JP5229583B2

JP5229583B2 - 機器用コネクタ

Info

Publication number: JP5229583B2
Application number: JP2009251942A
Authority: JP
Inventors: 浩二坂倉
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2009-11-02
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-11-02
Also published as: JP2011096597A

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、電気自動車において金属製のケースに収容されたモータ等の機器に電源から延びる電線の末端に取り付けられた電線側コネクタを嵌合させるための機器用コネクタとして、例えば特許文献１に記載されたものが公知である。この機器用コネクタは、端子金具をインサート成形することによって形成された合成樹脂製のコネクタハウジングを備え、このコネクタハウジングをアルミダイキャスト製のシェルに装着して構成されている。この機器用コネクタは、ダイキャストシェルに設けた取付片をボルト締めすることで機器に取り付けられる。

特開２００９−３２５００号公報

ところが、従来の機器用コネクタでは、シェルがアルミダイキャスト製であるために十分な強度が得られるものの、製造コストが高くなるという問題がある。このため、近年、金属製の補強板を樹脂にインサート成形してコネクタハウジングを形成することで、強度面の仕様を低コストで満足できる構成が検討されている。

しかしながら、金属製の補強板をコネクタ本体にインサート成型によって一体化させたコネクタでは、コネクタ本体を構成する合成樹脂と固定板との熱膨張率の違いにより、インサート成型時の冷却過程において合成樹脂は補強板よりも大きく収縮する。
その為、補強板の両面側を覆う合成樹脂には収縮によって内部応力が発生し、応力が限界値を超えると合成樹脂にクラックが生じるといった問題がある。

合成樹脂部にクラックが生じると、見栄えが悪くなるだけでなく、補強板と合成樹脂部との界面の密着性が低下して隙間が発生し、その隙間からコネクタ本体内に水が浸入するといったことが懸念される。
以上のことから、金属製の補強板がインサート成型された合成樹脂製のコネクタの実用化は、大形のタイプでは困難と考えられていた。

本願発明は上記事情に鑑みて完成されたものであって、補強板を覆う合成樹脂部にクラックが発生することを防ぎ、金属製の補強板をインサート成形することで製造コストを抑えた機器用コネクタを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するための手段として本発明は、機器のケースに設けられたコネクタ取付部に取り付けられる機器用コネクタにおいて、前記コネクタ取付部に固定するための取付部及び端子金具挿通用の端子挿通開口部を有する金属製の補強板と、前記補強板の両面側を覆うように合成樹脂をインサート成形してなるコネクタハウジングと、前記端子挿通開口部を貫通した状態で前記コネクタハウジングに保持された端子金具とを備え、前記コネクタハウジングには前記補強板の相手方コネクタと嵌合する側の面を覆う合成樹脂に前記補強板を露出させる開口部もしくは合成樹脂の肉厚が薄くなった易破断面が形成されているところに特徴を有する。

このような構成の機器用コネクタによると、インサート成形後の冷却過程において補強板の両面側を覆う合成樹脂層が固化して収縮方向の応力が高まると、開口部の内周縁が拡がるように変形することによって応力が緩和され、又は、易破断面が破断することによって応力が緩和される。その結果、合成樹脂にクラックが発生することを防ぐことができる。

本発明の実施の態様として、以下のような構成としてもよい。
前記開口部もしくは前記易破断面は前記コネクタハウジングの長手方向の端部から短手方向の周縁部において形成されていることが望ましい。
コネクタハウジングの形状は内部に複数の端子金具を絶縁状態に保持する関係上、横長に形成する必要がある。その為、補強板を覆う合成樹脂は横長な状態となる。インサート成形によって固化する合成樹脂の収縮量は、線膨張率の関係から線膨張係数と補強面を覆う合成樹脂の長さとの積によって表されるため、補強板を覆う合成樹脂は横方向に大きく収縮する。
そこで、このような構成にすると、補強板を覆う合成樹脂が収縮する際に、最も収縮の影響が大きくなる長手方向の端部から短手方向の周縁部に開口部もしくは易破断面が形成されていることから、収縮の際には開口部が変形もしくは易破断面が破断することで合成樹脂の応力が緩和され、その結果、合成樹脂にクラックが発生することを防ぐことができる。

