JP6004192B2 - 電気接続箱 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される電気接続箱に係り、特に浸水後の発火防止構造を備えた電気接続箱に関するものである。
従来から、自動車等の電装系の適所には電気接続箱が設けられており、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。具体的には、電気接続箱の内部に、バッテリー等の電源ラインに接続された電源側バスバーとグランドラインに接続されたグランド側バスバーが絶縁板上に配設されたバスバー回路体が収容されており、電源分配が行われるようになっている。
ところで、このような電気接続箱の内部に水が浸入すると、バスバー回路体のショート等が発生するおそれがあるため、電気接続箱には、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）に記載のように、電気接続箱の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ようにしたものが知られている。
しかしながら、従来の電気接続箱の防水構造は、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の電気接続箱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。
このような想定外の浸水後に、電気接続箱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電気接続箱に施すことは、電気接続箱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電気接続箱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、浸水後に電気接続箱の発火を防止し得る有効な対策が求められていた。
特許第４５８５９８０号公報
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、電気接続箱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、新規な構造の電気接続箱を提供することにある。
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、特にバッテリーに直結された電気接続箱において、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 ０）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。
本発明の第一の態様は、電源ラインに接続された電源側バスバーと、グランドラインに接続されたグランド側バスバーを含んだ複数のバスバーが絶縁板上に配設されてなるバスバー回路体を備えた電気接続箱において、前記電源側バスバーと前記グランド側バスバーが隣接配置されている一方、前記電源側バスバーと前記グランド側バスバーの隣接隙間から露呈する前記絶縁板の露呈部に対して、酸化物堆積阻止構造が施されていることを特徴とする。
本態様によれば、絶縁板上に隣接配置された電源側バスバーとグランド側バスバーの隣接隙間から露呈される絶縁板の露呈部に対して、酸化物堆積阻止構造が施されている。それ故、仮に車両が津波や洪水等により浸水して電位差の大きな隣接する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発生して酸化物である亜酸化銅が生じても、それらの隣接隙間には、かかる酸化物が堆積することを阻止する酸化物堆積阻止構造が施されている。従って、隣接配置された電源側バスバーとグランド側バスバーの間に酸化物が堆積することを未然に防止して、堆積酸化物による短絡路の形成を阻止してショートやそれによる発火を防止することができる。従って、電気接続箱の防水構造に寄らずとも、簡単な構造で浸水時の電気接続箱の発火の発生を防ぐことができるのである。
なお、電源側バスバーとは電源ラインであるバッテリーのプラス端子に直接接続されているものの他、他部材を介して間接的に接続されているものも含む。また、グランド側バスバーとは、グランドラインであるバッテリーのマイナス端子に直接接続されているものの他、他部材を介して間接的に接続されているものも含む。要するに、電位差を有する隣接配置された２つのバスバーにより、電源側バスバーとグランド側バスバーが構成される。
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、前記酸化物堆積阻止構造が、前記露呈部を切り欠いたものである。
本態様によれば、電源側バスバーとグランド側バスバーの隣接隙間から露呈する絶縁板の露呈部を切り欠くことにより酸化物堆積阻止構造が構成されている。従って、仮に車両浸水時に亜酸化銅が析出しても、電源側バスバーとグランド側バスバーの隣接隙間の絶縁板が切り欠かれており、隣接隙間の絶縁板上に亜酸化銅が堆積することがより確実に防止されている。それ故、堆積酸化物によるショートやそれに伴う発火を有利に防止できるのである。
