JP2014011124A - レバー式コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化したレバー式コネクタを提供する。
【解決手段】スイッチ端子を介して一対のメイン回路用端子を接続することにより、電源回路を導通状態とするレバー式コネクタであって、一対のメイン回路用端子とガイドピンとを有する第１ハウジング１と、スイッチ端子と回転軸２３とを有する第２ハウジング２と、ガイドピン１３を挿入するガイド溝３５と回転軸２３を支持する軸受部３３を有し、第２ハウジング２に回転軸を中心に回動可能に支持され、回動操作により第２ハウジング２を第１ハウジング１に嵌合および離脱するレバー３とを備え、レバー３は、回転軸２３を中心に、軸受部３３を回転軸に挿入する第１の位置から、ガイドピン１３をガイド溝３５に挿通して第２ハウジング２を第１ハウジング１から離脱可能な状態である第２の位置を介して、第２ハウジング２を第１ハウジング１に嵌合しレバーの回動の終端となる第３の位置まで回動し、第２ハウジング２は、第２の位置から第１の位置へのレバー３の回動を規制するストッパ２５を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レバー式コネクタに関する。

互いに嵌合される一対のコネクタハウジングのうちの一方のコネクタハウジングにレバーが回動可能に軸支され、このレバーにカム溝が設けられ、他方のコネクタハウジングに前記カム溝と係合する係合ピンが突設され、前記カム溝に前記係合ピンを係合させた状態で、前記レバーを回動操作することにより、前記両コネクタハウジングの嵌合と離脱を助勢するレバー式コネクタにおいて、前記両コネクタハウジングを嵌合させる際の前記カム溝の入口への前記係合ピンの受け入れが可能な前記レバーの回動位置を回動始端位置とし、前記レバーの回動操作により前記両コネクタハウジングを完全嵌合させた際の前記レバーの回動位置を回動終端位置とした場合に、前記両コネクタハウジングを嵌合・離脱させるための前記回動始端位置から回動終端位置までの間の通常レバー回動操作範囲の外側に、前記一方のコネクタハウジングに対して前記レバーの組み付けが可能となる組付位置を設定し、前記回動終端位置で前記レバーが止まるように、コネクタハウジングに被さるカバーに、レバーの取っ手の当たるストッパを設けているレバー式コネクタが知られている（特許文献１）。

特開２００８−９７９９５号公報

しかしながら、レバーの大型化により、回動させる際にレバーに加わる荷重が大きくなると、上記のレバー式コネクタではレバーの回動防止用のストッパを回動終端位置に設けているため、当該荷重によるレバーの回動を防止するよう、当該ストッパが大きくなり、レバー式コネクタが大型化する、という問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、小型化したレバー式コネクタを提供することである。

本発明は、レバーの軸受部を第２ハウジングの回転軸に組付ける第１の位置から、ガイドピンをガイド溝に挿通し前記第２ハウジングを前記第１ハウジングから離脱可能な状態である第２の位置を介して、前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに嵌合し前記レバーの回動の終端となる第３の位置まで回動するレバーと、前記第２の位置から前記第１の位置への前記レバーの回動を規制するストッパを有する第２ハウジングとを備えることにより上記課題を解決する。

本発明は、第２ハウジングを第１ハウジングから離脱する場合に、ストッパには、離脱のためのレバーの動作による荷重が大きく加わらないため、ストッパを大きな構成にしなくてもよく、その結果とし、レバー式コネクタの小型化することができる。

電気自動車等の電源回路の一部を示す電気回路図である。 本例のレバー式コネクタの斜視図である。 図２の第２ハウジングを第１ハウジングに嵌合させた状態における、Ａ―Ａ線に沿う破断斜視図である。 図２のレバー及び上部ハウジングの側面図である。 （ａ）は図２の回転軸の端面図を、（ｂ）は軸受部の端面図である。 図２のレバー及び上部ハウジングの側面図である。 （ａ）は図２の回転軸の端面図を、（ｂ）は軸受部の端面図である。 図６のVIII矢視図である。 図２のレバー及び上部ハウジングの平面図である。 図２のレバー及び上部ハウジングの側面図である。 図１０のXI矢視図である。 図２のレバー、上部ハウジング及び下部ハウジングの側面図である。 図２のレバー、上部ハウジング及び下部ハウジングの側面図である。 図２のレバー、上部ハウジング及び下部ハウジングの側面図である。

