JP2013051052A - 脱着接続構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気接点部の摺動可能な脱着接続構造を提供する。
【解決手段】電気配線体に設けられた第1接点と、電気部品に設けられた第2接点とを、導電性ボールを介して電気的に接続する接続構造であって、ケースの底面には、ボール組付け用貫通部が設置され、第1接点は、ボール組付け用貫通部に対向して電気配線体に設けられており、ケースに電気部品を固定したとき、ボール組付け用貫通部において、第1接点と第2接点間に導電性ボールが押圧保持されて、第1接点と第2接点が電気的に接続される接続構造。
【選択図】図4
【解決手段】電気配線体に設けられた第1接点と、電気部品に設けられた第2接点とを、導電性ボールを介して電気的に接続する接続構造であって、ケースの底面には、ボール組付け用貫通部が設置され、第1接点は、ボール組付け用貫通部に対向して電気配線体に設けられており、ケースに電気部品を固定したとき、ボール組付け用貫通部において、第1接点と第2接点間に導電性ボールが押圧保持されて、第1接点と第2接点が電気的に接続される接続構造。
【選択図】図4
Description
本発明は、電気接点部の摺動可能な脱着接続構造に関する。
特許文献1に見られるように、制御ユニットにおける各電気電子部品の一体化、集中配置が進展してきている。回路基板ケースに一体的に装着された回路基板に複数の電気電子部品を集中配置してモジュール化することで、コストダウン、ワイヤハーネスの電線本数の削減(省線化)、省スペース化、組付け工数低減等の効果が追求されてきている。このような省スペース化の流れにおいては、回路基板に対して、電線を介さずアクチュエーターなどの部品を直接取り付けて、省線化が行われてきている。
近年、このような省線化とともに、アクチュエーターの飛躍的な小型化が進められて省スペース化が図られてきたものの、回路基板とアクチュエーターの電源線や信号線等との接続部においては、依然としてはんだやプレスフィットなどの脱着が困難な接続が行われていた。それゆえ、例えば故障し易いECU(電子制御ユニット)が故障した場合であっても、ECU以外のアクチュエーターなどの部品も併せて廃却せざるを得ない状況であった。このため、はんだなどの脱着が困難な接続方法を用いずに、アクチュエーターとECUを容易に分離できるように、電気接点部間を別部品である導電性のばねで接続する先行技術が、特許文献2又は特許文献3(特許文献2の米国公開明細書)に開示されている。
以下、この先行技術について説明する。
以下、この先行技術について説明する。
図1は、特許文献3の電子コントローラユニット11と圧力センサ19を接合させた制御機器の部分断面図である。図2(a)は、図1の電子コントローラユニット11と圧力センサ19との接合部分の拡大断面図であり、(b)は、圧力センサ19の平面図であり、(c)は、組立時において、電子コントローラユニット111(11)に保持されたバネ要素110(150)と、圧力センサ接触面105、113(13)との電気的接触を概略的に示す斜視図(特許文献3の他の実施例)である。図3は、特許文献3の電気接点部間を導電性のばね要素150で接続した点を模式的に説明する説明図である。
図1において、自動車用の油圧式又は電気油圧式ブレーキ装置の制御機器16の一部の断面図が表示されている。この制御機器16は、実質的に2個の機能ブロック、すなわち、油圧弁を備えた油圧制御ユニット(HCU)である弁ブロック12と、電子コントローラユニット(ECU)11とからなっている。油圧の上昇は、ブレーキペダルに連結されたマスターシリンダ内で行われるか、又は、電子コントローラユニット11に対向して配置されたポンプモータ8によって行われる。
ブレーキペダルに至る管路及びブレーキに至る管路の圧力を測定するために、圧力センサ19が設けられている。弁ブロック12への圧力センサ19の油圧接続は、弁ブロックの面17における圧力センサ油圧ポート37を介して行われる。制御機器16に圧力センサ19が統合されたことよって、圧力センサ19は環境の影響に対して保護されるとともに、付加的なケーブルハーネスを省略することができる。
