JP6467383B2 - コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、コネクタに関する。
電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の車両に搭載されたバッテリへの充電は、車体に組み付けられた充電用のコネクタに相手側のコネクタである給電用のコネクタを嵌合することで行われる。
充電用のコネクタとして、サーミスタに電線を載置させることで、サーミスタと電線とを密着固定し、電線の温度をサーミスタで測定して充電中の過電流通電等の有無を監視するコネクタが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、絶縁性熱伝導材を介して端子の温度をサーミスタで測定するコネクタも知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2015−8099号公報 特開2002−352635号公報
しかしながら、特許文献1に記載のコネクタでは、電線の温度を正確に測定することができるが、サーミスタが端子から離れた位置で電線に沿わされて配置されている。そのため、端子の温度を正確に測定することが難しかった。また、特許文献2に記載のコネクタでは、絶縁性熱伝導材を介して端子の温度をサーミスタで測定する。そのため、端子の温度が急激に変化した際に、その温度を迅速に測定することが困難であった。
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、急激な温度変化が生じた際にも端子の温度を正確に測定することが可能なコネクタ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は、下記(1)〜(4)を特徴としている。
(1) 電線が接続された端子と、
前記端子を収容するハウジングと、
前記端子と前記電線の端部との接続箇所を収容する収容空間部を備えて前記ハウジングに装着される端子ホルダと、
前記収容空間部に隣接して前記端子ホルダに形成されたセンサ収容部と、
前記センサ収容部に収容保持された温度センサと、を備え、
前記端子は、周方向に亘って外周に張り出すフランジ部を備え、
前記収容空間部に収容された端子は、前記端子ホルダにおける前記ハウジングへの装着方向の前方側の開口端に前記フランジ部が当接することで、位置決めされ、
前記温度センサは、前記装着方向の前方側の端面が前記センサ収容部から露出されて前記端子の前記フランジ部に当接されている
ことを特徴とするコネクタ。
(2) 前記センサ収容部を形成する内壁面のうちの前記収容空間部側を除く少なくとも前記収容空間部と反対側の内壁面には、前記センサ収容部に収容された前記温度センサを前記収容空間部側へ押し付ける押圧リブが突設されている
ことを特徴とする上記(1)に記載のコネクタ。
(3) 前記センサ収容部には、前記収容空間部側を除く前記温度センサの周囲に空気層が形成されている
ことを特徴とする上記(1)または(2)に記載のコネクタ。
(4) 前記センサ収容部における前記装着方向の後方側には、前記温度センサを前記装着方向へ押圧する押圧片が形成されている
ことを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれか一つに記載のコネクタ。
上記(1)の構成のコネクタでは、ハウジングへの端子ホルダの装着方向の端面が端子に当接された温度センサによって、端子の温度を直に測定することができる。これにより、雰囲気温度等の外的要因による影響を極力抑えつつ、端子の温度を測定することができ、端子の急激な温度変化に対しても優れた応答性で端子の温度を正確に測定することができる。
上記(2)の構成のコネクタでは、センサ収容部に収容された温度センサは、電線が接続された端子の端部が収容されている収容空間部側の内壁面に押圧リブによって押圧される。これにより、センサ収容部に収容された温度センサを端子側へ極力近付けて配置させることができ、端子の温度をさらに正確に測定することができる。
上記(3)の構成のコネクタでは、空気層による断熱効果によって、温度センサに伝わった端子からの熱の外部への放出を極力抑えることができる。これにより、端子の温度をさらに正確に測定することができる。
上記(4)の構成のコネクタでは、温度センサが押圧片の弾性反発力によって装着方向へ押圧されることで、装着方向の前方側の端面が端子へ押し付けられる。これにより、温度センサと端子との密着性を高めることができ、端子の温度をさらに正確に測定することができる。
