JP6999624B2 - コネクタ接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ接続構造に関し、更に詳細には、電子制御ユニットがコネクタに接続されるコネクタ接続構造に関する。

電子制御ユニットを内蔵したケーシングとモータ等の制御対象機器とが直結され、ケーシングに外部接続用の電気コネクタが取り付けられた電子制御装置が知られている。

特開２０１７－１４３２８７号公報

ケーシング内に設けられた機械部の潤滑のために、電子制御ユニットを内蔵したケーシング内がオイルミストの雰囲気であると、ケーシング内に存在する電子制御ユニットとコネクタとの導電接続部のオイルミストによる汚染によって導通不良が生じる虞がある。また、ケーシング内を金属紛等の導電性物質が浮遊する環境であると、電子制御ユニットとコネクタとの導電接続部に導電性物質が侵入することにより導通不良が生じる虞がある。このため、電子制御ユニットとコネクタとの導電接続部に、導通不良の原因になるオイルミストや導電性物質等の異物が侵入しないようにするシーリングが必要なる。

このシーリングがゴム製のシール部材の嵌合によって行われると、シール部材の経時劣化によるシーリング性能の低下が問題になる。また、シール部材が耐油性及び耐熱性を兼ね備える必要がある場合には高価なゴム材料を用いる必要が生じる。

また、ケーシングがエンジンやトランスミッション等の外殻をなす場合等、ケーシング内外の温度差が変化する場合には、ケーシング内外に圧力差が生じ、ケーシング内の空気の呼吸現象が生じ、シール部材では高度なシーリングを行うことが難しい。

本発明が解決しようとする課題は、オイルミストや導電性物質が浮遊する雰囲気中に電子制御ユニットと内部コネクタとの導電接続部が配置されても、電子制御ユニットと内部コネクタとの導電接続部がオイルミストや導電性物質によって導通不良を生じることを的確に抑制することである。

本発明の一つの実施形態によるコネクタ接続構造は、ケーシング（１０）内に配置された内部コネクタ（２０）と、前記内部コネクタ（２０）に電気的に接続されるべく前記内部コネクタ（２０）に対して上方から結合されるべき電子制御ユニット（５０）とを含むコネクタ接続構造であって、前記電子制御ユニット（５０）は、主部（５４）と、前記内部コネクタ（２０）に電気的に接続されるべく前記主部（５４）の下端に設けられた第１導電接続部（５６）と、前記主部（５４）から延出し、第１導電接続部（５６）を外囲し、下方にのみ開放された外殻（６４）とを有し、前記内部コネクタ（２０）は、その外周部に上方に開放された環状凹部（６２）を画定する部分（６０）を含むハウジング（２２）を有し、前記電子制御ユニット（５０）が前記内部コネクタ（２０）に結合された状態において、前記外殻（６４）の下端が前記環状凹部（６２）内に突入するようにされている。

この構成によれば、環状凹部（６２）に溜まる液体によって電子制御ユニット（５０）と内部コネクタ（２０）との導電接続部のシーリングが行われる。これにより、オイルミストや導電性物質の浮遊する雰囲気中に電子制御ユニットと内部コネクタとの導電接続部が配置されても、電子制御ユニットと内部コネクタとの導電接続部がオイルミストや導電性物質によって導通不良を生じることが的確に抑制される。

上記コネクタ接続構造において、好ましくは、前記外殻（６４）は下端近傍に前記ハウジング（２２）の外面に当接する部分を含む内面を有する。

この構成によれば、外殻（６４）の内面がハウジング（２２）の外面に当接することにより、内部コネクタ（２０）に対する電子制御ユニット（５０）の結合作業が案内される。

上記コネクタ接続構造において、好ましくは、前記ケーシング（１０）に配置された外部コネクタ（３０）を更に有し、前記電子制御ユニット（５０）は、前記外部コネクタ（３０）に電気的に接続されるべく前記主部（５４）の上端に設けられた第２導電接続部を有し、前記主部（５４）は前記ケーシング（１０）に形成された開口（１６）に対向する部分を含み、前記主部（５４）の外周部に、前記電子制御ユニット（５０）が、前記外部コネクタ（３０）に接続されておらず、且つ前記内部コネクタ（２０）に接続されている状態において、前記開口（１６）を塞ぐ第１シール部材（７０）が設けられている。

