JP2014160589A

JP2014160589A - シールドコネクタ構造

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Publication number: JP2014160589A
Application number: JP2013030749A
Authority: JP
Inventors: Feng Wang; 鋒王
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2014-09-04
Anticipated expiration: 2033-02-20
Also published as: CN103996934A; US20140235104A1; DE102014202229A1; JP6234034B2; US9472901B2

Abstract

【課題】シールド電線の損傷を確実に防止することができるシールドコネクタ構造を提供すること。
【解決手段】シールドコネクタ１０は、金属ケース６の外面６Ａに固定されるハウジング１１と、シールド電線１のシールド部４と金属ケース６とを接続するシールド部材１２と、シールド部４とシールド部材１２とを加締めて接続する圧着部材であるシールドパイプ５０と、を備え、シールドパイプ５０は、シールド電線１及びシールド部材１２を挿通させる筒状部５１と、筒状部５１の他方側端縁から径方向に延びるフランジ部５５，５６と、筒状部５１を変形させてシールド部４及びシールド部材１２を押圧する加締め部５４と、を有して形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールドコネクタ構造に関し、詳しくは、接続対象物の一方から他方に向かって挿通孔に挿通させたシールド電線を該接続対象物に接続するためのシールドコネクタ構造に関する。

従来、自動車（特に、電気自動車やハイブリッド自動車）において、モータやバッテリ、インバータ等の機器同士がシールド電線によって接続され、このシールド電線と機器のケースとをアース接続するためのシールドコネクタ構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたシールドコネクタ１０は、図９、１０に示すように、シールド電線１と接続対象物の金属ケース６とを接続するとともに、接続部の防水を図るものである。シールド電線１は、導体２と、導体２の周囲を覆う内部絶縁被覆３と、内部絶縁被覆３の周囲に設けられる編組等の導体からなるシールド部４と、シールド部４の周囲を覆う外部絶縁被覆５と、を有した同軸ケーブルである。金属ケース６には、シールド電線１を挿通させる挿通孔７と、ハウジング１１を固定するボルト１６が螺合するボルト孔８と、が設けられている。

このシールドコネクタ１０は、シールド電線１を挿通させるとともに金属ケース６に固定されるハウジング１１と、シールド電線１のシールド部４と金属ケース６とを電気的に接続するシールド部材１２と、シールド部材１２の内面とシールド電線１の外部絶縁被覆５外面との間に介挿される第一シール部材１３と、シールド部材１２の外面と金属ケース６の挿通孔７の内面との間に介挿される第二シール部材１４と、シールド部材１２とシールド部４とを加締めて接続するシールドパイプ１５と、ハウジング１１を金属ケース６に固定するボルト１６と、ハウジング１１の一方側に設けられてシールド電線１を保持するリアホルダー１７とを備えて構成されている。

ハウジング１１は、金属ケース６の一方側（外部側）に固定されるとともに、金属ケース６との間にシールド部材１２を挟んで保持するものであって、ハウジング本体２１と、金属ケース６に固定される固定部２２と、シールド電線１を挿通させる電線案内部２３と、この電線案内部２３よりも金属ケース６の他方側（内部側）に延出して挿通孔７に入り込む筒状突部２４と、を有して形成されている。

シールド部材１２は、金属ケース６の他方側から一方側に向かって三段に径が大きくなる第一筒状部３１、第二筒状部３２及び第三筒状部３３と、第三筒状部３３に連続して折れ曲がり金属ケース６の一方面（外面）に沿う接続部３４と、を有して形成されている。そして、第一筒状部３１がシールド電線１のシールド部４に接続されるとともに、接続部３４が金属ケース６の一方面である外面６Ａとハウジング１１の対向面２６との間に挟持されることで、シールド部４が金属ケース６に対してシールド部材１２を介してアース接続されている。

