JP4845685B2 - 端子の接続構造及び端子の接続方法、並びに制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、端子同士を接続する接続構造に関するものである。

これまで、長手方向に延びる端子同士を接続するには、端子同士を重ね合わせて両者が当接する方向に加圧し、両方の端子を密着させた状態で接続していた。このように端子同士を確実に接触させるためには、強い力で押し付ける必要がある。

そこで特許文献１に示すように、長板状に形成された一方の端子に半球状、もしくは、短辺方向の沿って横断する凸部を形成することで端子同士を確実にさせるものが考えられている。

特開平１０−６４９５１号公報

しかしながら、端子に半球状の凸部を成形するには、端子の短辺方向の長さを長くする必用がある。このため、制御装置等の小型の製品には適用することができないといった問題があった。

また、短辺方向の沿って横断する凸部は、端子の短辺方向の長さが短くても容易に成形することができるが、相手側の端子に押し付けた際に、凸部が潰れる方向に変形してしまうといった問題が生じてしまう。

本発明の目的は、小型の製品にも適用することができ、また、端子同士を確実に当接させて接合することができる端子の接続構造を提供することにある。

上記目的は、長手方向に延びる第１端子に第２端子が接続され、前記第１端子には、短辺方向両端に渡って凸部が形成されると共に、該凸部の反対面には前記凸部に対応して凹部が形成されており、前記凸部及び前記凹部は、前記第１端子の短辺方向長さよりも長く、前記凸部にて前記第２端子が接続された端子の接続構造において、前記凸部と前記第２端子は、溶接によって接続され、前記凸部及び前記凹部は、折れ曲がった形状、または、短辺方向に対して円弧状の部分を有することにより達成される。

本発明によれば、端子同士を確実に当接させて接合することができる。

以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

［第１実施例］
図１は、本発明に係る一実施例の形態として自動車の自動変速機のハウジングにおいて、制御装置部分を部分的に断面にした図である。図２は、自動変速機の油圧制御装置の上面図である。図３は、第１実施例における結合された第１端子及び第２端子の上面図である。図４は、電気抵抗溶接によって、第１端子と第２端子を接合している状態の側面断面図である。

図１において自動車のエンジン１には変速機２が接続され、エンジン１からの回転力が変速機２側に伝達されるようになっている。この変速機２の内部の底部側には制御装置としての油圧制御装置３が配置され、この油圧制御装置３は変速機の内部に設けられるクラッチの切換え等を油圧により制御するために用いられている。また、この油圧制御装置３の上には、油圧を実際に制御するためのソレノイドバルブ４や、制御信号を作成するためのＣＰＵ等の電子部品を樹脂にてモールドしたコントロールモジュール５が固定配置されている。このソレノイドバルブ４は、図２に示すコントロールモジュール５のコネクタ
６ｃ，６ｄ，６ｅと接続される。

次に油圧制御装置３の詳細を図２に基づいて説明する。この油圧制御装置３は、変速機のハウジングに固定される金属製（ＳＰＣＣ材）で長方形のベース７を有しており、このベース７の長辺方向両側から互いに向き合うように複数の金属製（リン青銅等の銅合金）のバスバー８が内側に向かって延びている。また、このバスバー８の外側位置は、コネクタ間の短絡防止のために樹脂によってインサートモールドされて、絶縁モールド９を形成しており、絶縁モールド９は、両側に２つずつの４つのブロックに分かれている。尚、図２中右上に位置する絶縁モールド９ａには、長辺方向一端側におけるコントロールモジュール５側には、略長方形状の貫通穴９ｂが設けられている。

絶縁モールド９におけるベース７の長辺と対向する一端には、車両側のハーネスに連結するためのコネクタ６ａ，６ｂが設けられており、絶縁モールド９におけるベース７の長辺と対向する他端には、ソレノイドバルブ４に連結するためのコネクタ６ｃ，６ｄ，６ｅが設けられている。

