JP6087110B2 - リレー固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、リレーをハウジングに固定するための構造に関する。

一般に、自動車などの車両には、電源装置と負荷（一例として、電池集合体と電動モータ）との接続を制御するためにリレーが搭載されている。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を併用して走行するハイブリッド自動車等において、リレーは、インバータを介して電動モータに電力を供給しており、インバータに供給する電池集合体の出力を投入遮断するメインリレーを含んで構成される。かかるメインリレーは、一対のリレー端子を有しており、一方のリレー端子は、回路を介して電池集合体の総正極に接続され、他方のリレー端子は、回路を介して電池集合体の総負極に接続される。

この場合、リレーは、電池集合体と電動モータとの間に備えられた電気接続箱（ジャンクションボックス）の構成部材の一つとなっており、かかる電気接続箱のハウジングに固定されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された構成において、ハウジングには、リレーの水平方向の移動を規制する第１の規制部と、垂直方向の移動を規制する第２の規制部が設けられている。また、リレーには、下部の全周に亘って鍔部が形成されている。このような構成とすることで、ハウジングへの固定時、リレーは、鍔部の底面が第１の規制部に当接され、固定面に沿った水平方向の移動が規制される。また、その際、鍔部は、第２の規制部に形成された係止片に当接し、該係止片の先端部を押圧して弾性撓み変形させる。そして、鍔部の底面が第１の規制部に当接されると、係止片は、弾性撓み復帰変形して先端部が鍔部の上面に係止される。これにより、リレーは、固定面に対して垂直方向への移動が規制される。

特開２００６−２８８１９０号公報

このように、特許文献１に開示された構成においては、ハウジングに第１の規制部と第２の規制部を設けることで、リレーの水平方向及び垂直方向の移動を規制しつつ、該リレーをハウジングに固定することを可能としている。しかしながら、かかる構成では、ハウジングへの固定時、リレーを第２の規制部に押圧して該第２の規制部を弾性撓み変形させつつ、第１の規制部と当接するまで圧入する必要があり、組付性が悪い。また、リレーの下部（鍔部の形成位置）のみが第１の規制部及び第２の規制部によって保持されるに過ぎず、上部に重心があるリレーの場合には、車両の振動などによるリレーの振れやガタつきを抑えられないおそれがある。

本発明はこれを踏まえてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ハウジングへの組み付けが容易で、上下前後左右の全方向に対する移動を規制することが可能なリレー固定構造を実現することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、電気回路の開閉を制御するリレーをハウジングに固定するためのリレー固定構造であって、前記リレーが載置される底部と、前記リレーの外側部を包囲させて前記底部から立設された壁部を有するハウジングベースと、前記リレーに被冠される蓋部と、前記ハウジングベースの壁部へ向けて前記蓋部の周縁から垂設された縁部を有するハウジングカバーとを備え、前記ハウジングベースには、前記ハウジングカバーを係止する係止部が設けられ、前記ハウジングカバーには、前記係止部と係合可能な被係止部と、前記リレーの移動を規制するリブ部と、前記リレーを押圧する弾性変形可能な押圧部が設けられ、前記リブ部は、前記外側部と当接する第１のリブ部と前記壁部と当接する第２のリブ部を有し、前記第１のリブ部と前記第２のリブ部は、前記縁部の全周に亘って複数形成され、前記押圧部は、前記リレーと対向させて前記蓋部に設けられ、前記係止部と前記被係止部が係合した状態で弾性変形して前記リレーを前記底部へ押圧することを特徴とする。

これによれば、リレーをハウジングベース（ベースプレート）の底部へ載置するとともに、壁部内に収容した状態とし、かかるリレーに被冠させたカバーをハウジングベースに係止させるだけで、リレーをハウジングに対して容易に組み付けることができる。また、かかる組み付け状態においては、ハウジングの上下前後左右の全方向（つまり、水平方向及び垂直方向）に対するリレーの移動を規制することができる。

この場合、前記リレーは、前記底部への載置側の前記外側部から突出させて全周に亘って形成された鍔部を有する構成とし、前記鍔部は、前記リレーが前記底部に載置された状態で前記壁部と干渉させればよい。これにより、鍔部の配設側、つまり底部への載置側において、リレーの水平方向への移動を有効に規制することができる。

