JP2013020905A - ボルト締めコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】雄ハウジングが雄端子を一体的に装着した形式のボルト締めコネクタにおいて、雌雄の端子金具間の微摺動摩耗を防止する。
【解決手段】電線３０の端末に接続された雌端子３２をキャビティ２１内に収容した雌ハウジング１０と、雄端子６７を一体的に装着した雄ハウジング６０とを備え、雌ハウジング１０に回転可能に設けたボルト３５を雄ハウジング６０に設けたねじ孔６３に螺合して締め付けることで、両ハウジング１０，６０を互いに引き寄せて嵌合し、対応する雌端子３２と雄端子６７同士を接続するようにしたボルト締めコネクタにおいて、雌ハウジング１０におけるボルト３５の頭部３６の締結箇所の周りには保護壁４０が設けられ、この保護壁４０に、電線３０を固定する弾性挟持部５２を備えた振動伝達壁５０が一体的に形成されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、ハウジング同士の嵌合力を助勢することにボルトを用いたボルト締めコネクタに関する。

この種のボルト締めコネクタの一例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。このものは、ハイブリッド形式の多極コネクタであって、電線径が異なりそれに伴い大きさが異なる複数種の端子金具をそれぞれに収容した雌雄一対のハウジングを備え、雌ハウジングに回転自由に設けたボルトを、相手の雄ハウジングに設けたナット（ねじ孔）に螺合して工具で締め付けることにより、両ハウジングを互いに引き寄せて嵌合し、対応する雌端子と雄端子同士を嵌合接続するようになっている。

特開平１１−５４２０３号公報

上記のようなボルト締めコネクタにおいて、例えば雌ハウジングから後方に引き出された電線はまとめられてハーネス化されるが、同ハーネスに振動が加わると、特に太い電線ほど慣性力の作用によりその振動が伝わりやすく、同電線の端末に接続された雌端子とこれと嵌合接続された相手の雄端子との間に微摺動摩耗が生じ、めっきが剥がれる等で接触抵抗が増大するという問題がある。
なお、雄側のコネクタが例えば機器側コネクタであって、雄ハウジングが機器の側壁から一体に形成され、同雄ハウジングに対してタブ状の雄端子が一体的に装着された形式のものにあっても、上記のような微摺動摩耗についての不具合は同様に生ずるところである。
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、特に雄ハウジングが雄端子を一体的に装着した形式のボルト締めコネクタにおいて、雌雄の端子金具間の微摺動摩耗を防止するところにある。

本発明は、電線の端末に接続された雌端子をキャビティ内に収容した雌ハウジングと、雄端子を一体的に装着した雄ハウジングとを備え、前記雌ハウジングに回転可能に設けたボルトを前記雄ハウジングに設けたねじ孔に螺合して締め付けることにより、両ハウジングを互いに引き寄せて嵌合し、対応する雌端子と雄端子同士を接続するようにしたボルト締めコネクタにおいて、前記雌ハウジングにおける前記ボルトの頭部の締結箇所の周りには、当該ボルトの締め付け操作を行う工具に電線が干渉することから保護する保護壁が設けられ、この保護壁に、前記電線を固定する固定部を備えた振動伝達部が一体的に形成されている構成としたところに特徴を有する。

両ハウジングを嵌合するに当たって、雌ハウジングから引き出された電線が、ボルトの頭部の締結箇所の周りに設けられた保護壁と一体形成された振動伝達部の固定部に固定される。ボルトを締結すると、ボルトの頭部が雌ハウジングに押し付けられつつ同ボルトの軸部が雄ハウジングのねじ孔にねじ込まれることで両ハウジングが嵌合される。
この状態において、雌ハウジングから引き出された電線が振動を受けた場合、同電線の端末に接続されて雌ハウジングに収容された雌端子が振動する一方、電線の振動が、保護壁の内側で雌ハウジングに押し付けられたボルトを介して、同ボルトが固定された相手の雄ハウジングに伝達され、ひいては雄ハウジングに一体的に装着された雄端子が、雌端子と同じような形態で同期して振動する。そのため、雌雄の端子金具間で微摺動摩耗が生じることが防止される。

