JP5741343B2

JP5741343B2 - コネクタ

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Publication number: JP5741343B2
Application number: JP2011204810A
Authority: JP
Inventors: 悟史森川
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: CN103022783B; EP2573875A1; EP2573875B1; US8864533B2; US20130072060A1; CN103022783A; JP2013065524A; KR20130031228A

Description

本発明は、コネクタに関する。

従来、ハウジングに形成されたキャビティに、電線の端末部に固着された端子金具が後方から挿入されてハウジングに保持される形態のコネクタが知られている（例えば下記特許文献１）。
また、近年、自動車の軽量化を図るために、銅合金製の従来の芯線に変えてアルミ製の芯線を使用することが増えてきている。一方、電線の芯線に圧着される端子金具は、強度等の問題から銅合金製の端子金具を使用することが多い。
そして、電線の芯線と端子金具とが異種の金属によって形成されている場合には、両者の接続部分に水分が介在すると両金属が水中にイオンとして溶け込み、電気化学的反応によって腐食が進行する電食が発生することが知られている。
そこで、電食の発生を防止するべく、電線の芯線と端子金具との接続部分を樹脂封止等することで、この接続部分に水分が介在することを防ぐ方法が知られている。

特開２００４−１４６１８２号公報

しかしながら、上記のような防食対策がなされた端子金具は、電線との接続部分が従来の端子金具に比べて一回り大きくなる。このため、従来の端子金具に対応したコネクタでは、キャビティのクリアランスが不足し、樹脂封止部分がキャビティの周壁に接触して端子金具を挿入することが難しいという問題がある。

そこで、防食対策がなされた端子金具に対応するコネクタについては、その端子金具の大きさに合わせて、キャビティを拡幅することが考えられる。しかしながら、このようなキャビティの拡幅は、コネクタの大型化を招くことになり、従来のコネクタに比してコネクタが大型化することは、車両に搭載する際のスペースの確保を難しくするので問題である。また、コネクタの大型化を招くことなくキャビティを拡幅する方法として、キャビティの周壁を薄くすることが考えられる。しかしながら、キャビティの周壁を薄くすることは、端子金具の短絡やハウジングを成形する際の樹脂流れの悪化を招く虞があり、好ましくないという問題があった。

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、防食対策がなされた端子金具を挿入することが可能で、かつ従来のコネクタに比して大型化することなく、また端子金具の短絡やハウジングを成形する際の樹脂流れの悪化を防ぐことが可能なコネクタを提供することを目的とする。

本発明のコネクタは、ハウジングには、電線の端末部に固着された端子金具が後方から挿入されるキャビティが設けられ、前記端子金具は、前記電線の芯線に固着されるバレル部を有し、このバレル部と前記電線の芯線との接触部分が防水部材によって被覆されたものであり、前記キャビティの周壁のうち前記端子金具のバレル部に対応する一部分であって横方向に隣り合う一対のキャビティを仕切る側壁に、前記キャビティの幅寸法を広げる凹部が前記横方向に対向して一対形成されているものである。

このような構成によれば、端子金具のうち防水部材に被覆されて従来よりも一回り大きくなる部分を挿入するためのクリアランスを形成することができるから、防食対策がなされた端子金具を挿入することができる。また、キャビティの周壁に凹部を形成することで、キャビティの幅寸法を広げているから、コネクタの大型化を防ぐことができる。さらに、この凹部は、キャビティの周壁のうち端子金具のバレル部に対応する一部分に形成されているから、凹部を設ける範囲が限られるので、キャビティの周壁が薄くなることによる端子金具の短絡やハウジングを成形する際の樹脂の流動性の悪化を防ぐことができる。すなわち、本発明の構成によれば、防食対策がなされた端子金具を挿入することが可能で、かつ従来のコネクタに比して大型化することなく、また端子金具の短絡やハウジングを成形する際の樹脂流れの悪化を防ぐことができる。