ポンプモータ8は、弁ブロック12の表面18に、ボルト止め(51)されている。ポンプモータ8の電気的な接続部を回路基板30に案内するために、モータアダプタ9が設けられている。このモータアダプタ9は弁ブロック12の穴52に挿入され、そして回路基板30の側で、ケース31に固定されたアダプタガイド32に挿入されている。モータアダプタ9内に設けられた導電体38は接点要素38を介してポンプモータ8に接続され、かつ他方の導電体39は接点要素39を介して回路基板30に接続されている。
図2(a)は、回路基板30と圧力センサ19との接続構成を示す拡大図であり、図3はその模式図である。圧力センサ19の上端面112に設けられた、円盤状の圧力センサ接触面13が、図2(b)に示されている。一方、電子制御コントローラユニット11の合成樹脂ケース15内に固定された印刷回路基板30上には、接触面152が配置されている。図3に示すように、バネ要素150は導体として、回路基板30の接点である接触面152と、圧力センサ19の接点である接触面13とを接続する。凹部14(図1(b)、図2参照)は、電子制御コントローラユニット11の合成樹脂ケース15内の穴である。この穴は段差部を有するので、図2の段付きばね要素150を、最終組立ての前に挿入することができる。
組立に際して、予め圧力センサ19とポンプモータ8は、弁ブロック12に取り付けられている。電子制御コントローラユニット11と弁ブロック12を組み立てるときには、棒状のモータアダプタ9を、電子制御コントローラユニット11のアダプタガイド32に係合させるとともに、電子コントローラユニット11に保持されたバネ要素150を、図2(c)と同様にして、圧力センサ接触面13に電気的に接触させる。組立て時には、圧力センサ19のケースカラー155がシリコンゴムなどのシール材料153に浸漬される。
以上述べた先行技術は、バネ要素150が導体となって、回路基板30の接点である接触面152と、圧力センサ19の接点である接触面13とを接続するものである。回路基板30の接点である接触面152と、圧力センサ19の接点である接触面13とがバネ要素150により、弾力的に保持され電気接続を行っている。このため、電子コントローラユニットと相手側部品との脱着を容易に行うことができるものである。
しかしながら、製品冷熱サイクル時に生じる線膨張係数差による接点摺動磨耗を見越して、バネ要素150に貴金属メッキを施しており、このためコストが高くなるという問題が生じている。以上のことから、接続部間の脱着を実現する接続部材には、組付時は容易にハンドリングでき、高さバラツキを吸収しつつ容易に脱着できるような構造が求められるとともに、製品作動時には製品冷熱サイクル時の接点摺動磨耗による接触抵抗増大を抑制できることが求められてきている。
本発明は、上記問題に鑑み、電気接点部の摺動可能な脱着接続構造を提供するものである。
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、電気配線体(30)に設けられた第1接点(152)と、電気部品に設けられた第2接点(13)とを、導電性ボール(50)を介して電気的に接続する接続構造であって、該接続構造は、ケース(15)と、該ケース(15)の底面(48)から所定距離離れてケース内部に設置された前記電気配線体(30)と、前記導電性ボール(50)と、前記電気部品(42)とを具備する接続構造において、前記ケース(15)の底面(48)には、ボール組付け用貫通部(49)が設置され、前記第1接点は、ボール組付け用貫通部(49)に対向して電気配線体(30)に設けられており、前記ケース(15)に前記電気部品(42)を固定したとき、前記ボール組付け用貫通部(49)において、前記第1接点(152)と前記第2接点(13)間に前記導電性ボール(50)が押圧保持されて、前記第1接点(152)と前記第2接点(13)が電気的に接続される接続構造である。
これにより、2つの電気接点部の一方の部品が故障した場合であっても、はんだなどの脱着が困難な接続方法を用いていないため、両者(例、アクチュエーターとECU)を容易に分離することができる。また、製品冷熱サイクル時に生じる線膨張係数差による、第1接点と第2接点の相対変位が、発生しても接続部材としての球(導電性ボール)が転がるため、接点摺動磨耗が抑制でき、磨耗を見越したメッキ厚処理が不要となる。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記ボール組付け用貫通部(49)は、前記導電性ボール(50)が載置されるすり鉢状の傾斜面(49’)を有することを特徴とする。これにより、組立時に導電性ボール(50)を載置する際の、位置決めが容易になり、組立を簡単に行うことができる。
