JP2017191643A - 車両側コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの小型化を図った上で電線の端末の確実な防水機能を果たす。【解決手段】車両側コネクタＶＣにおいて、端子接続部１４と、フランジ部１１と、電線Ｗの端末が接続された電線接続部１５とを前方から順次に備えた端子金具１０と、端子金具１０が後方から挿入される端子収容室３０が設けられたハウジング２０と、ハウジング２０の後面に装着されるリテーナ５０と、リテーナ５０に設けられ同リテーナ５０の装着時に端子収容室３０に後方から進入して端子金具１０のフランジ部１１に当接する係止スリーブ５５と、が具備され、端子金具１０におけるフランジ部１１と電線接続部１５との間には、端子金具１０と、リテーナ５０の係止スリーブ５５との間で弾縮されて密着する環形のゴム栓８０が装着されるゴム栓装着部８５が設けられている。【選択図】図２

Description

本明細書によって開示される技術は、充電時に充電用コネクタと嵌合される車両側コネクタに関する。

この種の車両側コネクタの一例として、特開２０１１−２４９０３９号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。このものは、相手端子が接続される端子接続部と、フランジ部と、電線の端末が接続された電線接続部とを前方から順次に備えた端子金具と、同端子金具が後方から挿入される端子収容室が設けられたハウジングと、同ハウジングの後面に装着され端子金具のフランジ部に係止することで端子金具を抜け止めすることに機能するリテーナとを備えた構造である。

一方、車両側コネクタは、充電時等にはハウジングの前面側が外部に開口される使用態様であることから、端子収容室に前面から水が降り懸かって、それが端子金具の電線接続部に圧着された電線の端末（芯線と絶縁被覆の間）から浸水するおそれがあるため、防水対策を講じる必要がある。従来では、端子金具における電線接続部の外周に熱収縮チューブを被着する対策が施されていた。

特開２０１１−２４９０３９号公報

しかしながら、防水部材として熱収縮チューブを適用した場合は、より確実な防水効果を得ようとすれば、熱収縮チューブを圧着部分を含めて電線の端末の長い領域に亘って被着する必要があり、それだけ端子金具（熱収縮チューブが被着された電線の端末部を含む）を収容するべくハウジングを大きくせざるを得ず、ひいては車両側コネクタの大型化を招く嫌いがあって、その改良が切望されていた。
本明細書によって開示される技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、コネクタの小型化を図った上で電線の端末における確実な防水機能を果たすところにある。

本明細書によって開示される技術は、車両に配される車両側コネクタであって、端子接続部と、フランジ部と、電線の端末が接続された電線接続部とを前方から順次に備えた端子金具と、前記端子金具が後方から挿入される端子収容室が設けられたハウジングと、前記ハウジングの後面に装着されるリテーナと、前記リテーナに設けられ同リテーナの装着時に前記端子収容室に後方から進入して前記端子金具の前記フランジ部に当接する係止スリーブと、が具備され、前記端子金具における前記フランジ部と前記電線接続部との間には、前記端子金具と、前記リテーナの前記係止スリーブとの間で弾縮されて密着する環形のゴム栓が装着されるゴム栓装着部が設けられているところに特徴を有する。

ゴム栓装着部に装着されたゴム栓が、端子金具と係止スリーブとの間で弾縮されて密着することにより、端子収容室の前面から入った水分が係止スリーブ内に浸入することが阻止され、電線接続部に圧着された電線の端末への浸水が防止される。防水部材に熱収縮チューブを使用した場合と比べて、端子金具における防水に機能させるべく軸方向の長さ領域が小さく留められ、それだけ端子金具を収容するハウジングの特に長さ寸法が小さく抑えられ、ひいては車両側コネクタの小型化を図ることができる。

また、前記リテーナの前記係止スリーブの内周面には、前記端子金具の前記フランジ部と所定間隔を開けて対向する壁部が設けられることにより、前記ゴム栓装着部が環形空間状に形成されており、前記ゴム栓の内周面と外周面とには、前記端子金具の外周面と前記係止スリーブの内周面とにそれぞれ密着する軸シール用リップが設けられていることに加え、前記ゴム栓の前面と後面とには、前記フランジ部と前記壁部とにそれぞれ密着する面シール用リップが設けられている構成としてもよい。

