以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって、まずは、第1実施例から説明する。
ここでは、本発明の接続構造の一例としてコネクタを説明する。
図1は、本発明の第1実施例に係るコネクタの第1コネクタ部と第2コネクタ部とを示す斜視図であり、図2は、第1コネクタ部と第2コネクタ部とを嵌合させたときのコネクタを示す斜視図であり、図3は、その断面図である。
図1〜3に示すように、本実施の形態に係るコネクタ1は、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3とで構成され、これらコネクタ部2,3を嵌合させることで、複数の電源ラインを一括して接続するためのものである。
より具体的には、コネクタ1は、複数(3つ)の第1接続端子(オス端子)4a〜4cが整列されて収納される第1ターミナルハウジング5を有する第1コネクタ部2と、複数(3つ)の第2接続端子(メス端子)6a〜6cが整列されて収納される第2ターミナルハウジング7を有する第2コネクタ部3と、第1ターミナルハウジング5内に整列されて収納される複数の絶縁プレート(絶縁部材)8a〜8dとを備え、第1コネクタ部2の第1ターミナルハウジング5と第2コネクタ部3の第2ターミナルハウジング7とを嵌合させると、複数の第1接続端子4a〜4cの一面のそれぞれと複数の第2接続端子6a〜6cの一面のそれぞれとが対(第1接続端子4aと第2接続端子6a、第1接続端子4bと第2接続端子6b、第1接続端子4cと第2接続端子6cの各対)となるように対面すると共に、複数の絶縁プレート8a〜8dが対となる第1接続端子4a〜4c及び第2接続端子6a〜6cを挟むように配置される積層状態となるものである。即ち、本実施の形態に係るコネクタ1は、第1コネクタ部2の第1ターミナルハウジング5と第2コネクタ部3の第2ターミナルハウジング7とを嵌合させると、複数の第1接続端子4a〜4cと複数の第2接続端子6a〜6cと複数の絶縁プレート8a〜8dとが積層状態となるように配置されるコネクタである。
このコネクタ1は、例えば、車両駆動用のモータと該モータを駆動するインバータとの接続に用いられる。
より具体的には、第1コネクタ部2の第1ターミナルハウジング5(図1で言えば、左側の部分)がモータのシールドケースと嵌合すると共に第1ターミナルハウジング5から露出している第1接続端子4a〜4cの部分がモータのシールドケース内に設置される端子台の各端子に接続される。この第1コネクタ部2にインバータと電気的に接続されている第2コネクタ部3を嵌合させることで、モータとインバータとが電気的に接続されることになる。以上がモータ側の接続に関してだが、インバータ側の接続に関しても、同様である。
以下、コネクタ部2,3のそれぞれの構成について詳述する。
図4に示すように、第1コネクタ部2は、内部に3つの第1接続端子4a〜4cを所定間隔で離間された状態で整列させて保持しており、3つの第1接続端子4a〜4cが整列されて収容する第1ターミナルハウジング5と、第1ターミナルハウジング5内に設けられ第1接続端子4a〜4cのそれぞれを絶縁する略直方体形状の複数の絶縁プレート8a〜8dと、頭部9bと頭部9bに接続される軸部9aとからなり、軸部9aを複数の第1接続端子4a〜4c及び複数の第2接続端子6a〜6cに係る各接点及び複数の絶縁プレート8a〜8dを貫通すると共に、頭部9bによって隣接する第1絶縁プレート8aを押圧することで、複数の第1接続端子4a〜4c及び複数の第2接続端子6a〜6cを各接点にて一括して固定し電気的に接続させる、少なくとも各接点を貫通する部分は絶縁性の材料で形成された接続部材9とを備える。
なお、第1ターミナルハウジング5がターミナルハウジングとしてオス(オス側ターミナルハウジング)であってもメス(メス側ターミナルハウジング)であっても良い。ここでは一例として第1ターミナルハウジング5がオス側ターミナルハウジングである場合を説明する。
第1接続端子4a〜4cは、板状の端子であり、絶縁性樹脂(例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PPA(ポリフタルアミド)樹脂、PA(ポリアミド)樹脂、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、エポキシ系樹脂)なり、第1ターミナルハウジング5の一部である樹脂成形体10に所定間隔で離間されて整列保持される。樹脂成形体10に第1接続端子4a〜4cを保持させる方法としては、例えば、樹脂成形体10の成形時に第1接続端子4a〜4cをインサートしてから樹脂を硬化させて保持させる方法や、予め成形した樹脂成形体10に第1接続端子4a〜4cを圧入して保持させる方法がある。
また、複数の第1接続端子4a〜4cの先端部(より詳しくは、図4で言えば、右側の先端部)のそれぞれには、積層状態となったときに他面側に隣接して配置される絶縁プレート8a〜8cが第1接続端子4a〜4cの先端部からさらに先端に突出するように一体的に固定される。
