JP2021057955A - 接続箱付きハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】バスバーと電線との接続部分を小型化できる接続箱付きハーネスを提供する。【解決手段】接続箱付きハーネス１０は、筐体２１及び筐体２１に収容されたバスバー３１を有する電気接続箱２０と、導電性の芯線５１及び芯線５１の表面を覆う絶縁被膜５２を有し芯線５１がバスバー３１に溶接された電線５０とを備えている。【選択図】図１

Description

本開示は、接続箱付きハーネスに関する。

従来、車両に搭載されるジャンクションボックス等の電気接続箱には、筐体及び同筐体に収容されたバスバーを有するものがある。そして、このバスバーは、例えば特許文献１に記載されているように、別の電気接続箱等に設けられた相手側接続端子が嵌合されることにより、当該別の電気接続箱等と接続されることがある。

特開２００６−２８８１１７号公報

一般的に、相手側接続端子としては、電線の端部に設けられたコネクタが使用されることが多い。このコネクタをバスバーに嵌合することにより、電線を介してバスバーと別の電気接続箱等が電気的に接続されることになる。この場合、コネクタを介してバスバーと電線とが電気的に接続される。しかしながら、コネクタを介してバスバーと電線とを電気的に接続する場合、電線とバスバーとの接続部分が大型化されてしまう。例えば１２０Ａといった大電流が流れる部分において、コネクタを介してバスバーと電線とを接続する場合には、コネクタもより大きなものが用いられることになる。車両において、電気接続箱及び同電気接続箱が有するバスバーに接続される電線を配置するスペースには限りがあるため、バスバーと電線との接続部分を小型化することが望ましい。

本開示の目的は、バスバーと電線との接続部分を小型化できる接続箱付きハーネスを提供することにある。

本開示の接続箱付きハーネスは、筐体及び前記筐体に収容されたバスバーを有する電気接続箱と、導電性の芯線及び前記芯線の表面を覆う絶縁被膜を有し前記芯線が前記バスバーに溶接された電線とを備えた接続箱付きハーネスである。

本開示の接続箱付きハーネスによれば、バスバーと電線との接続部分を小型化できる。

図１は、一実施形態における接続箱付きハーネスの斜視図である。 図２は、一実施形態における接続箱付きハーネスの一部断面図である。 図３は、変更例における接続箱付きハーネスの斜視図である。 図４は、変更例における接続箱付きハーネスの斜視図である。 図５は、変更例におけるバスバーと電線との接続部分を示す模式図である。 図６は、変更例における接続箱付きハーネスの斜視図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の接続箱付きハーネスは、
（１）筐体及び前記筐体に収容されたバスバーを有する電気接続箱と、導電性の芯線及び前記芯線の表面を覆う絶縁被膜を有し前記芯線が前記バスバーに溶接された電線とを備えた接続箱付きハーネスである。

上記態様によれば、バスバーと電線とは溶接により接続されているため、コネクタを使用することなく接続することができる。従って、バスバーと電線との接続部分を小型化することができる。

（２）前記バスバーは、前記筐体の外部に突出した外部接続部を有し、前記芯線は、前記外部接続部に溶接されていることが好ましい。
上記態様によれば、バスバーが筐体側に保持された状態で、芯線をバスバーの外部接続部に溶接できる。従って、バスバーと芯線との溶接を容易に行うことができる。また、芯線が溶接されたバスバーを筐体に収容する等の煩雑な工程を行わなくてもよいため、接続箱付きハーネスを容易に製造できる。

（３）前記芯線は、扁平な平型導体であり、前記外部接続部は平板状をなしており、前記芯線と前記外部接続部とは、前記芯線の厚さ方向と前記外部接続部の厚さ方向とが一致するように重ね合わされた状態で溶接されていることが好ましい。

上記態様によれば、バスバーと電線との接続部分をより小型化することができる。
（４）前記芯線における前記外部接続部に溶接される側の端部であって前記絶縁被膜から露出した部分と、前記外部接続部との外周を覆う絶縁性の絶縁部材を備えたことが好ましい。

