JP2019139874A

JP2019139874A - 車両搭載機器のコネクタ構造

Info

Publication number: JP2019139874A
Application number: JP2018019943A
Authority: JP
Inventors: 晋一磯部; Shinichi Isobe
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2038-02-07
Also published as: JP7037380B2

Abstract

【課題】コネクタ着脱時の作業性を向上できる車両搭載機器のコネクタ構造を提供する。【解決手段】ギアハウジング13のコネクタ挿入孔132に挿入されるハーネスハウジング17の本体部171に、ギアハウジング13のセンサ収容空間131に設けられた基板側コネクタ15のソケット端子部151と電気的に接続可能なピン端子部172が固定され、コネクタ挿入孔132と本体部171の間をシール可能なシール部173が設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、車両搭載機器のコネクタ構造に関する。

特許文献１には、トルクセンサのセンサ基板がギアハウジングの内部に収容された電動パワーステアリング装置が開示されている。センサ基板は、ギアハウジングの外部に設置されたコントロールユニットとワイヤハーネスを介して電気的に接続されている。ワイヤハーネスは、ギアハウジングの開口部からギアハウジングの内部へと引き込まれ、コネクタを介してセンサ基板と接続されている。

特開2014-055909号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、ワイヤハーネスの交換時にコネクタを着脱する際、ギアハウジングからハウジングカバーを取り外す必要があるため、作業性に劣るという問題があった。
本発明の目的の一つは、コネクタ着脱時の作業性を向上できる車両搭載機器のコネクタ構造を提供することにある。

本発明の一実施形態における車両搭載機器のコネクタ構造は、ハウジング部材のコネクタ挿入孔に挿入される第２コネクタ本体部に、ハウジング部材の電子機器収容空間に設けられた第１コネクタの第１端子部と電気的に接続可能な第２端子部が固定され、コネクタ挿入孔と第２コネクタ本体部の間をシール可能なシール部が設けられている。

よって、本発明にあっては、コネクタ着脱時の作業性を向上できる。

実施形態１の電動パワーステアリング装置1の構成図である。実施形態１のギアハウジング13の要部斜視図である。実施形態１のギアハウジング13からハウジングカバー14を外した状態を示す要部斜視図である。実施形態１のギアハウジング13からハーネスハウジング17を外した状態を示す要部斜視図である。実施形態１のギアハウジング13の要部軸方向断面図である。実施形態１のトルクセンサ11の要部断面斜視図である。実施形態１のハーネスハウジング17の斜視図である。実施形態１の本体部171の製造方法を示す説明図である。実施形態２のギアハウジング13の要部軸方向断面図である。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１の電動パワーステアリング装置1の構成図である。
電動パワーステアリング装置（車両搭載機器）1は、ドライバによりステアリングホイール2に入力された操舵トルクに対して、電動モータ3によりアシストトルクを付与し、操舵トルクおよびアシストトルクを転舵輪4に転舵力として伝達する。ステアリングホイール2に入力された操舵トルクは、操舵軸（軸部材）5、ピニオン6、ラックバー7、タイロッド8を介して転舵輪4へ伝達される。操舵軸5は、インプットシャフト（第２軸部材）5a、トーションバー5bおよびピニオンシャフト（第１軸部材）5cを有する。インプットシャフト5aおよびピニオンシャフト5cは、トーションバー5bの捩れにより互いに相対回転可能である。電動モータ3から出力されるアシストトルクは、ウォームシャフト9、ウォームホイール10、ピニオン6、ラックバー7、タイロッド8を介して転舵輪4へ伝達される。操舵軸5には、インプットシャフト5aとピニオンシャフト5cとに跨って、操舵トルクを検出するトルクセンサ11が設置されている。トルクセンサ11は、操舵トルクに応じたセンサ信号をECU100へ出力する。また、操舵軸5には、ステアリングホイール2の角度（舵角）を検出する舵角センサ12が設置されている。舵角センサ12は、舵角に応じたセンサ信号をECU100へ出力する。ECU100は、操舵トルク、舵角や車速等に応じて、電動モータ3の目標アシストトルクを演算し、電動モータ3の出力トルクが目標アシストトルクとなるように電動モータ3の駆動電流を制御する。

図２は実施形態１のギアハウジング13の要部斜視図、図３は実施形態１のギアハウジング13からハウジングカバー14を外した状態を示す要部斜視図、図４は実施形態１のギアハウジング13からハーネスハウジング17を外した状態を示す要部斜視図、図５は実施形態１のギアハウジング13の要部軸方向断面図である。
実施形態１の電動パワーステアリング装置1は、コネクタ構造として、ギアハウジング（ハウジング部材）13、トルクセンサ（第１の電子機器）11、基板側コネクタ（第１コネクタ）15、ワイヤハーネス16およびハーネスハウジング（第２コネクタ）17を備える。
ギアハウジング13は、インプットシャフト5aの一部、トーションバー5b、ピニオンシャフト5c、ピニオン6、ウォームシャフト9、ウォームホイール10、トルクセンサ11および舵角センサ12を収容する。ギアハウジング13は、筒状部13aを有し、筒状部13aの内部にセンサ収容空間（電子機器収容空間）131を備える。センサ収容空間131は、トルクセンサ11および舵角センサ12を収容する。トルクセンサ11および舵角センサ12は、筒状部13aの端部に形成された開口部13bから筒状部13aの内部に挿入され、センサ収容空間131に収容されている。開口部13bは、ハウジングカバー14により閉塞されている。ハウジングカバー14は、３つのスクリュ14aによりギアハウジング13と締結されている。開口部13bの周縁には、スクリュ14aとねじ結合される雌ねじ部13cが形成されている。

