JP2011078280A - 電気接続箱及びこの電気接続箱を備えた電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタ嵌合部を設けても、小型化を図ることができる電気接続箱及びこの電気接続箱を備えた電源装置を提供する。
【解決手段】電気接続箱３はコネクタが嵌合するコネクタ嵌合部１６とリレー１８が取り付けられるリレー取付部１５を設けた箱本体９と箱本体９内に収容された配線ユニット１０を備えている。配線ユニット１０は箱本体９のロアケース１２の底壁２０上に載置される載置部２９とコネクタ嵌合部１６内に設けられかつ載置部２９から立設した複数の端子部３１を備えている。ロアケース１２に設けられた端子位置決め部２３は端子部３１を表面上に位置付ける平面壁２４と互いに隣り合う端子部３１間から立設した立設壁２５と立設部２５の端部から当該平面壁２４と平行に突出した平行突出壁２６が設けられている。載置部２９には平行突出壁２６を内側に通す切欠き部３２が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、移動体としての自動車などに搭載される電気接続箱及び当該電気接続箱を備えた電源装置に関する。

例えば、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などには、前記電動モータへの電力供給装置として、例えば、従来から種々の電源装置が搭載されている。この種の電源装置は、互いに直列に接続された複数の電池を備えた電池集合体と、前記電池集合体の電力が一旦供給されかつ当該電力をリレーを介して外部の電子機器としてのインバータに向かって出力する電気接続箱（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）とを備えている。

前述した電気接続箱は、電気部品としてのリレーが取り付けられる部品取付部と前記リレーを駆動するためのコネクタが嵌合するコネクタ嵌合部などが設けられた箱本体と、前記箱本体に収容されかつ前記リレーと前記コネクタなどとを予め定められたパターンにしたがって電気的に接続する配線ユニットなどを備えている。

前記箱本体は、ロアケースと、当該ロアケースに取り付けられるとともに前記部品取付部と前記コネクタ嵌合部とが設けられたアッパケースと、を備えている。ロアケースとアッパケースとは、互いに取り付けられると前述した配線ユニットをその内側に収容する。

配線ユニットは、導電性の金属で構成された複数のバスバーを備えている。バスバーは、導電性の金属板が打ち抜かれて構成され、所定のパターンで屈曲された帯板状に形成されている。複数のバスバーのうちいくつかのバスバーは、前記ロアケース上に載置される載置部と、この載置部から立設しかつ前記コネクタ嵌合部内に位置付けられる端子部とを備えている。

前述した電気接続箱は、箱本体内に配線ユニットを収容して組み立てられ、コネクタ嵌合部にコネクタが嵌合しかつ部品取付部にリレーが取り付けられるなどして、前述した自動車に搭載される。

特開２００４−９６８６１号公報 特開２００６−３１１７５５号公報

前述した特許文献１及び特許文献２などに示された電気接続箱は、ロアケースとアッパケースとを互いに取り付ける際に、端子部を位置決めするための位置決め部を前述したアッパケースに設けている。位置決め部は、前述したコネクタ嵌合部の内側に設けられかつロアケースから離れるのにしたがって当該コネクタ嵌合部の開口を徐々に狭くなる方向に傾斜した傾斜面を備えている。位置決め部は、傾斜面に端子部を当接させ、当該端子部を傾斜面上に摺動させることで、ロアケースとアッパケースとを互いに組み付ける際に、端子部を所定の位置に位置決めする。

前述した特許文献１及び特許文献２などに示された電気接続箱は、自動車に搭載された際にかかるスペースを削減するために、電池集合体の電池同士が互いに重なる方向に当該電池集合体に重ねられることが求められている。このように搭載すると、電気接続箱は、コネクタのコネクタ嵌合部への嵌合を容易にするために、当該コネクタ嵌合部を前記アッパケースから前記電池同士が互いに重なる方向に沿って立設された状態で設けられることとなる。この場合、前述した端子部が長くなって、前述した位置決め部の傾斜面の長さが長くなり、端子部間の間隔を広げる必要が生じ、当該電気接続箱が大型化してしまうこととなる。また、複数の端子部を設ける場合には、当該端子部間の間隔を広げる必要があって、さらに当該電気接続箱が大型化してしまう。

