JP6374895B2 - コネクタユニット - Google Patents

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Description

本発明は、車両において電線を配索するために用いられるコネクタユニットに関する。
車両には、電子機器にバッテリからの電力や制御装置からの制御信号を伝えるための電線が配索される。これら電線を配索する際には、電線が配索される配索経路を規制するとともに電線の損傷を防ぐために電線を保護する必要がある。出願人は、この目的のためにコネクタユニットについて開発を進めておりその中で特許文献1、2の記載の発明について出願をしてきた。図5〜図10は、従来のコネクタユニットおよびそのコネクタユニットを使用して電線を配索する様子を示している。
図5及び図6に示すように、コネクタユニット30は、オスコネクタ(図示せず)に組みつけられるメスコネクタ20と、このメスコネクタ20に組みつけられたコネクタカバー10とを備えている。詳細は図8及び図9を参照して後述するが、コネクタカバー10は、上壁13および底壁14と、メスコネクタ20との係止機構であるロック部分(係合片50及び係止孔15)を有し、例えば図示しないミッションケース等のベース内に収容される。
さらに、コネクタカバー10について説明する。図8及び図9は、従来のコネクタユニットのメスコネクタ20およびコネクタカバー10の構成の詳細を示している。図8及び図9に示すように、コネクタカバー10は、上壁13および底壁14に挟まれる空間が電線80が挿通される電線挿通口17として機能する。この電線挿通口17には、コネクタカバー10の幅方向(図9中の奥−手前方向)に沿って電線80が挿通される。そして、電線80の一部の電線は、そのコネクタカバー10が組み付けられたメスコネクタ20に向かいその一部の電線の先端に設けられた端子が当該メスコネクタ20の端子収容室に収容される。他方、当該メスコネクタ20に向かわない電線80の他の電線は、電線挿通口17を貫通し、隣り合うコネクタユニット30に向かう。こうして電線が組み付けられた複数のメスコネクタ20が個別にオスコネクタに嵌合される。このように、コネクタユニット30を用いることにより、隣り合うコネクタカバー10の電線挿通口17が並ぶ方向に沿って電線80が配索される経路が形成される。こうして、コネクタカバー10により電線を集約して配索できる。また、コネクタカバー10をメスコネクタ20に取り付ける方向と、メスコネクタ20をオスコネクタに嵌合する方向とが同一の方向であるため、メスコネクタ20をオスコネクタに嵌合する作業の際に、誤ってコネクタカバー10がメスコネクタ20から外れるなどして、その嵌合作業の効率を低下させることも防ぐことができる。
また、図5及び図6に示す配索形態によれば、コネクタカバー10により配索経路を規制できるので、結束バンドなどによる電線の結束を省略することができる。さらに、電線80がコネクタカバー10を経由して引き出されるため、電線80に引張り力が作用した場合であっても、その引張り力がコネクタカバー10にまず作用し、メスコネクタ20の端子収容室に収容された端子に力が作用しにくいという利点がある。
図8に戻る。メスコネクタ20には、コネクタカバー10側に位置する先端に係止突起24が形成されている。詳細には、メスコネクタ20は、全体として箱状であり、コネクタカバー10側に位置する4隅に係止突起24が形成されている。他方、コネクタカバー10のメスコネクタ20側に位置する先端には係合片50が突出形成されている。詳細には、コネクタカバー10は、上壁13及び底壁14がメスコネクタ20のコネクタカバー10側に位置する先端が収容できる程度に離間しており、係合片50は、上壁13及び底壁14に収容されたメスコネクタ20の先端に位置する係止突起24に対向する位置にある。係合片50には、係止孔15が形成され、この係止孔15と係止突起24との係合によりコネクタカバー10はメスコネクタ20にロックされている。
また、上記コネクタユニットとは別の従来技術として、コネクタのハウジングが変位した場合、整列された電線との干渉を回避する方向に退避した形状、すなわちハウジング内に第1傾斜面と第2傾斜面を設け、かつ両側縁に電線との干渉を退避する逃がし部を設けたコネクタも開示されている(特許文献3)。
