JP2012186017A - コネクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コネクタハウジング10と車輌側コネクタ端子12を備えた車輌側コネクタ11であって、コネクタ端子12は端子接続部12Sを一端に、電線接続部12Cを他端に、フランジ部12Fを備え、コネクタハウジング10はコネクタ端子12を後方より挿入する開口部に連続してフランジ部12Fと略同等の径を備え、電線接続部12Cを収容可能な電線接続部収容部10Cと、電線接続部12Cよりも小さな径でかつ端子接続部12Sを収容可能な端子接続部収容部10Sを備え、電線接続部12Cの一部を挿通可能な貫通孔が形成されたリアホルダをコネクタハウジング10の開口部を覆うように備え、リアホルダの貫通孔に電線接続部12Cの一部を挿通し、電線接続部12Cをその内部に挿通する筒状のスペーサS又はスプリングCが配設可能な収容空間を形成した。
【選択図】図2
Description
構内での作業に使用する搬送車のような電動車輌(EV車輌)のバッテリに充電する従来法として、バッテリを搭載した電動車輌の車輌側端子と充電器側端子の先端を単に接触させることによって充電を行なうものがある(特許文献1参照)。この場合、接続信頼性確保のために、片方の端子はバネの反発力で他方の端子に押し付け、確実に接触させるようにしている。このような、従来技術のバッテリ充電法1では、バッテリは自動車に搭載したままなので車内電気機器側コネクタとの離脱をする必要がなく、したがって長所としては端子同士が擦(こす)れ合うことが少ないので、バッテリ端子の寿命が縮むことがないことである。逆に、問題点としては、充電中は電動車輌は停車したままとなり、電動車輌が使えないという点である。
一方、充電時間(=停車時間)の短縮という課題を解決するものとして、放電済みバッテリを車輌下部より取り出し、充電済みバッテリと交換するバッテリ交換法がある。
図5はバッテリ交換法を説明する図で、図5(A)はバッテリ交換法の概念図、図5(B)は各機器のコネクタの端子形状を説明する断面図である。バッテリ交換法は、図5(A)に示すように、車輌Aに搭載のバッテリB1が放電済みとなると、その放電済みのバッテリB1を車輌Aから降ろして、既に充電完了している別のバッテリB2を車輌Aに積み込むといった交換方法であり、これにより充電時間は省けて停車時間はコネクタ接続だけの時間となり、停車時間が大幅に短縮できる。
その間の作業は、図5(B)に示す放電済みのバッテリB1のコネクタ20のオス端子であるバッテリ側コネクタ端子20Tを、車輌内のパワーウインドウなどの各種モータである車内電気機器50にワイヤWで給電するコネクタ100のメス端子100Tから外して、車外の充電器側コネクタ(すなわち、交流電源を整流して得られる直流を供給する充電器60からワイヤWから給電されるコネクタ)10のメス端子100Tの空洞部100Vに差し込む作業であり、一方、充電済みの別のバッテリB2を車内に運び入れ、車内電気機器50に給電する車輌側コネクタ100のメス端子100Tの空洞部100VにバッテリB2のコネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tを差し込むといった作業である。この場合、車内電気機器側コネクタ100のコネクタハウジング10およびメス端子100Tと充電器側コネクタ100のコネクタハウジング10およびメス端子100Tとは同一形状であり、バッテリB1・B2のバッテリ側コネクタ端子20Tは一方のコネクタ100のメス端子100Tの空洞部100Vから外されて他のコネクタ100のメス端子100Tの空洞部100Vに差し込まれる。
このようなバッテリ交換法を採用した場合の車輌側コネクタは、走行中は振動や塵埃の影響を受けるため、接触式コネクタでは接触が外れたり、塵埃が入り込むおそれがあるので信頼性を満足できない。したがって、コネクタ端子同士が確実に接続する差込式コネクタとするのが一般的である。
