(57)【要約】      （修正有）【課題】車両衝突時にコンデンサ等の蓄電素子に蓄えられている電荷を確実かつ速やかに放電することができる車載用電力送電装置の提供。【解決手段】車両内に配置され、電力送電用の複数のケーブル１３、１４と、複数のケーブル１３、１４を接続するコネクタ２１と、を備えた車載用電力送電装置１０において、コネクタ２１は車両内に固定され、コネクタ２１と対向配置される突起体２６が設けられた。コネクタ２１の変形により、コネクタ２１内の複数の端子１９、１９（又は２０、２０）が接触して、端子１９、１９（又は２０、２０）間は電気的に短絡される。複数のケーブル１３、１４の間に蓄電素子が配置されている場合、コネクタ２１内の端子１９、１９（又は２０、２０）間の短絡により蓄電素子に蓄えられている電荷は放電される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内に配置され、電力送電用の複数のケーブルと、前記複数のケーブルを接続するコネクタと、を備えた車載用電力送電装置において、
前記コネクタは車両内にて固定され、
前記コネクタと対向配置される突起体が設けられたことを特徴とする車載用電力送電装置。
【請求項２】
前記ケーブルは、それぞれ端子を備えた一対のケーブルからなり、
前記一対の端子は、前記コネクタ内にて並列配置され、
前記突起体は、前記一対の端子と同一面に配置されることを特徴とする請求項１記載の車載用電力送電装置。
【請求項３】
前記突起体は、導電性材料により形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の車載用電力送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される車載用電力送電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用電力送電装置に関連する従来技術としては、例えば、特許文献１に開示された車両の制御装置が存在する。
この車両の制御装置では、バッテリの直流電力をインバータにより交流電力に変換し三相交流モータに電力が供給される。
電力変換のための電気回路には、ノイズを低減するための平滑用のコンデンサが設けられている。
車両の運転時において、高電圧電力がこのコンデンサに蓄電される。
このため、車両が衝突すると、衝撃により高圧ラインを通じて漏電し、衝突後にコンデンサに蓄電された電力により感電するおそれがある。
そこで、この車両の制御装置では、ＨＶ＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）において、車両が衝突したか否かを検知し、検知した場合には自動変速機をパーキングロック状態にするように指令信号を出し、モータゼロトルク処理により平滑コンデンサの放電処理を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００６−１４１１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術では、車両の衝突をＨＶ＿ＥＣＵが検知してから、放電処理を行う制御をするため、衝突直後に直ちに放電が行われない可能性がある。
また、放電処理を行うＨＶ＿ＥＣＵが衝突のために損傷すると、ＨＶ＿ＥＣＵの指令に基づく平滑コンデンサの放電処理が不可能となる。
【０００４】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、車両衝突時にコンデンサ等の蓄電素子に蓄えられている電荷を確実かつ速やかに放電することができる車載用電力送電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、本発明は、車両内に配置され、電力送電用の複数のケーブルと、前記複数のケーブルを接続するコネクタと、を備えた車載用電力送電装置において、  前記コネクタは車両内にて固定され、前記コネクタと対向配置される突起体が設けられたことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、車両が衝突した時、突起体は衝突時の衝撃を利用してコネクタを変形する。
コネクタの変形により、コネクタ内のケーブルが変形し、ケーブルは電気的に短絡される。
複数のケーブルの間に蓄電素子が配置されている場合、コネクタ内のケーブルの短絡により蓄電素子に蓄えられている電荷は放電される。
衝突時の衝撃を利用したコネクタの変形により、コネクタ内のケーブルを短絡させるから、従来よりも蓄電素子の放電を確実かつ速やかに完了させることができる。
また、コネクタは車両内に固定されているので、衝突時の衝撃による突起体のコネクタへの移動を受け止めることができ、確実にコネクタを変形することができる。これにより、確実にケーブルを変形させることができ、ケーブルを短絡させることができる。
