７０を備える。

本実施形態では、上述の基片６１の取付ボルト６３が、膨出部４１ｂを貫通してハウジング４１内に突出させて締結固定される。そして、ハウジング４１内にはこの取付ボルト６３の突出端で作動子７１ａが押動されることにより接点をオンまたはオフにするスイッチ７１を配設して、これら取付ボルト６３とスイッチ７１とによりカバー６０の外れ検知器７０としている。即ち、カバー６０を外すため、取付ボルト６３を弛緩して引き抜くと、突出端で押動された作動子７１ａが復位してスイッチ７１の接点をオフまたはオンにすることでカバー６０の外れ検知を行うことができる。

ハウジング４１の一側端部の短矩形状の壁面４１ｅを貫通してボックス側ワイヤハーネス４７をグロメット４９を介して外側に引出してある。

ボックス側ワイヤハーネス４７は主線４７ａと支線４７ｂとに分岐している。それらの端部に設けたハーネスコネクタ４８は、図２における壁面４１ｅの紙面奥側の縁部から一体に延設したコネクタ支持用のブラケット４２Ｂにクリップ固定される。

以上の構成からなる本実施形態の車両用ジャンクションボックス４０によれば、ハウジング４１の開口部を閉塞した蓋４４を外そうとしても、その取付ボルト（脱着構成部）４６の頭部４６ａはカバー６０で覆われているためその弛緩作業を不能とし、同じくボックス側コネクタ５０のロック解除部（脱着構成部）５２もこのカバー６０で覆われているためそのロック解除操作を不能とする。

これにより、ジャンクションボックス４０の蓋４４や、ボックス側コネクタ５０に嵌合接続したハーネス側コネクタ８１が誤って外されるのを回避することができる。

本実施形態のように、蓋４２の取付ボルト４６の１つをカバー６０で覆った構成であっても、蓋４２の締結重合面に段差嵌合等による位置決め手段４５を付設することにより、他の取付ボルト４６が全て外されても、蓋４２の面方向の回転位置ずれを規制するので、蓋４２の外れ防止が可能である。

一方、上述の蓋４４やハーネス側コネクタ８１を故意に外そうとしてカバー６０をハウジング４１から外した場合、これを検知手段７０により直ちに検出して警告することにより、不当な取外しを未然に防止することができて保安性を高めることができる。

とりわけ、本実施形態では上述の検知器７０として、カバー６０を固定する取付けボルト６３をハウジン部４１内に突出させ、その突出端の進，退動作に応動するスイッチ７１をハウジング４１内に設けた構成としている。

このように、カバー６０の取付ボルト６３の動作をスイッチ７１で直接感知してカバー６０の外れ検知を行うことにより、速やかな異常警告を促して防御を有効に行うことができる。

ここで、特に本実施形態では上述のカバー６０は、ハウジング４１に取付ボルト６３により締結固定される帯板状の基片６１に、蓋６１を固定する取付ボルト４６の１つと、ボックス側コネクタ５０のロック解除部５２とをそれぞれ覆う複数のアーム片６２を延設した構造としている。

これにより、カバー６０を必要最小限の大きさの簡易構成とすることができて、小型，軽量化を図ることができる。

しかも、基片６１をハウジング４１に取付ボルト６３により締結固定してあることにより、カバー６０を不当に外そうとした場合に、基片６１の取付ボルト６３の取外しに手間取ることから防御性にも有効となる。

また、カバー６０はその基片６１をハウジング１の壁面４１ａにおける膨出部４１ｂに１ヶ所で締結固定して、回り止め部６４でこの固定点を中心とした回転方向のずれ動きを規制した構造としている。

これにより、カバー６０の付設に伴う部品点数の増加を極力抑えて、軽量化とコストダウンに寄与することができる。

更に、ハウジング４１の１つの壁面４１ａに一対のボックス側コネクタ５０Ａ，５０Ｂを配設する場合、それらの周側の対向面にそれぞれロック解除部５２を設定して、カバー６０はその基片６１を両コネクタ５０Ａと５０Ｂとの間に設定し、それらのロック解除部５２と、両コネクタ５０Ａ，５０Ｂ間に対応した領域における蓋４４の取付ボルト４６の１つとを、基片６１から延設したアーム片６２ａ，６２ｂで覆った構成としている。

従って、このような場合であっても、カバー６０を、基片６１と必要最小数のアーム片６２ａ，６２ｂとからなる簡易構成として、小型，軽量化を損なうことはない。

図２に例示したカバー６２は、アーム片６２ａとアーム片６２ｂとを備えて、ボックス側コネクタ５０のロック解除部５２と蓋４４の取付ボルト４６の何れの離脱操作も不能とする好ましい例を開示しているが、アーム片６２ｂを除いて２つのアーム片６２ａによりロック解除部５２の離脱操作のみを不能とするように構成してもよい。

また、これとは逆に、アーム片６２ａを除いて、複数のアーム片６２ｂを設け、これにより複数の取付ボルト４６の離脱操作のみを不能とするように構成することもできる。

更に、脱着構成部の対象部品としては、前述のハウジング４１に設けられる蓋やコネクタ部材に限らず、ハウジング４１に外装される他の電設部品であってもよい。

なお、前記実施形態ではジャンクションボックス４０として非接触給電システムにおける車両１側の受電装置２００の車室フロア上に搭載するものを例示したが、モータルーム内に搭載するものにも適用することができる。

また、本発明のジャンクションボックス４０は、ボックス内部に強電部が形成されるものに適用して保安上有効であるが、特に、これに限定されるものではない。

（米国指定）
本国際特許出願は米国指定に関し、２０１２年１２月７日に出願された日本国特許出願第２０１２−２６７７４３号について米国特許法第１１９条（ａ）に基づく優先権の利益を援用し、当該開示内容を引用する。

Claims (4)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングの外側に設定された複数の脱着構成部と、
   前記ハウジングの壁面に取付けられて、前記複数の脱着構成部を集約的に覆うカバーと、
   を備え
   前記カバーにより覆われる脱着構成部が、前記ハウジングの開口部を閉塞した蓋の周縁部に設定された締結固定部の少なくとも１つと、前記ハウジングの壁面に取付けたボックス側コネクタに設けられて、ハーネス側コネクタとの接続を解除するロック解除部であり、
   前記カバーは、前記ハウジングの壁面に締結固定される帯板状の基片と、前記基片から延設されて、前記蓋の締結固定部の少なくとも１つと前記ボックス側コネクタのロック解除部とをそれぞれ覆う複数のアーム片とを備える
   ことを特徴とする車両用ジャンクションボックス。
2. 前記カバーの基片を前記ハウジングの壁面に１ヶ所で締結固定し、該基片とハウジングの壁面との相互に基片の回り止め部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ジャンクションボックス。
3. 請求項１に記載の車両用ジャンクションボックスであって、
   前記ボックス側コネクタが前記ハウジングの１つの壁面に一対設けられ、
   前記ロック解除部がこれらボックス側コネクタの対向面にそれぞれ設定され、
   前記カバーがこれらボックス側コネクタ間で前記ハウジングの壁面に固定され、該カバーにより各ボックス側コネクタのロック解除部と、これらボックス側コネクタ間に対応した領域における前記蓋の締結固定部とが覆われることを特徴とする車両用ジャンクションボックス。
4. 前記カバーが外れたことを検知する外れ検知器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ジャンクションボックス。

Images