ゴム栓によるシール構造として、ゴム栓の内外の周面が、軸シール用リップを潰しつつ、端子金具の外周面と係止スリーブの内周面との間で厚さ方向に弾縮されて密着されるとともに、ゴム栓の前後の面が、面シール用リップを潰しつつ、端子金具のフランジ部と、係止スリーブの壁部との間で軸方向に弾縮されて密着されるようになっている。軸シールと面シールの両方がなされることで、より強固な防水機能を発揮することができる。

なお、端子金具について、ゴム栓の装着面の径寸法が小さくなる設計変更がなされた場合でも、ゴム栓がフランジ部と壁部との間で軸方向に弾縮される面シール構造は維持されるから、防水機能は担保される。言い換えると、端子金具の径寸法が変更された場合にも同一のゴム栓が使用でき、汎用性が高められる。
また、端子金具について、フランジ部の厚さ等の製造上の寸法誤差ができ、結果、フランジ部と係止スリーブの壁部の間隔が大きくなり過ぎる誤差ができた場合にも、ゴム栓の内外の周面が、端子金具の外周面と係止スリーブの内周面との間で厚さ方向に弾縮される軸シール構造は維持されるから、防水機能は担保される。すなわち、端子金具に製造上の寸法誤差があった場合にも、所定の防水機能を発揮できる。

本明細書によって開示される技術によれば、コネクタの小型化を図った上で電線の端末における確実な防水機能を果たすことができる。

実施形態に係る車両側コネクタの正面図 図１のII−II線断面図 リテーナの斜視図 ゴム栓の斜視図 ゴム栓の断面図 図２の部分拡大図 図６の部分拡大図

＜実施形態＞
実施形態を図１ないし図７に基づいて説明する。本実施形態の車両側コネクタＶＣは、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載されたバッテリ（図示せず）に接続され、このバッテリへの充電時に充電用コネクタ（図示せず）と嵌合接続されるようになっている。車両側コネクタＶＣは、５極コネクタであって、図２に示すように、端子金具１０を収容して車両のボディに装着されるインレットハウジング２０（以下、ハウジング２０）と、端子金具１０を抜け止めするべく同ハウジング２０の後面側に装着されるリテーナ５０とを備えている。

図１に示すように、端子金具１０は、２本のパワー端子、１本のアース端子及び２本の信号用端子からなり、種類によって径寸法等を異にする場合があるが、基本的な構造は同様である。以下には、アース端子を例に採って説明する。
端子金具１０は、全体として丸棒状の鍛造品として形成され、図２に示すように、フランジ部１１を挟んだ前側に小径部１２が、後側に大径部１３が形成された段付き状に形成されている。
小径部１２の先端部が、相手の充電側端子（図示せず）と接続される端子接続部１４となっているとともに、大径部１３の後端部が、電線Ｗの端末に圧着により接続される電線接続部１５となっている。言い換えると、端子金具１０は、前側から順次に、端子接続部１４、フランジ部１１、及び電線接続部１５が設けられた構造である。

端子接続部１４の先端には、絶縁材からなるキャップ１６が嵌着されている。電線接続部１５の後面の中心には、圧着孔１７が形成されている。電線Ｗは、図６に示すように、絶縁被覆Ｗｂの端末が所定長さ切除（皮剥ぎ）された端末処理が施され、露出した芯線Ｗａの端末が、上記した圧着孔１７に挿入されて圧着されることにより、電線Ｗの端末が端子金具１０における電線接続部１５に対して電気的に接続されるようになっている。

ハウジング２０は合成樹脂製であって、図１及び図２に示すように、車両のボディを構成するパネルに固定される取付板２１と、端子金具１０が収容される端子収容室３０が形成され取付板２１から前方に突出して設けられた端子収容部２５と、取付板２１から後方に突出形成された周壁４０と、を備えている。

