JP5255492B2

JP5255492B2 - コネクタ

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Publication number: JP5255492B2
Application number: JP2009062091A
Authority: JP
Inventors: 正憲長澤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-03-13
Also published as: JP2010218777A

Description

本発明は、電気機器に電線を接続する端子を備えたコネクタに関する。

この種のコネクタとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られており、これによれば、電気機器に接続するための電線を支持する円筒状のハウジングに挿通し、この電線の先端に端子を接続して構成されている。そして、ハウジングに形成されたフランジを介して電気機器の開口部に形成された取付面にボルトにより固定するように構成されている。また、ハウジングと電気機器の取付面の間を通って開口部から電気機器内に水が浸入するのを防止するためのゴムリングをフランジ面に設けている。しかし、電線支持部材であるハウジングに挿通している電線とハウジングの間の防水性に関しては考慮されていないから、水が電気機器内に浸入するおそれがある。

これに対して、特許文献２には、筒状の電線支持部材と電線の間の防水性を考慮したコネクタが記載されている。これによれば、電線支持部材と電線の間にゴム栓を介在させ、このゴム栓を電線が挿通する電線挿通孔を有する押付部材で圧縮変形させて、電線支持部材と電線の間の防水を行うようにしている。また、ゴム栓は、外周面と電線が挿通する孔にリング状の突状部を有して形成されている。

特開２００２−２３１４０９号公報特開２００８−１３０３００号公報

しかし、特許文献２に記載されているコネクタによれば、狭い場所に電気機器が設置されたところでは、コネクタの近くで電線が曲げられると、押付部材の電線挿通孔の角部に電線が当接した状態で組み付けられる場合がある。この場合、電線と電線挿通孔の当接部に振動が加わると、電線の絶縁被覆が擦れて摩耗し、電線が損傷するおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、円筒状の電線支持部材と電線の間を防水する弾性部材を押付ける押付部材で電線が摩耗することを防止することにある。

前記課題を解決するため、本発明のコネクタは、電気機器に接続するための電線が接続される端子が固定され、前記電線が挿入される貫通孔が穿設され、前記貫通孔と同軸に前記端子の反対側に突出されて前記貫通孔よりも内径が大きい円筒状の電線支持部が形成された端子ブロックと、前記電線支持部内に挿入され、前記電線支持部の内径と同等の外径を有し、かつ、前記電線の外周に装着される前記電線と同等の内径を有する円筒状の弾性部材と、前記弾性部材を前記端子ブロックに押付ける突出して形成された押付部と前記電線支持部に固定される固定部を有し、前記押付部を含めて電線挿通孔が形成されてなる押付部材とを備え、前記電線挿通孔は、前記押付部材の電線が挿入される側の開口の径が大きい大径部を有して形成され、前記弾性部材は、円筒状の内面にその周方向に沿って突出された突状部と、円筒状の外面にその周方向に沿って突出された突状部と、円筒状の内径と同一の内径を有し、前記押付部と干渉しない肉厚を有し、前記押付部材側に延在された円筒状の延在部を有し、該延在部は、先端が前記電線挿通孔の大径部に位置され、前記電線挿通孔の大径部に対応する外周面にその周方向に沿って突出された突状部と、該突状部に対応する内周面にその周方向に沿って突出された突状部が形成されてなり、前記延在部の外周側の突状部の先端から前記延在部の内周側の突状部の先端までの寸法は、前記電線挿通孔の内面から前記電線の外面までの長さと同等に形成されていることを特徴とする。

本発明において、電線挿通孔に押付部材の電線が挿入される側の開口の径が大きい大径部を形成したから、電線が曲げられた際、電線挿通孔の開口の角部に電線が当たらないので、電線の摩耗を防止できる。
また、弾性部材の延在部を先端が電線挿通孔の大径部に位置されるように形成したから、電線が曲げられた際、大径部に開口する小径の電線挿通孔の角部に電線が直接当接せずに延在部が当接するので、電線の摩耗を防止できる。また、延在部の先端が電線挿通孔の大径部に対応する外周面に突状部を設けたから、押付部材の押付部で弾性部材を押付ける際に、弾性部材の圧縮変形に伴って延在部の先端が弾性部材側に変位しても、延在部の突状部が大径部の段差部に当たり、先端部が電線挿通孔内に進入するのを規制できる。これにより、電線の摩耗を防止できる。

