JP2000502560A - 電力ディストリビューション・センター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車用の電力ディストリビューション・センター（ＰＤＣ）は、リレーとフューズとを介して自動車にくまなく電気を給電するコネクターへ給電分与する。該ＰＤＣは、ハウジング／コネクタープレート（１０）、プリント回路基板（３０）、リードフレームアッセンブリー（４０）、 絶縁体（５０）、Ｂ+バスバー（６０）、アライメントプレート（１００）およびカバー（１１０）を含む。ＰＤＣは、Ｂ+バスバーアッセンブリー（６０）を使用して電力をＰＤＣに受ける。リードフレームアッセンブリー（４０）を使用してＰＤＣ内で特定の回路へ給電分与する。プリント回路基板（３０）を用いて、ＰＤＣ内で電力とシグナルとを分与する。端子クリップ（８４，８４’）を使用して、ＰＤＣと関連のリレー及びフューズとの間を相互連通する。ＰＤＣには、ＰＤＣの一部としてインターフェース（１５）を設けることにより、電子モジュールが簡単に付け加えることができるように形成されており、これによって、各モジュールに対し別個の配線ハーネスを必要とせずに、モジュール類をネットワークに付加することができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】 名称 電力ディストリビューション・センター 関連出願の相互参照 この出願は、１９９６年１０月２４日出願の予備特許出願第６０／０ ２９，２４７号に対し、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．第１１９（ｅ）項による優先権を主張 するもので、該出願の記述を参考文献としてここに組み入れる。 連邦援肋による研究又は開発 に関するステートメント なし。 発明の背景 現今の自動車は、自動車の各種コンポーネンツへ電力を供給するため に、配線ハーネスと共にフューズボックス又は電力ディストリビューション・セ ンターを使用している。フューズボックスは、一般的に、複数のフューズとリレ イを内蔵し、自動車への電力供給のために、プラグ差し込みされる配線ハーネス からの多数のコネクターを有している。電力を適正に分配供給するためには、自 動車の蓄電池及び／又は発電機からのメインの電力の給電を断ついくつかの部分 を配線、通電リボン及びインターフェースの手段により、個々のフューズ又はリ レイを有する個々の回路に分離している。このことは、代表的に言えば、嵩ばっ たハーネスの形態である大量の配線及びいくつかのレベルの相互接続を要求する 。この構成は、また、多数のパーツを必要とし、適宜に回路を増設することがで きない。例えば、ハミル他への米国特許第5,207,587号は、メインのバスプレー トと、ブレード端子と接触するための多数の配線を含む二つ又はそれ以上のワイ ヤーバスプレートとを含む給電センターを開示している。自動車における電力給 電に関する電気の問題は、診断と修理が最も困難 なものに入る。さらに、最新の自動車は、”スマート”モジュールを含み、各ス マートなモジュールは、フューズボックスに対し、それ自身のワイヤハーネルを 要求する。スマートなモジュールの例は、自動車の車内の環境を所望の温度範囲 に維持するために、自動車内部の現時点の温度を測定し、ヒーター又はエアーコ ンディショナーの作動を開始又は停止するリレーをコントロールするヒーター／ エアーコンディショナー・コントロールであろう。複雑さと、自動車におけるス マート・モジュールの数とが将来増え続けることが予想される。 発明の簡単な概要 自動車に対する電力分配センター（ディストリビューション・センタ ー）（ＰＤＣ）は、ＰＤＣ内のバスバー（母線）からリレー、フューズ及び他の 電子デバイスを介して自動車にくまなく電気を分与するための出力コネクターへ のプリント回路基板及び／又はリードフレームアッセンブリーへ給電する。前記 ＰＤＣは、ハウジング／コネクタープレート、プリント回路基板（ＰＣＢ）、リ ードフレームアッセンブリー、絶縁体、B+バスバー、アライメントプレート及び カバーを含む。