JP6125891B2 - 端子金具の保持構造 - Google Patents

Description

本発明は、端子金具の保持構造に関する。

電気自動車やハイブリッド車は、走行用のモータにコネクタを介して電力が供給される。モータなどに用いられるコネクタは、高い電圧の電力を伝送するために、端子金具がコネクタハウジングにリジットに固定されていた。ところが、コネクタは、端子金具とコネクタハウジングとが相対的に移動できない構成であると、相手側のコネクタと結合する際に、端子金具間の間隔の寸法公差などにより、端子金具と相手側のコネクタの端子金具とが芯ずれにより摩擦力が大きくなって、相手側のコネクタと結合しにくくなることがある。

そこで、相手側のコネクタとスムーズに結合できるようにしたシールドコネクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図５に示すように、このシールドコネクタ５０１は、コネクタハウジング５０３と、端子金具５０５と、インナハウジング５０７とを備えている。
コネクタハウジング５０３は、導電性の金属からなり筒状に形成されている。コネクタハウジング５０３は、複数の端子収容室５０９を備える。端子金具５０５は、インナハウジング５０７に収容される。端子金具５０５は、導電性の金属からなり、電線接続部５１１と電気接触部５１３とを一体に備えている。電線接続部５１１と電気接触部５１３は、円筒状に形成され、互いに同軸で且つ直列に連結されている。電線接続部５１１は、内側にシールド電線５１５の芯線５１７が挿入されて加締められ、シールド電線５１５と接続される。

インナハウジング５０７は、絶縁性の合成樹脂からなり円筒状に形成されている。インナハウジング５０７は、端子金具５０５と、この端子金具５０５に接続したシールド電線５１５の端部を収容する。シールドコネクタ５０１には一対のランス（係止ランス）５１９が設けられ、これらランス５１９はインナハウジング５０７と一体に形成されている。ランス５１９は、コネクタハウジング５０３の段部５２１に係止されて、インナハウジング５０７をコネクタハウジング５０３に固定する。一対のランス５１９は、可撓性を有し互いに近づく方向に弾性変形自在とされている。また、シールドコネクタ５０１は、シールド電線５１５とインナハウジング５０７との間を水密に保つパッキン５２３を備えている。

このシールドコネクタ５０１によれば、ランス５１９が弾性変形することにより、円筒状のインナハウジング５０７は、コネクタハウジング５０３に対して半径方向へ移動自在となる。更に、端子金具５０５とインナハウジング５０７との間の隙間により、端子金具５０５とインナハウジング５０７とが相対的に移動自在となっている。このため、相手側のコネクタと結合する際に、相手側のコネクタの端子金具に端子金具５０５が調芯させられながら接続されるように、端子金具５０５とインナハウジング５０７がコネクタハウジング５０３に対して移動する。従って、相手側のコネクタとのスムーズな結合が可能となる。

特開２００３−３２３９３２号公報

しかしながら、上記した従来のシールドコネクタ５０１は、相手側のコネクタとスムーズに結合する為、端子金具５０５とインナハウジング５０７との間に隙間を設けると共に、インナハウジング５０７とコネクタハウジング５０３との間に芯ずれ吸収可能なランス５１９を設けている。このため、コネクタが全体的に大きくなってしまうという問題がある。
また、ランス５１９の内側にはランス可撓空間５２５を確保しなければならず、その内側のインナハウジング５０７にシールド電線５１５が挿入されるので、シールド電線５１５とインナハウジング５０７との間にパッキン５２３を備えなければならず、防水構造が複雑になるという問題があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、端子結合時の芯ずれが吸収でき、簡素な構造で小型化が可能な端子金具の保持構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 先端側に円筒状の電気接触部を有して後端側に電線接続部を有する端子金具と、円筒部が一体に成形されたハウジングと、前記円筒部の内方に設けられ、前記電気接触部を半径方向に移動可能とする移動間隙を有して前記端子金具を収容する端子収容室と、前記円筒部の円筒壁部に前記円筒壁部の外周面から突出しないように直接形成され、前記端子収容室に挿入された前記端子金具のランス係止部を係止して前記端子金具の後抜けを規制しながら半径方向に移動可能に保持する複数の係止ランスと、を備え、前記端子金具の前記円筒状の電気接触部に前記相手側コネクタの棒状電気接触部が挿入されると共に前記円筒部の外側に前記相手側コネクタのハウジングが結合される際、前記端子金具が前記端子収容室の内壁に接した場合においても、半径方向外側に弾性変形された前記係止ランスは前記円筒壁部の外周面から突出しないことを特徴とする端子金具の保持構造。

上記（１）の構成の端子金具の保持構造によれば、端子収容室に端子金具が挿入されると、複数の係止ランスが端子金具のランス係止部を係止し、端子金具の後抜けが阻止される。相手側コネクタが結合される際、相手側コネクタの棒状電気接触部と端子金具の電気接触部とに芯ずれが生じていると、端子金具は、電気接触部の中心が棒状電気接触部の中心と一致する位置に複数の係止ランスが弾性変形することにより移動（調芯）される。即ち、端子金具の電気接触部は、棒状電気接触部との芯ずれが吸収されて容易なコネクタ結合が可能となる。この移動は、端子金具と端子収容室との間の移動間隙の範囲で許容される。
また、移動間隙がゼロとなった場合（即ち、端子金具が端子収容室の内壁に接した場合）においても、係止ランスは円筒壁部の外周面から突出しないように形成されているので、円筒部と相手側コネクタとの結合に支障が生じることはない。
また、端子収容室を形成する円筒壁部に係止ランスが直接形成されることにより、係止ランスのみを専用に配置するスペースが不要となる。また、従来構造のように、係止ランス、端子収容室を形成した内側に（半径方向に並べて）、シールド電線との防水構造を設ける必要がなく、単に円筒壁部の内周にパッキンを設ければよいので、防水構造が簡素となる。
なお、上記端子金具の保持構造は、端子収容室への端子金具の挿入が途中となって係止ランスに完全係止されていない非保持状態（即ち、半嵌合状態）であるときは、係止ランスが円筒壁部の外周面から突出状態となることを妨げない。

（２） 上記（１）の構成の端子金具の保持構造であって、前記係止ランスが、前記円筒部の円周方向に沿って３つ以上設けられていることを特徴とする端子金具の保持構造。

上記（２）の構成の端子金具の保持構造によれば、端子金具が端子収容室へ挿入される際、円筒部の円周方向に沿って設けられた３つ以上の係止ランスに電気接触部が摺接することにより、端子金具は円筒部の中心に容易に位置決め可能となる。なお、限られた円周長の円筒部の場合、円筒部の強度及び係止ランスの強度を確保する上で、係止ランスの数は必要最小数の３つであることが好ましい。

（３） 上記（１）または（２）の構成の端子金具の保持構造であって、前記電気接触部には、前記係止ランスに係止されるランス係止部が、電気接触部先端を外周面に折り重ねて形成されていることを特徴とする端子金具の保持構造。

上記（３）の構成の端子金具の保持構造によれば、外側に折り返した電気接触部先端が外周面に折り重ねられることで、折り重ねられた部分が電気接触部の外周面よりも板肉厚分厚くなった大径部となり、電気接触部の外周面との間に段差が生じる。この段差をランス係止部とすることで、強固なランス係止部を容易に形成することができる。

本発明に係る端子金具の保持構造によれば、端子結合時の芯ずれが吸収でき、簡素な構造で小型化が可能となる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る端子金具の保持構造を備える高圧メスコネクタの斜視図である。 図１に示した高圧メスコネクタの縦断面図である。 図１に示した高圧メスコネクタの正面図である。 （ａ）は図２に示した端子金具の一部切り欠き断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図である。 従来の端子金具の保持構造を備えるシールドコネクタの縦断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係る端子金具１１の保持構造は、例えば電気自動車やハイブリッド車などのインバータと接続される高圧メスコネクタ１３に用いて好適となる。更に、この高圧メスコネクタ１３は、インバータ内部にある端子台として好適に用いることができる。

本実施形態の高圧メスコネクタ１３は、端子金具１１と、シールド電線１５と、ハウジング１７と、ゴム栓１９と、リアホルダ２１と、ユニットパッキン２３と、シェルパッキン２５と、シールドシェル２７と、プロテクタ２９と、ゴムブーツ３１と、を主要な部材に有して組み立てられている。

図２に示すように、端子金具１１は、導電性の金属からなり、先端側に円筒状の電気接触部３３を有して後端側に電線接続部３５を有する。電線接続部３５には、シールド電線１５の端部に露出された芯線が圧着されて、電気的に接続される。

シールド電線１５は、それぞれ絶縁体３７に被覆された一対の芯線を有する２芯のシールド電線であり、これら絶縁体３７に被覆された芯線を被覆する導電性の編組３９と、この編組３９を被覆する絶縁性のシース（図示せず）とを備えている。シールド電線１５の各芯線は、電線接続部３５に圧着されて、それぞれ端子金具１１と電気的に接続される。編組３９は、シールドシェル２７と電気的に接続される。電気接触部３３には、相手側コネクタの図示しない棒状電気接触部が嵌合する。電気接触部３３は、内側に棒状電気接触部が嵌合することにより、棒状電気接触部と電気的に接続される。

ハウジング１７は、絶縁性の合成樹脂からなり、有底の外筒部４１の内方に外筒部４１の底壁部４３を貫通して同一軸線方向に延びる内円筒部（円筒部）４５が一体に成形されている。外筒部４１の外周面にはユニットパッキン装着溝４７が形成され、ユニットパッキン装着溝４７には環状のユニットパッキン２３が装着される。ユニットパッキン２３は、外筒部４１と相手側コネクタのハウジングとの間を水密にシールする。

本実施形態の外筒部４１は、図３に示すように、横断面長円形に形成され、その長軸方向に２つの内円筒部４５が並んで配設されている。内円筒部４５は、その内方が端子収容室４９となる。各内円筒部４５は、それぞれ一つの端子金具１１と、この端子金具１１に接続したシールド電線１５の端部を収容する。シールド電線１５の端部にはゴム栓１９が装着され、ゴム栓１９はシールド電線１５と端子収容室４９との間を水密にシールする。端子収容室４９の後端側にはリアホルダ２１が装着され、リアホルダ２１はハウジング１７を係止してゴム栓１９の離脱を規制する。

底壁部４３は、ハウジング本体部５１に設けられ、ハウジング本体部５１の外周には矩形状のフランジ部５３が張り出して形成されている。ハウジング本体部５１は、フランジ部５３の後方外周面がシェル装着部５５となる。

シールドシェル２７は、導電性金属板からなり、フランジ部５３よりも大きい矩形状の取付板部５７と、この取付板部５７の上縁を直角に折り曲げた固定板部５９とを有する。取付板部５７には、シェル装着部５５と嵌合するハウジング嵌合筒部６１が折り曲げ形成される。固定板部５９には一対の固定穴６３が穿設され、固定穴６３はインバータとの固定に用いられる締結部材の挿通穴となる。取付板部５７の下縁には、プロテクタ２９と係合する係合板部６５が形成される。

ハウジング本体部５１のシェル装着部５５の外周には、シェルパッキン装着溝６７が形成され、シェルパッキン装着溝６７には、環状のシェルパッキン２５が装着される。シェル装着部５５にハウジング嵌合筒部６１が外挿されたシールドシェル２７は、シェル装着部５５とハウジング嵌合筒部６１との間がシェルパッキン２５によって水密にシールされる。シェル装着部５５に外挿されたシールドシェル２７は、ハウジング嵌合筒部６１が、外周に設けられる環状固定部材６９によってシェル装着部５５に緊締固定される。この際、環状固定部材６９とハウジング嵌合筒部６１との間には、シールド電線１５の編組３９が挟まれ、シールドシェル２７と編組３９とは導通状態に固定される。

プロテクタ２９は、絶縁性の合成樹脂からなる。プロテクタ２９は、シールドシェル２７に固定するためのシェル固定開口部７１（図４参照）と、このシェル固定開口部７１の開口中心軸と直交方向に開口する電線導出開口部７３と、を有している。プロテクタ２９は、シールドシェル２７の係合板部６５に、シェル固定開口部７１の下側の係合溝７５（図２参照）を係合するとともに、シェル固定開口部７１の上側の係合凸部７７を環状固定部材６９の凹溝７９に係合してシールドシェル２７に取り付けられる。プロテクタ２９は、シールドシェル２７に取り付けられることで、端子収容室４９から導出されるシールド電線１５を直交方向に屈曲させて電線導出開口部７３から導出させる。電線導出開口部７３には、シールド電線１５を内方に挿通するゴムブーツ３１が装着され、ゴムブーツ３１はシールド電線１５の過剰な屈曲を抑止する。

ところで、内円筒部４５の端子収容室４９には、端子金具１１の電気接触部３３を半径方向に移動可能とする移動間隙ｄ（図４参照）が設けられている。即ち、端子収容室４９の内径は、電気接触部３３の外径よりも移動間隙ｄの２倍分、大きく構成されている。

図３及び図４に示すように、内円筒部４５の円筒壁部８１には、３つの係止ランス８３が形成されている。係止ランス８３は、端子収容室４９に挿入された端子金具１１を係止して、端子金具１１の後抜けを規制しながら半径方向に移動可能に保持する。また、この係止ランス８３は、円筒壁部８１の外周面８５から突出しない形状に形成される。係止ランス８３は、内円筒部４５の中心軸線に沿う方向に設けられた一対の切り込みと、この切り込み同士を先端側で接続する切り込みによって先端側が自由端となり、この自由端の半径方向内側にランス係止爪８７が形成される。

係止ランス８３のランス係止爪８７は、端子金具１１の電気接触部３３に設けられるランス係止部８９を係止する。このランス係止部８９は、外側に折り返した電気接触部先端９１を外周面に折り重ねて形成されている。

本実施形態の係止ランス８３は、内円筒部４５の円周方向に沿って３つ設けられている。係止ランス８３は、内円筒部４５の円周方向に沿って等間隔で２つ以上の複数を設けることができる。本実施形態では３つの係止ランス８３が等間隔で設けられているので、これらランス相互間の中心角度は１２０°となる。円周方向に沿って等間隔で係止ランス８３が設けられることにより、内円筒部４５の中心軸線に電気接触部３３の中心軸を位置決めし易くできる。なお、係止ランス８３は、円周方向に沿って等間隔に配置されなくてもよい。例えば、係止ランス８３を円周方向上下からずらし、両側部に近接して配置すれば、上下方向の低背化が実現容易となる。

次に、上記構成を有する端子金具１１の保持構造の作用を説明する。
本実施形態に係る端子金具１１の保持構造を備えた高圧メスコネクタ１３によれば、端子収容室４９に端子金具１１が先端側から挿入されると、３つの係止ランス８３が端子金具１１の電気接触部３３に摺接して半径方向外側に弾性変形される。端子金具１１が所定位置まで挿入されると、端子金具１１のランス係止部８９にランス係止爪８７が一致し、弾性復帰する係止ランス８３のランス係止爪８７がランス係止部８９を係止し、端子金具１１の後抜けが阻止される。

本実施形態の端子金具１１は、外側に折り返した電気接触部先端９１が外周面に折り重ねられることで、折り重ねられた部分が電気接触部３３の外周面よりも板厚分厚くなった大径部となり、電気接触部３３の外周面との間に段差が生じる。この段差をランス係止部８９とすることで、強固なランス係止部８９を容易に形成することができる。端子収容室４９の所定位置に挿入された端子金具１１は、ランス係止部８９が係止ランス８３のランス係止爪８７に後端側から係止されて、後抜けが阻止される。

本実施形態の端子金具１１の保持構造では、端子金具１１が端子収容室４９へ挿入される際、内円筒部４５の円周方向に沿って設けられた３つの係止ランス８３に電気接触部３３の外周面が摺接することにより、端子金具１１は内円筒部４５の中心に容易に位置決め可能となる。なお、限られた円周長の内円筒部４５の場合、内円筒部４５の強度及び係止ランス８３の強度を確保する上で、係止ランス８３の数は必要最小数の３つであることが好ましい。

そして、相手側コネクタが結合される際、相手側コネクタの棒状電気接触部と端子金具１１の電気接触部３３とに芯ずれが生じていると、端子金具１１は、電気接触部３３の中心が棒状電気接触部の中心と一致する位置に３つの係止ランス８３が弾性変形することにより移動（調芯）される。即ち、端子金具１１の電気接触部３３は、棒状電気接触部との芯ずれが吸収され、端子金具間の摩擦力を抑制して、容易なコネクタ結合が可能となる。この移動は、端子金具１１と端子収容室４９との間の移動間隙ｄの範囲で許容される。また、移動間隙ｄがゼロとなった場合（即ち、端子金具１１が端子収容室４９の内壁に接した場合）においても、係止ランス８３は円筒壁部８１の外周面８５から突出しないように形成されているので、内円筒部４５と相手側コネクタのハウジングとの結合に支障が生じることはない。

このように、本実施形態に係る端子金具１１の保持構造を備えた高圧メスコネクタ１３の構成では、端子収容室４９を形成する円筒壁部８１に係止ランス８３が直接形成されることにより、係止ランス８３のみを専用に配置するスペースが不要となる。また、従来構造のように、係止ランス８３、端子収容室４９を形成した内側に（半径方向に並べて）、シールド電線１５との防水構造を設ける必要がなく、単に円筒壁部８１の内周にゴム栓（パッキン）１９を設ければよいので、防水構造が簡素となる。

なお、本実施形態に係る端子金具１１の保持構造は、端子収容室４９への端子金具１１の挿入が途中となって係止ランス８３に完全係止されていない非保持状態（即ち、半嵌合状態）であるときは、係止ランス８３が円筒壁部８１の外周面８５から突出状態となることを妨げない。このような半嵌合時のみ係止ランス８３が外周面８５から突出する構成とすれば、端子金具１１が半嵌合の際に外周面８５から突出した係止ランス８３が相手側コネクタのハウジングと干渉し、端子金具１１の半嵌合検知を可能にすることができる。

従って、本実施形態に係る端子金具１１の保持構造を備えた高圧メスコネクタ１３によれば、端子結合時の芯ずれが吸収でき、簡素な構造で小型化が可能となる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、上記実施形態における内円筒部４５は、有底の外筒部４１の内方に外筒部４１の底壁部４３を貫通して同一軸線方向に延びるようにハウジング１７に一体に成形された円筒部として構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、円筒部の基部側にユニットパッキン２３を装着し、円筒部のみをハウジングに一体成形することもできる。

１１…端子金具
１３…高圧メスコネクタ
１７…ハウジング
３３…電気接触部
３５…電線接続部
４１…外筒部
４３…底壁部
４５…内円筒部（円筒部）
４９…端子収容室
８１…円筒壁部
８３…係止ランス
８５…外周面
８９…ランス係止部
９１…電気接触部先端
ｄ…移動間隙

Claims (3)

1. 先端側に円筒状の電気接触部を有して後端側に電線接続部を有する端子金具と、
   円筒部が一体に成形されたハウジングと、
   前記円筒部の内方に設けられ、前記電気接触部を半径方向に移動可能とする移動間隙を有して前記端子金具を収容する端子収容室と、
   前記円筒部の円筒壁部に前記円筒壁部の外周面から突出しないように直接形成され、前記端子収容室に挿入された前記端子金具のランス係止部を係止して前記端子金具の後抜けを規制しながら半径方向に移動可能に保持する複数の係止ランスと、を備え、
   前記端子金具の前記円筒状の電気接触部に前記相手側コネクタの棒状電気接触部が挿入されると共に前記円筒部の外側に前記相手側コネクタのハウジングが結合される際、前記端子金具が前記端子収容室の内壁に接した場合においても、半径方向外側に弾性変形された前記係止ランスは前記円筒壁部の外周面から突出しないことを特徴とする端子金具の保持構造。
2. 請求項１に記載の端子金具の保持構造であって、
   前記係止ランスが、前記円筒部の円周方向に沿って３つ以上設けられていることを特徴とする端子金具の保持構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の端子金具の保持構造であって、
   前記電気接触部には、前記係止ランスに係止されるランス係止部が、電気接触部先端を外周面に折り重ねて形成されていることを特徴とする端子金具の保持構造。

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