JP5776856B2 - コネクタ - Google Patents
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Description
本発明は、コネクタハウジングに、コネクタ端子を差込圧入で組み付けてなるコネクタに関する。
従来のコネクタとしては、例えば、特許文献1に記載の技術がある。この技術は、コネクタの端子の周囲への結露の防止を目的として、コネクタハウジングを基板に載せた際にできる隙間部を遮蔽する壁を、当該コネクタハウジングに形成するものである。ここで、上記の壁は、部分的に(コネクタ外周に断続的に)設けている。
また、他の例として、例えば特許文献2に記載の技術がある。この技術は、コネクタハウジングに端子を圧入するものであり、内部からのモールド材の漏れ防止のための突起をコネクタハウジングに嵌合させ、沿面距離を稼ぐものである。ここでは、端子の中段にクサビ状の突起を設け、当該突起とコネクタハウジングに設けた凹部とを嵌合させるようにしている。
また、他の例として、例えば特許文献2に記載の技術がある。この技術は、コネクタハウジングに端子を圧入するものであり、内部からのモールド材の漏れ防止のための突起をコネクタハウジングに嵌合させ、沿面距離を稼ぐものである。ここでは、端子の中段にクサビ状の突起を設け、当該突起とコネクタハウジングに設けた凹部とを嵌合させるようにしている。
ところで、熱収縮や熱膨張による基板や半田付け部への応力緩和等を目的として、基板に半田付けされるコネクタの脚部(ピン)に対して曲げ加工を施す場合がある。端子をコネクタハウジングに組み付ける場合、インサート成形ではコストが嵩むことから、簡易的な組立方法であるアウトサート成形を採用することが考えられるが、この場合、予めピンの曲げ加工を行った端子を、通常のコネクタ挿入方向からコネクタハウジングへ圧入するためには、曲げ加工を行ったピンが通過できる程度の大型の開口部をコネクタハウジングに設ける必要がある。
しかしながら、このように開口部を大型にすると、端子を組付けた後にピンと開口部との間に隙間が形成されてしまい、コネクタハウジングのコネクタ差込口側から基板に向けて異物が侵入しやすくなってしまう。
上記特許文献1に記載の技術にあっては、コネクタハウジングに壁を設けて湿気の侵入を防止するものの、端子をコネクタハウジングに圧入するものでもなく、また、曲げ加工を施した端子を想定していないため、端子の開口部からの異物侵入を防止することはできない。
上記特許文献1に記載の技術にあっては、コネクタハウジングに壁を設けて湿気の侵入を防止するものの、端子をコネクタハウジングに圧入するものでもなく、また、曲げ加工を施した端子を想定していないため、端子の開口部からの異物侵入を防止することはできない。
さらに、上記特許文献2に記載の技術にあっては、コネクタハウジングに端子を圧入するものであるが、曲げ加工を施した端子を想定しておらず、上述した異物侵入を防止することはできない。
そこで、本発明は、簡易的な組立と異物侵入の防止とを実現することができるコネクタを提供することを課題としている。
そこで、本発明は、簡易的な組立と異物侵入の防止とを実現することができるコネクタを提供することを課題としている。
上記課題を解決するために、本発明に係るコネクタの一態様は、外部接続端子と電気的に接続する端子金具を含む差込部、及び当該差込部の端部にその一端が固定され他端が基板に接続される、屈曲した形状を有するリード部を備えるコネクタ端子と、該コネクタ端子を保持するコネクタハウジングと、を備え、
前記コネクタハウジングは、前記リード部を、当該リード部の前記他端側から貫通可能な最低限の大きさを有する貫通孔と、当該貫通孔の外周に沿って形成され、前記リード部が前記コネクタハウジングから突き出る方向に突出するガイド壁とを備え、前記ガイド壁は、前記コネクタハウジングが前記コネクタ端子を保持した状態で、少なくとも前記貫通孔の外周から前記リード部の屈曲点までの高さを有することを特徴としている。
前記コネクタハウジングは、前記リード部を、当該リード部の前記他端側から貫通可能な最低限の大きさを有する貫通孔と、当該貫通孔の外周に沿って形成され、前記リード部が前記コネクタハウジングから突き出る方向に突出するガイド壁とを備え、前記ガイド壁は、前記コネクタハウジングが前記コネクタ端子を保持した状態で、少なくとも前記貫通孔の外周から前記リード部の屈曲点までの高さを有することを特徴としている。
すなわち、前記コネクタハウジングは、前記リード部を前記他端側から貫通孔に貫通させて前記コネクタ端子を保持したとき、前記差込部側から前記貫通孔を通って前記リード部側へ抜ける隙間を塞ぐ閉構造を有することを特徴としている。
このように、基板に半田付けされるリード部を屈曲した形状とすることで、熱収縮や熱膨張による基板や半田付け部への応力を軽減することができる。また、コネクタ端子をコネクタハウジングへ組付ける際には、リード部を先端側にして相手コネクタの挿入方向にコネクタ端子をコネクタハウジングに差込み、保持することができる。そのため、相手コネクタの挿入時における負荷による端子抜けや、リード部を接続した基板への負荷を防止することができる。
このように、基板に半田付けされるリード部を屈曲した形状とすることで、熱収縮や熱膨張による基板や半田付け部への応力を軽減することができる。また、コネクタ端子をコネクタハウジングへ組付ける際には、リード部を先端側にして相手コネクタの挿入方向にコネクタ端子をコネクタハウジングに差込み、保持することができる。そのため、相手コネクタの挿入時における負荷による端子抜けや、リード部を接続した基板への負荷を防止することができる。