シールドパイプ１５は、シールド電線１及びシールド部材１２の第一筒状部３１を挿通させる筒状部４１と、この筒状部４１の一方側端縁から径方向外側に延びる鍔状部４２と、この鍔状部４２の外周縁から折れ曲がってさらに一方側に延びる折曲部４３と、筒状部４１の一部が径方向内方に変形してシールド部４及びシールド部材１２の第一筒状部３１を押圧する加締め部４４と、を有して形成されている。このようなシールドパイプ１５は、加締め部４４が変形されていない状態の筒状部４１にシールド電線１及びシールド部材１２の第一筒状部３１を挿通させてから、加締め装置を用いて筒状部４１を加締めて変形させ、この加締め部４４によってシールド部４及びシールド部材１２の第一筒状部３１を押圧することで、シールド電線１とシールド部材１２とが圧着されるとともに電気的に接続されるようになっている。

以上のようにシールドパイプ１５を加締めてシールド電線１の端部にシールド部材１２を取り付けるとともに、ハウジング１１やリアホルダー１７、第一及び第二シール部材１３，１４をシールド電線１の端部に取り付けたら、シールド電線１の他端側（端子金具９の側）から金属ケース６の挿通孔７に挿通する。そして、ハウジング１１の固定部２２でシールド部材１２の接続部３４を金属ケース６の外面６Ａとの間に挟み込み、貫通孔２５に貫通させたボルト１６を金属ケース６のボルト孔８に螺合することで、ハウジング１１が金属ケース６に固定される。このようにシールド部材１２の接続部３４が金属ケース６の外面６Ａに密接されることで、シールド電線１のシールド部４がシールド部材１２を介して金属ケース６に電気的に接続（アース接続）され、シールドコネクタ１０が組み立てられるようになっている。

特開２０００−２９４３４４号公報

しかしながら、従来のようなシールドコネクタ構造では、シールドパイプ１５を加締めてシールド電線１のシールド部４とシールド部材１２とを圧着する際に、シールドパイプ１５の加締め部４４が位置ずれして形成されると、加締め部４４がシールド電線１に過剰に食い込んでしまい、シールド電線１を傷付ける可能性がある。具体的には、図１１に示すように、シールドパイプ１５の加締め部４４が他方側に位置ずれすると、筒状部４１の先端縁が径方向内方に撓み、この先端縁がシールド電線１に食い込んで導体２や内部絶縁被覆３を損傷させてしまう可能性がある。

本発明は、上記した点に鑑み、シールド電線の損傷を確実に防止することができるシールドコネクタ構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された本発明のシールドコネクタ構造は、導体と内部絶縁被覆とシールド部と外部絶縁被覆とを有したシールド電線を、接続対象物の挿通孔に一方から他方へ挿通させて該接続対象物に接続するためのシールドコネクタ構造であって、前記シールド電線を挿通させるとともに前記接続対象物の一方側に固定されるハウジングと、前記シールド電線のシールド部と前記接続対象物とを電気的に接続するシールド部材と、前記シールド部と前記シールド部材とを加締めて接続する圧着部材と、を備え、前記圧着部材は、前記シールド電線及び前記シールド部材を挿通させる筒状部と、該筒状部の他方側端縁から径方向に延びるフランジ部と、前記筒状部の一部が径方向内方に変形して前記シールド部及び前記シールド部材を押圧する加締め部と、を有して形成されることを特徴とする。

請求項２に記載されたシールドコネクタ構造は、請求項１記載のシールドコネクタ構造において、前記シールド電線のシールド部は、前記外部絶縁被覆の他端側が皮剥きされた先端縁で折り返される折返し部と、該折返し部から一方側に延びて前記外部絶縁被覆を覆う露出部と、を有し、前記露出部が前記シールド部材に接続され、前記圧着部材の前記フランジ部は、前記シールド部の折返し部よりも他方側にて径方向内方に延びて該折返し部を覆う内フランジを有して形成されるか、又は、前記シールド部の折返し部よりも一方側にて径方向外方に延びる外フランジを有して形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載されたシールドコネクタ構造は、請求項２に記載のシールドコネクタ構造において、前記フランジ部は、前記内フランジの内端縁から他方側に延びる環状の延出部を有して形成されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、圧着部材が筒状部の他方側端縁にフランジ部を有しているので、筒状部の他方側端縁の剛性を高めることができ、筒状部の一部である加締め部を変形させてシールド部及びシールド部材を押圧する際に、筒状部の他方側端縁が過剰に変形することが抑制できる。従って、圧着部材の端縁が食い込むことによるシールド電線の損傷を確実に防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、圧着部材のフランジ部がシールド部の折返し部よりも他方側にて径方向内方に延びる内フランジを有し、編組などで構成されるシールド部の折返し部を内フランジで覆うことで、編組のほつれや、シールド部が他方側へはみ出すことなどを防止することができる。一方、圧着部材のフランジ部がシールド部の折返し部よりも一方側にて径方向外方に延びる外フランジを有していれば、外フランジから加締め部に亘る曲面に沿ってシールド部の露出部を円滑に案内することができ、加締めによって屈曲される露出部の破損を防止することができる。

