JP2003247408A - エンジン用の配線構造体及び配線モジュール,並びにエンジンの配線構造 - Google Patents

エンジン用の配線構造体及び配線モジュール,並びにエンジンの配線構造

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JP2003247408A
JP2003247408A JP2002046375A JP2002046375A JP2003247408A JP 2003247408 A JP2003247408 A JP 2003247408A JP 2002046375 A JP2002046375 A JP 2002046375A JP 2002046375 A JP2002046375 A JP 2002046375A JP 2003247408 A JP2003247408 A JP 2003247408A
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達雄 飯田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの電磁駆動弁用のアクチュエータへ
の配線作業を容易に行うこと。 【解決手段】 エンジンにおける各電磁駆動弁の配線材
として、金属板により形成される細帯状の複数のバスバ
ー21,31が用いられる。各バスバー21,31は、
所定方向に並列状態に揃えた状態で樹脂部23,33に
より一体化される。各バスバー21,31の各電磁駆動
弁への接続端部22,32は、エンジンにおける各電磁
駆動弁の接続箇所に対応して配設されている。各バスバ
ー21,31の駆動ユニット側への接続端部にアッパー
コイル側コネクタ部29とロアーコイル側コネクタ部3
9とが形成され、これらコネクタ部29,39は、単一
のコネクタ部に接続可能な形態でまとめられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの電磁
駆動弁用のアクチュエータの電磁コイルを駆動するため
に用いられるエンジン用の配線構造体及び配線モジュー
ル、並びにエンジンの配線構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車用エンジンの電磁駆動によ
る吸排気弁システムにおいては、カム機構を用いた機械
式のものから、電磁弁アクチュエータを使用した電子制
御式の省エネルギータイプへの移行が望まれている。例
えば特開平8−284626号公報等に示される従来例
では、一般に図15の如く、各バルブ(電磁駆動弁)1
を駆動するアクチュエータ8においてそれぞれ2個ずつ
の電磁コイル(アッパーコイル2及びロアーコイル3)
を設置し、アッパーコイル2とロアーコイル3をPWM
駆動制御して、各バルブ1の開閉駆動制御を行ってい
る。
【0003】尚、一般に、バルブ1を急激に開閉するこ
ととすると、バルブ1の耐久性を著しく損なう虞がある
ため、アッパーコイル2,ロアーコイル3に対する正方
向の電圧印加と逆方向の電圧印加とを適宜調整し、開閉
動作時に若干の逆方向の駆動を行ってブレーキをかけな
がら開閉駆動を行うことで、バルブ1の開閉に対して緩
衝を行っている。また、これにより、バルブ1がシリン
ダヘッド6に着座する際の打音を軽減し、音対策ともし
ている。このようにアッパーコイル2,ロアーコイル3
に対する正方向の電圧印加と逆方向の電圧印加とを適宜
調整する場合、アッパーコイル2及びロアーコイル3の
それぞれにつき2つの電圧印加配線4,5を形成してお
く必要がある。
【0004】なお、図15中の符号6はシリンダヘッ
ド、符号7はヘッドカバーをそれぞれ示している。
【0005】図16は、図15のエンジンにおける回路
図を示している。この図16において、比較的高電圧例
えば36Vないし42Vまたはそれ以上電圧(例えば7
2V)のバッテリ電源(+B)が、電源回路としてエン
ジンルームに設置されたリレーボックス11に接続され
ており、このリレーボックス11から与えられる電源
が、車室内のグローブボックス内等に設置された駆動ユ
ニット12を通じて、エンジンのシリンダヘッド6内の
アクチュエータ8(各アッパーコイル2,ロアーコイル
3)に与えられる。
【0006】駆動ユニット12は、例えばn型MOSF
ET等の半導体スイッチング素子13a〜13hを用い
て単相ブリッジ回路BR1,BR2が形成されたもので
あり、インストゥルメントパネル部周辺等に配置された
電子制御ユニット(ECU)14で各半導体スイッチン
グ素子13a〜13hを切り替えることで各アッパーコ
イル2,ロアーコイル3を適宜にPWM駆動するように
なっている。
【0007】尚、図16中の符号15,16はヒュー
ズ、符号17はリレー、符号18は中継用ワイヤハーネ
ス、符号19はエンジン内ハーネス、符号IGはイグニ
ションスイッチ、符号ALはオルタネータをそれぞれ示
している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、図15及び図16の如く、アッパーコイル2
又はロアーコイル3の1つにつき2つの電圧印加配線
4,5が接続される。また、図15の如く、1個のバル
ブ1につきアッパーコイル2及びロアーコイル3が双方
設置される。これらのことから、1個のバルブ1につき
4つの電圧印加配線4,5が必要となることになる。
【0009】そして、エンジン全体で考えると、例え
ば、1気筒当たりに4バルブを有する4気筒16バルブ
式のエンジンでは64個の電圧印加配線4,5が必要と
なることになる。
【0010】ここで、車室内側等に設置される駆動ユニ
ット12とシリンダヘッド6側のアクチュエータ8とを
接続する手段としては、複数の電線の各端部に丸端子を
取付け、当該各電線を、丸端子を介してそれぞれのアッ
パーコイル2及びロアーコイル3側の端子に接続する構
成を提案することもできる。
【0011】しかしながらこの場合、個々の電線の丸端
子を一つずつアッパーコイル2,ロアーコイル3側の端
子に接続していく必要があり、接続作業性が悪いという