また、本発明において、端子ブロックに電線支持部を複数並列して形成し、押付部材が、円筒状に形成された押付部と、押付部の基端に連結された円環状の基部と、基部に連結され各電線支持部の外周に被冠される筒状の装着部とを有し、かつ、複数の電線支持部に固定される複数の押付部材の隣り合う基部及び装着部が連結されてなり、押付部材の固定部が、連結された装着部のうちの両端の装着部の前記連結された押付部材の複数の押付部の各円筒軸を含む平面を挟んだ位置の装着部にそれぞれ設けられた係止穴であり、装着部の各係止穴に対応する位置の電線支持部の外周面に、係止穴に係止される係止突起を設ける構成とすることができる。

これにより、連結された押付部材を電線支持部に係止するだけで、複数の押付部材の電線支持部への装着を一度に行えるので、各電線支持部毎に押付部材を装着する場合に比して、押付部材の装着作業が容易となる。また、押付部材の係止穴が連結された装着部のうちの両端の装着部の連結された押付部材の複数の押付部の各円筒軸を含む平面を挟んだ位置の装着部に設けられているので、端子ブロックの並列された電線支持部に連結された押付部材をバランスよく係止できる。

この場合において、連結された押付部材が、複数の押付部の各円筒軸を含む平面に沿って半割りされてなる一対の第１押付部材と第２押付部材からなり、一対の第１押付部材と第２押付部材の各一端を可撓性を有する連結部で連結し、かつ、各他端に互いに着脱可能な係合部を設けることが好ましい。これにより、連結された押付部材が開閉可能に形成されるから、連結された押付部材に電線を挿通させることなく電線の外周に装着できるので、押付部材の取付作業性が一層容易となる。

本発明によれば、円筒状の電線支持部材と電線の間を防水する弾性部材を押付ける押付部材で電線が摩耗することを防止できる。

本発明に係る一実施形態のコネクタの斜視図である。本実施形態のコネクタの断面図である。本実施形態のコネクタの分解斜視図である。本実施形態のコネクタに用いられる弾性部材の断面図である。本実施形態のコネクタにおいて電線が曲がった状態の要部断面図である。本実施形態のコネクタを組立てる際に端子ブロックに電線及び弾性部材を挿入した状態を示す斜視図である。本実施形態のコネクタを組立てる際に電線の絶縁被覆の端部を端子ブロックの基準面に位置合わせた状態を示す斜視図である。図５の要部斜視図である。本実施形態のコネクタを組立てる際に電線を超音波溶着により端子に接続した状態を示す要部斜視図である。本実施形態のコネクタの端子の取付孔にボルトを挿入した状態を示す斜視図である。

以下、本発明に係るコネクタの一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態のコネクタ１は、図示されていない電気機器（例えば、自動車に搭載される電動モータ）に電線３（例えば３本の電源用の電線）を接続するためのものである。電気機器は、電気機器内に設けられた端子台に対向する器壁２１に横長の矩形状のコネクタ取付部２２が形成されている。コネクタ取付部２２は、四隅にねじ孔２３が形成され、図示例では左右方向に長く両端が半円状の開口部２４が形成されている。開口部２４は、コネクタ取付部２２の図示例では上下方向の中央よりやや上方の位置に形成されている。これにより、コネクタ１の取付時に上下を誤って取り付けるのを防止できる。

端子ブロック４は、図１乃至図３に示すように、絶縁性を有する合成樹脂材料でコネクタ取付部２２と略同じ矩形の概ね平板状に形成されている。端子ブロック４の四隅には、コネクタ取付部２２のねじ孔２３と対向する位置にねじ部材（例えばボルト）により端子ブロック４をコネクタ取付部２２に固定するための孔４３が形成されている。端子ブロック４のコネクタ取付部２２側の面は、取付面４２として形成され、電気機器の開口部２４に嵌合される凸部４４が設けられている。凸部４４は、コネクタ取付部２２の開口部２４と対応して取付面４２の図示例では上下方向の中央よりやや上方の位置に形成されている。また、凸部４４は、複数（図示例では３つ）の端子５が所定の間隔をあけて並列して固定されている。

