JP6818817B1 - 端子装置及び車両用電力変換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数を削減し、組み付け作業を容易にすることを課題とする。【解決手段】端子本体11は、露出対向部11eを有している。露出対向部11eは、固定部材12から露出している。また、露出対向部11eは、固定部材12に隣接している。また、露出対向部11eは、筐体1に対向している。固定部材12は、隣接端部12dを有している。隣接端部12dは、露出対向部11eに隣接している。シール部材13は、露出対向部11eと隣接端部12dとに跨がって配置されている。【選択図】図6

Description

この発明は、シール部材を備えた端子装置、及びその端子装置を備えた車両用電力変換装置に関するものである。
従来の車両用電源装置の端子装置は、金属製の端子本体と、樹脂製の固定部材とを有している。また、端子装置には、第1のOリングと、第2のOリングとが設けられている。第1のOリングは、筐体の取付穴と固定部材との間を通って筐体内に水が浸入することを阻止する。第2のOリングは、端子本体と固定部材との間の接合面を通って筐体内に水が浸入することを阻止する(例えば、特許文献1参照)。
特開2014−220045号公報
上記のような従来の端子装置では、第1のOリングと第2のOリングとが用いられているため、部品点数が多く、組み付け作業が煩雑である。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、部品点数を削減し、組み付け作業を容易にすることができる端子装置、及びその端子装置を備えた車両用電力変換装置を得ることを目的とする。
この発明に係る端子装置は、筐体に挿入される端子本体と、端子本体の一部を覆っており、筐体に固定される固定部材とを有している端子ユニット、及び端子ユニットに設けられ、端子ユニットと筐体との間をシールする環状のシール部材を備え、端子本体は、露出対向部を有しており、露出対向部は、固定部材から露出しているとともに、固定部材に隣接しており、かつ筐体に対向しており、固定部材は、隣接端部を有しており、隣接端部は、露出対向部に隣接しており、かつ筐体に対向しており、シール部材は、露出対向部と隣接端部とに跨がって配置されている。
この発明によれば、部品点数を削減し、組み付け作業を容易にすることができる。
この発明の実施の形態1による端子装置を備えた車両用電力変換装置を示す斜視図である。 図1の車両用電力変換装置の要部を示す平面図である。 図2のIII−III線に沿う断面図である。 図3の端子装置を示す斜視図である。 図3の要部を拡大して示す断面図である。 図5の要部をさらに拡大して示す断面図である。 この発明の実施の形態2による端子装置を備えた車両用電力変換装置を示す斜視図である。 図7の車両用電力変換装置の要部を示す平面図である。 図8のIX−IX線に沿う断面図である。 図9の端子装置を示す斜視図である。 図9の要部を拡大して示す断面図である。 図11の要部をさらに拡大して示す断面図である。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による端子装置を備えた車両用電力変換装置を示す斜視図である。図において、筐体1は、導電性を有する材料により構成されている。筐体1には、図示しない電源部が収容されている。
筐体1の上部には、防水型の端子装置2が固定されている。端子装置2は、端子固定ねじ3によって、筐体1に固定されている。
ハーネス4は、変換装置側端子4aと、図示しないバッテリー側端子とを有している。変換装置側端子4aは、ナット5によって端子装置2に固定されている。これにより、ハーネス4は、端子装置2に電気的に接続されている。
バッテリー側端子は、図示しない車両用バッテリーに電気的に接続されている。電力変換装置によって生成された電力は、端子装置2及びハーネス4を介してバッテリーに供給される。
図2は、図1の車両用電力変換装置の要部を示す平面図である。また、図3は、図2のIII−III線に沿う断面図である。筐体1には、端子挿入孔1aが設けられている。端子装置2の下端部は、端子挿入孔1aに挿入されている。
筐体1には、電子部品6が収容されている。電子部品6は、ターミナル7を介して端子装置2に電気的に接続されている。
端子装置2は、端子ユニット20と、環状のシール部材13とを有している。端子ユニット20は、円柱状の端子本体11と、円筒状の固定部材12とを有している。
端子本体11は、導電性を有する材料、例えば金属により構成されている。金属としては、例えば鉄が用いられている。また、端子本体11は、内側端子部11a、外側端子部11b、及び中間部11cを有している。
内側端子部11aは、端子本体11の端部であって、筐体1内に挿入されている端部である。ターミナル7は、ターミナル固定ねじ8によって、内側端子部11aに固定されている。ターミナル固定ねじ8は、内側端子部11aの雌ねじ部にねじ込まれている。
