JP2012256573A - コネクタ接続構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】接続作業の負担の軽減が図られたコネクタ接続構造を提供する。
【解決手段】コネクタの接続構造は、内部に第2端子部70が配置されると共に、第1端子部36を受け入れ可能な筒状の筒部50と、筒部50の周面に形成され、ケーブルが接続されたケーブル接続部51とを含み、ケーブル接続部51には、ガイド部を受け入れ可能に形成され、ガイド部によって支持されるガイド受入部が形成される。
【選択図】図7
【解決手段】コネクタの接続構造は、内部に第2端子部70が配置されると共に、第1端子部36を受け入れ可能な筒状の筒部50と、筒部50の周面に形成され、ケーブルが接続されたケーブル接続部51とを含み、ケーブル接続部51には、ガイド部を受け入れ可能に形成され、ガイド部によって支持されるガイド受入部が形成される。
【選択図】図7
Description
本発明は、コネクタ接続構造に関する。
従来から電気機器および電気機器に接続されるコネクタとの接続構造について各種提案されている。
たとえば、特開2010−272404号公報に記載された防水シールドコネクタは、L字型に形成された端子と、コネクタハウジングと、コネクタハウジングを覆うシールドシェルと、シール部材とを備える。
上記端子は、筐体に形成された差込口に差し込まれる電気接続部と、電線の端末に接続される電気接続部とを含む。コネクタハウジングは、電線接続部を収容する電線接続部収容部とを含む。シールドシェルは、コネクタハウジングを覆うように形成されている。
特開2009−32500号公報に記載された機器用コネクタは、機器側の端子にボルト締めにより接続可能な第1端子部と、この第1端子部を保持する第1ハウジングと、この第1ハウジングに嵌め合せ可能な第2ハウジングとを備える。第1端子部は、屈曲するように形成されており、第1端子部の先端部には、ボルト挿入孔が形成されている。
この機器用コネクタは、金属製のケースに収容された機器側の端子に接続される機器用コネクタである。
特開2002−373730号公報に記載されたモールドコネクタは、機器側の端子部に接続される端子金具を有し、端子金具は、機器接続部と、電線に接続される電線接続部とを含む。端子金具の先端部には、ボルトが挿入される穴部が形成されている。このモールドコネクタは、機器のケースの取付孔に挿入され、その後、端子金具と、機器側の端子部とがボルトによって固定される。
特開2010−272404号公報に記載された防水シールドコネクタにおいては、端子部の先端部に穴部が形成されている。
この防水シールドコネクタを装着する際には、端子部を差込口に挿入し、その後、ボルトを端子部に形成された穴部に挿入して端子部を固定する。
ここで、端子部を差込口に挿入する挿入方向と、端子部を固定するボルトの挿入方向とは異なる。このため、この防水シールドコネクタを固定する作業者は、各作業時に姿勢を変える必要があり、作業者の作業負担が大きくなるという問題があった。
特開2009−32500号公報に記載された機器用コネクタにおいても、機器側のケースに第1端子部を挿入する方向と、第1端子部を固定する際にボルトを挿入する方向とが異なる。このため、この機器用コネクタにおいても、作業者の作業負担が大きくなるという問題がある。
特開2002−373730号公報に記載されたモールドコネクタにおいても、モールドコネクタを取付孔に挿入する方向と、機器側の端子部と接続端子部とを接続するボルトの挿入方向とが異なり、作業者の作業負担が大きくなっている。
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、接続作業の負担の軽減が図られたコネクタ接続構造を提供することである。
本発明に係るコネクタ接続構造は、内部に第1端子部が配置されると共に、開口部が形成された筺体と、一部が開口部に挿入されることで開口部を閉塞するように筺体に装着されるコネクタとを備える。さらに、コネクタ接続構造は、上記コネクタに設けられ、コネクタが筺体に装着されることで第1端子部と接触可能な第2端子部と、コネクタに接続されたケーブルと、筺体に形成され、コネクタを開口部に向けて挿入する挿入方向に延びるガイド部とを備える。さらに、コネクタ接続構造は、上記第1端子部と第2端子部とを固定し、挿入方向にねじ込まれた端子用ボルトを備える。上記コネクタは、内部に第2端子部が配置されると共に、第1端子部を受け入れ可能な筒状の筒部と、筒部の周面に形成され、ケーブルが接続されたケーブル接続部とを含む。上記ケーブル接続部には、ガイド部を受け入れ可能に形成され、ガイド部によって支持されるガイド受入部が形成される。