請求項３記載の発明によれば、圧着部材のフランジ部が内フランジの内端縁から他方側に延びる環状の延出部を有していることで、シールド部の折返し部を内フランジ及び延出部で覆って保護することができ、シールド部の破損をより確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係るシールドコネクタ構造を示す断面図である。前記シールドコネクタ構造におけるシールド電線を示す斜視図である。前記シールドコネクタ構造を接続対象物の一方側から見た斜視図である。前記シールドコネクタ構造における圧着部材を示す斜視図及び断面図である。前記圧着部材による圧着部を拡大して示す断面図である。本発明の変形例に係るシールドコネクタ構造を示す断面図である。変形例に係る圧着部材を示す斜視図及び断面図である。前記圧着部材による圧着部を拡大して示す断面図である。従来技術に係るシールドコネクタ構造を示す断面図である。従来技術に係るシールドコネクタ構造の圧着部を示す斜視図である。従来技術に係る圧着部の不具合例を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態にかかるシールドコネクタ構造を、図１〜図５を参照して説明する。本実施形態のシールドコネクタ構造は、自動車、特に、電動モータの駆動力によって走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとの双方の駆動力で走行するハイブリッド車において、モータとインバータとの間やインバータとバッテリとの間等をシールド電線１で繋ぐ場合に、シールド電線１をアース接続するものである。

シールド電線１は、図１に示すように、複数の素線を撚った撚線等からなる導体２と、導体２の周囲を覆う絶縁性の合成樹脂等からなる内部絶縁被覆３と、内部絶縁被覆３の周囲に設けられる編組等の導体からなるシールド部４と、シールド部４の周囲を覆う絶縁性の合成樹脂等からなる外部絶縁被覆５と、を有した同軸ケーブルである。一方、図９に示す従来技術と同様に、接続対象物としてのモータやインバータ、バッテリ等は、その外殻を構成する金属ケース６を有し、金属ケース６には、シールド電線１を挿通させる挿通孔７が設けられている。

シールド電線１は、金属ケース６の外部側（一方側）から挿通孔７を介して内部側（他方側）に挿通されるとともに、図２、３に示すように、内部側の先端部における導体２に端子金具９が固定され、この端子金具９が金属ケース６内の図示しない電気接続部に接続されている。また、シールド電線１のシールド部４は、先端部において外部絶縁被覆５が皮剥きされて露出されるとともに、除去された外部絶縁被覆５の先端縁で折り返される折返し部４Ａと、この折返し部４Ａから一方側に延びて外部絶縁被覆５を覆う露出部４Ｂと、を有し、この露出部４Ｂがシールド部材１２に接続される。このようにシールド部４は、シールド部材１２を介して金属ケース６にアース接続されており、これらのシールド部４及びシールド部材１２によって電磁波を遮蔽し、接続部からのノイズの漏えいや侵入が防止できるようになっている。

シールドコネクタ１０は、従来技術と同様に、シールド電線１を挿通させるとともに金属ケース６の外面に固定されるハウジング１１と、シールド電線１のシールド部４と金属ケース６とを接続する導電性かつ筒状のシールド部材１２と、シールド部材１２の内面とシールド電線１の外部絶縁被覆５の外面との間に介挿される第一シール部材１３と、シールド部材１２の外面と金属ケース６の挿通孔７の内面との間に介挿される第二シール部材１４と、シールド電線１のシールド部４とシールド部材１２とを加締めて固定する環状のシールドパイプ（圧着部材）５０と、ハウジング１１を金属ケース６に固定するためのボルト１６と、ハウジング１１の一方側に設けられてシールド電線１を保持するリアホルダー１７とを備えて構成されている。