したがって、本発明の目的は、コネクタ嵌合部を設けても、小型化を図ることができる電気接続箱及びこの電気接続箱を備えた電源装置を提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の電気接続箱は、コネクタが嵌合するコネクタ嵌合部と電気部品が取り付けられる部品取付部とを設けた箱本体と、前記箱本体内に収容されかつ前記部品取付部に取り付けられる電気部品と前記コネクタ嵌合部に嵌合するコネクタとを予め定められたパターンにしたがって電気的に接続する配線ユニットと、を備えた電気接続箱において、前記配線ユニットは、前記箱本体の底壁上に載置される載置部と、前記コネクタ嵌合部内に設けられかつ互いに平行に間隔をあけて設けられているとともに前記載置部から立設した複数の端子部と、を備え、前記箱本体には、前記端子部を表面上に位置付ける平面部と、前記複数の端子部のうちの互いに隣り合う端子部間から立設した立設部と、前記立設部の前記平面部から離れた側の端部から当該平面部と平行に突出した平行突出部とが設けられ、前記載置部には、前記平行突出部を内側に通す切欠き部が設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の本発明の電源装置は、互いに直列に接続された複数の電池を備えた電気集合体と、前記電池集合体からの電力が供給されて、当該電力を電子機器に向かって出力する電気接続箱と、を備えた電源装置において、前記電気接続箱として、請求項１に記載の電気接続箱を備えたことを特徴としている。

請求項３に記載の本発明の電源装置は、請求項２記載の電源装置において、前記端子部は、その長手方向が前記複数の電池同士の並ぶ方向と平行に配置されていることを特徴としている。

請求項１に記載した本発明の電気接続箱によれば、箱本体に端子部を表面上に位置付ける平面部の互いに隣り合う端子部間から立設した立設部と、立設部の端部から平面部と平行に突出した平行突出部とを設けているので、平面部上に位置付けられた端子部が、当該平面部と平行突出部とにより位置決めされる。このため、配線ユニットが箱本体に取り付けられると、当該配線ユニットの端子部が箱本体の正規の位置に位置決めされることとなる。

また、配線ユニットの載置部に切欠き部を設けているので、端子部の長手方向に沿って、配線ユニットを箱本体に近づけることで、当該配線ユニットを箱本体に取り付けることができる。

さらに、配線ユニットの載置部に切欠き部を設け、箱本体に平行立設部を設けているので、立設部の厚みと端子部間の間隔との双方を、当該端子部間の最低限必要とされる端子部間の間隔と等しくすることができる。

請求項２に記載した本発明の電源装置によれば、前述した電気接続箱を備えているので、当該電気接続箱に加えて、電源装置自体の小型化を図ることができる。

請求項３に記載した本発明の電源装置によれば、端子部を複数の電池同士の並ぶ方向と平行に配置しているので、コネクタ嵌合部へのコネクタの嵌合を容易に行うことができる。

以上説明したように請求項１に記載の本発明は、配線ユニットが箱本体に取り付けられると、当該配線ユニットの端子部が箱本体の正規の位置に位置決めされることとなるので、端子部を所定の位置に案内する位置決め部の大型化を防止でき、位置決め部を設けることなく又は当該位置決め部の寸法を最小限とすることで、箱本体を組み立てることができる。よって、端子部間の間隔を広げる必要が生じることがない。したがって、複数の寸法の比較的長い端子部を設けたコネクタ嵌合部を設けても、端子部間の間隔を広げる必要がないので、電気接続箱の小型化を図ることができる。

また、端子部の長手方向に沿って、配線ユニットを箱本体に近づけることで、当該配線ユニットを箱本体に取り付けることができる。よって、電気接続箱を容易に組み立てることができる。

