JP5698523B2 - シールド構造及びシールドコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、移動体としての自動車に配索されるワイヤハーネスを構成するシールドコネクタに関する。

移動体としての自動車などには、種々の電子機器が搭載される。このため、前記自動車などは、前記電子機器に電源などからの電力やコンピュータなどからの制御信号などを伝えるために、ワイヤハーネスを配索している。ワイヤハーネスは、複数の電線と、該電線の端部などに取り付けられたコネクタなどを備えている。

ワイヤハーネスは、前記電線として、互いに平行な複数の芯線と、前記芯線を被覆する絶縁の被覆部と、当該被腹部の周りを覆うシールド部材としてのシールド箔と、前記シールド箔を覆う絶縁性の合成樹脂で構成された外皮と、を備えたシールド電線が用いられることがある。

また、ワイヤハーネスは、前記コネクタとして、前述したシールド電線の端末に取り付けられるとともに、電子機器に接続するシールドコネクタ（例えば、特許文献１参照）が用いられることがある。特許文献１に示されたシールドコネクタは、前記芯線の端末に取り付けられる端子金具と、絶縁性の合成樹脂から構成されかつ前記端子金具を収容したコネクタハウジングと、導電性の金属で構成されたシールドシェルと、防水部材としてのゴム栓と、シールドリングと、を備えている。

前記コネクタハウジングは、前記端子金具を収容する本体部と、この本体部から突出しかつ前記被覆部を通す保護筒部とを一体に備えている。シールドシェルは、前記コネクタハウジングの本体部を覆うシールド本体部と、前記保護筒部の周りを覆うシールド筒部とを備えている。ゴム栓は、弾性を有する合成樹脂で構成され、かつ被覆部と保護筒部との間を水密に保っている。シールドリングは、シールド筒部上に重なられたシールド箔の端末を当該シールド筒部との間に挟み込んで加締められることで、当該シールドシェルとシールド箔とを電気的に接続する。

特開２０１０−１６５５１２号公報

前述した特許文献１などに示された従来のシールドコネクタは、シールド筒部の内側に比較的硬質なコネクタハウジングの保護筒部が位置しているために、シールドリングを加締めても、保護筒部の外表面、シールド筒部の内外面、シールド箔の内外面、シールドリングの内面などの非常に微小な凹凸即ちこれらの平面度の公差により、シールドシェルとシールドリングとの間に微小な隙間が生じ、シールドシェルとシールド箔とを確実に電気的に接続することが困難となる場合があった。

したがって、本発明の目的は、シールドシェルとシールド電線のシールド部材とを確実に電気的に接続することができるシールド構造及びシールドコネクタを提供することにある。

前記課題を解決して目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のシールド構造は、シールド電線と、シールドコネクタと、を接続したシールド構造であって、前記シールド電線と、前記シールド電線の芯線の端末に取り付けられる端子金具と、前記端子金具を覆う絶縁性の合成樹脂で構成されたコネクタハウジングと、前記シールド電線の被覆部の周りを覆うとともに弾性を有する合成樹脂で構成された防水部材と、前記シールド電線の前記芯線を電気的にシールドするシールド部材が重ねられる重ね部を有した導電性のシールドシェルと、前記重ね部との間に前記シールド部材を挟みこんで前記シールド部材と前記シールドシェルとを電気的に接続する接続部材と、を備え、前記防水部材の外周に前記重ね部が直接重なり、前記防水部材が弾性変形して前記シールドシェルの前記重ね部を外周方向に押圧して、当該シールドシェルの重ね部と前記シールド部材と前記接続部材を密に接触させるように、前記接続部材が加締められていることを特徴としている。

請求項２に記載の本発明のシールド構造は、請求項１に記載のシールド構造において、前記防水部材が、前記シールド電線の周りに一体に成形されていることを特徴としている。

請求項３に記載の本発明のシールド構造は、請求項２に記載のシールド構造において、前記シールドシェルと前記コネクタハウジングとが、前記防水部材が一体に形成された前記シールド電線に、更に、一体に成形されていることを特徴としている。