本発明によれば、急激な温度変化が生じた際にも端子の温度を正確に測定することが可能なコネクタを提供できる。
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。
図1は、本発明の一実施形態に係るコネクタの分解斜視図である。 図2は、本実施形態に係るコネクタの水平方向の断面図である。 図3は、温度センサを収容した端子ホルダを示す図であって、図3の(a)は端子ホルダの斜視図、図3の(b)は端子ホルダの正面図である。 図4は、温度センサの配置箇所におけるコネクタの水平方向の拡大断面図である。 図5は、温度センサの斜視図である。 図6は、温度センサを収容前の端子ホルダを示す図であって、図6の(a)は端子ホルダの斜視図、図6の(b)は端子ホルダの正面図である。 図7は、温度センサの収容前における端子ホルダのセンサ収容部の正面図である。 図8は、温度センサを収容した端子ホルダのセンサ収容部の正面図である。
以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係るコネクタ10の分解斜視図である。図2は、本実施形態に係るコネクタ10の水平方向の断面図である。
図1及び図2に示すように、本発明の一実施形態に係るコネクタ10は、ハウジング20と、充電端子(端子)40と、端子ホルダ60と、温度センサ70と、リアホルダ80と、を備えている。
コネクタ10は、電気自動車(EV:Electric Vehicle)やプラグインハイブリッド自動車(PHEV:Plug−in Hybrid Electric Vehicle)等のバッテリを搭載した車両の車体に組み付けられる充電用のインレットコネクタである。このコネクタ10には、車両のバッテリの充電時に、給電装置(図示略)側の給電用のコネクタが嵌合される。そして、この給電用のコネクタをコネクタ10に嵌合した状態で、給電装置から車両側へ給電されてバッテリが充電される。
ハウジング20は、絶縁性の合成樹脂から形成されている。ハウジング20は、後端側に、底板部21を有する有底筒状に形成されており、その外周には、複数の挿通孔22を有する固定フランジ23が形成されている。ハウジング20は、車両のボディを構成する車体パネルに形成された取付孔に対して、底板部21側から嵌合される。そして、固定フランジ23の挿通孔22へボルトを挿通させて車体パネルのネジ孔にねじ込むことにより、ハウジング20が車体パネルに締結されて固定される。
ハウジング20は、その先端側で開口する嵌合凹部25を有しており、この嵌合凹部25に、給電用のコネクタのハウジングが嵌合される。ハウジング20は、嵌合凹部25の縁部の一部に、ヒンジ部26によって連結されたキャップ27を有している。キャップ27は、ヒンジ部26で回動され、これにより、嵌合凹部25がキャップ27によって開閉される。
ハウジング20の先端の縁部におけるヒンジ部26との対向位置には、キャップ27の縁部に形成されたロック爪27aを係止するロック機構30が設けられている。そこで、キャップ27は、ロック機構30によってロック爪27aが係止される。これにより、ハウジング20は、キャップ27のロック爪27aがロック機構30で係止されることで、キャップ27によって閉じられた状態に維持される。
ハウジング20の底板部21には、嵌合凹部25内に突出する一対の端子収容筒部28が形成されている。また、ハウジング20の底板部21には、端子収容筒部28同士の間における上下位置に、一対の端子収容部(図示略)が形成されている。
充電端子40は、充電電流が流される充電用の端子であり、例えば、銅または銅合金等の導電性金属材料から形成されている。これらの充電端子40は、ハウジング20の後方側から端子収容筒部28内に嵌合されて水平面内にてハウジング20に並列に収容されている。
充電端子40は、先端側の端子接続部41と、後端側のケーブル接続部42と、これらの端子接続部41とケーブル接続部42との間で周方向にわたって外周に張り出すフランジ部43とを有している。
充電端子40の端子接続部41は、嵌合穴45を有する筒状に形成されており、軸方向に沿う複数のスリット41aを形成することで、周方向に複数分割されている。この端子接続部41には、嵌合穴45に相手側のコネクタである給電用のコネクタの充電端子が嵌合される。これにより、充電端子40は、嵌合穴45に嵌合された給電用のコネクタの充電端子と電気的に接続される。