【０００７】
また、本発明では、上記の車載用電力送電装置において、前記ケーブルは、それぞれ端子を備えた一対のケーブルからなり、前記一対の端子は、前記コネクタ内にて並列配置され、前記突起体は、前記一対の端子と同一面に配置されてもよい。
この場合、コネクタ内の一対の端子は並列配置され、突起体は一対の端子と同一平面に配置される。
車両の衝突時に突起体が同一平面に沿って移動してコネクタを変形するとき、一対の端子はコネクタの変形により互いに接近するから、両端子は互いに接触して短絡し易い。
【０００８】
また、本発明では、上記の車載用電力送電装置において、前記突起体は、導電性材料により形成されてもよい。
この場合、衝突時に突起体がコネクタを変形したとき、ケーブルの変形が不足してケーブルの変形のみでは短絡できない場合でも、突起体を介してケーブルを短絡させることができる。例えば、一対の端子が互いに直接的に接触しなくても、突起体に両端子が接触すれば、突起体を介した端子間の短絡が実現される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両衝突時にコンデンサ等の蓄電素子に蓄えられている電荷を確実かつ速やかに放電することができる車載用電力送電装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る車載用電力送電装置を図面に基づいて説明する。
図１に示す車載用電力送電装置１０は、高圧電力を送電する電力送電用の複数のケーブル１３、１４と、複数のケーブル１３、１４を接続するコネクタ２１と、を備えている。
ケーブル１３、１４は車両内に配置されるケーブルである。
ケーブル１３は、バッテリ１１と接続された一対のバッテリ側のケーブル（以下、「バッテリ側ケーブル１３」と表記する。）である。
ケーブル１４は、コンポーネントと接続される一対のコンポーネント側のケーブル（以下、「コンポーネント側ケーブル１４」と表記する。）である。
この実施形態におけるコンポーネントとは、バッテリ１１の直流電力の供給を受けるインバータ１２を指している。
【００１１】
バッテリ１１は車両に搭載される二次電池であり、外部電源あるいは車載エンジンの発電による充電を可能としている。
インバータ１２は、車両に搭載されるバッテリ１１の直流電力を三相交流の電力に変換する。
インバータ１２内部には、回路を形成する電子部品としてのスイッチイング素子ユニット（図示せず）と、平滑コンデンサ（図示せず）等が配設されている。
平滑コンデンサは、インバータ１２による電力変換の際に生じる電圧変動を低減するための平滑用のコンデンサ（キャパシタ）である。
【００１２】
車載用電力送電装置１０は、バッテリ側ケーブル１３とコンポーネント側ケーブル１４を接続するコネクタ２１を備えている。
コネクタ２１は車両内の内壁部Ｗ１に固定され、突起体である楔体２６がコネクタ２１に対向して別の内壁部Ｗ２に固定されている。
バッテリ側ケーブル１３の一方の端部とコンポーネント側ケーブル１４の他方の端部はコネクタ２１により接続される。
バッテリ側ケーブル１３の他方の端部はバッテリ１１と接続され、コンポーネント側ケーブル１４の一方の端部はインバータ１２と接続されている。
バッテリ側ケーブル１３の途中にはシステムリレー２４が設けられている。
システムリレー２４は、車両衝突時にバッテリ側ケーブル１３の通電を遮断し、車両衝突時等のバッテリ側ケーブル１３の短絡等によるバッテリ１１の直接放電を防止する。
【００１３】
バッテリ側ケーブル１３について説明すると、図２に示すように、バッテリ側ケーブル１３の中心には、導電性材料により形成された導電部１５が形成されている。
絶縁性材料により形成された被膜部（「内側被膜部」と表記する）１６が導電部１５の周囲を覆っている。
内側被膜部１６の周囲には、導電性材料により形成された接地用のシールド部１７が備えられている。
バッテリ側ケーブル１３の最も外周側には、内側被膜部１６と異なる別の被膜部（「外側被膜部」と表記する）１８がシールド部１７を覆っている。
外側被膜部１８は絶縁性材料により形成されている。
コンポーネント側ケーブル１４はバッテリ側ケーブル１３と同一構造であるため、コンポーネント側ケーブル１４の説明については、バッテリ側ケーブル１３の説明を援用する。
一対のバッテリ側ケーブル１３は、それぞれ端子（「バッテリ側端子」と表記する）１９を備えている。
また、一対のコンポーネント側ケーブル１４は、それぞれ端子（「コンポーネント側端子」と表記する）２０を備えている。
【００１４】
次に、コネクタ２１について説明する。
