JP2007250362A - コネクタ構造およびコネクタ式端子台構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接触を確保することができるコネクタ構造を提供する。
【解決手段】コネクタ構造では、バスバー２０と、板状端子５０とが互いに嵌り合うことで電気的な接続が確保される。バスバー２０には、板状端子５０が差し込まれる開口２９が形成されている。開口２９を規定する第一内表面としての下側内表面２９１には、板状端子５０が差し込まれる矢印３０１で示す方向とほぼ直交する矢印３０２で示す方向に回動する複数の導電性の回動部材２３が設けられている。また、回動部材２３を保持してバスバー２０に接続されるフレーム部材２４が設けられている。回動部材２３はフレーム部材２４に対して捩られることで板状端子５０に対して付勢されている。バスバー２０に板状端子５０を抜き差しすることで回動部材２３が板状端子５０から力を受けて板状端子５０が抜き差しされる方向とほぼ直交する面内で回動部材２３が回動する。フレーム部材２４と回動部材２３とは同一の導電板としての銅板を抜き加工することで形成される。
【選択図】図３

Description

この発明は、コネクタ構造およびコネクタ式端子台構造に関し、より特定的には、車両に搭載される回転電機に接続されるコネクタ構造およびそれを用いたコネクタ式端子台構造に関するものである。

従来、コネクタ式端子台構造は、たとえば特開２００５−２２９７５５号公報（特許文献１）に開示されている。
特開２００５−２２９７５５号公報

上述の文献では、ワニス処理されたモータ巻線の端子への組付け時の部品の公差を吸収するために巻線と端子台との間に可撓部材を備える技術が開示されている。

従来の端子の構造では給電ケーブルと内部導体を電気的に接続するための「第一の接点」に相当する接点が設けられていたものの、この接点による電気的な接続が十分に確保されない恐れがあった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、第一コネクタ部品と第二コネクタ部品との電気的な接続をより確実なものとすることができるコネクタ構造およびコネクタ式端子台構造を提供することを目的とする。

この発明に従ったコネクタ構造は、第一コネクタ部品と、第一コネクタ部品に嵌り合うことで電気的な接続を確保する第二コネクタ部品とを備える。第一コネクタ部品には、第二コネクタ部品が差し込まれる開口が形成されている。開口を規定する第一内表面には、第二コネクタ部品に当接して第二コネクタ部品が差し込まれる方向とほぼ直交する方向に回動する複数の導電性の回動部材と、回動部材を保持して前記第一コネクタ部品に接続されるフレーム部材が設けられている。回動部材はフレーム部材に対して捩られることで第二コネクタ部品に対して付勢されている。第一コネクタ部品に第二コネクタ部品を抜き差しすることで回動部材が第二コネクタ部品から力を受けて第二コネクタ部品が抜き差しされる方向とほぼ直交する面内で回動部材が回動する。フレーム部材と回動部材とは、同一の導電板を加工することで形成される。

このように構成されたコネクタ構造では、回動部材はフレーム部材に対して捩られることで第二コネクタ部品に対して付勢されるため、フレーム部材と回動部材との接続部分の幅を変えることで回動部材が第二コネクタ部品に付勢される付勢力を調整することができる。その結果、第二コネクタ部品と回動部品との接触力を適宜変更することができ、確実な接触が可能となる。また、フレーム部材と回動部材とは同一の導電板を加工することで形成されるため、フレーム部材と回動部材とを別部材で構成した場合に比べて製造コストを低下させることができる。

好ましくは、回動部材の先端部には第二コネクタ部品が第一コネクタ部品に対して差し込まれる方向に対して傾斜した傾斜面が設けられている。

この場合、傾斜面が第二コネクタ部品と接触し、第二コネクタ部品のスムーズな挿入が可能となる。

好ましくは開口は第一内表面と対向する第二内表面によって規定されており、第一内表面には回動部材に対して第二コネクタ部品の挿入の前後方向に複数の突起が設けられて第二コネクタ部品と当接可能であり、第二内表面には複数の第一突起の間に第二コネクタ部品と当接可能な第二突起が設けられている。この場合、第一および第二突起の間の空間に第二コネクタ部品が挿入されるため、第二コネクタ部品が狭い領域に挿入される。その結果第二コネクタ部品が規定外の方向から挿入されることが少なくなり、第二コネクタ部品が回動部材に対して可動の荷重をかけることがない。その結果第二コネクタ部品と回動部材とのより確実な接触が可能となる。