好ましくは、上記筒部は、絶縁性の筒部本体と、筒部本体の外周に設けられた筒部シールドとを含む。上記ケーブル接続部は、筒部本体の周面に形成された絶縁性の接続部本体と、接続部本体の外周に設けられた接続部シールドとを含む。上記筒部シールドは、コネクタが開口部に装着されたときに、筒部本体のうち、筐体から露出する部分を覆うように形成される。上記接続部シールドは、コネクタが開口部に装着されたときに、接続部本体が筐体から露出する部分を覆うように形成される。上記ガイド受入部は、接続部シールドと接続部本体との間に形成された溝部である。
好ましくは、上記接続部本体は、筒部本体が接続された前面と、前面と対向する背面と、背面に形成された溝部と、溝部に充填されたシリコンとを含む。上記ケーブルは、溝部内に配置されると共に、シリコン内に埋設される。上記ガイド受入部は、背面と接続部シールドとの間に形成される。
好ましくは、コネクタ接続構造は、上記コネクタを筐体に固定するコネクタ用ボルトをさらに備える。上記コネクタ用ボルトは、挿入方向にねじ込まれる。
好ましくは、上記筒部の下面には、第1端子部が挿入される端子挿入口が形成される。上記筒部の上面には、ボルト挿入口が形成され、上記筒部は、ボルト挿入口に着脱可能に設けられ、ボルト挿入口を閉塞する蓋部を含む。
本発明に係るコネクタ接続構造によれば、簡単にコネクタの接続作業を完了することができ、作業負担の軽減を図ることができる。
図1から図12を用いて、本発明に係るコネクタ接続構造および当該コネクタ接続構造が搭載された車両について説明する。
図1は、本実施の形態に係る車両の構造を模式的に示すブロック図である。図1において、車両9は、エンジン1と、PCU8(Power Control Unit)と、動力分割機構2と、モータジェネレータMG1,MG2と、バッテリBと、前輪3とを備える。
動力分割機構2は、エンジン1およびモータジェネレータMG1,MG2に結合されており、これらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構2としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構が用いられる。この3つの回転軸は、エンジン1、モータジェネレータMG1,MG2の各回転軸に接続されている。たとえば、モータジェネレータMG1のロータを中空とし、その中心にエンジン1のクランク軸を通すことによって、動力分割機構2にエンジン1およびモータジェネレータMG1,MG2を機械的に接続されている。
なお、モータジェネレータMG2の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって駆動輪である前輪3に結合されている。動力分割機構2の内部には、モータジェネレータMG2の回転軸に対する減速機がさらに組み込まれてもよい。
モータジェネレータMG1は、エンジン1によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン1の始動を行ない得る電動機として動作するものとして車両9に組み込まれている。モータジェネレータMG2は、車両9の駆動輪である前輪3を駆動する電動機として車両9に組み込まれている。
モータジェネレータMG1,MG2は、たとえば、三相交流同期電動機である。モータジェネレータMG1,MG2は、U相コイル、V相コイル、W相コイルからなる三相コイルをステータコイルとして含む。
モータジェネレータMG1は、エンジン出力を用いて三相交流電圧を発生し、その発生した三相交流電圧をインバータ5へ出力する。モータジェネレータMG1は、インバータ6から受ける三相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン1の始動を行なう。