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記ケース(15)に前記電気部品(42)を固定したとき、前記ボール組付け用貫通部(49)の傾斜面(49’)から前記導電性ボール(50)が浮き上がるように、前記ケース(15)と前記電気部品(42)間に位置決め部材(31)が設けられたことを特徴とする。
これにより、製品冷熱サイクル時に生じる線膨張係数差による、第1接点と第2接点の相対変位が、発生しても導電性ボールが自由に転がるため、接点摺動磨耗が抑制される。
これにより、製品冷熱サイクル時に生じる線膨張係数差による、第1接点と第2接点の相対変位が、発生しても導電性ボールが自由に転がるため、接点摺動磨耗が抑制される。
請求項4の発明は、請求項1の発明において、前記第2接点(13−4)が、凹面に形成されていることを特徴とする。
請求項5、6の発明は、請求項1から4のいずれか1項記載の発明において、それぞれ、前記電気配線体(30)が、印刷回路基板、又は、バスバー(54)であることを特徴とする。もちろん、これらの組み合わせてあっても良い。
請求項7〜9の発明は、請求項1から6のいずれか1項記載の発明において、それぞれ、前記電気部品(42)が、アクチュエーター、センサ、又は、チョークコイル(55)であることを特徴とする。もちろん、これらの組み合わせてあっても良い。
請求項10の発明は、請求項1から9のいずれか1項記載の発明において、前記第2接点(13−2)が、コネクタ端子(46)に設けられたことを特徴とする。
請求項11、12の発明は、請求項1から10のいずれか1項記載の発明において、前記導電性ボール(50)が、導電性のゴム、樹脂、金属、又は、金属板の成形品であるか、又は、前記導電性ボール(50)が、非導電性のゴム、樹脂、金属、又は、金属板の成形品に導電性メッキ、又は、導電性の金属材料をコーティングしたものであることを特徴とする。
請求項13の発明は、請求項1から10のいずれか1項記載の発明において、前記導電性ボール(50)が、中空であることを特徴とする。導電性ボールを中空にすれば、その強度は直径と中空殻の厚みによって決まる(プラトー応力)ことから、基板側が変形・破壊しないようにするための、強度設計上のパラメータ設定が容易となる。
請求項14の発明は、請求項1から10のいずれか1項記載の発明において、前記導電性ボール(50)が、高温で気化する球状の芯材に導電性の金属材料をコーティングした後加熱し、芯材中心部を気化させると同時に外周にコーティングした金属材料を焼結したものであることを特徴とする。
請求項15の発明は、請求項1から14のいずれか1項記載の発明において、前記第1接点(152−1)、又は、第2接点(13)、若しくは、第1、第2接点の双方が、弾性的に支持されていることを特徴とする。これにより、導電性ボールの第1、第2接点に対する押圧接触が確実になり、信頼性が向上する。
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
本発明は、電気配線体30に設けられた第1接点152と、電気部品に設けられた第2接点13とを、導電性ボール50を介して電気的に接続する接続構造であって、接点部の摺動許容可能な脱着接続構造を提案するものである。適用される接点間の接続部としては、ECU(電子制御ユニット)と、コネクタ、アクチュエーターの電源線や信号線、又は、チョークコイル等の大物部品との接続部間、若しくは、バスバーの接続部間などが挙げられるが、これに限定されるものではない。電気配線体とは、印刷回路基板やバスバーなど指すものである。また、電気部品とは、駆動モータ、センサ、チョークなど電気接点を有するものであれば全て含まれる、油圧モータなどの流体圧機器であっても、制御バルブ、HCUなどの電気部品を含むものであれば、ここでは電気部品として含まれる。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。従来技術に対する各実施態様の同一構成の部分には、同様に同一の符号を付してその説明を省略する。