上記態様によれば、外部接続部や露出した芯線に異物が接触することが絶縁部材によって抑制される。従って、外部接続部や露出した芯線と当該異物とが導通されることが抑制される。

（５）前記筐体は、前記筐体の外表面から前記筐体の外部に突出し前記外部接続部の基端部を覆う被覆部を有し、前記絶縁部材は、前記被覆部の外周を更に覆うことが好ましい。

上記態様によれば、外部接続部の基端部が絶縁部材から露出することを抑制できる。
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の接続箱付きハーネスの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以下、接続箱付きハーネスの一実施形態について説明する。
図１に示す本実施形態の接続箱付きハーネス１０は、自動車等の車両に搭載されるものである。接続箱付きハーネス１０は、電気接続箱２０と、電気接続箱２０に接続された電線５０とを有する。接続箱付きハーネス１０は、車室内において、例えばカウルサイドに配置される。

［電気接続箱の構成］
電気接続箱２０は、バッテリ１１から供給された電力を車両に搭載された各種機器に分配するものである。なお、電気接続箱２０は、ジャンクションボックス、ヒューズボックス、リレーボックスなどとも呼ばれる場合があるが、本明細書では、これらを総称して電気接続箱と呼ぶ。

図１及び図２に示すように、電気接続箱２０は、筐体２１と、筐体２１に収容されたバスバー３１とを有する。なお、本明細書において、「バスバーが筐体に収容される」とは、バスバーの全体が筐体の内部に配置される場合のみでなく、バスバーの少なくとも一部が筐体の内部に配置される場合、即ちバスバーの一部が筐体の外部に位置する場合も含まれるものとする。

筐体２１は、絶縁性の合成樹脂材料よりなる。筐体２１は、内部に収容空間２２を有する箱状をなしている。筐体２１は、環状をなす側壁部２３と、側壁部２３の一端を閉塞する底部２４と、側壁部２３の他端を閉塞する天井部２５とを有する。これら側壁部２３、底部２４及び天井部２５に囲まれた内側の空間が収容空間２２になっている。筐体２１は、例えば収容凹部を有するケースと当該ケースの開口部を閉塞する蓋等の複数の部品を組み付けて形成されている。

側壁部２３には、筐体２１の内外を連通する突出孔２６、第１接続孔２７及び第２接続孔２８が形成されている。突出孔２６、第１接続孔２７及び第２接続孔２８は、底部２４と平行な方向に並んでいる。

筐体２１の内部には、回路基板４１が収容されている。回路基板４１は、底部２４と平行をなすように収容空間２２に配置されている。但し、回路基板４１は、底部２４と厳密に平行をなしていなくてもよく、底部２４に対して傾斜していてもよい。回路基板４１には、種々の電子部品が組み付けられている。また、回路基板４１には、第１接続孔２７から筐体２１の外部に露出する第１コネクタ４２、及び第２接続孔２８から筐体２１の外部に露出する第２コネクタ４３が電気的に接続されている。第１コネクタ４２及び第２コネクタ４３には、車両に搭載された機器や別の電気接続箱等に設けられたコネクタが嵌合される。

バスバー３１は、収容空間２２に配置されている。バスバー３１は、導電性の金属板材にプレス加工を施して形成されている。本実施形態では、バスバー３１は銅合金よりなる。バスバー３１は、略平板状をなしている。バスバー３１は、同バスバー３１の厚さ方向が回路基板４１の厚さ方向と一致するように回路基板４１に対して配置されている。なお、バスバー３１の厚さ方向と回路基板４１の厚さ方向とが一致するとは、２つの方向が厳密に一致する場合に限らず、バスバー３１の厚さ方向に対して回路基板４１の厚さ方向が僅かに傾斜している場合も含む。また、バスバー３１の厚さ方向及び回路基板４１の厚さ方向は、図２において紙面垂直方向に該当する。バスバー３１は、直接もしくは間接的に筐体２１にて保持されている。また、バスバー３１は、回路基板４１に電気的に接続されている。そして、バスバー３１は、回路基板４１を介して第１コネクタ４２及び第２コネクタ４３と電気的に接続されている。

