JP2017033878A - Mechatronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータと、アクチュエータの駆動を制御する電子装置とが一体化され、アクチュエータの導線と電子装置の回路基板とが電気的に接続された機電一体装置に関する。 The present invention relates to an electromechanical integrated device in which an actuator and an electronic device that controls driving of the actuator are integrated, and a lead wire of the actuator and a circuit board of the electronic device are electrically connected.
アクチュエータと、アクチュエータの駆動を制御する電子装置とが一体化され、アクチュエータの導線と電子装置の回路基板とが電気的に接続された機電一体装置が、特許文献１に開示されている。 Patent Document 1 discloses an electromechanical integrated device in which an actuator and an electronic device that controls driving of the actuator are integrated, and a lead wire of the actuator and a circuit board of the electronic device are electrically connected.
上記した機電一体装置では、モータ端子である雄ターミナル（アクチュエータの導線）と回路基板とが、中間導体（端子）により電気的に接続されている。中間導体の一端は、回路基板のスルーホールに挿入されて半田付けされている。このように、中間導体と回路基板の接続に半田が必要である。 In the electromechanical integrated device described above, the male terminal (actuator lead), which is a motor terminal, and the circuit board are electrically connected by an intermediate conductor (terminal). One end of the intermediate conductor is inserted into a through hole of the circuit board and soldered. Thus, solder is required to connect the intermediate conductor and the circuit board.
また、中間導体の他端はメス形状とされ、雄ターミナルが嵌合されている。このように、中間導体として、雄ターミナルが嵌合可能な複雑な形状のものが必要となり、加工コストの増加が問題となる。 Further, the other end of the intermediate conductor has a female shape and is fitted with a male terminal. As described above, the intermediate conductor needs to have a complicated shape into which the male terminal can be fitted, which increases the processing cost.
これに対し、上記した中間導体（端子）に代えてプレスフィット端子を採用することが考えられる。プレスフィット端子は、回路基板の孔部に圧入される圧入部として、間に空間部を形成するように上端及び下端が連結され、互いに対向する方向に弾性変形可能に設けられた一対の梁部を少なくとも一組有している。圧入状態で、一対の梁部は互いに近づく方向に弾性変形し、この変形による反力で圧入部は回路基板に保持される。したがって、半田を用いることなく、端子と回路基板とを電気的に接続することができる。また、プレスフィット端子とアクチュエータの導線を溶接することで、端子形状を簡素化することもできる。 On the other hand, it is conceivable to employ a press-fit terminal instead of the above-described intermediate conductor (terminal). The press-fit terminal is a pair of beam portions that are press-fitted into the hole of the circuit board, the upper and lower ends are connected so as to form a space therebetween, and are elastically deformable in opposite directions. At least one set. In the press-fit state, the pair of beam portions are elastically deformed in a direction approaching each other, and the press-fit portions are held on the circuit board by a reaction force due to the deformation. Therefore, the terminal and the circuit board can be electrically connected without using solder. Moreover, the terminal shape can be simplified by welding the press-fit terminal and the conductor of the actuator.
しかしながら、溶接する際の荷重によってプレスフィット端子が孔部周りに変位（すなわち旋回）し、圧入部における回路基板との接点が摺動して、接点表面の酸化が進行する虞がある。 However, there is a possibility that the press-fit terminal is displaced (that is, swiveled) around the hole due to the load at the time of welding, the contact with the circuit board in the press-fitting portion slides, and oxidation of the contact surface proceeds.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、溶接する際の圧入部の摺動を抑制できる機電一体装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electromechanical integrated device capable of suppressing sliding of a press-fit portion during welding.
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
開示された発明のひとつは、アクチュエータ（１０，２０）と、アクチュエータの駆動を制御する電子装置（３０）とが一体化され、アクチュエータの導線（５０）と電子装置の回路基板（３１）とが電気的に接続された機電一体装置であって、
回路基板と導線とを電気的に接続するプレスフィット端子（６０）を備え、
プレスフィット端子は、回路基板の一面（３３ａ）に開口する孔部（３５）に圧入されて回路基板に保持された圧入部（６１）と、導線が溶接された溶接面（６２ａ）を備える接続部（６２）と、圧入部と接続部とを連結する連結部（６３）と、を有し、
圧入部は、間に空間部（６４）を形成するように上端及び下端が連結され、互いに対向する方向に弾性変形可能に設けられた一対の梁部（６５）を少なくとも一組有し、
溶接面が、圧入部の圧入方向及び一対の梁部の弾性変形方向の両方向に直交する方向と交差するように設けられ、
連結部及び回路基板の一方に固定されるとともに他方に接触するように配置されて、プレスフィット端子の孔部周りの変位を抑制する変位抑制部（７０，９０）をさらに備えることを特徴とする。
In one of the disclosed inventions, the actuator (10, 20) and the electronic device (30) for controlling the driving of the actuator are integrated, and the lead wire (50) of the actuator and the circuit board (31) of the electronic device are integrated. An electromechanical integrated device electrically connected,
A press-fit terminal (60) for electrically connecting the circuit board and the conductive wire;
The press-fit terminal is provided with a press-fit portion (61) that is press-fitted into a hole (35) that is opened in one surface (33a) of the circuit board and is held by the circuit board, and a welding surface (62a) that is welded with a conducting wire. Part (62), and a connecting part (63) for connecting the press-fitting part and the connecting part,
The press-fit portion has at least one pair of a pair of beam portions (65) that are connected at their upper and lower ends so as to form a space portion (64) therebetween, and are elastically deformable in directions facing each other.
