JP2013140821A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタにおいて、端子金具を係止するランスの撓み規制をしつつ、小型化を可能にする。
【解決手段】第１ハウジング１０Ａに収容される雌型端子１４と、第１ハウジング１０Ａの撓み許容空間２２への撓み変形可能で、撓み許容空間２２に弾性的に変形することで雌型端子１４の係止状態を解除するランス１９と、第２ハウジング３０Ａに前方に突出して設けられ、両ハウジング１０Ａ，３０Ａの嵌合時に撓み許容空間２２に進入してランス１９の係止解除方向への撓み変形を不能にするリテーナ突部３４を備え、第１ハウジング１０Ａ及び第２ハウジング３０Ａには、互いに螺合することで両ハウジング１０Ａ，３０Ａを嵌合状態とするための嵌合ボルト５６及びネジ穴６６が設けられており、嵌合ボルト５６の長さ寸法は、リテーナ突部３４の先端が撓み許容空間２２に進入した後に嵌合ボルト５６とネジ穴６６との螺合が開始されるように設定されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、端子金具を係止するランスを備えたコネクタに関する。

例えば、電気自動車において、金属製のケースに収納されたモータやインバータ等の機器に電力を供給するためのコネクタとして、特許文献１に記載のものが知られている。このコネクタは、電線の端末部に取り付けられる電線側コネクタと、ケースの内外方向に貫通する取付孔に取り付けられる機器側コネクタと、からなり、両コネクタを嵌合させて各コネクタに設けた端子を相互に接触させる構成である。

上記電線側コネクタに備えられたハウジングは、その内部にキャビティが貫通して形成されていて、電線の端末に接続された複数の端子金具がキャビティに収納されている。このキャビティの内部には、端子金具を係止するためのランスが形成されている。一方、端子金具には、ランスと係止させるランス係止孔が形成されている。この端子金具は、ランスを撓ませてキャビティに挿入され、ランス係止孔にランスを係止させることで、端子金具をハウジングに対して抜け止め状態に保持させる構造となっている。このランスは、弾性変形可能であって、弾性変形時には、ランスの撓み方向に隣接する位置に形成された撓み許容空間に退避されるようになっている。

ところで、従来、ランスとランス係止孔との係止を保持するために、ランスの撓み許容空間にハウジングとは別部品によって形成したリテーナを進入させて、ランスの撓み変形を規制することが知られている。リテーナを設けることで、端子金具は、ランスとリテーナとによる二重係止により、確実にハウジング内に保持される。

特開２００５−１１６４６号公報

しかしながら上記のような構造によると、ハウジングとは別にリテーナを設けねばならず、また、ハウジングにはリテーナを装着するための装着部やリテーナを装着部に保持するためのロック機構等を設けなければならず、これによりハウジングが大型化し、部品点数が増えることが懸念される。

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、二重係止構造によって端子金具の保持強度を高めつつ、小型化も可能なコネクタを提供することを目的とする。

本発明は、端子金具を収容するためのキャビティをそれぞれ有し互いに嵌合される第１ハウジング及び第２ハウジングと、前記第１ハウジングの前記キャビティに装着される第１端子金具と、前記第１ハウジングに設けられた撓み許容空間へ撓み変形可能に設けられ前記キャビティに装着された前記第１端子金具を係止して前記キャビティからの抜け止めを図ると共に、その状態から前記撓み許容空間に弾性的に変形することで前記第１端子金具の係止状態を解除するランスと、前記第２ハウジングの前記キャビティに設けられ前記両ハウジングの嵌合時に前記第１端子金具と接続可能な第２端子金具と、前記第２ハウジングに前記第１ハウジングとの嵌合方向に突出して設けられ前記両ハウジングの嵌合時に前記第１ハウジングに案内されつつ前記撓み許容空間に進入して前記ランスの係止解除方向への撓み変形を不能にするリテーナ突部と、を備え、前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングには、互いに螺合することで前記両ハウジングを嵌合状態とするためのボルト及び雌ネジ部が設けられており、前記ボルトの長さ寸法は、前記両ハウジングの嵌合によって前記リテーナ突部の先端が前記撓み許容空間に進入した後に前記ボルト及び雌ネジ部の螺合が開始されるように設定されていることに特徴を有する。

