(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記電線モールド体と前記シールドシェルとは、前記電線モールド体内に配された前記電線の軸方向と交差する方向にねじを締め込むことによりねじ固定されている請求項1または請求項2記載のコネクタ。
前記ハウジングは、前記端子を収容した状態で前記嵌合方向と交差する方向に遊動可能で、かつ前記相手側部材と嵌合される嵌合部を有している請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のコネクタ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記のコネクタを車両に固定された電線の端末に接続する場合、コネクタ本体から外側に引き出された電線が車両の振動に伴って振動し、この振動が電線を介して端子に伝わることで、相手側コネクタの相手側端子と端子との接続部分に不具合が生じることが懸念される。
また、上記のコネクタは、コネクタ本体に対して端子が移動できないように固定されているため、例えば、相手側コネクタの相手側端子がずれて配されている場合、相手側端子と端子との間の寸法公差や組付公差を吸収することができず、コネクタと相手側コネクタとを嵌合させた際に、端子と相手側端子とを正規に接続することができなくなる虞がある。
【0005】
このため、電線の端末に中継端子を接続し、この中継端子をコネクタ本体にボルト固定することで車両からの振動を遮断し、中継端子と端子との間に伸縮性を有する伸縮導体を使用することで、伸縮導体を公差吸収部として機能させる方法が検討されている。
しかしながら、この方法によると、中継端子やボルトなど部品点数が増えると共に、中継端子の接続やボルト固定のための作業工数が増えてしまうから、製造コストが高くなってしまう。
【0006】
本発明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、部品点数や作業工数を増加させることなく、寸法公差や組付公差を吸収しつつ、電線からの振動を遮断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するための手段として本発明は、複数の金属素線からなる芯線を絶縁被覆で覆った電線の端末に接続され、相手側部材に嵌合されるコネクタであって、前記電線の端末に接続され、前記相手側部材に設けられた相手側端子に接続される端子と、前記端子と共に前記電線が導入されるハウジングと、前記ハウジングを覆った状態で前記相手側部材に固定されるシールドシェルと、前記電線の前記絶縁被覆に密着して固定された樹脂性の電線モールド体とを備え、前記電線モールド体は、同電線モールド体に設けられたねじ固定手段により前記シールドシェルにねじ固定されており、前記ハウジング内に導入された前記電線は、前記絶縁被覆を除去して露出した前記芯線に余長が生じるように屈曲させて形成した公差吸収部を有しているところに特徴を有する。
【0008】
このような構成のコネクタによると、シールドシェルを介して相手側部材に固定されたモールド部により、電線からの振動を遮断することができる。また、ハウジング内の電線に設けられた公差吸収部は、余長が生じている分だけ伸縮するから、相手側端子と端子との間の寸法公差や組付公差を吸収すると共に、樹脂と金属の線膨張率の差によって生じる相手側端子と端子との摺動摩耗を抑制できる。
つまり、電線に固定された電線モールド体をシールドシェルにねじ固定すると共に、電線において露出させた芯線を余長が生じるように屈曲させて公差吸収部を設けるだけで、部品点数や作業工数を増加させることなく、電線から伝わる振動を遮断しつつ、公差吸収部において寸法公差や組付公差を吸収することができる。
【0009】
本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
前記公差吸収部は、前記芯線に軸線方向に圧力を加えて屈曲されている構成としてもよい。
このような構成によると、芯線に軸線方向に圧力を加えて芯線を屈曲させるだけで、伸縮可能な公差吸収部を形成し、公差吸収部によって、相手側端子と端子との間の寸法公差や組付公差を確実に吸収すると共に、樹脂と金属の線膨張率の差によって生じる相手側端子と端子との摺動摩耗を確実に防ぐことができる。
【0010】