取付板２１は方形状に形成され、四隅に取付孔２２が開口されている。
端子収容部２５の外周にはフード部２６が形成され、フード部２６ともども端子収容部２５の前端側が取付板２１の前面に所定寸法突出した形態で、上記のように取付板２１と一体に形成されている。
端子収容部２５には５個の端子収容室３０が形成され、図１に示す配置で形成されている。端子収容室３０は、収容する端子金具１０の種類に応じて長さ寸法等を異にする場合があるが、基本的な構造は同様である。図２には、アース端子を収容する端子収容室３０が示されている。

端子収容室３０は、概ね前後両面に開口した円形孔から形成されており、中間壁３２を挟んだ前側が前部収容室３１Ａ、後側が後部収容室３１Ｂとなっている。中間壁３２の中心には、端子挿通孔３３が前後方向に貫通して形成されている。
端子金具１０は端子収容室３０（後部収容室３１Ｂ）に後方から挿入され、先端の端子接続部１４が端子挿通孔３３を通して押し込まれたのち、フランジ部１１が中間壁３２の後面に当接することで挿入が停止されるようになっている。このとき、端子接続部１４が前部収容室３１Ａ内に突出し、またフランジ部１１から電線接続部１５の途中位置までが後部収容室３１Ｂに収容された状態となる。

図示はしないが、ハウジング２０には、同ハウジング２０の前面側に降り懸かった水をハウジング２０外に排水するべく排水構造が形成されている。

周壁４０の後端開口には、各端子金具１０を抜け止めするためのリテーナ５０が装着されるようになっており、図３に示す形状に形成されている。
リテーナ５０は概ね、円形の基板５１の前面外周縁に、内筒５３と外筒５４とからなる二重筒部５２が突出形成されたキャップ状に形成されている。二重筒部５２における内筒５３は、周壁４０の後端部の内側にクリアランスを持って嵌合され、一方外筒５４は、同周壁４０の後端部の外側に略緊密に嵌合されるようになっている。

基板５１には、５本の係止スリーブ５５が前方に突出した形態で形成されている。図２に示すように、各係止スリーブ５５は、ハウジング２０の端子収容部２５における各端子収容室３０と対応した位置に配され、端子収容室３０における後部収容室３１Ｂ内に略緊密に嵌合可能である。
後記するように、リテーナ５０が周壁４０の後端開口に正規に被着された場合には、図２に示すように、各係止スリーブ５５が対応する端子収容室３０の後部収容室３１Ｂ内に挿入されて、その先端が、端子金具１０のフランジ部１１の厚さ分の間隔を開けて、中間壁３２の後面と対向する位置まで進出可能となっている。
なお、係止スリーブ５５の内部には、端子金具１０におけるフランジ部１１より後方の大径部１３（電線接続部１５を含む）、並びに電線接続部１５から後方に引き出された電線Ｗの端末の一部が挿通可能となっている。

リテーナ５０の二重筒部５２における内筒５３の外周面には、ゴム製のシールリング７０が全周に亘って嵌着されている。
同二重筒部５２における外筒５４の前縁には、図３に示すように、４個のロック片５８が所定の角度間隔を開けて形成されているとともに、ハウジング２０における周壁４０の外周面には、図示はしないが各ロック片５８に嵌るロック突部が対応して形成されている。

リテーナ５０は、各係止スリーブ５５の先端を対応する端子収容室３０における後部収容室３１Ｂの後端に嵌合させて所定の回動姿勢に位置合わせされ、各係止スリーブ５５を後部収容室３１Ｂ内に進入させ、また、シールリング７０を厚さ方向に弾縮しながら二重筒部５２内に周壁４０の後端部を挿入しつつ押し込まれる。図２に参照して示すように、周壁４０の後端が二重筒部５２の奥端に近接する位置まで押し込まれたところで、各ロック片５８がロック突部に弾性的に嵌り、これによりリテーナ５０は、周壁４０の後面開口に水密に被着され、同被着状態にロックされる。

リテーナ５０が正規に被着された状態では、図２に示すように、５本の係止スリーブ５５の先端が、後部収容室３１Ｂにおける中間壁３２の所定間隔を開けた直後位置まで進出し、前止まりされた端子金具１０のフランジ部１１の後面の外周部に当接するようになっている。そのとき、周壁４０、端子収容部２５及びリテーナ５０の間において閉空間が構成される。

