JP6769257B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本明細書は、自動車に搭載される電気機器の側面への脱着が容易なコネクタを開示する。

近年の自動車は様々な電気機器を搭載している。電気機器同士は、ケーブルで接続される。ケーブルの先端にはコネクタが備えられており、そのコネクタが電気機器に取り付けられる。特許文献１に車載の電気機器用のコネクタの一例が開示されている。特許文献１のコネクタは、電気機器の側面に取り付けられる。特許文献１のコネクタは、そのハウジングの上面から下方へ挿通するボルトと、後面（電気機器と対向する面の反対側）から水平方向へ挿通するボルトで電気機器の側面に取り付けられる。

特開２０１４−０８６１５０号公報

自動車の内部空間、特に、エンジンコンパートメントには様々な電子機器が搭載されており、手を入れることができる空間は少ない。特許文献１のコネクタのようにボルトを水平方向へ挿通して締結する構造では、エンジンコンパートメントでのコネクタの脱着作業が困難となる。コネクタの下部に水平方向へ突出するリブを設け、そのリブに上下方向に貫通するボルト締結孔を設けることで、上方からボルトの脱着は可能となる。しかし、コネクタ側方へ突出するリブを設けるとコネクタの体格が大きくなってしまう。他方、上面だけの締結では、コネクタを電気機器へ強固に固定できない。本明細書が開示する技術は、自動車に搭載された電子機器の側面に取り付けるのに好適なコネクタを提供する。

本明細書が開示するコネクタは、車載された電気機器の側面に取り付けた状態で側面（電気機器の側面）の法線方向からみたときに、コネクタのハウジングの上部に、電気機器への締結用の第１ボルトを挿通する第１締結孔が設けられている。上記法線方向から見たときに、ハウジング内部の左右方向の中央を上下方向にケーブルが通過しているとともに下面から外部へ前記ケーブルが延びている。そして、ハウジングのケーブルが通過している部分の左右両側に窪みが設けられているとともに、左右両側の窪みの内面からハウジングの下面へ貫通する貫通孔（第２締結孔）が設けられている。第２締結孔は、電気機器への締結用の第２ボルトを挿通するための孔である。そして、上記した窪みは、コネクタが電気機器の側面に取り付けられた状態において第２ボルトの上方をハウジングが覆わないように形成されている。即ち、第２ボルトを上方から脱着可能となっている。それゆえ、狭いエンジンコンパートメントでもコネクタの脱着作業が容易となる。また、ハウジングに窪みを形成することで第１ボルトの上下方向での脱着を可能にしているので、ハウジングの体格が大きくなることがない。なお、コネクタが取り付けられる側面とは、電気機器の後面あるいは前面であってもよい。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例のコネクタが取り付けられる電力制御器のフロントコンパートメントでの配置を示す斜視図である。 トランスアクスルの上に支持されている電力制御器の側面図である。 図２の符号IIIが示す範囲の拡大図である。 電力制御器に取り付けられたコネクタを後方から見た図である。 電力制御器に取り付けられたコネクタの周辺の斜視図である。

図面を参照して実施例のコネクタを説明する。実施例のコネクタは、ハイブリッド車の電力制御器に取り付けられるコネクタである。電力制御器は、バッテリの電力を走行用のモータの駆動電力に変換する電気機器である。電力制御器は、ハイブリッド車のフロントコンパートメント（エンジンコンパートメント）に搭載されている。

まず、ハイブリッド車９０のフロントコンパートメントにおける電力制御器の配置を説明する。図１に、ハイブリッド車９０のフロントコンパートメント９１の斜視図を示す。図１は、フロントコンパートメント９１におけるデバイスレイアウトを示す斜視図である。フロントコンパートメント９１には、エンジン７、トランスアクスル３、電力制御器１０が搭載されている。なお、フロントコンパートメントには他にも様々なデバイスが搭載されているが、それらの図示と説明は省略する。図中の座標系は、Ｆ軸が車両前方を示し、Ｖ軸が車両上方を示し、Ｈ軸は車幅方向を示している。図１では、エンジン７、トランスアクスル３、電力制御器１０は、模式的に描いてある。