端子ブロック４には、端子５の電線接続部５２に接続される複数の電線３がそれぞれ挿入される貫通孔６が並列して形成されている。また、端子ブロック４の取付面４２と反対側には、貫通孔６と同軸で、貫通孔６よりも内径が大きい円筒状の電線支持部７が貫通孔６毎に複数並列して（図示例では端子ブロック４の長手方向に１列に並んで）形成されている。並列された電線支持部７は、互いに隣接する筒壁の一部を共有するように形成されている。

端子５は、導電性を有する平板材で形成され、電気機器内の端子台にねじ部材（例えばボルト）により固定される取付孔５１と電線接続部５２を有する。端子５は、電線接続部５２側の端部が端子ブロック４の凸部４４に定めた位置に突出して固定されている。すなわち、各端子５は、端子ブロック４をコネクタ取付部２２に固定したとき、各取付孔５１がそれぞれ端子台に設けられたねじ孔の位置に自然に位置合わせされるように突出長さが決められている。

各端子５の電線接続部５２は、同一の所定長さに形成されている。電線接続部５２は、電線３の芯線部３１が接続されるように、矩形状の基部５３と、基部５３の両端部から起立させて互いに平行に設けられた一対の側壁５４を有して形成されている。この側壁５４により、電線３の芯線部３１を構成する素線がばらつくことなく、電線接続部５２に芯線部３１を接続できる。電線接続部５２の表面には、端子５の幅方向に延びる複数の凸部５５が間隔をあけて設けられている。これにより、電線３の芯線部３１と電線接続部５２との固定力を大きくできる。

電線３は、多数本の細い導体である素線からなる芯線部３１の外周に絶縁被覆３２が設けられたものである。なお、芯線部３１は１本の素線で形成してもよい。電線３の先端は、絶縁被覆３２が除去され、芯線部３１が電線接続部５２の長さ以下、例えば、電線接続部５２の長さと略同じ所定長さ露出されている。電線３の絶縁被覆３２の除去は、装置を用いて自動的に行われる。なお、絶縁被覆３２の除去は、手作業で行うようにしてもよい。

弾性部材８は、ゴム等の柔軟性及び弾性を有する材料を用いて円筒状に形成され、電線３の外周に装着され、かつ、電線支持部７内に挿入されている。弾性部材８の軸方向の長さは、電線支持部７の軸方向の長さよりも短く形成されている。弾性部材８の内径は、電線３の径と同等もしくは少し大径に形成され、外径は、電線支持部７の内径と同等もしくは少し小径に形成されている。

弾性部材８の内面には、図２及び図４に示すように、電線３との密着力が大きくなるように、その周方向に沿って突出する２つの突状部８１が間隔をあけて形成されている。この突状部８１は、先端の径が電線３の径と同等もしくは少し小径に形成されてなる。また、弾性部材８の外面にも、電線支持部７との密着力が大きくなるように、その周方向に沿って突出する２つの突状部８２が間隔をあけて形成されている。この突状部８２は、先端の径が電線支持部７の内径と同等もしくは少し大径に形成されてなる。なお、突状部８１、８２は、それぞれ２つに限定されず１つでも３つ以上でもよい。また、突状部８１、８２の形状は、特に限定されない。

押付部材９は、図１乃至図４に示すように、弾性部材８を電線支持部７内の端子ブロック４に押付けるためのものであり、合成樹脂材料で形成されている。押付部材９は、弾性部材８を押付ける押付部９１と、押付部９１の基端に形成された円環状の基部９２と、基部９２を電線支持部７に固定するために電線支持部７の外周に被冠される筒状の装着部９３を有してなる。

押付部９１は、円筒状に形成されている。押付部９１の外径は、電線支持部７の内径よりも少し小径に形成され、内径は、電線３よりも大径で弾性部材８を端子ブロック４に押付けることができる径に形成されている。押付部９１は、押付部材９を電線支持部７に固定した際、電線支持部７と同軸上に位置され、先端で弾性部材８を端子ブロック４に押付けるように形成されている。