モータジェネレータMG2は、インバータ6から受ける三相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。モータジェネレータMG2は、車両の回生制動時、三相交流電圧を発生してPCU8のインバータ6へ出力する。
PCU8は、リアクトルLと、バッテリBに並列に接続されたコンバータ4と、インバータ5,6と、コンバータ4およびインバータ5,6の駆動を制御する車両ECU(Electronic Control Unit)7とを含む。
コンバータ4は、複数のトランジスタと、複数のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)とを含む。インバータ5およびインバータ6も、複数のトランジスタと複数
のIGBTとを含む。
のIGBTとを含む。
モータジェネレータMG1と、インバータ5とは、接続配線10によって電気的に接続されており、接続配線10は、U相ケーブル12と、V相ケーブル13と、W相ケーブル14とを含む。
モータジェネレータMG2と、インバータ6とは、接続配線11によって電気的に接続されており、接続配線11は、U相ケーブル16と、V相ケーブル17と、W相ケーブル18とを含む。
そして、モータジェネレータMG1と、インバータ5と、U相ケーブル12と、V相ケーブル13と、W相ケーブル14とによって電機ユニット15が形成されている。
同様に、モータジェネレータMG2と、インバータ6と、U相ケーブル16と、V相ケーブル17と、W相ケーブル18とによって電機ユニット19が形成されている。
図2は、インバータケース20を模式的に示す斜視図である。この図2に示すように、インバータケース20は、エンジンコンパートメント23内に配置されている。
インバータケース20は、たとえば、アルミや鉄などの金属材料から形成されており、インバータケース20は、接続配線11が接続されたコネクタ30が装着される台座21と、コネクタ31が装着される台座22とを含む。
インバータケース20の周面のうち、車両の前方側に位置する前面は、エンジンコンパートメント23の内周面に近接するように配置されている。台座21および台座22は、インバータケース20の周面のうち、車両後方側に位置する部分に形成されている。
図3は、図2に示す状態からコネクタ30およびコネクタ31を取り外した状態を模式的に示す斜視図である。
この図3に示すように、台座21の上面には、コネクタ30が挿入される開口部32が形成され、台座22の上面には、コネクタ31が挿入される開口部33が形成されている。
図4は、台座21を示す斜視図である。この図4に示すように、台座21内には、端子台34が配置されており、端子台34は、開口部32から外部に露出している。端子台34は、U相端子部35と、V相端子部36と、W相端子部37と、台部38とを含む。
U相端子部35と、V相端子部36と、W相端子部37とは、互いに間隔をあけて台部38の上面および周面に形成されている。
開口部32の開口縁部には、開口縁部を取り囲むように形成された周壁部40が形成されている。周壁部40は、前壁部41と、側壁部42,43と、後壁部44とを含み、環状に形成されている。前壁部41は、開口部32の開口縁部のうち、車両前方側に位置する辺部に形成され、側壁部42,43は、開口部32の開口縁部のうち、車両の幅方向に配列する側辺部に形成されている。後壁部44は、開口部32の開口縁部のうち、車両後方側に位置する辺部に形成されている。
後壁部44は、前壁部41および側壁部42,43よりも台座21の上面から上方に突出するように形成されている。
図5は、コネクタ30を示す斜視図である。図6は、コネクタ本体56を示す斜視図である。図5に示すように、コネクタ30は、筒状に形成された筒部50と、この筒部50の周面に形成され、接続配線11が接続されたケーブル接続部51とを含む。
筒部50は、絶縁性の筒部本体52と、筒部本体52の外周に配置された筒部シールド53とを含む。筒部本体52は、絶縁性の樹脂材料などから形成され、筒部シールド53は、アルミや鉄などの金属材料から形成されている。
ケーブル接続部51は、図6に示すように筒部本体52の周面に形成された接続部本体54と、この接続部本体54の外周に配置され、図5に示す接続部シールド55とを含む。
