JP2010211935A - 高圧電線l字状コネクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】L字状に曲折された高圧電線Wと、高圧電線Wの先端に接続された端子Cと、高圧電線Wの先端部および端子を囲み外部に取り付けフランジを備えたハウジング80と、ハウジング80を覆うアルミ製シールドシェル50とを備えた高圧電線L字状コネクタ100において、ハウジング80内に挿入された高圧電線Wをハウジング80内の挿入口側でハウジング80にリアホルダー60で固定し、高圧電線WのL字状曲折部を覆う部位を取り付けフランジ付き樹脂製プロテクタ10で覆い、かつプロテクタ10の取り付けフランジ10Fをシールドシェル50の取り付けフランジ50FにボルトBで締結し、さらに樹脂製プロテクタ10にリブ13を設けて剛性を持たせた。
【選択図】図1
Description
典型的なコネクタは電線がコネクタに直線状に真っ直ぐ入って固定されているタイプのものである。このコネクタを現場で取り付ける際に、コネクタの取り付け部位の近傍に部品等がある場合は、電線が直線状に真っ直ぐなままでは使用できないので、電線を90度に曲げてL字状に曲折させて使用することがある。電線が低圧電線のような細い電線であれば現場でL字状に曲折することは簡単である(例えば、特許文献1および2を参照)。
しかしながら、高圧電線のような太い電線の場合は反発力が大きいので直角に曲げることが容易でなく、結果的に大きな円弧を描くものとなり、これでは低背化コネクタとはならず、大きなスペースを必要とした。
また、現場でL字状に曲折できたとしても、この曲折状態を維持させることのできる頑丈なプロテクタは存在しなく、したがって、現場でL字形状に曲折して使うことは困難であった。
そこで、高圧電線は予め工場にてL字状に曲げるのがよい。
「予め工場でL字状に曲折された高圧電線」(以下、「L字状電線」という。)を収納したコネクタとしては、次の2つのタイプのものが考えられる。
L字状電線をコネクタに収納する場合、コネクタハウジング内にそのL字状電線の曲折形状に対応して収納できる大きさのL字状通路を形成しておき、その通路にL字状電線を外側から軸方向に挿入することは困難なため、通常はL字状電線と同じ形状の開口をコネクタ側面にあけておき、L字状電線を側面の開口から収納し、その後、側面の開口をシール材でシールするようにしている。
しかしながら、このシール材で完全にシールすることは難しく、またシール工程も複雑となり好ましくない。
そのため、従来の主流はポッティングタイプであった。
《ポッティングタイプの構成》
図7はポッティングタイプのコネクタの1例を説明する断面図である。
図7において、70はポッティングタイプのコネクタ、75は電磁波を遮断するためアルミで作られたシールドシェル、78はシールドシェル75内に収納されるハウジング、76はハウジング78内に高圧電線Wを支持・固定するリアホルダ、79はパッキン、74はパッキン79を包被するシールドリング、Pはシールドリング74とシールドシェル75との間に介挿されてシールドリング74を押圧するスプリング、70Pは高圧電線Wと端子の接続部の防水をするシリコーンを充填したポッティング部、Wは太い高圧電線、Tは高圧電線の先端に接続された端子である。
以上のように、ポッティングタイプのコネクタは電線と端子の接続部をポッティング材で防水したので、防水性の高いコネクタを得ることができる。
しかしながら、ポッティング材であるシリコーンを充填するポッテイング工程が必要となるために、シリコーンが固まるまでに時間(約30分〜1時間の放置)がかかるので、生産性が悪く、またこれを固まるまで放置しておくスペースが必要となり、またポッティング材料のコストが高く、量も多く必要とし、さらにポッティング材は相手の樹脂の特性(耐油性・耐熱性・耐薬品性)によって選択されなければならないといった選択の不自由さの欠点があった。