前記ＰＤＣは、電力を前記ＰＤＣ内に受けるB+バスアッセンブリ ーを使用する。特定の実施例においては、リードフレームアッセンブリー又はプ リント回路基板アッセンブリーを使用して、前記ＰＤＣ内部で電力を分与する。 電流スレショールドに基づくリードフレーム又はＰＣＢトレースに対し回路構成 され、設計条件及び／又は他の要件により確定される。前記ＰＤＣには、前記Ｐ ＤＣの一部として、インターフェースを設けることにより電子モジュールを単に 付加することができるようになっており、これによって、それぞれに別個の配線 ハーネスを必要とせずに、モジュールを付加できる。端子クリップを用いて、フ ューズとリレーをコネクターのブレード、プリント回路基板及びにバスバーに相 互接続する。端子クリップは、低いプロファイルのもので、ブレードとブレード とを直接に合体させ、端子クリップをブレードに保持するようにキイ構成になっ ている。図面のいくつかの図の簡単な記述 添付の図面を参照しての以下の詳細な記述から発明がさらに一層完全 に理解されるもので、図面において： 図１は、本発明による電力ディストリビューション・センターの一実 施例の図解； 図２は、図１の電力ディストリビューション・センターのハウジング ／コネクタープレートの等距離図； 図３は、図１の電力ディストリビューション・センターのプリント回 路基板の平面図； 図３Ａは、プリント回路基板の端子ブレードの図解； 図４は、図１の電力ディストリビューション・センターのリドフレー ムアッセンブリーの等距離図； 図４Ａは、第１のスタイルのリードフレームの等距離図； 図４Ｂは、第２のスタイルのリードフレームの等距離図； 図４Ｃは、第３のスタイルのリードフレームの等距離図； 図４Ｄは、第４のスタイルのリードフレームの等距離図； 図４Ｅは、第５のスタイルのリードフレームの等距離図； 図５は、図１の絶縁体の等距離図； 図６は、図１のB+バスバーアッセンブリーの等距離図； 図７は、コンポーネントブレードに合致するB+バスバーに装着された 端子クリップの等距離図； 図７Ａは、端子クリップの等距離図； 図７Ｂは、端子ポストに装着された図７Ａの端子クリップの前面等距 離図； 図７Ｃは、端子ポストに装着された図７Ａの端子クリップの背面等距 離図； 図８は、図１のアライメントプレートの等距離図； 図９は、電力ディストリビューション・センターの他の実施例の図 解； 図９Ａは、図９の電力ディストリビューション・センターのハウジン グ／コネクタープレートの等距離図；及び 図９Ｂは、図９の電力ディストリビューション・センターの平面図で ある。 発明の詳細な記述 本発明による電力（パワー）ディストリビューション・センター（Ｐ ＤＣ）１が分解組立図で図１に示されている。特定の実施例が記載されているが 、本発明の特定の部分を使用する他の実施例も考慮に入れられることを理解すべ きである。ＰＤＣ１は、自動車内で電力を簡単に効率的に給電分与するものであ る。前記ＰＤＣ１は、自動車バッテリー又は発電機からのリード線のような、パ ワーバスへの外側接続部１２を一つ又は複数有している。この実施例においては 、ＰＤＣ１は、複数のリレー１４及びフューズ１６，１８ならびにアクティブ又 はパッシブの別の電子デバイスを含む。ＰＤＣ１は、ハウジング／コネクタープ レート１０、プリント回路基板３０、リードフレームアッセンブリー４０、絶縁 体５０、Ｂ+ バスバーアッセンブリー６０、端子アライメントプレート１００及 びカバー１１０を含む。特定の実施例においては、ＰＤＣは、１４個のリレー（ スペアーが１個）、１５個のミニフューズ（スペアーが２個）及び１４個のカー トリッジフューズ（スペアーが２個）を含んでいる。 図２は、ハウジング／コネクタープレート１０を示す。ハウジング／ コネクタープレート１０は、成形されたプラスチック又は他の不導体マテリアル からなり、複数のアライメント壁２２を設けて、配線ハーネスコネクター（図示 せず）がハウジング／コネクタープレート１０に装着されるとき、これらを整列 させ、保持するようになっている。