本発明の第三の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記酸化物堆積阻止構造が、前記露呈部に加えて、前記露呈部に連接して前記電源側バスバーと前記グランド側バスバーの少なくとも一方を支持するバスバー支持部を切り欠いたものである。
本態様によれば、電源側バスバーとグランド側バスバーの隣接隙間から露呈する絶縁板の露呈部に加えて、露呈部に連接して電源側バスバーとグランド側バスバーの少なくとも一方を支持するバスバー支持部を切り欠くことにより酸化物堆積阻止構造が構成されている。従って、仮に車両浸水時に亜酸化銅が析出しても、絶縁板の露呈部が切り欠かれていることにより亜酸化銅の堆積が防止されていることに加えて、露呈部に連接する絶縁板のバスバー支持部が切り欠かれていることにより、堆積酸化物によるショートが発生したとしてもそれに伴い発火する絶縁板が切り欠かれていることから結果として発火を有利に防止できるのである。
本発明の第四の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記酸化物堆積阻止構造が、前記露呈部に複数の貫通孔を設けるものである。
本態様によれば、電源側バスバーとグランド側バスバーの隣接隙間から露呈する絶縁板の露呈部に複数の貫通孔が設けられることにより酸化物堆積阻止構造が構成されている。従って、仮に車両浸水時に亜酸化銅が析出しても、それら貫通孔から酸化物が落下し、電源側バスバーとグランド側バスバーの隣接隙間に堆積することが阻止されている。それ故、堆積酸化物によるショートやそれに伴う発火を有利に防止できるのである。特に、絶縁板の露呈部に貫通孔を設けることにより、完全に切り欠く場合に比して、絶縁板の強度やバスバーの保持性を確保しつつ、酸化物の堆積を阻止できるのである。
本発明の第五の態様は、前記第四の態様に記載のものにおいて、前記絶縁板が網目構造の樹脂板で形成されており、各網目により前記貫通孔が構成されているものである。
本態様によれば、絶縁板全体を網目構造の樹脂板で形成できることから、電源側バスバーとグランド側バスバーの隣接隙間から露呈する露呈部のみに酸化物堆積阻止構造を別途形成する場合に比して、製造効率よく酸化物堆積阻止構造を絶縁板に設けることができる。
本発明によれば、絶縁板上に隣接配置された電源側バスバーとグランド側バスバーの隣接隙間から露呈される絶縁板の露呈部に対して、酸化物堆積阻止構造が施されている。それ故、仮に車両が津波や洪水等により浸水して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発生して亜酸化銅が生じても、電源側バスバーとグランド側バスバーの間に酸化物が堆積することを未然に防止して、堆積酸化物による短絡路の形成を阻止してショートやそれによる発火を防止することができる。従って、電気接続箱の防水構造に寄らずとも、簡単な構造で浸水時の電気接続箱の発火の発生を防ぐことができるのである。
本発明の一実施形態としての電気接続箱を示す分解斜視図。 図１に示すバスバー回路体を示す分解斜視図。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面の要部拡大図。 本発明の電気接続箱に用いられる酸化物堆積阻止構造の他の態様を示す図であって、図２に相当する分解斜視図。
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。
先ず、図１〜３に、本発明の一実施形態としての電気接続箱１０を示す。電気接続箱１０は、図１に示されているように、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、特に断りのない場合には、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。
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。
また、図１に示されているように、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〜ｄが複数設けられている。これら複数のコネクタ収容部２０ａ〜ｄ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〜ｇの端部に設けられたバスバー端子３０，３２がアッパケース１４の上方に向かって突出している。なお、バスバー端子３０，３２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〜ｄ内に配設されている。
そして、コネクタ収容部２０ａ〜ｄ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〜ｄ内に突設されたバスバー端子３０，３２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。