さらに、立設部の厚みと端子部間の間隔との双方を、当該端子部間の最低限必要とされる端子部間の間隔と等しくすることができる。このために、電気接続箱の大型化を抑制することができる。

請求項２に記載の本発明は、前述した電気接続箱を備えているので、当該電気接続箱に加えて、電源装置自体の小型化を図ることができる。

請求項３に記載の本発明は、端子部を複数の電池同士の並ぶ方向と平行に配置しているので、コネクタ嵌合部へのコネクタの嵌合を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る電源装置の要部を示す斜視図である。 図１に示された電源装置の電気接続箱の分解斜視図である。 図２に示された電気接続箱のコネクタ嵌合部の正面図である。 図３に示されたコネクタ嵌合部内に配置される端子位置決め部とバスバーの要部を示す斜視図である。 図４に示された端子位置決め部とバスバーとが互いに組み付けられた状態を示す斜視図である。 図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる電気接続箱及び電源装置を、図１ないし図６に基づいて説明する。本発明の一実施形態にかかる電源装置１は、電動モータの駆動力によって走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとの双方の駆動力で走行するハイブリッド車などに搭載され、前記電動モータに電力を供給するものである。

本実施形態の電源装置１は、図１に示すように、電池集合体２と、この電池集合体２に取り付けられる電気接続箱３と、を備えている。

電池集合体２は、図１に示すように、複数の電池４と、これら複数の電池４を互いに重ねて固定する（束ねて固定する）一対のエンドプレート５（図１には、一方のエンドプレート５のみ示す）と、一対のバスバーモジュール６（図１には、一方のバスバーモジュール６のみ示す）とを備えている。

複数の電池４は、それぞれ、厚手の平板状の電池本体７と、この電池本体７の図１中手前側に位置する端面と奥側に位置する端面とのうちいずれか一方に設けられた正の電極（以下、正極と記す）と、他方に設けられた負の電極（以下、負極と記す）と、を備えている。

前述した構成の複数の電池４は、互いに隣り合う電池４同士の正極と負極とが互いに隣り合うように、互いに重ねられて、並べられている。即ち、複数の電池４は、正極と負極とが交互に逆向きとなる状態で重ねられている。

一対のエンドプレート５は、それぞれ、絶縁性の材料からなり且つ厚手の平板状に形成されている。一対のエンドプレート５は、互いの間に前述した複数の電池４を挟む格好で、これら複数の電池４に重ねられて、並べられている。また、前述した一対のエンドプレート５は、図示しないボルトとナットなどにより、互いの間に挟んだ複数の電池４とともに、互いに固定されている。

バスバーモジュール６は、ぞれぞれ、絶縁材の合成樹脂で構成された絶縁カバー８と、導電性の複数のバスバーなどを備えている。絶縁カバー８内のバスバーは、複数の電池４の前述した電極が設けられた両端面上に重ねられている。バスバーは、絶縁カバー８に取り付けられ、かつ互いに隣り合う電池の電極を互いに接続している。即ち、バスバーモジュール６は、複数の電池同士を互いに直列に接続している。また、一対のバスバーモジュール６のうち図１中手前側の一方のバスバーモジュール６は、互いに直列に接続された複数の電池４のうちの一方の端に位置する電池４の電極と電気接続箱３とを接続する接続用のバスバーと、互いに直列に接続された複数の電池４のうちの他方の端に位置する電池４の電極と電気接続箱３とを接続する接続用のケーブルを備えている。

前述したバスバーモジュールは、前述した複数の電池４を互いに直列に接続するとともに、電気接続箱３に接続して、互いに直列に接続された複数の電池４の電力を電気接続箱３に供給する。

なお、図１中の矢印Ｘは、複数の電池４同士の並ぶ方向、及び、電池集合体２の長手方向を示し、矢印Ｚは、電池集合体２の幅方向を示し、矢印Ｙは、電池集合体２の高さ方向を示している。

