CN101557049A - 连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切实防止由振动引起的端子的磨损和接触阻力的增大等的发生，从而可以确保电连接的可靠性和长期耐久性的连接器。该连接器设定成若第一壳体(100)连接于与其分体的保持第二端子(18)而成的第二连接器(200)则第一端子(2)与第二端子(18)电连接，在第一外壳(1)内具备屏蔽电线支撑部件(11)，该屏蔽电线支撑部件(11)夹住屏蔽电线(6)并与第一外壳(1)的内壁接触，而且在第一外壳(1)内支撑屏蔽电线(6)。

Description

连接器

技术领域

本发明涉及例如用于汽车或其他车辆的连接器，该连接器尤其适合于要求即使暴露在不断振动或大幅度的温度变化等之类的严酷的环境下也不会引起电连接的可靠性和耐久性的降低的用途领域。

背景技术

为了利用连接器进行可靠性高的电连接，需要防止由作为其连接部分的连接器产生的干扰的辐射。因此，一般做成所谓静电屏蔽构造，即，通过将端子用金属制的屏蔽壳或外壳(有时简单地称之为壳体)覆盖，并将该屏蔽壳或外壳与屏蔽电线的编织导体利用由金属材料之类的导电性材料构成的插芯连接，从而用屏蔽壳或外壳完全覆盖包括端子及屏蔽电线而构成的导电路径。

在外壳由金属材料之类的导电性材料构成的场合，该外壳自身起到屏蔽壳的作用，所以屏蔽壳可以省略，而在外壳由树脂材料形成的场合，将由金属材料之类的导电性材料构成的屏蔽壳配置在外壳内。

所谓同轴电缆型的屏蔽电线的场合，使编织导体从外皮露出并利用由金属材料构成的大致筒状的插芯加固，而且使该插芯与屏蔽壳或外壳的内壁接触，从而使屏蔽电线与屏蔽壳或外壳电连接。

另外，例如在用于汽车的发动机室内的连接器的场合，通过在屏蔽电线与外壳之间安装由橡胶系材料构成的线密封件，确保了连接器的密封性(防水性、防尘性)。

在这种构造的连接器中，屏蔽电线被外壳、插芯及线密封件保持。

另外，一般汽车在各种地域或环境下使用，因此汽车用的连接器可以设想暴露在周围温度为-40℃～120℃之类的从极冷至水的沸点以上温度急剧变化的极其严酷的环境中。而且，一般在汽车行驶时，不断受到来自路面和发动机的振动的影响。

在这样极其严酷的温度环境下暴露在不断的振动的情况多的汽车用的连接器中，强烈要求避免由振动引起的端子的磨损和接触阻力的增大等。因此，提出了在连接器的内部设置晃动抑制部件，从而抑制外壳和在其内部保持端子的内壳等的晃动的对策(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2005-19287号公报

然而，即使使用如上所述的防止外壳和内壳等的晃动的现有技术提出的对策技术，仍然存在发生由振动引起的端子的磨损和接触阻力的增大等的问题。

而且，尽管如上所述防止了外壳和内壳等的晃动但还发生端子磨损和接触阻力增大等的问题，并且没有从其原因自身解释清楚，因此，确保连接器的电连接可靠性和耐久性极其困难。

发明内容

本发明鉴于这种问题而做出，其目的是提供一种切实防止由振动引起的端子的磨损和接触阻力的增大等的发生，从而可以确保电连接的可靠性和长期耐久性的连接器。

本发的连接器具有：第一端子；在一端保持上述第一端子的第一壳体；至少具有一条插入并通过上述第一壳体内且与上述第一端子连接的导体线并且具有与上述导体线不同且与地线连接的外部导体，而且利用绝缘体包覆部包覆上述导体线的外周而成的屏蔽电线；设在上述第一壳体中位于与保持上述第一端子的一端相对的另一端上并密封该位置上的上述屏蔽电线与上述第一壳体之间部位的线密封件；以及配置在由上述第一端子和上述线密封件隔开的上述第一壳体内，而且夹住上述屏蔽电线而与该屏蔽电线的上述外部导体连接并与上述第一壳体的内壁接触的插芯，被设置成上述第一壳体和与上述第一壳体分开设置的用于保持第二端子的第二壳体连接，使得上述第一端子与上述第二端子电连接，该连接器的特征是，在上述第一壳体内具备屏蔽电线支撑部件，该屏蔽电线支撑部件夹住上述屏蔽电线并与上述第一壳体的内壁接触而且在上述第一壳体内支撑上述屏蔽电线。