特開2015−103312号公報 特開2015−103314号公報 特開2015−35391号公報
図5、図6、図8及び図9に示す従来のコネクタユニットでは、コネクタカバー10が取り付けられたメスコネクタ20をオスコネクタに嵌合して組付け作業を行う際、図7に示すように、コネクタカバー10がロール方向(コネクタカバー10をメスコネクタ20に取り付ける方向を軸にした回転方向)に傾き、メスコネクタ20に対してコネクタカバー10が捻じれ変位することがある。これは、複数のオスコネクタ各々がメスコネクタ20が嵌合される方向を軸にして所定角度回転した状態で実装されており、このようなオスコネクタにメスコネクタ20を嵌合する場合に起き得る。この捻じれ変位について以下詳細に説明する。
図7は、所定角度回転した状態で実装されたオスコネクタに対してコネクタカバー10及びメスコネクタ20を組み付けた状態を示している。図7の例では、コネクタカバー10及びメスコネクタ20が垂直方向H(言い換えれば図7中の上下方向)に対し角度αだけ傾斜して組み付けられている状態を示している。このようにコネクタカバー10及びメスコネクタ20が垂直方向Hに対し角度α回転していると、そのコネクタカバー10の電線挿通口17による電線80の配索経路もまた角度α回転することになり、この結果、電線挿通口17によって規制された電線80には、図7に示すように波状の屈曲を繰り返す波打ち形状になる。
このとき、電線80に作用を及ぼして電線80の経路を規制しているコネクタカバー10には、当然ながら電線80から反作用を受けている。この結果、コネクタカバー10は、オスコネクタに嵌合されそのオスコネクタに固定されたメスコネクタ20に対して、捻じれ変位するようになる。これは、電線挿通口17に挿通された電線80の本数が増えれば増えるほど、コネクタカバー10のメスコネクタ20に対する捻じれ変位は大きくなる。蛇足ながら、コネクタカバー10の捻じれ変位を受けてメスコネクタ20もまた、捻じれ変位することを付言する。
上述のように、電線80からの作用を受けてコネクタカバー10がメスコネクタ20に対して捻じれ変位すると、メスコネクタ20の4隅に位置する係止突起24及びコネクタカバー10の4隅に位置する係止孔15のいずれか1つまたは複数の係り代に応力が集中する。この結果、係止突起24や係止孔15に過度な応力が作用して負担をかけてしまう、または破損してしまうことがあった。
具体的には、図8から図10の、波打ち形状の電線80が挿通されたコネクタカバー10を示す図のように、回転したコネクタカバー10の電線挿通口17の内縁が電線80に接触している力点Rにおいて、コネクタカバー10は、電線80から応力を受けるが、このとき、力点Rに最も近いところに位置する係止突起24及び係止孔15(図10におけるコネクタカバー10の右上に位置する係止突起24及び係止孔15)には、その係り代に過度な応力が作用してしまう。さらには、コネクタカバー10全体が捻じれ変位することによって、力点Rから最も離れたところに位置する係止突起24及び係止孔15(図10におけるコネクタカバー10の左下に位置する係止突起24及び係止孔15。)の係り代にも過度な応力が作用してしまう。
尚、特許文献3に記載されているコネクタは、ハウジングとカバー部は一体化した構成か、または特許文献3の図3に示されているように突出部どうしの嵌合により一体構造としている。そのため、ハウジングとカバー部の嵌合部分は堅牢であり、カバー部に電線からの応力が加わったとしてもそれによりハウジング及びカバー部の破損に至るものではいことを付言する。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電線からコネクタカバーへの応力によって、メスコネクタとコネクタカバーの係合部分の破損を防止することができるコネクタユニットを提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係るコネクタユニットは、下記(1)から(3)を特徴としている。
(1) 電線に電気的に接続された端子が収容され、前記電線が一端から引き出されるメスコネクタと、
前記メスコネクタの一端に装着されるコネクタカバーと、
