JP7780996B2 - 分岐ボックス、ワイヤハーネス配策構造 - Google Patents

Description

本発明は自動車において、電源と接続される幹線ケーブルから各電気機器等に分岐する分岐ボックス等に関するものである。

自動車において、各種の電気機器が複数搭載されている。車両の電源は、リレーボックスやジャンクションボックスといった電源分配機能を持った電源ボックスに接続され、各電気機器に接続して電源が供給される。通常、この電源ボックスは、車両の複数個所に配置され、複数の電気機器が集約されて使用される。

図５は、従来のワイヤハーネス配策構造１００を示す概念図である。車両１０１の各部に複数の電気機器１０５が配置される。電気機器１０５は、ワイヤハーネス１０７を介して電源ボックス１０３と接続され、電源ボックス１０３から分配される電力によって稼働する。

電源ボックス１０３は一つではなく複数の場合もあるが、電源ボックスの配置には制約があるため、必ずしも電気機器１０５に近い場所に配置することができず、ワイヤハーネス１０７の長さが長くなるという問題があった。

これに対し、電源ボックス１０３からの電源供給系統に複数の電源分配器を設置し、各電気機器を電源分配器に接続する方法が提案されている（特許文献１）。

特開２０１９－１３７３９４号公報

しかし、特許文献１のように、電源分配器同士を電源幹線で接続する方法では、それぞれの電源分配器（配電分岐ボックス）同士を接続するための幹線回路が必要となる。このため、部品点数が増えてしまうという問題がある。

また、車両のマイナーチェンジ等による装備追加の際には、既存の幹線回路を分割し、配電分岐ボックスやワイヤハーネスを新設する必要になる場合もある。しかし、配電分岐ボックスは、配置の関係上、ユニット等の間の最短の位置にレイアウト出来ず、接続するための電線が長くなってしまうという場合がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、電源分配をより容易に行うことが可能な自動車用の分岐ボックス等を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、自動車用のワイヤハーネス用分岐ボックスであって、メイン側ワイヤハーネスと接続される接続導体と、分岐側のコネクタと接続可能なコネクタ部材と、を具備し、前記接続導体が、メイン側ワイヤハーネスと圧着可能な圧着端子部と、前記圧着端子部から離間した位置に配置され、ヒューズが接続される第１音叉端子部と、を具備し、前記第１音叉端子部は、平面視において、前記圧着端子部に配置されるメイン側ワイヤハーネスの長手方向上の位置から、前記長手方向に垂直な方向に離間するように配置されており、前記コネクタ部材は、ヒューズが接続される第２音叉端子部と、分岐側ワイヤハーネスのコネクタと接続されるコネクタ部とを具備することを特徴とする分岐ボックスである。

第２の発明は、自動車用のワイヤハーネス用分岐ボックスであって、メイン側ワイヤハーネスと接続される接続導体と、分岐側のコネクタと接続可能なコネクタ部材と、を具備し、前記接続導体が、メイン側ワイヤハーネスと圧着可能な圧着端子部と、前記圧着端子部から離間した位置に配置され、ヒューズが接続される第１音叉端子部と、を具備し、前記コネクタ部材は、ヒューズが接続される第２音叉端子部と、分岐側ワイヤハーネスのコネクタと接続されるコネクタ部とを具備し、前記接続導体は、前記圧着端子部と前記第１音叉端子部とが別体で構成されて、接合され、前記圧着端子部と前記第１音叉端子部とは、厚みが異なり、前記圧着端子部が相対的に厚いことを特徴とする分岐ボックスである。

第３の発明は、自動車用のワイヤハーネス用分岐ボックスであって、メイン側ワイヤハーネスと接続される接続導体と、分岐側のコネクタと接続可能なコネクタ部材と、を具備し、前記接続導体が、メイン側ワイヤハーネスと圧着可能な圧着端子部と、前記圧着端子部から離間した位置に配置され、ヒューズが接続される第１音叉端子部と、を具備し、前記コネクタ部材は、ヒューズが接続される第２音叉端子部と、分岐側ワイヤハーネスのコネクタと接続されるコネクタ部とを具備し、前記接続導体は、前記圧着端子部と前記第１音叉端子部とが別体で構成されて、接合され、前記圧着端子部と前記第１音叉端子部とは、異なる材質で構成され、前記圧着端子部が相対的に強度の高い材質であることを特徴とする分岐ボックスである。