この発明に従ったコネクタ式端子台構造は、上記のコネクタ構造を保持するベース部材と、ベース部材に第一および第二コネクタ部品のいずれか一方とともに固定されるステータ端子と、ステータ端子と第一コネクタ部品とをベース部材に固定する固定部材とを備える。

このように構成されたコネクタ式端子台構造では、第一コネクタ部品が第二コネクタ部品と複数の接点で接触する構造とされ、かつステータ端子および第一コネクタ部品はベース部材に固定部材を用いて固定される。その結果、ステータ端子が振動した場合であっても、この振動が固定部材およびベース部材で止められて第一コネクタ部品および第二コネクタ部品まで振動が伝達することを防止できる。その結果、第一コネクタ部品および第二コネクタ部品での接触をより確実なものとすることができる。さらに、回転電機が振動した場合であっても回転電機の振動に対してステータバスバーの締結位置の精度を確保することが可能となる。

好ましくは、コネクタ端子を収納するようにベース部材に取付けられる端子カバーをさらに備える。この場合、端子カバー内に第一および第二コネクタ部品が収納されることで外部からの圧力を直接的に第一および第二コネクタ部品が受けることがなくなり、第一および第二コネクタ部品の接続部をより確実に保護することができる。

この発明に従えば、電気的な接続をより確実に保持することができるコネクタ構造およびそれを用いたコネクタ式端子台構造を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照番号を付し、その説明については繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったコネクタ式端子台構造の断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従ったコネクタ式端子台構造１では、筐体４０にベース部材３０が固定されている。ベース部材３０にナット３２が固定され、ナット３２にボルト３１が締結されている。ボルト３１はステータ３に接続されるステータ端子１０およびバスバー２０を固定している。

インバータ２は導線５１に接続され、導線５１は板状端子５０に接続される。板状端子５０はバスバー２０の先端部に嵌合している。導線５１はキャップ部材５９で覆われ、かつ、シール部材５３でシールされている。キャップ部材５９はカバー部材４４に保持され、カバー部材４４はボルト４２，４３により筐体４０に固定されている。ベース部材３０とシール部材５７との間に弾性体からなる別のシール部材５８が設けられている。

筐体４０は回転電機を構成するステータ３を収納する。ステータ３にはインバータ２から電力が供給され、この電力の供給線路として導線５１、板状端子５０、バスバー２０およびステータ端子１０が用いられる。この実施の形態では、バスバー２０は「Ｌ」字形であるが、この形状に限られず、直線状のバスバー２０を用いてもよい。また、インバータ２ではなくコンバータまたは電池などに導線５１が接続されていてもよい。長手方向に延びる導線５１の外周を樹脂またはゴム製のキャップ部材５９が封止している。キャップ部材５９と導線５１とは互いに溝で嵌合している。キャップ部材５９が導線５１から外れるのを防止するためにシール部材５３がキャップ部材５９および導線５１の両方に嵌合している。シール部材５７はベース部材３０の先端部３９と当接しており板状端子５０がバスバー２０側へ入り込む部分を封止している。筐体４０内部（ステータ３側）へ外部から塵や水などが入るのを防止するために筐体４０にあけられた孔４１を封止（シール）するような複数の構造が設けられている。

図２は、図１中のバスバー２０を拡大して示す断面図である。図２を参照して、バスバー２０の端部にはインデント２１，２２が設けられる。インデント２１，２２はバスバー２０から突出する山形状の部分であり、挿入される板状端子５０と当接する。バスバー２０の２つのインデント２１，２２の間には回動部材２３が設けられる。回動部材２３は矢印３０２で示す方向に回動可能であり、板状部材としての板状端子５０の凹部５２に嵌り合うような形状とされる。バスバー２０の上面部２５にはインデント２６が設けられる。インデント２６は前後方向に配置される下側の２つのインデント２１，２２の間に配置される。インデント２１，２２，２６で囲まれた領域に板状端子５０が挿入される。板状端子５０は矢印３０１で示す方向に抜き差しされる。

