JP2011228061A - 雄端子および車両側コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】雌端子を構成する複数の接触片によって挟み付けられて接続される構成において泥水などの異物を除去する。
【解決手段】本発明は、雌端子２０を構成する複数の接触片２２によって挟み付けられて接続される雄端子６０であって、複数の接触片２２の内側に形成された接点部２６に対して弾性的に接触する雄側本体部６１と、雄側本体部６１の外周面に凹設され、泥水などの異物を収容可能な収容溝６４とを備え、収容溝６４は、雄側本体部６１を少なくとも一周囲む形態とされている構成としたところに特徴を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、雄端子および車両側コネクタに関する。

従来、車両におけるバッテリに接続され、そのバッテリに充電を行う際に充電用コネクタと嵌合される車両側コネクタとして、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。この車両側コネクタは、棒状をなす本体部を有する雄端子を備えている。一方、充電用コネクタは、雄端子を内部に嵌合可能な雌端子を備えている。雌端子は、いわゆるルーバー端子などの名称で呼ばれる端子であって、筒状をなす接点収容部と、この接点収容部の内部に収容された接点部材とから構成されている。接点部材は、複数の板ばねを周方向に並べて配置したものであって、雄端子を周方向から挟み付ける構成とされている。

これらのコネクタは、屋外で使用されることを前提としており、例えば雄端子の本体部に泥水などが付着することが考えられる。そのため、接点部材収容部の内壁には、Ｏリングが装着されており、雄端子の本体部に付着した泥水などの異物は、Ｏリングによって除去されるようになっている。これらのコネクタにおいては、充電用コネクタを泥水に漬けた後に、車両側コネクタに対して繰り返し嵌合および離脱を行う泥水試験が行われており、この泥水試験に耐えうる耐久性能が求められている。

特開平８−２２２３１４号公報

上記のような充電用コネクタにおいては、ルーバー端子以外に、いわゆるすり割り端子などの名称で呼ばれる雌端子が用いられることがある。この雌端子は、複数の接触片を環状に並べた配置とされ、これらの接触片の内側に雄端子が挟み付けられて接続可能とされている。このようなすり割り端子では、ルーバー端子のように、雌端子の内部にＯリングを装着することはできないため、Ｏリングによって泥水などの異物を除去することはできない。

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、相手側端子を構成する複数の接触片によって挟み付けられて接続される構成において泥水などの異物を除去することを目的とする。

本発明は、雌端子を構成する複数の接触片によって挟み付けられて接続される雄端子であって、複数の接触片の内側に形成された接点部に対して弾性的に接触する本体部と、本体部の外面に凹設され、泥水などの異物を収容可能な収容溝とを備え、収容溝は、本体部を少なくとも一周囲む形態とされている構成としたところに特徴を有する。

このような構成によると、雄端子の本体部に泥水などの異物が付着していた場合に、雄端子と雌端子を接続すると、本体部の表面に付着していた異物が接点部によって本体部の奥側に押し込まれ、接点部が収容溝を横切る際に異物が収容溝の内部に落ち込むことで、異物が除去される。ここで、収容溝は、本体部を少なくとも一周囲む形態とされているため、異物の付着状況にかかわらず、本体部に付着した異物を確実に除去することができる。

本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
収容溝は、接点部の延出方向とは異なる方向に延出している構成としてもよい。
このような構成によると、収容溝が接点部の延出方向とは異なる方向に延出しているため、接点部全体が収容溝の内部に落ち込んで引っ掛かることはない。

収容溝は、スパイラル状をなして連続する形態をなしている構成としてもよい。
このような構成によると、収容溝が切れ目無く連続しているため、切削加工などによって収容溝を容易に加工することができる。

収容溝は、非連続で配置された複数の小溝によって構成してもよい。
このような構成によると、例えば小溝に対して半分だけ落ち込んだ異物が接点部に引っ掛かった状態で小溝に沿って本体部の奥側に移動した場合でも、各小溝の終端部で異物を確実に除去することができる。

また、本発明の車両側コネクタは、雌端子が充電用コネクタに設けられているものにおいて、上記の雄端子を備え、充電用コネクタと嵌合されることで車両のバッテリに充電が行われる構成としてもよい。
このような構成によると、充電用コネクタと嵌合される車両側コネクタに上記の雄端子を適用することができる。

