JP2011181422A - 充電コネクタの電線保護構造 - Google Patents

Abstract

【課題】給電用の電線の浮き上がりを防止し、ないし電線の浮き上がりを検知して、電線の干渉や傷みを防止する。
【解決手段】端子収容部２に続く電線ガイド溝３を有する絶縁性のハウジング４と、電線ガイド溝に続く電線ガイド樋５と、電線ガイド溝に進入する電線押さえ部３３と電線ガイド樋を覆う板部３５，３６とで成る電線カバー８と、電線カバーの上からハウジングに設けられ、端子収容部の開口１７をスライド式に覆うハウジングカバー９と、端子収容部に収容される給電用の端子６と、端子に接続され、電線ガイド溝から電線ガイド樋に挿通される電線７とを備える充電コネクタ１の電線保護構造である。電線押さえ部３３の先端に突壁３４を立設し、突壁の先端をハウジングカバー９の内面に接触させた。板部３６に電線保護チューブを係止するための突起３８を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッドカーを含む電気自動車のバッテリの充電をディーラ等でバッテリ側のワイヤハーネスを充電コネクタに接続して行う際に、充電コネクタ側の給電用の電線の露出を防止した充電コネクタの電線保護構造に関するものである。

従来、ハイブリッドカーを含む電気自動車のバッテリが上がった（電気がなくなった）場合に、ディーラ等で充電を行うには、バッテリに続くワイヤハーネスのコネクタに充電コネクタを嵌合接続して、充電を行っていた。

しかしながら、新たに、コネクタ嵌合によらずに、図６に示す如く、バッテリ（図示せず）に続くワイヤハーネス５３の端末のインバータ接続用コネクタ４８をインバータ（機器）５９から外して、ボルト締めで端子同士を接続した状態で充電を行う充電コネクタが必要となった。図６で、符号４９はインバータ接続用の左右一対の端子、５１は、インバータ５９への固定兼アース用の左右一対のブラケット、６０はバッテリへの接続用端子、５４は同じくアース用端子をそれぞれ示している。インバータとは交流変換装置のことである。

参考までに、従来、ボルト締めで端子同士を接続するものとして、例えば特許文献１には、機器側のコネクタのバスバー端子にワイヤハーネス側のコネクタの雄端子をボルト締めで接続して、ワイヤハーネスから機器に給電を行うことが記載されている（図示せず）。

また、ボルト締めではなく、挿入嵌合式のコネクタとして、引用文献２には、コネクタハウジングの端子挿入室に電線付きの端子を挿入し、コネクタハウジングの後部に蛇腹状のガイド片を一体に設け、ガイド片に電線挿通用の合成樹脂製のコルゲートチューブを係止させたことが記載されている（図示せず）。

特開２００９−３２５００号公報（図１） 特開２００２−９３５１８号公報（図１）

しかしながら、上記図６に示すワイヤハーネス５３のコネクタ４８の端子４９をハウジング内の給電（充電）用の端子にボルト締めで結合する充電コネクタにあっては、例えば給電用の端子に接続された電線がハウジング内で浮き上がって、ハウジング内部や外部と干渉して絶縁被覆の傷みを生じ、充電作業者に感電等の危険を及ぼし兼ねないといった懸念があった。

本発明は、上記した点に鑑み、給電用の電線の浮き上がりを防止することができ、また、電線が浮き上がった場合でも浮き上がりを検知することができて、電線の浮き上がりによる干渉や傷みを確実に防止することのできる充電コネクタの電線保護構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る充電コネクタの電線保護構造は、端子収容部と該端子収容部に続く電線ガイド溝とを有する絶縁性のハウジングと、該電線ガイド溝に続く電線ガイド樋と、該電線ガイド溝に進入する電線押さえ部と該電線ガイド樋を覆う板部とで成る電線カバーと、該電線カバーの上から該ハウジングに設けられ、該端子収容部の開口をスライド式に覆うハウジングカバーと、該端子収容部に収容される給電用の端子と、該端子に接続され、該電線ガイド溝から該電線ガイド樋に挿通される電線とを備えることを特徴とする。