ここで、ハウジング１１、シールド部材１２、第一シール部材１３、第二シール部材１４、ボルト１６、及びリアホルダー１７は、図９〜図１１に示す従来技術に係るシールドコネクタと同様であり、シールドパイプ５０の構成が従来技術と相違するものである。以下、従来技術と同様（又は同一）の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略し、従来技術と相違する点について詳しく説明する。

ハウジング１１は、アルミニウム合金等の金属から一体成形されたダイカスト部品であって、ハウジング本体２１と、固定部２２と、電線案内部２３と、筒状突部２４と、ボルト１６を挿通させる貫通孔２５と、を有して形成されている。なお、ハウジング１１は、金属材に限らず、シールド部材１２やシール部材１３を保持するものであれば樹脂製であってもよい。シールド部材１２は、第一筒状部３１、第二筒状部３２及び第三筒状部３３と、接続部３４と、を有して形成されている。

第一シール部材１３は、ゴム等の弾性材料から全体筒状に形成されるとともに、内周面の三条の環状リップと、外周面の二条の環状リップと、を有して形成されている。そして、内周面の三条の環状リップがシールド電線１の外部絶縁被覆５の外周面に密接するとともに、外周面の二条の環状リップが筒状突部２４の内周面及びシールド部材１２の第二筒状部３２の内周面に密接することで、シールド電線１とハウジング１１及びシールド部材１２との間がシールされている。

第二シール部材１４は、ゴム等の弾性材料から全体筒状に形成されるとともに、その内周面及び外周面にそれぞれ二条の環状リップが形成され、内周面の環状リップが第二筒状部３２の外周面に密接され、外周面の環状リップが挿通孔７の内周面に密接されることで、シールド部材１２と金属ケース６との間がシールされている。以上のように挿通孔７内部において、外部絶縁被覆５の外周面から挿通孔７内周面に向かって順に、第一シール部材１３、ハウジング１１の筒状突部２４及びシールド部材１２の第二筒状部３２、第二シール部材１４が位置し、これらが互いに密接されることで、シールド電線１が止水された状態で金属ケース６に接続されるようになっている。

シールドパイプ５０は、図４、５にも示すように、従来技術のシールドパイプ１５と同様に、シールド電線１及びシールド部材１２の第一筒状部３１を挿通させる筒状部５１と、この筒状部５１の一方側端縁から径方向外側に延びる鍔状部５２と、この鍔状部５２の外周縁から折れ曲がってさらに一方側に延びる折曲部５３と、筒状部５１の一部が径方向内方に変形してシールド部４及びシールド部材１２の第一筒状部３１を押圧する加締め部５４と、を有して形成されている。さらに、シールドパイプ５０は、筒状部５１の他方側端縁に設けられるフランジ部として、径方向内方に延びる内フランジ５５と、この内フランジ５５の内端縁から他方側に延びる環状の延出部５６と、を有して形成されている。

内フランジ５５は、図５に示すように、折り返されたシールド部４の折返し部４Ａよりも他方側（図５の右側であり、金属ケース６の内部側）に位置して設けられており、この内フランジ５５によって折返し部４Ａが覆われるようになっている。また、延出部５６は、折返し部４Ａよりもさらに他方側に位置するとともに、シールド電線１の内部絶縁被覆３に沿って設けられている。このようなシールドパイプ５０は、内フランジ５５及び延出部５６によって筒状部５１の端縁の剛性が高められていることから、加締め装置を用いて筒状部５１を加締めて加締め部５４が形成される際に、内フランジ５５及び延出部５６が径方向内方にさほど変形しないことで、これらがシールド電線１に食い込むことが抑制されている。また、内フランジ５５及び延出部５６によってシールド部４の折返し部４Ａを覆うことで、編組で構成されたシールド部４のほつれや、はみ出しなどを防止することができる。

