JP2008166136A - 接続部材及び該部材を用いたハーネス接続体 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易で信頼性が高く、電線分岐が可能で、組換えが可能な接続部材を得る。
【解決手段】外部ホルダ１内に開口部１ｃから内部ホルダ２を挿入してから、電線４に複数の電線端子３の接続部３ａを外部ホルダ１の電線端子挿入口１ａを経て内部ホルダ２の電線端子保持孔２ａに挿入する。接続部３ａは電線端子保持孔２ａに設けた可動の可動保持板２ｃを押し上げ、可動保持板２ｃに設けた係止爪２ｄが接続部３ａに設けた係止孔３ｃに嵌合すると、可動保持板２ｃは復元し、接続部３ａは所定の位置に位置決めされる。ここで、ピン端子５を内部ホルダ２のピン端子挿入孔２ｂに挿入すると、ピン端子５は内部ホルダ２内に配列された接続部３ａの筒状接点３ｂを挿通し、電線端子３同士を導通する。
電線端子３を抜き出すには、可動保持板２ｃを治具を用いて押し上げて、係止爪２ｄと係止孔３ｃとの嵌合を外して引き出す。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば自動車のハーネス回路に使用する接続部材及び該部材を用いたハーネス接続体に関するものである。

自動車のハーネス回路においては、幹線から複数の枝線を分岐する必要が屡々ある。そのために従来では、幹線の一部の被覆を剥ぎ取り、露出した導体に枝線を圧着加工し分岐するスプライスジョイント方式と、幹線の端末部に回路分岐用コネクタを配し、幹線、枝線共に汎用コネクタ及び圧着端子を使用して分岐加工する例えば特許文献１に記載のジョイントコネクタ方式との２通りの方式が多く用いられている。

特開２００５−７１６１４号公報

前者のスプライスジョイント方式では、電線を１〜３本毎に圧着加工しなければならず、それらの加工後の状態では作業性が非常に悪いという問題があり、また製造ライン上で圧着加工することが困難なので、ライン生産には不向きである。

そこで、このスプライスジョイント方式の問題点を解決するものとして、後者のジョイントコネクタ方式が開発されている。このジョイントコネクタ方式では、ハーネス製造ライン上でのジョイント加工が可能となるため、スプライスジョイント方式と比較して生産効率が向上し、ハーネス回路の修正にも対応可能である。しかし、コネクタ及び嵌合する相手側汎用コネクタ、バスバー、電線端子などの部品点数が多くなることから、ハーネス回路の組立には時間がかかるのが実状である。

特に、特許文献１に開示されているジョイントコネクタを使用したワイヤハーネスでは、ジョイントコネクタが大きいために、分岐すべき個所で分岐することができない。従って、ジョイントコネクタを収容できるスペースがある個所まで電線を延長しなければならず、ワイヤハーネスの小型化に反している。

つまり、ジョイントコネクタ方式においても、省スペース化、更なる作業性の向上、構造の簡素化、円部の防水化など、解決しなければならない課題が多々ある。

本発明の目的は、上述の課題を解決し、製造し易くワイヤハーネスの組立性に優れた接続部材及び該部材を用いたハーネス接続体を提供することにある。

上述の目的を達成するための本発明に係る接続部材の技術的特徴は、複数の電線端子挿入口を有する外部ホルダと、該外部ホルダ内で使用し、前記電線端子挿入口と連通する電線端子保持孔を有すると共に、これらの電線端子保持孔と内部で交叉するピン端子挿入孔を有する内部ホルダと、該内部ホルダのピン端子挿入孔に挿入することにより前記内部ホルダ内に挿入する電線端子の接続部の接点に接触し前記電線端子同士を電気接続するピン端子とから成り、前記内部ホルダの電線端子保持孔には前記電線端子を保持する可動の保持板を設け、該保持板に前記電線端子を位置決めするための係止部を設けたことにある。

