JP2014049376A

JP2014049376A - コネクタの接続構造

Info

Publication number: JP2014049376A
Application number: JP2012193018A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakayama; 光一中山; Tomokazu Yamane; 友和山根; keiichi Kazuma; 圭一数馬
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-03-17
Also published as: CN103682882B; CN103682882A

Abstract

【課題】コネクタの接続作業時の安全性の確保と、インターロックの設置数を削減し、かつ、端子台の設計自由度を向上させること。
【解決手段】電線１３に接続される端子金具１５を有するコネクタ、コネクタの挿入口を有して電気機器が収容されるケース、ケースに収納されてバスバ５５ａ〜５５ｃを有する端子台３、ケースの作業口の蓋部、電線から電気機器への通電の許容と阻止を切り替えるインターロックを備えるコネクタの接続構造において、インターロックは、コネクタの挿入方向の先端部に、コネクタがケースに挿入されたときにバスバと対向、離して配置され、一端部がバスバと接離可能に形成された一対の端子２９を備える。蓋部に支持される絶縁性の突起部は、コネクタがケース内に挿入され、かつ作業口が蓋部によって閉じられたときに、一対の端子はバスバに押圧可能に形成され、一対の端子が短絡していないときはインターロックは通電を阻止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気機器を収納するケースの端子台にコネクタを接続するためのコネクタの接続構造に係り、特にインターロックを有するコネクタの接続構造に関する。

従来から、移動体としての自動車には、種々の電気機器が搭載されている。例えば、ハイブリッドカーや電気自動車には、モータや、バッテリからの直流電力を交流電力に変換してモータに供給するインバータ等の電気機器が搭載されている。これらの電気機器は、それぞれ別々のシールドケースに収納され、ケーブルを介して互いに接続される。ケーブルは、複数の電線の端末にコネクタを接続して構成される。コネクタは、各電線の端末にそれぞれ接続される複数の端子金具を備える。コネクタの端子金具は、シールドケースに収納される端子台と接続されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

シールドケースには、コネクタが挿入される挿入口と、挿入口より挿入されたコネクタの端子金具と端子台とをボルトによって締結するための作業口が設けられている。この作業口は、シールドケースにボルトで固定される蓋部を取り外すことで開口する。

ところで、この種の端子台にコネクタを接続する構造には、電線から電気機器への通電の許容と阻止を切り替えるインターロックが設けられている。このインターロックは、コネクタが挿入口に挿入されているか否かを検知するインターロックと、作業口が開口しているか否かを検知するインターロックの２つのインターロックから構成される。これらのインターロックは、いずれも一対のインターロック部（例えば、内部に導体が収納された筒状の部材）を備えており、この一対のインターロック部が互いに電気的に接続されたときに、インターロックがオンになる。そして、両方のインターロックがオンしていないときは、電線から電気機器への導通が阻止され、両方のインターロックがオンのときは、電線から電気機器への導通が許容される。

例えば、前者のインターロックは、端子台とコネクタの先端部にそれぞれインターロック部が設けられ、挿入口よりコネクタが挿入されると、コネクタのインターロック部が端子台のインターロック部と接続されるようになっている。また、後者のインターロックは、端子台と蓋部にそれぞれインターロック部が設けられ、作業口が蓋部によって閉じられると、蓋部のインターロック部が端子台のインターロック部と接続されるようになっている。このように２つのインターロックを組み込むことで、コネクタの接続作業時に、挿入口や作業口を介して作業者が誤って端子台に触れたとしても、感電を防ぐことができる。

特開２０１１−１２４０６２号公報

しかしながら、このように２種類のインターロックを設けると、端子台に２つのインターロック部を設けなければならず、インターロック部が占有するスペースが大きくなることから、端子台やシールドケースの小型化が難しくなるという問題がある。また、２種類のインターロックを設けたことで、部品点数が増加し、製造コストの上昇を招くことになる。さらに、端子台に設けられるインターロック部は、特にコネクタの挿入方向の向きと対向させて設置しなければならず、設置位置が制限されるため、端子台の設計自由度が制限されるといった問題がある。