第1接続端子4a〜4cのそれぞれには、異なる電圧及び/又は電流の電気が送電される。例えば、本実施の形態においては、モータ、インバータ間用の三相交流の電源ラインを想定しており、第1接続端子4a〜4cのそれぞれには、120ー位相の異なる交流が送電される。第1接続端子4a〜4cのそれぞれは、コネクタ1での送電ロスを低減するなどの目的のために、導電率の高い銀、銅、アルミニウムなどの金属で構成されると良い。また、第1接続端子4a〜4cのそれぞれは、多少の可撓性を有する。
複数の絶縁プレート8a〜8dは、第1ターミナルハウジング5内に整列されて収納されると共に複数の第1接続端子4a〜4cの他面(第2接続端子6a〜6cと接合される面と反対側の面)のそれぞれと一体的に固定される複数の第1絶縁プレート8a〜8cと、第1ターミナルハウジング5内に収納されると共に複数の第1接続端子4a〜4cと複数の第2接続端子6a〜6cとが積層状態となったときに最外に位置する第2接続端子6cの他面(第1接続端子4cと接合される面と反対側の面)と対向するように設けられる第2絶縁プレート8dとからなる。
複数の絶縁プレート8a〜8cは、上述したように第1接続端子4a〜4cの先端側に突出するような位置に固定される。これら絶縁プレート8a〜8cのそれぞれは、第2接続端子6a〜6cが挿抜される先端側の角部43のそれぞれが面取り加工されている。より具体的には、第1接続端子4a(又は4b或いは4c)に固定された絶縁プレート8a(又は8b或いは8c)は、固定対象の第1接続端子4a(又は4b或いは4c)が第1ターミナルハウジング5に対して垂れ下がっているときに、固定対象の第1接続端子4a(又は4b或いは4c)と対面するように挿入される第2接続端子6a(又は6b或いは6c)と接触し、第1ターミナルハウジング5に対して垂れ下がっている固定対象の第1接続端子4a(又は4b或いは4c)を押し上げるべく、挿入される第2接続端子6a(又は6b或いは6c)と対面する側の絶縁プレート8a〜8cの先端側の角部43が面取りされている。
また、図5(a),(b)に示すように、複数の第1絶縁プレート8a〜8cには、固定対象の第1接続端子4a〜4cを嵌め込むための嵌合溝11が形成される。この嵌合溝11に固定対象の第1接続端子4a〜4cが嵌合されて一体的に固定される。これにより、第1絶縁プレート8a〜8cと第1接続端子4a〜4cとの段差が補われ、複数の第1絶縁プレート8a〜8cの下面(図示下側の面)が第1接続端子4a〜4cの下面(図示下側の面)と同一面となる。これらの構成により、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3とを嵌合する際、第1接続端子4a〜4cの先端部が挿入される第2接続端子の先端部と接触しないため、第2接続端子6a〜6cにおける挿入性が向上するという効果がある。なお、図5(a)では、第1絶縁プレート8aの構造を簡略化し、第1絶縁プレート8a〜8cを同じように描いている。
再び図4を参照し、接続部材9は、第1接続端子4a〜4c及び第2接続端子6a〜6cに係る各接点を貫通する部分は表面が絶縁性の材料で形成された軸部9aと、軸部9aと一体に形成され、隣接する第1絶縁プレート8aを押圧する押圧部としての頭部9bとを備える。
より具体的には、接続部材9は、金属(例えば、SUS、鉄、銅合金など)製のボルト(キャップボルト)12とその軸部9a外周(各接点を貫通する部分を含む)に絶縁性の材料としての絶縁性樹脂(例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PPA(ポリフタルアミド)樹脂、PA(ポリアミド)樹脂、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、エポキシ系樹脂)をコーティングして形成された絶縁層13とからなる。
なお、接続部材9としては、その全てを絶縁性樹脂で形成したものを用いてもよいが、強度の観点からは金属製のボルト12の軸部9a外周を絶縁層13で覆ったものを用いるのが好適である。つまり、接続部材9を金属製のボルト12と絶縁性樹脂製の絶縁層13の折衷構造とすることで、接続部材9全体を絶縁性樹脂で形成する場合に比べ、強度を高めることができる。金属製のボルト12にコーティングする絶縁性樹脂としては、クリープを防止すべくボルト12を構成する金属と線膨張係数の近いものを用いるとよい。
接続部材9の中心軸上の頭部9bの上面(より詳しくは、上面の中心)には、所定の操作工具が係合する図示しない操作工具係合孔が形成される。操作工具係合孔は、例えば、六角穴やドライバー溝など、接続部材9を締め付ける際に所定の操作工具を係合させるためのものである。本実施の形態においては、接続部材9としてキャップボルト、具体的には六角穴付ボルトを用いたため、操作工具係合孔は六角穴で構成される。