ところで、ハウジング２０の前面開口に降り懸かった水は、例えば各端子収容室３０の前面から浸入し、中間壁３２の端子挿通孔３３を通ってその裏側に達し、端子金具１０の電線接続部１５に圧着された電線Ｗの端末（芯線Ｗａと絶縁被覆Ｗｂの隙間）に浸入するおそれがある。
そこで以下のような防水構造が形成されている。

図６に示すように、端子金具１０の大径部１３における基端部、詳細には、フランジ部１１の直後の電線接続部１５に到る前の所定の長さ領域の外周面には、ゴム栓８０の装着面１９が設定されている。
一方、係止スリーブ５５の内周面には、先端から所定寸法入った位置において、環形をなす内壁５６が全周に亘って形成されている。上記のようにリテーナ５０が正規位置に装着され、係止スリーブ５５が前止まりして収容された端子金具１０のフランジ部１１の後面外周部に当接した場合に、フランジ部１１と内壁５６、並びに大径部１３の装着面１９と係止スリーブ５５の内周面とで囲まれるようにして、略方形断面の環形空間をなすゴム栓装着部８５が形成されるようになっている。

上記したゴム栓８０は、図４及び図５に示すように、ゴム栓装着部８５内に緊密に嵌合される方形断面の環形に形成されている。より詳細には、図７にも示すように、ゴム栓８０の内周面と外周面とには、端子金具１０の装着面１９と係止スリーブ５５の内周面とにそれぞれ密着する軸シール用リップ８１Ａ，８１Ｂが、２条ずつ対をなして設けられている。それに加え、同ゴム栓８０の前面と後面とには、フランジ部１１と内壁５６とにそれぞれ密着する面シール用リップ８２Ａ，８２Ｂが、２条ずつ対をなして設けられている。

なお、図示はしないが、リテーナ５０の後面側には、カバーが装着されるようになっており、各端子金具１０に接続された電線Ｗが、係止スリーブ５５の後端から引き出されたところで下向きに屈曲されて一纏めに束ねられ、カバー内に収容されつつ下方に導出されるようになっている。

続いて、本実施形態の作用及び効果を説明する。
車両側コネクタＶＣは、例えば以下のような手順で組み立てられる。各端子金具１０について、端子接続部１４の先端に絶縁性のキャップ１６が装着されるとともに、フランジ部１１の直後の装着面１９にゴム栓８０が嵌着される。一方、リテーナ５０に設けられた各係止スリーブ５５に対して、それぞれ電線Ｗが後方から先通しされ、電線Ｗの端末は、係止スリーブ５５の先端よりさらに前方に引き出されたのち、皮剥きして芯線Ｗａの端末を露出させる端末処理が施される。続いて、芯線Ｗａが露出された電線Ｗの端末に、端子金具１０の電線接続部１５が圧着されて接続される。
また、リテーナ５０の二重筒部５２における内筒５３の外周に、シールリング７０が嵌着される。

かかる状態から、各電線Ｗの端末に接続された端子金具１０が、ハウジング２０の端子収容部２５に設けられた対応する端子収容室３０に後方から挿入される。端子金具１０は端子接続部１４を端子挿通孔３３に通しつつ押し込まれ、フランジ部１１が中間壁３２の後面に当接したところで挿入が停止される。
５個の端子金具１０が対応する端子収容室３０に前止まりして収容されたら、後方に待機していたリテーナ５０が電線Ｗに沿って前方に移動される。そののちリテーナ５０は、各係止スリーブ５５を対応する端子収容室３０の後部収容室３１Ｂに嵌合させて位置合わせされ、各係止スリーブ５５を後部収容室３１Ｂ内に進入させ、また、シールリング７０を厚さ方向に弾縮しながら二重筒部５２内に周壁４０の後端部を挿入しつつ押し込まれる。

図２に示すように、周壁４０の後端が二重筒部５２の奥端に近接する正規位置までリテーナ５０が押し込まれたところで、リテーナ５０に設けられたロック片５８が周壁４０の外周面に設けられたロック突部（図示せず）に弾性的に嵌り、これによりリテーナ５０は、周壁４０の後面開口に水密に被着され、同被着状態にロックされる。

