JP5675489B2 - コネクタモジュールの多層化構造 - Google Patents

Description

本発明は、通信機器を内蔵したコネクタモジュールを多層化する多層化構造に関する。

車両に搭載される各種の電装機器を制御するために、ワイヤハーネス連結用のコネクタに通信機器を搭載した、通信機器内蔵型のコネクタモジュールが用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。このような通信機器内蔵型のコネクタモジュールは、ワイヤハーネスを介して複数の電装機器に接続されており、且つ、各通信機器毎にノード番号が設定されている。

例えば、図９に示すように、制御ユニット３１と、通信機器を内蔵したコネクタモジュール１０１が３本の電線Ｗ１（電源、ＧＮＤ、通信線）により接続され、更に、コネクタモジュール１０１と電装機器３２，３３がワイヤハーネスにより接続されている。そして、制御ユニット３１より、通信機器のノード番号、及び制御対象となる電装機器の番号が指定された制御信号が送信されると、この制御信号に基づいて、対象となる電装機器に制御信号を送信して、この電装機器３２，３３を制御する。

また、昨今においては車両に搭載される電装機器が増加する傾向にあり、多くの電装機器を制御する場合には、一つのコネクタモジュールに接続可能な電装機器の数に限りがあると、複数のコネクタモジュールに分散して接続する必要が生じる。このため、システムの構成が煩雑化する。例えば、図９に示す電装機器３２，３３に対して、新たに電装機器３４を追加する場合には、新規にコネクタモジュール１０２を追加して、電装機器３４を接続する必要がある。

特開２００８−１５５９０６号公報 特開２００４−２６８６３０号公報

上述したように、従来における電装機器の制御装置では、制御対象となる電装機器が増加すると、これに伴って制御ユニット３１に接続するコネクタモジュールを増加させる必要があり、更に、コネクタモジュールを増加させると、この増加数に応じたノード番号が必要になり、制御が煩雑化する。また、各コネクタモジュール毎に、電線Ｗ１との接続が必要となり、接続作業が煩雑になる。その結果、システムの構成、ワイヤハーネスの回路が複雑化し、生産性が低下するという問題が発生していた。

更に、極数の多いコネクタモジュールを用いることにより、一つのコネクタモジュールに多くの電装機器を接続して、全体のコネクタモジュールの個数を削減しようとすると、極数の異なる複数種類のコネクタモジュールを管理する必要があり、システムの回路構成が複雑化し、生産性が低下するという問題が発生していた。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、同一種類のコネクタモジュールを積層化することにより、一つのコネクタモジュールに多くの電装機器を接続することを可能としたコネクタモジュールの多層化構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、平板形状を成し、且つ通信機器を備えたコネクタモジュールを多層化する多層化構造において、前記コネクタモジュールは、第１の側面より複数の接続用端子が突起し、且つ、少なくとも１本の電線と接続され、前記コネクタモジュールの上面には、前記電線を通すための溝部と、該溝部に設けられて前記電線と電気的に接続する接続用突起と、が設けられ、２つの前記コネクタモジュールにそれぞれ設けられた前記溝部間に前記電線が通るようにして、この２つの前記コネクタモジュールの前記上面どうしを、双方の前記第１の側面の向きが一致するように向き合わせて積層することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記電線は複数設けられ、２つの前記コネクタモジュールには、前記電線と同数の直線状の溝部が略平行に形成され、前記各溝部に設けられる接続用突起は、前記溝部の長さ方向に対して斜めに配置されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、一方のコネクタモジュールに設けられる前記接続用突起に対し、他方のコネクタモジュールの対応部位には、前記接続用突起が貫通する貫通孔が形成されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記各コネクタモジュールの、前記第１の側面と反対側の側面である第２の側面には、ノード番号設定用の複数の設定端子が設けられ、前記各設定端子の適所を短絡して、前記２つのコネクタモジュールのノード番号を設定するためのノード設定手段を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記２つのコネクタモジュールの、前記第２の側面側から各コネクタモジュールを挟持して固定するクリップ部材を更に備えることを特徴とする。

