JP2005286471A - 制御機能付コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの小型化及び低コスト化に有利な制御機能付コネクタ装置を提供する。
【解決手段】この制御機能付コネクタでは、基板１２上におけるハウジング本体１４の電線圧接用の開口部に望む部分に所定電位に設定されたアドレス設定用の複数の接続部１７ａ〜１７ｃを設け、開口部に装着されるカバー１５側に複数の挿入孔２６ａ〜２６ｃ及びグランド電位に設定された電極部４１を設け、設定すべき通信アドレスに応じて、挿入孔２６ａ〜２６ｃに導体棒２７を挿入し、導体棒２７を介して接続部１７ａ〜１７ｃを電極部４１に導通させて接続部１７ａ〜１７ｃの電位レベルを変化させることにより、アドレス設定が行われる。電極部４１は、カバー１５に設けられた導電板２２によって構成される。導電板２２は、カバー１５の装着に伴ってグランド線用の圧接端子と当接して電気的に接続される。
【選択図】図４

Description

本発明は、制御機能付コネクタ装置に関する。

本発明に関連する従来技術としては、制御装置と制御対象の複数の負荷装置とをケーブル接続し、複数の制御信号等を電線を共用して伝送する構成において、各負荷装置に接続するコネクタの端子配置パターンを用いて各負荷装置の通信アドレスの設定を行う技術がある。すなわち、この技術では、コネクタに、通信用及び電源供給用等の正規の端子ピンの他に、グランド接続等がされたアドレス設定用の端子ピンを設け、このアドレス設定用の端子ピンによる負荷側の接続パターンの違いによりアドレス設定が行われるようになっている。

上述のような制御機能付コネクタ装置及び負荷装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００３−１２７６４６号公報

しかしながら、上記の技術では、コネクタに設けた端子ピンにより負荷装置のアドレス設定を行うため、端子ピンの増加によるコネクタ等が大型化するとともに、またアドレス種別の数だけコネクタの種類を用意する必要があり、コネクタの品番増加等によりコスト面でも問題がある。

そこで、本発明の解決すべき課題は、コネクタの小型化及び低コスト化に有利な制御機能付コネクタ装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、外部配線と負荷とに接続され、前記外部配線を介して与えられる制御信号に基づいて前記負荷を制御する制御機能付コネクタ装置であって、通信機能と、前記負荷を駆動する機能と、当該制御機能付コネクタ装置の通信アドレスの設定を受け付ける機能とを有する電子素子と、前記電子素子が配設されるとともに、通信アドレス設定用の少なくとも１つの接続部が設けられる基板と、前記基板を収容するハウジングとを備え、前記ハウジングには、前記各接続部ごとに対応して部材挿入用の挿入孔が設けられるとともに、前記挿入孔に挿入される導電性の挿入部材の挿入経路上に、所定の電位レベルに設定された電極部が設けられ、設定すべき通信アドレスに応じて前記挿入孔に挿入された前記挿入部材を介して前記接続部が前記電極部に導通することにより、その接続部の電位レベルが変化し、その接続部の電位レベルの変化に基づいて前記電子素子による前記通信アドレスの設定が受け付けられる。

また、請求項２の発明では、請求項１の発明に係る制御機能付コネクタ装置において、前記外部配線は複数設けられ、その複数の外部配線のうちの１つがグランド線となっており、前記ハウジングは、前記外部配線との圧接を行うための開口部が設けられたハウジング本体と、前記挿入孔が設けられ、前記ハウジング本体の前記開口部に装着されるカバーとを備え、前記基板の前記開口部に面する部分には、前記各外部配線と圧接する複数の圧接端子が設けられ、前記カバーには、前記カバーが前記開口部に装着されるのに伴って、前記複数の圧接端子のうちの前記グランド線と圧接されるグランド線用の圧接端子と接触して電気的に接続される導電部材が設けられ、前記導電部材の一部が、前記挿入経路上に配置されて前記電極部として機能する。

また、請求項３の発明では、請求項２の発明に係る制御機能付コネクタ装置において、前記導電部材は、略板状の形態を有し、前記カバーの前記複数の圧接端子と対向する部分を少なくとも含む領域に配設され、前記グランド線用の圧接端子の前記基板からの突出高さが他の圧接端子よりも大きく設定される。

