(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷との間に設けられ基板を介して前記電源から前記負荷に電力が供給され、前記基板は、前記電源と前記基板との間を流れる過電流によって電力供給を遮断する前記電源側に設けられた電源側遮断部が作動する定格電流値よりも低い許容電流値を有するジョイントコネクタであって、
前記基板には、前記負荷を流れる電流が作動電流値となったときに前記基板と前記負荷との間の電力供給を遮断する負荷側遮断部が設けられ、前記作動電流値の上限は、前記許容電流値未満に設定され、
前記負荷は、前記基板に複数接続され、前記負荷側遮断部は、前記複数の負荷を流れる電流の合計電流値が前記作動電流値になったときに作動されることを特徴とするジョイントコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に適用されるジョイントコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジョイントコネクタとしては、コネクタハウジングと、回路がプリント配索された基板が複数積層された多層基板とを備え、電源からの電力を多層基板を介して複数の負荷に分岐して供給するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このジョイントコネクタでは、多層基板の各基板間に接続される接続端子が差し込まれて所望の層の回路を導通させるプレスフィット部を有している。このような接続端子を適用することにより、これまでにバスバーなどで端子間接続を行っていた場合よりも省スペース化でき、回路の自由度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６０２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなジョイントコネクタでは、ジャンクションボックスなどの電源から基板に電力が供給されており、負荷に流れる過電流を防止するヒューズなどがジャンクションボックス内に設けられている。このようなヒューズは、基板を介して負荷に供給される電流が定格電流値となったときに、電源と基板との間の電力供給を遮断し、負荷への電力供給を遮断する。
【０００６】
このような電源と基板との間に設けられたヒューズの電力供給を遮断する定格電流値は、基板に最大で流すことができる容量である許容電流値よりも高く設定されている場合がある。これは、負荷に流れる通常電流値の最大値が許容電流値未満に設定されており、通常の状態では基板に許容電流値以上の電流が流れることがないと考えられるためである。
【０００７】
しかしながら、負荷に通常電流値よりも大きな電流が流れる場合、例えば、室内灯、車幅灯、シガーライターなどのアクセサリソケットなどのユーザが任意に増設する可能性のある回路が、任意に増設されることにより通常電流値よりも大きな電流が流れる場合、電源と基板との間のヒューズが電力供給を遮断する前に、基板に許容電流値以上の電流が流されてしまい、基板が焼損してしまう恐れがあった。
【０００８】
そこで、電源と基板との間のヒューズが作動する定格電流値を基板の許容電流値未満にすることが考えられるが、このヒューズが設けられた回路（電源と基板との間の回路）に他の負荷や他の負荷が接続された基板が分岐して接続される可能性がある。
【０００９】
このように他の負荷や基板が分岐して接続された場合、電源と基板との間のヒューズを基板の許容電流値未満で作動させようとすると、過電流ではない通常電流値の電流が流れる通常使用時にも遮断してしまう恐れがある。また、他の基板を分岐させずに単独で設ける場合には、他の基板専用の電源が必要となり、部品点数や配置スペースの増大を引き起こしてしまう。このため、安易に電源と基板との間のヒューズが作動する定格電流値を低下させることができなかった。
【００１０】
また、基板の許容電流値を上げることも考えられるが、基板のパターン幅を広くしなければならず、ジョイントコネクタが大型化してしまう。
【００１１】