請求項１に記載された本発明によれば、弾性を有する合成樹脂で構成された防水部材の外周に、接続部材との間にシールド電線のシールド部材を挟み込むシールドシェルの重ね部が直接重ねられている。このために、防水部材を縮小させるように、接続部材を加締めて、シールドシェルの重ね部とシールド電線のシールド部材と接続部材とを互いに固定することができる。

請求項２に記載された本発明によれば、防水部材をシールド電線の周りに一体に成形しているので、シールドコネクタを組み立てる際に、当該防水部材を予め蓄えておく必要が生じない。

請求項３に記載された本発明によれば、シールドシェルとコネクタハウジングとを防水部材が一体に形成されたシールド電線に更に一体に成形しているので、シールドコネクタを組み立てる際に、当該コネクタハウジングを予め蓄えておく必要が生じない。

また、本発明でいう一体に成形するとは、シールド電線の一部やシールドシェルなどを金型のキャビティ内に位置付けるなどして、合成樹脂で構成された防水部材及びコネクタハウジングをインサート成形又はアウトサート成形することで、これらの防水部材及びコネクタハウジングをシールド電線やシールドシェルの一部を覆ったり当該シールド電線やシールドシェルに付着固定させて、シールド電線やシールドシェルとこれらの防水部材及びコネクタハウジングを一体化することをいう。

以上説明したように請求項１に記載の本発明は、防水部材を縮小させるように、接続部材を加締めて、シールドシェルの重ね部とシールド電線のシールド部材と接続部材とを互いに固定することができるので、重ね部とシールド部材と接続部材とを互いに固定した後に、防水部材に当該防水部材が外周方向に拡大する弾性復元力を生じさせることができる。このため、防水部材の弾性復元力により、重ね部を全周に亘って外周方向に押圧でき、当該重ね部とシールド部材と接続部材を互いに密に接触させる（重ねる）ことができる。したがって、シールドシェルとシールド電線のシールド部材とを確実に電気的に接続することができる。

請求項２に記載の本発明は、シールド電線の周りに一体に成形して得られる防水部材を予め蓄えておく必要が生じないので、当該防水部材を予め蓄えておくためのスペースや在庫管理に係る手間が全く必要なくなるとともに、当該防水部材の運搬コストも必要なくなる。よって、シールドシェルとシールド電線のシールド部材とを確実に電気的に接続できることにくわえ、シールドコネクタの低コスト化を図ることが可能となる。

請求項３に記載の本発明は、シールド電線とシールドシェルに更に一体に形成されるコネクタハウジングを予め蓄えておく必要が生じないので、当該コネクタハウジングを蓄えておくためのスペースや在庫管理に係る手間が全く必要なくなるとともに、当該コネクタハウジングの運搬コストも必要なくなる。よって、シールドコネクタの更なる低コスト化を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態にかかるシールドコネクタを備えたワイヤハーネスが配索された自動車の構成を模式的に示す説明図である。 図１に示されたコネクタの構成を模式的に示す説明図である。 図２に示されたワイヤハーネスの端末に設けられたシールドコネクタなどの上面図である。 図２に示されたワイヤハーネスの端末に設けられたシールドコネクタなどの他の断面図である。 図４中のＶ線で囲まれた部分を示す断面図である。 図２中のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。 図２中のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。

以下、本発明の一実施形態のシールドコネクタを図１ないし図７を参照して説明する。本実施形態に係るシールドコネクタ８は、図１に示すワイヤハーネス１を構成する。ワイヤハーネス１は、図１などに示すハイブリット車や電気自動車などのモータ２の駆動力により走行可能な自動車３に用いられる。ワイヤハーネス１は、前記自動車３のバッテリ４と、インバータ５等とを接続するために用いられる。なお、これらのバッテリ、インバータは、前記自動車が走行するためのモータ２を回転駆動するための電力が供給されたり当該電力を他に供給する電子機器としての電源装置をなしている。