問題がある。
【0012】そこで、この発明の課題は、エンジンの電
磁駆動弁用のアクチュエータへの配線作業を容易に行う
ことができるエンジン用の配線構造体及び配線モジュー
ル、並びにエンジンの配線構造を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
請求項1記載の発明は、エンジンに複数の電磁駆動弁が
設置され、駆動ユニットにより前記各電磁駆動弁のアク
チュエータを駆動制御して、前記電磁駆動弁を開閉動作
させるエンジン用の配線構造体であって、前記駆動ユニ
ットと前記各アクチュエータとの間の配線のうち少なく
とも一部として、複数のバスバーを用い、前記各バスバ
ーの前記各アクチュエータへの接続端部を、前記各アク
チュエータの接続箇所に対応させて配設した形態で、前
記各バスバーを一体化したものである。
【0014】なお、請求項2記載のように、前記各バス
バーは、その長手方向を一定方向に揃えた形態で、前記
一定方向に沿って複数の位置で、それぞれ絶縁性の樹脂
部により一体化され、前記各樹脂部は、互いに間隔をあ
けて分断されていてもよい。
【0015】また、この場合、請求項3記載のように、
前記バスバーのうち、少なくとも前記樹脂部の隙間に露
出する部分の表面に絶縁膜が形成されていてもよい。
【0016】また、請求項4記載のように、各バスバー
のうち、実質的に同タイミングで同極性となる少なくと
も2つのバスバーを、隣接して配設してもよい。
【0017】また、上述の配線構造体を用いたエンジン
の配線構造にあっては、請求項5記載のように、前記各
アクチュエータの周囲に設けられる絶縁部材に複数の凹
部が形成され、前記各バスバーの前記各アクチュエータ
への接続端部と、前記各アクチュエータ側の接続部と
が、それぞれ前記各凹部内で個別に電気的に接続されて
いてもよい。
【0018】また、請求項6記載の発明は、エンジンに
吸気弁及び排気弁として複数の電磁駆動弁が設置され、
駆動ユニットにより前記各電磁駆動弁のアクチュエータ
のアッパーコイル及びロアーコイルとを駆動制御して、
前記電磁駆動弁を開閉動作させるエンジン用の配線モジ
ュールであって、前記アッパーコイル用の配線構造体と
して、前記駆動ユニットと前記各アクチュエータのアッ
パーコイルとの配線のうちエンジン内における配線材と
して、複数のバスバーを用い、前記各バスバーの前記各
アッパーコイルへの接続端部を、前記各アッパーコイル
への接続箇所に対応させて配設した形態で、前記各バス
バーを一体化すると共に、前記各バスバーの前記駆動ユ
ニット側への接続端部に外部ハーネスを介して前記駆動
ユニットに接続するためのアッパーコイル側コネクタ部
を形成したものが用いられ、前記ロアーコイル用の配線
構造体として、前記駆動ユニットと前記各アクチュエー
タのロアーコイルとの配線のうちエンジン内における配
線材として、複数のバスバーを用い、前記各バスバーの
前記各ロアーコイルへの接続端部を、前記各ロアーコイ
ルへの接続箇所に対応させて配設した形態で、前記各バ
スバーを一体化すると共に、前記各バスバーの前記駆動
ユニット側への接続端部に前記外部ハーネスを介して前
記駆動ユニットに接続するためのロアーコイル側コネク
タ部を形成したものが用いられ、前記アッパーコイル側
コネクタ部とロアーコイル側コネクタ部とを前記外部ハ
ーネス側端部の単一のコネクタ部に接続可能な形態でま
とめた状態で、前記アッパーコイル用の配線構造体と前
記ロアーコイル用の配線構造体とを合体させたものであ
る。
【0019】この場合、請求項7記載のように、上記配
線モジュールを、吸気用電磁駆動弁側の配線材及び排気
用電磁駆動弁側の配線材として用いるとよい。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態に係
るエンジン用の配線構造体について、それを適用した配
線モジュール及びエンジンの配線構造と共に説明する。
【0021】この配線構造体20,30は、図1に示す
ように、複数の電磁駆動弁40a,40bが設置された
エンジンEにおいて用いられる。
【0022】{エンジン全体の説明}ここで、対象とな
るエンジンEの全体構成について説明しておくと、エン
ジンEでは、各気筒に対する混合気の送込みと閉鎖を行
う吸気弁として電磁駆動弁40bが用いられると共に、
各気筒に対する排気の排出と閉鎖を行う排気弁として電
磁駆動弁40aが用いられている。
【0023】本実施の形態では、エンジンEとして、4
気筒直列タイプであって、各気筒毎に対応して2つの吸
気弁と2つの排気弁が設けられたものを想定している。
【0024】そして、エンジンEの上部一側に吸気側エ
ンジンヘッド部60bが設けられ、この吸気側エンジン
ヘッド部60bに2×4=8個の電磁駆動弁40bが設
けられている。各電磁駆動弁40bは、各気筒毎に分け
て2つずつまとめて4箇所に分けた形態で、一列に並べ
るようにして設置されている(図8参照)。また、エン
ジンEの上部他側に排気側エンジンヘッド部60aが設
けられ、この排気側エンジンヘッド部60aに2×4=
8個の電磁駆動弁40aが設けられている。これら各電
磁駆動弁40aも、各気筒毎に分けて2つずつまとめて
4箇所に分けた形態で、一列に並べるようにして設置さ
れている。
【0025】またさらに、上記排気側エンジンヘッド部
60a及び吸気側エンジンヘッド部60b及びには、そ
れぞれ各電磁駆動弁40a,40bの配列方向に沿って
延びる配線収容溝部61a,61bが形成されると共
に、その配線収容溝部61a,61bの一端側にコネク
タ収容凹部62a,62bが連設されている。これら配
線収容溝部61a,61b及びコネクタ収容凹部62
a,62bには、次述する配線構造体20,30が収容
配置される。
【0026】なお、本発明が適用されるエンジンEのタ
イプは上述したような4気筒直列タイプものに限られな
い。本発明は、その他のタイプのエンジン、例えば、3
気筒や5気筒、6気筒のもの、また、V型や水平型等の
エンジンにも適用できる。また、各気筒毎に、吸気用の
電磁駆動弁が1つ又は3つ以上設けられたもの、また、