このような構造によれば、第１及び第２の両ハウジングを嵌合させると、第２ハウジングに設けられたリテーナ突部が第１ハウジングの撓み許容空間に進入する。これによって、第１ハウジングのランスが第１端子金具の係止解除方向に撓み変形しないように規制されるから、第１端子金具は二重係止状態となり、第１端子金具の保持強度が高まる。また、仮に、ランスが第１端子金具に対して正規の係止状態となっていないときには、ランスが変形して撓み許容空間内に突出した状態となっているから、両ハウジングを嵌合させるとリテーナ突部が撓み許容空間内に進入しようとしたときにランスに当接してそれ以上の嵌合が阻止され、係止不良の状態にあることを直ちに検知することができる。また、リテーナ突部を第２ハウジングに設けたことで、第１ハウジングに嵌合する際のガイドとしての機能を果たすことができる。しかも、リテーナ突部を第２ハウジングに一体に形成したから、部品点数の増加を抑え、かつコネクタ本体を小型化することができる。
また、リテーナ突部の先端が撓み許容空間に進入した後にボルト及び雌ネジ部の螺合が開始されるから、ランスが撓み空間内に突出している正規の係止状態となっていない状態で、無理にボルト及び雌ネジ部を螺合することによるランス及びリテーナ突部の破損を防止することができる。

前記第１ハウジングには、前記キャビティが２つ設けられ、前記キャビティにそれぞれ設けられた各ランスは、前記各キャビティの側部のうち前記第１ハウジングの中央部寄りの位置に形成されていてもよい。このような構造によれば、ランスの係止解除方向への撓み変形を不能にする２つのリテーナ突部も第１ハウジングの中央部寄りに集中して備えることができるから、リテーナ突部の破損防止が可能になる。

前記第１ハウジングには、前記両ランスの間に嵌合検知用コネクタ部を設け、前記両リテーナ突部が前記両コネクタの嵌合時において前記嵌合検知用コネクタ部を挟むように位置する構成としてもよい。これにより、嵌合検知用コネクタ部を設けたコネクタであっても、嵌合検知用コネクタ部を利用してリテーナ突部を撓み許容空間内に誘導できるから、スペースを有効利用して全体を小型化できる。

本発明によれば、二重係止構造によって端子金具の保持強度を高めつつ、小型化も可能なコネクタを提供することができる。

本実施形態に係わる電線側コネクタの分解斜視図 本実施形態に係わる機器側コネクタの分解斜視図 本実施形態に係わる両コネクタの嵌合前の斜視図 本実施形態に係わるコネクタの嵌合前の正面側断面図 本実施形態に係わる電線側コネクタの機器側コネクタとの嵌合面側の平面図 本実施形態に係わる機器側コネクタの電線側コネクタとの嵌合面側の平面図 本実施形態に係わるコネクタの仮嵌合状態の正面側断面図 図７に示す状態のコネクタの側断面図 本実施形態に係わるコネクタの嵌合状態の正面側断面図 図９に示す状態のコネクタの側断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１０によって説明する。
本実施形態におけるコネクタは、図示しない車載機器（例えば、ハイブリッド車等に搭載されたモータやインバータ等）に電力を供給するコネクタに適用した場合を例示するものであって、互いに嵌合可能な電線側コネクタ１０（図１参照）と、機器側に固定される機器側コネクタ３０（図２参照）とを備えている。以下の説明において、両コネクタ１０、３０における嵌合面側を前方として説明する。なお、この機器は、シールド機能を有する図示しない金属製のケースを備えて、そのケースには、ケースの内外を貫通する図示しないコネクタ取付孔が形成されている。

電線側コネクタ１０を構成する第１ハウジング１０Ａは合成樹脂製であって、図１、４に示すように、一対の円筒部１１が所定距離離れた横並び状態で一体に形成されており、各円筒部１１の内部に前後に延びるキャビティ１２が形成されている。各キャビティ１２には、電線１３に接続された第１端子金具に相当する雌型端子１４が後方からそれぞれ収納可能である。両円筒部１１の前後方向の中間部分には両円筒部１１を一体に連結させた断面長円状のＯリング収容溝１５が形成され、ここにシールリング１６が装着されている。