そこで、この発明は、ジョイントコネクタが大型化することなく、負荷が予期せぬ回路の増設をされたとしても基板の焼損を防止することができるジョイントコネクタの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、電源と負荷との間に設けられ基板を介して前記電源から前記負荷に電力が供給され、前記基板は、前記電源と前記基板との間を流れる過電流によって電力供給を遮断する前記電源側に設けられた電源側遮断部が作動する定格電流値よりも低い許容電流値を有するジョイントコネクタであって、前記基板には、前記負荷を流れる電流が作動電流値となったときに前記基板と前記負荷との間の電力供給を遮断する負荷側遮断部が設けられ、前記作動電流値の上限は、前記許容電流値未満に設定され、前記負荷は、前記基板に複数接続され、前記負荷側遮断部は、前記複数の負荷を流れる電流の合計電流値が前記作動電流値になったときに作動されることを特徴とする。
【００１３】
このジョイントコネクタでは、基板に負荷を流れる電流値が作動電流値となったときに基板と負荷との間の電力供給を遮断する負荷側遮断部が設けられているので、電源と基板との間に設けられた電源側遮断部と負荷側遮断部とが作動する電流値を異ならせて設定させることができ、電源側遮断部が作動する定格電流値を変更する必要がない。このため、電源側遮断部が通常使用時に作動することがなく、電源と基板との間に他の負荷や基板を分岐して増設させることができる。
【００１４】
また、負荷側遮断部が作動する作動電流値の上限は、許容電流値未満に設定されているので、負荷が通常電流値よりも大きな電流を必要とする回路に増設されたとしても、電源側遮断部が作動する前に負荷側遮断部が作動し、基板に許容電流値以上の電流が流れることがない。このため、負荷が予期せぬ回路の増設をされたとしても、基板が焼損することがない。加えて、基板のパターン幅を広くする必要もない。
【００１５】
従って、このようなジョイントコネクタでは、ジョイントコネクタが大型化することなく、負荷が予期せぬ回路の増設をされたとしても基板の焼損を防止することができる。
【００１７】
このジョイントコネクタでは、基板と複数の負荷との間に設けられた負荷側遮断部は、複数の負荷を流れる電流の合計電流値が作動電流値になったときに作動されるので、増設される可能性がある全ての負荷が通常電流値よりも大きな電流を必要とする回路に増設された場合でも、基板に許容電流値以上の電流が供給されることがなく、基板の焼損を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ジョイントコネクタが大型化することなく、負荷が予期せぬ回路の増設をされたとしても基板の焼損を防止することができるジョイントコネクタを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るジョイントコネクタの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るジョイントコネクタの断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態に係るジョイントコネクタの基板の斜視図である。（ｂ）は本発明の実施の形態に係るジョイントコネクタの基板の拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るジョイントコネクタの負荷側遮断部の回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るジョイントコネクタの基板と負荷との間に負荷側遮断部を設けたときの回路図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るジョイントコネクタの基板と複数の負荷との間に負荷側遮断部を設けたときの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図６を用いて本発明の実施の形態に係るジョイントコネクタについて説明する。
【００２１】
本実施の形態に係るジョイントコネクタ１は、電源としてのジャンクションボックスＢと負荷３，３ｎとの間に設けられ基板５を介してジャンクションボックスＢから負荷３，３ｎに電力が供給される。
【００２２】
また、基板５は、ジャンクションボックスＢと基板５との間を流れる過電流によって電力供給を遮断するジャンクションボックスＢ側に設けられた電源側遮断部６が作動する定格電流値よりも低い許容電流値を有する。
【００２３】