バスバー３１は、突出孔２６から筐体２１の外部に突出する外部接続部３２を有する。外部接続部３２は、筐体２１の外部に配置されている。即ち、バスバー３１において、筐体２１の外部に配置された部分が外部接続部３２である。外部接続部３２は、略四角形の平板状をなしている。外部接続部３２は、同外部接続部３２の厚さ方向が底部２４の厚さ方向と一致するように配置されている。なお、外部接続部３２の厚さ方向と底部２４の厚さ方向とが一致するとは、２つの方向が厳密に一致する場合に限らず、底部２４の厚さ方向に対して外部接続部３２の厚さ方向が僅かに傾斜している場合も含む。また、外部接続部３２の厚さ方向及び底部２４の厚さ方向は、図２において紙面垂直方向に該当する。そして、本実施形態では、底部２４の厚さ方向は、回路基板４１の厚さ方向に同じである。

なお、本実施形態では、突出孔２６は、外部接続部３２の基端の外形に応じた形状をなしている。具体的には、突出孔２６は、同突出孔２６の貫通方向から見た形状が外部接続部３２の基端の外形と略等しい長方形状をなしている。そして、外部接続部３２の基端部は、突出孔２６の内周面に支持されている。

［電線の構成］
電線５０は、芯線５１と、芯線５１の表面を覆う絶縁被膜５２とを有する。本実施形態では、電線５０は、芯線５１が１本の導体よりなる単線である。芯線５１は、長手方向と直交する断面の形状が扁平な長方形状をなす平型導体である。芯線５１はアルミニウムよりなる。電線５０においてバスバー３１に接続される側の一端部である第１端部５０ａは、絶縁被膜５２が除去されて芯線５１が露出している。第１端部５０ａにおいて芯線５１が露出した部分を露出部５３とする。また、電線５０の他端部であって第１端部５０ａと反対側の第２端部５０ｂには、バッテリ１１に接続するためのコネクタ５４が設けられている。電線５０は、バッテリ１１に設けられた図示しないバッテリポストと電気的に接続される図示しないバッテリ端子に、コネクタ５４を介して電気的に接続される。なお、電線５０は、コネクタ５４を備えず、第２端部５０ｂがバッテリ端子に直接接続されることにより、バッテリ端子を介してバッテリポストに電気的に接続されてもよい。

［バスバーと電線との接続部分の構成］
バスバー３１と電線５０とは溶接により接続されている。電線５０は、第１端部５０ａにおいて芯線５１が外部接続部３２に溶接されている。詳しくは、芯線５１の厚さ方向と外部接続部３２の厚さ方向とが一致するように露出部５３が外部接続部３２に重ね合わされた状態で、例えば超音波溶接により露出部５３が外部接続部３２に溶接されている。図２において、芯線５１の厚さ方向及び外部接続部３２の厚さ方向は、紙面垂直方向に該当する。これにより、電線５０は、電気的及び機械的にバスバー３１に接続されている。なお、芯線５１と外部接続部３２との間における接触電気抵抗値を低減するために、露出部５３及び外部接続部３２にニッケル等のめっきが施されていてもよい。

芯線５１と外部接続部３２との接続部分は、外周が絶縁性の絶縁部材６１にて覆われている。なお、図１及び図２では、絶縁部材６１を二点鎖線で図示している。本実施形態の絶縁部材６１は、絶縁性の樹脂材料よりなる熱収縮チューブである。絶縁部材６１は、芯線５１における露出部５３と外部接続部３２との外周を覆っている。具体的には、絶縁部材６１は、第１端部５０ａ側の絶縁被膜５２の端部から外部接続部３２の基端までの範囲を覆っている。このため、外部接続部３２は、先端から基端までの全体が絶縁部材６１の内側に位置する。また、露出部５３の全体が絶縁部材６１の内側に位置する。

