JP2011004534A - 電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】金属材料の歩留りが改善されて、回路配索の高密度化にも対応可能とされた、新規な構成のバスバー回路を備えた電気接続箱を提供すること。
【解決手段】金属製の条材を打抜加工して形成した回路部３０と該回路部３０の端部を折曲加工して一体形成した接続端子部３２とを有するバスバー回路２６と、金属製の角状線材を折曲加工して形成した回路部３４と該回路部３４の端部を折曲加工して一体形成した接続端子部３６，３８を有する線材回路２８とを、前記回路部３０、３４において絶縁板１８上に載置すると共に、前記接続端子部３２，３６，３８を前記絶縁板１８上に突設した。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等に搭載される電気接続箱に係り、特に、バスバー回路を備えた電気接続箱に関する。

従来から、自動車の配線等に使用されるジャンクションボックス等の電気接続箱には、絶縁板上に複数片のバスバーを装着して回路を構成したものが組み込まれている。バスバーは一般に、銅合金による条材を任意の回路形状に打ち抜いて形成される。このようなバスバーは、表面積が大きく放熱効果に優れているので、特に電源分配回路として好んで用いられている。また、バスバーの一部を折り曲げ加工してタブ状端子を一体形成できることから、配線材として製造が容易な点でも優れている。

ところで、電気接続箱では、近年の自動車電装品の急増に伴って、電気接続箱内部に収容される回路が急増している。しかも、収容回路の増大に加えて、更なるコンパクト化も要求されていることから、電気接続箱では、より高密度な回路配索の実現が必要となってきている。

ところが、回路配索の高密度化の要求に対して、従来構造のバスバー回路だけでは対応することが困難であった。何故なら、バスバーは金属条材をタブ状端子と一体にプレス打ち抜き加工で形成するが、タブ状端子を展開形状で打ち抜くことから、一層ではタブ状端子が重なるなどして、回路配索の最適位置にタブ状端子を設けられない（打ち抜けない）場合がある。その場合、バスバーの積層数を増やして別のバスバー層にそのタブ状端子を設けることとなるが、バスバー層の増加は、電気接続箱の大型化、重量増加に繋がっていた。

また、バスバーは金属条材のプレス打ち抜き加工で形成されることから、最小断面積の設定に限界があり、場合によっては必要以上の断面積で回路形成せざるを得なくなって回路配索の障害となる。しかも、電気容量に応じた比較的細いバスバーを採用すると、もともと悪かったプレス打ち抜き加工に伴う金属材料の歩留りが更に悪化するおそれがある。

なお、特開２０００−９２６６０号公報（特許文献１）には、バスバー回路に加えて、絶縁材により被覆された単芯線の配索回路を併用して、回路配索の高密度化を図ることも提案されている。しかし、単芯線は固定の必要や、内部の芯線を被覆材から露出させて圧接端子や導電路に固着する必要があり、面倒であった。

特開２０００−９２６６０号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、金属材料の歩留りが改善されて、回路配索の高密度化にも対応可能とされた、新規な構成のバスバー回路を備えた電気接続箱を提供することにある。

本発明の第一の態様は、電気接続箱であって、金属製の条材を打抜加工して形成された回路部と、該回路部の端部を折曲加工して一体形成された接続端子部とを有するバスバー回路と、金属製の角状線材を切断加工して形成された回路部と、該回路部の端部を折曲加工して一体形成された接続端子部とを有する線材回路と、前記バスバー回路と前記線材回路の各前記回路部が載置されて、該バスバー回路と該線材回路の各前記接続端子部が突出する状態で装着される絶縁板とを有することを特徴とする。
、特徴とする。

本発明によれば、要求される導電性やばね性、コスト等に応じて、バスバー回路と線材回路を適宜に使い分けて回路を構成することが出来る。これにより、例えば小電力の導電路には角状線材を切断加工するのみで得ることの出来る線材回路を用いることによって、条材からのプレス打ち抜き加工のような不要な材料部分を減らすことが出来て、金属材料の歩留まりを格段に改善することが出来る。更に、条材を打ち抜く金型も削減することが出来て、製造コストの大幅な軽減を図ることが出来る。一方、大電力の導電路にはバスバー回路を用いることによって、従来通りの導電性を確保することが出来る。