押付部９１の基端には、同軸上で円環状の基部９２が一体に形成されている。基部９２は、電線支持部７の先端に当接して配置されている。基部９２の円環部は、内面と押付部９１の内面とで電線挿通孔９４が形成されている。電線挿通孔９４は、押付部材９の電線３挿入される側の開口が大きい大径部９４ｂを有して形成されている。すなわち、電線挿通孔９４は、大径部９４ｂ以外が大径部９４ｂの径より径が小さい小径部９４ａとして形成されている。基部９２の外径は、電線支持部７の外径よりも少し大径に形成されている。基部９２の外面には、装着部９３が一体に形成されている。装着部９３は、電線支持部７の外周に被冠される筒状に形成されている。本実施形態では、複数の電線支持部７に固定される複数の押付部材９の隣り合う複数の基部９２と装着部９３が連結されている。

連結された装着部９３は、固定部である係止穴１６を有する係止部１７が設けられている。係止穴１６は、連結された装着部９３のうちの複数の押付部９１の各円筒軸を含む平面を挟んだ位置、好ましくは対称の位置の両端の装着部９３にそれぞれ設けられている。係止穴１６の両側には、スリット１７ａが設けられて、係止部１７が弾性変形し易いようになっている。また、並列された電線支持部７は、装着部９３の各係止穴１６に対応する位置の電線支持部７の外周面に直方体状に突出され、係止穴１６に係止される係止突起１５が設けられている。係止突起１５は、押付部材９を電線支持部７に固定するとき、係止部１７の端部が最初に接触する面１５ａが傾斜されている。これにより、係止部１７が係止突起１５を乗り越えて係合し易くなっている。

連結された押付部材９を構成する各部は、複数の押付部９１の各円筒軸を含む平面に沿って図示例では上下２つに半割りして分割されている。一対の押付部材９ａ、９ｂの一端は、押付部材９ａ、９ｂと同一材料で薄く形成した可撓性を有する連結部が設けられ、他端は着脱可能な係合部が設けられている。

次に、本実施形態の特徴部を説明する。
弾性部材８の押付部材９側となる端面には、図２乃至図４に示すように、軸方向に延在し円筒状の内径と同一の内径を有し、押付部材９の押付部９１と干渉しない肉厚を有する円筒状の延在部８３が形成されている。延在部８３は、先端が電線挿通孔９４の大径部９４ｂに位置される長さに形成されている。

延在部８３は、大径部９４ｂに対応する外周面にその周方向に沿って突出された突状部８４が形成されている。また、延在部８３は、外周側の突状部８４に対応する内周面にその周方向に沿って突出された突状部８５が形成されている。外周側の突状部８４及び内周側の突状部８５の形状は、図示例では、それぞれ断面略三角形状に形成されているが、これに限定されず、断面略半円形状、断面略半楕円形状、略断面矩形状等他の形状に形成してもよい。外周側の突状部８４の先端から内周側の突状部８５の先端までの寸法は、電線挿通孔９４の小径部９４ａの内面から電線３の外面までの長さと同等もしくは少し短い長さに形成されている。また、突状部８５の先端の径は、電線３の径と同等もしくは少し小径、好ましくは少し小径に形成されている。

このように構成されたコネクタ１は、電線挿通孔９４に押付部材９の電線３が挿入される側の開口の径が大きい大径部９４ｂを形成したから、電気機器が狭い場所に設置されたところでは、図５に示すように、コネクタ１の近くで電線３が曲げられた際、電線挿通孔９４の開口の角部に電線３が当たらないので、電線３の摩耗を防止できる。

また、弾性部材８の延在部８３を先端が電線挿通孔９４の大径部９４ｂに位置されるように形成したから、電線３が曲げられた際、大径部９４ｂに開口する小径の電線挿通孔９４の角部に電線３が直接当接せずに延在部８３が当接するので、電線の摩耗を防止できる。また、延在部８３の先端が電線挿通孔９４の大径部９４ｂに対応する外周面に突状部８４を設けたから、押付部材９の押付部９１で弾性部材８を押付ける際に、弾性部材８の圧縮変形に伴って延在部８３の先端が弾性部材８側に変位しても、延在部８３の突状部８４が大径部９４ｂの段差部に当たり、先端部が電線挿通孔９４内に進入するのを規制できる。これにより、電線３の摩耗を防止できる。また、延在部８３の内周側の突状部８５が電線３の外周に密着しているから、内周側の突状部８５の位置がずれ難いので、外周側の突状部８４が大径部９４ｂに対応する位置に保持できる。