前記補強板に前記端子挿通開口部の内周縁から盛り上がる形状を成す突出部を設けてもよい。このような構成にすると、端子挿通開口部内に位置する横長の合成樹脂の一部を突出部により分断し、端子挿通開口部内の合成樹脂の長さを部分的に短くすることができる。それは、線膨張率の関係から端子挿通開口部内の合成樹脂の収縮量を減少させることになり、その結果、端子挿通開口部内に位置する合成樹脂にクラックが発生することを防ぐことができる。

前記取付部を前記補強板の外面より延びて前記コネクタハウジングの合成樹脂部から露出する取付片に形成されたボルト挿通孔により構成してもよい。
このような構成にすると、端子金具を挿通させる端子挿通開口部を大きくすることで端子金具間のスペースを大きくしたり、端子金具の位置を容易に変更することができる。

本発明によれば、補強板を覆う合成樹脂部にクラックが発生することを防ぎ、金属製の補強板をインサート成形することで製造コストを抑えた機器用コネクタを提供する。

本発明の実施形態１に係る機器用コネクタの正面図同平面図同背面図同側面図機器用コネクタの正面の状態を示した斜視図図１のＶＩ−ＶＩ線断面図インサート成形される前の状態を示す補強板の正面図実施形態２に係る機器用コネクタの側断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１乃至図７によって説明する。

実施形態１では機器のケースに設けられたコネクタ取付部（図示せず）に取り付けられる機器用コネクタを例示している。尚、以下の機器用コネクタにおいて相手方コネクタ側を前方、機器のケースに設けられたコネクタ取付部側を後方として説明する。

機器用コネクタは図１乃至図６に示すように前後方向に延びる合成樹脂製のコネクタハウジングに相当するハウジング１０の内部に端子金具１１をインサート成形した構成となっている。
ハウジング１０はその中央部の外面から外側に延びるフランジ部１２と、フランジ部１２を境にハウジング１０の前方部を構成し略直方体状を成す前方ハウジング１０Ａと、ハウジング１０の後方部を構成し板状を成す後方ハウジング１０Ｂとから構成されている。

前方ハウジング１０Ａにはその前方端面が開口されて電線の末端に取り付けられた電線側コネクタ（図示せず）を嵌合させる嵌合部１３と、前方ハウジング１０Ａの長手方向側面の一方に開口する作業孔１４とが形成されている。前方ハウジング１０Ａの内部の中央位置には前方ハウジング１０Ａから後方ハウジング１０Ｂまで延びる三本の端子金具１１が横並びに保持されている。
後方ハウジングは前方ハウジングと同様、三本の端子金具１１を横並びに保持し、端子金具１１の片面が後方ハウジングより露出する状態に形成されている。

各端子金具１１の両末端は他の端子と接続され、その末端部にはボルト孔１５が形成されている。前方ハウジング内の端子金具１１に形成されたボルト孔１５にはそれに隣接して作業孔１４からボルト接続されるナット１６がハウジング１０に取り付けられ、後方側に位置するボルト孔１５には前方側の端子金具１１と同じ側の面に隣接しボルト接続されるナット１６がハウジング１０に取り付けられている。

フランジ部１２は金属製の補強板３０をインサート成形することによって補強板３０の両面側及び外周端面が合成樹脂で覆われる状態に一体に形成されている。
補強板３０は図７に示すように、プレスによって打ち抜きされた略長方形状をなし、それには端子金具１１を挿通する端子挿通開口部３１と嵌合検知端子挿通用の補助開口部３２が形成されている。端子挿通開口部３１は補強板３０の略中央に位置し細長な略長方形状態に形成されている。補助開口部３２は端子挿通開口部３１に横並びに隣接する状態に配され、端子挿通開口部３１の約１／３幅の大きさの略正方形状に形成されている。
端子金具１１はこの端子挿通開口部３１を抜けてハウジング１０の前方ハウジング１０Ａと後方ハウジング１０Ｂとを連絡している。

