JP2013191278A

JP2013191278A - コネクタ

Info

Publication number: JP2013191278A
Application number: JP2012054437A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Nagashima; 良和長嶋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-12
Also published as: JP5875903B2

Abstract

【課題】２層シールド構造の伝送線の設置に関して、設置場所における加工性を大幅に向上させる技術を提供する。
【解決手段】この接続構造９９は、コイル側との接続がなされるユニット側コネクタ４０と、伝送線が接続されるケーブル側コネクタ５０とを備えて構成されている。ユニット側コネクタ４０は、ユニット側コネクタ本体６０とスライドユニット７０とを備えて構成されている。ユニット側コネクタ本体６０は、一端側（図示で右側）がケーブル側コネクタ５０と嵌合し、他端側（図示で左側）がコイル等に接続される。また、ユニット側コネクタ本体６０の構成が外側シールドケース９１と接続し、さらに、スライドユニット７０の構成が内側シールドケース９２と接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は、コネクタに係り、特に、内側シールド層と外側シールド層を有する２層構造の同軸線のコネクタに関する。

非接触のシステムによって負荷装置に電力を供給する技術が知られている。そのような技術が適用された製品として、携帯電話の充電システムが一般的に普及しつつある。さらに、近年では電気自動車に対する給電システムとしても、非接触の給電システムは実用化のステージに入り、各種の規格が定められるようになっている。

非接触の給電システムには、様々なタイプがあるが、電気自動車等に対する給電システムとして大きく注目されている種類の一つが、共鳴式非接触給電システムであり、ＭＩＴ（Massachusetts Institute of Technology）により基本的原理が開発・実証されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、現実的な実装の為に様々な技術が提案されている。例えば、共鳴式非接触給電システムにおける不要な放射電磁界を低減する技術として、図１に示すものがある。具体的には、この技術では、送電側及び受電側の金属ケース（内側シールドケース２０１）がそれらよりも大きい金属シールド（外側シールドケース２０２）で覆われ、さらに、共鳴コイル間の強い電磁界エリアまで大型の金属板でシールド２０２ａが設けられている。さらに、同軸線２２０が金属シールド２４０で覆われ、その金属シールド２４０が大型の金属シールド（外側シールドケース２０２）に接続される。このような構成によって、同軸線２２０を覆う金属シールド２４０を高周波電源の筐体に接続する２層シールド構造が実現されている。この構成の場合、ユニットコイルや電源装置などの機器と伝送線（同軸線２２０）を接続するコネクタ部において、２層構造を確保しつつシールド接続を行う必要がある。より具体的には、内側シールドケース２０１に接続されている同軸線２２０の外側導体（編組層）と、外側シールドケース２０２に接続されている編組線等で構成された外側シールド層とを絶縁させる。また、コイルの開口部を除き、外側のシールド構造は内側シールド構造を完全に覆い込むように接続される。

特表２００９−５０１５１０号公報

ところで、コネクタ部において、上述の２層構造を確保しつつシールド接続を行う構造として、例えば、図２に示すような接続構造が用いられている。同軸コネクタは、外側シールドケース２０２の内側から取り付けなければならないが、外側シールド層（編組線等）は、固定用ブラケット２０７により外側シールドケース２０２の外側から接続しなければならず、作業性の観点から改善が求められていた。具体的には、図示のように、外側シールド材２０６と外側シールドケース２０２との接続は、シールド材の折り曲げて、放射状に拡げて外側シールドケース２０２と固定用ブラケット２０７とで挟み込み、固定用ボルト２０８により締め付け、導通を得ると同時に電磁界シールドを確実にする。この時の外側シールド層の加工を設置場所で行う必要があり、作業が容易でなかった。内側シールドケース２０１に取り付けられている同軸コネクタ２０３とケーブル側の同軸コネクタ２０４との接続は、外側シールドケース２０２の内側で行う必要があり、外側での作業となる外側シールド材２０６の接続作業を同時に行うことが困難であり、作業が複雑であった。