また、本発明に係る接続部材を用いたハーネス接続体の技術的特徴は、複数の電線端子挿入口を有する外部ホルダと、該外部ホルダ内で使用し、前記電線端子挿入口と連通する電線端子保持孔を有すると共に、これらの電線端子保持孔と内部で交叉するピン端子挿入孔を有する内部ホルダと、一端に接続部を有すると共に中間部に位置決めのための係止部を有し更に他端に電線を接続し前記接続部を前記電線端子挿入口を経て前記内部ホルダの電線端子保持孔内に挿入する電線端子と、前記内部ホルダのピン端子挿入孔に挿入することにより前記内部ホルダ内の前記電線端子の接続部の接点に接触し前記電線端子同士を電気接続するピン端子とから成り、前記内部ホルダの電線端子保持孔には前記電線端子を保持する可動の保持板を設け、該保持板に前記電線端子の係止部と係合する係止部を設けたことにある。

本発明に係る接続部材及び該部材を用いたハーネス接続体によれば、内部ホルダを外部ホルダ内に入れ、電線端子を外部ホルダの電線端子挿入口を介して内部ホルダに挿入して位置決めし、内部ホルダ内でピン端子により電線端子同士を導通し、電気的接続を行う。また、電線端子の取り外しが可能で、電線端子の再組換えが可能となる。

更に、小型化によりワイヤハーネス中での設置個所が限定されず、任意の個所に配置することができ、電線を延長しなくとも回路配線を行うことができる。

特に、自動車のハーネス回路に使用すれば、従来のジョイント構造よりも格段に接続構造がコンパクトになり、ワイヤハーネス作業時間が短縮化される。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１の分解斜視図に示すように、ハーネス接続体は複数の電線端子挿入口１ａを有する直方体状の外部ホルダ１と、電線端子保持孔２ａ、ピン端子挿入孔２ｂを有する内部ホルダ２と、前端の接続部３ａに筒状接点３ｂを設け、後端に電線４を接続した複数の電線端子３と、棒状のスルーピンタイプのピン端子５と、合成ゴムから成る防水部材６とにより構成されている。

外部ホルダ１には、左右両側から中央方向に向けて、例えば２個ずつの円形断面を有する電線端子挿入口１ａが形成され、その内部に内部ホルダ２を内挿する空間部１ｂが設けられ、更に例えば下面に内部ホルダ２を挿入するための開口部１ｃが設けられている。

外部ホルダ１として使用する材料としては、例えば熱可塑性合成樹脂が適用され、中でも熱変形温度が高く、高剛性、電気絶縁特性、機械的特性の点で、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリプロピレン（ＰＰ）などが好適である。また、縦横の大きさは使用する電線４の本数や径などにより適宜決定すればよいが、長さは通常では２０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度である。この外部ホルダ１の製造は、所定の金型を用いて熱可塑性樹脂を射出成形させて製作する方法を採用することが一般的である。

内部ホルダ２は略直方体の形状とされ、図２の断面図にも示すように、外部ホルダ１の空間部１ｂ内に収納した場合に、電線端子挿入口１ａと連通し、電線端子３の接続部３ａを挿入する電線端子保持孔２ａが水平方向に設けられている。また、この電線端子保持孔２ａと内部において交叉するピン端子挿入孔２ｂは、上下方向に向けて形成されている。なお、２ａ’は電線端子保持孔２ａの挿入側と反対側の開口を示している。各電線端子保持孔２ａ内の上側には先端部が可動とされる可動保持板２ｃが形成され、可動保持板２ｃの下面には電線端子３を位置決めするための係止爪２ｄが設けられている。

また内部ホルダ２には、可動保持板２ｃを押し上げるために、後述する治具を挿入する溝部２ｅが、内部ホルダ２の電線端子保持孔２ａの両入口側の入口部近傍の両側にそれぞれ設けられている。そして、各可動保持板２ｃの両側部には操作片２ｆが側方に突出され、これらの操作片２ｆは上下の可動保持板２ｃ同士で前後にずれて形成されている。

更に、内部ホルダ２の下部には防水部材６を係止するための例えば２個の鉤状の係止突起２ｇが下方に向けて突出されている。内部ホルダ２の外面の片側にリブ２ｈが形成され、他側にはリブが設けられておらず、外部ホルダ１の内部ホルダ２を挿入する空間部１ｂには、リブ２ｈを受け入れる溝部が形成されている。

この内部ホルダ２の材料は外部ホルダ１と同等でよく、射出成形により製作することが好ましい。また、内部形状が複雑な場合には、複数個に分割して製作し、使用時に接着したり嵌め合わせて形成することができる。