本発明によれば、雌端子を構成する複数の接触片によって挟み付けられて接続される雄端子において泥水などの異物を除去することができる。

実施形態１において車両側コネクタと充電用コネクタを嵌合させる前の状態を示した縦断面図 車両側コネクタと充電用コネクタを嵌合させた後の状態を示した縦断面図 雄端子と雌端子を嵌合させる前の状態を示した斜視図 雄端子と雌端子を嵌合させる前の状態を示した斜視図であって、図３とは反対方向から見た図 雄端子の側面図 雄端子と雌端子を嵌合させる前の状態を示した縦断面図 雄端子と雌端子を嵌合させた後の状態を示した縦断面図 実施形態２における雄端子の側面図 実施形態３における雄端子の側面図 図９における雄端子の平面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７の図面を参照しながら説明する。本実施形態における充電用コネクタ１０は全体としてピストル形状をなしており、図１に示すように、略前半部分を構成するコネクタ本体１１と、このコネクタ本体１１の後部から斜め下方に延びるグリップ１２とが形成されている。コネクタ本体１１とグリップ１２は、いずれも合成樹脂製とされており、一体に成形されている。コネクタ本体１１の前面には、円筒状をなして前方に突出するフード部１３が装着されている。また、コネクタ本体１１の内部における上側には、レバー１４が収容されており、レバー１４の前端部にはロック部１４Ａが形成されている。このロック部１４Ａは、コネクタ本体１１の上面前縁から外部に露出している。

フード部１３は、コネクタ本体１１とは別部材として形成されており、図示しない係止手段によってコネクタ本体１１に固定されている。フード部１３の内部には、円筒状をなす複数の端子収容部１５が設けられている。これらの端子収容部１５は、フード部１３の奥壁から前方に突出して設けられている。端子収容部１５の内部には、雌端子２０を収容するキャビティ１７が形成されている。

キャビティ１７は、フード部１３の奥壁において後方に開口する形態をなしている。キャビティ１７は、雌端子２０を収容する空間であり、この空間は、端子収容部１５の内壁によって構成されている。キャビティ１７の前壁には、後述する雄端子６０を挿通可能な挿通孔が貫通して形成されている。また、キャビティ１７の内壁における前端下面には、水抜き孔１６Ａが貫通して形成されている。端子収容部１５の内部に浸入した泥水などは、水抜き孔１６Ａを通して外部に排出される。

フード部１３の内部には、円筒状をなすゴムリング１８がフード部１３の内周面に沿って嵌着されており、ゴムリング１８の前方には、ゴムリング１８の抜け止めを行うホルダ１９が装着されている。ホルダ１９は、ゴムリング１８と同じ円筒状をなし、フード部１３の内面側に係止可能な係止部１９Ａを有している。この係止部１９Ａによりホルダ１９がフード部１３の内周面に沿って嵌着されている。

フード部１３の内周面におけるホルダ１９の装着部は、ゴムリング１８の奥側よりも大径とされており、ホルダ１９が装着されることで、ホルダ１９の内周面とゴムリング１８の奥側におけるフード部１３の内周面とがほぼ面一をなして揃うようになっている。ゴムリング１８のリップ部は、ホルダ１９の内周面よりも径方向内側に突出している。一方、車両側コネクタ５０は、充電用コネクタ１０と嵌合可能な車両側ハウジング５１を有している。車両側ハウジング５１は合成樹脂製であって、フード部１３の内部に嵌合可能なハウジング本体５１Ａを有している。これにより、ハウジング本体５１Ａをフード部１３の内部に嵌合させると、ハウジング本体５１Ａの外周面がゴムリング１８のリップ部に密着し、両コネクタ１０，５０間が防水される。

ハウジング本体５１Ａの内部には、雄端子６０を収容する車両側キャビティ５２が形成されている。車両側ハウジング５１は、車体側に設けられた取付開口部５３に装着されている。車両側ハウジング５１の外周には、取付プレート５４が張り出し形成されており、この取付プレート５４を取付開口部５３の開口縁部に宛ってボルト止めすることにより、車両側ハウジング５１が取付開口部５３に取り付け固定されている。

