(57)【要約】【課題】筐体の側面に設けられた凹部に対してコネクタを差し込む場合において、目視により簡単かつ確実にコネクタの正規嵌合を判断することが可能な電気機器のコネクタ構造および該構造を備えた車両を提供する。【解決手段】電気機器のコネクタ構造は、ＰＣＵと配線とを電気的に接続するためのコネクタ構造であって、凹部に隣接する位置に形成された突起部Ｂを有する防水カバー２０と、凹部の底面に設けられ、ケーシング内に設けられた制御基板と電気的に接続されるコネクタ３０と、ケーシングの外部からコネクタ３０に嵌合されるコネクタ４０とを備える。コネクタ４０は、コネクタ３０に嵌合する嵌合部材４１と、嵌合部材４１に対して回動可能に軸支され、嵌合部材４１がコネクタ３０に対して正規嵌合した状態で突起部Ｂと整合する突起部Ａを有する回動レバー４２とを含んで構成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器と配線とを電気的に接続するためのコネクタ構造であって、
側面と、該側面上に形成された凹部と、前記側面における前記凹部に隣接する位置に形成された突起部とを有する筐体と、
前記筐体内に収納され、前記電気機器を構成する電気部品と、
前記凹部の底面に設けられ、前記電気部品と電気的に接続される第１のコネクタと、
前記筐体の外部から前記第１のコネクタに嵌合される第２のコネクタとを備え、
前記第２のコネクタは、前記第１のコネクタに嵌合する第１部材と、前記第１部材が前記第１コネクタに対して正規嵌合した状態で前記突起部と整合する部分を有する第２部材とを含む、電気機器のコネクタ構造。
【請求項２】
前記第２部材は、前記第１部材に対して回動可能に軸支される、請求項１に記載の電気機器のコネクタ構造。
【請求項３】
前記突起部および前記第２部材における前記突起部と整合する部分は、前記筐体の上方から視認可能である、請求項１または請求項２に記載の電気機器のコネクタ構造。
【請求項４】
前記筐体は、開口を有するケーシングと、前記開口に取り付けられた凹状のカバーとを含み、
前記カバーにより前記凹部が形成される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電気機器のコネクタ構造。
【請求項５】
前記突起部は、前記カバーと一体成形される、請求項４に記載の電気機器のコネクタ構造。
【請求項６】
前記電気機器は、車両駆動用回転電機を制御する制御装置である、請求項１から請求項５のいずれかに記載の電気機器のコネクタ構造。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の電気機器のコネクタ構造を備えた、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器のコネクタ構造および車両に関し、特に、電気機器と配線とを電気的に接続するためのコネクタ構造および該構造を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
筐体の側面にコネクタが接続される従来のコネクタ構造としては、たとえば、特開２００６−１４１１４４号公報（特許文献１）や特開２００２−５６９３４号公報（特許文献２）に記載されたものが挙げられる。
【０００３】
特開２００６−１４１１４４号公報（特許文献１）には、ケースの側面に設けられたレセプタクルにコネクタを嵌入させることが記載されている。
【０００４】
また、特開２００２−５６９３４号公報（特許文献２）には、カバーおよび該カバーに対して回動可能に軸支されたレバーを有するコネクタが記載されている。ここでは、レバーが始端位置から終端位置まで回動されることにより、コネクタが正規に嵌合される。レバーおよびカバーには目印となるリブが各々形成されており、レバーが終端位置にまで回動されると両リブが上下に並び、これを目視することでレバーの回動が正規に終了したことが確認される。
【特許文献１】特開２００６−１４１１４４号公報
【特許文献２】特開２００２−５６９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたように、筐体の側面に設けられた凹部にコネクタを差し込む場合、コネクタの嵌合状態を目視により容易に判断し難い場合がある。この結果、電気機器に配線を接続する工程の作業効率が低下することが懸念される。
【０００６】