そこで、先行発明として、車載される車輌側コネクタは端子同士の確実な接触を確保するために差込コネクタを使用し、一方、車外に置かれる充電器側コネクタは擦れ合うことの少ない接触式コネクタを使用することを考えた。
図1はバッテリ交換法において差込式コネクタと接触式コネクタを併用した先行発明を説明する図で、図1(A)はバッテリ交換法の概念図、図1(B)は差込式コネクタと接触式コネクタの端子形状を説明する断面図である。
先行発明におけるバッテリ交換法は、図1(A)に示すように、車輌Aに搭載のバッテリB1が放電済みとなると、そのバッテリB1を車輌Aから降ろして、既に充電完了している別のバッテリB2を車輌Aに積み込む交換方法で、これにより充電時間が省けて停車時間が大幅に短縮できる。その間の作業は、図1(B)に示す放電済みバッテリB1のコネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tを車輌側コネクタ11のメス端子である車輌側コネクタ端子12の空洞部12Vから外して、車外の充電器側コネクタ13の充電器側コネクタ端子14の凹部14Kに「接触」させる作業である。
先行発明によれば、図5の従来技術とは異なって、車輌側コネクタ11の車輌側コネクタ端子12と充電器側コネクタ13の充電器側コネクタ端子14とは別物としている。すなわち、車輌側コネクタ11の車輌側コネクタ端子12は従来のコネクタ100(図5)のメス端子100Tと同じ差込式で、嵌合時にメス端子100Tが後退しないように、通常ロック構造など端子係止構造を備えている。図1(B)では、車輌側コネクタ端子12の電線接続部12Cと端子接続部12Sの境界に段差が付けられてその段差部がコネクタハウジング10の内壁に形成された段差部に係止して後退不能としている。これに対して、充電器側コネクタ13の充電器側コネクタ端子14は、スプリングCが電線接続部14Cの外周に挿入されてコネクタハウジング10内に収容され、スプリングCの一端がハウジング内壁に当接することで充電器側コネクタ端子14が相手端子側に常時付勢されるようにしている。そして、充電器側コネクタ端子14の下部が円筒部に形成された端子接続部14Sの先端に凹部14Kを形成し、その凹部14Kはバッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tの先端部が接触するような形状としてある。そこで、嵌合時にバッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tの先端部に端子接続部14Sの凹部14Kが押圧されると、充電器側コネクタ端子14は後退するようになっている。
図1(B)において、放電済みバッテリB1はそのバッテリ側コネクタ端子20Tが、車内電気機器50側の車輌側コネクタ11の車輌側コネクタ端子12の空洞部12Vから外され、車外の充電器側コネクタ13の充電器側コネクタ端子14の凹部14Kに向けて押しつけられると、充電器側コネクタ端子14はバッテリ側コネクタ端子20Tに押圧されてスプリングCに逆らって充電器側コネクタ13の内部に押し込まれ、両ハウジング同士が完全嵌合した状態でバッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tと充電器側コネクタ13の充電器側コネクタ端子14の凹部14Kとが接触して充電が開始される。
このようにバッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tは、その先端がメス端子13の凹部14Kと押圧による単なる接触状態なので、端子同士が強く擦れ合う従来のような差込式でないため、コネクタ端子の磨耗および端子表面処理の磨耗が促進されることが回避できて、端子寿命が従来と比べて倍近く延びることとなる。
また、この接触式による充電中はバッテリは車外にあって振動することがなく、充電環境も整っているので塵埃などが接触部分に侵入する恐れもない。
