WO2022180660A1 - 回路接続装置、回転電機装置および回路接続装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

回路接続装置（２）は、接続端子（２９，３０）が収容されたハウジング（１６）と、ハウジング（１６）の開口部と異なる側に設けられた位置決め用ガイド部（３２）と、接続端子（２９，３０）から延出されたプレスフィット端子（２５）と、を有するコネクタ（１７）を備える。そして、位置決め用ガイド部（３２）に嵌合されたガイド受け部（３６）と、プレスフィット端子（２５）が貫通する開口（３５）と、を有しハウジング（１６）が固定されたヒートシンク（１０）を備える。さらに、基板位置決め用ガイド部（２８）と、プレスフィット端子（２５）が圧着されたスルーホール（２６）とを有し、ヒートシンク（１０）に固定された回路基板（１１）を備える。プレスフィット端子（２５）とスルーホール（２６）を高精度に位置決めできるので、信頼性を向上し、簡易な組立工程により製品コストの上昇を抑制することができる。

Description

回路接続装置、回転電機装置および回路接続装置の製造方法

　本願は、回路接続装置、回転電機装置および回路接続装置の製造方法に関するものである。

　外部接続用のコネクタのハウジングから所定の距離を空けて回路基板のスルーホールに接続する回路接続装置が存在する。ここで、回路接続装置とは、電子部品が実装された回路基板と、外部接続用のコネクタの端子が延出され回路基板のスルーホールと接続された装置である。例えば、回転電機装置の制御ユニットに回路接続装置が用いられている。回転電機装置の制御ユニットの回路基板には、回転電機を制御するインバータ、電源回路などに用いられるスイッチング素子、シャント抵抗、マイコン、ＩＣなど発熱部品が搭載されている。このため、回路基板はヒートシンクに密着させて冷却し、回路基板にはヒートシンクを挟んで外部接続用のコネクタが接続されることが多い。このような場合にコネクタのハウジングからヒートシンクが設けられる所定のスペースを挟んで、コネクタの端子が回路基板のスルーホールに接続される。

　コネクタと回路基板のスルーホールの接続にはプレスフィット端子が使用されることがある。プレスフィット端子は、回路基板のスルーホールに挿入することで電気的接続が可能となる端子である。プレスフィット端子を用いることで半田付けせずに、回路基板とコネクタ端子の電気的接続を確保することができる。このため、プレスフィット端子を用いることで、回路接続装置の製造を容易にし、製造時間を短縮することができる。これによって、回路接続装置のコストを低減することができる。

　外部接続用のコネクタのハウジングから所定の距離を空けて回路基板のスルーホールにプレスフィット端子で接続する回路接続装置が提案されている。コネクタのハウジングから所定の距離を空けることで、プレスフィット端子先端までの距離が大きくなり、回路基板のスルーホールに挿入しにくくなる問題が発生する。

　コネクタのハウジングから回路基板のスルーホールまでの距離が大きくなっても、回路基板のスルーホールへのプレスフィット端子の挿入を容易とするため、端子整列部材を回路基板に設置する技術が開示されている。（例えば特許文献１）。端子整列部材は、回路基板のスルーホールに合致した貫通孔を有し、貫通孔に連通して外面へ至るに従い拡開した案内孔が備えられている。この案内孔によって、コネクタのプレスフィット端子の位置を調整し、スルーホールへの挿入を容易にしている。

特開２００５―３０２６１４号公報

　特許文献１に開示された技術では、端子整列部材を回路基板に追加配置する必要がある。このため、回路接続装置の部品点数が増加し、製品コストが上昇する。また、回路基板に端子整列部材を組み付ける工程が必要であるため、工程数が増加し、製造コストが上昇し、製品コストがさらに上昇する。また、コネクタと回路基板との相対位置が基準寸法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案内孔または案内孔の周辺に鈍い角度で衝突し、端子が座屈するなど品質に悪影響を及ぼす懸念がある。

　本願に係る回路接続装置は、上記のような従来装置の問題点を解決するための技術である。プレスフィット端子を備えたコネクタのハウジングから所定の距離を空けて回路基板のスルーホールに接続する回路接続装置において、プレスフィット端子と回路基板のスルーホールを高精度に位置決めし、信頼性を向上しかつ端子整列部材を必要とせず簡易な組立工程により製品コストの上昇を抑制した回路接続装置を得ることを目的とする。また、そのような回路接続装置を備えた回転電機装置を得ることを目的とする。さらに回路接続装置をプレスフィット端子と回路基板のスルーホールを高精度に位置決めし、信頼性を向上しかつ端子整列部材を必要とせず簡易な組立工程でコストの上昇を抑制して製造する製造方法を得ることを目的とする。

　本願に係る回路接続装置は、
　開口部を持つ容器の内部に接続端子が収容されたハウジングと、ハウジングの開口部と異なる側に設けられた位置決め用ガイド部と、接続端子から延出されたプレスフィット端子と、を有するコネクタ、
　位置決め用ガイド部に嵌合されたガイド受け部と、プレスフィット端子が貫通する開口と、を有しハウジングが固定されたヒートシンク、
　基板位置決め用ガイド部と、プレスフィット端子が圧着されたスルーホールとを有し、ヒートシンクにおけるハウジングが固定された面と反対側の面に固定された回路基板、を備えたものである。

　本願に係る回転電機装置は、上記の回路接続装置を備えたものである。

　本願に係る回路接続装置の製造方法は、
　プレスフィット端子が挿入されるスルーホール、基板位置決め用貫通孔、を有する回路基板が、基板位置決め用貫通孔と同心で基板位置決め用貫通孔の内径よりも小さい内径の貫通孔、プレスフィット端子を貫通させる開口、を有するヒートシンクの表側面に固定される第一のステップと、
　開口部を持つ容器の内部に接続端子が収容されたハウジング、ハウジングから開口部と異なる側に延出された位置決め用突起部、接続端子から位置決め用突起部と平行に延出されたプレスフィット端子、を有するコネクタが、位置決め用突起部が貫通孔に嵌合され、プレスフィット端子がスルーホールに圧着されて、ヒートシンクの裏側面に固定される第二のステップと、を有するものである。

