JP6086381B2 - コネクタ構造 - Google Patents

Description

本発明は、接続対象物の一方から他方に向かって挿通させた電線を該接続対象物に接続するためのコネクタ構造に関する。

従来、機器同士を接続する電線のコネクタ構造として、例えば自動車（特に、電気自動車やハイブリッド自動車）において、モータやバッテリ、インバータ等の機器同士がシールド電線によって接続され、このシールド電線と機器のケースとをアース接続するためのシールドコネクタ構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたシールドコネクタ構造１００は、図７に示すように、シールド電線１と接続対象物の金属ケース６とを接続するとともに、接続部の防水を図るものである。シールド電線１は、導体２と、導体２の周囲を覆う内部絶縁被覆３と、内部絶縁被覆３の周囲に設けられる編組等の導体からなるシールド部４と、シールド部４の周囲を覆う外部絶縁被覆５と、を有した同軸ケーブルである。金属ケース６には、シールド電線１を挿通させる挿通孔７と、ハウジング１０１を固定するボルト１０６が螺合するボルト孔８と、が設けられている。

このシールドコネクタ構造１００は、シールド電線１を挿通させるとともに金属ケース６に固定されるハウジング１０１と、シールド電線１のシールド部４と金属ケース６とを電気的に接続するシールド部材１０２と、シールド部材１０２の内面とシールド電線１の外部絶縁被覆５外面との間に介挿される第一シール部材１０３と、シールド部材１０２の外面と金属ケース６の挿通孔７の内面との間に介挿される第二シール部材１０４と、シールド部材１０２に接続されたシールド部４を覆うシールドパイプ１０５と、ハウジング１０１を金属ケース６に固定するボルト１０６と、を備えて構成されている。

ハウジング１０１は、金属ケース６の一方側（外部側）に固定されるとともに、金属ケース６との間にシールド部材１０２を挟んで保持するものであって、シールド電線１を挿通させる挿通部１１１と、この挿通部１１１よりも金属ケース６の他方側（内部側）に延出して挿通孔７に入り込む筒状突部１１２と、挿通部１１１の径方向外側に延びて金属ケース６に固定されるフランジ部１１３と、を有して形成されている。

第一シール部材１０３は、ゴム等の弾性材料から全体筒状に形成されるとともに、その内周面及び外周面に凹凸環状のリップ部を有し、内周面の複数のリップ部をシールド電線１の外部絶縁被覆５外面に密接させるとともに、外周面の複数のリップ部をシールド部材１０２及びハウジング１０１の筒状突部１１２の各内面に密接させ、これによりシールド電線１とシールド部材１０２及びハウジング１０１との間をシールするように構成されている。

以上のように特許文献１に記載された従来のシールドコネクタ構造１００において、シールド電線１は、ハウジング１０１によって金属ケース６に機械的に接続されるとともに、シールド部材１０２を介してシールド部４が金属ケース６に電気的にアース接続されている。さらに、第一シール部材１０３及び第二シール部材１０４によってシールされることで、シールド電線１と金属ケース６との接続部における止水が図られ、金属ケース６の外部から内部に向かう水等の浸入が防止できるようになっている。

特開２０００−２９４３４４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている従来のコネクタ構造では、止水性能を保持するためにシールド電線１を強く締め付ける第一シール部材１０３を使用しており、第一シール部材１０３がシールド電線１を強く締め付けることによりシールド電線１０３の外部絶縁被覆５が変形しやすく、図８に示すように、第一シール部材１０３よりも金属ケース６の外側又は内側に向かって外部絶縁被覆５が押し出されるように移動し、第一シール部材１０３位置における電線の外径が小さくなる、いわゆる電線やせが生じ、その結果、第一シール部材１０３とシールド電線１との密接が弱くなって止水性能が低下するという問題があった。