トランスアクスル３の中には、走行用の２個のモータ３１、３２、デファレンシャルギア３３、動力分配機構が収容されている。トランスアクスル３とエンジン７は連結されており、エンジン７の出力軸は、動力分配機構に連結されている。動力分配機構には、２個のモータ３１、３２の出力軸も連結されている。動力分配機構は、エンジン７の出力トルクと２個のモータ３１、３２の出力トルクを適宜に合成して出力する。合成されたトルクはデファレンシャルギアを介して車輪に伝達される。また、動力分配機構は、エンジン７の出力トルクをモータ３１と車輪に分配する場合がある。その場合、ハイブリッド車９０は、エンジン７の駆動力で走行しながらモータ３１で発電する。トランスアクスル３には走行用のモータ３１、３２が収容されているので、トランスアクスル３の筐体は、モータハウジングと呼ぶこともできる。

エンジン７とトランスアクスル３は、車幅方向で連結されているとともに、車両の２本のサイドメンバ９２の間に懸架されている。なお、図１では２本のサイドメンバ９２のうち、一方は死角になり、見えていない。

トランスアクスル３の上に、電力制御器１０が固定されている。電力制御器１０は、フロントブラケット５とリアブラケット６により、トランスアクスル３の上方に固定されている。電力制御器１０は、不図示のメインバッテリの直流電力をモータ３１、３２の駆動電力に変換するデバイスである。電力制御器１０は、モータ３１が発電した交流の回生電力を直流電力に変換する機能も有する。直流電力に変換された回生電力はバッテリの充電に使われる。

図２に、トランスアクスル３と、その上に固定された電力制御器１０の側面図を示す。先に述べたように、トランスアクスル３には、２個のモータ３１、３２、デファレンシャルギア３３、動力分配機構が収容されている。２個のモータ３１、３２の出力軸３１ａ、３２ａとデファレンシャルギア３３の軸３３ａは、車幅方向に平行に延びている。３本の軸３１ａ、３２ａ、３３ａは、図２に示すように、車幅方向から見て三角形をなすように配置されている。モータ３１、３２とデファレンシャルギア３３のそのような配置により、トランスアクスル３の上面３ａは前下がりとなっている。その前下がりの上面３ａの上方に電力制御器１０が固定されている。電力制御器１０も前下がりの姿勢で固定されている。電力制御器１０の側面から６本のパワーケーブル１９が延びており、それらパワーケーブル１９は、トランスアクスル３に接続している。６本のパワーケーブル１９は、２個のモータ３１、３２の夫々に供給する２セットの三相交流電力を伝送する。大電力を伝送するパワーケーブル１９での電力損失を抑えるため、電力制御器１０は、モータ３１、３２の近く、即ち、モータを収容するトランスアクスル３の上部に配置される。電力制御器１０をモータ３１、３２の近くに配置することで、パワーケーブル１９の長さを短くし、電力損失を抑制する。

電力制御器１０は、フロントブラケット５とリアブラケット６により、トランスアクスル３との間に隙間ＳＰを有して固定されている。この構造は、トランスアクスル３の振動（モータ３１、３２の振動）やトランスアクスル３に連結されているエンジン７の振動から電力制御器１０を保護するために採用されている。なお、フロントブラケット５の電力制御器１０との連結箇所には防振ブッシュが取り付けられており、リアブラケット６の電力制御器１０との連結箇所にも防振ブッシュが取り付けられている。