前記ワイヤハーネス１は、図２及び図３に示すように、シールド電線６と、シールドコネクタ８とを備えている。シールド電線６は、図７に示すように、少なくとも一本の芯線１０（図示例では、二本）と、絶縁性の被覆部１１と、シールド部材としてのシールド箔７と、絶縁性の外皮９とを備えている。

芯線１０は、導電性の金属で構成されかつ長尺に形成された一本の素線で構成されている。芯線１０は、互いに間隔をあけて平行に設けられている。芯線１０は、その長さが前記自動車３のバッテリ４とインバータ５とを接続するために定められる長さとなっているとともに、前記自動車に配索された際に、バッテリ４とインバータ５とを接続できるように、所定形状に屈曲して形成されている。また、芯線１０は、複数の素線が撚られて形成されてもよい。芯線１０は、アルミニウム、鉄、銅、銀、その他合金等の少なくとも一つで構成されている。

被覆部１１は、絶縁性の合成樹脂で構成されており、前記二本の芯線１０の端末を除く中央部（略全体）を被覆している。即ち、被覆部１１は、前述した二本の芯線１０の双方を被覆して、芯線１０を覆う断面円状に形成された二本の断面円状部１２と、前記断面円状部１２同士を連結した帯板状の連結部１３とを一体に備えている。被覆部１１は、前記芯線１０の周りに絶縁性の合成樹脂が一体に成形されて得られる。

シールド箔７は、アルミニウム、鉄、銅、銀、その他合金等の少なくとも一つで構成されかつシート状に形成されているとともに、被覆部１１の端末を除く中央部（略全体）の周りに巻かれて、当該被覆部１１を被覆している。シールド箔７は、シールド電線６の芯線１０を電気的にシールドしている。

外皮９は、絶縁性の合成樹脂で構成されており、前記シールド箔１０の端末を除く中央部（略全体）を被覆している。外皮９は、前記シールド箔７の周りに絶縁性の合成樹脂が一体に成形されて得られる。

前述した構成のシールド電線６は、その両端末において、芯線１０と、被覆部１１と、シールド箔７が露出するように、被覆部１１と外皮９とが、その中央部に向かうにしたがって段階的に除去されている。

シールドコネクタ８は、図３及び図４に示すように、端子金具としての端子１４と、防水部材としてのゴム栓（防水栓ともいう）１５と、シールドシェル１６と、コネクタハウジング１７と、パッキン１８と、接続部材としてのシールドリング１９とを備えている。

端子１４は、導電性の金属で構成された厚手の板金で構成され、当該板金が折り曲げられるなどして得られる。端子１４は、芯線１０の端末に取り付けられた図示しない芯線接続部と、当該芯線接続部に連なる帯板状の電気接触部２０とを一体に備えている。電気接触部２０には、貫通孔２１が設けられている。電気接触部２０は、前記バッテリ４やインバータ５などの電源装置に接続する。なお、二本の端子１４の電気接触部２０は、互いに間隔をあけて平行に設けられている。

ゴム栓１５は、絶縁性と弾性を有する合成樹脂で構成され、被覆部１１の端末の全周を被覆している。即ち、ゴム栓１５は、シールド電線６の端末で露出した被覆部１１の周りを被覆している。ゴム栓１５は、被覆部１１との間を通してコネクタハウジング１７内に水などの液体が浸入することを防止する。ゴム栓１５は、前記被覆部１１の端末の周りに絶縁性と弾性を有する合成樹脂が一体に成形されて得られる。

シールドシェル１６は、導電性の厚手の板金が折り曲げられるなどして得られ、図示しない筒状部と、当該筒状部に連なった重ね部としての通し筒２２（図５及び図６に示す）と、この通し筒２２に連なったフランジ２３とを備えている。筒状部は、扁平な筒状に形成されて、内側に二本の端子１４の芯線接続部を位置付けて、当該端子１４の芯線接続部を覆っているとともに、コネクタハウジング１７の一部を覆っている。筒状部即ちシールドシェル１６は、端子１４との間にコネクタハウジング１７を構成する絶縁性の合成樹脂を位置付けている。通し筒２２は、前記筒状部よりも小さな扁平な筒状に形成されており、当該筒状部と同軸に配置されている。通し筒２２は、内側にゴム栓１５を通して、当該ゴム栓１５の外周面に直接重ねられて、当該ゴム栓１５の外周に全周に亘って重ねられている。フランジ２３は、通し筒２２の外表面から突出した帯板状に形成されている。また、フランジ２３は、コネクタハウジング１７の外表面からも突出している。フランジ２３は、シールドコネクタ８をバッテリ４又はインバータ５に固定するために用いられる。