本発明によれば、リレーをハウジングに対して容易に組み付けることができるとともに、上下前後左右の全方向に対するリレーの移動を規制することができる。

本発明の一実施形態に係るリレー固定構造の分解斜視図である。 ハウジングベース（ベースプレート）にリレーを載置する前の状態を示す平面図である。 ハウジングベースにリレーを載置した後の状態を示す平面図である。 ハウジングカバーの内側平面図である。

以下、本発明のリレー固定構造について、添付図面を参照して説明する。本発明に係るリレー固定構造は、電気回路の開閉を制御するリレーをハウジングに固定するための構造である。リレーは、電源及び前記電源と接続された負荷の間に設けられ、前記電源と前記負荷との電気的な接続の制御を行う。この場合、電源としては、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を併用して走行するハイブリッド自動車等に搭載され、前記電動モータに電力を供給する電源装置（バッテリ）を想定することができる。また、負荷としては、かかる電源装置から電力を供給される電動モータを一例として想定することができる。ただし、本発明に係るリレーが接続制御する電源と負荷の組み合わせは、これらに特に限定されるものではない。

かかる電源装置は、二次電池が複数直列接続された電池集合体と、前記電池集合体を互いの間に挟持する一対のエンドプレートと、前記電池集合体と前記電動モータとの間に配される電気接続箱（ジャンクションボックス）を備えて構成することができる。また、電気接続箱は、電池集合体と電動モータとの接続をオン・オフ制御するリレー及び回路を備えた構成とすることができる。その際には、例えば、リレーをアッパーカバー（後述するハウジングに相当）で保持するとともに、回路をロアカバーで保持し、これらのアッパーカバー及びロアカバーを相互に組み付けて電気接続箱を構成すればよい。

図１〜図４には、本発明の一実施形態に係るリレー固定構造の全体構成を示す。図１は、本発明の一実施形態に係るリレー固定構造の分解斜視図、図２は、後述するハウジングベースにリレーを載置する前の状態を示す平面図、図３は、前記ハウジングベースにリレーを載置した後の状態を示す平面図、図４は、後述するハウジングカバーの内側平面図である。

本実施形態において、リレー２は、インバータを介して電動モータ（図示しない）に電力を供給しており、インバータに供給する電池集合体（図示しない）の出力を投入遮断するメインリレーを含んで構成されている。かかるメインリレーは、一対のリレー端子を有しており、一方のリレー端子は、回路を介して電池集合体の総正極に接続され、他方のリレー端子は、回路を介して電池集合体の総負極に接続されている。これにより、リレー２は、電池集合体から電動モータへの電気出力を投入遮断することで、電池集合体と電動モータとの電気的な接続を制御する。図１には、全体の外観形状を略直方体状としたリレー２の構成を一例として示す。この場合、リレー２は、後述するハウジングベース（ベースプレート）６の底部６１への載置側（図１においては下側）の外側部２１から突出させて全周に亘って形成された鍔部２２を有している。なお、かかる鍔部２２は、前記底部６１に対するリレー２の載置部位となっている。

図１に示すように、本実施形態に係るリレー固定構造は、リレー２をハウジング４に固定するものであり、ハウジング４には、ハウジングベース（以下、ベースプレートという。）６とハウジングカバー（以下、単にカバーという。）８が備えられている。なお、ベースプレート６及びカバー８は、いずれも弾性材（一例として、樹脂材）で形成されている。

ベースプレート６は、リレー２が載置される底部６１と、リレー２の外側部２１を包囲させて底部６１から立設された壁部６２を有している。底部６１には、リレー２の端子（一例として、雄端子(図示しない)）が挿入される挿入穴６４を有する端子接続部６３が立設されている。挿入穴６４内には、リレー２の端子と接続される端子（一例として、雌端子）６５が形成されている。これにより、リレー２をその端子が端子接続部６３の挿入穴６４へ挿入されるように底部６１へ載置することで、かかるリレー２の端子を挿入穴６４の端子６５と電気的に接続させることができる。なお、図２には、底部６１から４つの端子接続部６３を立設させ、各端子接続部６３の挿入穴６４に１つずつ、４つの端子６５を形成した構成を示しているが、端子接続部６３（端的には、端子６５）の数は、リレー２の端子数に対応していれば特に限定されない。また、端子接続部６３（端的には、端子６５）の配置も、リレー２の端子配置に対応していれば任意として構わない。

