JP3685041B2 - ジャンクションボックス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用ワイヤハーネスに接続するジャンクションボックスに関し、特に、回路数が増大しても薄型化および小型化を図れるようにするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、自動車に搭載される電装品の急増に伴い、ジャンクションボックスの内部に収容される回路が急増し、高密度で分岐回路を形成するために、部品点数が非常に多くなり、組み立て手数も非常にかかるようになっている。
【０００３】
上記ジャンクションボックスの薄型化を図ると共に、回路変更にも容易に対応でき、かつ、組立手数の軽減を図るものとして、本出願人は先に図１４に示す如きジャンクションボックス１を特願２０００−１１２６９１号で提案している。
【０００４】
上記ジャンクションボックス１は、コネクタ接続回路部（ベース回路部）、ヒューズ接続回路部、リレー接続回路部を分割して、コネクタモジュール２、ヒューズモジュール３、リレーモジュール４として別個に設け、これらモジュール２、３、４をロアケース５とアッパーケース６とからなるケース内部に組み込んでいる。
上記各モジュール２、３、４はいずれも絶縁基板２ａ、３ａ、４ａ上にバスバー２ｂ、３ｂ、４ｂを加締め固着した構成とし、これらバスバー２ｂ、３ｂ、４ｂを絶縁基板２ａ、３ａ、４ａの周縁より突出させて互いに溶接で接続した構成としている。
【０００５】
ジャンクションボックスを上記のように、コネクタモジュール、ヒューズモジュール、リレーモジュールと分割すると、コネクタ接続回路、ヒューズ接続回路、リレー接続回路が分割されるため、バスバーのタブが重なることはなく、よって、バスバーの多層化が抑制され、ジャンクションボックスを薄型化することができる。かつ、各バスバーの回路取り回しも簡単となるため、夫々のバスバー面積が縮小でき、その結果、バスバーを分割しても、全体としてのバスバー面積を縮小でき、ジャンクションボックスの面積増大も抑制することができる。
さらに、各コネクタ回路、ヒューズ回路、リレー回路に仕様変更があれば、これら対応するモジュールのみを変更すればよく、仕様変更に容易に対応することができ、回路変更に容易に対応することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ジャンクションボックス内の回路をコネクタ接続回路、ヒューズ接続回路、リレー接続回路に分割して、それぞれモジュール化しておくと、上記のように大きなメリットがある。
しかしながら、モジュール間の電気接続は、コネクタモジュールのバスバーにヒューズモジュール、リレーモジュールのバスバー同士を溶接して接続しているため、溶接箇所が非常に多くなり、作業手数がかかる問題がある。
【０００７】
また、図１５に示すように、ジャンクションボックス内に電子制御ユニット（ＥＣＵ）７を収容する場合、該電子制御ユニットの導体とコネクタモジュールのバスバーとの接続は、電子制御ユニット７の導体と接続したＥＣＵコネクタ８内の端子８ａにバスバーのタブ９を嵌合接続している。
その際、タブ９の長さが大となり、アライメントが出にくい問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、溶接箇所を減少し、かつ、電子制御ユニットとの接続ではアライメント不良が発生しないようにすることを課題としている。
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、自動車に搭載されるジャンクションボックスのケース内に設ける内部回路のうち、コネクタに接続する導体と、ヒューズに接続する導体とは分割し、これら導体をそれぞれ絶縁基板に固定した回路板を設け、コネクタ接続用の回路板を備えたコネクタモジュール、ヒューズ接続用の回路板を備えたヒューズモジュールを別個に設け、