請求項１に記載の発明によれば、制御機能付コネクタ装置に、通信アドレス設定用の少なくとも１つの接続部と所定電位に設定された電極部とを設け、設定すべき通信アドレスに応じて挿入孔に挿入部材を挿入し、その挿入部材を介して各接続部と電極部との間を適宜電気的に接続することによりアドレス設定を行うため、従来のようなアドレス設定用の端子ピンを省略して、コネクタ装置の基本構成をアドレスの相違に依らずに共通化することができ、その結果、コネクタ装置の小型化及び低コスト化が図れる。

また、挿入孔への挿入部材の挿入によりアドレス設定を簡単に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、ハウジングのカバーに設けられた導電部材が、カバーの装着に伴ってグランド線用の圧接端子と接触して電気的に接続される構成であるため、その導電部材を利用して、グランドレベルに設定された電極部をカバーに設けた挿入孔の周辺部に容易に形成することができ、挿入部材の挿入に伴う電極部と挿入部材との電気的な接続を確実に行うことができる。

また、ハウジング本体の圧接のための開口部及びその開口部に装着されるカバーを有効に利用して、アドレス設定用の挿入孔等の構成を設けることができる。

請求項３に記載の発明によれば、グランド線用の圧接端子の突出高さが他の圧接端子よりも大きく設定されているため、簡単な構成により、グランド線用の圧接端子のみを選択的にカバーに設けた導電部材に接触させて電気的に接続することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る制御機能付コネクタ装置（以下、単に「コネクタ装置」という）の一部を破断した分解斜視図である。このコネクタ装置１は、図２に示すような制御システムに用いられる。この制御システムは、制御装置２と制御対象の複数の負荷装置３とを接続ケーブル（外部配線）４により接続して構成されている。コネクタ装置１は負荷装置３と接続ケーブル４との間に介装され、負荷装置３に設けられた図示しないコネクタ嵌合部に嵌合されて電気的な接続及び機械的な固定が行われる。そして、各コネクタ装置１は、通信アドレスが設定され、制御装置２から接続ケーブル４を介して（共通の信号線４ｃを利用して）与えられる制御信号に基づいて負荷装置３を制御するようになっている。負荷装置３としては、例えば車載エアコンにおけるインストゥルメントパネル等に設置される各種作動部（例えば、吹出し部の風向き制御部）の駆動用のサーボモータ装置などが考えられる。接続ケーブル４は、複数の樹脂被覆電線を備えて構成されており、具体的には、例えば電源供給用の電源線４ａ、グランド線４ｂ及び信号伝送用の信号線４ｃから構成されている。

このようなコネクタ装置１は、図１に示すように、ＣＰＵ（電子素子）１１（図７参照）等が実装された基板１２と、その基板１２を収容するハウジング１３とを備えて構成されている。ハウジング１３は、ハウジング本体１４と、そのハウジング本体１４に装着されるカバー（圧接カバー）１５とを備えて構成されている。

基板１２には、通信及び制御等を統括するＣＰＵ１１、接続ケーブル４の外被を切り裂いてその芯線部と電気的に接続（圧接）される複数（ここでは３つ）の圧接端子１６ａ〜１６ｂ、アドレス設定用の複数（ここでは３つ）の接続部１７ａ〜１７ｃ、及び、負荷装置３と電気的に接続される図示しない接続端子等が配設されている。

ハウジング本体１４には、接続ケーブル４との圧接を行うための開口部１８が設けられ、その開口部１８にカバー１５が装着されるようになっている。また、ハウジング本体１４の負荷装置３と嵌合接続される部分（ここでは、その嵌合接続される部分の端面）１９には、負荷装置３側の接続端子を受け入れる複数の孔部２０が設けられている。負荷装置３側の接続端子は、この孔部２０を介してハウジング１３内の負荷接続用の前記接続端子と電気的に接続される。

圧接端子１６ａ〜１６ｃ及び接続部１７ａ〜１７ｃは、基板１２におけるハウジング本体１４の開口部１８に面する部分に配設され、基板１２に設けられた図示しない所定の配線によりＣＰＵ１１と電気的に接続されている。ここで、圧接端子１６ａは電源線４ａと圧接され、圧接端子１６ｂはグランド線４ｂと圧接され、圧接端子１６ｃは信号線４ｃと圧接される。また、グランド線４ｂと圧接される圧接端子１６ｂは、基板１２上面からの突出高さが他の圧接端子１６ａ，１６ｃのそれよりも大きく設定されている。ここでは、圧接端子１６ｂの圧接刃の一部が他の圧接端子１６ａ，１６ｃのそれよりも上方に大きく張り出している。接続部１７ａ〜１７ｃは、例えばスルーホールによって構成される。