壁部６２は、略直方体状をなすリレー２の４つの外側部２１を包囲するように、各外側部２１と対向して底部６１から４つ立設されている。これにより、ベースプレート６は、底部６１に載置されたリレー２を４つの壁部６２に囲まれた空間内に収容可能な構成をなす。この場合、図３に示すように、壁部６２は、リレー２が底部６１に載置された際、鍔部２２の外側部２１からの突出寸法よりも僅かに大寸の間隔を空けてかかる外側部２１と対向している。すなわち、壁部６２は、かかる間隔を空けてリレー２の外側部２１と対向可能となるように、底部６１から立設されている。したがって、鍔部２２は、リレー２が底部６１に載置された状態で、壁部６２と干渉することが可能な構成となっている。鍔部２２が壁部６２と干渉することで、ベースプレート６の底部６１に載置されるとともに、壁部６２内に収容されたリレー２（以下、リレー２のこの状態を位置決め状態という。）の水平方向（底部６１に沿った前後左右方向）への移動を規制することができる。特に、鍔部２２の配設側、つまり底部６１への載置側（図１においては下側）において、リレー２の水平方向への移動を有効に規制することができる。なお、壁部６２には、補強リブ６６が適宜設けられており、壁部６２内にリレー２を収容した際における剛性の向上が図られている。また、壁部６２の底部６１からの立設高さは、壁部６２内にリレー２を収容可能で、かつ、後述する係止部６７が被係止部８４を係合可能な高さに設定されている。

カバー８は、リレー２に被冠される蓋部８１と、ベースプレート６の壁部６２へ向けて蓋部８１の周縁から垂設された縁部８２を有している。蓋部８１は、リレー２の上端部２３よりも一回り大きな略矩形の平板状をなし、かかる上端部２３の全体を被覆可能に構成されている。また、蓋部８１には、図４に示すように、補強リブ８３が格子状に設けられており、リレー２に被冠された際における剛性の向上が図られている。

縁部８２は、略直方体状をなすリレー２の外側部２１を包囲させて底部６１から立設されたベースプレート６の壁部６２に外挿されるように、各壁部６２と対向して蓋部８１の周縁から垂設されている。これにより、カバー８は、縁部８２を壁部６２に外挿させることで、位置決め状態にあるリレー２の上端部２３に蓋部８１を被覆させた状態で、かかるリレー２に被冠される構成をなす。

本実施形態において、ベースプレート６には、カバー８を係止する係止部６７が設けられ、カバー８には、係止部６７を係合可能な被係止部８４が設けられている。図１及び図３に示すように、係止部６７は、底部６１の長手方向（図３においては、左右方向）に対向する２つの壁部６２にそれぞれ２つずつ、合計４つ設けられている。この場合、これらの係止部６７は、２つの壁部６２に対称をなして位置付けられている。また、係止部６７は、壁部６２の上縁部近傍から外側へ向けて突出するように形成されている。そして、係止部６７は、外側から内側へ徐々に傾斜する傾斜面６８を有し、壁部６２の立設方向（図１における上方向及び図３における表方向。換言すれば、カバー８方向）へ向かうに従って先細りとなるように構成されている。つまり、係止部６７は、いわゆる返しに相当する構成となっている。これにより、係止部６７を後述する被係止部８４と係合させる際、係止部６７を傾斜面６８に沿ってスムーズに被係止部８４へガイドしてこれらを容易に係合させることができるとともに、係合状態を保つことができる。

一方、図１及び図４に示すように、被係止部８４は、蓋部８１の長手方向（図４においては、左右方向）の両端部を縁部８２のさらに外側へ該縁部８２と所定間隔を空けて対向するように垂設されている。この場合、被係止部８４は、蓋部８１と面一に長手方向の縁部８２を越えて延設された後、下方へ略直角に屈曲させて垂設されている。被係止部８４には、かかる屈曲部分に２つずつ、合計４つの開口８５が対称をなして形成されている。なお、開口８５は、壁部６２に設けた係止部６７の数及び配置に対応して形成すればよい。また、被係止部８４と縁部８２との対向間隔は、係止部６７の壁部６２からの突出長さよりも大寸となるように設定すればよい。これにより、被係止部８４と縁部８２の間の空隙に係止部６７を介挿させることができる。