各円筒部１１の先端部間には、各円筒部１１とは所定の空隙を隔てて角筒状の嵌合検知用コネクタ部に相当するインターロック嵌合部１７が設けられている。このインターロック嵌合部１７内には一対の雄端子を有する短絡端子１８が内部に配置され、後述する機器側コネクタ３０に備えられているインターロックコネクタ４０と嵌合して電線側コネクタ１０と機器側コネクタ３０との嵌合を検出できるようになっている。

電線側コネクタ１０には、図１、３に示すように第１ハウジング１０Ａに対して後方から嵌合して装着されるアルミダイキャスト製の第１シールドシェル５０が備えられている。第１シールドシェル５０の側部には、後述する第２シールドシェル６０に固定するための固定部５１が膨出して設けられており、第２シールドシェル６０の側部に突出して設けた雌ネジ台部６５に外嵌するようになっている。

第１シールドシェル５０の固定部５１の後壁には、ボルト挿通孔５４が設けられ（図８参照）、ここに嵌合用ボルト５６が挿通されて抜け止めリング５５によって抜け止めされている。嵌合用ボルト５６は、ネジ軸５６Ｂの先端にネジ溝を形成していない棒状先端部５６Ａを有する六角面取り止めネジである。この嵌合用ボルト５６は後述する第２シールドシェル６０の雌ネジ台部６５上に形成されたネジ穴６６に螺合される。

各雌型端子１４は、図１に示すように、前後方向に延びる略円筒形状をなし、その後端部には電線１３の端末部に圧着される圧着部１４Ａを備える。その圧着部１４Ａに圧着された電線１３にはゴム栓２０が外嵌されており、電線１３と円筒部１１の後半部内周面との間がシールされている。なお、ゴム栓２０よりもさらに後方には、バックリテーナ２１が電線１３に外嵌され、円筒部１１の後端部からゴム栓２０が抜け出ることを防止している。

各円筒部１１には、図４、５に示すように雌型端子１４をキャビティ１２内に係止するためのランス１９がそれぞれ形成されている。各ランス１９は、円筒部１１の側部において前方側を自由端とした片持ち状に形成されており、先端部にはキャビティ１２内に突出する係止突部１９Ａが設けられ、これが雌型端子１４の圧着部１４Ａの先方側に位置している肩部１４Ｂに係合して雌型端子１４を抜け止めする。各ランス１９は、２つの円筒部１１の並び方向の中間部側（インターロック嵌合部１７側）の側部に各々形成されており、各ランス１９の撓み方向は、電線側コネクタ１０の略中央部（インターロック嵌合部１７側）に向かう方向となっている。

各ランス１９とインターロック嵌合部１７の側壁面との間には、ランス１９の係止突部１９Ａが雌型端子１４に対して係脱するための弾性変形を許容する寸法の撓み許容空間２２が形成されている。この撓み許容空間２２の前方側には後述するリテーナ突部３４が撓み許容空間２２に進入するように誘導するリテーナ誘導溝２３が連なり、そのリテーナ誘導溝２３は機器側コネクタ３０との嵌合面側に向かって開放されている。

一方、機器側コネクタ３０を構成する第２ハウジング３０Ａは合成樹脂製であって、図２、４に示すように、電線側コネクタ１０の各円筒部１１が内側に嵌合可能な円筒フード部３１を有する。円筒フード部３１の基端側には全周にわたって外側へ突出する板状のフランジ部３２と、フランジ部３２の後面から後方へ突出する形状の機器側接続部３３とを備えている。

機器側コネクタ３０には、第２ハウジング３０Ａの前方から嵌合して装着される第２シールドシェル６０が備えられている。第２シールドシェル６０はアルミダイキャスト製であって、図２、４に示すようにフランジ部３２から円筒フード部３１の全周面を覆い、前面は開放された形状となっている。第２シールドシェル６０は、電線側コネクタ１０との嵌合面側であって筒状の第２本体部６１と、その第２本体部６１の後端部から全周にわたって外周に張り出す取付フランジ部６２とを備えており、取付フランジ部６２の、図６における左上側の角部と、右下側の角部には、図示しないケースに取り付けるための取付用ネジ挿通孔６３が各々形成されている。なお、図２に示すように第２ハウジング３０Ａのフランジ部３２の前面には、図示しないケースの外面に密着して図示しないコネクタ取付孔の周縁部と機器側コネクタ３０との間をシールするゴムパッキン６４が備えられている。