また、以下のような構成としてもよい。
（１）前記保護壁は、前記ボルトの頭部の座面を設けた形状をなして前記雌ハウジングとは別体に形成されており、前記雌ハウジングに設けられた被取付部に対してロック機構を介して装着されている。
保護壁が別体であることにより、電線の振動が雌ハウジングに伝わることが抑制され、その分ボルトを介して雄ハウジングにより伝わるようになり、雌雄の端子金具がさらに同期して振動しやすくなる。

（２）前記保護壁に形成された前記振動伝達部の前記固定部が、前記雌ハウジングから引き出された前記電線のうち前記保護壁の前記座面に近い位置を固定可能とされている。
電線のうち保護壁の座面から遠い位置が振動伝達部の固定部で固定されている場合と比較すると、電線の振動を受けて保護壁が回動し難く、結果ボルトの緩みが防止される。

（３）前記振動伝達部の前記固定部は、略半円筒形をなして前記電線を径方向に嵌合することにより弾性的に挟持する弾性挟持部により構成されている。
電線は弾性挟持部に向けて径方向に押し込むだけでよいから、電線の振動伝達部に対する固定作業がしやすい。

（４）前記弾性挟持部は、前記電線の長さ方向に離間した位置に２個、それぞれの開口側を互いに向き合わせた姿勢で配されている。
電線は、一対の弾性挟持部により径方向の両側から閉じるように挟まれ、電線の外れ防止がより確実になされる。

本発明によれば、雌雄の端子金具間の微摺動摩耗を有効に抑制することができる。

本発明の実施形態１に係る雌ハウジングに保護壁を組み付ける前の状態を示す平面図 その側面図 保護壁の背面図 雌ハウジングに保護壁が組み付けられた状態の側面図 その平面図 図５のＡ−Ａ線で切断した雌雄のハウジングの嵌合前の断面図 図５のＢ−Ｂ線で切断した雌雄のハウジングの嵌合前の断面図 図５のＡ−Ａ線で切断した雌雄のハウジングの嵌合後の断面図 図５のＢ−Ｂ線で切断した雌雄のハウジングの嵌合後の断面図 雌雄のハウジングの嵌合後の斜視図 その側面図 その背面図 実施形態２に係る雌雄のハウジングの嵌合状態の斜視図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１２によって説明する。
この実施形態では、ワイヤハーネスの端末に設けられたハーネス側コネクタＣ１を、電子機器ユニット（ＥＣＵ）等の機器に一体的に設けられた機器側コネクタＣ２に対してボルト３５の締め付けを介して嵌合するボルト締めコネクタを例示する。本コネクタはまた、大きさを異にする複数種の端子金具を収容したハイブリッド式のコネクタである。

ハーネス側コネクタＣ１は雌側のブロックコネクタであって、図１及び図２に示すように、全体として平面長方形のブロック状をなす合成樹脂製の雌ハウジング１０を備えており、大きさが異なる４種類の雌端子が収容されるようになっている。
雌ハウジング１０は詳細には、メインハウジング１１の３側面にサブハウジング１２，１３が組み付けられて構成されている。

メインハウジング１１の前側（図１の左側）の領域には、正方形の角筒状をなす取付筒部１５が、上下両面を貫通しかつ上下に所定寸法突出した形態で形成されているとともに、後側の領域には、２番目に大きい雌端子を収容する第２キャビティ２２が形成されている。メインハウジング１１の左右の各面に組み付けられたサブハウジング１２には、４番目に大きい（一番小さい）雌端子を収容する第４キャビティ２４と、その両側に３番目に大きい雌端子を収容する第３キャビティ２３が形成されている。

メインハウジング１１の前面に組み付けられたサブハウジング１３には、最も径の大きい電線３０の端末に接続された一番大きい雌端子３２（図７参照）が挿入される第１キャビティ２１が２個並んで形成され、その両側に、２番目に大きい雌端子を収容する第２キャビティ２２が形成されている（図１参照）。第１キャビティ２１は、上記のように一番大きい雌端子３２を収容するべく全高を大きくする関係上、同第１キャビティ２１を内部に構成したタワー部２５がサブハウジング１３の上面から所定寸法上方に突出して形成されている。