また、前記凹部は、前記防水部材の外形形状に沿う傾斜面を有しているものとしてもよい。このような構成によれば、凹部の大きさを必要最小限にとどめることができる。
また、前記防水部材は、熱収縮チューブであるものとしてもよい。
また、前記端子金具は、相手側の端子金具に接続される接続部と、前記バレル部と前記接続部とを繋ぐ繋ぎ部とを有し、前記防水部材は前記繋ぎ部の外側まで覆うものであり、前記繋ぎ部には、前記防水部材との間の隙間を埋める止水部が設けられ、前記凹部は、前記止水部に対応する部分に形成されているものとしてもよい。

本発明によれば、防食対策がなされた端子金具を挿入することが可能で、かつ従来のコネクタに比して大型化することなく、また端子金具の短絡やハウジングを成形する際の樹脂流れの悪化を防ぐことが可能なコネクタを提供することができる。

本実施形態におけるコネクタのハウジングであって、キャビティの形状を表す一部拡大側断面図キャビティの形状を表すハウジングの一部拡大平断面図キャビティの形状を表すハウジングの一部拡大背面図キャビティに端子金具が収容された状態を表すコネクタの一部拡大側断面図キャビティに端子金具が収容された状態を表すコネクタの一部拡大平断面図キャビティに端子金具が収容された状態を表すコネクタの一部拡大横断面図であって、図４のＡ−Ａ位置における断面に相当する断面図キャビティに端子金具が収容された状態を表すコネクタの一部拡大横断面図であって、図４のＢ−Ｂ位置における断面に相当する断面図

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図１〜図７を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態におけるコネクタＣは、ハウジング１０に形成されたキャビティ１１に、電線３０の端末部に固着された雌型の端子金具４０が後方から挿入されてなる雌コネクタである。端子金具４０は、ハウジング１０内に収容された状態で、このハウジング１０に対して嵌合される図示しない相手側コネクタに保持された雄型の端子金具と、導通接続可能とされている。以下、各構成部材において、ハウジング１０に対する端子金具４０の挿入方向を前方、その反対方向を後方、また図１の上側を上方、下側を下方として説明する。

電線３０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の芯線３１を備えたアルミ電線である。電線３０は、複数の金属細線を撚り合せてなる芯線３１と、芯線３１の外周を被覆する合成樹脂製の絶縁被覆３２とから構成され、電線３０の端末においては、絶縁被覆３２が所定長さ皮剥きされることで、芯線３１の端末が露出している（図４及び図５参照）。なお、芯線３１は単芯線であってもよい。

端子金具４０は、図示しない相手側の端子金具に接続される接続部４１と、電線の端末部に固着されるバレル部４２と、バレル部４２と接続部４１とを繋ぐ繋ぎ部４３とを備えている。端子金具４０は、銅または銅合金製の板材をプレス加工することで形成され、全体として前後方向に細長い形状をなし、金属板材の表面には図示しないメッキ層が形成されている。メッキ層を構成する金属としては、スズ、ニッケル等、必要に応じて任意の金属を採用し得る。本実施形態では、銅又は銅合金の表面にスズメッキ層が形成されている。なお、金属板材の表面にメッキ層を形成しない構成としてもよい。

接続部４１は全体として略角筒形をなし、相手の雄型端子金具のタブが挿入されて接続される。接続部４１の後方には、電線３０の端末部が上面側に載置される底板４４が、前後方向に延びて設けられている。

繋ぎ部４３は、底板４４の両側縁から上側に立ち上がる一対の側板４５を有し、断面Ｕ字形状に形成されている。一対の側板４５は、その前後が接続部４１およびバレル部４２に一続きに繋がっている。

繋ぎ部４３には、底板４４と一対の側板４５とに囲まれてなる溝を、隙間なく埋める止水部４６が設けられている（図６参照）。止水部４６は、一対の側板４５の端面４５Ａから上方に突出するものである。この止水部４６は、繋ぎ部４３に樹脂加工物を嵌め込んで加熱処理することにより形成されている。