排気用の電磁駆動弁が1つ又は3つ以上設けられたもの
についても適用できる。要するに、複数の電磁駆動弁が
直線状に設置されるタイプのエンジンに適用できる。
【0027】上記各電磁駆動弁40a,40bは、図1
5を用いて説明したのと同様に、それぞれアクチュエー
タ41a,41bにより開閉駆動される。各アクチュエ
ータ41a,41bは、それぞれ図15におけるアッパ
ーコイル2に対応するアッパーコイル42Ua,42U
bと、ロアーコイル3に対応するロアーコイル42L
a,42Lb(これらにつき図1では不図示、図2参
照)とを備えている。そして、アッパーコイル42U
a,42Ub及びロアーコイル42La,42Lbを、
PWM駆動制御することにより、各電磁駆動弁40a,
40bが開閉駆動されることとなる。
【0028】図2は、このエンジンEにおいて、各電磁
駆動弁40a,40bを開閉駆動するための電気的構成
を示すブロック図である。なお、図2では、アッパーコ
イル42Ua,42Ub及びロアーコイル42La,4
2Lbは、実際の個数よりも省略して示されている。実
際には、例えば、4気筒直列タイプのエンジンEでは、
アッパーコイル42Ua,42Ubがそれぞれ8個、ま
た、ロアーコイル42La,42Lbも同数、即ち、そ
れぞれ8個設けられている。
【0029】同図に示すように、電源部(+B)より与
えられる電圧(例えば42V)が、駆動ユニット50を
通じて、各アクチュエータ41a,41bのアッパーコ
イル42Ua,42Ub及びロアーコイル42La,4
2Lbに与えられる。
【0030】上記駆動ユニット50は、車室内のグロー
ブボックス内やエンジンルーム内等に設置されており、
図16を用いて説明したのと同様に、ECU(エンジン
コントロールユニット)52からの制御信号に応じて、
各アッパーコイル42Ua,42Ub及び各ロアーコイ
ル42La,42Lbを適宜PWM駆動する。
【0031】この駆動ユニット50と各アッパーコイル
42Ua,42Ub及びロアーコイル42La,42L
bとを接続する配線のうち、駆動ユニット50とエンジ
ンEとの間部分では電線55a,55b束よりなる外部
ハーネス55が用いられ、エンジン内の配線部分とし
て、次に詳述する配線構造体20,30が用いられる。
【0032】{配線構造体及び配線モジュールの説明}
図1及び図3に示すように、配線構造体20,30は、
複数のバスバー21,31を有しており、バスバー2
1,31の各アクチュエータ41a,41bへの接続端
部22,32をそれら各アクチュエータ41a,41b
の接続箇所に対応させて配設した形態で、各バスバー2
1,31を一体化した構成とされている。
【0033】この配線構造体20,30は、吸気側の配
線部分(吸気側エンジンヘッド部60b側)にも、排気
側の配線部分(排気側エンジンヘッド部60a)にも適
用されるが、ここでは、吸気側の配線部分に適用される
例について説明する。
【0034】配線構造体20の各バスバー21は、金属
板を適宜打抜き・屈曲形成したものであり、コネクタ収
容凹部62bと各アクチュエータ41bとの各間距離に
それぞれ対応する長さ寸法の細帯状に形成されている。
【0035】本実施の形態では、4気筒直列タイプのエ
ンジンEが想定され、各気筒毎に吸気用に2つの電磁駆
動弁40b、即ち、2つのアッパーコイル42Ubが設
置され、2つのアッパーコイル42Ubの配線として
は、4本の電圧印加線が必要となる。従って、バスバー
21としては、コネクタ収容凹部62bとそれに最も近
い気筒との間の距離に対応する長さ寸法のものが4本、
コネクタ収容凹部62bとそれに2番目に近い気筒との
距離に対応する長さ寸法のものが4本、コネクタ収容凹
部62bとそれに3番目に近い気筒との距離に対応する
長さ寸法のものが4本、コネクタ収容凹部62bとそれ
から最も遠い気筒との間の距離に対応する長さ寸法のも
のが4本、用いられている。
【0036】配線構造体30は、エンジンEにおいて吸
気用の電磁駆動弁40bのロアーコイル42Lbへの配
線部分に適用されるものであり、上記と同様にコネクタ
収容凹部62bと各気筒との距離に対応する複数のバス
バー31が用いられている。
【0037】また、図1,図3及び図4に示すように、
バスバー21,31の各アクチュエータ41bへの接続
端部22,32は、次のようにしてそれら各アクチュエ
ータ41bの接続箇所に対応させて配設されている。
【0038】即ち、電磁駆動弁40bのアッパーコイル
42Ubに接続されるバスバー21について説明する
と、各バスバー21のアッパーコイル42Ubへの接続
端部22は、バスバー21の延びる方向に沿って相互に
ずらした位置であって各アッパーコイル42Ubに対応
する位置に形成されている。各接続端部22は、それぞ
れバスバー21の側方に延出して略L字状に屈曲されて
先端部が上方に延びるように形成されている。また、そ
の先端部は、丸孔22hを形成した丸端子形状に形成さ
れている。
【0039】電磁駆動弁40bのロアーコイル42Lb
に接続されるバスバー31は、その先端部が下方に延び
るように形成されている点を除いて、上記接続端部22
と同様に構成されている。
【0040】また、図1,図3〜図6に示すように、各
配線構造体20,30のバスバー21,31は、その長
手方向を所定方向に揃えた形態で、当該所定方向に沿っ
て複数の位置でそれぞれ樹脂部23,33により一体化
されている。各樹脂部23,33は、前記所定方向に沿
って所定間隔をあけた隙間で分断されている。
【0041】配線構造体20側の樹脂部23について具
体的に説明すると、各樹脂部23は、各アクチュエータ
41bと対応する位置でバスバー21を一体化してい
る。なお、各樹脂部23間の間隔寸法は、バスバー2
1,31の熱膨張率や樹脂部23の熱膨張率,バスバー
21,31の長さ寸法に基づいて設定される。
【0042】また、各樹脂部23は、絶縁性樹脂等によ
り形成されており、底壁部24の両側より側壁部24s
が立設されると共に、両側壁部24s間に仕切壁部24
dが立設されてなる。各側壁部24s及び各仕切壁部2
