JP6590867B2 - シールドコネクタ及びコネクタ接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、車載機器の筐体に取り付けられた機器側コネクタに接続されるシールドコネクタ、及び、該シールドコネクタと前記機器側コネクタとが接続されるコネクタ接続構造に関するものである。

一般に、車両には種々の車載機器（例えば、モータやインバータ等）が搭載される。このような車載機器では、筐体内に収容された機器本体に大電流が流れて電磁波が発生することがあるため、電磁波シールド機能を有する金属製の筐体が用いられることがある。このとき、機器本体に電力を供給したり信号を送受信したりするために、筐体の開口にコネクタを設けると、この開口から電磁波が漏えいしてしまうことから、筐体に対してシールドコネクタが固定される構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたシールドコネクタでは、シールドシェルが、筐体の凹部に挿入された挿入部と、筐体にボルト固定される固定部と、によって筐体の一部を挟み込んでいる。これにより、筐体に対するシールドシェルの移動が抑制されている。

特開２０１６−７６４３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたシールドコネクタでは、筐体に対するシールドシェルの移動を抑制することはできるものの、シールドシェル内におけるハウジングの振動を抑制することは困難であった。ハウジングが振動してしまうと、ハウジングによって保持された端子金具も振動してしまい、このようなシールドコネクタは、振動が加わりやすい車載機器には適していなかった。

そこで、固定部材を用いて機器側の端子金具とシールドコネクタ側の端子金具とを強固に固定することにより、振動が加わった場合でも端子金具同士の電気接続を維持可能とする構成も考えられるものの、単にコネクタ同士を嵌合させる構成と比較して、コネクタ接続に必要な工程が増加してしまう。

本発明の目的は、振動による端子金具同士の接触不良を容易に抑制することができるシールドコネクタ、及び、該シールドコネクタを備えたコネクタ接続構造を提供することにある。

本願発明のシールドコネクタは、車載機器の筐体に取り付けられた機器側コネクタに接続されるシールドコネクタであって、端子金具を保持するインナハウジングと、前記インナハウジングを収容する収容部、及び、前記筐体の外面に重ねられるとともに締結部材が挿通される被固定部を有して当該筐体に固定されるシールドケースと、を備え、前記収容部は、前記外面に当接する当接部と、締結方向において前記外面から離隔するとともに前記インナハウジングを当該外面との間に挟み込む挟持部と、を有し、前記インナハウジングは、前記外面と前記挟持部とによって挟み込まれる被挟持部において、当該外面又は当該挟持部に向かって突出した突起部を有し、自然状態の前記被挟持部において、前記突起部の先端を通過する締結方向寸法が、前記シールドケースにおける前記当接部から前記挟持部までの寸法よりも大きく、自然状態の前記被挟持部において、前記突起部の基端を通過する締結方向寸法が、前記シールドケースにおける前記当接部から前記挟持部までの寸法よりも小さいことを特徴とする。

このような本願発明のコネクタ接続構造によれば、シールドケースの被固定部が筐体の外面に重ねられるとともに締結部材が挿通されることで、締結部材を締結することにより、シールドケースが筐体の外面に対して締結方向に接近しつつ固定される。尚、「締結方向」とは、ボルト等の締結部材の軸方向を意味する。自然状態（即ち締結部材の締結前の状態）の被挟持部において、突起部の先端を通過する締結方向寸法が、シールドケースにおける当接部から挟持部までの締結方向寸法よりも大きいことで、締結部材を締結することにより、突起部が圧縮変形する。

これにより、変形した突起部が外面又は挟持部を押圧し、インナハウジングがシールドケース内で振動しにくくなる。従って、インナハウジングに保持された端子金具と、相手方の端子金具と、の接触不良を抑制することができる。また、締結部材を締結する工程は、シールドケースを筐体に固定するために従来から必要とされていた工程であって、インナハウジングの振動抑制のために新たな工程を追加する必要がない。従って、端子金具同士の接触不良を容易に抑制することができる。

