JP6547678B2 - 車両側コネクタ - Google Patents

Description

本明細書によって開示される技術は、充電時に充電用コネクタと嵌合される車両側コネクタ、特に排水構造に改良を加えた車両側コネクタに関する。

車両側コネクタの一例として、特開２０１４−１５４３７０号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。このものは、車両のボディを貫通して取り付けられる前面開口のフード状をなすインレットの基板に、スリーブ状の端子収容部が前後に貫通した形態で設けられ、その端子収容部に、複数の弾性片を間隔を開けて円形に配した筒形嵌合部を備えた雌側の端子金具が収容された構造である。一方、排水用としては例えば、端子金具を抜け止めするべくリテーナを、端子収容部の後端部の回りを覆うような形態で基板の背面側に取り付けることで排水用空間が形成され、同排水用空間の下部に排水口が形成された構造となっている。

そして、インレットの前面に水が降り懸かり、端子収容部の前面開口から浸水すると、一部の水は端子金具の筒形嵌合部内に浸入するものの、弾性片の間の隙間を通って下方に抜け、筒形嵌合部の外側に浸入した水ともども、端子収容部の下側の内面上を後方に向かって流下し、排水用空間に導かれたのち排水口から外部等に排水されるようになっている。

特開２０１４−１５４３７０号公報

上記のような排水構造を有するものにおいて、特に端子収容部内に信号用端子のように比較的小径の端子金具が収容された箇所では、端子収容部の内周面と端子金具の嵌合筒部の外周面との間のクリアランスが小さくなる傾向にあるため、例えば泥水等が降り懸かった際には、同クリアランスに詰まってスムーズに排水できない嫌いがある。それを避けるためにクリアランスを大きく採ると、端子金具が端子収容部内で傾動しやすくなり、筒形嵌合部を構成する弾性片が過度撓みして塑性変形するおそれがあるため、単純には対応できない。
本明細書によって開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、端子金具の不必要な傾動を抑えた上で排水機能を向上させるところにある。

本明細書によって開示される技術は、車両に装着される車両側コネクタであって、複数の弾性片を間隔を開けて円形に配した筒形嵌合部を備えた端子金具と、前記端子金具が収容される端子収容室が形成されたハウジングと、前記ハウジングの背面側において前記端子収容室の後端の回りを覆って装着された閉鎖部材と、前記閉鎖部材の内側において前記端子収容室と連通した形態で設けられた排水用空間と、が具備され、かつ、前記端子収容室における前記端子金具の前記筒形嵌合部の収容領域において、前記筒形嵌合部の後端部と対応する領域の内面が同筒形嵌合部の後端部とクリアランスを確保して嵌合する大径面で、前記筒形嵌合部の前端部と対応する領域の内面が同筒形嵌合部の前端部と緊密に嵌合する小径面である構成である。

端子収容室の前面開口から浸水すると、端子金具の筒形嵌合部の前端部が、端子収容室の前端側の小径面に緊密に嵌合されていることで、大部分の水が筒形嵌合部内に浸入する。ここで、筒形嵌合部の後端部では、大径面との間にクリアランスが確保されているから、筒形嵌合部内に浸入した水は、その後端側において弾性片の間の間隙を通って下面に抜け、引き続き排水用空間に導かれて排水に供される。泥水等でも詰まることなくスムーズに排水できる。
一方、上記のように、端子金具の筒形嵌合部の前端部が、端子収容室の前端側の小径面に緊密に嵌合されていることで、端子金具が端子収容室内で傾動することが抑制され、ひいては筒形嵌合部を構成する弾性片が過度撓みすることを防止できる。
端子金具の不必要な傾動を抑えて弾性片の塑性変形を防止した上で排水機能を向上させることができる。

また、以下のような構成としてもよい。
前記端子収容室の内面における前記大径面と前記小径面との繋ぎ部分が、先狭まりのテーパ面とされている。
端子金具を端子収容室に挿入するに当たり、テーパ面をガイドとしてスムーズに挿入することができる。

前記端子収容室の後端部の下面には、前記排水用空間と連通する導水溝が軸方向に沿って形成され、同導水溝の前端が、前記大径面の後縁と繋がっている。
大径面の下面の後縁に流下した水は、導水溝を通って流下して排水用空間に導かれる。大量の排水をスムーズに排出できる。