本発明の目的は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決する技術を提供することにある。

本発明のある態様は、内側シールド層と外側シールド層を有する２層構造の同軸線を同軸構造を維持して接続するケーブル側コネクタと、前記ケーブル側コネクタと同軸構造を維持しつつ接続されるとともにシールド構造を有するユニットに接続されるユニット側コネクタとを有するコネクタであって、前記ユニット側コネクタは、一方の端部が前記ケーブル側コネクタと接続し他方の端部が前記ユニットに接続される略円柱状のコネクタ本体と、前記コネクタ本体の外周を覆って軸前後方向に移動可能に配置されるスライド部と、を有し、前記コネクタ本体は、前記同軸線の前記内側シールド層に導通する内部導体を前記ユニットを覆う内側シールドケースに導通させて固定されるように構成され、前記スライド部は、移動するときに前記コネクタ本体において前記同軸線の前記外側シールド層と導通された本体側中間導体と導通するスライド側中間導体を有するとともに、前記スライド側中間導体を前記内側シールドケースの外側に配置される外側シールドケースに導通させて固定されるように構成されている。

本発明によれば、２層シールド構造の伝送線の設置に関して、設置場所における加工性を大幅に向上させる技術を提供できる。

背景技術に係る、共鳴式非接触給電システムの概要を示した図である。背景技術に係る、共鳴式非接触給電システムにおけるコネクタ部の接続構造を示した図である。実施形態に係る、伝送線（同軸線）とコネクタとの接続構造の図である。実施形態に係る、ユニット側コネクタのシールドケースへの接続状態を示す図である。実施形態に係る、外側シールドケースと内側シールドケースの距離が異なる場合のユニット側コネクタの例を示した図である。実施形態の変形例に係る、ユニット側コネクタを示した図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。

図３は、本実施形態に係る伝送線（同軸線８０）とユニット側コネクタ４０との接続構造９９を示す図であり、ここでは内部構造を分かりやすく示している。この接続構造９９は、シールドケースの内部に配置されるコイル（内部機器）側との接続がなされるユニット側コネクタ４０と、伝送線が接続されるケーブル側コネクタ５０とを備えて構成されている。ユニット側コネクタ４０と接続される内部機器は、図１に示した構造と同様に、２層のシールド構造（外側シールドケース９１及び内側シールドケース９２）で覆われる。

伝送線として２層構造の同軸線８０が用いられる。同軸線８０は、内側と外側でそれぞれ絶縁された２層構造のシールド層（編組層等）を有する。具体的には、図示のように、同軸線８０は、中心側から外側に向かって、同軸線内部導体１、同軸線内部絶縁体２、同軸線中間導体（内側シールド層）３、同軸線外部絶縁体４、同軸線外部導体（外側シールド層）５、同軸線シース６とを備える。ケーブル側コネクタ５０との接続の際には、各部材が所望に露出されるように端末処理される。

２層構造を確保しつつシールドを行うために、ケーブル側コネクタ５０は、上述の２層構造のシールド層の同軸線８０に対応する筒状の構造を備える。具体的には、ケーブル側コネクタ５０は、中心側から外側に向かって、内部導体７、内部絶縁体８、中間導体９、外部絶縁体１０、外部導体１１、及びハウジング１２を備えている。

軸中心に設けられる内部導体７は、同軸線８０の同軸線内部導体１を接続する。また、内部導体７のユニット側コネクタ４０側（図示左側）の端部には、ユニット側コネクタ４０と接続したときにユニット側コネクタ４０の内部導体１３を挟み込んで接続する嵌合部５１が形成されている。内部絶縁体８は、内部導体７を所定の厚さで覆い、内部導体７と中間導体９との絶縁を確保する。中間導体９は、同軸線中間導体３とかしめにより接続する。外部絶縁体１０は、中間導体９を所定の厚さで覆い、外部導体１１との絶縁を確保する。外部導体１１は、同軸線外部導体５とかしめにより接続する。このとき、外部導体１１のかしめ構造は、同軸線シース６も固定する形状を備えている。