図３は、バスバーの斜視図である。図３を参照して、平板形状のバスバー２０は折り曲がっており、その一端部に孔２８が設けられ、他方の端部にコネクタ領域が設けられる。コネクタ領域では下側内表面２９１にフレーム部材２４および回動部材２３が設けられる。フレーム部材２４は横方向に延びてバスバー２０と接触する。フレーム部材２４に取付けられた複数枚の回動部材２３は板形状であり、矢印３０２で示す方向に回動可能であり、板状端子５０と当接可能である。導電体からなる回動部材２３は同じく導電体からなるフレーム部材２４を介してバスバー２０に接触する。開口２９は下側内表面２９１および上側内表面２９２で規定されており、下側内表面２９１側にインデント２２が設けられており、上側内表面２９２側にインデント２６が設けられる。

開口２９は板状端子５０を挿入するための空間であり、長手方向に延びるように構成されている。インデント２２と隣接するフレーム部材２４は回動部材２３と接触して回動部材２３が所定の角度を傾斜するように保持している。１枚の銅板を打ち抜くことでフレーム部材２４および回動部材２３が構成され、打ち抜き加工後フレーム部材２４に対して回動部材２３を曲げることで図３で示すような回動部材２３の捩れが発生する。この捩れにより回動部材２３は板状端子５０に近づく方向に付勢され、板状端子５０と回動部材２３との電気的な導通を図ることが可能となる。この実施の形態では、下側内表面２９１側に回動部材２３およびフレーム部材２４が設けられているが、これに限られず上側内表面２９２側に回動部材２３およびフレーム部材２４が設けられていてもよい。回動部材２３は矢印３０１で示す板状端子５０の挿入方向と直交し、かつ下側内表面２９１の構成方向と交差する方向に傾斜している。

図４は、接触部材およびフレーム部材の製造方法を示す平面図である。図４を参照して、銅板２００に抜き加工を施すことによりフレーム部材２４および回動部材２３を構成する。その後、回動部材２３を変形させて図３で示すようにフレーム部材２４に対して回動部材２３を傾斜させる。抜き加工としてはプレスなどの打ち抜き加工の他、レーザを用いて一部分を除去するような抜き加工を採用してもよい。

フレーム部材２４と回動部材２３との接続部分２３２４の幅を適宜変更することで、回動部材２３の付勢力を変更することができる。この付勢力を大きくすることで、バスバー２０と板状端子５０との接触を確実なものとすることができる。なお、バスバー２０と板状端子５０とがボルトなどで締結される場合には、接触不良の問題が生じないが、本発明ではボルトを用いずにバスバー２０と板状端子５０とを接続している。この場合に、接触不良の問題を解消するために、回動部材２３の板状端子５０に対する付勢力を大きくしている。

図５は、図１で示すコネクタ式端子台構造の一部断面を含む斜視図である。図５を参照して、バスバー２０に板状端子５０が嵌め合わされており、両者が嵌合した形状とされている。この接続部分はフロントカバーとしてのフロントホルダ７０で覆われており、フロントホルダ７０は孔４１の内表面に接触するように配置されている。フロントホルダ７０の開口部分にシール部材５８が設けられる。シール部材５８は環状であり、その内部に板状端子５０が嵌め合わせられる。バスバー２０の上面部２５は板状端子５０の平面部と平行に延びている。

フロントホルダ７０はバスバー２０と板状端子５０の接続部分を構成する端子台を覆っており、端子台の変形を防止する働きがある。フロントホルダ７０はバスバー２０と板状端子５０の接続部分に外側から力が加わることを防止する働きがある。

図６は、フロントホルダの斜視図である。図６を参照して、フロントホルダ７０は筒状であり、その内部に各々の端子が嵌め合わせられる。フロントホルダ７０には筐体に係合するための爪部が設けられている。

