JP2010218990A

JP2010218990A - 通信中継装置及び通信中継コネクタ

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Publication number: JP2010218990A
Application number: JP2009067202A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Matsuura; 竜二松浦
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2029-03-19
Also published as: JP5227864B2

Abstract

【課題】隣り合う圧接端子同士の間隔を設け且つ任意のＩＤを割り振ることを可能とする。
【解決手段】電子制御装置に接続された第１電線及び複数の電子機器に接続された第２電線が電気的に接続されて、前記電子制御装置と前記複数の電子機器との間の通信を中継する通信中継手段２１を有する通信中継装置２０において、第１電線及び第２電線の少なくとも一方が電気的に接続される複数の圧接端子２２と、通信中継手段２１を封止し且つ該通信中継手段２１に接続された複数の圧接端子２２を幅方向に沿って外部に突出させた状態で列設させた封止体２４と、通信中継手段２１と電気的に接続され且つ封止体２４から突出した複数の設定用端子２５と、前記通信で用いる通信アドレスに対応した導通パターンを複数の設定用端子２５に対して設定する通信アドレス設定手段２６と、を有し、複数の圧接端子２２と設定用端子２５が封止体２４の長手方向に交互に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧接端子に電線を圧接して電気的に接続する通信中継装置及び通信中継コネクタに関するものである。

乗用車、貨物車等の車両には、エアコンやワイパー、パワーウィンドウなどを構成するモータなどの多種多様な電気機器が搭載されている。前記電気機器に電力や制御信号などを伝えるために、ワイヤハーネスを配索している。ワイヤハーネスは、複数の電線と、電線の端末に接続される端子金具を収容するコネクタとを備えている。電線は、導電性の芯線と、該芯線を被覆する絶縁性の被覆部と、を備えた所謂被覆電線である。

前述したワイヤハーネスのコネクタとして、各種のアクチュエータなどの電子機器とコンピュータなどの電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）とをデータ通信によるネットワークで接続するために、回路素子などを内蔵した機能内蔵コネクタ（例えば、特許文献１参照）が用いられている。この種の機能内蔵コネクタは、回路素子などを実装したリードフレームをハウジング内に内蔵している。

特許文献１に示す機能内蔵コネクタは、通信アドレス設定用の少なくとも１つの接続部と、除去可能な状態でグランド電位に設定されて設けられ、対応する各接続部に電気的に接続される少なくとも１つの電極部とが設けられ、ＣＰＵが各接続部の電位レベルに基づいて通信アドレスの設定を受け付ける。そして、設定すべき通信アドレスに応じて電極部を除去し、電極部と導通される接続部を決定することにより、通信アドレス設定を行っていた。

特開２００５−２８５４１１号公報

上述した従来の機能内蔵コネクタの回路素子等として用いられる通信中継装置としては、図７に示す構成が知られている。通信中継装置１００は、扁平な箱状に形成された樹脂封止体１０１と、該樹脂封止体１０１の一方の側面から互いに平行に突出した複数の端子１０２と、該樹脂封止体１０２の他方の側面から互いに平行に突出した複数の圧接端子１０３と、を有している。そして、複数の端子１０２は、コネクタの収容孔への進入等によって電線に接続されるため、複数の端子１０２同士の間隔は狭めることができる。

しかしながら、複数の圧接端子１０３については、立設部１０４に電線を圧接装置、治具、等によって圧接させる必要があるため、複数の圧接端子１０３同士の間隔は圧接作業を考慮した間隔とする必要があった。即ち、複数の圧接端子１０３同士の間隔は、狭めることができなかった。また、圧接端子１０３の立設部１０４は、圧接端子１０３の幅方向、即ち複数の圧接端子２０同士が並ぶ方向Ｘに沿って互いに間隔をあけた一対の圧接刃２５を有しているため、圧接端子１０３の幅も広くなっていた。