以上のように、先行発明においては、車輌側コネクタは端子同士の確実な接触を確保するために差込コネクタを使用し、一方、充電器側コネクタは擦れ合うことの少ない接触式コネクタを使用していた。ところが、差込コネクタである車輌側コネクタは差込式の端子をコネクタハウジング内部で係止固定する必要があり、したがって端子を係止固定して成る車輌側コネクタを、スプリングを内部に備えて端子を可動とした充電器側コネクタに転用することはできず、端子との係止構造を備えたコネクタを別途作成する必要があった。
前記コネクタ端子は前端に前記車載用バッテリのコネクタハウジング内に設けられるバッテリ側オス端子と接続する端子接続部を一端に、当該コネクタハウジングの後方より引き出される電線と接続する電線接続部を他端に、前記コネクタ端子の外方へ張出するフランジ部を前記端子接続部と前記電線接続部との間に備え、
前記コネクタハウジングは、前記コネクタ端子を後方より挿入する開口部に連続して形成され前記フランジ部の径と略同等の径を備えるとともに前記電線接続部を収容可能な前記電線接続部収容部と、前記電線接続部収容部よりも前方に前記電線接続部よりも小さな径を備えかつ前記端子接続部を収容可能な端子接続部収容部と、を備え、
前記電線接続部の一部を挿通可能な貫通孔が形成されたリアホルダを前記コネクタハウジングの前記開口部を覆うように備え、
かつ、前記リアホルダの貫通孔に前記電線接続部の一部を挿通し、前記電線接続部をその内部に挿通する筒状のスペーサあるいはスプリングが配設可能な収容空間が形成されることを特徴としている。
図2〜図4は本発明を説明する図で、図2は本発明の全体構成の概念図、図3は本発明に係る車輌側コネクタを説明する図、図4は本発明に係る充電器側コネクタを説明する図である。
図2において、11は車輌側コネクタ、13は充電器側コネクタ、20はバッテリ側コネクタである。以下、車輌側コネクタ11、充電器側コネクタ13、バッテリ側コネクタ20の順にそれぞれについて説明する。
図2(a)はコネクタハウジング10の平面図とそのD―D断面図を示し、図2(b)は車輌側コネクタ11の分解斜視図を示している。図2(a)および(b)において、車輌側コネクタ11は、2つの挿入孔を有するコネクタハウジング10と、コネクタハウジング10の2つの挿入孔にそれぞれ挿入される車輌側コネクタ端子12と、車輌側コネクタ端子12の頭部が円筒部に形成された電線接続部12Cに挿入されてそのフランジ部12Fに当接するスペーサSとから成り、さらにその上をリアホルダH(図3(A))で覆って、ネジN(図3(A))で締結している。
車輌側コネクタ端子12は全体が縦長の金属製円筒形をしており、その中央やや上部よりにフランジ部12Fが形成されており、フランジ部12Fより上方の電線接続部12Cは電線圧着部として使用される。フランジ部12Fより下方は内部が空洞部12Vとなった円筒部をした端子接続部12Sは、下部先端から途中までスリットを形成することで弾性部を形成し、バッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tが挿入し易くしてある。
コネクタハウジング10にはフランジ部12Fの直径幅でフランジ部12Fから外部まで延びる円筒空間に形成された電線接続部収容部10Cを形成し、かつ電線接続部収容部10Cから相手側端子挿入口方向に向けて電線接続部収容部10Cの直径幅よりも小さな径で延びる円筒空間に形成された端子接続部収容部10Sを形成している。
リアホルダHはコネクタハウジング10の電線接続部収容部10Cを塞(ふさ)いでいる。リアホルダHには、車輌側コネクタ端子12の電線接続部12Cを挿通させる貫通孔H1があけられており、この貫通孔H1に車輌側コネクタ端子12の電線接続部12Cを挿通することで車輌側コネクタ端子12の傾きを抑制している。
共通して使用するコネクタハウジング(以下、共用ハウジングという)を車輌側に使用する場合は、端子の電線圧着部が収容されるフランジ部12FからリアホルダHまで延びる円筒空間に、スペーサ(空間埋め具)Sを車輌側コネクタ端子12に組み付けた状態で車輌側コネクタ11に組み込む。そうすると、スペーサSによって車輌側コネクタ端子12が固定されるので、コネクタ嵌合時に車輌側コネクタ端子12がバッテリ側コネクタ端子20Tに差し込まれることができる。