加えて、第２シールドシェル６０の第２本体部６１における図３の手前側には、第１シールドシェル５０の固定部５１に包み込まれるようにして嵌合される雌ネジ台部６５が側方に突出して形成されており、その雌ネジ台部６５に、嵌合用ボルト５６が螺合する、雌ネジ部に相当するネジ穴６６が設けられている。その他、図２に示すように第２シールドシェル６０の第２本体部６１の外周端部には、シールド側ゴムリング６７が装着されている。

さて、第２ハウジング３０Ａの内部には、図４、６に示すように第２端子金具に相当する雄型端子３５が２本収納されている。この雄型端子３５のうち、機器側に接続される端子本体部３６は機器側接続部３３内にモールド成形されており、この端子本体部３６と一体に形成されたピン端子部３７が円筒フード部３１内に同軸状に突出している。

図２、４に示すように、第２ハウジング３０Ａの機器側接続部３３の後端部には、端子本体部３６の横方向略中間部に、インターロック収納部３８が前後方向に貫通して成形され、ここにインターロックコネクタ４０が装着されている。インターロックコネクタ４０は、機器側接続部３３側から挿入され、その後方からインターロックコネクタ４０を第２ハウジング３０Ａに抜け止めさせるためのインターロックリテーナ４１が装着されている。

円筒フード部３１内側の奥壁から前方に向かって、図２、４に示す２枚の板状のリテーナ突部３４が形成され、その先端側の半分程度が円筒フード部３１の前端部から突出している。このリテーナ突部３４は、図４、６に示すようにインターロック収納部３８の横方向の側壁を前方に延出して形成されており、所定の間隔を隔てた対向状態となっている。なお、各リテーナ突部３４の横幅寸法ｂ（図６参照）は、ランス１９の背部１９Ｂ（撓み許容空間２２側に位置する部分）の幅寸法ａ（図５参照）よりも大きく設定され、且つ各リテーナ突部３４の互いに反対側となる面には、リテーナ突部３４がリテーナ誘導溝２３から撓み許容空間２２に進入する際に、ランス１９の背部１９Ｂを収容する嵌合溝部３４Ａ（図２、６参照）が形成されている。この嵌合溝部３４Ａの溝幅ｃ（図６参照）は、ランス１９の背部１９Ｂを収容可能なように、背部１９Ｂの幅寸法ａ（図５参照）と略同等の寸法に設定されている。

本実施形態は以上のような構成であって、続いてその組み付け手順を図３ないし図１０を用いて説明する。
まず、第２シールドシェル６０を予め被せた状態の機器側コネクタ３０を図示しないケースに開口したコネクタ取付孔を挿通するように取り付ける。即ち、第２シールドシェル６０側が図示しない機器の外側に位置するようにし、第２シールドシェル６０上の取付用ネジ挿通孔６３と、図示しないケースのネジ穴を重ね合わせる。そこに、図示しないネジを螺合することで、第２シールドシェル６０を図示しないケースに対して導通可能に固定する。なお、図示しないケースの外壁面と、第２シールドシェル６０及び第２ハウジング３０Ａとの隙間は、ゴムパッキン６４により防水される。

この状態において機器側コネクタ３０に電線側コネクタ１０を嵌合する。まず、図３に示すように、第２シールドシェル６０の雌ネジ台部６５に第１シールドシェル５０の固定部５１が重なるように位置決めしながら、嵌め込んでいく。この時、機器側コネクタ３０のリテーナ突部３４は、電線側コネクタ１０のリテーナ誘導溝２３に差し込まれ、仮嵌合状態となる。なお、本実施形態では、図７、８に示すように機器側コネクタ３０のリテーナ突部３４の先端が、電線側コネクタ１０の撓み許容空間２２に僅かに進入したのみで、両シールドシェル５０、６０及び両ハウジング１０Ａ、３０Ａが完全嵌合状態に至っていない状態を仮嵌合状態と呼ぶ。この状態では、図８に示すように、嵌合用ボルト５６の棒状先端部５６Ａがネジ穴６６内に進入しているが、ネジ軸５６Ｂはネジ穴６６に係合しておらず、いわゆるネジの食い付きがない状態である。

この仮嵌合状態からさらに機器側コネクタ３０を電線側コネクタ１０に押し付けると、リテーナ突部３４は、撓み許容空間２２内により深く進入する。この時、リテーナ突部３４は、その嵌合溝部３４Ａにランス１９の背部１９Ｂを嵌合させながら、撓み許容空間２２の奥側に入っていく。これにより、嵌合用ボルト５６のネジ軸５６Ｂが、第２シールドシェル６０のネジ穴６６に係合するようになるから、嵌合用ボルト５６を例えばレンチによって回転させることで嵌合用ボルト５６がネジ穴６６と螺合して両シールドハウジング５０、６０が引き合うようになって両コネクタ１０、３０が図９、１０に示す嵌合完了状態となり、ピン端子部３７が雌型端子１４内に完全に挿入されて導通状態となる。この状態で、第２本体部６１の外周縁部に装着されたシールド側ゴムリング６７は第１シールドシェル５０の内周に密着するから、両シールドシェル５０、６０の嵌合周面は防水される。

この嵌合完了状態では、リテーナ突部３４の全体がランス１９の撓み許容空間２２内に位置しており、仮に電線１３に引っ張り力が作用して雌型端子１４がキャビティ１２から抜け出ようとしてもランス１９はリテーナ突部３４によって係合解除方向に撓むことが阻止されているから、ランス１９の係合は解除されず、雌型端子１４は確実に二重係止された状態にある。

なお、電線側コネクタ１０に機器側コネクタ３０を嵌合すると、インターロックコネクタ４０がインターロック嵌合部１７に嵌合されて、図示しない嵌合検知回路によって嵌合が検知されてリレー等が閉じることにより、電源回路が通電可能状態となる仕組みとなっている。

以上のように本実施形態では、電線側コネクタ１０に設けたリテーナ突部３４によって機器側コネクタ３０のランス１９の撓み規制をして雌型端子１４の抜け止めを図ることができる。このため、電線側コネクタ１０にはランス１９を二重係止するためのリテーナ部品を設ける必要がなく、リテーナ部品を電線側コネクタ１０に保持するためのロック機構等も設ける必要がない。

なお、本実施形態において、例えば雌型端子１４がキャビティ１２内に半挿入状態にあって、ランス１９による正規の係止状態となっていないときには、ランス１９が変形して撓み許容空間２２内に突出した状態となっているから、両コネクタ１０、３０を嵌合させようとすると、リテーナ突部３４の先端が撓み許容空間２２内に進入しようとしたときに突出したランス１９に当接してそれ以上の嵌合が阻止され、仮嵌合状態にも至らないから、雌型端子１４が係止不良の状態にあることを直ちに検知することができる。

さらに、本実施形態では、嵌合用ボルト５６のネジ軸５６Ｂの長さ寸法は、両コネクタ１０、３０の嵌合によってリテーナ突部３４の先端が撓み許容空間２２内に進入した後に嵌合用ボルト５６とネジ穴６６の螺合が開始されるように設定されており、両コネクタ１０、３０が仮嵌合状態に至った後にさらに電線側コネクタ１０を機器側コネクタ３０側に押し込むことにより、初めて嵌合用ボルト５６のネジ軸５６Ｂがネジ穴６６のネジ溝に噛み合う。これにより、上記の係止不良の状態では、例えインパクトレンチのような電動工具を使ったとしても、仮嵌合状態にすら至らないから、嵌合用ボルト５６とネジ穴６６とが螺合する虞がない。よって、係止不良の状態で無理に嵌合することによるランス１９及びリテーナ突部３４の破損を未然に防止することができる。