上記ケース内部には、コネクタモジュールの側方に隣接してヒューズモジュールを配置すると共にコネクタモジュールの上方に電子制御ユニットを配置して収容し、
上記コネクタモジュールの導体として、上記絶縁基板の一面に所定ピッチで平行に配線した単芯線（裸線）を備える一方、
上記ヒューズモジュールの導体はバスバーとし、該バスバーの一端をヒューズと接続すると共に他端に圧接端子を設け、
上記電子制御ユニットの導体と接続した中継端子の一端に圧接端子を設け、
上記コネクタモジュールの単芯線に上記ヒューズモジュールのバスバーの圧接端子および上記電子制御ユニットの中継端子の圧接端子を圧接接続していることを特徴とするジャンクションボックスを提供している。
【００１０】
上記のように、コネクタモジュールの回路の一部を平行配線した単芯線で構成し、分割したヒューズモジュールあるいは／および電子制御ユニットとコネクタモジュールの電気接続を、上記単芯線にバスバーの端部に形成した圧接端子を圧接接続させて行うと溶接箇所を大幅に減少させることができる。かつ、溶接時発生する熱ひずみによるバスバーの反り発生を、単芯線により吸収することができる。
【００１１】
上記コネクタモジュールは、絶縁基板の一面に上記単芯線を平行配線すると共に、絶縁基板の他面に単芯線と直交方向に短冊状のバスバーを平行配置して、単芯線とバスバーとを絶縁基板の開口を通して溶接して所要の回路形状とした回路板を複数枚積層した構成とし、
上記複数枚の回路板の単芯線を屈曲させて連続布線しており、該単芯線の上流端を上記ヒューズモジュールの各ヒューズ端子と接続するバスバーに設けた圧接端子と圧接接続させる一方、上記単芯線の下流端を、電子制御ユニットの導体と接続した圧接端子と圧接接続させている。
【００１２】
上記複数の回路板に連続布線する単芯線の上流端および下流端は、夫々先端を絶縁基板より突出させて、ケースに設けた単芯線保持部に並列配置させると共に、該単芯線保持部には圧接端子の先端を挿入する溝を設けている。
【００１３】
このように、電子制御ユニットの導体も中継端子を介して単芯線と圧接接続させると、前記したバスバーより突設した長いタブを介して接続する場合に発生するアライメント不良を減少することができる。
【００１４】
また、コネクタモジュールの回路を、上記のように、単芯線と短冊状のバスバーとで構成すると、バスバーを回路形状に応じて導電性金属板を打抜加工する必要がなく、大幅なコストダウンを図れると共に、回路変更が生じた場合、バスバーと単芯線との接続位置を変えるだけで対応でき、回路変更に容易に対応できる。
【００１５】
上記ジャンクションボックスでは、コネクタモジュール、ヒューズモジュール、リレーモジュールとも、外部端子（コネクタ、ヒューズ、リレーの端子）との接続部分では、バスバーに設けた端子（タブ）を直接あるいは中継端子を介して接続し、かつ、ヒューズモジュールあるいは／およびリレーモジュールの基板に設けたヒューズ取付部、リレー取付部を、アッパーケース、ロアケースあるいは／およびサイドケースの外面に露出させている。
【００１６】
例えば、上記コネクタモジュール、ヒューズモジュール、リレーモジュールをアッパーケース、ロアケース、サイドケースとに組みつけた状態において、コネクタモジュールのコネクタ接続部はサイドケースに設けたコネクタ収容部に位置させ、ヒューズ取付部はアッパーケースとロアケースとの間の側面開口に位置させ、リレー取付部はアッパーケースの上面に形成した開口に位置させている。また、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を収容する場合には、コネクタモジュールの上方に配置し、アッパーケース内に収容している。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は自動車用ワイヤハーネスに接続されるジャンクションボックス１０を構成する部品の分解斜視図を示し、図２乃至図４は組みつけ状態の断面図を示す。
【００１８】
