JP5168577B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、機器のケースに取り付けられるコネクタに関する。

従来、インバータ装置などの機器のケースに取り付けられるコネクタとして、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。機器のケースには、取付孔が貫通して設けられている。コネクタは、取付孔に嵌合する嵌合部を有するハウジングを備えている。ハウジングは、嵌合部の一端側からケースの外部に露出しており、この露出した部分を包囲するシールドシェルがケースに固定されている。嵌合部の一端側には、同嵌合部の嵌合方向にシールドシェルと接触可能なシェル接触面が設けられている。
特開２００２−３１３４９６公報

ここで、シールドシェルとシェル接触面とが密着した状態でシールドシェルがケースに固定された場合、シールドシェルとシェル接触面との間に隙間は形成されない。しかしながら、嵌合部の取付孔に対する嵌合深さや、シールドシェルのケースに対する取付状態などによって、シールドシェルとシェル接触面との間にわずかな隙間が形成され、この隙間に水が溜まりやすくなる。つまり、シールドシェルとハウジングとの間に水が溜まりやすくなる。

本発明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、シールドシェルとハウジングとの間に水が溜まりにくくすることを目的とする。

本発明のコネクタは、機器のケースに貫通して設けられた取付孔に嵌合する嵌合部を有するハウジングと、ハウジングのうち嵌合部からケースの外部側に露出した部分を包囲しつつケースに固定されたシールドシェルと、嵌合部に設けられ、同嵌合部の嵌合方向にシールドシェルと接触可能なシェル接触面と、シェル接触面の外縁部を切り欠いて設けられ、シールドシェルとの間に通水用の隙間を形成する嵌合方向に対してテーパ状の切欠面とを備える構成としたところに特徴を有する。

このような構成によると、シールドシェルと切欠面との間に通水用の隙間を形成することができるため、この隙間を排水路として水を排出することができる。つまり、通水用の隙間によってシールドシェルとシェル接触面との間に溜まった水を排出することができる。したがって、シールドシェルとシェル接触面との間に水が溜まりにくくすることができる。

本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
切欠面は、シェル接触面の外縁部における全周に亘って形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、シェル接触面の外縁部における全周に亘って通水用の隙間を形成することができる。

取付孔の内周面と嵌合部の外周面との間には、シールリングが圧着されている構成としてもよい。
このような構成によると、シールリングによって取付孔からケースの内部に水が浸入することを規制できる。さらに、通水用の隙間によって取付孔の内周面と嵌合部の外周面との間に水が溜まりにくくすることができる。

嵌合部を貫通して筒状に設けられ、バッテリに接続された一対の電線を挿通する一対の電線挿通部を備えている構成としてもよい。
このような構成によると、バッテリから機器に電力を供給する給電用のコネクタに適用できる。

電線挿通部の内周面と電線の被覆部分との間には、防水ゴム栓が装着されている構成としてもよい。
このような構成によると、防水ゴム栓によって電線挿通部からケースの内部に水が浸入することを規制できる。

本発明によれば、シールドシェルとハウジングとの間に水が溜まりにくくすることができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１３の図面を参照しながら説明する。本実施形態における機器用コネクタ１０は、電気自動車のインバータ装置（本発明の「機器」の一例）に取り付けられている。機器用コネクタ１０は、バッテリ（図示せず）からインバータ装置に電力を供給するためのコネクタである。このため、機器用コネクタ１０は、一端がバッテリに接続された電線２０の他端に接続されている。なお、インバータ装置自体は図示はしないものの、インバータ装置は、シールド機能を有する金属製のケース３０の内部に収容されている。

ケース３０は、図１に示すように、ケース本体３１、ケース本体３１の上部に開口する上部開口を塞ぐ上部カバー３２などを備えて構成されている。ケース本体３１の側壁には、取付孔３３が貫通して設けられている。取付孔３３は、ケース本体３１の側壁を貫通してケース本体３１の外部側に突出する嵌合筒部３４の内周面によって構成されている。