また、連結された押付部材９が電線支持部７の外周に被冠して電線支持部７に固定されると、押付部材９の複数の押付部９１が電線支持部７と電線３との間の空間に位置され、押付部９１の先端で弾性部材８を端子ブロック４に押付ける。これにより、弾性部材８の内面の突状部８１が電線３の外周面に高い面圧で密着されるとともに、弾性部材８の外面の突状部８２が電線支持部７の内周面に高い面圧で密着された状態が保持されるから、それぞれ電線支持部７と電線３の間が防水される。また、弾性部材８の延在部９３の内周側の突状部８５が電線３の外周に密着するから、弾性部材８と電線との間の防水に寄与する。

また、連結された押付部材９を電線支持部７に固定するだけで、複数の押付部材９の電線支持部７への装着を一度で行えるので、各電線支持部７毎に押付部材９を装着する場合に比して、押付部材９の装着作業が容易となる。また、押付部材９の係止穴１６が連結された装着部９３のうちの複数の押付部９１の各円筒軸を含む平面を挟んだ位置の両端の装着部９３に設けられているので、端子ブロック４の並列された電線支持部７に、連結された押付部材９をバランスよく係止できる。さらに、連結された押付部材９が開閉可能に形成されているから、連結された押付部材９に電線３を挿通させることなく電線３の外周に装着できるので、押付部材９の取付作業性が一層容易となる。

次に、本実施形態のコネクタ１の組立手順について説明する。まず、端子５が固定され貫通孔６と電線支持部７が形成された端子ブロック４を準備する。例えば、端子５を一体化した端子ブロック４をインサート成形により成形する。
次いで、複数の電線３に弾性部材８をそれぞれ装着する。電線３は、先端の絶縁被覆３２が除去されて芯線部３１が所定長さ露出されたものを用い、先端を弾性部材８の延在部８３から挿入して電線３に弾性部材８を装着する。なお、絶縁被覆３２の除去は、弾性部材８を装着した後に行うようにしてもよい。

そして、複数の電線３の先端を、図６に示すように、それぞれ所定の端子ブロック４の貫通孔６に電線支持部７側から挿入し、各弾性部材８を電線支持部７に押込む。これにより、弾性部材８の摩擦力によって電線３が電線支持部７に保持される。この保持状態のまま、各電線３の先端が各端子５の取付孔５１に挿入されるねじ部材と干渉しない位置になるように、電線３を出し入れして調整する。この位置合わせは、例えば、図７及び図８に示すように、電線３の除去した絶縁被覆３２の端面３２ａを端子ブロック４の凸部４４の貫通孔６の開口が形成された表面４４ａに目視で位置合わせることで容易に行える。

位置決め後、電線３の先端の露出されている芯線部３１を、図９に示すように、端子５の電線接続部５２に溶着等により接続する。この接続は、超音波溶着又は抵抗溶接による溶着で行う。超音波溶着で行う場合、超音波溶着装置のアンビルを端子５の電線接続部５２の裏面に当接させて、直方体状のチップを芯線部３１に電線接続部５２側に押し当て加圧しながら、超音波振動により芯線部３１を電線接続部５２に加熱溶着して接続する。また、抵抗溶接で行う場合、抵抗溶接装置の一対の電極で芯線部３１及び電線接続部５２を挟持して加圧しながら、これら電極間に電流を流すことにより、芯線部３１を電線接続部５２に加熱溶着して接続する。

そして、連結された押付部材９を開いて各押付部９１及び各電線挿通孔９４内に電線３がそれぞれ位置されるように位置させてから閉じ、複数の電線３の外周に連結された押付部材９を仮装着する。この仮装着した押付部材９を電線支持部７側に電線３に沿って移動させて複数の電線支持部７の外周に被冠させる。このとき、押付部材９の係止部１７が弾性変形して電線支持部７の係止突起１５に係止部１７の係止穴１６が係止される。これにより、図１及び図２に示すようなコネクタ１が組立てられる。なお、連結された押付部材９が２つに分割されていない場合には、電線３に弾性部材８を装着する前に複数の電線３を連結された押付部材の各電線挿通孔に挿通させ、連結された押付部材を予め電線３の邪魔にならない位置に仮装着しておく。