出力コネクターの側壁２２は、ラッチング機 構を含んでいて、配線ハーネスがコネクター内に装着されたとき、相手の配線ハ ーネスコネクターがコネクターから外れてしまうのを防ぐ。該ラ ッチング機構は、リブつき部材、インターロック又はボルト補助具からなる。ハ ウジング／コネクタープレート１０は、ＰＤＣ１内に配置されたＰＤＣのすべて の部品類を保持し、ＰＤＣ１内で簡単にアッセンブリーされ、整合されるような 向きになっている。 図３にプリント回路基板（ＰＣＢ）アッセンブリー３０を示す。この 実施例におけるＰＣＢアッセンブリー３０は、側面が二重になっている。ＰＣＢ の特定の例を記載したが、ＰＣＢは、種々のマテリアルからなり、寸法もいくつ もに相違し、異なるコンダクターも使用できるものであることを理解すべきであ る。前記ＰＣＢにより、フューズ類及び／又はリレー類の第１の側面（Ｂ+バス バーへ直接接続するフューズ類及び／又はリレー類の第２の側面）と配線ハーネ スコネクターとが相互接続し、Ｂ+ バスバー（図示せず）から種々の回路及びコ ンポーネンツへ電気が給電される。 ＰＣＢ３０は、図３Ａに示されるような複数の機械的に固定及び／又 ははんだづけされた導電端子ブレード３２を含む。特定の実施例においては、端 子ブレード３２は、6.35mmのスタンダードの雄ブレード、2.80mmのスタンダード の雄ブレード、端子クリップを受けるモディファイされた6.35mmの雄ブレード又 はこれらの種々の組み合わせからなる。ＰＣＢ３０は、ＰＤＣ１の組立時、上方 からＰＤＣハウジング／コネクタープレート１０に装着される。6.35mmの端子ブ レードを用いて、ＰＣＢ３０を一つ又は複数のカートリッジフューズとインター フェースさせ、さらに、ハーネスコネクターの出力ブレードとして該ブレードを 使用する。2.80mmのブレードは、ハーネスコネクターへの出力ブレードとして使 用される。モディファイされた2.80mmの端子ブレードとモディファイされた6.35 mmの端子ブレードは、端子クリップとのインターフェースに使用される。端子ク リップは、ミニフューズ１８又はISOリレー１４との相互接続に使用される。Ｐ ＣＢ３０は、ＰＤＣ１に適合するように形成されていて、以下に記載するように 、一方の側面がハウジング／コネクタープレートにより、他方の側面がリードフ レームアッセンブリー４０に面して保持される。 リードフレームアッセンブリー４０は、図４に示されており、プラス チックなどからなる不導体基板４１を含む。複数の導電リードフレーム打ち抜き 体４５〜４９が不導体の基板に機械的に取り付けられる。プラスチック基板４１ により、ＰＣＢアッセンブリー３０とリードフレーム打ち抜き体４５〜４９の間 に絶縁層が設けられる。リードフレームアッセンブリー４０は、また複数のスロ ット４３を含み、こられスロットを介してＰＣＢ端子ブレード３２が挿通される 。リードフレームアッセンブリー４０は、ＰＤＣ１の組立時、上からハウジング ／コネクタープレートに装着される。 リードフレーム打ち抜き片の種々のスタイルのグループを図４Ａ〜図 ４Ｅに示す。５つのリードフレーム打ち抜き片を示すが、これらに記載された種 々のアスペクトを組み入れた他のスタイルのものも考慮されるべきであることを 理解されたい。図４Ａは、第１のスタイルのリードフレーム４５を示し、これは 、カートリッジフューズとの相互接続のための雄ブレード９５及びミニフューズ 又はISO-リレーと相互接続するために、端子クリップと共に使用のモディファイ されたブレード９５を含む。モディファイされたブレード９５は、凹んだ丸い領 域９２、一対の保持傾斜部９１、エッジチャンネル又は窓部９３及び端子クリッ プを保持するテーパーつき先端部９４を有している。図４Ｂは、第２のスタイル のリードフレームを示し、これは、ミニフューズ又はISO-リレーの異なるリード 線を接続するためのモディファイされたブレード９５を３本有している。