このようにリテーナ５０が正規に被着された状態では、図２に示すように、５本の係止スリーブ５５の先端が、対応する端子収容室３０（後部収容室３１Ｂ）の中間壁３２の直後位置まで進出して、前止まりされた端子金具１０のフランジ部１１の後面の外周部に当接し、これにより各端子金具１０の後方への抜け止めが図られる。

それとともに、図６に示すように、端子金具１０におけるフランジ部１１の直後の装着面１９に装着されたゴム栓８０が、係止スリーブ５５との間に形成されたゴム栓装着部８５内で四方から弾縮される。より詳細には、図７に示すように、ゴム栓８０の内外の周面が、軸シール用リップ８１Ａ，８１Ｂを潰しつつ、端子金具１０の装着面１９と係止スリーブ５５の内周面との間で厚さ方向に弾縮されて密着する。それに加え、ゴム栓８０の前後の面が、面シール用リップ８２Ａ，８２Ｂを潰しつつ、端子金具１０のフランジ部１１と、係止スリーブ５５の内壁５６との間で軸方向に弾縮されて密着する。
これにより、端子収容室３０に収容された端子金具１０のフランジ部１１の直後位置において、端子金具１０と係止スリーブ５５との間がシールされることになる。

また、リテーナ５０がハウジング２０の周壁４０の後面開口に水密に被着されることで、周壁４０、端子収容部２５及びリテーナ５０の間に閉空間が形成される。
最後に、リテーナ５０の各係止スリーブ５５の後端から引き出された５本の電線Ｗが、下向きに屈曲されたのち一纏めにされ、カバー内に収容されることで、車両側コネクタＶＣの組み立てが完了する。

上記のように組み立てられた車両側コネクタＶＣは、パネルに開口された取付孔に内面側（裏面側）から挿通され、取付板２１の四隅をボルト締めすることでパネルに固定される。このとき、車両側コネクタＶＣは、上端が少し後方に傾いた後傾姿勢を採って取り付けられる。
一方、車両側コネクタＶＣの後面側において、一纏めとなって下方に延出された電線Ｗは、コルゲートチューブやブーツに通されて防水処理が施された上で、車両に搭載されたバッテリと接続される。

充電作業時には、車両側コネクタＶＣのハウジング２０（端子収容部２５）の前面側に配された蓋を開放したのち、外部電源と接続された充電用コネクタが車両側コネクタＶＣのハウジング２０（端子収容部２５）と嵌合され、バッテリに対して充電される。
ここで、相手の充電用コネクタが嵌合される前後において、ハウジング２０の前面に水が懸かり、端子収容部２５の端子収容室３０に浸水する場合がある。

その場合、端子収容室３０の前面から浸入した水分が、中間壁３２の端子挿通孔３３を通ってその裏側に達し、端子金具１０と係止スリーブ５５との間に浸水するおそれがあるが、端子金具１０と係止スリーブ５５との間は、弾縮されたゴム栓８０によりシールされていることで、浸水することが阻止され、結果、端子金具１０の電線接続部１５に圧着された電線Ｗの端末（芯線Ｗａと絶縁被覆Ｗｂの隙間）に浸水することが防止される。

以上のように本実施形態では、端子金具１０におけるフランジ部１１の直後に設定されたゴム栓装着部８５に装着されたゴム栓８０が、端子金具１０と係止スリーブ５５との間で弾縮されて密着することにより、端子収容室３０の前面から入った水分が係止スリーブ５５内に浸入することが阻止され、電線接続部１５に圧着された電線Ｗの端末への浸水が防止される。防水部材に熱収縮チューブを使用した場合と比べて、端子金具１０における防水に機能させるべく軸方向の長さ領域が小さく留められ、それだけ端子金具１０を収容するハウジング２０の特に長さ寸法が小さく抑えられ、ひいては車両側コネクタＶＣの小型化を図ることができる。