メインハウジング１１に形成された取付筒部１５における上方突出部１６Ｕには、ボルト３５をねじ込み操作する工具が雌ハウジング１０の上面から引き出された電線と干渉することから保護するための保護壁４０が取り付けられるようになっている。
この保護壁４０は合成樹脂製であって、ボルト３５の頭部３６が当てられる座面４１の全周に、周壁４２を立ち上がり形成した構造である。この保護壁４０の座面４１の下面には、外形正方形をなす脚体４３が垂設され、座面４１の中心から同脚体４３の中心を貫通して、ボルト３５の軸部３７が挿通される挿通孔４４が形成されている（図６参照）。

脚体４３の上端側のほぼ全高の領域に亘り、角筒状をなす外筒４５が、上記した雌ハウジング１０（メインハウジング１１）の取付筒部１５の上方突出部１６Ｕが嵌合可能なクリアランスを開けて形成されている。外筒４５における正面（図２の左側）から視た左右の側面板がそれぞれ取付板４６となっていて、各取付板４６には、幅方向の中央部において、縦長のロック孔４７が形成されている。両取付板４６は、その下縁におけるロック孔４７を挟んだ両側の位置でスリット４８が切り込み形成されることで、弾性撓みしやすくされている。
一方、雌ハウジング１０の取付筒部１５の上方突出部１６Ｕにおける左右の側面には、上記した外筒４５の取付板４６のロック孔４７にそれぞれ嵌合可能なロック突部１７が形成されている。

保護壁４０は、脚体４３が取付筒部１５の上方突出部１６Ｕ内に嵌合され、外筒４５のうち取付板４６を弾性撓みさせつつ押し込まれ、図８に示すように、上方突出部１６Ｕの上端が座面４１の外底面に当たったところで押し込みが停止され、併せて両取付板４６が復元変位しつつそれぞれのロック孔４７に対応するロック突部１７が嵌り、ロック孔４７の下縁に係止することで、保護壁４０が抜け止めされて取り付けられるようになっている。そのとき、保護壁４０の周壁４２の上縁は、図４に示すように、雌ハウジング１０（サブハウジング１３）の上面に立設されたタワー部２５の上端より少し上方に位置している。

さて、上記した保護壁４０の周壁４２の上縁のうち正面から視て手前側の位置、言い換えるとタワー部２５と対向する側の位置に、タワー部２５の幅の約８割程度の幅寸法を持った振動伝達壁５０が、立ち上がり形成されている。振動伝達壁５０は、上記したタワー部２５における雌ハウジング１０の上面に突出した寸法よりも小さい高さ寸法を持った比較的背の低い形状に形成されている。
この振動伝達壁５０の上端部には、半円よりも若干大きい円弧形の筒状をなす弾性挟持部５２が、ほぼ背中合わせの姿勢を取って一体形成されている。この弾性挟持部５２には、一番大きい雌端子３２を接続した最も太い電線３０が、径方向から無理嵌め可能となっている。両弾性挟持部５２の振動伝達部５０側の間の位置には、詰め部５３が形成されて補強されている（図５参照）。

なお、保護壁４０の周壁４２の上縁のうち正面から視た奥側の位置と、左右両側の位置には、雌ハウジング１０の上面から引き出された電線を嵌めてまとめることに使用する収容壁５５が形成されている。

一方の機器側コネクタＣ２は、機器のケースの上面から一体的に形成された合成樹脂製の雄ハウジング６０を備えている。雄ハウジング６０は、図６及び図７に示すように、上記した雌ハウジング１０が緊密に嵌合可能な上面開口の角形のフード状に形成されている。
雄ハウジング６０の底壁６１は、上げ底状に形成されており、この底壁６１の上面における雌ハウジング１０側の取付筒部１５と対向する位置には、同取付筒部１５内に緊密に嵌合する角柱部６２が立設されている。この角柱部６２の中心には、保護壁４０の脚体４３に形成された挿通孔４４と同心位置において、ボルト３５の軸部３７に形成された雄ねじが螺合されるねじ孔６３が形成されている。なお、ねじ孔６３を形成することに代えて、ナットを埋設してもよい。
雄ハウジング６０の底壁６１における角柱部６２の周りには、雌ハウジング１０における取付筒部１５の下方突出部１６Ｄが挿入されるガイド溝６５が形成されている。