The welding surface is provided so as to intersect a direction orthogonal to both the press-fitting direction of the press-fitting part and the elastic deformation direction of the pair of beam parts,
A displacement suppression portion (70, 90) is further provided that is fixed to one of the connecting portion and the circuit board and arranged to contact the other and suppresses displacement around the hole of the press-fit terminal. .
溶接面が、圧入方向及び弾性変形方向の両方向に直交する方向と交差するように設けられていると、導線とプレスフィット端子とを溶接する際の荷重によって、プレスフィット端子が孔部周りに変位しようとする。すなわち、プレスフィット端子が孔部を中心として旋回しようとする。 If the welding surface is provided so as to intersect the direction orthogonal to both the press-fitting direction and the elastic deformation direction, the press-fit terminal is displaced around the hole due to the load when welding the lead wire and the press-fit terminal. try to. That is, the press-fit terminal tries to turn around the hole.
これに対し、本発明では、連結部及び回路基板の一方に固定されるとともに他方に接触するように変位抑制部が配置されている。このため、溶接する際に、変位抑制部がプレスフィット端子の旋回に対する抵抗となる。すなわち変位抑制部が、プレスフィット端子の旋回を抑制する。したがって、溶接する際の圧入部の摺動を抑制することができる。 On the other hand, in this invention, the displacement suppression part is arrange | positioned so that it may be fixed to one of a connection part and a circuit board, and may contact the other. For this reason, when welding, a displacement suppression part becomes resistance with respect to turning of a press fit terminal. That is, the displacement suppression unit suppresses the turning of the press-fit terminal. Therefore, sliding of the press-fit portion when welding can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。以下において、回路基板に対するプレスフィット端子の圧入方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する方向であって、圧入された状態で一対の梁部の弾性変形方向をＸ方向と示す。また、Ｚ方向及びＹ方向の両方向に直交する方向をＹ方向と示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, common or related elements are given the same reference numerals. In the following, the press-fit terminal press-fitting direction with respect to the circuit board is defined as the Z direction, and the elastic deformation direction of the pair of beam portions in the press-fitted state is denoted as the X direction. A direction perpendicular to both the Z direction and the Y direction is referred to as a Y direction.
（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、電動コンプレッサ１００の概略構成について説明する。この電動コンプレッサ１００は、プレスフィット端子６０により、モータ１０の気密端子５０と電子装置３０を構成する回路基板３１とを電気的に接続する点を除けば、特開２００８−８２２７９号公報に開示された電動コンプレッサと基本的に同じ構成である。したがって、特開２００８−８２２７９号公報の説明を援用することができる。
(First embodiment)
First, a schematic configuration of the
図１に示すように、電動コンプレッサ１００は、モータ１０、コンプレッサ２０、及び電子装置３０を備えている。なお、電動コンプレッサ１００が機電一体装置に相当する。電動コンプレッサ１００は、機電一体モジュール、機電一体ユニットとも称される。また、モータ１０及びコンプレッサ２０がアクチュエータに相当する。
As shown in FIG. 1, the
モータ１０（回転電機）は、回転軸１２を介してコンプレッサ２０を回転駆動する。モータ１０は、モータハウジング１１、回転軸１２、ロータ１３、ステータコア１４、及びステータコイル１５を有している。
The motor 10 (rotary electric machine) rotates the