電力制御器１０には、パワーケーブル１９のほかにもいくつかのケーブルが接続されている。その一つに、モータ駆動用のバッテリから延びるバッテリケーブル４３がある。なお、その他のケーブルは図示を省略した。バッテリケーブル４３は、コネクタ２０を介して電力制御器１０に接続されている。図２に示すように、コネクタ２０は、電力制御器１０の傾斜している後面１０ａに取り付けられている。先に述べたように、電力制御器１０が、前下がりの姿勢でトランスアクスル３の上に固定されている。それゆえ、電力制御器１０の後面１０ａは、その法線が斜め上を向くように傾斜している。法線が斜め上を向くように傾斜している後面１０ａにコネクタ２０が取り付けられる。コネクタ２０も全体が傾斜することになる。

車両のフロントコンパートメントには様々なデバイスが搭載されており、余分なスペースが少ない。コネクタ２０の周囲にも余分なスペースは少ない。なお、図１では、理解を助けるためにトランスアクスル３と電力制御器１０の他のデバイスは図示を省略していることに留意されたい。コネクタ２０は、フロントコンパートメントの狭いスペースでも脱着作業が容易となるように、後面１０ａへの固定構造に工夫がされている。

図３に図２の符号IIIが示す範囲の拡大図を示す。また、図４に、電力制御器１０に取り付けられたコネクタ２０を車両後方から見た図を示す。図５に、電力制御器１０に取り付けられたコネクタ２０の周辺の斜視図を示す。なお、図４、図５では、電力制御器１０を簡素化して描いてある。コネクタ２０は、３か所で電力制御器１０の後面１０ａに固定されている。電力制御器１０の後面１０ａには、後方へ延びるリブ１２、１３が設けられており、コネクタ２０は、ボルト４１、４２によって、リブ１２、１３に固定されている。コネクタ２０の上部が一個のリブ１２に固定されており、コネクタ２０の下部が、２個のリブ１３に固定されている。

コネクタ２０のハウジング２１の形状を説明する。なお、以下の説明で用いる「上」、「下」、「左右」は、電力制御器１０の後面１０ａに取り付けられたコネクタ２０を、後面１０ａの法線方向からみたときの「上」、「下」、「左右」を意味する。バッテリから延びる２本のバッテリケーブル４３は、ハウジング２１の下面からハウジング内部に入っている。バッテリケーブル４３は、ハウジング２１の内部の左右方向の中央を通過する（図４参照）。ハウジング２１は、バッテリケーブル４３が通過する中央峰部２６の左右の両側に窪み２３を有している。窪み２３は、電力制御器１０の傾斜している後面１０ａに取り付けられた状態で、ほぼ垂直に延びる２つの垂直内面２３ａと、ほぼ水平に広がる水平内面２３ｂで囲まれる形状を有している。そして、その水平内面２３ｂに、ハウジング２１の下面へ貫通する第２締結孔２５が設けられている。ハウジング２１の下面には、電力制御器１０の後面から延びるリブ１３が当接している。ハウジング２１の下部は、第２締結孔２５に挿通される第２ボルト４２により、リブ１３に固定される。

ハウジング２１の上面には第１締結孔２４が設けられている（図５参照）。第１締結孔２４の上に、電力制御器１０の後面１０ａから延びるリブ１２が重なっている。リブ１２にも貫通孔が設けられており、第１締結孔２４に螺合する第１ボルト４１により、ハウジング２１の上部がリブ１２に固定される。

窪み２３の利点を説明する。コネクタ２０のハウジング２１は、電力制御器１０の傾斜する後面１０ａに固定される。即ち、ハウジング２１の全体も傾斜している。コネクタ２０が後面１０ａに取り付けられた状態で、窪み２１を形成する垂直内面２３ａが垂直方向に延びており、水平内面２３ｂは水平方向に拡がっている。その水平内面２３ｂに、ハウジング２１の下面へ貫通する第２締結孔２５が設けられている。その第２締結孔２５に第２ボルト４２が上方から下方に向けて挿通され、ハウジング２１の下部がリブ１３に固定される。図３−図５に示されているように、窪み２３は、コネクタ２０が後面１０ａに取り付けられた状態において、リブ１３に締結された第２ボルト４２の上方をハウジング２１が覆わないように形成されている。別言すれば、窪み２３は、第２ボルト４２の上方が開放されるように形成されている。上記の構造により、第２ボルト４２は、コネクタ２０の上方からのアクセスで脱着できる。ハウジング２１の上部を固定する第１ボルト４１もコネクタ２０の上方からのアクセスで脱着できる。即ち、コネクタ２０は、上方からのアクセスで電力制御器１０に対して脱着することができる。車両のフロントコンパートメントには様々なデバイスが搭載されており、手を入れることができるスペースは少ない。コネクタ２０は電力制御器１０の後面１０ａに取り付けられているが、その脱着は、上方からのアクセスで可能となっている。

