JP6492929B2 - コネクタ - Google Patents

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Description

本明細書によって開示される技術は、コネクタに関する。
従来、機器の筐体に設けられた取付孔に挿入されるシールドコネクタとして、例えば特開2015−18695号公報(下記特許文献1)に記載のものが知られている。このシールドコネクタは、合成樹脂製のハウジングと、電線の端末に接続される基端側端子と、基端側端子に接続される先端側端子とを備えている。先端側端子は、基端側端子に接続される結合板と、機器側コネクタに装着された相手端子と接続される接続片とを有している。基端側端子と結合板はボルト締結によって接続されるようになっており、このボルト締結を行うための作業用開口がハウジングの上面に開口して設けられている。ボルト締結後、作業用開口にサービスカバーを装着することでハウジングの内部が止水されるようになっている。
特開2015−18695号公報
上記のシールドコネクタでは、先端側端子の接続片と基端側端子との接続部がハウジングの下に隠れてしまうため、正規に接続されたか否かを作業用開口から目視で確認することができない。そこで、先端側端子の接続片をL字状に形成して、相手端子との接続方法をボルト締結に変更することも考えられる。このようにすれば、先端側端子の接続片と相手端子とを作業用開口から確認しながら位置合わせし、ボルト締結を行うことが可能になる。しかしながら、この場合、ボルト締結を行う箇所が2箇所になり、部品点数が増加するとともに、締結作業が増えてしまう。また、ボルト締結を行うための工具隙を2箇所分設ける必要があるため、作業用開口が大きくなり、ハウジングの大型化を招いてしまう。
本明細書によって開示されるコネクタは、機器の筐体に設けられた取付孔に挿入されて前記筐体に取り付けられるコネクタであって、電線に接続された端子と、前記端子が装着されたハウジングと、前記ハウジングに装着され、前記端子と前記筐体内の相手端子との間に配された導電性の金属からなる中継端子とを備え、前記筐体内に配されて締結部品に締結される被締結部と、前記相手端子と、前記中継端子と、前記端子と、を締結方向に並ぶように配置して、前記締結部品と前記被締結部によって一括して締結することにより、前記中継端子を介して前記端子と前記相手端子が接続される構成とした。
このような構成によると、締結部品を被締結部に締結するだけで端子と中継端子を接続でき、中継端子と相手端子を接続できる。また、中継端子を通して被締結部の中心位置を確認しながら締結部品を被締結部に締結することができる。このような中継端子の一例として、カラーを用いてもよい。つまり、中継端子を介して端子と相手端子を導通可能に接続することができる。したがって、締結作業の視認性を確保しつつも締結箇所を1箇所にすることができ、締結箇所が2箇所の場合に比べて締結部品および被締結部の部品点数を減らすことができるとともに、締結作業を減らすことができる。
また、端子と中継端子と相手端子とを、締結部品と被締結部で確実に締結することにより接触抵抗の上昇を防止できる。さらに、中継端子は、締結部品と被締結部の締結によって変形しない程度の剛性が必要とされ、必然的に端子や相手端子よりも断面積が大きくなるものの、断面積が大きくなるほど導体抵抗が小さくなるため、特に大電流用のコネクタにあっては、発熱の抑制にもつながるため、好適である。
本明細書によって開示されるコネクタは、以下の構成としてもよい。
前記ハウジングは、前記中継端子における前記締結部品との締結面を外部に臨ませる作業用開口を有しており、前記締結部品が前記被締結部に締結された状態で前記作業用開口がカバーによって閉じられる構成としてもよい。
このような構成によると、締結を行うための工具隙を1箇所設けるだけでよいから、工具隙を2箇所設ける場合に比べて作業用開口を小さくでき、ハウジングの小型化につながる。
前記中継端子は、円筒状をなして、その軸心が前記締結方向に延びる中継端子本体と、この中継端子本体から径方向外側に突出して設けられたフランジ部とを備えて構成され、前記中継端子は、前記フランジ部によって前記ハウジングに支持されている構成としてもよい。