本発明は、コネクタの接続作業時の安全性を確保しつつ、インターロックの設置数を削減し、かつ、端子台の設計自由度を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、複数の電線の端末がそれぞれ接続される複数の端子金具を有するコネクタと、このコネクタの先端部が挿入される挿入口が設けられ、電気機器が収容されるケースと、このケースに収納されて端子金具がそれぞれ接続される複数のバスバを有する端子台と、ケースに挿入されたコネクタの端子金具を端子台に接続する際に使用するケースの作業口を開閉する蓋部と、電線から電気機器への通電の許容と阻止を切り替えるインターロックとを備えるコネクタの接続構造において、インターロックは、コネクタの挿入方向の先端部に支持される一対の端子を備え、この一対の端子は、コネクタの先端部がケースに挿入されたときに、端子の挿入方向の一端部が共通するバスバとそれぞれ対向し、このバスバとそれぞれ離間させて配置されるとともに、他端部を支点として一端部がこのバスバと接離可能に形成され、蓋部は、絶縁性の突起部を支持し、該突起部は、コネクタの先端部がケース内に挿入され、かつ作業口が蓋部によって閉じられたときに、一対の端子をそれぞれバスバに押圧可能に形成され、インターロックは、一対の端子が短絡していないときは、電線から電気機器への通電を阻止し、一対の端子が短絡しているときは、電線から電気機器への通電を許容することを特徴とする。

これによれば、コネクタの先端部がケースに挿入されたときに、コネクタに支持された一対の端子が共通するバスバと対向して配置される。次に、作業口が蓋部によって閉じられると、蓋部に支持された突起部が一対の端子をバスバに押し付けるため、バスバを介して端子同士が短絡される。ここで、インターロックは、一対の端子が短絡したときだけ電線から電気機器への通電を許容するため、コネクタの先端部がケース内に挿入され、かつ作業口が蓋部によって閉じられるまでは、電線から電気機器への通電が阻止される。したがって、本発明では、一対の端子が短絡しているか否かを検知するインターロックを１つ備えるだけで、コネクタの接続作業時の安全性を確保することができる。また、本発明では、端子台にインターロック部を設ける必要がないため、端子台の設計自由度を高めることができ、しかも端子台やケースの小型化を実現できる。

本発明によれば、コネクタの接続作業時の安全性を確保しつつ、インターロックの設置数を削減し、かつ、端子台の設計自由度を向上させることができる。

本発明に係るコネクタの接続構造に係るコネクタの分解斜視図である。本発明に係るコネクタの接続構造に係る端子台の外観斜視図である。本発明に係るコネクタの接続構造において、コネクタが端子台に接続される構造をシールドケースの内側から見たときの斜視図である。図３において、一対の端子が短絡するときの斜視図である。

以下、本発明を適用してなるコネクタの接続構造の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態のコネクタの接続構造は、複数の電線と電気機器の端子台とを電気的に接続するためのものであり、例えば、ハイブリッドカーや電気自動車などに搭載されるモータやバッテリなどに一端が接続された複数の電線の他端に接続されるコネクタを所定の電気機器（例えば、インバータ）の端子台に接続するためのものである。なお、図１に示す矢印Ｘは、電線の配列方向、及び、コネクタの幅方向を示し、矢印Ｙは、電線の軸方向及びコネクタの挿入方向を示し、矢印Ｚは、電線の配列方向と直交する方向、及び、コネクタの厚み方向を示している。

図１に示すコネクタ１は、図２に示す端子台３に接続される。端子台３は、図２の点線で示す導電性のシールドケース５内に図示しないインバータとともに収納される。端子台３は、コネクタ１の電線とインバータを電気的に接続するためのものである。シールドケース５には、端子台３と対向する側壁にコネクタ１の先端部を挿入するための挿入口７と、挿入口７に挿入されたコネクタ１の端子金具を端子台３のバスバに接続する際に使用する作業口９と、作業口９を開閉する導電性の蓋部１１が設けられている。作業口９は、後述するように、端子台３のバスバを下方に臨む位置に設けられ、端子台３と略同じ外形形状に形成される。蓋部１１は、複数のボルトによってシールドケース５に固定され、コネクタ１の取付作業時には、これらのボルトを外すことでシールドケース５から取り外すことが可能になっている。

