JP2017091809A - シールカバー - Google Patents

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Abstract

【課題】外周面に樹脂製のリングが嵌着されているインターロックコネクタを備えるシールカバーを取り付ける際の作業者の負担を軽減すること。【解決手段】通電回路の導通と非導通とを切り替えるための雄端子11Bを有する待ち受けコネクタ11が配されている機器に設けられた開口部10を塞ぐシールカバー1であって、当該シールカバー1を開口部10に取り付けるときに軸シール25の圧縮が最大になる時点、Oリング23Dの圧縮が最大になる時点、及び、雌端子23Bの弾性変形が最大になる時点が互いに重ならない位置関係で雌端子23B、軸シール25、及び、Oリング23Dが配置されている。【選択図】図5

Description

本明細書で開示する技術は、機器に設けられた開口部を塞ぐシールカバーに関する。
従来、機器に設けられた開口部を塞ぐシールカバーが知られている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、特許文献1に記載のシールカバーはケース(機器)の表面に取り付けられるカバー本体、及び、カバー本体の裏面側において開口部に嵌合可能に配され同開口部の内周面に密着するシールリングを外周面に嵌着したリング保持部(嵌合部に相当)を備えている。当該シールカバーではリング保持部が開口部に嵌合されるとシールリングが開口部の内周面に圧縮された状態で密着し、それにより開口部からの水の侵入や異物の混入などが抑制されている。
また、特許文献1に記載のケースには通電回路の導通と非導通とを切り替えるスイッチ機能部を有する待ち受けコネクタが配されている。そして、シールカバーのリング保持部にはインターロックコネクタが設けられており、インターロックコネクタが待ち受けコネクタと嵌合または離脱することに伴い通電回路が導通または非導通とされる。
また、従来、相手側コネクタに嵌合するコネクタにおいて、コネクタの端子及び相手側コネクタの端子のうち一方の端子が弾性変形して他方の端子に圧接するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。具体的には、特許文献2に記載のコネクタはインバータ側端子がモータ側端子に押されて弾性変形し、弾性変形した状態でモータ側端子に圧接するものである。
特開2012−238422号公報 特開2015−115252号公報
ところで、特許文献1に記載のシールカバーはインターロックコネクタの外周面にOリングなどの樹脂製のリングが嵌着されていないが、インターロックコネクタの外周面に樹脂製のリングを嵌着し、当該樹脂製のリングを圧縮した状態で待ち受けコネクタの内周面に密着させるようにすると、待ち受けコネクタに対するインターロックコネクタのガタつきをより確実に抑制することができる。
しかしながら、嵌合部に嵌着されているシールリングが圧縮された状態で待ち受けコネクタの内周面に密着したり、インターロックコネクタの端子と相手側コネクタの端子とが弾性変形して圧接したりするシールカバーの場合は、上述した樹脂製のリングをインターロックコネクタに嵌着すると、樹脂製のリング、シールリング、及び、インターロックコネクタの端子の位置関係によっては作業者がシールカバーを開口部に取り付ける際に大きな力が必要になり、作業者の負担が大きくなってしまう虞があった。
本明細書では、外周面に樹脂製のリングが嵌着されているインターロックコネクタを備えるシールカバーを取り付ける際の作業者の負担を軽減する技術を開示する。
