JP2008098103A - 機器用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】機器への組付け作業を円滑に行えるようにする。
【解決手段】端子金具３５は、ハウジング１０に対し、接続面５３と略直角な上下方向への移動を可能に支持されているとともに、接続面５３から離間する方向へ付勢されているので、ハウジング１０を取付孔５６に嵌入する過程では、端子金具３５を機器側端子５２と非干渉の経路に沿って移動させることができる。この場合、ハウジング１０を取付孔５６に嵌入した状態では、端子金具３５が接続面５３に対して隙間を空けた状態で対向するのであるが、端子金具３５は、ハウジング１０に対し、接続面５３と直角な方向への移動が可能となっているので、端子金具３５を接続面５３に当接させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、機器用コネクタに関するものである。

特許文献１には、機器用コネクタが開示されている。この機器用コネクタは、ケース内に機器本体と機器側端子を設けた形態の機器に対して取り付けられるものであって、ケースの取付孔に嵌合されるハウジングと、ハウジングに保持させた端子金具とを備えており、端子金具の後端部には電線が接続されている。機器用コネクタを組み付ける際には、ハウジングを取付孔に差し込むと、端子金具が機器側端子の接続面に重ね合わされるので、この端子金具と機器側端子とをボルトの締め付けにより導通可能に接続させる。
特開２００６−３１９６２公報

上記のような機器用コネクタでは、ハウジングを取付孔に差し込む過程で、端子金具が機器側端子の接続面に沿うように移動することによって、機器側端子の接続面と対向する状態に至るようになっている。
そのため、機器側端子の位置精度が低くて、機器側端子が端子金具の移動経路上に進出している場合には、端子金具が機器側端子に突き当たって機器用コネクタの組付け作業に支障を来たす虞がある。
また、機器側端子の位置が正規の高さよりも低くなっている場合には、機器側コネクタを組み付けるときに突き当たりを生じることはないが、機器側端子と端子金具の上下のクリアランスが大きくなり過ぎ、端子金具と機器側端子をボルト締めによって接近させたときに、端子金具と機器側端子及びこれらの周辺部品等に過大な負荷がかかる虞がある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、機器側端子の接続面に対して端子金具を対向させるようになっている機器用コネクタにおいて、接続面と直角な方向において端子金具と機器側端子とが位置ずれすることに起因する不具合を解消できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、ケース内に機器側端子を設けた形態の機器に対して取り付けられるものであって、前記ケースの取付孔に対し前記機器側端子の接続面と略平行に嵌入されるハウジングと、前記ハウジングに保持されて前記ハウジングの前端から突出する端子金具とを備えており、前記ハウジングを前記取付孔に嵌入することで、前記端子金具が前記機器側端子の接続面と対向するようになっており、前記端子金具がボルト締めにより前記機器側端子に対して重ねられた状態で接続されるようになっている機器用コネクタにおいて、前記端子金具が、前記ハウジングに対し、前記接続面と略直角な方向への移動を可能に支持されているとともに、前記接続面から離間する方向へ付勢されているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記端子金具の後端部には電線が接続され、前記電線が、前記ハウジング内の配索空間内において屈曲された状態で配索されており、前記電線に曲げ配索に起因して蓄勢されている弾性復元力により、前記端子金具が前記接続面から離間する方向へ付勢されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記端子金具と前記機器側端子は、軸線を前記接続面と略直角に向けたボルトの締め付けによって導通可能に接続されるようになっているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
端子金具は、接続面から離間する方向へ付勢されているので、ハウジングを取付孔に嵌入する過程では、端子金具を機器側端子と非干渉の経路に沿って移動させることができる。この場合、ハウジングを取付孔に嵌入した状態では、端子金具が接続面に対して隙間を空けた状態で対向するのであるが、端子金具は、ハウジングに対し、接続面と直角な方向への移動が可能となっているので、端子金具を接続面に当接させることができる。
また、機器側端子の位置が正規よりも端子金具から離間する方向へずれている場合には、機器側端子と端子金具との間のクリアランスが大きくなるのであるが、端子金具は接続面に接近する方向へ移動できるようになっているので、端子金具と機器側端子をボルト締めによって接近させたときに、端子金具と機器側端子、及びこれらの周辺部品等に過大な負荷がかかる虞はない。