　本願に係る回路接続装置によれば、プレスフィット端子と回路基板のスルーホールを高精度に位置決めし、信頼性を向上しかつ端子整列部材を必要とせず簡易な組立工程により製品コストの上昇を抑制することができる。

　また、本願に係る回転電機装置によれば、プレスフィット端子と回路基板のスルーホールを高精度に位置決めし、信頼性を向上しかつ端子整列部材を必要とせず簡易な組立工程により製品コストの上昇を抑制した回路接続装置を備えることができる。よって、回転電機装置の信頼性向上とコストの上昇を抑制することができる。

　さらに、本願に係る回路接続装置の製造方法によれば、端子整列部材を必要とせずプレスフィット端子と回路基板のスルーホールを高精度に位置決めし、信頼性を向上しかつ簡易な組立工程でコストの上昇を抑制して製造することができる。

実施の形態１に係る回転電機装置の断面図である。 実施の形態１に係る回路接続装置の斜視図である。 実施の形態１に係る回路接続装置の回路基板の斜視図である。 実施の形態１に係る回路接続装置のコネクタのヒートシンク取付面側から見た斜視図である。 実施の形態１に係る回路接続装置のコネクタのコネクタ挿抜側から見た斜視図である。 実施の形態１に係る回路接続装置のヒートシンクの斜視図である。 実施の形態１に係る回路接続装置の基板組付治具の斜視図である。 実施の形態１に係る回路接続装置の第一の組み立て図である。 実施の形態１に係る回路接続装置の第二の組み立て図である。 実施の形態１に係る回路接続装置の第三の組み立て図である。 実施の形態１に係る回路接続装置の第四の組み立て図である。 実施の形態１に係る回路接続装置の第五の組み立て図である。 実施の形態１に係る回路接続装置の回路基板組付断面図である。 実施の形態２に係る回路接続装置の案内治具の斜視図である。 実施の形態２に係る回路接続装置の回路基板組付断面図である。 実施の形態３に係る回路接続装置の回路基板組付断面図である。 実施の形態４に係る回路接続装置のコネクタのヒートシンク取付面側から見た斜視図である。 実施の形態４に係る回路接続装置のコネクタのヒートシンク取付面側から見た正面図である。

１．実施の形態１
＜回転電機装置＞
　以下、本願の実施の形態１に係る回路接続装置２および回転電機装置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の構成を示す断面図である。図１は、回転電機装置１００が備えた回転電機１のロータ５の回転軸４に沿った断面を示す。

　回転電機装置１００は、多相巻線型の回転電機１と回路接続装置２を備えている。回路接続装置２は、電子部品が実装された回路基板１１と、外部接続用のコネクタ１７のハウジングから端子が延出され所定の距離を空けて回路基板１１のスルーホールと接続された装置である。ここでは、回路接続装置２は、回転電機１のステータ６の電機子巻線７に流れる電流を制御する制御ユニットである。回路接続装置２は、コネクタ１７と回路基板１１の間にヒートシンク１０を備えている。

＜回転電機＞
　回転電機１の構成について説明する。回転電機１は、円筒形状のケース３に内蔵された回転軸４と、回転軸４に固定されたロータ５と、ロータ５の外周面に対してエアギャップを介して対向する内周面を有するステータ６を備えている。ステータ６は、電機子巻線７が巻装され、ケース３の内面に圧入固定されている。図１では、回転軸４の出力側を下側に、非出力側を上側に記載している。

　電機子巻線７に対して非出力側に環状配線部８が配置されている。環状配線部８は、電機子巻線７の端部にＴＩＧ溶接等で接続されている。配線接続端子９は、環状配線部８から回転電機の回転軸４の非出力側に、ヒートシンク１０を貫通して延びている。配線接続端子９は、環状配線部８を介して電機子巻線７の巻線端部に電気的に接続されている。

　配線接続端子９は、電機子巻線７のＵ相巻線の配線接続端子と、Ｖ相巻線の配線接続端子と、Ｗ相巻線の配線接続端子と、夫々接続された３本の導体で構成されている。各相の配線接続端子９は回路接続装置２内に延長され、回路基板１１に半田付け等で接続されている。

　ロータ５は、その周面に界磁極を構成する永久磁石（不図示）が複数対配置されている。回転軸４を回転自在に支持する第一の軸受１２ａと第二の軸受１２ｂが、ロータ５に対して回転軸４の非出力側と出力側にそれぞれ配置されている。第一の軸受１２ａはヒートシンク１０の回転軸部分に配置されている。ヒートシンク１０は、回転電機装置１００の内部を閉塞する蓋の役目をなす。一方、第二の軸受１２ｂは、回転電機装置１００の出力側の構造体１３に固定されている。また、回転軸４の反出力側の端部には、センサロータ１４が固定されている。センサロータ１４は、１対、または複数対の永久磁石を備えている。

＜回路接続装置＞
　次に、回路接続装置２の構成について説明する。図２は実施の形態１に係る回路接続装置２の斜視図である。回路接続装置２は外層をカバー１５で覆われている（図２は、カバー１５を取り外した状態を示す）。回路接続装置２は、ヒートシンク１０と、ヒートシンク１０の両面に取り付けられたコネクタ１７と、回路基板１１から構成されている。コネクタ１７は、ヒートシンク１０のコネクタ取付面１０ａに取り付けられている。回路基板１１は、ヒートシンク１０の回路基板取付面１０ｂに取り付けられている。なお、図２ではコネクタ１７のコネクタ挿抜側面１７ｂが出力側を向いている例を示したが、コネクタ挿抜側面１７ｂが反出力側となるように構成することも可能である。