バレル部４２は、芯線３１の端末に圧着されるワイヤバレル４２Ａの後方に、絶縁被覆３２の端末に圧着されるインシュレーションバレル４２Ｂが設けられたものである。

ワイヤバレル４２Ａは、オープンバレル形式であって、円弧形をなす底板４４の両側縁から互いに対向するようにして上側に立ち上がる一対のバレル片を有している。同ワイヤバレル４２Ａは、芯線３１を外側から抱き込み、両バレル片の突出縁を突き合わせつつ芯線３１に食い込ませて、いわゆるハート型にかしめ圧着されている。なお、ワイヤバレル４２Ａの内面には、図示しないセレーションが形成されている。

インシュレーションバレル４２Ｂは、同じくオープンバレル形式であって、ワイヤバレル４２Ａと同様、円弧形をなす底板４４の両側縁から互いに対向するようにして上側に立ち上がる一対のバレル片を有し、絶縁被覆３２の端末を抱き込んでかしめ圧着されている。インシュレーションバレル４２Ｂの底板４４は、上記したワイヤバレル４２Ａの底板４４と比べて一回り大きくされ、またインシュレーションバレル４２Ｂのバレル片は、ワイヤバレル４２Ａのバレル片よりも幅狭で背が高いものとされている。

そして、バレル部４２は、インシュレーションバレル４２Ｂが下側に突出するように屈曲されている。詳しくは、図４に示すように、インシュレーションバレル４２Ｂの上端と、止水部４６の上端との高さ位置が、ほぼ同じ高さに配される程度に、バレル部４２の底板４４が、インシュレーションバレル４２Ｂとワイヤバレル４２Ａとの間において屈曲されている。これにより、インシュレーションバレル４２Ｂの底板４４は、ワイヤバレル４２Ａの底板４４よりも一段下がった位置に形成されている。

バレル部４２と電線３０の芯線３１との接触部分は、熱収縮チューブ（防水部材）５０によって被覆されている。熱収縮チューブ５０は、加熱処理によって収縮する合成樹脂材料からなり、端子金具４０の繋ぎ部４３から電線３０の絶縁被覆３２の端末部まで（インシュレーションバレル４２Ｂよりも後方の位置まで）を被覆することが可能な筒状をなしている。熱収縮チューブ５０の内周面には、加熱によって軟化又は溶融することにより接着性を発現する、熱可塑性の接着剤からなる接着層（図示せず）が備えられている。

熱収縮チューブ５０は、電線３０の端末部に端子金具４０を固着した後に、未加熱状態で電線３０と端子金具４０との接続部分を覆うように配置される。その後、熱収縮チューブ５０は、図示しない加熱装置で加熱処理されることにより収縮し、その内周面に備えられた接着層が溶融して、端子金具４０と電線３０との接続部分の外周面に隙間なく密着する。

熱収縮チューブ５０が被覆された状態では、端子金具４０の後側部分（接続部４１を除く部分）は、防食対策をしていないものと比べて一回り大きくなる。そして、止水部４６の位置においては、図６に示すように、止水部４６の外周面と繋ぎ部４３の外周面との境目（繋ぎ部４３の側板４５の端面４５Ａ）において幅寸法が最大となっている。すなわち、止水部４６においては上下方向に比して横方向の幅寸法がより大きくなっている。

ハウジング１０には、後方から端子金具４０を挿入可能なキャビティ１１が複数室（本実施形態では２室）並んで設けられている。この複数のキャビティ１１の配列ピッチは、防食対策がなされていない従来の端子金具に対応したコネクタのキャビティの配列ピッチと同一とされ、既存の相手側コネクタとの接続が可能とされている。

キャビティ１１の前側部分は、端子金具４０の接続部４１が収容される部分であり、この部分の横方向の幅寸法は、接続部４１の横方向の幅寸法に整合したものとされ、適正なクリアランスを有している。