ギアハウジング13は、筒状部13aの側面にコネクタ挿入孔132を備える。コネクタ挿入孔132は、センサ収容空間131とギアハウジング13の外部とを接続する。コネクタ挿入孔132は、コネクタ挿入孔132の延びる方向において、コネクタ挿入孔132の内周面の形状が、互いに対向する１対の円弧状部1321,1322と、１対の円弧状部1321,1322のそれぞれを繋ぎ、かつ互いに平行な1対の直線部1323,1324と有する形状である。すなわち、コネクタ挿入孔132は長穴形状を有する。
ここで、筒状部13aに対するトルクセンサ11の挿入方向に対し垂直な断面における筒状部13aの中心O1を通り、トルクセンサ11の挿入方向と平行な軸線を第１基準軸線L1と定義する。また、第１基準軸線L1に沿う方向にX軸、第１基準軸線L1の径方向であって、筒状部13aの中心O1およびコネクタ挿入孔132の中心を通る方向にZ軸、X軸およびZ軸と直交する方向にY軸を設定する。X軸方向のうちトルクセンサ11の挿入方向をX軸正方向とする。Y軸方向のうち図４の紙面右側から左側へ向かう方向をY軸正方向とする。Z軸方向のうちコネクタ挿入孔132から中心O1へ向かう方向をZ軸正方向とする。インプットシャフト5aは、X軸と平行であり、中心O1よりもZ軸正方向側に位置する。

トルクセンサ11は、インプットシャフト5aとピニオンシャフト5cとの相対角度変位を測定し、相対角度変位に基づきトーションバー5bに作用するトルク（操舵トルク）を検出する。図６は、実施形態１のトルクセンサ11の要部断面斜視図である。トルクセンサ11は、マグネット111、第１ヨーク112、第２ヨーク113、第１集磁リング114、第２集磁リング115およびホールICセンサ（磁気センサ）116を備える。
マグネット111は、ピニオンシャフト5cに取り付けられ、ピニオンシャフト5cと一体に回転する。マグネット111は、円環形状を有する永久磁石であって、操舵軸5の回転軸線の周方向においてN極とS極とが交互に配置された多極磁石である。
第１ヨーク112は、インプットシャフト5aに取り付けられ、インプットシャフト5aと一体に回転する。第１ヨーク112は、磁性材料で形成され、第１円環部1121および複数の第１爪部1122を有する。複数の第１爪部1122は、第１円環部1121に設けられ、操舵軸5の回転軸線の周方向に並んで配置されている。複数の第１爪部1122は、マグネット111と対向する。
第２ヨーク113は、インプットシャフト5aに取り付けられ、インプットシャフト5aと一体に回転する。第２ヨーク113は、磁性材料で形成され、第２円環部1131および複数の第２爪部1132を有する。複数の第２爪部1132は、第２円環部1131に設けられ、操舵軸5の回転軸線の周方向において、複数の第１爪部1122のそれぞれと交互に並んで配置されている。複数の第２爪部1132は、マグネット111と対向する。

第１集磁リング114は、ピニオンシャフト5cに取り付けられ、ピニオンシャフト5cと一体に回転する。第１集磁リング114は、磁性材料によって円弧状に形成され、操舵軸5の回転軸線の方向において第１円筒部1121とオーバーラップすると共に、径方向おいて第１円筒部1121と第２円筒部1131の間に配置されている。第１集磁リング114は、第１円筒部1121に発生する磁界を受けることにより内部に磁界を発生させる
第２集磁リング115は、ピニオンシャフト5cに取り付けられ、ピニオンシャフト5cと一体に回転する。第２集磁リング115は、磁性材料によって円弧状に形成され、操舵軸5の回転軸線の方向において第２円筒部1131とオーバーラップすると共に、径方向において第２円筒部1131と第１集磁リング114の間に配置されている。第２集磁リング115は、第２円筒部1131に発生する磁界を受けることにより内部に磁界を発生させる。
ホールICセンサ116は、２つのホール素子1161a,1161bおよびセンサ基板（基板）1162を有する。各ホール素子1161a,1161bは、操舵軸5の回転軸線の径方向において第１円環部1121および第２円環部1131間に設置されている。各ホール素子1161a,1161bは、両集磁リング114,115間の磁束（密度）に比例した電圧を出力する。各ホール素子1161a,1161bは、操舵軸5の回転軸線の周方向に２つ並んで配置されている。センサ基板1162は、ギアハウジング13に固定されている。センサ基板1162には、各ホール素子1161a,1161bおよび図外の電子部品が実装されている。センサ基板1162は、各ホール素子1161a,1161bの出力電圧をECU100へ出力する。ECU100は、各ホール素子1161a,1161bの出力電圧から操舵トルクを演算する。

