(57)【要約】【課題】組立作業性に優れ、安定した防水性能を確保することができるコネクタを提供する。【解決手段】本発明の一形態に係るコネクタは、コネクタ本体と、固定フランジとを具備する。上記コネクタ本体は、コネクタピンと、上記コネクタピンを収容する筐体部とを有する。上記固定フランジは、上記筐体部の周面に一体的に接合されたフランジ部と、上記筐体部と上記フランジ部との接合部に設けられたシール部と、上記フランジ部の表面に設けられ上記筐体部の周囲を囲むシールリングが装着される環状の溝部とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクタピンと、前記コネクタピンを収容する筐体部とを有するコネクタ本体と、
前記筐体部の周面に一体的に接合されたフランジ部と、前記筐体部と前記フランジ部との接合部に設けられたシール部と、前記フランジ部の表面に設けられ前記コネクタ本体の周囲を囲むシールリングが装着される環状の溝部とを有する固定フランジと
を具備するコネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のコネクタであって、
前記シール部は、前記接合部に装着された環状のシール部材である
コネクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のコネクタであって、
前記シール部は、前記筐体部の周面に設けられた粗化面を含み、
前記フランジ部は、合成樹脂材料の硬化物で構成される
コネクタ。
【請求項４】
請求項１に記載のコネクタであって、
前記筐体部と前記フランジ部とは同種の合成樹脂材料で構成される
コネクタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のコネクタであって、
前記固定フランジは、前記フランジ部に設けられ前記溝部の外側に位置する複数のネジ装着孔をさらに有する
コネクタ。
【請求項６】
コネクタ挿通孔を有するケースと、
前記ケースに収容された回路基板と、
前記回路基板に電気的に接続されるコネクタピンと、前記コネクタピンを収容し前記コネクタ挿通孔に挿通される筐体部と、を有するコネクタ本体と、
前記筐体部の周面に一体的に接合されたフランジ部と、前記筐体部と前記フランジ部との接合部に設けられたシール部と、前記フランジ部と前記コネクタ挿通孔の周縁部との間に装着されたシールリングと、を有する固定フランジと
を具備する電子制御ユニット。
【請求項７】
コネクタピンを有するコネクタ本体の周面にシール部を形成し、
前記コネクタ本体の周面に前記シール部を介して固定フランジを二色成形法によって接合する
コネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、防水型ＥＣＵ（Electronic Control Unit）の外部接続端子を構成するコネクタ、及びこれを備えた電子制御ユニット、並びに当該コネクタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両のパワーステアリング装置等の機器の動作を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、回路基板を収容するケースと、ケースの側壁に取り付けられたコネクタとを有し、当該コネクタを介して回路基板と対象機器とが電気的に接続される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
一方、車載用途のＥＣＵにおいては、信頼性確保の観点から高水準の防水性が要求される。このような防水型ＥＣＵにおいては、ケース及びコネクタだけでなく、ケースとコネクタとの接続部にも防水性を確保する必要がある。一般に防水型コネクタは、コネクタピンを保持するコネクタ内部の防水構造は有しているものの、ケースとの接続部分を構成するコネクタの固定部の防水性が不十分である場合が多いためである。このため、従来においては、コネクタの周囲に接着剤をポッティングし、ケースのコネクタ挿通孔とコネクタとの隙間を上記接着剤で充填する方法が広く用いられている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４３４３８号公報
【特許文献２】特開２００８−２４４３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ケースに取り付けられたコネクタの周囲を接着剤で封止する方法では、作業に熟練度を要するため、ばらつきが生じやすく、管理コストの増加を招く。また、車載用途という過酷な条件下において長期にわたり安定した防水性能を維持することが困難であり、接着剤の充填後はケースからのコネクタの取り外しが不可能となるため、メンテナンス性が悪いという問題もある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、組立作業性に優れ、安定した防水性能を確保することができるコネクタ及びこれを備えた電子制御ユニット、並びにコネクタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るコネクタは、コネクタ本体と、固定フランジとを具備する。
