JP7518106B2 - 端子接続構造、およびコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、端子接続構造、コネクタ、および接続導体に関する。

従来、接続導体によって端子を接続する技術がある。特許文献１には、相手端子と嵌合接続される機器側端子と、電線の端末に接続され、かつハウジングに対して固定される電線側端子と、機器側端子と電線側端子との間に亘って接続され軸方向に伸縮可能な接続導体と、を有するコネクタが開示されている。特許文献１のコネクタは、接続導体として、長さ方向の中央部に膨出部が設けられた形態の編組線を採用している。

特開２０１５－０８２４６６号公報

接続導体の柔軟性を向上させる手段として、小径の素線で構成された編組線を用いることが考えられる。しかしながら、素線が小径であると、接続導体が端子に対して接合されるときに素線切れが生じやすくなるという問題がある。

本発明の目的は、接続導体における柔軟性の確保と素線切れの抑制とを両立できる端子接続構造、コネクタ、および接続導体を提供することである。

本発明の端子接続構造は、第一の素線径を有する素線を編んで形成されており、第一端部および第二端部を有する第一編組線と、第二の素線径を有する素線を編んで形成されており、前記第一編組線の内方に収容されて前記第一端部から前記第二端部まで延在している第二編組線と、前記第一端部に接合された第一端子と、前記第二端部に接合された第二端子と、を備え、前記第一の素線径が前記第二の素線径よりも大きいことを特徴とする。

本発明に係る端子接続構造の接続導体において、第一編組線は、第一の素線径を有する素線を編んで形成されており、第二編組線は、第二の素線径を有する素線を編んで形成されている。第一の素線径は、第二の素線径よりも大きい。本発明に係る端子接続構造によれば、接続導体における柔軟性の確保と素線切れの抑制とを両立できるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係るコネクタを示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るコネクタの内部を示す斜視図である。 図３は、実施形態に係るコネクタの内部を示す正面図である。 図４は、実施形態に係るコネクタの内部を示す側面図である。 図５は、実施形態に係る接続導体を示す斜視図である。 図６は、実施形態に係る接続導体の正面図である。 図７は、実施形態に係る端子接続構造を示す斜視図である。 図８は、接続導体に接合された第一端子の断面図である。 図９は、接続導体に接合された第二端子の断面図である。

以下に、本発明の実施形態に係る端子接続構造、コネクタ、および接続導体につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図９を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、端子接続構造、コネクタ、および接続導体に関する。図１は、実施形態に係るコネクタを示す斜視図、図２は、実施形態に係るコネクタの内部を示す斜視図、図３は、実施形態に係るコネクタの内部を示す正面図、図４は、実施形態に係るコネクタの内部を示す側面図、図５は、実施形態に係る接続導体を示す斜視図、図６は、実施形態に係る接続導体の正面図、図７は、実施形態に係る端子接続構造を示す斜視図、図８は、接続導体に接合された第一端子の断面図、図９は、接続導体に接合された第二端子の断面図である。

図８には、図４のVIII－VIII断面が示されている。図９には、図４のIX－IX断面が示されている。

図１に示すように、本実施形態に係るコネクタ１００は、第一端子３、第一シェル１１、第二シェル１２、ハウジング１３、フロントホルダ１４、およびシールドリング１５を有する。例示されたコネクタ１００は、シールドコネクタであり、第一シェル１１および第二シェル１２によってノイズを遮蔽する。また、コネクタ１００は、第二シェル１２および第一シェル１１によってシールド部材１６を相手側の機器の筐体に接地する。

コネクタ１００は、例えば、自動車等の車両に搭載される。コネクタ１００が搭載される車両は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）である。コネクタ１００が接続される相手側の機器は、インバータであってもよい。後述する電線２００は、車両に搭載されたバッテリに接続されてもよい。