以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

発明の実施形態に係るレバー式コネクタの一例として、ハイブリッド車両や電気自動車等の車両用電池及び電力負荷と共に用いられるレバー式コネクタを説明する。

図１は、電気自動車もしくはハイブリッド車の電源回路の一部を示す電気回路図である。図１に示すように本実施の形態に係るレバー式コネクタ１００（以下、サービスディスコネクトスイッチ、略してＳＤＳＷと呼ぶ）は、電源回路の途中に設けられ、バッテリ同士を遮断および接続するメイン回路スイッチとして機能する。すなわちＳＤＳＷ１００は、後述するように着脱可能な一対のコネクタハウジングを有し、コネクタハウジングの着脱によりバッテリの中間電位部ａｂを遮断および接続する。バッテリからの電気はリレースイッチ１０２を介してインバータ回路（ＩＮＶ）、図示しない１４Ｖ用および４２Ｖ用のＤＣ／ＤＣコンバータ等に流れる。なお、バッテリからの電気は電流センサ１０１で検出される。

図２は、本実施の形態に係るＳＤＳＷ１００の全体構成を示す斜視図であり、第２ハウジング２が第１ハウジングから離脱している状態を示す。なお、以下では説明を容易にするために、便宜上図２に示すように前後左右方向を定義する。

ＳＤＳＷ１００は、車両に固定される第１ハウジング１と、第１ハウジング１内に収容される第２ハウジング２とを有する。第２ハウジング２に、上下方向に回動可能にレバー３が取り付けられ、レバー３の回動により第２ハウジング２が第１ハウジング内に押し込まれ、第２ハウジング２が第１ハウジング１に嵌合するとともに、レバー３の先端部が第２ハウジング２に嵌合する。これにより、メイン回路スイッチがオンする。各ハウジング１，２およびレバー３は、それぞれ樹脂等の電気絶縁材料によって形成されている。

第２ハウジング２の上部に、カバー４が取り付けられている。カバー４は、その後端部に設けた把持部４ａを把持しつつ、後方に引っ張ることで取り外すことができ、カバー４を取り外した状態で、カバー４の内側に収容されたヒューズ部品の交換等を行う。

第２ハウジング２の上部（上部ハウジング２１）は下部（下部ハウジング２２）よりも左右方向幅広に形成されている。この上部ハウジング２１の左右側面に、回転軸２３がそれぞれ突設されている。

また、上部ハウジング２１の側面のうち、把持部４ａが設けられた側面に対して反対側の側面には、レバー３を係止させるためのロック機構４０の一部が設けられている。ロック機構４０は、上部ハウジング２１に設けられた延在部２４ａ及び爪部２４ｂ、及び、レバー３に設けられた係止部３４（図を参照）を有している。延在部２４ａは、上部ハウジング２１からの側面に対して外側（図２の前側）に向けて延在した形状であって、湾曲した板状に形成されている。また、延在部２４ａは、湾曲状に形成することで、上部ハウジング２１側のロック機構４０は、上部ハウジング２１の側面に向けて（図２の後側に向けて）、弾性可能になっている。

延在部２４ａの両端のうち、一端は、上部ハウジング２１の側面と一体になっており、他端は爪部２４ｂを備えている。爪部２４ｂは、延在部２４ａよりも、さらに外側（図２の前側）にむけた突起した形状に形成されている。また爪部２４ｂは、レバー３の係止部３５と当接する面を有している。

ストッパ２５は、レバー３の回動操作を規制するための部材であって、上部ハウジング２の両側面（図２の左右側の側面）に、それぞれ対になるよう設けられている。ストッパ２５は、上部ハウジング２１の両側面から外側に向けて突起した形状に形成されている。ストッパ２５は、上部ハウジング２１の両側面に一体になっており、当該両側面に沿った方向に対して垂直方向に沿った垂直面２５ａと、当該垂直面２５ａから上部ハウジング２１に向けて傾斜した傾斜面２５ｂを有している。すなわち、ストッパ２５は、垂直面２５ａと傾斜面２５ｂによりテーパ形状に形成されている。垂直面２５ａは、図２の前側に、傾斜面２５ｂは図２の後側に臨むように形成されている。