充電端子40のケーブル接続部42は、接続穴47を有している。また、充電端子40のケーブル接続部42には、フランジ部43に隣接した位置に、周方向にわたる溝部44が形成されており、この溝部44には、Oリング48が装着される。
この充電端子40には、ケーブル接続部42に、電力ケーブル51が接続される。電力ケーブル51は、車両のバッテリに繋がる電線であり、大電流が流される。この電力ケーブル51は、端部において、導体51aが被覆51bから露出されている。電力ケーブル51は、端部において露出された導体51aが、充電端子40のケーブル接続部42に形成された接続穴47へ挿入されて加締められることで、充電端子40に電気的に接続されている。なお、電力ケーブル51の充電端子40への接続構造としては、加締め固定に限らず、公知の種々の接続構造を採り得ることは云うまでもない。
端子ホルダ60は、絶縁性の合成樹脂から形成されている。端子ホルダ60は、充電端子40と電力ケーブル51との接続箇所を覆う筒状に形成された一対のホルダ部61を有している。充電端子40と電力ケーブル51の端部との接続箇所は、ホルダ部61に形成された収容空間部62内に収容されており、電力ケーブル51は、ホルダ部61の収容空間部62から後方へ引き出されている。この際、端子ホルダ60の前方の開口端は、充電端子40のフランジ部43に当接し、ケーブル接続部42が収容空間部62内に挿入された充電端子40を位置決めする。
ホルダ部61の収容空間部62から引き出される電力ケーブル51には、ゴム栓52及びゴム栓保持具53が予め装着されており、ホルダ部61には、収容空間部62にゴム栓52が嵌合され、さらに、端部にゴム栓保持具53が固定される。これにより、電力ケーブル51が引き出されたホルダ部61が、ゴム栓52によって防水される。なお、端子ホルダ60における防水が不要であれば、ホルダ部61の収容空間部62に嵌合させるゴム栓52は不要である。
図3は、温度センサ70を収容した端子ホルダ60を示す図であって、図3の(a)は端子ホルダ60の斜視図、図3の(b)は端子ホルダ60の正面図である。図4は、温度センサ70の配置箇所におけるコネクタ10の水平方向の拡大断面図である。
図3の(a),(b)及び図4に示すように、端子ホルダ60は、それぞれのホルダ部61に、センサ収容部65を有しており、これらのセンサ収容部65には、温度センサ70が収容されている。センサ収容部65は、互いのホルダ部61同士の間に配置されており、ハウジング20に装着した状態で、充電端子40のフランジ部43を臨む位置に配置されている。
図5は、温度センサ70の斜視図である。
図5に示すように、センサ収容部65に収容される温度センサ70は、例えば、温度を検出するサーミスタ素子を有するサーミスタであり、サーミスタ素子を樹脂で覆った直方体形状に形成されている。この温度センサ70の後端には、サーミスタ素子に繋がる検出線71が引き出されている。
図6は、温度センサ70を収容前の端子ホルダ60を示す図であって、図6の(a)は端子ホルダ60の斜視図、図6の(b)は端子ホルダ60の正面図である。図7は、温度センサ70を収容前の端子ホルダ60のセンサ収容部65の正面図である。
図6の(a),(b)及び図7に示すように、センサ収容部65は、前方側が開口された断面矩形状の穴部からなるもので、電力ケーブル51が接続される充電端子40の端部を収容した収容空間部62に隣接して形成されている。センサ収容部65は、ホルダ部61の収容空間部62側の内壁面65aと、この内壁面65aに対向する内壁面65bと、これらの内壁面65a,65bの両端側の二つの内壁面65cとを有している。センサ収容部65には、ホルダ部61の収容空間部62側の内壁面65aを除く他の内壁面65b,65cに、軸線方向に延びる複数の押圧リブ66が突設されている。センサ収容部65における内壁面65aと押圧リブ66とで囲われた空間部分は、温度センサ70の断面形状の大きさよりも僅かに小さくされている。
また、センサ収容部65は、後方側が後壁67によって塞がれており、この後壁67には、前方側へ突出する押圧片68が形成されている。また、この後壁67には、外部に連通する電線挿通孔69が形成されている。
温度センサ70をセンサ収容部65に収容させるには、まず、温度センサ70から引き出された検出線71が、センサ収容部65の開口した前方側から挿入される。そして、この検出線71が、後壁67の電線挿通孔69へ挿し込まれて、後方側から引き出されつつ、温度センサ70が、その後端側からセンサ収容部65へ押し込まれて収容される。
