具体实施方式
下面,根据附图说明本发明的实施方式。
图1(a)是本实施方式的连接器的俯视图,图1(b)是其剖视图,图2是其立体图,图3是使第一连接器部和第二连接器部嵌合前的剖视图。
如图1~3所示,本实施方式的连接器1由第一连接器部2和第二连接器部3构成,通过使这些连接器部2、3嵌合,一并地连接多个电源线。
更具体地说,连接器1具备:具有排列并容纳多个(三个)第一接合端子4a~4c的第一接头壳体5的第一连接器部2;具有排列并容纳多个(三个)第二接合端子6a~6c的第二接头壳体7的第二连接器部3;以及排列并容纳在第二接头壳体7内,并用于对第二接合端子6a~6c间进行绝缘的多个(四个)绝缘部件8a~8d,若使第一连接器部2的第一接头壳体5和第二连接器部3的第二接头壳体7嵌合,则在其内部成为下述层叠结构:多个第一接合端子4a~4c的一面的各个与多个第二接合端子6a~6c的一面的各个以成对(第一接合端子4a和第二接合端子6a、第一接合端子4b和第二接合端子6b、第一接合端子4c和第二接合端子6c的各对)的方式相对而构成多个接点,并且第一接合端子4a~4c和第二接合端子6a~6c交替地配置,且各接点被绝缘部件8a~8d夹住。另外,层叠结构为长方体状(参照图9(b))。
以下,在层叠结构中,将层叠第一接合端子4a~4c、第二接合端子6a~6c、绝缘部件8a~8d的方向(图1(a)、(b)中的上下方向)称为层叠方向,将使两个接头壳体5、7嵌合的方向(图1(a)、(b)中的左右方向)称为嵌合方向,将与层叠方向和嵌合方向两者都垂直的方向(图1(a)、(b)中的纸面方向)称为宽度方向。
在该连接器1中,在使第一连接器部2的第一接头壳体5和第二连接器部3的第二接头壳体7嵌合时,第一接头壳体5的前端部(图3中的右侧的部分)被插入到第二接头壳体内。即,在连接器1中,第一连接器部2作为阳连接器,第二连接器部3作为阴连接器。
该连接器1例如用于连接车辆驱动用马达和驱动该马达的变换器。在本实施方式中构成为,将第一连接器部2设在马达上,将第二连接器部3设在从变换器延伸出的电缆66a~66c上,通过连接第一连接器部2和第二连接器部3来电连接马达和变换器。
下面,对连接器部2、3的各个结构进行详细叙述。
第一连接器部
首先,对第一连接器部2进行说明。
如图1~图4所示,第一连接器部2具备:第一接头壳体5,该第一接头壳体5在内部以隔开预定间隔的状态排列并保持三个第一接合端子4a~4c,从而排列并容纳三个第一接合端子4a~4c;以及连接部件9,该连接部件9通过推压邻接的绝缘部件8a,在各接点一并地固定和电连接多个第一接合端子4a~4c及多个第二接合端子6a~6c。
如图1~图5所示,第一接合端子4a~4c形成为具有与层叠方向垂直的面的板状的端子形状,在其基端侧分别一体地设有与安装第一接头壳体5的设备(在此为马达)电连接的设备侧接合端子60a~60c。设备侧接合端子60a~60c以至少其前端部向第一接头壳体5的外部突出的方式设置。在设备侧接合端子60a~60c的前端部的宽度方向中央部,分别形成有在连接作为连接对象的端子(马达内的电缆等的端子)时用于使螺栓通过的孔69。
设备侧接合端子60a~60c形成为具有与层叠方向和嵌合方向两者都平行的面(即,与宽度方向垂直的面)的板状的端子形状。即,若从嵌合方向正面观察,则第一接合端子4a~4c中的板状的端子形状的面与设备侧接合端子60a~60c中的板状的端子形状的面成90°的角度。设备侧接合端子60a~60c以沿层叠方向排列的状态保持在设于第一接头壳体5上的端子台71上。端子台71的详细结构将在后面进行说明。
在第一接合端子4a~4c和设备侧接合端子60a~60c之间,形成有改变板状的端子形状的面的朝向的平面变更部62。平面变更部62其至少一部分以横剖视形成为圆形,在形成为该圆形的平面变更部62的周围,设有在与端子台71之间确保气密的端子用密封部件70。即,平面变更部62兼具改变板状的端子形状的面的朝向的平面变更功能和在与端子台71之间确保气密的密封功能这两个功能。
例如,为了在以横剖视为矩形(板状)的部分确保气密,作为端子用密封部件70,需要使用特殊的形状、材质的密封部件,或涂敷防水性树脂来确保气密,但如本实施方式那样,通过做成在以横剖视形成为圆形的平面变更部62的周围设置端子用密封部件70的结构,作为端子用密封部件70可以使用通常使用的便宜的橡胶密封件等。
另外,为了使作为连接对象的端子(马达内的电缆等的端子)的连接变得容易,需要将设备侧接合端子60a~60c在层叠方向上的配置间距增大到一定程度。另一方面,为了连接器1的小型化,期望做成尽量无间隙地排列并保持与第二连接器部3连接的各个电缆66a~66c的结构。因此,在连接器1中,使多个设备侧接合端子60a~60c的层叠方向的配置间距比多个第一接合端子4a~4c的层叠方向的配置间距大,并在第一接合端子4a~4c和设备侧接合端子60a~60c之间形成变换层叠方向的配置间距的间距变换部63。在本实施方式中,在平面变更部62和第一接合端子4a~4c之间形成间距变换部63。
形成于配置在层叠方向中央的第一接合端子4b和设备侧接合端子60b之间的间距变换部63a,形成为将第一接合端子4b原样地向基端侧以直线状延长的板状的形状。另一方面,形成于配置在层叠方向的两端的第一接合端子4a、4c和设备侧接合端子60a、60c之间的间距变换部63b,与间距变换部63a相同地形成为与第一接合端子4a、4c连续的板状的形状,但在到达平面变更部62的中途向层叠方向的外侧折弯,构成为利用该折弯来变换配置间距。即,在连接器1中,形成有以从设备侧接合端子60a、60c侧到第一接合端子4a、4c侧,逐渐靠近位于层叠方向的中央的第一接合端子4b的方式折弯的间距变换部63b。上下两个间距变换部63b成为对称形状。
