JP2023045497A - 熱かしめ結合体 - Google Patents

Abstract

【課題】一方向の熱かしめのみで結合部材をボス部の軸方向および径方向に拘束することができる熱かしめ結合体を提供する。
【解決手段】熱かしめ結合体は、本体部５２および当該本体部５２から突き出した樹脂製のボス部５３を有する結合部材としてのコネクタ５１と、ボス部５３が挿通した通孔４５を有する被結合部材としてのケース４２と、を備える。ボス部５３の先端には、通孔４５よりも大きな外径をもつ熱変形部５５が形成されている。通孔４５のうち本体部５２とは反対側にある縁部４６には、周方向に離れた２箇所以上に凹部４７が形成されている。熱変形部５５の一部が凹部４７に充填されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱かしめ結合体に関する。

結合部材と被結合部材との結合体として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１では、結合部材としての端子保持部を被結合部材としてのベース体の収容部に圧入することで、両者が結合されている。端子保持部の外周面には、収容部の内周面に接する複数の突起が形成されている。

特開２０２０－１２４０２１号公報

ところで発明者は、結合部材を熱かしめにより被結合部材に固定することを考えている。熱かしめは、結合部材に設けた樹脂製のボス部を被結合部材の通孔に挿入したあと、ボス部の先端部を加熱して径方向に拡大させることで、結合部材を被結合部材に結合する方法である。しかし熱かしめによると、ボス部の先端部の座面が被結合部材に対して滑って動くため、結合部材をボス部の径方向に拘束することができないという問題がある。対策として、例えば複数の方向から熱かしめを行う方法、または、従来文献１のように結合部材を被結合部材に圧入する方法が考えられるが、構造の複雑化および大型化を招く。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、一方向の熱かしめのみで結合部材をボス部の軸方向および径方向に拘束することができる熱かしめ結合体を提供することである。

本発明の熱かしめ結合体は、本体部（５２）および当該本体部から突き出した樹脂製のボス部（５３）を有する結合部材（５１、６１）と、ボス部が挿通した通孔（４５）を有する被結合部材（４２、６７）と、を備える。ボス部の先端には、通孔よりも大きな外径をもつ熱変形部（５５）が形成されている。通孔のうち本体部とは反対側にある縁部（４６）には、周方向に離れた２箇所以上に凹部（４７）が形成されている。熱変形部の一部が凹部に充填されている。

これにより、熱変形部が凹部とボス部の径方向に係合することで、熱変形部の座面が被結合部材に対して滑って動くことが抑制される。そのため、一方向の熱かしめのみで結合部材をボス部の軸方向および径方向に拘束することができる。

第１実施形態の駆動装置の縦断面図。 図１のコネクタおよびケースを矢印ＩＩ向から見た図。 図２のＩＩＩ部拡大図。 図３のＩＶ－ＩＶ線断面図。 図３のＶ－Ｖ線断面図。 図４のボス部の熱かしめ前の状態を示す図。 第２実施形態の駆動装置の縦断面図。

以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

［第１実施形態］
図１に示すように駆動装置１０は、モータ２０と制御ユニット４０とが一体に設けられた機電一体型である。制御ユニット４０は、外部から入力される情報や制御ユニット４０内部で検出したモータ電流等の情報に基づき、モータ２０が所望のトルクを発生するように制御を行う。モータ２０のトルクは、回転軸２６の出力端から外部に出力される。

モータ２０は、ステータ２１、ロータ２５、およびそれらを収容するハウジング３１を備える。ステータ２１は、ハウジング３１に固定されたステータコア２２と、ステータコア２２に組み付けられた巻線組２３とを有する。巻線組２３は、図示しないリード線を介して制御ユニット４０に接続されている。ロータ２５は、リア軸受３６およびフロント軸受３５により支持されている回転軸２６と、回転軸２６に固定されたロータコア２７とを有する。ロータ２５は、ステータ２１の内側に設けられており、ステータ２１に対して相対回転可能である。回転軸２６の一端には永久磁石３７が設けられている。

ハウジング３１は、筒状のモータケース３２と、モータケース３２の一端に設けられたフロントフレームエンド３３と、モータケース３２の他端に設けられたリアフレームエンド３４とを有する。フロントフレームエンド３３およびリアフレームエンド３４は、図示しないボルトにより互いに締結されている。リアフレームエンド３４は、制御ユニット４０のヒートシンクとしても機能する。

以下、回転軸２６の回転軸心Ｏに平行な方向のことをモータ軸方向と記載する。回転軸心Ｏに直交する方向のことをモータ径方向と記載する。回転軸心Ｏ周りの方向のことをモータ周方向と記載する。