前記端子金具が信号用端子である。
端子収容室内での排水の詰まりが比較的生じやすく、また、筒形嵌合部を構成する弾性片の曲げ強度が比較的小さい信号用端子に適用した場合に、特に有効となる。

本明細書によって開示される技術によれば、端子金具の不必要な傾動を抑えて弾性片の塑性変形を防止した上で排水機能を向上させることができる。

実施形態に係るハウジングの正面図 同背面視の斜視図 図１のIII−III線断面図 図３の部分拡大図 リテーナの斜視図 組み立てが完了した車両側コネクタの正面図 同側面図 図６のVIII−VIII線断面図 図８の部分拡大図 図６のX−X線断面図

＜実施形態＞
実施形態を図１ないし図１０に基づいて説明する。本実施形態では急速充電システムに適用される車両側コネクタＶＣを例示しており、同車両側コネクタＶＣは、電気自動車やハイブリッド車などに搭載されたバッテリ（図示せず）に接続され、このバッテリへの充電時に充電用コネクタ（図示せず）と嵌合接続されるようになっている。

車両側コネクタＶＣは、図１０に示すように、端子金具１０を収容して車両のボディに装着されるインレットハウジング３０（以下、ハウジング３０）と、端子金具１０を抜け止めするべく同ハウジング３０の後面側に装着されるリテーナ７０（「閉鎖部材」に相当）とを備えている。

端子金具１０には、大径のパワー端子１０Ｐと、小径の信号用端子１０Ｓの２種類が備えられている。両者は、基本的な構造は同様である。以下、先に信号用端子１０Ｓを説明するが、パワー端子１０Ｐについては、信号用端子１０Ｓと同一機能を有する部位には、ＳをＰに変更した同一符号を付すことにより、説明を簡略化または割愛する。

信号用端子１０Ｓは、すり割り端子とも称される雌側端子であって、図９に示すように、フランジ１１Ｓを挟んだ前側に、相手の雄側端子（図示せず）と接続される端子接続部１２Ｓが、後側に、電線（図示せず）の端末に接続される電線接続部２０Ｓが設けられた構造である。

端子接続部１２Ｓは、短寸の円柱状をなす基部１３Ｓの前面に、相手の雄側端子のピンが嵌合される筒形嵌合部１４Ｓが連設されており、筒形嵌合部１４Ｓは、複数の弾性片１５Ｓが長孔形状のスリット１６Ｓを間に挟んで基部１３Ｓと同径の円形に配された構造となっている。電線接続部２０Ｓは、丸棒状の本体部２１Ｓの後端部に、電線の端末がかしめられる圧着部２２Ｓが形成された構造である。

パワー端子１０Ｐは、同じくすり割り形式の雌側端子であるが、上記信号用端子１０Ｓと比べて径並びに長さが大きいものとなっている。パワー端子１０Ｐを簡単に説明すると、図１０に示すように、フランジ１１Ｐを挟んだ前側に、筒形嵌合部１４Ｐを有する端子接続部１２Ｐが、後側に、圧着部２２Ｐが形成された電線接続部２０Ｐが設けられている。

次に、ハウジング３０について説明する。ハウジング３０は、合成樹脂材により形成された雌側ハウジングであって、図１ないし図３に示すように、車両のボディ（パネル）に取り付けられる正面方形をなす取付板３１と、同取付板３１の中心部を前後に貫通して設けられた前面開口の嵌合筒部３５とを備えている。嵌合筒部３５は詳細には、円形の基壁３６の前面外周縁に、環形のフード部３７が突出形成された形状であって、同嵌合筒部３５内に、相手の充電用コネクタの雄側ハウジング（図示せず）が嵌合されるようになっている。取付板３１の四隅には、取付孔３２が開口されている。

嵌合筒部３５には、４本の端子収容部４０が基壁３６を前後に貫通するようにして形成されている。端子収容部４０は、パワー端子１０Ｐを収容するための第１端子収容部４１と、信号用端子１０Ｓを収容するための第２端子収容部５０の２種類が２本ずつ設けられ、第１端子収容部４１が横方向に、第２端子収容部５０が縦方向に並んで、十字を組んだような位置に配されている。