前述した構成のシールドシェル１６は、図６に示すように、通し筒２２内にゴム栓１５を通して、内側に二本の芯線１０即ち被覆部１１の端末を通すとともに、通し筒２２の外側にシールド箔７の端末を重ねて、内側に二本の端子１４を位置付ける。

コネクタハウジング１７は、絶縁性の合成樹脂で構成され、シールドシェル１６の筒状部を被覆している。コネクタハウジング１７は、前述したバッテリ４又はインバータ５に設けられたコネクタ部に嵌合する。コネクタハウジング１７は、シールドシェル１６の筒状部、被覆部１１の端末、芯線１０の端末に取り付けられた端子１４に絶縁性の合成樹脂が一体に成形されて得られる。

パッキン１８は、絶縁性と弾性を有する合成樹脂で構成され、円環状に形成されている。パッキン１８は、内側にコネクタハウジング１７を通して、当該コネクタハウジング１７の外周面上に設けられている。パッキン１８は、バッテリ４又はインバータ５に設けられたコネクタ部との間を水密に保って、当該コネクタ部との間を通して水などの液体が浸入することを防止する。

シールドリング１９は、導電性の金属で構成され、かつ、図５及び図６に示すように、円環状に形成されている。シールドリング１９は、通し筒２２上に重ねられたシールド箔７の端末を内側に通して、当該シールド箔７の端末の外周に重ねられる。シールドリング１９は、前述したシールド箔７の端末の外周に重ねられた状態で、内外径が縮小する方向に加締められる。すると、ゴム栓１５は、外径が縮小する方向に弾性変形する。こうして、シールドリング１９は、通し筒２２の全周に亘って当該通し筒２２との間にシールド箔７を挟みこんで、当該シールド箔７とシールドシェル１６とを電気的に接続する。

前述したシールドコネクタ８即ちワイヤハーネス１は、以下のように組み立てられる。まず、所望の長さに切断されたシールド電線６の両端末の外皮９と被覆部１１とを、芯線１０、被覆部１１、シールド箔７が段階的に露出するように除去する。そして、芯線１０の端末に端子１４を取り付ける。そして、芯線１０の端末に端子が取り付けられたシールド電線６の被覆部１１の端末を金型のキャビティ内に位置付けて、ゴム栓１５を当該被覆部１１の端末に一体に成形する。その後、被覆部１１の端末にゴム栓１５が一体に成形されかつ芯線１０の端末に端子が樋Ｒ付けられたシールド電線６の端末をシールドシェル１６とともに金型のキャビティ内に位置付けて、コネクタハウジング１７を当該シールド電線６の端末に一体に成形する。

すると、図５及び図６に示すように、ゴム栓１５の外周に通し筒２２が直接重なる。そして、当該通し筒２２の外周にシールド箔７の端末を重ね、さらに、当該シールド箔７の端末の外周にシールドリング１９を更に重ねる。その後、シールドリング１９を内外径が縮小する方向に加締める。すると、ゴム栓１５が縮小する方向に弾性変形して、当該ゴム栓１５がシールドシェル１６の通し筒２２を外周方向に押圧して、当該シールドシェル１６の通し筒２２とシールド箔７とシールドリング１９とを密に接触させる。こうして、前述した構成のシールドコネクタ８即ちワイヤハーネス１は組み立てられる。