ケース３０の内部には、端子台３５が配設されている。電線２０の端末に接続された端子金具２１の先端には、図４に示すように、ボルト孔２１Ａが開口している。端子金具２１は、ボルト孔２１Ａに接続ボルトＢ１を貫通し、接続ボルトＢ１を端子台３５に螺合することによってインバータ装置側と導通可能に接続されている。

機器用コネクタ１０は、合成樹脂製のハウジング１１を有している。このハウジング１１は、大きく分けて、ケース３０の内部に配置された内部ハウジング４０と、ケース３０の外部に配置された外部ハウジング５０とによって構成されている。

まず、内部ハウジング４０の構成について説明する。内部ハウジング４０は、図８に示すように、取付孔３３に嵌合する嵌合部４１、端子金具２１を挿通させる一対の端子挿通部４２、嵌合検知用端子２２を収容する検知端子収容部４３などを備えて構成されている。嵌合部４１は、軸方向から見て正円形の外形を有している。嵌合部４１の外周面には、図１２に示すように、装着溝４１Ａが凹設されている。この装着溝４１Ａには、シールリング６０が嵌着されている。

シールリング６０は、可撓性を有するゴム製である。シールリング６０は、装着溝４１Ａに嵌着されると、嵌合部４１の軸方向に位置決め状態で抜け止めされる。嵌合部４１を取付孔３３に嵌合させると、シールリング６０は、装着溝４１Ａと取付孔３３の内周面とに密着する。これにより、嵌合部４１と嵌合筒部３４との間からケース３０の内部に水が浸入することが規制される。

端子挿通部４２は、図８に示すように、嵌合部４１を貫通して筒状に設けられている。端子挿通部４２は、嵌合部４１からケース３０の内部側に突出している。端子挿通部４２は、詳細には、端子金具２１を挿通させる幅広部４２Ａと、幅広部４２Ａの上下両側に一体に連なって配設された一対の幅狭部４２Ｂとから構成されている。端子挿通部４２の内部空間は、幅広部４２Ａと両幅狭部４２Ｂとからなる断面略十字状に形成されている。

上側の幅狭部４２Ｂから幅広部４２Ａにかけての範囲には、上下に撓み可能なランス４４が配設されている。ランス４４は、図４に示すように、上側の幅狭部４２Ｂの内壁における嵌合部４１に対応する位置を基端部としてここからケース３０の内部側に向けて片持ち状に突出して設けられている。一方、端子金具２１には、ランス４４と係止可能なランス係止孔２１Ｂが開口している。これにより、端子金具２１は、ランス４４がランス係止孔２１Ｂに係止することでケース３０の外部側に抜け止めされる。

検知端子収容部４３は、図８に示すように、嵌合部４１からケース３０の内部側に突出する筒状に形成されている。検知端子収容部４３は、嵌合部４１の幅方向中央における両端子挿通部４２の下方に配置されている。検知端子収容部４３の嵌合部４１からの突出端は、端子挿通部４２の嵌合部４１からの突出端よりもケース３０の内部側に配置されている。嵌合部４１を取付孔３３に嵌合させると、検知端子収容部４３に収容された嵌合検知用端子２２がインバータ装置側の端子と接続されることで嵌合部４１の取付孔３３に対する嵌合状態が検知される。

端子挿通部４２の外周面には、倒れ防止用の補強リブが設けられている。補強リブは、端子挿通部４２の外周面から上下左右に延びる形態で嵌合部４１に連結されている。具体的に説明すると、補強リブは、上側の幅狭部４２Ｂの上面から上方に延びる形態をなす上側補強リブ４５Ａと、下側の幅狭部４２Ｂの下面から下方に延びる形態をなす下側補強リブ４５Ｂと、幅広部４２Ａの側面から左方に延びる形態をなす左側補強リブ４５Ｃと、幅広部４２Ａの側面から右方に延びる右側補強リブ４５Ｄとから構成されている。