外側端子部11bは、端子本体11の端部であって、内側端子部11aとは反対側の端部である。また、外側端子部11bは、筐体1の外部に位置している。変換装置側端子4aは、ナット5によって、外側端子部11bに固定されている。ナット5は、外側端子部11bの雄ねじ部にねじ込まれている。
中間部11cは、内側端子部11aと外側端子部11bとの間の部分である。中間部11cの外周には、環状の中間溝11dが設けられている。中間溝11dは、端子本体11の周方向に沿って連続して設けられている。端子本体11の周方向は、端子本体11の中心軸を中心とした円周に沿う方向である。
固定部材12は、端子本体11を筐体1に固定するための部材である。また、固定部材12は、端子本体11に固定されている。また、固定部材12は、端子本体11の一部を覆っている。具体的には、固定部材12は、中間部11cの一部を覆っている。
また、固定部材12は、樹脂により構成されている。端子本体11と固定部材12とは、インサート成形によって一体化されている。また、端子本体11と固定部材12とを一体化することにより、端子ユニット20が構成されている。
固定部材12は、円筒状の大径部12a、円筒状の小径部12b、及び突出部12cを有している。大径部12aの軸方向の一端面、ここでは下端面は、端子挿入孔1aの縁部に接している。
小径部12bは、中間溝11dを埋めている。小径部12bの軸方向の第1の端部は、端子挿入孔1aに挿入されている。小径部12bの軸方向の第2の端部は、大径部12aに繋がっている。
突出部12cは、大径部12aの外周の一部から外側へ突出している。また、突出部12cは、端子固定ねじ3によって筐体1に固定されている。これにより、端子装置2が筐体1に固定されている。
シール部材13は、端子ユニット20の外周面に設けられている。また、シール部材13は、端子挿入孔1aの内周面と端子ユニット20との間に介在している。また、シール部材13は、端子ユニット20と筐体1との間をシールしている。また、シール部材13は、シリコン系の材料により構成されている。
図4は、図3の端子装置2を示す斜視図である。突出部12cには、カラー14が固定されている。カラー14には、端子固定ねじ3が通される。また、カラー14は、端子固定ねじ3を締め付けることによって、筐体1に押し付けられる。
端子ユニット20には、環状のシール溝20aが設けられている。シール溝20aは、端子本体11の周方向に沿って連続して設けられている。シール部材13は、シール溝20a内に配置されており、かつ端子ユニット20に装着されている。
図5は、図3の要部を拡大して示す断面図である。また、図6は、図5の要部をさらに拡大して示す断面図である。
端子本体11は、露出対向部11eを有している。露出対向部11eは、固定部材12から露出している。また、露出対向部11eは、固定部材12に隣接している。また、露出対向部11eは、端子挿入孔1aの内周面に対向している。
固定部材12は、隣接端部12dを有している。隣接端部12dは、露出対向部11eに隣接している。また、隣接端部12dは、端子挿入孔1aの内周面に対向している。また、隣接端部12dは、端子本体11の軸方向における固定部材12の端部であって、筐体1側の端部である。
シール溝20aの底面20bは、端子挿入孔1aの内周面に対向している。また、
シール溝20aの底面20bは、露出対向部11eと隣接端部12dとにより構成されている。シール部材13は、露出対向部11eと隣接端部12dとに跨がって配置されている。
露出対向部11eと隣接端部12dとの境界20cは、シール溝20aの幅方向の中間位置に位置している。シール溝20aの幅方向は、端子本体11の軸方向に平行な方向であり、図6の上下方向である。シール溝20aの幅方向について、シール溝20aの寸法は、シール部材13の寸法よりも大きい。
シール部材13は、環状の主部13a、環状の第1のリップ13b、環状の第2のリップ13c、環状の第3のリップ13d、及び環状の第4のリップ13eを有している。主部13aは、円筒状であり、シール溝20aの底面20bを囲んでいる。
第1のリップ13bは、主部13aから、主部13aの内側へ突出している。また、第1のリップ13bは、隣接端部12dに接している。
第2のリップ13cは、主部13aから、第1のリップ13bとは反対方向、即ち主部13aの外側へ突出している。また、第2のリップ13cは、端子挿入孔1aの内周面における隣接端部12dに対向する部分に接している。また、第1のリップ13bと第2のリップ13cとは、端子本体11の軸方向における同じ位置に設けられている。
第3のリップ13dは、主部13aから、第1のリップ13bと同方向、即ち主部13aの内側へ突出している。また、第3のリップ13dは、露出対向部11eに接している。
第4のリップ13eは、主部13aから、第3のリップ13dとは反対方向、即ち主部13aの外側へ突出している。また、第4のリップ13eは、端子挿入孔1aの内周面における露出対向部11eに対向する部分に接している。また、第3のリップ13dと第4のリップ13eとは、端子本体11の軸方向における同じ位置に設けられている。