図７は、バスバーの開口部分の正面図である。図７を参照して、開口２９は上側内表面２９２と下側内表面２９１とにより規定され、上側内表面２９２と下側内表面２９１とはほぼ平行に配置される。上側内表面２９２には複数の突起形状のインデント２６が設けられる。インデント２６の個数は図７で示すように２個に限られずさらに少ない、または多いインデント２６が設けられてもよい。インデント２６はバスバーの長手方向に沿って延びており、互いに平行に配置される。なお、この配置に関しても、インデント２６が直線状でかつ平行である場合でなく、各々が蛇行していてもよい。さらに、長手方向に対してインデント２６が傾斜するように配置されていてもよい。インデント２６の高さは図７では一定であるが、凸形状（突起部状）のインデント２６の高さは一定でなくてもよい。

インデント２６と対向するように下側内表面２９１にインデント２２が配置される。インデント２２は下側内表面２９１から盛り上がるテーブル状であり、挿入される板状端子の挿入経路を規定する。

下側内表面２９１からは複数本の回動部材２３が立上がっている。回動部材２３は矢印３０２で示す方向に回動することが可能であり、板状端子と接触することで下側（下側内表面２９１側）に回動する。矢印３０１で示す方向に板状端子が挿入されると、板状端子が回動部材２３を接触し、板状端子が回動部材２３を押し下げて回動部材２３が下方向へ回動する。回動部材２３は上側へ付勢されているため、板状部材と回動部材２３との接触を複数箇所で確保することができる。板状部材を開口２９から抜き取る場合には、板状部材が回動部材２３を押圧する力がなくなるので、回動部材２３は図７で示す位置にまで戻る。

図８は、接触部材と接触するバスバーの図である。図８（Ａ）は側面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の矢印ＶＩＩＩＢで示す方向から見た正面図、図８（Ｃ）はバスバーおよび接触部材の側面図、図８（Ｄ）は図８（Ｃ）の矢印ＶＩＩＩＤで示す方向から見た正面図である。図８（Ａ）を参照して、バスバー形状の板状端子５０が回動部材２３に完全に接触している場合には、突出形状の先端部２３１が凹部５２に嵌り合っている。なお、この実施の形態では先端部２３１が凸部で板状端子５０に凹部５２が設けられているが、これとは逆に先端部２３１に凹部が設けられ、板状端子５０に凸部が設けられていてもよい。

図８（Ｂ）で示すように、回動部材２３の先端部２３１が板状端子５０の凹部５２に嵌り合っている。図８（Ｃ）で示すように、板状端子５０を引き抜く場合には、先端部２３１の傾斜面２３２が凹部５２から外れ、先端部２３１は矢印３０２で示す方向に回動する。すなわち、回動部材２３は下方向に回動する。図８（Ｄ）で示すように、凹部５２に係合していた先端部２３１が凹部５２から外れ、図８（Ｂ）に比べて回動部材２３が下方向へ回動する。この状態で板状端子５０が抜き取られる。

以上のような、本発明に従ったコネクタ構造は、第一コネクタ部品としてのバスバー２０と、第二コネクタ部品としての板状端子５０とが互いに嵌り合うことで電気的な接続が確保される。バスバー２０には、板状端子５０が差し込まれる開口２９が形成されている。開口２９を規定する第一内表面としての下側内表面２９１には、板状端子５０が差し込まれる矢印３０１で示す方向とほぼ直交する矢印３０２で示す方向に回動する複数の導電性の接触部材としての回動部材２３が設けられている。また、回動部材２３を保持してバスバー２０に接続されるフレーム部材２４が設けられている。回動部材２３はフレーム部材２４に対して捩られることで板状端子５０に対して付勢されている。バスバー２０に板状端子５０を抜き差しすることで回動部材２３が板状端子５０から力を受けて板状端子５０が抜き差しされる方向とほぼ直交する面内で回動部材２３が回動する。フレーム部材２４と回動部材２３とは同一の導電板としての銅板２００を抜き加工することで形成される。