接続部材9の頭部9bの外周には、第1ターミナルハウジング5内に水が浸入するのを防止するパッキン14が設けられる。また、接続部材9の頭部9bの下面とその直下の第1絶縁プレート8aの上面との間には、第1絶縁プレート8aに所定の押圧力を付与する弾性部材15が設けられる。弾性部材15は、金属(例えば、SUSなど)製のバネで構成される。なお、本実施の形態において、弾性部材15は、接続部材9の一部という位置付けである。
弾性部材15の下部が当接する第1絶縁プレート8aの上面には、弾性部材15の下部を覆う(収納する)凹部16が形成され、凹部16の底部(即ち、弾性部材15の下部が当接する座の部分)には、弾性部材15を受けて絶縁性樹脂からなる第1絶縁プレート8aの損傷を防止する金属(例えば、SUSなど)製の受け部材17が設けられる。
受け部材17は、弾性部材15から第1絶縁プレート8aの上面に加わる応力を分散することで第1絶縁プレート8aの損傷を防止する。そのため、受け部材17と第1絶縁プレート8aとの接触面積をできるだけ大きくすることが好ましい。本実施の形態では、受け部材17と第1絶縁プレート8aとの接触面積を大きくすべく、凹部16の底部全面に亘って接触するような形状の受け部材17を設けた。
この接続部材9は、第1絶縁プレート8a〜8cが固定される第1接続端子4a〜4cの面側(図4で言えば、上面側)から第1ターミナルハウジング5内に挿入され、軸部9aの先端に形成されたネジ部18を第1ターミナルハウジング5の内周面に形成されたネジ穴19に螺合させることで、接続部材9の頭部9bから軸部9bの先端に向けて(図4で言えば、上方から下方に向けて)押圧し、複数の第1接続端子4a〜4c及び複数の第2接続端子6a〜6cを各接点にて一括して固定し電気的に接続させている。
第1ターミナルハウジング5は、横断面が略矩形状の中空の筒状体20からなる。第2ターミナルハウジング7と嵌合される筒状体20の一端側(図示右側)の外周部は、第2コネクタ部3との嵌合性を考慮してテーパ形状に形成されている。また、筒状体20の一端側の外周部には、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3との間をシールするターミナルハウジング防水構造21が設けられる。ターミナルハウジング防水構造21は、筒状体20の開口側の外周部に形成された凹部22と、凹部22に設けられたOリングなどのパッキン23とからなる。
筒状体20内の他端側(図示左側)には、第1接続端子4a〜4cのそれぞれが整列保持された樹脂成形体10が収納される。筒状体20の他端側の外周には、第1コネクタ部2を機器などの筐体(例えば、モータのシールドケース)に固定するためのフランジ24(取付孔は省略)が形成される。取付孔にボルトを挿入し機器などの筐体に固定するためのフランジ24の縁周部25には、機器などの筐体と第1コネクタ部2との間をシールするパッキンなどを設けるようにしても良い。なお、このフランジ24という構成は、第1コネクタ部2が機器などの筐体に固定されることを前提とするものではなく、フランジ24は第2コネクタ部3に設けられていても良いし、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3の両方に設けられていても良い。また、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3のどちらも機器などの筐体に固定されないフリーの状態としても良い。
また、このフランジ24は、放熱性を向上させる点においても有効である。つまり、フランジ24を形成することにより第1ターミナルハウジング5の表面積を大きくすることができ、第1コネクタ部2の内部で発生した熱(例えば、各接点で発生した熱)を第1ターミナルハウジング5を介して外部に放熱する際において、放熱性を向上させることができる。
筒状体20の上部(図示上側)には、接続部材9を挿入するための接続部材挿入孔26が形成される。接続部材挿入孔26は筒状に形成されており、その筒状の下端部(図示下側)が内側に折り曲げられている。この折り曲げられた部分に接続部材9の頭部9bの下面の縁周部が当接することで、接続部材9のストロークを規制するようになっている。
筒状体20は、シールド性能、放熱性、及びコネクタ1の軽量化のために、導電率、熱伝導率が高く軽量なアルミニウムなどの金属で形成されることが好ましいが、樹脂などにより形成するようにしても良い。第1ターミナルハウジング5を絶縁性樹脂で形成する場合には、第2絶縁プレート8dと第1ターミナルハウジング5を絶縁性樹脂により一体成形してもよい。なお、本実施の形態においては、筒状体20をアルミニウムで形成した。この様に、筒状体20をアルミニウムで形成することにより、接続部材9をネジ穴19に螺合させる際、筒状体20を絶縁性樹脂で形成する場合と比べ、強固に締め付けることができるという効果がある。
図6に示すように、第2コネクタ部3は、内部に複数(3つ)の第2接続端子(メス端子)6a〜6cが整列されて収納される第2ターミナルハウジング7を有する。なお、第2ターミナルハウジング7がターミナルハウジングとしてオス(オス側ターミナルハウジング)であってもメス(メス側ターミナルハウジング)であっても良い。ここでは、オス側ターミナルハウジングである第1ターミナルハウジング5に対応して第2ターミナルハウジング7がメス側ターミナルハウジングである場合を説明する。