本発明の実施形態に係るコネクタ接続構造を示す斜視図である。 前記コネクタ接続構造における機器側コネクタおよびシールドコネクタを示す分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 前記機器側コネクタおよび前記シールドコネクタの要部を示す断面図である。 前記コネクタ接続構造の要部を示す断面図である。 前記コネクタ接続構造の他の要部を示す断面図である。 前記コネクタ接続構造における端子金具同士の接続構造を示す断面図である。 前記コネクタ接続構造における端子金具同士の接続構造を示す断面図である。 前記コネクタ接続構造におけるハウジング同士の位置関係を示す断面図である。 図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図１１における要部を示す断面図である。 図１１における他の要部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るコネクタ接続構造１を示す斜視図であり、図２は、コネクタ接続構造１における機器側コネクタ２およびシールドコネクタ３を示す分解斜視図であり、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図４は、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図５は、機器側コネクタ２およびシールドコネクタ３の要部を示す断面図であり、図６は、コネクタ接続構造１の要部を示す断面図であり、図７は、コネクタ接続構造１の他の要部を示す断面図であり、図８、９は、コネクタ接続構造１における端子金具２１、３１同士の接続構造を示す断面図であり、図１０は、コネクタ接続構造１におけるハウジング２２、３２同士の位置関係を示す断面図であり、図１１は、図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、図１２は、図１１における要部を示す断面図であり、図１３は、図１１における他の要部を示す断面図である。

本実施形態のコネクタ接続構造１は、車載機器の筐体１００に設けられた機器側コネクタ２と、シールドコネクタ３と、が接続されるものである。本実施形態では、車載機器は例えばインバータであって、筐体１００は、電磁波シールド機能を有する金属部材によって構成され、インバータ本体を収容する。機器側コネクタ２にシールドコネクタ３が接続されることにより、インバータ本体に電力が供給されたり、信号が送受信されたりする。本実施形態では、機器側コネクタ２とシールドコネクタ３との接続方向（端子接続方向）をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する２方向をそれぞれＹ方向およびＺ方向とする。

機器側コネクタ２は、筐体１００の貫通孔１０１を通過するとともにＹ方向に並んだ２つの帯板状の端子金具２１と、端子金具２１を保持する絶縁樹脂製のハウジング２２と、を有する。

ハウジング２２は、貫通孔１０１を貫通することで塞ぎつつ筐体１００の外側に突出する。ハウジング２２と貫通孔１０１の内周面との間には、パッキン２３が設けられる。ハウジング２２のうち筐体１００の外側に突出した部分は、筐体１００の外側から見て中央部が凹状に形成されており、筒部２２１と、凹部２２２と、を有する。端子金具２１の先端は、凹部２２２内に位置付けられる。

シールドコネクタ３は、Ｙ方向に並んだ２つの端子金具３１と、端子金具３１を保持する絶縁樹脂製のインナハウジング３２と、インナハウジング３２を収容するシールドケース３３と、インナハウジング３２に対して筐体１００側に設けられるフロントホルダ３４と、を有する。

端子金具３１は、電線２００の先端に加締められた筒状の雌端子であって、雄端子である端子金具２１が挿入されることで互いに電気的に接続される。筒状の端子金具３１は、内側に折り曲げられたバネ片を有し、このバネ片によって、挿入された端子金具２１と接触するようになっている。

インナハウジング３２は、筐体１００側から順に、大径部３２１と小径部３２２とを有し、これらの間には段差部３２３が形成されている。

大径部３２１は、その外郭を構成する筒部３２１Ａと、筒部３２１Ａの内側に設けられて筐体１００側に向かって延びる端子保持部３２１Ｂと、を有する。コネクタ同士を接続した際に、シールドコネクタ３の端子保持部３２１Ｂが機器側コネクタ２の凹部２２２内に位置付けられ、機器側コネクタ２の筒部２２１が、シールドコネクタ３の筒部３２１Ａと端子保持部３２１Ｂとの間に位置付けられる。即ち、機器側コネクタ２のハウジング２２の凹凸と、シールドコネクタ３のインナハウジング３２の凹凸と、が噛み合うようになっている。