本発明に係るコネクタモジュールの多層化構造では、通信機器を備えるコネクタモジュールに溝部を設け、且つ該溝部内に接続用突起を設け、この溝部内に電線を挿入した状態で、２つのコネクタモジュールの上面どうしを向き合わせて結合し、積層化する。従って、コネクタモジュール２個分の接続用端子を備えたコネクタを形成することができ、このコネクタを用いることにより多くの電装機器との連結が可能となる。また、同一のコネクタモジュールを結合する構成であるので、モジュールの種類を増やす必要がなく、部品管理を簡素化することができる。更に、電線の接続作業を容易に行うことができ、システム構成を簡素化し、生産性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る多層化構造により多層化される２つのコネクタモジュールの分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る多層化構造により多層化されたコネクタの外観図である。 本発明の一実施形態に係る多層化構造に用いられるコネクタモジュールの内部配線を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る多層化構造により多層化されたコネクタを、コネクタハウジングに接続する様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る多層化構造により多層化されたコネクタを、コネクタハウジングに接続する様子を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る多層化構造により多層化されたコネクタの、平面図である。 本発明の一実施形態に係る多層化構造により多層化される２つのコネクタモジュールの、ノード設定端子の接続の様子を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る多層化構造により多層化されたコネクタを、制御ユニットと電装機器との間に設けた場合の回路図である。 制御ユニットと電装機器との間に従来のコネクタを設けた場合の回路図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る多層化構造を適用して、第１コネクタモジュール１１と第２コネクタモジュール１２を多層化する際の分解斜視図である。また、図２は、２つのコネクタモジュール１１，１２を多層化した後の外観図、図３は第１コネクタモジュール１１の内部配線の構成を示す説明図、図６は２つのコネクタモジュール１１，１２を多層化した後の平面図である。なお、第２コネクタモジュール１２は、第１コネクタモジュール１１と同一の構成を備えているので構成説明を省略する。また、図３の括弧内に示す符号が、第２コネクタモジュール１２に対応する各構成要素の符号である。

図３に示すように、第１コネクタモジュール１１は、矩形の平板形状をなしており、内部にＩＣチップ（通信機器）１９が搭載されている。ＩＣチップ１９は、複数の接続線に接続されており、このうちの一部の接続線は、モジュールの一つの側面（第１の側面）Ｍ１から外部に突起する接続用端子１１ａに接続され、他の接続線の一部は、反対側の側面（第２の側面）Ｍ２に設けられるノード設定端子（設定端子）Ｔａに接続されている。

また、第１コネクタモジュール１１の内部には、３個の圧接端子（接続用突起）１４a1，１４b1，１４c1（第２コネクタモジュール１２の場合は１４a2，１４b2，１４c2）が設けられ、且つ、３個の貫通孔１５a1，１５b1，１５c1（第２コネクタモジュール１２の場合は１５a2，１５b2，１５c2）が穿設されている。各圧接端子１４a1，１４b1，１４c1、及び、各貫通孔１５a1，１５b1，１５c1は、モジュールの側面に対して斜めとなる方向に向くように配置されている。各圧接端子１４a1，１４b1，１４c1には、図３に示すように中央に切欠部ｑが形成されており、この切欠部ｑに被覆された電線を挿入することにより、該電線の被覆が切断されて電線の導体部分と圧接端子とが電気的に接続されることとなる。

更に、図１に示すように、モジュール上面の、側面Ｍ１，Ｍ２と平行になる方向には３つの溝部２０a1，２０b1，２０c1（第２コネクタモジュール１２の場合は２０a2，２０b2，２０c2）が形成されており、各溝部２０a1，２０b1，２０c1に、上流側に設けられる制御ユニット３１（後述する図８参照）と接続するための３本の電線１３ａ，１３ｂ，１３ｃが収容されるようになっている。また、図１に示すように、各圧接端子１４a1，１４b1，１４c1、及び、各貫通孔１５a1，１５b1，１５c1は、それぞれ各溝部２０a1，２０b1，２０c1内に設けられている。

そして、本実施形態に係るコネクタの連結構造では、図１に示すように、第１コネクタモジュール１１の上面と、第２コネクタモジュール１２の上面を向き合わせ、各コネクタモジュール１１，１２に形成された溝部２０a1，２０b1，２０c1と溝部２０a2，２０b2，２０c2との間に各電線１３ａ，１３ｂ，１３ｃを収容して、各コネクタモジュール１１，１２を結合する。その結果、２つのコネクタモジュール１１，１２が積層されたコネクタ１００が形成される。該コネクタ１００では、第１コネクタモジュール１１より突起する接続用端子１１ａと、第２コネクタモジュール１２より突起する接続用端子１２ａがモジュールの側面から突起することになり、これらの接続用端子１１ａ，１２ａを用いて、コネクタハウジング２１（後述する図４参照）に接続することができる。

また、２つのコネクタモジュール１１，１２を結合する際に、第１コネクタモジュール１１の溝部２０a1内に収容される被覆付きの電線１３ａは、圧接端子１４a1に形成された切欠部ｑにより被覆が切断されて、電線１３ａと圧接端子１４a1とが電気的に接続される。更に、圧接端子１４a1の先端部は、第２コネクタモジュール１２に設けられた貫通孔１５a2内に挿通される。これと同様に、圧接端子１４b1，１４c1についても、溝部２０b1，２０c1内に収容される電線１３ｂ，１３ｃと接続され、貫通孔１５b2，１５c2内に挿通されることとなる。