＜請求項２の発明＞
電線の弾性復元力によって端子金具を付勢しているので、端子金具を付勢するための専用の付勢手段が不要である。

＜請求項３の発明＞
端子金具と機器側端子は、軸線を接続面と略直角に向けたボルトの締め付けによって導通可能に接続されるようになっているので、ボルトを締め付けるだけで端子金具を接続面に接触させることができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図８を参照して説明する。本実施形態の機器用コネクタＡの組付け対象である機器Ｂについて説明する。機器Ｂは、例えば電気自動車のインバータ装置、モータ、バッテリ等として用いられるものであって、シールド機能を有する金属製のケース５０内に、機器本体（図示せず）と端子台５１と機器側端子５２とを設けたものである。端子台５１の上面には、機器本体に接続された複数（本実施形態では３つ）の機器側端子５２が載置されて固定されている。機器側端子５２は、前後方向に細長い板状をなし、その水平な上面は後述する端子金具３５が接触する平坦な接続面５３となっている。また、機器側端子５２には、上下方向（接続面５３と直角な方向）に貫通するボルト孔５４が形成されている。そして、端子台５１には、軸線を上下方向に向けて端子台５１の上面に開口する雌ネジ孔５５が、ボルト孔５４と対応するように形成されている。この雌ネジ孔５５には上方からボルト６０が螺合されるようになっている。また、ケース５０を構成する側壁には、後述するハウジング１０を嵌入させるための取付孔５６が貫通して形成されている。取付孔５６は、全体として横長の長円形をなし、その上下方向における開口領域は、端子台５１の上面よりも上方の高さから端子台５１の上面よりも下方の高さに亘っている。また、取付孔５６の左右方向の開口領域は、端子台５１とほぼ対応する範囲（３つの機器側端子５２を含む範囲）に亘っている。

次に、機器用コネクタＡについて説明する。
機器用コネクタＡは、合成樹脂製のハウジング１０と、３つの端子金具３５と、金属製のシールドシェル４６とを備えて構成されている。
ハウジング１０は、アウタハウジング１１とインナハウジング１７とを組み付けたものである。アウタハウジング１１の内部には、側方から見て略Ｌ字形に屈曲しているとともに、アウタハウジング１１の前端面と下面後端部とに開口する収容空間１２が形成されている。収容空間１２のうちアウタハウジング１１の前端面に開口する前側の空間は、インナハウジング１７を収容して保持するための保持空間１３となっている。収容空間１２のうちアウタハウジング１１の下面に開口する後側の空間は、側方から見て略四半円弧状をなしていて電線４０を配索するための配索空間１４となっている。また、アウタハウジング１１の前端部には、その上面板及び下面板を上下に貫通する形態の複数ずつの係止孔１５が形成されている。アウタハウジング１１の前端部の正面形状は、取付孔５６と整合する横長の長円形をなしており、アウタハウジング１１の前端部の外周にはシールリング１６が装着されている。

インナハウジング１７は、上部材１８と下部材２５とを上下に合体させたものであり、正面から見て横長の長円形をなしている。
上部材１８の下面には、その後端縁に沿った後面壁１９が突出形成されているとともに、上部材１８の下面における後面壁１９よりも前方の領域には、前後方向に長い３つの凹部２０が左右に並列して形成されている。３つのうち中央に位置する凹部２０は、上部材１８の前端面側に開放されており、両側に位置する凹部２０は、上部材１８の前端面側と側面側とに開放されている。また、中央に位置する凹部２０の左右両内側面における略前半領域は、保持面２１となっており、左右両側に位置する凹部２０の中央寄りの内側面における略前半領域も、保持面２１となっている。