回動部材２３の先端部２３１には板状端子５０がバスバー２０に差し込まれる矢印３０１で示す方向に対して傾斜する傾斜面２３２が設けられている。開口２９は下側内表面２９１と対向する第二内表面としての上側内表面２９２によって規定されている。下側内表面２９１には、回動部材２３に対して板状端子５０の挿入の前後方向に複数の突起としてのインデント２１，２２が設けられて板状端子５０と当接可能である。上側内表面２９２にはインデント２１，２２の間に板状端子５０と当接可能な第二突起としてのインデント２６が設けられている。コネクタ式端子台構造１では、コネクタ構造を保持するベース部材３０および筐体４０と、ベース部材３０にバスバー２０とともに固定されるステータ端子１０と、ステータ端子１０とバスバー２０とをベース部材３０に固定する固定部材としてのボルト３１とを備える。また、バスバー２０および板状端子５０を収納するような端子カバーとしてのフロントホルダ７０をさらに備える。

以上のような本発明に従った構造はさまざまに変形することが可能である。まず、回動部材２３の構造としては銅の材料で構成するだけでなく、銀めっきなどでめっきして多接点ばね構造としてもよい。

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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従ったコネクタ式端子台構造の断面図である。 図１中のバスバーを拡大して示す断面図である。 バスバーの斜視図である。 接触部材およびフレーム部材の製造方法を示す平面図である。 図１で示すコネクタ式端子台構造の一部断面を含む斜視図である。 フロントホルダの斜視図である。 バスバーの開口部分の正面図である。 接触部材と接触するバスバーの図である。

符号の説明

１ コネクタ式端子台構造、２ インバータ、３ ステータ、１０ ステータ端子、２０ バスバー、２１，２２，２６ インデント、２３ 回動部材、２４ フレーム部材、２５ 上面部、２９ 開口、３０ ベース部材、３１ ボルト、３２ ナット、３９ 先端部、５１ 導線、５２ 凹部、５３，５７，５８ シール部材、５９ キャップ部材、７０ フロントホルダ、２００ 銅板、２３１ 先端部、２３２ 傾斜面。

Claims (5)

1. 第一コネクタ部品と、
   前記第一コネクタ部品に嵌り合うことで電気的な接続を確保する第二コネクタ部品とを備え、
   前記第一コネクタ部品には、前記第二コネクタ部品が差し込まれる開口が形成されており、
   前記開口を規定する第一内表面には、前記第二コネクタ部品に当接して前記第二コネクタ部品が差し込まれる方向とほぼ直交する方向に回動する複数の導電性の回動部材と、前記回動部材を保持して前記第一コネクタ部品に接続されるフレーム部材が設けられており、
   前記回動部材は前記フレーム部材に対して捩られることで前記第二コネクタ部品に対して付勢されており、
   前記第一コネクタ部品に前記第二コネクタ部品を抜き差しすることで前記回動部材が前記第二コネクタ部品から力を受けて前記第二コネクタ部品が抜き差しされる方向とほぼ直交する平面内で前記回動部材が回動し
   前記フレーム部材と回動部材とは、同一の導電板を加工することで形成される、コネクタ構造。
2. 前記回動部材の先端部には前記第二コネクタ部品が前記第一コネクタ部品に差し込まれる方向に対して傾斜した傾斜面が設けられている、請求項１に記載のコネクタ構造。
3. 前記開口は前記第一内表面と対向する第二内表面によって規定されており、
   前記第一内表面には前記回動部材に対して前記第二コネクタ部品の挿入の前後方向に複数の突起が設けられて前記第二コネクタ部品と当接可能であり、
   前記第二内表面には前記複数の第一突起の間に前記第二コネクタ部品と当接可能な第二突起が設けられている、請求項１に記載のコネクタ構造。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のコネクタ構造を保持するベース部材と、
   前記ベース部材に前記第一コネクタ部品とともに固定されるステータ端子と、
   前記ステータ端子と前記第一コネクタ部品とを前記ベース部材に固定する固定部材とを備えた、コネクタ式端子台構造。
5. 前記コネクタ端子を収納するように前記ベース部材に取付けられる端子カバーをさらに備えた、請求項４に記載のコネクタ式端子台構造。

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