JP2018147650A

JP2018147650A - 電気部品の接続構造及び電気部品の接続方法

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Publication number: JP2018147650A
Application number: JP2017040317A
Authority: JP
Inventors: 浩成勝呂; Hiroshige Suguro; 高徳大川; Takanori Okawa; 修小平; Osamu Kodaira
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2018-09-20
Also published as: WO2018159239A1; US20200014275A1; CN110392962A; CN110392962B; DE112018001125T5; US11539262B2

Abstract

【課題】過酷な振動や粉塵の条件下においても、電気部品とコネクタとの間の確実な接続を維持できる接続構造を提供する。
【解決手段】ベース部材３は、接続端子１１と配線用のコネクタ２との接続箇所を内部に収容し、かつ、上方に開口する開口部３１１を有する収容凹部３１を備える。カバー部材４は、開口部３１１を覆うようにベース部材３に取り付けられている。収容凹部３１の内部には、接続端子１１とコネクタ２との接続箇所を封止し、かつ、この接続箇所とベース部材３とカバー部材４とを互いに固着する封止材が充填されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータなどの電気部品をワイヤハーネスなどのコネクタに接続するための構造及び方法に関するものである。

モータをコネクタに接続するための構造として、本願の出願人は、例えば下記特許文献１に記載の構造を提案している。この構造では、モータ本体に接続端子を設けておき、この接続端子にワイヤハーネスのコネクタを取り付けることで、モータとワイヤハーネスとを電気的に接続できるようになっている。

ところで、車載用モータのように、過酷な振動や粉塵の条件にさらされる用途においては、電気的接続を一層確実に維持できる構造が望まれる。

特開２００５−２５３１３８号公報

本発明は、前記した状況に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、過酷な振動や粉塵の条件下においても、電気部品とコネクタとの間の確実な接続を維持できる接続構造を提供することである。本発明の他の目的は、そのような接続構造を得るための接続方法を提供することである。

前記した課題を解決する手段は、以下の項目のように記載できる。

（項目１）
接続端子を有する電気部品本体と、前記接続端子に接続された配線用のコネクタと、ベース部材と、カバー部材とを備えており、
前記ベース部材は、前記接続端子と前記コネクタとの接続箇所を内部に収容し、かつ、上方に開口する開口部を有する収容凹部を備えており、
前記カバー部材は、前記開口部を覆うように前記ベース部材に取り付けられており、
前記収容凹部の内部には、前記接続端子と前記コネクタとの接続箇所を封止し、かつ、前記接続箇所と前記ベース部材と前記カバー部材とを互いに固着する封止材が充填されている
電気部品の接続構造。

この接続構造においては、収容凹部に充填された封止材により、接続端子とコネクタとの接続箇所を封止できる。さらに、この接続箇所とベース部材とカバー部材とが封止材を中心として互いに固定されるので、強固な封止状態を得ることができる。

（項目２）
前記カバー部材における、前記収容凹部に対向する内面には、前記収容凹部に充填された前記封止材に向けて突出されて、前記封止材に固着される突出部が形成されている
項目１に記載の電気部品の接続構造。

突出部を封止材に固着することで、封止状態をより強固に保つことができるだけでなく、使用する封止材量を減らし、また、封止材の漏れ出しを低く抑えることができる。

（項目３）
接続端子を有する電気部品本体と、前記接続端子に接続されたコネクタと、上方に開口された開口部を有する収容凹部を備えたベース部材と、カバー部材とを用いる電気部品の接続方法であって、
前記ベース部材の前記収容凹部に前記接続端子と前記コネクタとの接続箇所が収納されるように、前記ベース部材を配置する工程と、
前記収容凹部の内部に、前記接続端子と前記コネクタとの前記接続箇所を封止するように封止材を充填する工程と、
前記カバー部材を、前記収容凹部における開口部を覆いかつ前記封止材に接するように、前記ベース部材に取り付ける工程と、
前記封止材を硬化させることにより、前記接続端子と前記コネクタとの接続箇所と、前記ベース部材と、前記カバー部材とを互いに固着する工程と
を備える電気部品の接続方法。

本発明によれば、過酷な振動や粉塵の条件下においても、電気部品とコネクタとの間の確実な接続を維持できる接続構造を提供することができる。また、本発明によれば、そのような接続構造を得るための接続方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電気部品の接続構造の分解斜視図である。図１を下方から見た状態での分解斜視図である。図１の接続構造の組み立て状態における要部底面図である。図３のＡ−Ａ線に沿う要部断面図である。図３のＢ−Ｂ線に沿う要部断面図である。ベース部材の正面図である。図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図６の平面図である。図６の底面図である。カバー部材の正面図である。図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１０の平面図である。図１０の底面図である。図１の接続構造を得るための接続方法を説明する説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る電気部品の接続構造（以下単に「接続構造」と称することがある）について説明する。

（本実施形態の構成）
本実施形態の接続構造は、電気部品本体１と、配線用のコネクタ２と、ベース部材３と、カバー部材４とを、基本的な構成要素として備えている。

（電気部品本体）
本実施形態における電気部品本体１は、特に制約されないが、例えばモータである。電気部品本体１の表面には、コネクタ２を接続するための接続端子１１が、表面方向に突出するように形成されている（図１及び図２参照）。本明細書においては、接続端子１１が突出している表面を、取付面１２と称する。接続端子１１の数は、本実施形態では、四つとされているが、特に制約されない。

電気部品本体１の左右の両側面１３には、ベース部材３の側部３７に形成された凸状３７１（後述）を案内する案内溝１３１がそれぞれ形成されている。

（配線用コネクタ）
コネクタ２は、電気部品本体１の接続端子１１にそれぞれ接続された固定具２１と、これらの固定具により接続端子１１に電気的に接続される配線２２とを備えている。本実施形態の固定具２１は、嵌合により接続端子１１に着脱可能なように固定されるものである。また、本実施形態では、接続端子１１に嵌合された固定具２１をはんだ付けにより接続端子１１に確実に接合している。ただし、固定具２１を用いずに、例えばはんだ付けなどの適宜な固定手段により配線２２を接続端子１１に接続して接続部を構成することも可能である。

（ベース部材）
ベース部材３は、接続端子１１とコネクタ２との接続部を内部に収容し、かつ、上方に開口する開口部３１１を有する収容凹部３１を備えている（図１及び図７参照）。

より詳しくは、本実施形態のベース部材３は、配線２２の間に向けて突出するように形成された３条のリブ３２（図６参照）と、カバー部材４の突出部４１（後述）の先端を内部に収容するボス穴３３とを備えている。

また、ベース部材３の前方側には、配線２２を収容する下側凹部（３４）と、カバー部材４の前側内面を案内する案内部３５と、カバー部材４の上側円弧面４３（後述）を内部に収容する下側円弧面３６とが形成されている。なお、この実施形態の説明においては、配線２２が延長されている方向（例えば図１においては左下方向）を「前方」または「前」と称し、その反対の方向を「後方」または「後」と称する。

案内部３５は、下側円弧面３６に対向する位置に配置されており、かつ、案内部３５どうしの間には、配線２２を収容して位置決めする間隙が形成されている。

さらに、ベース部材３の左右両側の側部３７の内面には、前記した電気部品本体１の案内溝１３１に収容される前記した凸状３７１が形成されている。

また、ベース部材３の下側における、電気部品本体１の取付面１２の下端面１２１（図２参照）との当接部には、両者の密着を容易とするための段差部３８（図５〜図７参照）が形成されている。段差部３８は、下端面１２１に密着することにより、収容凹部３１に充填された封止材５が下方に漏れにくい構造を提供している。

（カバー部材）
カバー部材４は、収容凹部３１の開口部３１１を覆うようにベース部材３に取り付けられている。

本実施形態のカバー部材４における、収容凹部３１に対向する内面には、収容凹部３１に充填された封止材５に向けて突出されて、封止材５に固着される突出部４１が形成されている（図２、図５、図１０〜図１３参照）。

収容凹部３１の内部には、接続端子１１とコネクタ２との接続箇所を封止し、かつ、この接続箇所とベース部材３とカバー部材４とを互いに固着する封止材５（図４及び図１４（ｃ）参照）が充填されている。封止材５については後述する。

また、カバー部材４の前方下面には、配線２２を内部に収容するための上側凹部４２が形成されている。上側凹部４２は、前記したベース部材３の下側凹部３４と対向する位置に形成されており、これら両者によって、配線２２を外部に通過させるための貫通孔を形成できるようになっている。

さらに、カバー部材４の前方下面には、前記ベース部材３の下側円弧面３６と対向する位置に、上側円弧面４３が形成されている。これら上下の円弧面３６及び４３は、たがいに密着されており（図５及び図１４（ｄ）参照）、内部からの封止材５の流出を制限できるようになっている。

カバー部材４の側部４４は、ベース部材３に取り付けられた状態では、ベース部材３の側部３７の外側を覆うようになっている（図３及び図１４（ｄ）参照）。

また、カバー部材４の前方内面には、ベース部材３の案内部３５を内部に収容して、ベース部材３とカバー部材４との間の密閉度を向上させる案内溝４５が形成されている。

（封止材）
封止材５（図４及び図１４（ｃ）参照）は、前記したように、ベース部材３の収容凹部３１の内部に充填されており、これにより、封止材５は、電気部品本体１の接続端子１１とコネクタ２の固定具２１との接続箇所を封止するようになっている。さらに、本実施形態の封止材５は、電気部品本体１の接続端子１１とコネクタ２の固定具２１との接続箇所と、ベース部材３の内面と、カバー部材４の内面とを互いに固着している。より具体的には、封止材５は、電気部品本体１の取付面１２の表面に密着しており、これによって、封止材５に対して、電気部品本体１と、配線用コネクタ２の固定具２１と、ベース部材３と、カバー部材４とが固定されるようになっている。その結果、本実施形態の構造では、封止材５による端子部分への封止と、これらの部品の固定とが同時に達成できる構成となっている。

本実施形態の封止材５としては、特に制約されないが、例えば二液硬化型や光硬化型や温度硬化型の、エポキシ系やアクリル系の接着剤を用いることができる。ただし、本実施形態の封止材５としては、前記した各部材の固着に必要な機能を有し、かつ、充填後の硬化状態において配線用コネクタ２の接続部分を封止するに十分な硬度を有するものであればよい。また、光硬化型の場合、カバー部材４又はベース部材３を透過する光により硬化するものであることが好ましい。

（本実施形態における電気部品の接続方法）
次に、前記した接続構造を形成するための、電気部品の接続方法を、主に図１４を参照しながら説明する。

（図１４（ａ）及び（ｂ））
まず、電気部品本体１の接続端子１１が露出した状態において、コネクタ２の固定具２１を各接続端子１１に取り付ける。ついで両者をはんだ付けすることにより、電気的な接続を確実に行うことができる。

（図１４（ｃ））
次に、電気部品本体１の取付面１２の下方に、ベース部材３を、収容凹部３１の開口部３１１が上方に向いた状態で配置する。この状態では、ベース部材３の側部３７の内面に形成された凸条３７１を、電気部品本体１の側面１３に形成された案内溝１３１に収容することによって、ベース部材３を電気部品本体１に対して位置決めすることができる。なお、ベース部材３の位置決めとしては、適宜な治具（図示せず）を補助的に用いてもよい。

この状態では、コネクタ２の配線２２は、ベース部材３の下側凹部３４の内部に収容されて位置決めされる。さらに各配線間には、ベース部材３のリブ３２が配置されるので、配線どうしの過剰な接近をリブ３２により阻止できる。また、本実施形態では、案内部３５どうしの間に形成された間隙に配線２２を収容することによって、配線２２の位置決めを行うこともできる。

ついで、図示しない封止材注入手段（例えばノズル）により、流動可能な状態の封止材５を、ベース部材３の収容凹部３１に充填する。本実施形態では、ベース部材３に、上方に突出する案内部３５を形成したので、下側凹部３４から封止材が漏れ出すおそれを低減することができる。

この封止材５の充填作業により、接続端子１１とコネクタ２との接続箇所を封止することができる。

ここで、本実施形態における封止材５の充填量としては、収容凹部３１の開口部３１１の開口端（図１４（ｃ）において上端）までには達しない量、例えば充填可能容積の８０％程度までとすることが好ましい。このようにすると、後述のカバー部材４の取付時における封止材５の漏れ出し量を低く抑えることができる。

（図１４（ｄ））
ついで、カバー部材４を、ベース部材３の開口部３１１を覆うようにして取り付ける。このとき、カバー部材４の突出部４１をベース部材３のボス穴３３に嵌入させる。すると、突出部４１の先端は、ベース部材３の収容凹部３１に充填された封止材５の中に押し込まれて、この封止材５に確実に接触することができる。また、本実施形態では、突出部４１をボス穴３３に嵌入させることにより、ベース部材３に対するカバー部材４の位置決めを正確に行うこともできる。

また、カバー部材４の前方に形成された上側凹部４２は、前記したように、ベース部材３の下側凹部３４との間において貫通孔を形成して、配線２２を通過させることができる。

さらに、本実施形態では、カバー部材４の上側円弧面４３がベース部材３の下側円弧面３６に当接して収容されるので、カバー部材４とベース部材３との接合部において封止材５が漏れ出す量を低く抑えることができる。

また、本実施形態では、ベース部材３の突出部３５をカバー部材４の案内溝４５に収容することにより、カバー部材４を一層効率的に位置決めできるだけでなく、両者の嵌め合いにより、封止材５の漏れ出しを制約することができるという利点もある。

ついで、封止材５の性質に応じて、封止材５を硬化させる。例えば、熱硬化性樹脂であれば、硬化に必要な熱を封止材５に付与する。これにより、本実施形態の構造においては、コネクタ２と接続端子１１との接続部分を、確実に封止することができるという利点がある。さらに、本実施形態では、充填された封止材５を中心として、その周囲を覆う各部品を固着して固定しているので、過酷な振動や粉塵の条件下においても、コネクタ２と接続端子１１との間の確実な接続を維持することができる。

また、本実施形態の製造方法では、封止材５の硬化前に、カバー部材４により、ベース部材３の開口部３１１（つまり封止材５の開放面）を覆うことができるので、封止材５の硬化前に電気部品本体１を搬送することができる。これにより、製造工程における所要時間を短縮することができるという利点もある。

また、本実施形態の構成では、ベース部材３にリブ３２を形成したので、ベース部材３の収容凹部３１に充填すべき封止材５の量を減らすことができるだけでなく、封止材５と収容凹部３１下面との間におけるボイドの形成を抑制できるという利点もある。

なお、本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得るものである。

１電気部品本体
１１接続端子
１２取付面
１３電気部品本体の側面
１３１案内溝
２コネクタ
２１固定具
２２配線
３ベース部材
３１収容凹部
３１１開口部
３２リブ
３３ボス穴
３４下側凹部
３５案内部
３６下側円弧面
３７ベース部材の側部
３７１凸状
３８段差部
４カバー部材
４１突出部
４２上側凹部
４３上側円弧面
４４カバー部材の側部
５封止材

Claims

接続端子を有する電気部品本体と、前記接続端子に接続された配線用のコネクタと、ベース部材と、カバー部材とを備えており、
前記ベース部材は、前記接続端子と前記コネクタとの接続箇所を内部に収容し、かつ、上方に開口する開口部を有する収容凹部を備えており、
前記カバー部材は、前記開口部を覆うように前記ベース部材に取り付けられており、
前記収容凹部の内部には、前記接続端子と前記コネクタとの前記接続箇所を封止し、かつ、前記接続箇所と前記ベース部材と前記カバー部材とを互いに固着する封止材が充填されている
電気部品の接続構造。
前記カバー部材における、前記収容凹部に対向する内面には、前記収容凹部に充填された前記封止材に向けて突出されて、前記封止材に固着される突出部が形成されている
請求項１に記載の電気部品の接続構造。
接続端子を有する電気部品本体と、前記接続端子に接続されたコネクタと、上方に開口された開口部を有する収容凹部を備えたベース部材と、カバー部材とを用いる電気部品の接続方法であって、
前記ベース部材の前記収容凹部に前記接続端子と前記コネクタとの接続箇所が収納されるように、前記ベース部材を配置する工程と、
前記収容凹部の内部に、前記接続端子と前記コネクタとの前記接続箇所を封止するように封止材を充填する工程と、
前記カバー部材を、前記収容凹部における開口部を覆いかつ前記封止材に接するように、前記ベース部材に取り付ける工程と、
前記封止材を硬化させることにより、前記接続端子と前記コネクタとの接続箇所と、前記ベース部材と、前記カバー部材とを互いに固着する工程と
を備える電気部品の接続方法。