上記コネクタ本体は、コネクタピンと、上記コネクタピンを収容する筐体部とを有する。
上記固定フランジは、上記筐体部の周面に一体的に接合されたフランジ部と、上記筐体部と上記フランジ部との接合部に設けられたシール部と、上記フランジ部の表面に設けられ上記筐体部の周囲を囲むシールリングが装着される環状の溝部とを有する。
【０００８】
上記コネクタは、コネクタ本体の周面に接合された固定フランジ及びその溝部に装着されたシールリングを介してケース等の機器筐体部に固定される。固定フランジとコネクタ本体との接合部に設けられたシール部は、当該接合部を介しての水分等の侵入を阻止する。
コネクタ本体には、典型的には、汎用の防水型コネクタが用いられる。固定フランジは、二色成形法等によりコネクタ本体の周面に一体的に形成することができる。上記コネクタによれば、コネクタとケース間の隙間に対する接着剤のポッティングを必要とすることなく安定した防水性能を確保することができるとともに、ケースに対するコネクタの取り付け又は取り外しも容易に行うことができる。
【０００９】
上記シール部は、上記接合部に装着された環状のシール部材であってもよい。上記シール部材としては、例えば、Ｏリングや樹脂の接着剤が挙げられる。
あるいは、上記シール部は、上記筐体部の周面に設けられた粗化面を含み、上記フランジ部は、合成樹脂材料の硬化物で構成されてもよい。
あるいは、上記筐体部と上記フランジ部とは同種の合成樹脂材料で構成されてもよい。
【００１０】
上記固定フランジは、上記フランジ部に設けられ上記溝部の外側に位置する複数のネジ装着孔をさらに有してもよい。
【００１１】
本発明の一形態に係る電子制御ユニットは、ケースと、回路基板と、コネクタ本体と、固定フランジとを具備する。
上記ケースは、コネクタ挿通孔を有する。
上記回路基板は、上記ケースに収容される。
上記コネクタ本体は、上記回路基板に電気的に接続されるコネクタピンと、上記コネクタピンを収容し上記コネクタ挿通孔に挿通される筐体部と、を有する。
上記固定フランジは、上記筐体部の周面に一体的に接合されたフランジ部と、上記筐体部と上記フランジ部との接合部に設けられたシール部と、上記フランジ部と上記コネクタ挿通孔の周縁部との間に装着されたシールリングと、を有する。
【００１２】
本発明の一形態に係るコネクタの製造方法は、
コネクタピンを有するコネクタ本体の周面にシール部を形成し、
上記コネクタ本体の周面に上記シール部を介して固定フランジを二色成形法によって接合する。
【００１３】
上記シール部は、上記コネクタ本体の周面に装着された環状のシール部材であてもよいし、あるいは、上記コネクタ本体の周面にレーザ加工又は化学的加工を施すことで形成された粗化面であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、組立作業性に優れ、安定した防水性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子制御ユニットの構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図２】上記電子制御ユニットにおけるケースとコネクタとの接続部分を示す概略縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るコネクトにおけるコネクタ本体の概略全体斜視図である。
【図４】上記コネクタの概略全体斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電子制御ユニットにおけるケースとコネクタとの接続部分を示す概略縦断面図である。
【図６】上記コネクタの製造方法を説明する要部の概略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電子制御ユニットの構成を概略的に示す分解斜視図である。図においてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、相互に直交する３軸方向を示しており、Ｚ軸は電子制御ユニットの高さ方向に相当する。
【００１８】
本実施形態の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１００は、例えば、電動式パワーステアリング用の電子制御ユニットとして用いられる。電動式パワーステアリングシステムは、ハンドルの操舵トルクや車輪又は車体の速度に基づいて、運転者の操舵力を補助するためのモータを制御することで、運転者の操舵を補助する。電子制御ユニット１００は、トルクセンサや車速センサ等からの出力に基づいて、上記モータの駆動を制御する。
【００１９】