各補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄは、それぞれ嵌合部４１の外周縁と対応する位置まで平面状に延出されている。また、各補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの嵌合部４１からの突出端は、端子挿通部４２の嵌合部４１からの突出端と揃う位置とされている。換言すると、各補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの嵌合部４１からの突出端は、嵌合部４１の取付孔３３に対する嵌合方向に対して直交する方向に延びる形態をなしている。

このようにして補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄを形成すると、補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの一部を切り欠いてテーパ状のガイド部を設けた場合よりも、補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの強度を向上させることができる。しかしながら、テーパ状のガイド部を設けないようにすると、嵌合部４１を取付孔３３に嵌合する際に、補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄと嵌合筒部３４とが干渉しやすくなり、嵌合部４１の嵌合作業を円滑に行うことができなくなる。そこで、本実施形態では、補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄとは別にガイドリブを設けることにより嵌合部４１の嵌合動作を案内している。

ガイドリブは、嵌合部４１の外周面と同じ外形をなして嵌合部４１からケース３０の内部側に突出して設けられた３つのガイドリブ４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃによって構成されている。これらのガイドリブ４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃは、周方向（嵌合部４１の外周面に沿う方向）に間欠的に配置されている。ガイドリブ４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃの嵌合部４１からの突出端は、図１３に示すように、補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの嵌合部４１からの突出端と揃う位置とされている。さらに、ガイドリブ４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃの嵌合部４１からの突出端は、端子挿通部４２の嵌合部４１からの突出端とも揃う位置とされている。

詳細には、ガイドリブは、図５に示すように、上部中央に配置された上側ガイドリブ４６Ａ、左下に配置された左側ガイドリブ４６Ｂ、右下に配置された右側ガイドリブ４６Ｃによって構成されている。上側ガイドリブ４６Ａは、両上側補強リブ４５Ａの上端同士を円弧状に連結することによって形成されている。左側ガイドリブ４６Ｂは、左側補強リブ４５Ｃの左端と左側に位置する下側補強リブ４５Ｂの下端とを円弧状に連結することによって形成されている。右側ガイドリブ４６Ｃは、右側補強リブ４５Ｄの右端と右側に位置する下側補強リブ４５Ｂの下端とを円弧状に連結することによって形成されている。これにより、ガイドリブ４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃは、嵌合部４１の外周面と同じ外形をなしている。

換言すると、両上側補強リブ４５Ａは、上側ガイドリブ４６Ａによって一体に連結され、左側補強リブ４５Ｃと左側に位置する下側補強リブ４５Ｂとは、左側ガイドリブ４６Ｂによって一体に連結され、右側補強リブ４５Ｄと右側に位置する下側補強リブ４５Ｂとは、右側ガイドリブ４６Ｃによって一体に連結されることになる。

このようなガイドリブ４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃによると、ガイドリブ４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃの外周面を取付孔３３の内周面に沿わせるように接触させることが可能となり、嵌合部４１を取付孔３３の内部に嵌合しやすくなり、ハウジング１１の傾きを規制できる。これに加えて、各補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄが各ガイドリブ４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃによって互いに連結されるため、各補強リブ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの強度をさらに向上させることができる。

次に、外部ハウジング５０の構成について説明する。外部ハウジング５０は、図９ないし図１１に示すように、嵌合部４１におけるケース３０の外部側の面を構成するシェル接触面５１、円筒状をなす一対の電線挿通部５２などを備えて構成されている。

シェル接触面５１は、図９に示すように、両電線挿通部５２の上側に配置された上側シェル接触面５１と、両電線挿通部５２の下側に配置された下側シェル接触面５１Ｂとに分割されている。シェル接触面５１は、嵌合部４１の取付孔３３に対する嵌合方向に対して直交する平面とされている。したがって、シェル接触面５１は、シールドシェル７０に対して嵌合部４１の嵌合方向に接触可能である。下側シェル接触面５１Ｂは、嵌合部４１の外周縁部のみに形成されている。つまり、両電線挿通部５２と下側シェル接触面５１Ｂとの間には、ケース３０の内部側に凹んだ凹部５３が形成されている。