第2接続端子6a〜6c一端側のそれぞれには、インバータ側からのびたケーブル27a〜27cが接続されている。これらケーブル27a〜27cのそれぞれは、第1接続端子4a〜4cのそれぞれに第2接続端子6a〜6cを介して電気的に接続されるため、第1接続端子4a〜4cのそれぞれに対応する電圧及び/又は電流の電気がそれぞれ送電される。ケーブル27a〜27cは、導体28の外周に絶縁層29を形成してなる。本実施の形態においては、断面積が20mm2の導体28を用いた。
ケーブル27a〜27cのそれぞれは、多連筒状(複数の筒が連なっている状態のこと)のケーブル保持部材30によって所定間隔で離間されて整列保持される。このケーブル保持部材30によって第2接続端子6a〜6cのそれぞれは、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3とを嵌合させたときに、第2接続端子6a〜6cのそれぞれと対となるように対面する(即ち、接続対象の)第1接続端子4a〜4cのそれぞれの下方に位置するように位置決めして保持される。
ケーブル保持部材30は、第2接続端子6a〜6cのそれぞれを互いに絶縁して短絡を防止すべく、絶縁性樹脂などからなる。このケーブル保持部材30により、第2接続端子6a〜6cのそれぞれに接続されたケーブル27a〜27cのそれぞれが可撓性に優れたケーブルであっても、第2接続端子6a〜6cのそれぞれを所定の位置に保持することができる。つまり、本実施の形態では、ケーブル27a〜27cとして可撓性に優れたケーブルを用いることができるので、ケーブル27a〜27cを敷設する際の配線自由度を向上できる。
なお、ケーブル保持部材30は、ケーブル27a〜27cを保持することで、より詳しくは、第2接続端子6a〜6cに近い位置であってケーブル27a〜27cの端部側を保持することで、第2接続端子6a〜6cを所定の位置に保持するべく、第2接続端子6a〜6cの位置決めを行っているが、ケーブル27a〜27cを保持すると共に第2接続端子6a〜6cも直接保持して、第2接続端子6a〜6cの位置決めを行っても良い。また、ケーブル保持部材30に変えて、ケーブル27a〜27cを保持しないで、第2接続端子6a〜6cを直接保持する接続端子保持部材であっても良い。
また、第2ターミナルハウジング7から引き出されたケーブル27a〜27cの部分には、シールド性能の向上を目的とした編組シールド31が巻き付けられている。この編組シールド31は、後述する筒状シールド体41と接触され、筒状シールド体41を介して第1ターミナルハウジング5に電気的に接続されている(同電位(GND)とされている)。なお、図1,2では、簡略化のため編組シールド31を図示していない。
第2接続端子6a〜6cのそれぞれは、図7,8に示すように、ケーブル27a〜27cの先端部から露出された導体28をかしめるためのかしめ部32と、かしめ部32と一体に形成されたU字状接点33とを有する。U字状接点33の先端部には、挿入性を向上させるべくテーパ部34が形成される。第1コネクタ部2と第2コネクタ部3とを嵌合させると、U字状接点33が接続部材9の軸部9aを挟み込むように挿入される。
本実施の形態においては、コネクタ1の小型化のためにケーブル27a〜27cのそれぞれができるだけ隙間無く整列保持される構成としている。そのため、図8に示すように、整列時に中央に配置されるケーブル27bに接続される第2接続端子6bの胴部35を折り曲げることにより、第2接続端子6a〜6cを同じ間隔で離間させて配置するようにした。
第2接続端子6a〜6cのそれぞれは、コネクタ1での送電ロスを低減するなどの目的のために、導電率の高い銀、銅、アルミニウムなどの金属で構成されると良い。また、第2接続端子6a〜6cのそれぞれは、多少の可撓性を有する。
再び図6を参照し、第2ターミナルハウジング7は、横断面が略矩形状の中空の筒状体36からなる。第2ターミナルハウジング7内に第1ターミナルハウジング5が嵌合されるため、第1ターミナルハウジング5と嵌合される筒状体36の一端側(図示左側)の内周部は、第1ターミナルハウジング5との嵌合性を考慮してテーパ形状に形成されている。
なお、逆に第1ターミナルハウジング5内に第2ターミナルハウジング7が嵌合される構成としても構わない。この場合は、第1ターミナルハウジング5を構成する筒状体20の一端側の内周部をテーパ形状に形成し、第2ターミナルハウジング7を構成する筒状体36の一端側の外周部をテーパ形状に形成し、ターミナルハウジング防水構造21を筒状体36の一端側の外周部に形成すると良い。
筒状体36の他端側(図示右側)には、ケーブル27a〜27cのそれぞれを整列保持するケーブル保持部材30が収納される。ケーブル保持部材30のケーブル挿入側にはパッキンレス気密部37が形成され、ケーブル27a〜27cを伝って第2ターミナルハウジング7内に水が浸入するのを防止するようになっている。ケーブル保持部材30の外周部には、第1ターミナルハウジング5の内周面に当接するパッキン38が設けられる。つまり、コネクタ1は、ターミナルハウジング防水構造21のパッキン23とケーブル保持部材30の外周部に設けられたパッキン38による二重防水構造となっている。