電子制御ユニット１００は、防水ケース１０と、コネクタ２０とを備える。
【００２０】
防水ケース１０は、ケース本体１１と、蓋体１２と、シールリング１３とを有する。
ケース本体１１は、典型的には、アルミニウム合金やステンレス鋼等の放熱性の高い金属材料で構成される。ケース本体１１は概略直方体形状に形成され、その上面１１１には矩形の開口部１１２が設けられる。ケース本体１１の内部には、各種制御回路や電子部品を搭載した１つ又は複数の回路基板３０が配置されている。蓋体１２は、開口部１１２を覆うように、ケース本体１１の上面１１１に装着されたシールリング１３を介して配置される。蓋体１２は、概略矩形の金属板で構成され、その四隅位置が、シールワッシャ（図示略）を有する複数のネジ部材Ｎ１を介してケース本体１１の上面１１１に固定される。
【００２１】
図２は、ケース本体１１とコネクタ２０との接続部分を示す概略縦断面図である。
【００２２】
図２に示すように、ケース本体１１の前壁部１１３には、コネクタ２０が取り付けられるコネクタ挿通孔１１４を有する。コネクタ２０は、シールリング２３を介してケース本体１１の前壁部１１３の内面側に取り付けられる。コネクタ２０は、ケース本体１１の前壁部１１３に、シールワッシャＳｗを有する複数のネジ部材Ｎ２を用いて固定される。
【００２３】
コネクタ２０は、コネクタ本体２１と、固定フランジ２２とを有する。固定フランジ２２は、ケース本体１１とコネクタ本体２１との間の接続部における防水性を高めるためのもので、コネクタ本体２１の周囲に一体的に接合される。
【００２４】
コネクタ本体２１は、典型的には、汎用の（市販の）コネクタ部品が用いられる。コネクタ本体２１の構成は特に限定されないが、防水構造を有するコネクタ部品が好ましい。図３は、コネクタ本体２１の概略全体斜視図である。図２及び図３に示すように、コネクタ本体２１は、コネクタピン２１１と、コネクタピン２１１を収容する筐体部２１２とを有する。
【００２５】
コネクタピン２１１は、Ｘ軸方向に配列された複数本の軸状の金属ピン２１１ａと、これら金属ピン２１１ａを共通に支持する支持体２１１ｂとを含む。支持体２１１ｂは、金属ピン２１１ａ相互間の電気的絶縁と防水性（あるいは撥水性）を確保する。金属ピン２１１ａは、図２に示すように、一端が筐体部２１２の内部に位置し、他端が筐体部２１２の外側に突出する形態が一般的である。本実施形態において金属ピン２１１ａの他端は、必要に応じて適宜の形状に折り曲げられ、回路基板３０の部品挿通孔に挿入実装され、回路基板３０の裏面側で半田付けされる。
【００２６】
筐体部２１２は、合成樹脂材料等の電気絶縁性材料で構成される。筐体部２１２は、外部機器や配線部材と接続される筒状部２１２ａと、固定フランジ２２に接合される基部２１２ｂと、筒状部２１２ａと基部２１２ｂとの間に形成された環状の周溝２１２ｃとを有する。
【００２７】
筒状部２１２ａは、図示する扁平状のものに限られず、円筒状のものであってもよい。コネクタピン２１１及び筐体部２１２の構成は特に限定されず、電子制御ユニット１００の仕様に応じて適宜変更することができる。上述のように、コネクタ本体２１は既存（市販）のものを用いることができ、例えば、基部２１２ｂがケースや基板等に接続されてもよい。また、周溝２１２ｃは必須でなく、省略されてもよい。
【００２８】
図４は、コネクタ２０の概略全体斜視図である。固定フランジ２２は、コネクタ本体２１の筐体部２１２の周面に一体的に設けられる。固定フランジ２２は、フランジ部２２１と、シール部２２２（図２参照）と、環状の溝部２２３、ネジ装着孔２２４とを有する。
【００２９】
フランジ部２２１は、合成樹脂材料の硬化物で構成され、筐体部２１２の基部２１２ｂの周面及び周溝２１２ｃを被覆するように、Ｘ軸方向に長手の概略矩形状に形成される。フランジ部２２１は、例えば二色成形法により、コネクタ本体２１の周面部に一体的に接合される。ここで、上記二色成形法には、コネクタ本体２１と固定フランジ２２とを異種材料で成形するものだけでなく、同種材料で成形するものも含むとする。
【００３０】
本実施形態においてフランジ部２２１のＹ軸方向に沿った最大厚み寸法は、図２に示すように、コネクタ本体２１の周溝のＹ軸方向に沿った全幅と基部２１２ｂのＹ軸方向に沿った全厚の総和に相当する大きさとされる。勿論これに限られず、フランジ部２２１の厚みは、上記総和よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。また、フランジ部２２１の形状も矩形状に限られず、楕円形状や円形状等であってもよい。
【００３１】