筒部本体52と、接続部本体54とは互いに一体的に形成されており、筒部本体52および接続部本体54によって、コネクタ本体56が形成されている。また、筒部シールド53と接続部シールド55とは互いに一体的に形成されており、筒部シールド53および接続部シールド55によって、コネクタ本体56の外周に配置されたコネクタシールド57が形成されている。
図6に示すように、筒部本体52は、略長円筒状に形成されている。筒部本体52は、筒部本体52の上面に設けられた蓋部58を含む。
接続部本体54は、接続配線11が接続された上面60と、筒部本体52が一体的に形成された前面61と、前面61と対向する背面62とを含む。
筒部本体52は、前面61の下端部側に形成されている。背面62には、複数の溝部63,64,65が形成されている。溝部63,64,65は、ケーブル16,17,18の下方に位置している。溝部63,64,65には、シリコン部66,67,68が充填されている。
図7は、コネクタ30を示す分解断面図であり、図8は、コネクタ30を端子台34に装着した状態における断面図である。図7に示すように、筒部本体52は、筒状に形成されており、筒部本体52内には、端子部70が配置されている。なお、この図7に示す断面においては、V相端子部36に対応する端子部70のみが示されているが、筒部50内には、U相端子部35に対応する端子部と、W相端子部37に対応する端子部とがさらに設けられている。
筒部本体52の下端部には、端子挿入口71が形成されており、筒部本体52の上端部には、ボルト挿入口72が形成されている。蓋部58は、ボルト挿入口72に挿入され、ボルト挿入口72を閉塞可能とされている。
端子挿入口71は、端子台34を受け入れ可能に形成されている。コネクタ30が開口部32内に挿入されることで、端子台34が端子挿入口71内に入り込む。なお、コネクタ30が開口部32に挿入される方向を挿入方向D1とする。端子台34が端子挿入口71内に入り込むことで、端子部70とV相端子部36とが接触する。同様に、U相端子部35およびV相端子部36も各々対応する端子部と接触する。
コネクタ30は、端子部70とV相端子部36とを固定するボルト75を含み、ボルト75は、外周面に螺子部が形成された軸部76と、軸部76の先端部に形成されたヘッド部77とを含む。
端子部70には軸部76が挿入される穴部78が形成されている。V相端子部36には、軸部76が挿入される穴部79が形成されており、台部38には、穴部79に連通する螺子穴80が形成されている。なお、螺子穴80の内周面には、軸部76に形成された螺子部と螺合する螺子部が形成されている。
そして、ボルト75は、ねじ込み方向D2に挿入されており、端子部70とV相端子部36とを圧着する。なお、この図7および図8には、端子部70とV相端子部36とを圧着するボルト75が示されているが、コネクタ30は、ボルト75の他に、U相端子部35に対応する端子部およびU相端子部35を固定するボルトと、W相端子部37に対応する端子部およびW相端子部37を固定するボルトとをさらに備える。
蓋部58には、ヘッド部77を受け入れ可能な凹部81と、他のボルトのヘッド部を受け入れ可能な凹部とが形成されている。蓋部58は、ボルト75などが固定された後に、筒部本体52の上端部に装着される。なお、蓋部58をボルト挿入口72に装着する際には、蓋部58を装着方向D3に向けて挿入され、装着方向D3は、ねじ込み方向D2および挿入方向D1と実質的に同じ方向とされている。
図8において、コネクタシールド57は、筒部シールド53と、接続部シールド55とを含む。筒部シールド53は、コネクタ30が台座21に装着されたときに、筒部本体52が台座21から露出する部分を覆うように形成されている。
このため、コネクタ30が台座21に装着されることで、筒部本体52が外部に露出することが抑制され、外部から端子部70に外乱が入り込むことを抑制することができる。
筒部シールド53は、図8に示すように、蓋部58の上面に固定された蓋部シールド82と、筒部本体52の上面に固定された上面シールド83と、図5に示す耳部91とを含む。
図5において、上面シールド83は、筒部本体52の側面の一部を覆う側面部を含み、耳部91は、この側面部に連設されている。耳部91には、穴部93が形成されている。
コネクタ30は、穴部93に挿入され、筒部50を台座21に固定するボルト95を含む。なお、ボルト95は、挿入方向D1と同じ方向にねじ込まれている。
図8において、上面シールド83と筒部本体52との間には隙間が形成されており、この隙間に前壁部41が挿入される。