第１端子収容部４１の内部には、図１０に示すように、パワー端子１０Ｐが後方から挿入されて収容される端子収容室４２が形成されている。端子収容室４２は詳細には、基壁３６を含めて同基壁３６よりも前の部分に、パワー端子１０Ｐの端子接続部１２Ｐが緊密に嵌合される小径の前側室４３が、基壁３６よりも後の部分に、同パワー端子１０Ｐに設けられたフランジ１１Ｐよりも少し大きい径の後側室４４がそれぞれ形成され、段差状をなして連通されている。前側室４３の前壁には、相手の雄端子のピンが挿入される端子挿入口４５が開口されている。
前側室４３の下面の後端部には軸方向に沿った導水溝４６が形成され、導水溝４６の後端が後側室４４に開口している。

一方の第２端子収容部５０は、信号用端子１０Ｓをそれぞれに収容可能な４本の単位収容部５１を、十字形をなす配置で纏めて１本とした構造である。各単位収容部５１の内部には、図４に詳細に示すように、信号用端子１０Ｓが個々に後方から挿入されて収容される端子収容室５２が形成されている。端子収容室５２は詳細には、基壁３６を含めて同基壁３６よりも前の部分に、信号用端子１０Ｓの端子接続部１２Ｓが嵌合される小径の前側室５３が、基壁３６よりも後の部分に、同信号用端子１０Ｓに設けられたフランジ１１Ｓが嵌合される大径の後側室５４がそれぞれ形成され、段差状をなして連通されている。前側室５３の前壁には、相手の雄端子のピンが挿入される端子挿入口５５が開口されている。
後側室５４の下面には、軸方向に沿った導水溝５６が全長に亘って形成されている。

ここで、端子収容室５２の前側室５３では、基端から概ね中央長さ位置に亘る領域、言い換えると図９に示すように、同端子収容室５２に収容された信号用端子１０Ｓにおける筒形嵌合部１４Ｓの後部側とラップする位置（筒形嵌合部１４Ｓの後部側の収容領域）において、その内周面が、筒形嵌合部１４Ｓの外周面との間に所定の環形のクリアランスを構成する大径面５７とされている。

一方、端子収容室５２の前側室５３における前端側の領域（筒形嵌合部１４Ｓの前部側の収容領域）では、その内周面が、信号用端子１０Ｓの筒形嵌合部１４Ｓの外周面と緊密に嵌合する小径面５８とされている。
上記の大径面５７の前縁と、小径面５８の後縁とは、緩やかな先狭まりのテーパ面５９を介して繋がれている。

図３に示すように、ハウジング３０における嵌合筒部３５の基壁３６の背面には、後面開口の円筒形をなす周壁６０が、上記した各端子収容部４１、５０の後端部の回りを取り囲むようにして突出形成されている。
この周壁６０の後端開口には、図８に示すように、各端子金具１０を抜け止めするためのリテーナ７０が装着されるようになっている。

リテーナ７０は合成樹脂製であって、図５に示すように、円形の基板７１の前面外周縁に、内筒７３と外筒７４とからなる二重筒部７２が突出形成されたキャップ状に形成されている。基板７１には、第１押さえ筒部８１と第２押さえ筒部８５を備えて構成される押さえ筒部８０が前後に貫通した形態で形成されているとともに、基板７１の背面には、図示しない電線カバーを取り付けるための取付筒７６が突出形成されている。

押さえ筒部８０は、パワー端子１０Ｐを抜け止めするための第１押さえ筒部８１と、信号用端子１０Ｓを抜け止めするための第２押さえ筒部８５の２種類が２本ずつ設けられ、上記したハウジング３０の第１端子収容部４１と第２端子収容部５０と対向するようにして、十字を組んだような位置に配されている。

第１押さえ筒部８１は、図１０に示すように、基板７１より前側の前端部の外周面が、対向する第１端子収容部４１の後側室４４の内周面に緊密に嵌合可能となっているとともに、同第１押さえ筒部８１内には、パワー端子１０Ｐの電線接続部２０Ｐ並びに同電線接続部２０Ｐから引き出された電線（図示せず）を挿通可能な挿通孔８２が形成されている。

