(57)【要約】【課題】コンパクト化の利点を確保し、消費電力増加を抑止しつつ、高温環境下での動作信頼性確保可能な複合型リレー装置を提供すること。【解決手段】バスバー基板１の同一主面に互いに隣接して一対のリレーユニット２、３を実装し、これらリレーユニット２、３をリレーケース４により収容する。この二連リレー装置は、三連リレー装置に比べて大きなコイル電流を確保することができる。【選択図】図１
2006114409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子をなす端部を有して所定の回路パターンに形成される複数のバスバーを少なくとも前記端部を除いて樹脂被覆することにより前記複数のバスバーを一体化してなるバスバー基板と、
互いに隣接した状態にて前記バスバー基板上に固定されるとともにそれぞれ前記バスバーを通じて外部接続用の前記端子に接続される２個のリレーユニットと、
少なくとも前記バスバー基板及びリレーユニットを収容するリレーケースと、
を備えることを特徴とする複合型リレー装置。
【請求項２】
請求項１記載の複合型リレー装置において、
前記２個のリレーユニットは、１個のバスバー基板の一主面に面して配置され、
前記２個のリレーユニットは、前記１個のバスバー基板に固定、接続されていることを特徴とする複合型リレー装置。
【請求項３】
請求項１記載の複合型リレー装置において、
前記２個のリレーユニットは、２個のバスバー基板に個別に固定、接続されており、
前記２個のバスバー基板は、前記２個のリレーユニットを挟んで互いに平行に配置されていることを特徴とする複合型リレー装置。
【請求項４】
請求項３記載の複合型リレー装置において、
前記２個のリレーユニットは、互いに同一形状に形成された前記２個のバスバーの同一位置に個別に固定、接続されていることを特徴とする複合型リレー装置。
【請求項５】
請求項１記載の複合型リレー装置において、
前記外部接続用の端子をなす前記バスバーの端部は、平坦な前記バスバー基板の一辺から突出するとともに、樹脂被覆された他の前記バスバーと同一平面上に延設されていることを特徴とする複合型リレー装置。
【請求項６】
請求項５記載の複合型リレー装置において、
前記外部接続用の端子が突出する前記バスバー基板の一辺と平行な前記バスバー基板の他辺から突出する前記バスバーの端部により構成されるとともにヒューズが装着されるヒューズ装着用端子を有することを特徴とする複合型リレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数リレーを集合して合体させた複合リレー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人の出願になる特許文献１は、所定の回路パターンに形成された複数のバスバーの少なくともリレー接続用端子及び外部接続用の端子を除いて樹脂被覆することによりこれら複数のバスバーを一体化することにより、バスバーが外部接続用の端子とリレー接続用端子とを接続するバスバー基板を用い、このバスバー基板に多数のリレーユニットを固定、接続してなる複合リレー装置を提案している。この複合リレー装置は、回路基板や外部端子を共用化できるため配線作業の簡素化と多数のリレーをコンパクトに配置できると言う利点を有している。
【特許文献１】特開２００２−３４３２１６号公報                              なお、複合型リレー装置は、リレーユニットや付随する配線などを樹脂製のリレーケースに収容することにより防水性、防塵性及び強度を向上するのが通常である。
【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、発明者らの検討によると、車両のエンジンルームなど温度条件や振動条件が厳しい条件下での上記複合リレー装置の採用は次の理由により容易ではないことが判明した。
【０００４】
すなわち、このような環境下では、剛性が必要なためリレーケースの肉厚が増加し、その結果、リレーケース内に形成されたリレー収容空間の温度上昇が大きい。特に、バスバー基板の一面側に一列に配列された多数のリレーユニットのうち、リレーケースの中央部のリレーユニットの温度上昇がリレーケースの周辺部の温度上昇より大きい。これは、中央部のリレーユニットは両側の隣接リレーユニットから熱を受ける、かつ、リレーケースに面する放熱面積が小さいためである。
【０００５】