第４の発明は、自動車用のワイヤハーネス用分岐ボックスであって、メイン側ワイヤハーネスと接続される接続導体と、分岐側のコネクタと接続可能なコネクタ部材と、を具備し、前記接続導体が、メイン側ワイヤハーネスと圧着可能な圧着端子部と、前記圧着端子部から離間した位置に配置され、ヒューズが接続される第１音叉端子部と、を具備し、前記コネクタ部材は、ヒューズが接続される第２音叉端子部と、分岐側ワイヤハーネスのコネクタと接続されるコネクタ部とを具備し、前記第１音叉端子部と前記第２音叉端子部へのヒューズの接続方向が、メイン側ワイヤハーネスと平行な向きであり、前記コネクタ部材の前記コネクタ部へのコネクタの接続方向が前記メイン側ワイヤハーネスと平行であることを特徴とする分岐ボックスである。

第１－４の発明によれば、メイン側ワイヤハーネスを切断することなく、メイン側ワイヤハーネスの途中に分岐のための接続導体が接続されるため、分岐ボックスの設置のための制約が少なく、後から追加することも容易である。また、メイン側ワイヤハーネスと分岐側のコネクタとの間にヒューズを接続可能な音叉端子部が形成されるため、それぞれの分岐配線ごとにヒューズを取り付け、過電流から回路を保護することができる。

また、圧着端子部と第１音叉端子部とが別体で構成されて、溶接等によって接合されていれば、例えば、同一の第１音叉端子部を構成する部材を利用して、異なるサイズのメイン側ワイヤハーネスに適用することができる。

また、この場合、圧着端子部と第１音叉端子部とに厚みの異なる部材を用いることができるため、例えば圧着に必要な強度を確保するため、圧着端子部を厚くし、ヒューズの差し込み抵抗を少なくして適度なばね力を確保するため、第１音叉端子部の厚みを薄くすることができる。

また、同様に、着端子部と第１音叉端子部とに異なる材質を用いることができるため、例えば圧着端子部は圧着に必要な相対的に高い強度又は伸びを有する材質を適用し、第１音叉端子部は、相対的にばね力の高い材質を適用することができる。

また、第１音叉端子部と第２音叉端子部へのヒューズの接続方向を、メイン側ワイヤハーネスと平行な向きとすることで、分岐ボックスをコンパクトにすることができる。

第５の発明は、第１－４の発明のいずれかにかかる分岐ボックスを用いた車両用のワイヤハーネス配策構造であって、電源ボックスに接続されたメイン側ワイヤハーネスの途中で一部の外被が除去され、露出した導体が前記圧着端子部で圧着され、前記一部の外被の両側の外被が被覆圧着部で圧着され、前記第１音叉端子部と前記第２音叉端子部にヒューズが接続され、前記コネクタ部に、電気機器と接続される分岐側ワイヤハーネスが接続されることを特徴とするワイヤハーネス配策構造である。

１本の前記メイン側ワイヤハーネスに対して、複数の前記分岐ボックスが接続されて分岐されてもよい。

第５の発明によれば、分岐ボックスの内部において、それぞれのメイン側ワイヤハーネスの外被の一部を除去し、内部の導体を露出させ、接続導体とメイン側ワイヤハーネスの導体とが直接接合されるため、メイン側ワイヤハーネスを複数に分離する必要がなく、部品点数の増加を最小限とすることができる。また、既存のメイン側ワイヤハーネスに対しても、メイン側ワイヤハーネスを切断する必要がなく、レイアウトの自由度も高い。

また、メイン側ワイヤハーネスに複数の分岐ボックスを接続することで、それぞれの電気機器に対して効率的な位置の分岐ボックスから分岐させることができる。

本発明によれば、電源分配をより容易に行うことが可能な自動車用の分岐ボックス等を提供することができる。

接続導体１を示す斜視図。 分岐ボックス内部構造を示す斜視図。 分岐ボックスの内部構造を示す平面図。 ワイヤハーネス配策構造２９を示す図。 ワイヤハーネス配策構造１００を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、自動車用のワイヤハーネス用分岐ボックスに用いられる接続導体１を示す斜視図である。接続導体１は、メイン側ワイヤハーネス３と接続される。

接続導体１は、金属製であり、圧着端子部９と第１音叉端子部１１とを有する。圧着端子部９は、メイン側ワイヤハーネス３と圧着可能である。なお、メイン側ワイヤハーネス３は断面略円形の太物の丸電線であり、内部の導体７と導体７を外周から被覆する外被５とを有する。

メイン側ワイヤハーネス３の途中の、接続導体１が接続される部位は、所定長さの外被５が除去されて内部の導体７が露出する。圧着端子部９は、導体７を圧着するオープンバレル型の導体圧着部と、その両側の外被５を圧着するため、導体圧着部の両側に配置されるオープンバレル型の被覆圧着部からなる。