第２ボルト４２は、窪み２３の中でハウジング２１をリブ１３に固定する。コネクタ２０は、第２ボルト４２を挿通する部位として、ハウジング２１から外側へ突出した部位を必要としないので、ハウジング２１の体格を大きくせずに済むという利点もある。

また、車幅方向（図中のＨ軸方向）からみたときに、第１ボルト４１はコネクタ２０の重心Ｇの上前方でコネクタ２０を固定し、第２ボルト４２は、重心Ｇの後下方でコネクタ２０を固定する（図３参照）。コネクタ２０は、車幅方向からみて重心Ｇの両側で固定される。また、車両の後方からみたとき、第１ボルト４１は、重心Ｇのほぼ真上でコネクタ２０を固定し、２本の第２ボルト４２は、重心Ｇの左右の下方でコネクタ２０を固定する。コネクタ２０は、車幅方向からみても車両後方からみても重心Ｇを挟んだ箇所で固定される。そのような固定により、コネクタ２０はしっかりと電力制御器１０に固定される。

上記したように、コネクタ２０は、上方からのアクセスで脱着できるので、脱着の作業性が高い。加えて、コネクタ２０は、重心Ｇを挟む箇所で電力制御器１０に固定されるため、耐振動性が高い。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例の電力制御器１０が、請求項の「電気機器」の一例に相当する。本明細書が開示する技術は、電力制御器以外の電気機器に適用してもよい。実施例の後面１０ａが、請求項の「電気機器の側面」の一例に相当する。実施例のハイブリッド車９０が、請求項の「自動車」の一例に相当する。本明細書が開示する技術は、ハイブリッド車以外の自動車に適用してもよい。実施例のコネクタ２０は、電力制御器１０の後面１０ａに取り付けられる。本明細書が開示する技術は、後面以外の側面（車幅方向を向く側面、あるいは、前面）に取り付けられるコネクタに適用することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

３：トランスアクスル
７：エンジン
１０：電力制御器
１０ａ：後面
１２、１３：リブ
１９：パワーケーブル
２０：コネクタ
２１：ハウジング
２３ａ：垂直内面
２３ｂ：水平内面
２４：第１締結孔
２５：第２締結孔
２６：央峰部
３１、３２：モータ
３３：デファレンシャルギア
４１：第１ボルト
４２：第２ボルト
４３：バッテリケーブル
９０：ハイブリッド車
９１：フロントコンパートメント
Ｇ：重心

Claims (1)

1. 自動車に搭載される電気機器の側面に取り付けられるコネクタであり、
   前記電気機器に取り付けた状態で前記コネクタを前記側面の法線方向からみたときに、
   前記コネクタのハウジングの上部に前記電気機器への締結用の第１ボルトを挿通する第１締結孔が設けられており、
   前記ハウジング内部の左右方向の中央を上下方向にケーブルが通過しているとともに下面から外部へ前記ケーブルが延びており、
   前記ハウジングの前記ケーブルが通過している部分の左右両側に窪みが設けられているとともに、左右両側の前記窪みの内面から前記ハウジングの下面へ貫通する貫通孔であって前記電気機器への締結用の第２ボルトを挿通する第２締結孔が設けられており、
   前記窪みは、前記コネクタが前記側面に取り付けられた状態において前記第２ボルトの上方を前記ハウジングが覆わないように形成されている、コネクタ。

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