図4は、本発明の一実施形態を説明する説明図である。一例として、電気配線体30として印刷回路基板である場合で、以下、図4の本発明の一実施形態を説明する。ケース15は、ここでは基板ケースであり、CPU、メモリ等の機能を含んで構成されるマイクロコンピュータ、その他の半導体素子などが配置された回路基板30が、基板ケース内部に配置されている。このような基板ケースの具体的一例としては、特許文献1に記載された空調ユニットに取り付けられるECUや、特許文献3の電子コントローラユニットと圧力センサを接合させた制御機器などが挙げられるが、これに限定されるものではなく、回路基板30などが基板ケース15内部に配置されているものであれば、本発明の一実施形態を構成する。
回路基板30は、基板ケース15の底面48から、所定距離L1離れて設置されており、スナップフィット44、44により、基板ケース15に固定されている。なお、スナップフィット44、44の代わりに、ビス止め、かしめなどを用いても良い。基板ケース15には、コネクタ45が取り付けられており、コネクタ端子46は、基板にはんだ付けやプレスフィットで接続している。コネクタは基板ケース15の底面外側に設置されているが、どの方向に適宜設置されていても良い。
回路基板30上には、図示されていないが、適宜ICなどの電子電気部品が搭載されている。基板ケース15の底面48には、ボール組付け用貫通部49が設置され、第1接点152は、ボール組付け用貫通部49に対向して回路基板30の下側に設けられている。
回路基板30に第1接点152を設置するには、表面パターンに直接設置する場合のみならず、別部品である端子台を、回路基板30に設けたスルーホールにマウンタで基板に組付けてリフロはんだで接続しても良い。図5(a)は、端子台を回路基板に設置する説明図であり、(b)、(c)は、第1接点と、第2接点の本発明の一実施形態の変形例である。図5(b)は、回路基板30に設けたスルーホールに、第1接点を有するバスバーBを接合した変形例であり、図5(c)は、アクチュエーター42に設置した第2接点を有するバスバーCを接続した変形例である。
回路基板30に第1接点152を設置するには、表面パターンに直接設置する場合のみならず、別部品である端子台を、回路基板30に設けたスルーホールにマウンタで基板に組付けてリフロはんだで接続しても良い。図5(a)は、端子台を回路基板に設置する説明図であり、(b)、(c)は、第1接点と、第2接点の本発明の一実施形態の変形例である。図5(b)は、回路基板30に設けたスルーホールに、第1接点を有するバスバーBを接合した変形例であり、図5(c)は、アクチュエーター42に設置した第2接点を有するバスバーCを接続した変形例である。
基板ケース15に電気部品(一例としてアクチュエータ)42を固定したとき、ボール組付け用貫通部49において、第1接点152と、アクチュエーター42の第2接点13間に導電性ボール50が押圧保持されて、第1接点152と第2接点13が電気的に接続される。アクチュエーター42はかしめ等でハウジング43に固定されている。
ボール組付け用貫通部49は、導電性ボール50が落下しないように、ボール径よりやや小さな貫通孔が明けられている。また、導電性ボール50の位置決めがなされるように、導電性ボール50が載置されるすり鉢状の傾斜面49’が、孔周縁に設けられている。
ボール組付け用貫通部49は、導電性ボール50が落下しないように、ボール径よりやや小さな貫通孔が明けられている。また、導電性ボール50の位置決めがなされるように、導電性ボール50が載置されるすり鉢状の傾斜面49’が、孔周縁に設けられている。
ここでは、アクチュエーター42のハウジング43と基板ケース15との間の距離はL2に設定されている。両者を固定するときに、距離L2に正確に設定されるように、位置決め部材31が設けられている。位置決め部材31は、本実施形態の場合では基板ケース15側に設置されているが、アクチュエーター42のハウジング43側に設置されていても良く、位置決め部材31に相当するものや代替できるものがあれば、無くても良い。要は、アクチュエーター42が基板ケース15に対して固定されたときに、第1接点152と第2接点13間の距離が、導電性ボール50の径に対して、導電性ボール50が押圧され接点として機能するように、正確に設定されていなければならない。導電性ボール50が球状弾性体の場合には、第1接点152と第2接点13間の距離が、導電性ボール50の径より概ねやや小さくすれば良い。
図6は、本発明の一実施形態の組立方法の一例を説明する説明図である。図7(a)、(b)は、導電性ボールの搬送手段の一例を示す説明図である。図8(a)〜(c)は、組付け時、及び、組付け後の導電性ボール50の挙動を説明する説明図である。以下、本発明の一実施形態の組立方法の一例を説明する。