第１音叉端子部１１は、圧着端子部９から離間した位置に配置される。第１音叉端子部１１はヒューズが接続される部位であり、ヒューズを差し込んで接続可能なクリップ形状を有する。なお、図示した例では、第１音叉端子部１１に二つの端子部が形成されるが、第１音叉端子部１１の端子数は特に限定されない。

接続導体１は、圧着端子部９と第１音叉端子部１１とからなり、同一素材から一体でプレス等によって成形されてもよく、又は、別体で構成されて、溶接、ロウ付け、半田等によって接合されてもよい。例えば、以下に示す例では、圧着端子部９及び第１音叉端子部１１との接合部までの部位と、第１音叉端子部１１がそれぞれ別々の板状素材からプレス加工等によって形成され、両者が溶接されて一体化する。

このようにすることで、圧着端子部９と第１音叉端子部１１とを異なる厚みで構成することができる。例えば、圧着端子部９は、メイン側ワイヤハーネス３に対して圧着される部位であり圧着時に大きく変形するとともに、圧着後にメイン側ワイヤハーネス３との接続強度を確保する必要がある。このため、板厚を相対的に厚くすることで、圧着加工性及び圧着強度を確保することができる。例えば、圧着端子部９の厚みとしては、メイン側ワイヤハーネス３のサイズによるが、１．２ｍｍ厚程度とすることができる。

一方、第１音叉端子部１１を厚くしすぎると、ヒューズの差し込み部の細かな形状を形成することが困難となる。また、ヒューズの差込口にヒューズの端子部分を挿入する際に、端子部の剛性が大きすぎると、ヒューズの挿入性が悪化する。このため、第１音叉端子部１１では、板厚を相対的に薄くすることで、加工性及びヒューズの挿入性を向上させることができる。例えば、第１音叉端子部１１は、０．６４ｍｍ厚程度とすることができる。

また、圧着端子部９と第１音叉端子部１１とを異なる材質で構成することもできる。前述したように、圧着端子部９は、圧着後にメイン側ワイヤハーネス３と圧着され、圧着後の接続強度を確保する必要がある。このため、伸びの少ない材料や強度の低い材料を選択すると、圧着時に圧着端子部９に割れが生じるおそれや、圧着後の接続強度を十分に確保できないおそれがある。このため、相対的に強度の高い又は伸びの大きな材質を選択することが望ましく、例えば適切な強度の銅合金が適用可能である。

一方、第１音叉端子部１１は、前述したように強度（弾性率）が高すぎるとヒューズの挿入性が悪化する。また、容易に塑性変形可能であると、使用時に音叉端子部が開いてしまうなどのおそれがある。このため、相対的にばね性が高く弾性率が高すぎずに適度な材質を選択することが望ましく、例えば黄銅等が適用可能である。

図２は、分岐ボックス２７の内部構造を示す斜視図であり、ハウジング２５の透視図である。ハウジング２５にはメイン側ワイヤハーネス３が切断されることなく貫通し、内部には、接続導体１、コネクタ部材１３等が収容される。

前述したように、圧着端子部９は、メイン側ワイヤハーネス３に圧着される。この際、メイン側ワイヤハーネス３の導体７と、導体７を挟んだ両側の外被５が圧着される。すなわち、電源ボックスに接続されたメイン側ワイヤハーネス３の一部の外被５が除去され、露出した導体７に圧着端子部９が圧着される。

接続導体１の第１音叉端子部１１に対向する位置であって、圧着端子部９とは離間した位置には、分岐側のコネクタと接続可能なコネクタ部材１３が配置される。コネクタ部材１３は、第２音叉端子部１５とコネクタ部１７を有する。なお、図示した例では、第１音叉端子部１１の二つの端子部に対応させて二つのコネクタ部材１３が配置される。

コネクタ部材１３の一方の端部には、ヒューズ１９が接続される第２音叉端子部１５が設けられる。第２音叉端子部１５は、第１音叉端子部１１と同様の形状であり、第１音叉端子部１１と対応した位置であって、所定距離離間した位置に配置される。

ハウジング２５には、第１音叉端子部１１と第２音叉端子部１５に対応する部位に、ヒューズ１９の差込口が形成される。ヒューズ１９をハウジング２５のヒューズ差し込み口に挿入すると、ヒューズ１９は、第１音叉端子部１１と第２音叉端子部１５とにまたがるように接続される。なお、ヒューズ１９としては、ブレードヒューズのように差し込み式ではなくてもよい。