上記構成により、端子収容部に給電用の端子が配設され、電線ガイド溝から電線ガイド樋にかけて給電用の端子に続く給電用の電線が配索され、電線ガイド溝内に電線カバーの電線押さえ部が進入して電線を押さえて電線の浮き上がりを阻止する。その状態でハウジングカバーがスライド自在にハウジングに装着される。端子収容部の開口内において給電用の端子に相手コネクタの端子が好ましくはボルト締めで接続される。ハウジングカバーを閉めることで、端子接続部が覆われて安全に絶縁保護され、その状態で充電器から給電用の電線を経て相手コネクタ側のバッテリに充電が行われる。電線押さえ部は電線ガイド溝に沿う細板状のもので板厚方向の弾性を有することが好ましい。

請求項２に係る充電コネクタの電線保護構造は、請求項１記載の充電コネクタの電線保護構造において、前記電線押さえ部の先端に突壁が立設され、該突壁の先端が前記ハウジングカバーの内面に接することを特徴とする。

上記構成により、ハウジングの電線ガイド溝内に給電用の電線が収容されて電線カバーの電線押さえ部で覆われた状態で、電線押さえ部の先端の突壁がハウジングカバーの内面に接して電線に向けて押さえられることで、電線押さえ部による電線の押圧が確実に行われる。また、電線の浮き上がりがある場合は、電線の浮き上がり力に負けた電線押さえ部の先端の突壁が外部に突出することで、ハウジングカバーをスライド式に閉める際に突壁にハウジングカバーの先端が当接してハウジングカバーを閉止することができず、電線の浮き上がりが検知される。作業者は電線を再度、電線ガイド溝内に押し込んで、ハウジングカバーを閉止する。

請求項３に係る充電コネクタの電線保護構造は、請求項１又は２記載の充電コネクタの電線保護構造において、前記板部に電線保護チューブを係止するための突起が設けられたことを特徴とする。

上記構成により、板部と電線ガイド樋との外周側に合成樹脂製のコルゲートチューブ等の電線保護チューブが装着（外挿）され、板部の突起で保護チューブが係止されて抜け止めされると同時に、保護チューブの径方向内向きの緊迫力で板部と電線ガイド樋とが閉じ方向に接合されて、電線カバーの不意な開きが防止され、電線カバーからの不意な電線の飛び出しが阻止される。

請求項１記載の発明によれば、ハウジングの電線ガイド溝内で給電用の電線が電線カバーの電線押さえ部で押さえられて浮き上がりを防止され、さらにその状態でハウジングカバーによって給電用の端子と電線とが覆われて保護されるから、電線の浮き上がりに起因するハウジング内外での電線の干渉と傷みが防止されて、充電作業が感電の心配なく安全に行われる。

請求項２記載の発明によれば、電線を電線ガイド溝内に挿通して電線カバーの電線押さえ部で押さえた状態で、電線押さえ部の先端の突壁をハウジングカバーの閉じ時にハウジングカバーの内面で押さえることで、電線の押さえ付けを確実に行って、請求項１記載の発明の効果を確実に発揮させることができる。また、電線押さえ部の押さえ力に抗して電線が浮き上がった場合には、電線押さえ部の先端の突壁が端子収容部の開口から突出してハウジングカバーのスライド閉止を行うことができないから、作業者が電線の浮き上がりを検知することができ、再度の電線押さえ作業によって、電線の浮き上がりを防止（修正）して、請求項１記載の発明の効果を発揮させることができる。

請求項３記載の発明によれば、電線保護チューブを突起で係止することで、板部と電線ガイド樋との接合固定用のテープ巻きの回数を削減することができる。また、電線保護チューブで板部を電線ガイド樋に閉じ方向に押さえることで、電線カバーの不意な開きを防止して電線の飛び出しやそれに伴う外部との電線の干渉と傷みを防止することができる。

