JP7299438B2 - 電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、電気接続箱に関する。

自動車等の車両に搭載されるジャンクションボックスやヒューズボックスなどの電気接続箱では、リレーやヒューズ等の電子部品がケースに実装され、バスバーによって配線されている（例えば、特許文献１参照）。

この電気接続箱は、例えば、ハイブリット自動車、電気自動車あるいは燃料電池車等の車両におけるバッテリとインバータとの間に設けられ、イグニッションスイッチからの出力信号に基づいて、リレーを作動させて主電力回路における送電を行っている。

特開２００６－１５８１２０号公報

ところで、車両に搭載された電気接続箱が衝撃を受けると、ケースに実装されたリレーが衝撃によって誤作動するおそれがある。このとき、主電力の正極側及び負極側の両方のリレーが誤作動して閉状態となると、バッテリからインバータへ予期せずして送電されてしまい、インバータやバッテリに対する保護機能が得られなくなるおそれがある。

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、耐衝撃性に優れた保護機能を有する信頼性の高い電気接続箱を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 板状のケースと、
前記ケースに実装され、内部のスイッチ部を構成する可動接点が移動することによって回路の開閉を行う少なくとも一対のリレーと、
を備えた電気接続箱であって、
前記リレーは、
入出力回路を形成する正極ライン及び負極ラインにそれぞれ接続され、
前記スイッチ部の前記可動接点による回路の開閉方向が互いに反対方向となるように前記ケースに配置されている、ことを特徴とする電気接続箱。

上記（１）の構成の電気接続箱によれば、入出力回路の正極ライン及び負極ラインに接続されたリレーが、可動接点による回路の開閉方向が互いに反対方向となるようにケースに配置されている。したがって、電気接続箱に衝撃が付与されたとしても、正極ライン及び負極ラインの両方のリレーに誤作動が生じるのを回避できる。例えば、開状態のリレーが衝撃によって同時に閉状態となって入出力回路に電流が流れるのを抑えることができ、入出力回路に接続された機器等を良好に保護することができる。

（２） 前記リレーは、高さ寸法が厚さ寸法よりも大きい縦長形状とされ、厚さ方向が前記ケースの上下方向に沿うように前記ケースに対して横向きに配置されている、ことを特徴とする（１）に記載の電気接続箱。

上記（２）の構成の電気接続箱によれば、厚さ方向がケースの上下方向に沿うようにケースに対してリレーが横向きに配置されている。したがって、ケースに対してリレーを立てて配置させる場合と比べ、全体の高さを抑えることができる。

（３） 前記リレーは、バスバーが接続される端子を有し、
前記正極ライン及び前記負極ラインに接続された前記リレーは、前記端子が互いに対向するように配置され、
前記端子に接続された前記バスバーは、前記ケースに対して同一方向に沿って並列に配置されている、ことを特徴とする（１）または（２）に記載の電気接続箱。

上記（３）の構成の電気接続箱によれば、端子が互いに対向するようにリレーが配置され、端子に接続されたバスバーがケースに対して同一方向に沿って並列に配置されている。したがって、バスバーをケースの中央側に配置させて極力短い経路を通るレイアウトで配置させることができ、バスバーによるケース上の実装スペースの占有を抑えることができる。また、バスバーの長さを短くすることができ、小型・軽量化が図れる。

（４） 前記バスバーは、長手方向の中間部に形成された屈曲部で略直角に捻られ、前記屈曲部を境に、前記リレーの前記端子に接続される接続板部と、外部機器の配線が接続される端子板部と、を有する、ことを特徴とする（３）に記載の電気接続箱。

上記（４）の構成の電気接続箱によれば、ケースに対して横向きに配置されたリレーの端子に接続板部を接続した状態で、外部機器の配線が接続される端子板部をケースに対して水平に配置させることができる。これにより、バスバーに対する配線の接続作業を容易に行うことができる。

本発明によれば、耐衝撃性に優れた保護機能を有する信頼性の高い電気接続箱を提供できる。

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。

本実施形態に係る電気接続箱の斜視図である。 本実施形態に係る電気接続箱の平面図である。 電気接続箱のケースに実装されるリレーを示す図であって、（ａ）は上部側から視た斜視図、（ｂ）は下部側から視た斜視図である。 電気接続箱の入出力回路を示す概略回路図である。