このような構造及び接続によって、同軸線８０が接続されたケーブル側コネクタ５０も、同軸線８０の構造が実質的に連続する２層構造の同軸構造を有する。

また、ケーブル側コネクタ５０と勘合して接続するユニット側コネクタ４０も、２層構造の同軸構造を有している。ユニット側コネクタ４０は、ユニット側コネクタ本体６０とスライドユニット７０とを備えて構成されている。ユニット側コネクタ本体６０は、一端側（図示で右側）がケーブル側コネクタ５０と嵌合し、スライドユニット７０の一端がコイル等に接続される。また、詳細は以下で説明するが、ユニット側コネクタ本体６０の構成が外側シールドケース９１と接続し、また、スライドユニット７０の構成が内側シールドケース９２と接続する。スライドユニット７０がユニット側コネクタ本体６０の外周面をスライドすることで、外側シールドケース９１と内側シールドケース９２の間隔が異なる場合に対応可能になっている。

具体的には、ユニット側コネクタ本体６０は、円柱状体であって、中心側から外側に向かって、内部導体１３、内部絶縁体１４、中間導体１５、外部絶縁体１６、外部導体１７、ハウジング１８を有する。

内部導体１３のケーブル側コネクタ５０側の端部は、ケーブル側コネクタ５０の嵌合部５１に挿入され接続することで、ケーブル側コネクタ５０の内部導体７（つまり同軸線内部導体１）と導通する。ここでは挿入しやすいように、内部導体１３の端部は、円錐形状になっている。また、内部導体１３の他方の端部には、コイル等との接続のために、雄ネジ６２が形成されており、丸形端子やバスバー端末部（内部導体接続体２６）を内部導体用留めナット２０で直接固定できる。

内部絶縁体１４は、内部導体１３を覆って形成されており、内部導体１３と中間導体１５との絶縁を確保する。中間導体１５は、内部絶縁体１４を覆って形成されていおり、ケーブル側コネクタ５０が接続されたときに、ケーブル側コネクタ５０の中間導体９と接続され導通する。中間導体１５は、スライドユニット７０の中間導体２３を介して、内側シールドケース９２と接続しており、内側シールド層を形成する。

外部絶縁体１６は、中間導体１５を覆って形成されている。ここでは、外部絶縁体１６は、ユニット側コネクタ４０側の約半分の領域を覆っており、コイル側（図示左側）の残りの約半分の領域は、中間導体１５を露出させている。露出している中間導体１５の外周面に当接しながらスライドユニット７０がスライドする。また、外部絶縁体１６のケーブル側コネクタ５０側は、ケーブル側コネクタ５０の中間導体９及び外部絶縁体１０が嵌合し接続可能に所定深さで凹状に形成されている。

外部導体１７は、外部絶縁体１６を覆って形成されており、外側シールドケース９１と接続されており外側シールド層を形成する。

ハウジング１８は、外部導体１７を覆って形成されており、図示左側は、円盤状に形成され、外側シールドケース９１とボルト８８（図４参照）等によって固定される。

実際の配置では、外側シールドケース９１と内側シールドケース９２との間隔は、各ユニットにより異なるため、ユニット毎にユニット側コネクタ４０の長さを変えることにより対応させる。例えば、ユニット側コネクタ本体６０の中間導体１５の表面をスライドユニット７０の中間導体２３がスライドできるようになっており、中間導体２３の先端が内側シールドケース９２に当接するまでスライドさせて固定させる。

スライドユニット７０は、筒状体であって、中心側の中間導体２３及び外側の外部絶縁体２４とを一体に備えている。また、中間導体２３の先端側（図示左側）には、中間導体２３が露出しており、その露出部分に雄ネジ２５が形成されており、さらにその雄ネジ２５のケーブル側コネクタ５０側の根本部分に固定用突起２９が形成されている。また、外部絶縁体２４のユニット側コネクタ本体６０側の内周面には、ハウジングスライド面２２が収容可能にスライド嵌合部２８が形成されている。

また、スライドユニット７０の中間導体２３には、コイル等との接続のために、雄ネジ２５が形成されており、丸形端子やバスバー端末部（中間導体接続体２７）を中間導体用留めナット２１で直接固定する。

ユニット側コネクタ４０（ユニット側コネクタ本体６０とスライドユニット７０）とケーブル側コネクタ５０とは、接続された状態にあっても、それぞれにおいて、内部導体、中間導体、外部導体が絶縁されており、同軸コネクタとして特性インピーダンス等を所望に確保している。つまり、ユニット側コネクタ４０とケーブル側コネクタ５０は、嵌合によって接続されたときに、同軸線８０の同軸構造と連続した同軸構造を形成している。

ユニット側コネクタ４０とケーブル側コネクタ５０とは、１回の操作で３極の同時接続が可能となっており、ロック機構や防水機構（防水リング１９）の組み込みも可能である。

図４にユニット側コネクタ４０の取り付け方法と内部機器（コイル等）との接続方法を詳細に示す。図４（ａ）は内側シールドケース９２の内部から見た図であり、図４（ｂ）は側面を一部断面構造として示した図である。ユニット側コネクタ４０は、図示の右側からケーブル側コネクタ５０が嵌合する形状となっており、左側の端部には、上述のようにコイル等の内部機器がバスバー等によって直接、又は丸端子（電線接続）により接続される。

まず、ユニット側コネクタ本体６０を外側シールドケース９１の取り付け穴９３に挿入し、ボルト８８等を使用し、ハウジング１８の端部を当接させて外側シールドケース９１に固定する。ここでは、取り付けボルト８８を使用しているが、防水性能を重視する場合には、外側シールドケース９１からスタッドボルトを立て、ユニット側コネクタ本体６０を嵌めて、ナットで固定する方法が用いられてもよい。このように取り付けることで、シールドである外部導体１１と外側シールドケース９１とが電気的に接触し、外側シールド層が形成される。

つぎに、外側シールドケース９１と内側シールドケース９２の間隔にあわせて、ユニット側コネクタ４０のスライドユニット７０を調整して先端部を内側シールドケース９２の取り付け穴９４に挿入する。スライドユニット７０の中間導体２３が内側シールドケース９２と接続できるようにして、中間導体接続体２７を中間導体用留めナット２１を用いて固定・接続させることで、内側シールド層が形成される。

ユニット側コネクタ本体６０の内部導体１３には、コイルなどの内部機器が接続されるが、接続方法として、図示のように内部導体１３の図示左側の端部にＭ３程度の雄ネジ６２が形成されており、内部導体接続体２６を内部導体用留めナット２０を用いて固定し導通を得ている。ここでは、ネジ固定をしているが、嵌め込み式等の固定ロック構造によって固定されてもよい。

つぎに、図５にもとづいて、ユニット側コネクタ４０の接続方法、つまり、スライドユニット７０によるユニット側コネクタ４０の長さ調整構造について説明する。図５（ａ）は外側シールドケース９１と内側シールドケース９２の間隔が最も短い状態を示し、図５（ｂ）は外側シールドケース９１と内側シールドケース９２の間隔が最も長い状態を示している。

ユニット側コネクタ４０において、スライドユニット７０の中間導体２３は、ユニット側コネクタ本体６０の中間導体１５の表面を、接触を維持しながらスライド可能に構成されている。中間導体２３と外部絶縁体２４とは、機械的に一体化した状態でスライドユニット７０を構成している。

中間導体２３の固定用突起２９は、内側シールドケース９２に当たるように、スライドユニット７０を移動させることで、ユニット側コネクタ４０の長さを伸縮させ、外側シールドケース９１と内側シールドケース９２の間隔にあわせる。

上述のように、中間導体２３の先端側近傍には、雄ネジ２５が形成されている。この雄ネジ２５を用いて、内側シールドケース９２と中間導体接続体２７とを、中間導体用留めナット２１により締め付けることで、ユニット側コネクタ４０と内側シールドケース９２との固定及び導通を確保している。