制御ユニット４０は、モータ２０に対してモータ軸方向の一方に設けられており、基板４１、ケース４２、コネクタ５１、端子５７、およびカバー６１を備える。基板４１には各種電子部品が実装されている。図示は省略するが、上記の各種電子部品には、例えば、永久磁石３７の磁気に基づき回転軸２６の回転角を検出する回転角センサ、スイッチング動作してモータ２０の通電状態を切り替えるモータ駆動素子、および、外部や回転角センサ等からの情報に基づき演算を行ってモータ駆動素子等に指令する制御回路等が含まれる。

ケース４２は、リアフレームエンド３４に固定された固定部４３と、固定部４３からモータ径方向へ突き出すように設けられたコネクタ保持部４４とを有する。固定部４３は、環状に形成され、スクリュー６２により基板４１と共にリアフレームエンド３４に固定されている。コネクタ５１は、固定部４３に対してモータ径方向の外側に配置されている。コネクタ保持部４４は、コネクタ５１のモータ軸方向の他方側でコネクタ５１に被さるように設けられている。

コネクタ５１は、複数の端子５７を保持している。複数の端子５７は、基板４１の信号線に接続された信号端子と、基板４１の電源線に接続された電源端子とを含む。端子５７は、コネクタ５１から基板４１まで延びており、はんだ６３により基板４１に電気的に接続されている。カバー６１は、ケース４２およびコネクタ５１に対してモータ軸方向の一方側で基板４１を覆うように設けられ、ケース４２に例えば接着等により固定されている。

図１および図２に示すように、コネクタ５１およびケース４２は、熱かしめにより結合されており、熱かしめ結合体６５を構成する。コネクタ５１は、端子５７を保持する本体部５２と、本体部５２から突き出したボス部５３とを有する。第１実施形態では、コネクタ５１の全体が樹脂製である。コネクタ５１には３つのボス部５３が設けられている。ボス部５３はモータ軸方向へ突き出している。

以下、ボス部５３の軸心に平行な方向のことをボス軸方向と記載する。ボス軸方向はモータ軸方向と平行である。ボス部５３の軸心に直交する方向のことをボス径方向と記載する。ボス部５３の軸心周りの方向のことをボス周方向と記載する。

図１～図４に示すように、コネクタ保持部４４は、ボス部５３が挿通した通孔４５を有する。通孔４５はボス軸方向へ貫通している円形の穴である。ボス部５３は、通孔４５内に位置する円柱状の基端部５４と、通孔４５よりも大きな外径をもつ熱変形部５５とを有する。熱変形部５５は、ボス部５３の先端に形成されている。本体部５２はボス軸方向の一方側からコネクタ保持部４４に当接している。また、熱変形部５５の座面５６はボス軸方向の他方側からコネクタ保持部４４に当接している。これにより、コネクタ５１がケース４２に対してボス軸方向に拘束されている。

ここで、従来の熱かしめによる固定方法の問題を説明する。従来の熱かしめによると、ボス部の先端部の座面が被結合部材に対して滑って動くため、結合部材をボス部の径方向に拘束することができないという問題がある。つまり第１実施形態の場合、熱変形部５５の座面５６がコネクタ保持部４４に対して滑って動くと、コネクタ５１をケース４２に対してボス径方向に拘束できないことになる。その結果、はんだ６３に負荷がかかり、断線が起こるおそれがある。対策として、例えば複数の方向から熱かしめを行う方法、または、結合部材の被結合部材への圧入を追加する方法が考えられるが、構造の複雑化および大型化を招く。

第１実施形態では、上記問題を次のように解決している。通孔４５のうち本体部５２とは反対側にある縁部４６には、４つの凹部４７が周方向に等間隔に形成されている。凹部４７は、ボス径方向へ延びるようにスリット状に形成されている。図５に示すように、凹部４７のボス周方向の断面形状は矩形である。凹部４７は、ボス部５３の挿通方向（すなわちボス軸方向）に平行な面４８を有する。図４および図５に示すように凹部４７には、熱変形部５５の一部が充填されている。上記充填とは、必ずしも凹部４７の全部が埋まっている必要はなく、熱変形部５５と凹部４７とが周方向の両側に係合していればよい。これにより、コネクタ５１がケース４２に対してボス径方向に拘束される。

熱かしめは、図６に示すようにボス部５３を通孔４５に挿入したあと、ボス部５３の先端部５８を加熱して径方向に拡大させることで行われる。このとき溶融した先端部５８の一部が凹部４７に流れ込んで固化し、凹部４７内が熱変形部５５で埋まることでボス径方向の拘束が完成する。ボス部５３を通孔４５に挿入した状態で、縁部４６周囲の空間よりも、ボス部５３のうちケース４２から突出した部分の体積が大きくなっている。

