WO2020105385A1

WO2020105385A1 - コネクタ

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Publication number: WO2020105385A1
Application number: PCT/JP2019/042546
Authority: WO
Inventors: 康弘工藤
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-05-28
Anticipated expiration: 2021-05-20
Also published as: US20220021148A1; CN113056845A; JP2020087589A; CN113056845B; JP7127507B2; US11742608B2

Abstract

コネクタ１０は、第１締結孔２５が貫通形成された第１端子２１と、第１端子２１を保持する第１ハウジング３０と、外部の端子と接続可能とされ、第２締結孔５４が貫通形成された第２端子５１と、第２端子５１における第１端子２１側の一部を露出させた状態で覆う絶縁性の絶縁カバー部６８を有し、第２端子５１を保持する第２ハウジング６０と、第２ハウジング６０における第２端子５１が露出する部分に配され、第１端子２１と第２端子５１とを電気的に接続する導電性の中継部８０と、第１端子２１と第２端子５１との間に中継部８０を挟んだ状態で、第１端子２１、第２端子５１及び中継部８０を締結する締結部材８５と、を備える。

Description

コネクタ

　本明細書では、コネクタに関する技術を開示する。

　従来、端子間の接続をボルト締結により行う技術が知られている。特許文献１の充電コネクタは、ハウジングの開口内に一対の給電用の電線に圧着接続された端子が収容され、ハウジングに対してスライド自在に組み付けられるハウジングカバーにより端子が覆われる。この充電コネクタは、安全回路を備えており、ハウジングカバーを開いた状態では安全回路により給電用の電線の通電が遮断されており、この状態で給電用の電線と相手側の端子カバーとをボルト締めして接続する。ボルト締めした後にハウジングカバーを閉めると、安全回路により給電用の電線が通電するように構成されている。

特開２０１１－１９８５８５号公報

　ところで、上記構成では、何らかの要因により安全回路が正常に機能しない場合、ハウジングカバーが開いた状態で給電用の電線及び端子が通電可能な状態となる。このような安全回路が正常に機能しない場合に作業者が作業を行うと、給電用の電線や端子に作業者や異物が接触することによる感電等が懸念される。

　本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、端子間の接続をボルト締結により行うコネクタの作業時における作業者等の端子への接触を抑制することを目的とする。

　本明細書に記載されたコネクタは、第１締結孔が貫通形成された第１端子と、前記第１端子を保持する第１ハウジングと、外部の端子と接続可能とされ、第２締結孔が貫通形成された第２端子と、前記第２端子における前記第１端子側の一部を露出させた状態で覆う絶縁性のカバー部を有し、前記第２端子を保持する第２ハウジングと、前記第２ハウジングにおける前記第２端子が露出する部分に配され、前記第１端子と前記第２端子とを電気的に接続する導電性の中継部と、前記第１端子と前記第２端子との間に前記中継部を挟んだ状態で、前記第１端子、前記第２端子及び前記中継部を締結する締結部材と、を備える。
　上記構成によれば、コネクタの第２端子は、第１端子側が第２ハウジングの絶縁性のカバー部により覆われているため、作業者が第２ハウジング側の作業を行う際に、カバー部により第２端子との接触を抑制できる。また、このように構成しても、第２ハウジングにおける第２端子が露出する部分に中継部が配され、第１端子、第２端子及び中継部を締結部材により締結するため、第１端子と第２端子との間について中継部を介して電気的に接続することができる。よって、端子間の接続をボルト締結により行うコネクタの作業時における作業者等の端子への接触を抑制することが可能になる。

　本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
　前記第２ハウジングは、前記カバー部と、前記カバー部のうちの一部を露出させる孔部とを備え、前記孔部に前記中継部が挿通されている。
　このようにすれば、孔部の周囲がカバー部で覆われるため、より一層、作業者等の端子への接触を抑制することができる。