フランジ部２２１を構成する合成樹脂材料の種類は特に限定されず、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれであってもよく、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ビスフェノールＡ型やビスフェノールＦ型等のエポキシ樹脂（ＢＰＡ，ＢＰＦ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ホットメルト樹脂等を用いることができる。当該合成樹脂材料は、コネクタ本体２１の筐体部２１２を構成する材料と同一又は同種の材料であってもよいし、これとは異なる材料であってもよい。フランジ部２２１を構成する合成樹脂材料が筐体部２１２を構成する材料と同一又は同種の場合、両者間の密着性が高まるため、接合強度は勿論、防水性にも優れる。この場合、別途の密封部材を必要とすることなく、両者間の接合界面にシール部２２２を構成することが可能となる。
【００３２】
シール部２２２は、フランジ部２２１とコネクタ本体２１との間のシール性を確保するためのものであり、本実施形態では、Ｏリング等の弾性材料からなる環状の密封部材（シールリング）で構成される。シール部２２２は、コネクタ本体２１の周溝２１２ｃに装着された状態でフランジ部２２１を成形することにより、フランジ部２２１とコネクタ本体２１との接合部に一体的に配置される。これにより、フランジ部２２１とコネクタ本体２１との間の防水性が確保される。
【００３３】
シール部２２２は、典型的には、周溝２１２ｃの底部に密着するように構成されるが、これに代えて又はこれに加えて、周溝２１２ｃの両側面に密着するように構成されてもよい。また、シール部２２２を構成する密封部材の断面形状は円形に限られず、矩形状であってもよいし、カップ形状であってもよい。
【００３４】
溝部２２３は、フランジ部２２１の一表面に、コネクタ本体２１の周囲を囲むように環状に形成される。溝部２２３は、シールリング２３を支持するためのものであり、ケース本体１１への取り付け時にケース本体１１に対向するフランジ部２２１の表面に設けられる。本実施形態においてコネクタ２０は、コネクタ挿通孔１１４をケース本体１１の内側から外側に向かって挿通される。このため、溝部２２３は、フランジ部２２１の前面側（コネクタ本体２１の筒状部２１２ａ側）の表面に設けられる。溝部２２３は、典型的には、フランジ部２２１の成形時に同時に形成されるが、フランジ部２２１の形成後に機械加工等によって形成されてもよい。
【００３５】
シールリング２３は、例えばＯリング等の弾性材料からなり、溝部２２３に装着され、フランジ部２２１とコネクタ挿通孔１１４の周縁部との間に挟持される。シールリング２３がコネクタ本体２１の周囲を囲むようにしてケース本体１１とフランジ部２２１との間に装着されることで、ケース本体１１とコネクタ２０との間の防水性を確保される。
【００３６】
ネジ装着孔２２４は、ネジ部材Ｎ２が挿通する貫通孔で構成され、本実施形態では、フランジ部２２１の四隅にそれぞれ設けられる。各ネジ装着孔２２４は、溝部２２３の外側に設けられる。ネジ装着孔２２４の内周面にはネジ部材Ｎ２と螺合するネジ溝が形成されてもよいし、ネジ装着孔２２４を貫通したネジ部材Ｎ２の先端部と螺合するナット部材が別途設けられてもよい。
【００３７】
ネジ装着孔２２４は、典型的には、フランジ部２２１の成形時に同時に形成されるが、フランジ部２２１の形成後に機械加工等によって形成されてもよい。典型的には、ネジ装着孔２２４は、フランジ部２２１に埋め込まれたブッシュ材で構成される。当該ブッシュ材は、フランジ部２２１の形成用金型の所定位置に配置しておくことで、フランジ部２２１の形成と同時に、ネジ装着孔２２４を形成することができる。
【００３８】
以上のように構成される本実施形態の電子制御ユニット１００において、コネクタ２０は、コネクタ本体２１の周面に接合された固定フランジ２２及びその溝部２２３に装着されたシールリング２３を介してケース本体１１に固定される。
【００３９】
ここで、固定フランジ２２とコネクタ本体２１との接合部に設けられたシール部２２２は、当該接合部を介しての水分等のケース本体１１内部への侵入を阻止する。また、固定フランジ２２とケース本体１１の前壁部１１３との間に設けられたシールリング２３は、これら固定フランジ２２と前壁部１１３との間を介しての水分等のケース本体１１内部への侵入を阻止する。これにより、コネクタ２０内部の防水性だけでなく、ケース本体１１とコネクタ２０との接合部の防水性が確保される。
【００４０】
本実施形態において、固定フランジ２２は、二色成形法等によりコネクタ本体２１の周面に一体的に形成される。これにより、コネクタ本体２１の周面に所望とする形状の固定フランジ２２を容易に形成することができる。また、固定フランジ２２とコネクタ本体２１との接合界面をシール部２２２及び固定フランジ２２の構成樹脂で完全に被覆することができるため、当該接合界面の密着性及び防水性を確保することができる。
【００４１】
さらに本実施形態によれば、複数のネジ部材Ｎ２を用いてコネクタ２０をケース本体１１に取り付けるだけで、ケース本体１１とコネクタ２０との間の防水性を確保することができるので、コネクタの周囲への接着剤のポッティングを必要とすることなく安定した防水性能を確保することができるとともに、作業に熟練度を必要としないため管理コストも低減でき、さらに筒状部２１２ａへの接着剤のはみ出しによる外部機器との接続不良も回避できる。