4d間には、バスバー21を水平姿勢で挿入配置可能と
されている。
【0043】各側壁部24sの内面及び仕切壁部24d
の両側面には、相対向する一対の溝部25gが複数組形
成されている。各溝部25gは、バスバー21の側縁部
をはめ込み可能な溝状に形成されており、各側壁部24
s及び各仕切壁部24dの前後方向(図5及び図6の紙
面表裏方向)に沿って延びるように形成されている。そ
して、各バスバー21を各側壁部24s及び仕切壁部2
4d間にその上方開口から挿入配置し、各バスバー21
の両側縁部を所定位置の一対の溝部25g内にはめ込む
と、各バスバー21が互いに離間した状態で仮固定され
る。なお、各バスバー21をより確実に仮固定するた
め、バスバー21の側縁部は、側壁部24s及び仕切壁
部24dの溝部25g部分に対して接着剤Dで仮接着さ
れる。
【0044】この状態で、側壁部24s,仕切壁部24
d及び各バスバー21間に、ポッティング剤Pを充填状
に注入して、当該ポッティング剤Pを硬化させると、各
バスバー21が相互に絶縁された形態で一体化されるこ
ととなる。なお、ポッティング剤Pとしては、絶縁性を
有する熱硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂等を用いる
ことができる。
【0045】なお、配線構造体30における樹脂部33
も、上記樹脂部23と同様構成でバスバー31を一体化
している。
【0046】また、各樹脂部23,33には、固定片2
3p,33pが形成され、この固定片23p,33pに
ボルト挿通孔23h,33hが形成されている。これら
各固定片23p,33pを上下に互いに対応するもの同
士で重ね合せて配置し、図示省略のボルトをボルト挿通
孔23h,33hに挿通してエンジンヘッド部60b側
に形成されたボルト穴に螺合締結することで、本配線構
造体20,30がエンジンヘッド部60bに固定され
る。
【0047】また、上記各バスバー21,31のうち、
少なくとも各樹脂部23,33の隙間に露出する部分の
表面に絶縁膜が形成されている。
【0048】本実施の形態では、バスバー21,31と
して、その表面に例えばエナメル製絶縁塗料を塗布して
絶縁膜が形成されたものを用いている。
【0049】なお、必ずしもバスバー21,31の全体
表面に絶縁膜が形成されている必要はない。例えば、各
バスバー21,31を樹脂部23,33で一体化した後
の状態で、各樹脂部23,33の隙間でバスバー21,
31の表面に絶縁塗料を塗布すること等により、絶縁性
の被膜を形成してもよい。
【0050】またさらに、図1,図3,図7及び図8に
示すように、配線構造体20の各バスバー21の駆動ユ
ニット50への接続端部26に、アッパーコイル側コネ
クタ部29が形成され、また、配線構造体30の各バス
バー31の駆動ユニット50への接続端部36に、ロア
ーコイル側コネクタ部39が形成されている。
【0051】具体的には、バスバー21,31の接続端
部26,36は、所定のコネクタ端子配列(ここでは、
8行×2列の配列)で上向きとなるように、適宜屈曲さ
れている。これら各接続端部26,36はそれぞれ樹脂
製のハウジング28,38にインサート成形され、各接
続端部26,36は、ハウジング28,38の上部に所
定配列で形成された端子開口部28h、38h内に突出
配置されている。これによりアッパーコイル側コネクタ
部29及びロアーコイル側コネクタ部39が形成されて
いる。
【0052】そして、後述するように、上記アッパーコ
イル側コネクタ部29とロアーコイル側コネクタ部39
とを隣設配置して単一のコネクタ形態にまとめた形態
で、配線構造体20,30を合体可能なように構成され
ている。
【0053】個々の配線構造体20,30については、
上記のように構成されており、これら配線構造体20,
30は、配線モジュール45a,45bとして合体され
た形態で用いられる。
【0054】即ち、図1,図3,図7及び図8に示すよ
うに、上記配線構造体20,30は、アッパーコイル側
コネクタ部29とロアーコイル側コネクタ部39とを外
部ハーネス55側端部の単一のコネクタ部56に接続可
能な形態でまとめた状態で、合体される。
【0055】具体的には、配線構造体20,30のうち
アッパーコイル側コネクタ部29とロアーコイル側コネ
クタ部39とを隣設配置して単一のコネクタ形態に合体
させると共に、その他の部分を上下に配設した状態で、
配線構造体20,30が合体される。
【0056】この合体形態では、配線構造体20,30
のうち、各接続端部22,32が形成された長尺部分を
配線収容溝部61b内に収容配置可能とされる。この状
態では、各接続端部22,32が、各アクチュエータ4
1bの接続箇所に対応して配設され、それぞれ各アクチ
ュエータ41bのアッパーコイル42Ub及びロアーコ
イル42Lbの各接続端部に接続可能とされる。各接続
端部22,32とアッパーコイル42Ub及びロアーコ
イル42Lbの各接続端部とは、後に述べる変形例に示
す接続構造の他、溶接やはんだ付けによる接続や、コネ
クタ接続構造等により電気的に接続される。
【0057】また、上記合体形態で、アッパーコイル側
コネクタ部29とロアーコイル側コネクタ部39とが、
単一のコネクタ形態にまとめられ、上記コネクタ収容凹
部62b内に収容配置可能とされる。
【0058】そして、アッパーコイル側コネクタ部29
とロアーコイル側コネクタ部39との双方に一括して、
外部ハーネス55側の端部の単一のコネクタ部56を接
続可能な構成となっている。かかる接続により外部ハー
ネス55の個々の電線55bと個々のバスバー21,3
1とが電気的に接続されるようになる。
【0059】なお、上記のように配線構造体20,30
を合体させた構成のものは、吸気用電磁駆動弁40bの
配線モジュール45bとしても、排気用電磁駆動弁40
aの配線モジュール45aとしても用いられる。
【0060】{配線構造体のエンジンへの組込手順}以
上のように構成されたエンジンE用の配線構造体20,
30をエンジンEに組込む手順について説明する。