(1)基板ケースにボール組付け
まず、基板ケース15のボール組付け用貫通部49に、図7(a)のようなロボットハンドチャック部や、図7(b)の吸引手段などで、導電性ボール50を載置する。ロボットハンドチャック部は剛体のままであると、ボールを変形させてしまうことがありうるので、チャック部にゴムのような弾性体を設置して搬送する。吸引手段で導電性ボール50を載置する場合は、先端がゴムの吸引機にゴムを吸着させ、組付け部直上まで搬送し、落下させるとよい。なお、ボール組付け用貫通部49は、導電性ボール50が落下しないように、ボール径よりやや小さな貫通孔が明けられており、導電性ボール50の位置決めがなされるように、すり鉢状の傾斜面49’が孔周縁に設けられている。載置された状態は、図8(a)に示されている。
まず、基板ケース15のボール組付け用貫通部49に、図7(a)のようなロボットハンドチャック部や、図7(b)の吸引手段などで、導電性ボール50を載置する。ロボットハンドチャック部は剛体のままであると、ボールを変形させてしまうことがありうるので、チャック部にゴムのような弾性体を設置して搬送する。吸引手段で導電性ボール50を載置する場合は、先端がゴムの吸引機にゴムを吸着させ、組付け部直上まで搬送し、落下させるとよい。なお、ボール組付け用貫通部49は、導電性ボール50が落下しないように、ボール径よりやや小さな貫通孔が明けられており、導電性ボール50の位置決めがなされるように、すり鉢状の傾斜面49’が孔周縁に設けられている。載置された状態は、図8(a)に示されている。
(2)基板ケースに基板組付け・接続
次に、回路基板30回路基板30をプレスフィット44で固定するとともに、コネクタ端子46を、回路基板30に、はんだ付けやプレスフィットで接続する。この時点で、第1接点152と導電性ボール50の上端との間には隙間が形成されており、導電性ボール50と第1接点は接続していない。
次に、回路基板30回路基板30をプレスフィット44で固定するとともに、コネクタ端子46を、回路基板30に、はんだ付けやプレスフィットで接続する。この時点で、第1接点152と導電性ボール50の上端との間には隙間が形成されており、導電性ボール50と第1接点は接続していない。
(3)カバー組付け・接続
カバー47を基板ケース15に嵌め込み、A部を接着剤、レーザ溶着、振動溶着で接合する。
カバー47を基板ケース15に嵌め込み、A部を接着剤、レーザ溶着、振動溶着で接合する。
(4)一体ケースをハウジングに組付け
一体化されたカバー47と基板ケース15を、アクチュエーター42がかしめ等で固定されたハウジング43に、取り付ける。取付け手段は、図示されていないボルトなどで行われる。基板ケース15をハウジング43に取り付ける前は、導電性ボール50の位置決めがすり鉢状の傾斜面49’でなされているが、組付後は、基板ケース15から導電性ボール50が離れ、上板(第1接点152)、下板(第2接点13)でのみ挟まれている状態となる。
一体化されたカバー47と基板ケース15を、アクチュエーター42がかしめ等で固定されたハウジング43に、取り付ける。取付け手段は、図示されていないボルトなどで行われる。基板ケース15をハウジング43に取り付ける前は、導電性ボール50の位置決めがすり鉢状の傾斜面49’でなされているが、組付後は、基板ケース15から導電性ボール50が離れ、上板(第1接点152)、下板(第2接点13)でのみ挟まれている状態となる。
(5)基板接点とアクチュエーター接点接合
アクチュエーター42が基板ケース15に対して固定されたときに、第1接点152と第2接点13間の距離が、導電性ボール50の径に対して、導電性ボール50が押圧されるように位置決めされ、第1接点152と第2接点13が接点として機能する必要がある。アクチュエーター側の第2接点13が、導電性ボール50を持ち上げると同時に、基板側の第1接点152に押し付け接続する。このときの状態は、図8(b)に示されている。導電性ボール50は、ボール組付け用貫通部49の傾斜面49’から導電性ボール50が浮き上がるようになっている点に注目すべきである。このため、図8(c)に示すように、第1接点152と第2接点13が、左右にズレ動いても導電性ボール50は自由に回転することができるのである。