各凹部２０には、その前端部位置から下方へ突出させた形態のガイドピン２２が形成されている。ガイドピン２２の突出方向は、機器用コネクタＡを機器Ｂに組み付けた状態において、上記した機器側端子５２の接続面５３と略直角をなす。ガイドピン２２の突出方向と直角な断面形状は方形をなしている。また、ガイドピン２２は、その突出端部（下端部）において前後方向の寸法が少し小さくなっている。また、上部材１８の後端部には、後面壁１９における各凹部２０と対応する３位置を半円形に切欠した形態の半円溝２３が形成されている。この半円溝２３の曲率半径は、後述する電線４０の外径よりも大きい寸法となっている。さらに、上部材１８の上面（外面）には、アウタハウジング１１の係止孔１５に対して係止可能な係止突起２４が形成されている。

下部材２５の上面には、その後端縁に沿った後面壁２６が突出形成されているとともに、下部材２５の上面における後面壁２６よりも前方の領域には、上部材１８と同様、前後方向に長い３つの凹部２７が左右に並列して形成されている。３つのうち中央に位置する凹部２７は、下部材２５の前端面側に開放されており、両側に位置する凹部２７は、下部材２５の前端面側と側面側とに開放されている。各凹部２７には、その前端部位置から上方へ突出させた形態の嵩上げ部２８が形成されている。そして、各嵩上げ部２８には、その上面から下方へ穿孔した形態の受け孔２９が形成されている。受け孔２９には、上記ガイドピン２２が水平方向（機器用コネクタＡを機器Ｂに組み付けた状態において、機器側端子５２の接続面５３と平行な方向）への相対移動を規制された状態で嵌合されるようになっている。

また、下部材２５の後端部には、後面壁２６における各凹部２７と対応する３位置を半円形に切欠した形態の半円溝３０が形成されている。この半円溝３０の曲率半径は、上部材１８の半円溝２３と同じ寸法（後述する電線４０の外径よりも大きい寸法）となっている。さらに、下部材２５の下面（外面）には、アウタハウジング１１の係止孔１５に対して係止可能な係止突起３１が形成されている。

かかる上部材１８と下部材２５は、３つのガイドピン２２を夫々受け孔２９に嵌合させるようにして合体され、もって、インナハウジング１７が構成される。合体した状態では、凹部２０間の隔壁と凹部２７間の隔壁とが当接するとともに、後面壁１９，２６同士が当接し、対応する凹部２０，２７によって左右に並ぶ３つのキャビティ３２が形成される。各キャビティ３２のうち嵩上げ部２８と対応する前端部分は前部キャビティ３２Ｆとなっており、この前部キャビティ３２Ｆのうち嵩上げ部２８の形成領域の上下間隔は、後述する端子金具３５の接続部３６の板厚よりも大きい寸法となっている。また、前部キャビティ３２Ｆよりも後方の領域は、嵩上げ部２８の形成領域よりも上下寸法の大きい後部キャビティ３２Ｒとなっている。また、対応する半円溝２３，３０によって左右３つの円形孔３３が形成されている。

かかるインナハウジング１７は、アウタハウジング１１の保持空間１３に対し、上下左右へのガタ付きなく嵌入され、インナハウジング１７が所定位置まで嵌入された状態では、係止突起２４，３１と係止孔１５との係止によりインナハウジング１７とアウタハウジング１１が前後方向への相対移動を規制された状態に保持される。