電気接続箱１は、図１中手前側の一方のエンドプレート５に重なれて、当該エンドプレート５に取り付けられている。電気接続箱３は、図２に示すように、箱本体９と、配線ユニット１０とを備えている。

箱本体９は、互いに取り付けられるアッパケース１１と、ロアケース１２とを備えている。これらのケース１１，１２は、絶縁性の合成樹脂からなり、周知の射出成形により成形されている。

アッパケース１１は、図２に示すように、天井壁１３と、この天井壁１３の外縁から立設した周壁１４と、複数の部品取付部としてのリレー取付部１５と、コネクタ嵌合部１６と、出力用コネクタ部１７とを備えている。リレー取付部１５は、天井壁１３に設けられている。リレー取付部１５には、電気部品としてのリレー１８が取り付けられる。コネクタ嵌合部１６は、筒状に形成されかつ天井壁１３から立設した格好に設けられている。コネクタ嵌合部１６には、リレー１８を駆動するための図示しないワイヤハーネスのコネクタが嵌合する。また、コネクタ嵌合部１６には、前述した天井壁１３寄りの開口を塞ぎかつ後述する平面壁２４との間に端子部３１を位置付ける塞ぎ壁１９（図３に示す）が設けられている。

出力用コネクタ部１７は、筒状に形成され、かつアッパケース１１の天井壁１３に設けられているとともに、当該天井壁１３の表面と平行に配置されている。出力用コネクタ部１７には、電子機器としてのインバータと接続し当該インバータに前述した電池集合体２の電力を供給するケーブルの端末に設けられた図示しないコネクタが嵌合する。

ロアケース１２は、図２に示すように、底壁２０と、この底壁２０の外縁から立設した周壁２１とを備えている。ロアケース１２とアッパケース１１とは、底壁２０と天井壁１３とが互いに平行な状態で、これらの壁１３，２０に対して直交する方向に沿って互いに近づけられて、互いに周壁１４，２１又は一方の周壁１４，２１が天井壁１３又は底壁２０上に重なりかつ天井壁１３と底壁２０とが互いに間隔をあけて互いに平行な状態で、互いに取り付けられる。

これらのケース１１，１２即ち箱本体９は、底壁２０が一方のエンドプレート５上に重なる格好で、前述した電池集合体２に取り付けられる。このように、箱本体９即ち電気接続箱３は、前述した複数の電池４同士の並ぶ方向Ｘに沿って、電池集合体２に並べられて、当該電池集合体２に取り付けられる。

また、前述したロアケース１２の底壁２０の表面には、後述するバスバー２７を位置決めするための位置決め壁２２（図４に示す）が立設している。さらに、ロアケース１２には、図３及び図４に示すように、アッパケース１１に取り付けられると、前述したコネクタ嵌合部１６内に位置しかつ後述する端子部３１を位置決めする端子位置決め部２３が設けられている。端子位置決め部２３は、図４及び図５に示すように、前述した底壁２０から天井壁１３に向かって立設しかつコネクタ嵌合部１６内に位置付けられる平面部としての平面壁２４と、この平面壁２４上から立設した立設部としての複数の立設壁２５と、平行突出部としての平行突出壁２６とを備えている。

平面壁２４は、その表面が前述した複数の電池４同士の並ぶ方向Ｘと平行である。平面壁２４は、その表面上に端子部３１を位置付ける。立設壁２５は、それぞれ、前述した複数の電池４同士の並ぶ方向Ｘと平行に直線状に延在しており、互いに間隔をあけて平行に配置されている。立設壁２５は、互いに隣り合う端子部３１間から立設している。立設壁２５は、図示例では、三つ設けられている。平行突出壁２６は、図６に示すように、これら三つの立設壁２５のうち両端に位置する二つの立設壁２５の平面壁２４から離れた側の端部から平面壁２４と平行に突出している。平行突出壁２６は、それぞれ、前述した複数の電池４同士の並ぶ方向Ｘと平行に直線状に延在しており、平面壁２４と間隔をあけて当該平面壁２４と平行に配置されている。