端子保持部３２１Ｂは、先端がＺ方向に沿って移動するように撓み変形するアーム部３２１Ｃと、アーム部３２１Ｃから内側に向かって突出した係止突起３２１Ｄと、を有し、筒状に形成されている。端子保持部３２１Ｂに対し、端子金具３１が筐体１００に近づくように収容されていくことにより、アーム部３２１Ｃが外側に撓み変形する。端子金具３１の収容が完了すると、アーム部３２１Ｃが復元して係止突起３２１Ｄによって端子金具３１の被係止部３１１が係止され、端子金具３１の抜けが抑制される。このとき、アーム部３２１Ｃが外側に撓み変形可能なように、端子保持部３２１Ｂには、アーム部３２１Ｃの外側にスリット部３２１Ｅが形成されている。スリット部３２１Ｅは、筐体１００側から見て開口している。

筒部３２１Ａにおける筐体１００側の端部には、筐体１００の外面１０２に向かって突出した突起部３２１Ｆが形成されている。また、大径部３２１は、筐体１００と反対側を向くとともにＹＺ平面に沿った当接面３２１Ｇを有する。小径部３２２は、電線２００を収容するように筒状に形成され、その外周面にはパッキン３２０が設けられ、シールドケース３３との間の密閉性が確保されている。

シールドケース３３は、電磁波シールド機能を有する金属部材によって形成され、インナハウジング３２よりも変形しにくい。シールドケース３３は、インナハウジング３２を収容する筒状の収容部３３１と、収容部３３１の基端において外周面から突出した被固定部３３２と、を有する。

収容部３３１は、基端側（筐体１００側）から先端側にかけて小径となるように三段に形成され、基端側から順に、大径部３２１の外側に位置する第一収容部３３１Ａと、小径部３２２の外側に位置する第二収容部３３１Ｂと、電線２００の外側に位置する第三収容部３３１Ｃと、を有する。

シールドケース３３において、収容部３３１の基端が、筐体１００の外面１０２に当接する当接部３３０となる。第一収容部３３１Ａと第二収容部３３１Ｂとの間には、外面１０２から離隔するとともにＹＺ平面に沿った第一挟持部３３１Ｄが形成されている。外面１０２と大径部３２１の基端が当接するとともに、第一挟持部３３１Ｄと大径部３２１の当接面３２１Ｇが当接し、外面１０２と第一挟持部３３１Ｄとによってインナハウジング３２の大径部３２１がＸ方向から挟み込まれ、大径部３２１が被挟持部となる。

第二収容部３３１Ｂと第三収容部３３１Ｃとの間には、外面１０２から離隔するとともにＹＺ平面に沿った第二挟持部３３１Ｅが形成されている。外面１０２と大径部３２１の基端が当接するとともに、第二挟持部３３１Ｅと小径部３２２の先端とが当接し、外面１０２と第二挟持部３３１Ｅとによってインナハウジング３２の大径部３２１及び小径部３２２がＸ方向から挟み込まれる。

被固定部３３２は、締結部材としてのボルトがＸ方向に沿うように挿通される挿通孔３３２Ａを有するとともに、筐体１００の外面１０２に重ねられる。即ち、挿通孔３３２Ａには、Ｘ方向を締結方向としてボルトが挿通される。本実施形態では、シールドケース３３が２つの被固定部３３２を有し、２つの被固定部３３２が、Ｙ方向に傾斜した方向に並ぶものとするが、シールドケース３３には、シールドコネクタ３を筐体１００に対して強固に固定可能なように、適宜な数の被固定部が適宜な位置に設けられていればよい。

被固定部３３２に挿通されたボルトが筐体１００の外面１０２に締結されていくことにより、シールドケース３３がＸ方向において外面１０２に接近していく。尚、本実施形態では、締結部材としてのボルトが筐体１００の外面１０２に対して締結されるものとしたが、筐体１００がネジ穴を有していないとともに内面にナットが設けられる構成としてもよいし、外面１０２から突出するように筐体１００にボルトを設け、このボルトを挿通孔３３２Ａに挿通し、ボルトに対してナットを締結してもよい。

フロントホルダ３４は、インナハウジング３２の端子保持部３２１Ｂに対して筐体１００側に重ねられる底部３４１と、端子保持部３２１Ｂの先端部分における外周面を覆う筒部３４２と、を有して有底筒状に形成されている。底部３４１は、相手方の端子金具２１が通過可能なように開口している。フロントホルダ３４には、筒部３４２の内側において、底部３４１から筐体１００と反対側に向かって延びてスリット部３２１Ｅに挿入される挿入片３４３が形成されている。

機器側コネクタ２のハウジング２２とシールドコネクタ３のインナハウジング３２との間には、コネクタ間パッキン４が設けられている。コネクタ間パッキン４は、Ｘ方向に沿って延びる筒部４１と、筒部４１の一端において外周側に向かって延びる鍔部４２と、を有する。筒部４１は、端子保持部３２１Ｂの基端部分における外周面を覆うように設けられる。コネクタ間パッキン４の鍔部４２は、大径部３２１のうち、筒部３２１Ａと端子保持部３２１Ｂとの間の凹部の底面（筐体１００の外面１０２に対向する面）に重ねられる。

以上のような機器側コネクタ２とシールドコネクタ３とは、ハウジング２とインナハウジング３とが嵌合することで、端子金具２１、３１同士が接続された後、被固定部３３２に挿通されたボルトが筐体１００の外面１０２に締結されることで接続が完了する。このようにコネクタ同士を接続する際の各部の変形や位置関係の変化について以下に説明する。

まず、インナハウジング３２の変形について図５、６に基づいて説明する。自然状態の大径部３２１において、突起部３２１Ｆの先端から当接面３２１ＧにかけてのＸ方向寸法をＬ１とし、突起部３２１Ｆの基端から当接面３２１ＧにかけてのＸ方向寸法をＬ２とし、ボルト締結後の外面１０２と第一挟持部３３１Ｄとの間隔をＬ３とすると、Ｌ１＞Ｌ３＞Ｌ２の関係が成立する。即ち、外面１０２と第一挟持部３３１Ｄとに挟持される大径部３２１を被挟持部とした際、自然状態の被挟持部において、突起部３２１Ｆの先端を通過する締結方向寸法（Ｌ１）が、シールドケース３３における当接部３３０から第一挟持部３３１Ｄまでの締結方向寸法（Ｌ３）よりも大きく、突起部３２１Ｆの基端を通過する締結方向寸法（Ｌ２）が、寸法Ｌ３よりも小さい。

従って、ボルト締結によってシールドケース３３が外面１０２に接近していくと、突起部３２１Ｆの先端が潰れるように圧縮変形する。また、寸法Ｌ２が寸法Ｌ３よりも小さいことで、突起部３２１Ｆの先端が変形しやすくなっている。

次に、フロントホルダ３４の動作について図７〜９を参照して説明する。フロントホルダ３４の底部３４１は、ハウジング２２とインナハウジング３２との嵌合前には端子保持部３２１Ｂから離隔しており、ハウジング同士の嵌合時に、ハウジング２２の凹部２２２の底面に当接することにより、端子保持部３２１Ｂに接近していく。このとき、挿入片３４３には、Ｙ方向においてアーム部３２１Ｃと重ならない位置に、内側に向かって突出した端子押さえ部３４３Ａが形成されている。一方、端子金具３１には、Ｙ方向においてアーム部３２１Ｃと重ならない位置に、外側に向かって屈曲されて突出した突出片３１２が形成されている。

ハウジング同士が嵌合していきフロントホルダ３４が端子保持部３２１Ｂに接近していくと、挿入片３４３がスリット部３２１Ｅに徐々に挿入されていく。これにより、アーム部３２１Ｃが外側に撓み変形することが規制される。さらに、ハウジング同士を嵌合させることにより、端子押さえ部３４３Ａが突出片３１２に対して筐体１００側から当接し、ボルト締結によって端子押さえ部３４３Ａが突出片３１２にさらに押し付けられる。

これにより、端子金具３１は、筐体１００から遠ざかるような移動が係止突起３２１Ｄによって規制され、近づくような移動が端子押さえ部３４３Ａによって規制される。従って、端子金具３１は、ハウジング２２およびインナハウジング３２に対するＸ方向の振動が抑制される。

次に、コネクタ間パッキン４の変形について図１０を参照して説明する。ハウジング２２の筒部２２１の端面は、筐体１００の外側から見て開口しており、コネクタ間パッキン４の鍔部４２が、この開口を塞ぐように配置される。鍔部４２は、大径部３２１における筒部３２１Ａと端子保持部３２１Ｂとの間の底面と、筒部２２１と、の間に挟み込まれ、ボルト締結によって圧縮される。このとき、鍔部４２は、その一部が筒部２２１の端面の開口に食い込むように変形する。

次に、ハウジング２２の詳細形状について図１１〜１１３を参照して説明する。ハウジング２２は、筒部２２１の外周面から突出した複数の突起部２２３を有する。突起部２２３は、基端から先端に向かって幅が狭くなる形状を有するとともに、中央部に貫通孔２２３Ａが形成されている。これにより、突起部２２３は、ハウジング２２に対して筒の外側から内側に向かうような力が加わった際に変形しやすくなっている。

ハウジング２２の突起部２２３を含むＹ方向寸法およびＺ方向寸法は、インナハウジング３２の筒部３２１Ａにおける開口のＹ方向寸法およびＺ方向寸法と同程度か、又は、これよりも若干大きく設定されている。従って、複数の突起部２２３が筒部３２１Ａに対して常に接触し、ハウジング２２がインナハウジング３２に対してＹＺ平面内の各方向において振動することが抑制される。

インナハウジング３２には、Ｘ方向に沿って延びてハウジング２２の被案内部２２４を案内する案内部３２４が形成されている。本実施形態では、案内部３２４は断面Ｕ字状の穴状に形成され、断面Ｕ字状の被案内部２２４が挿入されるものとするが、案内部及び被案内部の形状は任意である。

被案内部２２４は、案内部３２４の内面に当接するようにＹ方向又はＺ方向に向かって突出した複数の突起部２２４Ａを有する。被案内部２２４における突起部２２４Ａを含むＹ方向寸法およびＺ方向寸法は、案内部３２４の開口寸法よりも若干大きく形成され、被案内部２２４が案内部３２４に圧入される。これにより、ハウジング２２がインナハウジング３２に対してＹＺ平面内の各方向において振動することが抑制される。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、自然状態の大径部３２１において、突起部３２１Ｆの先端を通過する締結方向寸法Ｌ１が、シールドケース３３における当接部３３０から第一挟持部３３１Ｄまでの締結方向寸法Ｌ３よりも大きいことで、被固定部３３２に挿通された締結部材を締結することにより、突起部３２１Ｆが圧縮変形して外面１０２を押圧する。これにより、インナハウジング３２がシールドケース３３内で振動しにくくなる。従って、インナハウジング３２によって保持された端子金具３１と、相手方の端子金具２１と、の接触不良を抑制することができる。また、締結部材を締結する工程は、シールドケース３３を筐体１００に固定するために従来から必要とされていた工程であって、インナハウジング３２の振動抑制のために新たな工程を追加する必要がない。従って、端子金具２１、３１同士の接触不良を容易に抑制することができる。

また、自然状態の大径部３２１において、突起部３２１Ｆの基端を通過する締結方向寸法Ｌ２が、シールドケース３３における当接部３３０から第一挟持部３３１Ｄまでの締結方向寸法Ｌ３よりも小さいことで、上記のように締結部材を締結する際に、突起部３２１Ｆを変形させやすく、破損を抑制することができる。

また、突起部３２１Ｆは、Ｘ方向の締結力によって圧縮されることから、インナハウジング３２は、シールドケース３３に対して特にＸ方向において振動しにくくなる。このとき、端子金具２１、３１同士の接続方向と、締結部材の締結方向と、がいずれもＸ方向であり互いに一致していることで、端子金具２１、３１が挿抜されるような振動を抑制することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記実施形態では、挟持部としての大径部３２１から外面１０２に向かって突起部３２１Ｆが突出するものとしたが、大径部には、第一挟持部３３１Ｄに向かって突出する突起部が設けられていてもよく、これらの突起部のうち少なくとも一方が設けられていればよい。第一挟持部３３１Ｄに向かって突出する突起部が設けられる構成であっても、前記実施形態と同様に、インナハウジング３２が振動しにくくなり、端子金具２１、３１同士の接触不良を容易に抑制することができる。

また、前記実施形態では、外面１０２と第一挟持部３３１Ｄとによって挟み込まれる大径部３２１を被挟持部とし、被挟持部の外面１０２に対する当接箇所と、第一挟持部３３１Ｄに対する当接箇所と、が締結方向であるＸ方向に並ぶものとしたが、これらの当接箇所は、Ｘ方向に並んでいなくてもよい。即ち、大径部３２１の当接部３３０が外面１０２に当接し、小径部３２２の先端が第二挟持部３３１Ｅに当接していることから、大径部３２１および小径部３２２を、外面１０２と第二挟持部３３１Ｅとによって挟み込まれる被挟持部と見做してもよい。このとき、小径部３２２に、第二挟持部３３１Ｅに向かって突出する突起部が設けられてもよい。

また、前記実施形態では、端子金具２１、３１同士の接続方向と、締結部材の締結方向と、がいずれもＸ方向であり、即ち端子接続方向が締結方向に向けられているものとしたが、端子接続方向と締結方向とが互いに異なっていてもよい。例えば、従来技術のように締結方向と端子接続方向とが略直交する構成としてもよく、このとき、インナハウジングの一部が締結方向において筐体の外面とシールドケースとの間に挟み込まれていればよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１ コネクタ接続構造
２ 機器側コネクタ
２１ 端子金具
２２ ハウジング
３ シールドコネクタ
３１ 端子金具
３２ インナハウジング
３２１ 大径部（被挟持部）
３３ シールドケース
３３０ 当接部
３３１ 収容部
３３１Ｄ 第一挟持部
３３１Ｆ 突起部
３３２ 被固定部
１００ 筐体
１０２ 外面

Claims (3)

1. 車載機器の筐体に取り付けられた機器側コネクタに接続されるシールドコネクタであって、
   端子金具を保持するインナハウジングと、
   前記インナハウジングを収容する収容部、及び、前記筐体の外面に重ねられるとともに締結部材が挿通される被固定部を有して当該筐体に固定されるシールドケースと、を備え、
   前記収容部は、前記外面に当接する当接部と、締結方向において前記外面から離隔するとともに前記インナハウジングを当該外面との間に挟み込む挟持部と、を有し、
   前記インナハウジングは、前記外面と前記挟持部とによって挟み込まれる被挟持部において、当該外面又は当該挟持部に向かって突出した突起部を有し、
   自然状態の前記被挟持部において、前記突起部の先端を通過する締結方向寸法が、前記シールドケースにおける前記当接部から前記挟持部までの寸法よりも大きく、
   自然状態の前記被挟持部において、前記突起部の基端を通過する締結方向寸法が、前記シールドケースにおける前記当接部から前記挟持部までの寸法よりも小さいことを特徴とするシールドコネクタ。
2. 前記端子金具と前記機器側コネクタの端子金具との端子接続方向が、前記締結方向に向けられていることを特徴とする請求項１に記載のシールドコネクタ。
3. 請求項１又は２に記載のシールドコネクタと、前記機器側コネクタと、が接続されることを特徴とするコネクタ接続構造。

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