カバー８とベースプレート６を相互に係止させる場合、被係止部８４の開口８５の位置を係止部６７の位置と対応させて被係止部８４を係止部６７の傾斜面６８と当接させつつ、該被係止部８４が傾斜面６８に沿うようにカバー８をベースプレート６側（図１においては、下側）へ押圧力を加えて移動させる。その際、被係止部８４は、傾斜面６８から押圧力の反力を受けて外側へ弾性撓み変形した状態となる。そして、被係止部８４が係止部６７を乗り越えるまでカバー８をベースプレート６側へ移動させると、被係止部８４は、弾性撓み復帰変形する。このように被係止部８４が弾性撓み復帰変形すると、係止部６７が開口８５の下縁８６と係合した状態となる。この結果、カバー８とベースプレート６を相互に係止された状態とすることができる。

また、図４に示すように、カバー８には、リレー２の移動を規制するリブ部８７が設けられている。リブ部８７は、リレー２の外側部２１と当接する第１のリブ部８７ａと、ベースプレート６の壁部６２と当接する第２のリブ部８７ｂを有しており、第１のリブ部８７ａと第２のリブ部８７ｂは、縁部８２の全周に亘って複数形成されている。これにより、リブ部８７（第１のリブ部８７ａ及び第２のリブ部８７ｂ）は、位置決め状態にあるリレー２の水平方向（底部６１に沿った前後左右方向）への移動を規制している。

第１のリブ部８７ａは、縁部８２の内周面８２ａから該内周面８２ａと略直交するように突出された突出片として構成されている。図４には、内周面８２ａのうち、カバー８の長手方向（同図においては、左右方向）に対向する部位からそれぞれ対称をなして３つずつ突出片を配するとともに、前記長手方向と交差する方向（同図においては、上下方向）に対向する部位からそれぞれ対称をなして２つずつ突出片を配した第１のリブ部８７ａの構成を一例として示している。なお、リレー２の４つの外側部２１に対して均等に当接することが可能であれば、第１のリブ部８７ａを構成する突出片の数は特に限定されない。

第２のリブ部８７ｂは、縁部８２の外周面８２ｂから該外周面８２ｂと略直交するように突出された突出片として構成されている。図４には、外周面８２ｂのうち、カバー８の長手方向（同図においては、左右方向）に対向する部位からそれぞれ対称をなして２つずつ突出片を配するとともに、前記長手方向と交差する方向（同図においては、上下方向）に対向する部位からそれぞれ対称をなして２つずつ突出片を配した第２のリブ部８７ｂの構成を一例として示している。なお、リレー２の４つの外側部２１と対向する４つの壁部６２に対して均等に当接することが可能であれば、第２のリブ部８７ｂを構成する突出片の数は特に限定されない。

