JP7424884B2 - 端子接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、端子接続構造に関する。

例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されるインバータユニットとバッテリーとの間、さらには、インバータユニットとモータユニットとの間は、高圧のワイヤハーネスにより電気的に接続されている。曲がり難い高圧のワイヤハーネスは、電線端末にそれぞれ接続されたコネクタで方向規制することで、車両の搭載スペースに応じた垂直方向や水平方向に配索される。
このようなコネクタとしては、相手コネクタに対する端子挿抜方向と電線の引き出し方向とを交差させたコネクタや、相手コネクタに対する端子挿抜方向と電線の引き出し方向とを一致させたコネクタが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００７－２９４１３４号公報 特開２０１７－１５２３７６号公報

しかしながら、これらコネクタに用いられる端子金具としては、相手端子金具と、相手端子金具に対する端子挿抜方向と電線の引き出し方向とを交差または一致させた垂直用端子金具及び水平用端子金具とが必要となる。即ち、車両の搭載スペースに応じて高圧のワイヤハーネスを垂直方向や水平方向に配索するためには、相手端子金具にそれぞれ接続される垂直用端子金具及び水平用端子金具を必要に応じて所定数用意しなければならない。そこで、これら垂直用端子金具及び水平用端子金具の生産数がまとまらず、端子コストが高いという問題があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、部品の共用化により端子コスト低減が可能な端子接続構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 第１電線の端末部に電気的に接続される第１電線接続部と、前記第１電線の引き出し方向に対し直交する方向へ突出するピン端子が設けられた第１端子接続部とを有する第１端子金具と、
前記ピン端子が嵌合するピン端子接続部と、前記ピン端子のピン端子挿抜方向に対し端子挿抜方向が直交する端子接続部とを有する中継端子金具と、
を備え、
雌型の前記端子接続部が、前記中継端子金具における筒状本体部の一端部から軸方向に沿って穿設され、
前記ピン端子接続部が、前記筒状本体部の他端側において前記軸方向と直交する方向に沿って穿設される
ことを特徴とする端子接続構造。

上記（１）の構成の端子接続構造によれば、第１電線の端末部に接続された第１端子金具は、ピン端子の軸線を中心とした所定範囲の回転姿勢であれば中継端子金具のピン端子接続部にピン端子を嵌合することができる。また、中継端子金具の端子接続部には、例えば第２電線の端末部に接続された第２端子金具を嵌合することができる。そこで、中継端子金具に対して第１端子金具をピン端子の軸線を中心に適宜回転させた姿勢で嵌合することにより、第２電線の引き出し方向に対して第１電線の引き出し方向を交差させた状態にも平行な状態にもできる。
即ち、車両の搭載スペースに応じて第１電線及び第２電線を垂直方向や水平方向に配索する際には、中継端子金具に対して第１端子金具をピン端子の軸線を中心に適宜回転させるだけでよく、第１端子金具及び中継端子金具は配索形態に係わらず共用化が可能である。そこで、これら第１端子金具及び中継端子金具の生産数がまとまり、端子コストを低減することができる。

更に、上記（１）の構成の端子接続構造によれば、筒状本体部の一端部に端子接続部が穿設されると共に筒状本体部の他端側にピン端子接続部が穿設されることにより、中継端子金具をコンパクトに構成することができる。

（２） 前記中継端子金具は、前記ピン端子接続部のピン端子挿入口が露出する第１接続用開口と、前記端子接続部の端子挿入口が露出する第２接続用開口とを有するコネクタハウジング内に収容されることを特徴とする上記（１）に記載の端子接続構造。

上記（２）の構成の端子接続構造によれば、第１電線の端末部に接続された第１端子金具と第２電線の端末部に接続された第２端子金具とが、コネクタハウジング内に収容された中継端子金具に対して嵌合自在とされたコンパクトなコネクタを構成することができる。

（３） 前記ピン端子の外周面と弾性接触する複数の板ばね片を有するばねコンタクトが、前記ピン端子接続部に収容されることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の端子接続構造。

上記（３）の構成の端子接続構造によれば、第１端子金具のピン端子が中継端子金具のピン端子接続部に挿入された際に生じるばねコンタクトの弾性変形によって、接触荷重を得て、電気的に安定した接触を確保することができる。

