JP3578039B2 - ジャンクションボックスの内部回路接続構造 - 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されるシャンクションボックスの内部回路接続構造に関し、特に、内部回路同士を中継端子を介在させずに直接接続させるものである。
【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、自動車用電気接続箱、特に、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】
自動車用電気接続箱のうち、図１２に示すジャンクションボックス１では、アッパーケース２とロアケース３の間に絶縁板４Ａ〜４Ｅを介在させてバスバー５Ａ〜５Ｄを積層配置している。さらに、上下両端に電線ガイド溝を設けた絶縁板４Ｆ、４Ｇを配置して、該絶縁板４Ｆ、４Ｇ上に電線６Ａ、６Ｂを布線して収容し、アッパーケース２およびロアケース３に設けたコネクタ収容部、リレー収容部、ヒューズ収容部に嵌合したリレー、ヒューズ、コネクタの端子を上記バスバーから突設したタブと接続させると共に、上記電線６Ａ、６Ｂを圧接端子（図示せず）と圧接接続させ、該圧接端子をコネクタ、リレー、ヒューズの端子と接続させている。
なお、上記ジャンクションボックスでは使用していないが、内部回路として、導電体を樹脂フィルムで挟持した構造のＦＰＣも組み合わせて用いる場合がある。
【０００４】
さらに、ジャンクションボックスにＥＣＵ（電子制御ユニット）を付設した場合、図１３に示すように、該ＥＣＵ７の導体と、ジャンクションボックス内の他の回路体、例えば、電線とを接続する時、ＥＣＵ７の基板７ａに導体と接続させたコネクタ８を搭載させる一方、絶縁板４に布線した電線に端子Ｔを接続、該端子Ｔのタブ９を上記コネクタ８に挿入接続させている。
【０００５】
また、上記のように多層に積層したバスバー、電線、ＦＰＣからなる内部回路体同士の接続は、回路体の導体から突設したタブ同士を中継端子を介して接続させている場合が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ジャンクションボックス内の内部回路同士を接続するには、接続する回路体、例えば、バスバーと単芯線とを接続する場合、バスバーにタブを形成する必要があると共に単芯線にタブを設けた圧接端子を接続させておく必要があり、さらに、中継端子を必要とし、加工工数、部品点数、組み立て工数のいずれも増加している問題がある。さらに、ＥＣＵの導体とバスバーあるいは電線を接続する場合には、ＥＣＵにコネクタを取り付ける必要があり、この場合も部品点数、組み立て工数が多くなる問題がある。
【０００７】
また、ジャンクションボックスの内部回路は主としてバスバー方式であるが、ジャンクションボックスへの取り込み回路が多くなると、１層当たりの配索回路が少なくなり、その結果、層数が多くなって、ジャンクションボックスが大型化、複雑化する問題がある。また、バスバーの枚数が多くなると、回路変更に応じて金型から形成しなければならず、非常にコスト高になっている。かつ、バスバーの間には必ず絶縁板を介在させなければならず、部品点数および組みつけ工数が増加する問題がある。
【０００８】
また、絶縁被覆された単芯線を圧接端子で圧接接続させる圧接方式の場合も、電線に必ず圧接端子を接続させる必要があり、圧接設備が必要となる等の点でコストの低減には寄与しない。さらに、通常、単芯線を回路パターンに沿って配線しているが、その場合、布線ガイドの絶縁板の作成にコストがかかる問題がある。共に設備費が可成かかる問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、ジャンクションボックスの内部回路を高密度配索を可能としながら、内部回路同士の接続を中継端子を不要とすると共に、該中継端子と接続するためのタブを回路体の導体に設ける必要を無くし、それにより、上記した問題を低減して、量販に適した低コストのジャンクションボックスの内部回路接続構造を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、第一に、ジャンクションボックスのアッパーケースとロアケースの内部に、単芯線と共に、ＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）あるいは／およびＥＣＵ（電子制御ユニット）からなる回路体が収容され、