を備え、
前記メスコネクタには、該メスコネクタの一端に係止突起が形成され、
前記コネクタカバーが、
上壁及び底壁と、前記上壁と前記底壁とを繋ぐ側壁と、を有し、前記上壁及び底壁の前記メスコネクタ側に位置する一部が前記メスコネクタの一端を挟む嵌合部として形成され、
前記嵌合部は、前記上壁及び底壁の幅方向両端部にて上下方向内側に突出する両側板部と、前記両側板部の前記メスコネクタ側と反対側の端部同士を繋ぐように幅方向に延びて上下方向内側に突出する横板部と、を備え、前記メスコネクタに対向する側は開放されており、前記係止突起に対応する位置に前記係止突起に係合する係止孔を有し、
前記嵌合部が、前記両側板部と前記横板部とで囲まれる空間に前記メスコネクタの一端を嵌合して挟むことで、前記コネクタカバーが前記メスコネクタの一端に装着され、
前記コネクタカバーは、前記メスコネクタに装着されたとき、前記横板部と前記側壁との間において前記メスコネクタ、前記上壁、前記底壁及び前記側壁によって囲まれる中空空間を画成し、前記中空空間に前記電線が挿通され、
前記コネクタカバーは、
前記中空空間の両開口端に対応する前記上壁の幅方向両端及び前記底壁の幅方向両端のうちのいずれか一つの端に、前記電線を受け入れ可能な切欠部を有する、
こと。
(2) 上記(1)の構成のコネクタユニットにおいて、
前記切欠部は、前記上壁の前記幅方向両端のうちの前記中空空間の一方の開口端に対応する1箇所と、前記底壁の前記幅方向両端のうちの前記中空空間の他方の開口端に対応する1箇所と、に形成されていること。
(3) 上記(1)の構成のコネクタユニットにおいて、
前記切欠部は、前記上壁の前記幅方向両端及び前記底壁の前記幅方向両端の計4箇所に形成されていること。
上記(1)から(3)の構成のコネクタユニットによれば、電線が切欠部に入り込み、コネクタカバーの上壁または底壁の内縁に電線が干渉することが抑制され、仮に干渉したとしても上壁または底壁の内縁の電線に対する干渉は浅くて済む。このため、電線からコネクタカバーが受ける応力が軽減される。この結果、係止突起と係止孔との係り代に集中する応力が軽減され、係止孔や係止突起の破損を防止することができる。
本発明によれば、電線からコネクタカバーが受ける応力が軽減される。この結果、係止突起と係止孔との係り代に集中する応力が軽減され、係止孔や係止突起の破損を防止することができる。
以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、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。
図1は、本発明の実施形態に係るコネクタユニットの分解斜視図である。 図2は、本発明の実施形態に係るコネクタユニットの使用状態を示す平面図である。 図3は、本発明の実施形態に係るコネクタユニットがロール方向に回転した場合のコネクタカバー部分の断面図である。 図4は、実施形態に係るコネクタユニットの電線配索状態の斜視図である。 図5は、従来のコネクタユニットの使用状態を示す平面図である。 図6は、図5のVI方向の側面図である。 図7は、従来のコネクタユニットがロール方向に回転した場合のコネクタカバーの断面図である。 図8は、従来のコネクタユニットの斜視図である。 図9は、図8の側面図である。 図10は、図8の断面図である。
以下、本発明の一実施形態を、図1〜図4を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るコネクタユニットの分解斜視図、図2は、本発明の実施形態に係るコネクタユニットの使用状態を示す平面図、図3は、本発明の実施形態に係るコネクタユニットがロール方向に回転した場合のコネクタカバーの断面図、図4は、実施形態に係るコネクタユニットの電線配索状態の斜視図である。以下、図1から図4を参照して説明する本発明の実施形態に係るコネクタユニットにおいて、図5から図10を参照して説明した従来のコネクタユニットと同等の部材については同一の符号を付与することとする。
図1および図2に示すように、コネクタユニット30は、オスコネクタ40に取り付けられるメスコネクタ20と、メスコネクタ20に嵌合されるコネクタカバー10とを備えている。これらの部材は、いずれも合成樹脂により形成されている。