モータハウジング１１は、熱伝導性に優れる金属、たとえば鉄やアルミニウムを材料として、回転軸１２を中心とする略円筒状に形成されている。回転軸１２の軸線方向において、モータハウジング１１の一端側には、冷媒吸入口１１ａが設けられている。モータハウジング１１の他端側には、冷媒吐出口１１ｂが設けられている。軸線方向に直交する方向には、モータハウジング１１の外壁の一部として、電子装置３０が配置される取付壁１６が設けられている。本実施形態では一例として、取付壁１６が、後述する回路基板３１を配置するための台座１６ａを有している。
The
回転軸１２は、モータハウジング１１内に配置され、軸受け１２ａと図示しない他の軸受けにより回転自在に支持されている。回転軸１２は、ロータ１３から受ける回転駆動力をコンプレッサ２０に伝える。軸受け１２ａ及び他の軸受けは、モータハウジング１１により支持されている。
The rotating
ロータ１３は、永久磁石からなる。ロータ１３は、中空部を有する筒状に形成されており、中空部内には回転軸１２が圧入されてロータ１３及び回転軸１２が固定されている。ロータ１３は、ステータコア１４が発生する回転磁界に基づいて、回転軸１２とともに回転する。
The
ステータコア１４は、ロータ１３（回転軸１２）に対して径外方向に配置されている。ステータコア１４は、モータハウジング１１内において略環状に形成されている。ステータコア１４は、磁性体からなる。ステータコア１４は、モータハウジング１１の内周面により支持されている。ステータコイル１５は、ステータコア１４に巻回されている。
The
モータ１０において、モータハウジング１１の取付壁１６とステータコア１４との間には、冷媒流路１１ｄが形成されている。冷媒流路１１ｄは、電子装置３０を冷却するために冷媒（流体）が流れる通路である。冷媒は、図１に矢印で示すように、冷媒吸入口１１ａから冷媒吐出口１１ｂに向けて流れる。
In the
コンプレッサ２０としては、たとえばスクロール式やロータリ式のコンプレッサを採用することができる。コンプレッサ２０は、モータ１０の回転軸１２からの回転駆動力によって旋回し、冷媒を吸入、圧縮、吐出する。
As the
電子装置３０は、モータ１０の駆動を制御する。すなわち、電子装置３０は、モータ１０及びコンプレッサ２０からなるアクチュエータの駆動を制御する。電子装置３０は、回路基板３１及びカバー３２を有している。回路基板３１に形成された回路は、モータ１０のステータコイル１５に電力を供給してモータ１０を駆動するインバータを含んでいる。
The
回路基板３１は、配線基板３３及び複数の電子部品３４を有している。図１では、複数の電子部品３４のうちのひとつを図示している。配線基板３３は、樹脂などの電気絶縁性基材に配線が配置されてなる。配線基板３３は、プリント基板とも称される。電子部品３４は、配線基板３３における台座１６ａへの搭載面（以下、下面と示す）と反対の面（以下、上面と示す）に実装されている。電子部品３４のうち、特に発熱量の大きい部品は、配線基板３３に形成された図示しないサーマルビアを介して、取付壁１６（台座１６ａ）に放熱できるようになっている。
The
なお、取付壁１６と配線基板３３との間に、放熱ゲルなどの熱伝導部材を介在させ、熱伝導部材を介して、電子部品３４の熱を取付壁１６へ逃がすようにしてもよい。また、上面に実装された電子部品３４とカバー３２との間に熱伝導部材を介在させ、電子部品３４の熱をカバー３２に逃がすようにしてもよい。電子部品３４の実装位置は、配線基板３３の上面に限定されない。複数の電子部品３４の少なくとも一部が、配線基板３３の下面に実装されてもよい。さらには、発熱量の大きい電子部品３４が、取付壁１６に配置されてもよい。たとえばインバータを構成するスイッチング素子を、取付壁１６に配置してもよい。発熱量の大きい部品を、取付壁１６の近くに配置する方が放熱の点で有利である。
Note that a heat conducting member such as a heat radiating gel may be interposed between the mounting
電動コンプレッサ１００は、ステータコイル１５と回路基板３１（インバータ）とを電気的に接続するために、クラスタブロック４０、気密端子５０、及びプレスフィット端子６０を備えている。
The
クラスタブロック４０は、ステータコイル１５側のコネクタを構成している。クラスタブロック４０には、ステータコイル１５の端部が接続されている。クラスタブロック４０は、気密端子５０とともに、上記した軸線方向において、ステータコア１４及びコンプレッサ２０の間に配置されている。
The
気密端子５０は、モータハウジング１１（取付壁１６）の開口部１７に嵌合されている。開口部１７は、モータハウジング１１の取付壁１６を貫通しており、気密端子５０は開口部１７を閉塞している。気密端子５０は密閉型端子とも称される。気密端子５０を採用することにより、インバータの冷却性と、モータハウジング１１の耐圧強度を同時に実現することができる。
The
気密端子５０は、モータハウジング１１の内外を貫通する３本の端子部５０ａを有している。端子部５０ａは、金属を材料としてたとえば略円柱状に形成されており、後述するＺ方向に沿って延設されている。３本の端子部５０ａは、モータ１０の三相に対応している。図１では、１本の端子部５０ａだけを示している。３本の端子部５０ａは、図１において紙面奥側に並んで配置されている。３本の端子部５０ａの一端側は、それぞれクラスタブロック４０に接続されている。端子部５０ａの他端側は、それぞれ対応するプレスフィット端子６０に溶接されている。図１では、１本のプレスフィット端子６０だけを示している。気密端子５０（端子部５０ａ）が、アクチュエータの導線に相当する。
The
カバー３２は、金属を材料として、回路基板３１を覆うように形成されている。カバー３２は、締結などの固定方法によりモータハウジング１１に固定されている。カバー３２とモータハウジング１１（取付壁１６）とにより形成される空間内に、回路基板３１が収容されている。
The
プレスフィット端子６０は、気密端子５０（端子部５０ａ）と電子装置３０の回路基板３１に形成された回路とを電気的に接続（中継）する。プレスフィット端子６０は、銅や銅合金などの金属を母材として形成されている。母材の表面には、ニッケルなどを材料とするめっき膜が適宜形成されている。プレスフィット端子６０は、金属板を所定形状に打ち抜き、曲げ加工することで形成されている。
The press-