図２及び図３に示すように、コネクタ２１は、バッテリ側ケーブル１３と接続されたバッテリ側端子１９を内蔵するバッテリ側コネクタ部２２と、コンポーネント側ケーブル１４と接続されたコンポーネント側端子２０を内蔵するコンポーネント側コネクタ部２３と、から構成されている。
バッテリ側コネクタ部２２とコンポーネント側コネクタ部２３は互いに連結される。
バッテリ側コネクタ部２２とコンポーネント側コネクタ部２３との連結により、一対のバッテリ側端子１９と一対のコンポーネント側端子２０とが夫々連結され、バッテリ側ケーブル１３とコンポーネント側ケーブル１４との間の送電を可能とする。
【００１５】
バッテリ側コネクタ部２２は、樹脂材料により形成され、中空状の樹脂ケース２２Ａを備えている。
樹脂ケース２２Ａ内には、一対のバッテリ側端子１９を並列配置して固定する端子台２２Ｂが備えている。
コンポーネント側コネクタ部２３は、金属材料により形成され、中空状の金属ケース２３Ａを備えている。
金属ケース２３Ａ内にはコンポーネント側端子２０を保持する端子保持体２３Ｂが設けられている。
コンポーネント側端子２０は端子保持体２３Ｂから突出するピン２０Ａを備えている。
ピン２０Ａは、図３に示すように、バッテリ側コネクタ部２２とコンポーネント側コネクタ部２３とが互いに連結されるとき、バッテリ側コネクタ部２２内に挿入され、バッテリ側端子１９に接続される。
両コネクタ部２２、２３が互いに連結された状態では、両コネクタ部２２、２３は相互に係止されており、ケーブル１３、１４に両コネクタ部２２、２３を引き離す方向の力が作用しても、両コネクタ部２２、２３の連結は容易に解消されない。
【００１６】
上述したように、バッテリ側コネクタ部２２とコンポーネント側コネクタ部２３が互いに連結されたコネクタ２１は、車両内に固定される。
具体的には、コネクタ２１は車両においてエンジンルームを形成する内壁部Ｗ１に固定具２５を介して固定される。
この実施形態の内壁部Ｗ１は、車両の進行方向に面するように形成されている。
一対のバッテリ側端子１９及び一対のコンポーネント側端子２０の夫々が車両の進行方向に並んで位置するように、コネクタ２１は内壁部Ｗ１に固定されている。
なお、コネクタ２１は内壁部Ｗ１に限らず、ブラケット等のように車両内に固定された部材やコネクタ２１の取り付けが可能な固定構造物であってもよい。
【００１７】
突起体としての楔体２６が、内壁部Ｗ１に対向配置された内壁部Ｗ２に固定され、楔体２６はコネクタ２１と対向配置される。
楔体２６は、車両の衝突時の衝撃を利用してコネクタ２１を変形し、コネクタ２１内の一対のバッテリ側端子１９間、または、一対のコンポーネント側端子２０間を短絡させるために備えられている。
楔体２６は導電性材料により形成されており、具体的には導電性材料として鉄系材料を用いてプレス成形あるいは鍛造等により形成されている。
車両の衝突時において、楔体２６がコネクタ２１に接近しやすいように、楔体２６とコネクタ２１は想定される衝突方向に配設される。
楔体２６とコネクタ２１との距離は、車両衝突時に平滑コンデンサの放電を行うための各種条件に基づき設定される。
少なくとも、衝突時以外に楔体２６がコネクタ２１を変形させることのないように、楔体２６及びコネクタ２１の配置条件は設定される。
【００１８】
図３（ａ）に示すように、楔体２６の左右方向（図３（ａ）における左右方向）の位置についてみると、一対のバッテリ側端子１９は楔体２６の先端部の延長上に位置する。
図３（ｂ）に示すように、楔体２６の上下方向（図３（ｂ）における上下方向）の位置についてみると、楔体２６の先端部が一対のバッテリ側端子１９および一対のコンポーネント側端子２０とほぼ同じ高さに位置する。
このため、楔体２６の一部は、コネクタ２１内にて並列配置される一対のバッテリ側端子１９および一対のコンポーネント側端子２０と同一面に配置されていると言える。
楔体２６は、内壁部Ｗ２に限らず、ブラケット等のように車両内に固定された部材や楔体２６の取り付けが可能な固定構造物であってもよい。
【００１９】
次に、本発明の実施形態に係る車載用電力送電装置１０の作用について説明する。
車両走行時には、バッテリの直流電力がバッテリ側ケーブル１３及びコンポーネント側ケーブル１４を通じてインバータ１２に供給される。
インバータ１２においては、直流電力が交流電力に電力変換されるが、電力変換の際に平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。
インバータ１２により変換された交流電力は電動機を駆動する。
【００２０】
走行中の車両が他車や地上物に衝突すると、車両は衝突時に発生する衝撃を受けて損傷するが、衝突時の衝撃は楔体２６にも及ぶ。
例えば、車両が前方の地上物に衝突し、所定以上の衝撃が車両の前後方向に作用する場合では、システムリレー２４は衝突を検知した信号を受けてバッテリ側ケーブル１３の通電を遮断する。