さらに、ケーブル27a〜27cが引き出される筒状体36の他端側の外周には、筒状体36内への水の浸入を防止するゴムブーツ39が被せられている。なお、図1,2では、簡略化のためゴムブーツ39を図示していない。
また、筒状体36の上部(図示上側)には、第2コネクタ部3と第1コネクタ部2とを嵌合させたときに、第1コネクタ部2に設けられる接続部材9を操作するための接続部材操作用孔40が形成される。この接続部材操作用孔40は、第1ターミナルハウジング5と第2ターミナルハウジング7との嵌合後に、接続部材9を第1ターミナルハウジング5に対して挿抜可能とするための貫通孔としての役割も兼ねる。この貫通孔としての役割により、コネクタ1の組み立てを容易にすることができる。
筒状体36は、シールド性能、放熱性、及びコネクタ1の軽量化のために、導電率、熱伝導率が高く軽量なアルミニウムなどの金属で形成されることが好ましいが、樹脂などにより形成するようにしても良い。本実施の形態においては、筒状体36を絶縁性樹脂により形成したため、そのシールド性能、放熱性を向上させるために筒状体36の他端側の内周面にアルミニウム製の筒状シールド体41を設けている。
筒状シールド体41は、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3とを嵌合させたときにアルミニウム製の第1ターミナルハウジング5の外周に接触する接触部42を有し、この接触部42を介して第1ターミナルハウジング5と熱的及び電気的に接続される。これにより、シールド性能と放熱性を向上させている。特に、放熱性については、放熱性に優れる第1ターミナルハウジング5側に積極的に熱を逃がすことで著しい向上が見込まれる。
次に、本実施の形態に係るコネクタ1を用いた第1接続端子4a〜4cと第2接続端子6a〜6cとの接続を説明する。
図9に示す非嵌合状態から第1コネクタ部2と第2コネクタ部3とが嵌合する嵌合状態にすると、第2接続端子6a〜6cのそれぞれが対となる第1接続端子4a〜4cのそれぞれと絶縁プレート8a〜8dとの間に挿入される。そして、該挿入により、複数の第1接続端子4a〜4cの一面のそれぞれと複数の第2接続端子6a〜6cの一面のそれぞれとが対となるように対面すると共に、第1接続端子4a〜4c、第2接続端子6a〜6c、及び絶縁プレート8a〜8dとが交互に配置される、即ち、絶縁プレート8a〜8dが対となる第1接続端子4a〜4c及び第2接続端子6a〜6cを挟むように配置される積層状態となる。
このとき、第1コネクタ部2の内部において、絶縁プレート8a〜8cのそれぞれが、所定間隔で離間させた状態で整列させて保持されている第1接続端子4a〜4cの先端側に固定されているため、各絶縁プレート8a〜8cの間隔を保持するための保持用治具(特許文献2参照)を別途設けなくても、各絶縁プレート8a〜8cの間隔を保持することができるようになる。これにより、第2接続端子6a〜6cのそれぞれを、対となる第1接続端子4a〜4cのそれぞれと絶縁プレート8a〜8dとの間に容易に挿入することができる。即ち、第2接続端子6a〜6cの挿抜性を低下させることがない。また、絶縁プレート8a〜8cの間隔を保持するための保持用治具を設けなくてもよい分、従来に比べて更なる小型化を実現できる点において、非常に有効である。
また、第1接続端子4a(又は4b)と第2接続端子6a(又は6b)に係る接点が、接点を構成する第1接続端子4a(又は4b)に固定された第1絶縁プレート8a(又は8b)と他の接点を構成する第1接続端子4b(又は4c)に固定された第1絶縁プレート8b(又は8c)とにより挟み込まれる。同様に、第1接続端子4cと第2接続端子6cに係る接点が、接点を構成する第1接続端子4cに固定された第1絶縁プレート8cと第1ターミナルハウジング5の内面に固定された第2絶縁プレート8dとにより挟み込まれる。
その後、図3に示すように、レンチなどの操作工具を用いて接続部材操作用孔40から接続部材9の操作工具係合孔を操作して、接続部材9のネジ部18を第1ターミナルハウジング5のネジ穴19に螺合させて締め付けると、接続部材9がネジ穴19の底部に回転しながら押し込まれると共に、弾性部材15によって第1絶縁プレート8a、第1絶縁プレート8b、第1絶縁プレート8c、第2絶縁プレート8dの順に押圧されていき、接点のそれぞれが絶縁プレート8a〜8dのいずれか2つによって挟み込むように押圧され、接点のそれぞれが互いに絶縁された状態で接触される。このとき、第1接続端子4a〜4cのそれぞれと第2接続端子6a〜6cのそれぞれは、絶縁プレート8a〜8dからの押圧によって多少撓み広範囲で接触されることとなる。これにより、車両などの振動を発生させる環境においても、接点のそれぞれが強固に接触して固定される。
