JP2016139540A - コネクタ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ側端子31を備えたモータ側コネクタ30と、インバータ側端子70を備えたインバータ側コネクタ60と、前記モータ側コネクタ30が設けられたモータケース10と、前記インバータ側コネクタ60が設けられたインバータケース50と、が具備され、前記モータケース10に対し前記インバータケース50を重ねてボルト120で締結することに伴い、前記両コネクタ30,60が嵌合されるコネクタ装置であって、前記両ケース10,50の締結完了形態において前記両コネクタ30,60の対向面36B,80Aの間に所定の間隙が確保される構成となっている。
【選択図】図14
Description
一方、近年、省スペース等を目的として、モータケースにモータ側端子を備えたモータ側コネクタを、インバータケースにインバータ側端子を備えたインバータ側コネクタを互いに対向して取り付け、モータケースに対しインバータケースをボルト締めにより直結することに伴って両コネクタを嵌合し、すなわち両端子同士を接続するようにしたコネクタ装置が提案されている。このようなコネクタ装置は、例えば下記特許文献1に開示されている。
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、その目的は、ケース同士を重ねてボルト締結することに伴いモータ側コネクタとインバータ側コネクタとを嵌合する形式のものにおいて、コネクタに過負荷が作用したり、ケースに曲げ応力が作用することを回避した上で、両コネクタの正規嵌合を担保するところにある。
(1)前記インバータケースにおける前記モータケースと対向した壁部には、前記モータケースに形成されたねじ孔に螺合される嵌合ボルトが、同壁部に開口された挿通孔を軸線回りの回転可能に貫通し、かつ前記壁部の厚さよりも大きい所定間隔を開けて設けられた上下2枚のフランジの間に前記壁部を挟んだ形態で設けられているとともに、前記モータケース側には、前記嵌合ボルトの前記ねじ孔への螺進量を規制する規制部が設けられており、前記嵌合ボルトの螺進が停止されたところで前記インバータケースが前記モータケースに重なる手前の位置まで引き寄せられる設定となっている。
それに対して本発明では、嵌合ボルトの締結位置において、インバータケースの壁部が下降することを許容し得る構造となっているから、嵌合ボルトの締結位置に応力が掛かることを回避しつつ、両ケースの締結を行い、かつ両コネクタの正規嵌合を実現できる。
倍力機構となる嵌合ボルトとねじ孔とを、互いに嵌合される2組のコネクタの間に配した構造であるから、1箇所設けるだけの簡単な構造に留めながらも、両組のコネクタ同士を能率良くかつ正確に嵌合することができる。
インバータケースをモータケースに重ねた際、位置決め機構によりインバータケースが位置決めされて、各インバータ側コネクタと対応するモータ側コネクタとが芯合わせされる。位置決め機構を2組のコネクタの間に配した構造であるから、1箇所設けるだけの簡単な構造に留めながらも、両組のコネクタの芯合わせを正確に行うことができる。同位置決め機構は、嵌合ボルトとねじ孔の配設位置といった、言わばデッドスペースに設けたから、省スペースに寄与し得る。
本発明の実施形態1を図1ないし図15に基づいて説明する。
この実施形態では、図5及び図6に示すように、モータを構成するモータケース10にはモータ側コネクタ30が、インバータPCU(以下、単にインバータと言う。)を構成するインバータケース50にはインバータ側コネクタ60が上下に対向して装着され、インバータケース50をモータケース10上に載置して結合することに伴い、モータ側コネクタ30とインバータ側コネクタ60とが嵌合されるようになっている。
この実施形態では、モータ側コネクタ30、インバータ側コネクタ60とも、3極のものが2個ずつ設けられ、言い換えると、対向したモータ側コネクタ30とインバータ側コネクタ60の組が左右2組設けられている。
この雄ハウジング35に対してモータ側端子31が3本並んで埋設され、各モータ側端子31の先端がフード部36内における仕切壁36Aで仕切られた3つの領域にそれぞれ突出しているとともに、各モータ側端子31の接続板部32は、端子台37の下端部において露出した形態で並んで配されている。
端子台37における接続板部32の裏面側にはそれぞれナット収容孔38が形成され、各ナット収容孔38には方形のナット39が回り止めされて収容され、背面に装着されたホルダ38Aにより保持されている。
