JP6350876B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本明細書で開示される技術は、コネクタに関する。

従来、ばね性を有する片持ち状のばね端子と、ばね端子を保持する本体部と、を備え、このばね端子が相手側端子に押圧接触することで両端子間が電気的に接続されるコネクタが知られている。例えば下記特許文献１には、弾性変形することで電子部品に接触し、当該電子部品と接続されるばね端子としてのコンタクトと、このコンタクトが装着された本体部としてのインシュレータと、を備えるコネクタが開示されている。

特開平１１−３０７２０９号公報

ところで、上記のようなばね端子を備えるコネクタでは、ばね端子が相手側端子に押圧接触した際、その荷重による応力が本体部のうちばね端子を保持する部分に加わる。このため、例えば本体部が樹脂製とされていると、高温環境下では、ばね端子が相手側端子に押圧接触した際、本体部のうちばね端子を保持する部分の上記応力によるクリープ変形量、即ち、時間の経過と共に樹脂が変形する量が大きく、ばね端子が相手側端子に押圧接触する際にばね端子に加わる荷重が不安定であった。

本明細書で開示される技術は、上記の課題に鑑みて創作されたものであって、ばね端子に加わる荷重を安定させることを目的とする。

本明細書で開示される技術は、本体部と、ばね性を有し、前記本体部に保持された保持部と、前記本体部から片持ち状に伸びる片持ち部と、該片持ち部から屈曲されることで該片持ち部の伸びる方向と交差する方向で相手側端子に押圧接触して該相手側端子と接続される接続部と、を有するばね端子と、前記本体部に保持され、該本体部から前記片持ち部に向けて伸びる金属製の金属部材と、絶縁性を有し、少なくとも前記片持ち部と前記金属部材との間に介在する形で該金属部材上に配された絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材は、前記交差する方向で前記片持ち部と接触する接触部を有するコネクタに関する。

上記のコネクタでは、ばね端子の接続部が相手側端子に押圧接触する方向と同じ方向で、絶縁部材の接触部がばね端子の片持ち部と接触する。このため、ばね端子の接続部が相手側端子に押圧接触した際、接続部に加わる荷重の向きと同じ向きで、当該荷重による応力を絶縁部材の接触部がばね端子の片持ち部から受け、絶縁部材が受けた応力は絶縁部材を介して金属部材によって吸収される。その結果、ばね端子の保持部に上記荷重による応力が加わることが抑制され、保持部におけるクリープ変形量を抑えることができ、ばね端子に加わる荷重を安定させることができる。

上記のコネクタにおいて、前記絶縁部材は、前記片持ち部側に臨む面が該片持ち部側に向かって膨らむ曲面とされてもよい。

この構成によると、絶縁部材の接触部がばね端子の片持ち部に接触し易くすることができる。このため、ばね端子の接続部が相手側端子に押圧接触した際、接続部に加わる荷重による応力を絶縁部材の接触部が受け易くすることができ、ばね端子の保持部におけるクリープ変形量を効果的に抑えることができる。

上記のコネクタにおいて、前記絶縁部材は、前記片持ち部側に臨む面が平面とされ、前記接触部は、前記片持ち部と面接触してもよい。

この構成によると、絶縁部材の接触部の略全域をばね端子の片持ち部に接触させることができる。その結果、ばね端子の接続部が相手側端子に押圧接触した際、接続部に加わる荷重による応力を絶縁部材の接触部が受け易くすることができ、ばね端子の保持部におけるクリープ変形量を効果的に抑えることができる。

上記のコネクタにおいて、前記ばね端子は、板ばねを曲げ加工することでなり、前記金属部材は、前記絶縁部材が配された部位が板状とされ、該絶縁部材が配された部位の板面が、前記片持ち部の板面と平行となる形で配されていてもよい。

この構成によると、絶縁部材が受ける応力が、金属部材のうち絶縁部材を介して片持ち部と重なり合う部分に均等に加わるため、当該応力を、絶縁部材を介して金属部材によって吸収し易くすることができる。

