JP3685038B2 - 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１３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。また、バスバー同士の溶接では、溶接時の熱ひずみでバスバーに反りが発生しやすい問題もある。
【０００７】
また、図１４（Ａ）に示すように、コネクタモジュール２のコネクタ７Ａ、７Ｂに接続するコネクタ回路Ｃ１，Ｃ２があり、回路Ｃ１，Ｃ２とをヒューズモジュールのヒューズ８に接続する場合、コネクタモジュール２の回路Ｃ１とＣ２とは別の層にしないと配索できず、バスバー層が増加する問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、バスバーの構成を簡単にするとともに、溶接箇所を減少することを課題としている。
【０００９】
【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、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部に設ける内部回路の導体のうち、コネクタに接続されるコネクタ接続用の導体と、リレーに接続されるリレー接続用の導体とは分割し、これら各導体を夫々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、リレー接続用の回路板を備えたリレーモジュールを設け、
上記ジャンクションボックスのケース内部の中央に上記コネクタモジュールを配置し、該コネクタモジュールの一側部に隣接させて上記リレーモジュールを配置し、
上記コネクタモジュールの導体は、絶縁基板の一面に平行配線した単芯線と、該絶縁基板の他面に単芯線と直交方向に平行配置した短冊状のバスバーとから構成し、該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、
上記リレーモジュールの導体はバスバーとし、該バスバーの一端をリレーの端子と接続させると共に、該バスバーの他端に設けた圧接端子を並列配置し、これら圧接端子を上記コネクタモジュールに並列配置した単芯線に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、リレーモジュールのバスバーの端部に形成した圧接端子を、上記単芯線の中間位置に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。
その際、コネクタモジュールの単芯線の先端をヒューズモジュールのバスバーの端部に形成した圧接端子と圧接接続させると共に、単芯線の他端をジャンクションボックス内に収容した電子制御ユニットの導体と中継端子を介して圧接接続させると、コネクタモジュールとリレーモジュール、ヒューズモジュール、電子制御ユニットとの回路接続を全て単芯線と圧接端子との圧接接続で行うことができる。このように、コネクタモジュールの単芯線の各部位を有効利用することにより、モジュール間の回路接続を、バスバー同士の溶接に代えて圧接接続で行うことができ、モジュール間の回路接続作業を簡単なものとすることができる。また、バスバー同士の溶接で発生する熱ひずみによるバスバーの反りの問題も解消することができる。
【００１１】
上記リレーモジュールの各リレーの端子と接続したバスバー先端の圧接端子は並列配置し、上記コネクタモジュールに並列配置した単芯線に圧接接続させている。該構成とすると、リレーモジュールとコネクタモジュールとの回路接続を一度の圧接作業で行うことができる。
具体的には、上記リレーモジュールのバスバーの圧接端子と単芯線とを圧接接続する部位では、絶縁基板に各圧接端子の両側の圧接刃が挿入する孔を設け、該孔に単芯線と圧接接続させた圧接刃の先端を挿入して、圧接端子の位置決め保持を図っている。
【００１２】
上記リレーモジュールは、バスバーをインサートモールドした絶縁基板上にリレーを搭載し、該リレーの端子を上記基板およびバスバーに形成した孔に貫通させて、リレーの端子とバスバーとを半田溶接して基板直付けタイプとしている。
上記構成とすると、リレーの高さを低くでき、ジャンクションボックスの薄型化を図ることができる。
【００１３】
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た回路板を複数枚積層した構成としている。
上記構成とすると、バスバーは短冊形状の汎用のものを使用でき、大幅なコストダウンを図ることができると共に、バスバーと単芯線との接続位置を変えるだけで回路変更にも簡単に対応させることができる。さらに、並設したバスバーの両端にタブを形成し、これらタブをケース側面に設けたコネクタ収容部に突出させると、コネクタの側面配置が簡単にでき、ワイヤハーネスの取り回しスペースの減少を図ることができる。
【００１４】
上記ジャンクションボックスの全体的なレイアウトは、ケース内部の中央下部にコネクタモジュールを配置し、該コネクタモジュールの一側部に上記ヒューズモジュールを配置し、該ヒューズモジュール配置側のコネクタモジュールの上部に上記リレーモジュールを配置し、さらに、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おり、
上記コネクタモジュールのバスバーの両端より突設したタブをサイドケースに設けたコネクタ収容部に突出させてコネクタを側面嵌合とし、かつ、上記ヒューズモジュールのヒューズ取付部は上記コネクタ収容部と直交するケース側面に設けてヒューズも側面嵌合としている。
【００１５】
上記したレイアウトとすると、ジャンクションボックスのケース側面を有効利用でき、ジャンクションボックスの薄型化を図ることができる。
【００１６】
【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じ、図２乃至図４は組み立て状態でのジャンクションボックスの断面図を示す。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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方向に平行配索している。よって、単芯線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。
【００２０】
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に相当する位置の単芯線２１を屈曲させ、開口２０ａを介してバスバー２２と単芯線２１の屈曲部とを接合させ、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。
【００２１】
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、最下層の回路板１００Ｃの下部に、絶縁板２５を介して、図６（Ｂ）に示すように、従来と同様に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。
【００２２】
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２２ｂを設け、これらのタブ２２ｂ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。
【００２３】
上記３層の回路体１００は図７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では上面に、次ぎの回路体１００Ｂでは下面に、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７中で矢印で示す方向に折り曲げて、回路体１００Ａ〜１００Ｃを上下に積層した状態としている。
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。
【００２４】
積層状態では、絶縁基板２０を挟んで上面に単芯線２１、下面にバスバー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。
【００２５】
また、最上層の回路板１００Ａでは、絶縁基板２０に図８に示すように、幅方向の一側部に、各単芯線２１の配線位置の両側に一対の圧接刃挿入孔２０ｂと２０ｃとを設けている。この回路板１００Ａの一部の単芯線２１の中間部位には、リレーモジュール１３の後述するバスバーの圧接端子が圧接接続され、該圧接接続される圧接端子の両側圧接刃が上記圧接刃挿入孔２０ｂ、２０ｃに挿入されるようにしている。
【００２６】
上記単芯線２１の上流端２１ａはコネクタモジュール１１の左端側に位置し、ヒューズモジュール１２のバスバーの圧接端子と圧接接続させる一方、単芯線２１の下流端２１ｂはコネクタモジュールの右側端に位置し、電子制御ユニット１９の導体と接続させる中継端子５６の圧接端子と圧接接続させるようにしている。
【００２７】
上記リレーモジュール１３は図９および図１０に示すように、絶縁基板４２内にバスバー４１をモールドしており、リレー４０の本体部を絶縁基板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で溶接した基板直付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を形成している。
上記圧接端子４１ｂは、コネクタモジュール１１の上方に位置し、最上層の回路板１００Ａの単芯線２１の中間部に圧接接続させている。
また、バスバー４１の一部は図１０（Ｄ）に示すようにヒューズモジュール１２のバスバー３３のタブ３３ｃと直接圧接接続させている。
【００２８】
上記ヒューズモジュール１２は図１１に示すように、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段に形成した絶縁基板３０を備えている。
上記絶縁基板３０には、図１２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。
【００２９】
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、これら単芯線２１の上流端に多数の圧接端子３３ｂを同時に圧接接続させている。
【００３０】
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３５のヒューズ端子３５ａ、３５ｂ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２６の圧接端子２６ａからなる。
【００３１】
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、垂直方向の縦バスバー状の中継端子５６の上端とＥＣＵコネクタ５８を介して、またはコネクタを介さずに直接接続している。 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の下流端と圧接接続させている。
【００３２】
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の下流端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の上流端に圧接接続させている。かつ、コネクタモジュール１１の一側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の中間部位に圧接接続させている。
【００３３】
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、その中間部位にリレーモジュール１３のバスバーの圧接端子を圧接接続させることができ、かつ、単芯線の一端をヒューズモジュール１２のバスバーの圧接端子と圧接接続させることができる。さらに、単芯線２１の他端を電子制御ユニット１９の導体と中継端子５６を介して圧接接続させることができる。
【００３４】
このように、コネクタモジュール１１に対して、リレーモジュール１３、ヒューズモジュール１２、電子制御ユニット１９とを、単芯線とバスバーの圧接端子との圧接接続で回路接続しているため、従来のバスバー同士の溶接で回路接続する場合と比較して、接続作業性を向上させることができ、かつ、溶接時の熱ひずみの影響も単芯線により容易に吸収することができる。
【００３５】
また、図１４（Ｂ）に示すように、コネクタモジュール１１の回路Ｃ１，Ｃ２を構成するバスバー２２の両端をコネクタモジュール７Ａ’、７Ｂ’と接続すると共に、絶縁基板２０を介在させて他面側に直交配置した単芯線２１をバスバー２２にそれぞれ接続して、単芯線２１をリレー４０に接続することができる。その結果、絶縁基板の一面にバスバー、他面に単芯線を配索した１枚の回路板で構成することができ、バスバーの積層数を低減して、薄型化を図ることができる。
【００３６】
【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、リレーモジュールのバスバーの導体を上記単芯線の中間部位に圧接接続させることができ、リレーモジュールとコネクタモジュールとの回路接続をバスバー同士の溶接にかえて、単芯線とバスバーの圧接端子との圧接接続で行うことができる。
【００３７】
また、リレーモジュールを単芯線の中間部位に圧接接続させているため、単芯線の両端を他のモジュール、即ち、ヒューズモジュールのバスバーとの圧接接続箇所として利用できると共に、電子制御ユニットとの圧接接続箇所として利用することができる。
かつ、同一の単芯線にリレーモジュール、ヒューズモジュール、電子制御ユニットの回路を接続すると、リレー、ヒューズ、電子制御回路を接続させる必要がある場合に、簡単に接続することができる。
【００３８】
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。
【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の形成方法を示す説明図である。
【図８】 リレーモジュールと接続する単芯線の絶縁基板への配索状態を示す斜視図である。
【図９】 リレーモジュール取付部分を示す平面図である。
【図１０】 （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１１】 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１２】 （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１３】 従来のジャンクションボックスの分解斜視図である。
【図１４】 （Ａ）は従来の問題点を示す概略図、（Ｂ）は本発明で問題点を解決した状態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 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部に設ける内部回路の導体のうち、コネクタに接続されるコネクタ接続用の導体と、リレーに接続されるリレー接続用の導体は分割し、これら各導体を夫々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、リレー接続用の回路板を備えたリレーモジュールを設け、
   上記ジャンクションボックスのケース内部の中央に上記コネクタモジュールを配置し、該コネクタモジュールの一側部に隣接させて上記リレーモジュールを配置し、
   上記コネクタモジュールの導体は、絶縁基板の一面に平行配線した単芯線と、該絶縁基板の他面に単芯線と直交方向に平行配置した短冊状のバスバーとから構成し、該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、
   上記リレーモジュールの導体はバスバーとし、該バスバーの一端をリレーの端子と接続させると共に、該バスバーの他端に設けた圧接端子を並列配置し、これら圧接端子を上記コネクタモジュールに並列配置した単芯線に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. 上記リレーモジュールは、バスバーをインサートモールドした絶縁基板上にリレーを搭載し、該リレーの端子を上記絶縁基板およびバスバーに形成した孔に貫通させて、リレーの端子とバスバーとを半田溶接して基板直付けタイプとしている請求項１に記載のジャンクションボックス。

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