JP2019204754A - コネクタハウジングの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】細長い金属端子が挿通される挿入口を備えたコネクタハウジングの製造方法を提供する。【解決手段】本明細書が開示する製造方法は、金型２０のキャビティＣａに溶融樹脂を流し込んでコネクタハウジング４０を形成する工程を備えている。金型２０は、金属端子（制御端子１３）の挿入口を形成する第１突起２１１と、第１突起２１１に対して相対的に移動可能な第２突起２２１を備えている。第２突起２２１は、挿入口に続く端子接続空間を形成する。第２突起２２１の先端の直径Ｄ２が第１突起２１１の先端の直径Ｄ１よりも大きく、第２突起２２１の先端面２２２に、第１突起２１１の先端が嵌合する窪み２２３が設けられている。【選択図】図５

Description

本明細書が開示する技術は、金属端子が挿入されるコネクタハウジングの製造方法に関する。

電気機器は、細長い金属端子が挿入されるコネクタハウジングを備えている（特許文献１−３）。コネクタハウジングは、樹脂で作られていることが多い。コネクタハウジングは、金属端子が挿入される挿入口を有している。コネクタハウジングを樹脂で作る場合、挿入口の内側にバリが発生することがある（特許文献２、３）。金属端子を挿入する際、バリが金属端子に接触すると、金属端子が傷つく場合がある。金属端子にメッキが施されている場合には、バリとの接触でメッキがはがれることが起こり得る。

特開２０１７−５５５８５号公報 特開２０１３−２３５７７２号公報 特開平１０−８１００７号公報

本明細書は、コネクタハウジングを製造する際に生じるバリの成長方向を、金属端子を傷付け難い方向に向ける技術を開示する。

本明細書が開示するコネクタハウジング製造方法は、金型のキャビティに溶融樹脂を流し込んでコネクタハウジングを形成する工程を備えている。金型は、金属端子の挿入口を形成する第１突起と、第１突起に対して相対的に移動可能であり、挿入口に続く端子接続空間を形成する第２突起を備えている。第２突起の先端の直径が第１突起の先端の直径よりも大きい。第２突起の先端面に、第１突起の先端が嵌合する窪みが設けられている。この金型を使うと、バリは、第２突起の窪みと第１突起との間に発生する。バリは、第１突起の側面に沿って、窪みの奥へと成長する。バリの成長方向は、金属端子の挿通方向に一致することになる。従って、完成したコネクタハウジングにバリが残っていても、金属端子の挿通方向に沿って延びているから、金属端子を傷付けることはない。

第１突起は、前記先端に向けて先細りになっていると良い。金属端子を挿入し易くなる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

コネクタを有する電力変換器の断面図である（１）。 コネクタを有する電力変換器の断面図である（２）。 コネクタハウジングの断面図である。 図３の範囲IVの拡大図である。 コネクタハウジングを製造する金型の断面図である（１）。 コネクタハウジングを製造する金型の断面図である（２）。 コネクタハウジングを製造する金型の断面図である（３）。 図７の範囲VIIIの拡大図である。

まず、コネクタを使用したデバイスの例として、電力変換器を説明する。図１と図２に電力変換器２の断面図を示す。図１は、図中の座標系の−Ｙ側のケース側板をカットした断面を示しており、図２は、＋Ｘ側のケース側板をカットした断面を示している。電力変換器２は、電気自動車に搭載され、バッテリの電力をモータの駆動電力に変換するデバイスである。

電力変換器２のケース９には、積層ユニット１０、基板３、コンデンサ５、リアクトル６が収容されている。積層ユニット１０は、２個のトランジスタを封止した複数の半導体モジュール１１と、複数の冷却器１２を積層したデバイスである。なお、図１では、左端の半導体モジュールにのみ符号１１を付し、残りの半導体モジュールには符号を省略した。複数の冷却器１２は、平行に並べられており、隣り合う冷却器１２の間に半導体モジュール１１が挟まれている。積層ユニット１０は、複数の冷却器１２の並び方向で、ケース９の側壁と、中壁９ａに挟まれている。

夫々の半導体モジュール１１の下面から３個のパワー端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃが延びている。半導体モジュール１１の内部で２個のトランジスタは直列に接続されており、パワー端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ、２個のトランジスタの直列接続の正極、負極、中点に対応する。

パワー端子１１ａはバスバ５ａでコンデンサ５の一方の電極と接続されており、パワー端子１１ｂはバスバ５ｂでコンデンサ５の他方の電極と接続されている。パワー端子１１ｃの接続相手は図示を省略している。

