JP2012099399A - ケーブル用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 シールドコネクタの簡素化が容易であり、その完全な電磁シールドが可能になるケーブル用コネクタを提供する。
【解決手段】 導体ハウジング１１内に、ソケット部１３ａ、１３ｂをもつコネクタ導体１３を収容する収容インシュレータ１４が配置される。導体ハウジング１１に電気ケーブルの挿入される方向に形成された円筒部１１ａに螺合し、収容インシュレータ１４を固定する螺子環状固定金具１５が取り付けられる。この螺子環状固定金具１５の内周面に圧接し、その径方向内側に弾性付勢する弾性接触子１６が備えられる。更に、防水用ゴムリング１７が取り付けられ、円筒部１１ａがキャップ１２により密閉される。そして、ソケット部１３ａは電気ケーブルの芯線に圧着し、弾性接触子１６は電気ケーブルのシールド編組部に圧着する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シールド線付きの電気ケーブルを別の電気機器に接続するためのケーブル用コネクタに関する。

例えば百アンペア以上の大電流が電送される電気ケーブルでは、直流電流であってもその電流変動により発生する電磁波ノイズの漏洩防止が必要になる。特に、電気自動車あるいはハイブリッド自動車の場合のように厳しい環境条件（走行による振動、衝撃等）になる場合には、安全性の観点から優れた電磁適合性（ＥＭＣ：Electro Magnetic Compatibility）の確保が極めて重要である。

これまで、上記自動車で使用されるシールド線を有する電気ケーブルを例えば蓄電池あるいは燃料電池等の電流源に接続するために、種々のシールドコネクタが提示されている（例えば、特許文献１，２を参照）。ここで、電気ケーブル（以下、単にケーブルともいう）は網状のシールド線によりシールドされ、コネクタに対しても電磁シールドが施される。例えば特許文献１では、ケーブルの芯線が接続されるコネクタ端子（コネクタ導体）は、絶縁体のインナーハウジングとアウターハウジングを有する収容室に配置される。そして、このインナーハウジングとアウターハウジングとの間に電磁シールドとなる導電性カバーが取り付けられる。特許文献２のコネクタでは、ソケット型のコネクタ端子が収容される複数のチャンバ部品の外側面に電磁シールドとなる導電性層がコーティングされる構造になる。

このようなシールドコネクタにおいて、上記コネクタ端子はシールド線付き電気ケーブルを別の電気機器例えば上記電流源、変圧器、開閉器等のプラグイン端子、雄端子、雌端子あるいは別のコネクタ等に電気接続する。そして、上記導電性カバー、導電性層がこの電気接続のところで生じた電磁波の漏洩を防止するようになっている。

特許第３１７４２３６号公報 特表２００９−５３０７６０号公報

しかし、従来のシールドコネクタでは、コネクタ端子が配置される絶縁体のハウジングあるいはチャンバ部品のような収容室の構造は複雑化している。このため、その収容室の例えば導電性カバー、導電性層のようなシールド導体の取り付けが不充分になり易い。そして、例えば電気ケーブルの送電開閉のように、ケーブルの電流量が大きく変動するような場合に、発生する電磁波の強度が比較的に大きくなり、シールドコネクタからの電磁波漏洩が避けられなくなる虞がある。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、シールドコネクタの簡素化が容易であり、完全な電磁シールドが可能になるケーブル用コネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかるケーブル用コネクタは、シールド線付きの電気ケーブルのコネクタであって、導体ハウジングと、前記導体ハウジング内に配置され、ソケット部を有するコネクタ導体が収容されたインシュレータと、前記電気ケーブルが前記導体ハウジングに挿入される方向に沿って形成された前記導体ハウジングの筒状部にその内部において螺合し、前記インシュレータを前記導体ハウジング内に固定する環状固定金具と、前記環状固定金具の内周面に圧接し、前記環状固定金具の径方向内側に弾性付勢する接触要素と、を備え、前記コネクタ導体のソケット部は前記電気ケーブルの芯線に圧着し、前記接触要素は前記電気ケーブルの絶縁外被が切除され露出したシールド編組部に圧着するようになっている。

本発明により、シールドコネクタが簡素な構造になる。そして、完全な電磁シールドが可能になる。また、自動車分野のように厳しい環境条件（走行による振動、衝撃等）下において、安定的なＥＭＣの確保が容易になる。