本発明に係る端子接続構造によれば、部品の共用化により端子コスト低減が可能となる。

以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細はさらに明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る端子接続構造を備えたコネクタの嵌合状態を示す縦断面図である。 図１に示した第１端子金具及び中継端子金具と、第２端子金具とを説明するための分解斜視図である。 （ａ）は図２に示した第１端子金具を説明するための斜視図、（ｂ）は図２に示した中継端子金具を説明するための部分破断斜視図である。 中継端子金具に第２端子金具を嵌合する前の状態を示す縦断面図である。 第２端子金具が嵌合された中継端子金具に第１端子金具を嵌合する前の状態を示す縦断面図である。 （ａ）は第２電線の引き出し方向に対して第１電線の引き出し方向を平行にした状態の端子接続構造を示す平面図、（ｂ）は第２電線の引き出し方向に対して第１電線の引き出し方向を直交させた状態の端子接続構造を示す平面図である。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る端子接続構造を備えたコネクタの嵌合状態を示す縦断面図である。図２は図１に示した第１端子金具３０及び中継端子金具１０と、第２端子金具２０とを説明するための分解斜視図である。図３の（ａ）は図２に示した第１端子金具３０を説明するための斜視図、図３の（ｂ）は図２に示した中継端子金具１０を説明するための部分破断斜視図である。図４は中継端子金具１０に第２端子金具２０を嵌合する前の状態を示す縦断面図である。図５は第２端子金具２０が嵌合された中継端子金具１０に第１端子金具３０を嵌合する前の状態を示す縦断面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る端子接続構造を備えたコネクタは、第１電線３７の端末部に電気的に接続された第１端子金具３０と、第２電線２７の端末部に電気的に接続された第２端子金具２０と、第１端子金具３０と第２端子金具２０とを電気的に接続する中継端子金具１０と、中継端子金具１０を収容するコネクタハウジング６０と、を備えている。

本実施形態に係る第１電線３７及び第２電線２７は、撚り線導体３９の外周に絶被体３８が被覆された絶縁電線である。撚り線導体３９は、具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などからなる導体素線を撚り合わせて構成されている。絶縁体３８は、具体的には、電気絶縁性を有する各種の樹脂やゴム（エラストマーを含む）を用いることができる。

本実施形態の第１端子金具３０は、図２及び図３の（ａ）に示すように、第１電線３７の端末部に電気的に接続される第１電線接続部３２と、第１電線３７の引き出し方向に対し直交する方向へ突出するピン端子３３が設けられた第１端子接続部３１とを有する。第１端子金具３０は、具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などからなる導電金属板をプレス加工して構成されている。

第１電線接続部３２は、撚り線導体３９を圧着する導体圧着部３４と第１電線３７を固定する被覆圧着部３５とからなる電線圧着部である。第１端子接続部３１は、第１電線接続部３２から端子前方に延びる矩形板状部の一面に、円柱状のピン端子３３が垂設されている。

第１電線接続部３２における矩形板状部とピン端子３３との接続は、種々の方法で行うことができる。例えば、矩形板状部に孔を形成し、ピン端子３３の下端に形成した突部を圧入することで、ピン端子３３を矩形板状部に略直角に接続することができる。また、矩形板状部にピン端子３３の下端を溶接して接続することもできる。

本実施形態の第２端子金具２０は、図２に示すように、第２電線２７の端末部に電気的に接続される第２電線接続部２４と、第２電線接続部２４から端子前方に延びる第２端子接続部２１とを有する。第２端子金具２０は、具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などからなる導電金属棒を切削加工して構成されている。

第２電線接続部２４は、後端部に形成された円筒凹部内に挿入した撚り線導体３９の先端を加締め固定する電線加締め部である（図１参照）。第２端子接続部２１は、第２電線接続部２４から端子前方に延びる円柱状の雄端子部である。なお、第２端子接続部２１は、円柱状の雄端子部に限らずタブ状の雄端子部に構成することもできる。

本実施形態の中継端子金具１０は、図２及び図３の（ｂ）に示すように、第１端子金具３０のピン端子３３が嵌合するピン端子接続部１５と、ピン端子３３のピン端子挿抜方向Ｘに対し端子挿抜方向Ｙが直交する端子接続部１４とを有する。中継端子金具１０は、具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などからなる導電金属棒を切削加工して構成されている。

中継端子金具１０は、筒状本体部１１の一端部に、端子挿抜方向Ｙに沿う有底円筒形孔であるの端子接続部１４が穿設されている。端子接続部１４の開口端には、円筒形内周面１２の周方向に沿って内フランジ１３が突出形成されている。なお、筒状本体部１１は、円筒形に限らず四角
そして、図４に示すように、端子接続部１４内には、円筒状のばねコンタクト４０が収容される。ばねコンタクト４０は、導電性及びバネ性を有する方形の金属（例えばリン青銅等）板から、多数の弓なり状の板ばね片４０ａを連結部４０ｂ，４０ｂによって連結した形状に打ち抜き形成され、これを円筒状に丸めて構成されている。このようにして形成されたばねコンタクト４０は、端子接続部１４に挿入された後、内フランジ１３に係止され、端子接続部１４内に保持される。