電線挿通部５２は、嵌合部４１を貫通して筒状に設けられている。両電線挿通部５２は、図１２に示すように、両端子挿通部４２と連通している。つまり、電線挿通部５２の内部空間と端子挿通部４２の内部空間とによってキャビティが形成されている。このキャビティには、電線２０の端末に端子金具２１が接続されてなる端子付き電線が収容されている。

外部ハウジング５０には、シールド機能を有する金属製のシールドシェル７０が装着可能とされている。シールドシェル７０は、図１ないし図４に示すように、両電線挿通部５２の外周部分を包囲する筒部７１、シェル接触面５１およびケース本体３１の外側面に沿って配置される基部７２、嵌合筒部３４の上面に固定される固定部７３などを一体に備えて構成されている。

筒部７１は、図６に示すように、断面横長の長孔形状をなす円筒状に形成されている。筒部７１の先端には、内周側に張り出すフランジ部７４が周設されている。このフランジ部７４によって囲まれた部分は、両電線挿通部５２を一括して挿通させる挿通孔とされている。この挿通孔も横長の長孔形状をなしている。

フランジ部７４の上縁と下縁には、それぞれロック部５４が係止可能とされている。ロック部５４は、両電線挿通部５２の外周面によって挟まれたデッドスペースを利用して設けられている。つまり、両電線挿通部５２の外周面間にベース部５５を架設し、このベース部５５にロック部５４が配設されている。ロック部５４は、片持ち状をなしてケース３０の外部側に突出して設けられている。ロック部５４の自由端側には、ベース部５５と反対側に突出するロック突部５４Ａが設けられている。筒部７１を両電線挿通部５２の外周面に装着すると、ロック突部５４Ａがフランジ部７４に対して内周側から係止する。これにより、シールドシェル７０が外部ハウジング５０に固定される。

ベース部５５には、ロック部５４の左右両側に配置された一対の保護壁５６が設けられている。両保護壁５６は、ロック部５４を左右両側から包囲している。上下右側の両保護壁５６は、上下左側の両保護壁５６よりもベース部５５からの突出高さが高くなっている。また、フランジ部７４には、上下右側の両保護壁５６に対応して上下一対の切り欠き７４Ａが形成されている。これにより、上下右側の両保護壁５６を両切り欠き７４Ａに合うようにシールドシェル７０を装着することでシールドシェル７０の誤組防止が図られている。

電線挿通部５２の内周面と電線２０の被覆部分との間には、図４に示すように、防水ゴム栓６１が装着されている。防水ゴム栓６１は、電線挿通部５２の内周面と電線２０の被覆部分の双方に対して密着している。また、防水ゴム栓６１は、ゴム栓押さえ６２によって抜け止めが図られている。これにより、電線挿通部５２からケース３０の内部に水が浸入することが規制されている。

両電線２０は、図３に示すように、編組線Ｈによって一括してシールドされている。編組線Ｈの端末は、筒部７１の外周面に被せられ、さらにその外周から編組線Ｈを覆うようにしてかしめリング８０が圧着されている。これにより、ケース３０の内部から編組線Ｈの内部に亘る空間を漏れなく一括してシールドすることが可能となる。

固定部７３は、図６に示すように、基部７２の両側から上方に突出した後、略直角に折り曲げられて嵌合筒部３４の上面に沿う形態をなしている。この嵌合筒部３４の上面に沿う部分には、ボルト孔が開口している。シールドシェル７０は、前記ボルト孔に固定ボルトＢ２を貫通し、固定ボルトＢ２を嵌合筒部３４の上部に螺合することによってケース３０に固定されている。

この固定状態では、基部７２とシェル接触面５１とが密着した状態とされている。しかしながら、嵌合部４１が取付孔３３に対して深めに嵌合していたり、あるいは、シールドシェル７０の基部７２がシェル接触面５１から離間した状態で固定されたりする場合がある。この場合、基部７２とシェル接触面５１との間にわずかな隙間が形成され、この隙間に水が溜まりやすくなってしまう。