另外，连接器具有第一端子；在一端保持上述第一端子的第一壳体；至少具有一条插入并通过上述第一壳体内且与上述第一端子连接的导体线并且具有与上述导体线不同且与地线连接的外部导体，而且利用绝缘体包覆部包覆上述导体线的外周而成的屏蔽电线；以及设在上述第一壳体中位于与保持上述第一端子的一端相对的另一端上并密封该位置上的上述屏蔽电线与上述第一壳体之间部位的线密封件，被设置成上述第一壳体和与上述第一壳体分开设置的用于保持第二端子的第二壳体连接，使得上述第一端子与上述第二端子电连接，该连接器的特征是，在上述第一壳体内具备屏蔽电线支撑部件，该屏蔽电线支撑部件夹住上述屏蔽电线并与上述第一壳体的内壁接触而且在上述第一壳体内支撑上述屏蔽电线。

本发明具有以下效果。

根据本发明，由于具备夹住屏蔽电线并与上述第一壳体的内壁接触而且在第一壳体内支撑屏蔽电线的屏蔽电线支撑部件，因此能够抑制屏蔽电线因来自外部的振动而振动或共振的情况，能切实防止由振动引起的端子的磨损和接触阻力的增大等的发生，进而能够确保电连接的可靠性和长期耐久性。

附图说明

图1是表示涉及本发明的实施方式的连接器的主要部分的结构的立体图。

图2是图1所示的连接器的连接状态的剖视图。

图3是表示调查屏蔽电线的振动传递率的实验装置的图。

图4是表示通过使用了图3所示的实验装置的振动实验所得到的屏蔽电线的振动传递率的曲线图。

图中：

1-第一外壳，2-第一端子，3-第一内壳，4-内板，5-接地触头，

6-屏蔽电线，7-外皮部，8-编织导体，9-插芯，10-绝缘体包覆部，

11-屏蔽电线支撑部件，12-防水密封件，13-线密封件，14-后板，

15-杆，16-CPA，17-第二外壳，18-第二端子，19-第二内壳，

20-晃动限制部件，21-导体线，100-第一连接器，200-第二连接器。

具体实施方式

以下，参照附图对涉及本发明的实施方式的连接器进行说明。

图1是表示涉及本发明的实施方式的连接器的主要部分的结构的立体图，图2是其连接状态的剖视图。

该连接器适合于在大多暴露在例如汽车的发动机室内等之类的频繁的振动和急剧的温度变化等中的环境下也能以高的连接可靠性、耐久性使用的情况，能够防止例如车辆行驶时的车身振动或HEV(Hybrid Electric Vehicle)、EV(Electric Vehicle)等中的马达或变换器的驱动时的振动，或者来自发动机的振动等使屏蔽电线(或者与此类似的电缆等)共振等并传递到第一端子2和第一外壳1等，能切实抑制由这些振动引起的在第一端子2与第二端子18之间的磨损和接触阻力的增大等的发生。

具体来讲，该连接器设定成通过连接作为所谓母侧连接器的第一连接器100与作为雄侧连接器的第二连接器200，进行该两者之间的电连接。

作为母侧连接器的第一连接器100其主要部分包括：作为所谓母型连接器盖的第一外壳1；作为母侧端子的第一端子2；保持第一端子2并以其外周不与外部短路的方式收容该第二端子2的第一内壳3；防止第一端子2从第一内壳3脱落(在图1、2中向右方向脱落)的内板4；与第一外壳1的内壁接触的接地触头5；加固在从屏蔽电线6的外皮部7露出编织导体8的部分并与该编织导体8电连接，而且与第一外壳1的内壁接触的插芯9；配置在插芯9与第一端子2之间，加固在屏蔽电线6的绝缘体包覆部10的外周并夹住该屏蔽电线6，而且与第一外壳1的内壁接触并在第一外壳1内支撑屏蔽电线6的屏蔽电线支撑部件11；在该第一连接器100与第二连接器200连接的状态时用于确保该连接部分的防水性的防水密封件12；用于确保屏蔽电线6与第一外壳1之间的防水性(密封性)的线密封件13；用于防止线密封件13的脱落的后板14；在该第一连接器100与第二连接器200连接时，在机械上辅助其连接动作的杆15；以及用于固定杆15并表示处于该第一连接器100与第二连接器200已连接的状态的CPA(Connector Position Assurance)16。