熱収縮チューブである絶縁部材６１は、芯線５１を外部接続部３２に溶接する前に電線５０に外挿される。そして、絶縁部材６１は、芯線５１を外部接続部３２に溶接した後に、芯線５１と外部接続部３２との接続部分を覆う位置に移動される。その後、絶縁部材６１は、熱処理が施されることにより収縮して外部接続部３２及び露出部５３に密着する。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）接続箱付きハーネス１０は、筐体２１及び筐体２１に収容されたバスバー３１を有する電気接続箱２０と、導電性の芯線５１及び芯線５１の表面を覆う絶縁被膜５２を有し芯線５１がバスバー３１に溶接された電線５０とを備えている。

上記態様によれば、バスバー３１と電線５０とは溶接により接続されているため、コネクタを使用することなく接続することができる。従って、バスバー３１と電線５０との接続部分を小型化することができる。その結果、接続箱付きハーネス１０を小型化することができるため、車室内において接続箱付きハーネス１０が占有するスペースを小さくすることができる。よって、車室内における接続箱付きハーネス１０の配置場所の自由度を増すことができる。

（２）バスバー３１は、筐体２１の外部に突出した外部接続部３２を有する。芯線５１は、外部接続部３２に溶接されている。
上記態様によれば、バスバー３１が筐体２１側に保持された状態で、芯線５１をバスバー３１の外部接続部３２に溶接できる。従って、バスバー３１と芯線５１との溶接を容易に行うことができる。また、完成品の電気接続箱２０に備えられるバスバー３１に、電線５０を接続することができる。従って、芯線５１が溶接されたバスバー３１を筐体２１に収容する等の煩雑な工程を行わなくてもよいため、接続箱付きハーネス１０を容易に製造できる。

（３）芯線５１は扁平な平型導体である。また、外部接続部３２は平板状をなしている。そして、芯線５１と外部接続部３２とは、芯線５１の厚さ方向と外部接続部３２の厚さ方向とが一致するように重ね合わされた状態で溶接されている。

上記態様によれば、バスバー３１と電線５０との接続部分をより小型化することができる。
（４）接続箱付きハーネス１０は、芯線５１における外部接続部３２に溶接される側の端部であって絶縁被膜５２から露出した部分と、外部接続部３２との外周を覆う絶縁性の絶縁部材６１を備えている。

上記態様によれば、露出した芯線５１、即ち露出部５３や外部接続部３２に異物が接触することが絶縁部材６１によって抑制される。従って、外部接続部３２や露出部５３と当該異物とが導通されることが抑制される。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。なお、各変更例において、上記実施形態と同じ構成部材又は上記実施形態と対応する構成部材については、同じ符号を付してその説明の一部又は全てを省略することがある。

・図３に示すように、筐体２１Ａは、筐体２１Ａの外表面から筐体２１Ａの外部に突出し外部接続部３２の基端部を覆う被覆部２９を有するものであってもよい。そして、絶縁部材６１は、被覆部２９の外周を更に覆う構成としてもよい。

図３に示す例では、被覆部２９は、側壁部２３の外周面から筐体２１の外部に突出している。被覆部２９は、側壁部２３において、図示しない突出孔２６の外側開口部の外周縁部から延びる筒状をなしている。そして、被覆部２９は、外部接続部３２の基端部の外周を全周にわたって覆っている。絶縁部材６１は、露出部５３と外部接続部３２との外周に加えて、被覆部２９の外周を更に覆っている。具体的には、絶縁部材６１は、第１端部５０ａ側の絶縁被膜５２の端部から被覆部２９の基端までの範囲を覆っている。但し、絶縁部材６１は、少なくとも被覆部２９の先端部における外周を全周にわたって覆っているのであれば、必ずしも被覆部２９を同被覆部２９の基端まで覆わなくてもよい。このようにすると、外部接続部３２の基端部が絶縁部材６１から露出することを抑制できる。

・上記実施形態では、絶縁部材６１は、熱収縮チューブである。しかしながら、絶縁部材６１は、熱収縮チューブに限らず、外部接続部３２及び露出部５３の外周を被覆することが可能な絶縁性の部材であればよい。例えば、絶縁部材６１は、バスバー３１と電線５０との接続部分に後付けされる絶縁性の樹脂よりなるカバーであってもよい。また例えば、絶縁部材６１は、外部接続部３２及び露出部５３を埋設した絶縁性の合成樹脂材料よりなるものであってもよい。また例えば、絶縁部材６１は、外部接続部３２及び露出部５３に巻き付けられた絶縁性の粘着テープであってもよい。なお、外部接続部３２及び露出部５３に異物が接触する可能性が無い場所に接続箱付きハーネス１０が配置される場合には、絶縁部材６１を省略することが可能な場合もある。