そのため、従来の通信中継装置１００は、図７に示すように、複数の圧接端子１０３を並べる方向に樹脂封止体１０１が大きくなってしまい、小型化することができず、コスト削減を図ることができなかった。また、前記並ぶ方向Ｘにおける圧接端子１０３の幅を狭めると、圧接端子１０３の強度が低下してしまうため、圧接端子１０３を変更することは難しい。さらに、樹脂封止体１０１の小型化できないため、通信中継装置１００の軽量化も図ることが困難であった。また、通信中継装置１００の多種多様化によって圧接する電線の数が増えると、圧接端子１０３も増加させる必要があるため、樹脂封止体１０１がさらに大型化してしまうという問題が生じる。さらに、樹脂封止体１０１が大きい場合、合成樹脂の使用量も増えてしまい、小型化するのが困難であるという問題もあった。

また、上述した複数の機能内蔵コネクタを共通の通信線に接続して通信を行う場合、通信アドレスやＩＤ（identification data）を、上述したように設定可能な構成を設ける、予め内蔵回路に設定する、不揮発性メモリ等に予め記憶する等を行うことで、各機能内蔵コネクタ同士の信号の授受を可能としていた。しかしながら、機能内蔵コネクタは個別にＩＤ等を設定する必要があり、外観が同じものだと誤接続される可能性があったため、通信システムにおける機能内蔵コネクタの形状、外見を異ならせることで、誤組み付けの防止が図られてきた。即ち、機能内蔵コネクタの共通化を図ることが困難であるという問題が生じていた。また、機能内蔵コネクタはＩＤ等の割り振り機能を設ける必要があった場合は、コストが高くなってしまうという問題が生じていた。

よって本発明は、上述した問題点に鑑み、隣り合う圧接端子同士の間隔を設け且つ任意のＩＤを割り振ることを可能とする通信中継装置及び通信中継コネクタを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の通信中継装置は、電子制御装置に接続された第１電線及び複数の電子機器に接続された第２電線が電気的に接続されて、前記電子制御装置と前記複数の電子機器との間の通信を中継する通信中継手段を有する通信中継装置において、前記第１電線及び前記第２電線の少なくとも一方が電気的に接続される複数の圧接端子と、前記通信中継手段を封止し且つ該通信中継手段に接続された前記複数の圧接端子を幅方向に沿って外部に突出させた状態で列設させた封止体と、前記通信中継手段と電気的に接続され且つ前記封止体から突出した複数の設定用端子と、前記通信中継手段が通信で用いる通信アドレスに対応した導通パターンを、前記複数の設定用端子に対して設定する通信アドレス設定手段と、を有し、前記複数の圧接端子と前記複数の設定用端子との各々が、前記封止体の長手方向に交互に設けられていることを特徴とする。

上記請求項１に記載した本発明によれば、複数の圧接端子と複数の設定用端子の各々を、封止体の長手方向に交互に並べて封止体から突出させるようにしたことから、圧接端子の隣には設定用端子が位置しているため、該設定用端子の部分を圧接装置、治具等のスペースとして確保することができる。そして、通信アドレス設定手段は設定用端子に前記導通パターンを設定すると、通信中継ユニットは当該設定された導通パターンから通信アドレスを検出して、電子制御装置と複数の電子機器との間の通信を中継する。

請求項２記載の通信中継装置は、請求項１に記載の通信中継装置において、前記複数の設定用端子の各々が、板状に形成されていることを特徴とする。

上記請求項２に記載した本発明によれば、複数の設定用端子の各々を板状に形成するようにしたことから、設定用端子の幅を圧接装置、治具等のスペースとして十分に確保することができる。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項３記載の通信中継コネクタは、請求項１又は２に記載の通信中継装置と、前記第１電線及び前記第２電線との電気的な接続が可能なように前記通信中継装置を収容するハウジングと、を有する。

上記請求項３に記載した本発明によれば、ハウジング内に収容する通信中継装置は、複数の圧接端子の各立設部の周囲に圧接装置、治具等のスペースを確保することができて小型化が可能であるため、通信中継コネクタの小型化を図ることができる。