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る電気接続箱の斜視図である。図２は、本実施形態に係る電気接続箱の平面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電気接続箱１０は、板状に形成されたケース２０を有している。このケース２０は、絶縁性を有する合成樹脂から成形されている。この電気接続箱１０は、例えば、ハイブリット自動車、電気自動車あるいは燃料電池車等の車両に搭載される。電気接続箱１０は、例えば、バッテリとインバータとの間に設けられている。このケース２０には、その四隅に、取付孔２１が形成されており、これらの取付孔２１に挿通させたボルト（図示略）を車両のフレームに締結することにより、ケース２０がフレームに取り付けられる。

ケース２０は、その上面側に、二つのリレー実装部２３を有している。これらのリレー実装部２３は、凹状に凹んだ形状に形成されている。これらのリレー実装部２３は、ケース２０の長手方向Ｌの同一位置に形成されており、ケース２０の幅方向Ｗに沿う並列位置に形成されている。これらのリレー実装部２３には、それぞれ正極側（ポジティブ）のリレー３０Ａ及び負極側（ネガティブ）のリレー３０Ｂが嵌め込まれている。

図３は、電気接続箱のケースに実装されるリレーを示す図であって、（ａ）は上部側から視た斜視図、（ｂ）は下部側から視た斜視図である。
図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、リレー３０Ａ，３０Ｂは、縦長の直方体形状に形成されており、厚さ寸法Ｔよりも大きな高さ寸法Ｈを有している。リレー３０Ａ，３０Ｂは、内部に後述するスイッチ部８０を有しており、スイッチ部８０の開閉方向が高さ方向とされている。

リレー３０Ａ，３０Ｂには、その両側部３２に、孔部３３を有する固定片３４が形成されている。また、リレー３０Ａ，３０Ｂの下部３５には、ネジ孔３７を有する一対の端子３８が設けられており、これらの端子３８は、リレー３０Ａ，３０Ｂの下部３５に形成された隔壁３９によって区画されている。

図１及び図２に示すように、リレー３０Ａ，３０Ｂは、横向きにして厚さ方向をケース２０の上下方向に沿うように配置させた姿勢でリレー実装部２３に嵌め込まれている。また、リレー３０Ａ，３０Ｂは、端子３８を有する下部３５が互いに対向するように配置されている。これにより、各リレー３０Ａ，３０Ｂは、高さ方向が互いに反対向きとなるように配置されている。

リレー実装部２３に横向きに嵌め込まれたリレー３０Ａ，３０Ｂは、固定片３４がネジ４１によってケース２０にネジ止めされている。ネジ４１は、固定片３４に形成された孔部３３に挿し込まれ、ケース２０に形成されたネジ孔（図示略）にねじ込まれる。これにより、リレー３０Ａ，３０Ｂがネジ４１によってリレー実装部２３に嵌め込まれた状態で締結固定されている。

ケース２０には、入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂが組付けられている。これらの入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂは、例えば、銅または銅合金等の導電性金属材料から形成されている。

入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂは、その中間部に屈曲部５１を有している。入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂは、屈曲部５１を境に、一端側が接続板部５２とされ、他端側が端子板部５３とされている。接続板部５２及び端子板部５３は、屈曲部５１を境に略直角に捻られている。なお、入力側のバスバー５０Ａと入力側のバスバー５０Ｂとは、屈曲部５１を境に反対側へ捻られている。

入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂの接続板部５２は、その面方向がケース２０に対して垂直となるように配置されている。入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂの接続板部５２の端部には、挿通孔（図示略）が形成されている。この接続板部５２は、挿通孔に挿通されたネジ５５をリレー３０Ａ，３０Ｂの一方の端子３８のネジ孔３７にねじ込むことにより、端子３８に締結されて電気的に接続されている。

入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂの端子板部５３は、その面方向がケース２０に対して水平となるように配置されている。この入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂの端子板部５３の端部には、接続ピン５７が立設されている。また、端子板部５３には、接続ピン５７よりも屈曲部５１側に、ネジ孔５９が形成されている。

出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂは、その中間部に屈曲部６１を有している。出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂは、屈曲部６１を境に、一端側が接続板部６２とされ、他端側が端子板部６３とされている。接続板部６２及び端子板部６３は、屈曲部６１を境に略直角に捻られている。なお、バスバー６０Ａとバスバー６０Ｂとは、屈曲部６１を境に反対側へ捻られている。