図４Ｃ は、第３のスタイルのリードフレームを示し、これは、フューズ接続のための一 つの雄ブレード９０と端子クリップを介してリレー又はヒューズの異なるリード 線に接続のための一対のモディファイされたブレード９５を有する。図４Ｄは、 第４のスタイルのリードフレームを示し、これは、一つの雄ブレード９０、一つ のモディファイされたブレード９５及びハーネス相互接続ブレード６７を有する 。図４Ｅは、一つの雄ブレード９５と一つのハーネス相互接続ブレード６７を有 する第５のスタイルのブレードを示す。 図５に示す絶縁体５０は、Ｂ+ バスバー６０をリードフレーム打ち抜 き片４５〜４９から分離する。絶縁体５０は、端子クリップ８２，８２’の 装着に先立ち、すべてのＰＣＢ端子ブレード３２とリードフレーム打ち抜き片４ ５〜４９の位置決めを配列された溝孔５１を介して行う。絶縁体５０は、第３の アッセンブリーコンポーネントとして、上側からハウジング／コネクタープレー トに装着され、保持されて、組立に先立ち、ハウジング／コネクタープレート内 に納められる。 図６に示すように、Ｂ+ バスバー６０により前記フューズとリレーの 一方の側に直接給電される。Ｂ+ バスバーは、大電流を担持できる金属打ち抜き 一体ものからなる。Ｂ+バスバーアッセンブリー６０は、自動車バッテリー又は 発電機からのパワーケーブルを受ける一対のスタッド１２を含む。Ｂ+バスバー アッセンブリーは、この実施例においては、ミニフューズのリード線を受ける複 数の2.80mmの端子クリップ８４と、リレーのリード線を受ける複数の6.35mmの端 子クリップ８４’とを有している。Ｂ+ バスバー６０は、また、カートリッジフ ューズとの接続のための複数のブレード５５、フューズ接続のためのブレード５ ２及びリレー接続のためのブレード５４を含む。Ｂ+バスバーアッセンブリー５ ０は、端子アライメントプレートに装着され、機械的に取り付けられて、精確な 位置決めがなされ、最終組立におけるトルク関連アッセンブリーの関与を防ぐ。 図７は、Ｂ+ バスバー５０のブレード５２に装着の端子クリップ８４ を示し、フューズ又はリレーからのブレードをシステムとして端子に合致させる 手順を示す。図７Ａ〜図７Ｃは、端子クリップ８４，８４’を示す。端子クリッ プ８４は、2.80mmのブレードに取り付けられるようになっており、一方端子クリ ップ８４’は、6.35mmのブレードに取り付けられるように形成されている。端子 クリップは、導電性マテリアル、絶縁マテリアル又は導電鍍金された絶縁マテリ アルから作られ、一体ものからなる。特定の実施例においては、一対の窓部８６ がモディファイされた端子ブレードの保持傾斜部を受け、端子クリップを該ブレ ードに確保するようになっている。折り曲げられた部分又は要素８５により、合 致させる強い力が作用して、前記クリップを端子ブレードに確保させ、リレー又 はフューズが端子クリップ８４内に装着されたとき、リ レー又はフューズのブレードに端子ブレードを確保させる。 適切な端子クリップ８４，８４’が端子３２を装着したＰＣＢ、リー ドフレーム端子９５並びにＢ+ バスバー端子５２，５４に装着される。端子クリ ップ８４，８４により雄端子ブレードが雌ブレード受け体にコンバートされる。 端子クリップでデバイスブレードをＰＤＣ内のコンポーネントブレードに合体さ せる力が与えられ、自動化プロセスで装着でき、検査できる。端子クリップによ り面対面の形でフューズ又はリレーを端子ブレードに直接合体させるから、端子 ブレードとフューズ又はリレーのブレードとは、ダブルの雌インターフェースの 一端がリード線に接続し、他端がデバイスに接続して、二つのレベルでの相互接 続が必要になるようなダブル雌インターフェースになる既知のデバイスと反対に 、一つのレベルのみの相互接続である。かくて、本端子クリップは、効率がよく 、相互接続のレベルがより少ないことにより、より信頼できる。 図７〜図７Ｃを参照すると、Ｂ+ バスバーブレード５２に装着された 端子クリップ８４が示されている。リレー又はフューズ８９の係合ブレードを端 子クリップ８４に挿入すると、付勢要素８５により強力な係合力が作用して、ブ レード８９をＢ+バスバーブレード５２に機械的かつ電気的に接触させて維持す る。