本発明の実施形態にかかるケーブル用コネクタの外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態にかかるケーブル用コネクタの一例を示す側断面図である。 図２のケーブル用コネクタに電気ケーブルが装着された状態を示す側断面図である。 図２に示したケーブル用コネクタを上方に切り開いたところの断面図である。 本発明の実施形態のケーブル用コネクタにおいてコネクタ導体の収容に用いられるインシュレータの一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態のケーブル用コネクタにおいて用いられる螺子環状固定金具の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態のケーブル用コネクタにおいて用いられる弾性接触子の一例を示す側面図である。 本発明の実施形態のケーブル用コネクタの組み立ておよび電気ケーブルの装着の説明に供する分解図である。

以下に本発明の好適な実施形態について図１乃至図８を参照して説明する。以下、図面においては、その要部に符号が付され、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。

図１に示すように、本実施形態のケーブル用コネクタ１０では、シールド線付きの電気ケーブルＫは、導電性物質からなる導体ハウジング１１内において、電気機器からの端子等の別の電気器具に接続するようになっている。ここで、導体ハウジング１１は例えばアルミニウム等の金属製の円筒部１１ａと台座部１１ｂが一体構造になって形成されている。なお、電気ケーブルＫが挿入される円筒部１１ａの挿入口はキャップ１２により密閉されるようになっている。

図２，３，４に示すように、ケーブル用コネクタ１０は、上述した導体ハウジング１１内に、電気ケーブルＫを別の電気器具に電気接続するコネクタ導体１３、このコネクタ導体１３を収容する収容インシュレータ１４を備えている。ここで、収容インシュレータ１４はコネクタ導体１３を導体ハウジング１１から絶縁分離する。

この収容インシュレータ１４は、導体ハウジング１１内に電気ケーブルＫが挿入される方向、例えば電気ケーブルＫの中心軸Ｍの方向に２分割された２つの半割りインシュレータ１４ａ，１４ｂが重ね合わされるように取り付けられていると好適である。そして、それ等の係合溝１４１と導体ハウジング１１の係合突起１１１が係合して、収容インシュレータ１４は導体ハウジング１１内に安定配置される。詳細は後述されるが、例えば螺子環状固定金具１５の螺着において、弾性接触子１６と同様に中心軸Ｍ周りの回転が抑止される。

コネクタ導体１３は、電気ケーブルＫの芯線Ｋ１が接続する一のソケット部１３ａ、別の電気器具が接続する他のソケット部１３ｂを有し、収容インシュレータ１４に嵌め込まれように収容される。ここで、ソケット部１３ａの先端部１３１は収容インシュレータ１４の前方突起部１４２に突き当たるようになっている。そして、コネクタ導体１３は収容インシュレータ１４に設けられた後方突起部１４３との間で挟持される。図３に示されるように、この第１のソケット部１３ａに電気ケーブルＫの芯線Ｋ１が締められて圧着されるようになる。ここで、装着された電気ケーブルＫの中心軸Ｍ方向への引張り強度は３００ｋｇｆ以上になる。

更に、ケーブル用コネクタ１０には、導電性で例えば円環状の螺子環状固定金具１５が、円筒部１１ａの内壁に設けられた雌ネジ部１１２で螺合し、収容インシュレータ１４を導体ハウジング１１内に固定するように取り付けられている。また、接触要素である弾性接触子１６が螺子環状固定金具１５の内周面に沿って取り付けられている。この弾性接触子１６は径方向に弾性を示し径方向内側に付勢する弾性片を有している。そして、弾性接触子１６は収容インシュレータ１４に固持されるようになっている。そのようなものとして例えばラメラ（lamella）コンタクトが好適である。

弾性接触子１６は、導体ハウジング１１内に電気ケーブルＫが挿入される方向、例えば電気ケーブルＫの中心軸Ｍの方向に２分割された２つの半割り接触子１６ａ，１６ｂが重ね合わされるようになっているとよい。この弾性接触子１６にはその他に例えば線ばねが有効に適用される。上述した螺子環状固定金具１５は、この一の弾性接触子１６を押圧して固持する機能も有する。

そして、図３に示されるように、弾性接触子１６は、ケーブル用コネクタ１０への電気ケーブルＫの装着において、その絶縁内被Ｋ２表面に露出するシールド線Ｋ３の編組部Ｋ４をその弾性力により押圧し電気接続する。また、この弾性接触子１６は螺子環状固定金具１５に電気接続し更にこの螺子環状固定金具１５が導体ハウジング１１の円筒部１１ａに電気接続することで、電気ケーブルＫのシールド線Ｋ３は安定的に導体ハウジング１１に電気接続するようになる。

また、導体ハウジング１１の円筒部１１ａにおいて、上記螺子環状固定金具１５から電気ケーブルＫの挿入口の間に防水用ゴムリング１７が取り付けられている。ここで、防水用ゴムリング１７はケーブル用コネクタ１０内への水分あるいは塵埃の浸入に起因する絶縁性劣化を防止する。そして、図３に示されるように、防水用ゴムリング１７は、ケーブル用コネクタ１０への電気ケーブルＫの装着において、その絶縁外被Ｋ５表面に圧接するようになっている。このような防水用ゴムリング１７は、電気ケーブルＫが例えば自動車のような環境条件の厳しくなるところに配策される場合に好適となる。

そして、円筒部１１ａの挿入口にキャップ１２が取り付けられる。キャップ１２は樹脂製あるいは金属製であり、防水用ゴムリング１７に保持されるようになっている。あるいは、挿入口に螺着するようになっていてもよい。

上記ケーブル用コネクタ１０では、上述したコネクタ導体１３の他のソケット部１３ｂ内に他の弾性接触子１８が挿設されている。ここで、この弾性接触子１８は上述した一の弾性接触子１６と同様な弾性体からなる。但し、この弾性接触子１８は一の弾性接触子１６と異なり半割りでない環状になっていればよい。また、図２に示されるように、導体ハウジング１１の円筒部１１ａから台座部１１ｂにかけて挿抜口１９を有するガイドインシュレータ２０が取り付けられている。更に、図４に示されるように、台座部１１ｂに複数のネジ穴２１が形成されている。

そして、別の電気機器からの例えばプラグイン端子のような雄端子がガイドインシュレータ２０の挿抜口１９から挿入され、他のソケット部１３ｂ内の弾性接触子１８を介してコネクタ導体１３に電気接続するようになる。また、このケーブル用コネクタ１０は、台座部１１ｂに設けられたネジ穴２１に螺合するネジあるいはボルト等を通して上記電気機器に容易に締結されるようになる。ここで、ケーブル用コネクタ１０の導体ハウジング１１は、上記電気機器において、上記ネジ等を介して接地されるようになると好適である。

収容インシュレータ１４は、例えば図５に示されるように、有底筒状の樹脂からなるインシュレータが２分割された２つの半割りインシュレータ１４ａ，１４ｂからなる。ここで、半割りインシュレータ１４ｂには、ガイドインシュレータ２０の挿抜口１９に連通する開口１４４が設けられている。また、半割りインシュレータ１４ａ，１４ｂの先端にそれぞれ円弧状の溝部１４５が設けられ、更に係止部１４６が形成されている。そして、詳細は後述される例えばラメラコンタクトからなる弾性接触子１６が収容インシュレータ１４に対して固持されるようになっている。

螺子環状固定金具１５は、例えば図６に示されるように、その外周面に雄ネジ部１５１を有し、この雄ネジ部１５１が導体ハウジング１１の円筒部１１ａに形成した雌ネジ部１１２に螺合する。ここで、螺子環状固定金具１５は、そのネジ頭部１５２にネジ頭溝１５３が設けられた構造になっており、ねじ回しとなる円環状の固定金具締め治具（図示せず）により円筒部１１ａに螺着される。

弾性接触子１６は、例えば図７に示されるように、例えば２つの円環状の接触子カラー部１６１の間に複数の弾性片１６２が固着している。この弾性片は例えばベリリウム銅のような強い弾性力を有する導電性物質からなる。そして、この弾性片は円環の径方向内側に弾性付勢するようになっている。また、接触子カラー部１６１に切り欠き部１６３が形成されている。

このような弾性接触子１６は上述したように収容インシュレータ１４に固持されるようになっている。例えば、弾性接触子１６の接触子カラー部１６１の一部が収容インシュレータ１４の溝部１４５に挿入され、切り欠き部１６３が収容インシュレータ１４の係止部１４６に係合する。このようにして、螺子環状固定金具１５を固定金具締め治具により円筒部１１ａの雌ネジ部１１２に螺合させる際に、弾性接触子１６の中心軸Ｍ周りの回転は抑止される。

次に、本実施形態のケーブル用コネクタ１０の組み立ておよび電気ケーブルＫの装着について説明する。はじめに、電気ケーブルＫの端部からキャップ１２、防水用ゴムリング１７および螺子環状固定金具１５を、順次に絶縁外被Ｋ５を被包するように差し込む。そして、その端部の絶縁外被Ｋ５、シールド線Ｋ３、絶縁内被Ｋ２を切除し、露出する芯線Ｋ１をコネクタ導体１３のソケット部１３ａ内に挿入しソケット部１３ａを締めて圧着する。そして、絶縁内被Ｋ２内周面に露出するシールド線Ｋ３を編組部Ｋ４とする。なお、上記差し込みと切除の手順は逆であってもよい。