アクチュエーター42が基板ケース15に対して固定されたときに、第1接点152と第2接点13間の距離が、導電性ボール50の径に対して、導電性ボール50が押圧されるように位置決めされ、第1接点152と第2接点13が接点として機能する必要がある。アクチュエーター側の第2接点13が、導電性ボール50を持ち上げると同時に、基板側の第1接点152に押し付け接続する。このときの状態は、図8(b)に示されている。導電性ボール50は、ボール組付け用貫通部49の傾斜面49’から導電性ボール50が浮き上がるようになっている点に注目すべきである。このため、図8(c)に示すように、第1接点152と第2接点13が、左右にズレ動いても導電性ボール50は自由に回転することができるのである。
本実施形態の導電性ボール50の作用効果について述べる。
製品冷熱サイクル時に生じる線膨張係数差による、第1接点152と第2接点13の相対変位が、発生しても接続部材としての球(導電性ボール50)が転がるため、接点摺動磨耗が抑制でき、磨耗を見越したメッキ厚処理が不要となる。
冷熱サイクルによる基板ケース高さ方向変形時に、回路基板30よりも導電性ボール50の強度が高いために、基板側が変形・破壊することが懸念される。しかしながら、導電性ボール50を中空にすれば、その強度は直径と中空殻の厚みによって決まる(プラトー応力)ことから、基板側が変形・破壊しないようにするための、強度設計上のパラメータ設定が容易となる。導電性ボール50が球状弾性体の場合は、このような問題はない。なお、導電性ボール50(中実、中空とも)の直径は、搬送を考慮して、概ね1〜5mm程度にすると良い。
製品冷熱サイクル時に生じる線膨張係数差による、第1接点152と第2接点13の相対変位が、発生しても接続部材としての球(導電性ボール50)が転がるため、接点摺動磨耗が抑制でき、磨耗を見越したメッキ厚処理が不要となる。
冷熱サイクルによる基板ケース高さ方向変形時に、回路基板30よりも導電性ボール50の強度が高いために、基板側が変形・破壊することが懸念される。しかしながら、導電性ボール50を中空にすれば、その強度は直径と中空殻の厚みによって決まる(プラトー応力)ことから、基板側が変形・破壊しないようにするための、強度設計上のパラメータ設定が容易となる。導電性ボール50が球状弾性体の場合は、このような問題はない。なお、導電性ボール50(中実、中空とも)の直径は、搬送を考慮して、概ね1〜5mm程度にすると良い。
ここで、導電性ボール50の製造方法について、述べておく。
導電性ボール50が、球状体の場合、次のような方法で製造すると良い。
(1)導電性ゴム・樹脂を原料とし、射出成型を行う。
(2)導電性金属を原料とし、鋳造、焼結による成型を行う。
(3)非導電性のゴム・樹脂・金属を原料とした型による成型品への導電性メッキを行う。
導電性ボール50が、球状体の場合、次のような方法で製造すると良い。
(1)導電性ゴム・樹脂を原料とし、射出成型を行う。
(2)導電性金属を原料とし、鋳造、焼結による成型を行う。
(3)非導電性のゴム・樹脂・金属を原料とした型による成型品への導電性メッキを行う。
また、中空の球状体の場合は、
(4)導電性のゴム・樹脂・金属を原料とした型による2つの半円形状成型品を接合する。
(5)導電性の金属板を折り曲げて作る。
(6)高温で気化する球状の芯材に導電性の金属材料をコーティングした後加熱し、中心部を気化させると同時に外周コーティング材を焼結する。この場合、気化したガスが粉末の隙間から外に抜け出し、その後、外周のコーティング材が焼結される。
(7)非導電性のゴム・樹脂・金属を原料とした型による2つの半円形状成型品を接合した製品に導電性メッキを行う。
これ以外にも、様々な製造法が考えられ、本発明の一実施形態に包含される。
(4)導電性のゴム・樹脂・金属を原料とした型による2つの半円形状成型品を接合する。
(5)導電性の金属板を折り曲げて作る。
(6)高温で気化する球状の芯材に導電性の金属材料をコーティングした後加熱し、中心部を気化させると同時に外周コーティング材を焼結する。この場合、気化したガスが粉末の隙間から外に抜け出し、その後、外周のコーティング材が焼結される。
(7)非導電性のゴム・樹脂・金属を原料とした型による2つの半円形状成型品を接合した製品に導電性メッキを行う。
これ以外にも、様々な製造法が考えられ、本発明の一実施形態に包含される。
本発明の別の実施態様として、次のような変形形態が考えられる。
