JP5838932B2 - コネクタユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタおよびこのコネクタが相手方コネクタと嵌合しているかどうかを検出する電気部品を備えたコネクタユニットおよびその製造方法に関する。

下記特許文献１に記載されるような電気自動車やプラグインハイブリッド車には、外部電源と電気的に接続された外部コネクタが嵌合可能な固定コネクタが設けられる。この固定コネクタ近傍には、外部コネクタと固定コネクタが嵌合しているかどうかを確認するための嵌合検出回路等の電気部品が設けられる。この種の電気部品は、車両に浸入する水や湿気から保護するために樹脂材料（疎水性材料）からなる保護部材によって包まれた状態とされる。

特開平７−１９２８２６号公報

固定コネクタには例えば電力線などの電線（ハーネス）が接続される。これらの各部材から構成されるユニットを小さくしようとすると、この電線が上記保護部材に密接した状態になる。このように電線と保護部材が密接した状態にあると、振動等によって電線と保護部材が擦れて保護部材が削れ、内部の電気部品が露出してしまうことがある。車両等の駆動時に常に振動が生ずる装置に搭載されるユニットにおいては、かかる問題はさらに顕著となる。

上記実情に鑑み、本発明は、コネクタの嵌合状態を検出する電気部品を保護する保護部材を備えたコネクタユニットにおいて、当該保護部材の摩耗を防止すること、およびこのようなコネクタユニットの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかるコネクタユニットは、相手方コネクタが嵌合可能な固定コネクタと、この相手方コネクタと固定コネクタが嵌合状態にあるか否かを検出するための電気部品と、この電気部品を覆う保護部材と、この保護部材の外側に位置する、前記固定コネクタに電気的に接続された電線と、を備え、前記保護部材の外面における前記電線が位置する側にのみ、表面が前記保護部材よりも滑らか、かつ前記保護部材を構成する材料よりも融点が高い材料で形成された被覆シートが固定されていることを特徴とする。

また、前記被覆シートに複数の貫通孔が形成されていればよい。

また、本発明にかかるコネクタユニットの製造方法は、前記被覆シートを金型のキャビティに面する部分に接するように配した上で、前記キャビティ内に前記電気部品を位置させた状態で当該キャビティ内に溶融樹脂を注入し、前記被覆シートが固定された前記保護部材に前記電気部品が覆われた状態とする保護部材成形工程を含むことを要旨とする。

また、別の本発明にかかるコネクタユニットの製造方法は、前記被覆シートに複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、この複数の貫通孔が形成された被覆シートを金型のキャビティに面する部分に接するように配した上で、前記キャビティ内に前記電気部品を位置させた状態で当該キャビティ内に溶融樹脂を注入し、前記被覆シートが固定された前記保護部材に前記電気部品が覆われた状態とする保護部材成形工程と、を含むことを要旨とする。

本発明によれば、コネクタの嵌合状態を検出する電気部品を保護する保護部材における電線が位置する側に表面が滑らかな被覆シートが固定されているから、ユニットが振動環境下に設置されたときに電線が揺れ動くことによって保護部材が摩耗してしまうことが防止される。つまり、保護部材が摩耗することによる電気部品の露出を防止することができる。また、当該被覆シートを保護部材よりも融点の高い材料で形成すれば、保護部材の成形時に被覆シートを固定する（保護部材の成型金型のキャビティ内に被覆シートを挿入して保護部材を成型する）ことができる。

被覆シートに複数の貫通孔が形成されていれば、保護部材の成形時に保護部材と被覆シートの間に気泡が残留してしまうことを防止することができる。

上記コネクタユニットは、被覆シートを金型のキャビティに面する部分に接するように配した上で、キャビティ内に電線に接続された電気部品を位置させた状態で当該キャビティ内に溶融樹脂を注入することで得られる。つまり、保護部材の成形と、その保護部材への被覆シートの固定を一度に行うことができる。

このような製造方法において、被覆シートに複数の貫通孔を形成しておけば、保護部材の成形時に保護部材と被覆シートの間に気泡が残留してしまうことを防止することができる。

図１（ａ）は本発明の実施形態にかかるコネクタユニットを前方から見た図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示したＡ−Ａ線に沿ってグロメットを切断してその内側の構造を示した一部断面図である。 保護部材における被覆シートが固定された部分に電力線が密接している部分を拡大して示した図である。 図３（ａ）は基板（電気部品）に入力電線および出力電線が接続されたものの外観図であり、図３（ｂ）はそれに対して基板を覆うように保護部材が固定されたものの外観図である。 被覆シート付の保護部材が固定されたものを被覆シート側から見た外観図である。 保護部材成形工程を説明するための模式図である。 貫通孔形成工程で得られた被覆シートを用いた保護部材成形工程を説明するための模式図である。 複数の貫通孔が形成された被覆シート付の保護部材が固定されたものを被覆シート側から見た外観図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において単に前後方向とは電線の軸方向（車外側を前、車内側を後）をいい、上下方向（高さ方向）とは図１における上下方向をいうものとする。

図１に示す本実施形態にかかるコネクタユニット１は、電気自動車やプラグインハイブリッド車の充電ポートを構成するものであって、外部電源と接続された相手方コネクタ（外部コネクタ）に嵌合可能な固定コネクタ２と、この固定コネクタ２との相手方コネクタの嵌合状態を検出する電気部品３と、この電気部品３を覆う保護部材４と、固定コネクタ２に電気的に接続される電力線５（本発明における電線に相当する）と、を備える。

固定コネクタ２は、車両のボディに取り付けられるインレットコネクタなどと称されるコネクタである。かかるコネクタの形状は特定の形状に限定されない。例えば、外部電源と接続された相手方コネクタが嵌合可能である、各種規格によって定められる形状であればよい。

図３に示すように、本実施形態における電気部品３は、固定コネクタ２と相手方コネクタが嵌合しているかどうかを検出する嵌合検出回路が設けられた基板３１である。この基板３１には、嵌合検出回路以外の回路等が設けられていてもよい。嵌合検出回路は、固定コネクタ２に設けられた端子２１の一部と信号線である入力電線３２を介して電気的に接続されている。また、嵌合検出回路には信号線である出力電線３３が接続されている。固定コネクタ２と相手方コネクタの嵌合状態の情報は、嵌合検出回路から出力電線３３を介して、図示されない制御装置（ＥＣＵ）に出力される。

この電気部品３は保護部材４に覆われている。保護部材４は、疎水性を有する樹脂材料の成形体である。この保護部材４を構成する材料としては、ポリエステル系樹脂等が例示できる。なお、本実施形態では、この保護部材４に覆われた電気部品３は、固定コネクタ２の後方に取り付けられたグロメット２２の内側の空間に収容されている。

図１および図２に示す電力線５は、固定コネクタ２に設けられた端子２１の一部に電気的に接続された電線（ここでいう「電線」には単線および複数の電線が一纏めにされたハーネスの両方を含む）である。この電力線５は、電池を充電するための電力のみを搬送する電線であってもよいし、電力線通信（ＰＬＣ）用の電線であってもよい。本実施形態では、固定コネクタ２に設けられた二つの端子２１に接続された二つの電力線５が幅方向に並んで固定コネクタ２の後方から車両側に延び、上記保護部材４の上面に密接（接触あるいは近接）している。

図２および図４に示すように、この電力線５が密接する保護部材４の上側には、被覆シート４１が固定されている。本実施形態における被覆シート４１は樹脂材料からなる。被覆シート４１は、その表面（本実施形態では上面）が保護部材４の外面よりも滑らかである。なお、ここでいう「保護シートの表面が保護部材４の外面よりも滑らか」とは、電力線５（の外面）と被覆シート４１の表面が擦れ合うときに生ずる動摩擦力が、同条件下において仮に電力線５（の外面）と保護部材４の外面が擦れ合うとしたときに生ずる動摩擦力よりも小さいことをいう。基本的には、被覆シート４１の表面粗さが保護部材４の表面粗さよりも小さい必要がある。また、この被覆シート４１表面の「滑らかさ」は、被覆シート４１を構成する材料（一つの材料）そのものの滑らかさであってもよいし、ある材料で形成された基材表面に、別の材料をコーティングすることで得てもよい。

また、被覆シート４１を構成する材料（上記のように複数の材料で被覆シート４１を構成する場合にはその全ての材料）は、保護部材４を構成する材料よりも融点が高い。以上の条件を満たす材料としては、例えば、特開２００３−１７６３４１号公報、 特開２００４−２６９７８７号公報、特開２００４−２７７５５９号公報、特開２００４−２７７６４１号公報に記載される樹脂材料が例示できる。

このように保護部材４における電力線５が密接する側の面に被覆シート４１が固定されていれば、ユニットが振動環境下に設置される場合であっても、電力線５は被覆シート４１と擦れ合うことになるから、保護部材４が摩耗してしまうことが抑制される。つまり、保護部材４に包まれた電気部品３（基板３１の実装部品）が露出してしまうことが抑制される。逆に言えば、電力線５のシースが、保護部材４によって摩耗してしまうことも抑制される。このように、本実施形態にかかるコネクタユニット１によれば、ユニットの大きさを小さくしようとすること（各部材を密着させること）による弊害である、電力線５と保護部材４が擦れ合うことによる摩耗を抑制することができる。

このような構成を備えるコネクタユニット１の製造方法の一例（本発明の一実施形態にかかるコネクタユニットの製造方法）は次の通りである。

まず、入力電線３２および出力電線３３等の各種電線（保護部材４の外側に位置する電力線５を除く）基板３１に接続する。例えば、基板３１に形成された回路に接続される端子を実装し、その端子に各電線を半田付け等によって接続する。そして、この電線−基板組における実装部品を含む基板３１全体（すなわち電気部品３）および電線の一部（基板３１に接続された部分）を保護部材４で覆う。具体的には、図５に示すように、被覆シート４１を金型（上型９１および下型９２）のキャビティ９３に面する部分（キャビティ９３を構成する面）に接するように配置した上で、金型のキャビティ９３内に電気部品３全体を位置させた状態で金型内に保護部材４を構成する溶融樹脂を注入する（保護部材成形工程）。本実施形態では、被覆シート４１をキャビティ９３における保護部材４の上面を形成する部分に接するように配置しておく。このようにすることで、保護部材４を成形すると同時に、当該保護部材４の上面に被覆シート４１を固定することができる。この後、固定コネクタ２の端子２１の一部に電力線５を接続することにより、保護部材４に固定された被覆シート４１に電力線５が密接するコネクタユニット１が得られる。

上記コネクタユニットの製造方法において、保護部材成形工程の前に、被覆シート４１に複数の貫通孔４１１（図６参照）を形成する貫通孔形成工程を行えばよい。この貫通孔４１１は、できるだけ小さい孔にすることが望ましい。このような複数の貫通孔４１１が形成された被覆シート４１′を、金型のキャビティ９３に面する部分に接するように配置して上記保護部材成形工程を行えば、成形時に保護部材４（注入される溶融樹脂）と被覆シート４１′の間の空気は上記貫通孔４１１から抜け出るため、保護部材４と被覆シート４１′の間に気泡（隙間）が形成されてしまうことが防止される。かかる工程を経ることにより、複数の貫通孔４１１が形成された被覆シート４１′が保護部材４における電力線５が位置する側に固定されたもの（図７参照）を有するコネクタユニットが得られる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ コネクタユニット
２ 固定コネクタ
３ 電気部品
３１ 基板
４ 保護部材
４１（４１′） 被覆シート
４１１ 貫通孔
５ 電力線
９１ 上型
９２ 下型
９３ キャビティ

Claims (4)

1. 相手方コネクタが嵌合可能な固定コネクタと、
   この相手方コネクタと固定コネクタが嵌合状態にあるか否かを検出するための電気部品と、
   この電気部品を覆う保護部材と、
   この保護部材の外側に位置する、前記固定コネクタに電気的に接続された電線と、
   を備え、
   前記保護部材の外面における前記電線が位置する側にのみ、表面が前記保護部材よりも滑らか、かつ前記保護部材を構成する材料よりも融点が高い材料で形成された被覆シートが固定されていることを特徴とするコネクタユニット。
2. 前記被覆シートに複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタユニット。
3. 請求項１に記載のコネクタユニットの製造方法であって、
   前記被覆シートを金型のキャビティに面する部分に接するように配した上で、前記キャビティ内に前記電気部品を位置させた状態で当該キャビティ内に溶融樹脂を注入し、前記被覆シートが固定された前記保護部材に前記電気部品が覆われた状態とする保護部材成形工程を含むことを特徴とするコネクタユニットの製造方法。
4. 請求項２に記載のコネクタユニットの製造方法であって、
   前記被覆シートに複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   この複数の貫通孔が形成された被覆シートを金型のキャビティに面する部分に接するように配した上で、前記キャビティ内に前記電気部品を位置させた状態で当該キャビティ内に溶融樹脂を注入し、前記被覆シートが固定された前記保護部材に前記電気部品が覆われた状態とする保護部材成形工程と、
   を含むことを特徴とするコネクタユニットの製造方法。

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