以上説明したように請求項１に記載した本発明によれば、圧接端子の隣に位置付けられる設定用端子の部分を圧接装置、治具等のスペースとして確保することができるため、複数の圧接端子同士が並ぶ方向の封止体の小型化を図ることができる。そして、その設定用端子に通信アドレスを設定することができるため、通信中継装置にＩＤ等の割り振り機能を備えさせる必要がなくなり、共通化を図ることができる。従って、隣り合う圧接端子同士の間隔を設け且つ任意のＩＤを割り振ることが可能な通信中継装置を提供することができる。また、封止体を小型化できるため、軽量化及びコストダウンを図ることができる。さらに、第１電線及び第２電線の少なくとも一方を圧接端子に接続するときや、接続前後などの任意にタイミングで、通信アドレス設定手段を設けることができるため、作業効率の向上を図ることができる。また、圧接端子の数を増やしても、封止体における複数の圧接端子の配置範囲を最小に抑えることができるため、圧接端子の増加にも容易に対応することができ、通信中継装置の多様化を図ることができる。

請求項２に記載した本発明の通信中継装置によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、複数の設定用端子の各々を板状に形成するようにしたことから、設定用端子の幅を圧接装置、治具等のスペースとして十分に確保することができるため、圧接装置、治具等の必要スペースに容易に対応することができる。

請求項３に記載した本発明によれば、小型化及び軽量化した通信中継装置をハウジング内に収容することから、ハウジングの小型化及び軽量化を図ることができるため、通信中継コネクタの部品コストの削減を図ることができる。

本発明にかかる通信中継装置を示す斜視図である。図１に示された通信中継装置の圧接端子部分の側面図である。図１に示された通信アドレス設定手段の一例を示す図であり、（ａ）がパターン１、（ｂ）がパターン２、（ｃ）がパターン３をそれぞれ示している。図１に示された通信中継装置を有する通信中継コネクタの分解斜視図である。通信中継コネクタを車両通信システムに組み込んだ状態を示すシステム構成図である。従来の圧接端子を有する通信中継装置を示す斜視図である。

本発明に係る通信中継装置及び通信中継コネクタの一実施形態を、図１乃至図５の図面を参照して説明する。

図１乃至図３において、通信中継装置２０は、図５に示す電子制御装置３に接続された第１電線５及び複数の電子機器４に接続された第２電線６がそれぞれ電気的に接続されて、前記電子制御装置３と前記複数の電子機器４との間の通信を中継する通信中継手段２１を有している。

通信中継装置２０はさらに、複数（図１中では３本）の圧接端子２２と、複数（図１中では１０本）の端子２３と、扁平箱状の封止体２４と、複数（図１中では３本）の設定用端子２５と、通信アドレス設定手段２６と、を有している。

通信中継手段２１は、例えば集積回路、複数のディスクリートで構成した部品、マイクロ・プロセッサ、ＤＳＰ（digital signal processor）、ＡＳＩＣ（application specific IC）等の任意の構成で実現することができる。

複数の圧接端子２２の各々は、平行部２２ａと、立設部２２ｂとを一体に有している。平行部２２ａは、導電性部材によって帯板状に形成され、かつ両表面が通信中継手段２１の両表面と同一平面上に設けられている。複数の圧接端子２２の平行部２２ａは、図２に示すように、所定の隙間Ｓを介在させて、互いに平行に配置されている。所定の隙間Ｓは、隣の設定用端子２５よりも若干広く形成されており、該設定用端子２５との接触を防止する間隔となっている。また、複数の圧接端子２２の平行部２２ａは、通信中継手段２１と間隔をあけて封止体２４からその外部に突出した状態で配置されている。

立設部２２ｂは、圧接端子２２の平行部２２ａの通信中継手段２１から離れた側の端から立設している。立設部２２ｂの両表面は、平行部２２ａの両表面に対して直交している。立設部２２ｂは、圧接端子２２の幅方向、即ち複数の圧接端子２２同士が並ぶ方向に沿って互いに間隔をあけた一対の圧接刃２２ｃを有している。圧接刃２２ｃは、互いの間に第１電線５を挟みこむとともに、当該第１電線５の被覆部を切り込んで、該第１電線５の芯線と接触する。