　前記中継部は、筒状の金属からなり、前記孔部は、筒状の空間を形成している。
　このようにすれば、中継部について、構成を簡素化しつつ、強度を高めることができる。

　前記カバー部は、前記第２締結孔の内側に延出された延出部を備える。
　このようにすれば、第２締結孔の孔壁への作業者等の接触を抑制することができる。

　本明細書に記載された技術によれば、端子間の接続をボルト締結により行うコネクタの作業時における作業者等の端子への接触を抑制することが可能になる。

実施形態のコネクタがケースに取り付けられた状態を示す斜視図コネクタがケースに取り付けられた状態を図１とは異なる方向から示す斜視図コネクタがケースに取り付けられた状態を示す平面図コネクタがケースに取り付けられた状態を示す正面図コネクタがケースに取り付けられた状態を示す側面図図３のＡ－Ａ断面図ケースに取り付けられるコネクタを分解した状態で示す断面図第２コネクタがケースに取り付けられた状態を示す断面図第２コネクタがケースに取り付けられた状態を示す正面図図９の一部を拡大した図

　＜実施形態＞
　実施形態のコネクタ１０について、図１～図１０を参照しつつ説明する。
　本実施形態のコネクタ１０（図６）は、第１コネクタ２０と第２コネクタ５０とが組み合わされて構成され、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両の電力供給経路において例えば電池、インバータ、モータ等の機器のケース９０に固定することができる。以下では、第１コネクタ２０と第２コネクタ５０とが互いに対向する方向を前方、図１のＹ方向を右方、Ｚ方向を上方として説明する。

　ケース９０（ケース９０は一部のみを図示し、他の部分は省略）は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製であって、図２に示すように、略長方形状のコネクタ挿通孔９１が貫通形成されている。ケース９０は、図１，図４に示すように、コネクタ１０の位置合わせを行うための複数の位置決めピン９２と、コネクタ１０がネジ留めされて固定されるネジ留め部９３，９４とがコネクタ挿通孔９１の周りに形成されている。位置決めピン９２は、第１コネクタ２０と第２コネクタ５０との双方に設けられた位置決め孔４９，７８に挿通されて第１コネクタ２０及び第２コネクタ５０の位置を保持する。ネジ留め部９３は、第１コネクタ２０の取付穴４５に挿通されたネジ（不図示）によりネジ留めされ、ネジ留め部９４は、第２コネクタ５０の取付穴６４に挿通されたネジ（不図示）によりネジ留めされる。

コネクタ１０は、図６，図７に示すように、第１端子２１を有する第１コネクタ２０と、第１コネクタ２０と嵌合し、第２端子５１を有する第２コネクタ５０と、第１端子２１及び第２端子５１を締結する締結部材８５とを備える。

　第１コネクタ２０は、電線１１の端末部に接続される第１端子２１と、第１端子２１を保持する第１ハウジング３０と、第１端子２１と第２端子５１との間に挟まれて第１端子２１と第２端子５１とを電気的に接続する導電性の中継部８０と、を備える。電線１１は、多数の金属細線からなる導体部１２を絶縁被覆１３（絶縁層）で包囲して構成された被覆電線であり、その端末部においては、絶縁被覆１３が剥ぎ取られた導体部１２が露出している。

　第１端子２１は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の板状の金属からなり、Ｌ字状に曲げられた形状であって、電線１１に接続される電線接続部２２と、電線接続部２２の延出方向に対して直交する方向に延び、第１ハウジング３０の前面に配される第１締結部２４とを備える。電線接続部２２は、電線１１の導体部１２に対して圧着や溶接等により接続される。第１締結部２４の先端部には、円形状の第１締結孔２５が貫通形成されている。