本発明における充電コネクタとその電線保護構造の一実施形態を示す分解斜視図である。 組立状態の充電コネクタに相手コネクタを結合した状態を示す分解斜視図である。 充電コネクタに電線保護チューブを装着した状態を示す要部斜視図である。 充電コネクタの電線保護チューブ組付部を示す要部斜視図である。 電線保護チューブ組付部に電線保護チューブを装着した状態を示す縦断面図である。 相手コネクタを有する機器接続用のワイヤハーネスの一形態を示す分解斜視図である。

図１は、本発明における充電コネクタとその電線保護構造の一実施形態を示すものである。

この充電コネクタ１は、端子収容部２とそれに続く電線ガイド溝３とを有する絶縁樹脂製のハウジング４と、ハウジング４の後端部に設けられた電線ガイド樋５と、端子収容部２内に収容される給電（充電）用の一対の端子６と、各端子６に接続されて電線ガイド溝３から電線ガイド樋５に挿通される給電用の各電線７と、電線ガイド溝３と電線ガイド樋５とを同時に覆う絶縁樹脂製の電線カバー８と、電線カバー８の上からハウジング４にスライド式に設けられる絶縁樹脂製のハウジングカバー９とを備えるものである。

端子収容部２はハウジング４の前後方向中間部に設けられ、電線ガイド溝３は端子収容部２の後半部分とハウジング４のフラット板状の後部の上壁１０とに左右一対平行に設けられている（端子収容部２の電線ガイド溝を符号３ａ、ハウジング後部の電線ガイド溝を符号３で示す）。

電線ガイド樋５は、ハウジング４の後端部に例えば係止爪と係合凹部といった係止手段（図示せず）で連結固定され、あるいはハウジング４と一体に樹脂成形され、一対の電線ガイド溝３に連通した左右一対の電線収容空間を有する二股部１１と、二股部１１の交差部に続く電線収容空間を有する一本の真直部１２とで構成されている。

端子収容部２は、左右の側壁１３と中間の隔壁１４と後側の壁部１５と水平な底壁１６とで囲まれて、上部開口１７と前部開口（図示せず）とを有し、垂直な後壁１５に、電線ガイド溝３に続くスリット状の切欠開口１８を有している。端子収容部２の底壁１６に電線ガイド溝３ａの両側縁の一対のリブ１９が立設され、リブ１９の前端が、給電用の端子６のボルト挿通孔６ｂを有する円板状の電気接触部６ａの後部に当接して端子６の後抜けを阻止し、リブ１９に続く水平な枠状のリブ（図示せず）の内側に電気接触部６ａが係合して位置決めされる。

端子収容部２の前部開口（図示せず）はハウジング前部の筒状部２０内の空間に連通している。端子６の電気接触部６ａの上には、ボルト挿通孔２１ａと係止孔とを有する導電金属製の端子カバー２１が重ねて配置され、端子収容部２の底壁１６に突設された一対のガイド壁（図示せず）と係止ランス（図示せず）とで端子カバー２１が端子６の電線接触部６ａを押さえた状態で固定される。端子収容部２の底壁１６には端子６の電気接触部６ａの下側に対向してナット（図示せず）が埋設されている。

ハウジング前部の筒状部２０の上半には横長のブロック部２２が一体に設けられ、ブロック部２２の左右にナット２３が埋設され、ブロック部２２の右側に安全回路用の端子２４を保持する一対のリブ２５と、端子２４に続く電線２６の余長部を巻く巻き部２８と、電線２６と他方の安全回路用の電線２７とに続く小端子（図示せず）を収容したインタロックハウジング２９に対する装着部（水平な貫通孔）３０とが設けられ、ブロック部２２の上壁面に、安全回路用の端子２４の上から導電金属製の横長の端子カバー３１が装着されて係止手段３２で係止される。