そこで、本実施形態ではシェル接触面５１の外縁部を全周に亘って切り欠くことにより切欠面５７を設けている。切欠面５７を設けると、切欠面５７と基部７２との間に通水用の隙間Ｓが形成される。このような隙間Ｓを設けると、隙間Ｓが排水経路として機能し、基部７２とシェル接触面５１との間に水が溜まりにくくすることができる。

ここで、外部への排水経路について図７を参照しながら説明する。図中Ｏ１は、シールドシェル７０と外部ハウジング５０との間に溜まった水の第１の排水経路を示し、図中Ｏ２は、第２の排水経路を示し、図中Ｏ３は、第３の排水経路を示している。嵌合部４１の上部から流れてきた水は、基部７２と上側シェル接触面５１Ａとの間よりも隙間Ｓのほうが広くなっているため、第１の排水経路Ｏ１を優先的に流れる。第１の排水経路Ｏ１を流れる水は、切欠面５７を通って第２の排水経路Ｏ２へ流れる。万が一、第１の排水経路Ｏ１から筒部７１の内部に水が流入した場合には、電線挿通部５２の外周面を伝って凹部５３に水が流れ込む。ここで、下側シェル接触面５１Ｂの下部には、第３の排水経路Ｏ３として機能する排水凹部５８が凹設されている。このため、凹部５３に溜まった水は、第３の排水経路Ｏ３から外部に排水される。したがって、シールドシェル７０と外部ハウジング５０との間に水が溜まりにくくすることができる。

本実施形態は以上のような構成であって、続いてその作用を説明する。まず、電線２０の端末に接続された端子金具２１を電線挿通部５２の内部に挿通し、そのまま端子挿通部４２の内部に挿通する。端子金具２１のランス係止孔２１Ｂにランス４４が係止すると、端子金具２１が抜け止めされる。次に、シールドシェル７０を外部ハウジング５０に組み付ける。このとき、フランジ部７４の切り欠き７４Ａが右側の保護壁５６に嵌るように組み付けることで、シールドシェル７０を正規に組み付けることができる。シールドシェル７０をさらに押し込むと、ロック部５４のロック突部５４Ａがフランジ部７４に対して内周側から係止する。これにより、シールドシェル７０が外部ハウジング５０に対して抜け止めされる。

次に、編組線Ｈを筒部７１の外周面に被せ、さらにその上からかしめリング８０をかしめ付けて圧着する。この状態で、ハウジング１１をケース３０に対して組み付ける。嵌合部４１を取付孔３３に挿入する際には、ガイドリブ４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃの外周面が取付孔３３の内周面に摺接することにより嵌合部４１の嵌合動作を案内できるとともに、ハウジング１１の傾きを規制できる。

嵌合部４１が取付孔３３に対して正規の嵌合位置まで挿入されると、端子金具２１のボルト孔２１Ａが端子台３５の上面に配置される。そして、接続ボルトＢ１をボルト孔２１Ａに通し、端子台３５に対してボルト止めする。これにより、端子金具２１とインバータ装置側とが導通可能に接続される。次に、固定ボルトＢ２を用いて固定部７３を嵌合筒部３４の上部に対してボルト止めする。これにより、シールドシェル７０がケース３０に固定される。

この固定状態では、上側シェル接触面５１Ａと基部７２との間にわずかな隙間が形成される場合がある。この場合において嵌合部４１の上部から水が流れ込むと、この水が切欠面５７と基部７２との間の隙間Ｓを優先的に通り、第１の排水経路Ｏ１、第２の排水経路Ｏ２を通って外部に排水される。このため、上側シェル接触面５１Ａと基部７２との間の隙間に水が溜まりにくくなる。また、凹部５３に水が流れ込むと、この水が第３の排水経路Ｏ３を通って外部に排水される。したがって、シールドシェル７０とハウジング１１との間に水が溜まりにくくすることができる。