メスコネクタ20は、内部に端子収容室22が複数形成された箱状のハウジング21を備え、各端子収容室22には一つの端子35が収容されている。メスコネクタ20は、全体として箱状であり、オスコネクタ40の係止部41に係止する係止凸部23をハウジング21の天面に有している。メスコネクタ20及びオスコネクタ40が嵌合したとき、係止凸部23及び係止部41が係合することによりロックされる。オスコネクタ40の内部には端子35と電気的に接続するオス端子(図示せず)が複数収容されており、メスコネクタ20とオスコネクタ40とが嵌合すると、これら両端子が電気的に接続される。端子35から延びる電線80は、ハウジング21のコネクタカバー10側に位置する一端側から引き出される。
メスコネクタ20は、コネクタカバー10側に位置する先端に係止突起24が形成されている。詳細には、箱状のハウジング21において、コネクタカバー10側に位置する4隅に、コネクタカバー10の係止孔15に係止する係止突起24がハウジング外面から隆起するように形成されている。係止突起24は、4隅それぞれに同一形状で形成されている。ハウジング21における係止突起24が設けられた先端側は、垂直方向(図1中の上下方向)において対称な形状となっている。同じく、コネクタカバー10も垂直方向に対称な形状となっているため、ハウジング21にコネクタカバー10を組み付ける作業の際には、コネクタカバー10の上下を気にする必要が無い。
コネクタカバー10は、図1に示すように、上壁13と、底壁14と、上壁13及び底壁14を連結する側壁16と、を有し、上壁13と底壁14によって挟まれる空間のうちの、メスコネクタ20側に位置する一部が、嵌合部11として形成されている。この嵌合部11には、メスコネクタ20にコネクタカバー10を組み付けたとき、係止突起24を含むハウジング21の先端側に位置する一部が収容される。嵌合部11は、コネクタカバー10の幅方向に延びるよう上壁13と底壁14に立設された壁面である横板部11cと、横板部11cの両端部においてハウジング21の先端の幅寸法とほぼ同一の内幅寸法を有するように離間して設けられた壁面である両側板部11a、11bとを有し、メスコネクタ20に対向する側は開放されている。さらに、両側板部11a、11bは、上壁13または底壁14との間で形成される隅角部が穿たれており、上述の係止突起24に係止される係止孔15が形成されている。さらに、横板部11cと側壁16との間も区画されて空間が形成されている。この空間が電線挿通口17として機能する。電線挿通口17は、コネクタカバー10の幅方向両側が開口しており、電線80によって挿通され、その電線80を収容する。
特に、図1に示すように、上壁13、底壁14の幅方向の両側には、電線との干渉を避けるための切欠部60が形成されている。これにより、上壁13、底壁14は、電線挿通口17における幅寸法が、嵌合部11における幅寸法(すなわち両側板部11a、11bの外寸幅)よりも小さくなっている。
以上、コネクタユニット30を構成するコネクタカバー10及びメスコネクタ20の構造について詳細に説明した。これらのコネクタカバー10及びメスコネクタ20を組み付けるにあたっては、まず、電線80に設けられた複数の端子35それぞれを所定のメスコネクタ20における所定の端子収容室22に挿し込む。その後、必要な端子35を全て挿入したメスコネクタ20に対してコネクタカバー10を組み付ける。このとき、ハウジング21のコネクタカバー10側に位置する先端にコネクタカバー10の嵌合部11を装着する際に、コネクタカバー10の係止孔15とメスコネクタ20の係止突起24が係合し、コネクタカバー10がメスコネクタ20にロックされる。コネクタカバー10の組み付けをその組み付けが必要な全てのメスコネクタに対して実施し、一連の組み付けが完了となる。
こうして図2に示すように、コネクタカバー10がメスコネクタ20に組み付けられたコネクタユニット30が出来上がる。このコネクタユニット30は、ベース(図示せず)等に固定されたオスコネクタにメスコネクタ20が嵌合される。このような本発明の実施形態のコネクタユニット30によれば、コネクタカバー10により電線を集約して配索できる。また、コネクタカバー10をメスコネクタ20に取り付ける方向と、メスコネクタ20をオスコネクタに嵌合する方向とが同一の方向であるため、メスコネクタ20をオスコネクタに嵌合する作業の際に、誤ってコネクタカバー10がメスコネクタ20から外れるなどして、その嵌合作業の効率を低下させることも防ぐことができる。