端子金具３５は、全体として前後方向に細長く、前側のほぼ２／３の領域は略水平な板状をなす接続部３６となっており、端子金具３５の後端部は電線圧着部３７となっている。電線圧着部３７は、接続部３６から下方へ延出する左右一対のカシメ片を有しており、電線４０の前端部外周にカシメ片を巻き付けるようにカシメ付けることにより、導通可能に固着されている。尚、電線４０の前端部は、絶縁被覆４２を剥いて導体４１を露出させた状態となっており、電線圧着部３７はこの導体４１に対して導通可能に圧着されている。電線４０と端子金具３５を固着した状態では、電線４０の前端部の軸線は端子金具３５の長さ方向とほぼ同軸状をなす。つまり、電線４０の前端部と端子金具３５は、前後方向を向いてほぼ真っ直ぐに連結されている。かかる端子金具３５の接続部３６には、上記したガイドピン２２を水平方向（機器用コネクタＡを機器Ｂに組み付けた状態において、接続面５３と平行な方向）への相対移動を規制する状態に貫通させる方形のガイド孔３８が形成されている。さらに、接続部３６の前端部（ガイド孔３８よりも前方の位置）には、上下に貫通するボルト孔３９が形成されている。

かかる端子金具３５は、上部材１８と下部材２５を合体させる工程で、インナハウジング１７に組み付けられる。組付に際しては、まず、電線４０に接続した端子金具３５をアウタハウジング１１の内部を貫通させてアウタハウジング１１の前方へ引き出しておく。そして、その端子金具３５の接続部３６の後端部を嵩上げ部２８の上面に載せてガイド孔３８を受け孔２９に対応させるとともに、電線圧着部３７を下部材２５の凹部２７に収容し、この状態からガイドピン２２をガイド孔３８と受け孔２９に嵌入させつつ、上部材１８を下部材２５に対して被せるようにして合体させ、端子金具３５の接続部３６の後端部と電線圧着部３７を上下両部材１８，２５の間に挟み込む。以上により、上下両部材１８，２５が合体されてインナハウジング１７が構成されるとともに、インナハウジング１７の内部に端子金具３５の後端部と電線４０の前端部とが保持される。このようにしてインナハウジング１７と端子金具３５を組み付けた状態では、ガイドピン２２とガイド孔３８の嵌合により、端子金具３５がインナハウジング１７に対して前後左右方向への相対移動が規制されるとともに、接続部３６の前後方向に長い側縁が上部材１８の保持面２１に対して面接触するように当接することにより、端子金具３５がガイドピン２２を中心として水平面上で傾くことが規制される。また、接続部３６の前端部（ボルト孔３９が形成されている領域）はインナハウジング１７から前方へ突出している。一方、電線４０は、インナハウジング１７から後方へ導出されて、アウタハウジング１１の内部を貫通している。

上記のようにして端子金具３５をインナハウジング１７に組み付けた後は、電線４０を引っ張ってインナハウジング１７をアウタハウジング１１の内部に引き込む。アウタハウジング１１内に嵌入されたインナハウジング１７は、係止突起２４，３１と係止孔１５の係止により前後方向への相対移動を規制された状態で保持空間１３内に収容される。また、インナハウジング１７の外周面と保持空間１３の内周面との当接により、インナハウジング１７はアウタハウジング１１に対して上下左右方向への相対移動を規制される。

一方、インナハウジング１７の後方においては、電線４０がアウタハウジング１１内の配索空間１４内において略四半円弧状をなすように弾性的に曲げ変形させられている。そして、電線４０におけるアウタハウジング１１の下方へ導出された部分に予め外嵌されていた防水用のゴム栓４３を上方へスライドさせて、配索空間１４の下面側の開口部に内嵌させる。これにより、アウタハウジング１１の下方から配索空間１４内への浸水が防止される。さらに、アウタハウジング１１の下端部にはゴム栓４３の離脱を規制するためのホルダ４４が組み付けられる。

また、３本の電線４０は、筒状をなす金属製の編組線からなるシールド部材４５によって一括して包囲された状態となっており、シールド部材４５の前端部は、金属製のシールドプレート４７に対して導通可能に固着されている。シールドプレート４７は、シールドカバー４８とともにシールドシェル４６を構成するものであり、アウタハウジング１１に対しその下面側に重ねられるように組み付けられる。一方、シールドカバー４８は、アウタハウジング１１に対しその上面、後面及び左右両側面に重ねられるように組み付けられる。そして、アウタハウジング１１に組み付けられたシールドプレート４７とシールドカバー４８は、左右両側縁及び後縁において互いに導通可能に接続されることで、前方に開放された箱状をなすシールドシェル４６を構成する。以上により、アウタハウジング１１はシールドシェル４６によって包囲される。

