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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schalterkasten, der in einem Stromversorgungssystem eines Fahrzeuges vorgesehen werden soll.
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Hintergrund
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In einem Stromversorgungssystem eines Fahrzeuges sind Schalter derart vorgesehen, dass sie so gesteuert werden können, dass sie von einer Steuereinheit geöffnet und geschlossen werden können. Die Zahl der Schalter kann gemäß einer Änderung der Konfiguration des Stromversorgungssystems geändert werden. Ein Schalter ist in einem Stromversorgungssystem vorgesehen, das in der Patentliteratur 1 offenbart ist, während zwei Schalter in einem Stromversorgungssystem vorgesehen sind, das in der Patentliteratur 2 offenbart ist.
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Literaturverzeichnis
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP-A-2013-198318
- Patentliteratur 2: JP-A-2014-34288
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Übersicht über die Erfindung
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Probleme, die von der Erfindung zu lösen sind Wenn die Anzahl der Schalter somit gemäß einer Änderung der Konfiguration eines Stromversorgungssystems geändert wird, muss ein Schalterkasten, der die geänderte Anzahl von Schaltern hat, neu hergestellt werden. Infolgedessen nehmen die Mannstunden der Entwicklung und die Herstellungskosten zu.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der zuvor erwähnten Situation entwickelt. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen wirtschaftlichen Schalterkasten anzugeben, der in der Lage ist, eine Zunahme der Mannstunden der Entwicklung und einen Anstieg der Herstellungskoste zu vermeiden, die durch eine Änderung der Anzahl der Schalter verursacht wird.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Um das zuvor erwähnte Ziel zu erreichen, sind Schalterkästen gemäß der Erfindung durch die folgenden Konfigurationen (1) bis (4) gekennzeichnet.
- (1) Schalterkasten, umfassend:
eine erste Leiterplatte;
zwei Sammelschienen, die auf der ersten Leiterplatte vorgesehen sind; und
einen ersten Schalterabschnitt, der auf der ersten Leiterplatte derart vorgesehen ist, dass er den Schaltkreis zwischen den beiden Sammelschienen öffnet und schließt; wobei
eine zweite Leiterplatte lösbar an der ersten Leiterplatte angebracht werden kann und die zweite Leiterplatte umfasst:
eine Sammelschiene; und
einen zweiten Schalterabschnitt, der einen Schaltkreis zwischen der Sammelschiene der zweiten Leiterplatte und einer der Sammelschienen der ersten Leiterplatte öffnet und schließt.
- (2) Schalterkasten gemäß der vorherigen Konfiguration (1), bei der: die eine der Sammelschienen der ersten Leiterplatte Verbindungsanschlüsse hat, die mit der zweiten Leiterplatte verbunden werden können.
- (3) Schalterkasten gemäß der vorherigen Konfiguration (1) oder (2), bei der: die Sammelschiene der zweiten Leiterplatte an einer Zwischenposition zwischen den beiden Sammelschienen der ersten Leiterplatte angeordnet ist, wenn die zweite Leiterplatte an der ersten Leiterplatte angebracht ist.
- (4) Schalterkasten nach einer der vorherigen Konfigurationen (1) bis (3), bei der: der Schalterkasten zwischen einer Hauptbatterie und einer Nebenbatterie in einem Stromversorgungssystem für ein Fahrzeug vorgesehen ist, wobei das Stromversorgungssystem die Hauptbatterie und die Nebenbatterie umfasst, die elektrischen Strom unterschiedlichen Verbrauchern zuführen.
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Wenn gemäß dem Schalterkasten, der die zuvor erwähnte Konfiguration (1) hat, eine Schaltfunktion in einem Schaltkreis erforderlich ist, ist lediglich die erste Leiterplatte vorgesehen, die den ersten Schalterabschnitt hat, und der Schaltkreis mit den Sammelschienen der ersten Leiterplatte verbunden. Somit kann der Schaltkreis durch den ersten Schalterabschnitt geöffnet und geschlossen werden. Wenn andererseits zwei Schaltfunktionen in Schaltkreisen erforderlich sind, ist die zweite Leiterplatte, die den zweiten Schalterabschnitt hat, an der ersten Leiterplatte angebracht und sind die Schaltkreise mit den Sammelschienen verbunden. Somit kann einer der Schaltkreise durch den ersten Schalterabschnitt geöffnet und geschlossen werden, während der andere Schaltkreis durch den zweiten Schalterabschnitt geöffnet und geschlossen werden kann.
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Selbst wenn beispielsweise die Zahl von Schaltern in einem Stromversorgungssystem gemäß einer Änderung der Konfiguration des Systems geändert wird, ist es nicht notwendig, einen Schalterkasten entsprechend der Zahl von Schaltern zu entwerfen und herzustellen, wobei es jedoch möglich ist, einen Schalterkasten bereitzustellen, der in der Lage ist, jedes Stromversorgungssystem zu unterstützen. Somit können Bauteile, Gehäuse und dergleichen gemeinsam genutzt werden. Es ist möglich, die Zunahme von Mannstunden der Entwicklung und den Anstieg von Herstellungskosten infolge einer Änderung der Zahl von Schaltern einzuschränken.