第1のリップ13b及び第2のリップ13cは、境界20cよりも外側端子部11b側に位置している。第3のリップ13d及び第4のリップ13eは、境界20cよりも内側端子部11a側に位置している。
端子ユニット20から外された状態におけるシール部材13の内径は、シール溝20aの底面20bにおける端子ユニット20の外径よりも小さい。このため、シール部材13を端子ユニット20に装着した状態では、シール部材13が端子ユニット20を締め付けている。これにより、シール部材13が端子ユニット20に密着し、シール部材13の端子ユニット20からの脱落が防止されている。
このような端子装置2では、固定部材12の隣接端部12dに、端子本体11の露出対向部11eが隣接している。また、露出対向部11e及び隣接端部12dは、端子挿入孔1aの内周面に対向している。そして、シール部材13は、露出対向部11eと隣接端部12dとに跨がって配置されている。
このため、筐体1と固定部材12との間の隙間からの液体の浸入経路と、端子本体11と固定部材12との間の隙間からの液体の浸入経路とを、1つのシール部材13によりシールすることができる。従って、部品点数を削減し、組み付け作業を容易にすることができる。
また、上記の2箇所の隙間からの液体の浸入を抑制し、端子本体11と筐体1とが液体を介して導通することを防止することができる。
また、主部13aに、第1のリップ13b、第2のリップ13c、第3のリップ13d、及び第4のリップ13eが設けられている。このため、より安定した気密性を確保することができる。
また、シール溝20aの底面20bは、端子挿入孔1aの内周面に対向しており、かつ隣接端部12dと露出対向部11eとにより構成されている。そして、シール部材13は、シール溝20a内に配置されている。このため、簡単な構成により、シール部材13を安定して保持することができる。
また、シール溝20aの幅方向について、シール溝20aの寸法は、シール部材13の寸法よりも大きい。このため、シール部材13が圧縮されたときのシール部材13の逃げ空間が確保され、シール部材13が過剰な圧縮状態になることが防止される。これにより、シール部材13の劣化速度を低下させ、耐用年数を長くすることができる。
また、シール溝20aの幅及び深さを適宜設定することにより、シール溝20aに対するシール部材13の充填率を適切に設定することができる。
実施の形態2.
次に、図7は、この発明の実施の形態2による端子装置を備えた車両用電力変換装置を示す斜視図である。実施の形態2の端子装置2は、2本の端子固定ねじ3によって、筐体1に固定されている。
図8は、図7の車両用電力変換装置の要部を示す平面図である。また、図9は、図8のIX−IX線に沿う断面図である。
端子装置2は、端子ユニット30と、環状のシール部材33とを有している。端子ユニット30は、円柱状の端子本体31と、円筒状の固定部材32とを有している。
端子本体31は、内側端子部31a、外側端子部31b、中間部31c、及びフランジ部31dを有している。内側端子部31a、外側端子部31b、及び中間部31cは、それぞれ実施の形態1の内側端子部11a、外側端子部11b、及び中間部11cと同様である。但し、中間部31cに中間溝は設けられていない。
フランジ部31dは、中間部11cから、端子本体11の径方向外側へ突出している。端子本体11の径方向は、端子本体11の中心軸に直交する方向である。また、フランジ部31dは、鍛造により形成されている。また、フランジ部31dは、筐体1の外部に位置している。また、フランジ部31dは、端子挿入孔1aの縁部に対向している。
固定部材32は、端子本体31に固定されている。また、固定部材32は、端子本体31の一部を覆っている。具体的には、固定部材32は、中間部31cの一部を覆っている。
端子本体31と固定部材32とを一体化することにより、端子ユニット30が構成されている。
固定部材32は、円筒部32aと、一対の突出部32bとを有している。固定部材32の端面であって、内側端子部31a側の端面は、筐体1の上面に接している。
一対の突出部32bは、円筒部32aの外周から互いに反対方向へ突出している。また、一対の突出部32bは、それぞれ端子固定ねじ3によって筐体1に固定されている。これにより、端子装置2が筐体1に固定されている。
シール部材33は、筐体1の外面、この例では上面と、端子ユニット30との間に介在している。
図10は、図9の端子装置2を示す斜視図である。一対の突出部32bには、それぞれカラー14が固定されている。
端子ユニット30には、環状のシール溝30aが設けられている。シール溝30aは、端子本体31の周方向に沿って連続して設けられている。シール部材33は、シール溝30a内に配置されており、かつ端子ユニット30に装着されている。
図11は、図9の要部を拡大して示す断面図である。また、図12は、図11の要部をさらに拡大して示す断面図である。
端子本体31は、露出対向部31eを有している。露出対向部31eは、フランジ部31dの一部である。また、露出対向部31eは、固定部材32から露出している。また、露出対向部31eは、固定部材32に隣接している。また、露出対向部31eは、筐体1に対向している。また、露出対向部31eは、筐体1の外面、この例では上面に対向している。また、露出対向部31eは、端子挿入孔1aの縁部に対向している。
フランジ部31dには、環状の段部31fが設けられている。段部31fは、端子本体31の径方向外側で、露出対向部31eに隣接している。また、段部31fは、端子本体31の周方向に沿って設けられている。段部31fの筐体1に対向する面は、露出対向部31eよりも筐体1から離れている。
固定部材32は、隣接端部32dを有している。隣接端部32dは、段部31fに設けられており、かつ段部31fを埋めている。また、隣接端部32dは、露出対向部31eに隣接している。また、隣接端部32dは、筐体1の外面、この例では上面に対向している。
シール溝30aの底面30bは、筐体1の外面、この例では上面に対向している。また、シール溝30aの底面は、露出対向部31eと隣接端部32dとにより構成されている。これにより、シール部材33は、露出対向部31eと隣接端部32dとに跨がって配置されている。
露出対向部31eと隣接端部32dとの境界30cは、シール溝30aの幅方向の中間位置に位置している。シール溝30aの幅方向は、端子本体31の径方向であり、図12の左右方向である。シール溝30aの幅方向について、シール溝30aの寸法は、シール部材33の寸法よりも大きい。
シール部材33は、環状の主部33a、環状の第1のリップ33b、環状の第2のリップ33c、環状の第3のリップ33d、環状の第4のリップ33e、及び円筒状のリブ33fを有している。主部33aの外形は、円板の中央に孔が設けられている形である。
第1のリップ33bは、主部33aから、筐体1とは反対側へ突出している。また、第1のリップ33bは、隣接端部32dに接している。
第2のリップ33cは、主部33aから、第1のリップ33bとは反対方向、即ち筐体1側へ突出している。また、第2のリップ33cは、筐体1の外面における隣接端部32dに対向する部分に接している。また、第1のリップ33bと第2のリップ33cとは、端子本体31の径方向における同じ位置に設けられている。
第3のリップ33dは、主部33aから、第1のリップ33bと同方向、即ち筐体1とは反対側へ突出している。また、第3のリップ33dは、露出対向部31eに接している。
第4のリップ33eは、主部33aから、第3のリップ33dとは反対方向、即ち筐体1側へ突出している。また、第4のリップ33eは、筐体1の外面における露出対向部31eに対向する部分に接している。また、第3のリップ33dと第4のリップ33eとは、端子本体31の径方向における同じ位置に設けられている。
第1のリップ33b及び第2のリップ33cは、境界30cよりも端子本体31の径方向の外側に位置している。第3のリップ33d及び第4のリップ33eは、境界30cよりも端子本体31の径方向の内側に位置している。
リブ33fは、主部33aの内周部から、内側端子部11a側へ突出している。また、リブ33fは、端子挿入孔1a内に挿入されている。また、リブ33fは、端子本体31を囲んでいる。
端子ユニット30から外された状態におけるシール部材33の内径は、端子ユニット30におけるシール部材33が装着されている部分の外径よりも小さい。このため、シール部材33を端子ユニット30に装着した状態では、シール部材33が端子ユニット30を締め付けている。これにより、シール部材33が端子ユニット30に密着し、シール部材33の端子ユニット30からの脱落が防止されている。
フランジ部31dの外径は、シール部材33の外径よりも大きい。他の構成は、実施の形態1と同様である。
このような構成によっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
また、端子本体31にフランジ部31dが設けられており、フランジ部31dの一部が露出対向部31eとなっている。このため、端子挿入孔1aの縁部と端子ユニット30との間にシール部材33を配置することができ、設計の自由度を向上させることができる。
また、シール溝30aの幅及び深さを容易に変更することができ、シール部材33の材質及び断面形状に合わせて、シール部材33にとって適切な圧縮率を設定することができる。
また、フランジ部31dには段部31fが設けられているため、段部31fに隣接端部32dを設けることができる。また、フランジ部31dを鍛造する過程で露出対向部31eを精度良く形成するとともに、境界30cの位置を精度良く管理することができる。フランジ部31dの径方向の外側端部は、鍛造により塑性変形した部分が逃げ広がることにより形成される。このため、外側端部の寸法精度は、高くない。しかし、外側端部は、固定部材32にインサートされるため、寸法精度の低下による悪影響はない。