ハウジング本体５１Ａの外周には、嵌合筒部５５が周設されている。この嵌合筒部５５は、取付プレート５４から前方に突出しており、ハウジング本体５１Ａと嵌合筒部５５との間にフード部１３が嵌合可能とされている。嵌合筒部５５の上面には、ロック突部５６が設けられている。このロック突部５６は、レバー１４の前端部に設けられたロック部１４Ａに対して嵌合方向に係止可能とされている。したがって、両コネクタ１０，５０を嵌合させると、ロック部１４Ａがロック突部５６に係止することにより、両コネクタ１０，５０が嵌合状態に保持される。なお、取付開口部５３の後部には蛇腹状をなして後方に延びるグロメット５７が取り付けられている。

次に、雌端子２０およびその周辺構造について説明する。雌端子２０は、図３および図４に示すように、前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなす雌側本体部２１、雌側本体部２１から前方に突出した４つの接触片２２、雌側本体部２１の外周面に周設されたフランジ部２３、雌側本体部２１から後方に突出するバレル部２４などを備えて構成されている。この雌端子２０は、母材となるロッド材に対して切削加工および絞り加工などを施すことによって製造されている。

フランジ部２３は、雌側本体部２１の外周面から全周に亘って径方向外側に張り出す形態とされている。このフランジ部２３は、図１に示すように、キャビティ１７の後端開口縁部に対して後方から当接する。これにより、雌端子２０は、キャビティ１７に収容された状態で前止まりされる。

バレル部２４は、雌側本体部２１よりも小径の円筒状に形成されている。電線Ｗの端末に露出された芯線をバレル部２４に挿入してかしめることにより、雌端子２０と電線Ｗが導通可能に接続される。なお、バレル部２４の前端部には、側方に開口する電線視認窓２４Ａが貫通して形成されている。この電線視認窓２４Ａから芯線を視認することで、電線Ｗが所定の深さでバレル部２４に差し込まれていることを確認できる。

複数の接触片２２の内側には、雄端子６０が内部に収容される収容空間２５が形成されている。すなわち、収容空間２５は、各接触片２２の内面によって構成されている。接触片２２は、雌側本体部２１から前方に向けて軸心側に近づく方向に延出され、その前端部付近で軸心から遠ざかる方向に曲げられている。このように接触片２２が曲げられた部分における内面側に接点部２６が形成されている。すなわち、接点部２６は、各接触片２２の前方における内側部分によって構成されている。

収容空間２５において接点部２６に対応する領域は、端子接続孔２７とされている。この端子接続孔２７に雄端子６０が嵌合することで、各接触片２２が外側に撓み変形し、これらの撓んだ接触片２２によって雄端子６０が挟み付けられて、雌端子２０と雄端子６０が導通可能に接続されるようになっている。なお、このような雌端子２０は、すり割り端子などの名称で呼ばれる場合がある。

接触片２２は、図６および図７に示すように、端子接続孔２７の孔径が大きくなる方向に撓み可能に設けられている。すなわち、各接触片２２は、雌側本体部２１との連結部側を支点として接点部２６側が互いに接近および離間する方向に変位可能とされている。４つの接触片２２は、周方向に並んで配置されており、収容空間２５を中心として放射状に延びる４つのスリットＳＬによって互いに区画されている。すなわち、ロッド材を切削加工することで得られた円筒状部材に４つのスリットＳＬを形成することによって４つの接触片２２が形成されている。各スリットＳＬは、すり割りカッターなどを用いて円筒状部材の前端部から雌側本体部２１の前端部にかけての範囲を切り欠くことによって形成されている。

次に、雄端子６０の構成について説明する。雄端子６０は、図１に示すように、棒状をなす雄側本体部６１を有し、この雄側本体部６１の外周面から張り出す形態で雄側フランジ部６２が周設されている。雄側フランジ部６２は、車両側キャビティ５２の後壁に対して後方から当接しており、この後壁を貫通して雄側本体部６１が車両側キャビティ５２に収容されている。

雄側本体部６１の後端部には、円筒状をなす雄側バレル部６３が形成されており、この雄側バレル部６３の内部に電線Ｗの芯線がかしめ圧着されている。また、雄側バレル部６３の圧着部分を覆う形態で熱収縮チューブ５８が装着されている。この熱収縮チューブ５８により雄側バレル部６３の圧着部分が防水されている。なお、車両側ハウジング５１の後部には、雄端子６０の雄側フランジ部６２に対して後方から係止することにより、雄端子６０の後方への抜け止めを行う車両側リテーナ５９が装着されている。

雄側本体部６１の外周面には、詳細には図５に示すように、スパイラル状に連続する形態をなす収容溝６４が凹設されている。この収容溝６４は、雄側本体部６１を一周囲んだ上でさらに少し延びた形態とされている。また、収容溝６４は、連続する一本の溝によって構成されているため、雄側本体部６１の外周面に切削加工を施すことによって収容溝６４を形成する際に、容易に切削加工を行うことができる。

収容溝６４は、雄側本体部６１の略前半部分に形成されている。このため、雄端子６０と雌端子２０を嵌合させた状態では、接点部２６が収容溝６４を通り越して収容溝６４が形成されていない領域に配置される。この領域では接点部２６が雄側本体部６１の外周面に対して弾性的に接触し、収容溝６４を跨いで接点部２６が雄側本体部６１の外周面に接触することがない。このため、接点部２６と雄側本体部６１の外周面との接触面積が収容溝６４によって減少することはない。

ところで、接点部２６は、両端子２０，６０の嵌合方向に対して直交する方向に延出されているものの、収容溝６４は、両端子２０，６０の嵌合方向に対して斜め方向に延びる形態とされている。このため、雄端子６０と雌端子２０を嵌合させる途中で、接点部２６が収容溝６４に落ち込んで引っ掛かるおそれはない。このような収容溝６４によると、雄端子６０と雌端子２０の嵌合作業を円滑に行うことができ、雄側本体部６１の外周面に付着した泥水などの異物を収容溝６４の内部に落とし込んで除去することができる。したがって、雌端子２０側に異物除去用のＯリングを設けることができない場合であっても、雄端子６０側で異物を除去することができる。

本実施形態は以上のような構成であって、続いてその作用を説明する。まず、雌端子２０は、電線Ｗの端末に接続され、充電用コネクタ１０に組み込まれる。一方、雄端子６０は、車両側コネクタ５０に組み込まれる。そして、充電用コネクタ１０を車両側コネクタ５０に嵌合させると、図７に示すように、端子接続孔２７に雄端子６０の雄側本体部６１が挿入される。ここで、雄側本体部６１の表面に泥水などの異物が付着していた場合、接点部２６によって異物が雄側本体部６１の奥側に押し込まれるとともに、接点部２６が収容溝６４を通過する際に、異物が収容溝６４の内部に落ち込んで除去される。

充電用コネクタ１０と車両側コネクタ５０が正規に嵌合すると、雄側本体部６１が端子接続孔２７に対して正規の挿入位置に嵌合し、接点部２６が雄側本体部６１に対して弾性的に接触する。この間、接点部２６が雄側本体部６１に摺接しつつ各接触片２２が外側に撓み変形し、端子接続孔２７が拡径状態となる。この結果、各接触片２２の弾性復帰力によって接点部２６が雄側本体部６１に対して弾性的に接触する。これにより、雌端子２０と雄端子６０が導通可能に接続される。

以上のように本実施形態では、雄側本体部６１の外周面にスパイラル状の収容溝６４を形成したから、雄側本体部６１の表面に異物が付着していた場合であっても、雄側本体部６１を端子接続孔２７に円滑に嵌合させることができ、異物を収容溝６４に落とし込んで除去することができる。また、収容溝６４が一本の溝によって構成されているため、切削加工によって収容溝６４を容易に形成することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８の図面を参照しながら説明する。実施形態２は、実施形態１における収容溝６４の構成を変更したものであって、実施形態１と同じ構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。

