JP5521469B2 - 端子接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、端子接続構造に関する。

従来、ボルトを用いた端子接続構造として、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。このものは、端子台にナットを設け、このナットにボルトを締め込むことにより、電線側端子と機器側端子とをボルト締結するようにしている。このようなボルト締結構造においては、ボルトが正規の締め込み方向に対して斜め方向に締め込まれる、いわゆる斜め締めが発生する場合がある。斜め締めが発生すると、端子同士が接続不良となり、接続信頼性が低下してしまう。

そこで、下記特許文献２に記載のように、ボルト締結後にカバーを取り付けることにより、斜め締めを検知できるようにしたものなどが知られている。しかしながら、このものは、ボルトの締結方法自体を改善したものではなく、根本的に斜め締めの問題を解決したものではない。

その点、下記特許文献３に記載のものは、ボルト締結部の上方にボルト誘導部を立ち上げて形成し、このボルト誘導部の内周面をテーパ状に形成することで、ボルトをナット側に誘導するテーパ面を形成し、このテーパ面によってボルトが正規の締め込み方向に誘導されるようにしたものである。これにより、ボルトの斜め締めを防ぐようにしている。

特開２００６−４７３３号公報 特開２００３−９３５１号公報 特開２０００−３３２４４６号公報

しかしながら、上記特許文献３のものは、テーパ面によってボルトが案内された位置からボルトがナットに螺合し始める位置までボルトを手動で押し込む必要があり、この間に不用意な力がボルトにかかることで、ボルトの斜め締めが発生するおそれがある。

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、ボルトの斜め締めを確実になくすことを目的とする。

本発明の端子接続構造は、機器側に接続された端子と電線側に接続された端子とからなる端子群と、機器側ケースに固定され、端子群が重ねて配置される端子台と、端子台に回り止めされた状態で組み付けられたナットと、ナットに螺合するボルトと、ボルトに設けられ、同ボルトの締め込みに伴って端子群をナットに押さえ付けることで端子群を端子台に締結する押さえ面と、ナットよりもボルトの締め込み方向手前側にてボルトに螺合可能とされ、ボルトを締め込むことで同ボルトをナットに誘導し螺合させる誘導孔とを備えており、前記ボルトは、前記誘導孔に螺合する大径部と、この大径部よりも小径に形成されて前記誘導孔に螺合しない小径部とを備えて構成され、前記大径部が前記誘導孔を通過して前記小径部が前記誘導孔に挿通した状態で前記ボルトの締め込みが完了す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、誘導孔に螺合したボルトを締め込むことで、ボルトをナットに誘導し螺合させることができる。すなわち、誘導孔によってボルトが案内された状態を維持したままボルトがナットに螺合し始めるため、ボルトの斜め締めを確実になくすことができる。
また、大径部が誘導孔とナットの双方に螺合した状態では、誘導孔とナットとの間隔Ｌ１は、大径部に形成されたねじ山のピッチの整数倍に等しくなる。ここで、間隔Ｌ１が、自然状態における誘導孔とナットとの間隔Ｌ２と一致しない場合には、誘導孔に対してボルトの軸方向に応力がかかることになる。その点、上記構成によると、ボルトの締め込みが完了した時点で誘導孔に小径部が挿通されるため、誘導孔に応力がかかることはない。

本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。

誘導孔に螺合したボルトにおいて誘導孔と端子台との間には、固定ワッシャが取り付け固定されており、この固定ワッシャにおけるナットとの対向面が押さえ面とされている構成としてもよい。
このような構成によると、ボルトの径寸法を誘導孔に螺合する部分とナットに螺合する部分とで同じにすることができる。固定ワッシャの取り付け固定方法は、ボルトを誘導孔に螺合させ、この誘導孔からナット側に突き出たボルトに対して固定ワッシャを装着することで行われる。