ところで、電線80からの作用を受けてコネクタカバー10がメスコネクタ20に対して捻じれ変位すると、メスコネクタ20の4隅に位置する係止突起24及びコネクタカバー10の4隅に位置する係止孔15のいずれか1つまたは複数(例えば対角に位置する2つ)の係り代に応力が集中し、この結果、係止突起24や係止孔15に過度な応力が作用して負担をかけてしまうことは[発明が解決しようとする課題]にて述べたとおりである。
本発明によれば、コネクタカバー10に切欠部60が形成されているため、上述の課題を解決することができる。すなわち、図3に示すようにコネクタカバー10及びメスコネクタ20が垂直方向Hに対し角度α回転している場合、電線80が切欠部60に入り込み、コネクタカバー10の上壁13または底壁14の内縁に電線80が干渉することが抑制され、仮に干渉したとしても上壁13または底壁14の内縁の電線80に対する干渉は浅くて済む。これにより電線80に波打ちが生ずることがなくなる、或いは波打ちの揺れ幅(振幅)が小さくなり、配索される電線80の平坦化を実現できる。
他方、図7に示すように、切欠部60が無いコネクタカバー10が垂直方向Hに対し角度α回転している場合、上壁13及び底壁14における電線80が収容される部分の幅方向の寸法が本発明のコネクタカバー10における同寸法よりも大きい分、上壁13または底壁14の内縁が電線80に対して深く干渉することになる。本発明と比較した場合、従来のコネクタカバーが電線80に波打ちが生じ易いことは明らかである。
このように本発明のコネクタユニット30によれば、電線80が切欠部60に入り込み、コネクタカバー10の上壁13または底壁14の内縁に電線80が干渉することが抑制され、仮に干渉したとしても上壁13または底壁14の内縁の電線80に対する干渉は浅くて済む。このため、電線80からコネクタカバー10が受ける応力が軽減される。この結果、係止突起24と係止孔15との係り代に集中する応力が軽減され、係止孔15や係止突起24の破損を防止することができる。
本発明の効果を説明するに当たり、コネクタカバー10の上壁13または底壁14の内縁に電線80が干渉することが抑制される観点から述べたが、次のように説明することもできる。すなわち、本発明のコネクタカバー10は、切欠部60が設けられたことにより、上壁13及び底壁14における電線80が収容される部分の幅方向の寸法が従来のコネクタカバー10における同寸法よりも小さい分、コネクタカバー10の捻じれに対する剛性が小さい。つまり、本発明のコネクタカバー10のほうが捻じれ易い。捻じれに対する剛性が大きいほどその捻じれ変位によって係止突起24と係止孔15との係り代に伝達される応力が大きくなることを考えれば、本発明のように捻じれに対する剛性が小さいコネクタカバー10は、係止突起24と係止孔15との係り代に伝達される応力が小さくて済む。このため、係止孔15や係止突起24の破損を防止することができる。
尚、切欠部60の深さが大きい程、言い換えれば、上壁13及び底壁14における電線80が収容される部分の幅方向の寸法が小さい程、係止突起24と係止孔15との係り代に集中する応力が軽減されるが、他方で、電線80を保護する保護部材としての観点からみるとコネクタカバー10にある程度の強度を持たせることも重要である。このため、コネクタカバー10に求められる強度に支障がない程度の深さに切欠部60を形成することが好ましい。
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態は、本発明の技術的範囲内で種々の変形や改良等を伴うことができる。
例えば、本発明の実施形態では、切欠部60は、上壁13、底壁14それぞれの両側に計4箇所形成されている。この構成では、コネクタカバー10がメスコネクタ20に対して上下反転させて組み付けられても、コネクタカバー10の上壁13または底壁14の内縁に電線80が干渉することが抑制されるという利点がある。しかし、今回設けた4箇所のうちの少なくとも1箇所、例えば図3のPの部分の1箇所に切欠部が形成されていれば、この部分で電線80からの干渉は軽減されるので、ロック部分への応力軽減の効果は得られる。