出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂの接続板部６２は、その面方向がケース２０に対して垂直となるように配置されている。出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂの接続板部６２の端部には、挿通孔（図示略）が形成されている。この接続板部６２は、挿通孔に挿通されたネジ６５をリレー３０Ａ，３０Ｂの他方の端子３８のネジ孔３７にねじ込むことにより、端子３８に締結されて電気的に接続されている。

出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂの端子板部６３は、その面方向がケース２０に対して水平となるように配置されている。この出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂの端子板部６３の端部には、接続ピン６７が立設されている。また、端子板部６３には、接続ピン６７よりも屈曲部６１側に、ネジ孔６９が形成されている。

ケース２０に組付けられてリレー３０Ａ，３０Ｂの端子３８に接続された入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂは、平面視において、いずれも同一方向であるケース２０の長手方向Ｌに沿って並列に配置されている。そして、入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂは、接続ピン５７が立設された端子板部５３の端部がケース２０の長手方向Ｌの一端側に配置され、出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂは、接続ピン６７が立設された端子板部６３の端部がケース２０の長手方向Ｌの他端側に配置されている。

ケース２０には、回路保護用のヒューズ７０が実装されており、これらのヒューズ７０は、その一端が、ネジ孔５９，６９に螺合されたネジ７１によって正極ラインである入力側のバスバー５０Ａ及び出力側のバスバー６０Ａの端子板部５３，６３に接続されている。なお、ヒューズ７０の他端は、ネジ７１によってケース２０に組付けられたバスバー７３に接続されている。

入力側のバスバー５０Ａ，５０Ｂには、例えば、バッテリに繋がる電力線が接続される。具体的には、入力側のバスバー５０Ａの端子板部５３の接続ピン５７にバッテリの正極の電力線（入力＋）が接続され、入力側のバスバー５０Ｂの端子板部５３の接続ピン５７にバッテリの負極の電力線（入力－）が接続される。

また、出力側のバスバー６０Ａ，６０Ｂには、例えば、インバータに繋がる電力線が接続される。具体的には、出力側のバスバー６０Ａの端子板部６３の接続ピン６７にインバータの正極の電力線（出力＋）が接続され、出力側のバスバー６０Ｂの端子板部６３の接続ピン６７にインバータの負極の電力線（出力－）が接続される。

このように、電気接続箱１０には、入力側のバスバー５０Ａ及び出力側のバスバー６０Ａからなる正極ラインと、入力側のバスバー５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ｂからなる負極ラインを有する入出力回路が形成されている。そして、この入出力回路において、正極側のリレー３０Ａが正極ラインに接続され、負極側のリレー３０Ｂが負極ラインに接続されている。

次に、電気接続箱１０の回路構成について説明する。
図４は、電気接続箱の入出力回路を示す概略回路図である。
図４に示すように、電気接続箱１０に実装された二つのリレー３０Ａ，３０Ｂは、それぞれスイッチ部８０を有している。スイッチ部８０は、固定接点８１と、可動接点８２とを有しており、これらの固定接点８１及び可動接点８２は、それぞれ端子３８に接続されている。スイッチ部８０には、図示しないバネ等の付勢部材が設けられており、この付勢部材によって可動接点８２が固定接点８１から離間する方向へ付勢されている。これにより、スイッチ部８０では、可動接点８２が固定接点８１から離間されて開状態（ＯＦＦ）とされている。

また、リレー３０Ａ，３０Ｂは、電磁石９１を有している。電磁石９１は、制御電流が給電されることで磁力を発生させ、その磁力によって可動接点８２を付勢部材の付勢力に抗して引き寄せる。これにより、スイッチ部８０は、可動接点８２が固定接点８１に接触し、閉状態（ＯＮ）とされる。そして、これらのリレー３０Ａ，３０Ｂは、スイッチ部８０の開閉方向が高さ方向とされている。

電気接続箱１０では、スイッチ部８０の開閉方向が高さ方向とされているリレー３０Ａ，３０Ｂが、横向きにされて高さ方向が互いに反対向きとなるように配置されている。したがって、一対のリレー３０Ａ，３０Ｂは、スイッチ部８０における開閉方向が反対方向とされている。

この電気接続箱１０のリレー３０Ａ，３０Ｂは、その作動が、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって制御される。そして、リレー３０Ａの電磁石９１にＥＣＵから制御電流が給電されてスイッチ部８０が閉状態となると、バッテリの正極の電力線（入力＋）とインバータの正極の電力線（出力＋）との間の正極ラインの回路が形成される。また、リレー３０Ｂの電磁石９１に給電されてスイッチ部８０が閉状態となると、バッテリの負極の電力線（入力－）とインバータの負極の電力線（出力－）の間の負極ラインの回路が形成される。これにより、バッテリからインバータへ送電される。