安全回路用の端子２４と給電用の端子６とはボルト挿通孔を有する電気接触部６ａ，２４ａと、一対の電線圧着片を含む電線接続部６ｃ，２４ｃとを有する丸型板端子である。安全回路用の電線２６，２７と給電用の電線７とは絶縁被覆電線である。

電線カバー８は、ハウジング後部の各電線ガイド溝３を塞ぐ左右一対の前側の電線押さえ部３３と、電線押さえ部３３の先端（前端）に立設され、端子収容部２の後壁１５の切欠開口１８に係合して切欠開口１８を塞ぎ、後壁１５の一部を成す垂直な突壁３４と、電線押さえ部３３の後端に一体に続き、電線ガイド樋５の前半の二股部１１を覆う略三角形状の中間の板部３５と、板部３５の後端に続き、電線ガイド樋５の後半の真直部１２を覆う細長の後側の板部３６とで構成されている。

電線押さえ部３３は、細長の水平な板部３３ａと、水平な板部３３ａの中央に立設された補強用のリブ３３ｂとで断面逆Ｔ字状に形成され、板部３３ａの板厚方向（電線押さえ方向）の弾性を有している。中間の板部３５は前端側部に、二股部１１の係止突起に係合する可撓性の係止枠片３７を有している。後側の板部３６は後述のコルゲートチューブ係止用の上向きの三角形状の突起３８を有している。

ハウジング４の中間部と後部との下端には、ハウジングカバー９をスライド自在に係合させる水平なガイド溝３９が設けられている。ハウジングカバー９は、左右の側壁４０の下端に設けられてガイド溝３９に係合する内向きの鍔部４１と、右側の側壁４０よりも延長された水平な上壁４２と、スライド操作用の前後端及び中間の垂直な各壁部４３と、後端に水平に突設されて、ハウジング後部のナット４４に螺挿されるボルト４５を装着した板部４６と、上壁４２の右側に一体に設けられ、安全回路用のインタロックハウジング２９の一対の小端子に対するショート端子（図示せず）を有する小ハウジング４７とを備えている。

ハウジング４内に給電用の端子６と端子カバー２１とが組み付けられ、給電用の端子６に続く電線７がハウジング４の電線ガイド溝３内に挿通され、電線７の上からハウジング後部に電線カバー８が組み付けられ、電線カバー８の電線押さえ部３３が電線ガイド溝３内の電線７を上から押さえて電線ガイド溝３の底面に押し付けて浮き上がりなく安定に固定する。電線７は電線押さえ部３３の先端の突壁３４の下側を通って前方の端子６に続く。

電線カバー８の上からハウジング４にハウジングカバー９が装着される。ハウジングカバー９の装着は例えば両側壁４０を外向きに撓ませて鍔部４１をガイド溝３９に係合させるか、あるいは筒状部２０とブロック部２２とで成るハウジング前部をフラット状のハウジング中部と後部とで成るハウジング本体から分離した状態で、鍔部４１をガイド溝３９の前端から水平に挿入し、ハウジング本体にハウジング前部を係止手段で組み付け固定する。ハウジング前部には安全回路用の端子２４と端子カバー３１とインタロックハウジング２９とが組み付けられる。

ハウジングカバー９はハウジング後部に後退して位置して端子収容部２の上部開口１７を外部に開放し、その状態で図２（図６）の相手コネクタ４８の板状の左右一対の端子４９（図６）がハウジング前部の筒状部２０を通って端子収容部２の給電用の端子６及び端子カバー２１の上に重なって位置し、下側のナット（図示せず）へのボルト締めで相互に締付接続される。