図9は、本発明の別の実施態様を説明する説明図である。この別の実施態様では、配線体30として、バスバー54が選択されている。ケース15内において、バスバー54にはIC53などが接続している。バスバー54は、ケース15の底面48から所定距離L1離れて設置されており、スナップフィット44、44により、ケース15に固定されている。その他については一実施形態の場合と同様であり、変形例などの形態についても同様である。この例においては、第1接点152−1が、板ばね構造で弾性的に支持されている。第1接点152−1自体が、板ばねで作成されていてもよいし、またそれを支持する支柱がバネ構造であってもよい。その他、先の本発明の一実施形態においても、第1接点152、又は、第2接点13、若しくは、第1、第2接点の双方が、弾性的に支持されていてもよい。
図9は、本発明の別の実施態様を説明する説明図である。この別の実施態様では、配線体30として、バスバー54が選択されている。ケース15内において、バスバー54にはIC53などが接続している。バスバー54は、ケース15の底面48から所定距離L1離れて設置されており、スナップフィット44、44により、ケース15に固定されている。その他については一実施形態の場合と同様であり、変形例などの形態についても同様である。この例においては、第1接点152−1が、板ばね構造で弾性的に支持されている。第1接点152−1自体が、板ばねで作成されていてもよいし、またそれを支持する支柱がバネ構造であってもよい。その他、先の本発明の一実施形態においても、第1接点152、又は、第2接点13、若しくは、第1、第2接点の双方が、弾性的に支持されていてもよい。
図10は、本発明の別の実施態様を説明する説明図である。この別の実施態様では、電気部品が、コネクタ45となっている。コネクタ端子46は、先の一実施形態の場合と異なり、プレスフィットではなく、導電性ボール50を介して、回路基板に設けられた複数の第1接点152−2に接続する。一方、第2接点13−2は、コネクタ端子46の上部に設けられている。位置決め部材31はコネクタ45側に設けられており、スナップフィット44’でコネクタ45はケース15に取り付けられている(ねじなどの他の手段で取り付けてもよい)。コネクタ45の取り付け対象は、必ずしもケース15でなくても実施可能であり、回路基板30であっても良い。その他については、図10の本実施態様も先の一実施形態の場合と同様であり、変形例などの形態についても同様である。
図11は、本発明の別の実施態様を説明する説明図である。この別の実施態様では、ハウジング43に、チョークコイル55などの大物電気部品が設置されている。チョークコイル55には第2接点13−3が設けられており、それに対応する第1接点152−3が回路基板30に設置されている。その他については、図11の本実施態様も先の一実施形態の場合と同様であり、変形例などの形態についても同様である。
図12(a)は、本発明の別の実施態様を説明する説明図であり、(b)〜(d)は、導電性ボールの位置決め、摺動状況の説明図である。この別の実施態様では、第2接点13−4のボール接触面が、凹面に形成されている。凹部としては、凹レンズのようななだらかな曲線で形成されていると良いが、傾斜の緩いすり鉢状の円錐面であっても良い。導電性ボールが、第2接点13−4に位置決めされて載置されるようになされていれば良い。
ボール組付け用貫通部49には、図12(a)のD部に示すように先の一実施形態とは逆の傾斜面49’’が形成されていると、位置ズレしていても、導電性ボール50を第1接点152の位置に組付け時に補正することができる。組付け完了時には、第1接点が導電性ボール50(弾性体の場合)を下に押圧して弾性変形させ、傾斜面49’’から導電性ボール50を非接触にする。
また、傾斜面49’を用いずに、ボール組付け用貫通部49の径を導電性ボール50の径より大きく設定しても良いが、この場合は、導電性ボール50が第1接点152の位置に組みつけられるように、組付け時にケース15と、ハウジング43を精度良く位置決めして両者を固定しないといけない。
また、傾斜面49’を用いずに、ボール組付け用貫通部49の径を導電性ボール50の径より大きく設定しても良いが、この場合は、導電性ボール50が第1接点152の位置に組みつけられるように、組付け時にケース15と、ハウジング43を精度良く位置決めして両者を固定しないといけない。
本実施形態において、線膨張係数差による第1接点152と第2接点13−4の相対変位が発生した場合、導電性ボール50が、図12(d)のように転がるため、接点摺動磨耗が抑制できる。ただし、この場合には、導電性ボール50は球状弾性体で形成されている。