这些设备侧接合端子60a~60c、平面变更部62、间距变换部63、第一接合端子4a~4c可以一体地形成,也可以做成分体并在之后利用焊接等接合。在本实施方式中,是后者,一体地形成设备侧接合端子60a~60c和平面变更部62,并且一体地形成间距变换部63和第一接合端子4a~4c,用接合部64一体地接合这些部件。以下,将一体地形成设备侧接合端子60a~60c、平面变更部62、间距变换部63、第一接合端子4a~4c的结构称为母线端子65。另外,在前者的场合,即,在一体地形成设备侧接合端子60a~60c、平面变更部62、间距变换部63、第一接合端子4a~4c的场合,不产生接合部64。
作为母线端子65的制造方法,首先,将相当于平面变更部62的圆棒的两端压缩成形为互相正交的平面,将通过该压缩成形而形成的平面的一方作为设备侧接合端子60a~60c,将另一方作为第一接合端子4a~4c来制造。如上所述,在本实施方式中,利用接合部64延长第一接合端子4a~4c的长度。
在此,由于假设用于马达、变换器之间的三相交流的电源线,因此对各母线端子65输送相位相差120°的不同的交流电。各母线端子65为了降低在连接器1中的输电损耗等目的,优选由导电率高的银、铜、铝等金属构成。另外,构成母线端子65的各个第一接合端子4a~4c具有一些挠性。
各母线端子65隔开预定间隔而排列并保持在作为第一接头壳体5的一部分的树脂成形体(第一内壳体)10上。树脂成形体10为了使各母线端子65互相绝缘而防止短路,由绝缘性树脂(例如,PPS(聚苯硫醚)树脂、PPA(聚邻苯二甲酰胺)树脂、PA(聚酰胺)树脂、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、环氧系树脂)构成。
在本实施方式中,以覆盖从母线端子65中的平面变更部62的间距变换部63侧的端部到第一接合端子4a~4c的基端部的方式形成大致长方体形状的树脂成形体10,通过将各母线端子65嵌入预先形成于树脂成形体10上的槽中,将各母线端子65固定在树脂成形体10上。但是,不限于此,例如也可以在树脂成形体10成形时,在嵌入各母线端子65之后使树脂固化而保持。
另外,在本实施方式中,通过利用在各母线端子65的接合部64上形成的台阶,使接合部64的台阶与树脂成形体10配合,从而抑制各母线端子65在嵌合方向上的位置偏离。即,接合部64还具有抑制各母线端子65相对于树脂成形体10在嵌合方向上的位置偏离的作用。
在本实施方式中,连接部件9具有:固定在第一接头壳体5上的环状的支撑部91;上部插通支撑部91的空心部,并转动自如地支撑在支撑部91上的转动部92;以及通过使转动部92转动,相对于转动部92在上下方向上移动,并推压邻接的绝缘部件8a的推压部93。
在转动部92的上表面(与第一绝缘部件8a相反的一侧的面)上,形成有用于使扳手等工具嵌合的异形孔(在此为星形的孔)92a,连接部件9构成为,通过使转动部92转动,推压部93相对于转动部92在上下方向(层叠方向,图1(b)中的上下方向)上移动,从而推压邻接的第一绝缘部件8a。连接部件9的详细结构将在后面进行说明。
在连接器1中,在第一连接器部2侧设置连接部件9,在第二连接器部3侧设置多个绝缘部件8a~8d,在本实施方式中,将在使两连接器部2、3嵌合时与连接部件9邻接的绝缘部件8a在层叠方向上分割成两部分,将该分割后的分割绝缘部件之中位于层叠方向外侧(图1(b)中上侧)的分割绝缘部件一体地设在连接部件9上。即,在本实施方式中,分割与连接部件9邻接的绝缘部件8a的一部分,并一体地设在连接部件9上。将一体地设在邻接部件9上的绝缘部件8a的一部分称为第三绝缘部件8e。
下面,在本说明书中,为了简化说明,只将分割后的位于层叠方向内侧的分割绝缘部件(即,设在第二连接器部3侧的分割绝缘部件)称为绝缘部件8a。即,在本实施方式的连接器1中,若嵌合两连接器部2、3,则第三绝缘部件8e和绝缘部件8a成为一体而构成一个绝缘部件,连接部件9的推压部93通过第三绝缘部件8e推压邻接的绝缘部件8a。
在连接部件9的推压部93的下表面和其正下方的第三绝缘部件8e的上表面之间,设有对第三绝缘部件8e施加预定的推压力的弹性部件15。在本实施方式中,在推压部93的下表面形成凹部93a,在该凹部93a中容纳弹性部件15的上部。这是为了即使是弹性部件15的长度以一定程度较长的场合,也能缩短推压部93和第三绝缘部件8e之间的间隔,从而使连接器1小型化。弹性部件15由金属(例如,SUS等)制的弹簧构成。另外,在本实施方式中,弹性部件15作为连接部件9的一部分而定位。
在弹性部件15的下部抵接的第三绝缘部件8e的上表面,形成有覆盖(容纳)弹性部件15的下部的凹部16,在凹部16的底部(即,弹性部件15的下部抵接的底座的部分)设有金属(例如,SUS等)制的支撑部件17,该支撑部件17支撑弹性部件15,从而防止由绝缘性树脂构成的第三绝缘部件8e的损伤。