ＣＰＵ１１は、接続ケーブル４を介して制御装置２と通信を行う機能（通信機能）と、制御装置２から接続ケーブル４を介して与えられる制御信号に基づいて負荷装置３を駆動する機能と、このコネクタ装置１の通信アドレスの設定を接続部１７ａ〜１７ｃの電位状態に基づいて受け付ける機能とを有している。

カバー１５の構成としては種々の具体的形態が採用可能であるが、例えば、図３及び図４に示すように、樹脂成形部材であるカバー本体２１と、導電ゴム等により板状に形成された導電板（導電部材）２２と、複数（ここでは３つ）の電線押さえ部２３ａ〜２３ｃと、複数（ここでは３つ）のガイド部２４ａ〜２４ｃとを備えている。導電板２２は、カバー本体２１の下面側に配設され、カバー本体２１の下面側における圧接端子１６ａ〜１６ｃ及び接続部１７ａ〜１７ｃに対向する部分を覆っている。また、電線押さえ部２３ａ〜２３ｃ及びガイド部２４ａ〜２４ｃは、例えば樹脂成形部材２５により一体に成形され、カバー本体２１との間で導電板２２を挟み込むようにしてカバー本体２１の下面側に固定される。

また、カバー本体２１における接続部１７ａ〜１７ｃに対向する部分には、複数（ここでは３つ）の挿入孔（挿入部）２６ａ〜２６ｃが設けられている。この挿入孔２５ａ〜２５ｃは、アドレス設定用の導電性（例えば、金属製）の導体棒（挿入部材）２７を挿入するためのものであり、それぞれ各接続部１７ａ〜１７ｃに対応している。これに対応して、導電板２２の挿入孔２６ａ〜２６ｃに対向する部分には、図４及び図５に示すように、導体棒２７のハウジング１３内への挿入を許容するための孔部２８ａ〜２８ｃが設けられ、その孔部２８ａ〜２８ｃの内周部がグランド電位に設定される電極部４１となっている。孔部２８ａ〜２８ｃの内周部には、内方にひだ状に突出する複数の張り出し部が形成されている。そして、導体棒２７の挿入孔２６ａ〜２６ｃへの挿入に伴ってその孔部２８ａ〜２８ｃのひだ状の張り出し部を有する電極部４１が、図６に示すように導体棒２７の外周に押し付けられるようして接触し、これによって導電板２２が導体棒２７に電気的に接続される。また、挿入孔２６ａ〜２６ｃに導体棒２７が挿入されると、導体棒２７の下端部はスルーホールにより構成される対応する接続部１７ａ〜１７ｃのホール内に圧入され、接続部１７ａ〜１７ｃと電気的に接続されるとともに圧入固定される。

さらに、複数の圧接端子１６ａ〜１６ｃのうちのグランド線４ｂ用の圧接端子１６ｂの突出高さのみが上記のように大きく設定されているため、カバー１５がハウジング本体１４に装着されるのに伴って、圧接端子１６ｂのみがカバー１５の導電板２２と当接して電気的に接続されるようになっている（他の圧接端子１６ａ，１６ｃは導電板２２との絶縁状態が保持される）。このため、電線（４ａ〜４ｃ）を圧接端子１６ａ〜１６ｃに圧接してカバー１５をハウジング本体１４に装着するのに伴って、図３に示すように、グランド線４ｂと圧接された圧接端子１６ｂが導電板２２と当接して電気的に接続され、これによって導電板２２がグランド線４ｂ（グランド電位）と圧接端子１６ｂを介して電気的に接続されるようになっている。

このような構成により、カバー１５の装着後、各挿入孔２６ａ〜２６ｃに導体棒２７を適宜挿入すると、その導体棒２７が、グランド電位に設定された導電板２２（電極部４１）と、対応する接続部１７ａ〜１７ｃとに電気的に接続され、その導体棒２７と接続された接続部１７ａ〜１７ｃが、導体棒２７、導電板２２及び圧接端子１６ｂを介してグランド線４ｂ（グランド電位）に電気的に接続されるようになっている。

電線押さえ部２３ａ〜２３ｄは、カバー１５がハウジング本体１４に装着された際に、各圧接端子１６ａ〜１６ｃに圧接された電源線４ａ、グランド線４ｂ及び信号線４ｃを上側から押さえ付ける。