　第１ハウジング３０は、絶縁性の合成樹脂製であって、締結部材８５としてのボルト８６（の頭部８６Ａ）を挿通可能な作業用孔３１が形成されている。作業用孔３１は、円形状であって、作業用孔３１の前方側の開口３１Ａは、第１端子２１の第１締結部２４により閉鎖されるとともに、作業用孔３１に連通する位置に第１締結孔２５が配されている。第１ハウジング３０の外周には、ゴム製のシールリング３２が装着されており、第１ハウジング３０の外周と第２ハウジング６０のフード部６１との間にシールリング３２が挟まれて防水される。第１ハウジング３０の前方側には、第２ハウジング６０に当接する当接部３３が設けられている。当接部３３は、円環状であって、第２ハウジング６０の前面の凹部６７や段差部６２に当接し、前後方向について第１ハウジング３０と第２ハウジング６０との間の相対的位置を保持する。

　作業用孔３１内におけるボルト８６の頭部８６Ａの後方には、絶縁キャップ３６と、シールキャップ３８とが配される。絶縁キャップ３６は、絶縁性の合成樹脂製であって、ボルト８６の頭部８６Ａに嵌合してボルト８６の後方側を絶縁する。絶縁キャップ３６には、ボルト８６の軸部８６Ｂが挿通される通し孔３６Ａが形成されている。

　シールキャップ３８は、絶縁キャップ３６の後方に配され、円板状の本体の外周にゴム製のキャップリング３９が装着されている。シールキャップ３８の本体は、合成樹脂製又は金属製であって、キャップリング３９が作業用孔３１の内壁に密着状態で内嵌することにより、シールキャップ３８よりもボルト８６側の領域が防水される。シールキャップ３８の後面には、作業者が掴むことが可能な掴み部４１が取り付けられている。掴み部４１には、シールキャップ３８を覆ってシールドする金属製の蓋体４０が取り付けられている。第１ハウジング３０の外面は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属製のシールドシェル４３で覆われている。シールドシェル４３は、電線１１の端末部及び第１ハウジング３０の外周の全体を覆うように設けられており、シールドシェル４３には、締結部材８５の取り付けの際に締結部材８５等を挿通する作業用孔４４と、ケース９０への取り付けのための取付穴４５（図４）とが貫通形成されている。

　中継部８０は、図７に示すように、円筒形状の金属カラーであって、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄等の金属からなり、円筒形状の筒部８１と、筒部８１の内側に突出する突部８２とを備え、中継部８０の内側は、ボルト８６の軸部８６Ｂが挿通される通し孔８２Ａとされている。突部８２は、通し孔８２Ａの軸方向における後方側において、中継部８０の内壁の全周に亘って一定の寸法で段差状に突出している。中継部８０のうち、第１端子２１側は、第１端子２１の第１締結部２４の圧入凹部２６に圧入される圧入部８３とされ、圧入部８３とは反対側は、第２端子５１の第２締結部５３の前面に接触する。

　第２コネクタ５０は、図８に示すように、外部の端子と接続可能な第２端子５１と、第２端子５１を保持する第２ハウジング６０とを備える。第２端子５１は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の板状の金属からなり、Ｌ字状に曲げられた形状であって、外部の端子に接続される端子接続部５２と、端子接続部５２の延出方向（前後方向）に対して直交する方向（上下方向）に延び、第２ハウジング６０の前面側に配される第２締結部５３とを備える。端子接続部５２には外部の端子と接続するための貫通孔５２Ａが形成されている。

　第２締結部５３は、ボルト８６の軸部８６Ｂを挿通可能な第２締結孔５４が貫通形成されている。第２締結孔５４は、軸部８６Ｂの外径と第２締結孔５４の内壁との間に所定の隙間（後述する延出部６９が配される隙間）が形成される大きさの円形状とされている。

　第２ハウジング６０は、絶縁性の合成樹脂製であって、フード状に開口し、第１ハウジング３０が内嵌されるフード部６１と、フード部６１を閉鎖する奥壁部６６と、第２端子５１の端子接続部５２を密着状態で保持する接続保持部７６とを備える。フード部６１の内面には、前方に向けて段差状に内径を小さくする複数の段差部６２が形成されている。段差部６２は、フード部６１の内面に環状に延びている。フード部６１の外周面には、ケース９０に取り付けるためのケース取付部６３が設けられている。ケース取付部６３は、平板状の金属からなり、複数の取付穴６４（図４）が貫通形成されている。

　接続保持部７６は、図８に示すように、端子接続部５２に沿って後方に延びており、外部接続用ナット５２Ｂが収容される収容凹部７６Ａが設けられている。収容凹部７６Ａは、端子接続部５２の貫通孔５２Ａの下側に設けられている。

　奥壁部６６は、フード部６１の後方側を塞ぐように設けられ、前面には、フード部６１に沿って環状に延びる凹部６７が形成されている。奥壁部６６の外周には、ゴム製のシールリング７９が装着されている。奥壁部６６における下方側には、締結部材８５を挿通可能な挿通孔７２が前後方向に貫通形成されている。奥壁部６６の前面の凹部６７は、図９に示すように、挿通孔７２の上方側の領域にＵ字状に形成されている。奥壁部６６には、図８に示すように、第２締結部５３の前面（フード部６１側の面）を覆う絶縁カバー部６８（「カバー部」の一例）と、第２端子５１を露出させる孔部７０と、が形成されている。

　絶縁カバー部６８は、第２締結部５３の前方側で第２締結部５３に重ねられており、第２締結部５３に対して絶縁性の合成樹脂により感電を防止できる厚みで形成されている。絶縁カバー部６８のうち、第２締結孔５４（及び挿通孔７２）に隣接する位置には、絶縁カバー部６８が第２締結部５３に重ねられず、第２締結部５３を露出させる孔部７０が設けられている。孔部７０は、図１０に示すように、第２締結孔５４の周りの円環状の領域に設けられており、絶縁カバー部６８のうち、孔部７０の内側が内カバー部６８Ａとされ、孔部７０の外側が外カバー部６８Ｂとされている。外カバー部６８Ｂの孔部７０側の縁部及び内カバー部６８Ａの内外両側の縁部には、テーパ状に切り欠かれたテーパ面６８Ｃが形成されている。

　内カバー部６８Ａは、図８に示すように、第２締結孔５４の内壁を覆うように後方に延出された延出部６９を備える。延出部６９は、第２締結孔５４の内壁に円筒形状に積層されており第２締結孔５４の内壁に対して感電を防止できる厚みで形成されている。延出部６９の内面は、ボルト８６の軸部８６Ｂが挿通される挿通孔７２の内壁とされている。挿通孔７２の内壁のうち、延出部６９の後方は、締結部材８５としてのナット８７が収容される締結部材収容部７３とされている。締結部材収容部７３に収容されたナット８７は、締結部材収容部７３の多角形の内壁により回転が規制された状態で留め部７４により締結部材収容部７３内に保持される。ナット８７及び留め部７４は、締結部材収容部７３と外部とを連通する連通孔７５を通すことにより着脱可能とされている。

　締結部材８５は、ボルト８６とナット８７とからなる。ボルト８６は、外周にネジ孔が形成された軸部８６Ｂと、軸部８６Ｂよりも外径寸法が大きい頭部８６Ａとを備える。軸部８６Ｂは、第１締結孔２５、中継部８０の通し孔８２Ａ、延出部６９の挿通孔７２に挿通されてナット８７で締結される。

　コネクタ１０の製造方法について説明する。
　予めシールドシェル４３の電線通し孔４６（図７参照）に電線１１を通しておき、電線１１の端末部において絶縁被覆１３を除去して露出させた導体部１２に第１端子２１を圧着、溶接等により接続する。また、中継部８０を第１端子２１の圧入凹部２６に圧入して中継部８０を第１端子２１に固定する。次に、電線１１の端末部に接続された第１端子２１を金型（不図示）内に配し、金型内に樹脂を注入するインサート成形を行って第１ハウジング３０を形成する。そして、第１ハウジング３０の外周にシールリング３２を取り付け、シールドシェル４３を前方に移動して第１ハウジング３０の外周に取り付けることで第１コネクタ２０が形成される。なお、中継部８０の第１端子２１への圧入は、第１ハウジング３０を形成する前に行ったが、第１ハウジング３０の形成後に第１端子２１に中継部８０を圧入してもよい。

　また、ケース取付部６３及び第２端子５１を金型（不図示）内に配して金型内に樹脂を注入するインサート成形を行って第２ハウジング６０を形成する。次に、奥壁部６６の外周にシールリング７９を取り付けるとともに、連通孔７５からナット８７を挿入し、留め部７４によりナット８７を位置決めする。これにより、第２コネクタ５０が形成される。

　次に、第２コネクタ５０をケース９０のコネクタ挿通孔９１に嵌め入れ、ケース取付部６３をネジ留めして第２コネクタ５０をケース９０に固定するとともに、第２端子５１を外部から給電可能な端子に接続する。この状態では、図８に示すように、第２端子５１の第２締結部５３は、第２ハウジング６０の絶縁カバー部６８で覆われており、孔部７０は作業者の指先等Ｂに対して小さいため、作業者や異物の第２締結部５３への接触は抑制されている。

　次に、図７に示すように、第２コネクタ５０に対して第１コネクタ２０を嵌合させる。第１コネクタ２０を正規位置まで嵌合させると、図６に示すように、中継部８０の円筒形状の先端部が第２ハウジング６０の孔部７０に進入し、中継部８０の先端部が第２端子５１の第２締結部５３に接触した状態となる。

　次に、第１コネクタ２０のシールドシェル４３の取付穴４５にネジを通して第１コネクタ２０をケース９０にネジ留めして固定するとともに、第１コネクタ２０の作業用孔４４にボルト８６を通す。そして、ボルト８６とナット８７との間に第１端子２１、中継部８０及び第２端子５１を挟んだ状態で工具（不図示）を用いて締結する。これにより、第１端子２１と第２端子５１との間が中継部８０を介して電気的に接続された状態となる。その後、作業用孔４４に絶縁キャップ３６、シールキャップ３８、蓋体４０を装着して作業用孔４４を閉鎖する。これにより、コネクタ１０が形成される。

　本実施形態の構成によれば以下の作用・効果を奏する。
　コネクタ１０は、第１締結孔２５が貫通形成された第１端子２１と、第１端子２１を保持する第１ハウジング３０と、外部の端子と接続可能とされ、第２締結孔５４が貫通形成された第２端子５１と、第２端子５１における第１端子２１側の一部を露出させた状態で覆う絶縁性の絶縁カバー部６８（カバー部）を有し、第２端子５１を保持する第２ハウジング６０と、第２ハウジング６０における第２端子５１が露出する部分に配され、第１端子２１と第２端子５１とを電気的に接続する導電性の中継部８０と、第１端子２１と第２端子５１との間に中継部８０を挟んだ状態で、第１端子２１、第２端子５１及び中継部８０を締結する締結部材８５と、を備える。
　本実施形態によれば、コネクタ１０の第２端子５１は、第１端子２１側が第２ハウジング６０の絶縁性の絶縁カバー部６８により覆われているため、作業者が第２ハウジング６０側の作業を行う際に、絶縁カバー部６８により作業者の第２端子５１との接触を抑制できる。よって、第２端子５１との接触による感電等を抑制することができる。また、このように構成しても、第２ハウジング６０における第２端子５１が露出する部分に中継部８０が配され、第１端子２１、第２端子５１及び中継部８０を締結部材８５により締結するため、第１端子２１と第２端子５１との間について中継部８０を介して電気的に接続することができる。よって、第１端子２１と第２端子５１との間の接続をボルト締結により行うコネクタの作業時における作業者等の第２端子５１への接触を抑制することが可能になる。