コネクタ部材１３の他方の端部（第２音叉端子部１５とは逆側）には、コネクタ部１７が設けられる。コネクタ部１７は、分岐側ワイヤハーネスのコネクタと接続される。

図３は、分岐ボックス２７を用いた分岐構造を示す平面図である。ハウジング２５のコネクタ部１７に対応する位置には、電気機器と接続される分岐側ワイヤハーネス２１のコネクタ２３を挿入するためのコネクタ挿入口が形成される。コネクタ部１７は、コネクタ挿入部の内面に露出する。このため、分岐側ワイヤハーネス２１のコネクタ２３を、ハウジング２５に挿入することで、コネクタ部１７に分岐側ワイヤハーネス２１を接続することができる。

ここで、第１音叉端子部１１と第２音叉端子部１５へのヒューズ１９の接続方向（図３の右方向）が、メイン側ワイヤハーネス３と略平行な向きである。このようにすることで、ヒューズ１９の挿抜作業が容易となり、また、分岐ボックス２７（ハウジング２５）の高さを低くすることができる。

また、同様に、コネクタ部材１３へのコネクタ２３の接続方向（図３の左方向）が、メイン側ワイヤハーネス３と略平行な向きである。このようにすることで、コネクタ２３の挿抜作業が容易となり、また、分岐側ワイヤハーネス２１をメイン側ワイヤハーネス３に沿って配置することができる。

次に、分岐ボックス２７を用いた車両用のワイヤハーネス配策構造について説明する。図４は、ワイヤハーネス配策構造２９を示す概念図である。車両３１には、電源ボックス３３が配置され、電源ボックス３３からメイン側ワイヤハーネス３が敷設される。

また、車両３１の各部には、複数の電気機器３５が配置される。それぞれの電気機器３５には、分岐側ワイヤハーネス２１が接続される。分岐側ワイヤハーネス２１のコネクタ（図示せず）は、メイン側ワイヤハーネス３の途中又は端部に接続された分岐ボックス２７に接続される。

図示したように、１本のメイン側ワイヤハーネス３に対しては、複数の分岐ボックス２７が配置される。それぞれの分岐ボックス２７には分岐側ワイヤハーネス２１が接続されて、メイン側ワイヤハーネスから分岐される。この際、分岐ボックス２７が、メイン側ワイヤハーネス３の任意の位置に配置することができる。例えば、既設のメイン側ワイヤハーネス３に対しても、分岐ボックス２７を追加することもできる。このため、各電気機器３５は、メイン側ワイヤハーネス３に対して取り回しの良い部位に接続することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、メイン側ワイヤハーネス３を切断することなく分岐させることができるため、分岐ボックス２７の設置の自由度が高く、設置作業も容易である。また、既設のメイン側ワイヤハーネス３に対して追加することもできるため、レイアウトの自由度も高い。このため、分岐側ワイヤハーネス２１を過剰に長くする必要がない。

また、圧着端子部９は、メイン側ワイヤハーネス３の導体７と外被５とに圧着することができるため、十分な接続強度を確保することができる。また、メイン側ワイヤハーネス３の一部の外被５を除去するのみで圧着が可能であるため、作業も容易である。

また、圧着端子部９と第１音叉端子部１１とを一体で形成するため、組立作業性にも優れる。この際、圧着端子部９と第１音叉端子部１１とが離れた位置に配置されるため、例えば圧着端子部９の圧着作業時に、第１音叉端子部１１が邪魔になることがない。

また、圧着端子部９と第１音叉端子部１１とを別々の素材で構成して溶接により一体化することで、少ない部品で、多くのバリエーションに対応が可能である。例えば、ヒューズの種類により、第１音叉端子部１１の形状が２種類あり、メイン側ワイヤハーネス３の径が３種類ある場合でも、２種類の第１音叉端子部１１と、３種類の圧着端子部９を組み合わせることで、使用する金型の種類を少なくすることができる。

また、圧着端子部９と第１音叉端子部１１とを異なる板厚で構成することができるため、それぞれの部位に適した板厚を組み合わせることができる。同様に、圧着端子部９と第１音叉端子部１１とを異なる材質で構成することができるため、それぞれの部位に適した材質を組み合わせることができる。

また、第１音叉端子部１１及び第２音叉端子部１５へのヒューズ１９の挿入方向と、コネクタ部１７へのコネクタ２３の挿入方向を、メイン側ワイヤハーネス３と略平行にすることで、分岐ボックス２７の全高を低くしコンパクトな分岐構造を得ることができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………接続導体
３………メイン側ワイヤハーネス
５………外被
７………導体
９………圧着端子部
１１………第１音叉端子部
１３………コネクタ部材
１５………第２音叉端子部
１７………コネクタ部
１９………ヒューズ
２１………分岐側ワイヤハーネス
２３………コネクタ
２５………ハウジング
２７………分岐ボックス
２９………ワイヤハーネス配策構造
３１………車両
３３………電源ボックス
３５………電気機器
１００………ワイヤハーネス配策構造
１０１………車両
１０３………電源ボックス
１０５………電気機器
１０７………ワイヤハーネス