レバー３は、左右一対のアームプレート３１と、アームプレート３１同士を連結する連結部材３２と、軸受部３３と、ロック機構４０の一部である係止部３４と、ガイド溝３５とを有する。またアームプレート３１に、回転軸２３を支持する軸受部３３が設けられる。回動軸２３を支点に回動可能にレバー３が支持されている。なお、回転軸２３及び軸受部３３の具体的構成は、後述する。

レバー３と下部ハウジング２２の間の左右方向に隙間があり、この隙間に第１ハウジング１が挿入される。略円弧状のガイド溝３５は、レバー３のアームプレート３１に形成されている。

係止部３４は、連結部３２に設けられており、レバー３が完全に倒れ、レバー３の回動が終端となった時に、爪部２４ｂを引っ掛けるような形状に形成されている。

アームプレート３１の左右内表面に、ガイド溝３５に沿ってガイド部３５ａが突設されている。ガイド部３５ａは、アームプレート３１の周縁部３５ｂ以外に形成される。ガイドピン１３は、第１ハウジング１及び第２ハウジング２が離脱している状態からのみ、ガイド部３５ａのない周縁部３５ｂを介してガイド溝３５に挿入される。

また第１ハウジング１に、第２ハウジング２を収容する収容部１１が設けられている。収容部１１は下部ハウジング２２の外形形状に対応した形状をなし、下部ハウジング２２が収容部１１に収容され、上部ハウジング２１は収容部１１から突出する。第１ハウジング１の左右外側面に、ガイド溝３５に挿入されるガイドピン１３が突設されている。

次に図３を参照して、ＳＤＳＷ１００の内部構造を説明する。図３は、図２の第２ハウジング２を第１ハウジング１に嵌合させた状態で、Ａ―Ａ線に沿う破断斜視図である。第２ハウジング２のカバー４の内側にヒューズ２９が配置されている。ヒューズ２９の両端に薄板状の端子２７ａ，２７ｂが接続され、ヒューズ２９と端子２７ａ，２７ｂはボルト２８により固定されている。各端子２７ａ，２７ｂはＬ字状に折り曲げられて第２ハウジング２の底面を貫通している。第２ハウジング２の底面にケース部２ｃが突設され、ケース部２ｃによって各端子２７ａ，２７ｂの周囲が覆われている。端子２７ａ，２７ｂは、その先端がケース部２ｃよりも下方に突出しないように長さが規定されている。

薄板状の一対の端子１４ａ，１４ｂが第１ハウジング１の底面を貫通している。第１ハウジング１の内側底面に、第２ハウジング２のケース部２ｃに対応してケース部１ｃが突設され、端子１４ａ，１４ｂは、その先端がケース部１ｃよりも上方に突出しないように長さが規定されている。第１ハウジング１のケース部１ｃは第２ハウジング２のケース部２ｃの内側に収容されている。

端子１４ａ，１４ｂの先端部は、Ｒ状に折り曲げられ、板ばね形状とされている。端子１４ａ，１４ｂとケース部１ｃの間に端子２７ａ，２７ｂの先端が押し込まれ、端子１４ａと端子２７ａおよび端子１４ｂと端子２７ｂが接触している。これにより端子２７ａ，２７ｂおよびヒューズ２９を介して端子１４ａ，１４ｂ間が接続され、メイン回路スイッチがオンとなる。なお、端子１４ａ，１４ｂにそれぞれケーブル（図示しない）が接続されている。第１ハウジング１の底面に、第１ハウジング１を車両又はバッテリパックに取り付けるためのボルト貫通孔１ｄが設けられている。