実施形態１のトルクセンサ11におけるトルク検出方法を簡単に説明する。
トルクの入力が無い状態では、両爪部1122,1132の円周方向中心がマグネット111の極の境界上に位置し、両爪部1122,1132から見たマグネット111のN極、S極に対するパーミアンスが等しい。このため、マグネット111のN極から発生した磁束は、両爪部1122,1132に入り、そのままマグネット111のS極に入る。よって、両集磁リング114,115間には磁束が流れないため、各ホール素子1161a,1161bは中間電圧を出力する。
ドライバがステアリングホイール2を回転させると、トーションバー5bに捩れが生じ、インプットシャフト5aおよびピニオンシャフト5c間に相対角度変位が発生する。この相対角度変位は、両爪部1122,1132およびマグネット111間の相対角度変位として現れる。両爪部1122,1132およびマグネット111間に相対角度変位が生じると、パーミアンスが崩れ、各ホール素子1161a,1161bを含む磁気回路、すなわち、マグネット111のN極から発生した磁束が両爪部1122,1132のうちN極と対向する面積が広い方の爪部に流れ、両集磁リング114,115を経由してS極と対応する面積が広い方の爪部からマグネット111のS極へと戻る磁気回路に磁束が流れる。このとき、両集磁リング114,115間に流れる磁束を各ホール素子1161a,1161bで検出することにより、相対角度変位を測定できる。
トルクセンサ11のセンサ基板1162は、舵角センサ12の基板を兼用する。舵角センサ12は、センサ基板1162の他、図外のメインギア、２個の検出ギアおよびホールICセンサを有する。センサ基板1162には、２個の検出ギアおよびホールICセンサが取り付けられている。メインギアは、インプットシャフト5aに連動して回転する。２個の検出ギアは、メインギアの回転に応じて回転する。ホールICセンサは、各検出ギアに取り付けられたマグネットの回転角度に応じた電圧を出力する。センサ基板1162は、ホールICセンサの出力電圧をECU100へ出力する。ECU100は、ホールICセンサの出力電圧から舵角を演算する。

基板側コネクタ15は、センサ収容空間131に設置されている。基板側コネクタ15は、コネクタ挿入孔132とZ軸方向に並び、筒状部15aの内周面15cよりも中心O1寄りの位置に配置されている。基板側コネクタ15は、ハーネスハウジング17およびワイヤハーネス16を介してギアハウジング13の外部に設置されたECU（第２の電子機器）100と電気的に接続されている。基板側コネクタ15は、ソケットコネクタであって、ソケット端子部（第１端子部）151、基部（第１コネクタ基部）152および可動部（第１コネクタ可動部）153を有する。
ソケット端子部151は、可動部153に固定され、可動部153のZ軸負方向側の端面1531に開口する複数（１０個）のソケット端子151aを有する。端面1531はZ軸負方向側を向き、コネクタ挿入孔132と対向する。各ソケット端子151aは、X軸方向に２列でY軸方向に５個ずつ並ぶ。１列目（X軸負方向側の列）の各ソケット端子151aと２列目（X軸正方向側の列）の各ソケット端子151aは、Y軸方向に半ピッチずらして配置されている。
基部152は、トルクセンサ11のセンサ基板1162に実装されている。
可動部153は、基部152に対し、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のすべての方向で所定範囲移動可能に固定されている。つまり、基板側コネクタ15は、ソケット端子部151がピッチ方向、列間方向、嵌合方向のすべての方向に可動し、ハーネスハウジング17の後述するピン端子部172との嵌合ずれを吸収するように設計されたフローティングタイプのソケットコネクタである。なお、フローティングタイプのソケットコネクタの構造は公知であるため、詳細な説明は省略する。

ワイヤハーネス16は、トルクセンサ11とECU100との間で電気信号を送信する。ワイヤハーネス16は、複数（１０本）の電線16aが難燃性素材で被覆されたものである。
ハーネスハウジング17は、ピンヘッダコネクタ（プラグコネクタ）であって、ワイヤハーネス16の先端に取り付けられている。図７は、実施形態１のハーネスハウジング17の斜視図である。ハーネスハウジング17は、本体部（第２コネクタ本体部）171、ピン端子部（第２端子部）172およびシール部173を備える。
本体部171は、樹脂製であり、フランジ部1711および挿入部1712を有する。フランジ部1711は、略矩形の平板形状を有する。フランジ部1711は、２つのスクリュ174によりギアハウジング13と締結されている。フランジ部1711は、Y軸方向両端に、Z軸方向へ貫通するスクリュ孔1711a,1711bを有する。両スクリュ孔1711a,1711bは、金属製の円筒部材がインサートモールドにより本体部171に固定されることで形成されている。コネクタ挿入孔132の周縁には、スクリュ174とねじ結合される雌ねじ部132a,132bが形成されている。フランジ部1711のZ軸負方向側には、スナップフィットによりカバー175が取り付けられている。フランジ部1711は、X軸負方向側へ突出する治具当接部1716を有する。治具当接部1716は、ハーネスハウジング17をギアハウジング13に固定する際、ギアハウジング13に対するハーネスハウジング17の相対位置決めを行う治具の凹部と当接する。カバー175は、ワイヤハーネス16の先端の各電線16aを覆う。
挿入部1712は、コネクタ挿入孔132に挿入されている。挿入部1712は、フランジ部1711からZ軸正方向側へ突出する。挿入部1712は、コネクタ挿入孔132への挿入方向に対し直角な断面において、挿入部1712の外形が、互いに対向する1対の円弧状部17121,17122と、1対の円弧状部17121,17122のそれぞれを繋ぎ、かつ互いに平行な1対の直線部17123,17124を有する形状である。すなわち、挿入部1712は、Z軸方向から見たとき、コネクタ挿入孔132よりも僅かに小さい長穴形状を有する。