作为公侧连接器的第二连接器200其主要部分包括：作为所谓母型连接器盖的第二外壳17；将作为公侧端子的第二端子18相对于第二外壳17电绝缘并保持的第二内壳19；以及在该第二连接器200与第一连接器100连接的状态时，用于防止两者晃动的晃动限制部件20。

第一外壳1、第二外壳17由例如铝之类的金属材料构成，第一内壳3、第二内壳19、内板4、后板14、杆15、CPA16由例如PBT之类的合成树脂构成，第一端子2、第二端子8、屏蔽电线支撑部件11、插芯9、接地触头5由例如铜合金之类的金属构成，晃动限制部件20、防水密封件12、线密封件13由例如硅酮橡胶之类的电绝缘性高的弹性材料构成。而且，屏蔽电线6的导体线21、编织导体8由金属材料之类的导电性材料构成，绝缘体包覆部10当然由绝缘性材料构成。另外，作为屏蔽电线6中的所谓外部导体，除了如上所述的编织导体8以外，也可以是省略图示的例如线状或扭线状的导体线等。

如图1所示，在处于第一连接器100与第二连接器200连接的状态时，第一内壳3与第二内壳19相对的端面彼此通过晃动限制部件20面接触，所以成为在两者之间的晃动被抑制的构造。而且，第二连接器200由于第二外壳17用螺钉或螺栓等(均省略图示)牢固固定在变换器等设备类或设在车辆侧上的安装座等上，因此成为不产生由车身的振动或发动机等的设备类等的振动引起的相对于车身或设备类的相对振动的构造。

屏蔽电线6的编织导体8用插芯9加固，插芯9与由金属材料之类的导电性材料构成的第一外壳1的内壁接触。而且，第一外壳1与第二外壳17通过接地触头5电连接。从而，电连接变换器、马达等设备之间的由屏蔽电线6、第一端子2及第二端子18构成的导电路径被第一外壳1及第二外壳17包围而静电屏蔽，所以能够抑制从该导电路径向外部的干扰辐射。

屏蔽电线支撑部件11在第一外壳1内配置在第一端子2与插芯9之间，并加固在屏蔽电线6的绝缘体包覆部10的外周并在该位置夹住屏蔽电线6，而且以与第一外壳1的内壁压接的状态进行安装，在第一外壳1内牢固支撑屏蔽电线6。

由此，即使第一连接器100的整体和第一外壳1的外侧的屏蔽电线6例如因车身和发动机的振动而激烈振动，也能抑制屏蔽电线6相对于第一外壳1相对振动，能够抑制或消除因屏蔽电线6的针对传递到与屏蔽电线6连接的第一端子2而引起的第一端子2及第二端子18的磨损和接触阻力的发生。其结果，根据本发明的实施方式的连接器，能够确保电连接的可靠性和长期耐久性。

另外，屏蔽电线支撑部件11以夹住第一端子2与插芯9之间的绝缘体包覆部10的外周的方式安装，而该屏蔽电线支撑部件11的外径比插芯9的外径还大。而且，与此对应，就第一外壳1的内径而言，安装屏蔽电线支撑部件11的部位比安装插芯9的部位还大。

由此，在第一连接器100的组装工序中，在将屏蔽电线支撑部件11、插芯9以该顺序在屏蔽电线6的表面(外周面)滑动的同时插入第一外壳1内时，能够缩短由与第一外壳1的内壁的接触所引起的按压力施加在屏蔽电线支撑部件11的距离，所以可以将该屏蔽电线6的表面和屏蔽电线支撑部件11的内周面受到的摩擦减少到最小。

