WO2008153033A1

WO2008153033A1 - 電気機器のコネクタ構造および車両

Info

Publication number: WO2008153033A1
Application number: PCT/JP2008/060632
Authority: WO
Inventors: Ken Asakura; Shuichi Iwata
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2008-12-18
Also published as: JP2008310983A; CN101689734B; JP4697191B2; CN101689734A; US20100184322A1; US8297999B2

Abstract

　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。

Description

明細書電気機器のコネクタ構造および車両技術分野

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

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— 141 144号公報（特許文献 1 ) ゃ特開 2002— 56934 号公報（特許文献 2) に記載されたものが挙げられる。

特開 2006— 141 144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。

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。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。発明の開示

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。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。ごこで、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。

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。

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。

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。

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。

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、開口を有するケ一シングと、開口に取り付けられた凹状のカバーとを含み、カバ一により凹部が形成される。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。

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。

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。

本発明によれば、上述のように、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。なお、上述した構成のうちの 2つ以上の構成を適宜組合わせてもよい。図面の簡単な説明

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が適用されるハイプリッド車両の構成を示す概略図である。

図 2は、図 1に示される P C Uの主要部の構成を示す回路図である。

図 3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示す側断面図である。

図 4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における嵌合工程を示す図（その 1 ) である。

図 5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における嵌合工程を示す図（その 2 ) である。発明を実施するための最良の形態

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。

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。

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ツド車両の構成を示す概略図である。

図 1を参照して、ハイブリッド車両 1は、エンジン 100と、モ一タジエネレータ 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 5 00と、前輪である駆動輪 6 0 0 L， 6 00 Rと、 P CU (Power Control Unit) 700と、ケーブル 800と、テリ 900と、 EC U (Electrical Control Unit) 1000とを備える。

図 1に示すように、エンジン 1ひ 0と、モータジェネレータ 200と、動力分割機構 300と、 PCU 700と、 ECU 1000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 PCU 700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 800 B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 600 L, 600 Rに連結されている。

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、 PCU70 ,0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 2 00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 PC U 700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。

PCU 700は、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、 PCU 700は、モータジエネレータ 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。

ECU 1000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。 ECU 10 00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。

図 2は、 PCU 700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 7 10と、インバータ 720, 730と、制御装置 740と、フィルタコンデンサ C 1と、平滑コンデンサ C 2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 (M G 1 , MG 2) と接続される。

コンバータ 710は、パワートランジスタ Q 1， <32と、ダィォード131, D 2と、リアクトル Lとを含む。パワートランジスタ Q l， Q 2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 D l, D2は、それぞれパワートランジスタ Q 1， Q 2のェミツ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 Q 1, Q 2のコレクタ一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 P L 1に一端が接続され、パワートランジスタ Q l, Q 2の接続点に他端が接続される。

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 P L 2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。

インバ一タ 720, 730は、それぞれ、 U相アーム 721 U， 73 1 U、 V 相アーム 72 1V， 73 1 Vおよび W相アーム 721 W, 73 1Wを含む。 U相アーム 721U、 V相アーム 72 1 Vおよび W相アーム 721 Wは、ノード N 1 とノード N 2との間に並列に接続される。同様に、 U相アーム 731U、 V相ァ —ム 73 1 Vおよび W相アーム 73 1 Wは、ノード N 1とノード N 2との間に並列に接続される。 U相アーム 72 1 Uは、直列接続された 2つのパワートランジスタ Q 3, Q4 を含む。同様に、 U相アーム 73 1U、 V相アーム 72 I V, 73 IVおよび W 相アーム 72 1 W, 73 1Wは、それぞれ、直列接続された 2つのパワートランジスタ Q 5〜Q 14を含む。また、各パワートランジスタ Q 3〜Q 14のコレクタ一ェミッタ間には、ェミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード D 3 ~ D 14がそれぞれ接続されている。

インバータ 720, 730の各相アームの中間点は、それぞれ、モータジエネレータ MG 1 , MG 2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 MG 1， MG 2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。

フィルタコンデンサ C 1は、電源ライン P L 1, PL 3間に接続され、電源ライン P L 1の電圧レベルを平滑化する。また、平滑コンデンサ C 2は、電源ライン PL 2， PL 3間に接続され、電源ライン P L 2の電圧レベルを平滑化する。インバ一タ 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 C 2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 MG 1， MG 2を駆動する。

制御装置 740には、配線 1 100を介して ECU 1000が接続される。制御装置 740は、 ECU 1000からのモータトルク指令値、モータジエネレータ MG 1, MG 2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 MG 1, MG 2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 Q 3〜Q 1 4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。

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 Q l, Q 2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 Q l, Q 2をオン/オフする PWM信号を生成してコンバータ 7 10へ出力する。

さらに、制御装置 740は、モータジェネレータ MG 1 , MG 2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 7 10およびインバータ 720， 730におけるパワートランジスタ Q 1〜Q 14 のスイッチング動作を制御する。