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Wenn bei dem Schalterkasten, der die zuvor erwähnte Konfiguration (2) hat, die Verbindungsanschlüsse einer der Sammelschienen der ersten Leiterplatte mit der zweiten Leiterplatte verbunden sind, kann der Schalterkasten extrem einfach derart eingerichtet sein, dass er über den ersten Schalterabschnitt der ersten Leiterplatte und den zweiten Schalterabschnitt der zweiten Leiterplatte verfügt.
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Bei dem Schalterkasten, der die zuvor erwähnte Konfiguration (3) hat, ist die Sammelschiene der zweiten Leiterplatte an einer Zwischenposition zwischen den beiden Sammelschienen der Leiterplatte angeordnet. Es ist somit möglich, eine gute Wärmeabstrahlung in jeder Sammelschiene sicherzustellen. Somit kann, selbst wenn die Sammelschienen Wärme infolge eines elektrischen Stromes erzeugen, der darin fließt, ein Einfluss von Wärme, der die elektronischen Bauteile und dergleichen beeinträchtigt, so gut wie möglich unterbunden werden.
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Bei einem Stromversorgungssystem für ein Fahrzeug, das eine Hauptbatterie und eine Nebenbatterie umfasst, sind Schalter vorgesehen, um die Stromversorgung von der Hauptbatterie und der Nebenbatterie zu unterschiedlichen Verbrauchern umzuschalten. Die Anzahl der Schalter kann gemäß einer Änderung der Spezifikation oder dergleichen geändert werden. Selbst in einem derartigen Fall kann gemäß dem Schalterkasten, der die zuvor erwähnte Konfiguration (4) hat, die Anzahl der Schalter auf einfache Art und Weise geändert werden, um die Änderung in dem Stromversorgungssystem auf einfache Art und Weise zu unterstützen, wenn die zweite Leiterplatte an der ersten Leiterplatte angebracht oder von dieser getrennt wird.
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Vorteil der Erfindung
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Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen wirtschaftlichen Schalterkasten anzugeben, der in der Lage ist, einen Anstieg von Mannstunden bei der Entwicklung und einen Anstieg der Herstellungskosten zu unterbinden, der durch eine Änderung der Anzahl von Schaltern verursacht wird.
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Die Erfindung wurde oben kurz beschrieben. Weitere Details der Erfindung werden deutlicher, sofern die folgende ”Art für die Ausführung der Erfindung” (im folgenden als ”Ausführungsform” bezeichnet) unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Perspektivansicht eines Schalterkastens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 ist eine Perspektivansicht einer ersten Leiterplatte, die in einem Gehäuse aufgenommen werden soll.
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3 ist eine Perspektivansicht einer Sammelschiene.
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4A bis 4C sind Ansichten, die die Sammelschiene zeigen. 4A ist eine Aufsicht der Sammelschiene. 46 ist eine Seitenansicht der Sammelschiene. 4C ist eine Frontansicht der Sammelschiene.
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5 ist eine schematische Ansicht, die die Schaltkreiskonfiguration des Schalterkasten darstellt, der mit der ersten Leiterplatte versehen ist.
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6 ist eine Perspektivansicht des Schalterkastens gemäß der Ausführungsform.
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7 ist eine Perspektivansicht der ersten Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte, die miteinander zu kombinieren und in dem Gehäuse aufzunehmen sind.
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8 ist eine Perspektivansicht der ersten Leiterplatte, von der die zweite Leiterplatte entfernt wurde.
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9 ist eine Perspektivansicht einer Sammelschiene.
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10A bis 10C sind Ansichten, die die Sammelschiene zeigen. 10A ist eine Aufsicht der Sammelschiene. 10B ist eine Seitenansicht der Sammelschiene. 10C ist eine Frontansicht der Sammelschiene.
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11 ist eine Perspektivansicht der zweiten Leiterplatte, die von der ersten Leiterplatte entfernt wurde.
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12 ist eine schematische Ansicht, die die Schaltkreiskonfiguration des Schalterkastens darstellt, der mit der ersten Leiterplatte und der zweiten Leiterplatte versehen ist.
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13A und 13B sind Ansichten, die ein Stromversorgungssystem darstellen, bei dem der Schalterkasten gemäß der Erfindung Verwendung findet. 13A und 13B sind jeweils schematische Konfigurationsansichten.
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Art für die Ausführung der Erfindung
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Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Perspektivansicht eines Schalterkastens gemäß der Ausführungsform.
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Wie in 1 gezeigt, hat ein Schalterkasten 10 gemäß der Ausführungsform ein Gehäuse 11, das eine rechteckige parallelflache Form hat. In dem Schalterkasten 10 liegen zwei Verbindungsanschlussabschnitte 21A und 21B von einem Frontflächenabschnitt 11a des Gehäuses 11 frei. Passende Anschlussabschnitte sind an den Verbindungsanschlüssen 21A und 21B mittels Schrauben befestigt und mit diesen verbunden. Schraubeneinfügelöcher 22, in die die Schrauben zum Befestigen des passenden Anschlussabschnitte eingefügt sind, sind in den Verbindungsanschlussabschnitten 21A bzw. 21B ausgebildet.
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Darüber hinaus ist ein Verbinder 23 in dem Frontflächenabschnitt 11a des Gehäuses 11 vorgesehen. Ein passender konkaver Abschnitt 23a des Verbinders 23 liegt von dem Frontflächenabschnitt 11a frei. Ein passender Verbinder, der in einer Steuerleitung eines Kabelbaumes vorgesehen ist, ist in den Verbinder 23 eingefügt und mit diesem verbunden.