そのため、図10に示すように、雄ハウジング35におけるフード部36の下端部外周には、小径の上フランジ41と、大径の下フランジ42とが所定間隔を開けて形成されている。下フランジ42の内周側と上フランジ41との間に構成される溝部43には、第2軸シール44が嵌着されるようになっている。
保持孔21は、図10に示すように、下端側が雄ハウジング35に形成された下フランジ42が略緊密に嵌合される大径孔21Aで、上端側が上フランジ41が略緊密に嵌合される小径孔21Bとなった段付孔であり、小径孔21Bの上面の孔縁には同小径孔21Bの内面とほぼ面一に周壁22が立ち上がり形成されている。大径孔21Aは上フランジ41の厚さよりも大きい深さ(高さ)を有している。
下フランジ42の下面には、後記するモータケース10に開口された取付孔11の上面の孔縁に押し付けられてシールする面シール45が装着されているとともに、雄ハウジング35の先端部の外周には装着溝46が周設され、同装着溝46には、後記するインバータケース50に開口された嵌合凹部55Aの内周面との間をシールする第1軸シール47が装着されている。
シールドシェル20の長さ方向の両端部と、雌ねじ台24の両側の都合4箇所には、ボルト挿通孔26が開口されている。
シールドシェル20は、両雄ハウジング35の下部側が対応する取付孔11に嵌合された形態でモータケース10の上面に重ねられ、4個のボルト挿通孔26にボルト27が挿通されて、モータケース10に形成されたねじ孔(図示せず)にねじ込まれることにより固定されるようになっている。両雄ハウジング35の端子台37は、モータケース10内に突出する。
なお、モータケース10の上面には、シールドシェル20の雌ねじ台24に形成されたねじ孔25と整合する位置に、逃がし孔13が形成されている。
インバータ側コネクタ60は、図2,図8及び図10に示すように、合成樹脂製の雌ハウジング80と、雌ハウジング80に装着される3本のインバータ側端子70と、インバータ側端子70を抜け止め保持するバックリテーナ90とを備えて構成されている。インバータ側端子70は、上記したモータ側端子31と接続される雌端子71と、インバータの出力端子(図示せず)と接続されるBA端子72とが、編組線73を介して繋がれた構造である。
バックリテーナ90は同じく合成樹脂製であって、図2に示すように、一対の分割リテーナ91A,91Bを組み立てることで形成され、一体に組み立てられたバックリテーナ90は、概ね雄ハウジング35の上面開口を覆う横長の方形の厚板状に形成されている。
各分割リテーナ91A,91Bにおける嵌合凹部92の直線状の壁面からは、装着突部97が一対ずつ突出形成されているとともに、雌ハウジング80の上端部における直線状の前後の面には、装着突部97が嵌合される一対ずつの装着凹部83が穿設されている。
インバータケース50は、図5に概略を示すように、本体ケース51の正面側に、インバータ側コネクタ60を装着するためのコネクタ装着ケース52(以下、装着ケース52)が、所定寸法底上げされた形態で張り出し形成されている。したがって詳細には、インバータ側コネクタ60は装着ケース52に対してフローティング状態で装着されている。
装着ケース52の底面52Aにおける左右両端部には、下面開口の2個の載置台55が立ち上がり形成されている。載置台55は平面略平行四辺形をなし、同載置台55の内部が、上記したモータ側コネクタ30を構成する雄ハウジング35の上端部が嵌合される嵌合凹部55Aとされている。
なお、各載置台55における左右の側壁は肉厚に形成されている。
これにより雌ハウジング80は、その上端部を載置台55の支持孔57からブラケット75の係止孔76に亘って貫通させた形態において、主にフランジ85と大径孔58Bとの間のクリアランスに相当する分、径方向に遊動可能に支持された状態となり、すなわち装着ケース52に対してフローティング状態で装着される。したがって、装着ケース52に設けられた載置台55の支持孔57と、載置台55上に固定されたブラケット75の係止孔76とによって、インバータ側コネクタ60を径方向の遊動可能に貫通した形態で支持する取付孔79が構成されている。
このように形成された嵌合ボルト100において、ボルト本体101の挿通部103は、台座110の天面壁111に開口された挿通孔112に軸線回りの回転可能に挿通される径寸法を有し、また、ナット106のフランジ107と六角フランジ104との間隔が、天面壁111の厚さよりも所定量大きい寸法となるように設定されている。