＜回路基板＞
　図３は実施の形態１に係る回路接続装置２の回路基板１１を基板ヒートシンク取付面１１ａから見た斜視図である。回路基板１１は印刷配線基板とも称される。回路基板１１には、センサロータ１４と同軸上にギャップを介して回転センサ２０が配置されている。回転センサ２０は、回転軸４の回転とともに回転するセンサロータ１４の永久磁石からの磁界の変化を検出して電気信号に変換する。なお、回転センサ２０は、磁気センサであるとして説明したが、レゾルバ、ホールセンサ、光学センサ等を用いてもよい。

　回路基板１１には、回転センサ２０の他に、マイコン２１、スイッチング素子２２、シャント抵抗２３などの発熱する電子部品が実装されている。これらを発熱部品１８と総称する。また、回路基板１１には、平滑コンデンサ２４等の大型電子部品が実装されている。さらに、回路基板１１には、コネクタ１７のプレスフィット端子２５を挿入するスルーホール２６が配列された端子接続部２７が設けられている。そして、回路基板１１には、端子接続部２７を挟むようにして基板位置決め用貫通孔２８が設けられている。

＜コネクタ＞
　図４は実施の形態１に係る回路接続装置２のコネクタ１７のヒートシンク取付面１７ａの側から見た斜視図である。図５は実施の形態１に係る回路接続装置２のコネクタ１７のコネクタ挿抜側面１７ｂから見た斜視図である。コネクタ１７は、外部電源（バッテリ）と接続する電源端子２９を収容する電源側ハウジング１６ａとセンサ類と接続する信号端子３０を収容する信号側ハウジング１６ｂを備えている。電源側ハウジング１６ａと信号側ハウジング１６ｂを含んでハウジング１６と総称する。ハウジング１６は、開口部を有した容器形状であり、接続端子を収容する。ここでは、ハウジング１６が二つの部分に別れた例を示したが、全体で単一の容器形状でもよい。また、三つ以上の容器形状に別れていてもよい。接続端子は、すべて同じ形状の端子でもよいし、三種類以上の形状の端子に別れていてもよい。

　電源端子２９と信号端子３０から延出した、回路基板１１へ接続する側の先端がプレスフィット端子２５となっている。ここでは、プレスフィット端子２５は、ハウジング１６の開口部側に配置された電源端子２９と信号端子３０に対し、反対側に延出している例を示した。しかし、プレスフィット端子２５は、ハウジング１６の開口部と直角の方向など、開口部と異なる方向に延出されていてもよい。

　コネクタ１７のヒートシンク取付面１７ａから伸びたプレスフィット端子２５は回路基板１１のスルーホール２６に接続される。プレスフィット端子２５は、回路基板１１のスルーホール２６に挿入することで電気的接続が可能となる端子である。プレスフィット端子２５を用いることで半田付けせずに、回路基板１１とコネクタ１７の端子との電気的接続を確保することができる。このため、プレスフィット端子２５を用いることで、回路接続装置２の製造を容易にし、製造時間を短縮することができる。これによって、回路接続装置２のコストを低減することができる。コネクタ１７にはヒートシンク１０との位置を決めるための円柱状の位置決め用突起部３２が設けられている。位置決め用突起部３２は、プレスフィット端子２５と平行に延出している。また、位置決め用突起部３２は、プレスフィット端子２５を挟んで、その両側に設けられている。このため、位置決め用突起部３２によって、プレスフィット端子２５の正確な位置調整が可能となっている。

　ここで、回路基板１１と組み合わされたヒートシンク１０にコネクタ１７が取り付けられた状態を考える。このとき、位置決め用突起部３２の先端からヒートシンク１０のコネクタ取付面１０ａまでの長さが、プレスフィット端子２５の先端から回路基板１１の基板ヒートシンク取付面１１ａまでの長さより長くなるように位置決め用突起部３２の長さが設定されている。

　このように設定すると、コネクタ１７を回路基板１１が組付けられたヒートシンク１０へ取り付けるとき、コネクタ１７の位置決め用突起部３２がヒートシンク１０の貫通孔３６に挿入開始された後、プレスフィット端子２５が回路基板１１のスルーホール２６に挿入開始される。回路基板１１のスルーホール２６にプレスフィット端子２５が挿入される前に、コネクタ１７の位置決め用突起部３２がヒートシンク１０の貫通孔３６に挿入され正確に位置決めされている。その結果、プレスフィット端子２５の回路基板１１のスルーホール２６への挿入をスムーズに行うことができる。コネクタ１７と回路基板１１の位置関係を正確に設定できるので、プレスフィット端子２５の先端が回路基板１１のスルーホール２６周辺に衝突し、プレスフィット端子２５が座屈するといった品質に悪影響を及ぼす問題を防止できる。

＜ヒートシンク＞
　図６は、実施の形態１に係る回路接続装置２のヒートシンク１０の回路基板取付面１０ｂから見た斜視図である。ヒートシンク１０の回路基板取付面１０ｂに設けられた放熱部３３には放熱グリス３４が塗布される。これによって、回路基板１１に実装されたスイッチング素子２２、シャント抵抗２３等の放熱が必要な発熱部品１８が、放熱グリス３４を介してヒートシンク１０に放熱することが可能となる。

　また、ヒートシンク１０の回路基板取付面１０ｂには、平滑コンデンサ２４等の大型電子部品との干渉を防ぐための、大型部品収容部３８が設けられている。回転軸用貫通孔１９は、回転軸の非出力側端に取り付けられたセンサロータ１４によって、回転センサ２０が回転軸４の回転状態を検出するための貫通孔である。

　なお、図５では放熱が必要な電子部品を回路基板１１の回転軸の出力側の面に配置する例を示したが、電子部品は回路基板１１の回転軸の反出力側の面に配置してもよい。また、発熱部品１８が存在する以外の範囲にも、回路基板１１とヒートシンク１０の間に放熱グリス３４を充填することとしてもよい。

　ヒートシンク１０には、コネクタ１７のプレスフィット端子２５を回路基板１１のスルーホール２６に挿入する際の干渉を防止するために開口３５が設けられている。また、コネクタ１７の位置決め用突起部３２と嵌合する貫通孔３６が設けられている。