另外，屏蔽电线支撑部件11设在屏蔽电线6中的靠第一端子2的位置上，所以在接近该第一端子的位置能极其有效地抑制屏蔽电线6因从外部传递来的振动而共振等并且产生于该屏蔽电线6的大的振动传递到第一端子2的情况。即，在电上作为信号线或电源线的一部分的第一端子2与作为地线的插芯9的位置关系考虑到干扰等，需要设置一定的距离。因此，实际上插芯9不能接近第一端子2进行配置。而且，在屏蔽电线6中，外皮部7、编织导体8、导体线21并不处于完全刚性的固定状态，具有彼此相对运动的若干余地或柔软性而组合。因此，即使利用插芯9夹住了屏蔽电线6中的外皮部7的周围部分，由从外部传递到屏蔽电线6的振动引起外皮部7、编织导体8、导体线21之间的相对的微小振动等振动，并且只是利用插芯9的夹住不能完全抑制振动等，从而屏蔽电线6的振动不能完全抑制。

于是，本发明通过在屏蔽电线6中的比利用插芯9夹住的位置还靠第一端子2的位置上配置屏蔽电线支撑部件11，能够有效地抑制来自屏蔽电线6的振动传递到第一端子2。例如，在图2所示的实施方式中，在由插芯9夹住的屏蔽电线6的位置与第一端子2的大致中间位置以夹住屏蔽电线6的方式配置屏蔽电线支撑部件11，有效地抑制从屏蔽电线6传递到第一端子2的振动。而且，根据上述观点，屏蔽电线支撑部件11尽量靠近第一端子2，最好是在该第一端子2的最近的部分，以夹住屏蔽电线6的方式配置，从而能最有效地抑制屏蔽电线6等的振动。

本发明人通过进行对现有的连接器施加强制振动的实验及对其结果的研究，弄清楚了未具备屏蔽电线支撑部件11的现有的连接器中的端子的磨损和接触阻力发生的主要原因。

图2是表示对屏蔽电线施加强制振动并调查其振动传递率的实验装置的概要的图，图4是表示通过使用了图3所示的实验装置振动实验而得到的屏蔽电线的振动传递率的曲线图。

在未具备屏蔽电线支撑部件11的现有的连接器在例如-40℃之类的低温环境下使用的场合，屏蔽电线6的导体线21、绝缘体包覆部10、编织导体8、外皮部7等由于其温度特性而杨氏模量增大，所以屏蔽电线6的刚性处于变高的倾向。此时，若例如在汽车的行驶中产生的振动传递到屏蔽电线6，则在屏蔽电线6上产生共振并传递到与屏蔽电线6连接的第一端子2上，在该第一端子2及第二端子18赋予很大的振动。由于这种主要原因，在现有的连接器中，在第一端子2及第二端子18上产生磨损和接触阻力的增大，进而产生其电连接的可靠性和长期耐久性降低的问题，本发明人在进行了如上所述的振动实验的结果，确认到上述问题。而且，基于这种见解，发明了如上所述的涉及本发明的实施方式的具备屏蔽电线支撑部件11的连接器。

在使用了图3所示的实验装置的振动实验中，在常温和-40℃的气氛中分别使长度200mm的屏蔽电线6用其端部支撑在振动台31上，并使振动发生机30工作而对屏蔽电线6施加强制振动，利用安装在屏蔽电线6的中央部上的振动加速度计测传感器32测定了此时的振动传递率。

屏蔽电线6的导体线21的截面积为20mm²，绝缘体包覆部10、外皮部7由氟橡胶构成。

其结果，从图4可知，在常温和-40℃，屏蔽电线6的振动传递率明显不同。即，在常温下屏蔽电线6的共振点位于65Hz附近，而在-40℃，在226Hz附近产生振动传递率极大的共振点。该-40℃的场合的振动传递率的值相对于常温的共振点大约为3.67倍而明显变大。