ところで、車両に搭載された電気接続箱１０に衝撃が付与されると、その衝撃力は、ケース２０に実装されたリレー３０Ａ，３０Ｂにも付与されて誤作動を引き起こすおそれがある。具体的には、開状態のリレー３０Ａ，３０Ｂに衝撃力が付与されてスイッチ部８０の可動接点８２が付勢部材の付勢力に反して揺動して固定接点８１に接触し、閉状態となってしまう。

本実施形態に係る電気接続箱１０では、入出力回路の正極ライン（入力側のバスバー５０Ａ及び出力側のバスバー６０Ａ）及び負極ライン（入力側のバスバー５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ｂ）に接続されたリレー３０Ａ，３０Ｂが、可動接点８２による回路の開閉方向が互いに反対方向となるようにケース２０に配置されている。したがって、電気接続箱１０に衝撃が付与されたとしても、正極ライン及び負極ラインの両方のリレー３０Ａ，３０Ｂに誤作動が生じるのを回避できる。例えば、開状態のリレー３０Ａ，３０Ｂが衝撃によって同時に閉状態となって入出力回路に電流が流れるのを抑えることができ、入出力回路に接続されたインバータやバッテリなどの機器等を良好に保護することができる。

また、厚さ方向がケース２０の上下方向に沿うようにケース２０に対してリレー３０Ａ，３０Ｂが横向きに配置されている。したがって、ケース２０に対してリレー３０Ａ，３０Ｂを立てて配置させる場合と比べ、全体の高さを抑えることができる。

しかも、端子３８が互いに対向するようにリレー３０Ａ，３０Ｂが配置され、端子３８に接続された正極ラインである入力側のバスバー５０Ａ及び出力側のバスバー６０Ａと、負極ラインである入力側のバスバー５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ｂとが、ケース２０に対して同一方向に沿って並列に配置されている。したがって、入力側のバスバー５０Ａ及び出力側のバスバー６０Ａと、入力側のバスバー５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ｂとを、ケース２０の中央側に配置させて極力短い経路を通るレイアウトで配置させることができ、入力側のバスバー５０Ａ及び出力側のバスバー６０Ａと、入力側のバスバー５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ｂとによるケース２０上の実装スペースの占有を抑えることができる。また、入力側のバスバー５０Ａ及び出力側のバスバー６０Ａと、入力側のバスバー５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ｂとの長さを短くすることができ、小型・軽量化が図れる。

また、ケース２０に対して横向きに配置されたリレー３０Ａ，３０Ｂの端子３８に接続板部５２，６２を接続した状態で、外部機器の配線が接続される端子板部５３，６３をケース２０に対して水平に配置させることができる。これにより、正極ラインであるバスバー５０Ａ，６０Ａ及び負極ラインであるバスバー５０Ｂ，６０Ｂに対する配線の接続作業を容易に行うことができる。

なお、リレー３０Ａ，３０Ｂは、スイッチ部８０における回路の開閉方向が反対方向であればケース２０における実装位置は限定されない。例えば、リレー３０Ａ，３０Ｂは、ケース２０の長手方向Ｌにおいて、オフセットした位置に実装されていてもよい。

また、本実施形態では、正極ライン及び負極ラインに接続された一対のリレー３０Ａ，３０Ｂを有する構成を例示したが、一対のリレー３０Ａ，３０Ｂを複数対でケース２０に実装させてもよい。その場合も、スイッチ部８０における回路の開閉方向が反対方向となるように各対のリレー３０Ａ，３０Ｂをケース２０に実装する。