一方、バスバー回路体１２は、図２に示されているように、略薄肉平板形状の絶縁板２６ａ，２６ｂの表面に対してバスバー２８ａ〜ｇが重ね合わされて支持された積層構造とされている。すなわち、絶縁板２６ａ，２６ｂの表面には、重ね合わされて支持されたバスバー２８ａ〜ｇ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〜ｇが嵌め込まれて支持されている。これにより、バスバー２８ａ〜ｇは、絶縁板２６ａ，２６ｂ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。なお、本実施形態では、バスバー嵌合溝３４は、バスバー嵌合溝３４を囲むように突設されたリブ３８によって周壁が形成された構造とされている。
各バスバー２８ａ〜ｇ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３０，３２を備えている。これらバスバー端子３０，３２は、絶縁板２６ａ，２６ｂ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３０，３２の基端部分は、絶縁板２６ａ，２６ｂ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。
下段の絶縁板２６ｂに載置されたバスバー２８ｅ〜ｇのバスバー端子３２は、上段の絶縁板２６ａに形成された複数の貫通孔４０に挿通されており、上段の絶縁板２６ａに載置されたバスバー２８ａ〜ｄのバスバー端子３０と同様に、上段の絶縁板２６ａの表面から上方に向かって略直角に突出されている。
一方、絶縁板２６ａ，２６ｂは、いずれも合成樹脂から形成されており、網目構造を有している。具体的には、絶縁板２６ａ，２６ｂはいずれも略矩形状とされており、絶縁板２６ａ，２６ｂの全面に亘り縦横両方向に対して所定ピッチで貫通孔４２を貫設することにより、網目構造が形成されている。言い換えれば、網目構造を構成する各網目により貫通孔４２が構成されているのである。
本実施形態では、例えば、バスバー２８ｃが電源ラインに接続された電源側バスバーとされている一方、バスバー２８ｄ，２８ｆがグランドラインに接続されたグランド側バスバーとされている。ここで、電源側バスバーとは電源ラインであるバッテリーのプラス端子に直接接続されているものの他、他部材を介して間接的に接続されているものも含む。また、グランド側バスバーとは、グランドラインであるバッテリーのマイナス端子に直接接続されているものの他、他部材を介して間接的に接続されているものも含む。要するに、電位差を有する隣接配置された２つのバスバーにより、電源側バスバーとグランド側バスバーが構成されるのである。例えば、電源側バスバーには、１２Ｖの他、２４Ｖや４８Ｖといった電圧が印加されるバスバーや、１２Ｖ以下の電圧が印加されるバスバーも含まれる。また、グランド側バスバーには、０Ｖの電圧が印加されるバスバーの他、電源側バスバーよりも低い０Ｖ以上の電圧が印加されるバスバーも含まれる。本実施形態では、電源側バスバー２８ｃに１２Ｖの電圧が印加され、グランド側バスバー２８ｄ，２８ｆに０Ｖの電圧が印加されている。
図１〜３に示されているように、電源側バスバー２８ｃとグランド側バスバー２８ｄが隣接配置されており、電源側バスバー２８ｃとグランド側バスバー２８ｄの隣接隙間から露呈する絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃには、複数の貫通孔４２が貫設されている。それ故、仮に車両が津波や洪水等により浸水して電位差の大きな隣接する電源側バスバー２８ｃとグランド側バスバー２８ｄの間で電気分解が発生して酸化物である亜酸化銅が生じても、それら貫通孔４２から亜酸化銅が落下し、電源側バスバー２８ｃとグランド側バスバー２８ｄの隣接隙間に堆積することが阻止されている。それ故、堆積酸化物である亜酸化銅によるショートやそれに伴う発火を有利に防止できる。従って、電気接続箱１０の防水構造に寄らずとも、簡単な構造で浸水時の電気接続箱１０の発火の発生を防ぐことができるのである。
しかも、絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃに貫通孔４２を設けることにより対策を行うことで、絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃを完全に切り欠く場合に比して、絶縁板２６ａの強度やバスバー２８ｃの保持性を確保しつつ、酸化物の堆積を阻止できるのである。このように、本実施形態では、絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃに貫設された複数の貫通孔４２により、酸化物堆積阻止構造が構成されているのである。
さらにまた、本実施形態によれば、絶縁板２６ａ全体を網目構造の樹脂板で形成されていることから、電源側バスバー２８ｃとグランド側バスバー２８ｄの隣接隙間から露呈する絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃのみに酸化物堆積阻止構造たる貫通孔４２を別途形成する場合に比して、製造効率よく貫通孔４２を絶縁板２６ａに設けることができる。しかも、下段の絶縁板２６ｂ全体も網目構造の樹脂板で形成されていることから、上段の絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃから落下する酸化物をさらに下段の絶縁板２６ｂの貫通孔４２に落とし込むことができるので、かかる酸化物により下段のバスバー２８ｅ〜ｇ間でショートが生じることを有利に防止できる。