以上により機器用コネクタＡの組付けが完了する。
この状態では、図２に示すように、電線４０のうち配索空間１４の下面側の開口部を貫通する部分は、ゴム栓４３を介してアウタハウジング１１に固定され、電線４０のうち配索空間１４内においてその内周面との間に大きく隙間を空けて屈曲されている部分には、その曲げに起因する弾性復元力が蓄勢されている。したがって、この弾性復元力により、端子金具３５は、インナハウジング１７内において上方へ付勢され、この付勢力により、接続部３６の後端部が上部材１８の下面に当接、若しくは電線４０における電線圧着部３７の後端に隣接する部分（円形孔３３を貫通している部分）が円形孔３３を構成する上部材１８の半円溝２３の内周面に当接して、それ以上の上方への移動を規制された状態に保持される。この状態では、円形孔３３内においてその内周面と電線４０の下面との間に隙間があり、電線圧着部３７の下面と下部材２５の上面との間に隙間があり、接続部３６の後端部の下面と下部材２５の嵩上げ部２８の上面との間に隙間があるため、端子金具３５は、電線４０を弾性撓みさせつつハウジング１０に対して下方へ相対移動することが可能となっている。

かかる機器用コネクタＡを機器Ｂに組み付ける際には、接続部３６の前端を先に向けてハウジング１０をケース５０の外部から取付孔５６内に嵌合する。このとき、端子金具３５とハウジング１０の移動方向は、水平方向、即ち機器側端子５２の接続面５３とほぼ平行な方向であるが、上記のように端子金具３５は電線４０の付勢力により上方位置に保持されているので、移動中の接続部３６の高さは機器側端子５２の接続面５３よりも上方の位置である。したがって、接続部３６が機器側端子５２や端子台５１に突き当たる虞はない。しかも本実施形態では、接続部３６の前端が機器側端子５２に到達するより前に、シールドカバー４８の前端部４８Ｆがケース５０の上面に重なるようになっているので、この重なり作用により、接続部３６の高さは、確実に機器側端子５２よりも高い位置に保たれる。つまり、接続部３６の下面と機器側端子５２の接続面５３（上面）との間には隙間が空いている。
また、アウタハウジング１１（ハウジング１０）には、その前端縁における略上半分領域から前方へ突出する庇状のガイド部１１Ｆが形成されているが、このガイド部１１Ｆの高さ寸法は、ハウジング１０の高さ寸法（即ち、取付孔５６の上下方向の開口寸法）よりも小さいので、このガイド部１１Ｆを取付孔５６に進入させることにより、ハウジング１０をケース５０の外面に突き当てることなく取付孔５６内に嵌入させることができる。

ハウジング１０を取付孔５６に対して正しく嵌合した状態では、シールドシェル４６の前端の開口縁がケース５０の外面に当接するとともに、接続部３６のボルト孔３９が機器側端子５２のボルト孔５４と対向するように位置する。この後は、ボルト締め等によりシールドシェル４６をケース５０に対して導通可能に固着するとともに、両ボルト孔３９，５４に差し込んだボルト６０を雌ネジ孔５５に螺合する。ボルト６０の締付けを進めると、ボルト６０の頭部６１が接続部３６の上面に当接して接続部３６を下方へ押し下げていく。このとき、端子金具３５がハウジング１０に対して下方へ移動するとともに、配索空間１４内における電線４０の曲げの曲率が大きくなる。そして、ボルト６０を最後まで締め付けると、接続部３６の下面が機器側端子５２の接続面５３に対して面接触状態で当接し、端子金具３５と機器側端子５２とが導通可能に接続される。以上により、機器用コネクタＡの機器Ｂへの組付けが完了する。