また、ポッティングの代わりに樹脂でモールドすることも考えられるが、モールド工程での欠陥が出た場合、ポッティングタイプと同様にコネクタの他の部品まで使用不能となってしまった。
(イ)前記ハウジング内に挿入された高圧電線を前記ハウジング内の挿入口側で前記ハウジングにリアホルダーで固定したこと、
(ロ)前記ゴムブーツが前記高圧電線のL字状曲折部を覆う部位を取り付けフランジ付き樹脂製プロテクタで覆い、かつ前記プロテクタの取り付けフランジを前記シールドシェルの取り付けフランジにボルトで締結したこと、
(ハ)前記樹脂製プロテクタにリブを設けて剛性を持たせたことを特徴としている。
(イ)前記複数個のメス端子を縦並びにしたこと、
(ロ)前記複数個のメス端子内のインデントとバネの配置関係をすべて同じとしたこと、
(ハ)前記メス端子に接続された前記高圧電線を前記インデントとバネを含む面において前記インデント側にL字状に曲折させたことを特徴としている。
(イ)前記取り付けフランジの取り付け面側に360に亘る環状溝を設けたこと、
(ロ)環状のユニットパッキンを前記環状溝内に敷設したことを特徴としている。
図1は本発明の実施例1に係る高圧電線L字状コネクタの斜視図(a)と断面図(b)である。図1において、100は本発明に係る高圧電線L字状コネクタで、太い高圧電線Wが直角にL字状に下方へ曲折されて、高圧電線Wの先端でメス端子C1、C2(図1(b))が加締めによって接続されている。メス端子C1、C2は後述するバネとインデントから成っている。高圧電線Wの先端とメス端子はハウジング80内に収納・固定されている。ハウジング80の上部には電線が入る開口部が、ハウジング80の下部には下からオス端子が挿入される開口部が、ハウジング80の外側中央にフランジ80Fが形成されている。電線Wは曲折部近傍をゴムブーツ20で包まれ、さらにその曲折部を上から本発明に係るプロテクタ10で囲って、プロテクタ10のフランジ10Fとハウジング80のフランジ80FとをボルトBで締結している。
なお、編組30、シールドリング40、シールドシェル50、リアホルダ60、ゴム栓70、ユニットパッキン90は図1では見難いので、分解斜視図である図2を用いて説明する。
図1のコネクタの分解斜視図である図2において、100は本発明に係る高圧電線L字状コネクタ、10は本発明に係るプロテクタ、20はゴムブーツ、30は編組、40はゴム栓70を包被するシールドリング、50は電磁波を遮断するためアルミで作られたシールドシェル、60はハウジング78内に高圧電線Wを支持・固定するリアホルダ、70はゴム栓、80はシールドシェル50内に収納されるハウジング、90はユニットパッキン、Wは太い高圧電線、Cは高圧電線Wの先端に接続されたメス端子である。
以下、これらの部品の構成と機能について簡単に説明する。
プロテクタ10は真っ直ぐ延びる高圧電線Wを直角に曲折した箇所に被せて高圧電線WのL字状の曲折形状を保持させるためのものである。低圧電線の細い電線では真っ直ぐな電線を直角に曲折しても反力が小さいため、曲折した箇所をプロテクタで被ってフック止めして使用することができたが、ここで対象としている高圧電線Wは太くて強(こわ)いので、L字状に曲折しても、元の直線形状に戻ろうとする反力が大きく、従来のプロテクタで曲折形状を保持させることは困難であった。
本発明ではプロテクタに3つ工夫をすることで形状維持が可能となった。これについては後述する
雨水が高圧電線Wを伝って内部の鉄製バンド40とアルミシールドシェル50との隙間に入って鉄製バンド40等を破損するのを防止するためのもので、ゴムブーツ20はL字状をしており、細い長尺部では高圧電線Wを密着被覆し、先端の広口部では鉄製バンド40を覆っている。これにより、雨水が高圧電線Wとゴムブーツ20の間には浸入できなくなり、ゴムブーツ20の表面を伝って浸入しても鉄製バンド40には到達できない。
編組30は銅で縦横に編んだ網であり、これで高圧電線Wの先端近傍を広く覆うことで電磁波のシールドがなされる。
シールドリング40は編組30をアルミシールドシェル50に止める鉄製の薄い板状のバンドである。