コネクタ１００は、第一方向Ｘに沿って相手側の機器に対して係合する。本実施形態のコネクタ１００は、二つの第一端子３を有している。例示された第一端子３は、メス端子であり、円筒形状の接続部３１を有する。接続部３１は、第一方向Ｘに沿って延在している。相手側の機器が有するオス端子は、第一方向Ｘに沿って接続部３１に挿入され、接続部３１と電気的に接続される。コネクタ１００は、図２から図４に示す端子接続構造１および第三端子５によってオス端子と電線２００とを電気的に接続する。

図１に示すハウジング１３は、第一端子３を保持し、かつ後述する第二端子４および第三端子５を保持する。ハウジング１３は、例えば、絶縁性の合成樹脂で成型される。ハウジング１３は、第一方向Ｘに沿って前面側に向けて突出した二つの筒部１３ａを有している。一つの筒部１３ａには、一つの接続部３１が収容される。二つの筒部１３ａは、第二方向Ｙに沿って並んでいる。第二方向Ｙは、第一方向Ｘと直交する方向であり、コネクタ１００の幅方向である。ハウジング１３の背面は、絶縁性のカバーによって閉塞される。

第一シェル１１および第二シェル１２は、ハウジング１３を覆うシールドシェルを構成する。第一シェル１１および第二シェル１２は、金属等の導電性を有する材料で形成されている。第一シェル１１は、相手側の機器の筐体に対して固定され、この筐体に対して電気的に接続される。第一シェル１１は、相手側の機器に向けて開口する開口部１１ａを有する。接続部３１および筒部１３ａは、開口部１１ａから第一方向Ｘに沿って前面側に向けて突出している。

第二シェル１２は、第一シェル１１から第三方向Ｚに沿って突出している。第三方向Ｚは、第一方向Ｘおよび第二方向Ｙの何れとも直交する方向であり、コネクタ１００の高さ方向である。電線２００は、第二シェル１２から第三方向Ｚに沿って引き出される。シールド部材１６は、電線２００を覆う。シールド部材１６は、例えば、金属等の導電性を有する材料で形成された編組線である。シールド部材１６は、シールドリング１５によって第二シェル１２に対して加締められる。本実施形態のコネクタ１００には、二本の電線２００が接続される。二本の電線２００は、第二方向Ｙに沿って並んでいる。

図２から図４に示すように、本実施形態のコネクタ１００は、端子接続構造１を有する。端子接続構造１は、ハウジング１３の内部に収容されている。端子接続構造１は、接続導体２、第一端子３、および第二端子４を有する。上述したように、第一端子３は、相手側の機器に対して接続される端子である。第二端子４は、接続導体２を介して第一端子３と電気的に接続される。第二端子４は、第三端子５を介して電線２００と電気的に接続される。

以下の説明では、コネクタ１００が有する二つの第一端子３を区別する場合、一方を「第一端子３Ａ」と称し、他方を「第一端子３Ｂ」と称する。また、第一端子３Ａに対応する接続導体２および第二端子４を「接続導体２Ａ」および「第二端子４Ａ」と称し、第一端子３Ｂに対応する接続導体２および第二端子４を「接続導体２Ｂ」および「第二端子４Ｂ」と称する。

また、第一端子３Ａ、接続導体２Ａ、および第二端子４Ａを含む端子接続構造１を「端子接続構造１Ａ」と称し、第一端子３Ｂ、接続導体２Ｂ、および第二端子４Ｂを含む端子接続構造１を「端子接続構造１Ｂ」と称する。二つの端子接続構造１Ａ，１Ｂは、それぞれ第一方向Ｘに沿って延在している。また、二つの端子接続構造１Ａ，１Ｂは、第二方向Ｙにおいて互いに対向している。

図５および図６には、接合前の接続導体２が示されている。接続導体２は、第一編組線２１および第二編組線２２を有する。第一編組線２１は、導電性を有する複数の素線２１ｅを編んで形成されている。第二編組線２２は、導電性を有する複数の素線２２ｅを編んで形成されている。素線２１ｅ，２２ｅは、例えば、銅線等の金属線である。第一編組線２１および第二編組線２２は、それぞれ筒形状を有する。図５および図６に示すように、第二編組線２２は、第一編組線２１の内方に収容される。