本明細書で開示するシールカバーは、通電回路の導通と非導通とを切り替えるための待ち受け端子を有する待ち受けコネクタが配されている機器に設けられた開口部を塞ぐシールカバーであって、前記開口部の開口を覆う蓋部と、前記蓋部の裏面側において前記開口部に嵌合可能に配され、前記開口部の内周面に圧縮された状態で密着する樹脂製の第1リングが外周面に嵌着されている嵌合部と、前記嵌合部から前記待ち受けコネクタと嵌合可能に突設されているインターロックコネクタであって、前記待ち受け端子に圧接する検知端子を有し、前記待ち受けコネクタの内周面に圧縮された状態で密着する樹脂製の第2リングが外周面に嵌着されているインターロックコネクタと、を備え、前記待ち受け端子及び前記検知端子は一方の端子が弾性変形して他方の端子に圧接するものであり、当該シールカバーを前記開口部に取り付けるときに前記第1リングの圧縮が最大になる時点、前記第2リングの圧縮が最大になる時点、及び、前記一方の端子の弾性変形が最大になる時点が互いに重ならない位置関係で前記検知端子、前記第1リング、及び、前記第2リングが配置されている。
第1リングは作業者がシールカバーを開口部に押し込む力によって圧縮される。そして、第1リング単体で見た場合、作業者がシールカバーを押し込む力は第1リングの圧縮が最大になる時点で最大になる。第2リング、及び、一方の端子についても同様である。
このため、第1リングの圧縮が最大になる時点、第2リングの圧縮が最大になる時点、及び、一方の端子の弾性変形が最大になる時点の3つの時点のうち少なくとも2つの時点が重なっていると、それら3つの時点が互いに重なっていない場合に比べ、作業者がシールカバーを押し込む際に大きな力が必要になってしまう。
上記のシールカバーによると、上述した3つの時点が互いに重ならないので、作業者がシールカバーを押し込む際に必要となる力を小さくすることができる。これにより、外周面に樹脂製のリング(第2リング)が嵌着されているインターロックコネクタを備えるシールカバーを取り付ける際の作業者の負担を軽減することができる。
また、前記インターロックコネクタの外周面には、全周に亘って環状に張り出しており、前記第2リングが嵌着されている段部と、前記段部より嵌合方向前側に設けられており、前記インターロックコネクタが前記待ち受けコネクタに嵌合される際に前記待ち受けコネクタの内周面に圧接して潰されるリブとが形成されており、当該シールカバーを前記開口部に取り付けるときに前記第1リングの圧縮が最大になる時点、前記第2リングの圧縮が最大になる時点、前記一方の端子の弾性変形が最大になる時点、及び、前記リブが潰され終わる時点が互いに重ならない位置関係で前記検知端子、前記第1リング、前記第2リング、及び、前記リブが配置されていてもよい。
上記のシールカバーによると、上述した4つの時点が互いに重ならないので、作業者の負担をより軽減することができる。
本発明によれば、外周面に樹脂製のリングが嵌着されているインターロックコネクタを備えるシールカバーを取り付ける際の作業者の負担を軽減することができる。
実施形態に係るシールカバーの上面図 機器に設けられた開口部の上面図 シールカバー、開口部、及び、待ち受けコネクタの断面図 シールカバーの図1に示すA−A線の断面図 シールカバーが取り付けられる様子を示す断面図 シールカバーが取り付けられる様子を示す断面図 シールカバーが取り付けられる様子を示す断面図 シールカバーが取り付けられる様子を示す断面図 シールカバーが取り付けられる様子を示す断面図 シールカバーを取り付ける際の力の変化を示すグラフ
<実施形態>
実施形態を図1ないし図10に基づいて説明する。以降の説明において前後方向及び左右方向とは図1に示す前後方向及び左右方向を基準とし、上下方向とは図3に示す上下方向を基準とする。
先ず、図1を参照して、本実施形態に係るシールカバー1の概略について説明する。シールカバー1は電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載されているインバータが収容されているケース(機器の一例)に設けられた環状の開口部10(図2及び図3参照)を塞ぐものである。
(1)開口部、及び、待ち受けコネクタ
ここでは先ず、図2及び図3を参照して、上述した環状の開口部10、及び、ケースに配されている待ち受けコネクタ11について説明する。開口部10は樹脂製の部材であり、図2に示すように上面視で略楕円形に形成されている。図3に示すように開口部10は上下両側に開口しており、外周から板状に張り出す金属板12がモールド成形によって一体化されている。