本実施形態によれば、弾性を有する合成樹脂で構成されたゴム栓１５の外周に、シールドリング１９との間にシールド電線６のシールド箔７を挟み込むシールドシェル１６の通し筒２２が直接重ねられている。このために、ゴム栓１５を縮小させるように、シールドリング１９を加締めて、シールドシェル１６の通し筒２２とシールド電線６のシールド箔７とシールドリング１９とを互いに固定することができる。このために、通し筒２２とシールド箔７とシールドリング１９とを互いに固定した後に、ゴム栓１５に当該ゴム栓１５が外周方向に拡大する弾性復元力を生じさせることができる。このため、ゴム栓１５の弾性復元力により、通し筒２２を全周に亘って外周方向に押圧でき、当該通し筒２２とシールド箔７とシールドリング１９を互いに密に接触させる（重ねる）ことができる。したがって、シールドシェル１６とシールド電線６のシールド箔７とを確実に電気的に接続することができる。

ゴム栓１５をシールド電線６の周りに一体に成形しているので、シールドコネクタ８を組み立てる際に、当該ゴム栓１５を予め蓄えておく必要が生じない。このために、ゴム栓１５を予め蓄えておくためのスペースや在庫管理に係る手間が全く必要なくなるとともに、当該ゴム栓１５の運搬コストも必要なくなる。よって、シールドシェル１６とシールド電線６のシールド箔７とを確実に電気的に接続できることにくわえ、シールドコネクタ８の低コスト化を図ることが可能となる。

シールドシェル１６とコネクタハウジング１７とをゴム栓１５が一体に形成されたシールド電線６に更に一体に成形しているので、シールドコネクタ８を組み立てる際に、当該コネクタハウジング１７を予め蓄えておく必要が生じない。このために、当該コネクタハウジング１７を蓄えておくためのスペースや在庫管理に係る手間が全く必要なくなるとともに、当該コネクタハウジング１７の運搬コストも必要なくなる。よって、シールドコネクタ８の更なる低コスト化を図ることが可能となる。

前述した実施形態では、バッテリ４とインバータ５とを接続したワイヤハーネス１を示している。しかしながら、本発明では、信号を伝送するためなどの他の用途に用いられるワイヤハーネス１に適用してもよい。また、本発明では、必ずしも、ゴム栓１５やコネクタハウジング１７をシールド電線６に一体に成形しなくてもよい。

さらに、前述した実施形態では、自動車に配索されるワイヤハーネス１を記載している。しかしながら本発明では、ワイヤハーネス１などを自動車に限らず、ポータブルコンピュータなどの各種の電子機器や各種の電気機械に用いても良いことは勿論である。

６ シールド電線
７ シールド箔（シールド部材）
８ シールドコネクタ
１０ 芯線
１４ 端子（端子金具）
１５ ゴム栓（防水部材）
１６ シールドシェル
１７ コネクタハウジング
１９ シールドリング（接続部材）
２２ 通し筒（重ね部）

Claims (4)

1. シールド電線と、シールドコネクタと、を接続したシールド構造であって、
   前記シールド電線と、
   前記シールド電線の芯線の端末に取り付けられる端子金具と、
   前記端子金具を覆う絶縁性の合成樹脂で構成されたコネクタハウジングと、
   前記シールド電線の被覆部の周りを覆うとともに弾性を有する合成樹脂で構成された防水部材と、
   前記シールド電線の前記芯線を電気的にシールドするシールド部材が重ねられる重ね部を有した導電性のシールドシェルと、
   前記重ね部との間に前記シールド部材を挟みこんで前記シールド部材と前記シールドシェルとを電気的に接続する接続部材と、を備え、
   前記防水部材の外周に前記重ね部が直接重なり、
   前記防水部材が弾性変形して前記シールドシェルの前記重ね部を外周方向に押圧して、当該シールドシェルの重ね部と前記シールド部材と前記接続部材を密に接触させるように、前記接続部材が加締められていることを特徴とするシールド構造。
2. 前記防水部材が、前記シールド電線の周りに一体に成形されていることを特徴とする請求項１記載のシールド構造。
3. 前記シールドシェルと前記コネクタハウジングとが、前記防水部材が一体に形成された前記シールド電線に、更に、一体に成形されていることを特徴とする請求項２記載のシールド構造。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のシールド構造に用いられるシールドコネクタ。

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