キャビティ１１内に挿入された端子金具４０は、キャビティ１１の前壁１２によって前止まり状態に支持される（図４参照）。この前壁１２には、相手の端子金具のタブが前方から進入することを許容するタブ挿通孔１３が穿設されている。また、前壁１２のうちタブ挿通孔１３よりも下方には、ハウジング１０の成形時にランス１９を成形する前側の金型を、前方へ型抜きするための型抜き孔１４が穿設されている。

キャビティ１１の前端位置の両角部には、端子金具４０の接続部４１の前端を支持して、端子金具４０が上下方向（ランス１９の撓み方向）に傾動するのを規制する支持部１５が、内方に突出して設けられている。この支持部１５は、図２に示すように、キャビティ１１の前壁１２とキャビティ１１の側壁１６との双方に連結されることで、強度が高められている。この支持部１５とキャビティ１１の上壁１８との間の間隔は、端子金具４０の接続部４１の縦方向の幅寸法に整合したものとされている（図４参照）。

各キャビティ１１の下壁１７は、前側部分が後側部分よりも一段低く形成されている（以後、下壁１７の前側部分を低位部１７Ａと称し、後側部分を高位部１７Ｂと称する）。各キャビティ１１の上壁１８の前端部は、下壁１７の低位部１７Ａと略平行をなし、中間部は、後方に向かって若干キャビティ１１の上下方向の幅を広げるように傾斜し、後端部は高位部１７Ｂと略平行をなしている。

キャビティ１１の下壁１７には、端子金具４０に係止してその抜け止めを図るランス１９が設けられている。ランス１９は、キャビティ１１の下壁１７の内側面１７Ｃから内側に突出して設けられている。

ランス１９は、高位部１７Ｂに一体に形成されて高位部１７Ｂの上側に位置する基部１９Ａと、基部１９Ａから前方に片持ち状に延びて低位部１７Ａの上側に位置する弾性変位部１９Ｂとを有している。

基部１９Ａは、上下方向の厚さ寸法（高位部１７Ｂの内側面１７Ｃからの突出寸法）が全体にわたり略一定とされている。なお、基部１９Ａの後端面は、後方へ向かって少しずつ下がる傾斜をなしている。

弾性変位部１９Ｂは、全体としては前端側にかけて次第に上方、すなわちキャビティ１１内に張り出す上り勾配に傾斜している。弾性変位部１９Ｂは、端子金具４０の挿入経路に突出する係止部１９Ｃが、端子金具４０の接続部４１に押圧されることで、基部１９Ａを支点として下方（端子金具４０の挿抜方向と交差する方向）へ撓み変形可能とされている。この撓み時には、弾性変位部１９Ｂは、下壁１７の低位部１７Ａとの間に確保された撓み空間Ｓ内に退避する。

ランス１９は、図２に示すように、下壁１７の幅方向の略中央に設けられ、全長にわたって一定幅に形成されており、その両側には溝部２１が形成されている。溝部２１は、ランス１９と下壁１７と側壁１６とに囲まれてなり、この溝部２１には、端子金具４０の挿入動作を案内するスタビライザ４７が挿通される。

また、下壁１７には、インシュレーションバレル４２Ｂに対応する一部分に、キャビティ１１の上下方向の幅寸法を広げる逃げ部２２が形成されている（図４参照）。逃げ部２２は、インシュレーションバレル４２Ｂの下側に位置し、この逃げ部２２により、インシュレーションバレル４２Ｂがキャビティ１１の上壁１８または下壁１７に接触して端子金具４０の挿入を阻むことを防いでいる。逃げ部２２は、ランス１９の後方に設けられた凹みであり、ランス１９の基部１９Ａよりも下側に凹んだ形状をなし、その凹み寸法は、基部１９Ａの高さ寸法と同等とされている。高位部１７Ｂの内側面１７Ｃは、ランス１９の基部１９Ａを除き平坦な面となっており、逃げ部２２から溝部２１にかけては段差なく連なっている。