また、リード部を予め曲げておいてから、コネクタハウジングにアウトサートすることができるので、アウトサート後にリード部の曲げ加工を行う場合のように、コネクタハウジングへ応力がかかるのを防止することができ、コネクタのクラックの発生を抑制することができる。また、リード部先端の位置精度も向上させることができる。
さらに、ガイド壁を設けることで、コネクタハウジングから突出したリード部を保護することができる。したがって、リード部に対する曲げ荷重入力に対し補強することができ、リード部の倒れを防止することができる。また、ガイド壁とリード部とのクリアランスを最小に設定することで、ガイド壁とリード部とで貫通孔を閉口することができる。そのため、コネクタ側から基板に向けての異物侵入を防止することができる。
さらに、ガイド壁を設けることで、コネクタハウジングから突出したリード部を保護することができる。したがって、リード部に対する曲げ荷重入力に対し補強することができ、リード部の倒れを防止することができる。また、ガイド壁とリード部とのクリアランスを最小に設定することで、ガイド壁とリード部とで貫通孔を閉口することができる。そのため、コネクタ側から基板に向けての異物侵入を防止することができる。
また、上記コネクタにおいて、前記ガイド壁は、前記コネクタハウジングが前記コネクタ端子を保持した状態で、少なくとも前記貫通孔の外周から前記リード部の屈曲点までの高さを有するようにする。
これにより、ガイド壁によって確実にリード部の貫通孔を閉口することができ、コネクタ側から基板に向けての異物侵入を適切に防止することができる。
これにより、ガイド壁によって確実にリード部の貫通孔を閉口することができ、コネクタ側から基板に向けての異物侵入を適切に防止することができる。
さらに、上記のコネクタにおいて、前記コネクタハウジングは、前記コネクタ端子が圧入される圧入孔を備え、前記差込部は、前記リード部の固定側端部に、前記圧入孔に圧入する圧入部を備えるようにしてもよい。
このように、コネクタ端子を圧入するのみでコネクタを組み立てることができるので、簡易な組立によるコストダウンを図ることができる。
このように、コネクタ端子を圧入するのみでコネクタを組み立てることができるので、簡易な組立によるコストダウンを図ることができる。
また、上記のコネクタにおいて、前記圧入部は、前記差込部の側縁部から側方に突出する微小な突起を備えるようにしてもよい。
これにより、コネクタ端子をコネクタハウジングに圧入した際、上記突起を圧入孔の内壁に食い込ませることができ、十分な保持力を発揮することができる。したがって、コネクタ端子がコネクタハウジングから抜けにくい構造とすることができる。
これにより、コネクタ端子をコネクタハウジングに圧入した際、上記突起を圧入孔の内壁に食い込ませることができ、十分な保持力を発揮することができる。したがって、コネクタ端子がコネクタハウジングから抜けにくい構造とすることができる。
さらにまた、上記のコネクタにおいて、前記差込部は、前記リード部の固定点とは反対側に前記圧入部に隣接して設けられ、前記圧入孔の外周よりも側方に突出するストッパーを備えるようにしてもよい。
これにより、差込部をコネクタハウジングに形成された圧入孔に圧入した際、ストッパーによってコネクタ端子の圧入方向の位置決めをすることができると共に、相手コネクタの差込加重やコネクタ端子への押し込み力(外力)を受けた際に、コネクタ端子が基板に向けて直接荷重を伝達しないようにすることができる。
これにより、差込部をコネクタハウジングに形成された圧入孔に圧入した際、ストッパーによってコネクタ端子の圧入方向の位置決めをすることができると共に、相手コネクタの差込加重やコネクタ端子への押し込み力(外力)を受けた際に、コネクタ端子が基板に向けて直接荷重を伝達しないようにすることができる。
また、上記のコネクタにおいて、前記端子金具は、平板形状の電源供給用の接続端子であってもよい。これにより、安定した電源供給を行うことができる電源コネクタを実現することができる。
さらに、上記のコネクタにおいて、前記リード部は、前記コネクタハウジングによる保持状態において、その先端部分が、前記コネクタ端子の前記コネクタハウジングへの挿入方向に一致し、且つ前記差込部への固定点に対して前記コネクタハウジングの中心側にオフセットした位置に延在する略Z形状となるよう、2つの屈曲点を備えるようにしてもよい。
このように、リード部の先端位置をコネクタハウジングの中心側に位置することができるので、コネクタの基板への取付け部をコンパクトにすることができる。
さらに、上記のコネクタにおいて、前記リード部は、前記コネクタハウジングによる保持状態において、その先端部分が、前記コネクタ端子の前記コネクタハウジングへの挿入方向に一致し、且つ前記差込部への固定点に対して前記コネクタハウジングの中心側にオフセットした位置に延在する略Z形状となるよう、2つの屈曲点を備えるようにしてもよい。
このように、リード部の先端位置をコネクタハウジングの中心側に位置することができるので、コネクタの基板への取付け部をコンパクトにすることができる。