この構成によれば、電子制御ユニット（５０）が内部コネクタ（２０）に対して取り外し可能であるから電子制御ユニット（５０）の交換等を作業性よく行え、しかも、外部コネクタ（３０）が外されたメンテナンス作業時にケーシング（１０）内に異物が侵入することが第１シール部材（７０）によって抑制される。

上記コネクタ接続構造において、好ましくは、前記外部コネクタ（３０）は、前記電子制御ユニット（５０）が、前記内部コネクタ（２０）及び前記外部コネクタ（３０）に接続された状態において、前記開口（１６）に対向する部分を含む筒状部（３８）を有し、前記第１シール部材（７０）は、前記電子制御ユニット（５０）が前記内部コネクタ（２０）に接続され、かつ前記外部コネクタ（３０）が接続されていない状態では、前記開口（１６）の内周面に当接して前記電子制御ユニット（５０）と前記ケーシング（１０）との間のシーリングを行う第１状態と、前記電子制御ユニット（５０）が前記外部コネクタ（３０）に接続されている状態では、前記筒状部（３８）の内周面に当接して前記電子制御ユニット（５０）と前記外部コネクタ（３０）との間のシーリングを行う第２状態とを選択的に取る。

この構成によれば、第１シール部材（７０）は、電子制御ユニット（５０）に外部コネクタ（３０）が接続されていないと、第１状態になってケーシング（１０）と電子制御ユニット（５０）との間のシーリングを行い、電子制御ユニット（５０）に外部コネクタ（３０）が接続されると、第２状態になって電子制御ユニット（５０）と外部コネクタ（３０）の間のシーリングを行う。

上記コネクタ接続構造において、好ましくは、前記第１シール部材（７０）は、ゴム製で、前記主部（５４）の外周部に固定される基部（７２）及び前記基部（７２）から外方に延出した遊端（７４Ａ）を含むリップ部（７４）を有し、前記リップ部（７４）の弾性変形によって前記遊端（７４Ａ）が前記開口（１６）の内周面或いは前記筒状部（３８）の内周面に当接する。

この構成によれば、第１シール部材（７０）は、リップ部（７４）の弾性変形によって自ずと第１状態或いは第２状態を取り、何れの状態でも良好な塞ぐシーリングを行う。

上記コネクタ接続構造において、好ましくは、前記筒状部（３８）の外周部に取り付けられて前記開口（１６）における前記電子制御ユニット（５０）と前記ケーシング（１０）との間のシーリングを行う第２シール部材（４２）を更に有する。

この構成によれば、電子制御ユニット（５０）に外部コネクタ（３０）が接続された状態では、第２シール部材（４２）によってケーシング（１０）内に異物が侵入することが抑制される。

本発明によるコネクタ接続構造によれば、オイルミストや導電性物質が浮遊する雰囲気中に電子制御ユニットと内部コネクタとの導電接続部が配置されても、電子制御ユニットと内部コネクタとの導電接続部がオイルミストや導電性物質によって導通不良を生じることが的確に抑制される。

本発明によるコネクタ接続構造の一つの実施形態の示す部分断面図 本実施形態によるコネクタ接続構造の外部コネクタが取り外された状態を示す部分断面図 本実施形態によるコネクタ接続構造の分解斜視図

以下に、本発明によるコネクタ接続構造の一つの実施形態を、図１～図３を参照して説明する。

本実施形態によるコネクタ接続構造は、ケーシング１０に関係し、ケーシング１０内に配置された内部コネクタ２０と、ケーシング１０外に配置された外部コネクタ３０と、内部コネクタ２０及び外部コネクタ３０に電気的に接続される電子制御ユニット５０とを含む。

ケーシング１０は、上側が開口した箱状のケーシング本体１２及びケーシング本体１２の上側の開口を閉じるべくケーシング本体１２の上部に取り付けられた平板状のカバープレート１４を含む密閉構造のものであり、エンジンやトランスミッション等の外殻をなしている。ケーシング１０は歯車列等の機械運動部（不図示）を内蔵しており、機械運動部はオイルミストによる潤滑が行われる。

ケーシング１０内の底部には電子制御ユニット５０による制御対象である制御対象機器１５が設置されている。カバープレート１４にはケーシング１０内に対する電子制御ユニット５０の挿入のための開口１６が形成されている。