図２の如く、相手コネクタ４８に給電用の端子６（図１）を接続すると共に、相手コネクタ４８のアース用の導電金属製のカバー５０の左右何れか（本例で左側）のブラケット５１を安全回路用の端子カバー３１にボルト締め５２で接続し、ハウジングカバー９を前方にスライドして閉めることで、ハウジングカバー９の小ハウジング４７（図１）がハウジング前部のインタロックハウジング２９に嵌合して、安全回路用の電線２６，２７が接続される。

電線２６，２７が端子２４と端子カバー３１を経て相手コネクタ４８のアース用ブラケット５１に接続され、ブラケット５１が機器接続用のワイヤハーネス５３の導電性の編組（図示せず）を経て図６のバッテリ側のアース用の端子５４に接続され、充電器（図示せず）とバッテリ間の安全回路がオンして（充電器側のリレーやトランジスタといったスイッチ機構がオンして）、充電器から給電用の電線７（図１）と端子６を経て相手コネクタ４８とそのワイヤハーネス５３の電線５５に充電電流が供給される。図２で右側のブラケット５１はハウジング前部の逃がし孔５６内に挿通される。ブラケット５１は複数種設定される。

図１において、給電用の電線７は電線カバー８の電線押さえ部３３で押さえられて浮き上がりを阻止されるから、ハウジング内部や外部での電線７の引っ掛かり等の干渉が防止され、給電用の電線７の傷付きや摩耗といった傷みが防止されて、充電電流のリークなく作業者が感電の心配なく安全に充電作業を行うことができる。

また、ハウジング４に電線カバー８の組付後にハウジングカバー９を組み付けるので、給電用の電線７が浮き上がっている場合には、電線カバー８の電線押さえ部３３（特に先端の突壁３４）が浮き上がって、ハウジングカバー９を組み付けることができない。たとえハウジング後部にハウジングカバー９を組み付けたとしても、ハウジングカバー９を前方へスライドさせる際に、電線カバー８の突壁３４が電線７の浮き上がりで上向きに突出して、ハウジングカバー９の上壁前端４２ａに当接してハウジングカバー９を閉めることができないので、作業者により電線７の浮き上がりが検知される。

電線７の浮き上がりがなく、ハウジングカバー９を正規に組み付けた後は、電線カバー８の先端の突壁３４の上端がハウジングカバー９の上壁４２の下面（内面）に接して（摺接して）下向きに押さえられるので、電線７の浮き上がりが確実に防止され、ハウジング４内での電線７の干渉やそれに伴う電線７の傷みが確実に防止される。電線７はハウジング上部に露出しないので外部との干渉が起こらないことは勿論である。

図２の如く、電線カバー８の電線押さえ部３３（図１）はハウジング４のガイド溝３内に下向きに進入して電線７（図１）を押さえ、電線カバー８の中間の幅広の板部３５と後側の幅狭の板部３６とはハウジング後方の電線ガイド樋５の上端に接合し、後側の板部３６と真直な樋部１２とで成る縦断面矩形状の電線導出部５７の外周に、後方から断面円形の合成樹脂製のコルゲートチューブ（電線保護チューブ）５８が図３の如く装着される。コルゲートチューブ５８の装着は相手コネクタ４８の嵌合前に充電コネクタ１の状態で行われる。

コルゲートチューブ５８内には給電用の二本の電線７（図１９の他に安全回路用の一本の電線（安全回路用の端子２４ではなくインタロックハウジング２９内の他方の小端子に接続された電線）２７が同時に挿通される。安全回路用の電線２７はハウジング４の裏面に沿ってフック片（図示せず）で固定され、電線導出部５７の下面に沿ってコルゲートチューブ５８内に挿通される。

図４に図２のＡ部拡大図を示す如く、電線カバー８の後側の幅狭の板部３６の左右両側の上面に前後各一対の三角形状（山型）の突起３８が立設され、各突起３８は前後の傾斜面３８ａ，３８ｂを有しており、図５の如く、突起３８の後側の傾斜面３８ｂに沿ってコルゲートチューブ５８の前端部が電線導出部５７にスムーズに外挿され、コルゲートチューブ５８の内周の凹溝部が突起３８に係合して、コルゲートチューブ５８が抜け止めされ、同時に、コルゲートチューブ５８の径方向内向きの締付力によって電線カバー８がハウジング４の電線ガイド溝３や電線ガイド樋５にしっかりと押し付けられて固定され、電線カバー８の不意な外れやそれに伴う電線７の浮き上がりや露出が防止される。