ところで、コネクタ1においては第1接続端子4a〜4cの先端側に第1絶縁プレート8a〜8cが一体的に固定されている。そのため、コネクタ1をその積層方向(重合方向)と重力方向が一致する状態(図3で言えば、図示下側が重力方向下方と一致する状態)で使用した場合、図10(a)に示すように、第1絶縁プレート8a〜8cの重さで第1接続端子4a〜4cが重力方向(下方)に傾く場合がある。なお、接続部材9を締め付けたり、緩めたりと、時間が経つにつれて、第1接続端子4a〜4cが締め付け方向、即ち、積層方向に傾くように変形する場合も、同様である。
このような場合においては、従来の技術では第1コネクタ部2と第2コネクタ部3との嵌合時に、第2接続端子6a〜6cが絶縁プレート8a〜8cに突き当たってしまいスムーズに第2接続端子6a〜6cを挿入できない虞があった。
これに対して、本実施の形態に係るコネクタ1では第1絶縁プレート8a〜8cの角部43が面取りされているため、図10(b)に示すように、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3との嵌合時に、面取りされた角部43に第2接続端子6a〜6cが当接すると共に、第1絶縁プレート8a〜8cが第1ターミナルハウジング5に対して押し上げられる。第1絶縁プレート8a〜8cには第1接続端子4a〜4cが固定されているため、第1絶縁プレート8a〜8cが押し上げられるのに伴って第1接続端子4a〜4cも第1ターミナルハウジング5に対して押し上げられる。このまま、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3とを完全に嵌合させると、図10(c)に示すように、第1接続端子4a〜4cと第2接続端子6a〜6cがそれぞれ対面するように挿入される。
このように、本実施の形態に係るコネクタ1によれば、第1絶縁プレート8a(又は8b或いは8c)は、固定対象の第1接続端子4a(又は4b或いは4c)が第1ターミナルハウジング5に対して垂れ下がっているときに、第1接続端子4a(又は4b或いは4c)と対面するように挿入される第2接続端子6a(又は6b或いは6c)と接触し、第1ターミナルハウジング5に対して垂れ下がっている第1接続端子4a(又は4b或いは4c)を押し上げるべく、第2接続端子6a(又は6b或いは6c)と対面する側の第1絶縁プレート8a〜8cの先端側の角部43が面取りされているため、例え、第1接続端子4a(又は4b或いは4c)が第1ターミナルハウジング5に対して垂れ下がっても、対となる第2接続端子6a(又は6b或いは6c)をスムーズに挿入し易くすることができる。
本実施の形態においては、第1絶縁プレート8a〜8cの先端側の角部43を面取りすることで、第2接続端子6a〜6cによって第1ターミナルハウジング5に対して垂れ下がっている第1接続端子4a〜4cを押し上げるような構成としたが、例えば、図11(a)〜(c)に示すように、第2接続端子6a〜6cの一面(第1接続端子4a〜4cと接合される面)の嵌合方向先端部を面取りし、この面取り部44によって第1接続端子4a〜4cを押し上げるような構成としても良い。
また、本実施の形態においては、第1絶縁プレート8a〜8cの重さにより第1接続端子4a〜4cが垂れ下がる構成を想定したものであるが、本構成とは逆に第1接続端子4a〜4cが強固に整列固定され、第2接続端子6a〜6cがある程度の可撓性を持ってケーブル保持部材30に整列保持されている構成にも本発明の技術思想を適用することができる。即ち、ケーブル27a〜27cの第2接続端子6a〜6cから遠い位置をケーブル保持部材30で保持し、第2接続端子6a〜6cの先端側に柔軟性を持たせた構成にも本発明の技術的思想を適用することができる。
この場合、図12(a)に示すように、積層状態となったときに絶縁プレート8b(又は8c或いは8d)と隣接して配置される第2接続端子6a(又は6b或いは6c)が第2ターミナルハウジング7に対して垂れ下がっているときに、第2接続端子6a(又は6b或いは6c)を挿入する際に、第2ターミナルハウジング7に対して垂れ下がっている第2接続端子6a(又は6b或いは6c)と接触し、第2ターミナルハウジング7に対して垂れ下がっている第2接続端子6a(又は6b或いは6c)を押し上げるべく、第2接続端子6a(又は6b或いは6c)と対面する側の絶縁プレート8b(又は8c或いは8d)の先端側の角部45が面取りされている構成とするとよい。これにより、図12(b),(c)に示すように、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3との嵌合時に、垂れ下がっている第2接続端子6a(又は6b或いは6c)が絶縁プレート8b(又は8c或いは8d)の面取りされた角部45に接触すると共に押し上げられ、第1接続端子4a(又は4b或いは4c)と接続される。
また、図13(a)〜(c)に示すように、絶縁プレート(又は8c或いは8d)の先端側の角部45に代えて、第2接続端子6a〜6cの他面の先端部を面取りし、この面取り部46で第2接続端子6a〜6c自身が押し上げられるように構成しても良い。