制御対象機器１５の上部にはコネクタ取付プレート１８が取り付けられている。コネクタ取付プレート１８には、左右一対の起立片１８Ａが設けられている。各起立片１８Ａには係合孔１８Ｂが形成されている。各係合孔１８Ｂには内部コネクタ２０のハウジング２２の左右の外壁に形成された係合突起２２Ａが係合している。この係合により、内部コネクタ２０はコネクタ取付プレート１８に取り付けられる。

内部コネクタ２０は、ハウジング２２に形成された筒状部２３によって画定された上方に開口した端子室２４を有し、端子室２４に複数の雌型端子２６を含む両面カードエッジコネクタである。

外部コネクタ３０は、ハウジング３２に形成された下方に向けて開口した端子室３４に複数の雌型端子３６を含む両面カードエッジコネクタである。

電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ等の各種の電子部品（不図示）及びプリント配線基板５２の主要部及びプリント配線基板５２の主要部に実装されたＣＰＵ等の各種の電子部品（不図示）が電気絶縁樹脂によって封止されている略直方体形状の主部５４と、プリント配線基板５２が主部５４の下端から下方に延出した第１カードエッジ部５２Ａの両面に形成された第１導電接続部（端子）５６（図３参照）と、プリント配線基板５２が主部５４の上端から上方に延出した第２カードエッジ部５２Ｂの両面に形成された第２導電接続部（端子）５８（図３参照）とを有する。第１導電接続部５６は内部コネクタ２０の雌型端子２６に導電接続される。つまり、電子制御ユニット５０は内部コネクタ２０に電気的に接続されるべく内部コネクタ２０に対して上方から結合される。第２導電接続部５８は外部コネクタ３０の雌型端子３６に導電接続される。

図１に示されているように、第１導電接続部５６が雌型端子２６に接触する、内部コネクタ２０に対する電子制御ユニット５０の接続状態において、電子制御ユニット５０の主部５４が開口１６に対向する部分の外周部には第１シール部材７０が取り付けられている。第１シール部材７０は、ゴム製のものであり、主部５４の外周部に形成された周溝５４Ａに嵌合して主部５４の外周部に固定される基部７２及び基部７２から外方に傘状に延出して自由端をなす遊端７４Ａを含む薄肉のリップ部７４を有する。

開口１６の平面視の形状は、図３に示されているように、主部５４が開口１６に位置する部分の外形と相似形をなしており、左右方向に長い長円形である。同様に第１シール部材７０の平面視の形状も主部５４が開口１６に位置する部分の外形と相似形をなしており、当該部分の全周に亘って延在する長円形環状である。

第１シール部材７０は、電子制御ユニット５０が内部コネクタ２０に接続され、電子制御ユニット５０に外部コネクタ３０が接続されていない状態では、開口１６を塞ぐべくリップ部７４の遊端７４Ａが開口１６の内周面に当接（接触）し、ケーシング１０と電子制御ユニット５０との間のシーリングを行う第１状態をとる。

これにより、電子制御ユニット５０に外部コネクタ３０が接続されていない状態において、開口１６からケーシング１０内に異物が侵入することが抑制される。

外部コネクタ３０が電子制御ユニット５０に接続された状態において、ハウジング３２が開口１６に対向する部分には、開口１６の平面視の形状と相似形の筒状部３８が形成されている。筒状部３８の外周には第２シール部材４２が装着されている。第２シール部材４２は、ゴム製のＯリング等であってよく、外部コネクタ３０が電子制御ユニット５０に接続された状態において、開口１６の内周面に当接（接触）し、開口１６における電子制御ユニット５０とケーシング１０との間のシーリングを行う。

これにより、図２に示されているように、電子制御ユニット５０が内部コネクタ２０に接続され、且つ電子制御ユニット５０に外部コネクタ３０が接続されている状態において、開口１６からケーシング１０内に異物が侵入することが抑制される。

外部コネクタ３０の筒状部３８は、ハウジング３２の上側（外側）から外部コネクタ３０を電子制御ユニット５０に接続すべく外部コネクタ３０が開口１６に挿入される際に、第１シール部材７０のリップ部７４に当たり、リップ部７４を弾性変形させる。

これにより、第１シール部材７０は、図１に示されているように、電子制御ユニット５０に外部コネクタ３０が接続された状態では、筒状部３８の内周面３８Ａに当接する第２状態を取る。第２状態では、外部コネクタ３０と電子制御ユニット５０との間のシーリングが行われ、外部コネクタ３０と電子制御ユニット５０との導電接続部に異物が侵入することが抑制される。