図５に示すように、第２押さえ筒部８５は、各信号用端子１０Ｓをそれぞれに抜け止めするための複数の単位押さえ筒部８６を、三角形もしくは十字形をなす配置で纏めて１本とした構造である。なお、この実施形態では、ハウジング３０に設けられた上側の第２端子収容部５０のうち、正面視で右角に位置する単位収容部５１には信号用端子１０Ｓが収容されない形態で適用されているため、それに対応して、上側の第２押さえ筒部８５では、図５の右角に位置するべき単位押さえ筒部が欠落されている。

各単位押さえ筒部８６は、図９に示すように、その前端部の外周面が、対向する単位収容部５１の後側室５４の内周面に略緊密に嵌合可能となっているとともに、同単位押さえ筒部８６内には、信号用端子１０Ｓの電線接続部２０Ｓ並びに同電線接続部２０Ｓから引き出された電線（図示せず）を挿通可能な挿通孔８７が形成されている。

リテーナ７０における基板７１の前面下部位置には、図５に示すように、背面に半ドーム状に後退した排水溜まり９０が形成されている。排水溜まり９０の底面には排水口９１が開口されているとともに、図８に示すように、排水溜まり９０の下部に排水管９２が後方に向けて突出形成され、排水管９２の基端部上面が排水口９１と連通している。

図７に示すように、リテーナ７０の上記した二重筒部７２における外筒７４の前縁には、図示４個のロック片７８が等角度間隔を開けて形成されているとともに、ハウジング３０における周壁６０の外周面には、各ロック片７８に嵌るロック突部６２が対応して形成されている。

リテーナ７０は、所定の回動姿勢を採って、二重筒部７２内に周壁６０の後端部を挿入しつつ押し込まれ、図８に示すように、周壁６０の後端がシールリング９４を間に挟んで二重筒部７２の奥端に当接する位置まで押し込まれたところで、図７に示すように、各ロック片７８がロック突部６２に弾性的に嵌る。これによりリテーナ７０は、各端子収容室４２，５２の後端の回りを覆って、シールリング９４を挟んで周壁６０の後面開口に水密に被着され、同被着状態にロックされる。

リテーナ７０が上記のように正規に被着された状態では、図１０に示すように、両第１押さえ筒部８１が対応する第１端子収容部４１の後側室４４に進入して、収容されているパワー端子１０Ｐのフランジ１１Ｐの後面に係止するとともに、同第１押さえ筒部８１の先端部内周と、パワー端子１０Ｐにおける電線接続部２０Ｐの基端部外周との間が、シールリング９５Ｐによりシールされる。

また、図９に示すように、各第２押さえ筒部８５を構成する単位押さえ筒部８６が、対応する第２端子収容部５０を構成する単位収容部５１の後側室５４に進入して、収容されている信号用端子１０Ｓのフランジ１１Ｓの後面に係止するとともに、同単位押さえ筒部８６の先端部内周と、信号用端子１０Ｓにおける電線接続部２０Ｓの基端部外周との間が、シールリング９５Ｓによりシールされる。
それに伴い、周壁６０、端子収容部４０及びリテーナ７０の間において閉空間が構成され、同閉空間により排水用空間１００が形成されている。上記した排水用空間１００の下部に設けられた排水溜まり９０が、排水口９１を介して排水管９２の基端に連通した形態となる。

続いて、本実施形態の作用を説明する。
車両側コネクタＶＣは、例えば以下のような手順で組み立てられる。リテーナ７０に設けられた第１押さえ筒部８１と、第２押さえ筒部８５を構成する単位押さえ筒部８６に対し、それぞれ所定の電線（図示せず）が後方から先通しされたのち、各電線の端末が、対応するパワー端子１０Ｐまたは信号用端子１０Ｓの電線接続部２０Ｐ，２０Ｓの圧着部２２Ｐ，２２Ｓに圧着されて接続される。そののち例えば、電線が後方に引き戻されて、パワー端子１０Ｐのフランジ１１Ｐと信号用端子１０Ｓのフランジ１１Ｓが、それぞれ対応する第１押さえ筒部８１の先端または単位押さえ筒部８６の先端に当たったところで留め置かれ、いわゆるサブアッシイされた状態となる。