図１中、１１はコネクタモジュール、１２はヒューズモジュール、１３はリレーモジュール、１４はロアケース、１５はアッパーケース、１６は中間ケース、１７，１８はサイドケース、１９は電子制御ユニットである。
【００１９】
上記各部品は、ロアケース１４上に、コネクタモジュール１１、中間ケース１６、電子制御ユニット１９を順次配置してアッパーケース１５、サイドケース１７、１８を被せて組みつけている。上記コネクタモジュール１１の一側上方にリレーモジュール１３を配置して、該リレーモジュール１３のリレー４０をアッパーケース１５の一側に設けた開口１５ａに露出させている。また、コネクタモジュール１１の一側端にヒューズモジュール１２を組みつけて、ロアケース１４とアッパーケース１５との間の側面開口に露出させている。
上記サイドケース１７、１８にはそれぞれ一列状態でコネクタ収容部１７ａ、１８ａを設けている。
【００２０】
上記コネクタモジュール１１は、図５に示すように、絶縁樹脂製の薄板からなる絶縁基板２０の一面（図中、下面）に銅単芯線からなる単芯線（裸線）２１を一定ピッチでＸ方向に平行配線すると共に、絶縁基板２０の他面（上面）に短冊状とした細長いバスバー２２を一定ピッチでＹ方向に配向配索している。よって、裸線２１とバスバー２２とは絶縁基板２０を介してクロス配線された状態となっている。
【００２１】
上記絶縁基板２０には、単芯線２１とバスバー２２との所要の交差位置に開口２０ａを予め設けている。この開口２０ａに相当する位置のバスバー２２に開口２０ａを介して単芯線２１を撓ませて接合させ、この状態で抵抗溶接して、単芯線２１とバスバー２２とで所要回路を形成している。
【００２２】
上記絶縁基板２０を挟んで単芯線２１とバスバー２２とを配線して、所要位置で接続させた構成の回路板１００（１００Ａ〜１００Ｃ）を、図６（Ａ）に示すように、絶縁樹脂からなる絶縁板２５を介して上下に３層で積層している。
また、コネクタモジュール１１には、上記１層目の回路板１００Ａの下部の最下層に、絶縁板２５を介して、図６（Ｂ）に示すように、従来と同様の回路形状に導電性金属板を打ち抜き加工して形成したバスバー２６を配置している。このバスバー２６の一端には、図１に示すように、単芯線２１と同一方向に並設したヒューズ接続用の複数の圧接端子２６ａを形成している。これら圧接端子２６ａは絶縁板の端縁より突出させ、ヒューズの端子と圧接接続させるために圧接刃２６ｂを形成している。
【００２３】
上記３枚の回路板１００には、その絶縁基板２０の幅方向両側端よりバスバー２２を突出させ、この突出させた先端を屈折させてＬ形状に屈折させたタブ２２ａを設け、これらのタブ２２ａをサイドケース１７、１８のコネクタ収容部１７ａ、１８ａに突出させている。
【００２４】
上記３層の回路体１００（１００Ａ〜１００Ｃ）の単芯線２１は屈曲させて連続させており、図７に示すように、単芯線２１の上流端２１ａは上層の回路板１００Ｃの図中左端に位置し、下流端２１ｂは下層の回路板１００Ａの図中右端に位置する。
【００２５】
上記３層の回路体１００は図８に示す方法で形成している。
即ち、絶縁基板２０の一面に突設したリブ（図示せず）をバスバー２２の穿設した孔に挿入後に加締めて、絶縁基板２０にバスバー２２を平行に固着する。
ついで、３枚の絶縁基板２０を所要の隙間をあけて一列に並べる。其の際、隣接するバスバー固着面を逆向きとして、交互に向きを変えている。
ついで、単芯線２１を絶縁基板２０の他面に連続して平行配線していく。その際、上記のようにバスバー固着面を交互に逆としているため、単芯線２１も回路体１００Ａでは下面に、次ぎの回路体１００Ｂでは上面に、さらに、回路体１００Ｃでは上面と交互に向きを変えて連続配線している。一列の並べた絶縁基板２０の間には隙間を設けているため、この隙間部分では単芯線２１のみが並列に配線された状態としている。また、単芯線２１の両端はそれぞれ絶縁基板２０の先端より突出させている。
ついで、絶縁基板２０の開口２０ａを通してバスバー２２と単芯線２１とを抵抗溶接している。このようにして、３枚の回路体１００Ａ〜１００Ｃにおいて、それぞれ、バスバー２２と単芯線２１とを接続して所要回路を形成している。