複数の端子２３の各々は、導電性の金属で構成されたリードフレームとして形成されている。複数の端子２３は、複数の圧接端子２２が設けられた封止体２４の縁部２４ｃと対向する縁部２４ｄから、互いに平行に突出している。複数の端子２３は、所定の間隔をあけた状態で配置されている。複数の端子２３の各々は、雌コネクタ等によって第２電線６と電気的に接続される。

封止体２４は、通信中継手段２１に複数の圧接端子２２及び複数の端子２３を電気的に接続させた状態で、通信中継手段２１等を合成樹脂で封止している。封止体２４は、通信中継手段２１に接続された複数の圧接端子２４を、封止体２４の長手（幅）方向Ｗに沿って外部に突出させた状態かつ所定の間隔で列設させている。即ち、封止体２４は、通信中継手段２１と圧接端子２２の平行部２２ａ、端子２３、及び、設定用端子２５の各端部とを被覆収容している。

複数の設定用端子２５の各々は、封止体２４内で通信中継手段２１と電気的に接続されている。複数の設定用端子２５の各々は、複数の圧接端子２２の突出方向と同一方向に向かって封止体２４から突出している。各設定用端子は、導電性部材によって帯板状に形成され、かつ両表面が通信中継手段２１の両表面と同一平面上に設けられている。なお、本実施形態では、各設定用端子を圧接端子２２の平行部２２ａと類似形状としたが、端子２３のようなリードフレームとするなど種々異なる実施形態とすることができる。

設定用端子２５の形状は、上記間隔Ｓに収まる板状としても良いし、リードフレーム状に形成して上記間隔Ｓに複数配置するなど種々異なる実施形態とすることができる。即ち、設定用端子２５を複数のピン状端子とすることで、より多くの通信アドレスを設定することができ、封止体２４の長手方向Ｗの長さを最小に抑えることができる。また、複数の圧接端子２２と複数の設定用端子２５との各々が、封止体２４の長手方向Ｗに沿って交互に設けられている。本実施形態では、圧接端子２２と設定用端子２５の数を同一とした場合について説明するが、圧接端子２２に接続する第１電線５の本数、通信アドレスの設定数等の対応させるシステム構成に応じて任意の数とすることができる。

通信アドレス設定手段２６は、図１及び図３に示すように、通信で用いる通信アドレスに対応した導通パターンを、複数の設定用端子２５に対して設定する。通信アドレス設定手段２６は、基部２６ａと、複数（図１中では３つ）の収容部２６ｂと、を有しており、非導電性の合成樹脂等によって一体に形成されている。基部２６は、複数の設定用端子２５に対向するように複数の収容部２６ｂの各々を位置付けている。収容部２６ｂは、内部に設定用端子２５を収容する収容孔２６ｃを有している。

複数の収容部２６ｂは、複数の設定用端子２５を選択的にショートさせることで、通信アドレスを設定する。本実施形態では、収容部２６ｂの数を、図３に示すように導通パターンに応じて変更することにより、作業者等がその導通パターンを視認できるようにしている。複数の収容孔２６ｃ内の各々には、基部２６ａ内に配設された接続部材（図示せず）が設けられている。即ち、複数の収容孔２６ｃ内に設定用端子２５が収容されて前記接続部材と電気的に接続されることで、複数の設定用端子２５を選択的にショートさせて、通信アドレスが設定される。

複数の収容部２６ｂ内の接続部材のうちの１つは、通信アドレス設定手段２６内等で接地され、その他の２つの前記接続部材は所定の電圧（例えば、５Ｖ）が印加されている。このような構成とすることで、通信アドレス設定手段２６によってショートされた設定用端子２５はローレベルとなり、また、ショートされない設定用端子２５はハイレベルとなる。よって、通信中継手段２１はその設定用端子２５の導通パターンを検出し、該導通パターンに対応した通信アドレスを検出する。