次いで、コネクタ導体１３の他のソケット部１３ｂ内に別の弾性接触子１８を装着する。そして、このコネクタ導体１３に半割りインシュレータ１４ａ，１４ｂを上下から被せる。続いて、ガイドインシュレータ２０およびＯリング２２を導体ハウジング１１の台座部に取り付ける。このようにした後に、シールド線Ｋ３の編組部Ｋ４に弾性接触子１６を上下からあてがい、収容インシュレータ１４に係合させる。そして、電気ケーブルＫの芯線Ｋ１が接続するコネクタ導体１３を収容した状態で、その収容インシュレータ１４を導体ハウジング１１内に挿入する。ここで、半割り接触子１６ａ，１６ｂは上下から重ね合わせて編組部Ｋ４に圧接する。また、半割りインシュレータ１４ａ，１４ｂからなる収容インシュレータ１４に固持される。

そして、円筒部１１ａに収容インシュレータ１４、弾性接触子１６を挿入した状態で、螺子環状固定金具１５を円筒部１１ａに螺着する。この螺着では、上述したような固定金具締め治具（図示せず）を用い、円筒部１１ａの所定の位置に設けられた雌ネジ部１１２と螺子環状固定金具１５の雄ネジ部１５１を固く螺合させる。この螺合において、弾性接触子１６は収容インシュレータ１４に固持されているために、その回転が抑止されて編組部Ｋ４に圧着する。

最後に、螺着した螺子環状固定金具１５に当接するように防水用ゴムリング１７を円筒部１１ａ内に挿入する。更に、円筒部１１ａの挿入口にキャップ１２を取り付ける。このようにしてケーブル用コネクタ１０の組み立ておよび電気ケーブルＫの装着が完了する。

上記ケーブル用コネクタ１０の組み立ておよび電気ケーブルＫの装着において、２分割された半割りインシュレータ１４ａ，１４ｂによりコネクタ導体１３を固定して収容する。このため、コネクタ導体１３を収容した収容インシュレータ１４は、電気ケーブルＫと共に、一体構造の導体ハウジング１１内に、その円筒部１１ａの挿入口から極めて容易に装着することができる。

また、弾性接触子１６として２分割の半割り接触子１６ａ，１６ｂを用いることは、シールド線Ｋ３の編組部Ｋ４において例えばその折り返し形成等により厚さムラが生じる場合に極めて有効になる。このような厚さムラがあっても、半割り接触子１６ａ，１６ｂを編組部Ｋ４の上下から重ね合わせ圧接することができる。なお、編組部Ｋ４に厚さムラがなく、またその外周面が平滑になる場合には、２分割されない弾性接触子を用いることができる。この場合には、上述したように、はじめに電気ケーブルＫの端部からキャップ１２、防水用ゴムリング１７および螺子環状固定金具１５に加えて２分割されない弾性接触子１６が順次に絶縁外被Ｋ５を被包するように差し込まれることになる。

上記実施形態では、導体ハウジング１１が円筒部１１ａを有する場合が示されているが、その他にその外形は筒状になっていてもよい。

また、本実施形態のケーブル用コネクタ１０では、電気ケーブルＫと別の電気機器からの端子が互いに直交するようにコネクタ導体１３に接続にするようになっているが、鈍角または互いに直線状になって接続する構造であってもよい。この場合には、コネクタ導体１３において、ソケット部１３ａとソケット部１３ｂが共に上述した電気ケーブルＫの中心軸Ｍに沿って設けられる。あるいは、コネクタ導体１３のソケット部１３ｂは雄端子で形成される構造であっても構わない。この場合には電気ケーブルＫは別の電気機器からの雌端子と接続する。

上記電気ケーブルＫが別の電気機器からの端子と直線状に接続する構造となる場合、上記収容インシュレータ１４は２分割にしなくても、そのコネクタ導体１３と共に導体ハウジング１１内に装着することができる。

本実施形態では、電気ケーブルＫの芯線Ｋ１が電気接続するコネクタ導体１３は収容インシュレータ１４内に収容されて、例えば一体構造の導体ハウジング１１内に配置される。また、電気ケーブルＫのシールド線Ｋ３の編組部Ｋ４は弾性接触子１６に圧着し、この弾性接触子１６に圧接し導体ハウジング１１に螺着する螺子環状固定金具１５を通して導体ハウジング１１に電気接続するようになっている。

このために、ケーブル用コネクタが簡素な構造にできる。そして、例えばケーブル用コネクタ１０は、電気機器に取り付けられ、電気ケーブルＫと上記電気機器の端子のような電気器具との接続状態において、その内部が電磁的に完全に密閉される。すなわち、ケーブル用コネクタ１０の導体ハウジング１１、螺子環状固定金具１５および弾性接触子１６と、接続される電気ケーブルＫのシールド線Ｋ３および端子等の電気器具とにより完全に密閉される。

また、本実施形態で説明したようなケーブル用コネクタ１０は、電気ケーブルＫの中心軸Ｍ方向への引張り強度が非常に高くなり、電気ケーブルＫの抜脱に対して高い耐性を有する。そして、電気ケーブルＫの中心軸Ｍに直交する方向への捩れがあっても、弾性接触子１６の弾性付勢により捩れによる応力が緩和されるために、編組部Ｋ４は弾性接触子１６を通して長期に安定して接地電位に固定される。

このようにして、本実施形態で説明したようなケーブル用コネクタは、ケーブルの電流量が大きく変動するような場合にあっても、安定してシールドコネクタからの電磁波漏洩を防止できる。そして、その電磁シールドの完全化が可能になる。また、本実施形態で説明したようなケーブル用コネクタは、振動、衝撃等がある厳しい条件下であっても安定した機能を有する。このために、自動車分野のように厳しい環境条件（走行による振動、衝撃等）下において、安定的なＥＭＣが確保される。

また、本実施形態で説明したようなケーブル用コネクタは、電気ケーブルＫの装着が簡便であり、その使用において高い利便性を有する。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。

例えば、本発明のケーブル用コネクタは、シールド線付き電気ケーブルに換えて、高周波を伝送するための同軸ケーブルが装着される場合であってもよい。

１０…ケーブル用コネクタ，１１…導体ハウジング, １１ａ…円筒部，１１ｂ…台座部，１１１…係合突起, １１２…雌ネジ部，１２…キャップ，１３…コネクタ導体，１３ａ，１３ｂ…ソケット部，１３１…ソケット先端部，１４…収容インシュレータ，１４ａ,１４ｂ…半割りインシュレータ，１４１…係合溝，１４２…前方突起部，１４３…後方突起部，１４４…開口，１４５…溝部，１４６…係止部，１５…螺子環状固定金具，１５１…雄ネジ部，１５２…ネジ頭部，１５３…ネジ頭溝，１６，１８…弾性接触子，１６ａ，１６ｂ…半割り接触子，１６１…接触子カラー部，１６２…弾性片，１６３…切り欠き部，１７…防水用ゴムリング，１９…挿抜口，２０…ガイドインシュレータ，２１…ネジ穴，２２…Ｏリング，Ｋ…電気ケーブル，Ｋ１…芯線，Ｋ２…絶縁内被，Ｋ３…シールド線，Ｋ４…編組部，Ｋ５…絶縁外被，Ｍ…中心軸

Claims (4)

1. シールド線付きの電気ケーブルのコネクタであって、
   導体ハウジングと、
   前記導体ハウジング内に配置され、ソケット部を有するコネクタ導体が収容されたインシュレータと、
   前記電気ケーブルが前記導体ハウジングに挿入される方向に沿って形成された前記導体ハウジングの筒状部にその内部において螺合し、前記インシュレータを前記導体ハウジング内に固定する環状固定金具と、
   前記環状固定金具の内周面に圧接し、前記環状固定金具の径方向内側に弾性付勢する接触要素と、を備え、
   前記コネクタ導体のソケット部は前記電気ケーブルの芯線に圧着し、前記接触要素は前記電気ケーブルの絶縁外被が切除され露出したシールド編組部に圧着するようになっていることを特徴とするケーブル用コネクタ。
2. 前記環状固定金具は、その外周面に設けられた雄ネジ部と前記導体ハウジングの筒状部の内周面に設けられた雌ネジ部とにより螺合することを特徴とする請求項１に記載のケーブル用コネクタ。
3. 前記接触要素は前記インシュレータに係合することを特徴とする請求項１又は２に記載のケーブル用コネクタ。
4. 前記接触要素はラメラコンタクトであり、前記インシュレータおよび前記接触要素は、前記電気ケーブルが挿入される方向に沿って２分割されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のケーブル用コネクタ。

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