本発明の目的は、上記のような問題点に着目し、止水性能を維持することができるコネクタ構造を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のコネクタ構造は、導体と絶縁被覆とを有した電線を接続対象物の挿通孔に一方から他方へ挿通させて該接続対象物に接続するためのコネクタ構造であって、前記電線を挿通させるとともに前記接続対象物の一方側に固定されるハウジングと、前記ハウジング内面と前記電線の外面との間に介挿されるシール部材と、前記シール部材の一方側において前記電線を締め付ける締付部材と、を備えて構成され、前記ハウジングは、ハウジング本体と、前記接続対象物に固定するための固定部と、前記ハウジング本体を貫通して前記電線を一方側から他方側へ挿通させる電線案内部と、を有し前記シール部材は、前記電線に沿う筒状に形成されるとともに前記電線の外周面に密接する第一密接部と、前記ハウジング本体の内周面に密接する第二密接部と、を有し、前記締付部材は、加締めにより縮径されて前記電線の絶縁被覆を押圧する環状部と、前記電線案内部の側面に他方側から当接する鍔状部と、を有し、該環状部が前記電線案内部の内側に位置して設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、シール部材の一方側において締付部材が電線を締め付けることにより、シール部材に締め付けられた電線の被覆が一方側に押し出されず、電線やせを防止することができる。

また、締付部材の鍔状部が電線案内部に当接して電線の一方側への移動を規制することで、電線が屈曲されたり、引っ張られたりしても接続対象物やハウジングからの電線の脱落を防止することができる。

請求項１に記載のコネクタ構造において、前記シール部材の他方側において前記電線を締め付ける他方側締付部材をさらに備えることが好ましい。

このような構成によれば、シール部材の他方側においても他方側締付部材が電線を締め付けることにより、シール部材に締め付けられた電線の被覆が一方側だけではなく他方側にも押し出されず、電線やせを一層防止することができることから、止水性能を維持することができる。

請求項２に記載のコネクタ構造において、前記電線は、前記絶縁被覆の外側に設けられるシールド部と、該シールド部の外側に設けられる外部絶縁被覆と、を有するシールド電線であって、前記シールド部と前記接続対象物とを接続する導電性かつ筒状のシールド部材をさらに備え、他方側締付部材は、前記シールド部材と前記電線とを加締めて固定する圧着部材であることが好ましい。

このような構成によれば、シール部材を挟んで電線の一方側と他方側とにおいて締付部材及び他方側締付部材が電線を締め付けることにより、シールドコネクタにおいても、電線やせによるシール圧低下を防止することができ、止水性能を保持することができる。

以上のような本発明のコネクタ構造によれば、シール部材に隣り合った位置において、締付部材が電線を締め付けることにより電線やせを抑制することができ、長期にわたって止水性能を維持することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るコネクタ構造を示す断面図である。 前記コネクタ構造における電線を示す斜視図である。 前記コネクタ構造を接続対象物の一方側から見た斜視図である。 前記コネクタ構造における締付部材を示す断面図である。 前記締付部材を示す斜視図である。 前記コネクタ構造の一部を分解して示す部分断面図である。 従来技術に係るコネクタ構造を示す断面図である。 前記従来技術に係るコネクタ構造の一部を分解して示す部分断面図である。

以下、本発明の一実施形態にかかるコネクタ構造を、図１〜図６を参照して説明する。本実施形態のコネクタ構造は、自動車、特に、電動モータの駆動力によって走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとの双方の駆動力で走行するハイブリッド車において、モータとインバータとの間やインバータとバッテリーとの間等をシールド電線１で繋ぐ場合に、シールド電線１をアース接続するとともに、この接続部の防水を図るのに適した接続構造である。

シールド電線１は、図１に示すように、複数の素線を撚った撚線等からなる導体２と、導体２の周囲を覆う絶縁性の合成樹脂等からなる絶縁被覆３と、絶縁被覆３の周囲に設けられる編組等の導体からなるシールド部４と、シールド部４の周囲を覆う絶縁性の合成樹脂等からなる外部絶縁被覆５と、を有した同軸ケーブルである。一方、接続対象物としてのモータやインバータ、バッテリー等は、その外殻を構成する金属ケース６を有し、金属ケース６には、シールド電線１を挿通させる挿通孔７が設けられている。

シールド電線１は、図１及び図２に示すように、金属ケース６の外部側（一方側）から挿通孔７を介して内部側（他方側）に挿通されるとともに、内部側の先端部における導体２に端子金具９が固定され、この端子金具９が金属ケース６内の図示しない電気接続部に接続されている。また、シールド電線１のシールド部４は、先端部において外部絶縁被覆５が除去されて露出されるとともに、後述するシールド部材１２を介して金属ケース６にアース接続されており、これらのシールド部４及びシールド部材１２によって電磁波を遮蔽し、接続部からのノイズの漏えいや侵入が防止できるようになっている。

コネクタ１０は、図１〜図３に示すように、シールド電線１を挿通させるとともに金属ケース６の外面に固定されるハウジング１１と、シールド電線１のシールド部４と金属ケース６とを接続する導電性かつ筒状のシールド部材１２と、シールド部材１２の内面とシールド電線１の外部絶縁被覆５の外面との間に介挿される第一シール部材１３と、シールド部材１２の外面と金属ケース６の挿通孔７の内面との間に介挿される第二シール部材１４と、シールド電線１のシールド部４とシールド部材１２とを加締めて固定する環状のシールドパイプ（他方側締付部材であり圧着部材）１５と、ハウジング１１を金属ケース６に固定するためのボルト１６と、を備えて構成されている。

ハウジング１１は、アルミニウム合金等の金属から一体成形されたダイカスト部品であって、金属ケース６の外面に対してシールド部材１２を挟み込んで導通させるハウジング本体２１と、金属ケース６の外方から該金属ケース６に固定される固定部２２と、ハウジング本体２１を貫通してシールド電線１を挿通させる電線案内部２３と、ハウジング本体２１から金属ケース６の挿通孔７内に延びてシールド部材１２の内側に位置する筒状の延出部２４と、を有して形成されている。なお、ハウジング１１は、金属材に限らず、シールド部材１２や第一シール部材１３を保持するものであれば樹脂製であってもよい。

シールド部材１２は、導電性の金属材料からなり、金属ケース６の内部側から外部側に向かって三段に径が大きくなる段付き筒状に形成されている。具体的には、図６にも示すように、シールド部材１２は、シールド電線１のシールド部４に接続される第一筒状部３１と、この第一筒状部３１よりもハウジング１１の側（一方側であり金属ケース６の外部側）に位置して径大に設けられる第二筒状部３２と、この第二筒状部３２よりもさらに一方側に位置して径大に設けられる第三筒状部３３と、第一筒状部３１と第二筒状部３２とを連結する第一段付き部３４と、第二筒状部３２と第三筒状部３３とを連結する第二段付き部３５と、第三筒状部３３に連続して折れ曲がり金属ケース６の外面に沿う第三段付き部３６と、を有して形成されている。

第一シール部材１３は、図４及び図６にも示すように、ゴム等の弾性材料から全体筒状に形成されるとともに、シールド電線１に沿って外部絶縁被覆５の外周面に密接する第一密接部４１と、延出部２４の内周面と第二筒状部３２内周面とに密接する第二密接部４２とを有して形成されている。第一シール部材１３における第一密接部４１には、三条の環状リップ４３が形成され、これらの環状リップ４３が潰されつつ外部絶縁被覆５の外周面に押しつけられることで、シールド電線１との間がシールされている。また、第二密接部４２には、二条の環状リップ４４が形成され、これらの環状リップ４４が潰されつつ延出部２４内周面と第二筒状部３２内周面とに押しつけられることで、ハウジング本体２１とシールド部材１２との間がシールされている。

第二シール部材１４は、ゴム等の弾性材料から全体筒状に形成されるとともに、その内周面及び外周面にそれぞれ二条の環状リップが形成され、内周面の環状リップが潰されつつ第二筒状部３２外周面に押しつけられることで、シールド部材１２との間がシールされ、外周面の環状リップが潰されつつ挿通孔７内周面に押しつけられることで、金属ケース６との間がシールされている。

以上のように挿通孔７内部において、図４に示すように、外部絶縁被覆５の外周面から挿通孔７内周面に向かって順に、金属ケースの外部側（一方側）において、第一シール部材１３の第一密接部４１、第一シール部材１３の第二密接部４２、ハウジング１１の延出部２４、第三筒状部３３が同心円状に位置し、金属ケースの内部側（他方側）において、第一シール部材１３の第一密接部４１、第一シール部材１３の第二密接部４２、シールド部材１２の第二筒状部３２、第二シール部材１４が同心円状に位置し、これらの径方向に隣り合う部位同士が互いに密接されることで、シールド電線１が止水された状態で金属ケース６に接続されるようになっている。

また、シールド電線１は、第一シール部材１３に隣り合って金属ケース６の外部側（一方側）において、金属製の締付部材１７により締め付けられ、シール部材の内部側（他方側）において、金属製のシールドパイプ１５により締め付けられている。締付部材１７は、加締めにより縮径されて前記電線の絶縁被覆を押圧する外部側環状部５１と、外部側鍔状部５２と、を有して形成され、電線案内部２３の内側側面に内部側（他方側）から当接している。シールドパイプ１５は、内部側環状部５３と、内部側鍔状部５４と、を有して形成され、内部側環状部５３によって、シールド電線１とシールド部材１２の第一筒状部３１とを加締めて固定するとともに、内部側鍔状部５４によって金属ケースの内部側（他方側）からシールド部材１２の第一段付き部３４に当接している。

次に、シールド電線１の金属ケース６への組付け手順の一例を説明する。なお、シールド電線１の組付け手順としては、以下説明するものに限らず、組付け後において図１に示すシールドコネクタ１０が構成されていればよいため、以下に示す各手順が適宜に前後してもよい。

先ず、所定長さに切断したシールド電線１に、ハウジング本体２１、締付部材１７、第一シール部材１３、シールド部材１２の順で挿通させる。シールド電線１の先端部における外部絶縁被覆５を皮剥きし、露出させたシールド部４を切断して折り返し、シールド部材１２の第一筒状部３１の外周に重ねてから、折り返したシールド部４の外側に重ねたシールドパイプ１５を加締めて圧着させ、シールド電線１の先端部にシールド部材１２を固定してシールド電線１を締付ける。次に、シールド電線１の先端側に向かって第一シール部材１３を移動させ、第一シール部材１３を外部絶縁被覆５とシールド部材１２の第二筒状部３２との隙間に圧入する。これによって、第一シール部材１３の第一密接部４１をシールド電線１の外部絶縁被覆５に密接させ、第二密接部４２を第二筒状部３２の内面に密接させる。

次に、シールド電線１の先端側に向かって締付部材１７を移動させて、締付部材１７の外部側環状部５１を加締めてシールド電線１に圧着させることにより、シールド電線１を締め付け、さらに、ハウジング本体２１を移動させて、シールド部材１２及び第一シール部材１３と嵌合させる。これによって、ハウジング１１のハウジング本体２１及び固定部２２をシールド部材１２の第三段付き部３６に当接させ、締付部材１７の外部側鍔状部５２を電線案内部２３の内側側面に当接させる。

次に、シールド電線１の先端側から第二シール部材１４をシールド部材１２の第二筒状部３２外周に嵌める。さらに、内部絶縁被覆３を皮剥きして露出させた導体２に端子金具９を圧着しておく。

以上によって、図２に示すように、シールド電線１の先端部にハウジング１１、シールド部材１２、第一シール部材１３、第二シール部材１４、及びシールドパイプ１５が取り付けられ、この状態のシールド電線１を端子金具９の側から金属ケース６の挿通孔７に挿通させる。そして、挿通孔７の内周面に第二シール部材１４を摺接させつつシールド電線１を押し込み、シールド部材１２の第三筒状部３３を挿通孔７に挿入し、シールド部材１２の第三段付き部３６を金属ケース６の外面に当接させる。次に、ハウジング１１の固定部２２に挿通させたボルト１６を金属ケース６のボルト孔８に螺合し、ハウジング本体２１及び固定部２２によって金属ケース６の外面に対して第三段付き部３６を挟み込み、これによってシールド部材１２を金属ケース６に接続させ、シールド電線１の組付けが完了する。

以上のような本実施形態によれば、第一シール部材１３の外部側において締付部材１７がシールド電線１を締め付けることにより、第一シール部材１３に締め付けられて変形したシールド電線１の外側絶縁被覆５が外部側に押し出されることが抑制される。従って、締付部材１７がシールド電線１を締付けることにより、第一シール部材１３により変形した外側絶縁被覆５が移動し、第一シール部材１３位置におけるシールド電線１の外径が小さくなる、いわゆる電線やせを抑制することができ、第一シール部材１３とシールド電線１とのシール圧を維持して、止水性能を維持することが可能となる。

また、本実施形態において、締付部材１７の外部側鍔状部５２が電線案内部２３の内側側面に内部側から当接して、シールド電線１の外部側への移動を抑制することにより、シールド電線１が屈曲されたり、引っ張られたりしても金属ケース６からのシールド電線の脱落を防止することができる。

さらに、本実施形態において、シールドパイプ１５がシールド電線１を加締めて圧着することにより、シールド電線１の外側絶縁被覆５が外部側だけではなく、内部側にも押し出されることが無い。従って、第一シール部材１３によるシール部分の電線やせを一層抑制することができ、長期にわたって止水性能を維持することが可能となる。

また、本実施形態において、締付部材１７が金属を用いて形成されており、シールド電線１の被覆として用いられるポリエチレン等よりも高精度に製造することができることから、製造された締付部材１７の外部側環状部５１の外径における個体差はシールド電線１より小さくなり、締付部材１７がシールド電線１を締め付けた際の、外径の個体差も小さくなる。従って、図４及び図８に示すシールド電線１とハウジング１１の電線案内部７とのすき間寸法Ａ，Ｂにおいて、従来のすき間寸法Ｂよりも本実施形態のすき間寸法Ａをより小さく設計することができる。以上のことから、シールド電線１が外部側において屈曲した場合、曲げ方向と反対側のシール圧低下を低減することができる。

なお、上述した実施形態において、電線として同軸ケーブルからなるシールド電線１を例示したが、シールド電線以外の電線を用いたコネクタ構造においても本発明は利用可能である。その場合、１２は省略可能であり、他方側締付部材として、締付部材１７と同様の部材を用いることができる。

また、接続対象物としては、モータやインバータ、バッテリーなどに限らず、その他の適宜な電気機器であってもよいし、内部に電気部品を備えた電気接続箱であってもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１ シールド電線（電線）
２ 導体
３ 内側絶縁被覆（絶縁被覆）
４ シールド部
５ 外部絶縁被覆
６ 金属ケース（接続対象物）
７ 挿通孔
１１ ハウジング
１２ シールド部材
１３ 第一シール部材（シール部材）
１５ シールドパイプ（他方側締付部材）
１７ 締付部材
２１ ハウジング本体
２２ 固定部
２３ 電線案内部
４１ 第一密接部
４２ 第二密接部
５１ 外部側環状部
５２ 外部側鍔状部（鍔状部）

Claims (3)

1. 導体と絶縁被覆とを有した電線を接続対象物の挿通孔に一方から他方へ挿通させて該接続対象物に接続するためのコネクタ構造であって、
   前記電線を挿通させるとともに前記接続対象物の一方側に固定されるハウジングと、
   前記ハウジング内面と前記電線の外面との間に介挿されるシール部材と、
   前記シール部材の一方側において前記電線を締め付ける締付部材と、を備えて構成され、
   前記ハウジングは、
   ハウジング本体と、
   前記接続対象物に固定するための固定部と、
   前記ハウジング本体を貫通して前記電線を一方側から他方側へ挿通させる電線案内部と、を有し、
   前記シール部材は、
   前記電線に沿う筒状に形成されるとともに前記電線の外周面に密接する第一密接部と、
   前記ハウジング本体の内周面に密接する第二密接部と、を有し、
   前記締付部材は、加締めにより縮径されて前記電線の絶縁被覆を押圧する環状部と、前記電線案内部の側面に他方側から当接する鍔状部と、を有し、該環状部が前記電線案内部の内側に位置して設けられていることを特徴とするコネクタ構造。
2. 前記シール部材の他方側において前記電線を締め付ける他方側締付部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ構造。
3. 前記電線は、前記絶縁被覆の外側に設けられるシールド部と、該シールド部の外側に設けられる外部絶縁被覆と、を有するシールド電線であって、
   前記シールド部と前記接続対象物とを接続する導電性かつ筒状のシールド部材をさらに備え、
   前記他方側締付部材は、前記シールド部材と前記電線とを加締めて固定する圧着部材であることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ構造。

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