なお、本実施形態では、説明を簡単化するために、最大で３つの収容部２６ｂを設けて、２進数の１〜３を通信アドレスとして設定する場合について説明する。これに代えて、４以上の値を通信アドレスとして設定する場合は、収容部２６ｂを４つ以上設けることで対応することができる。また、２進数の０を用いる場合、通信アドレス設定手段２６は収容部２６ｂが形成されずに、基部２６ａのみが形成される。そして、図３（ａ）〜（ｃ）に示す３種類の通信アドレス設定手段２６の中から、設定すべき導通パターンに対応した通信アドレス設定手段２６が選択され、該通信アドレス設定手段２６に対応した設定用端子２５を収容することで、封止体２４に対して固定される。

上述した通信中継装置２０によれば、圧接端子２２の隣に位置付けられる設定用端子２５の部分を圧接装置、治具等のスペースとして確保することができるため、複数の圧接端子２２同士が並ぶ長手方向Ｗの封止体２４の小型化を図ることができる。そして、その設定用端子２５に通信アドレスを設定することができるため、通信中継装置２０にＩＤ等の割り振り機能を備えさせる必要がなくなり、共通化を図ることができる。従って、隣り合う圧接端子２２同士の間隔Ｓを設け且つ任意のＩＤを割り振ることが可能な通信中継装置２０を提供することができる。また、封止体２４を小型化できるため、軽量化及びコストダウンを図ることができる。さらに、第１電線５を圧接端子２５に接続するときや、接続前後などの任意にタイミングで、通信アドレス設定手段２６を設けることができるため、作業効率の向上を図ることができる。また、圧接端子２２の数を増やしても、封止体２４における複数の圧接端子２２の配置範囲を最小に抑えることができるため、圧接端子２２の増加にも容易に対応することができ、通信中継装置２０の多様化を図ることができる。

また、通信中継装置２０によれば、複数の設定用端子２５の各々を板状に形成するようにしたことから、設定用端子２５の幅を圧接装置、治具等のスペースとして十分に確保することができるため、圧接装置、治具等の必要スペースに容易に対応することができる。

次に、図３において、通信中継コネクタ１は、ハウジング１０と、該ハウジング１０に収容された上記通信中継装置２０と、を有している。そして、ハウジング１０は、ユニットハウジング１１と、カバー部１２と、電線保持部１３と、を有している。ハウジング１０は、ユニットハウジング１１とカバー部１２が組み付けられることで、扁平な箱状に形成される。

ユニットハウジング１１は、絶縁性の合成樹脂で構成され、筒状のフード部１４と、該フード部１４に連なった収容室１５とを一体に備えている。フード部１４は、内側に相手方コネクタのコネクタハウジングが進入して、当該相手方コネクタと嵌合する。収容室１５は、断面コ字形に形成されて、図３中の上方に開口１６が設けられている。

カバー部１２は、絶縁性の合成樹脂で構成され、平板状に形成されている。カバー部１２は、ユニットハウジング１１に取り付けられる。カバー部１２は、ユニットハウジング１１に取り付けられると、前述した開口１６を塞ぐ。

電線保持部１３は、第１電線５を保持し且つカバー部１２の内面側に設けられた第１保持部１３ａを有している。第１保持部１３ａは、カバー部１２に設けられた複数の電線収容溝（図示せず）を備えている。該電線収容溝は、圧接方向Ａに対応した圧接端子２２と対向し且つ間隔をあけて複数設けられており、内側に第１電線５を通して、当該第１電線５を保持する。第１電線５を保持する手段として、電線収容溝の径を第１電線５の径によりも若干小さく形成する他、電線収容溝に第１電線５の抜け止めをする為の係止突起を設ける等が用いられる。

上述した構成のハウジング１０は、ユニットハウジング１１とカバー部１２との間に通信中継装置２０を位置付けて、当該通信中継装置２０を収容する。ハウジング１０内の通信中継装置２０は、封止体２４の一方側２４ａ（図中の上側）で３本の第１電線５が圧接されている。そして、複数の圧接用端子２５は、通信アドレスに対応した圧接用端子２５が通信アドレス設定手段２６の収容部２６ｂに収容されることで、選択的に導通される。