ピン端子部172は、本体部171にインサートモールドにより固定されている。ピン端子部172は、挿入部1712のZ軸正方向側の端面1715からZ軸正方向側へ突出する複数（１０個）のピン端子（ピン部）172aを有する。各ピン端子172aは、X軸方向に２列でY軸方向に５個ずつ並ぶ。１列目（X軸負方向側の列）の各ピン端子172aと２列目（X軸正方向側の列）の各ピン端子172bは、Y軸方向に半ピッチずらして配置されている。
各ピン端子172aは、ワイヤハーネス16の対応する電線16aと電気的に接続されている。各ピン端子172aは、ソケット端子部151の対応するソケット端子151aに挿入可能である。ピン端子部172は、基板側コネクタ15のソケット端子部151との接続、すなわち、対応するピン端子172aとソケット端子151aとの嵌合によりソケット端子部151と電気的に接続される。挿入部1712がコネクタ挿入孔132に挿入され、ピン端子部172がソケット端子部151と電気的に接続された状態において、挿入部1712の端面1715と可動部153の端面1531との間には、Z軸方向に所定のクリアランス（隙間）が設定されている。つまり、本体部171は基板側コネクタ15と離間した状態でコネクタ挿入孔132に挿入されている。

シール部173は、挿入部1712の外周に設けられている。シール部173は、コネクタ挿入孔132と挿入部1712との間をシールする。シール部173は、２つのシール溝（第１リング溝173a、第２リング溝173b）および２つのOリング（第１Oリング173c、第２Oリング173d）を有する。第１リング溝173aには第１Oリング173cが装着され、第２リング溝173bには第２Oリング173dが装着されている。第１リング溝173aおよび第１Oリング173cは、第２リング溝173bおよび第２Oリング173dよりもZ軸負方向側に位置する。
ここで、Z軸方向から見た挿入部1712の中心O2を通り、Z軸と平行な軸線を第２基準軸線L2と定義する。挿入部1712は、第２基準軸線L2の径方向（Y軸方向）において、ピン端子部172（複数のピン端子172a）を挟んだ両側に1対のガイド部（第１ガイド部171a、第２ガイド部171b）を有する。1対のガイド部171a,171bは、端面1715からZ軸正方向側へ突出する。1対のガイド部171a,171bの外形は、1対の円弧状部17121,17122の外形と一致する。１対のガイド部171a,171bのZ軸正方向端は、複数のピン端子172aのZ軸正方向端よりもZ軸負方向側に位置する。Y軸方向において、１対のガイド部171a,171b間の隙間は、基板側コネクタ15の幅よりも広く形成されている。このため、挿入部1712がコネクタ挿入孔132に挿入され、ピン端子部172がソケット端子部151と電気的に接続された状態において、１対のガイド部171a,171bは基板側コネクタ15と干渉しない。1対のガイド部171a,171bは、挿入部1712がコネクタ挿入孔132に挿入される際、コネクタ挿入孔132の円弧状部1321,1322と当接する。これにより、コネクタ挿入孔132に対する本体部171のZ軸周りの回転が規制される。

次に、実施形態１の本体部171の製造方法を説明する。図８は、実施形態１の本体部171の製造方法を示す説明図である。
各ピン端子172aのうち一方の列のピン端子172aを第１グループA、他方の列のピン端子172aを第２グループBとする。同一グループのピン端子172a間は、タイバー（不図示）で連結された状態である。まず、ピン端子172aと電線16aを溶接する。続いて、第１グループAの各ピン端子172aを１次モールド用の金型に入れて射出成形し、図８(a)に示すような第１の１次モールド部18aをインサートモールド成形する。第１の１次モールド部18aは略直方形状を有する。第２グループBについても、第１グループAと同じ金型を用い、第２の１次モールド部18bをインサートモールド成形する。第２の１次モールド部18bは、第１の１次モールド部18aと同一形状である。なお、第１グループAの各ピン端子172aと第２グループBの各ピン端子172aは、Y軸方向において、互いに半ピッチずれた状態となるように第１の１次モールド部18aおよび第２の１次モールド部18bにインサートモールドされている。
次に、各ピン端子172aからタイバーを切り離し、図８(b)のように第１の１次モールド部18aと第２の１次モールド部18bとをX軸方向に重ねて仮止めする。続いて、第１の１次モールド部18aおよび第２の１次モールド部18bを、スクリュ孔1711a,1711b用の円筒部材と共に２次モールド用の金型に入れて射出成形し、図８(c)に示すような２次モールド部18c（本体部171）をインサートモールド成形する。