図8は、温度センサ70を収容した端子ホルダ60のセンサ収容部65の正面図である。
図8に示すように、温度センサ70がセンサ収容部65に収容されると、温度センサ70の外周面によって押圧された押圧リブ66が弾性変形する。したがって、温度センサ70は、内壁面65bの押圧リブ66の弾性力によって、充電端子40が収容される収容空間部62側の内壁面65aに押し付けられるとともに、内壁面65cの押圧リブ66によって両側から挟持される。これにより、温度センサ70は、センサ収容部65内で、押圧リブ66によってがたつきなく保持される。また、センサ収容部65内に温度センサ70が収容されると、内壁面65aを除く他の内壁面65b,65cとの間に、押圧リブ66によって空気層Sが形成される。また、温度センサ70は、その後端面70bが、後壁67に形成された押圧片68に当接する。この状態で、温度センサ70は、その先端面(端面)70aがセンサ収容部65から僅かに突出される。
このように、温度センサ70がセンサ収容部65に収容された端子ホルダ60は、ハウジング20に対して後方側から装着される。そして、この端子ホルダ60がハウジング20に装着されると、センサ収容部65から僅かに突出された温度センサ70は、先端面70aが充電端子40のフランジ部43に当接し、押圧片68を弾性変形させながらセンサ収容部65内に押し込まれる。これにより、温度センサ70は、その先端面70aが、弾性変形された押圧片68の弾性力によって、充電端子40のフランジ部43に押し付けられる(図4参照)。
なお、押圧片68を弾性変形させずに、温度センサ70の先端面70aがセンサ収容部65の前端面と面一になるように収容して位置決めする構成としてもよい。
リアホルダ80は、信号線81に予め装着されている。信号線81は、相手側のコネクタの信号線と接続され、給電装置と車両との間における信号の送受信や通信の授受を行う電線である。信号線81には、その端部に信号端子(図示略)が圧着接続されている。信号線81の信号端子は、ハウジング20の端子収容部に挿し込まれる。リアホルダ80は、信号端子を挿し込んだ端子収容部に被せられて装着される。これにより、信号端子がハウジング20の端子収容部に保持され、信号線81がハウジング20の後方へ引き出された状態となる。ハウジング20の端子収容部に保持された信号端子には、相手側のコネクタである給電用のコネクタの信号線の端部に圧着接続された信号端子が接続される。これにより、コネクタ10の信号線81と相手側のコネクタの信号線とが導通され、信号の送受信や通信の授受が可能とされる。
このように構成されたコネクタ10では、給電用のコネクタが嵌合されて車両のバッテリへの充電が行われると、温度センサ70によって充電端子40の温度が検出される。そして、給電装置等では、温度センサ70で測定される充電端子40の温度に基づいて、充電状態の監視が行われる。
以上、説明したように、本実施形態に係るコネクタ10によれば、ハウジング20への端子ホルダ60の装着方向の先端面70aが充電端子40のフランジ部43に当接された温度センサ70によって、充電端子40の温度を直に測定することができる。これにより、雰囲気温度等の外的要因による影響を極力抑えつつ、充電端子40の温度を測定することができ、充電端子40の急激な温度変化に対しても優れた応答性で充電端子40の温度を正確に測定することができる。
したがって、給電用のコネクタを嵌合させて車両のバッテリを充電する際には、温度センサ70で測定される充電端子40の温度に基づいて、充電状態の監視を的確に行うことができる。
また、本実施形態に係るコネクタ10は、センサ収容部65に収容された温度センサ70が、電力ケーブル51が接続された充電端子40の端部が収容されている収容空間部62側の内壁面65aに押圧リブ66によって押圧される。これにより、センサ収容部65に収容された温度センサ70を充電端子40側へ極力近付けて配置させることができ、充電端子40の温度をさらに正確に測定することができる。
更に、本実施形態に係るコネクタ10は、収容空間部62側を除く温度センサ70の周囲に形成された空気層Sによる断熱効果によって、温度センサ70に伝わった充電端子40からの熱の外部への放出を極力抑えることができる。これにより、充電端子40の温度をさらに正確に測定することができる。