また、フランジ部31dの外径は、シール部材33の外径よりも大きい。このため、シール部材33が押し潰されることにより発生する反発力に対して、樹脂製の固定部材32の変形、反り、及びへたりの発生を抑制することができる。
また、シール部材33には、リブ33fが設けられている。また、リブ33fは、端子本体31を囲んでおり、かつ端子挿入孔1aに挿入されている。このため、端子本体31が外力によって傾いたとしても、端子本体31が筐体1に直接接触することはなく、絶縁性を保つことができる。
なお、上記の例では、シール部材として、シリコン系の材料からなる固形ガスケットを示した。しかし、シール部材は、塗布タイプのガスケット、例えば紫外線硬化型の液状ガスケットでもよい。
また、上記の例では、車両用電力変換装置に適用される端子装置を示したが、この発明の端子装置は、他の機器に適用してもよい。
1 筐体、1a 端子挿入孔、2 端子装置、11,31 端子本体、11e,31e 露出対向部、12,32 固定部材、12d,32d 隣接端部、13,33 シール部材、13a,33a 主部、13b,33b 第1のリップ、13c,33c 第2のリップ、13d,33d 第3のリップ、13e,33e 第4のリップ、20,30 端子ユニット、20a,30a シール溝、20b,30b 底面、31d フランジ部、31f 段部。

Claims (8)

  1. 筐体の端子挿入孔に挿入される端子本体と、前記端子本体の一部を覆っており、前記筐体に固定される固定部材とを有している端子ユニット、及び
    前記端子ユニットに設けられ、前記端子ユニットと前記筐体との間をシールする環状のシール部材
    を備え、
    前記端子本体は、露出対向部を有しており、
    前記露出対向部は、前記固定部材から露出しているとともに、前記固定部材に隣接しており
    前記固定部材は、隣接端部を有しており、
    前記隣接端部は、前記露出対向部に隣接しており
    前記露出対向部及び前記隣接端部は、前記端子挿入孔の内周面に対向しており、
    前記シール部材は、前記露出対向部と前記隣接端部とに跨がって配置されており、
    前記シール部材は、
    環状の主部と、
    前記主部から突出し、前記隣接端部に接している環状の第1のリップと、
    前記主部から前記第1のリップとは反対方向へ突出し、前記筐体における前記隣接端部に対向する部分に接する環状の第2のリップと、
    前記主部から前記第1のリップと同方向へ突出し、前記露出対向部に接している環状の第3のリップと、
    前記主部から前記第3のリップとは反対方向へ突出し、前記筐体における前記露出対向部に対向する部分に接する環状の第4のリップと
    を有している端子装置。
  2. 前記端子ユニットには、シール溝が設けられており、
    前記シール溝の底面は、前記筐体に対向しており、
    前記底面は、前記露出対向部と前記隣接端部とにより構成されており、
    前記シール部材は、前記シール溝内に配置されている請求項1記載の端子装置。
  3. 前記シール溝の幅方向について、前記シール溝の寸法は、前記シール部材の寸法よりも大きい請求項記載の端子装置。
  4. 筐体に挿入される端子本体と、前記端子本体の一部を覆っており、前記筐体に固定される固定部材とを有している端子ユニット、及び
    前記端子ユニットに設けられ、前記端子ユニットと前記筐体との間をシールする環状のシール部材
    を備え、
    前記端子本体は、露出対向部を有しており、
    前記露出対向部は、前記固定部材から露出しているとともに、前記固定部材に隣接しており、かつ前記筐体に対向しており、
    前記固定部材は、隣接端部を有しており、
    前記隣接端部は、前記露出対向部に隣接しており、かつ前記筐体に対向しており、
    前記シール部材は、前記露出対向部と前記隣接端部とに跨がって配置されており、
    前記端子本体は、前記筐体に設けられた端子挿入孔の縁部に対向するフランジ部を有しており、
    前記露出対向部は、前記フランジ部の一部である端子装置。
  5. 前記フランジ部には、環状の段部が設けられており、
    前記段部は、前記端子本体の径方向外側で、前記露出対向部に隣接しており、
    前記隣接端部は、前記段部に設けられている請求項記載の端子装置。
  6. 前記フランジ部の外径は、前記シール部材の外径よりも大きい請求項又は請求項に記載の端子装置。
  7. 前記シール部材は、前記端子挿入孔に挿入される円筒状のリブを有しており、
    前記リブは、前記端子本体を囲んでいる請求項から請求項までのいずれか1項に記載の端子装置。
  8. 請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の端子装置
    を備えている車両用電力変換装置。
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