システムリレー２４が作動して、バッテリ側ケーブル１３を遮断することによりバッテリ１１の直接放電は回避される。
一方、衝突による車両の変形に伴い楔体２６とコネクタ２１は衝突する。
即ち、車両の変形により楔体２６がバッテリ側コネクタ部２２の側面に突き当たる。
このとき、コネクタ２１（バッテリ側コネクタ２２）は、車両内の内壁部Ｗ１に固定されているので、衝突時の衝撃による楔体２６の移動を受け止めることができる。
楔体２６の先端部は、衝突の衝撃をバッテリ側コネクタ部２２に対して集中的に作用させるから、先端部はバッテリ側コネクタ部２２の樹脂ケース２２Ａ及びコンポーネント側コネクタ部２３の金属ケース２３Ａを押し潰す。
【００２１】
図４に示すように、楔体２６がバッテリ側コネクタ部２２及びコンポーネント側コネクタ部２３を押し潰し、コネクタ２１が変形されることにより、バッテリ側ケーブル１３が変形する。これにより、一対のバッテリ側端子１９が互いに接触する。
このとき、バッテリ側端子１９とコンポーネント側端子２０との接触が維持された状態で、一対のバッテリ側端子１９が互いに接触している。
これにより、一対のバッテリ側端子１９間（バッテリ側ケーブル１３）は電気的に短絡し、平滑コンデンサに蓄えられている電荷は速やかに放電される。
なお、図４は、衝突時に変形されたコネクタ２１の状態の一例を模式的に示す図であり、実際に変形されたコネクタ２１では、一部が破片となって飛散したり、楔体２６が変形したりすることがある。
衝撃の多寡等、コネクタ２１を変形する条件が異なる場合では、変形されたコネクタ２１の状態は図４の状態と異なる。
【００２２】
この実施形態では、一対のバッテリ側端子１９が、楔体２６とコネクタ２１との衝突により互いに接触したが、コネクタ２１の変形により一対のコンポーネント側端子２０が互いに接触してもよい。
図示はしないが、想定される衝突の方向と対応する複数のコネクタ２１を設けておき、コネクタ２１毎に異なる方向からコネクタ２１を臨む楔体２６を配設する。
これにより、車両の衝突方向が複数であっても、衝突時にいずれかのコネクタ２１が変形され、一対のバッテリ側端子１９又は一対のコンポーネント側端子２０の短絡を図ることができる。
【００２３】
次に、車両衝突時におけるコネクタ２１の別の変形例について説明する。
図５は、車載用電力送電装置１０の衝突後の状態を模式的に示し、楔体２６はコネクタ２１を変形した位置にある。
図５の状態では、システムリレー２４は衝突を検知した信号を受けてバッテリ側ケーブル１３を遮断して電力供給を停止しており、バッテリ１１の直接放電は回避されている状態にある。
【００２４】
このコネクタ２１の変形例では、車両の衝突時に楔体２６がコネクタ２１を突き破り、コネクタ２１をほぼ破壊した状態まで変形する。
図５では、一対のコンポーネント側端子２０は互いに接触せず、コネクタ２１内を突き破る楔体２６に一対のコンポーネント側端子２０がそれぞれ接触している。
楔体２６が導電性材料により形成されているため、楔体２６を介して一対のコンポーネント側端子２０間は電気的に短絡する。
従って、平滑コンデンサに蓄えられている電荷は、楔体２６を介したコンポーネント側端子２０間（コンポーネント側ケーブル１４）の間接的な短絡により速やかに放電される。
【００２５】
このように、図５に示すコネクタ２１の変形例では、車両衝突時にコネクタ２１が変形され、一対のコンポーネント側端子２０が互いに接触しない場合でも、一対のコンポーネント側端子２０が楔体２６に接触すれば、一対のコンポーネント側端子２０間の短絡を実現することができる。
楔体２６が導電性材料により形成されている場合、楔体２６が導電性材料に形成されていない場合と比較して、車両衝突によるコネクタ２１の変形時において、一対のコンポーネント側端子２０間の電気的な短絡の可能性は高くなる。
【００２６】
この実施形態では以下の作用効果を奏する。
（１）車両が衝突した時、楔体２６は衝突時の衝撃を利用してコネクタ２１を変形する。コネクタ２１の変形により、コネクタ２１内のケーブル（バッテリ側ケーブル１３、またはコンポーネント側ケーブル１４）が変形し、ケーブルは電気的に短絡される。その結果、平滑コンデンサに蓄えられている電荷を速やかに放電することができる。
（２）車両が衝突した時、衝撃を受けて楔体２６とコネクタ２１が衝突することにより、コネクタ２１が変形され、コネクタ２１内の一対の端子（一対のバッテリ側端子１９、または一対のコンポーネント側端子２０）が互いに接触する。その結果、端子間は電気的に短絡し、平滑コンデンサに蓄えられている電荷を速やかに放電することができる。
（３）楔体２６が車両の衝突時の衝撃を利用してコネクタ２１を変形し、コネクタ２１内の一対の端子（一対のバッテリ側端子１９、またはは一対のコンポーネント側端子２０）を互いに接触させるから、回路側における制御は必要がなく、回路を制御する制御手段が衝突時に損傷して機能しなくても、衝突時に平滑コンデンサの放電を確実かつ速やかに行うことができる。