その結果、リレーユニットの接点と外部端子との間のバスバー配線やスプリングからなるリレーユニット内の接点回路の電気抵抗も周辺部のリレーユニットよりも中央部のリレーユニットの方が大きくなり、抵抗損失と発熱も大きくなり、接点が開閉可能な最大接点電流値も減少する。つまり、耐振動性の厚肉密閉ケース内に多数のリレーユニットを配列すると、中央部のリレーユニットが周辺部のリレーユニットよりも高温となるため、リレーユニットに流せる電流が減少してしまう。また、中央部のリレーユニットの接点回路の抵抗増加は、その発熱の更なる増加を派生する。
【０００６】
また、中央部のリレーユニットの温度上昇が周辺部のリレーユニットのそれに比べて大きいことは、中央部のリレーユニットのコイル抵抗の増加や磁気特性の悪化を招くため、この中央部のリレーユニットの正常な動作のためにそのコイル電流を周辺部のリレーユニットのそれよりも増大することが必要となる。このため、各リレーユニットに印加するべき電圧（コイル印加電圧）も、単独リレーのそれよりも増大する必要があり、これによってもリレーケース内の温度上昇、特にリレーケースの中央部の温度上昇は増大する。
【０００７】
これらの結果として、多数のリレーを一体化した複合型リレー装置を高温、高振動環境で使用すると、単独リレーを用いた場合に比べて接点回路抵抗やコイル抵抗の低減の必要性からリレー装置の体格及び重量が増大が大きくなってしまい、その結果として単独リレーを必要数用いた場合の方がコンパクト化の点で有利となることがわかった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、コンパクト化の利点を確保し、消費電力増加を抑止しつつ、高温環境下での動作信頼性確保可能な複合型リレー装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の複合型リレー装置は、端子をなす端部を有して所定の回路パターンに形成される複数のバスバーを少なくとも前記端部を除いて樹脂被覆することにより前記複数のバスバーを一体化してなるバスバー基板と、互いに隣接した状態にて前記バスバー基板上に固定されるとともにそれぞれ前記バスバーを通じて外部接続用の前記端子に接続される２個のリレーユニットと、少なくとも前記バスバー基板及びリレーユニットを収容するリレーケースとを備えることを特徴としている。
【００１０】
すなわち、この発明によれば、互いに隣接してバスバー基板に固定される２個のリレーユニットをリレーケースに収容することにより二連リレー装置を構成する。本発明の二連リレー装置は、左右両側とも他のリレーに隣接するリレーユニットすなわち上述した中央部のリレーユニットを含まないため、各リレーユニットを隣接配置してコンパクト化できるにもかかわらず、他のリレーユニットよりも高温となるリレーユニットが生じるのを防止することができる。
【００１１】
その結果、接点回路の導体としてのバスバーやスプリングの断面積を増大することなくその電気抵抗の増加を防止することができるため、接点回路の抵抗損失の増大及び接点電流の減少を抑止することができる。同じく、コイル断面積を増大することなく必要なコイル電流を確保することができる。結局、消費電力が少なく開閉可能電流が大きいコンパクトなリレー装置を実現することができる。
【００１２】
更に、これら左右一対のリレーユニットの温度上昇条件（冷却条件）がほぼ等しいため、各リレーユニットの接点電流特性やコイル特性のばらつきを低減でき、三連リレー装置に比べて、特性が最悪の中央部のリレーユニットの動作条件に周辺部のリレーの動作条件を揃えるという無駄を生じることもない。
【００１３】
好適な態様において、前記２個のリレーユニットは、１個のバスバー基板の一主面に面して配置され、前記２個のリレーユニットは、前記１個のバスバー基板に固定、接続されている。このようにすれば、バスバー基板を挟んでその両側に一対のリレーユニットを個別に配置するのに比べて、バスバー基板と各リレーユニットとの固定、接続が容易となる。
【００１４】
好適な態様において、前記２個のリレーユニットは、２個のバスバー基板に個別に固定、接続されており、前記２個のバスバー基板は、前記２個のリレーユニットを挟んで互いに平行に配置されている。このようにすれば、１個のリレーユニットが実装された１個のバスバー基板からなるサブアセンブリを２個組み合わせることにより、コンパクトな密閉型二連リレー装置を形成できるとともに、互いに機能や電流容量が異なるサブアセンブリを必要に応じて組み合わせることができるため、用途ごとに最適なリレーのペアをコンパクトに一体化することができる。
【００１５】
好適な態様において、前記２個のリレーユニットは、互いに同一形状に形成された前記２個のバスバーの同一位置に個別に固定、接続されている。このようにすれば、この場合には、一つのバスバー基板と一つのリレーユニットからなるサブアセンブリを準備すればよく、部品点数を削減することができる。
【００１６】
好適な態様において、前記外部接続用の端子をなす前記バスバーの端部は、平坦な前記バスバー基板の一辺から突出するとともに、樹脂被覆された他の前記バスバーと同一平面上に延設されている。このようにすれば、バスバー基板の製造が容易となり、また、バスバーの無駄な延長も必要が無く、材料費及び抵抗損失の低減を図ることができる。なお、外部接続用の端子のうち一対のリレーユニットにおいて共通となるものは一列に並んだ外部接続用の端子のうち中央部分に配置され、外部接続用の端子のうち特定のリレーユニットのみが用いる端子は中央部分に一列に並んだ外部接続用の端子のうち周辺部分に配置することにより単層バスバー基板によりされることもできる。
【００１７】
好適な態様において、前記外部接続用の端子が突出する前記バスバー基板の一辺と平行な前記バスバー基板の他辺から突出する前記バスバーの端部により構成されるとともにヒューズが装着されるヒューズ装着用端子を有する。このようにすれば、ヒューズをコンパクトに装着することができ、ヒューズの着脱も容易となる。
【００１８】
その他、バスバー基板の一部がリレーケースの一部を兼ねることもできる。その他、バスバーの端部は、固定接点用端子として、固定接点部材を固定することができ、あるいは固定接点として機能することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の複合型リレー装置の実施態様を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
この実施例のリレー装置の断面正面図を図１に、その断面側面図を図２に示す。
【００２１】
（全体構成）
１はバスバー基板、２、３はリレーユニット、４はリレーケースである。
【００２２】
バスバー基板１は、外部接続用の端子１１をなす端部を有するバスバー１２を複数有している。バスバー基板１の複数のバスバー１２は、それぞれ所定の回路パターンに形成されており、各バスバー１２は、外部に露出する端部を除いて樹脂被覆されて一体化されている。この種のバスバー基板１は、既に知られているようにプレス打ち抜きされた導体板を樹脂インサート成形して形成される。外部接続用の端子１１は、平坦なバスバー基板１の下辺から下方へ突出しており、樹脂被覆されたバスバー１２の他の部分と同一平面上に延設されている。１３は、バスバー基板１の上辺から上方へ突出するバスバー１２の端部により構成されて図示省略したヒューズが装着されるヒューズ接続用の端子である。ヒューズ接続用の端子１３は樹脂被覆されたバスバー１２の他の部分と平行に延設されている。
【００２３】
リレーユニット２、３は、左右に隣接した状態にて共通のバスバー基板１の平坦な一主面上に固定されるとともにそれぞれバスバー１２を通じて外部接続用の端子１１などに接続されている。
【００２４】
リレーケース４は、バスバー基板１及びバスバー基板１に実装されたリレーユニット２、３を略密閉する樹脂ケースである。
【００２５】
（リレーユニット２、３の詳細説明）
リレーユニット２、３の詳細構造を更に詳しく説明する。２０はコイルボビン、２１はコイル、２２はＬ字形状のヨーク、２３は可動鉄片、２４は板ばねであるスプリング、２５は可動接点、２６、２７は固定接点である。コイルボビン２０は、図示しない磁性コアを内蔵し、ヨーク２２の一辺はコイルボビン２０の左端面に接し、磁性コアの一端がこのヨーク２２の一辺に設けられた孔に嵌入している。ヨーク２２の他辺はコイル２１に沿ってコイルボビン２０の軸心と平行にコイルボビン２０の右端面近傍まで延在している。可動鉄片２３は、ヨーク２２の他辺の先端近傍からコイルボビン２０の右端面に略平行に延在している。可動鉄片２３は、一端がヨーク２２の他辺に固定されたスプリング２４の他端に固定されている。コイル２１への通電により磁性コア、ヨーク２２、可動鉄片２３からなる磁気回路に磁束が形成されると、可動鉄片２３は磁性コアに吸着される。通電を停止すると、可動鉄片２３はスプリング２４の弾性力により図示する元の位置に復帰する。スプリング２４の先端に固定された可動接点２５は、この可動鉄片２３の動作により両側の固定接点２６、２７のどちらかと密着する。固定接点２６はバスバー１２の切り起こされた端部１４に接合されている。固定接点２７は、バスバーに接合されて露出する追加金属板１５に接合されている。追加金属板１５はバスバー基板１から突出する樹脂壁部１６に支持されている。ヨーク２２をバスバー基板１に固定された図示しない固定用金属板の露出端部に接合することにより、リレーユニット２、３はバスバー基板１に固定される。この固定用金属板はバスバー１２のプレス成形により同時に形成される。
【００２６】
（バスバー基板１の詳細説明）
バスバー基板１は、図２に示す断面形状をもつ樹脂成形品であって、銅系合金からなるバスバー１２がインサート成形により一体化されている。バスバー基板１からリレーユニット実装側へ必要に応じて隔壁が突設されている。この隔壁１００により周囲を囲まれてリレーユニット２、３を収容するための空間１０１が形成されている。
【００２７】
外部接続用の端子１１は、リレーユニット２、３の接点２５〜２７にバスバー１２を通じて接続される複数の接点回路用の端子と、同じくリレーユニット２、３のコイル２１の両端にバスバー１２を通じて接続される複数のコイル回路用の端子とからなる。
【００２８】
図２に示す１１ａは、電源端子であって、バスバー基板１とは別に形成されている。電源端子１１ａの上端部は、バスバー基板１の上辺から上方へ突出するバスバー１２の端部により構成されるヒューズ接続用の端子１３とバスバー基板１の厚さ方向へ所定間隔を隔てて対面している。電源端子１１ａの上端部とヒューズ接続用の端子１３との間に不図示のヒューズが装着されている。これにより、ヒューズがスプリング２４や可動接点２５と直列に接続され、電源端子１１ａからヒューズ、可動接点２５、固定接点２６、２７、外部接続用の端子１１の接点回路用の端子に至る接点回路が形成される。外部接続用の端子１１のコイル回路用の端子も、図示しないバスバー１２の露出端部に個別に連なり、これら露出端部は、コイル２１の両端が個別に接続されるリレーユニット２、３のコイル係止片に接合されている。
【００２９】
（リレーケース４の詳細説明）
リレーケース４は、下方に開口する樹脂製の有底角箱からなり、上方に向いた底面にはヒューズ装着用の孔４１、４２が形成されている。バスバー基板１には、この孔４１、４２に個別に連なる凹部１８、１９が形成され、凹部１８、１９はバスバー基板１から突設された隔壁部により区画形成されている。凹部１８、１９には、電源端子１１ａの上端部と、ヒューズ装着用の端子１３とが上向きに突出している。
【００３０】
５は、上端に開口する樹脂製の角箱状の蓋からなり、リレーケース４の下側に嵌着されてリレーケース４の下向き開口を覆っている。電源端子１１ａの下端部及び外部接続用の端子１１は、蓋５を貫通して下方に突出している。
【００３１】
６は、バスバー基板１とともにリレーユニット２、３を略密閉する好適には樹脂製の遮蔽板である。
【００３２】
（効果）
このように構成したこの実施例の二連リレー装置の効果を図３、図４を参照して説明する。図３は、この実施例の二連リレー装置の接点電流と各部温度と関係を示す特性図である。図４は、比較例として試作した三連リレー装置の接点電流と各部温度と関係を示す特性図である。なお、この三連リレー装置は、図１に示す二連リレー装置の左右方向幅を約５０％増加し、更にもう一個のリレーユニットを収容したものである。従って、これら３個のリレーユニットは一列に配置されている。図３、図４において、ａは接点電流とスプリング温度上昇量との関係を示し、ｂは接点電流と外部接続用の端子１１のうち接点回路用の端子の温度上昇量との関係を示す。雰囲気温度は８０℃、コイル電圧及び接点回路に印加する電源電圧は１４Ｖとし、接点電流は接点回路が給電する負荷の抵抗値を調整して調整した。図４において、温度は、左右両側をリレーユニットにより挟まれた中央部のリレーユニットのものを採取した。最高接点温度上昇量は８０℃とした。この時の接点電流は、図３において２６Ａ、図４において２４Ａであった。つまり、二連リレー装置は三連リレー装置に比べてリレーユニット一個あたりの体格を同一とする場合、最大接点電流を２Ａ増加できることがわかる。このことは、二連リレー装置の最大接点電流を三連リレー装置のそれと等しくする場合、二連リレー装置の接点回路やコイル回路の電気抵抗値の増加が可能となり、その分だけその体格、重量を低減できることを意味する。
【実施例２】
【００３３】
この実施例の複合型リレー装置の断面正面図を図５に、その断面側面図を図６に示す。
【００３４】
（全体構成）
この複合型リレー装置は、リレーユニット２が実装されたバスバー基板１Ａと、リレーユニット３が実装されたバスバー基板１Ｂとを用いる。これら二枚のバスバー基板１Ａ、１Ｂは、２個のリレーユニット２、３を挟む形に互いに平行に並べられている。バスバー基板１Ａ、１Ｂは同形である。一枚のバスバー基板を図７に示す。したがって、この場合には、図６に示すように、バスバー基板１Ａに凹設されたリレーユニット収容空間と、バスバー基板１Ｂに凹設されたリレーユニット収容空間が合わせられて左右が開口する合わせ空間が形成され、この合わせ空間内にリレーユニット２、３が収容される。バスバー基板１とともにリレーユニット２、３を略密閉する遮蔽用金属板６は二つ用いられ、二つの遮蔽用金属板６はリレーユニット２、３を個別に囲んでいる。この実施例では、バスバー基板１Ａ、１Ｂは、それぞれ一列に並んだ電源端子１１ａと外部接続用の端子１１とをもつ。
【００３５】
リレーケース４は、実施例１と同様、下方に開口する樹脂製の有底角箱からなり、上方に向いた底面にはヒューズ装着用の孔４１、４２が形成されている。バスバー基板１Ａ、１Ｂには、この孔４１、４２に個別に連なる凹部１８、１９が個別に形成され、凹部１８、１９はバスバー基板１Ａ、１Ｂから突設された隔壁部により個別に区画形成されている。凹部１８には、バスバー基板１Ｂから上方へ突出する電源端子１１ａの上端部と、バスバー基板１Ａから上方へ突出するヒューズ装着用の端子１３とが上向きに突出している。凹部１９には、バスバー基板１Ａから上方へ突出する電源端子１１ａの上端部と、バスバー基板１Ｂから上方へ突出するヒューズ装着用の端子１３とが上向きに突出している。
【００３６】
すなわち、この実施例では、図７に示すようにバスバー基板の一主面にリレーユニットを左右方向一方側へ偏在して実装し、このバスバー基板とリレーユニットとからなるサブアセンブリを一対向かい合わせに配置して、リレーケース４に収容することにより、二連リレー装置を構成している。この実施例の二連リレー装置のその他の部分は本質的に実施例１のそれと同じである。
【００３７】
このようにすれば、互いに機能や電流容量が異なるサブアセンブリを必要に応じて組み合わせることができるため、用途ごとに最適なリレーのペアをコンパクトに一体化することができるとともに、二つのリレーユニット２、３が同一タイプでよい場合には、共通のリレーユニット・バスバー基板のサブアセンブリを二つ用いればよいため、部品点数の増加も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１のリレー装置の断面正面図である。
【図２】実施例１のリレー装置の断面側面図である。
【図３】実施例１の二連リレー装置の接点電流と各部温度と関係を示す特性図である。
【図４】比較例として試作した三連リレー装置の接点電流と各部温度と関係を示す特性図である。
【図５】実施例２のリレー装置の断面正面図である。
【図６】実施例２のリレー装置の断面側面図である。
【図７】実施例２のバスバー基板及びリレーユニットからなるサブアセンブリの正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      バスバー基板
１Ａ      バスバー基板
１Ｂ      バスバー基板
２      リレーユニット
３      リレーユニット
４      リレーケース
５      蓋（リレーケースの一部）
６      遮蔽板
１１      外部接続用の端子
１１ａ      電源端子
１２      バスバー
１３      ヒューズ装着用端子
２０      コイルボビン
２１      コイル
２２      ヨーク
２３      可動鉄片
２４      スプリング
２５      可動接点
２６      固定接点
２７      固定接点
【図１】
2006114409.tif 000003
【図２】
2006114409.tif 000004
【図３】
2006114409.tif 000005
【図４】
2006114409.tif 000006
【図５】
2006114409.tif 000007
【図６】
2006114409.tif 000008
【図７】
2006114409.tif 000009