このようなスライドユニット７０を用いることで、ある調整範囲において、ユニット側コネクタ４０単体で、外側シールドケース９１と内側シールドケース９２との間隔違いに対応することができる。

図６に、変形例として、ユニット側コネクタ４０の取り付け固定を強化したユニット側コネクタ４０ａについて説明する。上述のユニット側コネクタ４０では、外側シールドケース９１と内側シールドケース９２とが、強固に固定されている場合には、スライド機構（スライドユニット７０）で間隔の公差を吸収できる。しかし、内側シールドケース９２の強度が低くケース間隔を所望に維持しにくい場合がある。この場合には、スライドユニット７０が常時可動となり、余分なストレスの発生の可能性もある。

そこで、図６に示すように、ユニット側コネクタ本体６０の外部絶縁体１６に形成されるハウジングスライド面２２とスライドユニット７０の外部絶縁体２４の内面との間のスライド面を、ネジ構造とする。図示の構造では、スライドユニット７０を回転させてスライド量を調整することができる。また、ユニット側コネクタ４０の長さも、半固定状態とすることができる。その結果、組み付け性が向上する。

また、構造上、中間導体接続体２７が不要な場合、例えば、コイル等の片極が別の箇所で内側シールドケース９２と接続されているような場合、中間導体用留めナット２１無しでも内側シールドケース９２と中間導体２３との接触を維持させることができる。

以上、本実施形態によると、内部導体、中間導体（シールド）、外部導体（シールド）及びこれら導体間の絶縁構造を有し、これらを収納するハウジングにより構成される２層シールド同軸コネクタ（ユニット側コネクタ４０及びケーブル側コネクタ５０）によって、２層シールド構造を効率的に実現できる。特に、設置場所における加工性を大幅に向上させることができる。さらに、一体型コネクタ構造によってコネクタ接続作業が容易になる。また、内側シールドケース９２と外側シールドケース９１の間隔が異なるユニットにおいても、スライド機構（スライドユニット７０）によって、より構造が複雑な外側ユニット側コネクタ６０を共通化できる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１同軸線内部導体
２同軸線内部絶縁体
３同軸線中間導体
４同軸線外部絶縁体
５同軸線外部導体
６同軸線シース
７、１３内部導体
８、１４内部絶縁体
９中間導体
１０、１６、２４外部絶縁体
１１、１７外部導体
１２、１８ハウジング
１５中間導体（本体側中間導体）
１９防水リング
２０内部導体用留めナット
２１中間導体用留めナット
２２ハウジングスライド面
２３中間導体（スライド側中間導体）
２５、６２雄ネジ
２６内部導体接続体
２７中間導体接続体
２８スライド嵌合部
２９固定用突起
４０、４０ａユニット側コネクタ
５０ケーブル側コネクタ
６０ユニット側コネクタ本体
７０スライドユニット
８０同軸線
９０シールドケース
９１外側シールドケース
９２内側シールドケース
９３取り付け穴
９９接続構造

Claims

内側シールド層と外側シールド層を有する２層構造の同軸線を同軸構造を維持して接続するケーブル側コネクタと、前記ケーブル側コネクタと同軸構造を維持しつつ接続されるとともにシールド構造を有するユニットに接続されるユニット側コネクタとを有するコネクタであって、
前記ユニット側コネクタは、一方の端部が前記ケーブル側コネクタと接続し他方の端部が前記ユニットに接続される略円柱状のコネクタ本体と、前記コネクタ本体の外周を覆って軸前後方向に移動可能に配置されるスライド部と、を有し、
前記コネクタ本体は、前記同軸線の前記内側シールド層に導通する内部導体を前記ユニットを覆う内側シールドケースに導通させて固定されるように構成され、
前記スライド部は、移動するときに前記コネクタ本体において前記同軸線の前記外側シールド層と導通された本体側中間導体と導通するスライド側中間導体を有するとともに、前記スライド側中間導体を前記内側シールドケースの外側に配置される外側シールドケースに導通させて固定されるように構成されている
ことを特徴とするコネクタ。