このような構成によると、フランジ部によって中継端子の脱落を防止できる。また、被締結部の位置が筐体内において締結方向(上下方向)に公差の範囲内で変動する場合に、中継端子がハウジングに対して上方に移動することで、公差を吸収することができる。
前記締結部品はボルトとされており、前記中継端子は、前記ボルトを挿通させる挿通孔を有し、前記締結方向と直交する方向において前記ボルトと前記挿通孔の内周面との間にクリアランスが設定されている構成としてもよい。
このような構成によると、被締結部の位置が筐体内において締結方向と直交する方向に公差の範囲内で変動することに伴ってボルトが締結方向と直交する方向に変動した場合に、ボルトが挿通孔の内周面に干渉して被締結部に締結できなくなることを回避できる。
前記締結部品はボルトとされており、前記端子は、前記ボルトを貫通させる貫通孔を有し、前記締結方向と直交する方向において前記ボルトと前記貫通孔の内周面との間にクリアランスが設定されている構成としてもよい。
このような構成によると、被締結部の位置が筐体内において締結方向と直交する方向に公差の範囲内で変動することに伴ってボルトが締結方向と直交する方向に変動した場合に、ボルトが貫通孔の内周面に干渉して被締結部に締結できなくなることを回避できる。
本明細書によって開示されるコネクタによれば、締結作業の視認性を確保しつつも締結箇所を1箇所にすることができ、締結箇所が2箇所の場合に比べて締結部品および被締結部の部品点数を減らすことができるとともに、締結作業を減らすことができる。
実施形態におけるコネクタの構成部品を示した分解斜視図 ハウジングの平面図 図2の状態からハウジングに円筒状の中継端子を装着した状態を示した平面図 図3の状態からハウジングに端子を装着した状態を示した平面図 図4の状態からハウジングにシールドシェルとかしめリングを装着した状態を示した平面図 図5の状態からハウジングにカバーを装着した状態を示した平面図 ハウジングの内部構造を示した断面図 図7の状態からハウジングに円筒状の中継端子を装着した状態を示した断面図 図8の状態からハウジングに端子を装着した状態を示した断面図 図9の状態からハウジングを取付孔に挿入して筐体に装着した状態を示した断面図 図10の状態からボルトを締結した状態を示した断面図 図11の状態から作業用開口にカバーを取り付けた状態を示した断面図 筐体の取付孔を上方から見た平面図 筐体の内部構造を示した断面図
<実施形態>
実施形態を図1から図14の図面を参照しながら説明する。本実施形態のコネクタ10は、インバータなどの機器の筐体1に取り付けられる大電流用のシールドコネクタであって、図1に示すように、ハウジング20、複数の円筒状の中継端子(以下、「中継端子」と略していう)30、複数の端子40、複数のゴム栓50、バックリテーナ60、シールドシェル70、かしめリング80、カバー90などを備えて構成されている。一方、機器の筐体1には、図13および図14に示すように、取付孔2が上方に開口して設けられ、取付孔2の下方には、端子台3、相手端子4などが配設されている。
ハウジング20は合成樹脂製であって、図2に示すように、中継端子30が装着される中継端子装着部21と、端子40が装着される端子装着部22と、カバー90が装着されるカバー装着部23とを備え、カバー装着部23には作業用開口24が上方に開口して設けられている。カバー装着部23には複数の中継端子30を装着する複数の装着孔25が上下方向に貫通して設けられている。各装着孔25は、作業用開口24を通して取付孔2の上方(外部)に露出している。
中継端子30は導電性の金属からなり、図1に示すように、円筒状をなして上下方向に延びる中継端子本体31と、中継端子本体31の上端部から径方向外側に突出するフランジ部32とを備えて構成されている。フランジ部32は、略長円形状をなし、隣り合う一対のフランジ部32のうち最も接近する対向部が直線状に形成されている。このため、複数の中継端子30を狭ピッチで配設することができるようになっている。