フランジ部１２の前方面側には前方ハウジング１０Ａと横並びに補助ハウジング１７が形成されている。補助ハウジング１７はフランジ部１２を介して後方まで延びた状態に形成されているが、フランジ部１２より後方側に位置する補助ハウジング１７は前方側に位置する補助ハウジング１７よりも中央側に位置し、後方ハウジング１０Ｂに接する状態に形成されている。これに伴い、補助ハウジング１７内に保持された嵌合検知用端子金具１７Ａはハウジング１０の内部において屈曲されると共に、補助開口部３２内を抜けて補助ハウジング１７の前方部と後方部とを連絡している。

フランジ部１２の後方面側には補助ハウジング１７の他に、機器用コネクタを機器のケース(図示せず)に取り付ける際の位置決めを行う位置決めピン３３と、フランジ部１２の外周縁部より突出した突起部１８と、フランジ部１２の外周縁部に沿ってループする取付溝１９とが形成されている。
位置決めピン３３はフランジ部１２の短手方向のほぼ中央と、フランジ部１２の長手方向の中央部を境に反対側に位置する短手方向の端部との二箇所に、後方向に向かってやや細くなった円柱状をなす状態に形成されている。

突起部１８はフランジ部１２の外周縁部よりやや内側の位置にほぼ均等に間隔をあけて計八箇所に形成され、その先端は中心に向かって細くなる形状を成している。取付溝１９は突起部１８の外側に位置し、取付溝１９にはシール部材２０が取り付けられている。シール部材２０には突起部１８と対応する位置に取付孔２０Ｂを有するフランジ側取付部２０Ａが形成され、シール部材２０は取付孔２０Ｂにフランジ部１２の突起部１８を挿入することでフランジ部１２の取付溝１９に装着されている。

さて、フランジ部１２には長手方向の端部から短手方向の周縁部に位置し補強板３０を覆う前方側の合成樹脂に開口部２１が間隔をあけて複数形成されている。開口部２１は内周縁部が閉じてループする円形状を成し、フランジ部１２の内部に位置する補強板３０まで貫通した状態に形成されている。
補強板３０にはその端子挿通開口部３１に長手方向を均等に三分割する位置の内周縁部から端子挿通開口部３１内に僅かに盛り上がる突出部３４が四箇所に形成されている。
フランジ部１２にはその外周部のほぼ四隅の位置にフランジ部１２の内部に位置する補強板３０から延びてフランジ部１２を形成する合成樹脂から露出しボルト挿通孔３５Ａが設けられた取付片３５が形成されている。

本実施形態の機器用コネクタは以上のような構成であって、インサート成形後の合成樹脂が固化する際の収縮に関する作用・効果について説明する。
機器用コネクタを構成する補強板３０を覆う合成樹脂及びその端子挿通開口部３１内に位置する合成樹脂はインサート成形時の冷却による固化の際に熱膨張率の関係から金属製の補強板３０に比べて収縮量が大きい。また、端子挿通開口部３１は３本の端子金具１１を横方向に保持しているため横長であり、補強板３０を覆う合成樹脂は横方向において収縮量が大きくなる。