次に、実施形態１における電動パワーステアリング装置1のコネクタ構造の作用効果を説明する。
従来、舵角センサに必要な機械部品や電子部品をトルクセンサの部品と共用化した、いわゆるトルクアングルセンサを用いた電動パワーステアリング装置が知られている。トルクアングルセンサでは、センサ基板に舵角センサの検出ギアが取り付けられるため、センサ基板をギアハウジングの内部（センサ収容空間）に収容する必要がある。このため、センサ基板は、ワイヤハーネスを介してギアハウジングの外部に設置されたECUと接続されている。従来の電動パワーステアリング装置では、ワイヤハーネスに、コネクタ挿入孔に挿入されるハーネスハウジングが取り付けられている。ハーネスハウジングとコネクタ挿入孔との間は、Oリングによりシールされている。ワイヤハーネスは、ギアハウジングのコネクタ挿入孔からギアハウジングの内部へと引き込まれ、ボードツーボードコネクタを介してセンサ基板と接続されている。
ここで、市場では、ねずみがワイヤハーネスをかじることによる断線や接触不良等の故障が発生するため、市場でワイヤハーネスを交換可能なコネクタ構造が望まれている。しかしながら、上記従来のコネクタ構造では、ワイヤハーネスの交換時にコネクタを着脱する際、ハウジングカバーを取り外す必要があるため、作業性に劣る。また、市場でハウジングカバーを取り外すと、再度ハウジングカバーを取り付ける際にギアハウジングとの間に異物が噛み込むおそれがある。この場合、ギアハウジングの内部の水密性が確保できず、機能保証が困難となるため、市場でハウジングカバーを取り外すことは現実的でない。

これに対し、実施形態１のコネクタ構造は、ギアハウジング13のコネクタ挿入孔132に挿入されるハーネスハウジング17の本体部171（の挿入部1712）に、ギアハウジング13のセンサ収容空間131に設けられた基板側コネクタ15のソケット端子部151と電気的に接続可能なピン端子部172が固定され、コネクタ挿入孔132と本体部171の間をシール可能なシール部173が設けられている。つまり、ハーネスハウジング17がピン端子部172およびシール部173を有するため、ハーネスハウジング17の挿入部1712をコネクタ挿入孔132に挿入することにより、ギアハウジング13へのハーネスハウジング17の取り付け、コネクタの嵌合（ピン端子部172とソケット端子部151との嵌合）、およびコネクタ挿入孔132および挿入部1712間のシールを同時に行える。また、挿入部1712をコネクタ挿入孔132から引き抜くことにより、ギアハウジング13からのハーネスハウジング17の取り外しおよびコネクタの離脱（ピン端子部172とソケット端子部151との嵌合解除）を同時に行える。よって、実施形態１のコネクタ構造にあっては、ギアハウジング13からハウジングカバー14を取り外すことなくコネクタを着脱できるため、従来のコネクタ構造と比べて、コネクタ着脱時における作業性を飛躍的に向上できると共に、市場でのワイヤハーネス16の交換を実現できる。

基板側コネクタ15のソケット端子部151は、可動部153に固定されており、可動部153は、基部152に対し相対移動可能に固定されている。つまり、基板側コネクタ15を、いわゆるフローティング構造とすることにより、ソケット端子部151とピン端子部172との相対位置ずれを基部152と可動部153との相対移動で吸収しながらソケット端子部151とピン端子部172とを電気的に接続できる。特に、可動部153は、基部152に対し、コネクタ挿入孔132への挿入部1712の挿入方向（Z軸方向）に対して直交する方向（X軸方向、Y軸方向）に相対移動可能であるため、ソケット端子部151とピン端子部172との相対位置ずれを効果的に吸収できる。この結果、コネクタ着脱時における作業性をより向上できる。
トルクセンサ11は、電子部品が搭載されたセンサ基板1162を備え、基板側コネクタ15の基部152は、センサ基板1162に搭載されている。これにより、センサ基板1162と基板側コネクタ15との電気的接続が容易となる。また、センサ基板1162に対する基部152の取り付け公差を吸収できる。さらに、センサ基板1162における基部152の半田付け部分（スルーホール）へのストレスを軽減できる。
トルクセンサ11は、ギアハウジング13の筒状部13aに挿入可能であり、基板側コネクタ15は、筒状部13aの内周面15cよりも筒状部13aの中心O1寄りの位置に配置されている。これにより、基板側コネクタ15をセンサ基板1162に実装した状態でセンサ収容空間131に組み付けできるため、ギアハウジング13に対する基板側コネクタ15の組み付けが容易である。

ここで、トルクセンサ11は、ギアハウジング13に対する組み付け位置において、高い精度が求められるため、ギアハウジング13との相対位置がずれないように固定される必要がある。舵角センサ12についても同様である。一方、ハーネスハウジング17をコネクタ挿入孔132に挿入する際、ソケット端子部151とピン端子部172との相対位置が一致しているとは限らない。そこで、トルクセンサ11および舵角センサ12の共用部品であるセンサ基板1162上に搭載された基部152に対し、ソケット端子部151が固定された可動部153を相対移動可能な構造としたことにより、トルクセンサ11および舵角センサ12の位置精度を確保しつつ、ソケット端子部151の位置に自由度を持たせることができ、ソケット端子部151とピン端子部172の相対位置ずれを吸収できる。
また、実施形態１のトルクセンサ11は、マグネット111と1対のヨーク112,113との相対回転に応じて1対のヨーク112,113間に生じる磁束を、1対の集磁リング114,115により集め、1対の集磁リング114,115間を通過する磁束をホールICセンサ116で検出する。このため、ホールICセンサ116は、1対のヨーク112,113、1対の集磁リング114,115との相対位置精度が重要であり、かつ、センサ基板1162に接続されるため、ピン端子部172に合わせて、その位置をずらすことは難しい。そこで、基板側コネクタ15フローティング構造とすることにより、ホールICセンサ116やセンサ基板1162の位置をハーネスハウジング17に合わせてずらすことなく、ソケット端子部151とピン端子部172との確実な電気的接続を実現できる。