そして、基板５には、負荷３，３ｎを流れる電流が作動電流値となったときに基板５と負荷３，３ｎとの間の電力供給を遮断する負荷側遮断部７，７ｎが設けられ、作動電流値の上限は、許容電流値未満に設定されている。
【００２４】
また、基板５と複数の負荷３ｎとの間に設けられた負荷側遮断部７ｎは、複数の負荷３ｎを流れる電流の合計電流値が作動電流値になったときに作動される。
【００２５】
図１〜図６に示すように、基板５は、複数の基板５ｎ（ここでは４枚）が積層された多層基板からなる。これらの各基板５ｎには、表面に所望の回路パターンＣがプリントによって複数配索されている。また、各基板５ｎは、接着や固定部材などによる固定手段によって固定される。このような各基板５ｎの回路パターンＣは、電源端子１１と出力端子１３との間を接続する出入力回路Ｃｄと、複数の接続端子９によって接続されて所望の回路が形成されるジョイント回路Ｃｊとを有する。なお、基板５は、多層基板に限らず、表裏面に回路パターンＣが配索された単板であってもよい。
【００２６】
接続端子９は、導電性材料からなり、複数の端子群からなる。この複数の接続端子９は、所望の回路を形成するために、基板５の表面から基板５に差し込まれ、各基板５ｎ間のジョイント回路Ｃｊを導通させる。このような接続端子９によって所望の回路が形成された基板５には、ジャンクションボックスＢから電力が供給される。
【００２７】
ジャンクションボックスＢは、バッテリ（不図示）からの電源が供給される分岐接続箱となっており、バッテリから供給された電源を基板５に接続される電源端子１１を介して基板５に供給する。このジャンクションボックスＢ内には、電源端子１１から基板５に電源を供給する回路上に電源側遮断部６が設けられている。
【００２８】
電源側遮断部６は、大容量ヒューズからなり、ジャンクションボックスＢから基板５に供給される電流値が定格電流値に達するような過電流によって作動する。この電源側遮断部６が作動すると、基板５とジャンクションボックスＢとの間の電力供給が遮断され、ジャンクションボックスＢから基板５を介した負荷３，３ｎへの電力供給が遮断される。
【００２９】
このような電源側遮断部６が設けられたジャンクションボックスＢに接続された基板５には、負荷３，３ｎに電源を出力する出力端子１３が接続されると共に、車両ボディなどに接地される接地端子１５が接続される。また、基板５には、負荷３，３ｎを制御する制御手段（不図示）が発信する制御信号としての多重信号を基板５に入力させる多重通信端子１７が接続されている。なお、基板５には、故障診断機能と通信回路を有する通信機能付きのドライバＩＣ１９が設けられており、負荷３，３ｎや基板５における万一の故障時にも対応が可能となっているが、負荷３，３ｎへ流れる過電流の対応のみとする場合には必ずしもこのドライバＩＣ１９を基板５に設けなくともよい。このような各部品が組み付けられた基板５は、ハウジング２１に収容される。
【００３０】
ハウジング２１は、アッパーケース２３と、ロアケース２５とからなる。アッパーケース２３は、基板収容部２７と、電源側嵌合部２９と、負荷側嵌合部３１とを備えている。基板収容部２７は、ロアケース２５との嵌合面側に設けられ、複数の接続端子９や電子部品などが搭載された基板５が収容される。
【００３１】
電源側嵌合部２９は、基板５の電源端子１１や出力端子１３などが位置する部分に設けられ、電源端子１１、出力端子１３、接地端子１５及び多重通信端子１７の基板５に接続された部分と反対側の接続部が内部に配置されている。この電源側嵌合部２９には、ジャンクションボックスや制御手段などに接続された相手側コネクタ（不図示）が嵌合され、各端子の接続部に導通される。また、この電源側嵌合部２９に嵌合される相手側コネクタには、出力端子１３に導通される負荷３が接続されている。このため、負荷３は、基板５の出入力回路Ｃｄを介してジャンクションボックスＢから電力が供給される。
【００３２】
負荷側嵌合部３１は、基板５の複数の接続端子９が位置する部分に設けられ、接続端子９の基板５に接続された部分と反対側の接続部が内部に配置されている。この負荷側嵌合部３１には、複数の負荷３ｎに接続された相手側コネクタ（不図示）が嵌合され、各接続端子９の接続部に導通される。このため、複数の負荷３ｎは、基板５のジョイント回路Ｃｊを介してジャンクションボックスＢから電力が供給される。
【００３３】