前記電線モールド体と前記シールドシェルとは、前記電線モールド体内に配された前記電線の軸方向と交差する方向にねじを締め込むことによりねじ固定されている構成としてもよい。
このような構成によると、電線の軸方向に伝わる振動に対してねじを締め込む方向が交差することになり、電線を伝わる振動をしっかりと遮断することができる。
【0011】
前記ハウジングは、前記端子を収容した状態で前記嵌合方向と交差する方向に遊動可能で、かつ前記相手側部材と嵌合される嵌合部を有している構成としてもよい。
このような構成によると、相手側部材に対して嵌合部が嵌合方向と直交する方向に遊動すると共に、公差吸収部が伸縮して、嵌合部が相手側部材との組付公差や寸法公差を吸収するから、相手側端子と端子とを確実に接続させることができる。
【0012】
前記ハウジングには、嵌合方向と交差する方向から前記電線が導入されており、前記電線は、前記交差吸収部を屈曲させることで、前記電線が導入された位置から嵌合方向に向けて配索されている構成としてもよい。
例えば、高電圧用の電線は絶縁被覆が分厚くなっているため、電線を嵌合方向と交差する方向に曲げて配索する場合、電線の曲げ半径を小さくすることができず、ハウジングが大型化してしまう。ところが上記のような構成によると、電線の絶縁被覆を除去して形成した交差吸収部を屈曲して曲げ半径を小さくしているから、ハウジングを大型化させることなく、ハウジング内において電線を配索することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、部品点数や作業工数を増加させることなく、寸法公差や組付公差を吸収しつつ、電線からの振動を遮断することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
<実施形態>
本発明の一実施形態について
図1乃至
図7を参照して説明する。
本実施形態は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両のインバータやモータ等の図示しないシールドケースに取り付け固定されるコネクタ10を例示している。シールドケースの内部には、コネクタ10と嵌合可能な機器側コネクタ(図示せず)がコネクタ10と嵌合方向に対向する位置に配されている。なお、シールドケースと機器側コネクタとを合わせたものが相手側部材に相当する。また、以下の説明において、上下方向は、
図2の上下方向を基準とし、左右方向は、
図2の左右方向を基準とする。また、前後方向については、
図6の左右方向を基準とし、図示左側を前側とし、図示右側を後側として説明する。
【0016】
コネクタ10は、
図6および
図7に示すように、高圧用の電線20の端末に接続された複数(本実施形態では6つ)の雌端子(「端子」に相当する)30と、複数の雌端子30を左右方向に横並びに収容するハウジング40と、ハウジング40を後方から覆うシールドシェル80とを備えて構成されている。
電線20は、複数の金属素線を束ねてなる芯線21が合成樹脂製の絶縁被覆22によって覆われた構成とされている。なお、芯線21は、各金属素線を撚り合わせた芯線であってもよく、各金属素線を撚り合わせていないストレート形状の芯線であってよもい。また、芯線21は略直交以上に屈曲可能な程度の可撓性を有しており、この芯線21が絶縁被覆22によって覆われることで、剛性が高く曲げ半径が大きい電線とされている。
雌端子30は、機器側コネクタに設けられた図示しない雄端子(「相手側端子」に相当する)が内部に挿入されて接続される角筒状の端子接続部31と、電線20の端末において絶縁被覆22が除去されて露出した芯線21が圧着される電線接続部32とを前後方向に並べた形態とされている。
【0017】
ハウジング40は、
図6および
図7に示すように、シールドケースに固定される金属板41と、シールドケースに設けられた取付孔(図示せず)を塞ぐようにシールドケースに組み付けられるハウジング本体50と、機器側コネクタに嵌合可能な嵌合部60とを備えて構成されている。
【0018】
金属板41は、
図1および
図2に示すように、左右方向に横長な略矩形平板状をなし、金属板41の上縁には、
図4に示すように、後方に向けて屈曲された形態の屈曲部42が設けられている。
金属板41の左右方向両端部には、
図1,
図2および