また、角状線材からなる線材回路としては、例えば０．６４ｍｍ角等の非常に小さな断面積で形成可能であることから、狭ピッチの高密度配索が可能となる。更に、線材回路は矩形断面形状を有していることから、条材プレス回路と同様に絶縁板上に載置するだけで所望の回路形成位置に留めることが出来る。これにより、単芯線のような絶縁板への固定手段も必要とすることなく所望位置に容易に配索することが可能であって、部品点数の削減や作業工程の簡略化、誤配線の防止を図ることが出来る。

加えて、線材回路においては折り曲げ加工するだけで簡易に接続端子部を一体形成出来る。これにより、単芯線のように圧接端子等を組み付ける工数も不要となって、更なる部品点数の削減と工程の簡略化が図られる。

本発明の第二の態様は、第一の態様に記載のものにおいて、前記絶縁板の少なくとも一方の面に対してプリント基板が対向配置されていると共に、前記絶縁板上に突出した前記線材回路の前記接続端子部が前記プリント基板側に突出されているものである。

第二の態様によれば、線材回路の接続端子部をプリント基板側に突出させるのみで基板用端子として用いることが出来る。これにより、単芯線の場合に必要とされた圧接端子と基板用端子の何れをも不要とすることが出来、部品点数の更なる簡略化が図られる。また、線材回路の接続端子部をプリント基板のスルーホールに挿通して直接半田付けして接続することも可能であり、製造工程の更なる簡略化や、接続安定性の向上を図ることが出来る。加えて、線材回路の両接続端子部をプリント基板から突出させて、両接続端子部にプリント配線等の導電路を接続することによって、線材回路を所謂ジャンパー線と同様に用いることも可能である。これにより、従来プリント基板に回路配索していた比較的大きな電流回路を線材回路で構成できることから、高価な厚銅基板を使用する必要性がなくなり、安価な基板の使用が可能となって、更なるコスト性の向上が図られる。

本発明の第三の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記プリント基板側に突出された前記線材回路の前記接続端子部が前記プリント基板の導電路と電気的に接続されていると共に、該導電路が分岐されているものである。

第三の態様によれば、例えば導電路の分岐先に他の線材回路の接続端子部を接続することによって、両端において接続される一対一の単独回路構成とされた線材回路を導電路で分岐することが出来て、線材回路を用いて分岐回路を形成することが出来る。また、導電路の分岐先に他の線材回路やバスバー回路の接続端子部を接続したり、電気部品を接続したりすることも出来る。これにより、回路配索自由度の更なる向上を図ることが出来、より多くの回路を線材回路で構成することが出来る。

本発明の第四の態様は、前記第一〜第三の何れか一つの態様に記載のものにおいて、前記線材回路を形成する前記角状線材が、一定の正方形断面形状の角状線材であるものである。第四の態様によれば、正方形断面によって何れの方向へも屈曲が可能であり、屈曲に際しての方向性がなく、絶縁板上でより自由な回路配索が可能となる。

本発明の第五の態様は、前記第一〜第四の何れか一つの態様において、前記線材回路が部分的にプレス加工で扁平形状とされた鍛圧部を有しており、該鍛圧部において折曲加工されて前記接続端子部が形成されているものである。

第五の態様によれば、回路部の断面寸法に関わらず、要求される幅寸法に従うタブ状端子を形成することが出来る。そして、曲げ加工部分が予め扁平に叩き加工された鍛圧部で構成されることによって、曲げ加工部分の強度が向上されて、他部材の端子部との嵌合時の嵌合力が加わった場合でも端子を安定して保持することが出来る。これにより、端子の変形等を防止して、接続端子の嵌合安定性を確保することが出来る。

本発明によれば、条材からなるバスバー回路と角状線材からなる線材回路を、要求される導電性やばね性等に応じて使い分けて用いることが出来る。これにより、金属材料の歩留まりが改善されると共に、回路配索の高密度化にも対応することが出来る。

本発明の一実施形態としての電気接続箱の分解斜視図。 図１に示した電気接続箱を構成する絶縁板、バスバー回路、線材回路、プリント基板の積層状態を示す上面図。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。 線材回路の上面図。 同線材回路の要部拡大斜視図。 線材回路を用いた分岐構造を説明するための説明図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１に、本発明の一実施形態としての電気接続箱に係る、ジャンクションボックス１０を示す。ジャンクションボックス１０は、アッパケース１２とロアケース１４によって構成されるケース１６の内部に、絶縁板１８、絶縁板１８上に配索された通電回路２０、およびプリント基板２２が収容された構造とされている。