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Das Gehäuse 11 besteht aus einem unteren Gehäuseteil 31 und einem oberen Gehäuseteil 32. Das obere Gehäuseteil 32 ist lösbar an dem unteren Gehäuseteil 31 angebracht.
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2 ist eine Perspektivansicht einer ersten Leiterplatte, die in dem Gehäuse aufzunehmen ist.
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Wie es in 2 zu sehen ist, ist eine erste Leiterplatte 40 in dem Gehäuse 11 in dem Schalterkasten aufgenommen. Zwei Sammelschienen 41 sind an der ersten Leiterplatte 40 angebracht. Stirnteile der Sammelschienen 41 dienen als die Verbindungsanschlussabschnitte 21A und 21B, die jeweils über die Schraubeneinfügelöcher 22 verfügen. Darüber hinaus ist der Verbinder 23 an der ersten Leiterplatte 40 angebracht. Zusätzlich sind elektronische Bauteile 45 an der ersten Leiterplatte 40 angebracht. Die elektronische Bauteile 45 umfassen Halbleitervorrichtungen und dergleichen, die das Umschalten ausführen.
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3 ist eine Perspektivansicht einer Sammelschiene. 4A bis 4C sind Ansichten, die die Sammelschiene zeigen. 4A ist eine Aufsicht der Sammelschiene. 4B ist eine Seitenansicht der Sammelschiene. 4C ist eine Frontansicht der Sammelschiene.
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Wie in 3 und 4A bis 4C gezeigt, besteht jede Sammelschiene beispielsweise aus einer Metallplatte aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Gold, Edelstahl (SUS) oder dergleichen. Die Sammelschiene 41 ist in der Aufsicht in rechteckiger Gestalt ausgebildet. Ein Stirnteil der Sammelschiene 41 dient als der Verbindungsanschlussabschnitt 21A, 21B, und der andere Teil dient als ein Anbringungsabschnitt 42. Der Anbringungsabschnitt 42 hat eine Vielzahl von Anschlüssen 43 in jedem seiner gegenüberliegenden Seitenteile. Die Anschlüsse 43 sind in ein und derselben Richtung gebogen und erstrecken sich in dieser.
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Die Anschlüsse 43 der Sammelschiene 41 sind in Durchgangslöcher eingefügt, die in der ersten Leiterplatte 40 ausgebildet sind und mit einem Leitermuster der ersten Leiterplatte 40 verlötet. Auf diese Weise ist die Sammelschiene 41 an der ersten Leiterplatte 40 in dem Zustand befestigt, in dem die Sammelschiene 41 leitfähig mit dem Leitermuster verbunden wurde.
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Ein Befestigungspassstück 51 ist an der Sammelschiene 41 angebracht. Das Befestigungspassstück 51 hat ein Einfügeloch 52. Die Sammelschiene 41 ist in das Einfügeloch 52 von seiner einen Stirnseite eingefügt. Darüber hinaus sind Gewindelöcher 53 in den gegenüberliegenden Stirnteilen des Befestigungspassstückes 51 ausgebildet. Schrauben, die in Lochabschnitte, die in der ersten Leiterplatte 40 ausgebildet sind, und von der Rückseite der ersten Leiterplatte 40 eingefügt sind, sind in Schraublöcher 53 eingeschraubt. Somit ist das Befestigungspassstück 51 in der Nähe eines Randabschnittes der ersten Leiterplatte 40 befestigt. Auf diese Weise ist eine Stirnseite der Sammelschiene 41, die als der Verbindungsanschlussabschnitt 21A, 21B dient, an der ersten Leiterplatte 40 durch das Befestigungspassstück 51 gehalten.
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5 ist eine schematische Ansicht, die die Schaltkreiskonfiguration des Schalterkastens zeigt, der mit der ersten Leiterplatte ausgestattet ist.
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Wie in 5 gezeigt, ist in dem Schalterkasten 10 ein erster Schalterabschnitt SW1 zwischen der Sammelschiene 41, deren eines Ende als der Verbindungsanschlussabschnitt 21A dient, und der Sammelschiene 41 vorgesehen, deren eines Ende als der Verbindungsanschlussabschnitt 21B dient. Der erste Schalterabschnitt SW1 besteht aus den elektronischen Bauteilen 45, wie etwa MOSFETs, die Halbleitervorrichtungen sind, die auf der ersten Leiterplatte 40 angebracht sind. Somit kann ein Schaltkreis zwischen den Verbindungsanschlussabschnitten 21A und 21B von dem ersten Schalterabschnitt SW1 geöffnet und geschlossen werden.
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Der Schalterkasten 10 ist beispielsweise für die Verwendung in einem Stromversorgungssystem eines Fahrzeuges, wie etwa einem Auto angebracht. Durch eine Steuerleitung, die mit dem Verbinder 23 verbunden ist, wird ein Steuersignal zu dem Schalterkasten 10 von einem Steuerabschnitt zum Steuern des Stromversorgungssystems gesendet, so dass das Öffnen und Schließen des ersten Schalterabschnittes SW1 durch das Steuersignal gesteuert werden kann.