支撑部件17通过分散从弹性部件15施加到第三绝缘部件8e的上表面的应力,防止第三绝缘部件8e的损伤。因此,优选尽量增大支撑部件17和第三绝缘部件8e的接触面积。在本实施方式中,为了增大支撑部件17和第三绝缘部件8e的接触面积,设有在凹部16的底部整个面接触的形状的支撑部件17。
第一接头壳体5具有横截面为大致矩形的空心的筒状体20。与第二接头壳体7嵌合的筒状体20的一端侧(图1(b)中右侧)的外周部考虑到与第二连接器部3的嵌合性而形成为锥形状。另外,在筒状体20的一端侧的外周部,设有对第一连接器部2和第二连接器部3之间进行密封的接头壳体防水结构21。接头壳体防水结构21由形成于筒状体20的一端侧的外周部上的凹部22和设在凹部22中的O型圈等密封件23构成。
在筒状体20的另一端侧(图1(b)中左侧)、即与第二接头壳体7嵌合的一侧相反的一侧,形成有作为筒状的一个开口的开口部20a,从该开口部20a插入母线端子65的第一接合端子4a~4c。保持各母线端子65的树脂成形体10以封闭开口部20a的方式配置。
在筒状体20的另一端侧的外周,形成用于将第一连接器部2安装在设备等的机箱(在此为马达的屏蔽箱)上的凸缘24。凸缘24具有安装孔24a,通过将未图示的螺栓插入安装孔24a中,固定在设备等的机箱上。另外,在本实施方式中,说明在第一连接器部2上设置凸缘24的情况,但凸缘24也可以设在第二连接器部3上,也可以设在第一连接器部2和第二连接器部3双方上。在凸缘24上设有用于在与设备等的机箱之间确保气密的密封件24b。
该凸缘24在提高散热性方面也是有效的。即,通过形成凸缘24,能够增大第一接头壳体5的表面积,在通过第一接头壳体5将在第一连接器部2的内部产生的热量(例如,在各接点产生的热量)散热到外部时,能够提高散热性。
在筒状体20的上部(图1(b)中上侧)形成用于插入连接部件9的连接部件插入孔26。连接部件插入孔26的周边的第一接头壳体5形成为筒状(空心圆筒状)。另外,在与连接部件插入孔26相对的位置(图1(b)中下侧)的筒状体20的内壁形成夹持用台座88,该夹持用台座88在使两连接器部2、3嵌合时,与后述的绝缘部件组装体100的与连接部件9相反的一侧的面抵接,并通过连接部件9的推压而在与连接部件9之间夹持绝缘部件组装体100。
筒状体20为了屏蔽性能、散热性及连接器1的轻量化,优选由导电率、热导率高且轻量的铝等金属形成,也可以由树脂等形成。在本实施方式中,利用铝形成筒状体20。
在本实施方式的连接器1中,在筒状体20的另一端侧,设有在层叠方向上排列并保持各母线端子65的设备侧接合端子60a~60c的端子台71。端子台71为了使各母线端子65互相绝缘而防止短路,由绝缘性树脂形成。
端子台71具有:容纳树脂成形体10并安装在筒状体20上的大致长方体状的基部71a;以及在基部71a的与筒状体20相反的一侧一体地设置,并在层叠方向上排列并保持各母线端子65的设备侧接合端子60a~60c的前端部的台座部71b。
在基部71a的筒状体20侧的端部的外周设有密封件72,从而在端子台71的基部71a和筒状体20之间确保气密。
在将第一连接器部2连接在马达上时,端子台71的基部71a也插入马达的屏蔽箱内,而为了使此时的插入变得容易,在基部71a的层叠方向的两侧部,形成从台座部71b侧向筒状体20侧宽度(层叠方向的宽度)逐渐变宽的锥形部71c。在将第一连接器部2连接在马达上时,锥形部71c插入到形成在马达的屏蔽箱上的槽中,还起到引导第一连接器部2的作用。
另外,在锥形部71c的基端部(筒状体20侧的端部)形成抵接部71d,该抵接部71d从锥形部71c向层叠方向外侧突出,并卡定在马达的屏蔽箱的边缘部,从而防止端子台71脱落到马达内。
另外,通过设置抵接部71d,在将第一接头壳体5安装在马达的屏蔽箱上时,由马达的屏蔽箱向第一接头壳体5侧(筒状体20侧)推压端子台71,因此代替密封件72(或在密封件72的基础上追加),也可以在端子台71和第一接头壳体5的筒状体20之间设置端子台用密封部件(未图示),该端子台用密封部件通过端子台71向筒状体20侧移动并被推压而压扁,从而在端子台71和第一接头壳体5之间确保气密。
另外,在基部71a的基端部(与台座部71b相反的一侧的端部)形成一对壁部71e,该一对壁部71e在筒状体20内延伸,并且以在宽度方向上夹入第一接合端子4a~4c的方式在第一接合端子4a~4c和筒状体20之间延伸。壁部71e以覆盖第一接合端子4a~4c的侧面的大部分的方式形成,并构成为增大从第一接合端子4a~4c到筒状体20的沿面距离。
台座部71b构成为与设备侧接合端子60a~60c的前端部的一面接触,并保持该一面。在台座部71b的各设备侧接合端子60a~60c的下方形成有与基部71a相反的一侧敞开的凹槽73,在凹槽73中插入螺母74,该螺母74用于螺纹结合在连接作为连接对象的端子(马达内的电缆等的端子)时使用的螺栓。螺母74以其螺纹孔与设备侧接合端子60a~60c的孔69一致的方式配置。
第二连接器部
接着,对第二连接器部3进行说明。
如图1~3及图6所示,第二连接器部3具有:在内部排列并容纳多个(三个)第二接合端子6a~6c的第二接头壳体7;以及设在第二接头壳体7内,并对各个第二接合端子6a~6c进行绝缘的大致长方体形状的多个绝缘部件8a~8d。
在各个第二接合端子6a~6c的一端侧,连接有从变换器侧延伸的电缆66a~66c。对这些电缆66a~66c的各个分别输送与各母线端子65对应的电压及/或电流的电。电缆66a~66c在导体67的外周形成绝缘层68而成。在本实施方式中,使用了截面积为20mm2的导体67。