なお、特許文献２では、コネクタが正規嵌合したか否かを簡単かつ確実に判断し得るとされているが、特許文献２に記載のコネクタ構造は、筐体の側面に設けられた凹部にコネクタを差し込むものでは無い。筐体の側面に設けられた凹部の底面にコネクタを差し込む場合、コネクタ自体に目印となる２つのリブを設けただけでは、コネクタの正規嵌合を目視により簡単かつ確実に判断できない場合がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、筐体の側面に設けられた凹部に対してコネクタを差し込む場合において、目視により簡単かつ確実にコネクタの正規嵌合を判断することが可能な電気機器のコネクタ構造および該構造を備えた車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電気機器のコネクタ構造は、電気機器と配線とを電気的に接続するためのコネクタ構造であって、側面と、該側面上に形成された凹部と、側面における凹部に隣接する位置に形成された突起部とを有する筐体と、筐体内に収納され、電気機器を構成する電気部品と、凹部の底面に設けられ、電気部品と電気的に接続される第１のコネクタと、筐体の外部から第１のコネクタに嵌合される第２のコネクタとを備える。ここで、第２のコネクタは、第１のコネクタに嵌合する第１部材と、第１部材が第１コネクタに対して正規嵌合した状態で突起部と整合する部分を有する第２部材とを含む。
【０００９】
上記構成によれば、筐体の突起部と第２のコネクタにおける突起部に整合する部分とが整合していることを目視により確認することにより、第１と第２のコネクタが正規嵌合したことを確認することができるので、簡単かつ確実に第１と第２コネクタが正規嵌合しているか否かを判断することができる。
【００１０】
なお、本願明細書において「正規嵌合」とは、一方のコネクタが他方のコネクタへ十分に押し込まれ、所定の通電状態が実現可能となるように嵌合されていることを意味する。
【００１１】
上記電気機器のコネクタ構造において、１つの例として、第２部材は、第１部材に対して回動可能に軸支される。
【００１２】
上記電気機器のコネクタ構造において、好ましくは、突起部および第２部材における突起部と整合する部分は、筐体の上方から視認可能である。これにより、筐体の上方から簡単かつ確実に第１と第２コネクタが正規嵌合しているか否かを判断することができる。
【００１３】
上記電気機器のコネクタ構造において、好ましくは、筐体は、開口を有するケーシングと、開口に取り付けられた凹状のカバーとを含み、カバーにより凹部が形成される。
【００１４】
また、上記電気機器のコネクタ構造において、好ましくは、突起部は、カバーと一体成形される。
【００１５】
また、上記電気機器のコネクタ構造において、好ましくは、電気機器は、車両駆動用回転電機を制御する制御装置である。
【００１６】
本発明に係る車両は、上述した電気機器のコネクタ構造を備える。これにより、車両に搭載される電気機器に対して配線を接続する際にコネクタが正規嵌合しているか否かを簡単かつ確実に判断することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、筐体の側面に設けられた凹部に対して差し込まれるコネクタの嵌合状態を目視により簡単かつ確実に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００１９】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組合わせることは、当初から予定されている。
【００２０】
図１は、本発明の１つの実施の形態に係る電気機器のコネクタ構造を有するハイブリッド車両の構成を示す概略図である。
【００２１】
図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータ２００と、動力分割機構３００と、ディファレンシャル機構４００と、ドライブシャフト５００と、前輪である駆動輪６００Ｌ，６００Ｒと、ＰＣＵ（Power Control Unit）７００と、ケーブル８００と、バッテリ９００と、ＥＣＵ（Electrical Control Unit）１０００とを備える。
【００２２】
図１に示すように、エンジン１００と、モータジェネレータ２００と、動力分割機構３００と、ＰＣＵ７００と、ＥＣＵ１０００とは、エンジンルーム２内に配設される。モータジェネレータ２００とＰＣＵ７００とは、ケーブル８００Ａにより接続される。ＰＣＵ７００とバッテリ９００とは、ケーブル８００Ｂにより接続される。また、エンジン１００およびモータジェネレータ２００からなる動力出力装置は、動力分割機構３００および減速機構を介してディファレンシャル機構４００に連結されている。ディファレンシャル機構４００は、ドライブシャフト５００を介して駆動輪６００Ｌ，６００Ｒに連結されている。
【００２３】
モータジェネレータ２００は、３相交流同期電動発電機であって、ＰＣＵ７００から受ける交流電力によって駆動力を発生する。また、モータジェネレータ２００は、ハイブリッド車両１の減速時等においては発電機としても使用され、その発電作用（回生発電）により交流電力を発電し、その発電した交流電力をＰＣＵ７００へ出力する。動力分割機構３００は、たとえばプラネタリギヤを含んで構成される。