図2(c)はコネクタハウジング10の平面図とそのD―D断面図を示し、図2(d)は充電器側コネクタ13の分解斜視図を示している。図2(c)および(d)において、充電器側コネクタ13は、2つの挿入孔を有するコネクタハウジング10と、コネクタハウジング10の2つの挿入孔に挿入される充電器側コネクタ端子14と、充電器側コネクタ端子14の電線接続部14Cに挿入されてそのフランジ部14Fに当接するスプリングCとから成り、さらにその上をリアホルダH(図4(A))で覆って、ネジN(図4(A))で締結している。
充電器側コネクタ端子14は全体が縦長の金属製円筒形をしており、その中央やや上部よりにフランジ部14Fが形成されており、フランジ部Fより上方の電線接続部14Cは電線圧着部として使用される。フランジ部14Fより下方の端子接続部14Sはやや径が大きく中実であり、かつ下部先端に凹部14K(図4(A))が形成されて、バッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tの先端がその凹部14Kに当接できるようにしてある。
コネクタハウジング10にはフランジ部14Fの直径幅でフランジ部Fから外部まで延びる円筒空間に形成された電線接続部収容部10Cを形成し、かつ電線接続部収容部10Cから相手側端子挿入口方向に向けて電線接続部収容部10Cの直径幅よりも小さな径で延びる円筒空間に形成された端子接続部収容部10Sを形成している。
リアホルダHには、充電器側の充電器側コネクタ端子14の電線接続部14Cを挿通させる貫通孔H1があけられており、この貫通孔H1に充電器側コネクタ端子14の電線接続部14Cを挿通することで充電器側の充電器側コネクタ端子14の傾きを抑制している。
共用ハウジングを充電器側に使用する場合は、端子の電線接続部14Cが収容されるハウジングの円筒空間に、スプリングCを充電器側コネクタ端子14に組み付けた状態で充電器側コネクタ13に組み込む。そうすると、スプリングCによって充電器側コネクタ端子14がバッテリ側コネクタ端子20T方向に押圧されるので、コネクタ嵌合時に充電器側コネクタ端子14がバッテリ側コネクタ端子20Tに強く接触することができる。
このように、本発明によれば、充電器側コネクタ13のコネクタハウジング10は、車輌側コネクタ11のコネクタハウジング10と同一形状・寸法・材質となっていて、部品の共通化を図っている。
バッテリ側コネクタ20は図5で説明した従来のものと同じである。相手側コネクタのコネクタハウジング10の先端と嵌合する開口部20Kをコネクタハウジング20Hの2箇所に併設し、それぞれの開口部20Kの中心にバッテリ側コネクタ端子20Tを備えている。
図3は車輌側コネクタをバッテリ側コネクタに嵌合させる前後の状態を示す図で、(1)は嵌合前、(2)は嵌合後の両コネクタを表している。また、嵌合前(1)および嵌合後(2)におけるそれぞれの(A)は両コネクタの斜視図、(B)は平面図、(C)は図3(B)のA−A矢視図である。
図3において、バッテリ側コネクタ20を車輌側コネクタ11に嵌合させるときは、バッテリ側コネクタ20の真上から車輌側コネクタ11をバッテリ側コネクタ20に向けて下ろしていくと、バッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tが車輌側コネクタ11の車輌側コネクタ端子12の弾性部である端子接続部12S(図2(b))の間に擦れながら挿入される。このとき車輌側コネクタ11の車輌側コネクタ端子12は上方へ押されるが、フランジ部12F(図2(b))がスペーサSを介してリアホルダHに当接しているので、車輌側コネクタ端子12が上方へ移動することはない。よって、バッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tは車輌側コネクタ11の車輌側コネクタ端子12の中に挿入されて嵌合が完了する。