なお、本実施形態において、シールドコネクタ１０は、図６〜８に示すように、シールドパイプ５０Ａを備えて構成されていてもよい。シールドパイプ５０Ａは、シールドパイプ５０と同様に、筒状部５１と、鍔状部５２と、折曲部５３と、加締め部５４と、を有するとともに、筒状部５１の他方側端縁に設けられるフランジ部として、径方向外方に延びる外フランジ５７を有して形成されている。外フランジ５７は、図８に示すように、シールド部４の折返し部４Ａよりも一方側（図８の左側であり、金属ケース６の外部側）に位置して設けられている。このようなシールドパイプ５０Ａは、外フランジ５７によって筒状部５１の端縁の剛性が高められていることから、加締め部５４が形成される際に、外フランジ５７が径方向内方にさほど変形しないことで、シールド電線１に食い込むことが抑制されている。さらに、外フランジ５７から加締め部５４に亘る曲面に沿ってシールド部４の露出部４Ｂを円滑に案内することができ、加締めによって屈曲される露出部４Ｂの破損を防止することができる。

以上のシールド電線１の金属ケース６に対する組み付け手順としては、先ず、所定長さに切断したシールド電線１の先端部における外部絶縁被覆５を皮剥きしてシールド部４を露出させるとともに、該先端部をリアホルダー１７、ハウジング１１、第一シール部材１３、シールド部材１２の順で挿通させ、さらにシールド電線１の先端側から第二シール部材１４をシールド部材１２の第二筒状部３２に外嵌する。次に、シールド部４を折返し部４Ａで折り返して露出部４Ｂで外部絶縁被覆５を覆うとともに、シールドパイプ５０，５０Ａをシールド電線１の先端部から挿通させ、筒状部５１の内部に露出部４Ｂ及びシールド部材１２の第一筒状部３１を挿通させ、シールドパイプ５０，５０Ａの鍔状部５２がシールド部材１２に当接するまで押し込む。

ここで、シールドパイプ５０の内フランジ５５及び延出部５６でシールド部４の折返し部４Ａを覆うか、又は、シールドパイプ５０Ａの外フランジ５７を折返し部４Ａよりも一方側に位置させる。このようにシールドパイプ５０，５０Ａを取り付けたら、加締め装置を用いて筒状部５１を加締めて変形させ、この加締め部５４によってシールド部４の露出部４Ｂ及びシールド部材１２の第一筒状部３１を押圧することで、シールド電線１とシールド部材１２とを圧着して固定する。

次に、シールド電線１の先端側に向かって第一シール部材１３を移動させ、第一シール部材１３を外部絶縁被覆５とシールド部材１２の第二筒状部３２との隙間に圧入する。次に、シールド電線１の先端側に向かってハウジング１１を移動させ、その筒状突部２４を第一シール部材１３とシールド部材１２の第三筒状部３３との間に挿入するとともに、ハウジング１１のハウジング本体２１及び固定部２２をシールド部材１２の接続部３４に当接させる。次に、シールド電線１の先端において、内部絶縁被覆３を皮剥きして露出させた導体２に端子金具９を圧着しておく。

以上によって、図２に示すように、シールド電線１の先端部にハウジング１１、シールド部材１２、第一シール部材１３、第二シール部材１４、シールドパイプ５０，５０Ａ及びリアホルダー１７が取り付けられ、この状態のシールド電線１を端子金具９の側から金属ケース６の挿通孔７に挿通させる。そして、ハウジング１１の固定部２２と金属ケース６の外面６Ａとの間にシールド部材１２の接続部３４を挟み込んで、ボルト１６によってハウジング１１を金属ケース６に固定することで、シールド部材１２を金属ケース６に接続させ、シールド電線１の組付けが完了する。