各个电缆66a~66c由多连筒状的树脂成形体(第二接头壳体)30隔开预定间隔而排列并保持。利用该树脂成形体30,各个第二接合端子6a~6c在使第一连接器部2和第二连接器部3嵌合时,以位于(即,连接对象的)各个第一接合端子4a~4c的上方的方式定位并保持,各个第一接合端子4a~4c与各个第二接合端子6a~6c以成对的方式面对。树脂成形体30设在比多个绝缘部件8a~8d靠近嵌合方向后方(图示右侧)的第二接头壳体7内。
树脂成形体30由绝缘性树脂构成,以使各个第二接合端子6a~6c互相绝缘而防止短路。利用该树脂成形体30,即使与各个第二接合端子6a~6c连接的各个电缆66a~66c是挠性优异的电缆,也能够将各个第二接合端子6a~6c保持在预定的位置。
另外,树脂成形体30通过保持电缆66a~66c,进行第二接合端子6a~6c的定位,但不限于此,也可以保持电缆66a~66c,并且还直接保持第二接合端子6a~6c,进行第二接合端子6a~6c的定位。另外,也可以是不保持电缆66a~66c,而直接保持第二接合端子6a~6c的接合端子保持部件。
就树脂成形体30而言,在不直接保持第二接合端子6a~6c,而是通过保持电缆66a~66c,进行第二接合端子6a~6c的定位的场合,即,在如本实施方式的场合,通过使电缆66a~66c具有挠性,第二接合端子6a~6c的前端侧可相对于第二接头壳体7灵活地移动,从而能够抑制由于连接部件9的推压而产生的第二接合端子6a~6c的变形。
另外,在从第二接头壳体7拉出的电缆66a~66c的部分,卷绕有以提高屏蔽性能为目的的未图示的编织屏蔽件。该编织屏蔽件与后述的筒状屏蔽体41接触,通过筒状屏蔽体41与第一接头壳体5电连接(成为相同电位(GND))。
在第二连接器部3中,具备防脱机构27,从而即使是拉拽电缆66a~66c的场合,电缆66a~66c也不会从树脂成形体30中脱落。防脱机构27包括:形成于各个第二接合端子6a~6c的基端部(电缆66a~66c附近)的突起27a;以及卡定突起27b,该卡定突起27b以向树脂成形体30的多连筒状的各筒内突出的方式设置,并将突起27a卡定而限制突起27a在电缆66a~66c的拉拔、推入方向上移动。
如图7、8所示,各个第二接合端子6a~6c具有用于紧固从电缆66a~66c的前端部露出的导体67的紧固部45、和与紧固部45一体地形成的板状接点46。另外,通过折弯与在排列时配置在中央的电缆66b连接的第二接合端子6b的主干部47,隔开相同间隔而配置第二接合端子6a~6c。防脱机构27的突起27a形成为从板状接点46的基端部的宽度方向的两端部向上方(或下方)突出。
各个第二接合端子6a~6c为了降低在连接器1中的输电损耗等目的,优选由导电率高的银、铜、铝等金属构成。另外,各个第二接合端子6a~6c具有一些挠性。
多个绝缘部件8a~8d包括:排列并容纳在第二接头壳体7内,并且与多个第二接合端子6a~6c的另一面(与同第一接合端子4a~4c接合的面相反的一侧的面)分别一体地设置的多个第一绝缘部件8a~8c;以及在多个第一接合端子4a~4c和多个第二接合端子6a~6c成为层叠状态时,与位于最外侧(在图1(b)中为最下侧)的第一接合端子4c的另一面(与同第二接合端子6c接合的面相反的一侧的面)相对地设置的第二绝缘部件8d。
第一绝缘部件8a~8c设置于向第二接合端子6a~6c的前端侧突出的位置。各个第一绝缘部件8a~8c对插拔第一接合端子4a~4c的一侧的各个角部实施倒角加工。另外,在第二绝缘部件8d中,也对插拔第一接合端子4a~4c的一侧且是第一绝缘部件8c侧的角部实施倒角加工。另外,在第一绝缘部件8a~8c的设在第二接合端子6a~6c上的各个面上,形成有补充与第二接合端子6a~6c的台阶的突起部(加厚面),以使多个第一绝缘部件8a~8c的下表面(图示下侧的面)与第二接合端子6a~6c的下表面(图示下侧的面)成为相同面。通过这些结构,在使第一连接器部2和第二连接器部3嵌合时,由于第二接合端子6a~6c的前端部不与所插入的第一接合端子4a~4c的前端部接触,因此具有提高第一接合端子4a~4c的插入性的效果。
在本实施方式的连接器1中,分别连接各绝缘部件8a~8d,限制各绝缘部件8a~8d彼此在嵌合方向及宽度方向的移动,构成绝缘部件组装体100。
如图9(a)、(b)及图10所示,绝缘部件组装体100在层叠方向上依次连接各绝缘部件8a~8d而构成。即,绝缘部件组装体100分别连接第一绝缘部件8a和第一绝缘部件8b、第一绝缘部件8b和第一绝缘部件8c、第一绝缘部件8c和第二绝缘部件8d而构成。
在第一绝缘部件8a~8c上,分别一体地形成从第一绝缘部件8a~8c的宽度方向的两端部向隔着设置该第一绝缘部件8a~8c的第二接合端子6a~6c而相对的绝缘部件8b~8d(在第一绝缘部件8a的情况下为第一绝缘部件8b,在第一绝缘部件8b的情况下为第一绝缘部件8c,在第一绝缘部件8c的情况下为第二绝缘部件8d)延伸的连接片81。另外,在与第一绝缘部件8a~8c相对(隔着固定第一绝缘部件8a~8c的第二接合端子6a~6c而相对)的绝缘部件8b~8d的两侧面上,分别形成有在层叠方向上滑动自如地容纳连接片81的连接槽82。
通过分别将第一绝缘部件8a的连接片81容纳在第一绝缘部件8b的连接槽82中,将第一绝缘部件8b的连接片81容纳在第一绝缘部件8c的连接槽82中,将第一绝缘部件8c的连接片81容纳在第二绝缘部件8d的连接槽82中,各绝缘部件8a~8d以在层叠方向上能够相对地移动的状态连接,构成绝缘部件组装体100。