インバータケース50がモータケース10と正規に位置決めされて対向した場合には、インバータ側コネクタ60とモータ側コネクタ30同士が同一軸線上で対向し、また嵌合ボルト100と雌ねじ台24のねじ孔25とが同一軸線上で対向する設定となっている。
インバータケース50は、位置決めピン116を位置決め孔15に挿入して案内されつつモータケース10上に降ろされ、それに伴いインバータ側コネクタ60が対向するモータ側コネクタ30に次第に嵌合し、所定量嵌合されたところで、図11に示すように、嵌合ボルト100の雄ねじ部105の先端がねじ孔25の入口に臨む。
この状態から、嵌合ボルト100がねじ孔25にねじ込まれることによる倍力機能によって、装着ケース52を含むインバータケース50がモータケース10の上面に引き寄せられ、図13に示すように、嵌合ボルト100の六角フランジ104が雌ねじ台24の上面に当たったところで、それ以上の嵌合ボルト100のねじ込み、すなわちインバータケース50の引き寄せが停止される。
図6に示すように、モータ側では、2個のモータ側コネクタ30が、シールドシェル20の各保持孔21内に第2軸シール44を介して水密に嵌着された形態で保持され、このシールドシェル20が、雄ハウジング35の下端部をモータケース10の上面の取付孔11に嵌合しつつ同モータケース10上にねじ止めされて固定される。これにより、両モータ側コネクタ30は、モータケース10の上面において一定間隔を開けて左右に並んだ形態で固定的に装着され、また各取付孔11の上側の孔縁は、面シール45によってシールされる。
それとともに、嵌合ボルト100が台座110に対して回転可能に吊り下げ支持される。
図6に示す状態から、インバータケース50が、位置決めピン116を位置決め孔15に挿入することにより位置決めされてモータケース10上に降ろされ、図10に示すように、位置決めピン116が位置決め孔15に所定量進入したところで、インバータ側コネクタ60がモータ側コネクタ30に対して嵌合を開始する。ここでインバータ側コネクタ60とモータ側コネクタ30とが心ずれしていたとしても、インバータ側コネクタ60はフローティング状態で支持されているから、インバータ側コネクタ60が径方向に遊動しつつ心合わせされ、両コネクタ30,60は正規にスムーズに嵌合される。
続いて、トルクレンチ等の工具により嵌合ボルト100の雄ねじ部105がねじ孔25にねじ込まれ、その際の倍力機能によって、図12に示すように、装着ケース52を含むインバータケース50がモータケース10の上面に引き寄せられ、併せてインバータ側コネクタ60がモータ側コネクタ30に次第に嵌合される。
この間に、モータ側コネクタ30における雄ハウジング35の上端部の外周に嵌着された第1軸シール47が、載置台55の嵌合凹部55A内に弾縮されて嵌合されつつ、インバータ側コネクタ60のモータ側コネクタ30に対する嵌合がさらに進み、雌ハウジング80の下面80Aが、雄ハウジング35におけるフード部36の奥面36Bよりも所定寸法上方位置に達したところで嵌合が停止される(仮嵌合)。このとき既に、インバータ側端子70の雌端子71とモータ側端子31とは、適正な接続状態にある。一方、インバータケース50における本体ケース51の底面は、モータケース10の上面から未だ浮いた状態にある。
なお、嵌合ボルト100のねじ込みが停止されたとき、インバータケース50には自重により下降する力が作用するが、インバータ側コネクタ60とモータ側コネクタ30とが嵌合することに伴う摩擦力、また第1軸シール47と嵌合凹部55Aとの間の摩擦力によって下降が規制され、両コネクタ30,60は上記の仮嵌合状態に留められ、また、インバータケース50における本体ケース51の底面が、モータケース10の上面から浮いた状態に留められる。
また、モータ側コネクタ30の雄ハウジング35に嵌着された第1軸シール47が、載置台55の嵌合凹部55Aの内周に密着してシールした状態も維持される。
モータケース10内では、モータ側コネクタ30の端子台37において、各モータ側端子31の接続板部32に、モータの入力端子が当てられてボルト締めにより接続される。一方、インバータケース50内では、各インバータ側端子70のBA端子72が、図示しない端子台を利用してインバータの出力端子とねじ止めにより接続される。
仮に、嵌合ボルトによりインバータケース50(本体ケース51)をモータケース10に完全に重なるまで引き寄せて締結する設定であると、以下のような不具合が出るおそれがある。
例えば、インバータケース50自体は大型であるため、嵌合ボルトの締結位置における装着ケース52のモータケース10(シールドシェル20)に対する当接面と、本体ケース51のモータケース10に対する当接面(同本体ケース51の底面)との間の高さ方向の間隔に成形上のばらつきが出る可能性がある。