配線ユニット１０は、図２に示すように、複数のバスバー２７と、複数の接続端子２８とを備えている。バスバー２７は、それぞれ、導電性の金属板に打ち抜き及び曲げ加工が施されて、構成されている。バスバー２７は、それそれ、図４に示すように、ロアケース１２の底壁２０の表面上即ち箱本体９上に載置される載置部２９と、この載置部２９から立設した立設片３０と、載置部２９から立設した複数の端子部３１と、図示しない出力用端子部と、を一体に備えている。

載置部２９は、ロアケース１２の位置決め壁２２間に配置される。立設片３０は、載置部２９からリレー取付部１５に取り付けられるリレー１８に向かって立設している。端子部３１は、載置部２９から立設して、平面壁２４と平行突出壁２６との間に配置されて、前述したコネクタ嵌合部１６内に位置する。端子部３１の長さは、立設片３０の長さよりも十分に長い。また、複数の端子部３１間には、立設壁２５が位置付けられる。なお、図示例では、端子部３１は、四つ設けられている。端子部３１は、コネクタ嵌合部１６にコネクタが嵌合すると、当該コネクタの端子と接続する。

また、載置部２９の端子部３１寄りの端部には、図４ないし図６に示すように、切欠き部３２が設けられている。切欠き部３２は、載置部２９の縁から当該載置部２９の一部が切り欠かれて構成されている。切欠き部３２は、その内側に平行突出壁２６を通す。

出力用端子部３１は、載置部２９から立設して、前述した出力用コネクタ部１７内に位置する。出力用端子部３１は、出力用コネクタ部１７に前述したインバータに接続したコネクタが嵌合すると、当該コネクタの端子と接続する。

また、バスバー２７には、前述したバスバーモジュール６の接続用のバスバーと接続用のケーブルとが接続される電力供給部が設けられている。前述したバスバー２７は、載置部２９が底壁２０の表面と平行な状態に位置付けられて、端子部３１の長手方向に沿ってロアケース１２の底壁２０に近づけられて、当該ロアケース１２に取り付けられる。

接続端子２８は、前述した立設片３０即ちバスバーと、リレー取付部１５に取り付けられるリレー１８の端子即ちリレー１８とに取り付けられて、これらを互いに接続する。

前述した構成の配線ユニット１０は、電池集合体２とリレー１８などを予め定められたパターンにしたがって互いに接続して、電池集合体２から供給された電力をリレー１８を介してインバータに向かって出力するととともに、リレー１８を駆動するためのワイヤハーネスのコネクタとリレー１８とを接続する。

前述した構成の電気接続箱３は、アッパケース１１とロアケース１２との間に配線ユニット１０を収容し、リレー取付部１５にリレー１８が取り付けられて、組み立てられる。そして、電気接続箱３は、ロアケース１２がエンドプレート５に取り付けられ、接続用のバスバー及び接続用のケーブルがバスバー２７の電力供給部に接続されて、電池集合体２に取り付けられて、電源装置１を構成する。さらに、電気接続箱３即ち電源装置１は、コネクタ嵌合部１６及び出力用コネクタ部１７に前述したコネクタが嵌合されることで、前述した自動車に搭載される。こうして構成された電源装置１は、電池集合体２の電力をリレー１８を介してインバータに向かって出力するとともに、当該リレー１８がワイヤハーネスを介して自動車に搭載されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって制御される。

本実施形態によれば、箱本体９のロアケース１２に、端子部３１を表面上に位置付ける平面壁２４の互いに隣り合う端子部３１間からから立設した立設壁２５と、立設壁２５の端部から平面壁２４と平行に突出した平行突出壁２６とを設けているので、平面壁２４上に位置付けられた端子部３１が、当該平面壁２４と平行突出壁２６とにより位置決めされる。このため、配線ユニット１０が箱本体９に取り付けられると、当該配線ユニット１０の端子部３１が箱本体９の正規の位置に位置決めされることとなる。