本実施形態のコネクタ１は、図１に示すように、２本の電線１３と、これらの電線１３の端末がそれぞれ圧着される端子金具１５と、端子金具１５を支持する絶縁性のハウジング１７と、ハウジング１７を収納する導電性のシールドシェル１９と、シールドシェル１９の外周面に沿って取り付けられるリング２１と、電線１３を保持するホルダ２３と、ハウジング１７の外周面に沿って取り付けられるパッキン２５と、電線１３の外周面に沿って取り付けられるゴム栓２７と、ハウジング１７に支持される一対の端子２９を備えている。

ハウジング１７は、図示しない貫通孔が設けられた平板状の端子ブロック３１と、端子ブロック３１の一方の面、つまりコネクタ１の挿入方向の面には、挿入口７と略同じ形状の外形形状を有する筒状部３３が突出して形成され、筒状部３３の内側には端子金具１５が通される貫通孔３５が並列に２個形成されている。筒状部３３の外周面にはパッキン２５が装着され、筒状部３３の外周面と挿入口７の内周面との隙間がシールされる。

ハウジング１７の他方の面、つまり端子ブロック３１の筒状部３３と反対側の面には、電線１３が通される図示しない貫通孔を有する電線支持部３７が形成されている。電線支持部３７の貫通孔に通された電線１３の外周面にはそれぞれゴム栓２７が装着され、電線１３の外周面と貫通孔の内周面との隙間がシールされる。ホルダ２３は、各電線１３をそれぞれ包み込む円環状の部材を連結するとともに、上下２つに分割可能に形成される。ホルダ２３は、各電線１３に取り付けられた後、電線１３に沿って移動させることにより、電線支持部３７に嵌着される。このとき、ホルダ２３の外周部に設けられた被係止部３９は、電線支持部３７の外周部に設けられた係止部４１に係止されるようになっている。

シールドシェル１９は、ハウジング１７の端子ブロック３１と電線支持部３７をそれぞれ包み込むように形成され、コネクタ１を挿入する側に折り曲げられた２つの取付部４３を有している。各取付部４３には、シールドシェル１９をシールドケース５に取り付けるためのボルト孔４５が設けられている。

端子金具１５は、導電性を有する帯状の平板材を加工して形成され、コネクタ１の挿入方向の先端側には、端子金具１５を端子台３に固定するためのボルト孔４７が設けられ、基端側には、電線の露出した芯線が圧着接続される。

ハウジング１７には、一対の端子２９が通される貫通孔４９が他の２つの貫通孔３５と並列に設けられている。貫通孔４９は、ハウジング１７の電線支持部３７の外側に配置され、端子ブロック３１と筒状部３３を貫通させて形成される。貫通孔４９は、例えば、端子ブロック３１の断面が円形に形成され、筒状部３３の断面が矩形に形成される。

貫通孔４９に挿入された一対の端子２９は、図１のＸ方向で互いに所定の間隔を開けてハウジング１７に支持される。一対の端子２９は、端子ブロック３１の貫通孔４９に挿入されて筒状部３３の貫通孔４９から先端部が突き出された状態で、基端部がそれぞれ貫通孔４９の内部に位置するようになっている。端子ブロック３１の貫通孔４９の開口は、弾性材料により形成される円柱状のゴム栓５１によって封止される。ゴム栓５１は、外周面に断面凹凸の溝が周状に形成され、ゴム栓５１と貫通孔４９の内周面との隙間をシールするようになっている。

本実施形態では、ゴム栓５１の一端面に２つの凹み５３が形成され、これらの凹み５３にそれぞれ一対の端子２９の基端部が差し込まれて保持されるようになっている。また、貫通孔４９は、Ｚ方向の寸法が端子２９の厚み寸法よりも大きく形成されている。これにより、一対の端子２９は、ゴム栓５１に保持された基端部を支点として、先端部がＺ方向（周方向）で揺動可能に支持される。また、一対の端子２９には、後述するインターロック回路が接続されている。