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。

ここで、上述した本発明に係る電気接続箱の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 板状のケース（２０）と、
前記ケース（２０）に実装され、内部のスイッチ部（８０）を構成する可動接点（８２）が移動することによって回路の開閉を行う少なくとも一対のリレー（３０Ａ，３０Ｂ）と、
を備えた電気接続箱（１０）であって、
前記リレー（３０Ａ，３０Ｂ）は、
入出力回路を形成する正極ライン（入力側のバスバー５０Ａ及び出力側のバスバー６０Ａ）及び負極ライン（入力側のバスバー５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ｂ）にそれぞれ接続され、
前記スイッチ部（８０）の前記可動接点（８２）による回路の開閉方向が互いに反対方向となるように前記ケース（２０）に配置されている、ことを特徴とする電気接続箱。
［２］ 前記リレー（３０Ａ，３０Ｂ）は、高さ寸法（Ｈ）が厚さ寸法（Ｔ）よりも大きい縦長形状とされ、厚さ方向が前記ケース（２０）の上下方向に沿うように前記ケース（２０）に対して横向きに配置されている、ことを特徴とする［１］に記載の電気接続箱。
［３］ 前記リレー（３０Ａ，３０Ｂ）は、バスバー（入力側のバスバー５０Ａ，出力側のバスバー６０Ａ，入力側のバスバー５０Ｂ，出力側のバスバー６０Ｂ）が接続される端子（３８）を有し、
前記正極ライン（入力側のバスバー５０Ａ及び出力側のバスバー６０Ａ）及び前記負極ライン（入力側のバスバー５０Ｂ及び出力側のバスバー６０Ｂ）に接続された前記リレー（３０Ａ，３０Ｂ）は、前記端子（３８）が互いに対向するように配置され、
前記端子（３８）に接続された前記バスバー（入力側のバスバー５０Ａ，出力側のバスバー６０Ａ，入力側のバスバー５０Ｂ，出力側のバスバー６０Ｂ）は、前記ケース（２０）に対して同一方向に沿って並列に配置されている、ことを特徴とする［１］または［２］に記載の電気接続箱。
［４］ 前記バスバー（入力側のバスバー５０Ａ，出力側のバスバー６０Ａ，入力側のバスバー５０Ｂ，出力側のバスバー６０Ｂ）は、長手方向の中間部に形成された屈曲部（５１，６１）で略直角に捻られ、前記屈曲部（５１，６１）を境に、前記リレー（３０Ａ，３０Ｂ）の前記端子（３８）に接続される接続板部（５２，６２）と、外部機器の配線が接続される端子板部（５３，６３）と、を有する、ことを特徴とする［３］に記載の電気接続箱。

１０：電気接続箱
２０：ケース
３０Ａ，３０Ｂ：リレー
３８：端子
５０Ａ：入力側のバスバー（正極ライン）
５０Ｂ：入力側のバスバー（負極ライン）
６０Ａ：出力側のバスバー（正極ライン）
６０Ｂ：出力側のバスバー（負極ライン）
５１，６１：屈曲部
５２，６２：接続板部
５３，６３：端子板部
８０：スイッチ部
８２：可動接点
Ｈ：高さ寸法
Ｔ：厚さ寸法

Claims (6)

1. 隙間をあけて配置される一対のリレーと、
   前記一対の前記リレーを収容するケースと、
   を備える電気接続箱であって、
   前記一対の前記リレーの各々は、
   当該リレーの内部回路に繋がる複数の端子と、前記複数の前記端子のうちの少なくとも一つの近傍において前記隙間に向けて突出する形状を有する突出部と、を有する、
   電気接続箱。
2. 請求項１に記載の電気接続箱において、
   前記一対の前記リレーは、
   一方の前記リレーが有する前記突出部と、他方の前記リレーが有する前記突出部と、が互いに接触しないように配置される、
   電気接続箱。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電気接続箱において、
   一方の前記リレーが有する前記突出部は、他方の前記リレーに接触せず、
   他方の前記リレーが有する前記突出部は、一方の前記リレーに接触しない、
   電気接続箱。
4. 請求項１～請求項３の何れか一項に記載の電気接続箱において、
   前記突出部は、
   前記複数の前記端子のうちの二つの前記端子の近傍に配置される、
   電気接続箱。
5. 請求項１～請求項４の何れか一項に記載の電気接続箱において、
   一方の前記リレーが有する前記突出部の突出端のほうが、一方の前記リレーが有する前記少なくとも一つの前記端子よりも、他方の前記リレーに近く、
   他方の前記リレーが有する前記突出部の突出端のほうが、他方の前記リレーが有する前記少なくとも一つの前記端子よりも、一方の前記リレーに近い、
   電気接続箱。
6. 請求項１～請求項５の何れか一項に記載の電気接続箱において、
   前記突出部は、
   前記少なくとも一つの前記端子の近傍として、前記一対の前記リレーの各々の前記隙間に面する側面に、設けられる、
   電気接続箱。

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