図4は充電器側コネクタをバッテリ側コネクタに嵌合させる前後の状態を示す図で、(1)は嵌合前、(2)は嵌合途中、(3)は嵌合後の両コネクタを表している。また、嵌合前(1)・嵌合途中(2)・嵌合後(3)におけるそれぞれの(A)は両コネクタの斜視図、(B)は平面図、(C)は図4(B)のB−B矢視図である。
図4において、充電器側コネクタ13をバッテリ側コネクタ20に嵌合させるときは、バッテリ側コネクタ20の真上から充電器側コネクタ13をバッテリ側コネクタ20に向けて下ろしていくと、バッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tの先端が充電器側コネクタ13の充電器側コネクタ端子14の端子接続部14S(図2)の先端に形成された凹部14Kに当接してこれを押しながら挿入される。このとき充電器側コネクタ13の充電器側コネクタ端子14は上方へ押されるが、フランジ部14FがスプリングCによってバッテリ側コネクタ端子20T側に押されているので、バッテリ側コネクタ20のバッテリ側コネクタ端子20Tの先端が充電器側コネクタ13の充電器側コネクタ端子14の凹部14Kの中に挿入され当接状態で嵌合が完了する。
充電器側は車載側のような振動・塵埃の影響を受けないため、端子を差し込み式にする必要がなく上記のようにバッテリ側コネクタ端子20Tの先端が充電器側コネクタ端子14の凹部14Kの中に挿入され当接状態であればよいので、したがって、バッテリを車輌に組み付ける際および車輌から取り外す際の端子同士が擦れる機会が半減するため、従来の倍の長期間に亘り端子表面の状態が良好に保たれ、接触不良が起こり難い。
このように本発明によって、従来技術を流用して信頼性を確保し、使用条件に合わせて組み合わせを変えることでバッテリの使用条件を延ばすことができる。具体的には、充電器側と車載側の端子形状を使用条件に基づき使い分けることで、バッテリ側の端子の磨耗を抑制し、長期間バッテリを使用できるため、バッテリに掛けるコストを削減できる。
また、本発明によれば、コネクタハウジングが共通化でき、その内部設計変更のみで対応できるようになり、コストダウンとなる。
10C 電線接続部収容部
10S 端子接続部収容部
11 車輌側コネクタ
12 車輌側コネクタ端子(メス)
12C 電線接続部
12F フランジ部
12S 端子接続部
12V 空洞部
13 充電器側コネクタ
14 充電器側コネクタ端子(メス)
14C 電線接続部
14F フランジ部
14K 凹部
14S 端子接続部
20 バッテリ側コネクタ
20K 開口部
20T バッテリ側コネクタ端子(オス)
50 車内電気機器
B1 放電済みバッテリ
B2 充電済みバッテリ
C スプリング
H リアホルダ
H1 貫通孔
N ネジ
S スペーサ
Claims (1)
- コネクタハウジングと、前記コネクタハウジング内に収容されるコネクタ端子とを備え、車載用バッテリが接続されるコネクタであって、
前記コネクタ端子は前端に前記車載用バッテリのコネクタハウジング内に設けられるバッテリ側オス端子と接続する端子接続部を一端に、当該コネクタハウジングの後方より引き出される電線と接続する電線接続部を他端に、前記コネクタ端子の外方へ張出するフランジ部を前記端子接続部と前記電線接続部との間に備え、
前記コネクタハウジングは、前記コネクタ端子を後方より挿入する開口部に連続して形成され前記フランジ部の径と略同等の径を備えるとともに前記電線接続部を収容可能な前記電線接続部収容部と、前記電線接続部収容部よりも前方に前記電線接続部よりも小さな径を備えかつ前記端子接続部を収容可能な端子接続部収容部と、を備え、
前記電線接続部の一部を挿通可能な貫通孔が形成されたリアホルダを前記コネクタハウジングの前記開口部を覆うように備え、
かつ、前記リアホルダの貫通孔に前記電線接続部の一部を挿通し、前記電線接続部をその内部に挿通する筒状のスペーサあるいはスプリングが配設可能な収容空間が形成されることを特徴とするコネクタ。
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