このようにして構成されるコネクタ１は、例えば、端子金具１５が接続された電線１３と一対の端子２９をそれぞれハウジング１７に挿入し、これらが挿入されたハウジング１７をシールドシェル１９に収納することによって組み立てられる。組み立てられたコネクタ１は、２つの端子金具１５と一対の端子２９がそれぞれハウジング１７の筒状部３３からコネクタ１の挿入方向（Ｙ方向）に向かって略同じ長さで突出し、互いに平行に配置される。

端子台３は、金属製の導体である複数の平板状のバスバ５５を絶縁支持する樹脂製の部材であり、囲い壁５７ａ〜５７ｃと、これらの隣り合う囲い壁５７ａ〜５７ｃ同士を互いに連結する連結部５９とが一体的に形成されている。囲い壁５７ａ〜５７ｃはそれぞれ底面６１を取り囲んで形成され、底面６１にはそれぞれ３つの導電性のバスバ５５が支持されている。各バスバ５５は、底面６１と当接する面にボルト孔６３が設けられている（図３）。なお、本実施形態では、囲い壁５７ａのバスバ５５にコネクタ１を接続する例について説明する。

囲い壁５７ａの底面６１に支持される３つのバスバ５５ａ〜５５ｃは、いずれも矩形に形成され、このうち端子金具１５と接続される２つのバスバ５５ａ，５５ｂは、インバータと電気的に接続されている。底面６１には、各バスバ５５ａ〜５５ｃのボルト孔６３に挿通されたボルトが螺合する孔が形成されている。

次に、コネクタ１をシールドケース５及び端子台３に接続する手順について説明する。まず、蓋部１１をシールドケース５に固定しているボルトを抜いて蓋部１１を取り外すことで、作業口９を全開にする。続いて、挿入口７からコネクタ１を挿入し、コネクタ１の挿入方向に面する端子ブロック３１の端面をシールドケース５の挿入口７の周縁に当接させる。そして、シールドシェル１９の取付部４３のボルト孔４５にボルトを通し、図示しないシールドケース５の孔に螺合させることでコネクタ１をシールドケース５に固定する。

コネクタ１がシールドケース５に固定されると、シールドケース５の内部では、図３に示すように、コネクタ１から突出する２本の端子金具１５が、それぞれ端子台３のバスバ５５ａ，５５ｂと当接するか、或いは、端子台３と僅かの隙間をあけて対向して配置される。そして、開放された作業口９を介してそれぞれの端子金具１５のボルト孔４７に通されたボルト６４を対向するバスバ５５ａ，５５ｂのボルト孔６３に通し、ボルト孔６３に通されたボルト６４を底面６１の孔にそれぞれ螺合させることで、端子金具１５をバスバ５５に接続する（図４）。

一方、一対の端子２９は、図３に示すように、それぞれ端子台３のバスバ５５ｃと所定の隙間をあけて対向して配置される。一対の端子２９は、バスバ５５ｃに向かって挿入方向の先端部が押し付けられると、基端部を支点として先端部がバスバ５５ｃと当接し、先端部への押し付けがなくなると、基端部を支点として先端部がバスバ５５ｃと離れるようになっている。

図４に示すように、蓋部１１は、円柱状に形成された絶縁性の突起部６５を支持している。突起部６５は、ボルトやねじなどの留め具６７によって蓋部１１の平面方向と直交する方向に突出して蓋部１１に取り付けられる。突起部６５は、コネクタ１が挿入口７に挿入され、端子金具１５の取付作業などが終了して作業口９が蓋部１１によって閉じられたときに、一対の端子２９をそれぞれバスバ５５ｃへ押し付けるように形成される。すなわち、一対の端子２９は、作業口９が開放されているときは、互いに短絡されず、作業口９が蓋部１１によって閉じられたときに、互いにバスバ５５ｃを介して短絡される。なお、図４では、蓋部１１を実際の形状の一部で表している。