図６に示すように、第一編組線２１の素線２１ｅは、第一の素線径Ｅ１を有する。本実施形態の第一編組線２１では、複数の素線２１ｅの全てが第一の素線径Ｅ１を有している。第二編組線２２の素線２２ｅは、第二の素線径Ｅ２を有する。本実施形態の第二編組線２２では、複数の素線２２ｅの全てが第二の素線径Ｅ２を有している。

図５に示すように、第一編組線２１は、第一端部２１ａおよび第二端部２１ｂを有する。第一端部２１ａは、第一編組線２１の軸方向Ｃ１における第一編組線２１の一方の端部である。第二端部２１ｂは、軸方向Ｃ１における第一編組線２１の他方の端部である。第二編組線２２は、第一端部２１ａから第二端部２１ｂまで延在している。軸方向Ｃ１における第二編組線２２の長さは、軸方向Ｃ１における第一編組線２１の長さと同じであってもよい。

図７および図８に示すように、第一端子３は、第一端部２１ａに対して接合される。図７に示すように、例示された第一端子３は、接続導体２に対して加締められる加締め部３２を有する。加締め部３２は、一対の加締片３２ａ，３２ａおよび底壁３２ｂを有する。加締め部３２は、所謂Ｂクリンプと称される形態で接続導体２に対して加締められて第一端部２１ａに接合される。加締め部３２は、例えば、クリンパおよびアンビルを有する端子圧着装置によって接続導体２に圧着される。

図８に示すように、第一端子３の加締め部３２は、断面形状がＢ字形状となるように加締められている。加締片３２ａは、加締片３２ａの先端を底壁３２ｂに向けながら接続導体２に圧着されている。接続導体２の第一端部２１ａは、断面形状が略Ｂ字形状となるように変形している。加締め部３２は、少なくとも第一編組線２１に対して圧着され、第一編組線２１および第二編組線２２に対して電気的に接続される。第一編組線２１は、第二編組線２２の全周を覆って第二編組線２２を保護している。

図７に示すように、第二端子４は、接続導体２の第二端部２１ｂに対して接合される。例示された第二端子４は、接続導体２に対して圧着される。第二端子４は、接続部４１および加締め部４２を有する。接続部４１は、平板形状を有しており、貫通孔４１ａを有する。加締め部４２は、一対の加締片４２ａ，４２ａおよび底壁４２ｂを有する。第二端子４は、加締め部４２および接続導体２の軸方向が一致するように接続導体２に対して接合される。

図９に示すように、第二端子４の加締め部４２は、所謂Ｂクリンプと称される形態で接続導体２に対して圧着される。加締め部４２は、例えば、端子圧着装置によって第二端部２１ｂに圧着される。加締片４２ａは、加締片４２ａの先端を底壁４２ｂに向けながら接続導体２に圧着されている。接続導体２の第二端部２１ｂは、断面形状が略Ｂ字形状となるように変形している。加締め部４２は、少なくとも第一編組線２１に対して圧着され、第一編組線２１および第二編組線２２に対して電気的に接続される。第一編組線２１は、第二編組線２２の全周を覆って第二編組線２２を保護している。

図７に示すように、第二端子４において、接続部４１は、加締め部４２の軸方向に対して直交している。言い換えると、第二端子４は、接続部４１と加締め部４２との間でＬ字状に折れ曲がっている。接続部４１は、例えば、第一方向Ｘと直交する方向に向けて加締め部４２から突出している。

図７および図８に示すように、コネクタ１００の内部において、第一端子３および第二端子４は、接続導体２の軸方向に関して異なる回転位置にある。ここで、第一端子３および第二端子４の回転位置は、接続導体２の軸方向Ｃ１に関する回転位置である。つまり、第一端子３および第二端子４の回転位置は、接続導体２の中心軸線に関する回転方向の位置である。