サブアッシイされたリテーナ７０は、所定の回動姿勢を採り、既述した要領により、ハウジング３０の後面開口に水密に被着されて、同被着状態にロックされる。リテーナ７０が正規に被着されると、図１０に示すように、第１押さえ筒部８１の先端が、パワー端子１０Ｐの電線接続部２０Ｐとの間でシールを採りつつ、フランジ１１Ｐの直後に進出し、同パワー端子１０Ｐの後方への抜け止めが図られる。また、図９に示すように、第２押さえ筒部８５を構成する単位押さえ筒部８６の先端が、信号用端子１０Ｓの電線接続部２０Ｓとの間でシールを採りつつ、フランジ１１Ｓの直後に進出し、同信号用端子１０Ｓの後方への抜け止めが図られる。

それに伴い、図８及び図１０に示すように、周壁６０の内側において後面側がシールされた排水用空間１００が形成され、第１端子収容部４１では後側室４４の後面が上記の排水用空間１００に連通し、また、第２端子収容部５０では、各単位収容部５１の後側室５４の下面に形成された導水溝５６の後端が連通する。以上により、車両側コネクタＶＣの組み付けが完了する。

上記のように組み付けられた車両側コネクタＶＣは、パネルに形成された取付開口に内面側（裏面側）から挿通され、取付板３１の四隅をボルト締めすることでパネルに固定される。このとき、車両側コネクタＶＣは実際には、前側が上方に若干あおられた斜め姿勢で取り付けられる。
なお、車両側コネクタＶＣの後方に引き出された電線は一纏めにされ、リテーナ７０の取付筒７６に取り付けられたカバーやコルゲートチューブに通されて防水処理が施された上で、車両に搭載されたバッテリと接続される。

充電作業時には、車両側コネクタＶＣのハウジング３０における嵌合筒部３５の前面開口に被着された蓋を開放したのち、外部電源と接続された充電用コネクタが車両側コネクタＶＣのハウジング３０（嵌合筒部３５）と嵌合され、バッテリに対して充電される。
ここで、相手の充電用コネクタが嵌合される前後において、ハウジング３０の前面に水が懸かり、端子収容部４０の前面開口から浸水するおそれがある。

第１端子収容部４１については、端子挿入口４５から浸水すると、パワー端子１０Ｐにおける筒形嵌合部１４Ｐの外側に浸水して前側室５３の下面に流下することに加え、一部がパワー端子１０Ｐの筒形嵌合部１４Ｐ内に浸水する。筒形嵌合部１４Ｐ内に浸入した水は、弾性片１５Ｐの間のスリット１６Ｐを通って下方に抜けて前側室５３の下面に滴下し、上記の水とともに前側室５３の下面の傾斜に倣って流下したのち、導水溝５６に導かれて流下して後側室５４の下面に流れ込み、引き続き排水用空間１００に導かれたのち、排水溜まり９０の排水口９１から排水管９２に接続されたドレンホースを通って外部等に排水される。

一方、第２端子収容部５０では、図９に示すように、各単位収容部５１の端子挿入口５５から浸水すると、信号用端子１０Ｓの筒形嵌合部１４Ｓの前端部が、前側室５３の前端側の小径面５８に緊密に嵌合されていることで、大部分の水が筒形嵌合部１４Ｓ内に浸水する。ここで、筒形嵌合部１４Ｓの後端側では、大径面５７との間に所定のクリアランスが確保されているから、上記のように筒形嵌合部１４Ｓ内に浸入した水は、その後端側において弾性片１５Ｓの間のスリット１６Ｓを通り、前側室５３の下面に向けて抜ける。続いて、前側室５３の下面を傾斜に倣って流下したのち後側室５４の下面の導水溝５６に流れ込み、引き続き排水用空間１００に導かれたのち、上記と同様に排水溜まり９０の排水口９１から排水管９２に接続されたドレンホースを通って外部等に排水される。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。小型の信号用端子１０Ｓが第２端子収容部５０の単位収容部５１（端子収容室５２）に収容された部分では、特に泥水等が降り懸かった場合には内部に詰まり易いと言えるが、本実施形態では、信号用端子１０Ｓの筒形嵌合部１４Ｓの後端側と、前側室５３の大径面５７との間に所定のクリアランスが確保されているから、筒形嵌合部１４Ｓ内に浸入した水は、後端側で弾性片１５Ｓの間のスリット１６Ｓを通って下方に抜け、後側室５４から排水用空間１００に導入されて排水に供される。泥水等でも詰まることなくスムーズに排水される。
一方、信号用端子１０Ｓの筒形嵌合部１４Ｓの前端部が、前側室５３の小径面５８に緊密に嵌合されていることで、信号用端子１０Ｓが端子収容室５２内で傾動することが抑制され、ひいては筒形嵌合部１４Ｓを構成する弾性片１５Ｓが過度撓みすることが防止され、塑性変形することが回避される。
すなわち、信号用端子１０Ｓの不必要な傾動を抑えて弾性片１５Ｓの塑性変形等を防止した上で、排水機能を向上させることができる。