なお、図10〜13は、本発明の技術思想を説明するための図であり、これらの図では説明に必要な要部以外の構成については図示していないか或いは簡略化して描いている。
以上、説明してきたように、本発明は、第1ターミナルハウジング5又は第2ターミナルハウジング7に対して垂れ下がっている第1接続端子4a〜4c又は第2接続端子6a〜6cを押し上げるべく、絶縁プレート8a〜8dや第2接続端子6a〜6cの角部を面取り加工する点に特徴がある。つまり、本発明における面取りは接続端子の挿入をガイド(誘導)するためのものではなく、垂れ下がりを矯正して接続端子同士の挿入をスムーズにするためのものである。そのため、本実施の形態においては、垂れ下がった接続端子の押し上げに寄与しない角部は面取り加工がなされない。例えば、図3で言えば、絶縁プレート8a〜8cの上面(図示上側の面)側の角部と絶縁プレート8dの角部は接続端子の押し上げに寄与しないため、面取り加工がなされない。また、面取り形状については特に限定するものではなく、例えば、C面取りやR面取りなど、垂れ下がっている接続端子を押し上げることができるような形状であれば良い。
なお、本実施の形態においては、ネジ穴19は、接続部材9の先端側のネジ部18と螺合するような位置に形成されていたが、接続部材9の頭部9b側にネジ部18を形成し、該頭部9b側に形成されたネジ部18と螺合するようにネジ穴19を形成しても良い。
また、例えば、本実施の形態においては、ネジ穴19は、第1ターミナルハウジング5側に形成されていたが、第1ターミナルハウジング5側はネジ穴19ではなく貫通穴だけで、ネジ穴19は、第2ターミナルハウジング7側に形成されていても良い。また、第1ターミナルハウジング5側及び第2ターミナルハウジング7側の両方に亘ってネジ穴19が形成されていても良い。
また、本実施の形態においては、第1接続端子4a〜4cのそれぞれと第2接続端子6a〜6cのそれぞれとは、面と面とで接触しているが、接点側の面である第2接続端子6a〜6cのそれぞれと接触する第1接続端子4a〜4c側の面のそれぞれに、凸部を形成し、この凸部に第2接続端子6a〜6cのU字状接点33が嵌る構成としても良い。このように構成することにより、第1接続端子4a〜4cのそれぞれと第2接続端子6a〜6cのそれぞれとの結合力を更に安定させることができる。即ち、接続部材9に対して垂直方向の振動に対して、特に有効である。
また、本実施の形態においては、第2接続端子6a〜6cのU字状接点33の分岐した先端部の長さをそれぞれ同じ長さとしたが、どちらか一方の長さを長く形成してJ字状接点としても良い。J字状接点のような形状とすることで、第2コネクタ部3をケーブル長手方向に対して斜めの方向からでも接続部材9の軸部9aに挿入することができるようになる。
以上、第1実施例に係るコネクタを説明したが、第1実施例に係るコネクタの特徴の1つとして、後述する第2実施例に係るコネクタと違って、接続部材9の軸部9aを複数の第1接続端子4a〜4c及び複数の第2接続端子6a〜6cに係る各接点及び複数の絶縁プレート8a〜8dに貫通させる点にある。このように構成することにより、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3との嵌合状態において、接続部材9を中心として、第1接続端子4a〜4cと第2接続端子6a〜6cとの配置関係を一定にし易くなるという効果がある。
次に、本発明の第2実施例に係るコネクタを図14にしたがって説明する。
図10に示すように、本実施の形態に係るコネクタ100は、前述した第1実施例に係るコネクタと比して、接続部材9が複数の第1接続端子4a〜4c及び複数の第2接続端子6a〜6cに係る各接点及び複数の絶縁プレート8a〜8dを貫通しない点が異なる。つまり、本実施の形態では接続部材9が押圧部としての頭部9bのみで構成される。
第1実施例に係るコネクタでは、軸部9aに形成されたネジ部18を第1ターミナルハウジング5のネジ穴19に螺合させることで、接続部材9を第1ターミナルハウジング5に締め付けていたが、本実施の形態に係るコネクタ100では接続部材9が頭部9bのみからなるため、頭部9bの外周にパッキン14を避けるように雄ネジとしてのネジ部47を形成し、また、第1ターミナルハウジング5の接続部材挿入孔26の内周にネジ部47が螺合する雌ネジ48を切り、この雌ネジ48にネジ部47を螺合させることで接続部材9を第1ターミナルハウジング5に締め付けられるように構成した。
なお、図14に示すように、頭部9bは、パッキン14が設けられている大径部と雄ネジ45が形成されている小径部の2つの外経寸法を持つ形状からなり、接続部材挿入孔26は、その2つの外経寸法を持つ形状に合致する形状となっている。この様に構成するにより、即ち、頭部9bを接続部材挿入孔26に締め付けた際、パッキン14と対面する部分に、ネジ部47が配置されないため、効果的な防水構造を実現することができる。
また、接続部材9の頭部9bの下面側(第1絶縁プレート8aに対向する側)には、弾性部材15を係合させて保持するための弾性部材保持部49が形成され、この弾性部材保持部49に弾性部材15が保持されて接続部材9の一部となっている。