図5に示すように、金属板41を板厚方向に貫通する上下一対の貫通孔43がそれぞれ設けられている。各貫通孔43は、図示しない固定ボルトが挿通可能とされており、これらの貫通孔43に固定ボルトを挿通してシールドケースに締め込むことで、ハウジング40がシールドケースに固定されるようになっている。
金属板41の略中央部には、
図6に示すように、板厚方向である前後方向に貫通する中央開口が設けられており、この中央開口を貫通するようにハウジング本体50が金属板41と一体に形成されている。
【0019】
ハウジング本体50は、合成樹脂製であって、
図6に示すように、ハウジング本体50の下半分は、下方から複数の電線20が一括して導入される電線導入部51とされている。電線導入部51は、左右方向に横長な筒状をなしており、電線導入部51の内部には、複数の電線20を一体にまとめた電線モールド体70が下方から嵌合可能とされている。
【0020】
電線モールド体70は、
図7に示すように、左右方向に一列に並んだ複数の電線20を一括して樹脂モールドすることにより、絶縁被覆22に密着して固定されており、左右方向に横長な略円柱状をなしている。
電線モールド体70の上端外周面には、
図6および
図7に示すように、シールリング72が嵌着されたシール装着溝71が設けられている。シールリング72は、電線モールド体70が電線導入部51内に嵌合されると、電線導入部51の内周面と電線モールド体70の外周面とに全周に亘って密着し、電線導入部51から内部に水などが浸入しないようにシールしている。
【0021】
電線モールド体70の左右両側の下端部には、
図4および
図7に示すように、電線導入部51の外周面に設けられた一対の係止突起52と係止可能な係止枠73が設けられている。係止枠73は、電線導入部51と電線モールド体70とが正規に嵌合すると、係止突起52と上下方向に係止し、電線モールド体70が電線導入部51から脱落しないように保持される。
【0022】
ハウジング本体50の上半分は、
図6に示すように、電線導入部51から導入された複数の電線20を個別に収容する複数の収容室53を有する電線収容部54とされている。
各収容室53は左右方向に並んで設けられており、隣り合う収容室53は隔壁55によって完全に仕切られた状態となっている。
電線収容部54の前端部には、
図1,
図2および
図6に示すように、前方に向かって略矩形状に開口する装着凹部56が設けられている。
装着凹部56は、金属板41の中央開口を前後方向に貫通する形態とされ、装着凹部56の前端部には、金属板41の前面に沿うようにフランジ状に広がるシール取付部57が設けられている。
【0023】
シール取付部57は、シールドケースの取付孔を全周に亘って覆う大きさに形成されており、シール取付部57の前面には、環状の面シール58が装着されている。面シール58は、金属板41がシールドケースに固定されると、シール取付部57とシールドケースにおける取付孔の開口縁とに密着し、シール取付部57とシールドケースとの間から水などがシールドケース内に浸入しないようにシールするようになっている。
装着凹部56の内部には、
図6に示すように、嵌合部60が前方から内部に収容可能とされている。嵌合部60は、
図1,
図3および
図4に示すように、左右方向に横長なブロック状をなしており、嵌合部60の内部には、左右方向に横並びとなる複数のキャビティ61が設けられている。隣り合うキャビティ61は、
図6に示すように、嵌合部側隔壁62によって仕切られており、各キャビティ61には、雌端子30がそれぞれ抜け止めされた状態で保持されている。
【0024】
嵌合部60の後端外周面には、
図6および
図7に示すように、全周に亘って外方に張り出すフランジ部63が設けられている。フランジ部63は、装着凹部56の内周形状よりも一回り小さい形状をなしており、嵌合部60が装着凹部56に挿入されると、フランジ部63の外周面と装着凹部56の内周面との間にクリアランスCLを有した状態で嵌合部60が装着凹部56内に収容されるようになっている。また、嵌合部60が装着凹部56に挿入されると、フランジ部63の後面が電線収容部54の隔壁55の前端面に当接し、嵌合部60が後止まりされている。
【0025】