Claims (6)

1. 自動車用のワイヤハーネス用分岐ボックスであって、
   メイン側ワイヤハーネスと接続される接続導体と、
   分岐側のコネクタと接続可能なコネクタ部材と、
   を具備し、
   前記接続導体が、メイン側ワイヤハーネスと圧着可能な圧着端子部と、前記圧着端子部から離間した位置に配置され、ヒューズが接続される第１音叉端子部と、を具備し、
   前記第１音叉端子部は、平面視において、前記圧着端子部に配置されるメイン側ワイヤハーネスの長手方向上の位置から、前記長手方向に垂直な方向に離間するように配置されており、
   前記コネクタ部材は、ヒューズが接続される第２音叉端子部と、分岐側ワイヤハーネスのコネクタと接続されるコネクタ部とを具備することを特徴とする分岐ボックス。
2. 自動車用のワイヤハーネス用分岐ボックスであって、
   メイン側ワイヤハーネスと接続される接続導体と、
   分岐側のコネクタと接続可能なコネクタ部材と、
   を具備し、
   前記接続導体が、メイン側ワイヤハーネスと圧着可能な圧着端子部と、前記圧着端子部から離間した位置に配置され、ヒューズが接続される第１音叉端子部と、を具備し、
   前記コネクタ部材は、ヒューズが接続される第２音叉端子部と、分岐側ワイヤハーネスのコネクタと接続されるコネクタ部とを具備し、
   前記接続導体は、前記圧着端子部と前記第１音叉端子部とが別体で構成されて、接合され、
   前記圧着端子部と前記第１音叉端子部とは、厚みが異なり、前記圧着端子部が相対的に厚いことを特徴とする分岐ボックス。
3. 自動車用のワイヤハーネス用分岐ボックスであって、
   メイン側ワイヤハーネスと接続される接続導体と、
   分岐側のコネクタと接続可能なコネクタ部材と、
   を具備し、
   前記接続導体が、メイン側ワイヤハーネスと圧着可能な圧着端子部と、前記圧着端子部から離間した位置に配置され、ヒューズが接続される第１音叉端子部と、を具備し、
   前記コネクタ部材は、ヒューズが接続される第２音叉端子部と、分岐側ワイヤハーネスのコネクタと接続されるコネクタ部とを具備し、
   前記接続導体は、前記圧着端子部と前記第１音叉端子部とが別体で構成されて、接合され、
   前記圧着端子部と前記第１音叉端子部とは、異なる材質で構成され、前記圧着端子部が相対的に強度の高い材質であることを特徴とする分岐ボックス。
4. 自動車用のワイヤハーネス用分岐ボックスであって、
   メイン側ワイヤハーネスと接続される接続導体と、
   分岐側のコネクタと接続可能なコネクタ部材と、
   を具備し、
   前記接続導体が、メイン側ワイヤハーネスと圧着可能な圧着端子部と、前記圧着端子部から離間した位置に配置され、ヒューズが接続される第１音叉端子部と、を具備し、
   前記コネクタ部材は、ヒューズが接続される第２音叉端子部と、分岐側ワイヤハーネスのコネクタと接続されるコネクタ部とを具備し、
   前記第１音叉端子部と前記第２音叉端子部へのヒューズの接続方向が、メイン側ワイヤハーネスと平行な向きであり、
   前記コネクタ部材の前記コネクタ部へのコネクタの接続方向が前記メイン側ワイヤハーネスと平行であることを特徴とする分岐ボックス。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の分岐ボックスを用いた車両用のワイヤハーネス配策構造であって、
   電源ボックスに接続されたメイン側ワイヤハーネスの途中で一部の外被が除去され、露出した導体が前記圧着端子部で圧着され、前記一部の外被の両側の外被が被覆圧着部で圧着され、
   前記第１音叉端子部と前記第２音叉端子部にヒューズが接続され、
   前記コネクタ部に、電気機器と接続される分岐側ワイヤハーネスが接続されることを特徴とするワイヤハーネス配策構造。
6. １本の前記メイン側ワイヤハーネスに対して、複数の前記分岐ボックスが接続されて分岐されることを特徴とする請求項５記載のワイヤハーネス配策構造。