接続部シールド55は、コネクタ30が開口部32に装着されたときに、接続部本体54が台座21から露出する部分を覆うように形成されている。ケーブル17は、溝部64内に配置され、シリコン部67内に埋設された配線69を含む。配線69は、端子部70に接続されている。そして、コネクタ30が台座21に装着されるときには、インバータケース20および接続部シールド55は外部から配線69に外乱が入り込むことを抑制する。
図7および図5に示すように、接続部シールド55は、接続部本体54の上面の一部を覆う上面部89と上面部89の外周縁部から垂れ下がるように形成された垂下部88と、垂下部88の下端部に形成されたスカート部85と、耳部90とを含む。
垂下部88は、接続部本体54の背面62の一部を覆う背面部と、接続部本体54の側面を覆う側面部とを含む。耳部90は、上記側面部の下端部に形成されており、耳部90には穴部92が形成されている。
コネクタ30は、穴部92に挿入され、ケーブル接続部51を台座21に固定するボルト94を含む。なお、ボルト94は、挿入方向D1と同じ方向にねじ込まれている。
スカート部85は、垂下部88の背面部の下端部に形成されている。垂下部88の背面部は、背面62の上側を覆うように形成され、スカート部85は、背面62の下側を覆うように形成されている。
垂下部88とスカート部85との接続部分は、下方に向かうにつれて背面62から離れるように湾曲するように形成されている。
このため、スカート部85は背面62から間隔をあけて設けられており、スカート部85と背面62との間には、図7に示すように、溝部86が形成されている。溝部86は、台座21の上面に形成された後壁部44を受け入れ可能なように形成されている。
図5に示すように、スカート部85と垂下部88との接続部分には、凹部87が形成されており、後壁部44が溝部86に入り込むことで、後壁部44の頂点部と凹部87とが接触する。
これにより、コネクタシールド57とインバータケース20とが電気的に接続され、コネクタ30のアース電位が確保される。
ここで、図9から図12などを用いて、コネクタ30を開口部32に装着するときの組立工程について説明する。
図9は、コネクタ30およびコネクタ31をインバータケース20に装着する組立工程の第1工程を示す斜視図である。
この図9に示すように、コネクタ30を開口部32に装着する際には、インバータケース20より車両前方側からコネクタ30を開口部32に装着する。この際、後壁部44は、開口部32の開口縁部のうち、車両後方側に位置する辺部に形成されているため、作業者は、後壁部44を目視し易く、後壁部44と図7に示す溝部86との位置あわせを容易に行うことができる。
次に、図10に示すように、後壁部44の上端部を溝部86内に入れることで、コネクタ30は、挿入方向D1に案内される。次に、図11に示すように、後壁部44によって案内された状態で、コネクタ30をさらに開口部32に向けて挿入することで、簡単に、コネクタ30を開口部32に装着することができる。
コネクタ30が開口部32に装着されることで、開口部32がコネクタ30によって閉塞されると共に、端子部70とV相端子部36とが互いに接触する。
その後、図5に示すボルト94およびボルト95を用いて、コネクタ30をインバータケース20に固定する。
ここで、ボルト94およびボルト95のねじ込み方向と、コネクタ30の挿入方向D1とは同じ方向となっているため、作業者は、コネクタ30を開口部32に装着した後、ボルト94およびボルト95をねじ込む作業に取り掛かるときに、姿勢を変える必要がない。このため、作業者への作業負担の軽減が図られている。
次に、図12に示すように、蓋部58を取り外した後、ボルト75を螺子穴80に螺着させる。これにより、端子部70とV相端子部36とを互いに固定することができる。その後、蓋部58を筒部本体52のボルト挿入口72に装着する。ここで、蓋部58の着脱方向と、ボルト75のねじ込み方向D2とは、いずれも、コネクタ30の挿入方向D1となっている。このため、作業者は、組立作業中に姿勢を変える必要がなく、作業負担の軽減が図られている。