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In einem Stromversorgungssystem eines Fahrzeuges kann die Zahl der Schalter gemäß einer Änderung der Spezifikation derselben geändert werden. Gemäß der Änderung der Zahl von Schaltern kann der zuvor erwähnte Schalterkasten 10 in eine Konfiguration geändert werden, die zwei Schalter beinhaltet.
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Die Konfiguration des Schalterkastens 10, bei dem die Zahl der Schalter auf zwei geändert wurde, wird im folgenden beschrieben.
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6 ist eine Perspektivansicht des Schalterkastens gemäß der Ausführungsform.
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Wie es in 6 gezeigt ist, liegen bei dem Schalterkasten 10, bei dem die Zahl der Schalter auf zwei geändert wurde, drei Verbindungsanschlüsse 21A, 21B und 21C von dem Frontflächenabschnitt 11a des Gehäuses 11 frei. Passende Anschlussabschnitte sind mit den Verbindungsanschlussabschnitten 21A', 21B und 21C durch Schrauben befestigt und mit diesen verbunden. Schraubeneinfügelöcher 22, in die die Schrauben zum Befestigen der passenden Anschlussabschnitte eingefügt sind, sind in den Verbindungsanschlussabschnitten 21A', 21B bzw. 21C ausgebildet.
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7 ist eine Perspektivansicht der ersten Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte, die in dem Gehäuse zu kombinieren und aufzunehmen sind.
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Wie es in 7 gezeigt ist, ist bei dem Schalterkasten 10 eine zweite Leiterplatte 60 in dem Gehäuse 11 zusammen mit der ersten Leiterplatte 40 aufgenommen. Die zweite Leiterplatte 60 ist auf der ersten Leiterplatte 40 angebracht. Die zweite Leiterplatte 60 ist lösbar an der ersten Leiterplatte 40 angebracht. Daneben ist in 7 die zweite Leiterplatte 60 derart dargestellt, dass sie transparent ist, so dass der innere Aufbau des Schalterkastens 10 auf einfache Art und Weise erfasst werden kann.
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8 ist eine Perspektivansicht der ersten Leiterplatte, von der die zweite Leiterplatte entfernt wurde.
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Wie in 8 gezeigt, sind zwei Sammelschienen 41 und 61 an der ersten Leiterplatte 40 angebracht. Ein Stirnteil der Sammelschiene 41 dient als der Verbindungsanschlussabschnitt 21B, der über das Schraubeneinfügeloch 22 verfügt. Ein Stirnteil der Sammelschiene 61 dient als der Verbindungsanschlussabschnitt 21A', der über das Schraubeneinfügeloch 22 verfügt.
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Wie es zuvor beschrieben wurde, besteht die Sammelschiene beispielsweise aus einer Metallplatte aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Gold, Edelstahl (SUS) oder dergleichen. Der andere Teil als der Stirnteil, der als Verbindungsanschlussabschnitt 21B dient, dient als der Anbringungsabschnitt 42. Eine Vielzahl von Anschlüssen 43, die in ein und dieselbe Richtung gebogen sind und sich in dieser erstrecken, sind an jedem der gegenüberliegenden Seitenteile des Anbringungsabschnittes 42 vorgesehen.
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Die Anschlüsse 43 an den gegenüberliegenden Seitenteilen der Sammelschiene 41 sind in Durchgangslöcher eingefügt, die in der ersten Leiterplatte 40 ausgebildet sind, und mit einem Leitermuster der ersten Leiterplatte 40 verlötet. Somit ist die Sammelschiene 41 in einem Zustand an der Leiterplatte 40 befestigt, in dem die Sammelschiene 41 leitfähig mit dem Leitermuster verbunden wurde.
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Darüber hinaus ist die eine Stirnseite der Sammelschiene 41, die als der Verbindungsanschlussabschnitt 21B dient, an der ersten Leiterplatte 40 durch das Befestigungspassstück 51 gehalten.
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9 ist eine Perspektivansicht einer Sammelschiene. 10A bis 10C sind Ansichten, die die Sammelschiene zeigen. 10A ist eine Aufsicht der Sammelschiene. 10B ist eine Seitenansicht der Sammelschiene. 10C ist eine Frontansicht der Sammelschiene.
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Wie es in 9 und 10A bis 10C gezeigt ist, besteht die Sammelschiene 61 beispielsweise aus einer Metallplatte aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Gold, Edelstahl (SUS) oder dergleichen. Die Sammelschiene 61 ist in der Aufsicht in rechteckiger Gestalt ausgebildet. Bei der Sammelschiene 61 dient der andere Teil als ein Stirnteil, der als der Verbindungsanschlussabschnitt 21A' dient, als ein Anbringungsabschnitt 62. Eine Vielzahl von Anschlüssen 63, die in ein und dieselbe Richtung gebogen sind und sich in dieser Erstrecken, ist auf einem Seitenteil des Anbringungsabschnittes 62 vorgesehen. Darüber hinaus ist bei der Sammelschiene 61 eine Vielzahl von Verbindungsanschlüssen 64, die in die entgegengesetzte Richtung zu den Anschlüssen 63 gebogen sind und sich in dieser Erstrecken, an dem anderen Seitenteil des Anbringungsabschnittes 62 vorgesehen.