・芯線５１の形状は、上記実施形態の形状に限らない。電線５０が単線である場合には、芯線５１は、長手方向と直交する断面の形状が多角形状、楕円形状、円形状等の様々な形状をなすものであってもよい。また、芯線５１は、導電性を有する複数の金属線からなる撚線であってもよい。

例えば、図４及び図５に示す電線５０Ｂが有する芯線５１Ｂは、長手方向と直交する断面形状が円形状をなしている。なお、図５では、第１コネクタ４２及び第２コネクタ４３を省略して電気接続箱２０を図示している。電線５０Ｂの第１端部５０ｃにおいて、絶縁被膜５２が除去されて芯線５１Ｂが露出した露出部５３Ｂでは、芯線５１Ｂは、芯線５１Ｂの長手方向と垂直な方向に２分割されている。そして、外部接続部３２は、２分割された芯線５１Ｂの間に挟み込まれている。この状態で芯線５１Ｂは外部接続部３２に溶接されている。このため、芯線５１Ｂは、外部接続部３２の厚さ方向の両端面において機械的及び電気的に接続されている。従って、このようにすると、バスバー３１と電線５０Ｂとの接続の強度が大きくなる。

・上記実施形態では、芯線５１はアルミニウムよりなる。しかしながら、芯線５１は、導電性を有しバスバー３１と溶接可能な材料よりなるものであればよい。例えば、芯線５１は、アルミニウムを含む合金、銅、銅を含む合金等よりなるものであってもよい。

・上記実施形態では、バスバー３１は銅合金よりなる。しかしながら、バスバー３１は、導電性を有し芯線５１と溶接可能な材料よりなるものであればよい。例えば、バスバー３１は、アルミニウム、アルミニウムを含む合金、銅等よりなるものであってもよい。

・バスバー３１の形状は、上記実施形態の形状に限らない。
例えば、図６に示すバスバー３１Ｃに備えられる外部接続部３２Ｃは、基端部に屈曲部を有する。図６に示す例では、外部接続部３２Ｃは、外部接続部３２Ｃにおける屈曲部よりも先端側の部位が、外部接続部３２Ｃにおける屈曲部よりも基端側の部位に対して直角をなすように屈曲されている。そして、芯線５１は、外部接続部３２Ｃにおける屈曲部よりも先端側の部位に溶接されている。このように、外部接続部３２Ｃに屈曲部を設けることにより、バスバー３１Ｃに対して電線５０が接続される方向を容易に変更することができる。なお、外部接続部３２Ｃにおける屈曲部よりも先端側の部位と、外部接続部３２Ｃにおける屈曲部よりも基端側の部位とがなす角度は、直角に限らず、適宜変更してよい。

また例えば、バスバー３１は、台形の平板状をなす外部接続部３２を有するものであってもよい。また、バスバー３１は、外部接続部３２を備えない構成であってもよい。この場合、芯線５１とバスバー３１との溶接による接続部分は、筐体２１の内部に配置される。この場合には、絶縁部材６１を省略できる。

・上記実施形態では、芯線５１は、超音波溶接によりバスバー３１に溶接されている。しかしながら、芯線５１をバスバー３１に溶接する方法は、これに限らず、公知の溶接方法を用いることができる。例えば、芯線５１は、抵抗溶接によりバスバー３１に接続されてもよい。

・上記実施形態では、電気接続箱２０は、第１コネクタ４２及び第２コネクタ４３の２つのコネクタを有する。しかしながら、電気接続箱２０に備えられるコネクタの数は、１つ、もしくは３つ以上であってもよい。コネクタの数に応じて、コネクタを筐体２１の外部に露出させる接続孔を筐体２１に設ければよい。