シールドシェル50は電磁波をシールドするためハウジング80の上部全体を覆うアルミ製のキャップで、下端にフランジ50Fが形成されている。
リアホルダ60は本発明によって設けられた部品で、2本の高圧電線Wを貫通させる孔を2個設けた略8の字状をしており、2本の高圧電線Wをそれぞれ貫通孔に通し、これをハウジング80内の入口側に固定することで、高圧電線Wをハウジング80内の入口側に固定している。
ゴム栓70は従来のポッティングに替わるもので、高圧電線Wを貫通させる孔を中央に備えたドーナツ状のゴム製部品である。これをリアホルダ60の内側にリアホルダ60に並設することで、雨水の浸入をここで防止し、電線やメス端子にまで到達しないようにしている。
ゴム栓70に欠陥があって防水に不備のあるコネクタが製造された場合、このゴム栓70を取り替えればよく、他の部品はそのまま使用できるので、他の部品も使用できなくなったポッテイングと比べて歩留まりが著しく向上する。また、ゴム栓は液体のポッティングと異なって固体であるので、化学反応も少なく、取り扱いが簡単である。
ハウジング80は上部81と下部82とから成る筒部と、筒部の外側中央に形成されたフランジ80Fとから成る樹脂製部品である。ハウジング80の上部81には電線が入る開口部が、ハウジング80の下部82には下からオス端子が挿入される開口部が、ハウジング80の外側中央にフランジ80Fが形成されている。
ユニットパッキン90はハウジング80のフランジ80Fの裏側(設置用のアルミダイキャスト側)に形成された溝内に敷設され、外部からの雨水がハウジング内の端子に浸入することを防止している。
〈プロテクタの特徴1:フランジ同士をボルトで締結〉
プロテクタ10の下部にフランジ10Fを樹脂で形成し、そのフランジ10Fにボルト挿入孔10Bを設け、一方、電磁シールドのためアルミで出来た堅固なシールドシェル50にフランジ50Fを形成し、プロテクタ10のフランジ10Fをシールドシェル50のフランジ50FにボルトBで締結した。このようにプロテクタ10をボルトで締結するようにしたので、反力が大きい高圧電線Wの曲折部に用いてもプロテクタ10が外れることがない。
プロテクタ10の外側表面にリブ13を複数本上下左右に形成することで剛性を持たせた。このようにプロテクタ10の外側表面にリブ13を形成したので、反力が大きい高圧電線Wの曲折部に用いてもプロテクタ10が破損することがない。
プロテクタ10のボルト締結用孔10Hに円筒状の金属カラーを埋め込み、電線反力に耐えることができるようにした。このようにプロテクタ10のボルト締結用孔10Hに金属カラーを埋め込んだので、反力が大きい高圧電線Wの曲折部に用いてもボルト締結用孔10Hが破損することがなく、ボルトBで堅固に締結が持続される。
以上、プロテクタ10の3点の工夫によって、高圧電線Wが太くて反力が大きくても、L字状に曲折した後の形状を本発明のプロテクタ10でそのまま維持することができるようになる。
したがって本発明によれば、高圧電線をコネクタに真っ直ぐに取り付けて、その後でL字状に直角に曲げて曲折部を作り、その曲折部を本発明に係るプロテクタを使うことで、生産性の良い、スペースが必要でない、低コストの、材料選択の自由で、歩留まりの良い、L字状電線のコネクタを顧客に納品することができる。
実施例1のプロテクタ10で高圧電線の曲折部を堅固に保護したコネクタが得られたが、その後の検討で、高圧電線Wとゴム栓70との間のシール性が悪化する虞があることが判明した。 実施例2はこのシール性の悪化の問題点を解決するためになされたものである。
高圧電線Wとゴム栓70との間のシール性の悪化の原因を追及した結果、高圧電線を曲げるとき高圧電線の曲折側で反力が曲げと反対方向にかかるので、電線がゴム栓から離れてしまうため、この部分のシール性が悪くなることが判明した。
そこで実施例2では高圧電線を曲げても高圧電線がゴム栓から離れないように(動かないように)するため、図1(b)のように、ハウジング80内の高圧電線Wの入る入口側にリアホルダ60を設けて曲折部近傍の高圧電線Wをハウジング80内に固定したのである。一方、高圧電線Wの先端の加締められた端子をハウジング80内に圧入して固定している。