さらに、後壁部44が溝部86内に入り込むことで、溝部86の内周面と後壁部44とが接触し、溝部86の内周面が後壁部44によって支持される。このため、ボルト75で端子部70およびV相端子部36を固定する際に、コネクタ30が位置ずれすることを抑制することができる。これにより、ボルト75、ボルト94およびボルト95を簡単に取り付けることができる。
このように、コネクタ30とインバータケース20との接続構造によれば、コネクタ30を装着する際の作業負担の軽減を図ることができる。
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。
本発明は、コネクタ接続構造に好適である。
1 エンジン、2 動力分割機構、3 前輪、4 コンバータ、5,6 インバータ、10,11 接続配線、12,13,14,16,17,18 ケーブル、15,19 電機ユニット、20 インバータケース、21,22 台座、23 エンジンコンパートメント、30,31 コネクタ、32,33 開口部、34 端子台、35,36,37,70 端子部、38 台部、40 周壁部、41 前壁部、42,43 側壁部、44 後壁部、50 筒部、51 ケーブル接続部、52 筒部本体、53 筒部シールド、54 接続部本体、55 接続部シールド、56 コネクタ本体、57 コネクタシールド、58 蓋部、60 上面、61 前面、62 背面、63,64,65,86 溝部、66,67,68 シリコン部、69 配線、71 端子挿入口、72 ボルト挿入口、75,94,95 ボルト、76 軸部、77 ヘッド部、78,79,92,93 穴部、80 螺子穴、81,87 凹部、82 蓋部シールド、83 上面シールド、85 スカート部、88 垂下部、89 上面部、90,91 耳部、B バッテリ、D1 挿入方向、D2 ねじ込み方向、D3 装着方向、L リアクトル。
Claims (5)
- 内部に第1端子部が配置されると共に、開口部が形成された筺体と、
一部が前記開口部に挿入されることで前記開口部を閉塞するように前記筺体に装着されるコネクタと、
前記コネクタに設けられ、前記コネクタが前記筺体に装着されることで前記第1端子部と接触可能な第2端子部と、
前記コネクタに接続されたケーブルと、
前記筺体に形成され、前記コネクタを前記開口部に向けて挿入する挿入方向に延びるガイド部と、
前記第1端子部と前記第2端子部とを固定し、前記挿入方向にねじ込まれた端子用ボルトと、
を備え、
前記コネクタは、内部に前記第2端子部が配置されると共に、前記第1端子部を受け入れ可能な筒状の筒部と、前記筒部の周面に形成され、前記ケーブルが接続されたケーブル接続部とを含み、
前記ケーブル接続部には、前記ガイド部を受け入れ可能に形成され、前記ガイド部によって支持されるガイド受入部が形成された、コネクタ接続構造。 - 前記筒部は、絶縁性の筒部本体と、前記筒部本体の外周に設けられた筒部シールドとを含み、
前記ケーブル接続部は、前記筒部本体の周面に形成された絶縁性の接続部本体と、前記接続部本体の外周に設けられた接続部シールドとを含み、
前記筒部シールドは、前記コネクタが前記開口部に装着されたときに、前記筒部本体のうち、前記筐体から露出する部分を覆うように形成され、
前記接続部シールドは、前記コネクタが前記開口部に装着されたときに、前記接続部本体が前記筐体から露出する部分を覆うように形成され、
前記ガイド受入部は、前記接続部シールドと前記接続部本体との間に形成された溝部である、請求項1に記載のコネクタ接続構造。 - 前記接続部本体は、前記筒部本体が接続された前面と、前記前面と対向する背面と、前記背面に形成された溝部と、前記溝部に充填されたシリコンとを含み、
前記ケーブルは、前記溝部内に配置されると共に、前記シリコン内に埋設され、
前記ガイド受入部は、前記背面と前記接続部シールドとの間に形成された、請求項2に記載のコネクタ接続構造。 - 前記コネクタを前記筐体に固定するコネクタ用ボルトをさらに備え、
前記コネクタ用ボルトは、前記挿入方向にねじ込まれた、請求項1から請求項3のいずれかに記載のコネクタ接続構造。 - 前記筒部の下面には、前記第1端子部が挿入される端子挿入口が形成され、
前記筒部の上面には、ボルト挿入口が形成され、
前記筒部は、前記ボルト挿入口に着脱可能に設けられ、前記ボルト挿入口を閉塞する蓋部を含む、請求項1から請求項4のいずれかに記載のコネクタ接続構造。
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