装着凹部56におけるフランジ部63の前方には、環状のフロントリテーナRが装着可能とされている。フロントリテーナRの外周面には、装着凹部56内の上下面に設けられた係止突起56Aが嵌まり込む係止孔R1が設けられており、装着凹部56に対してフロントリテーナRが正規の位置に装着されると、係止突起56Aが係止孔R1に嵌まり込むことで、フロントリテーナRが装着凹部56内に抜け止めされている。また、フロントリテーナRが装着凹部56内に抜け止めされると、嵌合部60のフランジ部63がフロントリテーナRによって前方から係止され、嵌合部60が前止まりされる。そして、嵌合部60は、装着凹部56とフランジ部63との間に生じるクリアランスCLの分だけ、上下左右に遊動可能とされている。
【0026】
電線収容部54の後端部には、後方に開口する作業孔59が設けられており、この作業孔59を通して後方から電線収容部54内の作業が行えるようになっている。この作業孔59には、作業孔59の内周面に密着するカバー用シールリングC1を備えたカバーCが装着可能とされている。作業孔59を通して電線収容部54内の作業を行った後、作業孔59にカバーCを装着することで、作業孔59の内周面とカバーCとの間がカバー用シールリングC1によってシールされるようになっている。
【0027】
シールドシェル80は、導電性を有する金属板材にプレス加工などを施すことにより形成されている。シールドシェル80は、
図3乃至
図6に示すように、ハウジング本体50を後方から覆うようにして金属板41に固定されるように形成されており、ハウジング本体50の前面および下面以外の部分を覆う覆い部81と、覆い部81の前端縁から外方に張り出す取付片82とを有している。
【0028】
取付片82は、金属板41の後面に面接触した状態に組付可能とされており、取付片82の幅方向両端部には、
図5および
図7に示すように、取付片82を板厚方向に貫通する上下一対のボルト挿通孔83がそれぞれ設けられている。ボルト挿通孔83には、図示しない固定ボルトが挿通可能とされており、これらのボルト挿通孔83は、金属板41の各貫通孔43に対応して配置されている。そして、取付片82が金属板41の後面に組み付けられると、
図1に示すように、ボルト挿通孔83と貫通孔43とが連通して前後方向に一続きとなる。一続きとなったボルト挿通孔83と貫通孔43とに固定ボルトを挿通してシールドケースに締め込むことで、シールドシェル80が金属板41を介してシールドケースに電気的に接続された状態で固定される。
【0029】
さて、電線導入部51から電線収容部54内に導入された各電線20には、
図6に示すように、電線モールド体70よりもやや上方の位置から雌端子30に接続される位置までの範囲に公差吸収部23が設けられている。
公差吸収部23は、絶縁被覆22を除去して露出した芯線21に軸方向の圧力を加えることにより、芯線21に余長が生じるように屈曲させる、いわゆる芯線21を座屈させるように屈曲させて形成されている。詳細には、公差吸収部23は、絶縁被覆22の端末から斜め上後方に屈曲した後、前方に向けて湾曲させた形態とされおり、公差吸収部23は、余長が生じている分だけ前後および上下左右に伸縮可能とされている。
【0030】
また、高電圧用の電線20は絶縁被覆22が分厚いため、絶縁被覆22が皮剥ぎされていない電線20を下方から前方に屈曲させて配索しようとすると、曲げ半径が大きくなってしまう嫌いがあるが、公差吸収部23は、絶縁被覆22を除去した芯線21が電線導入部51から斜め上後方に屈曲した後、前方に向けて湾曲した形態となっているから、電線20を小さい曲げ半径で下方から前方に向けて配索することができるようになっている。
【0031】
また、電線モールド体70の後部には、
図6に示すように、シールドシェル80のねじ挿通孔84を挿通させた固定ねじSを電線20の軸方向と交差する方向に締め込むことにより電線モールド体70とシールドシェル80とを互いに固定する一対の取付座74が設けられている。なお、取付座74と固定ねじSとを合わせたものが、ねじ固定手段に相当する。
【0032】
一対の取付座74は、電線モールド体70の後側下端部において左右横並びに配されており、各取付座74は電線導入部51の後方に設けられた開口から後方に突出した形態をなしている。取付座74の内部には、取付座74の後面から後方に僅かに突出するナット75が後方から圧入されており、ナット75の前方には、ナット75のねじ孔76と同軸をなす凹状の逃がし凹部77が設けられている。逃がし凹部77内には、固定ねじSの軸部が後方から収容可能とされており、ナット75を貫通した固定ねじSの軸部が逃がし凹部77内に収容されることで、固定ねじSと電線モールド体70とが干渉することが防がれている。
【0033】
シールドシェル80の一対のねじ挿通孔84は、覆い部81の後面下部に左右横並びに設けられている。各ねじ挿通孔84には、固定ねじSが挿通可能とされており、各ねじ挿通孔84は、電線モールド体70の取付座74にそれぞれ対応するように配置されている。そして、固定ねじSをねじ挿通孔84に挿通させて取付座74のナット75に対して締め込むことにより、シールドシェル80と電線モールド体70とが互いに強固に固定される。つまり、電線モールド体70は、シールドシェル80を介してシールドケースに強固に固定された状態となっている。
【0034】
本実施形態のコネクタ10は、以上のような構成であって、続いて、コネクタ10の組付手順の一例を簡単に説明し、続けてコネクタ10の作用効果を説明する。
まず、電線モールド体70によってまとめられた複数の電線20の端末において、絶縁被覆22を皮剥ぎすることで絶縁被覆22を除去する。ここで、絶縁被覆22を除去する範囲は、電線モールド体70よりもやや先端側の位置から電線20の端末までとし、露出した各芯線21の端末に雌端子30を圧着する。この手順を繰り返すことで各電線20の端末に、広範囲に亘って露出し、かつ雌端子30が圧着された芯線21が形成される。
【0035】
次に、ハウジング本体50の電線導入部51内に各雌端子30が接続された電線20を挿入し、電線収容部54を経由して各雌端子30を装着凹部56から前方に引き出す。
【0036】
ハウジング本体50から雌端子30が引き出されたところで、各雌端子30を嵌合部60のそれぞれのキャビティ61に挿入し、各雌端子30が嵌合部60内で抜け止めされて保持される。これにより、電線20の端末に嵌合部60が装着される。
【0037】
次に、作業孔59から電線20を後方に引っ張り、電線20を電線収容部54内に引き戻す。ここで、電線20を引き戻すことにより嵌合部60が装着凹部56内に前方から収容されると、嵌合部60のフランジ部63における後面が電線収容部54の隔壁55の前端面に当接し、嵌合部60が後止まりされる。嵌合部60が装着凹部56内に収容されたところで、フロントリテーナRを装着凹部56内に挿入し、装着凹部56の係止突起52がフロントリテーナRの係止孔R1に嵌まり込むことで、フロントリテーナRが装着凹部56内に抜け止めされる。
【0038】
また、フロントリテーナRが装着凹部56内に抜け止めされると、嵌合部60のフランジ部63がフロントリテーナRによって前方から係止され、嵌合部60が前止まりされる。これにより、嵌合部60が装着凹部56内にて上下左右に遊動可能に保持される。
また、嵌合部60が装着凹部56内に保持されると、電線収容部54内に配された露出した芯線21の両端部が保持されることで、芯線21に対して軸方向に圧力が加わり、余長が生じるように芯線21が湾曲する。これにより、電線収容部54内に配された電線20に、絶縁被覆22の端末から斜め上後方に屈曲した後、前方に向けて湾曲した公差吸収部23が形成される。
そして、作業孔59にカバーCを装着して作業孔59を塞ぐと、カバー用シールリングC1によって作業孔59とカバーCとの間がシールされる。
【0039】
次に、シールドシェル80の覆い部81によってハウジング本体50を後方から覆うようにシールドシェル80を組み付け、シールドシェル80の取付片82を金属板41の後面に接触されると共に、電線モールド体70の取付座74のナット75に覆い部81を接触させる。そして、固定ねじSを覆い部81のねじ挿通孔84に挿通させてナット75に対して固定ねじSを締め込むことにより、シールドシェル80と電線モールド体70とを互いに強固に固定する。これにより、コネクタ10が完成する。
【0040】
完成したコネクタ10は、機器側コネクタに嵌合部60を嵌合させつつ、シールドケースの取付孔を覆うようにしてシールドケースに組み付けられる。ここで、嵌合部60は、機器側コネクタに対して上下左右(嵌合方向と直交する方向)に遊動可能とされており、電線20は公差吸収部23は、余長が生じている分だけ伸縮するから、機器側コネクタとの寸法公差や組付公差を吸収して雄端子と雌端子30とを正規に接続させることができる。