尚、外部コネクタ３０は、電子制御ユニット５０が内部コネクタ２０に接続され、外部コネクタ３０が電子制御ユニット５０に接続された接続完了状態において、外部コネクタ３０に取り付けられたボルト４４（図３参照）がカバープレート１４に形成されたねじ孔１７に螺合することによりケーシング１０に固定される。

内部コネクタ２０のハウジング２２の筒状部２３の外周部には上方に開放された環状凹部６２を画定する張出部分６０が設けられている。環状凹部６２はハウジング２２の外周部に全周に亘って略水平に延在する。筒状部２３の外周面が張出部分６０に対応する部分には肩部６０Ａが形成されている。筒状部２３の肩部６０Ａには筒状部２３の外周周りに所定の間隔をおいて複数のリブ６６が形成されている。

リブ６６は、外殻部材６４の内面と当接してハウジング２２の外面の一部をなす外面を有し、当該外面に外殻部材６４の内面が摺接（当接）することにより、外殻部材６４の上下方向の移動を案内する。

これにより、内部コネクタ２０に対する電子制御ユニット５０の結合作業が、がたつきを生じることなく的確に行われ、その作業性が向上する。

電子制御ユニット５０には主部５４を外囲する筒状の外殻部材６４が取り付けられている。外殻部材６４は主部５４との間に内部コネクタ２０の筒状部２３が下側から進入可能な下方にのみ開放された空隙６５を画定している。外殻部材６４は、電子制御ユニット５０が内部コネクタ２０に結合された状態において、外殻部材６４の下端６４Ａが環状凹部６２内に突入し、上端６４Ｂが筒状部２３の上縁に到達するように上下方向の寸法を設定されている。

外殻部材６４が環状凹部６２内に突入する下端近傍は、外殻部材６４の内面と筒状部２３の外面との間に、表面張力による液体（オイル）の液位上昇が生じ難いように、その間隔を大きくするようにオフセットされた薄肉部６４Ｃになっている。

ケーシング１０内を飛散しているオイルミストの一部は、環状凹部６２内に落ちる。これにより、環状凹部６２にオイルが溜まり、環状凹部６２に溜まった液状のオイルによってオイルミストが外殻部材６４の下端６４Ａの下方を潜って空隙６５に侵入することが阻止される。

これにより、端子室２４における雌型端子２６と第１導電接続部５６との接触部にオイルミストが侵入することが回避され、オイルミストに起因する導通不良が生じることが抑制される。

環状凹部６２に溜まったオイルの液位が環状凹部６２の上縁に到達すると、環状凹部６２のオイルは環状凹部６２の上縁から外部（ケーシング１０内）に溢流するが、環状凹部６２にオイルが溜まった状態が維持される。

電子制御ユニット５０の発熱によって端子室２４及び空隙６５、つまり外殻部材６４の内部が高温になって内圧が外殻部材６４の外部の圧力より高くなると、その圧力差によって外殻部材６４と筒状部２３との間に侵入したオイルは環状凹部６２の外方に吐き出される。これとは反対に、外殻部材６４の内部が低温になって内圧が外殻部材６４の外部の圧力より低くなると、その圧力差によって外殻部材６４と筒状部２３との間にオイルが吸い込まれるが、環状凹部６２から筒状部２３の上縁までの高さが十分にあることにより、オイルが筒状部２３の上縁を乗り越えて端子室２４に流入することが回避される。

上述の如く、電子制御ユニット５０と内部コネクタ２０との間のシーリングは、環状凹部６２に溜まった液状のオイルによって非接触式に行われるから、ゴム製のシール部材の嵌合によってシーリングが行われる場合に比して、電子制御ユニット５０と内部コネクタ２０との結合及び離脱に要する力が少なくて済むようになる。

また、ケーシング１０内に歯車列等の機械的な運動機構（不図示）が設けられていて、摩耗等による金属粉がケーシング１０内を浮遊していても、端子室２４における雌型端子２６と第１導電接続部５６との接触部に向かおうとする金属粉は、環状凹部６２に溜まっているオイルとの接触により、環状凹部６２の底部に沈下して環状凹部６２に留まる。