・上記実施形態では、バスバー３１は、回路基板４１を介して第１コネクタ４２及び第２コネクタ４３に電気的に接続されている。しかしながら、バスバー３１は、回路基板４１を介さずに第１コネクタ４２及び第２コネクタ４３に直接接続されてもよい。また、電気接続箱２０は、第１コネクタ４２及び第２コネクタ４３を備えない構成であってもよい。この場合、バスバー３１は、筐体２１から露出するように延出された接続端子を有する。そして、この接続端子に、車両に搭載された機器や別の電気接続箱等に設けられたコネクタが嵌合される。

・筐体２１の形状は、内部にバスバー３１を収容可能な形状であれば、上記実施形態の形状に限らない。
・上記実施形態では、コネクタ５４は、バッテリ１１に接続される。しかしながら、コネクタ５４は、必ずしもバッテリ１１に接続されなくてもよい。例えば、車室内に２つの接続箱付きハーネス１０が配置される場合、一方の接続箱付きハーネス１０に備えられるコネクタ５４と、他方の接続箱付きハーネス１０に備えられるコネクタ５４とを嵌合して接続する構成としてもよい。

・電線５０の第２端部５０ｂには、必ずしもコネクタ５４が設けられなくてもよい。例えば、接続箱付きハーネスが２つの電気接続箱２０を備える場合には、一方の電気接続箱２０に備えられるバスバー３１に電線５０の第１端部５０ａが溶接されるとともに、他方の電気接続箱２０に備えられるバスバー３１に同電線５０の第２端部５０ｂが溶接されてもよい。

・接続箱付きハーネス１０は、車室内においてカウルサイド以外の場所に配置されてもよい。また、接続箱付きハーネス１０は、車両の車室内に限らず、エンジンルームに配置することも可能である。この場合、外部接続部３２及び露出部５３に水等の液体が付着することを防止する防水構造を備えることが好ましい。更に、突出孔２６、第１接続孔２７及び第２接続孔２８から筐体２１の内部に水等の液体が浸入することを防止する止水構造を設けることが好ましい。

１０…接続箱付きハーネス
１１…バッテリ
２０…電気接続箱
２１，２１Ａ…筐体
２２…収容空間
２３…側壁部
２４…底部
２５…天井部
２６…突出孔
２７…第１接続孔
２８…第２接続孔
２９…被覆部
３１，３１Ｃ…バスバー
３２，３２Ｃ…外部接続部
４１…回路基板
４２…第１コネクタ
４３…第２コネクタ
５０，５０Ｂ…電線
５１，５１Ｂ…芯線
５０ａ，５０ｃ…第１端部
５０ｂ…第２端部
５２…絶縁被膜
５３，５３Ｂ…露出部
５４…コネクタ
６１…絶縁部材

Claims (5)

1. 筐体及び前記筐体に収容されたバスバーを有する電気接続箱と、
   導電性の芯線及び前記芯線の表面を覆う絶縁被膜を有し前記芯線が前記バスバーに溶接された電線と
   を備えた接続箱付きハーネス。
2. 前記バスバーは、前記筐体の外部に突出した外部接続部を有し、
   前記芯線は、前記外部接続部に溶接されている請求項１に記載の接続箱付きハーネス。
3. 前記芯線は、扁平な平型導体であり、
   前記外部接続部は平板状をなしており、
   前記芯線と前記外部接続部とは、前記芯線の厚さ方向と前記外部接続部の厚さ方向とが一致するように重ね合わされた状態で溶接されている請求項２に記載の接続箱付きハーネス。
4. 前記芯線における前記外部接続部に溶接される側の端部であって前記絶縁被膜から露出した部分と、前記外部接続部との外周を覆う絶縁性の絶縁部材を備えた請求項２又は請求項３に記載の接続箱付きハーネス。
5. 前記筐体は、前記筐体の外表面から前記筐体の外部に突出し前記外部接続部の基端部を覆う被覆部を有し、
   前記絶縁部材は、前記被覆部の外周を更に覆う請求項４に記載の接続箱付きハーネス。

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