【0041】
シールドケースに対してコネクタ10の組み付けができたところで、ボルト挿通孔83と貫通孔43とに固定ボルトを挿通してシールドケースに締め込むことにより、コネクタ10がシールドケースに固定される。また、シールドシェル80が金属板41を介してシールドケースに電気的に接続された状態で強固に固定される。
【0042】
以上のように、本実施形態によると、機器側コネクタと嵌合される嵌合部60を上下左右に遊動可能に構成し、電線収容部54内に配された電線20の芯線21を露出させて、かつ余長が生じるように芯線21を屈曲させて公差吸収部23を形成するだけで、嵌合部60と機器側コネクタとの寸法公差や組付公差を吸収し、雌端子30と雄端子と雌を正規に接続させることができる。また、樹脂と金属の線膨張率の差によって雌端子30と雄端子との接続部分が摺動しようとする場合においても、公差吸収部23は、余長の分だけ伸縮するから、雌端子30と雄端子との接続部分が摺動して摩耗することを防ぐことができる。
【0043】
また、本実施形態によると、電線20を樹脂モールドして電線モールド体70を形成し、この電線モールド体70をシールドシェル80を介してシールドケースに強固に固定しているから、例えば、電線20が車両の振動に伴って上下方向に振動したとしても、電線20からの振動を電線モールド体70の位置で遮断することができる。これにより、振動が雌端子30と雄端子とが接続された接続部分に伝わって接続部分が摩耗することを防ぐことができる。
【0044】
すなわち、例えば、電線の端末に中継端子を接続して、この中継端子をコネクタ本体にボルト固定することで車両からの振動を遮断し、中継端子と端子との間に伸縮性を有する伸縮導体を使用することで、伸縮導体を公差吸収部として機能させるような方法に比べて、部品点数や作業工数を増加させることなく、寸法公差や組付公差を吸収しつつ、電線20からの振動を遮断することができる。
【0045】
また、本実施形態によると、上記に加えて、固定ねじSの締め込み方向が電線モールド体70内に配された電線20の軸方向と交差しているから、電線20の軸方向に伝わる振動をしっかりと遮断することができる。
【0046】
<他の実施形態>
本発明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発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、露出した芯線21に軸線方向に圧力が加えられ、芯線21を下方から斜め後方に屈曲させた後、前方に向けて湾曲させることにより、公差吸収部23を形成した構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、露出した芯線21に軸線方向に圧力を加えて芯線21を下方から前方に向けて略L字状に屈曲させることにより、公差吸収部を形成する構成にしてもよく、電線の導入方向と嵌合部の嵌合方向とが同一方向のハウジングを形成し、露出した芯線21に軸線方向に圧力を加えて芯線を径方向に張り出させるように屈曲させることで、公差吸収部を形成する構成にしてもよい。
(2)上記実施形態では、電線収容部54内に配された電線20の絶縁被覆22を全て除去して公差吸収部23を構成したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、電線収容部内に配された電線の一部の絶縁被覆を除去して公差吸収部を構成してもよい。
(3)上記実施形態では、電線収容部54内に6本の電線20が導入された構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、電線収容部内に導入される電線は、2本や3本でもよく、7本以上でもよい。
【0047】
(4)上記実施形態では、電線モールド体70にナット75を圧入して固定し、シールドシェル80のねじ挿通孔84を挿通させた固定ねじSをナット75に締め込んで、電線モールド体70とシールドシェル80とをねじ固定した構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、電線モールド体にスタッドボルトを固定し、シールドシェルのねじ挿通孔にスタッドボルトを挿通させてスタッドボルトにナットを締め込むことで電線モールド体とシールドシェルとをねじ固定してもよい。