Ｂ+ バスバーブレードと係合ブレードとは、従来のダブル雌タイプのクリッ プと対照的に、相互接続がただ一つのレベルである。さらに、シングルレベルの 相互接続を利用することで、前記インターフェースの高さが抑えられる。 図８は、アライメントプレート１１０を示す。アライメントプレート １１０は、不導体マテリアルからなり、端子ブレード及び／又は固定ピンが挿通 される複数のスロット１１４を含む。アライメントプレートは、さらに、カート リッジフューズを納める複数の凹部１１５を含む。さらに、アライメントプレー トは、前記ブレードを整列させ、一方のブレードが他方のブレードに偶発的に短 絡するのを防ぐ。 最終組立工程は、最終アッセンブリー工場でハウジング／コネクタ ープレート内にすべてのサブアッセンブリー層を装着し、フューズとリレーすべ てを装着し、ついで、カバー１１０の被着に備える。すべてのコンポーネンツ及 びサブアッセンブリーアイテム類は、一方側から装着され、ミスアッセンブリー がないような向きになっている。 図９〜図９Ｂを参照すると、パワーディストリビューション・センタ ー１０’の追加実施例が示されている。この実施例は、パワースタッド１２が１ 本であり、図８に示されているように出力コネクター２２，２４の２個である点 を除き、上記した実施例と同様のものである。また、この実施例には、電子モジ ュールインターフェース１５が示されている。該電子モジュールインターフェー スは、パワーディストリビューション・センターの一体部分として設けられてい るか、又は、付加ピースとして別個に設けられる。該電子モジュールインターフ ェースは、また、別個のアドオンモジュールとしてＰＤＣの他の実施例に使用さ れる。電子モジュールは、マルチプレックス・インターフェース、ボディコント ロール・モジュール、診断モジュールなどを含むが、これらに限定されるもので はない。これらのモジュールに直接接続することで、配線を無くし、自動車内の 相互接続部分が減る。 図９Ａは、新車に使用のハウジング／コネクタープレート１０’を示 し、これは、パワートレイン配線ハーネス（図示せず）を受ける第１のアウトプ ットコネクター２４を囲む側壁２２を含む。第２のアウトプットコネクター２６ は、ボディハーネス（図示せず）を受けるようになっている。 ＰＤＣ１は、配線と相互接続の数を減少させることで信頼性を改善し 、新車に対する注意事項を減らすことができる。前記ＰＤＣは、自動組立装置を 用いて組立が行え、自動インライン検査を組み込みでき、コンポーネンツの不適 性な挿入を防げる。 発明の好ましい実施例を記載したが、これらのコンセプトを組み入れ た別の実施例が使用できることは、当業者に明らかなことである。したがって、 発明は、記載の実施例に限定されず、添付の請求の範囲のスピリットと範囲によ ってのみ制限されるべきものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シンプソン，ダグラス アメリカ合衆国 48043 ミシガン州 マ ウント クレメンス ラファイエット ア ベニュー ９ (72)発明者 デリー，ジョゼフ，エル. アメリカ合衆国 48386 ミシガン州 ホ ワイト レーク タウンシップ シーダー アイランド ロード 9711 【要約の続き】 る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 車両に対する電力ディストリビューション・センターで、以下を備え るもの： 配線ハーネスコネクターを含むハウジング／コネクタープレート； 前記電力ディストリビューション・センター内に配置された複数の端 子ブレードを含む少なくとも一つの導電アッセンブリー；及び 通電接続部と、それから伸びている複数の端子ブレードを有し、前記 電力ディストリビューション・センター内に配置されたパワーバスバー。 ２． 前記導電アッセンブリーがプリント回路基板を備える請求項１の電力 ディストリビューション・センター。 ３． 