连接槽82的嵌合方向的宽度形成为与容纳的连接片81的嵌合方向的宽度大致相等。由此,限制绝缘部件8a~8d彼此的嵌合方向的移动。另外,通过将形成于第一绝缘部件8a~8c的宽度方向的两端部的连接片81容纳在形成于相对的绝缘部件8b~8d的两侧面的连接槽82中,成为利用连接片81在宽度方向上夹入相对的绝缘部件8b~8d的状态,因此限制绝缘部件8a~8d彼此的宽度方向的移动。
在各连接片81的基端部形成有コ字状的嵌合槽83,通过将第二接合端子6a~6c嵌合在该嵌合槽83中,将第一绝缘部件8a~8c设在第二接合端子6a~6c上。由此,第一绝缘部件8a~8c通过第二接合端子6a~6c、电缆66a~66c、树脂成形体30保持在第二接头壳体7中,进行第一绝缘部件8a~8c相对于第二接头壳体7的定位。
另外,在第二绝缘部件8d上形成突起84,该突起84从第二绝缘部件8d的两侧面向宽度方向外侧突出,并支撑相对的第一绝缘部件8c的连接片81。
在本实施方式的连接器1中,为了在第一接合端子4a~4c插入第二接合端子6a~6c和绝缘部件8b~8d之间时,限制绝缘部件组装体100在层叠方向上想要变宽的移动,在树脂成形体30上,以在层叠方向上夹入绝缘部件组装体100的方式设置向嵌合方向前方(图9(a))中左侧)突出的至少一对限制突起85。
在本实施方式中,以分别在层叠方式上夹入绝缘部件组装体100的宽度方向的两端部的方式设置两对剖视为大致矩形的限制突起85。限制突起85以夹入位于绝缘部件组装体100的宽度方向的两端部的连接片81及突起84的方式设置。
另外,在本实施方式中,在位于绝缘部件组装体100的层叠方向的两端的绝缘部件8a、8d上分别形成配合槽86,并且在树脂成形体30上以在层叠方向上夹入绝缘部件组装体100的方式形成与各个配合槽86配合的一对配合卡爪87。
在此,作为配合槽86,形成有在层叠方向上贯通绝缘部件8a、8d的孔,但也可以不贯通。配合槽86在俯视中形成为大致矩形,并且为了在配合配合卡爪87时不晃动,形成为与配合卡爪87大致相同的宽度。构成绝缘部件组装体100的绝缘部件8a~8d在未嵌合两连接器部2、3的状态下,可在被限制突起85和配合卡爪87夹住的范围内沿层叠方向移动,因此配合槽86及配合卡爪87需要构成为即使在绝缘部件8a、8d沿层叠方向移动的场合,配合也不会解除。
通过使树脂成形体30的配合卡爪87与绝缘部件8a、8d的配合槽86配合,绝缘部件组装体100相对于树脂成形体30固定。由此,即使从筒状体36的开口部(图6中左侧的开口部)拉拽绝缘部件组装体100,绝缘部件组装体100也不会脱落到筒状体36的外部。另外,由于绝缘部件组装体100的宽度方向的两端部被限制突起85夹入,因此在使两连接器部2、3嵌合时,绝缘部件组装体100不会在层叠方向上过度变宽,绝缘部件组装体100相对于树脂成形体30的在层叠方向上的位置被限制在被限制突起85夹住的范围内。
另外,通过构成绝缘部件组装体100,即使是在电缆66a~66c上施加力(例如,拉拽电缆66a~66c的力,或将电缆66a~66c向第一连接器部2侧推入的力)的场合,也能防止绝缘部件8a~8d的位置偏离,其结果,能够防止在连接两连接器部2、3时第一接合端子4a~4c与绝缘部件8a~8d碰撞,能顺畅地进行嵌合动作。
第二接头壳体7具有横截面为大致矩形的空心的筒状体36。由于在第二接头壳体7内嵌合第一接头壳体5,因此与第一接头壳体5嵌合的筒状体36的一端侧(图1(b)中左侧)的内周部考虑到与第一接头壳体5的嵌合性,形成为锥形状。
在筒状体36的另一端侧(图1(b)中右侧)容纳有排列并保持各个电缆66a~66c的树脂成形体30。在树脂成形体30的电缆插入侧设有无密封气密部43,防止水顺着电缆66a~66c进入第二接头壳体7内。在无密封气密部43的外周,设有与树脂成形体30抵接的密封件44。
另外,在树脂成形体30的外周部,设有与第一接头壳体5的内周面抵接的密封件38。即,连接器1成为由接头壳体防水结构21的密封件23和设在树脂成形体30的外周部的密封件38构成的双重防水结构。
另外,在拉出电缆66a~66c的筒状体36的另一端侧的外周,覆盖未图示的防止水进入筒状体36内的橡胶罩。
另外,在筒状体36的上部(图1(b)的上侧)形成有连接部件操作用孔40,在使第二连接器部3和第一连接器部2嵌合了时,该连接部件操作用孔40用于操作设在第一连接器部2上的连接部件9。该连接部件操作用孔40为了防止误操作连接部件9或者手指与第二接合端子6a~6c接触,最好是手指无法进入的程度的大小。另外,在本实施方式中,由于第二接合端子6a~6c的前端部由绝缘部件8a~8d覆盖,因此手指不会与第二接合端子6a~6c接触。
筒状体36为了屏蔽性能、散热性及连接器1的轻量化,优选由导电率、热导率高且轻量的铝等金属形成,但也可以由树脂等形成。在本实施方式中,由于利用绝缘性树脂形成筒状体36,因此为了提高其屏蔽性能、散热性,在筒状体36的另一端侧的内周面设置铝制的筒状屏蔽体41。
筒状屏蔽体41具有在使第一连接器部2和第二连接器部3嵌合时与铝制的第一接头壳体5的外周接触的接触部42,通过该接触部42与第一接头壳体5热连接及电连接。由此,提高屏蔽性能和散热性。尤其就散热性而言,通过积极地向散热性优异的第一接头壳体5侧散热,预计散热性有显著提高。另外,在图6及9(a)中,省略筒状屏蔽体41。