ロアケース２５は、アッパーケース２３の基板収容部２７を閉塞するようにアッパーケース２３に組み付けられる。このロアケース２５は、アッパーケース２３の基板収容部２７に基板５を収容した後、アッパーケース２３に組み付けられる。このように負荷３，３ｎは、ハウジング２１を介して基板５に接続される。
【００３４】
負荷３，３ｎは、例えば、車両に設けられた室内灯、車幅灯、シガーライターなどのアクセサリソケットなどの電子装置に接続されている。負荷３には、ジャンクションボックスＢからの電源が電源端子１１と基板５の出入力回路Ｃｄと出力端子１３とを介して入力される。複数の負荷３ｎには、ジャンクションボックスＢからの電源が電源端子１１と基板５のジョイント回路Ｃｊと接続端子９とを介して入力される。このような負荷３，３ｎに接続された電子装置は、ユーザが任意に回路を増設可能であり、増設された回路によって負荷３，３ｎに供給される電力が決定される。
【００３５】
このようにジャンクションボックスＢと負荷３，３ｎとの間に配置された基板５の回路パターンＣは、電源側遮断部６が作動する定格電流値よりも低い許容電流値となっている。このため、負荷３，３ｎに通常電流値よりも大きな電流を必要とする回路が増設された場合、電源側遮断部６が作動する前に許容電流値以上の電流が基板５に流れてしまう可能性があり、最悪の場合、基板５が焼損してしまう場合がある。そこで、基板５には、負荷３及び複数の負荷３ｎとの間に負荷側遮断部７，７ｎがそれぞれ設けられている。
【００３６】
負荷側遮断部７，７ｎは、インテリジェントパワースイッチ（ＩＰＳ）からなり、図４に示すように、負荷３，３ｎ側に接続された出力トランジスタ３３を断続するスイッチ回路３５と、検出回路３７とを備えている。これらの出力トランジスタ３３、スイッチ回路３５及び検出回路３７は、電源端子１１から作動するための電源（Ｖｂ）が供給される。スイッチ回路３５は、多重通信端子１７（ドライバＩＣ１９）から信号ＩＮが入力される。この信号ＩＮが負荷３，３ｎを駆動させる指令であるときには、ＯＮ状態となり出力トランジスタ３３を介して信号ＯＵＴを負荷３，３ｎに出力する。信号ＩＮが負荷３，３ｎを停止させる指令であるときには、ＯＦＦ状態となり、出力トランジスタ３３から信号ＯＵＴが負荷３，３ｎに出力されない。このようなスイッチ回路３５は、検出回路３７で検出された負荷３，３ｎを流れる電流値によってもその作動が制御される。
【００３７】
検出回路３７は、まず、基板５から負荷３，３ｎに流れる電流値を検出する。次に、検出回路３７は、検出した電流値が基板５の許容電流値未満であるか、否かを判断する。このとき、検出した電流値が基板５の許容電流値未満である場合には、そのままスイッチ回路３５のＯＮ状態を継続させる。検出した電流値が基板５の許容電流値に非常に近似する場合には、スイッチ回路３５を強制的にＯＦＦ状態にさせ、基板５と負荷３，３ｎとの間の電力供給を遮断する。
【００３８】
ここで、基板５と負荷３との間に設けられた負荷側遮断部７と、基板５と複数の負荷３ｎとの間に設けられた負荷側遮断部７ｎとは、基本的に作動する条件は同じで、作動する上限が基板５の許容電流値未満に設定されている。すなわち、負荷側遮断部７，７ｎが作動する作動電流値の上限は、基板５の回路パターンＣの許容電流値未満に設定されている。詳細には、負荷側遮断部７の作動電流値の上限は、出入力回路Ｃｄの許容電流値未満に設定され、負荷側遮断部７ｎの作動電流値の上限は、ジョイント回路Ｃｊの許容電流値未満に設定されている。
【００３９】
基板５と負荷３との間に設けられた負荷側遮断部（ＩＰＳ）７は、図５に示すように、ジャンクションボックスＢからの電源（＋Ｂ）が出入力回路Ｃｄを介して出力端子１３から負荷３に出力（ＯＵＴ）される回路上に設けられている。また、負荷側遮断部７は、接地（ＧＮＤ）されている。また、電源（＋Ｂ）と負荷側遮断部７との回路上には、ドライバＩＣ１９が設けられている。また、ドライバＩＣ１９には、多重通信端子１７からの多重信号（ＭＰＸ）が入力されると共に、接地端子１５に接続されて接地（ＧＮＤ）されている。このドライバＩＣ１９に入力された情報は、負荷側遮断部７に信号ＩＮとして入力され、負荷３側に信号ＯＵＴとして出力される。
【００４０】