電動コンプレッサ１００は、さらに樹脂部材７０を備えている。樹脂部材７０は、変位抑制部に相当する。樹脂部材７０は、端子部５０ａとプレスフィット端子６０とを溶接する際に、プレスフィット端子６０が旋回するのを抑制する。樹脂部材７０は、回路基板３１及びプレスフィット端子６０の後述する連結部６３の一方に固定され、他方に接触するように配置されている。
The
次に、図２〜図４に基づき、プレスフィット端子６０、樹脂部材７０、及びプレスフィット端子６０による接続構造について説明する。図４では、便宜上、一相分のプレスフィット端子６０のみを示している。図２〜図４では、接続部６２と連結部６３の境界を破線で示している。
Next, the connection structure by the press
回路基板３１（配線基板３３）は、図２に示すように、プレスフィット端子６０が圧入される貫通孔３５を有している。貫通孔３５が孔部に相当する。回路基板３１には、三相分の端子部５０ａに対応して、３つの貫通孔３５が形成されている。図３に示すように、貫通孔３５は、回路基板３１（配線基板３３）の厚さ方向、すなわちＺ方向に沿って形成されている。貫通孔３５は、配線基板３３の一面３３ａ及び一面３３ａと反対の裏面３３ｂにわたって貫通している。貫通孔３５の壁面にはランド３６が形成されている。ランド３６は、たとえばめっきにより形成されている。ランド３６は、図示しない配線の端部（外部接続部）として形成されている。
As shown in FIG. 2, the circuit board 31 (wiring board 33) has a through
三相の端子部５０ａに対応するプレスフィット端子６０は、図３及び図４に示すように、圧入部６１、接続部６２、及び連結部６３を、それぞれ有している。３つのプレスフィット端子６０は、図２に示すように、Ｙ方向に並んで配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the press-
圧入部６１は、貫通孔３５に対して圧入される。圧入部６１は、空間部６４（開口部）を有している。圧入部６１において、プレスフィット端子６０の板厚方向はＹ方向であり、空間部６４はＹ方向に貫通している。空間部６４は、Ｚ方向、すなわちプレスフィット端子６０の圧入方向に延設されている。圧入方向は、換言すれば、回路基板３１（配線基板３３）の厚さ方向である。空間部６４は、たとえば貫通孔３５の貫通長さよりも若干長く設けられている。
The press-
プレスフィット端子６０は、空間部６４によって梁部６５に分岐されている。プレスフィット端子６０は、お互いの対向方向（並び方向）、すなわちＸ方向において間に空間部６４を形成するように、上端同士及び下端同士がそれぞれ連結されてなる一対の梁部６５を少なくとも一組有している。本実施形態では、プレスフィット端子６０が、一対の梁部６５を一組有している。梁部６５の上端が、圧入部６１の上端となっている。一対の梁部６５は、Ｘ方向に弾性変形可能に設けられている。
The press-
Ｘ方向において、一対の梁部６５の外表面間のうち、最も距離が長い部分の長さ、すなわち端子幅は、圧入前の状態で、貫通孔３５の内径よりも広くなっている。圧入状態で、一対の梁部６５はお互いに近づく方向（Ｘ方向）に弾性変形し、梁部６５の弾性変形による反力が貫通孔３５の壁面に作用する。これにより、プレスフィット端子６０は回路基板３１に保持される。
In the X direction, the length of the portion having the longest distance between the outer surfaces of the pair of
一対の梁部６５は、上端から下端に向けて端子幅が徐々に広がり、その途中から下端に向けて端子幅が徐々に狭くなっている。梁部のうち、貫通孔３５内に配置された部分の少なくとも一部が、ランド３６との接点となっている。
The pair of
一対の梁部６５の下端には、先端部６６が連結されている。先端部６６は、空間部６４よりも貫通孔３５への挿入先端側の部分である。先端部６６は、梁部６５の下端から圧入方向、すなわちＺ方向に延設されている。先端部６６の幅、すなわちＸ方向の長さは、貫通孔３５の内径よりも狭くなっている。先端部６６は、貫通孔３５内にプレスフィット端子６０を導く部分であるため、導入部とも称される。
A
連結部６３は、圧入部６１と接続部６２とを繋いでいる。連結部６３は、第１連結部６７及び第２連結部６８を有している。連結部６３と圧入部６１との間には、曲げ加工部分は存在しない。連結部６３及び圧入部６１は、同一平面（ＺＸ面）に位置している。
The connecting
第１連結部６７は、圧入部６１と第２連結部６８とを繋いでいる。第１連結部６７は、梁部６５（圧入部６１）の上端から圧入方向、すなわちＺ方向に延設されている。第１連結部６７は、圧入状態で、回路基板３１の厚さ方向に沿って延設されている。
The first connecting
第２連結部６８は、第１連結部６７と接続部６２とを繋いでいる。第２連結部６８は、第１連結部６７における圧入部６１との連結端とは反対側の端部に連結されている。第２連結部６８は、第１連結部６７に対して屈曲されている。第１連結部６７に対する第２連結部６８の屈曲は、曲げ加工によるものではなく、金属板の打ち抜き形状によって決定されている。
The second connecting
本実施形態では、第２連結部６８が、一対の梁部６５（圧入部６１）の弾性変形方向、すなわちＸ方向に延設されている。そして、第１連結部６７と第２連結部６８とがなす角度、すなわち屈曲角度が略９０度となっている。このため、圧入状態で、第２連結部６８は、回路基板３１（配線基板３３）の一面３３ａと略平行となっている。
In this embodiment, the
接続部６２は、第２連結部６８から延設されており、気密端子５０（端子部５０ａ）が溶接されている。接続部６２は、第２連結部６８における第１連結部６７とは反対側の端部に連結されている。接続部６２は、気密端子５０が溶接される溶接面６２ａを有している。
The
本実施形態において、接続部６２は、Ｘ方向に沿って延設されている。接続部６２は、第２連結部６８の延設方向と同一方向、すなわちＸ方向に沿って延設されている。したがって、接続部６２において、プレスフィット端子６０の板厚方向はＹ方向となっている。接続部６２及び第２連結部６８は、Ｘ方向を長手方向とする角柱状をなしており、角柱の一端側が接続部６２、他端側が第２連結部６８となっている。このため、接続部６２及び第２連結部６８には屈曲部分が存在しない。接続部６２及び第２連結部６８は、同一平面（ＺＸ面）に位置している。