基板側コネクタ15のソケット端子部151は、筒状部13aの中心O1を通り筒状部13aに対するトルクセンサ11の挿入方向と平行な第１基準軸線L1における径方向の外側（Z軸負方向側）に向かうように配置されている。これにより、基板側コネクタ15をギアハウジング13のコネクタ挿入孔132の径方向外側から内側に向かって挿入することにより、基板側コネクタ15とハーネスハウジング17とを接続できるため、ハーネスハウジング17の組み付け作業性がよい。
ハーネスハウジング17のピン端子部172は、ピン形状を有する複数のピン端子172aを有し、ソケット端子部151は、各ピン端子172aが挿入される複数のソケット端子151aを有する。ハーネスハウジング17側をオス形状（ピンヘッダコネクタ）とし、基板側コネクタ15をメス形状（ソケットコネクタ）とすることにより、センサ収容空間131に収容された基板側コネクタ15の設置位置に応じて、ピン端子部172の長さを調整できる。
ハーネスハウジング17の本体部171は、樹脂製であり、ピン端子部172は、本体部171にインサートモールドで固定されている。これにより、本体部171の成形後にピン端子部172を本体部171に挿入、装着する場合と比べて、本体部171におけるピン端子部172の支持剛性を高められる。

ハーネスハウジング17において、本体部171の挿入部1712は、挿入部1712の中心O2を通りコネクタ挿入孔132に対する挿入部1712の挿入方向と平行な第２基準軸線L2の径方向（Y軸方向）において、ピン端子部172を挟んだ両側に1対のガイド部（第１ガイド部171a、第２ガイド部171b）を有する。第１ガイド部171aおよび第２ガイド部171bを本体部171に設けることにより、別途、位置決め部材を設けることなく、挿入部1712の挿入時における位置決めが可能となる。また、第１ガイド部171aおよび第２ガイド部171bは、各ピン端子172aの径方向の両側に設置されているため、本体部171（２次モールド部18c）をインサートモールド成形する際、第１ガイド部171aおよび第２ガイド部171b間を結ぶ仮想線に直交する方向に成形型を分離することにより、第１ガイド部171aおよび第２ガイド部171bを本体部171に一体成形できる。
コネクタ挿入孔132は、コネクタ挿入孔132に対する挿入部1712の挿入方向から見たとき、長穴形状を有する。つまり、コネクタ挿入孔132の内周面は、突起や溝等の凹凸を有しないため、コネクタ挿入孔132に挿入される挿入部1712の形成が容易である。

ハーネスハウジング17の本体部171は、第１の１次モールド部18a、第２の１次モールド部18bおよび２次モールド部18cを備え、複数のピン端子172aは、第１グループAと第２グループBを有し、第１グループAの各ピン端子172aは、第１の１次モールド部18aにインサートモールドされており、第２グループBの各ピン端子172aは、第２の１次モールド部18bにインサートモールドされており、第１の１次モールド部18aと第２の１次モールド部18bは、２次モールド部18cにインサートモールドされている。すなわち、複数のピン端子172aのそれぞれの相対位置において高い精度が求められるピン端子部172を、インサートモールドする際、いきなり本体部171の全体とピン端子部172とをインサート成形せず、比較的単純な形状（略直方形状）を有する第１の１次モールド部18aおよび第２の１次モールド部18bに複数のピン端子172aを分けてインサートモールドすることにより、複数のピン端子172aのインサートモールド作業が容易となる。また、１次モールド部を第１の１次モールド部18aと第２の１次モールド部18bとに分割することにより、実施形態１のように複数のピン端子172aを２例構造とした場合においても、第１の１次モールド部18aおよび第２の１次モールド部18bのそれぞれを１例構造にできるため、複数のピン端子172aのインサートモールド作業が容易となる。