図示しないインバータのケースには開口が設けられており、開口部10は下側部分がその開口に挿入された状態で金属板12がボルトによってケースに固定されることによってケースに取り付けられる。インバータのケースには図示しない6個の端子ボルトが上に向かって突設されており、開口部10がケースに取り付けられるとそれら6個の端子ボルトが開口部10の下側の開口から開口部10の内側に突出した状態となる。
図2に示すように、開口部10には開口部10を構成している環状の壁を前後方向に貫通する形態で6本の電線13が保持されている。各電線13は先端部の芯線に端子金具13Aが接続されており、他端部が図示しない3相モータに接続されている。
端子金具13Aは略円形の板状に形成されている接点部13Bを有しており、その接点部13Bに板厚方向に貫通する貫通孔13Cが設けられている。接点部13Bは貫通孔13Cに前述した端子ボルトが挿通され、その状態で端子ボルトにナットが螺合されることによって端子ボルトに固定される。
図3に示すように、開口部10の内周面は上側部分が全周に亘って凹んでいる。上側部分の内周形状はシールカバー1の後述する嵌合部22の外周形状と略一致している。
また、インバータのケースには前述した開口の下方にインターロック機構の待ち受けコネクタ11が配されている。待ち受けコネクタ11は嵌合方向前側(図3において上側)に開口する有底筒状に形成されたフード状の待ち受け側ハウジング11Aと、待ち受け側ハウジング11Aの底壁から嵌合方向前側に突出している二本の雄端子11B(待ち受け端子の一例)とを有している。なお、二本の雄端子11Bは紙面垂直方向に並んで配されているため図3では雄端子11Bが一本のみ見えている。
待ち受け側ハウジング11Aは嵌合方向後側(図3において下側)の内径が嵌合方向前側(図3において上側)の内径より狭くなっている。待ち受け側ハウジング11Aの嵌合方向後側の内周形状は後述するインターロックコネクタ23のコネクタハウジング23A(図4参照)の先端部の外周形状と略一致しており、嵌合方向前側の内周形状はコネクタハウジング23Aの先端部の外周面に設けられている段部23C(図4参照)の外周形状と略一致している。
二本の雄端子11Bは通電回路の導通と非導通とを切り替えるためのものである。ここで通電回路とは、端子金具13Aと端子ボルトとを介してインバータと3相モータとを電気的に接続する回路であり、後述するインターロックコネクタ23が待ち受けコネクタ11に嵌合挿入されると二本の雄端子11Bが互いに電気的に接続されることによって通電回路が導通され、インターロックコネクタ23が待ち受けコネクタ11から離脱すると二本の雄端子11Bが電気的に遮断されることによって通電回路が非導通とされる。
(2)シールカバーの構成
次に、図3及び図4を参照して、シールカバー1の構成について説明する。図3に示すように、シールカバー1は蓋部21、嵌合部22、インターロックコネクタ23、及び、シールドケース24を備えている。
蓋部21は開口部10を上側から塞ぐ樹脂製の部材であり、上側から見て開口部10の外周形状と略一致する形状に形成されている。
嵌合部22は蓋部21の裏面側において開口部10に嵌合可能に配されている。嵌合部22の外周面には全周に亘って凹む凹部が形成されており、その凹部に樹脂製の軸シール25(第1リングの一例)が嵌着されている。嵌合部22が開口部10に嵌合挿入されると軸シール25が開口部10の上側部分の内周面に圧縮された状態で密着し、それにより嵌合部22と開口部10との間が水密にシールされる。
図4に示すように、インターロックコネクタ23は嵌合部22から下方に突出しており、嵌合方向(図4において上下方向)に直交する方向に変位可能なフローティング状態で嵌合部22に保持されている。インターロックコネクタ23は合成樹脂製のコネクタハウジング23A、コネクタハウジング23Aに収容されている一対の雌端子23B(検知端子、及び、一方の端子の一例)、及び、一対の雌端子23B間を繋ぐ被覆電線Wを備えている。
コネクタハウジング23Aは先端部が待ち受けコネクタ11の待ち受け側ハウジング11Aに嵌合挿入されるものである。コネクタハウジング23Aにおいて待ち受け側ハウジング11Aに嵌合挿入される先端部の外周面には全周に亘って環状に張り出す段部23Cが形成されている。