突起３８がない場合は、電線導出部５７の表面が平滑でコルゲートチューブが滑りやすく、粘着テープ（図示せず）を何重にも巻かないと、コルゲートチューブ５８の固定ができないが、突起３８によってテープ巻きの回数が低減され、テープ巻き作業工数の低減とコネクタ廃棄時の分解容易性の向上が図られる。

図５で符号５８ａはコルゲートチューブの内径側部分、５８ｂは外径側部分を簡略化して示すものである。コルゲートチューブ５８は周方向の凹溝と凸条と（図示せず）をチューブ長手方向に交互に配列した蛇腹状の既存の保護チューブである。コルゲートチューブ５８に代えて網状チューブやゴムチューブ等を用いる場合でも、突起３８は上記同様の効果を奏する。電線導出部５７の上面のみならず下面にも、あるいは下面のみに同様の突起３８を設けることも可能である。

なお、上記実施形態において、給電用の端子（６）をボルト締めではなく相手端子（４９）との挿入嵌合で接続させることも可能である。この場合も給電用の電線７はガイド溝３内で電線カバー８に覆われて保護される。また、安全回路（安全回路用の電線２６，２７や端子２４や端子カバー３１やインタロックハウジング２９，４７等）を用いずに、ハウジングカバー９のスライド閉止のみで給電用の端子６と外部（作業者等）との接触を防ぐことも可能である。また、各端子カバー２１，３１を用いずに、給電用や安全回路用の各端子６，２４を直接、相手側の端子４９やブラケット５１にボルト締めで接続することも可能である。また、ハウジングカバー９にガイド溝３９、ハウジング４に外向きの鍔部（レール）４１を設けることも可能である。

また、本発明は、充電コネクタの電線保護構造として以外に、充電コネクタ自体あるいは、充電コネクタの電線カバー構造等としても有効なものである。

本発明に係る充電コネクタの電線保護構造は、ハイブリッドカーを含む電気自動車のバッテリにディーラ等でバッテリ側の機器接続用のワイヤハーネスを流用して充電を行う際に、電線の浮き上がりやそれに伴う電線の傷みを防止して充電作業の安全性を高めるために利用することができる。

１ 充電コネクタ
２ 端子収容部
３ 電線ガイド溝
４ ハウジング
５ 電線ガイド樋
６ 給電用の端子
７ 電線
８ 電線カバー
９ ハウジングカバー
１７ 上部開口（開口）
３３ 電線押さえ部
３４ 突壁
３５，３６ 板部
３８ 突起
５８ コルゲートチューブ（電線保護チューブ）

Claims (3)

1. 端子収容部と該端子収容部に続く電線ガイド溝とを有する絶縁性のハウジングと、該電線ガイド溝に続く電線ガイド樋と、該電線ガイド溝に進入する電線押さえ部と該電線ガイド樋を覆う板部とで成る電線カバーと、該電線カバーの上から該ハウジングに設けられ、該端子収容部の開口をスライド式に覆うハウジングカバーと、該端子収容部に収容される給電用の端子と、該端子に接続され、該電線ガイド溝から該電線ガイド樋に挿通される電線とを備えることを特徴とする充電コネクタの電線保護構造。
2. 前記電線押さえ部の先端に突壁が立設され、該突壁の先端が前記ハウジングカバーの内面に接することを特徴とする請求項１記載の充電コネクタの電線保護構造。
3. 前記板部に電線保護チューブを係止するための突起が設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の充電コネクタの電線保護構造。

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