これにより、雌型端子２６と第１導電接続部５６との接触部に金属粉が侵入することが回避され、金属粉に起因する導通不良が生じることが抑制される。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１０ ：ケーシング
１２ ：ケーシング本体
１４ ：カバープレート
１５ ：制御対象機器
１６ ：開口
１７ ：ねじ孔
１８ ：コネクタ取付プレート
１８Ａ ：起立片
１８Ｂ ：係合孔
２０ ：内部コネクタ
２２ ：ハウジング
２２Ａ ：係合突起
２３ ：筒状部
２４ ：端子室
２６ ：雌型端子
３０ ：外部コネクタ
３２ ：ハウジング
３４ ：端子室
３６ ：雌型端子
３８ ：筒状部
３８Ａ ：内周面
４２ ：第２シール部材
４４ ：ボルト
５０ ：電子制御ユニット
５２ ：プリント配線基板
５２Ａ ：第１カードエッジ部
５２Ｂ ：第２カードエッジ部
５４ ：主部
５４Ａ ：周溝
５６ ：第１導電接続部
５８ ：第２導電接続部
６０ ：張出部分
６０Ａ ：肩部
６２ ：環状凹部
６４ ：外殻部材
６４Ａ ：下端
６４Ｂ ：上端
６４Ｃ ：薄肉部
６５ ：空隙
６６ ：リブ
７０ ：第１シール部材
７２ ：基部
７４ ：リップ部
７４Ａ ：遊端

Claims (6)

1. ケーシング内に配置された内部コネクタと、前記内部コネクタに電気的に接続されるべく前記内部コネクタに対して上方から結合されるべき電子制御ユニットとを含むコネクタ接続構造であって、
   前記電子制御ユニットは、主部と、前記内部コネクタに電気的に接続されるべく前記主部の下端に設けられた第１導電接続部と、前記主部を外囲し、下方にのみ開放された筒状の外殻とを有し、
   前記内部コネクタは、前記第１導電接続部と接続する端子と、上方に向けて開口し、前記端子を収容する端子室を画定する筒状部および当該筒状部の外周部に、上方に開放された環状凹部を画定する張出部を含むハウジングとを有し、
   前記電子制御ユニットが前記内部コネクタに結合された状態において、前記外殻の下端が前記環状凹部内に突入するようにされており、
   前記張出部は、前記筒状部の上縁よりも下方に位置する上縁を含み、
   前記張出部の前記上縁は、前記環状凹部に溜まった液状のオイルが前記外殻の下端よりも上方に液面をなすように前記外殻の下端よりも上方に位置しているコネクタ接続構造。
2. 前記外殻は下端近傍に前記ハウジングの外面に当接する内面を有する請求項１に記載のコネクタ接続構造。
3. 前記ケーシング外に配置された外部コネクタを更に有し、
   前記電子制御ユニットは、前記外部コネクタに電気的に接続されるべく前記主部の上端に設けられた第２導電接続部を有し、
   前記主部は前記ケーシングに形成された開口に対向する部分を含み、
   前記主部の外周部に、前記電子制御ユニットが、前記外部コネクタに接続されておらず、且つ前記内部コネクタに接続されている状態において、前記開口を塞ぐ第１シール部材が設けられている請求項１又は２に記載のコネクタ接続構造。
4. 前記外部コネクタは、前記電子制御ユニットが、前記内部コネクタ及び前記外部コネクタに接続された状態において、前記開口に対向する部分を含む筒状部を有し、
   前記第１シール部材は、前記電子制御ユニットが前記内部コネクタに接続され、かつ前記外部コネクタが接続されていない状態では、前記開口の内周面に当接して前記電子制御ユニットと前記ケーシングとの間のシーリングを行う第１状態と、前記電子制御ユニットが前記外部コネクタに接続されている状態では、前記筒状部の内周面に当接して前記電子制御ユニットと前記外部コネクタとの間のシーリングを行う第２状態とを選択的に取る請求項３に記載のコネクタ接続構造。
5. 前記第１シール部材は、ゴム製で、前記主部の外周部に固定される基部及び前記基部から外方に延出した遊端を含むリップ部を有し、前記リップ部の弾性変形によって前記遊端が前記開口の内周面或いは前記筒状部の内周面に当接する請求項４に記載のコネクタ接続構造。
6. 前記筒状部の外周部に取り付けられて前記開口における前記電子制御ユニットと前記ケーシングとの間のシーリングを行う第２シール部材を更に有する請求項４又は５に記載のコネクタ接続構造。

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