さらに言えば、Pの部分の1箇所に切欠部を設けるだけでなく、図3のPの対角線上のQの部分にも切欠部を形成しておけば、最も電線80からの干渉が発生しやすい部分で干渉が吸収されるのでより好ましい。
ここで、上述した本発明に係るコネクタユニットの実施形態の特徴をそれぞれ以下(1)〜(3)に簡潔に纏めて列記する。
(1) 電線(80)に電気的に接続された端子(35)が収容され、前記電線が一端から引き出されるメスコネクタ(20)と、
前記メスコネクタの一端に装着されるコネクタカバー(10)と、
を備え、
前記メスコネクタには、該メスコネクタの一端に係止突起(24)が形成され、
前記コネクタカバーが、前記メスコネクタの一端を挟む上壁(13)及び底壁(14)を有し、前記メスコネクタ、前記上壁及び前記底壁で囲まれる空間(電線挿通口17)に前記電線が挿通され、前記上壁及び前記底壁には前記係止突起に対向する位置に該係止突起に係合する係止孔(15)が形成された、
コネクタユニット(30)であって、
前記電線が挿通される方向に位置する前記上壁の両端及び前記底壁の両端のうちのいずれか一つの端には、前記電線に対向する位置において切欠部(60)が形成されている、
ことを特徴とするコネクタユニット。
(2) 前記切欠部は、前記上壁の両端のうちの1箇所(P)と、前記底壁の両端のうちの、前記上壁の1箇所とは対角線上に位置する1箇所(Q)と、に形成されていることを特徴とする上記(1)記載のコネクタユニット。
(3) 前記切欠部は、前記上壁の両端及び前記底壁の両端の計4箇所に形成されていることを特徴とする上記(1)記載のコネクタユニット。
10:コネクタカバー
11:嵌合部
13:上壁
14:底壁
15:係止孔
16:側壁
17:電線挿通口
20:メスコネクタ
24:係止突起
30:コネクタユニット
60:切欠部
80:電線

Claims (3)

  1. 電線に電気的に接続された端子が収容され、前記電線が一端から引き出されるメスコネクタと、
    前記メスコネクタの一端に装着されるコネクタカバーと、
    を備え、
    前記メスコネクタには、該メスコネクタの一端に係止突起が形成され、
    前記コネクタカバーが、
    上壁及び底壁と、前記上壁と前記底壁とを繋ぐ側壁と、を有し、前記上壁及び底壁の前記メスコネクタ側に位置する一部が前記メスコネクタの一端を挟む嵌合部として形成され、
    前記嵌合部は、前記上壁及び底壁の幅方向両端部にて上下方向内側に突出する両側板部と、前記両側板部の前記メスコネクタ側と反対側の端部同士を繋ぐように幅方向に延びて上下方向内側に突出する横板部と、を備え、前記メスコネクタに対向する側は開放されており、前記係止突起に対応する位置に前記係止突起に係合する係止孔を有し、
    前記嵌合部が、前記両側板部と前記横板部とで囲まれる空間に前記メスコネクタの一端を嵌合して挟むことで、前記コネクタカバーが前記メスコネクタの一端に装着され、
    前記コネクタカバーは、前記メスコネクタに装着されたとき、前記横板部と前記側壁との間において前記メスコネクタ、前記上壁、前記底壁及び前記側壁によって囲まれる中空空間を画成し、前記中空空間に前記電線が挿通され、
    前記コネクタカバーは、
    前記中空空間の両開口端に対応する前記上壁の幅方向両端及び前記底壁の幅方向両端のうちのいずれか一つの端に、前記電線を受け入れ可能な切欠部を有する、
    ことを特徴とするコネクタユニット。
  2. 前記切欠部は、前記上壁の前記幅方向両端のうちの前記中空空間の一方の開口端に対応する1箇所と、前記底壁の前記幅方向両端のうちの前記中空空間の他方の開口端に対応する1箇所と、に形成されていることを特徴とする請求項1記載のコネクタユニット。
  3. 前記切欠部は、前記上壁の前記幅方向両端及び前記底壁の前記幅方向両端の計4箇所に形成されていることを特徴とする請求項1記載のコネクタユニット。
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