【００２４】
ＰＣＵ７００は、バッテリ９００から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ２００を駆動制御する。また、ＰＣＵ７００は、モータジェネレータ２００が発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ９００を充電する。
【００２５】
ＥＣＵ１０００へは、アクセルペダルに配置された位置センサによって検出されるアクセル踏込み量／踏込み速度を始めとする各種センサからの運転状況・車両状況を示す情報が入力される。運転状況を示す情報には、上記のアクセル位置センサの出力の他に、車輪速度センサ出力、車体勾配センサ出力などが含まれる。さらに、車両状況として、モータの動作条件を示す、モータジェネレータ２００の温度センサ・電流センサ・回転速度センサ出力などが入力される。ＥＣＵ１０００は、入力されたこれらの情報に基づき、ハイブリッド車両１に関する種々の制御を統合的に行なう。
【００２６】
図２は、ＰＣＵ７００の主要部の構成を示す回路図である。図２を参照して、ＰＣＵ７００は、コンバータ７１０と、インバータ７２０，７３０と、制御装置７４０と、フィルタコンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ２とを含んで構成される。コンバータ７１０は、バッテリＢとインバータ７２０，７３０との間に接続され、インバータ７２０，７３０は、それぞれ、モータジェネレータ２００（ＭＧ１，ＭＧ２）と接続される。
【００２７】
コンバータ７１０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとを含む。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は直列に接続され、制御装置７４０からの制御信号をベースに受ける。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。リアクトルＬは、バッテリＢの正極と接続される電源ラインＰＬ１に一端が接続され、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。
【００２８】
このコンバータ７１０は、リアクトルＬを用いてバッテリＢから受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ７１０は、インバータ７２０，７３０から受ける直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。
【００２９】
インバータ７２０，７３０は、それぞれ、Ｕ相アーム７２１Ｕ，７３１Ｕ、Ｖ相アーム７２１Ｖ，７３１ＶおよびＷ相アーム７２１Ｗ，７３１Ｗを含む。Ｕ相アーム７２１Ｕ、Ｖ相アーム７２１ＶおよびＷ相アーム７２１Ｗは、ノードＮ１とノードＮ２との間に並列に接続される。同様に、Ｕ相アーム７３１Ｕ、Ｖ相アーム７３１ＶおよびＷ相アーム７３１Ｗは、ノードＮ１とノードＮ２との間に並列に接続される。
【００３０】
Ｕ相アーム７２１Ｕは、直列接続された２つのパワートランジスタＱ３，Ｑ４を含む。同様に、Ｕ相アーム７３１Ｕ、Ｖ相アーム７２１Ｖ，７３１ＶおよびＷ相アーム７２１Ｗ，７３１Ｗは、それぞれ、直列接続された２つのパワートランジスタＱ５〜Ｑ１４を含む。また、各パワートランジスタＱ３〜Ｑ１４のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ１４がそれぞれ接続されている。
【００３１】
インバータ７２０，７３０の各相アームの中間点は、それぞれ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相コイルの各相端に接続されている。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２においては、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成
される。
【００３２】
フィルタコンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。また、平滑コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。
【００３３】
インバータ７２０，７３０は、制御装置７４０からの駆動信号に基づいて、平滑コンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する。
【００３４】