上記のコネクタにおいて、前記絶縁部材は、前記金属部材の前記板状とされた部位を挟み込む形で配され、該板状とされた部位の前記片持ち部側に向けられた板面とは反対側の板面に取り付けられていてもよい。

これによると、絶縁部材を金属部材に取り付けるための具体的な構成を提供することができる。

上記のコネクタにおいて、前記絶縁部材が絶縁紙であってもよい。

この構成によると、例えば絶縁部材が合成樹脂製の部材である場合と比べて絶縁部材が環境温度等の影響を受け難くなるため、ばね端子の保持部におけるクリープ変形量を効果的に抑えることができる。

本明細書で開示される技術によれば、ばね端子に加わる荷重を安定させることができる。

実施形態に係るモータ側コネクタを含む接続装置の斜視図 モータ側コネクタを含む接続装置を上方から視た平面図 図２におけるIII−III断面の断面構成を示す断面図

図面を参照して実施形態を説明する。本実施形態では、例えばハイブリッド自動車や電気自動車において、図示しないインバータと図示しないモータとの間を電気的に接続する接続装置１を構成するモータ側コネクタ（コネクタの一例）１０について例示する。

なお、各図面の一部には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。このうちＸ軸方向は、図２における紙面右側を右方向としてモータ側コネクタ１０の左右方向と一致しており、Ｙ軸方向は、図３における紙面右側を前方としてモータ側コネクタ１０の前後方向と一致しており、Ｚ軸方向は、図１及び図３における紙面上側を上方としてモータ側コネクタ１０の上下方向と一致している。

先に本実施形態のモータ側コネクタ１０を含む接続装置１について説明する。接続装置１は、図１に示すように、モータ側コネクタ１０と、モータ側コネクタ１０に保持され、その一端部がモータと電気的に接続されるケーブル１２と、ケーブル１２の他端部から下方に伸びるモータ側端子（ばね端子の一例）２０と、モータ側コネクタ１０に組み付けられるインバータ側コネクタ３０と、インバータと電気的に接続されるインバータ側端子（相手側端子の一例）４０と、を備える。なお、各図面では、上側をモータ側とし、下側をインバータ側として図示している。

モータ側コネクタ１０は、モータを収容する図示しないモータケースの外面に取り付けられており、インバータ側コネクタ３０は、モータ側コネクタ１０と対向する形で、インバータを収容する図示しないインバータケースの外面に取り付けられている。各インバータ側端子４０は、インバータから伸びてインバータ側コネクタ３０の下方に配されており、インバータ側コネクタ３０の後述するインバータ側開口部３０Ａ（図３参照）から上方に露出している。そして接続装置１は、モータ側コネクタ１０とインバータ側コネクタ３０が組み付けられることで、モータ側端子２０とインバータ側端子４０との間を電気的に接続する部材とされる。

インバータ側コネクタ３０は、合成樹脂製とされ、図１及び図２に示すように、略平板状をなしている。インバータ側コネクタ３０には、上下方向に開口するインバータ側開口部３０Ａ（図３参照）と、変形防止部３０Ｃ（図３参照）と、が設けられている。

インバータ側開口部３０Ａは、インバータ側コネクタ３０がインバータケースに取り付けられた状態でインバータ側端子４０が上方に露出するような配置及び大きさで開口している。インバータ側ボルト孔３０Ｂは、インバータ側コネクタ３０の四隅において、モータ側コネクタ１０とインバータ側コネクタ３０が組み付けられた状態で、モータ側ボルト孔１６Ｂと重畳する位置にそれぞれ設けられている。変形防止部３０Ｃは、後述する各ンバータ側端子４０及び後述するモータ側端子２０と対応する形で、モータ側端子２０の接続部２０Ｅのやや上方にそれぞれ設けられている。

インバータ側端子４０は、剛性を有する板状のバスバーであり、その板面がＸ−Ｙ平面と略平行となって前後方向に伸びている。インバータ側端子４０は、上述したようにその一端部がインバータと接続されており、その他端部がインバータ側開口部３０Ａから上方に露出している。なお、各インバータ側端子４０は、剛性を有することから、モータ側端子２０の接続部２０Ｅが押圧接触した状態でも撓み難くなっている。