加えて、リテーナ突部３４を第２ハウジング３０Ａに一体に設けたことで、電線側コネクタ１０を嵌合する際に、機器側コネクタ３０に対して正しい方向に嵌合するように、リテーナ突部３４が電線側コネクタ１０をガイドしつつ嵌合させることができる。なお、リテーナ突部３４の嵌合溝部３４Ａは、ランス１９の背部１９Ｂの両側部を囲うようにして係合する。これにより、電線側コネクタ１０の機器側コネクタ３０内における縦方向（図５，６の上下方向）の位置がリテーナ突部３４によって略決定された上で、両コネクタ１０、３０を嵌合状態にもっていくことができる。以上のようなリテーナ突部３４のガイド機能によって、電線側コネクタ１０は、機器側コネクタ３０に対して斜めに嵌合されることなく、互いに正しく嵌合することができる。

さらに、リテーナ突部３４が、第２ハウジング３０Ａに一体形成されることで、部品点数の増加を抑え、かつコネクタ本体を小型化することができる。この小型化に関しては、リテーナを別体で設ける従来の構造では、電線側コネクタ１０にリテーナを保持するためのロック機構が必要だったが、本発明では、リテーナ突部３４を第２ハウジング３０Ａに一体化したため上記ロック機構が不要となり、しかもインターロック嵌合部１７とキャビティ１２との間の空間を有効利用できるから、全体の小型化が可能である。

なお、リテーナ突部３４を第２ハウジング３０Ａの中央部寄りに集中して備えることで、リテーナ突部３４の強度を向上させることができ、コネクタの無理な嵌合によるリテーナ突部３４の破損を防止できる。

＜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）本実施形態では、ランス１９は、第１ハウジング１０Ａの幅方向の略中央部に設けられ、リテーナ突部３４は第２ハウジング３０Ａのインターロック収納部３８における幅方向の側壁を電線側コネクタ１０との嵌合方向に突出した２枚の板状で形成されているが、これに限られず、ランス１９が、第１ハウジング１０Ａの幅方向の両側部に位置し、各キャビティ１２よりも外周方向に、撓み許容空間２２が設けられており、リテーナ突部３４は、第１ハウジング１０Ａの幅方向の両側部に差し込まれるような構成であってもよい。

１０…電線側コネクタ
１０Ａ…第１ハウジング
１２…キャビティ
１４…雌型端子（第１端子金具）
１９…ランス
２２…撓み許容空間
２３…リテーナ誘導溝
３０…機器側コネクタ
３０Ａ…第２ハウジング
３４…リテーナ突部
３５…雄型端子（第２端子金具）
５６…嵌合用ボルト（ボルト）
６６…ネジ穴（雌ネジ部）

Claims (2)

1. 端子金具を収容するためのキャビティをそれぞれ有し互いに嵌合される第１ハウジング及び第２ハウジングと、
   前記第１ハウジングの前記キャビティに装着される第１端子金具と、
   前記第１ハウジングに設けられた撓み許容空間へ撓み変形可能に設けられ、前記キャビティに装着された前記第１端子金具を係止して、前記キャビティからの抜け止めを図ると共に、前記撓み許容空間に弾性的に変形することで前記第１端子金具の係止状態を解除するランスと、
   前記第２ハウジングの前記キャビティに設けられ、前記両ハウジングの嵌合時に前記第１端子金具と接続可能な第２端子金具と、
   前記第２ハウジングに前記第１ハウジングとの嵌合方向に突出して設けられ、前記両ハウジングの嵌合時に前記第１ハウジングに案内されつつ前記撓み許容空間に進入して前記ランスの係止解除方向への撓み変形を不能にするリテーナ突部と、を備え、
   前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングには、互いに螺合することで前記両ハウジングを嵌合状態とするためのボルト及び雌ネジ部が設けられており、
   前記ボルトの長さ寸法は、前記両ハウジングの嵌合によって前記リテーナ突部の先端が前記撓み許容空間に進入した後に前記ボルト及び雌ネジ部の螺合が開始されるように設定されていることを特徴とするコネクタ。
2. 前記第１ハウジングには、前記キャビティが２つ設けられ、
   前記キャビティにそれぞれ設けられた各ランスは、前記各キャビティの側部のうち前記第１ハウジングの中央部寄りの位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。

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