In the present embodiment, the connecting
そして、接続部６２において、プレスフィット端子６０の板厚方向、すなわち打ち抜いた金属板の板厚方向における表面の一方が、溶接面６２ａとなっている。このため、溶接面６２ａは、Ｙ方向に直交している。このように、溶接面６２ａは、一対の梁部６５（圧入部６１）の弾性変形方向であるＸ方向と、圧入方向であるＺ方向との両方向に直交する方向であるＹ方向に交差している。この溶接面６２ａに、Ｚ方向に延設された端子部５０ａの外周面が溶接されている。したがって、端子部５０ａの延設方向と接続部６２の延設方向とが交差している。
And in the
樹脂部材７０は、各プレスフィット端子６０の連結部６３に固定されている。本実施形態では、樹脂部材７０が、プレスフィット端子６０と一体成形されている。すなわち、プレスフィット端子６０をインサート部品として、樹脂部材７０が成形されている。また、樹脂部材７０は、図２に示すように三相分のプレスフィット端子６０に対して一体成形されている。
The
図３及び図４に示すように、樹脂部材７０はＺ方向に延設されている。樹脂部材７０は、厚肉部７１、薄肉部７２、及び爪部７３を有している。樹脂部材７０のうち、Ｚ方向において上側（第２連結部６８）側の部分が厚肉部７１とされており、Ｚ方向において下側（回路基板３１）側の部分が、Ｘ方向において厚肉部７１よりも薄い薄肉部７２となっている。厚肉部７１及び薄肉部７２は、ともにＹ方向に延設されている。厚肉部７１は、三相分の第２連結部６８を保持している。すなわち、樹脂部材７０は、厚肉部７１で連結部６３（第２連結部６８）に接触するとともに、第２連結部６８に固定されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
厚肉部７１のうち、Ｘ方向において圧入部６１側の面を一面７１ａとすると、薄肉部７２のうち、回路基板３１の側面３３ｃ（端面）と対向する対向面７２ａは、一面７１ａに対して凹んでいる。すなわち、Ｘ方向において、対向面７２ａが、一面７１ａよりも圧入部６１に対して遠い位置となっている。
When the surface on the press-
厚肉部７１は、Ｚ方向において爪部７３と対向する下面７１ｂを有している。下面７１ｂは、一面７１ａに対して対向面７２ａが凹むことで形成されている。図３及び図４では、厚肉部７１と薄肉部７２の境界を破線で示している。
The
爪部７３は、薄肉部７２の対向面７２ａにおける下端部分から突出している。爪部７３は、Ｚ方向において下面７１ｂに対向している。爪部７３は、弾性変形可能に設けられている。薄肉部７２及び爪部７３は、Ｙ方向から見て、略レの字状となっている。爪部７３は、Ｚ方向及びＸ方向に弾性変形可能となっている。
The
爪部７３は、圧入部６１の圧入状態で、回路基板３１の裏面３３ｂに係止する。この係止状態で、爪部７３と厚肉部７１の下面７１ｂとにより、回路基板３１が挟まれる。換言すれば、樹脂部材７０が回路基板３１に嵌合する。したがって、厚肉部７１（下面７１ｂ）が、対向部に相当する。本実施形態では、嵌合状態で、薄肉部７２の対向面７２ａが回路基板３１の側面３３ｃに接触する。なお、爪部７３もＹ方向に延設されている。
The
特に本実施形態では、回路基板３１に対する圧入部６１の圧入と、樹脂部材７０による回路基板３１への嵌合とが同時になされるように、樹脂部材７０の形状及び大きさが決定されている。具体的には、図３に示すように、嵌合状態で、第２連結部６８の延設方向を回路基板３１の一面３３ａと略平行に保つように、換言すれば空間部６４の延設方向をＺ方向と略平行に保つように、厚肉部７１のＺ方向の長さＬ１が決定されている。長さＬ１は、厚肉部７１のうち、第２連結部６８の下面（一面３３ａとの対向面）とＺ方向において同一位置の部分７１ｃから下面７１ｂまでの長さである。なお、対向面７２ａのＺ方向の長さは、回路基板３１の厚さよりも若干長くなっている。
In particular, in the present embodiment, the shape and size of the
次に、図５に基づき、プレスフィット端子６０による接続方法について説明する。図５では、一対の梁部６５（圧入部６１）の弾性変形方向を両端矢印で示している。
Next, based on FIG. 5, the connection method by the press
先ず、樹脂部材７０が一体化されたプレスフィット端子６０を準備する。そして、プレスフィット端子６０と回路基板３１とを、Ｚ方向において互いに近づく方向に変位させ、プレスフィット端子６０を回路基板３１の貫通孔３５に圧入する。プレスフィット端子６０は、先端部６６から貫通孔３５内に挿入される。一対の梁部６５が貫通孔３５内に挿入されると、梁部６５は互いに近づく方向（Ｘ方向）に弾性変形する。そして、弾性変形による反力でランド３６に接触する。このようにして、圧入部６１がランド３６（回路基板３１）と電気的に接続される。
First, the press
また、上記変位にともなって、樹脂部材７０も回路基板３１に近づく。このとき、爪部７３は、側面３３ｃと対向面７２ａとの間で圧縮（弾性変形）されながら裏面３３ｂ側に近づく。そして、爪部７３が裏面３３ｂ側に抜けると、爪部７３の圧縮状態が解放され、爪部７３は裏面３３ｂに係止する。そして、爪部７３と下面７１ｂ（厚肉部７１）により回路基板３１を挟んで保持した状態となる。また、対向面７２ａが回路基板３１の側面３３ｃに接触する。上記したように、爪部７３の係止、すなわち樹脂部材７０の嵌合と、圧入部６１の圧入（電気的接続）とが、ほぼ同時になされる。
In addition, the
次いで、モータハウジング１１（取付壁１６）に取り付けられた気密端子５０とプレスフィット端子６０との抵抗溶接を行う。
Next, resistance welding is performed between the
図５に示すように、Ｙ方向に直交する溶接面６２ａに対し、Ｚ方向に延設された端子部５０ａの外周面が接触するように、一対の電極８０，８１により、Ｙ方向から接続部６２及び端子部５０ａを挟んで圧着状態にする。図５では、一例として、電極８１をＹ方向に移動させ、圧着状態にする。プレスフィット端子６０の接続部６２には、白抜き矢印で示すようにＹ方向の荷重が作用する。
As shown in FIG. 5, a pair of