また、第２コネクタモジュール１２についても同様に、各溝部２０a2，２０b2，２０c2内に各電線１３ａ，１３ｂ，１３ｃが挿入されると、各圧接端子１４a2，１４b2，１４c2に接続され、各圧接端子１４a2，１４b2，１４c2の先端部は、第１コネクタモジュール１１に形成された貫通孔１５a1，１５b1，１５c1内に挿通される。

その結果、３本の電線１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、第１コネクタモジュール１１内の回路、及び第２コネクタモジュール１２内の回路の双方に接続されることとなり、それぞれのＩＣチップ１９に電源線、グランド線、及び制御信号線が接続されることとなる。

更に、本実施形態に係る連結構造では、図４，図５に示すように、各コネクタモジュール１１，１２をクリップ部材１６を用いて固定すると共に、該クリップ部材１６に設けられるノード設定金具（ノード設定手段）１８を用いて、コネクタ１００のノード番号を設定する。以下、この連結手順を図４に示す分解斜視図、及び図５に示す側面図を参照して詳細に説明する。

図４に示すように、クリップ部材１６は、コネクタ１００のノード設定端子Ｔａ，Ｔｂ側の側面部の一部を収納する収納部１６ａを有し、この収納部１６ａ内にコネクタ１００の側面部を収納することにより２つのコネクタモジュール１１，１２を結合した状態で固定する。また、クリップ部材１６の左右の端部には、それぞれコネクタ１００側に向けて突起するブラケット１７が形成されている。

また、コネクタ１００に設けられる各接続用端子１１ａ，１２ａは、コネクタハウジング２１と連結されて電気的に接続される。即ち、コネクタ１００の、接続用端子１１ａ，１２ａ側の側面は、コネクタハウジング２１に設けられる開口部２２内に挿入され、該コネクタハウジング２１内に設けられる端子（図示省略）と電気的に接続される。この際、開口部２２の２つの側部には、それぞれ切欠部２３が形成されており、該切欠部２３にクリップ部材１６のブラケット１７が挿入されて、クリップ部材１６がコネクタハウジング２１に固定される。

また、クリップ部材１６の内部には、複数の短冊状の金属片１８ａが設けられたノード設定金具１８が取り付けられており、この金属片１８ａがノード設定端子Ｔａ，Ｔｂ内に挿入されることにより、所望する端子間を短絡させて、このコネクタ１００のノード番号を設定する。図７は、各ノード設定端子Ｔａ，Ｔｂの具体的な短絡パターンを示す説明図であり、ノード設定金具１８により、ノード設定端子Ｔａの「３」、「５」、「ＧＮＤ」と、ノード設定端子Ｔｂの「３」、「５」、「ＧＮＤ」とがそれぞれ接続され、更に、ノード設定端子Ｔａの「ＧＮＤ」と、ノード設定端子Ｔｂの「１」が接続されている。

これは、２進数で「０１０１」を示しており、この数値がこのコネクタ１００のノード番号として設定されることとなる。また、ノード設定端子Ｔａの「ＧＮＤ」と、ノード設定端子Ｔｂの「１」を接続することにより、ノード設定端子Ｔａを備える第１コネクタモジュール１１がマスター側のモジュールとされ、第２コネクタモジュール１２がスレーブ側のモジュールとなるように設定される。従って、例えば、各コネクタモジュール１１，１２に１番から１０番までの合計１０個の出力端子が存在する場合には、第１コネクタモジュール１１の１〜１０番をそのまま１番〜１０番の出力とし、第２コネクタモジュール１２の１〜１０番を、１１番〜２０番の出力として設定する。こうすることにより、同一のノード番号に設定された２つのコネクタモジュール１１，１２の出力が重複することなく、各出力端子に接続される電装機器に制御信号を送信することが可能となる。

その結果、例えば、図８に示すように、電装機器３２，３３に加えて電装機器３４が設けられる場合には、２つのコネクタモジュール１１，１２を上記の連結構造を用いて１つのコネクタ１００とし、このコネクタ１００を用いて、各電装機器３２〜３４と接続することが可能となる。