その後、絶縁基板２０の間の隙間に配線された単芯線２１を屈曲させて、図８中で矢印で示す方向に折り曲げて、回路体１００Ａ〜１００Ｃを積層状態としている。
なお、上記連続布線した電線の非導通部分は積層後、あるいは、積層前に切除している。
【００２６】
積層状態では、絶縁基板２０を挟んで下面に単芯線２１、上面にバスバー２２が配置された回路体１００となる。隣接する回路体１００Ａと１００Ｂ…は、単芯線２１とバスバー２２とが対向するため、その間に絶縁板２５を介在させている。
【００２７】
コネクタモジュール１１をロアケース１４上に配置した状態で、図９（Ａ）に示すように、単芯線２１の上流端２１ａはロアケース１４より突設した単芯線保持部１４ａの上面に並列状態で配置される。該単芯線保持部１４ａには各単芯線２１の両側に圧接端子の先端が挿入する浅い溝１４ｂを設けている。上記単芯線保持部１４ａは両側をロアケース１４に接続させて、中央部下部は開口１４ｃとし、この開口１４ｃより上記バスバー２６の圧接端子２６ａを突出させている。
単芯線２１の下流端２１ｂもロアケース１４の他側より突設した単芯線保持部１４ｄの上面に並列状態で配置される。該該単芯線保持部１４ｄにも各単芯線２１の両側に圧接端子の先端が挿入する浅い溝１４ｅを設けている。
【００２８】
単芯線２１の上流端２１ａが位置するコネクタモジュール１１の左端側には、ヒューズモジュール１２を配置している。図１０に示すように、ヒューズモジュール１２は、多数のヒューズ収容部３１を横方向に並設していると共に上下２段に形成した基板３０を備えている。
【００２９】
上記基板３０の内部には、図１１に示すように、上段の各ヒューズ収容部３１ａ内にそれぞれ突出させる電源側と負荷側の一対の圧接端子と、下段の各ヒューズ収容部３１ｂ内に突出させる負荷側の圧接端子とを一端に形成したバスバー３３をモールドしている。これらのバスバー３３はＬ形状として、その一端の圧接端子３３ａをヒューズ収容部３１ａ、３１ｂ内に突出すると共に、他端の圧接端子３３ｂを上記単芯線２１の上面へと突出させている。
【００３０】
上記単芯線２１の上方へと突出した圧接端子３３ｂは、並列した単芯線２１と同一間隔で並列させており、並列した単芯線２１の上流端２１ａに多数の圧接端子３３ｂを同時に圧接接続させている。該圧接端子３３ｂの両側刃部の先端側は単芯線保持部１４ａの溝１４ｂに挿入保持される。
【００３１】
バスバー３３の他端の圧接端子３３ａはヒューズ収容部３１ａ、３１ｂ内に突出させ、ヒューズ端子と圧接接続させるようにしている。下段のヒューズ収容部３１ｂでは、電源側の圧接端子は前記バスバーの圧接端子２６ａからなる。
【００３２】
このように、ヒューズモジュール１２にはヒューズ３５を各ヒューズ収容部３１ａ、３１ｂに挿入し、ヒューズ３５の一対の端子３５ａ、３５ｂを上記圧接端子３３ａと、最下層のバスバー２６の圧接端子２６ｂ内に圧入して圧接接続させている。 また、一部の圧接端子３３の他端は逆方向に屈折させ、図１３（Ｄ）に示すように、その先端３３ｃをリレーモジュール１３のバスバー４１の端子４１ｃと直接圧接接続させている。
【００３３】
上記リレーモジュール１３は、図１３に示すように、基板４２内にバスバー４１をモールドしており、リレー４０の本体部を基板４２の表面に載置し、リレー４０の端子４０ａを基板４２およびバスバー４１に形成した開口４２ａ、４１ａに挿入し、半田４３で溶接した基板直つけタイプとしている。
上記リレー４０の端子４０ａと溶接したバスバー４１の一端側は屈折させて、その先端に圧接端子４１ｂを形成し、該圧接端子４１ｂを上記単芯線２１の中間部に圧接接続させている。また、バスバー４１の一部は前記のようにヒューズモジュール１２のバスバー３３と直接圧接接続させている。
【００３４】
上記電子制御ユニット１９は、基板５０の下面に電子部品５１を搭載しており、中間ケース１６の四隅より突設した支柱５３上に載置し、支柱５３の上面と基板５０とに連通させるように設けたネジ孔５３ａ、５０ａにネジ５４をネジこんで固定している。この状態で、電子部品５１は基板５０と中間ケース１６との間の空間に位置される。