本実施形態のインターロックは、電線１３からインバータへの通電の許容と阻止を切り替えるためのものであり、一対の端子２９と、これらの端子２９に接続されるインターロック回路を有している。インターロック回路は、一対の端子２９が互いに短絡されているか否かを電気的に検知する機能を有しており、一対の端子２９が短絡されていないときは、電線１３からインバータへの通電を阻止し、一対の端子２９が短絡されているときは、電線１３からインバータへの通電を許容する。

本実施形態によれば、コネクタ１の筒状部３３が挿入口７からシールドケース５内の所定位置まで挿入された状態で作業口９が蓋部１１によって閉じられると、一対の端子２９は、図４の矢印で示すように、蓋部１１に支持された突起部６５によってバスバ５５ｃに押し付けられて、互いに短絡される。そして、インターロックは、一対の端子２９が短絡したことを検知すると、電線１３からインバータへの通電を許容する。

このように、本実施形態によれば、一対の端子２９が短絡しているか否かを検知するインターロックを１つ備えるだけで、コネクタ１の挿入の有無と作業口９の開閉状態の両方を検知することができる。そして、コネクタ１が挿入口７から挿入され、かつ作業口９が蓋部１１によって閉じられているときだけ、電線１３からインバータへの通電が許容されるため、コネクタ１の接続作業時の安全性を確保することができる。よって、例えば、挿入口７と作業口９のいずれか一方が開放されたままの状態で、作業者が端子台３のバスバ５５に触れたとしても、電線１３とインバータは通電されていないため、感電を防ぐことができる。しかも、本実施形態では、インターロックの設置数が１個で済むため、部品点数を削減して製品コストを低減することができる。また、本実施形態では、従来のように、端子台３にインターロックの構成部品を設ける必要がないため、端子台３の設計自由度を高めることができ、端子台３やシールドケース５の小型化を実現できる。

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、上記の実施の形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記の実施の形態の構成だけに限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、本発明に含まれることは勿論である。

例えば、本実施形態では、囲い壁５７ａのバスバ５５に、２相のコネクタ１を接続する例を説明したが、囲い壁５７ｂ、５７ｃのバスバ５５に、それぞれ３相のコネクタを接続する場合についても、本実施形態と同様の構造を適用することができる。この場合、一対の端子を短絡させるバスバを新たに設けることが必要になる。

１コネクタ
３端子台
５シールドケース
７挿入口
９作業口
１１蓋部
１３電線
１５端子金具
１７ハウジング
２９端子
５５バスバ
６５突起部

Claims

複数の電線の端末がそれぞれ接続される複数の端子金具を有するコネクタと、前記コネクタの先端部が挿入される挿入口が設けられ、電気機器が収容されるケースと、該ケースに収納されて前記端子金具がそれぞれ接続される複数のバスバを有する端子台と、前記ケースに挿入された前記コネクタの前記端子金具を前記端子台に接続する際に使用する前記ケースの作業口を開閉する蓋部と、前記電線から前記電気機器への通電の許容と阻止を切り替えるインターロックとを備えるコネクタの接続構造において、
前記インターロックは、前記コネクタの挿入方向の先端部に支持される一対の端子を備え、この一対の端子は、該コネクタの先端部が前記ケースに挿入されたときに、該端子の挿入方向の一端部が共通する前記バスバとそれぞれ対向し、該バスバとそれぞれ離間させて配置されるとともに、他端部を支点として一端部が該バスバと接離可能に形成され、
前記蓋部は、絶縁性の突起部を支持し、この突起部は、前記コネクタの先端部が前記ケース内に挿入され、かつ前記作業口が前記蓋部によって閉じられたときに、前記一対の端子をそれぞれ前記バスバに押圧可能に形成され、
前記インターロックは、前記一対の端子が短絡していないときは、前記電線から前記電気機器への通電を阻止し、前記一対の端子が短絡しているときは、前記電線から前記電気機器への通電を許容することを特徴とするコネクタの接続構造。