【0061】まず、配線構造体20,30を合体させ
て、配線モジュール45a,45bを得る。
【0062】そして、各接続端部22,32をアクチュ
エータ41a,41b側の接続端部に接続しつつ、配線
モジュール45a,45bのうち、各接続端部22,3
2が形成された長尺部分を配線収容溝部61a,61b
内に収容配置すると共に、アッパーコイル側コネクタ部
29とロアーコイル側コネクタ部39とをコネクタ収容
凹部62a,62b内にそれぞれ収容配置する。
【0063】最後に、エンジンEの吸気側及び排気側の
それぞれにおいて、外部ハーネス55のコネクタ部56
をアッパーコイル側コネクタ部29とロアーコイル側コ
ネクタ部39とにそれぞれコネクタ接続する。
【0064】これにより、駆動ユニット50と各アクチ
ュエータ41a,41bのアッパーコイル42Ua,4
2Ub及びロアーコイル42La,42Lbとが、外部
ハーネス55及び配線構造体20,30を介して相互に
電気的に接続される。
【0065】なお、配線構造体30を配線収容溝部61
a,61b及びコネクタ収容凹部62a,62b内に収
容してから、配線構造体20を配線収容溝部61a,6
1b及びコネクタ収容凹部62a,62b内に収容配置
して、配線構造体20,30を合体させるようにしても
よい。
【0066】{まとめ}以上のように構成されたエンジ
ン用の配線構造体20,30によると、各バスバー2
1,31の各アクチュエータ41a,41bへの接続端
部22,32を、各アクチュエータ41a,41bの接
続箇所に対応させて配設した形態で、各バスバー21,
31を一体化しているため、配線構造体20,30をエ
ンジン側に組込む際、各バスバー21,31の各アクチ
ュエータ41a,41bへの各接続端部22,32を、
各アクチュエータの各接続箇所近傍に配設する作業を容
易に行え、従って、エンジンEのアクチュエータ41
a,41bへの配線作業を容易に行うことができる。
【0067】しかもバスバー21,31として、平帯形
状のものを用いているため、良好な放熱効果を期待する
ことができ、通電による発熱やエンジンヘッド内で存在
するエンジンオイルミストによる熱及びエンジン自体が
生じる熱による高温雰囲気に対する熱対策として効果的
である。
【0068】また、各バスバー21,31が所定方向に
沿って複数の位置で、それぞれ絶縁性の樹脂部23,3
3により一体化され、各樹脂部23,33は所定間隔を
あけて分断されているため、各バスバー21,31と樹
脂部23,33との熱膨張率の差が、樹脂部23,33
の分断箇所の隙間で吸収され(即ち、エンジンE側の冷
熱作用による膨張・収縮に対してバスバー21,31側
の応力が緩和され)、樹脂部23,33の割れや反り、
バスバー21,31の破損等が防止される。
【0069】特に、この配線構造体20,30では、各
気筒のレイアウトに対応して、バスバー21,31が長
くなり易いことから、上述のように各樹脂部23,33
を、所定間隔あけて分断した構成が有効である。
【0070】また、各バスバー21,31のうち、少な
くとも各樹脂部23,33の隙間に露出する部分の表面
に絶縁膜が形成されているので、各バスバー21,31
を絶縁状態に保つことができ、また、各バスバー間のア
ーク放電等を防止できる。
【0071】さらに、アッパーコイル側コネクタ部29
とロアーコイル側コネクタ部39とを外部ハーネス55
側端部の単一のコネクタ部56に接続可能な形態でまと
めた状態で、配線構造体20,30を合体させているた
め、アッパーコイル側コネクタ部29とロアーコイル側
コネクタ部39とがコンパクトな形態にまとめられ、ス
ペース効率に優れる。
【0072】さらに、吸気用電磁駆動弁40b側の配線
材及び排気用電磁駆動弁40a側の配線材として、同一
構成の配線モジュール45b,45aを用いることがで
きるため、部品の共通化によるコスト低減等を図ること
ができる。
【0073】{変形例}まず、バスバー21,31の各
接続端部22,32と各アクチュエータ41a,41b
との接続構造構造の例について説明する。
【0074】即ち、上記実施の形態では、上記バスバー
21,31の各接続端部22,32と各アクチュエータ
41a,41bとを溶接やはんだ付け等で接続すると述
べたが、本変形例では、図9に示すように、上記各アク
チュエータ41a,41bの周囲に設けられる絶縁部材
に端子接続凹部63が形成され、上記バスバー21,3
1の各接続端部22,32と各アクチュエータ41a,
41bの接続端部とを当該端子接続凹部63内で個別に
接続するとよい。
【0075】具体的には、各アクチュエータ41aの周
囲に設けられる絶縁部材である樹脂製の排気側エンジン
ヘッド部60aのうち配線収容溝部61aの内面に、各
アクチュエータ41aの各接続箇所に対応して、複数の
端子接続凹部63が形成されている。
【0076】端子接続凹部63は、配線収容溝部61a
の内面に形成された突部に配線収容溝部61a内に向け
て開口する凹状を形成した構成とされている。なお、図
9では、一つのアッパーコイル42Uaに対して2つの
接続端部が設けられることに対応して、単一の突部に隣
設して2つの端子接続凹部63を形成している。各端子
接続凹部63は、その底部に短円筒状の内嵌筒部64が
形成されると共に、その2方向(図9の上下方向)に開
口された形状とされている。
【0077】そして、アクチュエータ41aのアッパー
コイル42Uaのコイル巻線より引出された電線の接続
端部に丸孔43hを有する丸端子43が圧着等により接
続され、この丸端子43と接続端部22とが上記端子接
続凹部63内で接続される。より具体的には、上記内嵌
筒部64を丸孔22h,43h内に内嵌めするようにし
て、丸端子43と接続端部22が重ね合された状態で端
子接続凹部63内に収容される。そして、ネジSがワッ
シャWと共に内嵌筒部64内のネジ孔64hに螺合締結
される。これにより、丸端子43と接続端部22とが重
合状態で端子接続凹部63内に締結固定され、丸端子4
3と接続端部22との電気的接続がなされることにな
る。