このコネクタ100を用いて第1接続端子4a〜4cと第2接続端子6a〜6cとを接続する場合も、前述した第1実施例に係るコネクタと同様の手順で行う。即ち、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3とを嵌合させた後、接続部材9のネジ部44を第1ターミナルハウジング5の雌ネジ45に締め付け、これに伴って弾性部材15による押圧力を絶縁プレート8a〜8dに順次付与し、これら絶縁プレート8a〜8dで接点のそれぞれを挟むように押圧することで第1接続端子4a〜4cと第2接続端子6a〜6cとを接続する。これにより、第1接続端子4a〜4cと第2接続端子6a〜6cとを強固に固定することができる。
なお、本実施の形態においては、複数の第1接続端子4a〜4c及び複数の第2接続端子6a〜6cに係る各接点及び複数の絶縁プレート8a〜8dを貫通しないため、第2接続端子6a〜6cの接点形状を接続部材9をかわすような形状(例えば、前述したU字状)に形成する必要はない。
以上、第2実施例に係るコネクタを説明したが、第2実施例に係るコネクタの特徴の1つとして、前述した第1実施例に係るコネクタと違って、接続部材9が複数の第1接続端子4a〜4c及び複数の第2接続端子6a〜6cに係る各接点及び複数の絶縁プレート8a〜8dを貫通しない点にある。この様に構成することができるのも、複数の絶縁プレート8a〜8cが複数の第1接続端子4a〜4cの他面のそれぞれに固定されているという構成によるものだが、このように構成することにより、接続部材9におけるコストダウンを図ることができるという効果がある。また、接続部材9の軽量化に繋がり、結果として、コネクタ全体の軽量化に寄与することも可能である。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、本実施の形態においては、三相交流の電源ラインを想定していたが、本発明の技術思想によれば、例えば、自動車用のコネクタであって、モータ、インバータ間用の三相交流の電源ライン、エアコン用の直流二相の電源ラインなど異なる用途のラインを一括して接続するような構成としても良い。このように構成することにより、1つのコネクタで複数の用途の電源ラインを一括して接続することができるため、用途毎に異なるコネクタを用意する必要がなく、省スペース化や低コスト化などに貢献することができる。
また、第1接続端子4a〜4cのそれぞれと第2接続端子6a〜6cのそれぞれの端子表面をローレット加工などにより荒らし、摩擦力を大きくさせ、端子同士を動きづらくして接点のそれぞれでの固定を強固にするようにしても良い。
また、本実施の形態においては、接続部材9の軸部9aを軸として、接続部材9の頭部9a側から見て、第1接続端子4a〜4cのそれぞれと第2接続端子6a〜6cのそれぞれとを直線状に接触させる構成であったが、第2コネクタ部3の第2接続端子6a〜6cのそれぞれに対して、第1コネクタ部2の第1接続端子4a〜4cのそれぞれが、接続部材9の頭部側から見て、直角に交差して接触するようにオス側ターミナルハウジング5とメス側ターミナルハウジング7を構成するようにしてもよい。即ち、第1コネクタ部2と第2コネクタ部3とをL字状に嵌合させるようにしてもよい。同様に、接続部材9の軸部9aを軸として、オス側ターミナルハウジング5及び第1接続端子4a〜4cに対して、メス側ターミナルハウジング7及び第2接続端子6a〜6cを斜めに配置されるように構成することもできる。この様に、本発明の趣旨を応用すれば、第1コネクタ部2に対する第2コネクタ部3の挿抜方向を多様化できる。つまり、コネクタからのケーブルの引き出し方向を設置箇所の形状に合わせることができ、省スペース化に貢献することができる。
また、本実施の形態においては、第1接続端子4a〜4cの一端側には、第2接続端子6a〜6cとは違って、ケーブルが接続されない場合を説明したが、このような構造に限定されない。即ち、本実施の形態におけるコネクタは、ケーブル同士を接続する場合にも利用することができる。
また、本実施の形態においては、ケーブル27a〜27cとして可撓性に優れたケーブルを用いていたが、リジッドなケーブルでも良い。
また、本実施の形態においては、接続部材9としてボルト12を例として説明したが、これは接続部材9の構成をボルト形状に限定する趣旨ではない。
また、本実施の形態においては、所定の操作工具は、市販のものを想定しているが、本コネクタ専用の操作工具であっても良い。
また、本実施の形態においては、コネクタの使用状態における向きは、接続部材9が略水平状態であっても、略垂直状態であっても良い。即ち、本実施の形態におけるコネクタの使用条件に、使用状態における向きは要件としない。
また、本実施の形態においては、接続部材9の一部である弾性部材15を介して接続部材9の頭部9aによって隣接する第1絶縁プレート8aを押圧しているが、弾性部材15を介さずに直接、頭部9aによって隣接する第1絶縁プレート8aを押圧しても良い。