この圧着状態で、電極８０，８１間に電流を流し、その抵抗熱（ジュール熱）で溶接する。以上により、気密端子５０（モータ１０）と回路基板３１とを電気的に接続することができる。抵抗溶接は、スポット溶接とも称される。
In this crimped state, an electric current is passed between the
次に、上記した電動コンプレッサ１００の効果、すなわちプレスフィット端子６０による接続構造の効果について説明する。
Next, the effect of the
図６は、溶接面が、圧入部の圧入方向及び一対の梁部の弾性変形方向の両方向に直交する方向と交差するように設けられたプレスフィット端子を用いた場合の、抵抗溶接を示す図である。すなわち、図６は、従来の抵抗溶接を示す参考例である。図６に示す参考例では、本実施形態の要素と共通乃至関連する要素に対し、本実施形態の要素の符号に１００を加算した符号を付与している。図６では、荷重印加後の接続部１６２の延設方向をＸ方向と示している。図６では、荷重印加前のプレスフィット端子１６０及び電極１８１を破線で示している。
FIG. 6 is a diagram showing resistance welding in a case where a press-fit terminal provided so that the welding surface intersects the direction perpendicular to both the press-fitting direction of the press-fitting part and the elastic deformation direction of the pair of beam parts is used. It is. That is, FIG. 6 is a reference example showing conventional resistance welding. In the reference example shown in FIG. 6, a symbol obtained by adding 100 to the symbol of an element of the present embodiment is given to an element common to or related to the element of the present embodiment. In FIG. 6, the extending direction of the connecting
図６に示す参考例では、樹脂部材を備えない点を除けば、本実施形態と同じである。したがって、プレスフィット端子１６０の接続部１６２及び連結部１６３（第２連結部）の延設方向が同一方向である。また、図示しない一対の梁部の弾性変形方向も接続部１６２の延設方向と同じ方向となっている。気密端子１５０の端子部１５０ａは、第１実施形態同様、Ｚ方向に延設されている。溶接面１６２ａに端子部１５０ａの外周面を圧着させる際、溶接面１６２ａはＹ方向に直交し、接続部１６２は、一対の電極１８０，１８１から白抜き矢印で示すようにＹ方向の荷重を受ける。
The reference example shown in FIG. 6 is the same as the present embodiment except that the resin member is not provided. Therefore, the extending direction of the connecting
このため、プレスフィット端子１６０は、破線矢印で示すように貫通孔１３５周りに変位（旋回）してしまう。図示しない圧入部も貫通孔１３５内で旋回する。このとき、圧入部における回路基板１３１との接点が摺動し、接点表面において酸化が進行してしまう。なお、溶接の加重印加時に溶接面１６２ａがＹ方向と交差していると、プレスフィット端子１６０は、貫通孔１３５周りに旋回（回転）してしまう。
For this reason, the press-
図７は、本発明者によるプレスフィット端子の耐力の試験結果を示している。耐力（Ｎ）は、外力を印加したときに圧入部を所定位置に保持できる外力の最大値、すなわち保持力とも言える。図６に示すように、圧入方向であるＺ方向に外力を印加したときの耐力に対し、プレスフィット端子が旋回するように、図６の参考例同様Ｙ方向に外力を印加したときの耐力は、１／１２程度であった。この結果から、プレスフィット端子は旋回に対する耐力が低いことが明らかとなった。すなわち、溶接する際にプレスフィット端子の旋回を抑制することが、圧入部の摺動を抑制する上で重要であることが明らかとなった。 FIG. 7 shows the test results of the proof stress of the press-fit terminal by the present inventor. The proof stress (N) can be said to be the maximum value of the external force that can hold the press-fit portion in a predetermined position when an external force is applied, that is, the holding force. As shown in FIG. 6, the proof stress when an external force is applied in the Y direction as in the reference example of FIG. 6 so that the press-fit terminal turns against the proof strength when an external force is applied in the Z direction which is the press-fitting direction is 1/12. From this result, it became clear that the press-fit terminal has low resistance to turning. That is, it became clear that it is important to suppress swiveling of the press-fit terminal during welding to suppress sliding of the press-fit portion.
これに対し、本実施形態では、変位抑制部である樹脂部材７０が、プレスフィット端子６０の連結部６３に固定され、回路基板３１に接触している。これにより、樹脂部材７０は、溶接する際のプレスフィット端子６０の貫通孔３５周りの変位（旋回）に対する抵抗となる。このように、樹脂部材７０が、プレスフィット端子６０の貫通孔３５を中心とする旋回を抑制する。したがって、溶接する際の圧入部６１の摺動を抑制することができる。これにより、圧入部６１における回路基板３１との接点表面の酸化進行を抑制し、ひいてはプレスフィット端子６０の電気的な接続信頼性を高めることができる。
On the other hand, in this embodiment, the
特に本実施形態では、樹脂部材７０の対向面７２ｂが回路基板３１の側面３３ｃに接触している。このため、溶接する際にプレスフィット端子６０が貫通孔３５周りに旋回しようとしても、対向面７２ｂが側面３３ｃに当たるため、旋回を抑制することができる。これによれば、回路基板３１に特別な加工をすることなく、溶接する際の圧入部６１の摺動を抑制することができる。
In particular, in the present embodiment, the facing surface 72 b of the
さらに本実施形態では、樹脂部材７０を回路基板３１に側面３３ｃに接触させる際に、樹脂部材７０の爪部７３と厚肉部７１の下面７１ｂとにより、回路基板３１を挟む。これにより、樹脂部材７０は回路基板３１にも固定（支持）される。このように、溶接する際のプレスフィット端子６０の旋回を抑制しつつ、樹脂部材７０を回路基板３１で支持することができる。これにより、樹脂部材７０の重さがプレスフィット端子６０（圧入部６１）に作用するのを抑制することができる。したがって、プレスフィット端子６０の電気的な接続信頼性をさらに高めることができる。また、回路基板３１に特別な加工をすることなく、樹脂部材７０が回路基板３１に嵌合するため、回路基板３１の構成を簡素化することができる。また、圧入部６１の圧入と樹脂部材７０の嵌合を同時に行うため、製造工程を簡素化することもできる。
Furthermore, in this embodiment, when the
なお、樹脂部材７０は上記例に限定されない。たとえば図８の第１変形例に示すように、Ｚ方向に延びる柱状の樹脂部材７０を採用することもできる。図８では、柱状の樹脂部材７０が第２連結部６８に固定されている。また、樹脂部材７０は、回路基板３１には固定されず、下端付近で回路基板３１の側面３３ｃに接触している。このような構成を採用しても、上記したように、回路基板３１に特別な加工をすることなく、溶接する際の圧入部６１の摺動を抑制することができる。なお、図８でも、接続部６２と連結部６３の境界を破線で示している。
The
図示を省略するが、たとえば回路基板３１に、一面３３ａに開口する孔を設け、この孔に樹脂部材７０を挿入するようにしてもよい。樹脂部材７０が孔の壁面に接触することでプレスフィット端子６０の旋回を抑制することができる。
Although illustration is omitted, for example, a hole that opens to one
なお、変位抑制部が樹脂部材７０とともに接着材などの固定部材を有し、樹脂部材７０が回路基板３１に固定された構成を採用することもできる。この場合、変位抑制部（少なくとも固定部材）が回路基板３１に接触する。これによれば、溶接する際のプレスフィット端子６０の旋回を抑制しつつ、樹脂部材７０を回路基板３１で支持することができる。したがって、プレスフィット端子６０の電気的な接続信頼性を高めることができる。たとえば樹脂部材７０が一面３３ａや側面３３ｃに固定された構成を採用することができる。
It is also possible to adopt a configuration in which the displacement suppressing portion has a fixing member such as an adhesive together with the
樹脂部材７０が、プレスフィット端子６０とともに一体成形されることで、第２連結部６８に固定される例を示した。しかしながら、上記以外にも、たとえば樹脂部材７０にプレスフィット端子６０が圧入されることで、固定されてもよい。
The example in which the
樹脂部材７０が、回路基板３１の側面３３ｃに接触する例を示したが、これに限定されない。爪部７３が裏面３３ｂに接触し、下面７１ｂが一面３３ａに接触し、対向面７２ｂと側面３３ｃとが離れた構成を採用することもできる。
Although the example which the
（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した電動コンプレッサ１００及びプレスフィット端子６０による接続構造と共通する部分についての説明は省略する。
(Second Embodiment)
This embodiment can refer to the preceding embodiment. For this reason, the description about the part which is common in the connection structure by the
本実施形態では、変位抑制部が回路基板３１に固定されている。図９及び図１０に示すように、変位抑制部としての樹脂製の突起部９０が、回路基板３１の一面３３ａに設けられている。この突起部９０は、一面３３ａに実装された電子部品３４を被覆する図示しないモールド樹脂の成形と同一工程で成形されたものである。
In the present embodiment, the displacement suppression unit is fixed to the
図９に示すように、突起部９０は、プレスフィット端子６０ごとに設けられている。突起部９０はＺ方向に延びており、Ｙ方向において第２連結部６８（連結部６３）に隣接して設けられている。突起部９０は、Ｙ方向において、溶接する際の荷重によってプレスフィット端子６０が変位しようとする側に配置されている。本実施形態では、突起部９０が、Ｙ方向において溶接面６２ａ側に配置されている。突起部９０は、第２連結部６８における溶接面６２ａ側の側面６８ａに接触している。
As shown in FIG. 9, the
これによれば、第１実施形態と同等の効果を奏することができる。突起部９０は、回路基板３１に固定されるとともに第２連結部６８に接触するように配置されている。このため、突起部９０は、溶接する際のプレスフィット端子６０の旋回に対する抵抗となり、プレスフィット端子６０の旋回を抑制することができる。したがって、溶接する際の圧入部６１の摺動を抑制することができる。
According to this, an effect equivalent to 1st Embodiment can be produced. The projecting
また、突起部９０が側面６８ｃに当たるため、旋回を抑制することができる。これによれば、プレスフィット端子６０に特別な加工をすることなく、溶接する際の圧入部６１の摺動を抑制することができる。
Moreover, since the
また、突起部９０（変位抑制部）が回路基板３１に固定（支持）されているため、変位抑制部の重さがプレスフィット端子６０に作用するのを抑制することができる。したがって、プレスフィット端子６０の電気的な接続信頼性をさらに高めることができる。
Further, since the protrusion 90 (displacement suppressing portion) is fixed (supported) to the
なお、変位抑制部が、モールド樹脂とは別に成形された突起部９０とともに接着材などの固定部材を有し、突起部９０が回路基板３１に固定された構成を採用することもできる。
In addition, it is also possible to adopt a configuration in which the displacement suppressing portion has a fixing member such as an adhesive together with the protruding
また、変位抑制部が、突起部９０とともに接着材などの固定部材を有し、突起部９０がプレスフィット端子６０に固定された構成を採用することもできる。
Further, it is possible to adopt a configuration in which the displacement suppressing portion has a fixing member such as an adhesive together with the protruding
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。 The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