　なお、回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８とコネクタ１７の位置決め用突起部３２とヒートシンク１０の貫通孔３６は同軸上に配置されている。また、ヒートシンク１０の貫通孔３６の径は回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８の径よりも小さくかつコネクタの位置決め用突起部３２の径より僅かに大きく設定されている。

　上記のように、ヒートシンク１０の貫通孔３６、回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８、コネクタ１７の位置決め用突起部３２を設定することで、回路接続装置２の組立性が向上する。ヒートシンク１０と回路基板１１の相対位置を調整して正確に組み付けた後に、ヒートシンク１０の貫通孔３６にコネクタ１７の位置決め用突起部３２を嵌合させてコネクタ１７を取り付けることができる。それぞれの相対位置が正確に調整されているので、コネクタ１７のプレスフィット端子２５を回路基板１１のスルーホール２６に容易かつ正確に圧入することが可能となる。

　以上の説明では、コネクタ１７、ヒートシンク１０および回路基板１１の位置関係を調整するために、位置決め用突起部３２、貫通孔３６、基板位置決め用貫通孔２８を設けた例を説明した。しかし、コネクタ１７の位置決め用突起部３２は、位置決め用ガイド部としての役割を果たすなら位置決め用凹部３３２とすることもできる。その場合ヒートシンク１０のガイド受け部としての機能をはたすために貫通孔３６でなくコネクタ位置決め用突起部３３６を設け、コネクタ１７の位置決め用凹部３３２と嵌合させて正確な位置の調整を図ることとしてもよい。また、回路基板１１の基板位置決め用ガイド部として機能を果たすためには、基板位置決め用貫通孔２８をそのまま使用し、嵌合して位置の調整ができるようヒートシンク１０に基板位置決め用突起部３３７を設けてもよい。（位置決め用凹部３３２、コネクタ位置決め用突起部３３６、基板位置決め用突起部３３７は不図示）

　このような構成を採用した場合でも、ヒートシンク１０と回路基板１１の相対位置を、基板位置決め用突起部３３７と基板位置決め用貫通孔２８を嵌合させることによって調整して正確に組み付けた後に、ヒートシンク１０のコネクタ位置決め用突起部３３６にコネクタ１７の位置決め用凹部３３２を嵌合させてコネクタ１７を正確に取り付けることができる。それによって、コネクタ１７のプレスフィット端子２５を回路基板１１のスルーホール２６に容易かつ正確に圧入することが可能となる。

＜基板組付治具＞
　次に、回路接続装置２の組立手順について説明する。図７は実施の形態１に係る回路接続装置２の基板組付治具３７の斜視図である。基板組付治具３７の基板組付面３７ａにはヒートシンク１０との位置を決めるための治具位置決め用突起部３９と、回路基板１１を加圧し、ヒートシンク１０に塗布された放熱グリス３４を押し広げるための柔軟な弾性材料で構成された加圧用突起部４０が設けられている。

　基板組付治具３７の治具位置決め用突起部３９には第一柱状部４１、第二柱状部４２、中間テーパ部４３及び先端テーパ部４４が備えられている。第一柱状部４１の径は第二柱状部４２の径よりも小さく、かつヒートシンク１０に設けられた貫通孔３６の径よりも僅かに小さく設定されている。

　第二柱状部４２の径は回路基板１１に設けられた基板位置決め用貫通孔２８の径よりも僅かに大きく設定されている。また、中間テーパ部４３の角度は、第一柱状部４１、第二柱状部４２の円筒部に対して１°から６０°の範囲で設定されている。

　加圧用突起部４０は放熱が必要な発熱部品１８の周辺に配置されていることが望ましい。放熱グリス３４を、押し広げるためである。また、基板組付治具３７と設備の間には基板組付治具３７が基板組付面３７ａに対して平行な方向に自由に動くことができるようフローティング機構が設けられる（図示せず）。また上記基板組付治具３７とは別にヒートシンク１０を固定する治具がヒートシンク１０の直下に設けられている（図示せず）。

＜組立手順＞
　図８から１２は、実施の形態１に係る回路接続装置２の第一から第五の組み立て図である。図８は、第一の組み立て図である。図８では、基板組付治具３７を、図７とは天地を逆に設定し基板組付面３７ａを下側としている。下方から回路基板１１の基板ヒートシンク非取付面１１ｂを上側にして基板組付治具３７に取り付ける。回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８に基板組付治具３７の第一柱状部４１を挿入する前の状態を示している。

　図９は、第二の組み立て図である。図９では、ヒートシンク１０に対し、ヒートシンク１０の回路基板取付面１０ｂに回路基板１１を基板組付治具３７にセットしたまま取り付ける状態が表されている。ヒートシンク１０の回路基板取付面１０ｂを表側面と称する。基板組付治具３７の第一柱状部４１をヒートシンク１０の貫通孔３６に挿入する。この際、第一柱状部４１と貫通孔３６の間には隙間が生じる。

　図１０は、第三の組み立て図である。図１０では、基板組付治具３７の基板組付面３７ａの裏面である基板非組付面３７ｂに対して垂直方向に荷重を印加する（図１０の矢印の方向）。回路基板１１をヒートシンク１０に押し付けた状態でネジ締めして固定する。図７から図１０には示していないが、回路基板１１とヒートシンク１０の位置を正確に調整した状態でネジ締め固定するために、基板組付治具３７にはネジ締め用の貫通孔が設けられている。また、回路基板１１とヒートシンク１０の固定には、ネジ締め以外に、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、圧着などの固定方法を採用してもよい。図１０で、回路基板１１とヒートシンク１０をネジ締めした状態で、ＸIII－ＸIIIで示す破線で示した断面で切断した断面図を図１３に示す。

　図１１は、第四の組み立て図である。図１１では、ネジ締め固定した回路基板１１とヒートシンク１０を基板組付治具３７から取り外して天地を反転させ、ヒートシンク１０のコネクタ取付面１０ａを上にして設置する。ヒートシンク１０のコネクタ取付面１０ａを裏側面と称する。コネクタ１７の位置決め用突起部３２をヒートシンク１０の貫通孔３６に挿入する。