这可以解释为通过屏蔽电线6的材料特性因温度变化而变化，随之屏蔽电线6的共振频率变化，产生了与所施加的强制振动的强的共振。若在屏蔽电线6上产生这种明显的共振，则振动还传递到利用插芯9、线密封件13等夹住并支撑屏蔽电线6的第一外壳1和第一端子2等上，所以对连接器整体也施加大的振动。于是，第一连接器100内的作为电接点部的第一端子2和与此接触的第二端子18之类的端子也明显振动。连接器的端子一般设定成以利用由一方的端子的弹性(弹性力)所引起的机械按压力与另一方的端子接触的状态固定，但是若被施加如上所述的共振所引起的强的振动，则比端子所具有的弹簧的接触力还大的力施加在该端子上，所以不能将端子保持为准将连接的状态。因此，端子从规定的准确的连接状态偏离，或者在量端子之间的接触部分产生频频的摩擦。其结果，产生端子的磨损和接触阻力的增大，或者还产生端子发热之类的不良情况。

但是，根据如上所述的本发明的实施方式的连接器，利用屏蔽电线支撑部件11在第一外壳1内牢固支撑屏蔽电线6，所以能够极有效地抑制产生于屏蔽电线6的大的振动传递到第一端子2，进而能够确保其电连接的可靠性和长期耐久性。

上述振动实验作为对连接器施加振动的状况的一例，设想了在-40℃之类的低温时刚性增大且共振点比常温的场合还高而振动传递率明显变高的情况，但除此之外，对于例如在常温下施加伴随着汽车行驶的振动的场合，或者使用了具有与如上所述的共振特性(共振频率和振动传递率的值等)不同的共振特性的屏蔽电线6的连接器的场合，也与上述同样，设想到以屏蔽电线6的共振现象为主要原因而产生端子的磨损和接触阻力的增大的情况，所以在这种场合，当然也可以利用屏蔽电线支撑部件11抑制或消除该端子的磨损和接触阻力的增大。

在此，在上述说明中对屏蔽电线6为用编织导体8包围了一条导体线21的周围的构造的情况进行了说明，但是除此之外，对于使用例如将3条或其以上的多个包覆电线捆住而作为导体线21，并将其周围用编织导体8一并屏蔽而成的屏蔽电线(省略图示)，做成将该编织导体8的末端部与第一外壳1或屏蔽壳(省略图示)连接的构造的连接器，也可以应用如上所述的屏蔽电线支撑部件11。在这种构造的场合，也与上述同样，利用屏蔽电线支撑部件11能有效地抑制或消除因外部振动等而从屏蔽电线6传递到第一端子2等的振动。

另外，将插芯9的功能作为屏蔽电线支撑部件11的一个功能而引入，从而也可以省略插芯9。通过这样，可以简化该连接器的整体构造。或者，插芯9不省略，而是照旧使用作为其一般功能的电的接地功能及在它所夹住的部分机械地支撑屏蔽电线6的功能也是不言而喻的。通过这样，插芯9与根据屏蔽电线支撑部件11的机械上的支撑功能互相结合，两点支撑屏蔽电线6，从而能有效地抑制屏蔽电线6的振动。

另外，在上述实施方式中，对屏蔽电线支撑部件11由金属材料构成的情况进行了说明，但除了金属材料之外，也可以由例如硅酮橡胶之类的橡胶系材料构成。或者，还可以使用丁腈橡胶等所谓具有防振效果的防振材料。

另外，通过进一步提高这些橡胶系材料的硬度，进一步牢固地支撑屏蔽电线6，能更切实地抑制或消除其振动向第一端子2的传递。而且，通过使用这种橡胶系材料，能更简单地安装屏蔽电线支撑部件11，即还得到组装工序上的优点。

或者，除了橡胶系材料以外，也可以由例如树脂材料构成。但是，树脂材料一般若在温度高的环境下施加应力之后冷却则有时产生变形，所以必须选择没有这种担心的材料。

另外，上述橡胶系材料、树脂材料、或者其他材料还有具有与屏蔽电线6同样或近似的共振特性的材料和极其柔软的材质的材料。在使用这种材料形成屏蔽电线支撑部件11的场合，屏蔽电线支撑部件11与屏蔽电线6一起与来自外部的振动共振，存在不能发挥防振作用的危险。因此，作为屏蔽电线支撑部件11的形成材料，对应于屏蔽电线6的材质，优选使用具有与该屏蔽电线6的共振特性不同的共振特性的材料。而且，最好使用具有尽可能与屏蔽电线6的共振特性大幅度不同的共振特性的材料。