雄ハウジング６０の底壁６１からは、雌ハウジング１０に配された各キャビティ２１〜２４と対応する位置ごとに、大きさを異にする４種類の雄端子が突出して装着されている。各雄端子は、雄ハウジング６０の底壁６１に対して圧入もしくはインサート成形されることにより一体的に装着されており、雌ハウジング１０に装着された一番大きい雌端子３２と嵌合接続される一番大きい雄端子６７のみが図示されている。

続いて、本実施形態の作用を説明する。
ハーネス側コネクタＣ１を組み付けるに当たっては、メインハウジング１１とサブハウジング１２，１３とを組み付けてブロック状の雌ハウジング１０を形成する。一方、保護壁４０に突設された振動伝達壁５０の上端に設けられた２個の弾性挟持部５２に対し、一番大きい雌端子３２を端末に接続した最も太い電線３０の途中位置が、径方向に押し込まれて嵌められる。

次に、上記の各雌端子３２が、雌ハウジング１０のタワー部２５内に形成された対応する第１キャビティ２１内に上方から挿入され、正規位置まで挿入されたところで第１キャビティ２１内に設けられたランス（図示せず）に係止され、抜け止めされて収容される。
続いて、弾性挟持部５２を電線３０に沿わせて摺動させつつ、保護壁４０が、雌ハウジング１０（メインハウジング１１）の取付筒部１５の上方突出部１６Ｕに対し、既述した要領で嵌められて押し込まれ、正規位置まで押し込まれたところで、ロック突部１７が取付板４６のロック孔４７に嵌って係止されることにより抜け不能にロックされる。このとき、電線３０に弛みがあったら上方に引っ張って弛みをなくす。振動伝達壁５０は比較的低い背のものに形成されているから、電線３０は、保護壁４０の座面４１から比較的近い位置において、弾性挟持部５２を介して保護壁４０に対して固定されていることになる。
それとともに、他の種類の雌端子も対応するキャビティ２２〜２４に対して挿入され、各雌端子に接続された電線は、収容壁５５を利用して揃えられながら後方に引き出される。

このようにハーネス側コネクタＣ１が組み付けられたら、雌ハウジング１０に対してボルト３５が装着される。具体的には、ボルト３５の軸部３７が保護壁４０内に入れられ、その軸部３７が座面４１から脚体４３に亘って形成された挿通孔４４に挿通され、頭部３６が座面４１で受けられた形態で吊り下げ支持される。軸部３７の下端（先端）側は、雌ハウジング１０の取付筒部１５の中空内に垂下した状態となる。

この状態から、図６及び図７の矢線に示すように、ハーネス側コネクタＣ１が相手の機器側コネクタＣ２に対して嵌合される。初めに、雌ハウジング１０側の取付筒部１５の下方突出部１６Ｄが、雄ハウジング６０の底壁６１に立てられた角柱部６２に外嵌され、続いて雌ハウジング１０全体が雄ハウジング６０の内側に嵌められる。取付筒部１５の下方突出部１６Ｄの下端が、雄ハウジング６０の底壁６１のガイド溝６５の上端に臨む程に嵌合されると、ボルト３５の軸部３７の下端が、角柱部６２に形成されたねじ孔６３の上端部に係合する。