電線端子３は１枚の導電金属板を打抜いて形成されており、前端の舌片状の接続部３ａには短円筒状に絞り加工された筒状接点３ｂが下方に向けて設けられている。更に中間部には、内部ホルダ２の係止爪２ｄに嵌合するための係止孔３ｃが設けられ、後端に導体圧着部３ｄ、被覆圧着部３ｅが設けられている。導体圧着部３ｄにより電線４の導体が圧着して接続され、電線４には防水のために合成ゴムから成る筒状のシール部材７が挿着され、その一部は固定のために電線被覆と共に被覆圧着部３ｅにより圧着固定されている。

この電線端子３は銅板又は銅合金板から所定の形状に打抜き成形したものに、Ｓｎ鍍金をしたもの、又はＳｎ鍍金した銅板又は銅合金板を所定の形状に打抜き成形したものを使用すればよい。材質は強度と導電性の点で黄銅が好ましく、更にはＳｎ鍍金することで耐食性が向上し、かつピン端子５との接点との導電性が得易くなる点で好適である。

筒状接点３ｂはピン端子５と接触することで導通する形状であればよく、何れの側からもピン端子５を挿入できるように、筒状接点３ｂの基部及び先端にテーパ状のガイドを設けることが望ましい。また、接続部３ａに設ける接点３ｂは、実施例のような円筒状でなくとも、図３に示すような（ａ）円孔状、（ｂ）多角形孔の孔部（ｃ）半円状、（ｄ）Ｕ字状、（ｅ）Ｖ字状、（ｆ）四角状の切抜きであってもよい。しかし、導電性、接続の持続性等を考慮すると、円筒状、孔状が好ましい。

電線４は導体の外周に絶縁層を被覆した絶縁電線が適用され、公知の電線径のものが適用できる。導体は従来から自動車ハーネス回路に使用される軟銅線や硬銅線の撚線、又は引張強度を維持し、線径を小さくした例えばＣｕ−Ｓｎ合金線などの銅合金線の撚線や単線が適用される。また、絶縁層には従来から公知の絶縁材料が適用され、中でも環境対策としてノンハロゲンの絶縁材料を絶縁層に適用することが環境対策の面で好適である。

また、電線４の導体と電線端子３との導体接続は、公知のかしめ、溶接、ハンダ付け、圧着などが適用されるが、導電性、接続性、得られる接続強度の点で、実施例のような導体圧着部３ｄによる圧着接続が好適である。

ピン端子５は内部ホルダ２のピン端子挿入孔２ｂに挿入し、複数の電線端子３の接続部３ａ同士を導通させるための導電金属製の棒状部材であり、断面形状としては円形、三角形、四角形、多角形などが挙げられる。しかし、製造が容易で、挿入する際に大きな力が必要としない点、かつ安定して確実な導通が得易いということで、断面四角形が好適であり、この場合の電線端子３の接点形状は円筒状又は円孔状が好適である。

ピン端子５は例えば１枚の導電金属板を折曲して折り畳むことにより、図４に示すような断面略四角形が得られるので、その後に先端部をプレス又は切削などにより錐状とすることができる。このような方法で作製することで、断面積の小さなピン端子５でも、湾曲したり折損することが少なくなる。

また、ピン端子５の硬さを接続部３ａよりも硬くすることで、電線端子３の接続部３ａの側を変形させながら挿入することが好ましい。このピン端子５の硬さ及び接続部３ａの硬さは、加工、熱処理や材料の選択で適宜に調整することもできる。更に、筒状接点３ｂに確実に挿入させる点で、先端部を円錐形、角錐形又は円錐台形、角錐台形などの錐状台形とすることが好適である。

接続部３ａの接点が筒形状又は円形状であって、その内径がｄ１で、ピン端子５の横断面形状を略四角形とし、その対角線の長さをｘとすると、ｄ１＜ｘであることが好ましい。また、ピン端子５の横断面を円形状とし、接続部３ａの接点を四角形の一辺の長さをｄ１とした孔部とすることもできる。この場合のピン端子５の円形外径をｄ２とした場合には、ｄ１＜ｄ２であることが好ましい。

防水部材６は外部ホルダ１の開口部１ｃに嵌まり込む直方体とされ、周囲に波形部６ａが形成されている。また、防水部材６の上面には内部ホルダ２の係止突起２ｇが挿入される係止孔６ｂが設けられている。