夫々の半導体モジュール１１の上面から複数の制御端子１３が延びている。複数の制御端子１３は、トランジスタのゲート電極と接続されているゲート端子や、半導体モジュール１１の内部の温度を計測する温度センサに接続されているセンサ端子などである。

積層ユニット１０の上方に基板３が配置されている。基板３には、半導体モジュール１１のトランジスタを制御する制御回路が実装されている。基板３には複数のコネクタ４が備えられており、夫々の半導体モジュール１１から延びる制御端子１３が基板３を貫通し、端子先端１３ａがコネクタ４に接続されている。図１では、左端の制御端子にのみ、符号１３を付し、他の制御端子には符号を省略した。１個のコネクタ４に３本の制御端子１３が接続される。

コネクタ４の本体がコネクタハウジング４０に相当する。コネクタハウジング４０は、樹脂で作られている。図３に、コネクタハウジング４０の断面図を示す。なお、先に述べたように、１個のコネクタ４は３本の制御端子１３と接続するが、図３と以降の図では、１本の制御端子１３との接続部分を示す。残り２本の制御端子との接続部分も同じ構造を有している。

コネクタハウジング４０は、樹脂の射出成形で作られる。コネクタハウジング４０は、制御端子１３が挿通される挿入口４４を備える先端部４１と、挿入口４４の端子挿入方向の奥側に続いている接続空間４５を備える後部４２に分けられる。接続空間４５には、制御端子１３と接触するコネクタ側端子が配置されるが、その図示は省略している。

挿入口４４は、接続空間４５に近い側の平行孔部４４ａと、接続空間４５から遠い側の
テーパ部４４ｂで構成される。テーパ部４４ｂは、平行孔部４４ａからコネクタハウジング４０の外部へ向かって末広がりに拡がっている。逆に言えば、テーパ部４４ｂは、挿入口４４の奥へ向けて先細りになっている。コネクタハウジング４０の外へ向かって拡がっているテーパ部４４ｂは、挿入時の制御端子１３の先端をガイドする役割を担う。

挿入口４４の平行孔部４４ａの直径Ｄ１は、制御端子１３の直径とほぼ同じである。平行孔部４４ａの奥側に続いている接続空間４５の直径Ｄ２は、平行孔部４４ａの直径Ｄ１よりも大きい。別言すれば、接続空間４５の直径Ｄ２は、挿入口４４の接続空間４５の側の縁の直径Ｄ１よりも大きい。

接続空間４５と挿入口４４の境界は段差を構成する。そのため、コネクタハウジング４０を作るための金型の型割境界（パーティングライン）が接続空間４５と挿入口４４の境界付近に存在する。パーティングラインに沿ってバリが発生する。仮に、バリが挿入口４４の内面から制御端子１３の挿通方向に対して垂直に延びていると、制御端子１３を挿入したときに制御端子１３とバリが干渉する。バリと干渉すると制御端子１３が傷付くおそれがある。制御端子１３の表面にメッキが施されている場合、バリとの接触により、メッキがはがれるおそれがある。実施例のコネクタハウジング製造方法では、制御端子１３がバリとの接触で傷つかないように、バリの成長方向を制御することができる。

図３において破線範囲IVの拡大図を図４に示す。図４に示すように、コネクタハウジング４０では、挿入口４４の接続空間４５の側の縁から、制御端子１３の挿通方向（図中の太矢印線）に沿ってバリ４９が延びている。それゆえ、制御端子１３がバリ４９に接触し難く、制御端子１３が傷付き難い。このように、実施例のコネクタハウジング製造方法では、制御端子１３がバリとの接触で傷つかないように、バリの成長方向を、端子挿通方向に向けることができる。

図５−図８を参照して、コネクタハウジング４０の製造方法を説明する。図５−図７は、コネクタハウジング４０を製造する金型２０の断面図である。図５は、金型が開いた状態を示している。金型２０は、第１型２１と、第２型２２に分割されている。第２型２２は、第１型２１に対して移動可能であるが、第２型２２を移動させるアクチュエータは図示を省略している。図５は、金型２０（第１型２１と第２型２２）が開いた状態を示しており、図６は金型２０が閉じた状態を示している。第１型２１は、コネクタハウジング４０の先端部４１に対応し、第２型２２は、コネクタハウジング４０の後部４２に対応する。金型２０が閉じると、コネクタハウジング４０と同じ形状の内部空間（キャビティＣａ）が形成される（図６参照）。なお、図１には、コネクタハウジング４０の形状を仮想線で描いてある。