このように構成した通信中継コネクタ１の組み立ての一例を、図４の図面を参照して以下に説明する。

まず、ハウジング１０の収容室１５内に通信中継装置２０が収容されてハウジング１０に保持される。該通信中継コネクタ１に対して通信アドレスが割り振られると、該通信アドレスに対応した通信アドレス設定手段２６が図３に示す複数種類の中から選択され、封止体２４に徐々に近づけられることで、通信アドレス設定手段２６の収容部２６ｂに設定用端子２５が選択的に収容される。

そして、カバー部１２に設けられた第１保持部１３ａに複数の第１電線５を保持し、カバー部１２の係合部１２ａをハウジング１０の係合受け部１７に係合させながら、カバー部１２を開口１６に徐々に近づける。すると、第１保持部１３ａの電線収容溝内に保持された第１電線５が、対応する圧接端子２２の立設部２２ｂの圧接刃間に徐々に挿入される。そして、カバー部１２が、開口１６を完全に塞いで、ユニットハウジング１１に取り付けられると、第１電線５が圧接刃２２ｃ間に圧入されて、圧接刃２２ｃは、第１電線５の被覆部を切り込んで、芯線と接触する。

こうして、前述した構成の通信中継コネクタ１が組み立てられて複数の電線５に接続されると、図４に示す車両通信システム２の車内ネットワークに組み込まれる。そして、車両通信システム２は、上述した複数の通信中継コネクタ１と、電子制御装置３と、該電子制御装置３の通信対象となる複数の電子機器４と、を有している。

通信中継コネクタ１は、通信中継装置２０の複数の端子２３に相手方コネクタが嵌合することで、該相手方コネクタに第２電線６を介して接続された複数の電子機器４と複数の端子２３の各々が電気的に接続される。その結果、各通信中継コネクタ１は、第１電線５を介して電子制御装置３と通信可能に接続されるとともに、電子制御装置３によって動作等が制御される複数の電子機器４と第２電線６を介して通信可能に接続される。そして、複数の通信中継コネクタ１の各々は、通信中継装置２０に電力が供給されると、複数の設定用端子２５の導通パターンから通信アドレスを設定し、該通信アドレスを用いて電子制御装置３と複数の電子機器４との間の通信を中継する。

以上説明した通信中継コネクタ１によれば、小型化及び軽量化した通信中継装置２０をハウジング１０の収容室１５内に収容するようにしたことから、ハウジング１０の小型化及び軽量化を図ることができるため、通信中継コネクタ１の部品コストの削減を図ることができる。

なお、上述した実施形態では、通信中継装置２０の設定用端子２５が、圧接端子２２の平行部２２ａと同一の長さで形成した場合について説明した。これに代えて、設定用端子２５を平行部２２ａよりも長くする又は短くするなど種々異なる実施形態とすることができる。

このように上述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１通信中継コネクタ
１０ハウジング
２０通信中継装置
２１通信中継手段
２２圧接端子
２４封止体
２５設定用端子
２６通信アドレス設定手段

Claims

電子制御装置に接続された第１電線及び複数の電子機器に接続された第２電線が電気的に接続されて、前記電子制御装置と前記複数の電子機器との間の通信を中継する通信中継手段を有する通信中継装置において、
前記第１電線及び前記第２電線の少なくとも一方が電気的に接続される複数の圧接端子と、
前記通信中継手段を封止し且つ該通信中継手段に接続された前記複数の圧接端子を幅方向に沿って外部に突出させた状態で列設させた封止体と、
前記通信中継手段と電気的に接続され且つ前記封止体から突出した複数の設定用端子と、
前記通信中継手段が通信で用いる通信アドレスに対応した導通パターンを、前記複数の設定用端子に対して設定する通信アドレス設定手段と、
を有し、
前記複数の圧接端子と前記複数の設定用端子との各々が、前記封止体の長手方向に交互に設けられていることを特徴とする通信中継装置。
前記複数の設定用端子の各々が、板状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の通信中継装置。
請求項１又は２に記載の通信中継装置と、
前記第１電線及び前記第２電線との電気的な接続が可能なように前記通信中継装置を収容するハウジングと、
を有する通信中継コネクタ。