実施形態２の雄端子７０は、雄側本体部７１と、雄側フランジ部７２と、雄側バレル部７３とを備えており、これらの構成については実施形態１の雄端子６０と同様である。雄側本体部７１の外周面には、非連続で配置された３つの小溝７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃからなる収容溝７４が形成されている。各小溝７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃは非連続とされているものの、隣り合う端部同士が両端子２０，７０の嵌合方向に重複する配置とされ、全体として非連続なスパイラル状をなして雄側本体部７１を一周囲む形態とされている。このため、雄側本体部７１の表面に付着した異物を確実に収容溝７４に収容することができる。

また、例えば異物が各小溝７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃに対して完全に落ち込んでいない状態では、雄端子７０と雌端子２０を嵌合させる際に、接点部２６に異物が引っ掛かり、その異物が各小溝７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃに沿って移動することも考えられる。その場合、各小溝７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃの終端部で異物の移動が規制されるため、異物を各小溝７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃの終端部で確実に除去することができる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図９および図１０の図面を参照しながら説明する。実施形態３は、実施形態１における収容溝６４の構成を変更したものであって、実施形態１と同じ構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１の構成と対応する構成については、十の位を６から８に変更した符号を用いるものとする。

すなわち、実施形態３の雄側本体部８１の外周面には、非連続で配置された４つの小溝８４Ａ〜８４Ｄからなる収容溝８４が形成されている。各小溝８４Ａ〜８４Ｄは非連続であり、かつ、雌端子２０との嵌合方向に対して直交する配置とされている。また、各小溝８４Ａ〜８４Ｄは半円状に形成されており、雄側本体部８１の先端側から１番目と３番目のものは、雄側本体部８１の下半分に形成されており、同２番目と４番目のものは、雄側本体部８１の上半分に形成されている。

このような構成によると、接点部２６の延出方向と各小溝８４Ａ〜８４Ｄの延出方向とが一致するため、接点部２６が各小溝８４Ａ〜８４Ｄで落ち込んで引っ掛かることになる。このため、実施形態１，２の雄端子６０，７０と比較した場合、端子挿入力がやや高めとなる。しかしながら、各小溝８４Ａ〜８４Ｄが全周に亘って連続していないため、挿入動作に支障を来すことにはならない。なお、接点部２６が各小溝８４Ａ〜８４Ｄのエッジに引っ掛かった際に発生する微振動によって、接点部２６に付着した異物を各小溝８４Ａ〜８４Ｄに効率良く落とし込むことができるため、異物除去という観点では、実施形態１，２の雄端子６０，７０よりも有利である。

＜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形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態ではスパイラル状をなす収容溝を例示しているものの、本発明によると、接点部２６の延出方向とは異なる方向に延出された収容溝であればよく、例えば、接点部２６が両端子２０，６０の嵌合方向に対して斜め方向に延出して形成されている場合、収容溝を両端子２０，６０の嵌合方向と直交する方向に周設してもよい。

（２）上記実施形態では雄側本体部をほぼ一周囲む形態とされているものの、本発明によると、雄側本体部を二周囲む形態、もしくは三周以上囲む形態としてもよい。
（３）上記実施形態では車両側コネクタに雄端子を設けているものの、本発明によると、充電用コネクタに雄端子を設けてもよい。

１０…充電用コネクタ
２０…雌端子
２２…接触片
２６…接点部
５０…車両側コネクタ
６０，７０，８０…雄端子
６１，７１，８１…雄側本体部（本体部）
６４，７４，８４…収容溝

Claims (5)

1. 雌端子を構成する複数の接触片に挟み付けられて接続される雄端子であって、
   前記複数の接触片の内側に形成された接点部に対して弾性的に接触する本体部と、
   前記本体部の外面に凹設され、泥水などの異物を収容可能な収容溝とを備え、
   前記収容溝は、前記本体部を少なくとも一周囲む形態とされていることを特徴とする雄端子。
2. 前記収容溝は、前記接点部の延出方向とは異なる方向に延出していることを特徴とする請求項１に記載の雄端子。
3. 前記収容溝は、スパイラル状をなして連続する形態をなしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の雄端子。
4. 前記収容溝は、非連続で配置された複数の小溝によって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の雄端子。
5. 前記雌端子が充電用コネクタに設けられているものにおいて、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の雄端子を備え、前記充電用コネクタと嵌合されることで車両のバッテリに充電が行われることを特徴とする車両側コネクタ。

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