上述のように本実施形態においては、端子金具３５を、ハウジング１０に対して接続面５３から離間する方向へ付勢したので、ハウジング１０を取付孔５６に嵌入する過程では、端子金具３５を機器側端子５２と非干渉の経路に沿って移動させることができる。これにより、機器側端子５２に対する端子金具３５の干渉を回避でき、ひいては、機器Ｂへの組付け作業を円滑に行うことができる。
また、電線４０の弾性復元力によって端子金具３５を付勢するようにしたので、端子金具３５を付勢するための専用の付勢手段が不要となっている。
また、端子金具３５と機器側端子５２は、軸線を接続面５３と略直角に向けたボルト６０の締め付けによって導通可能に接続されるようになっているので、ボルト６０を締め付けるだけで端子金具３５を接続面５３に接触させることができる。
また、機器側端子５２の位置が正規よりも端子金具３５から離間する方向（即ち、下方）へずれている場合には、機器側端子５２と端子金具３５との間のクリアランスが大きくなるのであるが、端子金具３５は接続面５３に接近する方向（即ち、上方）へ移動できるようになっているので、端子金具３５と機器側端子５２をボルト６０の締め付けによって接近させたときに、端子金具３５と機器側端子５２、及びこれらの周辺部品等に過大な負荷がかかる虞はない。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では端子金具を付勢する手段として電線の弾性復元力を利用したが、本発明によれば、専用の付勢手段（ハウジングに一体形成されて端子金具に当接させるようにしたバネ片や、端子金具に一体形成されてハウジングに当接させるようにしたバネ片や、ハウジングとは別体部品であってハウジング内に収容した付勢部材）を設けてもよい。この場合、電線はハウジング内で曲げずに配索してもよい。
（２）上記実施形態ではボルトによって端子金具を機器側端子に接続したが、本発明によれば、ボルト締め以外の手段によって端子金具と機器側端子を接続してもよい。

実施形態１において機器用コネクタを機器に取り付けた状態をあらわす断面図 機器用コネクタを機器に取り付ける過程をあらわす断面図 機器用コネクタの正面図 機器用コネクタの水平断面図 インナハウジングを分解いた状態をあらわす正面図 図５のＸ−Ｘ線断面図 上部材の底面図 下部材の平面図

符号の説明

Ａ…機器用コネクタ
Ｂ…機器
１０…ハウジング
３５…端子金具
４０…電線
５０…ケース
５２…機器側端子
５３…接続面
６０…ボルト

Claims (3)

1. ケース内に機器側端子を設けた形態の機器に対して取り付けられるものであって、
   前記ケースの取付孔に対し前記機器側端子の接続面と略平行に嵌入されるハウジングと、
   前記ハウジングに保持されて前記ハウジングの前端から突出する端子金具とを備えており、
   前記ハウジングを前記取付孔に嵌入することで、前記端子金具が前記機器側端子の接続面と対向するようになっており、
   前記端子金具がボルト締めにより前記機器側端子に対して重ねられた状態で接続されるようになっている機器用コネクタにおいて、
   前記端子金具が、前記ハウジングに対し、前記接続面と略直角な方向への移動を可能に支持されているとともに、前記接続面から離間する方向へ付勢されていることを特徴とする機器用コネクタ。
2. 前記端子金具の後端部には電線が接続され、
   前記電線が、前記ハウジング内の配索空間内において屈曲された状態で配索されており、
   前記電線に曲げ配索に起因して蓄勢されている弾性復元力により、前記端子金具が前記接続面から離間する方向へ付勢されていることを特徴とする請求項１記載の機器用コネクタ。
3. 前記端子金具と前記機器側端子は、軸線を前記接続面と略直角に向けたボルトの締め付けによって導通可能に接続されるようになっていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の機器用コネクタ。

Images