　また、第２ハウジング６０は、絶縁カバー部６８と、絶縁カバー部６８のうちの一部を露出させる孔部７０とを備え、孔部７０に中継部８０が挿通されている。
　このようにすれば、孔部７０の周囲が絶縁カバー部６８で覆われるため、より一層、作業者等の第２端子５１への接触を抑制することが可能になる。

　また、中継部８０は、筒状の金属からなり、孔部７０は、筒状の空間を形成している。
　このようにすれば、中継部８０について、構成を簡素化しつつ、強度を高めることができる。

　また、絶縁カバー部６８は、第２締結孔５４の内側に延出された延出部６９を備える。
　このようにすれば、第２締結孔５４の孔壁への作業者等の接触を抑制することができる。
　＜他の実施形態＞
　本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
　（１）上記実施形態では、ハウジング３０，６０は、インサート成形により第１端子２１や第２端子５１と一体的に形成される構成としたが、これに限られず、別体のハウジングに対して第１端子２１や第２端子５１を圧入等の固定手段によりハウジングに対して固定する構成としてもよい。

　（２）上記実施形態では、第２ハウジング６０がナット８７を保持したが、これに限られず、第２ハウジング６０がボルト８６を保持し、作業用孔４４にナット８７を通してボルト締結するようにしてもよい。

　（３）中継部８０は、第１端子２１に圧入される構成としたが、これに限られない。例えば、第１端子２１に中継部８０が溶接等により固定されてもよい。また、中継部を第１端子２１に固定しない構成としてもよい。中継部の形状は、上記実施形態の円筒形状に限られず、例えば板状としてもよい。

　（４）絶縁カバー部６８は、内カバー部６８Ａと外カバー部６８Ｂとを設けたが、内カバー部６８Ａと外カバー部６８Ｂとのうちの一方を設ける構成としてもよい。また、絶縁カバー部６８には延出部６９を設けたが、延出部６９を設けない構成としてもよい。
　（５）第１コネクタ２０には、シールドシェル４３を設けたが、シールドシェル４３を設けないコネクタとしてもよい。

１０：　コネクタ
１１：　電線
１２：　導体部
１３：　絶縁被覆
２０：　第１コネクタ
２１：　第１端子
２２：　電線接続部
２４：　第１締結部
２５：　第１締結孔
３０：　第１ハウジング
５０：　第２コネクタ
５１：　第２端子
５２：　端子接続部
５３：　第２締結部
５４：　第２締結孔
６０：　第２ハウジング
６１：　フード部
６２：　段差部
６８：　絶縁カバー部
６９：　延出部
７０：　孔部
７２：　挿通孔
８０：　中継部
８１：　筒部
８２：　突部
８２Ａ：　通し孔
８５：　締結部材
８６：　ボルト
８６Ａ：　頭部
８６Ｂ：　軸部
８７：　ナット
９０：　ケース
９１：　コネクタ挿通孔

Claims

第１締結孔が貫通形成された第１端子と、
前記第１端子を保持する第１ハウジングと、
　外部の端子と接続可能とされ、第２締結孔が貫通形成された第２端子と、
前記第２端子における前記第１端子側の一部を露出させた状態で覆う絶縁性のカバー部を有し、前記第２端子を保持する第２ハウジングと、
　前記第２ハウジングにおける前記第２端子が露出する部分に配され、前記第１端子と前記第２端子とを電気的に接続する導電性の中継部と、
　前記第１端子と前記第２端子との間に前記中継部を挟んだ状態で、前記第１端子、前記第２端子及び前記中継部を締結する締結部材と、を備える、コネクタ。
前記第２ハウジングは、前記カバー部と、前記カバー部のうちの一部を露出させる孔部とを備え、
　前記孔部に前記中継部が挿通されている、請求項１に記載のコネクタ。
前記中継部は、筒状の金属からなり、
　前記孔部は、筒状の空間を形成している請求項２に記載のコネクタ。
前記カバー部は、前記第２締結孔の内側に延出された延出部を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコネクタ。