JP7398412B2 - 電気接続構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両などに用いられる電気接続構造に関する。
車両には、バッテリなどの電源や多数の負荷が搭載されており、電源からの電力は、例えば電源ユニットやワイヤハーネスを介して各負荷へ供給される。
特許文献１には、外部電源から電池へ充電を行う充電装置と、電池の電流を直流から交流に変換してモータへ供給するインバータと、これらの電気的接続を中継するジャンクションボックスとを有する電気接続構造が開示されている。この電気接続構造では、インバータとジャンクションボックスが、仕切り部材に設けられた開口部を貫くバスバを介して接続される。
特開２０１７－１２１１７８号公報
ところで、上記の電気接続構造では、インバータとジャンクションボックスとを接続するバスバをそれぞれインバータの端子部及びジャンクションボックスの端子部へボルトによって締結して接続している。このため、接続作業に手間がかかり、しかも、ボルトを締結する際に煩雑なトルク管理を要することとなる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユニット同士を容易に電気的に接続することが可能な電気接続構造を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る電気接続構造は、下記を特徴としている。
第１ユニットに対して第２ユニットを装着することにより、前記第１ユニットに設けられた端子に前記第２ユニットに設けられた接続端子が電気的に接続される電気接続構造であって、
前記端子は、板状のタブを有し、
前記接続端子は、前記タブが挿し込まれる接続溝部が形成されたレセプタクルと、前記接続溝部の両内側面にそれぞれ設けられ、前記接続溝部に挿し込まれる前記タブの両面に弾性的に接触する複数のバネ接点と、を備え、
前記第２ユニットとは別部材であるワイヤハーネスの電線の端部に、前記第２ユニットに設けられた前記接続端子とは別の前記接続端子が設けられ、別の前記接続端子を前記第１ユニットの前記端子に接続させることにより、別の前記接続端子が備える前記バネ接点が、前記第２ユニットに設けられた前記接続端子が接続される前記タブとは別の前記タブの両面に弾性的に接触され、
前記端子は、本体部と、一対の脚部と、一対のタブと、を備え、前記一対のタブは、前記本体部の前後の側縁で前記脚部と反対方向である上方へ屈曲されて延在されている、
電気接続構造。
本発明によれば、ユニット同士を容易に電気的に接続することが可能な電気接続構造を提供できる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図１は、本実施形態に係る電気接続構造を備えた電源ユニット、ジャンクションボックス及びワイヤハーネスの斜視図である。 図２は、ジャンクションボックス及びワイヤハーネスが組付けられた電源ユニットの斜視図である。 図３は、端子及び接続端子の非接続状態における斜視図である。 図４は、端子及び接続端子の接続状態における斜視図である。 図５は、タブ及びレセプタクルの構造を説明するタブ及びレセプタクルの側断面図である。 図６は、中央で破断させたレセプタクルの斜視図である。 図７は、端子への接続端子の接続前の斜視図である。 図８は、端子への接続端子の接続途中の斜視図である。 図９は、端子への接続端子の接続状態の斜視図である。 図１０は、タブとレセプタクルとの接続途中の側断面図である。 図１１は、タブとレセプタクルとの接続状態の側断面図である。
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
図１は、本実施形態に係る電気接続構造を備えた電源ユニット、ジャンクションボックス及びワイヤハーネスの斜視図である。図２は、ジャンクションボックス及びワイヤハーネスが組付けられた電源ユニットの斜視図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電気接続構造は、電源ユニット（第１ユニット）１０に対して接続相手を電気的に接続する接続構造である。本例では、電源ユニット１０は、例えば、自動車等の車両に搭載されるＤＣ／ＤＣコンバータである。電源ユニット１０には、接続相手としてジャンクションボックス（第２ユニット）３０及びワイヤハーネス４０が接続される。
電源ユニット１０は、ハウジング１１を有しており、このハウジング１１内に、電源回路が内蔵されている。ハウジング１１は、ケース１２と、カバー１３とを有しており、ケース１２の上部にカバー１３が被せられて装着される。
また、電源ユニット１０は、端子台１５を備えている。端子台１５は、ハウジング１１のケース１２に組付けられている。この端子台１５は、複数（本例では３つ）の接続部１６を有しており、これらの接続部１６には、それぞれ端子２０が設けられている。これらの端子２０は、ハウジング１１内に設けられた回路基板（図示略）に接続されている。
ジャンクションボックス３０は、ハウジング３１を有しており、このハウジング３１内に、回路基板３２が収容されている。このジャンクションボックス３０は、接続端子部３３を備えており、この接続端子部３３には、複数（本例では３つ）の接続端子５０が収容されている。これらの接続端子５０は、ハウジング３１内に収容された回路基板３２に電気的に接続されている。
このジャンクションボックス３０は、電源ユニット１０に対して、その上方側から装着されるようになっている（図２参照）。そして、このジャンクションボックス３０を電源ユニット１０に装着させることにより、接続端子部３３が電源ユニット１０の端子台１５に組付けられる。これにより、ジャンクションボックス３０の接続端子５０が電源ユニット１０の端子台１５に設けられた端子２０に電気的に接続される。
電源ユニット１０のハウジング１１とジャンクションボックス３０のハウジング３１との間には、例えば、スナップフィット等の係止構造（図示略）が設けられている。これにより、電源ユニット１０にジャンクションボックス３０を装着すると、電源ユニット１０のハウジング１１にジャンクションボックス３０のハウジング３１が係止され、ハウジング３１内の接続端子５０と電源ユニット１０の端子台１５の端子２０との電気的な接続状態が維持される。なお、ジャンクションボックス３０を電源ユニット１０に装着した状態で電源ユニット１０のハウジング１１にジャンクションボックス３０のハウジング３１をネジ止めして固定してもよい。
ワイヤハーネス４０は、複数本（本例では３本）の電力線からなる電線４１を備えている。電線４１は、導体４２の周囲を絶縁性樹脂からなる外被４３で覆った絶縁電線である。これらの電線４１には、その端部に、ハウジング４４が組付けられている。ハウジング４４には、複数（本例では３つ）の接続端子５０が収容されている。これらの接続端子５０には、端部で露出された電線４１の導体４２が、例えば、ハンダ付けや超音波接合によって接続されている。
このワイヤハーネス４０のハウジング４４は、図２に示すように、電源ユニット１０に対して、その上方側から装着される。そして、このワイヤハーネス４０のハウジング４４を電源ユニット１０に装着させることにより、ハウジング４４内の接続端子５０が電源ユニット１０の端子台１５に設けられた端子２０に電気的に接続される。
電源ユニット１０のハウジング１１とワイヤハーネス４０のハウジング４４との間にも、例えば、スナップフィット等の係止構造（図示略）が設けられている。これにより、電源ユニット１０にワイヤハーネス４０のハウジング４４を装着すると、電源ユニット１０のハウジング１１にワイヤハーネス４０のハウジング４４が係止され、ハウジング４４内の接続端子５０と電源ユニット１０の端子台１５の端子２０との電気的な接続状態が維持される。なお、ワイヤハーネス４０のハウジング４４を電源ユニット１０に装着した状態で電源ユニット１０のハウジング１１にワイヤハーネス４０のハウジング４４をネジ止めして固定してもよい。
図３～４は、端子及び接続端子の構造を説明する図であって、図３は非接続状態における斜視図、図４は接続状態における斜視図である。図３～図４を参照しながら端子２０及び接続端子５０について説明する。
図３及び図４に示すように、端子２０は、例えば、銅または銅合金等の導電性金属板からなるもので、プレス加工によって形成されている。端子２０は、本体部２１と、一対の脚部２２と、一対のタブ２３と、を有している。
本体部２１は、板状に形成されている。脚部２２は、本体部２１の左右の側縁に形成され、タブ２３は、本体部２１の前後の側縁に形成されている。
脚部２２は、本体部２１の左右の側縁で下方へ屈曲されており、その端部には、下方へ突出する複数のピン２５が形成されている。脚部２２に形成されたピン２５は、電源ユニット１０のハウジング１１内に収容される回路基板に形成されたスルーホール（図示略）に挿し込まれて固定される。脚部２２のピン２５は、回路基板の導体パターンにハンダ付けされて電気的に接続される。
タブ２３は、本体部２１の前後の側縁で、脚部２２と反対方向である上方へ屈曲されて延在されている。タブ２３は、その端部における両側面が、先端へ向かって次第に厚さ方向の中央へ傾斜するテーパ面２６を有している。
接続端子５０は、連結板５１と、レセプタクル５２と、を有している。連結板５１は、例えば、銅または銅合金等の導電性金属板からなるもので、その端部に、ネジ５３が挿通可能な挿通孔５４が形成されている。レセプタクル５２は、例えば、銅または銅合金等の導電性金属材料から形成されたものでブロック状に形成されている。このレセプタクル５２には、その上部にネジ孔（図示略）が形成されており、このネジ孔には、連結板５１の挿通孔５４に挿し込んだネジ５３がねじ込まれる。これにより、レセプタクル５２は、ネジ５３によって連結板５１の端部に締結固定されて電気的に接続されている。
ジャンクションボックス３０では、接続端子５０は、ハウジング３１内に収容された回路基板３２に連結板５１が固定されて回路基板３２の導体パターンと電気的に接続される。また、ワイヤハーネス４０では、接続端子５０は、電線４１の導体４２が連結板５１に接合されて電気的に接続されている。
図５は、タブ及びレセプタクルの構造を説明するタブ及びレセプタクルの側断面図である。図６は、中央で破断させたレセプタクルの斜視図である。
図５に示すように、レセプタクル５２は、接続溝部６１を有している。接続溝部６１は、レセプタクル５２における連結板５１との固定側と反対側で開放されており、端子２０のタブ２３の厚みよりも僅かに大きな溝幅を有している。レセプタクル５２には、接続溝部６１の対向する内側面６２の間に端子２０のタブ２３が挿し込まれる。接続溝部６１の対向する内側面６２には、その接続溝部６１の開放端に、先端へ向かって次第に外側へ傾斜するガイド面６３が形成されている。
図６に示すように、レセプタクル５２は、複数のバネ接点７１を有している。これらのバネ接点７１は、バネ鋼を棒状に形成したもので、接続溝部６１の対向する内側面６２に複数本（本例では４本）ずつ取り付けられている。
接続溝部６１の内側面６２には、装着凹部６５が形成されており、バネ接点７１は、接続溝部６１に対するタブ２３の挿抜方向に沿って配置されて装着凹部６５に装着されている。装着凹部６５には、底面と側面との隅部に係止溝部６６が形成されており、バネ接点７１は、その両端が係止溝部６６に係止された状態で装着凹部６５に並列に配置されている。この装着凹部６５に装着されたバネ接点７１は、それぞれ接続溝部６１の中央へ向かって膨出されている。
次に、端子２０と接続端子５０との接続について、電源ユニット１０の端子台１５へジャンクションボックス３０を接続する場合を例にとって説明する。
図７～９は、端子への接続端子の接続の仕方を説明する図であって、図７は接続前の斜視図、図８は接続途中の斜視図、図９は接続状態の斜視図である。図１０～１１は、タブとレセプタクルとの接続の経過を示す図であって、図１０は接続途中の側断面図、図１１は接続状態の側断面図である。なお、上述した図５は、タブとレセプタクルとの接続前の側断面図に対応する。
図７に示すように、電源ユニット１０の端子台１５の上方にジャンクションボックス３０の接続端子部３３を配置させる。これにより、図５に示すように、接続端子部３３の接続端子５０のレセプタクル５２を端子台１５の端子２０の各タブ２３の上方位置に配置させる。
図８に示すように、電源ユニット１０に対してジャンクションボックス３０を下方（図７における矢印Ａ方向）へ移動させる。すると、図１０に示すように、端子２０のタブ２３の先端部分が接続端子５０のレセプタクル５２の接続溝部６１に入り込む。ここで、タブ２３の先端は、先端へ向かって次第に厚さ方向の中央へ傾斜するテーパ面２６を有し、レセプタクル５２は、接続溝部６１の開放端に、先端へ向かって次第に外側へ傾斜するガイド面６３を有している。したがって、タブ２３は、テーパ面２６がガイド面６３によってガイドされることにより、レセプタクル５２の接続溝部６１へ円滑に案内される。
図９に示すように、電源ユニット１０に対してジャンクションボックス３０を下方（図８における矢印Ｂ方向）へ押し込み、完全嵌合させる。すると、図１１に示すように、端子２０のタブ２３が接続端子５０のレセプタクル５２の接続溝部６１に挿し込まれる。これにより、接続溝部６１の内側面６２に設けられて接続溝部６１の中央へ向かって膨出されている複数のバネ接点７０が外側へ押圧されて弾性変形されることにより、これらのバネ接点７０がタブ２３の両面に弾性的に接触する。したがって、複数のバネ接点７０を介してタブ２３とレセプタクル５２とが導通し、端子２０と接続端子５０とが電気的に接続される。
以上のように、本実施形態に係る電気接続構造によれば、電源ユニット１０に対してジャンクションボックス３０を装着することにより、電源ユニット１０の端子２０のタブ２３がジャンクションボックス３０の接続端子５０に設けられたレセプタクル５２の接続溝部６１に挿し込まれる。すると、タブ２３の両面にレセプタクル５２の複数のバネ接点７０が弾性的に接触する。これにより、手間のかかる締結作業やトルク管理を行うことなく、電源ユニット１０の端子２０とジャンクションボックス３０の接続端子５０とを低挿入力で容易に電気的に接続させることができる。また、タブ２３の両面に複数のバネ接点７０が接触する構造であるので、接触抵抗を抑えつつ接続箇所に大電流を流すことができる。
また、電源ユニット１０の端子２０には、ワイヤハーネス４０の電線４１に設けられた接続端子５０を接続させることもできる。そして、電源ユニット１０の端子２０にワイヤハーネス４０の電線４１の接続端子５０を接続させることにより、電源ユニット１０の端子２０のタブ２３が電線４１の接続端子５０に設けられたレセプタクル５２の接続溝部６１に挿し込まれる。すると、タブ２３の両面にレセプタクル５２の複数のバネ接点７０が弾性的に接触する。これにより、手間のかかる締結作業やトルク管理を行うことなく、電源ユニット１０の端子２０にワイヤハーネス４０の電線４１の接続端子５０を低挿入力で容易に電気的に接続させることができる。
このように、電源ユニット１０の端子２０は、一対のタブ２３を有しているので、電源ユニット１０の端子２０の一対のタブ２３にジャンクションボックス３０及び電線４１の両方の接続端子５０を接続することができる。
なお、レセプタクル５２に設けるバネ接点７０としては、湾曲させた幅広の板状に形成されたリーフ型、または、湾曲させた幅広の板状部分に複数のスリットを形成した櫛歯型などであってもよい。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
ここで、上述した本発明の実施形態に係る電気接続構造の特徴をそれぞれ以下［１］～［３］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 第１ユニット（電源ユニット１０）に対して第２ユニット（ジャンクションボックス３０）を装着することにより、前記第１ユニット（電源ユニット１０）に設けられた端子（２０）に前記第２ユニット（ジャンクションボックス３０）に設けられた接続端子（５０）が電気的に接続される電気接続構造であって、
前記端子（２０）は、板状のタブ（２３）を有し、
前記接続端子（５０）は、前記タブ（２３）が挿し込まれる接続溝部（６１）が形成されたレセプタクル（５２）と、前記接続溝部（６１）の両内側面（６２）にそれぞれ設けられ、前記接続溝部（６１）に挿し込まれる前記タブ（２３）の両面に弾性的に接触する複数のバネ接点（７０）と、
を備える電気接続構造。
上記［１］の構成の電気接続構造によれば、第１ユニットに対して第２ユニットを装着することにより、第１ユニットの端子のタブが第２ユニットの接続端子に設けられたレセプタクルの接続溝部に挿し込まれる。すると、タブの両面にレセプタクルの複数のバネ接点が弾性的に接触する。これにより、手間のかかる締結作業やトルク管理を行うことなく、第１ユニットの端子と第２ユニットの接続端子とを低挿入力で容易に電気的に接続させることができる。また、タブの両面に複数のバネ接点が接触する構造であるので、接触抵抗を抑えつつ接続箇所に大電流を流すことができる。
［２］ ワイヤハーネス（４０）の電線（４１）の端部に前記接続端子（５０）が設けられ、前記接続端子（５０）を前記第１ユニット（電源ユニット１０）の前記端子（２０）に接続させることにより、前記レセプタクル（５２）の前記バネ接点（７０）が前記タブ（２３）の両面に弾性的に接触される、
上記［１］に記載の電気接続構造。
上記［２］の構成の電気接続構造によれば、第１ユニットの端子にワイヤハーネスの電線に設けられた接続端子を接続させることにより、第１ユニットの端子のタブが電線の接続端子に設けられたレセプタクルの接続溝部に挿し込まれる。すると、タブの両面にレセプタクルの複数のバネ接点が弾性的に接触する。これにより、手間のかかる締結作業やトルク管理を行うことなく、第１ユニットの端子にワイヤハーネスの電線の接続端子を低挿入力で容易に電気的に接続させることができる。
［３］ 前記端子（２０）は、一対の前記タブ（２３）を有し、それぞれの前記タブ（２３）に前記第２ユニット（ジャンクションボックス３０）及び前記電線（４１）に設けられた前記接続端子（５０）が接続される、
上記［２］に記載の電気接続構造。
上記［３］の構成の電気接続構造によれば、第１ユニットの端子の一対のタブに第２ユニット及び電線の両方の接続端子を接続することができる。
１０ 電源ユニット（第１ユニット）
１１ ハウジング
１２ ケース
１３ カバー
１５ 端子台
１６ 接続部
２０ 端子
２１ 本体部
２２ 脚部
２３ タブ
２５ ピン
２６ テーパ面
３０ ジャンクションボックス（第２ユニット）
３１ ハウジング
３２ 回路基板
３３ 接続端子部
４０ ワイヤハーネス
４１ 電線
４２ 導体
４３ 外被
４４ ハウジング
５０ 接続端子
５１ 連結板
５２ レセプタクル
６１ 接続溝部
６２ 内側面
６３ ガイド面
６５ 装着凹部
６６ 係止溝部
７０ バネ接点

Claims (2)

  1. 第１ユニットに対して第２ユニットを装着することにより、前記第１ユニットに設けられた端子に前記第２ユニットに設けられた接続端子が電気的に接続される電気接続構造であって、
    前記端子は、板状のタブを有し、
    前記接続端子は、前記タブが挿し込まれる接続溝部が形成されたレセプタクルと、前記接続溝部の両内側面にそれぞれ設けられ、前記接続溝部に挿し込まれる前記タブの両面に弾性的に接触する複数のバネ接点と、を備え、
    前記第２ユニットとは別部材であるワイヤハーネスの電線の端部に、前記第２ユニットに設けられた前記接続端子とは別の前記接続端子が設けられ、別の前記接続端子を前記第１ユニットの前記端子に接続させることにより、別の前記接続端子が備える前記バネ接点が、前記第２ユニットに設けられた前記接続端子が接続される前記タブとは別の前記タブの両面に弾性的に接触され、
    前記端子は、本体部と、一対の脚部と、一対のタブと、を備え、前記一対のタブは、前記本体部の前後の側縁で前記脚部と反対方向である上方へ屈曲されて延在されている、
    電気接続構造。
  2. 前記第２ユニットに設けられた前記接続端子が前記一対のタブの一方に接続され、前記電線に設けられた前記接続端子が前記一対のタブの他方に接続される、
    請求項１に記載の電気接続構造。
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