図５は組立状態の断面図を示し、先ず外部ホルダ１の空間部１ｂに内部ホルダ２を挿入すると、内部ホルダ２は図示しない係合機構により空間部１ｂ内に固定される。この挿入に際しては、前後面で非対称に配置されたリブ２ｈが空間部１の溝部に嵌合することにより、挿入方向を誤ることはない。

続いて、外部ホルダ１に設けた計４個の電線端子挿入口１ａから電線端子３を挿入すると、例えば右上の電線端子３の接続部３ａは、内部ホルダ２内にそれぞれ可動保持板２ｃを押し上げながら挿入される。更に押し込み、係止孔３ｃに内部ホルダ２の係止爪２ｄが嵌合すると、右下の電線端子３のように可動保持板２ｃが元の位置に復元する。これにより、電線端子３は所定位置に位置決めされ、接続部３ａの筒状接点３ｂの中心がピン端子挿入孔２ｂの中心軸に合致することになる。

なお実施例では、筒状接点３ｂが内部ホルダ２の中心で積み重なるために、電線端子挿入口１ａは左右で段違いに形成されている。電線端子３が内部ホルダ２内に挿入されると、電線端子３に設けたシール部材７が外部ホルダ１の電線端子挿入口１ａの内壁に密着し、外部からの浸水が防止される。

接続部３ａを電線端子挿入口１ａ内に挿入するに際して、筒状接点３ｂが上下何れの側を向いているかは重要である。つまり、各接続部３ａを任意の向きで挿入すると、内部において整然と所定位置に位置付けすることができなくなるので、電線端子挿入口１ａの入口部に筒状接点３ｂの向きを表示することなどを必要とする場合がある。

このようにして電線端子３を挿着した後に、図６に示すように、内部ホルダ２のピン端子挿入孔２ｂに、例えば挿入治具を用いてピン端子５を挿入すると、ピン端子５はそれぞれの電線端子３の筒状接点３ｂを挿通することにより接触し、各電線端子３同士が導通される。

更に、防水のために防水部材６を開口部１ｃに挿入すると、防水部材６の係止孔６ｂに内部ホルダ２の係止突起２ｇが嵌入し、防水部材６の脱落が防止され、波形部６ａにより外部ホルダ１内に水が浸入することはない。防水部材６による閉止を更に確実にするために、開口部１ｃの防水部材６の上から合成樹脂製の板体を嵌合することもできる。なお、図７は図６と同じ状態の外部ホルダ１のみを断面とした側面図である。

このような構成の実施例においては、外部ホルダ１の内部には、電線４に装着したシール部材７及び防水部材６により水の浸入が阻止され、このハーネス接続体内を防水構造とすることができる。電線端子３を挿入しない電線端子挿入口１ａについては、合成ゴムなどから成る盲栓により封止すれば、内部に水が浸入することはない。なお、防水構造としない場合もあり得るので、この場合にはシール部材７を使用せず、防水部材６の代りに合成樹脂による板体を開口部１ｃに嵌合すればよい。

図８は内部ホルダ２の操作片２ｆを押し上げる治具Ｔの斜視図を示し、治具Ｔは２つの端部Ｔａ、Ｔｂを有し、また操作片２ｆは上下の可動保持板２ｃで前後にずれているために、これらの操作片２ｆを治具Ｔにより同時に操作して、２つの可動保持板２ｃを同時に押し上げ可能とされている。

図９は内部ホルダ２に対する治具Ｔの操作説明図であり、外部ホルダ１、電線端子３の図示は省略している。電線端子３を取り外すために可動保持板２ｃの操作片２ｆを治具Ｔを内部ホルダ２の溝部２ｅから挿入して押し上げる。即ち、回路の組換え等のために、電線端子３を組立体から取り外すには、防水部材６を外してからピン端子５を抜き取り、電線端子３を内部ホルダ２から取り外す必要がある。

開口部１ｃを介して治具Ｔの端部Ｔａ、Ｔｂを溝部２ｅに下方から挿し込み、図９の左側に示すように、上下の可動保持板２ｃを操作片２ｆを介して同時に押し上げる。この押し上げにより、電線端子３の係止孔３ｃから係止爪２ｄが外れ、電線４を引いて２個の電線端子３を同時に外部に引き出すことができる。残りの２個の電線端子３については、他側の溝部２ｅに治具Ｔを挿し込んで同様に引き出せばよい。