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Die Anschlüsse 63 auf dem einen Seitenteil der Sammelschiene 61 sind in Durchgangslöcher eingefügt, die in der ersten Leiterplatte 40 ausgebildet sind, und mit einem Leitermuster der ersten Leiterplatte 40 verlötet. Auf diese Weise ist die Sammelschiene 61 an der ersten Leiterplatte 40 in dem Zustand befestigt, in dem die Sammelschiene 61 leitfähig mit dem Leitermuster verbunden wurde. Darüber hinaus ist ein Befestigungspassteil 51 ebenfalls an der Sammelschiene 61 angebracht. Auf diese Weise ist die eine Stirnseite der Sammelschiene 61, die als der Verbindungsanschlussabschnitt 21A' dient, an der ersten Leiterplatte 40 durch das Befestigungspassteil 51 gehalten.
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11 ist eine Perspektivansicht der zweiten Leiterplatte, die von der ersten Leiterplatte gelöst ist. Daneben ist in 11 die zweite Leiterplatte 60 derart dargestellt, dass sie transparent ist, so dass der Aufbau auf einfache Weise erfasst werde kann.
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Wie es in 11 gezeigt ist, ist die zuvor erwähnte Sammelschiene 41 an der zweiten Leiterplatte 60 angebracht. Die zweite Leiterplatte 60 ist derart angeordnet, dass sie die erste Leiterplatte 40 überlagert. Ein Sockel 71 ist an der zweiten Leiterplatte 60 derart angebracht, dass die zweite Leiterplatte 60 in einem vorbestimmten Abstand von der ersten Leiterplatte 40 durch den Sockel 71 angeordnet sein kann.
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Die Sammelschiene 41 ist auf der Oberflächenseite angebracht, auf der die zweite Leiterplatte 60 der ersten Leiterplatte 40 gegenüberliegt. Die Anschlüsse 43 der Sammelschiene 41 sind in Durchgangslöcher eingefügt, die in der zweiten Leiterplatte 60 ausgebildet sind, und mit einem Leitermuster der zweiten Leiterplatte 60 verlötet. Auf diese Weise ist die Sammelschiene 41 an der zweiten Leiterplatte 60 in einem Zustand befestigt, in dem die Sammelschiene 41 leitfähig mit dem Leitermuster verbunden wurde.
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Die zweite Leiterplatte 60 überlagert die erste Leiterplatte 40. Demzufolge sind die Verbindungsanschlüsse 64 auf der anderen Seitenteilseite der Sammelschiene 61 in Durchgangslöcher der zweiten Leiterplatte 60 eingefügt. Die Verbindungsanschlüsse 64, die in die Durchgangslöcher eingefügt sind, sind mit dem Leitermuster der zweiten Leiterplatte 60 verlötet. Auf diese Weise sind das Leitermuster und die Sammelschiene 61 leitfähig miteinander verbunden.
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Wenn die zweite Leiterplatte 60 derart angebracht ist, dass sie die erste Leiterplatte 40 überlagert, ist die Sammelschiene 41 der zweiten Leiterplatte 60 in einer Zwischenposition zwischen den Sammelschienen 41 und 61 der ersten Leiterplatte 40 angeordnet.
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Darüber hinaus sind elektronische Bauteile 65, wie etwa Halbleitervorrichtungen zum Umschalten, und ein Verriegelungsrelais 66 auf der zweiten Leiterplatte 60 angebracht.
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12 ist eine schematische Ansicht, die die Schaltkreiskonfiguration des Schalterkastens darstellt, der mit der ersten Leiterplatte und der zweiten Leiterplatte ausgestattet ist.
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Wie in 12 gezeigt, ist bei dem Schalterkasten 10 ein erster Schalterabschnitt SW1 zwischen der Sammelschiene 61 und der Sammelschiene 41 vorgesehen, die aus den elektronischen Bauteilen 45, wie etwa MOSFETs besteht, die Halbleitervorrichtungen sind, die an der ersten Leiterplatte 40 angebracht sind. Ein Ende der Sammelschiene 61 dient als der Verbindungsanschlussabschnitt 21A, und ein Ende der Sammelschiene 41 dient als der Verbindungsanschlussabschnitt 21B. Auf diese Weise kann ein Schaltkreis zwischen den Verbindungsanschlussabschnitten 21A' und 21B durch den ersten Schalterabschnitt SW1 geöffnet und geschlossen werden. Darüber hinaus ist ein zweiter Schalterabschnitt SW2 zwischen der Sammelschiene 61 und der Sammelschiene 41 vorgesehen, der aus elektronischen Bauteilen 65, wie etwa MOSFETs besteht, die Halbleitervorrichtungen sind, die auf der zweiten Leiterplatte 60 angebracht sind. Ein Ende der Sammelschiene 61 dient als der Verbindungsanschlussabschnitt 21A', und ein Ende der Sammelschiene 41 dient als der Verbindungsanschlussabschnitt 21C. Auf diese Weise kann ein Schaltkreis zwischen den Verbindungsanschlussabschnitten 21A' und 21C durch den zweiten Schalterabschnitt SW2 geöffnet und geschlossen werden. Darüber hinaus ist das Verriegelungsrelais 66, das an der zweiten Leiterplatte 60 angebracht ist, parallel zu dem zweiten Schalterabschnitt SW2 vorgesehen.
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Als nächstes folgt eine Beschreibung des Falls, bei dem der zuvor erwähnte Schalterkasten 10 in einem Stromversorgungssystem eines Fahrzeuges verwendet wird.
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13A und 13B sind Ansichten, die das Stromversorgungssystem darstellen, bei dem der Schalterkasten gemäß der Ausführungsform Verwendung findet. 13A und 13B sind jeweils schematische Konfigurationsansichten.
(Beispiel der Verwendung eines Schalterkastens 10, bei dem die Zahl von Schaltern eins ist)
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Wie es in 13A gezeigt ist, hat dieses Stromversorgungssystem 100A eine Hauptbatterie 101, einen Generator 103, einen Anlasser 104 und Verbraucher 105A, 105B und 105C. Der Generator 103, der Anlasser 104 und die Verbraucher 105A, 105B und 105C sind mit der Hauptbatterie 101 verbunden. Darüber hinaus hat das Stromversorgungssystem 100A eine zweite Batterie 106.
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Der Generator 103 wird von einer Maschine des Fahrzeuges gedreht, um dadurch elektrischen Strom zu erzeugen. Der elektrische Strom, der von dem Generator 103 erzeugt wird und den man durch diesen erhält, wird in der Hauptbatterie 101 und in der zweiten Batterie 106 gespeichert. Der Anlasser 104 wird durch den elektrischen Strom der Hauptbatterie 101 gedreht, wobei die Maschine durch das Drehmoment des Anlassers 104 gestartet wird.
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Der Verbraucher 105A ist beispielsweise ein Audiogerät, ein Navigationsgerät oder dergleichen. Der Verbraucher 105B ist beispielsweise ein Messgerät oder ein Gebäudebeleuchtungssystem. Der Verbraucher 105B ist mit der Hauptbatterie 101 durch einen DC/DC-Wandler 107 verbunden. Bei einem Fahrzeug, das beispielsweise eine Leerlaufstoppfunktion zum Stoppen der Maschine während das Haltens des Fahrzeuges umfasst, kann die Spannung der Hauptbatterie 101 abfallen, wenn die Maschine mit dem Anlasser 104 erneut gestartet wird. Trotz einem derartigen Spannungsabfall kann eine Fehlfunktion des Betriebs des Verbrauchers 105B infolge der Spannungsanhebung durch den DC/DC-Wandler 107 verhindert werden. Der Verbraucher 105C ist beispielsweise ein Türschloss oder ein Notruf (E-Ruf). Der Verbraucher 105C ist ein Sicherungsobjekt-Verbraucher, der gesichert werden muss. Der Verbraucher 105C ist mit der Hauptbatterie 101 und der zweiten Batterie 106 jeweils durch Dioden 108 verbunden. Die zweite Batterie 106 ist eine Ersatzbatterie für den Verbraucher 105C, der ein Sicherungsobjekt-Verbraucher ist.
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Bei dem Stromversorgungssystem 100A ist der Schalterkasten 10 gemäß der Ausführungsform zwischen der Hauptbatterie 101 und der zweiten Batterie 106 vorgesehen. Der Schalterkasten 10 hat einen Schalterabschnitt, das heißt den ersten Schalterabschnitt SW1. Die Hauptbatterie 101 ist mit dem Verbindungsanschlussabschnitt 21A verbunden, und die zweite Batterie 106 ist mit dem Verbindungsanschlussabschnitt 21B verbunden. Der erste Schalterabschnitt SW1 des Schalterkastens 10 wird derart gesteuert, dass er von einem Steuerabschnitt 111 geöffnet und geschlossen wird.
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Wenn bei dem Stromversorgungssystem 100A der erste Schalterabschnitt SW1 des Schalterkastens 10 von dem Steuerabschnitt 111 EIN-geschaltet wird, kann ein elektrischer Strom in beiden Richtungen zwischen der Hauptbatterie 101 und der zweiten Batterie 106 fließen. Drüber hinaus wird bei dem Stromversorgungssystem 100A der erste Schalter SW1 des Schalterkastens 10 von dem Steuerabschnitt 111 während einer Fehlfunktion in der Hauptbatterie 101 oder während des Parkens des Fahrzeuges AUS-geschaltet. In diesem Zustand kann der Verbraucher 105C mit dem elektrischen Strom aus der zweiten Batterie 106 angetrieben werden.
(Beispiel der Verwendung des Schalterkastens 10, bei dem die Anzahl der Schalter zwei ist)
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Wie es in 13b gezeigt ist, hat das Stromversorgungssystem 100B im wesentlichen dieselbe Konfiguration wie das Stromversorgungssystem 100A mit der Ausnahme, dass der DC/DC-Wandler 107 nicht vorgesehen ist. Bei dem Stromversorgungssystem 1006 ist der Schalterkasten 10 gemäß der Ausführungsform zwischen der Hauptbatterie 101 und der zweiten Batterie 106 vorgesehen. Der Schalterkasten 10 hat zwei Schalterabschnitte, das heißt den ersten Schalterabschnitt SW1 und den zweiten Schalterabschnitt SW2. Die Hauptbatterie 101 ist mit dem Verbindungsanschlussabschnitt 21C verbunden, und die zweite Batterie 106 ist mit dem Verbindungsanschlussabschnitt 21B verbunden. Darüber hinaus ist der Verbraucher 105B mit dem Verbindungsanschlussabschnitt 21A' des Schalterkastens 10 verbunden. Der erste Schalterabschnitt SW1 und der zweite Schalterabschnitt SW2 des Schalterkastens 10 werden derart gesteuert, dass sie von dem Steuerabschnitt 111 geöffnet und geschlossen werden.