また、ベース７の長辺方向両側に配置された各バスバー８間には、制御信号を作成するためのＣＰＵ等の電子部品を樹脂にてモールドしたコントロールモジュール１０が配置されており、このコントロールモジュール１０の両側には、各バスバー８と対応するようにバスバー８と同数の金属製（純銅）の端子１１が突出形成されている。これらの各端子
１１と各バスバー８とは、レーザー溶接によって接続されている。

更に、絶縁モールド９ａにおける貫通穴９ｂ内には、コントロールモジュールに接続された複数（４つ）のバスバー１２が絶縁モールド９ａの長辺方向一端側に向かって突出しており、これらのバスバー１２は、バスバー８の並ぶ方向に略直交する方向に並んでいる。このバスバー１２は、長手方向に延びる金属製（リン青銅等の銅合金）の長板からなり、略長方形状となっているが、短辺方向の先端側は、接続部が構成されるために幅広となっており、根元側は、先端側に対して幅狭となっている。尚、このバスバー１２が第１端子を構成する。

これらのバスバー１２の夫々には、第２端子を構成するリード線としてのコネクタリード線１３が接続されており、コネクタリード線１３は、コネクタ１４が様々な位置の外部端子に接続できるようにフレキシブルに変形可能となっている。このため、コネクタ１４が接続される外部端子としての車両側コネクタの位置は制限されず、他車種に対応可能な構造となっている。尚、コネクタリード線１３は、金属製（純銅）であり、周囲を絶縁材で被覆された断面が丸形状の丸線であるが、バスバー１２との接続部は、絶縁被覆を剥がしている。

次に第１端子としてのバスバー１２と第２端子としてのコネクタリード線１３の接続構造における詳細について、図３及び図４に基づいて説明する。図３は、バスバー１２の先端側の幅広部分及びコネクタリード線１３の接続部分を示している。

バスバー１２の短辺方向の長さは、約２mmであるが、コネクタリード線１３を接続しやすく、かつ、制御装置を小型化するためには、０.５mm 〜３mmとすることが好ましい。また、バスバー１２の厚さは、約０.６４mm であるが、コネクタリード線１３との接続時の強度を考慮すると、０.２mm〜１.２mmとすることが好ましい。更に、バスバー１２における幅広部分の長辺方向の長さは、約４mmであるが、コネクタリード線１３を接続しやすく、かつ、制御装置を小型化するためには、３mm〜５mmとすることが好ましい。

このバスバー１２には、プレス加工によって、短辺方向両端に渡って凸部１５が形成されているので、凸部１５の反対面には、凸部１５に対応して凹部１６が形成される。この凸部１５は、バスバー１２の短辺方向及び長辺方向に対して角度を持つように傾斜して略直線形状に形成されており、バスバー１２の短辺方向の線に対して交差するように成形されている。つまり、凸部１５及び凹部１６は、バスバー１２の短辺方向の長さよりも長くなっている。また、凸部１５におけるバスバー１２の長辺方向先端側の位置ａからバスバー１２の長辺方向先端ｂまでの長さｃは、凸部の高さｄよりも長くなっている。

更に凸部１５は、図４に示すように断面が先端に向かうに従って幅狭となる略台形状となっているので、頂面には、凸部１５が延びる方向に沿って平らな面が略直線状に形成されることとなる。この凸部１５は、前述したようにプレス加工によって成形されるので凹部１６の断面形状も凸部１５とほぼ同じ台形状となっている。

次にバスバー１２にコネクタリード線１３を接合する接合方法について、以下に説明する。尚、バスバー１２とコネクタリード線１３の接合には、電気抵抗溶接が用いられる。

まず、バスバー１２は、樹脂を射出成形することにより、接続部となる部分のみが貫通穴９ｂから突出するように絶縁モールド９ａ内に埋め込まれる。次に、コネクタリード線１３をバスバー１２の長辺方向に沿った状態で、バスバー１２の短辺方向の略中央位置となる凸部１５の頂面に配置する。このとき、絶縁モールド９ａは、まだベース７には装着されていない。この状態で、図４に示すように、コネクタリード線１３側及び凹部１６側の両方から電極１７ａ，１７ｂを当接させて、更に加圧した状態で通電する。このため、抵抗熱によってバスバー１２とコネクタリード線１３が溶融して接合される。

ここで前述した特許文献１に示すようにバスバーに短辺方向の沿って横断する凸部及び凹部を形成した場合、電極を当接させて加圧した際、凸部先端に応力が集中するため、凸部が潰れるようにバスバーが変形してしまう。このとき、凸部からバスバーの先端側は、自由端となっていることから、凸部が潰れると同時に、バスバーの先端がコネクタリード線側に持ち上がってしまうことがある。ここで、凸部の位置からバスバーの長辺方向先端までの長さが、凸部の高さよりも長くなっていることから、持ち上がったバスバーの先端は、コネクタリード線に接触してしまう。このため、凸部におけるコネクタリード線との接触面積が減少してしまうと共に、凸部以外もコネクタリード線と接触したバスバーの先端から電流が分流してしまい、確実に溶接できないといった問題があった。また、加圧時のみでなく、加圧し電流を通電し、溶接中においても凸部先端の近傍が熱により軟化するため、変形してしまうといった問題がある。これらの要因の一つとしては、凸部の裏側が凹状となるため、端子の剛性が低下することが挙げられる。

これに対して、本実施例では、凸部１５をバスバー１２の短辺方向に沿って形成するのではなく、凸部１５を短辺方向に対して角度を持つように傾斜させたので、凸部１５の全長が長くなり、凸部１５の剛性が向上し、電極で加圧した際に凸部１５が変形しない。更に溶接時に生じる発熱によってバスバー１２が軟化したとしても変形しづらくなるため、確実に安定して溶接することが可能となる。

以上、第１実施例の詳細について説明したが、第１実施例の作用効果を以下に示す。

第１実施例は、長手方向に延びる第１端子に第２端子が接続されている端子の接続構造であって、第１端子には、短辺方向両端に渡って凸部が形成されると共に、該凸部の反対面には凸部に対応して凹部が形成されており、凸部及び凹部は、第１端子の短辺方向長さよりも長く、凸部にて第２端子が接続されているので、第２端子を第１端子に強く押し付けた状態で接続しても凸部が変形することがない。このため、第１端子と第２端子の接触面積が減少してしまうことがなく、第２端子を第１端子に強く押し付けた際に一定の面圧を得ることができるので確実に接続することが可能となる。特に、凸部と第２端子を溶接によって接続するときには、第１端子と第２端子とが確実に接触した状態で溶接することができるので接合状態を安定させることができる。

尚、凸部及び凹部を、第１端子の短辺方向長さよりも長くするために、第１端子の短辺方向に対して角度を持った部分を有することが考えられ、特に、凸部及び凹部を略直線状とすることにより、材料が銅合金製で、厚さが、０.４mm〜０.８mm程度で、短辺方向の長さが、３mm〜５mm程度の非常に小さな端子であったとしても容易に凸部を成形することができる。

また、第１実施例の場合、第２端子が線材であるので、第１端子と接合する際には、加圧しながら接合することが必須となる。特に第２端子は、第１端子の長辺方向にほぼ沿った状態で接合されると、凸部と第２端子が当接しやすくなり、第１実施例では、凸部を第１端子の短辺方向に対して角度を持った略直線状に成形しているので凸部と第２端子の接触面積を拡大することもできる。更に第２端子を第１端子の短辺方向の略中央位置で接合すれば、加圧する際に凸部から第２端子が脱落することを防止できる。

また、第１実施例は、長手方向に延びる板状の第１端子に第２端子を接続する端子の接続方法であって、長手方向に延びる金属板に、金属板の短辺方向と交差する部分を少なくとも一部に有する略線形状の凸部をプレス加工によって成形し、成形された凸部に第２端子を加圧した状態で第１端子と第２端子を接続するようにしたので、第２端子を第１端子に強く押し付けた状態で接続しても凸部が変形することがない。このため、第１端子と第２端子の接触面積が減少してしまうことがなく、第２端子を第１端子に強く押し付けた際に一定の面圧を得ることができるので確実に接続することが可能となる。特に、凸部と第２端子を溶接によって接続するときには、第１端子と第２端子とが確実に接触した状態で溶接することができるので接合状態を安定させることができる。

また、第１実施例は、第１端子と第２端子を電気抵抗溶接によって接続した場合にも、第１端子の先端がコネクタリード線側に持ち上がってしまうことがないので、第１端子の先端がコネクタリード線に接触してしまうことによる電流の分流を防止することができる。特に、凸部における第１端子の長辺方向先端側の位置から第１端子の長辺方向先端までの長さが、凸部の高さよりも長くなっている場合には、効果的である。

また、第１実施例は、基板上にリード線が接続されたバスバーを有する制御装置であって、バスバーは、基板上に設けられたコントロールモジュールに接続され、短辺方向両端に渡って凸部が形成された長板状の金属板で構成されており、該凸部は短辺方向に延びていない箇所を有し、リード線は、コントロールモジュール以外の他の部品に接続され、更に凸部にてバスバーとリード線が溶接によって接続されているので、リード線をバスバーに強く押し付けた状態で溶接しても凸部が変形することがない。このため、バスバーとリード線の接触面積が減少してしまうことがなく、リード線をバスバーに強く押し付けた際に一定の面圧を得ることができるので確実に接続することが可能となる。特に、凸部とリード線を電気抵抗溶接によって接続するときには、バスバーとリード線とが確実に接触した状態で溶接することができるので接合状態を安定させることができる。

また、第１実施例の制御装置は、自動車の自動変速機に搭載されている。ここで自動車に搭載されるだけであっても制御装置に振動が伝達されるが、自動変速機に搭載されることによって、更に大きな振動が伝達される。このため、バスバーとリード線が確実に接合されていないと、このような振動によって離間してしまうことから、バスバーとリード線が強固に接合されているか否かを検査している。この検査の結果、従来技術のようなバスバーに短辺方向の沿って横断する凸部を形成したものに比べて、本実施例のように凸部がバスバーの短辺方向に延びていない箇所を有しているものでは、大幅に不良を低減できることが確認できた。

更に自動変速機に制御装置を搭載するためには、制御装置自体を小型化しなければ、搭載が困難となってしまう。このため、バスバーの特に短辺方向の幅を小さくすることによってバスバーの配置部分のスペースを小さくすることができる。また、バスバーの短辺方向の幅を小さくすれば、リード線の線径も細いものを用いる必用がある。このため、バスバーとリード線は、振動によって離間しやすい状況化にあり、バスバーとリード線をいかに確実に接続するかが生産面で重要となっている。ここで本実施例を採用することで自動変速機に搭載できる程度にバスバーを小さくしたとしても線径の細いリード線を確実に接合することができる。

また、第１実施例のバスバーは、基板上に並んだ状態で複数設けられ、夫々のバスバーに、夫々リード線が接合されるようになっているので、連続してバスバーとリード線を接合することができる。尚、電極の形状によっては、同時に複数のバスバーとリード線を接合することができる。

また、第１実施例のリード線は、外部端子と接合するためのコネクタに接続されるコネクタリード線であるので、バスバーと接合する際には、加圧しながら接合することが必須となる。

以上、第１実施例について説明したが、凸部１５の傾斜する方向は、どちらに傾斜させても構わない。しかしながら、複数のバスバー１２が並んで配置され、夫々のバスバー
１２にコネクタリード線１３を接続するものにおいては、夫々の凸部１５の傾斜方向を同一方向とした方がよい。また、凸部１５の傾斜角度については、バスバー１２の長辺方向の長さや加圧力等を考慮して適宜設定することができる。

また、バスバー１２は、第１実施例のバスバー１２のように根元部が短辺方向に幅狭となっていてもよく、長手方向に延びていればよい。このため、完全な長方形の板とする必要はない。

また、バスバー１２の厚さが０.２mm〜１.２mmで、短辺方向の長さが０.５mm 〜３mmでなくとも第１実施例の作用効果を得ることは可能である。尚、好ましくは、バスバー１２の厚さが０.４mm〜０.８mmで、短辺方向の長さが１mm〜３mmとするとよい。


更に、バスバー１２及びコネクタリード線１３が銅を含む金属としなくても第１実施例の作用効果を得ることは可能である。

また、第２端子は、コネクタリード線１３のような線材とする必要はなく、第２端子も第１端子と同じような金属板とすることも可能である。

また、コネクタリード線１３は、必ずしもバスバー１２の長辺方向にほぼ沿った状態で接合される必要はなく、バスバー１２と交差するようにバスバー１２に対して、斜め方向、もしくは、垂直方向にコネクタリード線１３を接続しても構わない。更に、コネクタリード線１３は、必ずしもバスバー１２の短辺方向の略中央位置で接合されている必要はなく、どちらか一方側に寄った状態で接合しても構わない。

また、第１実施例では、バスバー１２とコネクタリード線１３を電気抵抗溶接にて接合したが、当接させた状態で接合するもの全てに応用することが可能であり、例えば、接着剤による接着や、ロウ付けによる接合等にも適用することができる。尚、電気抵抗溶接を用いない場合には、凸部におけるバスバー１２の長辺方向先端側の位置からバスバー１２の長辺方向先端までの長さが、凸部１５の高さよりも長くても電流が分流してしまうようなことがないが、接合時の接触面積を確保でき、強く押し付けた際に一定の面圧を得ることができることは、十分に効果的である。

また、第１実施例では、凸部１５及び凹部１６の断面形状を略台形状としたが、略台形状とする必要はなく、例えば、略長方形，略正方形，略三角形，略半円形状やそれぞれを組み合わせた形状のいずれでも良い。更には、凸部１５の全長をバスバーの幅よりも長くするため、例えば凸部１５をＴ字状に設けてもよい。加えて、凸部１５は、端子の幅の全部に対して成形するのではなく、成形しない部分を残した略線形状としても良い。

［第２実施例］
次に第２実施例を図５に基づいて説明する。図５は、第２実施例における第１端子の上面図である。尚、第１実施例と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

図５に示すように第２実施例の凸部１５は、第１端子としてのバスバー１２における短辺方向途中までは、バスバー１２の短辺方向に沿って形成されており、バスバー１２における短辺方向一端側には、短辺方向に対して角度を持った部分を有している。このため、凸部１５は、バスバー１２の短辺方向長さよりも長くなっており、折れ曲がった形状に形成されているので、短辺方向に延びていない箇所、及び、短辺方向と交差する部分を有している。尚、その他の部分は、第１実施例と同様である。

このように第２実施例の凸部１５は、折れ曲がった形状に形成されているので、第１実施例よりも凸部１５が潰れづらくなっている。また、凸部１５における短辺方向に沿って形成された部分にコネクタリード線１３を接続すれば、コネクタリード線１３をバスバー１２の方向に加圧した際、コネクタリード線１３と凸部１５が直交することになるため、コネクタリード線１３が凸部１５から脱落してしまうことを極力防止することができる。

尚、第２実施例の凸部１５におけるバスバー１２の短辺方向に対して角度を持った部分は、短辺方向どちら側に設けられていてもよく、傾斜方向及び長さも自由に設定することができる。更には、凸部１５にバスバー１２の短辺方向に沿った部分を設けず、例えば、Ｖ字形状の凸部としても構わない。

［第３実施例］
次に第３実施例を図６に基づいて説明する。図６は、第３実施例における第１端子の上面図である。尚、他の実施例と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

図６に示すように第３実施例の凸部１５は、第１端子としてのバスバー１２の先端側に向かって凸となるような円弧形状に形成されている。このため、凸部１５は、バスバー
１２の短辺方向長さよりも長くなっており、短辺方向に延びていない箇所、及び、短辺方向と交差する部分を有している。尚、その他の部分は、第１実施例と同様である。

このように第３実施例の凸部１５は、円弧状に形成されているので、角部がなく応力が集中してしまうことを防止することができる。また、プレスにて凸部１５を成形する際の成形型の寿命を向上させることができる。