段部23Cの外周面には全周に亘って凹む凹部が形成されており、その凹部に樹脂製のOリング23D(第2リングの一例)が嵌着されている。コネクタハウジング23Aが待ち受け側ハウジング11Aに嵌合挿入されるとOリング23Dが待ち受け側ハウジング11Aの内周面に圧縮された状態で密着し、それにより待ち受けコネクタ11に対するインターロックコネクタ23のガタつきが抑制される。
また、コネクタハウジング23Aの外周面において段部23Cより嵌合方向前側には嵌合方向に延びる一対のリブ23Eがコネクタハウジング23Aを挟んで互いに逆側に形成されている。リブ23Eはコネクタハウジング23Aが待ち受けコネクタ11に嵌合挿入される際に待ち受け側ハウジング11Aの内周面に圧接して潰される。これにより待ち受けコネクタ11に対するインターロックコネクタ23のガタつきがより抑制される。
被覆電線Wは芯線を絶縁被覆によって覆った構成であり、両端末の絶縁被覆Wが皮剥ぎされて芯線が露出している。
一対の雌端子23Bはそれぞれ待ち受け側ハウジング11A内に保持された雄端子11Bに接続可能な接続筒部23Fと、接続筒部23Fの後方に接続筒部23Fと一体に形成された圧着部23Gとを備えて構成されている。
接続筒部23Fは前後に開口する角筒状をなしており、待ち受け側ハウジング11Aの雄端子11Bが接続筒部23Fの前端開口から進入可能とされている。接続筒部23F内に雄端子11Bが進入すると接続筒部23F内に設けられた弾性接触片23Hが雄端子11Bに押されて弾性変形し、弾性変形した状態で雄端子11Bに圧接する。これにより雄端子11Bと雌端子23Bとが電気的に接続される。
圧着部23Gは被覆電線Wの端末において露出された芯線に圧着されており、1本の被覆電線Wの両端末に一対の雌端子23Bの圧着部23Gがそれぞれ圧着されることで一対の雌端子23Bが1本の被覆電線Wによって繋がれている。これによりインターロックコネクタ23が待ち受けコネクタ11に嵌合挿入されると待ち受けコネクタ11の二本の雄端子11Bが一対の雌端子23B、及び、被覆電線Wを介して電気的に接続され、通電回路が導通される。
図3に示すように、シールドケース24は金属板12に対して略平行な上壁24A、上壁24Aに連なっている後壁24B、及び、後壁24Bを挟んで左右両側に設けられている二つの側壁24Cを有する略立方体状に形成されており、上壁24Aに形成されているボルト挿通穴にボルト26が挿通されてシールカバー1の蓋部21に締結されている。
シールドケース24の左右両側には前述した開口部10の金属板12に対して略平行に張り出す板状の取付板24Dが一体に構成されている。取付板24Dには板厚方向に貫通するボルト挿通穴24Eが形成されており、図示しないボルトがシールドケース24のボルト挿通穴24Eと金属板12のボルト挿通穴12Aに挿通されてケースに締結される。これによりシールカバー1の脱落が防止されると共に、シールドケース24とインバータのケースとのシールド経路が確保される。
(3)リブ、雌端子、Oリング、及び、軸シールの位置関係
先ず、図5〜図9を参照して、シールカバー1が開口部10に取り付けられる様子を時系列で説明する。
図5に示すように、作業者によってシールカバー1が押し込まれると、先ずインターロックコネクタ23のコネクタハウジング23Aの先端部が待ち受けコネクタ11に嵌合挿入され、リブ23Eが待ち受けコネクタ11の内周面に圧接して潰され始める。なお、リブ23Eを潰す力が最大になるのはリブ23Eが潰され終わる時点であり、図5に示す時点ではリブ23Eを潰す力は未だ最大に達していない。
そして、図6に示すように、シールカバー1が更に押し込まれると、インターロックコネクタ23の雌端子23Bが待ち受けコネクタ11の雄端子11Bに接触し、雄端子11Bに押されて弾性変形する。図6では雌端子23Bの弾性変形が最大になった時点の様子を示しており、以降の説明ではこの時点のことを時点T1という。
そして、図7に示すように、シールカバー1が更に押し込まれると、インターロックコネクタ23の段部23Cが待ち受けコネクタ11に嵌合挿入され、Oリング23Dが待ち受けコネクタ11の内周面に押されて圧縮される。図7ではOリング23Dの圧縮が最大になった時点の様子を示しており、以降の説明ではこの時点のことを時点T2という。