また、図２及び図３に示されているように、網目構造の絶縁板２６ａを挟んで上下に電源側バスバー２８ｃとグランド側バスバー２８ｆが重ね合される部位において、網目を覆蓋する処置としてのシート４６が、絶縁板２６ａとグランド側バスバー２８ｆの間に配設されている。これにより、かかる上下の重なり合わせ部位における浸水後の酸化物の堆積によるショートおよびそれによる発火が防止されるようになっている。なお、シート４６は絶縁性のシート材、例えば合成樹脂により形成されている。
次に、図４を用いて、本発明の電気接続箱１０のバスバー回路体１２に用いられる酸化物堆積阻止構造の他の態様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。すなわち、かかるバスバー回路体５０は、絶縁板２６ａ，２６ｂがそれぞれ貫通孔４２の無い平板形状とされている一方、酸化物堆積阻止構造が、上段の絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃを切り欠いたものである点に関して、上記実施形態と異なる実施形態を示すものである。バスバー回路体５０においては、上段の絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃを切り欠いたことにより、電源側バスバー２８ｃとグランド側バスバー２８ｄの隣接隙間から露呈する絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃ上に亜酸化銅が堆積することをより確実に防止することができる。それ故、堆積酸化物によるショートやそれに伴う発火を有利に防止できるのである。
しかも、本実施形態では、電源側バスバー２８ｃとグランド側バスバー２８ｄの隣接隙間が最も狭くなる領域Ａにおいて、酸化物堆積阻止構造が、露呈部４４ａ〜ｃに加えて、露呈部４４ａ〜ｃに連接して電源側バスバー２８ｃを支持するバスバー支持部５２（図４中、仮想線で示す部分）を切り欠いた切欠部５４から構成されている。これにより、堆積酸化物によるショートが発生したとしても、その際に生じる熱により燃焼する可能性が高いバスバー支持部５２が切り欠かれていることから、それに伴う発火を有利に防止できる。
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、第１の実施形態では、絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃ以外にも貫通孔４２が貫設されていたが、少なくとも絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃに貫通孔４２が設けられていればよい。従って、下段の絶縁板２６ｂには貫通孔４２は設けられていなくてもよい。また、上段の絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃに貫設される貫通孔の形状や個数や間隔は任意に設定可能である。
また、シート４６の代わりに、シート４６が配設される箇所において上段の絶縁板２６ａに貫通孔４２を設けないようにしてもよい。
さらに、第２の実施形態では、平板形状の絶縁板２６ａの露呈部４４ａ〜ｃを切り欠いて酸化物堆積阻止構造を設けた例を示したが、第１の実施形態に示した網目構造の絶縁板２６ａにおいてさらに露呈部４４ａ〜ｃを切り欠いて構成することもできる。また、第２の実施形態では、露呈部４４ａ〜ｃに連接して電源側バスバー２８ｃを支持するバスバー支持部５２をさらに切り欠いた切欠部５４により酸化物堆積阻止構造を例示したが、これに代えてあるいは加えてグランド側バスバー２８ｄを支持するバスバー支持部を切り欠いてもよい。
１０：電気接続箱、１２，５０：バスバー回路体、２６ａｂ：絶縁板、２８ａ〜ｇ：バスバー、４２：貫通孔（酸化物堆積阻止構造）、４４ａ〜ｃ：露呈部、５２：バスバー支持部、５４：切欠部（酸化物堆積阻止構造）

Claims (5)

  1. 電源ラインに接続された電源側バスバーと、グランドラインに接続されたグランド側バスバーを含んだ複数のバスバーが絶縁板上に配設されてなるバスバー回路体を備えた電気接続箱において、
    前記電源側バスバーと前記グランド側バスバーが隣接配置されている一方、
    前記電源側バスバーと前記グランド側バスバーの隣接隙間から露呈する前記絶縁板の露呈部に対して、酸化物堆積阻止構造が施されている
    ことを特徴とする電気接続箱。
  2. 前記酸化物堆積阻止構造が、前記露呈部を切り欠いたものである請求項１に記載の電気接続箱。
  3. 前記酸化物堆積阻止構造が、前記露呈部に加えて、前記露呈部に連接して前記電源側バスバーと前記グランド側バスバーの少なくとも一方を支持するバスバー支持部を切り欠いたものである請求項２に記載の電気接続箱。
  4. 前記酸化物堆積阻止構造が、前記露呈部に複数の貫通孔を設けるものである請求項１に記載の電気接続箱。
  5. 前記絶縁板が網目構造の樹脂板で形成されており、各網目により前記貫通孔が構成されている請求項４に記載の電気接続箱。
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