第２基準軸線L2の径方向（Y軸方向）において、第１の１次モールド部18aにおける各ピン端子172aと第２の１次モールド部18bにおける各ピン端子172aとは、互いにずらされた状態で２次モールド部18cにインサートモールドされている。第１の１次モールド部18aと第２の１次モールド部18bとを、センサ基板1162と平行な方向（Y軸方向）にずらしておくことにより、複数のピン端子172aをセンサ基板1162に対し直角な方向（X軸方向）から見たとき、第１の１次モールド部18aにおける各ピン端子172aと第２の１次モールド部18bにおける各ピン端子172aとが互いに重ならないように配置され、ソケット端子部151側も同様の配置となる。よって、このソケット端子部151をセンサ基板1162に半田付けする際、半田付け部分（スルーホール）がセンサ基板1162上で重ならないため、センサ基板1162のレイアウト性がよい。
ハーネスハウジング17の挿入部1712は、基板側コネクタ15と離間した状態でコネクタ挿入孔132に挿入されている。これにより、ソケット端子部151とピン端子部172との相対位置ずれ量の一部について、複数のピン端子172aの撓みを利用して吸収できる。
ハーネスハウジング17の挿入部1712は、コネクタ挿入孔132への挿入方向（Z軸正方向）に対し直角な断面において、挿入部1712の外形が、互いに対向する1対の円弧状部17121,17122と、1対の円弧状部17121,17122のそれぞれを繋ぎ、かつ互いに平行な1対の直線部17123,17124を有する形状である。ここで、仮に挿入部1712が円形断面である場合、回転方向の位置決めが別途必要となるのに対し、挿入部1712を上記のようないわゆる長穴形状（トラック形状）とすることにより、挿入部1712をコネクタ挿入孔132に挿入することで、コネクタ挿入孔132に対する本体部171の相対位置決めを、回転方向を含め、高精度に実現できる。また、シール部173として、挿入部1712の外周にリング溝（第１リング溝173a、第２リング溝173b）を形成し、このリング溝にOリング（第１Oリング173c、第２Oリング173d）を装着することにより、比較的簡素な構成でシール部173を形成できる。
ハーネスハウジング17の本体部171は、ギアハウジング13に対し、治具を用いて相対位置決めされた状態でギアハウジング13に固定される際、治具が当接する治具当接部1716を有する。これにより、挿入部1712やコネクタ挿入孔132の形状にかかわらず、ギアハウジング13に対する本体部171の相対位置決めを行える。実施形態１では、挿入部1712およびコネクタ挿入孔132が長穴断面であるが、仮に挿入部1712およびコネクタ挿入孔132が円形断面である場合には、ギアハウジング13に対する本体部171の回転方向の位置決めが容易となる。

〔実施形態２〕
実施形態２の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。図９は、実施形態２のギアハウジング13の要部軸方向断面図である。
本体部171は、フランジ部1711のX軸負方向端からZ軸正方向側へ突出するガイド部1717を有する。ガイド部1717は、ギアハウジング13において、コネクタ挿入孔132のX軸負方向側に形成された平面部13dと当接する。平面部13dは、X軸と直交する平面である。
実施形態２の本体部171は、ギアハウジング13に対し、相対位置決めを行うガイド部1717を備え、ガイド部1717は、ギアハウジング13の外側の平面図13dと当接可能な形状である。これにより、コネクタ挿入孔132の形状にかかわらず、ギアハウジング13に対する本体部171の相対位置決めを行える。

〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、第２端子部をピン形状とし、第１端子部を第２端子部が挿入される形状としてもよい。
本発明のコネクタ構造は、電動パワーステアリング装置以外の車両搭載機器にも適用可能である。

1 電動パワーステアリング装置（車両搭載機器）
11 トルクセンサ（第１の電子機器）
13 ギアハウジング（ハウジング部材）
15 基板側コネクタ（第１コネクタ）
16 ワイヤハーネス
17 ハーネスハウジング（第２コネクタ）
100 ECU（第２の電子機器）
131 センサ収容空間（電子機器収容空間）
132 コネクタ挿入孔
151 ソケット端子部（第１端子部）
171 本体部（第２コネクタ本体部）
172 ピン端子部（第２端子部）
173 シール部