このように、第１のリブ部８７ａと第２のリブ部８７ｂは、縁部８２を挟んで互いに反対側の２つのリブ部８７の間に配されるように、略互い違い（千鳥状）に突出する構成となっている。なお、図４では、カバー８の長手方向（同図においては、左右方向）に対向する縁部８２の部位（内周面８２ａ及び外周面８２ｂ）において、第１のリブ部８７ａと第２のリブ部８７ｂが縁部８２を挟んで互い違い（千鳥状）に突出する構成とはなっていない部位が存在するが、これらを互い違いに、つまり交互に突出させた構成としても構わない。このような構成とすることで、リレー２の位置決め状態、別の捉え方をすれば、係止部６７が被係止部８４と係合してカバー８とベースプレート６が相互に係止された状態で、第１のリブ部８７ａがリレー２の外側部２１と当接するとともに、第２のリブ部８７ｂがベースプレート６の壁部６２と当接する。したがって、第１のリブ部８７ａ及び第２のリブ部８７ｂの縁部８２の内周面８２ａ及び外周面８２ｂからの突出長さは、縁部８２を挟んで反対方向へ突出する第１のリブ部８７ａの突出端から第２のリブ部８７ｂの突出端までの距離が壁部６２とリレー２の外側部２１との対向間隔（別の捉え方をすれば、リレー２の鍔部２２の突出寸法）と略同寸となるように設定すればよい。例えば、図４に示すように、第１のリブ部８７ａ及び第２のリブ部８７ｂの縁部８２からの突出長さを略同寸に設定した場合、リレー２の位置決め状態において、縁部８２は、壁部６２とリレー２の外側部２１との対向間隔の略中間に位置付けられることとなる。これにより、位置決め状態にあるリレー２にカバー８を被冠させることで、第１のリブ部８７ａをリレー２の外側部２１と当接させることができるとともに、第２のリブ部８７ｂをベースプレート６の壁部６２と当接させることができる。この結果、リレー２の水平方向（底部６１に沿った前後左右方向）への移動を規制することができる。特に、カバー８が被冠される上端部２３側において、リレー２の水平方向への移動を有効に規制することができる。

また、図４に示すように、カバー８には、リレー２を押圧する弾性変形可能な押圧部８８が設けられている。押圧部８８は、リレー２と対向させて蓋部８１に設けられ、係止部６７と被係止部８４が係合した状態で弾性変形してリレー２を底部６１へ押圧する。これにより、押圧部８８は、位置決め状態にあるリレー２の垂直方向（底部６１に対して上下方向）への移動を規制している。

この場合、押圧部８８は、蓋部８１の略中央部に２つ、一対をなして設けられている。これにより、押圧部８８は、位置決め状態にあるリレー２の上端部２３と当接し、かかるリレー２を底部６１に対して均等に押圧することが可能な構成となっている。一対の押圧部８８は、蓋部８１との連続部分を基端部８８ａとし、該基端部８８ａから蓋部８１の長手方向（図４においては、左右方向）の外側へ向けて延設された板状部８８ｂを基端部８８ａに対して弾性撓み変形可能に構成されている。図４に示す構成においては、板状部８８ｂの周縁に沿って切り欠き８９を形成することで、板状部８８ｂを蓋部８１と連続された基端部８８ａに対して垂直方向へ弾性撓み変形可能な構成としている。すなわち、位置決め状態にあるリレー２の上端部２３へ向けて、一対の板状部８８ｂが徐々に傾斜しつつ、互いに離間しながら基端部８８ａから突出する（換言すれば、内側から外側へ徐々に傾斜して広がる）ように、押圧部８８が構成されている。これにより、板状部８８ｂに対して垂直方向への押圧力を作用させると、かかる押圧力に抗して板状部８８ｂを弾性撓み変形させることができる。

なお、押圧部８８の数や配設位置、形状等は、位置決め状態にあるリレー２を底部６１へ均等に押圧することが可能であれば図示構成には限定されず、任意の構成であって構わない。例えば、図４には、板状部８８ｂを略台形状とし、その長辺部分を基端部８８ａとした押圧部８８の構成を一例として示しているが、板状部を略半円形状や略半楕円形状などとすることも可能である。これらの場合、かかる板状部の周縁に沿って切り欠きを形成するとともに、該板状部の直径部分、長径部分もしくは短径部分を基端部として蓋部８１と連続させた構成とすればよい。また、例えば、基端部から蓋部８１の長手方向（図４においては、左右方向）の内側へ向けて板状部を延設し、該板状部を前記基端部に対して弾性撓み変形可能な構成とすることも想定可能である。この場合には、位置決め状態にあるリレー２の上端部２３へ向けて、一対の板状部が徐々に傾斜しつつ、互いに近接しながら基端部から突出する（換言すれば、外側から内側へ徐々に傾斜して狭まる）ように、押圧部を構成すればよい。