　図１２は、第五の組み立て図である。図１２では、コネクタ１７をヒートシンク１０に押しこみ、コネクタ１７のヒートシンク取付面１７ａの裏面であるコネクタ挿抜側面１７ｂに対して垂直方向に荷重を印加する（図１２の矢印の方向）。プレスフィット端子２５がスルーホール２６に圧入され固定される。

　ここで、必要に応じてプレスフィット端子２５の先端から圧力をかけて軸方向に加圧してもよい。プレスフィット端子２５には、軸方向の加圧によって径が拡大しスルーホール２６に圧着される種類の製品があるからである。スルーホール２６に挿入するだけで、電気的接触を保つ製品の場合は、先端から圧力をかけて軸方向に加圧する工程は省略できる。

　図１３は、実施の形態１に係る回路接続装置２の回路基板組付断面図である。図１０に示す基板組付治具３７、回路基板１１およびヒートシンク１０を、ＸIII－ＸIIIで示す破線で示した断面で切断した断面図である。基板組付治具３７により回路基板１１に荷重が印加される（図１３の矢印で示す）。回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８の縁部に治具位置決め用突起部３９の中間テーパ部４３が押し当てられる。そして基板位置決め用貫通孔２８と、治具位置決め用突起部３９の中間テーパ部４３の、互いの中心が一致するように回路基板１１の位置が水平方向に移動し調整される。この際、ヒートシンク１０に塗布された放熱グリス３４が加圧用突起部４０によって押し広げられる。

　ヒートシンク１０の貫通孔３６に対して、先端テーパ部４４を有する治具位置決め用突起部３９の第一柱状部４１が挿入されることによって、治具位置決め用突起部３９に対するヒートシンク１０の水平位置が調整される。そして、回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８に対して基板組付治具３７の中間テーパ部４３が挿入されることによって、治具位置決め用突起部３９に対する回路基板１１の水平位置が精度よく調整される。

　その結果、ヒートシンク１０と回路基板１１の水平位置が精度よく調整される。これによって、後工程でコネクタ１７をヒートシンク１０に取り付ける際に、コネクタ１７のプレスフィット端子２５と回路基板１１のスルーホール２６の位置が正確に合致し、プレスフィット端子２５を、スルーホール２６にスムーズに挿入することができる。

　コネクタ組付け工程では、コネクタ１７の位置決め用突起部３２をヒートシンク１０の貫通孔３６に挿入する。これによって、コネクタ１７とヒートシンク１０の位置が調整される。そのうえで、コネクタ１７のヒートシンク取付面１７ａとヒートシンク１０のコネクタ取付面１０ａが接する方向にコネクタ１７を移動し、プレスフィット端子２５をスルーホール２６へ挿入する。

＜効果＞
　以上のように構成された装置により得られる効果を説明する。回転電機装置１００において、プレスフィット端子２５とスルーホール２６の中心位置がずれたままコネクタ１７を組付けると端子の座屈による挿入不良、スルーホール２６の損傷が発生するおそれがある。そのような場合には、回路基板１１の電気的絶縁性が低下して配線パターン、端子間で短絡が生じる懸念がある。

　実施の形態１に係る回路接続装置２では、ヒートシンク１０に開口３５を設けて、プレスフィット端子２５とヒートシンク１０との干渉を防止し、ヒートシンク１０を介して回路基板１１とコネクタ１７を正確に配置することが可能となる。回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８とコネクタ１７の位置決め用突起部３２とヒートシンク１０の貫通孔３６を同軸上に配置している。これによって、ヒートシンク１０に設けられた貫通孔３６を用いて、回路基板１１とコネクタ１７を位置決めすることで組立て時の位置ばらつきを低減することが可能となり、プレスフィット端子２５とスルーホール２６の中心を高精度に位置決めできる。

　また、位置決め用突起部３２は、プレスフィット端子２５を挟んで、その両側に設けられている。このため、位置決め用突起部３２によって、プレスフィット端子２５とスルーホール２６の中心を高精度に位置調整することが可能となっている。

　回転電機装置１００の回路接続装置２の回路基板１１には、回転電機１を制御するインバータ、電源回路などに用いられるスイッチング素子、シャント抵抗、マイコン、ＩＣなど発熱部品１８が搭載されている。このため、回路基板１１はヒートシンク１０を密着させて冷却し、回路基板１１にはヒートシンク１０を挟んで外部接続用のコネクタ１７が接続されることが多い。このような場合にコネクタ１７のハウジング１６と回路基板１１の間に位置するヒートシンク１０を利用して、コネクタ１７と回路基板１１の位置を正確に調整することで、端子整列部材を必要とせず簡易な組立工程により回路接続装置２を提供することができる。このような利点は、回転電機装置１００に限らず、ヒートシンクを利用する回路接続装置２を用いる、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など多くの応用分野の回路接続装置２に適用することができる。

　ここで、回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８の径をヒートシンク１０の貫通孔３６の径よりも大きくしている。このため、基板組付治具３７に荷重を印加し、回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８の縁部に治具位置決め用突起部３９の中間テーパ部４３を押し当てて、互いの中心が一致するように回路基板１１の水平位置を調整することができる。これによって、回路基板１１を高精度にヒートシンク１０に組付けることが可能となる。

　また、コネクタ１７の位置決め用突起部３２先端からヒートシンク１０のコネクタ取付面１０ａまでの長さが、プレスフィット端子２５先端から回路基板１１の基板ヒートシンク取付面１１ａまでの長さよりも長くなるように位置決め用突起部３２の長さを設定している。これによって、コネクタ１７の位置決め用突起部３２をヒートシンク１０の貫通孔３６に挿入し、位置を規制したうえでプレスフィット端子２５をスルーホール２６に挿入することができる。その結果、プレスフィット端子２５をスルーホール２６に確実に挿入することができる。