機電一体装置として、電動コンプレッサ１００の例を示したが、これに限定されるものではない。機電一体装置としては、アクチュエータと、アクチュエータの駆動を制御する電子装置とが一体化され、アクチュエータの導線と電子装置の回路基板とが電気的に接続されたものであればよい。たとえば、アクチュエータとしてのモータ（回転電機）と、モータの駆動を制御する電子装置が一体化されたもの、すなわちモータにより駆動される駆動対象を含まない構成を採用することもできる。
Although the example of the
プレスフィット端子６０の形状は、上記例に限定されるものではない。溶接面６２ａが、圧入部６１の圧入方向及び梁部６５の弾性変形方向の両方向に直交する方向と交差するように設けられたものであれば採用することができる。また、プレスフィット端子６０が、溶接する際の荷重を緩和する応力緩和部を有する構成を採用することもできる。応力緩和部は、プレスフィット端子６０を部分的に屈曲させたり、部分的に薄くすることで形成することができる。応力緩和部は、第２連結部６８において、変位抑制部の接触部分を除く部分に形成することができる。
The shape of the press-
孔部として貫通孔３５の例を示したが、これに限定されない。配線基板３３（回路基板３１）に形成された未貫通孔を孔部とし、この未貫通孔に圧入部６１が圧入される構成にも適用することができる。
Although the example of the through-
圧入部６１が一対の梁部６５を一組有する例を示したが、これに限定されない。各圧入部６１が一対の梁部６５を少なくとも一組有せばよい。たとえば圧入方向であるＺ方向において２つの空間部６４が互いに離れて形成され、これにより一対の梁部６５を二組有する、換言すれば二対の梁部６５を有する構成にも適用することができる。
Although the example in which the press-
樹脂部材７０が、プレスフィット端子６０ごとに個別に設けられた構成を採用することもできる。
A configuration in which the
変位抑制部（樹脂部材７０及び突起部９０）が、樹脂材料からなる例を示した。しかしながら、少なくともプレスフィット端子６０の第２連結部６８と接触する部分が電気絶縁材料を用いて形成されればよい。
The example which the displacement suppression part (the
１０…モータ、１１…モータハウジング、１１ａ…冷媒吸入口、１１ｂ…冷媒吐出口、１１ｄ…冷媒流路、１２…回転軸、１２ａ…軸受け、１３…ロータ、１４…ステータコア、１５…ステータコイル、１６…取付壁、１６ａ…台座、１７…開口部、２０…コンプレッサ、３０…電子装置、３１…回路基板、３２…カバー、３３…配線基板、３３ａ…一面、３３ｂ…裏面、３３ｃ…側面、３４…電子部品、３５…貫通孔、３６…ランド、４０…クラスタブロック、５０…気密端子、５０ａ…端子部、６０…プレスフィット端子、６１…圧入部、６２…接続部、６２ａ…溶接面、６３…連結部、６４…空間部、６５…梁部、６６…先端部、６７…第１連結部、６８…第２連結部、６８ａ…側面、７０…樹脂部材、７１…厚肉部、７１ａ…一面、７１ｂ…下面、７２…薄肉部、７２ａ…対向面、７３…爪部、８０，８１…電極、９０…突起部、１００…電動コンプレッサ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回路基板と前記導線とを電気的に接続するプレスフィット端子（６０）を備え、
前記プレスフィット端子は、前記回路基板の一面（３３ａ）に開口する孔部（３５）に圧入されて前記回路基板に保持された圧入部（６１）と、前記導線が溶接された溶接面（６２ａ）を備える接続部（６２）と、前記圧入部と前記接続部とを連結する連結部（６３）と、を有し、
前記圧入部は、間に空間部（６４）を形成するように上端及び下端が連結され、互いに対向する方向に弾性変形可能に設けられた一対の梁部（６５）を少なくとも一組有し、
前記溶接面が、前記圧入部の圧入方向及び前記一対の梁部の弾性変形方向の両方向に直交する方向と交差するように設けられ、
前記連結部及び前記回路基板の一方に固定されるとともに他方に接触するように配置されて、前記プレスフィット端子の前記孔部周りの変位を抑制する変位抑制部（７０，９０）をさらに備えることを特徴とする機電一体装置。 The actuators (10, 20) and the electronic device (30) for controlling the driving of the actuator are integrated, and the conductor wire (50) of the actuator and the circuit board (31) of the electronic device are electrically connected. An electromechanical integrated device,
A press-fit terminal (60) for electrically connecting the circuit board and the conductive wire;
The press-fit terminal includes a press-fit portion (61) that is press-fitted into a hole (35) that is opened in one surface (33a) of the circuit board and is held by the circuit board, and a welding surface (62a) to which the conductive wire is welded. ) And a connecting portion (63) for connecting the press-fitting portion and the connecting portion,
The press-fit portion has at least one pair of a pair of beam portions (65) that are connected at their upper and lower ends so as to form a space portion (64) therebetween, and are elastically deformable in directions facing each other.
The welding surface is provided so as to intersect a direction orthogonal to both the press-fitting direction of the press-fitting part and the elastic deformation direction of the pair of beam parts;
It further includes a displacement suppressing portion (70, 90) that is fixed to one of the connecting portion and the circuit board and arranged to contact the other and suppresses the displacement of the press-fit terminal around the hole portion. An electromechanical integrated device.
前記変位抑制部は、前記側面に接触することを特徴とする請求項２に記載の機電一体装置。 The circuit board has a side surface (33c) connected to the one surface (33a),
The electromechanical integrated device according to claim 2, wherein the displacement suppression unit contacts the side surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2015155349A JP2017033878A (en) | 2015-08-05 | 2015-08-05 | Mechatronic device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017033876A (en) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | 株式会社デンソー | Mechatronic device |
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- 2015-08-05 JP JP2015155349A patent/JP2017033878A/en active Pending
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