特に、ゴム栓８０によるシール構造として、ゴム栓８０の内外の周面が、軸シール用リップ８１Ａ，８１Ｂを潰しつつ、端子金具１０の装着面１９と係止スリーブ５５の内周面との間で厚さ方向に弾縮されて密着されるとともに、ゴム栓８０の前後の面が、面シール用リップ８２Ａ，８２Ｂを潰しつつ、端子金具１０のフランジ部１１と、係止スリーブ５５の内壁５６との間で軸方向に弾縮されて密着されるようになっている。軸シールと面シールの両方がなされることで、より強固な防水機能を発揮することができる。

端子金具１０について、フランジ部１１の直後に設定されたゴム栓８０の装着面１９の径寸法が小さくなる設計変更がなされた場合でも、ゴム栓８０の前後の面が端子金具１０のフランジ部１１と、係止スリーブ５５の内壁５６との間で軸方向に弾縮される面シール構造は維持されるから、防水機能は担保される。言い換えると、端子金具１０の径寸法が変更された場合にも同一のゴム栓８０が使用できて、汎用性が高められる。

また、鍛造品からなる端子金具１０ではフランジ部１１の厚さ管理が難しく、そのためフランジ部１１と係止スリーブ５５の内壁５６の間隔にばらつきが出るおそれがあるが、同間隔が大きくなり過ぎた場合にも、ゴム栓８０の内外の周面が、端子金具１０の装着面１９と係止スリーブ５５の内周面との間で厚さ方向に弾縮される軸シール構造は維持されるから、防水機能は担保される。端子金具１０に製造上の寸法誤差があった場合にも、所定の防水機能を発揮できる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は、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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）ゴム栓に設けられる軸シール用リップと面シール用リップの条数は、それぞれ１条、または３条以上であってもよい。
（２）ゴム栓の装着構造として、端子金具の外周面と係止スリーブの内周面との間で厚さ方向に弾縮される軸シールのみが施される構造としてもよい。
（３）端子金具は、金属棒の切削加工品であってもよい。
（４）ハウジングの後面開口をシールするべくリテーナに設けられたシールリングは、二色成形によりリテーナと一体的に形成するようにしてもよい。
（５）リテーナに設けられた係止スリーブの後端開口について、必要に応じて個室ゴム栓によりシールするようにしてもよい。

ＶＣ…車両側コネクタ
Ｗ…電線
Ｗａ…芯線
Ｗｂ…絶縁被覆
１０…端子金具
１１…フランジ部
１４…端子接続部
１５…電線接続部
１９…装着面
２０…インレットハウジング（ハウジング）
３０…端子収容室
５０…リテーナ
５５…係止スリーブ
５６…内壁（壁部）
８０…ゴム栓
８１Ａ，８１Ｂ…軸シール用リップ
８２Ａ，８２Ｂ…面シール用リップ
８５…ゴム栓装着部

Claims (2)

1. 車両に配される車両側コネクタであって、
   端子接続部と、フランジ部と、電線の端末が接続された電線接続部とを前方から順次に備えた端子金具と、
   前記端子金具が後方から挿入される端子収容室が設けられたハウジングと、
   前記ハウジングの後面に装着されるリテーナと、
   前記リテーナに設けられ同リテーナの装着時に前記端子収容室に後方から進入して前記端子金具の前記フランジ部に当接する係止スリーブと、が具備され、
   前記端子金具における前記フランジ部と前記電線接続部との間には、前記端子金具と、前記リテーナの前記係止スリーブとの間で弾縮されて密着する環形のゴム栓が装着されるゴム栓装着部が設けられている車両側コネクタ。
2. 前記リテーナの前記係止スリーブの内周面には、前記端子金具の前記フランジ部と所定間隔を開けて対向する壁部が設けられることにより、前記ゴム栓装着部が環形空間状に形成されており、
   前記ゴム栓の内周面と外周面とには、前記端子金具の外周面と前記係止スリーブの内周面とにそれぞれ密着する軸シール用リップが設けられていることに加え、
   前記ゴム栓の前面と後面とには、前記フランジ部と前記壁部とにそれぞれ密着する面シール用リップが設けられている請求項１に記載の車両側コネクタ。

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