このような事象は、本体ケース51の底面が、締結ボルト120の締結位置側が高位に来るような斜め姿勢に変形しているような場合にも、同様に生じるおそれがある。
次に、本発明の実施形態2を図16及び図17によって説明する。この実施形態2では、モータケース10上にインバータケース50を位置決めして載置するための位置決め機構130に変更が加えられている。
この実施形態2では、シールドシェル20に設けられたねじ孔25が切られた雌ねじ台24Xが、上記実施形態1の雌ねじ台24よりも背が高く形成されているとともに、インバータケース50における装着ケース52に設けられた嵌合ボルト100を支持した台座110の下端が延ばされて、上記した雌ねじ台24Xに外嵌する位置決め筒132が形成されている。この位置決め筒132と、雌ねじ台24Xとにより、位置決め機構130が構成されている。
その他の構造は、上記実施形態1と同様であって、実施形態1と同一機能を有する部位、部材については、同一符号を付すことで、重複した説明は省略する。
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、対向したモータ側コネクタとインバータ側コネクタとが2組設けられた場合を例示したが、1組のものにも本発明は同様に適用できる。
(2)実施形態2に例示した位置決め機構は、モータ側コネクタとインバータ側コネクタとが2組設けられたものについて、特に有効である。
(3)嵌合ボルトのねじ孔への螺進量を規制する規制部を設けるに当たっては、ねじ孔の深さを制限する等、他の手段を採用してもよい。
(4)インバータ側コネクタは、インバータケースに対して固定的に設けられていてもよい。
11…取付孔
20…シールドシェル
24,24X…雌ねじ台(規制部)
25…ねじ孔
30…モータ側コネクタ
31…モータ側端子
35…雄ハウジング
36B…(雄ハウジング35のフード部36の)奥面(対向面)
50…インバータケース
51…本体ケース
52…装着ケース
55…載置台
60…インバータ側コネクタ
70…インバータ側端子
79…取付孔
80…雌ハウジング
80A…(雌ハウジング80の)下面(対向面)
100…嵌合ボルト
104,107…フランジ
110…台座
111…(台座110の)天井壁(壁部)
112…挿通孔
120…ボルト
130…位置決め機構
132…位置決め筒
Claims (4)
- モータ側端子を備えたモータ側コネクタと、
インバータ側端子を備えたインバータ側コネクタと、
前記モータ側コネクタが設けられたモータケースと、
前記インバータ側コネクタが設けられたインバータケースと、が具備され、
前記モータケースに対し前記インバータケースを重ねてボルト締結することに伴い、前記両コネクタが嵌合されるコネクタ装置であって、
前記両ケースの締結完了形態において前記両コネクタの対向面の間に所定の間隙が確保される構成となっているコネクタ装置。 - 前記インバータケースにおける前記モータケースと対向した壁部には、前記モータケースに形成されたねじ孔に螺合される嵌合ボルトが、同壁部に開口された挿通孔を軸線回りの回転可能に貫通し、かつ前記壁部の厚さよりも大きい所定間隔を開けて設けられた上下2枚のフランジの間に前記壁部を挟んだ形態で設けられているとともに、
前記モータケース側には、前記嵌合ボルトの前記ねじ孔への螺進量を規制する規制部が設けられており、
前記嵌合ボルトの螺進が停止されたところで前記インバータケースが前記モータケースに重なる手前の位置まで引き寄せられる設定となっている請求項1に記載のコネクタ装置。 - 前記モータケースには2個の前記モータ側コネクタが、前記インバータケースには2個の前記インバータ側コネクタが、互いに対向して設けられ、
前記両インバータ側コネクタの間の位置と、前記両モータ側コネクタの間の位置とに、それぞれ前記嵌合ボルトと前記ねじ孔とが互いに対向して設けられている請求項2に記載のコネクタ装置。 - 前記嵌合ボルトと前記ねじ孔の配設位置には、前記インバータケースが前記モータケースに重ねられる際に互いに嵌合して、対向した前記インバータ側コネクタと前記モータ側コネクタとが同一軸線上に来るように位置決めする位置決め機構が設けられている請求項3に記載のコネクタ装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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