次に、図１、図４〜図１０を用いて、レバー３を第１ハウジング２に組付ける工程を説明する。図４はレバー３及び上部ハウジング２１の側面図を示し、図５は、図４の状態における、レバー３及び上部ハウジング２１の組付け部分を説明するための図であり、（ａ）は回転軸２３の端面図を、（ｂ）は軸受部３３の端面図を示す。なお、図４では、説明のためにストッパ２５を斜線で示しており、図６、９、１０、１２〜１４でも同様に、ストッパ５を斜線で示している。また、図４、６、９、１０〜１４の図は、第１ハウジング１、第２ハウジング２及びレバー３を概略化して図示している。

レバー３は、回転軸２３を中心とし一定の範囲で回動可能になるよう構成されているが、レバー３を第２ハウジング２へ組付ける場合には、レバー３が所定の角度を維持した状態で、軸受部３３を回転軸２３に挿通させなければならない。以下、具体的な構成を説明する。

図５（ａ）に示すように、回転軸２３は、軸心２３ａと突起部２３ｂを有している。軸心２３ａは、円筒状に形成され、上部ハウジング２１の側面に対して垂直方向と平行になるよう形成されている。突起部２３ｂは、軸心２３ａの表面から、軸心２３ａの軸に対して垂直方向に突出している。突起部２３ｂは、レバー３の天面３６を下方に向けた状態で、当該天面３６に対して垂直な上方に向けて突出している。なお、レバー３の天面３６とは、第２ハウジング２が第１ハウジング１に完全に嵌合し、レバー３の回動が終端に達している場合に、第２ハウジング２の上面（カバ４の表面）と面一になっているレバー３の面を指している。

軸受部３３は、孔部３３ａ、切欠部３３ｂ、摺動面３３ｃを有している。孔部３３ａは、軸心２３ａを挿通させる円筒状の孔である。切欠部３３ｂは、孔部３３ａの側面から、孔部３３ａの軸に対して垂直方向に突出するよう、孔部３３ａの周囲の一部を切り欠いた孔である。切欠部３３ｂの形状は、突起部２３ｂの形状に対応するよう形成されており、突起部２３ｂの形状よりも、僅かに大きな孔である。

摺動面３３ｃは、切欠部３３ｂを除いた孔部３３ａの周囲に形成されている。摺動面３３ｃは、回転軸２３を軸受部３３に挿入された状態で回動させることで、突起部２３ｂの表面と当接する面である。

軸受部３３を回転軸２３に挿入する際には、切欠部３３ｂの向きが突起部２３ｂの向きと合うように、レバー３の回転位置を第２ハウジング２に合わせた状態にして、孔部３３ａが回転軸２３ａに挿通されるように、レバー３を第２ハウジング２に取り付ける（図４の状態）。これにより、レバー３は、第２ハウジング２に対して所定の回転位置で、第２ハウジング２に取り付けられる。そして、図４に示すレバーの位置が、軸受部３３を回転軸２３に挿入した位置となる。

次に、図６〜図１０を用いて、軸受部３３を回転軸２３に挿入した後、レバー３を回動させて第２ハウジング２に組付ける工程を説明する。図６、１０はレバー３及び上部ハウジング２１の側面図を示し、図７は、図６の状態における、レバー３及び上部ハウジング２１の組付け部分を説明するための図であり、（ａ）は回転軸２３の端面図を、（ｂ）は軸受部３３の端面図を示す。図８は図６のVIII矢視図（部分拡大図）である。図９は、レバー３がストッパ２５に係っている状態の、レバー３及び上部ハウジング２１の平面図である。

図４に示す状態から、レバー３を、回転軸２３を中心として時計回りに回動させると、レバー３はストッパ２５の傾斜面２５ｂに当接する。この時、図７に示すように、軸受部３３の切欠部３３ｂの位置は、突起部２３ｂの位置に対してずれており。突起部２３ｂには、摺動面３３ｃが位置合わせされる。これにより、軸受部３３は回転軸２３から外れないようなる。

図８に示すように、レバー３が傾斜面２５ｂに当接すると、ストッパ２５はテーパ形状になっているため、レバー３の回動は続けられ、レバー３は、時計回りに、すなわち図８の矢印Ａ方向に回動する。レバー３は撓むような形状に形成されているため、レバー３の接点が傾斜面２５ｂを滑る際、レバー３は図９に示すように撓む。そして、レバー３の回動に伴い、レバー３はストッパ部２５を乗り上げて、レバー３は、図１０に示す状態になる。すなわち、レバー３の天面３６が第２ハウジング２１の上面に対して垂直な関係となる。