実施例では、可動保持板２ｃに係止爪２ｄを設け、電線端子３に係止孔３ｃを設けたが、これらを逆にして、可動保持板２ｃに凹部を設け、電線端子３に凸部を設けるようにしてもよい。また、外部ホルダ１に電線端子挿入口１ａを計４個設けて、４個の電線端子３を挿入したが、更に多数或いは少数の電線端子挿入口１ａを設けて回路を設計することができる。

実施例のハーネス接続体の分解斜視図である。 内部ホルダの断面図である。 電線端子の変形例の斜視図である。 ピン端子の断面図である。 組立時のハーネス接続体の断面図である。 組立後のハーネス接続体の断面図である。 外部ホルダのみを断面としたハーネス接続体の側面図である。 治具の斜視図である。 電線端子を外すための治具の操作説明図である。

符号の説明

１ 外部ホルダ
１ａ 電線端子挿入口
１ｂ 空間部
１ｃ 開口部
２ 内部ホルダ
２ａ 電線端子保持孔
２ｂ ピン端子挿入孔
２ｃ 可動保持板
２ｄ 係止爪
２ｅ 溝部
２ｆ 操作片
２ｈ リブ
３ 電線端子
３ａ 接続部
３ｂ 筒状接点
３ｃ 係止孔
３ｄ 導体圧着部
３ｅ 被覆圧着部
４ 電線
５ ピン端子
６ 防水部材
７ シール部材

Claims (7)

1. 複数の電線端子挿入口を有する外部ホルダと、該外部ホルダ内で使用し、前記電線端子挿入口と連通する電線端子保持孔を有すると共に、これらの電線端子保持孔と内部で交叉するピン端子挿入孔を有する内部ホルダと、該内部ホルダのピン端子挿入孔に挿入することにより前記内部ホルダ内に挿入する電線端子の接続部の接点に接触し前記電線端子同士を電気接続するピン端子とから成り、前記内部ホルダの電線端子保持孔には前記電線端子を保持する可動の保持板を設け、該保持板に前記電線端子を位置決めするための係止部を設けたことを特徴とする接続部材。
2. 複数の電線端子挿入口を有する外部ホルダと、該外部ホルダ内で使用し、前記電線端子挿入口と連通する電線端子保持孔を有すると共に、これらの電線端子保持孔と内部で交叉するピン端子挿入孔を有する内部ホルダと、一端に接続部を有すると共に中間部に位置決めのための係止部を有し更に他端に電線を接続し前記接続部を前記電線端子挿入口を経て前記内部ホルダの電線端子保持孔内に挿入する電線端子と、前記内部ホルダのピン端子挿入孔に挿入することにより前記内部ホルダ内の前記電線端子の接続部の接点に接触し前記電線端子同士を電気接続するピン端子とから成り、前記内部ホルダの電線端子保持孔には前記電線端子を保持する可動の保持板を設け、該保持板に前記電線端子の係止部と係合する係止部を設けたことを特徴とする接続部材を用いたハーネス接続体。
3. 前記内部ホルダの保持板の側方に操作片を突出し、該操作片を介して前記保持板を動かし、前記保持板の係止部を前記電線端子の係止部から外すことを特徴とする請求項２に記載の接続部材を用いたハーネス接続体。
4. 前記電線端子に設けた係止部を凹部とし、前記内部ホルダに設けた係止部を凸部としたことを特徴とする請求項２に記載の接続部材を用いたハーネス接続体。
5. 前記外部ホルダは前記内部ホルダを挿入する入口部を有し、前記ピン端子は前記入口部から前記内部ホルダのピン端子挿入孔に挿入することを特徴とする請求項２に記載の接続部材を用いたハーネス接続体。
6. 前記電線にシール部材を挿通し前記外部ホルダの電線端子挿入口と前記電線との間を防水構造とし、前記入口部を防水部材により閉止したことを特徴とする請求項５に記載の接続部材を用いたハーネス接続体。
7. 請求項２〜６に記載の接続部材を用いたハーネス接続体を使用したことを特徴とする自動車用ハーネス回路。

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