（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、通孔４５のうち本体部５２とは反対側にある縁部４６には、周方向に離れた２箇所以上に凹部４７が形成されている。熱変形部５５の一部が凹部４７に充填されている。これにより、熱変形部５５が凹部４７とボス径方向に係合することで、熱変形部５５の座面５６がケース４２に対して滑って動くことが抑制される。そのため、一方向（すなわちボス軸方向）の熱かしめのみでコネクタ５１をボス軸方向およびボス径方向に拘束することができる。

また第１実施形態では、４つの凹部４７が周方向に等間隔に形成されている。これにより、コネクタ５１のボス径方向の拘束力を高めることができる。

また第１実施形態では、凹部４７は、ボス部５３の挿通方向に平行な面４８を有する。熱変形部５５は面４８と係合している。これにより、コネクタ５１のボス径方向の拘束力を高めることができる。

また第１実施形態では、被結合部材としてのケース４２は、リアフレームエンド３４に固定された固定部４３と、固定部４３からモータ径方向へ突き出すように設けられ、通孔４５が設けられたコネクタ保持部４４とを有する。オーバーハングしたコネクタをケースと一体に構成する場合、樹脂成型時の後の収縮の反りなどによる変形が大きくなり、寸法精度が低くなる。しかし熱変形部５５の一部を凹部４７に充填する構成を採用すれば、ケース４２とコネクタ５１とを別体化することで、ケース４２を成型後の変形が生じにくい金属部材等に変更可能となる。またケース４２とコネクタ５１とを別体化しても最小限のサイズアップで両者を結合することができる。

［第２実施形態］
図７に示すように、第２実施形態では、カバー６１の内側にノイズ遮断板６７設けられている。カバー６１およびノイズ遮断板６７は、熱かしめにより結合されており、熱かしめ結合体６８を構成する。カバー６１にはボス部５３が設けられており、コネクタ５１のボス部５３と同様に構成されている。これにより一方向の熱かしめのみでノイズ遮断板６７をボス軸方向およびボス径方向に拘束することができる。

また、ノイズ遮断板６７のカバー６１への固定をインサート成型により行う場合だと両者の線膨張差でカバー６１が割れるおそれがある。また従来の熱かしめだとボス部の先端部の座面が滑って音が発生するおそれがある。これらの問題を第２実施形態では解消できる。

［他の実施形態］
他の実施形態では、コネクタの一部が樹脂製であってもよい。少なくともボス部が樹脂製であればよい。コネクタは２つ以下または４つ以上のボス部を有していてもよい。

他の実施形態では、通孔の縁部の凹部は、周方向に離れた２箇所以上に形成されていればよい。凹部は、ボス軸方向に貫通していてもよい。凹部のボス周方向の断面形状は、矩形に限らず、例えば三角形または半球形などの他の形状であってもよい。熱変形部と係合する凹部の面は、平面に限らず、曲面であってもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

４２ ケース（被結合部材）、４５ 通孔、４６ 縁部、４７ 凹部、
５１ コネクタ（結合部材）、５２ 本体部、５３ ボス部、５５ 熱変形部、
６１ カバー（結合部材）、６５，６８ 熱かしめ結合体、
６７ ノイズ遮断板（被結合部材）。

Claims (5)

1. 本体部（５２）および当該本体部から突き出した樹脂製のボス部（５３）を有する結合部材（５１、６１）と、前記ボス部が挿通した通孔（４５）を有する被結合部材（４２、６７）と、を備える熱かしめ結合体であって、
   前記ボス部の先端には、前記通孔よりも大きな外径をもつ熱変形部（５５）が形成され、
   前記通孔のうち前記本体部とは反対側にある縁部（４６）には、周方向に離れた２箇所以上に凹部（４７）が形成され、
   前記熱変形部の一部が前記凹部に充填されている、熱かしめ結合体。
2. ４つの前記凹部が周方向に等間隔に形成されている、請求項１に記載の熱かしめ結合体。
3. 前記凹部は、前記ボス部の挿通方向に平行な面（４８）を有し、
   前記熱変形部は、前記面と係合している、請求項１または２に記載の熱かしめ結合体。
4. 前記結合部材（５１）はコネクタであり、
   前記被結合部材（４２）は、他の部材に固定された固定部（４３）と、前記固定部から突き出すように設けられ、前記通孔が設けられたコネクタ保持部（４４）とを有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱かしめ結合体。
5. 前記結合部材（６１）はカバーであり、
   前記被結合部材（６７）はノイズ遮断板である、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱かしめ結合体。

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