このようにして、本実施形態に係るコネクタモジュールの多層化構造では、同一の構成を備える第１コネクタモジュール１１、及び第２コネクタモジュール１２を互いに結合して一つのコネクタ１００とし、このコネクタ１００に設けられる複数の接続用端子１１ａ，１２ａを用いて、コネクタハウジング２１との間の接続を行う。従って、コネクタモジュールの種類を増やすことなく、多数の電装機器と接続可能なコネクタ１００を形成することができ、システムの配線構造を簡素化することができる。図９に示した従来の接続方式と比較して、コネクタのノード番号を削減することができ、且つ、コネクタと電線との接続が煩雑になり、生産性が低下するという問題を解消することができる。

また、各圧接端子１４a1，１４b1，１４c1は、モジュールの側面方向に対して斜め方向を向くように配置されるので、モジュール内での配線の引き回しが容易となり、回路構成を簡素化することができる。圧接端子１４a2，１４b2，１４c2についても同様に、モジュールの側面方向に対して斜め方向を向くように配置されるので、モジュール内での配線の引き回しが容易となり、回路構成を簡素化することができる。

更に、第１コネクタモジュール１１の、各圧接端子１４a1，１４b1，１４c1と対向する第２コネクタモジュール１２の位置に、貫通孔１５a2，１５b2，１５c2が設けられるので、圧接端子の先端部を貫通孔内に収容することができ、各コネクタモジュール１１，１２の接続を容易に行うことができる。

また、各コネクタモジュール１１，１２の側面を、クリップ部材１６により挟持するので、各コネクタモジュール１１，１２を堅固に固定することができる。更に、クリップ部材１６内にノード設定金具１８を備え、該ノード設定金具１８により、ノード設定端子Ｔａ，Ｔｂ間を接続するので、コネクタ１００のノード番号を容易に設定することが可能となり、また、各コネクタモジュール１１，１２のうちのいずれか一方をマスター側とし、他方をスレーブ側とすることができるので、コネクタ１００に接続される各種の電装機器に対して、確実に制御信号を送信することが可能となる。

以上、本発明の通信機器内蔵コネクタの接続構造を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

例えば、本実施形態では、図８に示す制御ユニット３１とコネクタ１００との間を３本の電線１３ａ，１３ｂ，１３ｃを用いて接続する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１，２本或いは３本以上とすることも可能である。

本発明は、通信機器を搭載したコネクタモジュールを積層することに利用することができる。

１１ 第１コネクタモジュール
１２ 第２コネクタモジュール
１１ａ 接続用端子
１２ａ 接続用端子
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 電線
１４a1，１４b1，１４c1 圧接端子（接続用突起）
１４a2，１４b2，１４c2 圧接端子（接続用突起）
１５a1，１５b1，１５c1 貫通孔
１５a2，１５b2，１５c2 貫通孔
２０a1，２０b1，２０c1 溝部
２０a2，２０b2，２０c2 溝部
１６ クリップ部材
１７ ブラケット
１８ ノード設定金具（ノード設定手段）
１９ ＩＣチップ（通信機器）
２１ コネクタハウジング
２２ 開口部
２３ 切欠部
３１ 制御ユニット
Ｔａ，Ｔｂ ノード設定端子

Claims (5)

1. 平板形状を成し、且つ通信機器を備えたコネクタモジュールを多層化する多層化構造において、
   前記コネクタモジュールは、第１の側面より複数の接続用端子が突起し、且つ、少なくとも１本の電線と接続され、
   前記コネクタモジュールの上面には、前記電線を通すための溝部と、該溝部に設けられて前記電線と電気的に接続する接続用突起と、が設けられ、
   ２つの前記コネクタモジュールにそれぞれ設けられた前記溝部間に前記電線が通るようにして、この２つの前記コネクタモジュールの前記上面どうしを、双方の前記第１の側面の向きが一致するように向き合わせて積層することを特徴とするコネクタモジュールの多層化構造。
2. 前記電線は複数設けられ、２つの前記コネクタモジュールには、前記電線と同数の直線状の溝部が略平行に形成され、前記各溝部に設けられる接続用突起は、前記溝部の長さ方向に対して斜めに配置されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタモジュールの多層化構造。
3. 一方のコネクタモジュールに設けられる前記接続用突起に対し、他方のコネクタモジュールの対応部位には、前記接続用突起が貫通する貫通孔が形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のコネクタモジュールの多層化構造。
4. 前記各コネクタモジュールの、前記第１の側面と反対側の側面である第２の側面には、ノード番号設定用の複数の設定端子が設けられ、
   前記各設定端子の適所を短絡して、前記２つのコネクタモジュールのノード番号を設定するためのノード設定手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のコネクタモジュールの多層化構造。
5. 前記２つのコネクタモジュールの、前記第２の側面側から各コネクタモジュールを挟持して固定するクリップ部材を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコネクタモジュールの多層化構造。

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