中継端子金具１０は、筒状本体部１１の他端側に、端子挿抜方向Ｙと直交するピン端子挿抜方向Ｘに貫通する円筒形孔であるピン端子接続部１５が穿設されている。ピン端子接続部１５の両開口端には、円筒形内周面１６の周方向に沿って内フランジ１７がそれぞれ突出形成されている。
そして、図４に示すように、ピン端子接続部１５内には、円筒状のばねコンタクト５０が収容される。ばねコンタクト５０は、導電性及びバネ性を有する方形の金属（例えばリン青銅等）板から、多数の弓なり状の板ばね片５０ａを連結部５０ｂ，５０ｂによって連結した形状に打ち抜き形成され、これを円筒状に丸めて構成されている。このようにして形成されたばねコンタクト５０は、ピン端子接続部１５に挿入された後、一対の内フランジ１７に係止され、ピン端子接続部１５内に保持される。

コネクタハウジング６０は、図４に示すように、ピン端子接続部１５の上方開口端であるピン端子挿入口１５ａが露出する第１接続用開口６３と、端子接続部１４の端子挿入口１４ａが露出する第２接続用開口６１と、ピン端子３３の先端が露出する開口６５とを有する合成樹脂の成形品として形成されている。

このコネクタハウジング６０内には、第２接続用開口６１側から中継端子金具１０が挿入されて収容される。コネクタハウジング６０内に収容された中継端子金具１０は、図示しない係止機構により不用意に抜け出さないように保持されることが望ましい。
そして、コネクタハウジング６０内に収容された中継端子金具１０のピン端子接続部１５には、図４に示すように、第１接続用開口６３を介して第１端子金具３０のピン端子３３が嵌合自在とされる。また、コネクタハウジング６０内に収容された中継端子金具１０の端子接続部１４には、図５に示すように、第２接続用開口６１を介して第２端子金具２０の第２端子接続部２１が嵌合自在とされる。

次に、本実施形態に係る端子接続構造の作用を説明する。
図６の（ａ）は第２電線２７の引き出し方向に対して第１電線３７の引き出し方向を平行にした状態の端子接続構造を示す平面図、図６の（ｂ）は第２電線２７の引き出し方向に対して第１電線３７の引き出し方向を直交させた状態の端子接続構造を示す平面図である。

本実施形態に係る端子接続構造によれば、第１電線３７の端末部に接続された第１端子金具３０は、ピン端子３３の軸線（ピン端子挿抜方向Ｘ）を中心とした所定範囲（第１電線接続部３２が中継端子金具１０及びコネクタハウジング６０に対して干渉しない範囲）の回転姿勢であれば中継端子金具１０のピン端子接続部１５にピン端子３３を嵌合することができる。また、中継端子金具１０の端子接続部１４には、第２電線２７の端末部に接続された第２端子金具２０を嵌合することができる。

そこで、図６の（ａ），（ｂ）に示すように、中継端子金具１０に対して第１端子金具３０をピン端子３３の軸線を中心に適宜回転させた姿勢で嵌合することにより、第２電線２７の引き出し方向に対して第１電線３７の引き出し方向を交差させた状態にも平行な状態にもできる。

即ち、車両の搭載スペースに応じて第１電線３７及び第２電線２７を垂直方向や水平方向に配索する際には、中継端子金具１０に対して第１端子金具３０をピン端子３３の軸線を中心に適宜回転させるだけでよく、第１端子金具３０及び中継端子金具１０は配索形態に係わらず第２端子金具２０と共に共用化が可能である。そこで、第２端子金具２０と共にこれら第１端子金具３０及び中継端子金具１０の生産数がまとまり、端子コストを低減することができる。

また、本実施形態に係る端子接続構造では、筒状本体部１１の一端部に端子接続部１４が穿設されると共に筒状本体部１１の他端側にピン端子接続部１５が穿設されることにより、中継端子金具１０をコンパクトに構成することができる。

また、本実施形態に係る端子接続構造では、第１電線３７の端末部に接続された第１端子金具３０と第２電線２７の端末部に接続された第２端子金具２０とが、コネクタハウジング６０内に収容された中継端子金具１０のピン端子接続部１５及び端子接続部１４に対してそれぞれ嵌合自在とされたコンパクトなコネクタを構成することができる。