制御装置７４０には、配線１１００を介してＥＣＵ１０００が接続される。制御装置７４０は、ＥＣＵ１０００からのモータトルク指令値、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相電流値、およびインバータ７２０，７３０の入力電圧に基づいてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ１４をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ７２０，７３０へ出力する。
【００３５】
また、制御装置７４０は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ７２０，７３０の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ７１０へ出力する。
【００３６】
さらに、制御装置７４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリＢを充電するため、コンバータ７１０およびインバータ７２０，７３０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ１４のスイッチング動作を制御する。
【００３７】
次に、図３〜図５を用いて、本実施の形態に係るコネクタ構造について説明する。本実施の形態に係るコネクタ構造は、上述したＥＣＵ１０００と制御装置７４０とを配線１１００を介して電気的に接続するためのコネクタ構造である。
【００３８】
図３を参照して、ＰＣＵ７００を構成する電気素子（制御装置７４０を構成する制御基板７４１を含む）は、ケーシング１０内に設けられる。ケーシング１０は、その側面上に開口１１を有する。開口１１には、凹部２１を有する防水カバー２０が取り付けられる。なお、防水カバー２０のフランジ部分とケーシング１０の外面との間には、シール材２０Ａ（Ｏリング）が設けられる。ケーシング１０および防水カバー２０により、側面に凹部２１を有する「筐体」が構成される。
【００３９】
防水カバー２０は、凹部２１の底面に開口２２を有する。開口２２には、コネクタ３０が取り付けられている。なお、防水カバー２０とコネクタ３０との間には、シール材３０Ａ（Ｏリング）が設けられている。
【００４０】
コネクタ３０は、ＰＣＵ７００における制御装置７４０を構成する制御基板７４１と電気的に接続されている。したがって、ＥＣＵ１０００に接続された他のコネクタをコネクタ３０と接続することで、ＥＣＵ１０００と制御基板７４１とが電気的に接続され、ＥＣＵ１０００からの制御電流が制御装置７４０に供給されることになる。本実施の形態では、矢印ＤＲ４０方向から、コネクタ４０がコネクタ３０に接続される。
【００４１】
図４を参照して、コネクタ４０は、コネクタ３０に対して嵌合する嵌合部材４１と、嵌合部材４１に対して矢印ＤＲ４２方向に回動可能に軸支された回動レバー４２とを含んで構成される。なお、回動レバー４２の先端部には、突起部Ａが設けられている。
【００４２】
実際に、ＥＣＵ１０００とＰＣＵ７００（制御装置７４０）とを電気的に接続する際は、まず、コネクタ３０を、図３に示すように所定の状態にセットし、その状態で、コネクタ３０に嵌合部材４１を仮嵌合させる。嵌合部材４１がコネクタ３０に仮嵌合すると、回動レバー４２が嵌合部材４１に対して矢印ＤＲ４２方向に回動可能となる。嵌合部材４１がコネクタ３０に仮嵌合した状態で、回動レバー４２を矢印ＤＲ４２方向に回動させるように押し込むことで、コネクタ４０が、コネクタ３０に向かって矢印ＤＲ４０方向に押し込まれる。
【００４３】
図５は、回動レバー４２が終端位置にまで回動され、コネクタ３０，４０が正規嵌合した状態を示している。図５に示すように、防水カバー２０における凹部２１に隣接する部分には突起部Ｂが設けられている。なお、防水カバー２０は、たとえば樹脂などの絶縁体により構成される。図５の例では、突起部Ｂは、防水カバー２０と一体成形されている。
【００４４】
図５に示すように、突起部Ａ，Ｂは、回動レバー４２が終端位置にまで回動された状態で、突起部Ａの先端と突起部Ｂの先端とが整合するように構成されている。図５において、破線よりも上側は、凹部２１の外側に位置し、ケーシング１０の上方から容易に視認可能な領域である。すなわち、突起部Ａ，Ｂが整合した状態は、ケーシング１０の上方から目視により確認することが可能である。
【００４５】
図３に示すように、コネクタ３０は、凹部２１の奥側に設けられているため、コネクタ３０に対してコネクタ４０を差し込む際、コネクタ３０，４０が正規嵌合状態にあるか否かを判断しにくい状態にある。しかしながら、本実施の形態では、コネクタ４０の回動レバー４２および防水カバー２０に突起部Ａ，Ｂを設け、コネクタ３０，４０が正規嵌合状態にあるときに突起部Ａ，Ｂが整合するようにすることで、ケーシング１０の上部からコネクタ３０，４０の嵌合状態を目視により簡単かつ確実に確認することができる。この結果、コネクタ３０，４０の接続作業を迅速かつ正確に行なうことが可能になる。