上記基板５０にプリント印刷した導体を一端縁に並設させ、縦バスバー状の中継端子５６の上端と上記導体とをＥＣＵコネクタ５８を介して、あるいはコネクタを介さずに直接接続している。
【００３５】
上記中継端子５６の下端には圧接端子５６ａを形成し、コネクタモジュール１１の単芯線２１の下流端２１ｂと圧接接続させている。
即ち、図９（Ｂ）に示すように、ロアケース１４の単芯線保持部１４ｄ上に並列載置した単芯線の下流端２１ｂに、並列配置した中継端子５６の圧接端子５６ａを上方から圧接接続させ、その両側刃部を溝１４ｅに挿入保持している。
【００３６】
上記部品からなるジャンクションボックス１０では、前記のように、ロアケース１４上に、コネクタモジュール１１、中間ケース１６、電子制御ユニット１９を順次配置し、電子制御ユニット１９の導体を中継端子５６を介してコネクタモジュール１１の単芯線２１と圧接接続させている。また、コネクタモジュール１１の一側部にヒューズモジュール１２を組みつけて、そのバスバー３３の一端の圧接端子をコネクタモジュール１１の単芯線２１に圧接接続させ、かつ、上部にリレーモジュール１３を組みつけて、そのバスバー４１の圧接端子をコネクタモジュール１１の単芯線２１と圧接接続させている。
【００３７】
上記構成からなるジャンクションボックス１０では、まず、コネクタモジュール１１の導体の一部として単芯線２１を用いているため、ヒューズモジュール１２、リレーモジュール１３のバスバーと圧接接続させることができると共に、電子制御ユニット１９の導体と中継端子を介して圧接接続させることができる。 よって、モジュール間をバスバー同士の溶接で回路接続する場合と比較して、溶接箇所を大幅に減少でき、接続作業性を向上させることができる。
【００３８】
また、コネクタモジュール１１の導体を短冊状のバスバー２２と単芯線２１とでクロス配線し、所要の交差位置で溶接して形成しているため、従来のようにバスバーを回路形状に対応させて金属板を打ち抜く必要はなく、よって、バスバー材となる金属板の歩留まりを大幅に改善できる。また、バスバー２２と単芯線２１との溶接位置を変えるだけで簡単に回路変更することができる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、単芯線の上流端あるいは下流端のいずれか一方のみを、ヒューズモジュールのバスバーと接続させても良いし、また、電子制御ユニットの導体と接続させてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明のジャンクションボックスによれば、コネクタモジュールの導体の一部に単芯線を用いているため、ヒューズモジュールのバスバー、電子制御ユニットの導体と圧接接続で電気接続を図ることができ、溶接箇所を減少することができる。
特に、単芯線をコネクタモジュールの積層する回路体に連続的に布線しているため、例えば、ヒューズ−コネクタ−電子制御ユニットとを単芯線を介して接続することができ、回路設計の自由度を高めることができる。
【００４１】
また、従来はコネクタモジュールのバスバーに長いタブを設けて、該タブを電子制御ユニットの導体と接続したＥＣＵコネクタと嵌合接続しているため、アライメント不良が発生しやすい問題点があるが、本発明では単芯線を中継端子と圧接接続し、該中継端子を電子制御ユニットの導体と接続しているため、アライメント不良を低減することができる。
【００４２】
さらに、最も回路数が多く、且つ、回路変更も多いコネクタモジュールでは、導体として、電線と短冊形状のバスバーとを用いてクロス配線し、交差位置で溶接して回路を形成しているため、バスバーは短冊形状のものを使用でき、大幅なコストダウンを図ることができると共に、電線との接続位置を変えるだけで回路変更に容易に対応させることができる。
【００４３】