このような基板５と負荷３との間に設けられた負荷側遮断部７は、出入力回路Ｃｄを介して負荷３のみに供給される電流値を検出しており、負荷３に通常電流値よりも大きな電流を必要とする回路が増設された場合に作動して、基板５と負荷３との間の電力供給を遮断する。このため、出入力回路Ｃｄに許容電流値以上の電流が流されることがなく、基板５の出入力回路Ｃｄにおける焼損を防止することができる。
【００４１】
基板５と複数の負荷３ｎとの間に設けられた負荷側遮断部（ＩＰＳ）７ｎは、図６に示すように、ジャンクションボックスＢからの電源（＋Ｂ）がジョイント回路Ｃｊを介して接続端子９から複数の負荷３ｎに出力される回路において、電源（＋Ｂ）とジョイント回路Ｃｊとの間の回路上に設けられている。なお、その他の構成は、図５に示す回路と同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
このような基板５と複数の負荷３ｎとの間に設けられた負荷側遮断部７ｎは、ジョイント回路Ｃｊよりも上流に配置されているので、ジョイント回路Ｃｊを介して複数の負荷３ｎに供給される電流の合計電流値を検出していることになる。このため、複数の負荷３ｎのうちいずれか１つの負荷３ｎに通常電流値よりも大きな電流を必要とする回路が増設された場合や、複数の負荷３ｎに供給される合計電流値が基板５（ジョイント回路Ｃｊ）の許容電流値に非常に近似してしまう場合には、負荷側遮断部７ｎが作動して基板５と負荷３ｎとの間の電力供給を遮断する。このため、ジョイント回路Ｃｊに許容電流値以上の電流が流されることがなく、基板５のジョイント回路Ｃｊにおける焼損を防止することができる。
【００４３】
このように負荷側遮断部７，７ｎは、作動する作動電流値の上限が基板５の回路パターンＣの許容電流値未満に設定されているので、負荷３，３ｎに通常電流値よりも大きな電流を必要とする回路が増設されたとしても、基板５に許容電流値以上の電流が流れることがなく、基板５の焼損を防止することができる。
【００４４】
このようなジョイントコネクタ１では、基板５に負荷３，３ｎを流れる電流値が作動電流値となったときに基板５と負荷３，３ｎとの間の電力供給を遮断する負荷側遮断部７，７ｎが設けられているので、ジャンクションボックスＢと基板５との間に設けられた電源側遮断部６と負荷側遮断部７，７ｎとが作動する電流値を異ならせて設定させることができ、電源側遮断部６が作動する定格電流値を変更する必要がない。このため、電源側遮断部６が通常使用時に作動することがなく、ジャンクションボックスＢと基板５との間に他の負荷や基板を分岐して増設させることができる。
【００４５】
また、負荷側遮断部７，７ｎが作動する作動電流値の上限は、基板５の許容電流値未満に設定されているので、負荷３，３ｎが通常電流値よりも大きな電流を必要とする回路に増設されたとしても、電源側遮断部６が作動する前に負荷側遮断部７，７ｎが作動し、基板５に許容電流値以上の電流が流れることがない。このため、負荷３，３ｎが予期せぬ回路の増設をされたとしても、基板５が焼損することがない。加えて、基板５のパターン幅を広くする必要もない。
【００４６】
従って、このようなジョイントコネクタ１では、ジョイントコネクタ１が大型化することなく、負荷３，３ｎが予期せぬ回路の増設をされたとしても基板５の焼損を防止することができる。
【００４７】
また、基板５と複数の負荷３ｎとの間に設けられた負荷側遮断部７ｎは、複数の負荷３ｎを流れる電流の合計電流値が作動電流値になったときに作動されるので、増設される可能性がある全ての負荷３ｎが通常電流値よりも大きな電流を必要とする回路に増設された場合でも、基板５に許容電流値以上の電流が流れることがなく、基板５の焼損を防止することができる。
【００４８】
なお、本発明の実施の形態に係るジョイントコネクタでは、電源としてジャンクションボックスを適用しているが、これに限らず、電源としてバッテリを適用し、バッテリから直接基板に電源が供給される構成としてもよい。この場合、電源側遮断部は、バッテリと基板との間に設けられたヒュージブルリンク（ＦＬ）などのヒューズが好ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１…ジョイントコネクタ
３，３ｎ…負荷
５…基板
６…電源側遮断部
７，７ｎ…負荷側遮断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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