また、本実施形態に係るコネクタ10は、センサ収容部65における装着方向の後方側の後壁67に形成された押圧片68の弾性反発力によって温度センサ70が装着方向へ押圧されることで、装着方向の前方側の先端面70aが充電端子40のフランジ部43へ押し付けられる。これにより、温度センサ70と充電端子40との密着性を高めることができ、充電端子40の温度をさらに正確に測定することができる。
更に、上記実施形態では、コネクタ10をバッテリが搭載された車両の車体に組み付けられる充電用のインレットコネクタとして使用した場合について説明したが、本発明のコネクタはこれに限らず、車両のバッテリから車両外の機器に給電するための給電用のアウトレットコネクタとして使用することもできる。
尚、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。
ここで、上述した本発明に係るコネクタの実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]〜[4]に簡潔に纏めて列記する。
[1] 電線(電力ケーブル51)が接続された端子(充電端子40)と、
前記端子を収容するハウジング(20)と、
前記端子と前記電線の端部との接続箇所を収容する収容空間部(62)を備えて前記ハウジングンに装着される端子ホルダ(60)と、
前記収容空間部に隣接して前記端子ホルダに形成されたセンサ収容部(65)と、
前記センサ収容部に収容保持された温度センサ(70)と、を備え、
前記温度センサは、前記ハウジングへの前記端子ホルダの装着方向の前方側の端面(先端面70a)が前記センサ収容部から露出されて前記端子に当接されている
ことを特徴とするコネクタ(10)。
[2] 前記センサ収容部(65)を形成する内壁面(65a,65b,65c)のうちの前記収容空間部(62)側を除く少なくとも前記収容空間部と反対側の内壁面(65b)には、前記センサ収容部に収容された前記温度センサ(70)を前記収容空間部側へ押し付ける押圧リブ(66)が突設されている
ことを特徴とする上記[1]に記載のコネクタ(10)。
[3] 前記センサ収容部(65)には、前記収容空間部(62)側を除く前記温度センサ(70)の周囲に空気層(S)が形成されている
ことを特徴とする上記[1]または[2]に記載のコネクタ。
[4] 前記センサ収容部(65)における前記装着方向の後方側には、前記温度センサ(70)を前記装着方向へ押圧する押圧片(68)が形成されている
ことを特徴とする上記[1]〜[3]のいずれか一つに記載のコネクタ。
10:コネクタ
20:ハウジング
40:充電端子(端子)
51:電力ケーブル(電線)
60:端子ホルダ
62:収容空間部
65:センサ収容部
65a,65b,65c:内壁面
66:押圧リブ
68:押圧片
70:温度センサ
70a:先端面(端面)
S:空気層

Claims (4)

  1. 電線が接続された端子と、
    前記端子を収容するハウジングと、
    前記端子と前記電線の端部との接続箇所を収容する収容空間部を備えて前記ハウジングに装着される端子ホルダと、
    前記収容空間部に隣接して前記端子ホルダに形成されたセンサ収容部と、
    前記センサ収容部に収容保持された温度センサと、を備え、
    前記端子は、周方向に亘って外周に張り出すフランジ部を備え、
    前記収容空間部に収容された端子は、前記端子ホルダにおける前記ハウジングへの装着方向の前方側の開口端に前記フランジ部が当接することで、位置決めされ、
    前記温度センサは、前記装着方向の前方側の端面が前記センサ収容部から露出されて前記端子の前記フランジ部に当接されている
    ことを特徴とするコネクタ。
  2. 前記センサ収容部を形成する内壁面のうちの前記収容空間部側を除く少なくとも前記収容空間部と反対側の内壁面には、前記センサ収容部に収容された前記温度センサを前記収容空間部側へ押し付ける押圧リブが突設されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記センサ収容部には、前記収容空間部側を除く前記温度センサの周囲に空気層が形成されている
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコネクタ。
  4. 前記センサ収容部における前記装着方向の後方側には、前記温度センサを前記装着方向へ押圧する押圧片が形成されている
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のコネクタ。
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