レバー３がストッパ２５を完全に乗り越えると、図１１に示すように、レバー３の天面３６がストッパ２５の垂直面２５ａと当接する。レバー３の天面３６と垂直面２５ａは面同士が重なるようになる。そのため、レバー３の反時計回りの回動、すなわち図１１の矢印Ｂに示す向きの動作が規制される。

すなわち、ストッパ２５は、軸受部３３を回転軸２３に挿入する際の位置（以下、第１の位置と称す。）から、レバー３がストッパ２５を乗り上げた直後のレバー３の位置（以下、第２の位置と称す。）へのレバー３の回動を許可し、軸受部３３を回転軸２３に組み付けた状態で、第２の位置から第１の位置へのレバーの回動を規制する形状に形成されている。

これにより、軸受部３３と回転軸２３とを組付けて、レバー３を回動させてストッパ２５を乗り上げた後には、組付ける際の回転動作の方向と逆方向への、レバー３の回動が規制される。

次に、図１２〜図１４を用いて、第２ハウジング２が第１ハウジング１に嵌合され、第１ハウジング１と第２ハウジング２との嵌合状態がロックされるまでを説明する。図１２〜図１４は、第１ハウジング１、第２ハウジング２及びレバー３の側面図であって、図１２は第２ハウジング２が第１ハウジング１に係止している状態を示し、図１３は図１２の状態に対してレバー３をさらに回動させた状態を示し、図１４は第１ハウジング１と第２ハウジング２との嵌合状態がロックされる状態を示す。なお、図１４では、説明のために係止部３４を斜線で示している。

図１２に示すように、レバー３が第２の位置であって、レバー３を起立させた状態（図１０と同様の状態）で、第２ハウジング２を第１ハウジング１に嵌合させると、ガイドピン１３がガイド溝３５の周縁部３５ｂに挿入され、第２ハウジング２が第１ハウジング１に係止される。

図１２の状態から、操作者がレバー３を回動操作すると、ガイドピン１３はガイド溝３５に対して相対的に移動する（図１３を参照）。ガイドピン１３の相対移動に伴い、第２ハウジング２が第１ハウジング１の収容部１１へ押し込まれる。

さらに、操作者がレバー３を回動操作すると、レバー３の先端部分に設けられた係止部３４が、爪部２４ｂに当接する。そして、延在部２４ａがレバー３の荷重により撓んで、係止部３４と爪部２４ｂとが係合する。レバー３の位置は、レバー３の回動が終端となる位置となる（以下、第３の位置と称す。）。これにより、レバー３が、ロック機構４０によりロックされて、第１ハウジング１と第２ハウジング２との嵌合状態がロックされる。

これにより、第１ハウジング１及び第２ハウジング２を嵌合させる際には、第２ハウジングが移動する方向及びレバー３が操作される方向が、共に下方になるため、ハウジングに加わる負荷を減少することができる。

また、レバー式コネクタを使用する際の、レバー３の回転軌跡において、突起部２３ｂが摺動面３３ｃに当接しているため、レバー３が第２ハウジングから外れる角度がなくなる。

そして、第２ハウジング２を第１ハウジング１から離脱させる際には、ロック機構４０を外して、レバー３を反時計回りに回動させる。レバー３をストッパ２５に当接させると、レバー３が図１２に示すように起立した状態（レバー３の位置が第２の位置になる状態）になる。そして、レバー３を上方に上げることで、ガイドピン１３がガイド溝３５から外れ、第２ハウジング２が第１ハウジング１から離脱する。

これにより、本例は、第２ハウジング２を第１ハウジング１から離脱させる際には、レバー３の回動操作がストッパ２５で規制されるため、レバー３が、レバー３を第２ハウジング２に組付ける際の回転軌跡側に移動しないように構成することができる。

また、第２ハウジング２を第１ハウジング１から離脱させる際には、第２ハウジング２が離脱する方向とレバー３が操作される方向が、共に上方になり、ストッパ２５に向かって荷重が直接加わらないため、ストッパ２５に加わる負荷を軽減させることができる。

上記のように、本例において、レバー３は、回転軸２３を中心にして、第１の位置から、第２の位置を介して、第３の位置までの範囲で回動し、第２ハウジング２は、第２の位置から第１の位置へのレバー３の回動を規制するストッパ２５を有している。これにより、第２ハウジング２を第１ハウジング１から離脱する場合には、レバー３の動作によってストッパ２５に加わる荷重が抑制されるため、ストッパ２５を小型化することができ、その結果とし、レバー式コネクタの小型化することができる。

また、本例は、第２の位置に回動されたレバー３と当接する位置に、ストッパを形成している。これにより、第２ハウジング２を第１ハウジング１から離脱させる際に、レバー３の位置合わせを容易にすることできる。

また、本例において、ストッパ２５は、第１の位置から第２の位置へのレバー３の回動を許可する形状に形成されている。これにより、レバー３を組付ける際には、一方向へのレバー３の回動操作を可能とするため、レバー３の組付の作業性を向上させることができる。

また、本例において、第１の位置と第３の位置との間で形成されるレバー３の回転角度は、第２の位置と第３の位置とで形成されるレバー３の回転角度より大きい。これにより、レバー３を組付ける際の回動軌跡と、本例のコネクタを使用する際の回動軌跡を分けることができるため、コネクタ使用時に、レバー３が外れる可能性を抑えることができる。

なお、本例の端子１４ａ，１４ｂが本発明の「一対のメイン回路用端子」に相当し、端子２７ａ，２７ｂが「スイッチ端子」に相当する。

１…第１ハウジング
２…第２ハウジング
３…レバー
４…カバー
４ａ…把持部
１１…収容部
１３…ガイドピン
１４ａ、１４ｂ…端子
２１…上部ハウジング
２２…下部ハウジング
２３…回転軸
２３ａ…軸心
２３ｂ…突起部
２４ａ…延在部
２４ｂ…爪部
２５…ストッパ
２５ａ…垂直面
２５ｂ…傾斜面
２７ａ、２７ｂ…端子
２８…ボルト
２９…ヒューズ
３１…アームプレート
３２…連結部材
３３…軸受部
３３ａ…孔部
３３ｂ…切欠部
３３ｃ…摺動面
３４…係止部
３５…ガイド溝
３５ａ…ガイド部
３５ｂ…周縁部
３６…天面
４０…ロック機構

Claims (4)

1. スイッチ端子を介して一対のメイン回路用端子を接続することにより、電源回路を導通状態とするレバー式コネクタであって、
   前記一対のメイン回路用端子とガイドピンとを有する第１ハウジングと、
   前記スイッチ端子と回転軸とを有する第２ハウジングと、
   前記ガイドピンを挿入するガイド溝と前記回転軸を支持する軸受部を有し、前記第２ハウジングに前記回転軸を中心に回動可能に支持され、回動操作により前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに嵌合および離脱するレバーとを備え、
   前記レバーは、前記回転軸を中心に、
   前記軸受部を前記回転軸に挿入する第１の位置から、前記ガイドピンを前記ガイド溝に挿通して前記第２ハウジングを前記第１ハウジングから離脱可能な状態である第２の位置を介して、前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに嵌合し前記レバーの回動の終端となる第３の位置まで回動し、
   前記第２ハウジングは、
   前記第２の位置から前記第１の位置への前記レバーの回動を規制するストッパを有する
   ことを特徴とするレバー式コネクタ。
2. 前記ストッパは、
   前記第２の位置に回動された前記レバーと当接する位置に形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のレバー式コネクタ。
3. 前記ストッパは、
   前記第１の位置から前記第２位置への前記レバーの回動を許可する形状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のレバー式コネクタ。
4. 前記第１の位置と前記第３の位置との間で形成される前記レバーの回動角度は、
   前記第２の位置と前記第３の位置との間で形成される前記レバーの回動角度より大きい
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレバー式コネクタ。

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