　さらに、基板組付治具３７に荷重を印加する際に、加圧用突起部４０によって放熱グリス３４を押し広げることができるため、組立工程を簡素化し、製品コストを低減することが可能となる。また、部品点数を増やすことなく省スペースで簡易な構造で高精度な位置決めができるため製造コストを抑えることができる。

　このように、プレスフィット端子２５を備えたコネクタ１７を有する回路接続装置２において、プレスフィット端子２５をスルーホール２６へ高精度に位置決めし、信頼性を向上しかつ簡易な組立工程により製造できるので製品コストを抑制することが可能となる。また、プレスフィット端子２５をスルーホール２６へ高精度に位置決めし、信頼性を向上しかつ簡易な組立工程により製造コストを抑制した回路接続装置２の製造方法を提供することが可能となる。

　このような回路接続装置２を備えた回転電機装置１００では、同様に信頼性を向上しかつ簡易な構造により製品コストを抑えた回転電機装置１００を提供することが可能となる。

２．実施の形態２
　実施の形態２について図に基づいて説明する。実施の形態２に係る回路接続装置２は、実施の形態１の変形例であり、プレスフィット端子２５とスルーホール２６の位置決め精度のさらなる向上を目的としている。本実施の形態では、基板組付治具３７の先端テーパ部４４を、ヒートシンク１０のコネクタ取付面１０ａに当接させて設けた案内治具４７の凹部４８に押し当てる構成について説明する。

　図１４は実施の形態２に係る回路接続装置２の案内治具４７を、ヒートシンク下支面４７ａから見た斜視図である。案内治具４７は、先端テーパ部４９と先端面に設けられた凹部４８を備えた円柱状の案内突起５０を有する。実施の形態１に係る回路接続装置２と異なるのは、ヒートシンク１１０の貫通孔１３６の形状と、案内治具４７を追加したことだけである。よって、回路接続装置２の符号は実施の形態１と同じとしている。

　図１５は実施の形態２に係る回路接続装置２の回路基板組付断面図である。案内治具４７はヒートシンク１１０のコネクタ取付面１１０ａに下方より組付けられる。

　ヒートシンク１１０に設けられた貫通孔１３６のコネクタ取付面１１０ａの側には貫通孔１３６の同軸上に貫通孔１３６より径の大きい段付孔５１が設けられている。回路基板１１、基板組付治具３７およびコネクタ１７の形状については実施の形態１と同様である。

　次に、回路接続装置２の組立て方法について説明する。ヒートシンク１１０に設けた段付孔５１の縁部に案内治具４７の先端テーパ部４９を押し当てる。その後、基板組付治具３７に回路基板１１を組付けた状態で基板組付治具３７の治具位置決め用突起部３９の第一柱状部４１をヒートシンク１１０の貫通孔１３６に挿入する。

　第一柱状部４１の挿入後、基板組付治具３７の基板非組付面３７ｂに対して、案内治具４７をヒートシンク１０に押し付ける荷重（図１５の上向き矢印で示す）よりも大きい荷重を、垂直方向に印加する（図１５の下向き矢印で示す）。この際、基板組付治具３７の先端テーパ部４４が案内治具４７の凹部４８に押し当てられる。以上のように構成された装置により得られる効果を説明する。

　実施の形態２では、ヒートシンク１０に設けられた貫通孔３６の同軸上に前記貫通孔３６より径の大きい段付孔５１を設けた。ヒートシンク１１０の段付孔５１の縁部に対し、案内治具４７の案内突起５０の先端テーパ部４９が押圧されることで、案内治具４７に対してヒートシンク１１０の水平位置が正確に調整される。

　案内突起５０の径を大きくし、基板組付治具３７の先端テーパ部４４が当接する凹部４８を案内突起５０の先端に設けた。基板組付治具３７を下方に押圧して案内治具４７の案内突起５０の先端の凹部４８の縁部に基板組付治具３７の先端テーパ部４４を押し当てることで、基板組付治具３７と案内治具４７の相対位置を調整しつつ、基板組付治具３７とヒートシンク１１０の位置を調整する。

　基板組付治具３７の基板非組付面３７ｂに対して、案内治具４７をヒートシンク１０に押し付ける荷重よりも大きい荷重を、垂直方向に印加することで、基板組付治具３７とヒートシンク１０の位置を調整したうえで、回路基板１１と基板組付治具３７の位置を調整することができる。そのため、回路基板１１とヒートシンク１０の位置を高精度に調整することができる。すなわち、実施の形態１での効果に加え、ヒートシンク１０と回路基板１１をさらに高精度に位置決めすることが可能となる。

３．実施の形態３
　実施の形態３について図に基づいて説明する。実施の形態３に係る回路接続装置２は、実施の形態１の変形例であり、プレスフィット端子２５とスルーホール２６の位置決め精度の向上に加え、組立て時の回路基板１１への負荷を低減することを目的としている。本実施の形態では、基板組付治具１３７の円筒状の可動突起５３が軸方向に移動する構成について説明する。

　図１６は実施の形態３に係る回路接続装置２の回路基板組付断面図である。実施の形態３の基板組付治具１３７は、円筒状の可動突起５３が固定された可動板５４、可動突起５３の円筒内部を通る固定突起５５と加圧用突起部１４０を備えたベース板５６、固定突起５５を内部に通し可動板５４とベース板５６の間に配置されたばね５７、を備えている。実施の形態１の回路接続装置２と異なるのは、ヒートシンク２１０の貫通孔２３６の形状と、基板組付治具１３７の構成だけである。よって、回路接続装置２の符号は実施の形態１と同じとしている。

　可動突起５３の先端には基板押し付け部５８が固定突起５５の先端には先端テーパ部５９が設けられている。また、可動板５４には加圧用突起部１４０が貫通する逃がし孔６０が設けられている。また、ヒートシンク２１０の貫通孔２３６の回路基板取付面２１０ｂ側には貫通孔２３６の同軸上に前記貫通孔２３６より径の大きい段付き孔６１が設けられている。回路基板１１およびコネクタ１７の形状については実施の形態１と同様である。