另外，在上述实施方式中，对仅安装一个屏蔽电线支撑部件11的情况进行了说明，但也可以安装多个。通过这样，在多个位置支撑屏蔽电线6，能切实地抑制或消除从该屏蔽电线6传递到第一端子2的振动。

另外，例如在未被插芯9夹住的部分的外皮部7长的场合等，也可以在该外皮部7配置屏蔽电线支撑部件11。通过这样，在插芯9、线密封件13的基础上，利用屏蔽电线支撑部件11支撑屏蔽电线6的外皮部7，能进一步切实地抑制或消除从屏蔽电线6传递到第一端子2的振动。

另外，在上述实施方式中，第一外壳1及第二外壳17由金属材料构成，但不言而喻，对于将此由树脂材料构成，并作为其所谓内衬配置了金属制的屏蔽壳的构造的连接器，通过采用屏蔽电线支撑部件11，也能得到与上述同样的效果。

如上所述，根据本发明的实施方式的连接器，由于利用屏蔽电线支撑部件11支撑屏蔽电线6，所以能够防止来自屏蔽电线6的振动传递到第一端子2和第一外壳1等，进而能够确保作为电接点部的第一端子2和与此连接的第二端子18的电连接的可靠性和耐久性。

另外，仅通过关于第一外壳1的最低限度的形状变更以及基本上附加屏蔽电线支撑部件11的最低限度的部件的追加，可实现如上所述的电连接的可靠性和耐久性的确保，即还具有制造上和组装上的优点。

Claims (8)

1.一种连接器，具有：

第一端子；

在一端保持上述第一端子的第一壳体；

至少具有一条插入并通过上述第一壳体内且与上述第一端子连接的导体线，并具有与上述导体线不同且与地线连接的外部导体，而且利用绝缘体包覆部包覆上述导体线的外周而成的屏蔽电线；

设在上述第一壳体中位于与保持上述第一端子的一端相对的另一端上，并密封该位置上的上述屏蔽电线与上述第一壳体之间部位的线密封件；以及，

配置在由上述第一端子和上述线密封件隔开的上述第一壳体内，而且夹住上述屏蔽电线而与该屏蔽电线的上述外部导体连接并与上述第一壳体的内壁接触的插芯，

被设置成上述第一壳体和与上述第一壳体分开设置的用于保持第二端子的第二壳体连接，使得上述第一端子与上述第二端子电连接，

该连接器的特征在于：

在上述第一壳体内具备屏蔽电线支撑部件，该屏蔽电线支撑部件夹住上述屏蔽电线并与上述第一壳体的内壁接触，而且在上述第一壳体内支撑上述屏蔽电线。

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，

上述屏蔽电线支撑部件在上述屏蔽电线中的比利用上述插芯夹住的位置还靠近上述第一端子的位置处夹住上述绝缘体包覆部。

3.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，

上述屏蔽电线具有外皮部，

上述屏蔽电线支撑部件夹住上述屏蔽电线的上述外皮部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器，其特征在于，

上述屏蔽电线支撑部件具有与上述插芯不同的外径。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接器，其特征在于，

上述屏蔽电线支撑部件由橡胶系材料构成。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的连接器，其特征在于，

上述屏蔽电线支撑部件由具有与上述屏蔽电线的共振特性不同的共振特性的材料构成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其特征在于，

在上述第一壳体内具有与上述插芯接触的屏蔽壳。

8.一种连接器，具有：

第一端子；

在一端保持上述第一端子的第一壳体；

至少具有一条插入并通过上述第一壳体内且与上述第一端子连接的导体线，并且具有与上述导体线不同且与地线连接的外部导体，而且利用绝缘体包覆部包覆上述导体线的外周而成的屏蔽电线；以及，

设在上述第一壳体中位于与保持上述第一端子的一端相对的另一端上，并密封该位置上的上述屏蔽电线与上述第一壳体之间部位的线密封件，

被设置成上述第一壳体和与上述第一壳体分开设置的用于保持第二端子的第二壳体连接，使得上述第一端子与上述第二端子电连接，

该连接器的特征在于：

在上述第一壳体内具备屏蔽电线支撑部件，该屏蔽电线支撑部件夹住上述屏蔽电线并与上述第一壳体的内壁接触，而且在上述第一壳体内支撑上述屏蔽电线。

Images