【００４６】
なお、図５の例では、突起部Ａ，Ｂの突出量が一致した状態を「突起部Ａ，Ｂが整合」と称しているが、「突起部Ａ，Ｂが整合」の形態は、図５の例に限定されるものではなく、たとえば、突起部Ａ，Ｂ間に段差が存在しても、その段差が微小であることを作業者が目視により確認し、それにより回動レバー４２が終端位置にまで回動したと判断することが可能であれば、このような場合も、「突起部Ａ，Ｂが整合」に含まれると解釈されるべきである。
【００４７】
上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る電気機器のコネクタ構造は、「電気機器」としてのＰＣＵ７００と配線１１００とを電気的に接続するためのコネクタ構造であって、側面上に形成された凹部２１と、凹部２１に隣接する位置に形成された突起部Ｂとを有する「筐体」としてのケーシング１０および防水カバー２０と、防水カバー２０を取付けたケーシング１０内に収納され、ＰＣＵ７００を構成する「電気部品」としての制御基板７４１と、凹部２１の底面に設けられ、制御基板７４１と電気的に接続される「第１のコネクタ」としてのコネクタ３０と、ケーシング１０の外部からコネクタ３０に嵌合される「第２のコネクタ」としてのコネクタ４０とを備える。凹部２１は、ケーシング１０の側面上に開口１１を形成し、開口１１に凹状に形成された防水カバー２０を取り付けることにより形成される。コネクタ４０は、コネクタ３０に嵌合する「第１部材」としての嵌合部材４１と、嵌合部材４１に対して矢印ＤＲ４２方向に回動可能に軸支され、嵌合部材４１がコネクタ３０に対して正規嵌合した状態で突起部Ｂと整合する突起部Ａを有する「第２部材」としての回動レバー４２とを含んで構成される。
【００４８】
なお、本実施の形態では、第２部材（回動レバー４２）が第１部材（嵌合部材４１）に対して回動可能に軸支される例について説明したが、たとえば、第２部材は、第１部材に対してコネクタ差し込み方向に進退動可能に支持されるものであってもよい。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係る電気機器のコネクタ構造が適用されるハイブリッド車両の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示されるＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の１つの実施の形態に係る電気機器のコネクタ構造を示す側断面図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態に係る電気機器のコネクタ構造における嵌合工程を示す図（その１）である。
【図５】本発明の１つの実施の形態に係る電気機器のコネクタ構造における嵌合工程を示す図（その２）である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ハイブリッド車両、２  エンジンルーム、１０  ケーシング、１１  開口、２０  防水カバー、２０Ａ，３０Ａ  シール材、２１  凹部、２２  開口、３０  第１コネクタ、３０Ａ  Ｏリング、４０  第２コネクタ、４１  嵌合部材、４２  回動レバー、１００  エンジン、２００，ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、３００  動力分割機構、４００  ディファレンシャル機構、５００  ドライブシャフト、６００Ｌ，６００Ｒ  駆動輪、７００  ＰＣＵ、７１０  コンバータ、７２０，７３０  インバータ、７２１Ｕ，７３１Ｕ  Ｕ相アーム、７２１Ｖ，７３１Ｖ  Ｖ相アーム、７２１Ｗ，７３１Ｗ  Ｗ相アーム、７４０  制御装置、７４１  制御基板、８００，８００Ａ，８００Ｂ  ケーブル、９００  バッテリ、１０００  ＥＣＵ、１１００  配線、Ｃ１  フィルタコンデンサ、Ｃ２  平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ１４  ダイオード、Ｌ  リアクトル、ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３  電源ライン、Ｑ１〜Ｑ１４  パワートランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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