以上のよう本実施形態では通水用の隙間Ｓを設けたから、シールドシェル７０とハウジング１１との間に水が溜まりにくくすることができる。また、切欠面５７をシェル接触面５１の全周に亘って設けたから、全周に隙間Ｓを設けることができ、排水効率を高めることができる。また、取付孔３３の内周面と嵌合部４１の外周面とに密着するシールリング６０を設けたから、ケース３０の内部に水が浸入することを規制できる。さらに、通水用の隙間Ｓによって取付孔３３の内周面と嵌合部４１の外周面との間に水が溜まりにくくすることができる。また、バッテリに接続された電線２０を収容する一対の電線挿通部５２を設けたから、給電用のコネクタに適用できる。また、電線挿通部５２の内周面と電線２０の被覆部分との間に防水ゴム栓６１を装着したから、電線挿通部５２からケース３０の内部に水が浸入することを規制できる。

＜他の実施形態＞
本発明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発明の技術的範囲に含まれる。

（２）本実施形態ではシールドシェル７０の基部７２がシェル接触面５１に密着しているものの、本発明によると、基部７２がシェル接触面５１に接触しない構成としてもよい。

（３）本実施形態では切欠面５７をシェル接触面５１の外縁部における全周に亘って設けているものの、本発明によると、切欠面をシェル接触面５１の外縁部における一部に設けてもよい。

（４）本実施形態ではバッテリに接続された機器用コネクタ１０に適用しているものの、本発明によると、モータに接続された機器用コネクタに適用してもよい。

（５）本実施形態では電線挿通部５２の内周面と電線２０の被覆部分との間に個別の防水ゴム栓６１を装着しているものの、本発明によると、両電線挿通部５２に対して２個の防水ゴム栓６１が一体に形成された一括防水ゴム栓を装着してもよい。

ケースの取付孔に取り付けられた状態を示す機器用コネクタの側面図 機器用コネクタの側面図 図５におけるＡ−Ａ線断面図 図５におけるＢ−Ｂ線断面図 機器用コネクタの正面図 機器用コネクタの背面図 シェル接触面における排水経路を示す図 内部ハウジング側から見たハウジングの斜視図 ハウジングの背面図 ハウジングの平面図 ハウジングの側面図 図９におけるＣ−Ｃ線断面図 図９におけるＤ−Ｄ線断面図

符号の説明

１０…機器用コネクタ
１１…ハウジング
２０…電線
３０…ケース
３３…取付孔
４１…嵌合部
５１…シェル接触面
５１Ａ…上側シェル接触面
５１Ｂ…下側シェル接触面
５２…電線挿通部
５７…切欠面
６０…シールリング
６１…防水ゴム栓
７０…シールドシェル
Ｓ…隙間

Claims (5)

1. 機器のケースに貫通して設けられた取付孔に嵌合する嵌合部を有するハウジングと、
   前記ハウジングにおいて前記嵌合部から前記ケースの外部側に露出した部分を包囲しつつ前記ケースに固定されたシールドシェルと、
   前記嵌合部に設けられ、同嵌合部の嵌合方向に前記シールドシェルと接触可能なシェル接触面と、
   前記シェル接触面の外縁部を切り欠いて設けられ、前記シールドシェルとの間に通水用の隙間を形成する嵌合方向に対してテーパ状の切欠面とを備えるコネクタ。
2. 前記切欠面は、前記シェル接触面の外縁部における全周に亘って形成されている請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記取付孔の内周面と前記嵌合部の外周面との間には、シールリングが圧着されている請求項１または請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記嵌合部を貫通して筒状に設けられ、バッテリに接続された一対の電線を挿通する一対の電線挿通部を備えている請求項１ないし請求項３のいずれか一項にコネクタ。
5. 前記電線挿通部の内周面と前記電線の被覆部分との間には、防水ゴム栓が装着されている請求項４に記載のコネクタ。

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