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 ECU 1000と制御装置 7 40とを配線 1 100を介して電気的に接続するためのコネクタ構造である。図 3を参照して、 P CU 700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 1 1を有する。開口 1 1には、凹部 21を有する防水カバ '一 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 1 0の外面との間には、シール材 2 OA (Oリング）が設けられる。ケーシング 1 0および防水カバ一 20により、側面に凹部 21を有する「筐体」が構成される。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 3 OA (Oリング）が設けられている。

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 7 41と電気的に接続されている。したがって、 ECU 1000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、 ECU 1000と制御基板 741とが電気的に接続され、 E CU 1000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 DR 40方向から、コネクタ 40がコネクタ 30に接続される。

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 4 1と、嵌合部材 41に対して矢印 DR 42方向に回動可能に軸支された回動レバ一 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。

実際に、 ECU 1000と PCU 700 (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 4 1がコネクタ 3 0に仮嵌合した状態で、回動レバー 4 2を矢印 D R 4 2方向に回動させるように押し込むことで、コネクタ 4 0 力コネクタ 3 0に向かって矢印 D R 4 0方向に押し込まれる。

図 5は、回動レバー 4 2が終端位置にまで回動され、コネクタ 3 0， 4 0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 2 0における凹部 2 1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 2 0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、防水カバ一 2 0と一体成形されている。

図 5に示すように、突起部 A， Bは、回動レバー 4 2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 2 1の外側に位置し、ケーシング 1 0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 1 0の上方から目視により確認することが可能である。

図 3に示すように、コネクタ 3 0は、凹部 2 1の奥側に設けられているため、コネクタ 3 0に対してコネクタ 4 0を差し込む際、コネクタ 3 0， 4 0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。し力、しながら、本実施の形態では、コネクタ 4 0の回動レバー 4 2および防水カバー 2 0に突起部 A， Bを設け、コネクタ 3 0， 4 0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 1 0の上部からコネクタ 3 0 , 4 0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 3 0， 4 0の接続作業を迅速かつ正確に行なうことが可能になる。

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め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 4 2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。

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 P C U 7 0 0と配線 1 1 0 0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 2 1と、凹部 2 1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 1 0および防水カバー 2 0と、防水カバー 2 0を取付けたケーシング 1 0内に収納され、 P C U 7 0 0を構成する「電気部品」としての制御基板 7 4 1と、凹部 2 1の底面に設けられ、制御基板 7 4 1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 3 0と、ケーシング 1 0の外部からコネクタ 3 0に嵌合される「第 2のコネクタ」としてのコネクタ 4 0とを備える。凹部 2 1は、ケーシング 1 0の側面上に開口 1 1を形成し、開口 1 1に凹状に形成された防水カバー 2 0を取り付けることにより形成される。コネクタ 4 0は、コネクタ 3 0に嵌合する「第 1部材」としての嵌合部材 4 1と、嵌合部材 4 1に対して矢印 D R 4 2方向に回動可能に軸支され、嵌合部材 4 1がコネクタ 3 0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 4 2とを含んで構成される。

なお、本実施の形態では、第 2部材（回動レバー 4 2 ) が第 1部材（嵌合部材 4 1 ) 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レヽ。

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。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすベての変更が含まれることが意図される。産業上の利用可能性

本発明は、たとえば、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適用され得る。

Claims

請求の範囲

1. 電気機器（700) と配線（1 100) 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（2 1) と、前記側面における前記凹部 (2 1 ) に隣接する位置に形成された突起部（B) とを有する筐体（1 0， 2 0) と、

前記筐体（10, 20) 内に収納され、前記電気機器 (700) を構成する電気部品（ 741 ) と、

前記凹部（2 1) の底面に設けられ、前記電気部品（741) と電気的に接続される第 1のコネクタ（30) と、

前記筐体（10, 20) の外部から前記第 1のコネクタ（30) に嵌合される第 2のコネクタ（40) とを備え、

前記第 2のコネクタ（40) は、前記第 1のコネクタ（30) に嵌合する第 1 部材（41) と、前記第 1部材（41) が前記第 1コネクタ（30) に対して正規嵌合した状態で前記突起部（B) と整合する部分（A) を有する第 2部材（4 2) とを含む、電気機器のコネクタ構造。

2. 前記第 2部材（42) は、前記第 1部材（41) に対して回動可能に軸支される、請求の範囲第 1項に記載の電気機器のコネクタ構造。

3. 前記突起部（B) および前記第 2部材（4 2) における前記突起部 (B) と整合する部分（A) は、前記筐体（10, 20) の上方から視認可能である、請求の範囲第 1項に記載の電気機器のコネクタ構造。

4. 前記筐体（10， 20) は、開口（1 1) を有するケーシング（10) と、前記開口（1 1) に取り付けられた凹状のカバ一（20) とを含み、前記カバー（20) により前記凹部（2 1) が形成される、請求の範囲第 1項に記載の電気機器のコネクタ構造。

5. 前記突起部（B) は、前記カバー（20) と一体成形される、請求の範囲第 4項に記載の電気機器のコネクタ構造。

6. 前記電気機器（700) は、車両駆動用回転電機（MG 1， MG2) を制御する制御装置である、請求の範囲第 1項に記載の電気機器のコネクタ構造。

7 . 請求の範囲第 1項に記載の電気機器のコネクタ構造を備えた、車両。