このように、リアホルダ60と圧入端子Cとの2点間で高圧電線を直線状に両持ち支持したので、高圧電線を曲げても2点間の区間は微動しなくなり、高圧電線Wとゴム栓70との間のシール性が曲折前と同じような状態に維持されるようになった。
実施例1および2のコネクタをその後検討したところ、メス端子とオス端子の間に接触不良が生じる虞があることが判明した。実施例3はこの接触不良の虞の問題点を解決するものである。
メス端子とオス端子の間に接触不良が生じる原因を調べたところ次のことが判った。
(1)図4のようなメス端子2個が「横並び」のタイプのコネクタは、電線を曲折しても接触不良は発生しなかった。
(2)図5のようなメス端子2個が「背中合わせ」の従来のコネクタは、電線を曲折したら接触不良が生じる場合があった。
(3)図3のような改良を加えたメス端子2個が「背中合わせ」の実施例3のコネクタは、電線を曲折しても接触不良は生じなくなった。
一般的なメス端子4C1、4C2にはそれぞれ片側にバネが、反対側にインデント(接点・突起)がある。図4の「横並び」のコネクタではバネとインデントは紙面に垂直方向に重なって配設されている。そこで図4のように高圧電線を90度左に曲げると、各メス端子4C1、4C2のバネとインデントは曲げ面と平行な面にあるので紙面で若干右方向に移動することが生じても、紙面で垂直方向に移動することが起きないためバネが撓むことがない。したがって、このような「横並び」のコネクタではオス端子が挿入されても接触不良は起きない。
しかしながら、このような「横並び」のコネクタは図から見ても明らかなように、メス端子が横並びであるためコネクタが大型になってしまうので採用はできない。
《従来タイプのコネクタの構成》
図5のように、左側のメス端子5C1のバネS1とインデントI1およびメス端子5C2のバネS2とインデントI2はコネクタの中心を境にしてそれぞれ左右対称に配設されている。図5のように高圧電線を90度左に曲げると、その反力で各メス端子4C1、4C2は若干図で右に移動することとなる。そうすると、バネとインデントは曲げ面と直角な面にあるのでどちらかのメス端子4C1、4C2のバネが撓み、インデントはオス端子の挿入面から離間する方向に若干移動している。
図6は図5の端子の変化を3つの時系列で示した図である。
高圧電線を曲折する前の真っ直ぐの状態のときは、メス端子C1のバネS1とインデントI1(接点I1S)およびメス端子C2のバネS2とインデントI2(接点I2S)はコネクタの中心を境にしてそれぞれ左右対称に配設されている。このとき、メス端子C1のインデントI1と側壁との離間距離はaであり、バネS1と側壁との離間距離はbであり、またメス端子C2のインデントI2と側壁との離間距離もaであり、バネS2と側壁との離間距離もbである。
(2)《曲げた後》
高圧電線を図で左側に曲げ力Fで曲折すると、端子側に反力Fが加わり、メス端子C1とメス端子C2は若干図で右に移動する。その結果、メス端子C1のインデントI1と側壁との離間距離Aはaよりも若干広くなり(オス端子側に近づく。)、バネS1と側壁との離間距離はゼロとなる(オス端子側から離れるが、バネの先端の接点はまだオス端子の挿入線上にある。)。一方、メス端子C2のインデントI2と側壁との離間距離はゼロ(接点I2Sはオス端子の挿入線上から離れる。)となり、バネS2と側壁との離間距離Bはbより若干広まる(オス端子側に近づく)。
(3)《オス端子の挿入後》
この(2)の状態でオス端子T1が下方の挿入口から挿入されると、メス端子C1のインデントI1とオス端子T1とは良好に接触し、またバネS1の先端とオス端子T1とも接触し接触良好である。
これに対して、メス端子C2のバネS2はオス端子T2によって潰れ、インデントI2の接点I2Sはオス端子T2から離れているので、接触不良となった。
図6は接触不良が発生しない実施例3のコネクタである。