そうしたら手作業による嵌合を停止し、保護壁４０内に工具を入れて同工具によってボルト３５の締結操作を行うと、ボルト３５の頭部３６が保護壁４０の座面４１に押し付けられつつ同ボルト３５の軸部３７の先端の雄ねじ部がねじ孔６３にねじ込まれることにより、雌ハウジング１０が雄ハウジング６０に引き寄せられるようにして嵌合される。
図８及び図９に示すように、雌ハウジング１０の下面が雄ハウジング６０の底壁６１に当たる正規位置まで嵌合されると、工具によるボルト３５の締結操作が停止され、併せて両ハウジング１０，６０が正規に嵌合された状態に保持される。この間に、雌ハウジング１０に収容された雌端子３２を含む全雌端子と、雄ハウジング６０に一体的に装着された雄端子６７を含む対応する全雄端子とが、正規に嵌合接続されることになる。
なお、雌ハウジング１０の上面側に引き出された２本の太い電線３０を含む電線が一まとめにされ、テープ等で結束されてハーネス化される。

ボルト締めコネクタは上記の形態において使用に供される。ここで雌ハウジング１０から引き出されたハーネスが振動を受けると、特に太い２本の電線３０が振動を伝達しやすい。そのため、同電線３０の端末に接続されて第１キャビティ２１内に収容された雌端子３２も振動するが、同電線３０の振動は、振動伝達壁５０を介して保護壁４０に伝達され、さらに保護壁４０に頭部３６が押し付けられたボルト３５を介して、同ボルト３５が固定された相手の雄ハウジング６０に伝達され、ひいては雄ハウジング６０に一体的に装着された雄端子６７が、雌端子３２と同じような形態で同期して振動する。そのため、雌端子３２と雄端子６７間で微摺動摩耗が生じることが防止される。

以上のように本実施形態によれば、ボルト３５の頭部３６の締結箇所の周りに設けた保護壁４０に振動伝達壁５０を設け、同振動伝達壁５０に弾性挟持部５２を介して雌端子３２から引き出された電線３０を固定する構造としたから、電線３０が振動を受けた場合、同電線３０の端末の雌端子３２が第１キャビティ２１内で振動する一方、この電線３０の振動が、保護壁４０に固定されたボルト３５を介して雄ハウジング６０に伝達され、ひいては雄ハウジング６０に一体的に装着された雄端子６７が、雌端子３２と同じように振動し、互いに嵌合接続された雌端子３２と雄端子６７同士が同期して振動することとなって、両端子３２，６７間で微摺動摩耗が生じることが防止される。

特に、保護壁４０を雌ハウジング１０とは別体として備えたから、電線３０の振動が雌ハウジング１０に伝わることが抑制され、その分ボルト３５を介して雄ハウジング６０により伝達されるようになって、互いに接続された雌端子３２と雄端子６７とがさらに同期して振動しやすくなる。
電線３０が保護壁４０の振動伝達壁５０に固定されるに当たり、電線３０は、保護壁４０の座面４１から比較的近い位置において弾性挟持部５２を介して固定されているから、例えば電線３０のうち保護壁４０の座面４１から比較的遠い位置で振動伝達壁５０に固定されている場合と比較すると、電線３０の振動を受けた場合に保護壁４０が回動し難く、結果ボルト３５の緩みが防止される。
また、電線３０を振動伝達壁５０に固定するに当たっては、電線３０を弾性挟持部５２に向けて径方向に押し込むだけでよいから、電線３０の振動伝達壁５０に対する固定作業がしやすい。

＜実施形態２＞
図１３は、本発明の実施形態２を示す。この実施形態では、保護壁４０に立てられた振動伝達壁５０Ａに電線３０を固定する部分の構造に変更が加えられている。
この実施形態では、各電線３０について３個ずつの弾性挟持部５２Ａが設定されており、この弾性挟持部５２Ａは、実施形態１の弾性挟持部５２と比べると、背の低い略半円筒形に形成されている。これら３個の弾性挟持部５２Ａが、所定間隔を開けて上下３段に亘り、開口側を交互に左右逆に向けた姿勢で形成されている。

この構造によれば、電線３０は、上段と中段の弾性挟持部５２Ａ、並びに中段と下段の弾性挟持部５２Ａにより、それぞれ径方向の両側から閉じるように挟まれるから、電線３０の外れ防止がより確実になされる。
その他の構造、並びに、電線３０が振動した場合に、同電線３０の端末の雌端子３２と、これと接続された雄端子６７とを同期して振動させて、微摺動摩耗を防止するという作用効果が得られることは、実施形態１と同様である。