一方、図8に示すように、中継端子装着部21における装着孔25の開口縁部25Aは、装着孔25よりも拡径されており、フランジ部32に下方から係止することで中継端子30が装着孔25の下方に脱落することを防止するようになっている。中継端子30の軸心が上下方向(締結方向)に延びる形態でフランジ部32が開口縁部25Aによって支持された状態では、中継端子本体31の下端部が、中継端子装着部21の下端部から下方に突出して外部に露出して配される。一方、中継端子本体31の上端側に位置する締結面33は、ハウジング20の作業用開口24から外部に臨んでいる。
図12に示すように、中継端子装着部21の外周面には、第1ゴムリング51が嵌着されており、中継端子装着部21を取付孔2に挿入すると、第1ゴムリング51が中継端子装着部21の外周面と取付孔2の内周面との間に挟持され、取付孔2から筐体1の内部に水が浸入することを防止できる。同様に、カバー90の外周面には、第2ゴムリング52が嵌着されており、カバー90を作業用開口24に挿入すると、第2ゴムリング52がカバー90の外周面と作業用開口24の内周面との間に挟持され、作業用開口24からハウジング20の内部に水が浸入することを防止できる。
端子40は丸端子であって、電線Wの端末に接続されており、電線Wにはゴム栓50が外嵌されている。このゴム栓50は、端子装着部22の開口縁部22Aに内嵌されている。また、端子装着部22の開口縁部22Aにおけるゴム栓50の後方には、バックリテーナ60が装着されており、このバックリテーナ60によってゴム栓50が抜け止めされている。ゴム栓50は、電線Wの外周面と端子装着部22の開口縁部22Aの内周面との間に挟持され、端子装着部22の後端開口からハウジング20の内部に水が浸入することを防止できる。
端子装着部22の外周面にはシールドシェル70が外嵌されている。また、シールドシェル70の外周面にはかしめリング80が外嵌され、このかしめリング80をかしめて圧着することで、図示しないシールド部材がシールドシェル70の外周面に圧着されて接続される。
端子40は、ボルトBによって中継端子30の締結面33に締結される接続部41を有しており、この接続部41には、ボルトBの軸部B1が貫通して配される貫通孔42が設けられている。ボルトBの頭部B2には、ワッシャーが一体的に組み込まれており、頭部B2のワッシャー部分が接続部41に押圧されることで接続部41が頭部B2と中継端子30の締結面33との間に狭圧され、中継端子30と端子40が導通可能に接続される。
中継端子30には、ボルトBの軸部B1を挿通させる挿通孔34が設けられている。この挿通孔34は、中継端子本体31とフランジ部32の双方を貫通する形態をなしている。挿通孔34に挿通された軸部B1は、中継端子本体31の下端から下方に突出しており、筐体1内の端子台3を構成するナット5に締結されるようになっている。これにより、相手端子4が中継端子本体31とナット5の間に狭圧され、中継端子30と相手端子4が導通可能に接続される。
中継端子30の挿通孔34の内周面とボルトBの軸部B1との間には、クリアランスCL1が設定されている。このクリアランスCL1は、ボルトBの軸部B1の位置がボルトBの締結方向と直交する方向に変動した場合に、ボルトBの軸部B1と挿通孔34の内周面とが互いに干渉しないようにするために設けられている。つまり、ボルトBの軸部B1の位置は、ナット5の位置によって決定されるところ、必ずしもナット5の中心と筐体1の取付孔2の中心とが同軸に配置されているとは限らないからである。締結方向と直交する方向におけるナット5の中心と筐体1の取付孔2の中心との位置ずれ公差をT1とした場合に、上述のクリアランスCL1は、公差T1よりも大きくなるように設定されている。
また、端子40の貫通孔42の内周面とボルトBの軸部B1との間には、クリアランスCL2が設定されている。このクリアランスCL2は、ボルトBの軸部B1の位置がボルトBの締結方向と直交する方向に変動した場合に、ボルトBの軸部B1と貫通孔42の内周面とが互いに干渉しないようにするために設けられている。クリアランスCL2は、公差T1よりも大きく、かつ、上述のクリアランスCL1よりも大きくなるように設定されている。クリアランスCL2がクリアランスCL1よりも大きい理由は、公差T1に加えて、端子40の位置が中継端子30の締結面33に対して締結方向と直交する方向に変動することによる公差T3も考慮する必要があるからである。
また、図10に示すように、フランジ部32が装着孔25の開口縁部25Aに支持された状態では、フランジ部32の上面と端子40の接続部41の下面との間にクリアランスCL3が設定されている。すなわち、中継端子30は、クリアランスCL3の分だけ上下方向に移動可能とされている。このクリアランスCL3は、ナット5の位置がボルトBの締結方向に変動した場合に、ボルトBをナット5に締結できなくなることを回避するために設けられている。つまり、ナット5の位置は、端子台3の位置によって決定されるところ、ナット5の上面から筐体1の取付孔2の開口部の上面までの寸法が一定であるとは限らないからである。締結方向におけるナット5の筐体1に対する位置ずれ公差(ナット5の上面から取付孔2の開口縁部2Aの上面までの寸法の公差)をT2とした場合に、上述のクリアランスCL3は、公差T2よりも大きくなるように設定されている。
このように本実施形態では、1本のボルトBと1つのナット5で端子40と中継端子30と相手端子4とが共締めされている。言い換えると、中継端子30によって端子40と相手端子4を中継接続しており、ボルトBの頭部B2とナット5との間に端子40と中継端子30と相手端子4とを狭圧することでこれらの接続部における接触抵抗を低下させることができる。また、中継端子30は、ボルト締結によって変形しない程度の剛性が必要とされる。この結果、中継端子30は、端子40やバスバー(相手端子4)よりも断面積が大きくなっているものの、断面積が大きくなるほど導体抵抗は小さくなる。したがって、接触抵抗と導体抵抗をともに小さくすることで中継端子30全体での抵抗を小さくできるため、発熱を抑制しやすくなる。すなわち、大電流用のコネクタ10にあっては、中継端子30は最適な中継接続部品であるといえる。
また、中継端子30は、端子40や相手端子4よりも断面積が大きいとはいえ、ナット5のフランジ外径とほぼ同じに抑えられており、ナット5の側面よりも側方へ張り出すものではないため、締結方向と直交する方向における省スペース化に寄与しているといえる。このようにすれば、取付孔2の内部に、ボルトBの軸部B1と中継端子30と中継端子装着部21と第1ゴムリング51とを同軸配置で密集させて配置することができるため、取付孔2の小型化につながり、ひいては筐体1の小型化につながる。
本実施形態は以上のような構成であって、続いてコネクタ10の組立手順を説明する。図7に示すように、ハウジング20の中継端子装着部21の外周面に第1ゴムリング51を嵌着しておく。次に、図3および図8に示すように、複数の中継端子30を各装着孔25に挿入し、中継端子装着部21に組み付ける。このとき、フランジ部32が装着孔25の開口縁部25Aに嵌まるように挿入することで、各中継端子30が周方向に位置決めされる。また、フランジ部32が装着孔25の開口縁部25Aに下方から支持されることで、各中継端子30の脱落が防止される。
次に、図9に示すように、端子40を端子装着部22内に挿入すると、端子装着部22に設けられたランス26が係止することで端子40が抜け止めされる。また、予め電線Wに先通しされたゴム栓50およびバックリテーナ60を端子装着部22の開口縁部22Aに後方から組み付ける。次に、図10に示すように、シールドシェル70を端子装着部22の外周面に嵌着し、かしめリング80によって図示しない編組線をシールドシェル70に圧着する。こうして、コネクタ10が組み立てられる。
次に、コネクタ10を筐体1に取り付ける方法について簡単に説明する。中継端子装着部21を取付孔2に挿入していくと、図11に示すように、第1ゴムリング51が中継端子装着部21の外周面と取付孔2の内周面との間に挟持される。中継端子装着部21の挿入の過程では、中継端子30の下端部が相手端子4に当接し、その後も挿入を続けると、中継端子30が中継端子装着部21に対して上方へ移動する。この間、ナット5の位置の締結方向における公差T2を吸収しつつ、カバー装着部23の底壁23Aが取付孔2の開口縁部2Aに突き当たるまで、中継端子装着部21の挿入が行われる。中継端子装着部21の挿入が完了すると、端子40の接続部41と中継端子30と相手端子4とが、ボルトBの締結方向に並んで配置される。
次に、ボルトBをナット5に向けて挿入するのであるが、仮にナット5の位置が締結方向と直交する方向にずれていても、その公差T1がクリアランスCL1によって吸収されるため、ボルトBの軸部B1を挿通孔34の内周面に干渉させることなくボルトBを挿入することができる。このとき、中継端子30の挿通孔34を通してナット5の中心位置を目視で確認しつつ、ボルトBの軸部B1を挿通孔34に挿通させてナット5に締結することにより、端子40と中継端子30と相手端子4とがボルトBとナット5により一括して締結され、端子40と相手端子4が中継端子30を介して導通可能に接続される。次に、図12に示すように、カバー90をカバー装着部23の作業用開口24に嵌合し、作業用開口24がカバー90によって閉じられるとともに、第2ゴムリング52がカバー90の外周面と作業用開口24の内周面との間に挟持される。こうして、コネクタ10が筐体1にシール状態で取り付けられる。
以上のように本実施形態では、締結部品(ボルトB)を被締結部(ナット5)を締結するだけで端子40と中継端子30を接続でき、中継端子30と相手端子4を接続できる。また、中継端子30を通して被締結部の中心位置を確認しながら締結部品を被締結部に締結することができる。このような中継端子30の一例として、カラーを用いてもよい。つまり、端子40と相手端子4を互いに接続する中継端子として中継端子30が用いられており、中継端子30を介して端子40と相手端子4を導通可能に接続することができる。したがって、締結作業の視認性を確保しつつも締結箇所を1箇所にすることができ、締結箇所が2箇所の場合に比べて締結部品および被締結部の部品点数を減らすことができるとともに、締結作業を減らすことができる。
また、端子40と中継端子30と相手端子4とを、締結部品と被締結部で確実に締結することにより接触抵抗の上昇を防止できる。さらに、中継端子30は、締結部品と被締結部の締結によって変形しない程度の剛性が必要とされ、必然的に端子40や相手端子4よりも断面積が大きくなるものの、断面積が大きくなるほど導体抵抗が小さくなるため、特に大電流用のコネクタ10にあっては、発熱の抑制にもつながるため、好適である。
また、ハウジング20は、中継端子30における締結部品との締結面を外部に臨ませる作業用開口24を有しており、締結部品が被締結部に締結された状態で作業用開口24がカバー90によって閉じられる構成としてもよい。
このような構成によると、締結を行うための工具隙を1箇所設けるだけでよいから、工具隙を2箇所設ける場合に比べて作業用開口24を小さくでき、ハウジング20の小型化につながる。
中継端子30は、円筒状をなして、その軸心が締結方向に延びる中継端子本体31と、この中継端子本体31から径方向外側に突出して設けられたフランジ部32とを備えて構成され、中継端子30は、フランジ部32によってハウジング20に支持されている構成としてもよい。
このような構成によると、フランジ部32によって中継端子30の脱落を防止できる。また、被締結部の位置が筐体1内において締結方向(上下方向)に公差T2の範囲内で変動する場合に、中継端子30がハウジング20に対して上方に移動することで、公差T2を吸収することができる。
締結部品はボルトBとされており、中継端子30は、ボルトBを挿通させる挿通孔34を有し、締結方向と直交する方向においてボルトBと挿通孔34の内周面との間にクリアランスCL1が設定されている構成としてもよい。
このような構成によると、被締結部の位置が筐体1内において締結方向と直交する方向に公差T1の範囲内で変動することに伴ってボルトBが締結方向と直交する方向に変動した場合に、ボルトBが挿通孔34の内周面に干渉して被締結部に締結できなくなることを回避できる。
締結部品はボルトBとされており、端子40は、ボルトBを貫通させる貫通孔42を有し、締結方向と直交する方向においてボルトBと貫通孔42の内周面との間にクリアランスCL3が設定されている構成としてもよい。
このような構成によると、被締結部の位置が筐体1内において締結方向と直交する方向に公差T1の範囲内で変動することに伴ってボルトBが締結方向と直交する方向に変動した場合に、ボルトBが貫通孔42の内周面に干渉して被締結部に締結できなくなることを回避できる。
<他の実施形態>
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)上記実施形態では端子台3にナット5を固定しておき、ボルトBをナット5に締結するようにしているものの、端子台にスタッドボルトを固定しておき、そのスタッドボルトに対してナットを締結するようにしてもよい。
(2)上記実施形態ではハウジング20に作業用開口24を設けているものの、シールドシェルに作業用開口を設けてもよい。
(3)上記実施形態ではフランジ部32が設けられた中継端子30を例示しているものの、中継端子を逆円錐台形状とし、中継端子が装着される装着孔をすり鉢状とすることでカラーの脱落を防止してもよい。
(4)上記実施形態では中継端子30の挿通孔34にクリアランスCL1を設定することでボルトBが自由に移動できるようにしているものの、中継端子本体31の外周面と装着孔25の内周面との間にクリアランスを設定することでボルトBの位置に合わせて中継端子30が自由に移動できるようにしてもよい。
(5)上記実施形態では端子40の貫通孔42にクリアランスCL2を設定することでボルトBが自由に移動できるようにしているものの、クリアランスを設定するのではなく、端子と中継端子を予め一体に形成しておき、一体となった端子と中継端子がボルトBの位置に合わせて自由に移動できるようにしてもよい。
1…筐体
2…取付孔
5…ナット(被締結部)
10…コネクタ
20…ハウジング
24…作業用開口
25…装着孔
30…円筒状の中継端子
32…フランジ部
33…締結面
34…挿通孔
40…端子
42…貫通孔
90…カバー
B…ボルト(締結部品)
CL1…クリアランス
CL2…クリアランス
W…電線

Claims (5)

  1. 機器の筐体に設けられた取付孔に挿入されて前記筐体に取り付けられるコネクタであって、
    電線に接続された端子と
    ウジングと
    記端子と前記筐体内の相手端子との間に配された導電性の金属からなる中継端子と
    カバーとを備え、
    前記ハウジングは、前記中継端子が装着される中継端子装着部と、前記端子が装着される端子装着部と、前記カバーが装着されるカバー装着部とを一体に備えて構成されており、
    前記筐体内に配されて締結部品に締結される被締結部と、前記相手端子と、前記中継端子と、前記端子と、を締結方向に並ぶように配置して、前記締結部品と前記被締結部によって一括して締結することにより、前記中継端子を介して前記端子と前記相手端子が接続されるものとされ、
    前記締結部品の締結前において前記中継端子と前記端子との間にはクリアランスが設定されており、前記中継端子は締結の際に前記クリアランスの分だけ前記端子側に移動可能とされているコネクタ。
  2. 前記カバー装着部には、前記中継端子における前記締結部品との締結面を外部に臨ませる作業用開口が開口して設けられており、前記締結部品が前記被締結部に締結された状態で前記作業用開口が前記カバーによって閉じられる請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記中継端子は、円筒状をなして、その軸心が前記締結方向に延びる中継端子本体と、この中継端子本体から径方向外側に突出して設けられたフランジ部とを備えて構成され、前記中継端子は、前記フランジ部によって前記ハウジングに支持されている請求項1または請求項2に記載のコネクタ。
  4. 前記締結部品はボルトとされており、前記中継端子は、前記ボルトを挿通させる挿通孔を有し、前記締結方向と直交する方向において前記ボルトと前記挿通孔の内周面との間にクリアランスが設定されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のコネクタ。
  5. 前記締結部品はボルトとされており、前記端子は、前記ボルトを貫通させる貫通孔を有し、前記締結方向と直交する方向において前記ボルトと前記貫通孔の内周面との間にクリアランスが設定されている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のコネクタ。
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