第１型２１には、キャビティＣａ内に突出する第１突起２１１が設けられている。第１突起２１１は、コネクタハウジング４０の挿入口４４を形成する部分である。第１突起２１１の根本部２１１ａは、挿入口４４のテーパ部４４ｂに対応して先細りになっている。また、第１突起２１１の先端部２１１ｂは、挿入口４４の平行孔部４４ａに対応して、真直ぐな円柱状をなしている。先端部２１１ｂの直径は、平行孔部４４ａの直径Ｄ１に等しい。

第２型２２には、キャビティＣａ内に突出する第２突起２２１が設けられている。第２突起２２１は、コネクタハウジング４０の接続空間４５を形成する部分である。第２突起２２１の直径は、接続空間４５の直径Ｄ２に等しく、第１突起２１１の先端部２１１ｂの直径Ｄ１よりも大きい。第２突起２２１は、第１突起２１１と、互いの先端面が対向するように位置している。第２突起２２１の先端面２２２には、窪み２２３が設けられている。

図６に示すように、第２型２２が第１型２１に近づき、金型２０が閉じると、第２突起２２１の先端の窪み２２３に、第１突起２１１の先端が嵌合する。そして、閉じた金型２０の内部に、キャビティＣａが形成される。第１突起２１１の側面と、第２突起２２１の窪み２２３（あるいは先端面２２２）との境界が、型割境界（パーティングライン）に相当する。

コネクタハウジング４０の製造工程には、金型２０のキャビティＣａに溶融樹脂を流し込む工程が含まれている。図７にキャビティＣａに溶融樹脂を流し込んだ図を示す。図６のキャビティＣａの範囲がコネクタハウジング４０に置き換わっている。

図７の範囲VIIIの拡大図を図８に示す。図８は、第２突起２２１の窪み２２３と第１突起２１１の先端部２１１ｂの嵌合部の拡大図である。別言すれば、図８は、金型２０の型割境界（パーティングライン）の周辺拡大図である。溶融樹脂の一部は、第１突起２１１の側面と窪み２２３の境界に侵入し、バリ４９となる。バリ４９は、平行孔部４４ａ（図３、図４参照）に対応する先端部２１１ｂの側面に沿って成長する。即ち、バリ４９の成長方向は、制御端子１３の挿通方向に一致する。それゆえ、図４を参照して説明したように、完成したコネクタハウジング４０にバリ４９が残っていても、バリ４９は、制御端子１３の挿通方向に沿って延びることになるから、制御端子１３を傷付けることはない。

以上説明したように、本明細書が開示するコネクタハウジングの製造方法では、制御端子１３の挿入口４４に形成されるバリ４９の延びる方向が、制御端子１３の挿通方向に一致する。それゆえ、仮にバリが残っていても、制御端子１３が傷付くことが防止される。

明細書で説明した技術に関する留意点を述べる。制御端子１３は金属製であり、金属端子の一例に相当する。金型２０は、第２突起２２１を備える第２型２２が第１型２１に対して移動する。第１型２１が第２型２２に対して移動してもよい。即ち、第１型２１と第２型２２は、相対移動できるように構成されていればよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：電力変換器
３：基板
４：コネクタ
９：ケース
１０：積層ユニット
１１：半導体モジュール
１２：冷却器
１３：制御端子
１３ａ：端子先端
２０：金型
２１：第１型
２２：第２型
４０：コネクタハウジング
４１：先端部
４２：後部
４４：挿入口
４４ａ：平行孔部
４４ｂ：テーパ部
４５：接続空間
４９：バリ
２１１：第１突起
２２１：第２突起
２２２：先端面
２２３：窪み
Ｃａ：キャビティ

Claims (2)

1. 細長い金属端子が接続されるコネクタハウジングの製造方法であり、
   金型のキャビティに溶融樹脂を流し込んで前記コネクタハウジングを形成する工程を備えており、
   前記金型は、
   前記金属端子の挿入口を形成する第１突起と、
   前記第１突起に対して相対的に移動可能であり、前記挿入口に続く端子接続空間を形成する第２突起と、
   を備えており、
   前記第２突起の先端の直径が前記第１突起の先端の直径よりも大きく、
   前記第２突起の先端面に、前記第１突起の先端が嵌合する窪みが設けられている、
   コネクタハウジングの製造方法。
2. 前記第１突起は、前記先端に向けて先細りになっている、請求項１に記載の製造方法。

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