【００４２】
しかも、コネクタ２０の接合に接着剤を必要としないため、ケース本体１１に取り付けられたコネクタ２０の取り外しを容易に行うことができ、メンテナンス性や廃棄時の分別回収が容易となるという利点がある。
【００４３】
そして本実施形態によれば、コネクタ本体２１として既存のコネクタ部品を用いているため、固定フランジ２２の形成用の金型のみを準備すれば足りる。したがってコネクタ部品そのものを一から設計する場合と比較して、コネクタ２０の製造コストを大幅に低減することができる。また、ケース本体１１の仕様や形状等に合わせて固定フランジ２２の構成のみを変更すればよいため、多品種少量生産にも十分に対応可能となる。
【００４４】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の他の実施形態に係る電子制御ユニットにおける、ケース本体とコネクタとの接続部分を示す概略縦断面図である。
以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【００４５】
本実施形態に係る電子制御ユニット２００は、防水ケース１０と、コネクタ３２０とを有する。防水ケース１０の構成は第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４６】
本実施形態においてコネクタ３２０は、第１の実施形態と同様にコネクタ本体２１と固定フランジ２２とを有するが、コネクタ本体２１と固定フランジ２２との接合部に設けられたシール部３２２の構成が第１の実施形態と異なる。本実施形態においてシール部３２２は、コネクタ本体２１の筐体部２１２の周面に設けられた粗化面を含む。
【００４７】
図６は、シール部３２２の形成方法を説明するコネクタ本体２１の模式図である。コネクタ本体２１の筐体部２１２は、筒状部２１２ａと、基部２１２ｂと、周溝２１２ｃとを有し、シール部３２２（粗化面）は、例えば、レーザ光の照射によって周溝２１２ｃの底部を粗面化することで形成される。加工領域は、周溝２１２ｃの底部に限られず、周溝２１２ｃの両側面や基部２１２ｂの表面あるいは周面に形成されてもよい。
【００４８】
シール部３２２が粗化面で構成されることにより、その後のフランジ部２２１の二色成形工程において、合成樹脂材料との密着性を高め（アンカー効果）、防水性を発現させることができる。したがって本実施形態によれば、シール部材等の別部材を介在させることなくシール部３２２を構成することができるため、作業性および製造コストの低減を図ることができる。
【００４９】
さらに、固定フランジ２２の構成材料として、筐体部２１２の構成材料と同種又は同一の材料を採用することにより、筐体部２１２と固定フランジ２２との一体性が高まり、両者の密着性、防水性をさらに向上させることができる。
【００５０】
なお、シール部３２２の形成方法は上述のレーザ照射処理に限られず、ブラスト処理、ピーニング処理等の他の物理的処理のほか、薬液を用いた化学処理が用いられてもよい。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５２】
例えば以上の各実施形態では、電子制御ユニット１００を電動式パワーステアリング用のＥＣＵとして説明したが、これに限定されず、自動車用のエンジン制御システム、ブレーキ制御システム、サスペンション制御システムなどにおける車載用のＥＣＵにも適用可能である。
【００５３】
また以上の実施形態では、シール部２２２としてＯリングが用いられたが、これに代えて、シール部２２２が樹脂の接着材で構成されてもよい。このような接着材には、例えば、ポッティング樹脂やホットメルトが用いられる。この場合、接着材は二色成形の際に溶融し、コネクタ本体２１と固定フランジ２２との間に隙間なく溶着する。このような構成によっても、コネクタ本体２１と固定フランジ２２との間に高い密着性が得られ、所望とする防水性を確保することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…防水ケース
１１…ケース本体
２０，３２０…コネクタ
２１…コネクタ本体
２２…固定フランジ
２３…シールリング
３０…回路基板
１００，２００…電子制御ユニット
２１１…コネクタピン
２１２…筐体部
２２１…フランジ部
２２２，３２２…シール部
２２３…溝部
２２４…ネジ装着孔
【図１】
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【図２】
2018125106.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018125106.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018125106.tif 000008