次に、本実施形態のコネクタ１を電気機器に取り付ける際、コネクタ１と電気機器のコネクタ取付部２２の間をシールするためのパッキン１９を端子ブロック４の凸部４４の外周に装着する。端子５を電気機器のコネクタ取付部２２の開口部２４に挿入し、凸部４４を開口部２４に嵌合させて取付面４２をコネクタ取付部２２に接触させ、ねじ部材で端子ブロック４をコネクタ取付部２２に固定する。そして、電気機器内の端子台の位置に端子５の位置が自然に位置合わせされて、ねじ部材（例えばボルト１８）を各端子５の取付孔５１にそれぞれ通して端子台のねじ孔に螺合させる（図１０参照。）。これにより、複数の電線３を防水性のコネクタ１を介して電気機器に簡単な作業により取り付けることができる。

なお、本実施形態では、押付部９１を円筒状に形成したが、弾性部材８の端子ブロック４への押付けを行えるならば、押付部９１の形状は特に限定されない。
また、電気機器に３本の電線３を接続するコネクタについて説明したが、これに限定されず、１本の電線、２本の電線又は４本以上の電線を接続するコネクタにも適用することができる。

１コネクタ
３電線
４端子ブロック
５端子
６貫通孔
７電線支持部
８弾性部材
９押付部材
１５係止突起
１６係止穴
８１突状部
８２突状部
８３延在部
８４突状部
８５突状部
９１押付部
９２基部
９３装着部
９４電線挿通孔
９４ａ小径部
９４ｂ大径部
９４ｃ段差部

Claims

電気機器に接続するための電線が接続される端子が固定され、前記電線が挿入される貫通孔が穿設され、前記貫通孔と同軸に前記端子の反対側に突出されて前記貫通孔よりも内径が大きい円筒状の電線支持部が形成された端子ブロックと、前記電線支持部内に挿入され、前記電線支持部の内径と同等の外径を有し、かつ、前記電線の外周に装着される前記電線と同等の内径を有する円筒状の弾性部材と、前記弾性部材を前記端子ブロックに押付ける突出して形成された押付部と前記電線支持部に固定される固定部を有し、前記押付部を含めて電線挿通孔が形成されてなる押付部材とを備え、
前記電線挿通孔は、前記押付部材の電線が挿入される側の開口の径が大きい大径部を有して形成され、
前記弾性部材は、円筒状の内面にその周方向に沿って突出された突状部と、円筒状の外面にその周方向に沿って突出された突状部と、円筒状の内径と同一の内径を有し、前記押付部と干渉しない肉厚を有し、前記押付部材側に延在された円筒状の延在部を有し、
該延在部は、先端が前記電線挿通孔の大径部に位置され、前記電線挿通孔の大径部に対応する外周面にその周方向に沿って突出された突状部と、該突状部に対応する内周面にその周方向に沿って突出された突状部が形成されてなり、
前記延在部の外周側の突状部の先端から前記延在部の内周側の突状部の先端までの寸法は、前記電線挿通孔の内面から前記電線の外面までの長さと同等に形成されているコネクタ。
前記端子ブロックは、前記電線支持部が複数並列して形成されてなり、
前記押付部材は、円筒状に形成された前記押付部と、前記押付部の基端に連結された円環状の基部と、該基部に連結され前記各電線支持部の外周に被冠される筒状の装着部を有し、かつ、前記複数の電線支持部に固定される複数の前記押付部材の隣り合う前記基部及び前記装着部が連結されてなり、
前記押付部材の固定部は、連結された前記装着部のうちの両端の装着部の前記連結された押付部材の複数の押付部の各円筒軸を含む平面を挟んだ位置の前記装着部にそれぞれ設けられた係止穴であり、
前記電線支持部は、前記装着部の各係止穴に対応する位置の外周面にそれぞれ設けられ、前記係止穴が係止される係止突起を有してなる請求項１に記載のコネクタ。