更に、本実施形態に係る端子接続構造では、第１端子金具３０のピン端子３３が中継端子金具１０のピン端子接続部１５に挿入された際に生じるばねコンタクト５０の弾性変形によって、接触荷重を得て、第１端子金具３０と中継端子金具１０とは電気的に安定した接触を確保することができる。また、第２端子金具２０の第２端子接続部２１が中継端子金具１０の端子接続部１４に挿入された際に生じるばねコンタクト４０の弾性変形によって、接触荷重を得て、第２端子金具２０と中継端子金具１０とは電気的に安定した接触を確保することができる。

従って、本実施形態に係る端子接続構造によれば、第１端子金具３０、第２端子金具２０及び中継端子金具１０の部品共用化により端子コスト低減が可能となる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

上記実施形態においては、第１端子金具３０の第１電線接続部３２が電線圧着部とされたが、本発明はこれに限らず電線加締め部などの種々の電線接続構造を採ることができることは云うまでもない。また、中継端子金具１０の端子接続部１４は、有底円筒形孔である雌型コネクタ状の端子接続部とされたが、本発明はこれに限らず雄型コネクタ状の端子接続部とすることもできる。この場合、第２端子金具の第２端子接続部は雌端子部とされる。

また、上記実施形態においては、第１端子金具３０のピン端子３３が円柱状とされたが、本発明はこれに限らず正多角形断面を有する角柱状に構成することもできる。この場合、第１端子金具は中継端子金具に対してピン端子の軸線を中心に正多角形の中心角毎に回転させた姿勢で嵌合される。

次に、上述した本発明に係る端子接続構造の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 第１電線（３７）の端末部に電気的に接続される第１電線接続部（３２）と、前記第１電線の引き出し方向に対し直交する方向へ突出するピン端子（３３）が設けられた第１端子接続部（３１）とを有する第１端子金具（３０）と、
前記ピン端子が嵌合するピン端子接続部（１５）と、前記ピン端子のピン端子挿抜方向（Ｘ）に対し端子挿抜方向（Ｙ）が直交する端子接続部（１４）とを有する中継端子金具（１０）と、
を備えることを特徴とする端子接続構造。
［２］ 雌型の前記端子接続部（１４）が、前記中継端子金具（１０）における筒状本体部（１１）の一端部から軸方向（端子挿抜方向Ｙ）に沿って穿設され、
前記ピン端子接続部（１５）が、前記筒状本体部の他端側において前記軸方向と直交する方向に沿って穿設される
ことを特徴とする上記［１］に記載の端子接続構造。
［３］ 前記中継端子金具（１０）は、前記ピン端子接続部（１５）のピン端子挿入口（１５ａ）が露出する第１接続用開口（６３）と、前記端子接続部（１４）の端子挿入口（１４ａ）が露出する第２接続用開口（６１）とを有するコネクタハウジング（６０）内に収容される
ことを特徴とする上記［２］に記載の端子接続構造。
［４］ 前記ピン端子（３３）の外周面と弾性接触する複数の板ばね片（５０ａ）を有するばねコンタクト（５０）が、前記ピン端子接続部（１５）に収容される
ことを特徴とする上記［１］～［３］の何れか１つに記載の端子接続構造。

１０…中継端子金具
１４…端子接続部
１５…ピン端子接続部
３０…第１端子金具
３１…第１端子接続部
３２…第１電線接続部
３３…ピン端子
３７…第１電線

Claims (3)

1. 第１電線の端末部に電気的に接続される第１電線接続部と、前記第１電線の引き出し方向に対し直交する方向へ突出するピン端子が設けられた第１端子接続部とを有する第１端子金具と、
   前記ピン端子が嵌合するピン端子接続部と、前記ピン端子のピン端子挿抜方向に対し端子挿抜方向が直交する端子接続部とを有する中継端子金具と、
   を備え、
   雌型の前記端子接続部が、前記中継端子金具における筒状本体部の一端部から軸方向に沿って穿設され、
   前記ピン端子接続部が、前記筒状本体部の他端側において前記軸方向と直交する方向に沿って穿設される
   ことを特徴とする端子接続構造。
2. 前記中継端子金具は、前記ピン端子接続部のピン端子挿入口が露出する第１接続用開口と、前記端子接続部の端子挿入口が露出する第２接続用開口とを有するコネクタハウジング内に収容される
   ことを特徴とする請求項１に記載の端子接続構造。
3. 前記ピン端子の外周面と弾性接触する複数の板ばね片を有するばねコンタクトが、前記ピン端子接続部に収容される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の端子接続構造。

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