しかしながら、フランジ部１２の横方向に対する収縮の影響が最も大きい長手方向の端部から短手方向の周縁部の位置には開口部２１が形成されている為、収縮の際には開口部２１の内周縁が周囲の合成樹脂から引っ張られて拡がるように変形することによって収縮に起因する応力を緩和する。また、端子挿通開口部３１内の合成樹脂が短く分断された部分では線膨張率の関係から合成樹脂の収縮量を小さく抑えることができる。
以上のことから、補強板３０を覆う合成樹脂及び端子挿通開口部３１内の合成樹脂においてクラックが発生することを防ぐことができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８によって説明する。
実施形態２の機器用コネクタは、実施形態１と同様、機器のケースに設けられたコネクタ取付部（図示せず）に取り付けられるが、補強板３０を覆う前方側の合成樹脂には開口部２１の代わりに易破断面２２が開口部２１と同様の位置に形成されている。易破断面２２は、内周縁部が閉じてループする円形状を成し、その底部は非常に薄い合成樹脂膜２２Ａで形成されている。その他は、前記実施形態１とほぼ同じ構成となっている。

実施形態２は実施形態１と同様、補強板３０を覆う合成樹脂と端子挿通開口部３１内に位置する合成樹脂がインサート成形後の冷却過程において収縮する。しかしながら、補強板３０を覆う前方側の合成樹脂には長手方向の端部から短手方向の周縁部の位置に易破断面２２が形成されおり、収縮の際には易破断面２２の合成樹脂膜２２Ａが周囲の合成樹脂によって引っ張られて破断することで補強板３０を覆う合成樹脂の収縮に起因する応力を緩和して偏りを防ぎ、クラックの発生を防止することができる。また、端子挿通開口部３１内の作用及び効果は実施形態１と同様である。
＜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。

（１）本実施形態では、端子挿通用の端子挿通開口部３１は補強板３０内で内周縁が閉じたループ状を成す孔として構成したが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、端子挿通開口部３１の内周縁は開いた状態をなす開口部としてもよい。
（２）本実施形態では、端子金具１１はボルトによる接続する構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば電線側コネクタに装着された雌型端子金具と嵌合される雄型端子金具で構成されてもよい。
（３）本実施形態では、開口部２１及び易破断面２２は内周縁が閉じたループ上を成す構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、開口部及び易破断面の内周縁はフランジ部１２の外周縁部において開放した状態に形成されてもよい。

（４）本実施形態では、開口部２１及び易破断面２２は円形状を成す構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば多角形であってもよく、また、楕円形や長円形とすれば応力の集中をより効果的に緩和できる。
（５）本実施形態では、フランジ部１２の長手方向の端部から短手方向の周縁部の位置に開口部２１又は易破断面２２を設定する構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば、フランジ部１２の外周縁部に沿うように全周にわたって開口部２１又は易破断面２２が形成される構成としてもよい。
（６）本実施形態では、フランジ部１２に開口部２１又は易破断面２２のみが形成されている構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば、開口部及び易破断面が混在した状態に構成されてもよい。

１０：ハウジング
１１：端子金具
２１：開口部
２２：易破断面
３０：補強板
３１：端子挿通開口部
３４：突出部
３５：取付片
３５Ａ：ボルト挿通孔（取付部）

Claims

機器のケースに設けられたコネクタ取付部に取り付けられる機器用コネクタにおいて、
前記コネクタ取付部に固定するための取付部及び端子金具挿通用の端子挿通開口部を有する金属製の補強板と、前記補強板の両面側を覆うように合成樹脂をインサート成形してなるコネクタハウジングと、前記端子挿通開口部を貫通した状態で前記コネクタハウジングに保持された端子金具とを備え、
前記コネクタハウジングには前記補強板の相手方コネクタと嵌合する側の面を覆う合成樹脂に前記補強板を露出させる開口部もしくは合成樹脂の肉厚が薄くなった易破断面が形成されていることを特徴とする機器用コネクタ。
前記開口部もしくは前記易破断面は前記コネクタハウジングの長手方向の端部から短手方向の周縁部において形成されていることを特徴とする請求項１記載の機器用コネクタ。
前記補強板には前記端子挿通開口部の内周縁から盛り上がる形状を成す突出部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の機器用コネクタ。
前記取付部は前記補強板の外面より延びて前記コネクタハウジングの合成樹脂部から露出する取付片に形成されたボルト挿通孔であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の機器用コネクタ。