ガイド部２４ａ〜２４ｃは、挿入孔２６ａ〜２６ｃごとに設けられ、挿入孔２６ａ〜２６ｃに挿入された導体棒２７を対応する接続部１７ａ〜１７ｃに案内するためのものであり、断面略円形の筒形形状や、断面略Ｕ字形の樋形状等の種々の形態が考えられる。図４に示す構成では、筒形形状のガイド部２４ａ〜２４ｃが設けられており、その各内周面２９が下方側に向けて内径が減少するテーパ面となっており、これによって、導体棒２７の挿入の容易性を維持しつつ、接続部１７ａ〜１７ｃに対する位置決め精度の向上が図れるようになっている。

図７及び図８は、このコネクタ装置１における挿入孔２６ａ〜２６ｃへの導体棒１７の挿入の有無によるアドレス設定用の回路構成の変化を示す図である。図７に示す状態では、いずれの挿入孔２６ａ〜２６ｃにも導体棒２７が挿入されておらず、図８に示す状態では、挿入孔２６ａに導体棒２７が挿入されている。ここで、説明の便宜等のため、挿入孔２６ａ〜２６ｃ及び接続部１７ａ〜１７ｃに１〜３の番号を付与することとする。

１〜３番の各接続部１７ａ〜１７ｃには、図７に示すように所定値（ここでは、５Ｖ）の電圧が印加されている。この図７に示す状態では、各挿入孔２６ａ〜２６ｃに導体棒２７が挿入されていないため、各接続部１７ａ〜１７ｃの電位も前記所定値（ハイレベル）に保持されており、これによってＣＰＵ１１には、各接続部１７ａ〜１７ｃを介してハイレベルの信号がアドレス設定用として入力される。そして、例えば図８に示すように、１番の挿入孔２６ａに導体棒２７が挿入され、導体棒２７を介して１番の接続部１７ａと導電板２２との間が導通されると、接続部１７ａが導体棒２７、導電板２２及び圧接端子１６ｂを介してグランド線４ｂと導通され、接続部１７ａの電位がハイレベルである前記所定値からローレベルであるグランド電位に変化し、これによって、１番の接続部１７ａを介してＣＰＵ１１にローレベルであるアドレス設定用の信号が入力される。

すなわち、各挿入孔２６ａ〜２６ｃへの導体棒２７の挿入の有無により、各接続部１７ａ〜１７ｃを介してＣＰＵ１１に入力されるアドレス設定用の信号の信号レベルがハイ、ローに変化するようになっており、ＣＰＵ１１はこの各信号のハイ、ローの組み合わせパターンに基づいて通信アドレスの設定を行うようになっている。

本実施形態の場合、１〜３番の３つの挿入孔２６ａ〜２６ｃ及び接続部１７ａ〜１７ｃが設けられているため、各挿入孔２６ａ〜２６ｃへの導体棒２７の挿入パターンとして図９に示す８つのバリエーションが存在し、これによって８つの通信アドレス（例えば、０〜７）の設定が可能となっている。なお、図９の導体棒挿入イメージ図において、白丸は導体棒２７が挿入されていない状態を示し、黒丸は導体棒２７が挿入されていることを示している。

ここで、図１０に示すように、カバー１５の上面における各挿入孔２６ａ〜２６ｃの周辺に、挿入孔２６ａ〜２６ｃの識別のための標識表示（例えば、１、２、３等の番号など）３１を設けてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、設定すべき通信アドレスに応じて各挿入孔２６ａ〜２６ｃに導体棒２７を挿入し、その導体棒２７を介して各接続部１７ａ〜１７ｃをグランドに導通させることによりアドレス設定を行うため、従来のようなアドレス設定用の端子ピンを省略して、コネクタ装置１の基本構成をアドレスの相違に依らずに共通化することができ、その結果、コネクタ装置１の小型化及び低コスト化が図れる。

また、挿入孔２６ａ〜２６ｃへの導体棒２７の挿入によりアドレス設定を簡単に行うことができる。

また、ハウジング１３のカバー１５に設けられた導電板２２が、カバー１５の装着に伴ってグランド線４ｂ用の圧接端子１６ｂと接触して電気的に接続される構成であるため、その導電板２２を利用して、グランド電位に設定された電極部４１をカバー１５に設けた各挿入孔２６ａ〜２６ｃの周辺部に容易に形成することができ、導体棒２７の挿入に伴う電極部４１と導体棒２７との電気的な接続を確実に行うことができる。