前記導電アッセンブリーがリードフレームアッセンブリーを備え、こ れは、少なくとも一つのリードフレーム打ち抜き片が取り付けられている不導体 基板を含む請求項１の電力ディストリビューション・センター。 ４． 前記導電アッセンブリー端子ブレードとパワーバスバー端子ブレード の所定のものをコンポーネントに合わせるように形成された複数の端子クリップ をさらに備える請求項１の電力ディストリビューション・センター。 ５． 前記コンポーネントがフューズからなる請求項４の電力ディストリビ ューション・センター。 ６． 前記コンポーネントがリレーからなる請求項４の電力ディストリビュ ーション・センター。 ７． 前記パワーバスバーと前記導電アッセンブリーとの間に配置された 絶縁体をさらに備える請求項１の電力ディストリビューション・センター。 ８． 前パワーバスバーの上に配置されたアライメントプレートをさらに備 える請求項１の電力ディストリビューション・センター。 ９． 前記ハウジング／コネクタープレートに着脱自由に取り付けられるカ バーをさらに備える請求項１の電力ディストリビューション・センター。 １０． 電子モジュールインターフェースを含み、前記電力ディストリビュー ション・センター内部に配置されている前記電力ディストリビューション・セン ターモジュールをさらに備える請求項１の電力ディストリビューション・センタ ー。 １１． 前記電子モジュールインターフェースは、マルチプレックス・バスイ ンターフェースからなる請求項１０の電力ディストリビューション・センター。 １２． 前記モジュールが前記電力ディストリビューション・センターから取 り外しできる請求項１０の電力ディストリビューション・センター。 １３． 前記モジュールインターフェースが前記電力ディストリビューション ・センターと一体である請求項１０の電力ディストリビューション・センター。 １４． 前記電力ディストリビューション・センター・モジュールが車両領域 ネットワークの一部としての他のデバイスと電気的に連通できる請求項１の電力 ディストリビューション・センター。 １５． 前記複数の異なる端子クリップが2.80mmの端子クリップと6.35mmの端 子クリップとからなるグループから選ばれる請求項４の電力ディストリビューシ ョン・センター。 １６． 前記配線ハーネスコネクターが車両の配線ハーネスに合体するように 形成されている請求項１の電力ディストリビューション・センター。 １７． 前記配線ハーネスコネクターは、前記配線ハーネスコネクター内に配 線ハーネスの係合端部を確保する掛け止め機構を含む請求項１の電力ディストリ ビューション・センター。 １８． 前記掛け止め機構は、傾斜した側部部材からなる請求項１７の電力デ ィストリビューション・センター。 １９． 前記掛け止め機構は、インターロック機構からなる請求項１７の電力 ディストリビューション・センター。 ２０． 前記掛け止め機構は、ボルト補助機構からなる請求項１７の電力ディ ストリビューション・センター。 ２１． 以下を備える端子クリップ： 第１の端部と第２の端部のそれぞれで開口しており、内部にスペース を構成している端子クリップ本体；及び 前記端子クリップ本体内に配置され、前記端子クリップ本体の内面を 付勢する付勢要素。 ２２． 前記端子クリップ本体内に配置され、該本体内で端子ブレードの一部 を受け、前記端子クリップ本体を前記端子ブレードに対し保持する窓部をさ らに備える請求項２１の端子クリップ。 ２３． 前記端子クリップ本体内に配置されて、端子ブレードの一部と係合す る外方へ向いて形成された部分をさらに備える請求項２１の端子クリップ。 ２４． 前記端子クリップは、一枚のマテリアルからなる請求項２１の端子ク リップ。 ２５． 前記端子クリップは、導電性マテリアルからなる請求項２１の端子ク リップ。 ２６． 前記端子クリップは、絶縁性マテリアルからなる請求項２１の端子ク リップ。 ２７． 前記端子クリップは、導電性めっき部分を有する絶縁性マテリアルか らなる請求項２１の端子クリップ。 ２８． 前記クリップが打ち抜きされた金属一枚ものからなる請求項２１の端 子クリップ。