しかも、上記絶縁基板の両面にバスバーと電線とを配置するコネクタモジュールの回路体は、バスバーを固着した後に絶縁基板を一列に揃えた状態とすることで、電線を連続して配線でき、作業性も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態のジャンクションボックスの概略分解斜視図である。
【図２】 ジャンクションボックスを組み立てた状態での断面図である。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】 コネクタモジュールを示し、（Ａ）は概略斜視図、（Ｂ）は要部拡大断面図である。
【図６】 （Ａ）はコネクタモジュール全体の概略断面図、（Ｂ）は最下層に配置するバスバーの平面図である。
【図７】 コネクタモジュールにおける単芯線の配線状態を示す概略図である。
【図８】 コネクタモジュールの形成方法を示す説明図である。
【図９】 （Ａ）は単芯線の上流端とヒューズモジュールとの関係を示す斜視図、（Ｂ）は単芯線の下流端と電子制御ユニットに接続する中継端子との関係を示す斜視図である。
【図１０】 ジャンクションボックスのヒューズモジュール取付側の側面図である。
【図１１】 （Ａ）はヒューズモジュール取付部の部分断面図、（Ｂ）は概略分解斜視図である。
【図１２】 リレーモジュール取付部分を示す平面図である。
【図１３】 （Ａ）はリレーモジュール取付部分の断面図、（Ｂ）はリレーモジュールにおけるリレーとバスバーの接続状態を示す概略断面図、（Ｃ）はリレーモジュールのバスバーと電線との接続状態を示す斜視図、（Ｄ）はリレーモジュールのバスバーとヒューズモジュールのバスバーとの接続状態を示す斜視図である。
【図１４】 従来のジャンクションボックスの分解斜視図である。
【図１５】 従来のバスバーと電子制御ユニットの導体との接続形態を示す図面である。
【符号の説明】
１０ ジャンクションボックス
１１ コネクタモジュール
１２ ヒューズモジュール
１３ リレーモジュール
１４ ロアケース
１５ アッパーケース
１６ 中間ケース
１７，１８ サイドケース
１９ 電子制御ユニット
２０ 絶縁基板
２１ 単芯線
２２ バスバー
３３、４１ バスバー
３５ ヒューズ
４０ リレー
１００（１００Ａ〜１００Ｃ） 回路体

Claims (2)

1. 自動車に搭載されるジャンクションボックスのケース内に設ける内部回路のうち、コネクタに接続する導体とヒューズに接続する導体は分割し、これら導体を夫々別の絶縁基板に固定した回路板を設け、コネクタ接続用の回路板を備えたコネクタモジュール、ヒューズ接続用の回路板を備えたヒューズモジュールを別個に設け、
   上記ケース内部には、コネクタモジュールの側方に隣接してヒューズモジュールを配置すると共にコネクタモジュールの上方に電子制御ユニットを配置して収容し、
   上記コネクタモジュールの導体として、上記絶縁基板の一面に所定ピッチで平行に配線した単芯線（裸線）を備える一方、
   上記ヒューズモジュールの導体はバスバーとし、該バスバーの一端をヒューズと接続すると共に他端に圧接端子を設け、
   上記電子制御ユニットの導体と接続した中継端子の一端に圧接端子を設け、
   上記コネクタモジュールの単芯線に上記ヒューズモジュールのバスバーの圧接端子および上記電子制御ユニットの中継端子の圧接端子を圧接接続していることを特徴とするジャンクションボックス。
2. 上記コネクタモジュールは、上記絶縁基板の他面に上記単芯線と直交方向に短冊状のバスバーを平行配置して、単芯線とバスバーとを絶縁基板の開口を通して溶接して所要の回路形状とした回路板を複数枚積層した構成とし、
   上記複数積層した回路板の単芯線を屈曲させて連続布線しており、該単芯線の上流端を上記ヒューズモジュールの各ヒューズ端子と接続するバスバーに設けた圧接端子と圧接接続させる一方、上記単芯線の下流端を、電子制御ユニットの導体と接続した圧接端子と圧接接続させている請求項１に記載のジャンクションボックス。

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