【0078】上述したような接続部構造は、他の接続端
部32とアクチュエータ41aのロアーコイル42La
との接続部分や、吸気側の配線モジュール45b側の接
続部分にも適用される。
【0079】この場合、各バスバー21の接続端部22
と、各アクチュエータ41a側の接続部である丸端子4
3とが、それぞれ絶縁部材に形成された各端子接続凹部
63内で個別に電気的に接続されるため、隣合う接続端
部22と丸端子43との接続部間に絶縁部材が介在する
ことになり、それらの間でのアーク放電等が防止され
る。
【0080】次に、リーク電流を防止するための構成に
係る変形例について説明する。
【0081】即ち、上記バスバー21,31間では、次
のような原因によりリーク電流が発生する。
【0082】まず、リーク電流は電位差に起因して発生
するところ、電磁駆動弁40a,40bを備えたエンジ
ンではアクチュエータ41a,41bの応答性向上、発
熱抑制、さらには配線束径のコンパクト化等を図るた
め、比較的高電圧な駆動システムが組込まれる。このた
め、各バスバー21,31間における電位差が比較的大
きくなり易く、リーク電流を生じ易い。
【0083】その他、バスバー21,31にオイルミス
トが付着して水滴化したような場合や、バスバー21,
31に対して結露による水滴が生じたような場合にも、
リークが生じ易い。
【0084】このため、各バスバー21,31のうち、
実質的に同タイミングで同極性となる少なくとも2つの
バスバー21,31を隣接して配設し、リーク電流を防
止するとよい。
【0085】具体的には、次のようにする。
【0086】図10は、直列4気筒タイプのエンジンで
各気筒の点火順序が1−3−4−2の場合において、排
気側エンジンヘッド60aに搭載される電磁駆動弁40
aのロアーコイル42Laへの一般的な通電パターンを
示している。図10において、上から一番目及び2番目
のラインは、排気側エンジンヘッド60aに設けられる
電磁駆動弁40aのうちコネクタ収容凹部62aに最も
近い気筒に設けられる2つの電磁駆動弁40a(図1参
照)のアッパーコイル42Uaへの通電パターンを、上
から3番目及び4番目のラインは、コネクタ収容凹部6
2aに2番目に近い気筒に設けられる2つの電磁駆動弁
40aのアッパーコイル42Uaへの通電パターンを、
上から5番目及び6番目のラインは、コネクタ収容凹部
62aに3番目に近い気筒に設けられる電磁駆動弁40
aのアッパーコイル42Uaへの通電パターンを、上か
ら7番目及び8番目のラインは、コネクタ収容凹部62
aに4番目に近い(最も遠い)気筒に設けられる電磁駆
動弁40aのアッパーコイル42Uaへの通電パターン
を、それぞれ示している。この通電パターンでは、所定
の気筒に設けられる2つの電磁駆動弁40aのアッパー
コイル42Uaに関して、実質的に同タイミングの通電
パターンとなっている。
【0087】ここで、排気側エンジンヘッド60aに設
けられる電磁駆動弁40aのうちコネクタ収容凹部62
aに最も近い気筒に設けられる2つの電磁駆動弁40a
に着目すると、2つの電磁駆動弁40aのアッパーコイ
ル42Uaのそれぞれに対して2本の電圧印加線が必要
である(図15及び図16参照)。2つのアッパーコイ
ル42Uaのうちの一方側の電磁駆動弁40aへの電圧
印加線である2つのバスバー21を想定し、図10の時
間taにおいて正極となる方をバスバー21(1)、負
極となる方をバスバー21(2)とし、また、他方側の
電磁駆動弁40aについても同様の時間taにおいて正
極となる方をバスバー21(3)、負極となる方をバス
バー21(4)として、バスバー21(1),21
(2),21(3),21(4)の配設例を考えてみ
る。
【0088】この場合、図11に示すように、バスバー
21(1),21(2),21(3),21(4)をこ
の順で一列に配列すると、バスバー21(2)とバスバ
ー21(3)とが隣接して配設される。そして、バスバ
ー21(2)とバスバー21(3)とは、特に時間ta
において、一方のみが陽極性となるため、両者間にリー
ク電流が生じ易くなる。
【0089】そこで、図12に示すように、バスバー2
1(3)とバスバー21(4)との位置を入換えて、バ
スバー21(1),21(2),21(4),21
(3)の順で一列に配列すると、バスバー21(2)と
バスバー21(4)とが隣接して配設されることとな
る。この場合、バスバー21(2)とバスバー21
(4)とには、時間taにおいて実質的に同タイミング
で同極性となり、両者間の電位差は実質的に0Vであ
る。従って、バスバー21(2)とバスバー21(4)
との間におけるリーク電流を防止できる。即ち、実質的
に同タイミングで同極性となる2つのバスバー21
(2)とバスバー21(4)とを隣接して配設すること
により、それらの間に関してリーク電流を防止してい
る。
【0090】図13及び図14では、上記の考えを適用
した配線構造体20Bが示されている。
【0091】この配線構造体20Bでは、図14(a)
〜図14(d)に示すように、所定の気筒におけるアッ
パーコイル42Uaに適用されるバスバー21(1),
21(2),21(3),21(4)が、バスバー21
(1),21(2),21(4),21(3)の順で一
列に配列された構成となっている。
【0092】なお、ここでは詳述を省略するが、他の気
筒におけるアッパーコイル42Uaに適用されるバスバ
ー21(5)〜21(8)、21(9)〜21(1
2)、21(13)〜21(16)に関しても、同様の
順で一列に配設された構成となっている。なお、バスバ
ー21の後に付された()内の数字は、バスバー21
(1),21(2),21(3),21(4)の()内
の数字に4n(nは1〜3の整数)を付加した数字であ
り、上記と同様の相互関係を示している。
【0093】この配線構造体20Bでは、バスバー21
(2)とバスバー21(4)との間、バスバー21
(6)とバスバー21(8)との間、バスバー21(1
0)とバスバー21(12)との間バスバー21(1
6)とバスバー21(18)との間におけるリーク電流