上記単芯線は、中間が皮剥ぎされて芯線が露出されていると共に、絶縁板上に直線状として互いに平行配線され、該絶縁板の開口に上記露出された中間芯線を弛ませて挿入し、上記絶縁板を介した他層の回路体の導体に重ね合わせ、半田溶接、抵抗溶接、超音波溶接あるいは導電性接着剤で接着して、電気接続されているジャンクションボックスの内部回路接続構造を提供している。
第二に、ジャンクションボックスのアッパーケースとロアケースの内部に、単芯線と共に、ＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）あるいは／およびＥＣＵ（電子制御ユニット）からなる回路体が収容され、
上記単芯線は、先端が皮剥ぎされて芯線が露出されていると共に、絶縁板上に直線状として互いに平行配線されていると共に、上記絶縁板の端縁から折り曲げ、該絶縁板を介した他層の平行配線された導体と半田溶接、抵抗溶接、超音波溶接あるいは導電性接着剤で接着して電気接続し、かつ、これら電気接続位置は一列あるいは千鳥配列とされているジャンクションボックスの内部回路接続構造を提供している。
【００１１】
上記のように、ジャンクションボックスの内部回路として、単芯線（芯線が単一の丸棒線からなり、該丸棒線が絶縁被覆されている電線）を用い、端末あるいは所要の中間を皮剥ぎして芯線を露出させておくと、圧接端子を用いることなく、任意の箇所で他層の回路体の導体、例えば、バスバー、ＥＣＵの導体等と半田溶接、抵抗溶接、超音波溶接あるいは導電性接着剤で接着して直接的に電気接続することができる。よって、接続箇所にタブを設ける必要がなくなると共に、中継端子も不要とすることができ、部品点数、加工工数の低減を図ることができる。
【００１２】
上記単芯線が絶縁板上に直線状として互いに平行配線されていると共に、上記絶縁板の開口を通して或いは絶縁板の端縁から折り曲げた位置において、配線方向と直交する方向で一列あるいは千鳥配列で他層の回路体の導体に接続されていることが好ましい。該構成とすると、溶接による接続を同時に一括して行うことができ、作業工数を大幅に低減することができる。
【００１３】
上記単芯線は、他層の回路体の導体との接続位置の近傍で弛ませて、接続部に負荷される応力を緩和させていることが好ましい。このように、単芯線はフレキシブルであるため弛ませることができ、溶接あるいは接着された電気接続部への応力集中の緩和を簡単に図ることができ、電気接続信頼性を高めることができる。
【００１４】
具体的には、ＥＣＵと単芯線とを接続する場合には、ＥＣＵの上方に配置された上記絶縁板の上面に上記単芯線を平行配線すると共に、該絶縁板の端縁から単芯線を下向きに屈折させ、下方のＥＣＵの基板に並列に穿設された取付孔内に、端末から露出させた芯線を上方から或いは一旦下方へまわし込んでから上向きとして取付孔に挿入し、上記基板上の導体と半田溶接、抵抗溶接、超音波溶接あるいは導電性接着剤による接着で電気接続している。
【００１５】
上記構成とすると、従来ＥＣＵと他の内部回路とを接続する場合は、コネクタ接続していたが、該コネクタを無くして、単芯線とＥＣＵの導体（プリント回路）とを直接接続することができる。
【００１６】
ジャンクションボックス内において、単芯線は上記絶縁板を介在させて、バスバーおよびＥＣＵと積層配置し、上記バスバーは大電流回路、単芯線は小電流回路とすることが好ましい。
【００１７】