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Wenn bei dem Stromversorgungssystem 100B der erste Schaltrabschnitt SW1 und der zweite Schalterabschnitt SW2 von dem Steuerabschnitt 111 EIN-geschaltet werden, kann ein elektrischer Strom in beiden Richtungen zwischen der Hauptbatterie 101 und der zweiten Batterie 106 fließen.
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Wenn bei dem Stromversorgungssystem 100B die Maschine von dem Anlasser 104 während des Leerlaufstopps des Fahrzeuges gestartet wird, schaltet der Steuerabschnitt 111 den ersten Schalterabschnitt SW1 EIN und den zweiten Schalterabschnitt SW2 AUS. Auf diese Weise wird elektrischer Strom von der zweiten Batterie 106 dem Verbraucher 105B zugeführt, wenn die Maschine mit dem Anlasser gestartet wird. Demzufolge kann eine Fehlfunktion des Betriebs des Verbrauchers 105B, die durch einen Spannungsabfall in der Hauptbatterie 101 verursacht wird, wenn die Maschine erneut gestartet wird, vermieden werden, obwohl der DC/DC-Wandler 107 nicht vorhanden ist.
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Wenn darüber hinaus ein Fehler in der Hauptbatterie 101 auftritt, wird der erste Schalterabschnitt SW1 AUS-geschaltet, um eine Trennung zwischen der Hauptbatterie 101 und dem Verbraucher 105B herzustellen. Selbst in diesem Zustand kann elektrischer Strom sicher von der zweiten Batterie 106 dem Verbraucher 105C, der der Sicherungsobjekt-Verbraucher ist, zugeführt werden. Daneben wird während des Parkens des Fahrzeuges der zweite Schalterabschnitt SW2 AUS-geschaltet, so dass ein elektrischer Strom in den Verbraucher 1056 durch das Verriegelungsrelais 66 fließen kann.
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Darüber hinaus werden bei dem Stromversorgungssystem 100B der erste Schalterabschnitt SW1 und der zweite Schalterabschnitt SW2 in geeigneter Weise EIN/AUS-geschaltet, so dass regenerative Energie der zweiten Batterie 106 zugeführt werden kann, um dadurch die zweite Batterie 106 zu laden. Auf diese Weise ist es möglich, die Brennstoffeffizienz des Fahrzeuges zu verbessern.
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Wenn, wie es oben beschrieben wurde, eine Schalterfunktion in einem Schaltkreis erforderlich ist, ist lediglich die erste Leiterplatte 40, die den ersten Schalterabschnitt SW1 hat, in dem Schalterkasten 10 gemäß der zuvor erwähnten Ausführungsform vorgesehen. Der Schaltkreis ist mit den Verbindungsanschlussabschnitten 21A und 21B der Sammelschiene 41 verbunden. Auf diese Weise kann der Schaltkreis von dem ersten Schalterabschnitt SW1 geöffnet und geschlossen werden. Wenn andererseits zwei Schaltfunktionen in den Schaltkreisen erforderlich sind, ist die zweite Leiterplatte 60, die den zweiten Schalterabschnitt SW2 hat, an der ersten Leiterplatte 40 angebracht. Die Schaltkreise sind mit den Verbindungsanschlussabschnitten 21A', 21B und 21C der Sammelschienen 41 und 61 verbunden. Somit kann einer der Schaltkreise von dem ersten Schalterabschnitt SW1 geöffnet und geschlossen werden und der andere Schaltkreis von dem zweiten Schalterabschnitt SW2 geöffnet und geschlossen werden.
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Selbst wenn beispielsweise die Zahl von Schaltern in einem Stromversorgungssystem gemäß einer Änderung der Konfiguration des Systems geändert wird, ist es nicht notwendig, einen Schalterkasten entsprechend der Anzahl von Schaltern zu entwickeln und herzustellen, sondern ist es möglich, einen Schalterkasten bereitzustellen, der in der Lage ist, jedes Stromversorgungssystem zu unterstützen. Somit können Bauteile, Gehäuse und dergleichen gemeinsam genutzt werden. Es ist möglich, eine Zunahme von Mannstunden bei der Entwicklung und einen Anstieg der Herstellungskosten infolge einer Änderung der Anzahl von Schaltern wirtschaftlich zu unterbinden.
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Bei dem Stromversorgungssystem für ein Fahrzeug, das die Hauptbatterie 101 und zweite Batterie 106 als Nebenbatterie umfasst, sind Schalter zum Umschalten der Stromquelle von der Hauptbatterie 101 und der zweiten Batterie 106 zu unterschiedlichen Verbrauchern und dergleichen vorgesehen. Die Anzahl der Schalter kann gemäß eine Änderung der Spezifikation oder dergleichen geändert werden. Selbst in diesem Fall kann die Anzahl von Schaltern auf einfache Art und Weise geändert werden, um die Änderung in dem System zu unterstützen, wenn die zweite Leiterplatte 60 an der ersten Leiterplatte 40 angebracht oder von dieser getrennt ist.