図８に示すように、第一端子３は、底壁３２ｂの幅方向Ｗ１が第三方向Ｚに沿うように保持されている。例示されたコネクタ１００では、幅方向Ｗ１が第三方向Ｚと一致する。図９に示すように、第二端子４は、底壁４２ｂの幅方向Ｗ２が第二方向Ｙに対して傾斜するように保持されている。例示されたコネクタ１００では、幅方向Ｗ２が第二方向Ｙおよび第三方向Ｚの何れに対しても傾斜している。

第二端子４の底壁４２ｂをこのように傾斜させることで、図３に示すように、接続部３１の間隔Ｗｄ１を小さくすることが可能である。第二端子４の接続部４１は、貫通孔４１ａから加締め部４２へ向かうに従って互いに近づくように、第三方向Ｚに対して傾斜している。第二端子４を傾斜させることにより、コネクタ１００の小型化が可能となる。例えば、第二方向Ｙおよび第三方向Ｚにおけるハウジング１３の小型化を図ることができる。また、第二端子４を傾斜させることにより、接続部３１の間隔Ｗｄ１を所望の値に合わせ込むことが容易となる。例えば、電線２００間隔Ｗｄ２に対して接続部３１の間隔Ｗｄ１を自由に設定することが可能となる。

接続導体２に対する第一端子３および第二端子４の回転位置は、接続導体２に対して端子３，４が接合される時点で互いに異なっていてもよい。この場合、第一端子３は接続導体２に対して第一の回転位置で接合され、第二端子４は接続導体２に対して第二の回転位置で接合される。第一の回転位置および第二の回転位置は、軸方向Ｃ１に関して異なる位相の位置である。

接続導体２に対する第一端子３および第二端子４の回転位置は、端子接続構造１がハウジング１３に対して組み付けられるときに互いに異なる位置とされてもよい。この場合、端子接続構造１は、例えば、接続導体２を捩りながらハウジング１３に対して組み付けられる。本実施形態の接続導体２は、二つの編組線２１，２２を組み合わせて構成されていることから、捩り変形に対して高い柔軟性を有している。接続導体２は、捩り変形を許容できるように、余長を有していてもよい。

図４に示すように、第二端子４の接続部４１は、第三端子５に接続される。第三端子５は、電線２００に接続される端子であり、第三方向Ｚに延在している。第三端子５は、接続部５１および加締め部５２を有する。加締め部５２は、電線２００の芯線に対して圧着される。第二端子４の接続部４１および第三端子５の接続部５１は、ボルト６によって締結される。より詳しくは、ボルト６は、接続部５１の貫通孔および接続部４１の貫通孔４１ａに挿通されてナット１３ｂに螺合される。ナット１３ｂは、ハウジング１３によって保持されている。つまり、第二端子４および第三端子５は、ボルト６によってハウジング１３に対して固定される。

図７に示すように、接続導体２は、中間部２ｃを有する。中間部２ｃは、第一端部２１ａと第二端部２１ｂとの間の部分である。言い換えると、中間部２ｃは、第一端子３と第二端子４との間の部分である。中間部２ｃは、柔軟性を有しており、第二端子４に対する第一端子３の相対移動や第一端子３の姿勢の変化を許容する。例えば、中間部２ｃは、第二端子４に入力された振動や外力が第一端子３へ伝達されてしまうことを規制できる。

以上説明したように、本実施形態に係る端子接続構造１は、第一編組線２１と、第二編組線２２と、第一端子３と、第二端子４と、を有する。第一編組線２１は、第一の素線径Ｅ１を有する素線２１ｅを編んで形成されており、第一端部２１ａおよび第二端部２１ｂを有する。第二編組線２２は、第二の素線径Ｅ２を有する素線２２ｅを編んで形成されている。第二編組線２２は、第一編組線２１の内方に収容されて第一端部２１ａから第二端部２１ｂまで延在している。第一端子３は、第一端部２１ａに接合される。第二端子４は第二端部２１ｂに接合される。第一の素線径Ｅ１は、第二の素線径Ｅ２よりも大きい。