アッパケース１２とロアケース１４は図示しない係止ロック機構等により互いに嵌合されるようになっている。詳細な図示は省略するが、アッパケース１２およびロアケース１４には、それぞれ、通電回路２０から突出された後述するタブ状端子３２、３６やピン状端子３８を収容して、コネクタやヒュージブルリンク等を収容状態でそれら端子３２、３６、３８と接続する端子収容部２４が開口形成されている。

図２および図３に、絶縁板１８、通電回路２０、およびプリント基板２２の積層状態を示す。通電回路２０は、バスバー回路２６と線材回路２８を含んで構成されている。バスバー回路２６は、導電性を有する銅合金等の金属製の条材を、金型を用いてプレス打ち抜き加工することによって所望の配索形状を有する回路部３０が形成されたものである。この打ち抜き加工の完了後に、回路部３０の端部が適当な冶具等を用いて回路部３０に対して垂直に折曲加工されることによって、接続端子部としての扁平なタブ状端子３２が回路部３０と一体形成される。

一方、線材回路２８は、角状線材が適当な長さ寸法で切り出されて形成される。角状線材としては導電性を有する黄銅メッキ材等の金属製のものが採用され、好適には、矩形断面形状、より好適には、正方形断面形状を有するものが採用される。本実施形態においては、何れの線材回路２８も一定の正方形断面を有する角状線材から形成されている。そして、適当な長さ寸法に切り出された角状線材が適当な冶具等を用いて所望の配索形状に折曲加工されることによって、角状線材そのままの断面形状を有する回路部３４が形成されている。

なお、線材回路２８として用いられる角状線材は一種類に限定されるものではなく、要求される導電性や端子幅寸法等を考慮して、断面積が異ならされた複数種類の角状線材を用いても良い。図２から明らかなように、本実施形態においては、後述するピン状端子３８を備えた線材回路２８ｂは一例として０．６４ｍｍ角の、何れも同じ断面積を有する角状線材から形成されているが、タブ状端子３６を備えた２本の線材回路２８ａは、何れも線状角材２８ｂよりも大きな断面積を有する角状線材から形成されており、且つ２本の線材回路２８ａの断面積は互いに異ならされている。

さらに、回路部３４の両端部が、適当な治具等を用いて回路部３４に対して垂直に折曲加工されることによって、接続端子部が一体形成される。本実施形態においては、接続端子部として回路部３４よりも幅寸法が広げられた扁平のタブ状端子３６を有する線材回路２８ａと、接続端子部として回路部３４と等しい断面積を有するピン状端子３８を有する線材回路２８ｂの２種類が用いられている。

図４および図５に、タブ状端子３６を有する線材回路２８ａを示す。線材回路２８ａは、回路部３４の一方或いは両方の端部に、軸直角方向の両側からダイスが１回或いは複数回押し付けられてプレス加工が施される。これにより、回路部３４の端部に平板状の鍛圧部４０が形成される。鍛圧部４０は回路部３４よりも大きな幅寸法（図４中、上下方向寸法）を有すると共に、回路部３４よりも小さな厚さ寸法を有する扁平断面形状とされており、鍛圧部４０の下面４２は、回路部３４の下面４４と同一平面上に形成されている。そして、この鍛圧部４０が適当な治具等で回路部３４に対して垂直に折曲加工されることによって、鍛圧部４０と等しい扁平断面形状を有するタブ状端子３６が形成されている。この鍛圧部４０の折曲加工に際して、鍛圧部４０が扁平形状とされていることから、冶具との接触状態を安定的に維持して折曲加工に際する線材回路２８ａの回転を抑えることが出来て、折曲加工を安定的に行なうことが出来る。

一方、ピン状端子３８を有する線材回路２８ｂは、回路部３４の一方或いは両方の端部が、適当な治具等で回路部３４に対して垂直に折曲加工されることによって、回路部３４と等しい断面形状を有するピン状端子３８が形成されている。

なお、これらバスバー回路２６および線材回路２８のタブ状端子３２、３６、およびピン状端子３８の先端部は、何れもプレス加工や切削等により先細形状に形成される。

そして、これらバスバー回路２６および線材回路２８は、絶縁板１８上に載置される。絶縁板１８は合成樹脂製の板形状を有しており、その上面には、バスバー回路２６および線材回路２８の回路部３０、３４と対応する形状をもって開口する収容凹所４５が形成されている。そして、この収容凹所４５への収容状態でバスバー回路２６および線材回路２８の回路部３０，３４がそれぞれ絶縁板１８上に載置されることによって、絶縁板１８上に通電回路２０が配索されると共に、タブ状端子３２，３６およびピン状端子３８が絶縁板１８上に突設される。

さらに、絶縁板１８において回路部３０，３４が載置された面と反対側の面には、プリント基板２２が対向配置されている。プリント基板２２において絶縁板１８と反対側の面には、図示しない電気部品が設けられると共に、それら電気部品と電気的に接続された導電路としてのプリント配線４６が形成されており、このプリント配線４６が、プリント基板２２に貫設されたスルーホール４８と電気的に接続されている。そして、絶縁板１８においてスルーホール４８と重なり合う部位には端子挿通孔５０が貫設されており、この端子挿通孔５０を通じて線材回路２８の一方のピン状端子３８が絶縁板１８からプリント基板２２側に突出されて、スルーホール４８への挿通状態で半田付けされる。これにより、線材回路２８の回路部３４が、プリント基板２２のプリント配線４６と電気的に接続されるようになっている。このように、プリント基板２２に半田付けされる線材回路２８は、一対のピン状端子３８が互いに反対方向に突出されている。

そして、通電回路２０が載置された絶縁板１８とプリント基板２２が重ね合わされた状態で、アッパケース１２とロアケース１４で構成されたケース１６内に収容されることによってジャンクションボックス１０が構成される。

このような構造とされたジャンクションボックス１０によれば、絶縁版１８上の通電回路２０がバスバー回路２６と線材回路２８によって構成されている。これにより、例えば電力供給用等の大電流の導電路にはバスバー回路２６を用いる一方、信号線等の小電流の導電路には線材回路２８を用いたり、柔軟なばね性が要求される導電路にはバスバー回路２６を用いる一方、硬いばね性が要求される導電路には線材回路２８を用いる等のように、要求される特性に応じてバスバー回路２６と線材回路２８を適宜に使い分けることが出来る。そして、線材回路２８は角状線材の折曲加工のみで形成出来ることから、特別な金型も不要とされると共に、回路形成に際して不要となる材料部分を殆ど無くすことが出来る。従って、線材回路２８で要求性能が満たせる回路部分を可及的に線材回路２８で構成することによって、バスバー回路２６の打ち抜き加工に必要とされる金型数を軽減することが出来ると共に、打ち抜き加工による金属材料の歩留まりも軽減することが出来て、製造コストの低減を図ることが出来る。

さらに、線材回路２８を小さな断面積をもって狭ピッチで配索したり、例えばバスバー回路２６の打ち抜き部分に線材回路２８を配設することも可能であり、より高密度の配索が可能となる。これにより、バスバーの積層数の削減も図られ得て、延いてはジャンクションボックス１０の更なる小型化、軽量化を図ることが出来る。

更にまた、線材回路２８は正方形断面を有することから、何れの方向にも折曲加工することが出来て、目的とする配索形状の回路部３４を容易に形成することが出来る。そして、形成された配索形状が維持されることから、単芯線を用いる場合のように特別な固定手段を必要とすることも無い。また、正方形断面を有することによって下面４４が平坦面とされることから、絶縁板１８上に容易且つ安定的に載置することが出来る。特にタブ状端子３６を有する線材回路２８ａにおいては、鍛圧部４０で拡幅されていることによって、タブ状端子３６の絶縁板１８からの突出状態をより安定的に維持することが出来る。これにより、タブ状端子３６に他部材の端子部との嵌合力が加わった場合でも、タブ状端子３６を安定して保持して、タブ状端子３６の変形等を防止して嵌合安定性を確保することが出来る。

加えて、線材回路２８は端部を折曲加工することによって容易にタブ状端子３６やピン状端子３８を形成することが可能であり、単芯線において必要とされていた、圧接端子等を端部に組み付ける工程が不要となり、更なる部品点数の削減、工程の簡略化による製造コストの更なる軽減が図られる。

さらに、線材回路２８のタブ状端子３６やピン状端子３８をプリント基板２２側に突出させるのみで基板用端子を構成することが出来る。これにより、単芯線の場合に必要とされていた圧接端子と基板用端子を何れも不要とすることが出来て、部品点数の更なる簡略化が図られる。また、プリント基板２２側に突出されたタブ状端子３６やピン状端子３８をプリント配線４６と電気的に接続することによって、これらタブ状端子３６やピン状端子３８で構成される基板用端子をプリント配線４６を介してプリント基板２２上の電気部品と電気的に接続することも出来る。