　実施の形態３に係る回路接続装置２では、基板組付治具１３７に荷重を印加した際、基板押し付け部５８が回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８の縁部に押し当てられ、ばね５７による反力で回路基板１１がヒートシンク２１０に押し当てられる。さらに荷重を印加すると、固定突起５５の先端テーパ部５９がヒートシンク２１０の段付き孔６１の縁部に当接する。以上のように構成された装置により得られる効果を説明する。

　実施の形態３に係る回路接続装置２では、ヒートシンク２１０の貫通孔２３６の回路基板取付面２１０ｂの側に貫通孔２３６の同軸上に前記貫通孔２３６より径の大きい段付き孔６１を設けることで、可動突起５３の基板押し付け部５８の長さを長く設定することが可能となる。固定突起５５の先端テーパ部５９をヒートシンク１０の段付き孔６１の縁部に押し当てることで、ヒートシンク１０と基板組付治具１３７の位置を正確に調整することができる。また、可動突起５３の基板押し付け部５８を回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８の縁部に押し当てることで、回路基板１１と基板組付治具１３７の位置を高精度に調整することができる。

　これらの結果として、回路基板１１とヒートシンク２１０を高精度に調整することが可能となる。また可動突起５３の基板押し付け部５８を回路基板１１の基板位置決め用貫通孔２８の縁部に押し当てる際、可動突起５３が移動してばね５７による弾性力で回路基板１１を保持するため、回路基板１１への過剰な負荷を抑え、回路基板１１の破損を防止することができる。

４．実施の形態４
　実施の形態４について、図に基づいて説明する。実施の形態４に係る回路接続装置２は、実施の形態１から３の変形例であり、プレスフィット端子２５とスルーホール２６の位置決め精度のさらなる向上を目的としている。実施の形態４に係る回路接続装置２では、コネクタ１７の突起部に圧入固定用リブを設けたことを特徴とする。

　図１７は、実施の形態４に係る回路接続装置２のコネクタ１１７をヒートシンク取付面１１７ａの側から見た斜視図である。図１８は、コネクタ１１７をヒートシンク取付面１１７ａの側から見た正面図である。コネクタ１１７のヒートシンク取付面１１７ａ上に、第一突起部６４と第二突起部６５が設けられている。第一突起部６４は、円柱状の柱状部６４ｂと柱状部周囲に互いに間隔を空けて互いに直角に配置された４本のリブ６４ａを有する。リブ６４ａは柱状部６４ｂの軸と平行に伸びている。第二突起部６５は、円柱状の柱状部６５ｂと柱状部周囲に互いに間隔を空けて同一線上に配置された２本のリブ６５ａを有している。リブ６５ａは柱状部６５ｂの軸と平行に伸びている。

　柱状部６４ｂ、６５ｂ及びリブ６４ａ、６５ａの先端には先端に近づくに従って径が小さくなる方向に傾斜部６４ｃ、傾斜部６５ｃが設けられている。これにより、第一突起部６４と第二突起部６５をヒートシンク１０の貫通孔３６に挿入しやすくなる。また、圧入したときに、リブ６４ａ、リブ６５ａが削れても異物が発生しにくい形状となっている。

　回路基板１１、ヒートシンク１０および基板組付治具３７の形状については実施の形態１と同様である。以上のように構成された装置により得られる効果を説明する。

　コネクタ組付け工程では、コネクタ１１７のヒートシンク取付面１１７ａとヒートシンク１０のコネクタ取付面１０ａが接する方向にコネクタ１１７を挿入する。コネクタ１１７とヒートシンク１０の位置決めにおいて、第一突起部６４に設けた４本のリブ６４ａとヒートシンク１０に設けた貫通孔３６でコネクタ１１７の平面方向の位置を規制する。コネクタ１１７の第二突起部６５に設けた２本のリブ６５ａとヒートシンク１０に設けた貫通孔３６で回転方向の位置を規制する。

　その後、コネクタ１１７の柱状部６４ｂ、６５ｂ周囲のリブ６４ａ、６５ｂをヒートシンク１０の貫通孔３６の内周に圧入することでコネクタ１７を固定する。第二突起部６５に設けたリブ６５ａの本数を第一突起部６４よりも少なくし、第二突起部６５でコネクタ１７を完全に固定しないことで、第一突起部６４、第二突起部６５及び貫通孔３６の位置ずれに対して遊びを持たせ、位置ずれが発生した場合でもコネクタ１７が浮いてしまうことを防止する。またリブ６４ａ、６５ｂを圧入する際の圧入荷重が、プレスフィット端子２５の挿入荷重よりも低くなるようにリブ６４ａ、６５ｂの外径が設定されている。

　本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１　回転電機、２　回路接続装置、１０、１１０、２１０　ヒートシンク、１０ａ、１１０ａ　コネクタ取付面、１０ｂ、２１０ｂ　回路基板取付面、１１　回路基板、１１ａ　基板ヒートシンク取付面、１１ｂ　基板ヒートシンク非取付面、１６　ハウジング、１７　コネクタ、１７ａ　ヒートシンク取付面、１７ｂ　コネクタ挿抜側面、２８　貫通孔、２９　電源端子、３０　信号端子、３２　位置決め用突起部、３５　開口、３６、１３６、２３６　貫通孔、３７、１３７　基板組付治具、３７ａ　基板組付面、３７ｂ　基板非組付面、３９　治具位置決め用突起部、４１　第一柱状部、４２　第二柱状部、４３　中間テーパ部、４４　先端テーパ部、４７　案内治具、４７ａ　ヒートシンク下支面、４８　凹部、４９　先端テーパ部、５０　案内突起、５１　段付孔、５５　固定突起、５８　基板押し付け部、５９　先端テーパ部、６１　段付き孔、６４　第一突起部、６５　第二突起部、６４ａ、６５ａ　リブ、６４ｂ、６５ｂ　柱状部、６４ｃ、６５ｃ　傾斜部、１００　回転電機装置