第一端子３が第一端部２１ａに接合されるときに、第一編組線２１は第二編組線２２と第一端子３との間に介在して第二編組線２２を保護することができる。同様に、第二端子４が第二端部２１ｂに接合されるときに、第一編組線２１は第二編組線２２と第二端子４との間に介在して第二編組線２２を保護することができる。本実施形態に係る端子接続構造１では、第一の素線径Ｅ１が第二の素線径Ｅ２よりも大きい。よって、第一編組線２１は、自らの素線２１ｅにおける素線切れを抑制することができると共に、第二編組線２２における素線２２ｅの素線切れを抑制することができる。このように、本実施形態の端子接続構造１は、接続導体２における柔軟性の確保と接合時における素線切れの抑制とを両立させることができる。

第一の素線径Ｅ１は、例えば、０．１２［ｍｍ］または０．３２［ｍｍ］であってもよい。第二の素線径Ｅ２は、０．０５［ｍｍ］または０．０８［ｍｍ］であってもよい。第一の素線径Ｅ１と第二の素線径Ｅ２との比（Ｅ１／Ｅ２）は、例えば、下記式（１）で示される範囲の値であってもよい。
１．５≦Ｅ１／Ｅ２≦６．４ （１）

本実施形態に係るコネクタ１００は、ハウジング１３と、第一端子３と、第二端子４と、接続導体２と、を有する。第一端子３は、ハウジング１３に収容されており、相手方の端子と接続される。第二端子４は、ハウジング１３に収容されており、かつ電線２００に接続される。接続導体２は、第一端子３に接合された第一端部２１ａ、および第二端子４に接合された第二端部２１ｂを有し、第一端子３と第二端子４とを電気的に接続する。

接続導体２は、第一編組線２１と、第二編組線２２と、を有する。第一編組線２１は、第一の素線径Ｅ１を有する素線２１ｅを編んで形成されており、かつ前記第一端部２１ａおよび第二端部２１ｂを有する。第二編組線２２は、第二の素線径Ｅ２を有する素線２２ｅを編んで形成されており、かつ第一編組線２１の内方に収容されて第一端部２１ａから第二端部２１ｂまで延在している。第一の素線径Ｅ１は、第二の素線径Ｅ２よりも大きい。本実施形態のコネクタ１００は、接続導体２における柔軟性の確保と接合時における素線切れの抑制とを両立させることができる。

本実施形態の第二端子４は、ボルト６によってハウジング１３に固定されている。ボルト６は、第二端子４を固定する締結部材の一例である。本実施形態のコネクタ１００は、柔軟性を有する接続導体２によって第一端子３と第二端子４とを接続することで、第一端子３に作用するモーメントや荷重を緩和することができる。

なお、接続導体２に対する第一端子３および第二端子４の圧着形態は、Ｂクリンプには限定されない。接続導体２に対する第一端子３および第二端子４の接合方法は、圧着には限定されない。第一端子３および第二端子４は、例えば、接続導体２に対して超音波接合されてもよい。第一編組線２１は、第二編組線２２を保護し、加振されるときの素線２２ｅの素線切れを抑制することができる。

接続導体２は、第一端子３と第二端子４との間で屈曲していてもよい。例えば、接続導体２は、第一端子３と第二端子４との間においてＬ字状に屈曲していてもよい。この場合、第二端子４は、電線２００の芯線に接合されてもよい。例えば、第二端子４は、接続部４１に代えて電線２００に圧着される加締め部を有していてもよい。

