JP7471526B2 - 回路接続装置、回転電機装置、及び回路接続装置の製造方法 - Google Patents
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Description
また、回路接続装置の組み立て時に、コネクタと回路基板との相対位置が基準位置から大きくずれた場合、プレスフィット端子の先端が端子整列部材のガイド貫通孔やその周囲に衝突してしまう可能性がある。この結果、プレスフィット端子が座屈する等、回路接続装置の品質が低下する可能性がある。
以下、実施の形態1に係る回路接続装置2及び回転電機装置100について、図面を参照して説明する。
図1は、回転電機装置100の概略断面図である。回転電機装置100は、多相巻線型の回転電機1と、回転電機1を制御する回路接続装置2とを備える。
環状配線部17は、巻線16に対して回転軸11の非出力側(すなわち、図1における上側)に配置されている。環状配線部17は、巻線16の端部にTIG溶接等で接続されている。
第1の軸受19aは、ヒートシンク5に固定されている。第2の軸受19bは、蓋部15に固定されている。
図1及び図2に示されるように、回路接続装置2は、回路基板3と、コネクタ4と、回路基板3とコネクタ4との間に設けられるヒートシンク5と、回路基板3及びヒートシンク5を覆うカバー6と、を有している。なお、図2は、カバー6を取り外した状態を示す。本実施の形態において、回路接続装置2は、回転電機1の巻線16に流れる電流を制御する制御ユニットである。
図3及び図4に示されるように、コネクタ4は、第1面4a及び第2面4bを有する本体部40と、電源端子41(接続端子)と、信号端子42(接続端子)と、電源側ハウジング43と、信号側ハウジング44と、複数のプレスフィット端子45と、一対の位置決め用突起部46と、を備える。図1に示されるように、第1面4aは、コネクタ4の上側(回転軸11の出力側)の面であり、第2面4bは、コネクタ4の下側(回転軸11の非出力側)の面である。また、図3は、コネクタ4を第1面4a側から見た図である。図4は、コネクタ4を第2面4b側から見た図である。
なお、本実施の形態においては、電源端子41と信号端子42とが異なる形状であるが、電源端子41及び信号端子42として、同一形状の端子を用いてもよい。電源端子41及び信号端子42として、3種類以上の形状の端子を用いてもよい。
また、電源端子41及び信号端子42が、回転軸11の出力側に向かって延びているが、回転軸11の非出力側に向かって延びていてもよい。
信号側ハウジング44は、本体部40の第2面4bに設けられる。信号側ハウジング44は、開口部を有する容器であり、内部に信号端子42を収容する。信号側ハウジング44は、本体部40と一体に形成されている。
なお、本実施の形態においては、電源側ハウジング43と信号側ハウジング44とを別個の容器としたが、電源側ハウジング43と信号側ハウジング44とが単一の容器により形成されていてもよい。また、電源側ハウジング43と信号側ハウジング44とが、3つ以上の容器により形成されていてもよい。すなわち、電源端子41及び信号端子42を、単一の容器に収容してもよく、3つ以上の容器に分けて収容してもよい。
なお、本実施の形態においては、プレスフィット端子45は、電源端子41及び信号端子42の延出方向と反対側に延びているが、プレスフィット端子45は、電源端子41及び信号端子42の延出方向に対して直交する方向に延びていてもよい。
図1及び図5に示されるように、回路基板3は、第1面3aと、第2面3bとを有している。第1面3aは、回路基板3の上側(回転軸11の出力側)の面であり、第2面3bは、回路基板3の下側(回転軸11の非出力側)の面である。また、図5は、回路基板3を第2面3b側から見た図である。
端子用貫通孔37の内面には、導電層が形成されている。プレスフィット端子45が端子用貫通孔37に圧入されることにより、プレスフィット端子45が端子用貫通孔37の内面の導電層と接触して電気的に接続される。プレスフィット端子45を用いることにより、半田付け等を行うことなく、回路基板3とコネクタ4とを電気的に接続することができる。したがって、回路接続装置2の製造が容易となり、また製造時間を短縮することができる。
図6に示されるように、ヒートシンク5は、第1面5a及び第2面5bを有する本体部50と、放熱部51と、大型部品収容部53と、回転軸用貫通孔54と、開口部55と、一対の第2位置決め用貫通孔56と、を有している。図1に示されるように、第1面5aは、ヒートシンク5の上側(回転軸11の出力側)の面である。第2面5bは、ヒートシンク5の下側(回転軸11の非出力側)の面である。また、図6は、ヒートシンク5を第1面5a側から見た図である。
第1のステップにおいては、まず、ヒートシンク5を、本体部50の第2面5bが上側となるよう配置する。コネクタ4を、本体部50の第2面5bと本体部40の第1面4aとが対向するよう配置する。コネクタ4の位置決め用突起部46をヒートシンク5の第2位置決め用貫通孔56に挿通する。位置決め用突起部46の先端部は先細り形状となっているため、位置決め用突起部46を第2位置決め用貫通孔56へスムーズに挿入することができる。このとき、複数のプレスフィット端子45は、開口部55に挿通される。第2位置決め用貫通孔56に位置決め用突起部46が挿通されることによって、ヒートシンク5に対するコネクタ4の水平方向の位置が調整される。なお、位置決め用突起部46の外径は、第2位置決め用貫通孔56の内径よりも僅かに小さいため、位置決め用突起部46と第2位置決め用貫通孔56との間には隙間が生じている。その後、コネクタ4をヒートシンク5にネジ締めにて固定する。
第2のステップにおいては、まず、第1のステップにおいて互いに固定されたコネクタ4及びヒートシンク5の上下を反転させる。すなわち、コネクタ4及びヒートシンク5を、本体部50の第1面5aが上側となるよう配置する。回路基板3を、本体部50の第1面5aと回路基板3の第2面3bとが対向するよう配置する。コネクタ4の位置決め用突起部46を回路基板3の第1位置決め用貫通孔38に挿入する。位置決め用突起部46の先端部は先細り形状となっているため、位置決め用突起部46を第1位置決め用貫通孔38へスムーズに挿入することができる。第1位置決め用貫通孔38に位置決め用突起部46が挿入されることによって、コネクタ4及びヒートシンク5に対する回路基板3の水平方向の位置が調整される。これにより、プレスフィット端子45の中心と端子用貫通孔37の中心とが一致するように、プレスフィット端子45と端子用貫通孔37との水平方向の位置が合わせられる。放熱部51(放熱グリス52)と発熱部品35とが対向するように、放熱部51(放熱グリス52)と発熱部品35との水平方向の位置が合わせられる。大型部品収容部53と平滑コンデンサ36とが対向するように、大型部品収容部53と平滑コンデンサ36との水平方向の位置が合わせられる。回転軸用貫通孔54と回転センサ31との水平方向の位置が合わせられ、これにより回転センサ31の位置ずれを抑えることができ、回転軸11の回転状態を精度よく検出することができる。
ここで、図9に示されるように、位置決め用突起部46は、プレスフィット端子45の先端よりも上方に突出している。したがって、位置決め用突起部46が第1位置決め用貫通孔38に挿入開始された段階では、プレスフィット端子45は端子用貫通孔37に挿入開始されていない。すなわち、第1位置決め用貫通孔38に位置決め用突起部46が挿入されることによってプレスフィット端子45と端子用貫通孔37との水平方向の位置が合わせられた後に、プレスフィット端子45を端子用貫通孔37に挿入することができる。したがって、プレスフィット端子45を端子用貫通孔37に確実かつスムーズに挿入することができる。
回路基板3をヒートシンク5に押し付けた状態で、回路基板3をヒートシンク5にネジ締めにより固定する。なお、回路基板3とヒートシンク5との固定は、ネジ締めに限られず、接着剤による固定、溶接による固定、蝋付けによる固定、半田付けによる固定、圧着固定等であってもよい。
以上より、本実施の形態に係る回路接続装置2によれば、コストの上昇を抑えつつ、組立性を向上させることができる。
また、プレスフィット端子45の先端が端子用貫通孔37やその周囲に衝突するのを防止することができる。この結果、プレスフィット端子45の座屈や、回路基板3の損傷を防止することができ、また、回路基板3の損傷に起因する回路基板3の電気的絶縁性の低下による短絡等を防止することができる。したがって、高品質の回路接続装置2を提供することができる。
以下、実施の形態2に係る回路接続装置2について、図面を参照して説明する。なお、実施の形態1と同様の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
実施の形態2に係るコネクタ104は、一対の位置決め用突起部46の代わりに、第1位置決め用突起部47と、第2位置決め用突起部48とを有する。
第1リブ部61は、円柱状の柱部61bと、柱部61bから突出する複数(本実施の形態では4本)のリブ61aと、を有する。複数のリブ61aは、柱部61bの周方向に等間隔(本実施の形態では90°間隔)に配置されている。リブ61aは柱部61bの軸線と平行に延びる。リブ61aは、柱部61bの全長に亘って設けられる。リブ61aの先端部には、第1位置決め用突起部47の先端に向けた先細り状のテーパ面61cが設けられている。すなわち、リブ61aの先端部は、第1位置決め用突起部47の先端に向けた先細り形状となっている。第1リブ部61の最大径(すなわち、リブ61aが設けられる部分における第1リブ部61の外径)は、第1位置決め用貫通孔38の内径よりも大きい。
第2リブ部62は、円柱状の柱部62bと、柱部62bから突出する複数(本実施の形態では2本)のリブ62aと、を有する。複数のリブ62aは、柱部62bの周方向に等間隔(本実施の形態では180°間隔)に配置されている。リブ62aは柱部62bの軸線と平行に延びる。リブ62aは、柱部62bの全長に亘って設けられる。リブ62aの先端部には、第2位置決め用突起部48の先端に向けた先細り状のテーパ面62cが設けられている。すなわち、リブ62aの先端部は、第2位置決め用突起部48の先端に向けた先細り形状となっている。第2リブ部62の最大径(すなわち、リブ62aが設けられる部分における第2リブ部62の外径)は、第1位置決め用貫通孔38の内径よりも大きい。
本実施の形態においては、第1位置決め用突起部47の先端部には、4本のリブ61aを有する第1リブ部61が設けられている。第2位置決め用突起部48の先端部には、2本のリブ62aを有する第2リブ部62が設けられている。第1リブ部61を第1位置決め用貫通孔38に挿入することにより、コネクタ104及びヒートシンク5に対する回路基板3の水平方向の変位が規制される。また、第2リブ部62を第1位置決め用貫通孔38に挿入することにより、回路基板3がコネクタ104及びヒートシンク5に対して、第1位置決め用突起部47を回転軸として回転することが規制される。
例えば、上記実施の形態においては、回路基板3に対して荷重を印加し、回路基板3をヒートシンク5に押し込むことより、プレスフィット端子45が端子用貫通孔37に圧入され固定される。しかしながら、プレスフィット端子45の種類によっては、プレスフィット端子45の先端からプレスフィット端子45に軸方向の圧力をかけて、プレスフィット部45aの幅を拡大させることにより、プレスフィット端子45を端子用貫通孔37に圧着させてもよい。
また、上記実施の形態においては、回転軸11の出力側の面である回路基板3の第1面3aに電子部品が搭載されている。しかしながら、本開示はこれに限られず、回転軸11の非出力側の面である第2面3bに電子部品が搭載されていてもよい。また、放熱グリス52は、発熱部品35と放熱部51との間のみでなく、回路基板3とヒートシンク5の間の全体に充填されていてもよい。
また、実施の形態2において、第1リブ部61は、第1位置決め用突起部47の全長に亘って設けられていてもよい。第2リブ部62は、第2位置決め用突起部48の全長に亘って設けられていてもよい。この場合、第1リブ部61及び第2リブ部62が、ヒートシンク5の第2位置決め用貫通孔56、及び回路基板3の第1位置決め用貫通孔38の双方に圧入されて固定されてもよい。
また、複数のリブ61aの数は4本に限られず、複数のリブ62aの数は2本に限られない。複数のリブ61aの数と複数のリブ62aの数とが同一であってもよい。
また、回路接続装置2は、回転電機装置100に限られず、インバータ装置、DC-DCコンバータ装置、マイコン応用制御装置等に適用することができる。
Claims (11)
- 外部と接続される接続端子と、前記接続端子と接続されるプレスフィット端子と、前記プレスフィット端子と平行に延びる位置決め用突起部と、を有するコネクタと、
前記プレスフィット端子が圧入される端子用貫通孔、及び前記位置決め用突起部が挿通される第1位置決め用貫通孔が形成される回路基板と、
第1面に前記回路基板が固定され、前記第1面とは反対側の面である第2面に前記コネクタが固定され、前記プレスフィット端子が挿通される開口部と、前記開口部とは別個に形成され、前記位置決め用突起部のみが挿通される第2位置決め用貫通孔と、を有するヒートシンクと、
を備える、回路接続装置。 - 前記位置決め用突起部の長さは、前記プレスフィット端子の長さよりも長い、請求項1に記載の回路接続装置。
- 前記位置決め用突起部は、前記プレスフィット端子を挟むよう設けられる第1位置決め用突起部及び第2位置決め用突起部を有する、請求項1または2に記載の回路接続装置。
- 前記第1位置決め用突起部は、第1の柱部と、前記第1の柱部から突出する複数の第1のリブと、を有する第1リブ部を有し、
前記第2位置決め用突起部は、第2の柱部と、前記第2の柱部から突出する複数の第2のリブと、を有する第2リブ部を有し、
前記複数の第2のリブの数は、前記複数の第1のリブの数よりも少ない、請求項3に記載の回路接続装置。 - 前記第1リブ部は、前記第1位置決め用突起部の先端部に設けられており、前記第2リブ部は、前記第2位置決め用突起部の先端部に設けられている、請求項4に記載の回路接続装置。
- 前記第1リブ部は、前記第1位置決め用突起部の全長に亘って設けられており、前記第2リブ部は、前記第2位置決め用突起部の全長に亘って設けられている、請求項4に記載の回路接続装置。
- 前記複数の第1のリブの先端部は、前記第1位置決め用突起部の先端に向けた先細り形状となっており、前記複数の第2のリブの先端部は、前記第2位置決め用突起部の先端に向けた先細り形状となっている、請求項4から6のいずれか一項に記載の回路接続装置。
- 前記回路基板は、前記ヒートシンクにネジ止めされている、請求項1から7のいずれか一項に記載の回路接続装置。
- 前記コネクタは、前記ヒートシンクにネジ止めされている、請求項1から8のいずれか一項に記載の回路接続装置。
- 回転電機と、
前記回転電機を制御する、請求項1から9のいずれか一項に記載の回路接続装置と、
を備える、回転電機装置。 - 外部と接続される接続端子と、前記接続端子と接続されるプレスフィット端子と、前記プレスフィット端子と平行に延びる位置決め用突起部と、を有するコネクタと、前記プレスフィット端子が圧入される端子用貫通孔、及び前記位置決め用突起部が挿通される第1位置決め用貫通孔が形成される回路基板と、第1面に前記回路基板が固定され、前記第1面とは反対側の面である第2面に前記コネクタが固定され、前記位置決め用突起部が挿通される第2位置決め用貫通孔が形成されるヒートシンクと、を備える、回路接続装置の製造方法であって、
前記位置決め用突起部を前記第2位置決め用貫通孔に挿通させて、前記コネクタを前記ヒートシンクに固定する第1のステップと、
前記位置決め用突起部を前記第1位置決め用貫通孔に挿通させ、前記プレスフィット端子を前記端子用貫通孔に圧入させて、前記回路基板を前記ヒートシンクに固定する第2のステップと、
を備える、回路接続装置の製造方法。
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