そして、図8に示すように、シールカバー1が更に押し込まれると、嵌合部22が開口部10に嵌合挿入され、軸シール25が開口部10の内周面に押されて圧縮される。図8では軸シール25の圧縮が最大になった時点の様子を示しており、以降の説明ではこの時点のことを時点T3という。
そして、図9に示すように、シールカバー1が完全に押し込まれるとリブ23Eが潰され終わる。図9ではシールカバー1が完全に押し込まれた時点(すなわちリブ23Eが潰され終わる時点)の様子を示しており、以降の説明ではこの時点のことを時点T4という。なお、本実施形態ではリブ23Eが上下方向に長く形成されており、シールカバー1が完全に押し込まれてもリブ23Eには潰されない部分が残る。すなわち、リブ23Eが潰され終わる時点とは、必ずしもリブ23E全体が完全に潰される時点とは限らない。
このように、本実施形態では、シールカバー1を開口部10に取り付けるとき、雌端子23Bの弾性変形が最大になる時点T1、Oリング23Dの圧縮が最大になる時点T2、軸シール25の圧縮が最大になる時点T3、及び、リブ23Eが潰され終わる時点T4が互いに重ならない。
すなわち、リブ23E、雌端子23B、軸シール25、及び、Oリング23Dは、シールカバー1を開口部10に取り付けるときにOリング23Dの圧縮が最大になる時点、雌端子23Bの弾性変形が最大になる時点、軸シール25の圧縮が最大になる時点、及び、リブ23Eが潰され終わる時点が互いに重ならない位置関係で配置されている。
次に、図10を参照して、作業者がシールカバー1を取り付ける際の力の変化について説明する。図10において実線30は作業者がシールカバー1を取り付ける際の力の変化を示している。ただし、図10はシールカバー1を取り付ける際の力の変化を概念的に説明するためのものであり、シールカバー1を取り付ける際の力を実際に測定した結果を示しているものではない。このため、実際にシールカバー1を取り付ける際の力の変化は必ずしも図10とは一致しない。
実線30で示すように、作業者がシールカバー1を取り付ける際の力は雌端子23Bの弾性変形が最大になった時点T1で極大になった後に一旦低下する。時点T2〜T4についても同様であり、シールカバー1を取り付ける際の力はそれらの時点で極大となった後に一旦低下する。
例えば、時点T1でシールカバー1を取り付ける際の力が極大になったときの力をP1、時点T1の後に一旦低下して極小となった力と時点T2で極大になったときの力との差をP2、時点T2の後に一旦低下して極小となった力と時点T3で極大になったときの力との差をP3、時点T3の後に一旦低下して極小となった力と時点T4で極大になったときの力との差をP4とする。
シールカバー1では、作業者がシールカバー1を開口部10に取り付ける際に必要となる力が最大となるのは時点T4でリブ23Eが潰され終わったときであり、そのときの力はP1〜P4を合計した力より小さい。
これに対し、図10において点線31で示すグラフは、シールカバー1を開口部10に取り付けるときに雌端子23Bの弾性変形が最大になる時点、Oリング23Dの圧縮が最大になる時点、軸シール25の圧縮が最大になる時点、及び、リブ23Eが潰され終わる時点が全て重なる場合に必要となる力を示す比較例である。図10から判るように、これらの時点が重なっていると、作業者がシールカバー1を開口部10に取り付ける際に必要となる最大の力はP1〜P4を合計した力と概ね同じになる。
すなわち、上述した4つの時点が重ならないようにすると、それら4つの時点が重なっている場合に比べ、作業者がシールカバー1を開口部10に取り付ける際に必要となる最大の力を小さくすることができる。
(4)実施形態の効果
以上説明した実施形態に係るシールカバー1によると、雌端子23Bの弾性変形が最大になる時点T1、Oリング23Dの圧縮が最大になる時点T2、及び、軸シール25の圧縮が最大になる時点T3の3つの時点が互いに重ならないので、それら3つの時点のうち少なくとも2つの時点が重なっている場合に比べ、作業者がシールカバー1を押し込む際に必要となる力を小さくすることができる。これにより、外周面にOリング23Dが嵌着されているインターロックコネクタ23を備えるシールカバー1を取り付ける際の作業者の負担を軽減することができる。