以上のような本実施形態によれば、シールドパイプ５０，５０Ａが筒状部５１の他方側端縁にフランジ部としての内フランジ５５及び延出部５６又は外フランジ５７を有して形成されているので、筒状部５１の他方側端縁の剛性を高めることができ、加締め部５４を変形させてシールド部４の露出部４Ｂ及びシールド部材１２の第一筒状部３１を押圧する際に、筒状部５１の他方側端縁が過剰に変形することが抑制できる。従って、シールドパイプ５０，５０Ａの端縁が食い込むことによるシールド電線１の損傷を確実に防止することができる。

なお、前記実施形態では、シールド電線１として同軸ケーブルを例示したが、複数の芯線からなる導体を有したシールド電線を接続する場合のシールドコネクタ構造としても本発明は利用可能であり、この場合には、シールド部材や第一シール部材、第二シール部材、ハウジングの延出部、圧着部材であるシールドパイプの筒状部などが断面楕円形又は断面長円形の筒状に形成されていればよい。また、接続対象物としては、電気自動車やハイブリッド車に用いられるモータやインバータ、バッテリなどに限らず、その他の適宜な電気機器であってもよいし、内部に電気部品を備えた電気接続箱であってもよい。また、シールド電線をアース接続する対象としては、金属ケース６に限らず、アース接続（グランド接続）用に設けられた部位であってもよい。

また、前記実施形態では、圧着部材であるシールドパイプ５０，５０Ａが鍔状部５２及び折曲部５３を有して形成されていたが、これらの部位は省略可能であり、その形状は特に限定されるものではない。また、前記実施形態では、シールドパイプ５０，５０Ａの筒状部５１における径方向に対向する位置に加締め部５４が形成される場合を例示したが、これに限らず、加締め部５４が周方向に連続した溝状に形成されてもよいし、周方向に沿って適宜な間隔で３箇所以上に加締め部５４が形成されてもよい。さらに、前記実施形態では、シールドコネクタ１０が第一シール部材１３、第二シール部材１４及びリアホルダー１７を備えて構成されていたが、これらの部材は本発明に必須のものではなく、適宜省略したり他の部材に置き換えたりすることができる。

１シールド電線
２導体
３内部絶縁被覆
４シールド部
４Ａ折返し部
４Ｂ露出部
５外部絶縁被覆
６金属ケース（接続対象物）
６Ａ外面（一方面）
７挿通孔
８ボルト孔
１０シールドコネクタ
１１ハウジング
１２シールド部材
５０，５０Ａシールドパイプ（圧着部材）
５１筒状部
５４加締め部
５５内フランジ（フランジ部）
５６延出部（フランジ部）
５７外フランジ（フランジ部）

Claims

導体と内部絶縁被覆とシールド部と外部絶縁被覆とを有したシールド電線を、接続対象物の挿通孔に一方から他方へ挿通させて該接続対象物に接続するためのシールドコネクタ構造であって、
前記シールド電線を挿通させるとともに前記接続対象物の一方側に固定されるハウジングと、
前記シールド電線のシールド部と前記接続対象物とを電気的に接続するシールド部材と、
前記シールド部と前記シールド部材とを加締めて接続する圧着部材と、を備え、
前記圧着部材は、前記シールド電線及び前記シールド部材を挿通させる筒状部と、該筒状部の他方側端縁から径方向に延びるフランジ部と、前記筒状部の一部が径方向内方に変形して前記シールド部及び前記シールド部材を押圧する加締め部と、を有して形成されることを特徴とするシールドコネクタ構造。
前記シールド電線のシールド部は、前記外部絶縁被覆の他端側が皮剥きされた先端縁で折り返される折返し部と、該折返し部から一方側に延びて前記外部絶縁被覆を覆う露出部と、を有し、前記露出部が前記シールド部材に接続され、
前記圧着部材の前記フランジ部は、
前記シールド部の折返し部よりも他方側にて径方向内方に延びて該折返し部を覆う内フランジを有して形成されるか、
又は、
前記シールド部の折返し部よりも一方側にて径方向外方に延びる外フランジを有して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシールドコネクタ構造。
前記フランジ部は、前記内フランジの内端縁から他方側に延びる環状の延出部を有して形成されていることを特徴とする請求項２に記載のシールドコネクタ構造。