端子収容室５２における前側室５３の後端部に形成された大径面５７の前縁と、前端部に形成された小径面５８の後縁とは、緩やかな先狭まりのテーパ面５９を介して繋がれた構造となっている。信号用端子１０Ｓを端子収容室５２に後方から挿入して、筒形嵌合部１４Ｓを前側室５３に挿入するに当たり、テーパ面５９をガイドとしてスムーズに挿入することができる。

後側室５４の下面には軸方向に沿った導水溝５６が全長に亘って形成されていて、前側が前側室５３の後縁に、後側が排水用空間１００にそれぞれ繋がった構造となっている。そのため、大径面５７の下面の後縁に流下した水は、導水溝５６を通って流下して排水用空間１００に導かれる。大量の排水をスムーズに排出することに寄与し得る。

＜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）パワー端子を端子収容室に収容した部分における排水構造についても、同様に適用することが可能である。
（２）上記実施形態では、排水用空間に導かれた排水を、排水管によりインバータハウジングの後面側に排水する場合を例示したが、ハウジングの前面側に排水する形式のものにも、同様に適用可能である。
（３）リテーナの構造は上記実施形態に例示したものに限らず、要は、周壁の後面開口に水密状に被着されて、同周壁と端子収容部との間において端子収容室と連通した形態で排水用空間を設けることができる限り、他の構造であってもよい。

ＶＣ…車両側コネクタ
１０Ｓ…信号用端子（端子金具）
１４Ｓ…筒形嵌合部
１５Ｓ…弾性片
１６Ｓ…スリット
３０…インレットハウジング（ハウジング）
５１…単位収容部（端子収容部）
５２…端子収容室
５３…前側室
５４…後側室
５６…導水溝
５７…大径面
５８…小径面
５９…テーパ面
７０…リテーナ（閉鎖部材）
１００…排水用空間

Claims (4)

1. 車両に装着される車両側コネクタであって、
   複数の弾性片を間隔を開けて円形に配した筒形嵌合部を備えた端子金具と、
   前記端子金具が収容される端子収容室が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングの背面側において前記端子収容室の後端の回りを覆って装着された閉鎖部材と、
   前記閉鎖部材の内側において前記端子収容室と連通した形態で設けられた排水用空間と、が具備され、
   かつ、前記端子収容室における前記端子金具の前記筒形嵌合部の収容領域において、
   前記筒形嵌合部の後端部と対応する領域の内面が同筒形嵌合部の後端部とクリアランスを確保して嵌合する大径面で、前記筒形嵌合部の前端部と対応する領域の内面が同筒形嵌合部の前端部と緊密に嵌合する小径面である車両側コネクタ。
2. 前記端子収容室の内面における前記大径面と前記小径面との繋ぎ部分が、先狭まりのテーパ面とされている請求項１に記載の車両側コネクタ。
3. 前記端子収容室の後端部の下面には、前記排水用空間と連通する導水溝が軸方向に沿って形成され、同導水溝の前端が、前記大径面の後縁と繋がっている請求項１または請求項２に記載の車両側コネクタ。
4. 前記端子金具が信号用端子である請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両側コネクタ。

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