第一连接器部和第二连接器部的连接
若使两接头壳体5、7嵌合,则各个第一接合端子4a~4c插入到成对的各个第二接合端子6a~6c和绝缘部件8b~8d之间。并且,通过该插入,多个第一接合端子4a~4c的各个一面和多个第二接合端子6a~6c的各个一面以成对的方式面对,并且第一接合端子4a~4c、第二接合端子6a~6c及绝缘部件8a~8d交替地配置。即,成为以绝缘部件8a~8d夹入成对的第一接合端子4a~4c及第二接合端子6a~6c的方式配置的层叠状态。
此时,在第二连接器部3的内部,由于各个第一绝缘部件8a~8c固定在以隔开预定间隔的状态排列并保持的第二接合端子6a~6c的前端侧,因此即使不另外设置用于保持各绝缘部件8a~8c的间隔的保持用夹具(参照专利文献2),也能够保持各绝缘部件8a~8c的间隔。由此,能够将各个第一接合端子4a~4c容易地插入成对的各个第二接合端子6a~6c和绝缘部件8b~8d之间。即,不会降低第一接合端子4a~4c的插拔性。另外,由于不必另外设置用于保持绝缘部件8a~8c的间隔的保持用夹具,相应地能够实现与现有技术相比更进一步的小型化,在这一点上是非常有效的。
另外,涉及到第一接合端子4a和第二接合端子6a的接点由固定在构成接点的第二接合端子6a上的第一绝缘部件8a和固定在构成另一接点的第二接合端子6b上的第一绝缘部件8b夹入。另外,涉及到第一接合端子4b和第二接合端子6b的接点由固定在构成接点的第二接合端子6b上的第一绝缘部件8b和固定在构成另一接点的第二接合端子6c上的第一绝缘部件8c夹入。同样地,涉及到第一接合端子4c和第二接合端子6c的接点由固定在构成接点的第二接合端子6c上的第一绝缘部件8c和第二绝缘部件8d夹入。
在该状态下,若利用扳手等工具使连接部件9的转动部92转动,将推压部93向下方推入,则利用弹性部件15依次推压第一绝缘部件8a、第一绝缘部件8b、第一绝缘部件8c、第二绝缘部件8d。由于第二绝缘部件8d与夹持用台座88抵接而被限制层叠方向的移动,因此各个接点以由绝缘部件8a~8d的任意两个夹入的方式被推压,从而对各接点施加推压力,各个接点以互相绝缘的状态接触。此时,各个第一接合端子4a~4c与各个第二接合端子6a~6c通过来自绝缘部件8a~8d的推压而稍微弯曲并在宽范围内接触。由此,即使在发生车辆等的振动的环境下,各个接点也牢固地接触并固定。
另外,在本实施方式中,将第一连接器部2设在马达上,在将第一连接器部2设在马达上时,首先,从马达的屏蔽箱中拉出电缆(电源电缆),使设在该电缆的端部的端子分别与排列配置在端子台71的台座71b上的设备侧接合端子60a~60c电连接,之后,使端子台71嵌合在马达的屏蔽箱上,使用螺栓将凸缘24固定在屏蔽箱上即可。在将马达侧的电缆的端子电连接在设备侧接合端子60a~60c上时,使未图示的螺栓与螺母74螺纹结合,在螺栓和螺母74之间分别固定电缆的端子和设备侧接合端子60a~60c的接点即可。在将第一连接器部2设在马达上后,通过将与变换器电连接的第二连接器部3嵌合在第一连接器部2上,电连接马达和变换器。
在本实施方式的连接器1中,由于在连接器1侧设有端子台71,因此不需要在马达侧设置端子台。另外,在连接器1中,在母线端子65的平面变更部62的周围设有在与端子台71之间确保气密的端子用密封部件70,并且在凸缘24上设有在与屏蔽箱之间确保气密的密封件24b,因此不需要在马达侧具备用于防止油等的泄露和水等的侵入的密封结构。由此,可简化马达的结构,有助于车辆整体的轻量化。
连接部件
下面,对连接部件9进行说明。
如图1~4及图11所示,连接部件9具有:固定在第一接头壳体5上的环状的支撑部91;上部插通由环状的支撑部91形成的空心部,并转动自如地支撑在支撑部91上的转动部92;以及通过使转动部92转动,相对于转动部92在上下方向上移动,并且推压邻接的绝缘部件8a的推压部93。
支撑部91由固定在第一接头壳体5上的环状的框体构成。
转动部92具有:上部插通由环状的支撑部91形成的空心部91a,并且转动自如地支撑在支撑部91上,且形成为上部封闭的圆筒状的头部95;以及从头部95向下方(第一绝缘部件8a侧)突出的滑动突起94。在本实施方式中,以从头部95的相对的位置分别向下方突出的方式形成两个滑动突起94。但是,滑动突起94的个数不局限于此,也可以形成一个或三个以上的滑动突起94。
滑动突起94沿圆筒状的头部95在俯视中形成为圆弧状。另外,滑动突起94对其下端部的角部进行倒角加工(圆形加工),以便容易沿后述的滑动支撑部97的台阶面97a滑动。通过将滑动突起94形成为在俯视中为圆弧状,与将滑动突起94形成为在俯视中为一直线状的场合相比,能够提高相对于上下方向的负荷的强度。其结果,可使滑动突起94变薄,有助于连接部件9的小型化。
头部95包括:形成为比支撑部91的内径稍小的直径,并且插入支撑部91的空心部91a中的小径部95a;和一体地形成于小径部95a的下方,且形成为比支撑部91的外径稍小的直径的大径部95b。形成于该小径部95a和大径部95b之间的台阶与支撑部91的下表面抵接,限制转动部92的向上的移动。由于通过推压部93由弹性部件15总是向上方对转动部92的头部95加力,因此如果限制头部95的向上的移动,则转动部92的头部95的上下方向的位置自然而然地被定位。