を防止できる。また、このようにリーク対策を図ること
が出きる結果、各バスバー21(2)とバスバー21
(4)との間等の間隔寸法を小さくして、その全体構成
をコンパクト化することができる。また、バスバー21
(2),21(4)等に塗布する絶縁皮膜を薄くして低
コスト化を図ることもできる。
【0094】なお、この配線構造体20Bにおいて、ア
ッパーコイル側コネクタ部29Bにおいて、最も大きな
電圧を印加するタイミング(図10の時間ta参照)で
正極となるバスバー21(1),21(3),21
(5),21(7),21(9),21(11),21
(13),21(15)の接続端部を該コネクタ部29
Bの一端側(例えば図13の右側の端部)にまとめ、前
記タイミングで0V(グランドレベル)であるバスバー
21(2),21(4),21(6),21(8),2
1(10),21(12),21(14),21(1
6)の接続端部を該コネクタ部29Bの他端側(例えば
図13の左側の端部)にまとめて、それぞれ分離して配
設するとよく、この場合、各接続端部26(1)〜26
(16)間におけるリーク電流を防止できることにな
る。
【0095】ちなみに、図7に示すように、各接続端部
26は、ハウジング28Bの端子開口部28Bh内に配
設されているため、各接続端部26が絶縁部材により隔
てられることとなり、これによってもそれら相互間のリ
ーク電流を防止できる。
【0096】なお、この変形例では、排気側の配線モジ
ュール45aにおいて、アッパーコイル42Ua用の配
線構造体20Bについて説明したが、ロアーコイル42
La用の配線構造体30についても同様の構成を採用で
きるし、勿論、吸気側エンジンヘッド60bに用いられ
る配線モジュール45bについても同様の構成を採用で
きる。
【0097】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1記載
のエンジン用の配線構造体によると、各バスバーの各ア
クチュエータへの接続端部を、各アクチュエータの接続
箇所に対応させて配設した形態で、各バスバーを一体化
しているため、配線構造体をエンジン側に組込む際、各
バスバーの各アクチュエータへの各接続端部を、各アク
チュエータの各接続箇所近傍に容易に配設でき、従っ
て、エンジンの電磁駆動弁用のアクチュエータへの配線
作業を容易に行うことができる。
【0098】さらに、請求項2記載の発明によれば、各
バスバーと樹脂部との熱膨張率の差が、樹脂部の分断箇
所の隙間で吸収され、樹脂部の割れや反り等が防止され
る。
【0099】また、請求項3記載の発明によれば、バス
バーのうち、少なくとも樹脂部の隙間に露出する部分の
表面に絶縁膜が形成されているので、バスバーを絶縁状
態に保つことができ、また、各バスバー間のアーク放電
等を防止できる。
【0100】さらに、請求項4記載のように、バスバー
間におけるリーク電流を防止できる。
【0101】また、請求項5記載のように、各バスバー
の接続端部と、各アクチュエータ側の接続部とが、それ
ぞれ絶縁部材に形成された各凹部内で個別に電気的に接
続されたものにあっては、各接続端部と各接続部間のア
ーク放電等が防止される。
【0102】また、請求項6記載の発明によれば、アッ
パーコイル用の配線構造体及びロアーコイル用の配線構
造体のそれぞれにおいて、各バスバーの各アッパーコイ
ル又は各ロアーコイルへの接続端部を、各接続箇所に対
応させて配設した形態で、各バスバーを一体化している
ため、配線構造体をエンジン側に組込む際、各バスバー
の各アッパーコイル又は各ロアーコイルへの接続端部
を、各接続箇所近傍に配設することにより、各バスバー
の接続端部と各アクチュエータの接続箇所との接続を行
え、エンジンの電磁駆動弁用のアクチュエータへの配線
作業を容易に行うことができる。
【0103】また、アッパーコイル側コネクタ部とロア
ーコイル側コネクタ部とを外部ハーネス側端部の単一の
コネクタ部に接続可能な形態でまとめた状態で、前記ア
ッパーコイル用の配線構造体と前記ロアーコイル用の配
線構造体とを合体させているため、当該アッパーコイル
側コネクタ部とロアーコイル側コネクタ部とがコンパク
トな形態にまとめられ、スペース効率に優れる。
【0104】また、請求項7記載の発明によれば、上記
エンジン用の配線モジュールを、吸気用電磁駆動弁側の
配線用及び排気用電磁駆動弁側の配線用として用いてい
るため、配線モジュールの構成を共通化することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係る配線構造体が適用
されたエンジンを示す概略斜視図である。
【図2】エンジンシステムの電気的構成を示すブロック
図である。
【図3】配線構造体及び配線モジュールを示す斜視図で
ある。
【図4】配線構造体の接続端部を示す要部拡大斜視図で
ある。
【図5】図4のV−V線断面図である。
【図6】図5の要部拡大断面図である。
【図7】配線構造体のコネクタ部を示す要部拡大断面図
である。
【図8】配線モジュールがエンジンに組込まれた状態を
示す概略斜視図である。
【図9】バスバーの接続端部とアクチュエータ側の接続
端部との接続部構造例を示す斜視図である。
【図10】アッパーコイルへの通電パターンを示す図で
ある。
【図11】バスバー配列の問題点を示す説明図である。
【図12】バスバー配列の改良点を示す説明図である。
【図13】変形例に係る配線構造体を示す平面図であ
る。
【図14】図13のA−A線、B−B線、C−C線、D
−D線のそれぞれにおけるバスバーの配列を示す概略断
面図である。
【図15】電磁駆動弁を用いたエンジンの構成例を示す
概略図である。
【図16】同上のエンジンシステムの電気的構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