このために、端子部を所定の位置に案内する位置決め部の大型化を防止でき、塞ぎ壁１９に位置決め部を設けることなく、又は仮に設けたとしても当該位置決め部の寸法を最小限とすることで、アッパケース１１とロアケース１２とを互いに組み付けて、箱本体９を組み立てることができる。よって、端子部３１間の間隔を広げる必要が生じることがない。したがって、複数の寸法の比較的長い端子部３１を設けたコネクタ嵌合部１６を設けても、端子部３１間の間隔を広げる必要がないので、電気接続箱３の小型化を図ることができる。

また、配線ユニット１０のバスバー２７の載置部２９に切欠き部３２を設けているので、端子部３１の長手方向に沿って、配線ユニット１０のバスバー２７を箱本体９のロアケース１２の底壁２０に近づけることで、当該配線ユニット１０のバスバー２７を箱本体９のロアケース１２に取り付けることができる。よって、電気接続箱３を容易に組み立てることができる。

さらに、配線ユニット１０のバスバー２７の載置部２９に切欠き部３２を設け、箱本体９のロアケース１２に平行立設壁２５を設けているので、立設壁２５の厚みと端子部３１間の間隔との双方を、これら端子部３１同士短絡しない当該端子部３１間の最低限必要とされる端子部３１間の間隔と等しくすることができる。このために、電気接続箱３の大型化を抑制することができる。

本実施形態の電源装置１によれば、前述した電気接続箱３を備えているので、当該電気接続箱３に加えて、電源装置１自体の小型化を図ることができる。

また、電源装置１は、端子部３１を複数の電池４同士の並ぶ方向 と平行に配置しているので、コネクタ嵌合部１６へのコネクタの嵌合を容易に行うことができる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。則ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、塞ぎ壁１９に端子部３１を正規の位置に案内する位置決め部を設けていなかったが、本発明では、塞ぎ壁１９に端子部３１を正規の位置に案内する位置決め部を設けてもよい。さらに、本発明では、電池集合体２と直接接続されない電気接続箱３であってもよい。

１ 電源装置
２ 電池集合体
３ 電気接続箱
４ 電池
９ 箱本体
１０ 配線ユニット
１５ リレー取付部（部品取付部）
１６ コネクタ嵌合部
１８ リレー（電気部品）
２４ 平面壁（平面部）
２５ 立設壁（立設部）
２６ 平行突出壁（平行突出部）
２９ 載置部
３１ 端子部
３２ 切欠き部
Ｘ 複数の電池同士の並ぶ方向

Claims (3)

1. コネクタが嵌合するコネクタ嵌合部と電気部品が取り付けられる部品取付部とを設けた箱本体と、
   前記箱本体内に収容されかつ前記部品取付部に取り付けられる電気部品と前記コネクタ嵌合部に嵌合するコネクタとを予め定められたパターンにしたがって電気的に接続する配線ユニットと、を備えた電気接続箱において、
   前記配線ユニットは、前記箱本体の底壁上に載置される載置部と、前記コネクタ嵌合部内に設けられかつ互いに平行に間隔をあけて設けられているとともに前記載置部から立設した複数の端子部と、を備え、
   前記箱本体には、前記端子部を表面上に位置付ける平面部と、前記複数の端子部のうちの互いに隣り合う端子部間から立設した立設部と、前記立設部の前記平面部から離れた側の端部から当該平面部と平行に突出した平行突出部とが設けられ、
   前記載置部には、前記平行突出部を内側に通す切欠き部が設けられていることを特徴とする電気接続箱。
2. 互いに直列に接続された複数の電池を備えた電気集合体と、
   前記電池集合体からの電力が供給されて、当該電力を電子機器に向かって出力する電気接続箱と、を備えた電源装置において、
   前記電気接続箱として、請求項１に記載の電気接続箱を備えたことを特徴とする電源装置。
3. 前記端子部は、その長手方向が前記複数の電池同士の並ぶ方向と平行に配置されていることを特徴とする請求項２記載の電源装置。

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