更に、シールカバー1によると、雌端子23Bを弾性変形させる力が最大になる時点T1、Oリング23Dを圧縮する力が最大になる時点T2、軸シール25を圧縮する力が最大になる時点T3、及び、リブ23Eが潰され終わる時点T4の4つの時点が互いに重ならないので、作業者の負担をより軽減することができる。
<他の実施形態>
本明細書で開示する技術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明細書で開示する技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態ではインターロックコネクタ23のコネクタハウジング23Aにリブ23Eが設けられている場合を例に説明したが、リブ23Eは必ずしも設けられていなくてもよい。
(2)上記実施形態では雌端子23Bの弾性変形が最大になる時点、Oリング23Dの圧縮が最大になる時点、軸シール25の圧縮が最大になる時点、リブ23Eが潰され終わる時点の順となる場合を説明したが、これらの時点の順序はこれに限定されるものではない。どのような順序とするかは適宜に決定することができる。
(3)上記実施形態では待ち受けコネクタ11の雄端子11B及びインターロックコネクタ23の雌端子23Bのうち雌端子23Bが弾性変形する場合を例に説明したが、雄端子11Bが弾性変形する構成であってもよい。
(4)上記実施形態ではインターロックコネクタ23が嵌合部22にフローティング状態で保持されている場合を例に説明したが、インターロックコネクタ23はフローティング状態で保持されていなくてもよい。すなわち、インターロックコネクタ23は嵌合部22に変位不能な状態で保持されていてもよい。
1…シールカバー、10…開口部、11…待ち受けコネクタ、11A…待ち受け側ハウジング、11B…雄端子(待ち受け端子の一例)、21…蓋部、22…嵌合部、23…インターロックコネクタ、23B…雌端子(検知端子の一例)、23C…段部、23D…Oリング(第2リングの一例)、23E…リブ、25…軸シール(第1リングの一例)

Claims (2)

  1. 通電回路の導通と非導通とを切り替えるための待ち受け端子を有する待ち受けコネクタが配されている機器に設けられた開口部を塞ぐシールカバーであって、
    前記開口部の開口を覆う蓋部と、
    前記蓋部の裏面側において前記開口部に嵌合可能に配され、前記開口部の内周面に圧縮された状態で密着する樹脂製の第1リングが外周面に嵌着されている嵌合部と、
    前記嵌合部から前記待ち受けコネクタと嵌合可能に突設されているインターロックコネクタであって、前記待ち受け端子に圧接する検知端子を有し、前記待ち受けコネクタの内周面に圧縮された状態で密着する樹脂製の第2リングが外周面に嵌着されているインターロックコネクタと、
    を備え、
    前記待ち受け端子及び前記検知端子は一方の端子が弾性変形して他方の端子に圧接するものであり、
    当該シールカバーを前記開口部に取り付けるときに前記第1リングの圧縮が最大になる時点、前記第2リングの圧縮が最大になる時点、及び、前記一方の端子の弾性変形が最大になる時点が互いに重ならない位置関係で前記検知端子、前記第1リング、及び、前記第2リングが配置されているシールカバー。
  2. 前記インターロックコネクタの外周面には、全周に亘って環状に張り出しており、前記第2リングが嵌着されている段部と、前記段部より嵌合方向前側に設けられており、前記インターロックコネクタが前記待ち受けコネクタに嵌合される際に前記待ち受けコネクタの内周面に圧接して潰されるリブとが形成されており、
    当該シールカバーを前記開口部に取り付けるときに前記第1リングの圧縮が最大になる時点、前記第2リングの圧縮が最大になる時点、前記一方の端子の弾性変形が最大になる時点、及び、前記リブが潰され終わる時点が互いに重ならない位置関係で前記検知端子、前記第1リング、前記第2リング、及び、前記リブが配置されている、請求項1に記載のシールカバー。
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