なお、端子接続構造１の適用対象は、相手方の端子と電線２００とを接続するコネクタ１００には限定されない。端子接続構造１は、例えば、車両において接地線として用いられてもよい。この場合、例えば、第一端子がバッテリに接続され、第二端子が車両のボデーに接続される。

上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１（１Ａ，１Ｂ） 端子接続構造
２（２Ａ，２Ｂ）：接続導体
３（３Ａ，３Ｂ） 第一端子
４（４Ａ，４Ｂ） 第二端子
５ 第三端子
６ ボルト
１１：第一シェル、 １１ａ：開口部
１２：第二シェル
１３：ハウジング、 １３ａ：筒部、 １３ｂ：ナット
１４：フロントホルダ、 １５：シールドリング、１６：シールド部材
２１：第一編組線、 ２１ａ：第一端部、 ２１ｂ：第二端部、 ２１ｅ：素線
２２：第二編組線、 ２２ｅ：素線
３１：接続部、 ３２：加締め部、 ３２ａ：加締片、 ３２ｂ：底壁
４１：接続部、 ４２：加締め部、 ４２ａ：加締片、 ４２ｂ：底壁
１００ コネクタ
２００ 電線
Ｃ１：軸方向
Ｗ１，Ｗ２：幅方向
Ｘ：第一方向、 Ｙ：第二方向、 Ｚ：第三方向

Claims (3)

1. 第一の素線径を有する導電性の金属線を編んで円筒形状に形成されており、第一端部および第二端部を有する第一編組線と、
   第二の素線径を有する導電性の金属線を編んで円筒形状に形成されており、前記第一編組線の内方に収容されて前記第一端部から前記第二端部まで延在している第二編組線と、
   前記第一端部に接合された加締め部を有し、かつ前記第一編組線および前記第二編組線の両方に電気的に接続された第一端子と、
   前記第二端部に接合された加締め部を有し、かつ前記第一編組線および前記第二編組線の両方に電気的に接続された第二端子と、
   を備え、
   前記第一の素線径が前記第二の素線径よりも大きく、
   前記第二端子は、前記第二端子の加締め部および前記第一編組線および前記第二編組線の軸方向が一致するように前記第一編組線および前記第二編組線に対して接合され、
   前記軸方向と直交する断面において、前記第一端子の加締め部が有する底壁の幅方向および当該幅方向と直交する方向の両方に対して、前記第二端子の加締め部が有する底壁の幅方向が傾斜している
   ことを特徴とする端子接続構造。
2. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容されており、加締め部を有し、相手方の端子と接続される第一端子と、
   前記ハウジングに収容されており、加締め部を有し、かつ電線に接続される第二端子と、
   前記第一端子に接合された第一端部、および前記第二端子に接合された第二端部を有し、前記第一端子と前記第二端子とを電気的に接続する接続導体と、
   を備え、
   前記接続導体は、
   第一の素線径を有する導電性の金属線を編んで円筒形状に形成されており、かつ前記第一端部および前記第二端部を有する第一編組線と、
   第二の素線径を有する導電性の金属線を編んで円筒形状に形成されており、かつ前記第一編組線の内方に収容されて前記第一端部から前記第二端部まで延在している第二編組線と、
   を有し、
   前記第一端子の加締め部は、前記第一端部において前記第一編組線および前記第二編組線の両方に電気的に接続され、
   前記第二端子の加締め部は、前記第二端部において前記第一編組線および前記第二編組線の両方に電気的に接続され、
   前記第一の素線径が前記第二の素線径よりも大きく、
   前記第二端子は、前記第二端子の加締め部および前記接続導体の軸方向が一致するように前記接続導体に対して接合され、
   前記軸方向と直交する断面において、前記第一端子の加締め部が有する底壁の幅方向および当該幅方向と直交する方向の両方に対して、前記第二端子の加締め部が有する底壁の幅方向が傾斜している
   ことを特徴とするコネクタ。
3. 前記第二端子は、締結部材によって前記ハウジングに固定されている
   請求項２に記載のコネクタ。

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