端子台を機器側ケースに固定する機器側ハウジングを備え、この機器側ハウジングは、誘導孔と端子台との間でボルトの締め込み方向と交差する方向に開口する形態をなしている構成としてもよい。
このような構成によると、機器側ハウジングにおける誘導孔と端子台との間がボルトの締め込み方向と交差する方向に開口しているため、この開口からボルトに対して固定ワッシャを取り付けやすいという利点がある。

誘導孔を構成するボルト誘導部を備え、このボルト誘導部は、ナットとボルトの頭部との間に配置されており、ボルトの締め込みが完了した状態では、ボルトの頭部がボルト誘導部と非接触である構成としてもよい。
このような構成によると、ボルトの締め込みが完了した時点でボルトの頭部がボルト誘導部に接触しないため、ボルト誘導部に応力がかかることはない。

端子台においてナットを収容するナット収容部には、ナットを遊動可能に支持する弾性部材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、ボルトの締め込み方向にナットの軸心が配置されていない場合であっても、弾性部材を撓み変形させることによってボルトの位置を調整することができる。

端子台には、同端子台に組み付けられたナットを抜け止めするナットリテーナが装着されており、端子群の一方の端子は、ナットリテーナを抜け止めした状態で端子台に締結されている構成としてもよい。
このような構成によると、一方の端子を端子台に締結することでナットリテーナが抜け止めされるため、ナットリテーナと一方の端子とによってナットを二重に抜け止めすることができる。

本発明によれば、ボルトの斜め締めを確実になくすことができる。

機器側コネクタとシールドコネクタの斜視図 機器側コネクタが機器側ケースに取り付けられた状態を示した斜視図 ボルトの締め込み途中の状態を示した正面図 ボルトの締め込みが完了した状態を示した正面図 図３におけるＡ−Ａ線断面図 図４におけるＢ−Ｂ線断面図 ボルトの大径部に対して固定ワッシャを取り付け固定する様子を示した断面図

＜実施形態＞
本発明の実施形態を図１ないし図７の図面を参照しながら説明する。本実施形態における端子接続構造では、図１に示すように、機器側コネクタ１０と電線側コネクタ３０を接続する場合を例示している。機器側コネクタ１０は、自動車用のインバータなどの機器（図示せず）と一体に形成されており、この機器は、図２に示すように、機器本体を収容してなる機器側ケース２０を備えた構成とされている。この機器側ケース２０は金属製で、自動車のボディ（図示せず）に固定されている。

機器側コネクタ１０は合成樹脂製の機器側ハウジング１１を有している。機器側ハウジング１１の両側面には、機器側ケース２０に対する取付部１７が張り出し形成されている。取付部１７には、ボルト孔が貫通形成されており、このボルト孔にボルト（図示せず）を挿入して機器側ケース２０に締め込むことにより、機器側コネクタ１０が機器側ケース２０に固定されている。また、機器側ケース２０には、図５に示すように、取付孔２５が貫通形成されており、この取付孔２５を介して電線側コネクタ３０が機器側コネクタ１０に接続されている。

電線側コネクタ３０は合成樹脂製の電線側ハウジング３１を有している。電線側ハウジング３１は、図１に示すように、横長の長円形状をなす嵌合部３３を備えており、この嵌合部３３の内部に、複数の電線側端子３２が装着されている。各電線側端子３２の先端は、嵌合部３３の嵌合面から前方に突出する態様で装着されており、この突出した部分には、ボルト挿通孔３４が貫通形成されている。

嵌合部３３の外周面には、取付溝３３Ａが周設されており、この取付溝３３Ａにシールリング８０が嵌着される。シールリング８０は、図５に示すように、取付溝３３Ａと取付孔２５の内周面との双方に対して密着しており、取付孔２５と嵌合部３３との間から機器側ケース２０の内部側に水が浸入することを規制している。なお、嵌合部３３の嵌合面において隣り合う電線側端子３２の間には、仕切壁３５が前方に突出して形成されており、この仕切壁３５により電線側端子３２同士が接触して短絡することが規制されている。

電線側ハウジング３１を覆う位置には、金属製のシールドシェル３６が装着されている。シールドシェル３６における機器側ケース２０との対向縁には、取付部３７が全周方向に亘って張り出し形成されている。この取付部３７には、ボルト孔が貫通形成されており、このボルト孔にボルト（図示せず）を挿入して機器側ケース２０に締め込むことにより、シールドシェル３６が機器側ケース２０に対して導通可能に接続、固定されている。

シールドシェル３６において電線側ハウジング３１を覆う筒状の本体部３８には、導電路に沿って複数の電線（図示せず）を一括して覆う編組線（図示せず）が圧着接続されるようになっている。圧着にあたっては、編組線を覆うようにしてカシメリング（図示せず）を配置し、このカシメリングを本体部３８に対してかしめ付けることによって行う。

機器側ハウジング１１は、図１ないし図２に示すように、略方形のブロック状をなしており、機器側ハウジング１１の内部には、複数の端子収容部１２が機器側ケース２０の内外方向に貫通形成されている。各端子収容部１２は、隔壁１３によって区画されている。機器側ハウジング１１において各端子収容部１２の天井面を構成する部分は、ボルト誘導部１４とされており、各端子収容部１２の底面側を構成する部分は、端子台１５とされている。

端子収容部１２の内部には、電線側端子３２が進入可能とされている。このため、嵌合部３３を取付孔２５に嵌合すると、電線側端子３２が端子収容部１２の内部に進入するようになっている。また、隔壁１３には、電線側ハウジング３１の仕切壁３５を収容する貫通孔１３Ａが貫通形成されている。このため、図２に示すように、嵌合部３３を取付孔２５に嵌合した状態では、貫通孔１３Ａに仕切壁３５が収容される。

端子台１５には、図５に示すように、ナット４０を収容するナット収容部１６が設けられている。ナット収容部１６は、機器側ケース２０の内部側に開口する形態をなしており、この開口を通してナット４０がナット収容部１６に装着されるようになっている。ナット４０は、ナット収容部１６の内部において回り止めされた状態で装着されている。

また、ナット収容部１６の内壁面においてナット４０の底面側から側面側にかけての範囲には、可撓性を有するクッション材６０が貼設されている。これにより、ナット４０は、クッション材６０が撓み変形することにより、ナット収容部１６の内部において遊動可能に支持されている。さらに、ナット収容部１６において機器側ケース２０の内部側に開口した部分（以下、開口部という）には、ナットリテーナ７０が装着されている。このナットリテーナ７０は、図示しない保持手段によってナット収容部１６の開口部に保持されており、これにより、ナット４０の抜け止めが図られている。

端子台１５（ボルト誘導部１４と対向する部分）には、機器側端子２１が装着されている。機器側端子２１は図５に示すように、端子台１５を上下方向から挟むようにして略コの字状に形成された電線側接続部２１Ａと、端子台１５から下方に延びる形態をなす機器側接続部２１Ｂとを一体に備えて構成されている。電線側接続部２１Ａには、ボルト挿通孔２２が貫通形成されており、機器側接続部２１Ｂには、バスバー接続孔２３が貫通形成されている。このバスバー接続孔２３には、機器に連なる機器側バスバーがボルト締結されるようになっている。

端子台１５の下部には、上下方向に撓み可能なランス１５Ａが形成されている。このランス１５Ａは、機器側ケース２０の内部側に向けて片持ち状に突出する形態をなしている。ランス１５Ａの先端には、下方に突出する係止突部１５Ｂが形成されている。この係止突部１５Ｂは、電線側接続部２１Ａの下面部に貫通形成された係止孔２４に嵌り込んで水平方向に係止している。このため、端子台１５に装着された機器側端子２１は、係止突部１５Ｂが係止孔２４に係止することにより、端子台１５から外れることが規制されている。

さて、ボルト誘導部１４には、図５に示すように、誘導孔１４Ａが貫通形成されており、この誘導孔１４Ａの内周面には雌ねじが形成されている。この誘導孔１４Ａには、ボルト５０が螺合可能とされている。ボルト５０は、頭部５１と、頭部５１の下方に突出して形成された軸部とからなり、この軸部は、雄ねじが形成されていない小径部５４と、雄ねじが形成されている大径部５２とから構成されている。小径部５４は、大径部５２よりも小径に形成され、かつ、頭部５１と大径部５２との間に配置されている。また、大径部５２の途中には固定ワッシャ５３が大径部５２に対してほぼ回転不能に装着されている。大径部５２は、誘導孔１４Ａの軸方向に延びる垂直姿勢で誘導孔１４Ａに螺合可能となっている。

大径部５２において固定ワッシャ５３が装着される位置には、図７に示すように、切り込み５５が周設されており、この切り込み５５が設けられることにより断面円形をなす係合軸５６が形成されている。一方、固定ワッシャ５３には、係合軸５６を収容可能とする係合凹部５７が形成されており、係合凹部５７の開口縁における対向部は、それぞれ係合突部５８とされている。このため、固定ワッシャ５３は、大径部５２を誘導孔１４Ａに嵌合させた後、係合軸５６を係合凹部５７に挿入し、両係合突部５８を係合軸５６に係止させることにより、大径部５２に対してほぼ回転不能に取り付け固定される。

一方、端子台１５の上部には、図５に示すように、下から順に、機器側端子２１と電線側端子３２とが重ねて配置されており、機器側端子２１のボルト挿通孔２２と電線側端子３２のボルト挿通孔３４とが上下方向に整合して配置されている。さらに、ナット４０の螺合孔４１についても両ボルト挿通孔２２，３４と上下方向に整合して配置されている。したがって、誘導孔１４Ａを両ボルト挿通孔２２，３４と上下方向に整合して配置することにより、ボルト５０の締め込みに伴って大径部５２が両ボルト挿通孔２２，３４を通過して、ナット４０の螺合孔４１に螺合することになる。

ここで、ナット４０の螺合孔４１がボルト５０の大径部５２に対して位置ずれしていた場合、すなわち図５においてナット４０の螺合孔４１の軸心を通る軸線をＰ２とし、ボルト５０の大径部５２の軸心を通る軸線をＰ１としたときに、Ｐ１とＰ２が径方向に位置ずれしていた場合は、大径部５２の先端に形成されたテーパ状の誘導面５２Ａが螺合孔４１の開口縁に摺接し、ナット４０が水平方向に移動して正規の締結位置に案内される。また、ボルト５０は誘導孔１４Ａによって垂直方向に案内され、ナット４０の螺合孔４１に対して垂直姿勢で進入するため、ボルト５０がナット４０に対して斜め締めされることがない。このとき、大径部５２が誘導孔１４Ａに螺合した状態で、大径部５２の先端がナット４０の螺合孔４１に螺合し始めるため、ボルト５０がナット４０に対して斜め締めされることを確実に規制できるようになっている。

しかしながら、大径部５２がナット４０と誘導孔１４Ａの二ヶ所で螺合した場合、ナット４０と誘導孔１４Ａとの間隔が大径部５２のねじ山のピッチに基づいて決定されてしまうため、ボルト誘導部１４に対してボルト５０の締め込み方向に応力がかかることが考えられる。その点、本実施形態ではボルト５０の締め込みが完了する時点では大径部５２が誘導孔１４Ａを通過して小径部５４が誘導孔１４Ａに進入しているため、ボルト誘導部１４にかかる応力を解放することができる。つまり、大径部５２が誘導孔１４Ａと螺合孔４１の二ヶ所で螺合したままボルト５０の締め込みが完了することはないように構成されている。

また、ボルト５０の締め込み完了前にボルト５０の頭部５１がボルト誘導部１４に接触した場合、ボルト誘導部１４に対してボルト５０の締め込み方向に応力がかかってしまう。これに対して本実施形態では、ボルト５０の締め込みが完了した時点ではボルト５０の頭部５１がボルト誘導部１４に接触しないように設定されているため、ボルト誘導部１４がボルト５０の頭部５１によって応力を受けることはない。こうして、ボルト５０の締め込みが完了すると、両端子２１，３２が固定ワッシャ５３の下面とナット４０の上面との間で挟まれた状態となって端子台１５にボルト締結される。なお、本実施形態では固定ワッシャ５３の下面が本発明でいう「押さえ面」に対応している。

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、機器側コネクタ１０と電線側コネクタ３０を機器側ケース２０に固定し、取付孔２５を介して機器側端子２１と電線側端子３２を端子台１５の上部に重ねて配置する。次に、ボルト５０の大径部５２をボルト誘導部１４の誘導孔１４Ａに垂直姿勢で螺合していき、大径部５２の先端がボルト誘導部１４の下方に所定寸法だけ突き出た状態にすると、固定ワッシャ５３を大径部５２の切り込み５５に装着する。ここから、ボルト５０を締め込んでいくと、大径部５２の先端が両ボルト挿通孔２２，３４を通過し、誘導面５２Ａがナット４０の螺合孔４１の開口縁に接触する。誘導面５２Ａによって螺合孔４１の軸心が大径部５２の軸心と同軸に配置されると、大径部５２が螺合孔４１に螺合し始める。

大径部５２は、誘導孔１４Ａに螺合した状態でナット４０の螺合孔４１に螺合し始めるため、ボルト５０の斜め締めを確実に回避することができる。そして、さらにボルト５０を締め込んでいくと、固定ワッシャ５３の下面が機器側端子２１の上面に接触し、両端子２１，３２がナット４０と固定ワッシャ５３との間で挟持された状態となって締結され、両端子２１，３２が導通可能に接続される。そして、ボルト５０の締め込みが完了した時点では、小径部５４が誘導孔１４Ａに配置され、ボルト５０の頭部５１がボルト誘導部１４に接触していないため、ボルト誘導部１４がボルト５０の締め込み方向に応力を受けることはない。

また、機器側ハウジング１１に、機器側ケース２０の内部側に開口する端子収容部１２を形成したから、固定ワッシャ５３の装着がしやすくなり、両端子２１，３２の接続状態を確認しやすい。また、ボルト５０の締め込みが完了した時点でボルト５０の頭部５１がボルト誘導部１４に接触していないから、ボルト誘導部１４に応力がかかることを規制できる。また、ボルト５０の締め込みが完了した時点で誘導孔１４Ａから大径部５２が離脱して小径部５４が誘導孔１４Ａに配置されるため、大径部５２が二ヶ所で螺合することを回避できる。これによってもボルト誘導部１４に応力がかかることを規制できる。

また、ナット４０の周囲にクッション材６０を配置したから、ナット４０を遊動可能に支持することができ、ボルト５０の締め込みに伴ってナット４０を正規の締結位置に移動させることができる。また、ボルト５０の締め込みが完了した時点では機器側端子２１によってナットリテーナ７０が抜け止めされるようにしたから、ナット４０をナットリテーナ７０と機器側端子２１とによって二重に抜け止めすることができる。

＜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）上記実施形態では固定ワッシャ５３の下面を押さえ面としているものの、本発明によると、いわゆる段付きボルトを用いることにより段差部分の下面を押さえ面としてもよい。すなわち、ナット４０の螺合孔４１に螺合する側を小径とし、ボルト誘導部１４の誘導孔１４Ａに螺合する側を大径とすることにより、段付きボルトを構成してもよい。この場合、固定ワッシャ５３を用いなくてもよい。

（３）上記実施形態では端子収容部１２として機器側ケース２０の内外方向に貫通する形態としているものの、本発明によると、機器側ケース２０の内部側にのみ開口する端子収容部を形成してもよい。
（４）上記実施形態ではボルト５０の締め込みが完了した時点でボルト誘導部１４にボルト５０の頭部５１が接触しない構成としているものの、本発明によると、ボルト５０の頭部５１がボルト誘導部１４にわずかに接触した状態でボルト５０の締め込みが完了してもよい。

（５）上記実施形態では弾性部材としてクッション材６０を例示しているものの、本発明によると、クッション材６０を設ける代わりに、ナット４０をナット収容部１６に対してクリアランスを有して配置してもよい。このようにすると、クリアランスの分だけナット４０が遊動可能となるため、ボルト５０の締め込みに伴ってナット４０の締結位置を調整可能である。
（６）上記実施形態では機器側端子２１によってナットリテーナ７０が抜け止めされているものの、本発明によると、ナットリテーナ７０の抜け止めを機器側ケース２０や電線側端子３２によって行ってもよい。
（７）上記実施形態ではボルト誘導部１４と端子台１５が一体に構成されているものの、本発明によると、ボルト誘導部１４と端子台１５を個別に形成し、それぞれを機器側ケース２０に固定してもよい。

１１…機器側ハウジング
１４…ボルト誘導部
１４Ａ…誘導孔
１５…端子台
１６…ナット収容部
２０…機器側ケース
２１…機器側端子
３２…電線側端子
４０…ナット
５０…ボルト
５１…頭部
５２…大径部
５３…固定ワッシャ
５４…小径部
６０…クッション材（弾性部材）
７０…ナットリテーナ

Claims (6)

1. 機器側に接続された端子と電線側に接続された端子とを有する端子群と、
   機器側ケースに固定され、前記端子群が重ねて配置される端子台と、
   前記端子台に回り止めされた状態で組み付けられたナットと、
   前記ナットに螺合するボルトと、
   前記ボルトに設けられ、同ボルトの締め込みに伴って前記端子群を前記ナットに押さえ付けることで前記端子群を前記端子台に締結する押さえ面と、
   前記ナットよりも前記ボルトの締め込み方向手前側にて前記ボルトに螺合可能とされ、前記ボルトを締め込むことで同ボルトを前記ナットに誘導し螺合させる誘導孔とを備えており、
   前記ボルトは、前記誘導孔に螺合する大径部と、この大径部よりも小径に形成されて前記誘導孔に螺合しない小径部とを備えて構成され、前記大径部が前記誘導孔を通過して前記小径部が前記誘導孔に挿通した状態で前記ボルトの締め込みが完了する端子接続構造。
2. 前記誘導孔に螺合した前記ボルトにおいて前記誘導孔と前記端子台との間には、固定ワッシャが取り付け固定されており、この固定ワッシャにおける前記ナットとの対向面が前記押さえ面とされている請求項１に記載の端子接続構造。
3. 前記端子台を前記機器側ケースに固定する機器側ハウジングを備え、この機器側ハウジングは、前記誘導孔と前記端子台との間で前記ボルトの締め込み方向と交差する方向に開口する形態をなしている請求項２に記載の端子接続構造。
4. 前記誘導孔を構成するボルト誘導部を備え、このボルト誘導部は、前記ナットと前記ボルトの頭部との間に配置されており、前記ボルトの締め込みが完了した状態では、前記ボルトの頭部が前記ボルト誘導部と非接触である請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の端子接続構造。
5. 前記端子台において前記ナットを収容するナット収容部には、前記ナットを遊動可能に支持する弾性部材が装着されている請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の端子接続構造。
6. 前記端子台には、同端子台に組み付けられた前記ナットを抜け止めするナットリテーナが装着されており、前記端子群の一方の端子は、前記ナットリテーナを抜け止めした状態で前記端子台に締結されている請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の端子接続構造。

Images