在头部95的大径部95b的层叠方向的中央部沿周向形成槽95c,在该槽95c中设有用于防止水浸入第一接头壳体5内的密封件14(在图11中,省略密封件14)。
推压部93具有:形成为圆柱状,并且上部插入转动部92的头部95的空心部(由圆筒状的头部95形成的空心部),在下部推压邻接的绝缘部件8a(即朝向接点推压)的主体部96;以及由在圆柱状的主体部96的侧面沿周向形成并在上方具有台阶面97a的台阶构成的滑动支撑部97。
主体部96包括:形成为比转动部92的头部95的内径稍小的直径,且插入头部95的空心部的小径部96a;以及一体地形成于小径部96a的下方,直径比小径部96a大的大径部96b。形成于该小径部96a和大径部96b之间的台阶就是滑动支撑部97。
滑动支撑部97通过使滑动突起94的下端与台阶面97a抵接而限制主体部96相对于头部95向上移动,用于进行推压部93相对于转动部92的上下方向的定位。另外,由于利用弹性部件15总是向上方对主体部96加力,因此如果限制主体部96的向上的移动,则主体部96的上下方向的位置自然而然地被定位。
在主体部96的大径部96b上,以从大径部96b向径向外侧突出的方式形成有在俯视中为矩形的滑动突起96c。另一方面,在推压部93的主体部96的周边的第一接头壳体5、即连接部件插入孔26的内周面,形成有在上下方向上延伸的滑动槽(未图示)。通过使滑动突起96c与滑动槽滑动自如地配合,能够以推压部93的主体部96不伴随转动部92的转动而旋转的方式进行限制,并且能够相对于第一接头壳体5在上下方向上滑动自如地保持推压部93。
另外,在此,虽然在推压部93侧形成滑动突起96c,在第一接头壳体5侧形成滑动槽,但也可以颠倒突起和槽的关系。即,在第一接头壳体5(连接部件插入孔26的内周面)上形成滑动突起,在推压部93侧形成滑动自如地容纳滑动突起的滑动槽。
在本实施方式的连接器1中,通过使滑动支撑部97的台阶面97a的上下方向的位置在主体部96的周向上改变,推压部93伴随转动部92的转动而相对于转动部92在上下方向上移动。
具体地说,滑动支撑部97具有:在与上下方向垂直的方向(称为水平方向)上形成有台阶面97a的第一水平部97b;以从第一水平部97b的端部(图示右侧的端部)沿主体部96的侧面向斜下方(图示斜右下方)延伸的方式形成有台阶面97a的倾斜部97c;以及从倾斜部97c的端部(图示右侧的端部)向水平方向形成有台阶面97a的第二水平部97d。即,滑动支撑部97构成为利用倾斜部97c平缓地连接形成于上下方向的不同位置上的第一水平部97b和第二水平部97d。
在本实施方式中,由于在相对的位置形成两个滑动突起94,因此与两滑动突起94相对应,作为滑动支撑部97的第一水平部97b、倾斜部97c及第二水平部97d也分别在相对的位置各形成两个。此时,第一水平部97b和第二水平部97d邻接,而第二水平部97d形成于比第一水平部97b靠下方的位置,因此在第一水平部97b和第二水平部97d之间形成上下方向的台阶98a。该台阶98a起到限制滑动突起94的作用,以免滑动突起94向比第二水平部97d更靠右侧移动(转动)。
另外,在第一水平部97b的第二水平部97d侧的端部(图示左侧的端部)、即台阶98a的上部,形成从台阶面97a向上方突出的突起98b。突起98b用于限制滑动突起94,以免滑动突起94向比第一水平部97b更靠左侧移动(转动)。从台阶98a的下端到突起98b的上端的上下方向的长度(即,从第二水平部97d到突起98b的上表面的上下方向的长度)形成为与滑动突起94的上下方向的长度(即,从滑动突起94的下端到头部95的下表面的上下方向的长度)大致相等。
在第一水平部97b的台阶面97a(比突起98b靠左侧的台阶面97a)上,形成容纳滑动突起94的下端部的凹形状的突起保持部99。该突起保持部99用于防止由于振动等导致转动部92的头部95无意识地转动而致使对各接点施加的推压力被解除。上述突起98b在将滑动突起94的下端部容纳在突起保持部99中时,与滑动突起94的左侧的端部抵接。
另外,通过形成突起保持部99,滑动突起94嵌入突起保持部99时的振动(或操作感的变化)传递给正在操作扳手等工具的操作员的手上,操作员能够有感觉地掌握滑动突起94已嵌入突起保持部99中的情况、即转动部92转动到无法再转动的位置。即,突起保持部99通知操作员已充分地进行了转动部92的转动的情况,起到防止操作员过度转动转动部92的作用。
作为连接部件9的支撑部91、转动部92、推压部93,从耐久性及机械强度的观点来看,优选使用由SUS等铁系材料构成的部件。
下面,使用图12(a)~(d)对连接部件9的具体的转动动作进行说明。
如图12(a)所示,首先,使转动部92相对于支撑部91在俯视中向左(逆时针方向)转动,使滑动突起94位于第二水平部97d。此时,利用台阶98a限制滑动突起94的移动(转动),防止转动部92的过度转动。
在使滑动突起94位于第二水平部97d的状态下,推压部93的主体部96向最上方(与第一绝缘部件8a相反的一侧)移动。在该状态下,使第一接头壳体5和第二接头壳体7嵌合,将第一接合端子4a~4c插入第二接合端子6a~6c和与该第二接合端子6a~6c相对的绝缘部件8b~8d之间。
之后,如图12(b)所示,使转动部92相对于支撑部91在俯视中向右(顺时针方向)转动。于是,滑动突起94沿滑动支撑部97的台阶面97a滑动并登上倾斜部97c,推压部93的主体部96克服弹性部件15的弹力逐渐向下方被推下,主体部96通过弹性部件15推压邻接的第一绝缘部件8a,对各接点逐渐施加推压力。