Claims (19)

1. 　開口部を持つ容器の内部に接続端子が収容されたハウジングと、前記ハウジングの前記開口部と異なる側に設けられた位置決め用ガイド部と、前記接続端子から延出されたプレスフィット端子と、を有するコネクタ、
   　前記位置決め用ガイド部に嵌合されたガイド受け部と、前記プレスフィット端子が貫通する開口と、を有し前記ハウジングが固定されたヒートシンク、
   　基板位置決め用ガイド部と、前記プレスフィット端子が圧着されたスルーホールとを有し、前記ヒートシンクにおける前記ハウジングが固定された面と反対側の面に固定された回路基板、を備えた回路接続装置。
2. 　前記コネクタは、前記位置決め用ガイド部が突起部であり、前記プレスフィット端子は前記突起部と平行に延出され、
   　前記ヒートシンクは、前記ガイド受け部が貫通孔であり、
   　前記回路基板は、前記基板位置決め用ガイド部が前記貫通孔と同心の基板貫通孔である請求項１に記載の回路接続装置。
3. 　前記回路基板の前記基板貫通孔の径は、前記ヒートシンクの前記貫通孔の径よりも大きい請求項２に記載の回路接続装置。
4. 　前記コネクタは、前記突起部の先端から前記ヒートシンクの前記ハウジングが固定された面までの長さが、前記プレスフィット端子の先端から前記回路基板の前記ヒートシンクに固定された面までの長さよりも長い請求項２または３に記載の回路接続装置。
5. 　前記ヒートシンクは、前記貫通孔の前記ハウジングが固定された面の側に前記貫通孔の径よりも大きい径の段付き孔を有する請求項２から４のいずれか一項に記載の回路接続装置。
6. 　前記ヒートシンクは、前記貫通孔の前記ハウジングが固定された面と反対側の面の側に前記貫通孔の径よりも大きい径の段付き孔を有する請求項２から４のいずれか一項に記載の回路接続装置。
7. 　前記コネクタは、前記プレスフィット端子を挟んでその両側に前記位置決め用ガイド部が設けられた請求項１から６のいずれか一項に記載の回路接続装置。
8. 　前記コネクタは、円柱状の柱状部と前記柱状部の軸に平行に四本のリブとが設けられた第一の位置決め用突起部と、前記柱状部と前記柱状部の軸に平行に二本の前記リブとが設けられた第二の位置決め用突起部を有する請求項１から７のいずれか一項に記載の回路接続装置。
9. 　前記コネクタは、前記柱状部と前記リブが、前記位置決め用突起部の先端に近づくに従って径が減少する請求項８に記載の回路接続装置。
10. 　前記回路基板は、前記ヒートシンクにねじ止めされた請求項１から９のいずれか一項に記載の回路接続装置。
11. 　前記コネクタは、前記ヒートシンクにねじ止めされた請求項１から１０のいずれか一項に記載の回路接続装置。
12. 　請求項１から１１のいずれか一項に記載の回路接続装置を備えた回転電機装置。
13. 　プレスフィット端子が挿入されるスルーホール、基板位置決め用貫通孔、を有する回路基板が、前記基板位置決め用貫通孔と同心で前記基板位置決め用貫通孔の内径よりも小さい内径の貫通孔、前記プレスフィット端子を貫通させる開口、を有するヒートシンクの表側面に固定される第一のステップと、
    　開口部を持つ容器の内部に接続端子が収容されたハウジング、前記ハウジングから前記開口部と異なる側に延出された位置決め用突起部、前記接続端子から前記位置決め用突起部と平行に延出された前記プレスフィット端子、を有するコネクタが、前記位置決め用突起部が前記貫通孔に嵌合され、前記プレスフィット端子が前記スルーホールに圧着されて、前記ヒートシンクの裏側面に固定される第二のステップと、を有する回路接続装置の製造方法。
14. 　前記第一のステップにおいて、前記回路基板の側から前記基板位置決め用貫通孔に挿入される治具位置決め突起部を有する基板組み付け治具を用いて前記回路基板と前記ヒートシンクの位置を調整する請求項１３に記載の回路接続装置の製造方法。
15. 　前記第一のステップにおいて、前記回路基板の側から前記回路基板の前記基板位置決め用貫通孔に挿入される治具位置決め突起部を有する基板組み付け治具を用いて前記回路基板の位置を調整し、前記ヒートシンクの前記裏側面から前記貫通孔に挿入される案内突起を有する案内治具を用いて前記ヒートシンクの位置を調整する請求項１３に記載の回路接続装置の製造方法
16. 　前記治具位置決め突起部は、先端部と中間部にテーパが設けられ、前記先端部のテーパで前記基板組み付け治具と前記ヒートシンクの位置が調整され、前記中間部のテーパで前記基板組み付け治具と前記回路基板の位置が調整される請求項１４または１５に記載の回路接続装置の製造方法。
17. 　前記治具位置決め突起部は、先端部と中間部にテーパが設けられ、前記先端部のテーパと前記貫通孔の縁部で前記基板組み付け治具と前記ヒートシンクの位置が調整され、前記中間部のテーパと前期基板位置決め用貫通孔の縁部で前記基板組み付け治具と前記回路基板の位置が調整される請求項１４に記載の回路接続装置の製造方法。
18. 　前記治具位置決め突起部は、先端部と中間部にテーパが設けられ、前記先端部のテーパと前記案内突起に設けられた凹部の縁部で前記基板組み付け治具と前記ヒートシンクの位置が調整され、前記中間部のテーパと前記回路基板に設けた基板位置決め用貫通孔の縁部で前記基板組み付け治具と前記回路基板の位置が調整される請求項１５に記載の回路接続装置の製造方法。
19. 　前記治具位置決め突起部が軸方向に移動することによって、前記回路基板と前記ヒートシンクの位置が調整される請求項１４から１８のいずれか一項に記載の回路接続装置の製造方法。

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