さて、キャビティ１１の側壁（周壁）１６には、端子金具４０のバレル部４２に対応する一部分に、キャビティ１１の幅寸法を横方向に広げる凹部２３が、他の部分よりも凹むように形成されている（図６及び図７参照）。凹部２３は、図１に示すように、側方から見ると、前後方向に細長い形状をなし、止水部４６よりも若干前方の位置からキャビティ１１の後端に至る範囲に形成されている。凹部２３の幅寸法（高さ方向の寸法）は、全体にわたり略一定とされ、図６に示すように、繋ぎ部４３の側板４５の端面４５Ａが、その高さ方向の中心に位置するように形成されている。なお、隣り合うキャビティ１１の間を仕切る側壁１６においては、凹部２３はその両側の側面に形成されている。

キャビティ１１の両側壁１６は、図２に示すように、略前半部分（下壁１７の低位部１７Ａに並ぶ部分）が互いに略平行をなし、略後半部分（下壁１７の高位部１７Ｂに並ぶ部分）が後方に向かって、わずかにキャビティ１１の横方向の幅を広げるように傾斜している。これにより、凹部２３の深さ寸法は、後側に向かって少しずつ小さくなるものとされている。なお、凹部２３の前端部は、前方へ向かって深さ寸法が少しずつ小さくなる傾斜をなしている。

また、凹部２３は、バレル部４２の外形に沿う形状に設定されている。具体的には、バレル部４２の断面形状は、概ね円形状をなしており、端子金具４０に被せ付けられた熱収縮チューブ５０の外形形状も略円形をなしている。このため、凹部２３の上端と下端とには、端子金具４０に被せ付けられた熱収縮チューブ５０の外形形状に沿うように、傾斜面２４が設けられている（図７参照）。上下の傾斜面２４は、キャビティ１１の内側にむかって徐々に開く斜め形状をなしている。

次に、ハウジング１０のキャビティ１１に端子金具４０を挿入する動作について説明する。
端子金具４０をキャビティ１１に後方から挿入すると、まず接続部４１がキャビティ１１に挿入され、その後、止水部４６がキャビティ１１に挿入される。止水部４６は、キャビティ１１の両側壁１６に形成された凹部２３によって、その両側面が側壁１６に押し付けられることなく、スムーズに前方に挿入される。

次いで、ワイヤバレル４２Ａおよびインシュレーションバレル４２Ｂがキャビティ１１に挿入される。ワイヤバレル４２Ａに対してはキャビティ１１は十分なクリアランスを有しており、ワイヤバレル４２Ａはスムーズに前方へ通過する。
インシュレーションバレル４２Ｂは、キャビティ１１の両側壁１６に形成された凹部２３によって、その両側面が側壁１６に押し付けられることなく、スムーズに前方に挿入される。また、インシュレーションバレル４２Ｂは、その下側に突出した部分が逃げ部２２に配されることで、上端または下端がキャビティ１１の上壁１８または下壁１７に強く押し付けられることなく、スムーズにキャビティ１１に挿入されてその後端部に収まる。

そして、端子金具４０がキャビティ１１に正規深さまで挿入され、端子金具４０の接続部４１に押されて撓み空間Ｓに弾性変形していたランス１９が弾性復帰し、係止部１９Ｃが接続部４１の被係止部４８に嵌合して端子金具４０の抜け止めがなされる。

上記のように構成された本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態においては、ハウジング１０には、電線３０の端末部に固着された端子金具４０が後方から挿入されるキャビティ１１が設けられ、端子金具４０は、電線３０の芯線３１に固着されるバレル部４２を有し、このバレル部４２と電線３０の芯線３１との接触部分が熱収縮チューブ５０によって被覆されたものであり、キャビティ１１の両側壁１６のうち端子金具４０のバレル部４２に対応する一部分に、キャビティ１１の幅寸法を広げる凹部２３が形成されている。