本発明のコネクタでは、コネクタ端子のコネクタハウジングへの組付けを簡素化すると共に、コネクタハウジングから突出したリード部の保護、及びコネクタ側からECU内部への異物侵入の防止を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係るコネクタが用いられる電動パワーステアリング装置の基本構造を示す図である。
図1の電動パワーステアリング装置において、操向ハンドル1のコラム軸2は、減速ギア3、ユニバーサルジョイント4A及び4B、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイトロッド6に連結されている。コラム軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ7が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助する電動モータ8が減速ギア3を介してコラム軸2に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントローラ10には、バッテリー(図示せず)から電力が供給されるとともに、イグニションキー(図示せず)を経てイグニションキー信号IGN(図2参照)が入力される。コントローラ10は、トルクセンサ7で検出された操舵トルクTsと車速センサ9で検出された車速Vとに基づいて、アシスト(操舵補助)指令となる操舵補助指令値の演算を行い、演算された操舵補助指令値に基づいて電動モータ8に供給する電流を制御する。
図1は、本発明に係るコネクタが用いられる電動パワーステアリング装置の基本構造を示す図である。
図1の電動パワーステアリング装置において、操向ハンドル1のコラム軸2は、減速ギア3、ユニバーサルジョイント4A及び4B、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイトロッド6に連結されている。コラム軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ7が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助する電動モータ8が減速ギア3を介してコラム軸2に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントローラ10には、バッテリー(図示せず)から電力が供給されるとともに、イグニションキー(図示せず)を経てイグニションキー信号IGN(図2参照)が入力される。コントローラ10は、トルクセンサ7で検出された操舵トルクTsと車速センサ9で検出された車速Vとに基づいて、アシスト(操舵補助)指令となる操舵補助指令値の演算を行い、演算された操舵補助指令値に基づいて電動モータ8に供給する電流を制御する。
コントローラ10は、主としてマイクロコンピュータで構成されるが、その制御装置の機構及び構成を示すと図2に示すようになる。
トルクセンサ7で検出された操舵トルクTs及び車速センサ9で検出された車速Vは制御演算部としての制御演算装置11に入力され、制御演算装置11で演算された電流指令値をゲート駆動回路12に入力する。ゲート駆動回路12で、電流指令値等に基づいて形成されたゲート駆動信号はFETのブリッジ構成で成るモータ駆動部13に入力され、モータ駆動部13は非常停止用の遮断装置14を経て3相ブラシレスモータで構成される電動モータ8を駆動する。3相ブラシレスモータの各相電流は電流検出回路15で検出され、検出された3相のモータ電流ia〜icは制御演算装置11にフィードバック電流として入力される。また、3相ブラシレスモータには、ホールセンサ等の回転センサ16が取り付けられており、回転センサ16からの回転信号RTがロータ位置検出回路17に入力され、検出された回転位置θが制御演算装置11に入力される。
トルクセンサ7で検出された操舵トルクTs及び車速センサ9で検出された車速Vは制御演算部としての制御演算装置11に入力され、制御演算装置11で演算された電流指令値をゲート駆動回路12に入力する。ゲート駆動回路12で、電流指令値等に基づいて形成されたゲート駆動信号はFETのブリッジ構成で成るモータ駆動部13に入力され、モータ駆動部13は非常停止用の遮断装置14を経て3相ブラシレスモータで構成される電動モータ8を駆動する。3相ブラシレスモータの各相電流は電流検出回路15で検出され、検出された3相のモータ電流ia〜icは制御演算装置11にフィードバック電流として入力される。また、3相ブラシレスモータには、ホールセンサ等の回転センサ16が取り付けられており、回転センサ16からの回転信号RTがロータ位置検出回路17に入力され、検出された回転位置θが制御演算装置11に入力される。
また、イグニションキーからのイグニション信号IGNはイグニション電圧モニタ部18及び電源回路部19に入力され、電源回路部19から電源電圧Vddが制御演算装置11に入力されるとともに、装置停止用となるリセット信号RSが制御演算装置11に入力される。さらに、遮断装置14は、2相を遮断するリレー接点421及び422で構成されている。
また、モータ駆動部13の回路構成について説明すると、電源ライン81に対し、直列に接続されたFETTr1及びTr2、FETTr3及びTr4、及びFETTr5及びTr6が並列に接続されている。そして、電源ライン81に対して、並列に接続されたFETTr1及びTr2、FETTr3及びTr4、及びFETTr5及びTr6が接地ライン82に接続されている。これにより、インバータを構成する。ここで、FETTr1及びTr2は、FETTr1のソース電極SとFETTr2のドレイン電極Dとが直列に接続され、3相モータのc相アームを構成し、c相出力ライン91cにて電流が出力される。また、FETTr3及びTr4は、FETTr3のソース電極SとFETTr4のドレイン電極Dとが直列に接続され、3相モータのa相アームを構成し、a相出力ライン91aにて電流が出力される。更に、FETTr5及びTr6は、FETTr5のソース電極SとFETTr6のドレイン電極Dとが直列に接続され、3相モータのb相アームを構成し、b相出力ライン91bにて電流が出力される。
図3は、図1に示す電動パワーステアリング装置のコントローラ10の分解斜視図であり、コントローラ10は、ケース20と、モータ駆動部13を含むパワーモジュールとしての半導体モジュール30と、放熱用シート39と、制御演算装置11及びゲート駆動回路12を含む制御回路基板40と、電力及び信号用のコネクタ50と、3相出力用コネクタ60と、カバー70とを備えている。
ここで、ケース20は、略矩形状に形成され、半導体モジュール30を載置するための平板状の半導体モジュール載置部21と、半導体モジュール載置部21の長手方向端部に設けられた、電力及び信号用コネクタ50を実装するための電力及び信号用コネクタ実装部22と、半導体モジュール載置部21の幅方向端部に設けられた、3相出力用コネクタ60を実装するための3相出力用コネクタ実装部23とを備えている。
そして、半導体モジュール載置部21には、半導体モジュール30を取り付けるための取付けねじ38がねじ込まれる複数のねじ孔21aが形成されている。また、半導体モジュール載置部21及び電力及び信号用コネクタ実装部22には、制御回路基板40を取り付けるための複数の取付けポスト24が立設され、各取付けポスト24には、制御回路基板40を取り付けるための取付けねじ41がねじ込まれるねじ孔24aが形成されている。更に、3相出力用コネクタ実装部23には、3相出力用コネクタ60を取り付けるための取付けねじ61がねじ込まれる複数のねじ孔23aが形成されている。
そして、半導体モジュール30は、ケース20の半導体モジュール載置部21上に複数の取付けねじ38により取り付けられる。半導体モジュール30の基板31には、取付けねじ38が挿通する複数の貫通孔31aが形成されている。
なお、半導体モジュール30を半導体モジュール載置部21上に取り付けるに際しては、放熱用シート39を半導体モジュール載置部21上に取付け、その放熱用シート39の上から半導体モジュール30を取り付ける。この放熱用シート39により、半導体モジュール30で発生した熱が放熱用シート39を介してケース20に放熱される。
なお、半導体モジュール30を半導体モジュール載置部21上に取り付けるに際しては、放熱用シート39を半導体モジュール載置部21上に取付け、その放熱用シート39の上から半導体モジュール30を取り付ける。この放熱用シート39により、半導体モジュール30で発生した熱が放熱用シート39を介してケース20に放熱される。
また、制御回路基板40は、基板上に複数の電子部品を実装して制御演算装置11及びゲート駆動回路12を含む制御回路を構成するものである。制御回路基板40は、半導体モジュール30を半導体モジュール載置部21上に取り付けた後、半導体モジュール30の上方から半導体モジュール載置部21及び電力及び信号用コネクタ実装部22に立設された複数の取付けポスト24上に複数の取付けねじ41により取り付けられる。制御回路基板40には、取付けねじ41が挿通する複数の貫通孔40aが形成されている。
また、電力及び信号用コネクタ50は、バッテリー(図示せず)からの直流電源を半導体モジュール30に、トルクセンサ7や車速センサ9からの信号を含む各種信号を制御回路基板40に入力するために用いられる。電力及び信号用コネクタ50は、半導体モジュール載置部21に設けられた電力及び信号用コネクタ実装部22に複数の取付けねじ50aにより取り付けられる。
そして、3相出力用コネクタ60は、a相出力端子92a、b相出力端子92b、及びc相出力端子92cからの電流を出力するために用いられる。3相出用コネクタ60は、半導体モジュール載置部21の幅方向端部に設けられた3相出力用コネクタ実装部23に複数の取付けねじ61により取り付けられる。3相出力コネクタ60には、取付けねじ61が挿通する複数の貫通孔60aが形成されている。
更に、カバー70は、半導体モジュール30、制御回路基板40、電力及び信号用コネクタ50、及び3相出力用コネクタ60が取り付けられたケース20に対し、制御回路基板40の上方から当該制御回路基板40を覆うように取り付けられる。
更に、カバー70は、半導体モジュール30、制御回路基板40、電力及び信号用コネクタ50、及び3相出力用コネクタ60が取り付けられたケース20に対し、制御回路基板40の上方から当該制御回路基板40を覆うように取り付けられる。
次に、コネクタ50の構成について具体的に説明する。
図4は、コネクタ50を相手コネクタの差込口側(図3の下側)から見た図である。この図4に示すように、コネクタ50は、電源コネクタ部51と、通信コネクタ部52と、トルク信号コネクタ部53と、レゾルバ信号コネクタ部54とから構成されており、各コネクタ部は共通のコネクタハウジング55を備える。コネクタハウジング55は、合成樹脂によって一体的に成型されている。
図4は、コネクタ50を相手コネクタの差込口側(図3の下側)から見た図である。この図4に示すように、コネクタ50は、電源コネクタ部51と、通信コネクタ部52と、トルク信号コネクタ部53と、レゾルバ信号コネクタ部54とから構成されており、各コネクタ部は共通のコネクタハウジング55を備える。コネクタハウジング55は、合成樹脂によって一体的に成型されている。
電源コネクタ部51には、コントローラ(ECU)10の電源を供給する電源コネクタが差し込まれ、通信コネクタ部52には、CAN通信を行うための車両用通信信号コネクタが差し込まれる。また、トルク信号コネクタ部53には、トルクセンサ7からの操舵トルクTsを入力するためのトルク信号コネクタが差し込まれ、レゾルバ信号コネクタ部54には、回転センサ16からの回転信号RTを入力するためのレゾルバ信号コネクタが差し込まれる。
コネクタハウジング55には、各コネクタ部のコネクタ端子が保持されている。以下、電源コネクタ部51に着目し、その具体的構成について説明する。
図5は、コネクタハウジング55に保持される電源コネクタ端子56(以下、単に端子56ともいう)を示す図である。なお、本実施形態では、図5における上方向を端子56の上方向といい、図5における下方向を端子56の下方向という。
端子56は、平板形状の差込部56aを有する。差込部56aは、オスコネクタ(相手コネクタ)の端子(外部接続端子)が差し込まれることで電気的に接続し通電する金属製の端子金具を含んで構成されている。この差込部56aの下端部近傍の側縁部にはストッパー56bが形成されており、当該ストッパー56bの下方(差込部56aの下端部)には圧入部56cが形成されている。
図5は、コネクタハウジング55に保持される電源コネクタ端子56(以下、単に端子56ともいう)を示す図である。なお、本実施形態では、図5における上方向を端子56の上方向といい、図5における下方向を端子56の下方向という。
端子56は、平板形状の差込部56aを有する。差込部56aは、オスコネクタ(相手コネクタ)の端子(外部接続端子)が差し込まれることで電気的に接続し通電する金属製の端子金具を含んで構成されている。この差込部56aの下端部近傍の側縁部にはストッパー56bが形成されており、当該ストッパー56bの下方(差込部56aの下端部)には圧入部56cが形成されている。
ストッパー56bは、差込部56aの側縁部の端面から側方に突出形成されており、その形状は、下面が差込部56aの側縁部の端面と直交する垂直面となっている。また、圧入部56cは、差込部56aの側縁部の端面から側方に突出形成された複数の微小な突起を備える。
圧入部56cの上記突起の形状は、図6(a)に示すように、上下面が差込部56aの側縁部の端面と直交する垂直面となっている矩形形状の凹凸であってもよいし、図6(b)に示すように、下面が上方に向かって側方(図6(b)では右方向)に迫り上がるテーパ面となっており、上面が差込部56aの側縁部の端面と直交する垂直面となっている、所謂ノコギリ歯形状の凹凸であってもよい。
圧入部56cの上記突起の形状は、図6(a)に示すように、上下面が差込部56aの側縁部の端面と直交する垂直面となっている矩形形状の凹凸であってもよいし、図6(b)に示すように、下面が上方に向かって側方(図6(b)では右方向)に迫り上がるテーパ面となっており、上面が差込部56aの側縁部の端面と直交する垂直面となっている、所謂ノコギリ歯形状の凹凸であってもよい。
また、差込部56aの下面には、2本のリード部(ピン)56dが差込部56aの幅方向に並列に接続されている。このピン56dは、端子56がコネクタハウジング55に収容された状態で、図3に示す制御回路基板40に形成された孔40bに差し込まれ、ポイントディッピングで半田付けされ、防塵コーティングされるものである。
ピン56dの先端部分(下端部分)は、差込部56aの平面と平行に、且つ差込部56aの平面に対してオフセットして設けられる。具体的には、ピン56dは、差込部56aの下面から下方に所定距離離間した位置で、屈曲部56eによって差込部56aの略厚さ方向に屈曲し、さらにその屈曲部56eから下方に所定距離離間した位置で、屈曲部56fによってピン56dの先端部分(下端部分)が差込部56aの平面と平行になる方向に屈曲している。すなわち、ピン56dは、側面視において略Z形状となっている。なお、各屈曲部56e,56fの角度は鈍角である。
ピン56dの先端部分(下端部分)は、差込部56aの平面と平行に、且つ差込部56aの平面に対してオフセットして設けられる。具体的には、ピン56dは、差込部56aの下面から下方に所定距離離間した位置で、屈曲部56eによって差込部56aの略厚さ方向に屈曲し、さらにその屈曲部56eから下方に所定距離離間した位置で、屈曲部56fによってピン56dの先端部分(下端部分)が差込部56aの平面と平行になる方向に屈曲している。すなわち、ピン56dは、側面視において略Z形状となっている。なお、各屈曲部56e,56fの角度は鈍角である。
端子56は、図7に示すように、ピン56d側からコネクタハウジング55の電源コネクタ部51に差し込まれ、保持されるようになっている。ここでは、2つの端子56を、差込部56aの厚さ方向に並列配置してコネクタハウジング55の電源コネクタ部51に収容するものとする。このとき、端子56は、ピン56dの上記オフセット方向が、ピン56dの差込部56aへの固定点に対してコネクタハウジング55の中心側となるような向きで配置する。
図8は、端子56をコネクタハウジング55に差込んだ状態で、コネクタ50をコネクタハウジング55の底面側から見た図である。
この図8に示すように、コネクタハウジング55は、少なくとも端子56が有する2本のピン56dをそれぞれ先端側から貫通可能な2つの孔57を端子2つ分備える。そして、端子56の収容時には、孔57からピン56dがコネクタハウジング55の底面に対して直交する方向に突き出た状態となる。
この図8に示すように、コネクタハウジング55は、少なくとも端子56が有する2本のピン56dをそれぞれ先端側から貫通可能な2つの孔57を端子2つ分備える。そして、端子56の収容時には、孔57からピン56dがコネクタハウジング55の底面に対して直交する方向に突き出た状態となる。
図9は、孔57の形状を示す平面図である。この図9に示すように、孔57は、平面視において下駄形状を有する孔であり、ピン56dが貫通する2つの開口部(貫通孔)57aと、圧入部56cが圧入される開口部(圧入孔)57bとから構成されている。開口部57aは、端子56を圧入方向にみたときのピン56dの外形と同等の大きさ、即ちピン56dが先端側から貫通可能な最低限の大きさを有する。また、開口部57bは、端子56を圧入方向からみたときの圧入部56cの外形よりも若干小さい大きさを有する。
さらに、コネクタハウジング55の底面には、端子56の収容時にピン56dが突き出る側(コネクタ50の差込口側とは反対側)に、開口部57aの外周に沿ってガイド壁57dが形成されている。ガイド壁57dは、各ピン56dを囲む3方向(ピン56dの左右方向及びオフセット方向)に形成されており、その高さは、少なくとも端子56の収容時における孔57の外周からピン56dの屈曲部56fまでの高さを有する。
このような構成により、端子56をピン56d側からコネクタハウジング55の電源コネクタ部51に差し込んだとき、端子56の差込状態は図10に示すようになる。図10において、(a)はコネクタ50を差込口側から見た図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は(a)のB−B断面図である。
このような構成により、端子56をピン56d側からコネクタハウジング55の電源コネクタ部51に差し込んだとき、端子56の差込状態は図10に示すようになる。図10において、(a)はコネクタ50を差込口側から見た図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は(a)のB−B断面図である。
端子56を、コネクタハウジング55の底面に形成された孔57に差し込んだ状態では、端子56のピン56dが孔57の開口部57aを貫通し、端子56の圧入部56cが孔57の開口部57bに絞まり嵌めで圧入された状態となる。このとき、圧入部56cの突起が開口部57bの内壁に食い込み、コネクタハウジング55は十分な保持力で端子56を保持する。
開口部57bはストッパー56bが貫通できない大きさであるため、端子56は、ストッパー56bがコネクタハウジング55の底面裏側に突き当たるまで圧入される。このようにして、端子56の圧入方向の位置決めがなされる。このとき、圧入部56cの下端面は、開口部57bから若干突き出るものとする。
この状態では、図10(b)に示すように、ピン56dを挟んだ左右両側に、最小のクリアランスでガイド壁57dが配置される。さらに、図10(c)に示すように、差込部56aの平面に対してピン56dのオフセット側に、ピン56dの先端部とのクリアランスを最小にしてガイド壁57dが配置される。
開口部57bはストッパー56bが貫通できない大きさであるため、端子56は、ストッパー56bがコネクタハウジング55の底面裏側に突き当たるまで圧入される。このようにして、端子56の圧入方向の位置決めがなされる。このとき、圧入部56cの下端面は、開口部57bから若干突き出るものとする。
この状態では、図10(b)に示すように、ピン56dを挟んだ左右両側に、最小のクリアランスでガイド壁57dが配置される。さらに、図10(c)に示すように、差込部56aの平面に対してピン56dのオフセット側に、ピン56dの先端部とのクリアランスを最小にしてガイド壁57dが配置される。
すなわち、ピン56dとガイド壁57dとで開口部57aの蓋をすることになる。これにより、開口部57aが閉口され、コネクタ差込口側から基板側へ異物が侵入するのを防止することができる。
このように、コネクタハウジング55に、ピン56dが貫通可能な開口部57aを設けるので、端子56を、ピン56d側から相手コネクタの挿入方向に圧入することができる。したがって、予めピン56dに曲げ加工を施した端子56を、コネクタハウジング55にアウトサートすることができ、比較的簡易にコネクタ50を組み立てることができる。
このように、コネクタハウジング55に、ピン56dが貫通可能な開口部57aを設けるので、端子56を、ピン56d側から相手コネクタの挿入方向に圧入することができる。したがって、予めピン56dに曲げ加工を施した端子56を、コネクタハウジング55にアウトサートすることができ、比較的簡易にコネクタ50を組み立てることができる。
ところで、屈曲部を有するピンを備えた端子をコネクタハウジングに組み付ける方法として、コネクタハウジングの成形時に端子を一体的に成形するインサート成形がある。しかしながら、インサート成形を行う方法では、成形工程が複雑化することからコストが嵩む。
そこで、コストアップを回避するためにアウトサート成形による組み付けが行われているが、仮に、アウトサート成形後にピンの曲げ加工を行った場合、樹脂部(コネクタハウジング)に負荷がかかることでクラックが発生したり、端子位置精度が悪化したりするおそれがある。したがって、先にピンの曲げ加工を行い、その後で端子をアウトサートすることが好ましい。
そこで、コストアップを回避するためにアウトサート成形による組み付けが行われているが、仮に、アウトサート成形後にピンの曲げ加工を行った場合、樹脂部(コネクタハウジング)に負荷がかかることでクラックが発生したり、端子位置精度が悪化したりするおそれがある。したがって、先にピンの曲げ加工を行い、その後で端子をアウトサートすることが好ましい。
ところが、アウトサート前にピンの曲げ加工を行った場合、端子を通常のコネクタ挿入方向からコネクタハウジングへ差込むためには、曲げ加工を行ったピンが通過できる程度の大型の開口部を設ける必要がある。そして、このように開口部を大型化したことで、この開口部を通ってコネクタハウジング側から基板に向けて異物が侵入しやすくなってしまう。
端子のコネクタハウジングへの圧入方向を、通常のコネクタ挿入方向とは逆に基板側からの圧入とすることで、開口部を大型化することなく端子の組み付けを行うことも考えられるが、この場合、相手コネクタの挿入時など、コネクタ挿入側からの負荷によって端子抜けが発生したり基板への負荷が増大したりする。
端子のコネクタハウジングへの圧入方向を、通常のコネクタ挿入方向とは逆に基板側からの圧入とすることで、開口部を大型化することなく端子の組み付けを行うことも考えられるが、この場合、相手コネクタの挿入時など、コネクタ挿入側からの負荷によって端子抜けが発生したり基板への負荷が増大したりする。
これに対して、本実施形態では、上述したように、コネクタハウジング55にピン56dが貫通可能な開口部57aを設けるので、端子56を、ピン56d側からコネクタ挿入方向に差込むことができる。そのため、コネクタ挿入側からの負荷による端子抜けや基板への負荷を防止することができる。
また、ピン56dに曲げ加工を施すことで、熱収縮や熱膨張による基板や半田付け部への応力を軽減することができる。ここで、端子56がコネクタハウジング55に保持された状態において、ピン56dがコネクタハウジング55の外側から中心方向に2段階で曲がるように屈曲部56e,56fを設けるので、ピン56dの先端位置を隣接する通信コネクタ部52に近づけることができ、コネクタ50の基板への取付け部をコンパクトにすることができる。
また、ピン56dに曲げ加工を施すことで、熱収縮や熱膨張による基板や半田付け部への応力を軽減することができる。ここで、端子56がコネクタハウジング55に保持された状態において、ピン56dがコネクタハウジング55の外側から中心方向に2段階で曲がるように屈曲部56e,56fを設けるので、ピン56dの先端位置を隣接する通信コネクタ部52に近づけることができ、コネクタ50の基板への取付け部をコンパクトにすることができる。
また、端子56にストッパー56bを設け、端子56をコネクタ挿入方向から差込んでストッパー56bを突き当てる構造としたので、当該ストッパー56bによって端子56の圧入方向の位置決めをすることができると共に、コネクタの差込加重や端子56への押し込み力(外力)を受けた際に、端子56が基板に向けて直接荷重を伝達しないようにすることができる。ここで、ストッパー56bは、平板形状の差込部56aの側縁部に設けるので、座屈し難くすることができる。
さらにまた、端子56に微小な突起を有する圧入部56cを設け、コネクタハウジング55に圧入固定するので、コネクタ50の組立を簡易に行うことができると共に、上記突起を開口部57bの内壁に食い込ませ十分な保持力を発揮することができ、端子抜けを抑制することができる。特に、圧入部56cを図6(b)に示すような形状とすることで、端子56を圧入しやすく抜けにくい構造とすることができる。
さらに、ピン56dを予め曲げ加工しておいてから、コネクタハウジング55にアウトサートするので、アウトサート後に曲げ加工をする場合と比較して曲げ工程を行う余分な設備を設けずにすみ、加工精度も向上する。また、先に曲げておくことで、アウトサート後の曲げ加工時に発生する樹脂部への応力を緩和することができるので、コネクタ50のクラックの発生を防止することができる。さらにまた、先に曲げ寸法や長さ寸法を規制でき、ストッパー56bで端子56の圧入深さを決めることができることから、ピン先端の位置精度が向上する。
また、開口部57aの外周に沿って、ピン56dとのクリアランスが最少に設定されたガイド壁57dを形成することで、コネクタハウジング側から基板に向けての異物侵入を防止する閉構造を取ることができる。さらに、ガイド壁57dによってピン56dを保護することができるので、ピン56dの曲げ荷重入力に対し補強することができ、ピン56dの倒れを防止することができる。
このように、簡易的な組立方法によるコストダウン、コネクタハウジング55への負担の軽減、コネクタ挿入時における端子抜けの防止を実現することができる。また、基板40と端子56のピン56dとの間の位置精度の向上、及び端子56の外力からの保護を実現することができるので、コネクタ50の組み付けを簡易に行うことができる。さらに、コネクタ50側からコネクタ内部を伝ってECU内部に異物が侵入するのを防止することができるので、ECUの信頼性を向上させることができる。
このように、簡易的な組立方法によるコストダウン、コネクタハウジング55への負担の軽減、コネクタ挿入時における端子抜けの防止を実現することができる。また、基板40と端子56のピン56dとの間の位置精度の向上、及び端子56の外力からの保護を実現することができるので、コネクタ50の組み付けを簡易に行うことができる。さらに、コネクタ50側からコネクタ内部を伝ってECU内部に異物が侵入するのを防止することができるので、ECUの信頼性を向上させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、上記実施形態においては、コネクタハウジング55に形成する孔57の形状を図9に示す下駄形状とする場合について説明したが、端子56の圧入部56cが圧入される開口部57bは閉口していてもよい。
また、上記実施形態においては、電源コネクタ部51の端子56に本発明を適用する場合について説明したが、屈曲したピンを有する端子を差込圧入でコネクタハウジングに組み込むコネクタであれば、本発明を適用可能である。
例えば、上記実施形態においては、コネクタハウジング55に形成する孔57の形状を図9に示す下駄形状とする場合について説明したが、端子56の圧入部56cが圧入される開口部57bは閉口していてもよい。
また、上記実施形態においては、電源コネクタ部51の端子56に本発明を適用する場合について説明したが、屈曲したピンを有する端子を差込圧入でコネクタハウジングに組み込むコネクタであれば、本発明を適用可能である。
本発明に係るコネクタによれば、コネクタ端子のコネクタハウジングへの組付けを簡素化すると共に、コネクタハウジングから突出したリード部の保護、及びコネクタ側からECU内部への異物侵入の防止を実現することができ、有用である。
1…操向ハンドル、2…コラム軸、3…減速ギア、4A,4B…ユニバーサルジョイント、5…ピニオンラック機構、6…タイトロッド、7…トルクセンサ、8…電動モータ、9…車速センサ、10…コントローラ、11…制御演算装置、12…ゲート駆動回路、13…モータ駆動部、14…非常停止用の遮断装置、15…電流検出回路、16…回転センサ、17…ロータ位置検出回路、18…IGN電圧モニタ部、19…電源回路部、20…ケース、21…半導体モジュール載置部、21a…ねじ孔、22…電力及び信号用コネクタ実装部、23…3相出力用コネクタ実装部、23a…ねじ孔、24…取付けポスト、24a…ねじ孔、30…半導体モジュール、31…基板、31a…貫通孔、38…取付けねじ、39…放熱用シート、40…制御回路基板、40a…貫通孔、41…取付けねじ、50…電力及び信号用コネクタ、50a…取付けねじ、51…電源コネクタ部、52…通信コネクタ部、53…トルク信号コネクタ部、54…レゾルバ信号コネクタ部、55…コネクタハウジング、56…電源コネクタ端子(端子)、56a…差込部、56b…ストッパー、56c…圧入部、56d…ピン(リード部)、56e,56f…屈曲部、57…孔、57a…開口部(貫通孔)、57b…開口部(圧入孔)、57d…ガイド壁、60…3相出力用コネクタ、60a…貫通孔、61…取付けねじ、70…カバー、81…電源ライン、82…接地ライン、91a…a相出力ライン、91b…b相出力ライン、91c…c相出力ライン、G…ゲート電極(電極)、S…ソース電極(電極)
Claims (6)
- 外部接続端子と電気的に接続する端子金具を含む差込部、及び当該差込部の端部にその一端が固定され他端が基板に接続される、屈曲した形状を有するリード部を備えるコネクタ端子と、該コネクタ端子を保持するコネクタハウジングと、を備え、
前記コネクタハウジングは、前記リード部を、当該リード部の前記他端側から貫通可能な最低限の大きさを有する貫通孔と、当該貫通孔の外周に沿って形成され、前記リード部が前記コネクタハウジングから突き出る方向に突出するガイド壁とを備え、
前記ガイド壁は、前記コネクタハウジングが前記コネクタ端子を保持した状態で、少なくとも前記貫通孔の外周から前記リード部の屈曲点までの高さを有することを特徴とするコネクタ。 - 前記コネクタハウジングは、前記コネクタ端子が圧入される圧入孔を備え、
前記差込部は、前記リード部の固定側端部に、前記圧入孔に圧入する圧入部を備えることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。 - 前記圧入部は、前記差込部の側縁部から側方に突出する微小な突起を備えることを特徴とする請求項2に記載のコネクタ。
- 前記差込部は、前記リード部の固定点とは反対側に前記圧入部に隣接して設けられ、前記圧入孔の外周よりも側方に突出するストッパーを備えることを特徴とする請求項2又は3に記載のコネクタ。
- 前記端子金具は、平板形状の電源供給用の接続端子であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のコネクタ。
- 前記リード部は、その先端部分が、前記コネクタハウジングによる保持状態において、前記コネクタ端子の前記コネクタハウジングへの挿入方向に一致し、且つ前記差込部への固定点に対して前記コネクタハウジングの中心側にオフセットした位置に延在する略Z形状となるよう、2つの屈曲点を備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のコネクタ。
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