13 第2接点
15 ケース
30 電気配線体、回路基板
42 電気部品、アクチュエータ
50 導電性ボール
152 第1接点
15 ケース
30 電気配線体、回路基板
42 電気部品、アクチュエータ
50 導電性ボール
152 第1接点
Claims (15)
- 電気配線体(30)に設けられた第1接点(152)と、電気部品に設けられた第2接点(13)とを、導電性ボール(50)を介して電気的に接続する接続構造であって、
該接続構造は、ケース(15)と、該ケース(15)の底面(48)から所定距離離れてケース内部に設置された前記電気配線体(30)と、前記導電性ボール(50)と、前記電気部品(42)とを具備する接続構造において、
前記ケース(15)の底面(48)には、ボール組付け用貫通部(49)が設置され、
前記第1接点は、ボール組付け用貫通部(49)に対向して電気配線体(30)に設けられており、
前記ケース(15)に前記電気部品(42)を固定したとき、前記ボール組付け用貫通部(49)において、前記第1接点(152)と前記第2接点(13)間に前記導電性ボール(50)が押圧保持されて、前記第1接点(152)と前記第2接点(13)が電気的に接続される接続構造。 - 前記ボール組付け用貫通部(49)は、前記導電性ボール(50)が載置されるすり鉢状の傾斜面(49’)を有することを特徴とする請求項1に記載の接続構造。
- 前記ケース(15)に前記電気部品(42)を固定したとき、前記ボール組付け用貫通部(49)の傾斜面(49’)から前記導電性ボール(50)が浮き上がるように、前記ケース(15)と前記電気部品(42)間に位置決め部材(31)が設けられたことを特徴とする請求項2に記載の接続構造。
- 前記第2接点(13−4)が、凹面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の接続構造。
- 前記電気配線体(30)が、印刷回路基板であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の接続構造。
- 前記電気配線体(30)が、バスバー(54)であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の接続構造。
- 前記電気部品(42)が、アクチュエーターであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の接続構造。
- 前記電気部品(42)が、センサであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の接続構造。
- 前記電気部品(42)が、チョークコイル(55)であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の接続構造。
- 前記第2接点(13−2)が、コネクタ端子(46)に設けられたことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の接続構造。
- 前記導電性ボール(50)が、導電性のゴム、樹脂、金属、又は、金属板の成形品であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の接続構造。
- 前記導電性ボール(50)が、非導電性のゴム、樹脂、金属、又は、金属板の成形品に導電性メッキ、又は、導電性の金属材料をコーティングしたものであることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の接続構造。
- 前記導電性ボール(50)が、中空であることを特徴とする請求項11又は12に記載の接続構造。
- 前記導電性ボール(50)が、高温で気化する球状の芯材に導電性の金属材料をコーティングした後加熱し、芯材中心部を気化させると同時に外周にコーティングした金属材料を焼結したものであることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の接続構造。
- 前記第1接点(152−1)、又は、第2接点(13)、若しくは、第1、第2接点の双方が、弾性的に支持されていることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の接続構造。
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