なお、上記単芯線に代えて、絶縁被覆されていない裸単芯線を用いた場合でも、該裸単芯線を直線状として互いに平行配線し、他層の回路体の導体に半田溶接、抵抗溶接、超音波溶接あるいは導電性接着剤で接着して、電気接続してもよい。この場合も、中継端子を不要にすることが出来ると共に、導体側にタブを立てる必要がなくなり、部品点数の削減がはかれ、それに伴い、ジャンクションボックスの小型、軽量化が図れると共に、、組立工数の低減を図ることができる。
【００１８】
【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および図２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の分解斜視図であり、アッパーケース１１とロアケース１２で構成されるケース内部には、ロアケース１２に設けた凹部にＥＣＵ１３を収容し、その上側に、バスバー用の絶縁板１４Ａ、バスバー１５Ａ、バスバー用の絶縁板１４Ｂ、バスバー１５Ｂ、単芯線用の絶縁板１６、単芯線２０を順次積層配置している。図中、１７Ａは単芯線２０とロアケース１２に搭載するヒューズとを接続する導体ピン、１７Ｂが単芯線２０とアッパーケースに搭載するコネクタとを接続する導体ピン、１７Ｃは単芯線２０と（１４Ａ、１４Ｂ）はバスバーを接続する導体ピンである。なお、図示のジャンクションボックスではＦＰＣを収容していないが、ＦＰＣも積層させて収容する場合もある。
【００１９】
上記単芯線２０は、図１および図３に示すように、絶縁板１６の上面に直線状に延在させて、Ｘ方向に配線し、互いに所要間隔をあけて平行配線し、該絶縁板１６上に突設した電線ガイド溝１６ｂに圧入して固定している。
【００２０】
上記単芯線２０を絶縁板１６へ配線する方法は、図４に示すように、単芯線２０を平行にロール巻きしているロール２３より絶縁板１６の上面に定尺フィードローラ２４で送り出して、絶縁板１６の上面に平行配線している。平行配線後に絶縁板１６の上記電線ガイド溝１６ｂに圧入して単芯線２０を一括で絶縁板１６に固定し、その後、ロール２３側とは一括切断している。
【００２１】
上記のように絶縁板１６の上面に平行配線した多数の単芯線２０は、絶縁板１６の一端縁より下向きに屈折させ、下方に配置しているＥＣＵ１３の基板１３ａの端縁に並列に穿設した取付孔１３ｂに端末芯線２０ａを挿入し、半田２５で溶接している。図５に示すように、取付孔１３ｂに挿入して半田固定された単芯線２０は基板１３ａの下面にプリントされた導体２６Ａと電気接続される。
【００２２】
その際、絶縁板１６の屈折点Ｐ１から溶接点Ｐ２の間の単芯線２０に弛み２０ｂを持たせて、溶接点Ｐ２へ負荷される応力が緩和されるようにしている。
【００２３】
なお、基板１３ａの上面にプリントされた導体２６Ｂと単芯線２０とを接続する場合には、図６（Ａ）に示すように、基板１３の下側に単芯線２０を回り込ませてから端末芯線２０ａを上向きとして取付孔１３ｂに挿入して、上面側で半田２５により溶接して、導体２６Ｂと単芯線２０とを電気接続している。また、基板１３ａの両面にプリントされた導体２６Ａ、２６Ｂの両方に接続させる場合には、図６（Ｂ）に示すように、取付孔１３ｂに挿入した端末芯線２０ａを基板１３ａの上下面で半田２５により溶接すればよい。
【００２４】
また、単芯線２０を密に平行配線して、基板１３の導体と接続する場合には、図７に示すように、基板１３ａに穿設する取付孔１３ｂを千鳥配置し、１列目の取付孔１３ｂ−１は上方から端末芯線２０ａを挿入して半田接続すると共に、２列目の取付孔１３ｂ−２には下方から端末芯線２０ａを挿入して半田接続している。なお、２列の取付孔とも単芯線２０の端末芯線２０ａを２列の取付孔１３ｂ−１、１３ｂ−２に上方あるいは下方から挿入して半田接続しても良いことは言うまでもない。
【００２５】
さらに、図８に示すように、必要に応じて絶縁板１６の中間部に開口１６ａを設け、該開口１６ａを通過する部分の単芯線２０の絶縁被覆を皮剥ぎして芯線２０ａ’を露出させておき、該中間の芯線２０ａ’を下方に弛ませておき、下方に配置するバスバー１５Ｃの回路も平行配置し、該バスバー１５Ｃに開口１６ａを通して中間芯線２０ａ’を回路１５Ｃの上面に重ね合わせ、抵抗溶接あるいは超音波溶接で、単芯線２０とバスバー１５Ｃとを直接に接続している。
【００２６】
なお、本実施形態では、単芯線２０とバスバー１５Ａ、１５Ｂとは、導体ピン１７Ｃを介して接続している。該導体ピン１７Ｃの一端は単芯線２０に圧接接続され、他端のタブ１７Ｃ−２はバスバーに形成したメス端子部１５ａと嵌合接続している。
【００２７】
上記単芯線２０と外部回路の電線に接続された端子との接続は、図９に示すように、導体ピン１７Ｂの下端に形成した圧接刃１７Ｂ−１を単芯線２０に圧接接続させて、上端のタブ１７Ｂ−２をアッパーケース１１に設けたコネクタ収容部１１ａに突出させている。該タブ１７Ｂ−２がコネクタ３３内の端子３４と嵌合することにより、単芯線２０は電線ｗと接続される。
【００２８】
また、単芯線２０とロアケース１２のヒューズ収容部１２ａに収容するヒューズ（図示せず）とは、単芯線２０に上端を圧接した導体ピン１７Ａを、絶縁板１６に設けた端子挿通孔１６ｃを通して、ヒューズ収容部１２ａに収容されるヒューズ（図示せず）と嵌合接続している。リレーを搭載している場合には、リレーと単芯線も、同様に導体ピンを介して接続している。
【００２９】
上記コネクタ、ヒューズ、リレーおよびバスバーと接続するための導体ピン１７Ａ〜１７Ｃと単芯線２０との接続は、配線方向と直交する同一列では、一括して同時に圧接接続している。
【００３０】
絶縁板１６上に配線する単芯線２０は、導体ピン１７Ａ〜１７Ｃと圧接接続させた後、回路を不連続とさせたい箇所を切除して、図１に示すように、長さを相違させている。
【００３１】
上記した単芯線２０、バスバー１５、ＥＣＵ１３をアッパーケース１１とロアケース１２からなるケース内部に収容したジャンクションボックス１０は、特に、単芯線２０とＥＣＵ１３の導体２６Ａ、２６Ｂとを中継端子を介さずに直接に接続しているため、従来必要とされた基板上に設けるコネクタを不要とでき、かつ、中継端子がないことにより、スペースを採らず、ジャンクションボックスの小型化および軽量化を図ることができる。
【００３２】
上記ジャンクションボックス１０の内部回路のうち、バスバー１５は電源と接続した大電流回路、単芯線２０は小電流回路として用いている。
【００３３】
なお、上記実施形態のジャンクションボックスではＦＰＣを収容していないが、図１０に示すように、ＦＰＣ３０を絶縁板１６の下方に配置している場合には、ＦＰＣ３０の上面の絶縁樹脂フィルム３０ａを剥離しておき、露出された導体３０ｂの上面に単芯線２０の芯線２０ａを重ね、抵抗溶接あるいは超音波溶接して、単芯線２０とＦＰＣ３０とを直接的に電気接続している。
【００３４】
図１１は第２実施形態を示し、単芯線として絶縁被覆されていない裸単芯線４０を用いている。該裸単芯線４０の場合、端末は皮剥ぎすることなしに端末４０を第１実施形態と同様に、ＥＣＵ１３の取付孔１３ｂに挿入して導体２６Ａと接続している。
【００３５】
ＥＣＵ以外のバスバー、ＦＰＣの接続も、第１実施形態と同様に重ね合わせて溶接している。また、搭載するコネクタ、リレー、ヒューズの端子とも導体ピンを介して接続している。其の際、導体ピンの一端の圧接刃を絶縁被覆に切り込ませ、芯線と圧接接続させている。
【００３６】
なお、上記実施形態では電線を平行配列しているが、必ずしも平行配線する必要はなく、単芯線を回路パターンで配線して、該単芯線と下方あるいは上方に配置するバスバー、ＥＣＵ、ＦＰＣと溶接や導電性接着剤による接着で、中継端子を介さずに直接的に接続してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ジャンクションボックスの内部回路として単芯線を用い、他の内部回路の導体と直接に溶接、あるいは導電性接着剤を用いて電気接続しているため、中継端子を用いる必要はなく、かつ、該中継端子に接続するタブを回路側に設ける必要はなくなる。その結果、部品点数の削減、および加工工数および組立工数の減少をはかることができ、ジャンクションボックスの製作コストを大幅に低下させることができる。
【００３８】
特に、単芯線を平行配線すると、該配線方向と直交する方向の同一列で一括して同時に他の回路と接続させることができ、作業手数を減少できる。また、単芯線を接続部の近傍で弛ませておくと、接続部に負荷される応力を緩和でき、電気接続信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のジャンクションボックスの上部側の分解斜視図である。
【図２】上記ジャンクションボックスの下部側の分解斜視図である。
【図３】要部拡大斜視図である。
【図４】単芯線を絶縁板に配線する方法を示す概略図である。
【図５】単芯線とＥＣＵの導体との接続状態を示す断面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は単芯線とＥＣＵの導体との接続方法の変形例を示す図である。
【図７】単芯線と接続するためのＥＣＵの基板に設ける取付穴の変形例を示す図面である。
【図８】単芯線の中間部とバスバーとの接続状態とを示す断面図である。
【図９】単芯線と外部端子との接続状態を示す概略図である。
【図１０】単芯線とＦＰＣとの接続状態を示す断面図である。
【図１１】第２実施形態の裸単芯線とＥＣＵの導体との接続状態を示す断面図である。
【図１２】従来のジャンクションボックスの分解斜視図である。
【図１３】他の従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ ジャンクションボックス
１１ アッパーケース
１２ ロアケース
１３ ＥＣＵ
１５ バスバー
１６ 絶縁板
１７Ａ〜１７Ｃ 導通ピン
２０ 単芯線
２０ａ 端末芯線

Claims (4)

1. ジャンクションボックスのアッパーケースとロアケースの内部に、単芯線と共に、ＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）あるいは／およびＥＣＵ（電子制御ユニット）からなる回路体が収容され、
   上記単芯線は、中間が皮剥ぎされて芯線が露出されていると共に、絶縁板上に直線状として互いに平行配線され、該絶縁板の開口に上記露出された中間芯線を弛ませて挿入し、上記絶縁板を介した他層の回路体の導体に重ね合わせ、半田溶接、抵抗溶接、超音波溶接あるいは導電性接着剤で接着して、電気接続されているジャンクションボックスの内部回路接続構造。
2. ジャンクションボックスのアッパーケースとロアケースの内部に、単芯線と共に、ＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）あるいは／およびＥＣＵ（電子制御ユニット）からなる回路体が収容され、
   上記単芯線は、先端が皮剥ぎされて芯線が露出されていると共に、絶縁板上に直線状として互いに平行配線されていると共に、上記絶縁板の端縁から折り曲げ、該絶縁板を介した他層の平行配線された導体と半田溶接、抵抗溶接、超音波溶接あるいは導電性接着剤で接着して電気接続し、かつ、これら電気接続位置は一列あるいは千鳥配列とされているジャンクションボックスの内部回路接続構造。
3. 上記ＥＣＵの上方に配置された上記絶縁板の上面に上記単芯線が平行配線されていると共に、該絶縁板の端縁から単芯線が下向きに屈折され、下方のＥＣＵの基板に並列に穿設された取付孔内に、上方から或いは下方から挿入され、上記基板上の導体と接続されている請求項２に記載のジャンクションボックスの内部回路接続構造。
4. 上記単芯線は上記絶縁板を介在させて、バスバーおよびＥＣＵと積層配置され、上記バスバーは大電流回路、上記単芯線は小電流回路とされている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のジャンクションボックスの内部回路接続構造。

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