＜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）保護壁の振動伝達壁に設ける固定部としては、上記実施形態に例示した略半円筒形をなす弾性挟持部に限らず、例えば振動伝達壁に手前側に突出した固定板を設けて同固定板に電線を圧入する圧入溝を設けたもの等、他の構造のものであってもよい。
（２）ハーネス側コネクタの組み付け手順は上記実施形態に例示したものに限らず、雌端子の大きさや、弾性挟持部の形成位置等の条件によっては、雌ハウジングに対して先に保護壁を取り付け、その後に雌端子をキャビティに挿入してその電線を弾性挟持部に押し込んで嵌める等、他の手順を踏んでも良い。

（３）上記実施形態では、保護壁を雌ハウジングとは別体に形成して後付けするものを例示したが、保護壁は雌ハウジングの外面に一体的に形成するようにしてもよい。この場合は雌ハウジングの外面が、ボルトの頭部が当たる座面となる。
（４）ハーネス側コネクタは、上記実施形態に例示したブロックコネクタに限らず、フレーム内に複数のサブハウジングを組み付けた分割コネクタ、さらには単一のハウジングを備えたコネクタであってもよい。
（５）また本発明は、ハイブリッド式のコネクタに限らず、単一種の端子金具を多数本ハウジング内に収容した形式の多極コネクタにも同様に適用することが可能である。

Ｃ１…ハーネス側コネクタ
Ｃ２…機器側コネクタ
１０…雌ハウジング
１１…メインハウジング
１２，１３…サブハウジング
１５…取付筒部（被取付部）
１６Ｄ…下方突出部
１６Ｕ…上方突出部
１７…ロック突部（ロック機構）
２１…第１キャビティ（キャビティ）
２５…タワー部
３０…電線
３２…雌端子
３５…ボルト
３６…頭部
３７…軸部
４０…保護壁
４１…座面
４２…周壁
４３…脚体
４４…挿通孔
４５…外筒
４６…取付板
４７…ロック孔（ロック機構）
５０，５０Ａ…振動伝達壁（振動伝達部）
５２，５２Ａ…弾性挟持部（固定部）
６０…雄ハウジング
６２…角柱部
６３…ねじ孔
６７…雄端子

Claims (5)

1. 電線の端末に接続された雌端子をキャビティ内に収容した雌ハウジングと、雄端子を一体的に装着した雄ハウジングとを備え、前記雌ハウジングに回転可能に設けたボルトを前記雄ハウジングに設けたねじ孔に螺合して締め付けることにより、両ハウジングを互いに引き寄せて嵌合し、対応する雌端子と雄端子同士を接続するようにしたボルト締めコネクタにおいて、
   前記雌ハウジングにおける前記ボルトの頭部の締結箇所の周りには、当該ボルトの締め付け操作を行う工具に電線が干渉することから保護する保護壁が設けられ、この保護壁に、前記電線を固定する固定部を備えた振動伝達部が一体的に形成されていることを特徴とするボルト締めコネクタ。
2. 前記保護壁は、前記ボルトの頭部の座面を設けた形状をなして前記雌ハウジングとは別体に形成されており、前記雌ハウジングに設けられた被取付部に対してロック機構を介して装着されていることを特徴とする請求項１記載のボルト締めコネクタ。
3. 前記保護壁に形成された前記振動伝達部の前記固定部が、前記雌ハウジングから引き出された前記電線のうち前記保護壁の前記座面に近い位置を固定可能とされていることを特徴とする請求項２記載のボルト締めコネクタ。
4. 前記振動伝達部の前記固定部は、略半円筒形をなして前記電線を径方向に嵌合することにより弾性的に挟持する弾性挟持部により構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のボルト締めコネクタ。
5. 前記弾性挟持部は、前記電線の長さ方向に離間した位置に２個、それぞれの開口側を互いに向き合わせた姿勢で配されていることを特徴とする請求項４記載のボルト締めコネクタ。

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