したがって、カバー８とベースプレート６を相互に係止させる際、被係止部８４を係止部６７の傾斜面６８と当接させつつ、該被係止部８４が傾斜面６８に沿うようにカバー８をベースプレート６側（図１においては、下側）へ押圧力を加えて移動させると、押圧部８８の板状部８８ｂが位置決め状態にあるリレー２の上端部２３に当接される。そのまま、係止部６７が被係止部８４と係合するまでカバー８をさらに移動させると、板状部８８ｂは、かかる押圧力を受けて垂直方向の上向き（換言すれば、リレー２の上端部２３から離間する方向）へ弾性撓み変形した状態となる。そして、係止部６７と被係止部８４が係合してカバー８とベースプレート６が相互に係止された状態となり、カバー８に加えられていた押圧力が解除されると、板状部８８ｂは、弾性撓み復帰変形し、その復帰力を当接する上端部２３を介してリレー２に作用させる。この結果、位置決め状態にあるリレー２をかかる復帰力により底部６１へ押圧することができる。その際、リレー２には前記復帰力からの反力が底部６１から作用され、かかる反力により、リレー２は、板状部８８ｂを介してカバー８の蓋部８１へも押圧される。したがって、リレー２は、ベースプレート６の底部６１とカバー８の蓋部８１との間で挟持された状態、つまり、垂直方向の両側から挟み付けられた状態となる。これにより、リレー２の垂直方向（底部６１に対して上下方向）への移動を有効に規制することができる。

このように、本実施形態に係るリレー固定構造によれば、リレー２を位置決め状態とし、かかるリレー２に被冠させたカバー８をベースプレート６に係止させるだけで、リレー２をハウジング４に対して容易に組み付けることができる。すなわち、リレー２のハウジングに対する組付性の向上を図ることができる。そして、かかる組み付け状態においては、ハウジング４の上下前後左右の全方向（つまり、水平方向及び垂直方向）に対するリレー２の移動を規制することができる。その際、本実施形態に係るリレー固定構造では、カバー８が被冠される上端部２３側において、リレー２の水平方向（底部６１に沿った前後左右方向）への移動をリブ部８７（第１のリブ部８７ａ及び第２のリブ部８７ｂ）によって有効に規制することができるとともに、上端部２３側から作用させた押圧部８８の押圧力（弾性撓み復帰変形による復帰力）によって垂直方向の両側から挟み付けた状態で、リレー２の垂直方向（底部６１に対して上下方向）への移動を有効に規制することができる。このため、例えば、上部に重心があるリレー２を固定するような場合であっても、車両の振動などによるリレー２の振れやガタつきを確実に抑えることが可能となる。なお、この場合であっても、リレー２の底部６１への載置側においては、鍔部２２によってリレー２の水平方向への移動を有効に規制することができる。

２ リレー
６ ハウジングベース（ベースプレート）
８ ハウジングカバー（カバー）
２１ 外側部
６１ 底部
６２ 壁部
６７ 係止部
８１ 蓋部
８２ 縁部
８４ 被係止部
８７ リブ部
８７ａ 第１のリブ部
８７ｂ 第２のリブ部
８８ 押圧部

Claims (2)

1. 電気回路の開閉を制御するリレーをハウジングに固定するためのリレー固定構造であって、
   前記リレーが載置される底部と、前記リレーの外側部を包囲させて前記底部から立設された壁部を有するハウジングベースと、
   前記リレーに被冠される蓋部と、前記ハウジングベースの壁部へ向けて前記蓋部の周縁から垂設された縁部を有するハウジングカバーとを備え、
   前記ハウジングベースには、前記ハウジングカバーを係止する係止部が設けられ、
   前記ハウジングカバーには、前記係止部と係合可能な被係止部と、前記リレーの移動を規制するリブ部と、前記リレーを押圧する弾性変形可能な押圧部が設けられ、
   前記リブ部は、前記外側部と当接する第１のリブ部と前記壁部と当接する第２のリブ部を有し、前記第１のリブ部と前記第２のリブ部は、前記縁部の全周に亘って複数形成され、
   前記押圧部は、前記リレーと対向させて前記蓋部に設けられ、前記係止部と前記被係止部が係合した状態で弾性変形して前記リレーを前記底部へ押圧することを特徴とするリレー固定構造。
2. 前記リレーは、前記底部への載置側の前記外側部から突出させて全周に亘って形成された鍔部を有し、
   前記鍔部は、前記リレーが前記底部に載置された状態で前記壁部と干渉することを特徴とする請求項１に記載のリレー固定構造。

Images