若使转动部92进一步转动,则如图12(c)所示,滑动突起94登上第一水平部97b。在该阶段,推压部93的主体部96向最下方(第一绝缘部件8a侧)移动,成为对各接点施加充分的推压力的状态。
若使转动部92进一步转动,则如图12(d)所示,滑动突起94被容纳在突起保持部99中。在滑动突起94嵌入突起保持部99中时,由于振动(或操作感的变化)传递给正在操作扳手等工具的操作员的手上,因此操作员在用手感觉到该振动(或操作感的变化)的时刻,结束转动部92的转动。另外,在转动突起94被容纳在突起保持部99中时,利用突起98b限制滑动突起94的移动(转动),从而防止转动部92的过度转动。
如图13所示,若比较使转动部92转动前的状态(图12(a)的状态)和使转动部92转动后的状态(图12(d)的状态),则在本实施方式的连接器1中,可看出在转动部92的转动前后,连接部件9的上表面(即转动部92的头部95的上表面)的上下方向的位置没有变化。由此,根据连接器1,在利用扳手等工具进行操作时,不存在连接部件9在上下方向上移动而使工具与其他部件干涉的情况,从而使工具容易转动。另外,由于连接部件9不会沉入第一接头壳体内,因此容易识别用于嵌合工具的异形孔92a,有助于提高操作性。
本实施方式的作用
说明本实施方式的作用。
在本实施方式的连接器1中,将一体地设在第一接合端子4a~4c的基端侧的设备侧接合端子60a~60c形成为具有与层叠方向和嵌合方向这两者都平行的面的板状的端子形状,在第一接头壳体5上设置在层叠方向上排列并保持设备侧接合端子60a~60c的端子台71。即,以形成与长方体状的层叠结构的侧面平行的面的方式设置排列板状的设备侧接合端子60a~60c的端子台71。
由此,即使是使用层叠型连接结构的连接器1,也可容易地在被端子台71排列保持的设备侧接合端子60a~60c上连接从马达等设备延伸出的电缆等的端子,能够实现容易与设备内的电缆等的端子连接的连接器1。另外,由于不需要在连接第一连接器部2的马达等设备侧设置端子台,因此有助于车辆整体的轻量化。
另外,在本实施方式中,在第一接合端子4a~4c和设备侧接合端子60a~60c之间形成改变板状的端子形状的面的朝向的平面变更部62,将平面变更部62的至少一部分以横剖视形成为圆形,在形成为该圆形的平面变更部62的周围设置在与端子台71之间确保气密的端子用密封部件70。
由此,作为端子用密封部件70可以使用通常使用的便宜的橡胶密封件等,有助于低成本化。另外,根据连接器1,具有端子用密封部件70,在凸缘24上设置密封件24b,因此不需要在马达等设备侧具备用于防止油的泄露等的密封结构,能够使马达等设备的结构简单。
另外,在本实施方式中,使多个设备侧接合端子60a~60c的层叠方向的配置间距比多个第一接合端子4a~4c的层叠方向的配置间距大,在第一接合端子4a~4c和设备侧接合端子60a~60c之间形成改变层叠方向的配置间距的间距变换部63,因此与设备内的电缆等的端子的连接更容易,能够提高连接作业的操作性。
本发明不局限于上述的实施方式,可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
例如,在上述实施方式中,说明了将第一连接器部2作为阳连接器,并将第二连接器部3作为阴连接器的情况,但也可以将第一连接器部2作为阴连接器,并将第二连接器部3作为阳连接器。
另外,在上述实施方式中,说明了将绝缘部件8a~8d容纳在第二接头壳体7内的情况,但也可以构成为将绝缘部件8a~8d容纳在第一接头壳体5内。
另外,在上述实施方式中,假设了三相交流的电源线,但根据本发明的技术思想,也可以构成为例如一并地连接马达、变换器间用的三相交流的电源线、空调用的直流二相的电源线等不同用途的线的汽车用连接器。通过如此构成,能够利用一个连接器一并地连接多个用途的电源线,因此不需要准备用途不同的连接器,能够有助于节省空间及降低成本等。
另外,也可以利用滚花加工等使各个第一接合端子4a~4c与各个第二接合端子6a~6c的端子表面变粗糙,增大摩擦力,使端子彼此难以移动,使在各个接点的固定变得牢固。
另外,在上述实施方式中,说明了通过将第二接合端子6a~6c嵌合在嵌合槽83中,在第二接合端子6a~6c上设置第一绝缘部件8a~8c的情况,但也可以利用嵌入成型将第一绝缘部件8a~8c设在第二接合端子6a~6c上,或将第二接合端子6a~6c压入第一绝缘部件8a~8c而固定。
另外,在上述实施方式中,作为电缆66a~66c使用挠性优异的电缆,但也可以是刚性的电缆。
另外,在上述实施方式中,就连接器的使用状态的朝向而言,连接部件9可以是大致水平状态,也可以是大致垂直状态。即,使用状态的朝向不是本实施方式的连接器的使用条件的必要条件。
另外,在上述实施方式中,通过作为连接部件9的一部分的弹性部件15由推压部93的主体部96推压邻接的第一绝缘部件8a,但也可以不通过弹性部件15而直接由主体部96推压邻接的第一绝缘部件8a。
另外,在上述实施方式中,说明了只在第一接头壳体5的一侧设置连接部件9的情况,但也可以构成为在第一接头壳体5的两侧设置连接部件9,并利用设在两侧的两连接部件9对各接点施加推压力。
另外,在上述实施方式中,将推压部93的主体部96形成为大致圆柱状,但也可以与主体部96一体地形成贯通各接点的轴部而做成贯通型。