また、ハウジング本体１４の圧接のための開口部１８及びその開口部１８に装着されるカバー１５を有効に利用して、アドレス設定用の挿入孔２６ａ〜２６ｃ等の構成を設けることができる。

また、グランド線４ｂ用の圧接端子１６ｂの突出高さが他の圧接端子１６ａ，１６ｃよりも大きく設定されているため、簡単な構成により、グランド線４ｂ用の圧接端子１６ｂのみを選択的にカバー１５に設けた導電板２２に接触させて電気的に接続することができる。

なお、上記実施形態に係る接続部１７ａ〜１７ｃの変形例として、図３に示すようなスルーホールではなく、基板上に設けられたパット部によって接続部１７ａ〜１７ｃを構成してもよい。

本発明の一実施形態に係るコネクタ装置の一部を破断した分解斜視図である。 図１のコネクタ装置の適用例を示すシステム構成図である。 図１のコネクタ装置の圧接端子周辺の断面図である。 図１のコネクタ装置の挿入孔周辺の断面図である。 図１のコネクタ装置の導体棒が挿入されない挿入孔周辺の平面図である。 図１のコネクタ装置の導体棒が挿入された挿入孔周辺の平面図である。 図１のコネクタ装置における導体棒が挿入されない状態のアドレス設定用の回路構成を示す図である。 図１のコネクタ装置における導体棒が挿入された状態のアドレス設定用の回路構成を示す図である。 挿入孔への導体棒の挿入パターンと設定される通信アドレスとの対応関係を示す図である。 カバーにおける挿入孔の周辺の形態例を示す平面図である。

符号の説明

１ 制御機能付コネクタ装置
２ 制御装置
３ 負荷装置
４ 接続ケーブル
４ａ 電源線
４ｂ グランド線
４ｃ 信号線
１１ ＣＰＵ
１２ 基板
１３ ハウジング
１４ ハウジング本体
１５ カバー
１６ａ〜１６ｃ 圧接端子
１７ａ〜１７ｃ 接続部
１８ 開口部
２２ 導電板
２６ａ〜２６ｃ 挿入孔
２７ 導体棒
４１ 電極部

Claims (3)

1. 外部配線と負荷とに接続され、前記外部配線を介して与えられる制御信号に基づいて前記負荷を制御する制御機能付コネクタ装置であって、
   通信機能と、前記負荷を駆動する機能と、当該制御機能付コネクタ装置の通信アドレスの設定を受け付ける機能とを有する電子素子と、
   前記電子素子が配設されるとともに、通信アドレス設定用の少なくとも１つの接続部が設けられる基板と、
   前記基板を収容するハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングには、前記各接続部ごとに対応して部材挿入用の挿入孔が設けられるとともに、前記挿入孔に挿入される導電性の挿入部材の挿入経路上に、所定の電位レベルに設定された電極部が設けられ、
   設定すべき通信アドレスに応じて前記挿入孔に挿入された前記挿入部材を介して前記接続部が前記電極部に導通することにより、その接続部の電位レベルが変化し、その接続部の電位レベルの変化に基づいて前記電子素子による前記通信アドレスの設定が受け付けられることを特徴とする制御機能付コネクタ装置。
2. 請求項１に記載の制御機能付コネクタ装置において、
   前記外部配線は複数設けられ、その複数の外部配線のうちの１つがグランド線となっており、
   前記ハウジングは、
   前記外部配線との圧接を行うための開口部が設けられたハウジング本体と、
   前記挿入孔が設けられ、前記ハウジング本体の前記開口部に装着されるカバーと、
   を備え、
   前記基板の前記開口部に面する部分には、前記各外部配線と圧接する複数の圧接端子が設けられ、
   前記カバーには、前記カバーが前記開口部に装着されるのに伴って、前記複数の圧接端子のうちの前記グランド線と圧接されるグランド線用の圧接端子と接触して電気的に接続される導電部材が設けられ、
   前記導電部材の一部が、前記挿入経路上に配置されて前記電極部として機能することを特徴する制御機能付コネクタ装置。
3. 請求項２に記載の制御機能付コネクタ装置において、
   前記導電部材は、略板状の形態を有し、前記カバーの前記複数の圧接端子と対向する部分を少なくとも含む領域に配設され、
   前記グランド線用の圧接端子の前記基板からの突出高さが他の圧接端子よりも大きく設定されることを特徴とする制御機能付コネクタ装置。

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