20,30 配線構造体 21,31 バスバー 22,32 接続端部 23,33 樹脂部 26,36 接続端部 29 アッパーコイル側コネクタ部 39 ロアーコイル側コネクタ部 40a,40b 電磁駆動弁 41a,41b アクチュエータ 42La,42Lb ロアーコイル 42Ua,42Ub アッパーコイル 45a,45b 配線モジュール 50 駆動ユニット 55 外部ハーネス 56 コネクタ部 60a 排気側エンジンヘッド部 60b 吸気側エンジンヘッド部 63 端子接続凹部 E エンジン P ポッティング剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000003207 トヨタ自動車株式会社 愛知県豊田市トヨタ町1番地 (72)発明者 中村 和重 愛知県名古屋市南区菊住1丁目7番10号 株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者 野崎 隆男 愛知県名古屋市南区菊住1丁目7番10号 株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者 若田 繁一 三重県四日市市西末広町1番14号 住友電 装株式会社内 (72)発明者 西田 詩朗 三重県四日市市西末広町1番14号 住友電 装株式会社内 (72)発明者 勝間田 正司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 飯田 達雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 坪根 賢二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G018 AB09 CA12 DA34 DA45 GA14 5E077 BB18 BB23 JJ20

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンに複数の電磁駆動弁が設置さ
    れ、駆動ユニットにより前記各電磁駆動弁のアクチュエ
    ータを駆動制御して、前記電磁駆動弁を開閉動作させる
    エンジン用の配線構造体であって、 前記駆動ユニットと前記各アクチュエータとの間の配線
    のうち少なくとも一部として、複数のバスバーを用い、 前記各バスバーの前記各アクチュエータへの接続端部
    を、前記各アクチュエータの接続箇所に対応させて配設
    した形態で、前記各バスバーを一体化した、エンジン用
    の配線構造体。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のエンジン用の配線構造体
    であって、 前記各バスバーは、その長手方向を一定方向に揃えた形
    態で、前記一定方向に沿って複数の位置で、それぞれ絶
    縁性の樹脂部により一体化され、 前記各樹脂部は、互いに間隔をあけて分断されている、
    エンジン用の配線構造体。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のエンジン用の配線構造体
    であって、 前記バスバーのうち、少なくとも前記樹脂部の隙間に露
    出する部分の表面に絶縁膜が形成されている、エンジン
    用の配線構造体。
  4. 【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    配線構造体であって、 前記各バスバーのうち、実質的に同タイミングで同極性
    となる少なくとも2つのバスバーを、隣接して配設し
    た、エンジン用の配線構造体。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の
    配線構造体を用いたエンジンの配線構造であって、 前記各アクチュエータの周囲に設けられる絶縁部材に複
    数の凹部が形成され、 前記各バスバーの前記各アクチュエータへの接続端部
    と、前記各アクチュエータ側の接続部とが、それぞれ前
    記各凹部内で個別に電気的に接続された、エンジンの配
    線構造。
  6. 【請求項6】 エンジンに吸気弁及び排気弁として複数
    の電磁駆動弁が設置され、駆動ユニットにより前記各電
    磁駆動弁のアクチュエータのアッパーコイル及びロアー
    コイルとを駆動制御して、前記電磁駆動弁を開閉動作さ
    せるエンジン用の配線モジュールであって、 前記アッパーコイル用の配線構造体として、 前記駆動ユニットと前記各アクチュエータのアッパーコ
    イルとの配線のうちエンジン内における配線材として、
    複数のバスバーを用い、 前記各バスバーの前記各アッパーコイルへの接続端部
    を、前記各アッパーコイルへの接続箇所に対応させて配
    設した形態で、前記各バスバーを一体化すると共に、前
    記各バスバーの前記駆動ユニット側への接続端部に外部
    ハーネスを介して前記駆動ユニットに接続するためのア
    ッパーコイル側コネクタ部を形成したものが用いられ、 前記ロアーコイル用の配線構造体として、 前記駆動ユニットと前記各アクチュエータのロアーコイ
    ルとの配線のうちエンジン内における配線材として、複
    数のバスバーを用い、 前記各バスバーの前記各ロアーコイルへの接続端部を、
    前記各ロアーコイルへの接続箇所に対応させて配設した
    形態で、前記各バスバーを一体化すると共に、前記各バ
    スバーの前記駆動ユニット側への接続端部に前記外部ハ
    ーネスを介して前記駆動ユニットに接続するためのロア
    ーコイル側コネクタ部を形成したものが用いられ、 前記アッパーコイル側コネクタ部とロアーコイル側コネ
    クタ部とを前記外部ハーネス側端部の単一のコネクタ部
    に接続可能な形態でまとめた状態で、前記アッパーコイ
    ル用の配線構造体と前記ロアーコイル用の配線構造体と
    を合体させた、エンジン用の配線モジュール。
  7. 【請求項7】 請求項6記載のエンジン用の配線モジュ
    ールを、吸気用電磁駆動弁側の配線材及び排気用電磁駆
    動弁側の配線材として用いたエンジンの配線構造。
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