次に、モータ側コネクタ１０の構成について詳しく説明する。モータ側コネクタ１０は、各図面に示すように、合成樹脂製とされた本体部１４と、薄い枠板状の鉄板からなる鉄板部材（金属部材の一例）１６と、本体部１４に取り付けられ、モータ側端子２０の上方を覆うカバー部材１８と、から構成される。本体部１４は、短い略筒状をなしており、上下方向に開口している。鉄板部材１６は、インサート成形によって本体部１４に保持されて本体部１４と一体化されている。そしてケーブル１２は、前後に伸びる形で本体部１４に支持されている。

鉄板部材１６の左右両側の部分には、それぞれ上下方向に貫通するダルマ孔１６Ａが設けられている。このダルマ孔１６Ａには、インバータ側コネクタ３０に取り付けられた位置決めピン３２が挿通され、鉄板部材１６は、ダルマ孔１６Ａに位置決めピン３２が挿通された状態からダルマ孔１６Ａに沿ってインバータ側コネクタ３０に対して相対的に前後方向にスライドされることで、インバータ側コネクタ３０との間でスライドロックされる。

カバー部材１８の内面（下方に向けられた面）には、本体部１４に装着される装着部１８Ａが設けられている。カバー部材１８は、その左右両側の部分が本体部１４に対してボルト締結により取り付けられるとともに、装着部１８Ａが本体部１４の上方の開口に装着される。なお、装着部１８Ａは、本体部１４の開口の内周面に対してシールリングを介して密着されるようになっている。

本体部１４に支持されるケーブル１２は、図３に示すように、芯線１２Ａと、その芯線１２Ａを被覆する絶縁被覆１２Ｂと、により構成されており、その端末が本体部１４に埋め込まれている。本体部１４に埋め込まれたケーブル１２の端末では、絶縁被覆１２Ｂから芯線１２Ａが露出している。

モータ側端子２０は、板ばねを曲げ加工することでなっており、ばね性を有している。モータ側端子２０は、図３に示すように、その一端部が本体部１４に埋め込まれることで本体部１４に保持された保持部２０Ａとされる。モータ側端子２０は、この保持部２０Ａにおいてケーブル１２の端末で露出された芯線１２Ａと電気的に接続されている。

モータ側端子２０は、図３に示すように、その板面を上下方向に向けた姿勢で本体部１４（保持部２０Ａ）から本体部１４内の空間Ｓ１を後方側に向かって片持ち状に真っ直ぐに伸びる片持ち部２０Ｂと、片持ち部２０Ｂの先端部から下方に屈曲する第１屈曲部２０Ｃと、第１屈曲部２０Ｃの先端部から前方やや下向きに屈曲する第２屈曲部２０Ｄと、第２屈曲部２０Ｄから伸びてその先端部がインバータ側端子４０に押圧接触することで当該インバータ側端子４０と接続される接続部２０Ｅと、を有している。

モータ側端子２０の接続部２０Ｅは、インバータ側コネクタ３０とモータ側コネクタ１０とが組み付けられることで、図３に示すように、その接点Ｐ１において、インバータ側端子４０の先端部に対してその上方から押圧接触する。従って、接続部２０Ｅは、上下方向、換言すれば片持ち部２０Ｂの伸びる方向（前後方向）と交差する方向でインバータ側端子４０に押圧接触する。

モータ側端子２０では、接続部２０Ｅがインバータ側端子４０に押圧接触されると、その反力によって接続部２０Ｅがインバータ側端子４０から上向きの荷重を受ける。接続部２０Ｅがインバータ側端子４０から荷重を受けると、その荷重による応力が第２屈曲部２０Ｄ及び第１屈曲部２０Ｃを介して片持ち部２０Ｂまで伝達される。

なお、上述したインバータ側コネクタ３０の変形防止部３０Ｃは、モータ側端子２０の接続部２０Ｅが変形することを防止するために設けられている。即ち、接続部２０Ｅが上方に向かって過度に押圧された場合、接続部２０Ｅが上方に押されて変形防止部３０Ｃと干渉する（図３参照）。これにより、モータ側端子２０の接続部２０Ｅが上方に曲がった形に変形することが防止される。