尚、第３実施例の凸部１５における円弧形状は、バスバー１２の先端側に凹となるように設けられていてもよく、コネクタリード線１３との接続箇所をどの位置にするかによって適宜選択することができる。また、凸部１５の円弧におけるアールは自由に設定することが可能であり、複合アールとすることも可能である。

［第４実施例］
次に第４実施例を図７に基づいて説明する。図７は、第４実施例における第１端子の上面図である。尚、他の実施例と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

図７に示すように第４実施例の凸部１５は、第１端子としてのバスバー１２における短辺方向途中までは、バスバー１２の短辺方向に沿って形成されており、バスバー１２における短辺方向一端側がバスバー１２の先端から離れる方向に円弧形状に形成されている。このため、凸部１５は、バスバー１２の短辺方向長さよりも長くなっており、短辺方向に延びていない箇所、及び、短辺方向と交差する部分を有している。尚、その他の部分は、第１実施例と同様である。

このように第４実施例の凸部１５は、第２実施例と同様に凸部１５における短辺方向に沿って形成された部分にコネクタリード線１３を接続すれば、コネクタリード線１３が凸部１５から脱落してしまうことを極力防止することができる。更に、バスバー１２における短辺方向一端側がバスバー１２の先端から離れる方向に円弧形状に形成されているので、第３実施例と同様に、応力の集中を防止することができ、成形型の寿命を向上させることができる。つまり、第４実施例は、第２実施例と第３実施例の両方の作用効果を得ることができる。

尚、第４実施例の凸部におけるバスバー１２の円弧形状の部分は、短辺方向どちら側に設けられていてもよく、傾斜方向及び長さも自由に設定することができる。

本発明に係る一実施例の形態としての変速機のハウジングにおいて、制御装置部分を部分的に断面にした図である。 変速機の油圧制御装置の上面図である。 第１実施例における結合された第１端子及び第２端子の上面図である。 電気抵抗溶接よって、第１端子と第２端子を接合している状態の側面断面図である。 第２実施例における第１端子の上面図である。 第３実施例における第１端子の上面図である。 第４実施例における第１端子の上面図である。

符号の説明

３ 油圧制御装置（制御装置）
５ コントロールモジュール
１２ バスバー（第１端子）
１３ コネクタリード線（第２端子）
１４ コネクタ
１５ 凸部
１６ 凹部
１７ａ，１７ｂ 電極

Claims (8)

1. 長手方向に延びる第１端子に第２端子が接続され、
   前記第１端子には、短辺方向両端に渡って凸部が形成されると共に、該凸部の反対面に
   は前記凸部に対応して凹部が形成されており、
   前記凸部及び前記凹部は、前記第１端子の短辺方向長さよりも長く、
   前記凸部にて前記第２端子が接続された端子の接続構造において、
   前記凸部と前記第２端子は、溶接によって接続され、
   前記凸部及び前記凹部は、折れ曲がった形状、または、短辺方向に対して円弧状の部分を有することを特徴とする端子の接続構造。
2. 請求項１項に記載の端子の接続構造において、
   前記第１端子の厚さは、０.２mm〜１.２mmであることを特徴とする端子の接続構造。
3. 請求項２項に記載の端子の接続構造において、
   前記第１端子の短辺方向の長さは、０.５mm〜３mmであることを特徴とする端子の接続構造。
4. 請求項１項に記載の端子の接続構造において、
   前記第１端子及び前記第２端子は、銅を含む金属であることを特徴とする端子の接続構造。
5. 請求項１項に記載の端子の接続構造において、
   前記第２端子は、線材であることを特徴とする端子の接続構造。
6. 請求項５項に記載の端子の接続構造において、
   前記第２端子は、前記第１端子の長辺方向にほぼ沿った状態で接合されていることを特徴とする端子の接続構造。
7. 請求項６項に記載の端子の接続構造において、
   前記第２端子は、前記第１端子の短辺方向の略中央位置で接合されていることを特徴とする端子の接続構造。
8. 請求項１項に記載の接続構造を備え、自動車の自動変速機に搭載されることを特徴とする制御装置。

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