【００２７】
（４）一対の端子（一対のバッテリ側端子１９、または一対のコンポーネント側端子２０）間の短絡が必要な衝突時の衝撃に対応させて、楔体２６とコネクタ２１との間の間隙が設定されているから、車両の通常走行時にコネクタ２１は変形されることはない。従って、所定以上の衝撃を伴う車両の衝突時にのみコネクタ２１を変形し、コネクタ２１の変形により端子間の短絡を実現することができる。
（５）楔体２６が導電性材料により形成されているから、楔体２６が導電性材料に形成されていない場合と比較して、車両衝突によるコネクタ２１の変形時における一対のコンポーネント側端子２０間の電気的な短絡の可能性がより高くなる。
（６）コネクタ２１は車両内に固定されているので、車両衝突時の衝撃による楔体２６のコネクタ２１への移動を受け止めることができ、確実にコネクタ２１を変形させることができる。これにより、確実にケーブル（バッテリ側ケーブル１３、またはコンポーネント側ケーブル１４）を変形させることができ、ケーブルを電気的に短絡させることができる。
【００２８】
なお、上記の実施形態に係る車載用電力送電装置は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００２９】
○  上記の実施形態では、コンポーネントをインバータとしたが、コンポーネントはインバータに限定されない。コンポーネントは、例えば、回路においてコンデンサを有するＤＣ−ＤＣコンバータであってもよい。
○  上記の実施形態では、突起体の一例として楔体を説明したが、突起体は楔体に限らず、例えば、錐体としてもよく、少なくとも衝突時の衝撃を利用してコネクタ部を変形し、コネクタ部内のケーブルまたは端子間の短絡を実現することができる構成を有していればよい。
○  上記の実施形態では、既存のコネクタを用いた場合について説明したが、コネクタはより変形され易いような構造としてもよい。例えば、突起体の先端部と対向する部位（コネクタのケース等）に溝や薄肉部を形成する等、部分的にコネクタの強度が低下する強度低下部位を形成してもよい。この場合、衝突時に突起体がコネクタの強度低下部を強圧するから、衝突時におけるコネクタの変形がより確実となる。
○  上記の実施形態では、一対の端子が互いに接触して端子間を短絡する例と、導電性材料の突起体を介して端子間を短絡する例について説明したが、これらの例以外に端子間が短絡する場合がある。例えば、車両の衝突時に突起体によりコネクタが変形されたとき、導電性材料の突起体と別の導電性部材が接触した状態にあって、さらに、突起体に一方の端子が接触し、他方の端子が導電性部材に接触する場合である。導電性部材としてはケーブルのシールド部、コネクタに用いられているボルトやナット、固定金具である。
○  上記の実施形態では、図３（ｂ）に示すように、コネクタ内の一対の端子と突起体が水平方向の同一面に配置される場合について説明したが、コネクタの車両内への固定は、例えば、コネクタ内の一対の端子が上下方向に配置されるようにしてもよい。そして、上下方向に配置された両端子に対して水平方向から突起体を臨ませてもよい。この場合、突起体が導電性材料であれば、図５で示した別例と同様に、両端子が突起体に当接することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る車載用電力送電装置を示す概略斜視図である。
【図２】連結されていない状態のコネクタを破断して示す平面図である。
【図３】（ａ）は車載用電力送電装置を破断して示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線の矢視図である
【図４】車両衝突後の変形されたコネクタの状態を破断して示す平面図である。
【図５】車両衝突後の変形されたコネクタの別の状態を破断して示す平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  車載用電力送電装置
１２  インバータ
１３  バッテリ側ケーブル
１４  コンポーネント側ケーブル
１９  バッテリ側端子
２０  コンポーネント側端子
２０Ａ  ピン
２１  コネクタ
２２  バッテリ側コネクタ部
２３  コンポーネント側コネクタ部
２４  システムリレー
２６  楔体（突起体）
Ｗ１  内壁部（コネクタ側）
Ｗ２  内壁部（楔体側）
【図１】
2010143315.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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