Claims

車両搭載機器のコネクタ構造において、
ハウジング部材であって、電子機器収容空間と、コネクタ挿入孔を備え、
前記コネクタ挿入孔は、前記電子機器収容空間と前記ハウジング部材の外部とを接続している、
前記ハウジング部材と、
前記電子機器収容空間に収容された第１の電子機器と、
第１コネクタであって、前記電子機器収容空間に設けられ、第１端子部を備え、前記電子機器と電気的に接続されている第１コネクタと、
前記第１の電子機器と前記電子機器収容空間の外部に設けられた第２の電子機器との間で電気信号を送信するワイヤハーネスと、
第２コネクタであって、第２コネクタ本体部、第２端子部、およびシール部を備え、
前記第２コネクタ本体部は、前記コネクタ挿入孔に挿入されており、
前記第２端子部は、前記第２コネクタ本体部に固定されており、前記第１端子部と電気的に接続可能であり、
前記シール部は、前記第２コネクタ本体部に設けられ、前記コネクタ挿入孔と前記第２コネクタ本体部の間をシール可能である、
前記第２コネクタと、
を有する車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項１に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第１コネクタは、第１コネクタ基部と、第１コネクタ可動部を備え、
前記第１端子部は、前記第１コネクタ可動部に固定されており、
前記第１コネクタ可動部は、前記第１コネクタ基部に対し相対移動可能に固定されている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項２に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第１の電子機器は、電子部品が搭載された基板を備え、
前記第１コネクタ基部は、前記基板に搭載されている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項３に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記ハウジング部材は、筒状部を有し、
前記第１の電子機器は、前記筒状部に挿入可能であり、
前記第１コネクタは、前記筒状部に対する前記第１の電子機器の挿入方向に対し直角な断面における前記筒状部の中心を通り、前記第１の電子機器の挿入方向と平行な軸線である第１基準軸線における径方向において、前記筒状部の前記径方向の内周面と離間した位置に設けられている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項３に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第１の電子機器は、車両の情報を検出するセンサである車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項５に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記車両搭載機器はステアリング装置であって、
前記ステアリング装置は、操舵軸を備え、
前記操舵軸は、第１軸部材と、トーションバーを介して前記第１軸部材と接続された第２軸部材を備え、前記第１軸部材と前記第２軸部材は、前記トーションバーの捩れによって互いに相対回転可能であり、前記ハウジング部材に回転可能に設けられており、
前記センサはトルクセンサであって、
前記トルクセンサは、マグネット、第１ヨーク、第２ヨーク、および磁気センサを備え、
前記マグネットは、前記第１軸部材に設けられ、円環形状を有し、前記軸部材の回転軸線の周方向においてN極とS極が交互に配置されており、
前記第１ヨークは、前記第２軸部材に設けられ、磁性材料で形成され、第１円環部と、複数の第１爪部を有し、
前記複数の第１爪部は、前記第１円環部に設けられ、複数の前記第１爪部のそれぞれが、前記軸部材の回転軸転の周方向に並んで配置されており、かつ前記マグネットと対向して設けられており、
前記第２ヨークは、前記第２軸部材に設けられ、磁性材料で形成され、第２円環部と、複数の第２爪部を有し、
複数の前記第２爪部は、前記第２円環部に設けられ、複数の前記第２爪部のそれぞれが、前記軸部材の回転軸線の周方向において、複数の前記第１爪部のそれぞれと交互に並んで配置されており、かつ前記マグネットと対向して設けられており、
前記磁気センサは、前記第１円環部と前記第２円環部の間に設けられ、前記磁気センサが設けられた場の磁界に応じて信号を出力し、前記基板と電気的に接続されている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項２に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記ハウジング部材は、筒状部を有し、
前記第１の電子機器は、前記筒状部に挿入可能であり、
前記第１コネクタ可動部は、前記筒状部に対する前記第１の電子機器の挿入方向に対し直角な断面における前記筒状部の中心を通り、前記第１の電子機器の挿入方向と平行な軸線である第１基準軸線の方向および前記第１基準軸線における径方向において、前記第１コネクタ基部に対し相対移動可能に固定されている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項７に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第１コネクタは、前記第１端子部が前記第１基準軸線における径方向の外側に向かうように配置されている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項１に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第２端子部は、ピン形状を有し、
前記第１端子部は、前記第２端子部が挿入される形状を有する車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項９に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第２コネクタ本体部は、樹脂製であり、
前記第２端子部は、前記第２コネクタ本体部にインサートモールドされている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項１０に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第２端子部は、複数のピン部を有し、
前記第２コネクタ本体部は、前記コネクタ挿入孔への挿入方向に対し直角な断面における前記第２コネクタ本体部の中心を通り、前記第２コネクタ本体部の挿入方向と平行な軸線である第２基準軸線の径方向において、複数の前記ピン部を挟んだ両側に1対のガイド部である第１ガイド部と第２ガイド部を有し、
前記第１ガイド部と前記第２ガイド部は、前記コネクタ挿入孔に対し前記第２コネクタ本体部の相対位置決めが可能である車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項１１に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記コネクタ挿入孔は、前記第２基準軸線における前記コネクタ挿入孔の内周面において突起部を有しない車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項１０に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第２端子部は、複数のピン部を有し、
前記第２コネクタ本体部は、第１の１次モールド部、第２の１次モールド部、および２次モールド部を備え、
複数の前記ピン部は、第１グループと第２グループを有し、
複数の前記ピン部の前記第１グループは、前記第１の１次モールド部にインサートモールドされており、
複数の前記ピン部の前記第２グループは、前記第２の１次モールド部にインサートモールドされており、
前記第１の１次モールド部と前記第２の１次モールド部は、前記２次モールド部にインサートモールドされている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項１３に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第１の１次モールド部と前記第２の１次モールド部は、前記コネクタ挿入孔への挿入方向に対し直角な断面における前記第２コネクタ本体部の中心を通り、前記第２コネクタ本体部の挿入方向と平行な軸線である第２基準軸線の径方向において、前記第１の１次モールド部における複数の前記ピン部と前記第２の１次モールド部における複数の前記ピン部とが、互いにずらされた状態で前記２次モールド部にインサートモールドされている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項９に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第２コネクタ本体部は、前記第２端子部が前記第１端子部と電気的に接続された状態において、前記第１コネクタと離間した状態で前記コネクタ挿入孔に挿入されている車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項１に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第２コネクタ本体部は、前記コネクタ挿入孔への挿入方向に対し直角な断面において、前記第２コネクタ本体部の外形が、互いに対向する1対の円弧状部と、前記1対の円弧状部のそれぞれを繋ぎ、かつ互いに平行な1対の直線部を有する形状である車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項1に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第２コネクタ本体部は、前記ハウジング部材に対し、治具を用いて相対位置決めされた状態で前記ハウジング部材に固定される際、前記治具が当接する治具当接部を有する車両搭載機器のコネクタ構造。
請求項１に記載の車両搭載機器のコネクタ構造において、
前記第２コネクタ本体部は、前記ハウジング部材に対し、相対位置決めを行うガイド部を備え、
前記ガイド部は、前記ハウジング部材の外側の面と当接可能な形状である車両搭載機器のコネクタ構造。