《実施例3のコネクタの構成》
図6は接触不良が発生しない実施例3のコネクタである。
図6(a)から判るように、実施例3のコネクタは高圧電線Wを左に曲折したときのメス端子C1、C2にいずれも、図6で接触良好であったメス端子C1のバネとインデント配列を採用し、図6で接触不良となったメス端子C2のバネとインデント配列を採用しなかった。言い換えれば、実施例3では、(イ)2個のメス端子C1、C2を縦並びにして小型化し、(ロ)2個のメス端子C1、C2のインデントとバネの配置関係を同じとし、(ハ)しかも、インデントとバネを含む面において高圧電線をバネ側ではなくてインデント側に曲折させたことが実施例3の特徴である。
このようにすることにより、図3(b)から判るように、実施例3のコネクタは高圧電線Wを左に曲折したとき、メス端子C1、C2のインデントI1、I2がオス端子T1側に若干接近するので、インデントI1、I2はオス端子T1と良好に接触し、またバネS1、S2がバネ力でオス端子T1と接触するので接点良好となる。
10 プロテクタ
10B ボルト挿入孔
13 リブ
20 ゴムブーツ
30 編組
40 シールドリング
50 シールドシェル
50F フランジ
60 リアホルダ
70 ゴム栓
80 ハウジング
80F フランジ
81 上部
82 下部
90 ユニットパッキン
W 高圧電線
C、C1、C2 メス端子
I1、I2 インデント
I1S、I2S インデント接点
S1、S2 バネ
TI、T2 オス端子
Claims (5)
- L字状に曲げられた高圧電線と、前記高圧電線の先端に接続された端子と、前記高圧電線の先端部および前記端子を囲み外部に取り付けフランジを備えたハウジングと、前記ハウジングの高圧電線の挿入側から前記取り付けフランジまでを覆うアルミ製シールドシェルと、前記高圧電線のL字状曲折部から前記アルミ製シールドシェルまでを覆う編組と、前記編組を前記アルミ製シールドシェルに固定する薄片状の金属製シールドリングと、L字状曲折部の手前側から前記アルミ製シールドシェルまでを被覆するゴムブーツと、を備えた高圧電線L字状コネクタにおいて、
(イ)前記ハウジング内に挿入された高圧電線を前記ハウジング内の挿入口側で前記ハウジングにリアホルダーで固定したこと、
(ロ)前記ゴムブーツが前記高圧電線のL字状曲折部を覆う部位を取り付けフランジ付き樹脂製プロテクタで覆い、かつ前記プロテクタの取り付けフランジを前記シールドシェルの取り付けフランジにボルトで締結したこと、
(ハ)前記樹脂製プロテクタにリブを設けて剛性を持たせたこと、
を特徴とする高圧電線L字状コネクタ。 - 前記プロテクタの前記ボルト締結部に金属カラーを用いたことを特徴とする請求項1記載の高圧電線L字状コネクタ。
- 前記端子がインデントとバネとから成るメス端子であり、当該メス端子を複数個備えたものにおいて、
(イ)前記複数個のメス端子を縦並びにしたこと、
(ロ)前記複数個のメス端子内のインデントとバネの配置関係をすべて同じとしたこと、
(ハ)前記メス端子に接続された前記高圧電線を前記インデントとバネを含む面において前記インデント側にL字状に曲折させたこと、
を特徴とする請求項1または2記載の高圧電線L字状コネクタ。 - 前記リアホルダーの内側において前記各高圧電線にそれぞれゴム栓を嵌めて前記各高圧電線と前記ハウジングとのシールをしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の高圧電線L字状コネクタ。
- 前記ハウジングの取り付けフランジが前記ハウジングを360度取り囲む形状のものであるものにおいて、
(イ)前記取り付けフランジの取り付け面側に360に亘る環状溝を設けたこと、
(ロ)環状のユニットパッキンを前記環状溝内に敷設したこと、
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の高圧電線L字状コネクタ。
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