ここで本実施形態では、図３に示すように、鉄板部材１６の後側部分のうち本体部１４内に埋め込まれた部位が本体部１４内で屈曲され、当該本体部１４からモータ側端子２０の片持ち部２０Ｂに向けて本体部１４内の空間Ｓ１まで延長して伸びている（以下、鉄板部材１６のうち本体部１４内の空間Ｓ１に位置する部位を「延長部１６Ｃ」と称する）。延長部１６Ｃは、その両板面が上下方向に向けられた姿勢で前後方向に伸びており、その一部がモータ側端子２０における片持ち部２０Ｂの後端部（第１屈曲部２０Ｃ寄りの部分）との間にわずかな隙間を空けて当該後端部のやや上方に位置している。

鉄板部材１６の延長部１６Ｃ上には、図３に示すように、延長部１６Ｃの両板面を挟み込む形で、断面視略コの字状の絶縁部材５０が配されている。絶縁部材５０は、合成樹脂製とされ、絶縁性を有している。絶縁部材５０のうち延長部１６Ｃの下側に位置する部位は、延長部１６Ｃと片持ち部２０Ｂとの間の上記隙間に入り込んで両者の間に介在することで、片持ち部２０Ｂと接触する接触部５０Ａとされる。なお、延長部１６Ｃと片持ち部２０Ｂとの間に介在する接触部５０Ａは上述したように絶縁性を有するため、モータ側端子２０と鉄板部材１６との間で短絡は発生しない。

絶縁部材５０における接触部５０Ａは、片持ち部２０Ｂの上方に位置することで、上下方向（片持ち部２０Ｂの伸びる方向と交差する方向）で片持ち部２０Ｂと接触する。また、接触部５０Ａの下面（片持ち部２０Ｂ側に臨む面）は、図３に示すように、片持ち部２０Ｂ側に向かってわずかに膨らむ曲面とされている。これにより、接触部５０Ａが片持ち部２０Ｂに接触し易くなっている。

一方、絶縁部材５０のうち延長部１６Ｃの上側に位置する部位は、図示しないランス構造によって延長部１６Ｃの上面（片持ち部２０Ｂ側に向けられた板面と反対側の板面）に取り付けられた取付部５０Ｂとされる。

さて、以上のような構成とされた本実施形態のモータ側コネクタ１０では、モータ側端子２０の接続部２０Ｅがインバータ側端子４０に押圧接触する方向、即ち上下方向で、絶縁部材５０の接触部５０Ａがモータ側端子２０の片持ち部２０Ｂと接触する。このため、インバータ側コネクタ３０と組み付けられることでモータ側端子２０の接続部２０Ｅがインバータ側端子４０に押圧接触した際、インバータ側端子４０から接続部２０Ｅに加わる荷重と同じ向き、即ち上向きで、その荷重による応力を絶縁部材５０の接触部５０Ａがモータ側端子２０の片持ち部２０Ｂから受ける。

そして、絶縁部材５０が片持ち部２０Ｂから上記応力を受けると、その応力は絶縁部材５０を介して鉄板部材１６の延長部１６Ｃによって吸収される。その結果、モータ側端子２０の保持部２０Ａに上記荷重による応力が加わることが抑制され、保持部２０Ａにおけるクリープ変形量を抑えることができる。本実施形態のモータ側コネクタ１０では、このように保持部２０Ａにおけるクリープ変形量が抑えられるため、モータ側端子２０がインバータ側端子４０に押圧接触された際にモータ側端子２０に加わる荷重を安定させることができる。

また、本実施形態では、鉄板部材１６の延長部１６Ｃの板面が上下方向に向けられていることで、延長部１６Ｃの板面が片持ち部２０Ｂの板面と平行となっている。このような構成とされていることで、絶縁部材５０の接触部５０Ａが受ける応力が、鉄板部材１６のうち絶縁部材５０を介して片持ち部２０Ｂと重なり合う部分、即ち延長部１６Ｃに均等に加わるため、当該応力を、絶縁部材５０を介して鉄板部材１６によって吸収し易くすることができる。

上記の実施形態の変形例を以下に列挙する。
（１）上記の実施形態では、絶縁部材が合成樹脂製とされた構成を例示したが、絶縁部材を構成する材料は限定されない。例えば、絶縁部材が絶縁紙であってもよい。この場合、絶縁部材が合成樹脂製の部材である場合と比べて絶縁部材が環境温度等の影響を受け難くなるため、ばね端子の保持部におけるクリープ変形量を効果的に抑えることができる。

（２）上記の実施形態では、接触部の下面が片持ち部側に向かって膨らむ曲面とされた例を示したが、接触部の下面の形状は限定されない。例えば、接触部の下面が平面とされ、接触部が片持ち部と面接触してもよい。この場合、絶縁部材の接触部の略全域を片持ち部に接触させることができる。その結果、モータ側端子の接続部がインバータ側端子に押圧接触した際、接続部に加わる荷重による応力を絶縁部材の接触部が受け易くすることができ、モータ側端子の保持部におけるクリープ変形量を効果的に抑えることができる。

（３）上記の実施形態では、モータ側端子が２つの屈曲部を有する構成を例示したが、モータ側端子の屈曲態様については限定されない。例えばモータ側端子が断面視略Ｖ字状に屈曲した形状とされてもよい。

（４）上記の実施形態では、鉄板部材の後側部分から延長部が伸びる構成を例示したが、延長部が設けられる位置については限定されない。例えば、金属製のカバー部材から片持ち部に向けて延長部が下方に伸びる構成であってもよい。

（５）上記の実施形態では、コネクタの一例としてモータ側コネクタを例示したが、本明細書で開示される技術は、モータ側コネクタ以外のコネクタにおいても適用可能である。

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

１…接続装置
１０…モータ側コネクタ
１２…ケーブル
１４…本体部
１６…鉄板部材
１６Ｃ…延長部
１８…カバー部材
２０…モータ側端子
２０Ａ…保持部
２０Ｂ…片持ち部
２０Ｃ…第１屈曲部
２０Ｄ…第２屈曲部
２０Ｅ…接続部
３０…インバータ側コネクタ
３２…位置決めピン
４０…インバータ側端子
５０…絶縁部材
５０Ａ…接触部
５０Ｂ…取付部
Ｐ１…接点
Ｓ１…空間

Claims (6)

1. 本体部と、
   ばね性を有し、前記本体部に保持された保持部と、前記本体部から片持ち状に伸びる片持ち部と、該片持ち部から屈曲されることで該片持ち部の伸びる方向と交差する方向で相手側端子に押圧接触して該相手側端子と接続される接続部と、を有するばね端子と、
   前記本体部に保持され、該本体部から前記片持ち部に向けて伸びる金属製の金属部材と、
   絶縁性を有し、少なくとも前記片持ち部と前記金属部材との間に介在する形で該金属部材上に配された絶縁部材と、を備え、
   前記絶縁部材は、前記交差する方向で前記片持ち部と接触する接触部を有するコネクタ。
2. 前記絶縁部材は、前記片持ち部側に臨む面が該片持ち部側に向かって膨らむ曲面とされる、請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記絶縁部材は、前記片持ち部側に臨む面が平面とされ、
   前記接触部は、前記片持ち部と面接触する、請求項１に記載のコネクタ。
4. 前記ばね端子は、板ばねを曲げ加工することでなり、
   前記金属部材は、前記絶縁部材が配された部位が板状とされ、該絶縁部材が配された部位の板面が、前記片持ち部の板面と平行となる形で配されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコネクタ。
5. 前記絶縁部材は、前記金属部材の前記板状とされた部位を挟み込む形で配され、該板状とされた部位の前記片持ち部側に向けられた板面とは反対側の板面に取り付けられている、請求項４に記載のコネクタ。
6. 前記絶縁部材が絶縁紙である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコネクタ。

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