これにより、端子金具４０のうち熱収縮チューブ５０に被覆されて従来よりも一回り大きくなる部分を挿入するためのクリアランスを形成することができるから、防食対策がなされた端子金具４０を挿入することができる。また、キャビティ１１の側壁１６に凹部２３を形成することで、キャビティ１１の幅寸法を広げているから、コネクタＣの大型化を防ぐことができる。さらに、この凹部２３は、キャビティ１１の側壁１６のうち端子金具４０のバレル部４２に対応する一部分に形成されているから、凹部２３を設ける範囲が限られるので、キャビティ１１の周壁が薄くなることによる端子金具４０の短絡やハウジング１０を成形する際の樹脂の流動性の悪化を防ぐことができる。すなわち、本実施形態のコネクタＣによれば、防食対策がなされた端子金具４０を挿入することが可能で、かつ従来のコネクタＣに比して大型化することなく、また端子金具４０の短絡やハウジング１０を成形する際の樹脂流れの悪化を防ぐことができる。
また、凹部２３は、熱収縮チューブ５０の外形形状に沿う傾斜面２４を有している。これにより、凹部２３の大きさを最小限にとどめることができる。

＜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。

（１）上記した実施形態では、ハウジング１０に雌型の端子金具４０が挿入されてなる雌側のコネクタＣについて例示したが、本発明は、ハウジングに雄型の端子金具が挿入されてなる雄側のコネクタについても適用可能である。
（２）上記実施形態では、電線３０の芯線３１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなり、端子金具４０が、銅又は銅合金からなるものとされているが、これに限らず、電線の芯線および端子金具は必要に応じて任意の金属からなる構成としてもよい。そして、電線の芯線と端子金具とが同種の金属によって形成されている場合であっても、その接続部分を防水することで外形が一回り大きくなる場合には、本発明を適用することができる。
（３）上記実施形態では、止水部４６は、繋ぎ部４３の溝に、樹脂加工物を嵌め込んで加熱処理することにより形成したものであるが、これに限らず、例えば止水部を、合成樹脂材をモールド成形してなるものとしてもよく、また必ずしも止水部を設けなくてもよい。止水部を設けない場合には、凹部の形成範囲をより小さくすることができ、例えばインシュレーションバレルに対応する部分のみに形成してもよい。
（４）上記実施形態では、防水部材は、熱収縮チューブ５０であるが、これに限らず、防水部材は、例えば、ゴム弾性を有する弾性チューブであるものとしてもよく、またシート状をなす止水テープを止水部から絶縁被覆の端部に至る領域に巻回してなるものや、樹脂モールド等であってもよい。
（５）上記実施形態では、凹部２３の深さ寸法は、後側に向かって少しずつ小さくなるものとしているが、これに限らず、凹部の深さ寸法を全体にわたり略一定としてもよいし、また、後側に向かって深さ寸法が少しずつ大きくなるようにしてもよい。

Ｃ…コネクタ
１０…ハウジング
１１…キャビティ
１７…側壁（周壁）
２３…凹部
２４…傾斜面
３０…電線
３１…芯線
３２…絶縁被覆
４０…端子金具
４２…バレル部
４２Ｂ…インシュレーションバレル
５０…熱収縮チューブ（防水部材）

Claims

ハウジングには、電線の端末部に固着された端子金具が後方から挿入されるキャビティが設けられ、
前記端子金具は、前記電線の芯線に固着されるバレル部を有し、このバレル部と前記電線の芯線との接触部分が防水部材によって被覆されたものであり、
前記キャビティの周壁のうち前記端子金具のバレル部に対応する一部分であって横方向に隣り合う一対のキャビティを仕切る側壁に、前記キャビティの幅寸法を広げる凹部が前記横方向に対向して一対形成されているコネクタ。
前記凹部は、前記防水部材の外形形状に沿う傾斜面を有している請求項１に記載のコネクタ。
前記防水部材は、熱収縮チューブである請求項１または請求項２に記載のコネクタ。
前記端子金具は、相手側の端子金具に接続される接続部と、前記バレル部と前記接続部とを繋ぐ繋ぎ部とを有し、前記防水部材は前記繋ぎ部の外側まで覆うものであり、前記繋ぎ部には、前記防水部材との間の隙間を埋める止水部が設けられ、前記凹部は、前記止水部に対応する部分に形成されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコネクタ。