JP6618943B2

JP6618943B2 - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP6618943B2
Application number: JP2017044611A
Authority: JP
Inventors: 雅隆永山; 信幸坂元; 健治 ▲高▼橋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2019-12-11
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: US20180261951A1; US10224667B2; CN108574173B; CN108574173A; JP2018147845A

Description

本発明は電気コネクタ、特に、液体または気体が封入される容器の壁面に設置されて容器内部の電気機器と容器外部の電気機器とを通電可能にする電気コネクタに関する。

従来、例えば自動車のトランスミッションを構成する本体（以下「容器」と称す）の壁面には、容器の内外にそれぞれ設置された電気機器同士の通電を可能にする電気コネクタが設置されている。
電気コネクタは、略中央に隔壁を具備する筒状の樹脂製のハウジングと、隔壁にインサート成形された導電性の金属体（以下「バスバー」と称す）とを具備し、ハウジングの一方側に挿入されたプラグがバスバーの一方側に接続され、ハウジングの他方側に挿入されたプラグがバスバーの他方側に接続される構造である。そして、容器の内部には油が封入されることから、ハウジングと壁面との間およびバスバーと隔壁との間には、それぞれ液密性が要求される。

ところで、バスバーは金属で、ハウジングは金属よりも熱膨張係数が大きい樹脂であることから、成形後の温度変化によってハウジングがより大きく収縮（以下「熱収縮」と称す）することになる。そのため、バスバーによって仕切られた隔壁の一方側の樹脂と他方側の樹脂とは、それぞれが独自に熱収縮してバスバーと樹脂との間の密着が失われて両者の間に隙間が生じることから、かかる隙間を小さくして、液密性を高めようとする発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３３０００７号公報（第２−３頁、図３）

特許文献１に開示された発明は、板状のバスバーに貫通孔を形成して、インサート成形時に、かかる貫通孔にも樹脂を充填させ、バスバーによって仕切られた隔壁の一方側の樹脂と他方側の樹脂とを、かかる貫通孔に充填された樹脂（以下「連結樹脂」と称す）によって局所的に連結させるものである。そうすると、樹脂が熱収縮しても、一方側の樹脂と他方側の樹脂とは連結樹脂によって引き寄せられるため、バスバーと樹脂の間に隙間が形成されないとしている。
しかしながら、バスバーによって仕切られた一方側の樹脂の熱収縮量や他方側の樹脂の熱収縮量に比較して連結樹脂の断面積は小さいため、連結樹脂が伸びるおそれがあり、連結樹脂はバスバーによって仕切られた一方側の樹脂と他方側の樹脂とを十分に引き寄せることができない。このため、バスバー（金属）と隔壁（樹脂）との間には隙間が形成され、液密性を保証することができないおそれがあるという問題があった。

本発明は、かかる問題を解消するものであり、樹脂が熱収縮しても、隔壁とバスバーとの間の隙間を小さく抑え、液密性が向上した電気コネクタを提供することにある。

本発明に係る電気コネクタは、長手方向の略中央に前記長手方向に垂直な隔壁を具備する筒状のハウジングと、前記隔壁を前記長手方向に貫通する形態で前記ハウジングにインサート成形されたバスバーとを具備し、前記バスバーの前記隔壁を貫通する位置に貫通孔が形成され、前記貫通孔に樹脂が充填され、前記隔壁の前記バスバーが貫通する位置から離れた範囲が、肉抜きされ、前記肉抜きされた範囲に、前記長手方向に垂直な方向のリブが設けられ、前記貫通孔と前記リブとは前記長手方向に垂直な方向の同一直線上に配置されていることを特徴とする。

本発明に係る電気コネクタは、以上の構成であって、隔壁は肉抜きされて体積が減少していることに加え、金属製のバスバーによって仕切られた隔壁の一方側の樹脂と他方側の樹脂とは貫通孔に充填された樹脂によって連結されている。したがって、バスバーによって仕切られた隔壁の一方側の樹脂と他方側の樹脂とは何れも熱収縮量が小さくなるため、貫通孔に充填された樹脂は、バスバーによって仕切られた隔壁の一方側の樹脂と他方側の樹脂とを、互いに引き付けることができる。したがって、バスバー（金属）と隔壁（樹脂）との間の隙間を小さく抑えること可能になり、液密性が向上する。

本発明の実施の形態１に係る電気コネクタを説明する正面図である。本発明の実施の形態１に係る電気コネクタを説明するものであって、平面視の断面（図１に示すＡ−Ａ断面）を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る電気コネクタを説明するものであって、側面視の断面（図１に示すＣ−Ｃ断面）を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る電気コネクタを説明するものであって、図３の一部を拡大して示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る電気コネクタを説明するものであって、側面視の断面（図１に示すＢ−Ｂ断面）を拡大して示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る電気コネクタを説明するものであって、構成部材の一部（バスバー）を示す斜視図である。本発明の実施の形態２に係る電気コネクタを説明する正面図である。本発明の実施の形態２に係る電気コネクタを説明するものであって、側面視の断面（図７に示すＤ−Ｄ断面）を拡大して示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る電気コネクタを説明するものであって、側面視の断面（図７に示すＥ−Ｅ断面）を拡大して示す断面図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態１、２」という）を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図は模式的に描かれたものであって、本発明は図示された形態（部位の形状や個数等）に限定されるものではない。また、図の煩雑さを避けるため、一部の符号の記載を省略することがある。

［実施の形態１］
図１〜図６は本発明の実施の形態１に係る電気コネクタを説明するものであって、図１は正面図、図２は平面視の断面（図１に示すＡ−Ａ断面）を示す断面図、図３は側面視の断面（図１に示すＣ−Ｃ断面）を示す断面図、図４は図３の一部を拡大して示す断面図、図５は側面視の断面（図１に示すＢ−Ｂ断面）を拡大して示す断面図、図６は構成部材の一部（バスバー）を示す斜視図である。

（電気コネクタ）
図１〜図６において、電気コネクタ１００は、樹脂製のハウジング１０と、ハウジング１０にインサート成形された金属製のバスバー２０とを有している。なお、説明の便宜上、板状のバスバー２０の長手方向をＸ方向、バスバー２０の広い面に平行な面（平面視される面）をＸ−Ｙ面（Ｘ方向とＹ方向を含む面）、バスバー２０の広い面に垂直な面（側面視される面）をＸ−Ｚ面（Ｘ方向とＺ方向を含む面）としている。

（ハウジング）
ハウジング１０は筒状であって、長手方向（Ｘ方向）に平行な第１筒部１１および第２筒部１２と、第１筒部１１と第２筒部１２とを連結する中央筒部１３と、中央筒部１３に形成され、長手方向に垂直な隔壁１４（Ｚ方向を含む面）とを有している（図２および図３参照）。
また、中央筒部１３の内周には、隔壁１４と第２筒部１２との間に封止材封入部１５が設けられ、封止材封入部１５には封止材５０が設置されている。また、中央筒部１３の外周には、環状のＯリング溝１６が設けられ、Ｏリング溝１６にＯリング６０が設置されている。

（孔周辺部）
隔壁１４には、バスバー２０が貫通するインサート孔４１が形成され、インサート孔４１の周囲が肉厚（Ｘ方向の距離）Ｔ２の孔周辺部４２になっている。なお、バスバー２０が断面矩形の板状の短冊であることから、孔周辺部４２は正面視（Ｙ−Ｚ面に平行な断面）において矩形を呈している。また、孔周辺部４２には、インサート孔４１に近い所定の範囲がインサート孔４１に近づく程厚肉になるように傾斜しているから、バスバー２０と樹脂との当接面積（対向面積）が広くなっている。
なお、以下の説明の便宜上、バスバー２０によって仕切られた孔周辺部４２の一方側（図１において上側）および他方側（図１において下側）をそれぞれ、孔周辺上部４２ａおよび孔周辺下部４２ｃと称す（図４および図５参照）。

（肉抜き）
そして、隔壁１４の第１円筒側で、孔周辺部４２の外囲と中央筒部１３の内周との間は、孔周辺部４２を包囲するように深さ（Ｘ方向の距離）Ｔ３だけ肉抜きされている（かかる肉抜きされた部分を「肉抜き撤去部４３」と称す）。したがって、隔壁１４は、孔周辺部４２と、肉抜きされた後に残された部分（以下「肉抜き残部４４」と称す）とを具備し、肉抜き残部４４の肉厚Ｔ４は、孔周辺部４２の肉厚Ｔ２から肉抜き撤去部４３の深さＴ３を引いた値になっている（Ｔ４＝Ｔ２−Ｔ３）。すなわち、肉抜き撤去部４３の体積分だけ隔壁１４の体積が小さくなっている。

（バスバー）
バスバー２０は通電性を有する金属によって形成された断面矩形の短冊であって、バスバー２０の長手方向の略中央が隔壁１４（インサート孔４１に同じ）を貫通している。そして、バスバー２０の長手方向の略中央には、側縁から離れた位置に貫通孔２１と、側縁の位置に切り欠き２２とが形成されている（図６参照）。このとき、貫通孔２１および切り欠き２２に、インサート成形における樹脂が充填される（以下、充填された樹脂を「連結樹脂４０」と称す。図５参照）。
なお、貫通孔２１は２カ所に形成され、切り欠き２２同士を結ぶ仮想線上に配置されているが、本発明はこれに限定するものではなく、樹脂が充填される限り数量や配置形態は限定されるものではない。また、貫通孔２１は、インサート成形時において樹脂が浸入可能で、バスバー２０の電気性能を阻害しない大きさになっている。
なお、以上は、バスバー２０が一枚であるが、本発明はこれに限定するものではなく、複数枚であってもよい。このとき、共通の孔周辺部４２に複数のバスバー２０が設置されても、あるいは複数の孔周辺部４２が設けられ、それぞれにバスバー２０が設置されて、孔周辺部４２同士の間が肉抜きされてもよい。

（作用効果）
電気コネクタ１００は、隔壁１４の体積が肉抜き撤去部４３の体積に相当する分だけ小さくなっているから、肉抜き残部４４の熱収縮量は、肉抜きがなかった場合の隔壁１４の熱収縮量に比べて小さくなっている。このため、孔周辺部４２を外側に向かって引っ張る力（Ｆ３）、すなわち、インサート孔４１を拡大しようとする力が小さくなっている（図４参照）。
さらに、これに加えて、貫通孔２１に充填された樹脂（以下「連結樹脂４０」と称す）は、孔周辺上部４２ａと孔周辺下部４２ｃとを互いに連結して、孔周辺上部４２ａと孔周辺下部４２ｃとを引き付けるため、特に連結樹脂４０に近い範囲では、孔周辺部４２を外側に向かって引っ張る力（Ｆ４）は、さらに小さくなっている（図５参照）。
よって、バスバー２０とインサート孔４１との間に隙間が生じ難く小さく抑えられると共に、生じた隙間の拡大も抑えられる。
なお、孔周辺上部４２ａに繋がった肉抜き残部４４の部分と、孔周辺下部４２ｃに繋がった肉抜き残部４４の部分の体積とは、互いの体積が相違するため、それぞれの熱収縮量も相違している。

［実施の形態２］
図７〜図９は本発明の実施の形態２に係る電気コネクタを説明するものであって、図７は正面図、図８は側面視の断面（図７に示すＤ−Ｄ断面）を拡大して示す断面図、図９は側面視の断面（図７に示すＥ−Ｅ断面）を拡大して示す断面図である。なお、実施の形態１と同じ部位または相当する部位には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。

（リブ）
図７〜図９において、電気コネクタ２００はバスバー２０およびハウジング３０を有し、ハウジング３０は、電気コネクタ２００のハウジング１０において肉抜き撤去部４３に、肉抜き残部４４に一体化したリブ４５を設けたものに相当する。
リブ４５は長手方向に垂直な方向で、孔周辺部４２の外周と中央筒部１３の内周とを連結している。すなわち、リブ４５は、孔周辺部４２の４方向にそれぞれ設けられた上リブ４５ａ（孔周辺上部４２ａに連結されている）、右リブ４５ｂ、下リブ４５ｃ（孔周辺下部４２ｃに連結されている）および左リブ４５ｄから構成され、それぞれ肉抜き撤去部４３の深さＴ３よりも小さい肉厚Ｔ５（Ｔ３＞Ｔ５）を有している。

このとき、上リブ４５ａおよび下リブ４５ｃはＸ−Ｚ面に平行で、それぞれ同一の面に位置している。また、右リブ４５ｂおよび左リブ４５ｄはＸ−Ｙ面に平行で、それぞれ同一の面に位置している。なお、上リブ４５ａおよび下リブ４５ｃは２本で、右リブ４５ｂおよび左リブ４５ｄは１本であるが、それらの本数は限定されるものではなく、また、上リブ４５ａおよび下リブ４５ｃの幅Ｗａや右リブ４５ｂおよび左リブ４５ｄの幅Ｗｂ限定されるものではない（図７参照）。

（作用効果）
電気コネクタ２００は、電気コネクタ１００と同様に、肉抜き撤去部４３が形成されていることによって、孔周辺部４２を外側に向かって引っ張る力が小さいことに加えて、リブ４５を有し、リブ４５の体積は肉抜き残部４４の体積に比較して小さいため、リブ４５の熱収縮量は肉抜き残部４４の熱収縮量よりも小さくなっている。すなわち、上リブ４５ａの体積は、上リブ４５ａが一体化している肉抜き残部４４の部分の体積（孔周辺部４２で区分けされた上リブ４５ａ側の部分の体積に同じ）よりも小さく、下リブ４５ｃの体積は、下リブ４５ｃが一体化している肉抜き残部４４の部分の体積（孔周辺部４２で区分けされた下リブ４５ｃ側の部分の体積に同じ）よりも小さくなっている。
そうすると、リブ４５の熱収縮量は肉抜き残部４４の熱収縮量よりも小さいため、リブ４５は、肉抜き残部４４に対して中央筒部１３の内周と孔周辺部４２との間を突っ張る「突っ張り材」として機能し、肉抜き残部４４の熱収縮量をさらに小さく抑える。したがって、孔周辺部４２を外側に向かって引っ張る力（Ｆ５）、すなわち、孔周辺上部４２ａと孔周辺下部４２ｃとを引き離して、インサート孔４１を拡大しようとする力（Ｆ５）は、リブ４５を設けたことによって一層小さくなっている（Ｆ５＜Ｆ３。図４および図８参照）。
よって、バスバー２０とインサート孔４１との間における隙間はさらに生じ難くなって小さく抑えられると共に、生じた隙間の拡大はさらに抑えられる。

さらに、図９に示すように、上リブ４５ａと下リブ４５ｃと貫通孔２１とは、それぞれのＸ−Ｙ方向の位置が一致して、同一直線上（Ｚ方向の直線上）に配置されている。このため、上リブ４５ａの熱収縮力と下リブ４５ｃの熱収縮力とは、連結樹脂４０を介してＺ方向で直線状に伝達され、上リブ４５ａと連結樹脂４０と下リブ４５ｃとはあたかも一体物のように挙動する。
このとき、上リブ４５ａの熱収縮量および下リブ４５ｃの熱収縮量は肉抜き残部４４の熱収縮量よりも小さく、連結樹脂４０によって上リブ４５ａと下リブ４５ｃとは互いに効果的に引き付けられるから、かかる一体物は、孔周辺上部４２ａと孔周辺下部４２ｃとを強く引き付けることになる。そうすると、孔周辺上部４２ａと孔周辺下部４２ｃとを引き離そうとする力（Ｆ６）は大きく減少する（図９参照）。
よって、バスバー２０とインサート孔４１との間における隙間はさらに生じ難くなって小さく抑えられると共に、生じた隙間の拡大はさらに抑えられる。

（変形例）
なお、以上は、上リブ４５ａと下リブ４５ｃと貫通孔２１とのＸ−Ｙ方向の位置が一致しているが、本発明はこれに限定するものではなく、それぞれのＸ−Ｙ方向の位置が相違してもよい。このとき、上リブ４５ａの熱収縮力と下リブ４５ｃの熱収縮力とは互いに、連結樹脂４０を経由して略直線状に伝達されなくなるものの、連結樹脂４０を経由して斜め方向に伝達されるから、前記に準じた作用効果（孔周辺上部４２ａと孔周辺下部４２ｃとを引き離そうとする力を減少させる作用効果）が得られる。
なお、以上は、バスバー２０が一枚であるが、本発明はこれに限定するものではなく、複数枚であってもよい。このとき、共通の孔周辺部４２に複数のバスバー２０を設置してもよいし、あるいは複数の孔周辺部４２を設けて、それぞれにバスバー２０を設置し、孔周辺部４２同士の間を肉抜きして肉抜き撤去部４３および肉抜き残部４４を形成すると共に、肉抜き撤去部４３にリブ４５を設けてもよい。

以上、本発明を実施の形態１、２をもとに説明した。この実施の形態１、２は例示であり、それらの各構成要素およびその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明は以上であるから、各種電気コネクタとして広く利用することができる。

１０：ハウジング（実施の形態１）
１１：第１筒部
１２：第２筒部
１３：中央筒部
１４：隔壁
１５：封止材封入部
１６：Ｏリング溝
２０：バスバー
２１：貫通孔
２２：切り欠き
３０：ハウジング（実施の形態２）
４０：連結樹脂
４１：インサート孔
４２：孔周辺部
４２ａ：孔周辺上部
４２ｃ：孔周辺下部
４３：肉抜き撤去部
４４：肉抜き残部
４５：リブ
４５ａ：上リブ
４５ｂ：右リブ
４５ｃ：下リブ
４５ｄ：左リブ
５０：封止材
６０：Ｏリング
１００：電気コネクタ（実施の形態１）
２００：電気コネクタ（実施の形態２）

Claims

長手方向の略中央に前記長手方向に垂直な隔壁を具備する筒状のハウジングと、前記隔壁を前記長手方向に貫通する形態で前記ハウジングにインサート成形されたバスバーとを具備し、
前記バスバーの前記隔壁を貫通する位置に貫通孔が形成され、
前記貫通孔に樹脂が充填され、
前記隔壁の前記バスバーが貫通する位置から離れた範囲が、肉抜きされ、
前記肉抜きされた範囲に、前記長手方向に垂直な方向のリブが設けられ、
前記貫通孔と前記リブとは前記長手方向に垂直な方向の同一直線上に配置されていることを特徴とする電気コネクタ。