更にまた、線材回路２８のピン状端子３８をスルーホール４８に挿通して直接に半田付け出来ることから、製造工程の更なる簡略化や、接続安定性の更なる向上を図ることも出来る。また、例えば線材回路２８の両端部のピン状端子３８を何れもプリント基板２２側に突出させてスルーホール４８に半田付けすることによって、線材回路２８を所謂ジャンパー線と同様に、プリント配線４６の一部として用いることが出来る。これにより、例えばプリント基板２２上に大電流の導電路を形成する必要がある場合には、プリント配線４６に代えて、線材回路２８を大電流の導電路として用いることによって、プリント配線４６の厚肉化を回避することが出来る。これにより、高価な厚銅基板を採用することも不要とされて、製造コストの更なる軽減を図ることが出来る。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、線材回路２８はその両端において接続される一対一の単独回路構成とされているが、図６に示すように、ピン状端子３８をプリント基板２２のスルーホール４８に挿通してプリント配線４６と電気的に接続すると共に、このプリント配線４６を分岐して、プリント配線４６の分岐先を他の線材回路２８ｂのピン状端子３８と電気的に接続することによって、線材回路２８を用いて一対多の回路構成を実現することも可能である。更に、プリント配線４６の分岐先をバスバー回路２６のタブ状端子３２や、プリント基板２２上に実装されるその他の電気回路と接続したりしても良い。このようにすれば、線材回路２８を用いた回路配索の自由度を更に向上することが出来る。

また、前記実施形態においては、バスバー回路２６および線材回路２８は、何れも絶縁板１８上に載置されていたが、例えば絶縁板１８にインサート成形することも可能である。そして、バスバー回路２６および線材回路２８が、何れも棒状の金属平板形状を有することから、同時にインサート成形することが可能である。このようにすれば、絶縁板１８と通電回路２０を一体的に取り扱うことが出来て、組み付けや部品管理に関する工数の削減が図られる。

更にまた、前記実施形態においては、絶縁板１８と通電回路２０を一層の積層状態で例示しているが、従来の複数層のバスバー積層体と同様に、絶縁板１８と通電回路２０を交互に複数の積層構造とすることは勿論可能である。このようにすれば、積層される絶縁板１８間で通電回路２０を安定して保持することが出来る。

また、線材回路２８において、両端部の一方にタブ状端子３６を形成して、他方にピン状端子３８を形成する等しても良い。更に、複数の線材回路２８を互いに直接に接続する等しても良い。線材回路２８を直接に接続するには、抵抗溶接や冷間圧接等が採用され得る。

更にまた、バスバー回路２６と線材回路２８は必ずしも互いに独立して回路を形成している必要は無く、例えばバスバー回路２６と線材回路２８を電気的に或いは物理的に接続して回路を形成する等しても良い。

１０：ジャンクションボックス（電気接続箱）、１８：絶縁板、２２：プリント基板、２６：バスバー回路、２８：線材回路、３０：回路部、３２：タブ状端子（接続端子部）、３４：回路部、３６：タブ状端子（接続端子部）、３８：ピン状端子（接続端子部）、４０：鍛圧部、４６：プリント配線（導電路）

Claims (5)

1. 金属製の条材を打抜加工して形成された回路部と、該回路部の端部を折曲加工して一体形成された接続端子部とを有するバスバー回路と、
   金属製の角状線材を切断加工して形成された回路部と、該回路部の端部を折曲加工して一体形成された接続端子部とを有する線材回路と、
   前記バスバー回路と前記線材回路の各前記回路部が載置されて、該バスバー回路と該線材回路の各前記接続端子部が突出する状態で装着される絶縁板と
   を有することを特徴とする電気接続箱。
2. 前記絶縁板の少なくとも一方の面に対してプリント基板が対向配置されていると共に、前記絶縁板上に突出した前記線材回路の前記接続端子部が前記プリント基板側に突出されている請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記プリント基板側に突出された前記線材回路の前記接続端子部が前記プリント基板の導電路と電気的に接続されていると共に、該導電路が分岐されている請求項２に記載の電気接続箱。
4. 前記線材回路を形成する前記角状線材が、一定の正方形断面形状の角状線材である請求項１〜３の何れか１項に記載の電気接続箱。
5. 前記線材回路が部分的にプレス加工で扁平形状とされた鍛圧部を有しており、該鍛圧部において折曲加工されて前記接続端子部が形成されている請求項１〜４の何れか１項に記載の電気接続箱。

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