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Wenn darüber hinaus die Verbindungsanschlüsse 64 einer der Sammelschienen, das heißt der Sammelschiene 61 der ersten Leiterplatte 40, mit der zweiten Leiterplatte 60 verbunden sind, kann der Schalterkasten 10 extrem einfach derart eingerichtet sein, dass er über den ersten Schalterabschnitt SW1 der ersten Leiterplatte 40 und den zweiten Schalterabschnitt SW2 der zweiten Leiterplatte 60 verfügt.
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Darüber hinaus ist die Sammelschien 41 der zweiten Leiterplatte 60 an einer Zwischenposition zwischen den beiden Sammelschienen 41 und 61 der ersten Leiterplatte 40 angebracht, wenn die zweite Leiterplatte 60 auf der ersten Leiterplatte 40 angebracht wurde. Es ist somit möglich, eine gute Wärmeabstrahlung in jeder Sammelschiene 41, 61 sicherzustellen. Selbst wenn die Sammelschienen 41 und 61 Wärme infolge eines darin fließenden elektrischen Stroms erzeugen, kann ein Wärmeeinfluss, der elektronische Bauteile und dergleichen beeinträchtigt, so gut wie möglich unterdrückt werden.
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Daneben ist die Erfindung nicht auf die zuvor erwähnte Ausführungsform beschränkt, sondern es können Umformungen, Verbesserungen und dergleichen in geeigneter Weise vorgenommen werden. Darüber hinaus sind Materialien, Formen, Abmessungen, Anzahlen, Anordnungsplätze etc. der entsprechenden Bestandteile bei der zuvor erwähnten Ausführungsform nicht eingeschränkt. Es können beliebige Materialien, beliebige Formen, beliebige Abmessungen, beliebige Anzahlen, beliebige Anordnungsplätze und dergleichen verwendet werden, solange die Erfindung umgesetzt werden kann.
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Hier sind die Merkmale der zuvor erwähnten Ausführungsform des Schalterkastens gemäß der Erfindung zusammengefasst und in den folgenden Absätzen [1] bis [4] kurz aufgelistet.
- [1] Schalterkasten (10), umfassend:
eine erste Leiterplatte (40);
zwei Sammelschienen (41 und 61), die auf der ersten Leiterplatte (40) vorgesehen sind; und
einen ersten Schalterabschnitt (SW1), der auf der ersten Leiterplatte (40) derart vorgesehen ist, dass er den Schaltkreis zwischen den beiden Sammelschienen (41 und 61) öffnet und schließt; wobei
eine zweite Leiterplatte (60) lösbar an der ersten Leiterplatte (40) angebracht werden kann und die zweite Leiterplatte (60) umfasst:
eine Sammelschiene (41); und
einen zweiten Schalterabschnitt (SW2), der einen Schaltkreis zwischen der Sammelschiene (41) der zweiten Leiterplatte (60) und einer (61) der Sammelschienen der ersten Leiterplatte (40) öffnet und schließt.
- [2] Schalterkasten (10) gemäß dem vorherigen Absatz [1], bei dem:
die eine (61) der Sammelschienen der ersten Leiterplatte (40) Verbindungsanschlüsse (64) hat, die mit der zweiten Leiterplatte (60) verbunden werden können.
- [3] Schalterkasten (10) gemäß dem vorherigen Absatz [1] oder [2], bei dem:
die Sammelschiene (41) der zweiten Leiterplatte (60) an einer Zwischenposition zwischen den beiden Sammelschienen (41 und 61) der ersten Leiterplatte (40) angeordnet ist, wenn die zweite Leiterplatte (60) an der ersten Leiterplatte (40) angebracht ist.
- [4] Schalterkasten (10) nach einem der vorherigen Absätze [1] bis [3], wobei:
der Schalterkasten (10) zwischen einer Hauptbatterie (101) und einer Nebenbatterie (zweiten Batterie 106) in einem Stromversorgungssystem für ein Fahrzeug vorgesehen ist, wobei das Stromversorgungssystem die Hauptbatterie (101) und die Nebenbatterie (106) umfasst, die elektrischen Strom unterschiedlichen Verbrauchern zuführen.
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Wenngleich die Erfindung im Detail und unter Bezugnahme auf ihre spezielle Ausführungsform beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass unterschiedliche Änderungen oder Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und dem Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung (
japanische Patentanmeldung No. 2014-130497 ), die am 25. Juni 2014 eingereicht wurde und deren Inhalte hier durch Bezugnahme enthalten sind.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die Erfindung hat den Effekt, dass es möglich ist, einen wirtschaftlichen Schalterkasten bereitzustellen, der in der Lage ist, einen Anstieg der Mannstunden bei der Entwicklung und eine Zunahme der Herstellungskosten zu unterbinden, die durch eine Änderung der Anzahl von Schaltern verursacht wird. Die Erfindung, die diesen Effekt hat, eignet sich für einen Schalterkasten, der in einem Stromversorgungssystem eines Fahrzeuges bereitgestellt werden soll.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schalterkasten
- 11
- Gehäuse
- 40
- erste Leiterplatte
- 41, 61
- Sammelschiene
- 60
- zweite Leiterplatte
- 64
- Verbindungsanschluss
- 100A, 100B
- Stromversorgungssystem
- 101
- Hauptbatterie
- 105A, 105B, 105C
- Verbraucher
- 106
- zweite Batterie (Nebenbatterie)
- SW1
- erster Schalterabschnitt
- SW2
- zweiter Schalterabschnitt
