JP2019003743A - コネクタ接続構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】２つの機器の筐体にそれぞれ設けられたコネクタ同士を直接接続するとともにコネクタ接続部の密閉性を保つことができるコネクタ接続構造を提供する。
【解決手段】第二端子３１が第二筐体２００に対して移動可能であることで、第一筐体１００と第二筐体２００との位置ずれを、第二端子３１を移動させることによって吸収させ、２つの機器の筐体にそれぞれ設けられたコネクタ同士を直接接続することができる。このとき、第二ハウジング３２のコネクタ側開口部３２２を、相手側のコネクタである第一コネクタ２の第一ハウジング２２を利用して塞ぐことにより、２つの機器の筐体にそれぞれ設けられたコネクタ同士を直接接続するとともにコネクタ接続部の密閉性を保つことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、第一筐体に設けられた第一コネクタと、第二筐体に設けられた第二コネクタと、が接続されるコネクタ接続構造に関するものである。
一般に、車両には種々の車載機器（例えば、モータやインバータ、ギアボックス等）が搭載され、このような車載機器間で電力を供給したり信号を送受信したりすることがある。従来、このような車載機器同士の接続構造として、インバータとモータとを接続するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された接続構造では、インバータとモータとがケーブルを介して接続されるようになっている。
特開２０１５−３５２６０号公報
しかしながら、ケーブルを介して２つの車載機器を接続しようとすると、車載機器同士の間にケーブル配索用スペースを設定しなければならず、車両における機器設置用スペースが大きくなってしまう。一方、ケーブルを用いずに２つの車載機器のコネクタ同士を接続する場合、車載機器同士の相対位置にずれが生じてしまうことがあるため、コネクタに可動部を設けて位置ずれを吸収させる必要があった。このとき、コネクタの端子は車載機器の筐体の貫通孔を通過するものであり、端子を貫通孔内で移動可能とすると、ハウジングによって貫通孔を塞ぐことが困難であり、コネクタ接続部において筐体の密閉性が低下してしまう可能性があった。
本発明の目的は、２つの機器の筐体にそれぞれ設けられたコネクタ同士を直接接続するとともにコネクタ接続部の密閉性を保つことができるコネクタ接続構造を提供することにある。
本願発明のコネクタ接続構造は、第一筐体に設けられた第一コネクタと、第二筐体に設けられた第二コネクタと、が接続されるコネクタ接続構造であって、前記第一コネクタは、前記第一筐体の第一貫通孔を通過する第一端子と、該第一端子を収容するとともに前記第一貫通孔を覆いつつ前記第一筐体に固定される第一ハウジングと、を備え、前記第二コネクタは、前記第二筐体の第二貫通孔を通過する第二端子と、該第二端子を前記第二筐体に対して移動可能に収容するとともに前記第二貫通孔が露出しないように前記第二筐体に固定される第二ハウジングと、を備え、前記第二ハウジングは、前記第二筐体の内部空間と連通しつつ前記第二端子が配置されるハウジング空間と、該ハウジング空間を外部と連通させる開口部と、を有し、前記第一コネクタと前記第二コネクタとが接続されることにより、前記開口部が前記第一ハウジングによって塞がれることを特徴とする。
このような本願発明のコネクタ接続構造によれば、第二端子が筐体に対して移動可能であることで、第一筐体と第二筐体との位置ずれを、第二端子を移動させることによって吸収させ、コネクタ同士を接続することができる。これにより、２つの機器の筐体にそれぞれ設けられたコネクタ同士を直接接続することができる。
また、第一筐体では、第一貫通孔が第一ハウジングによって塞がれていることから、密閉性を保つことができる。一方、第二筐体では、内部空間と第二ハウジングのハウジング空間とが連通するとともに、開口部を通してハウジング空間と外部とが連通しており、第二コネクタが設けられた第二筐体単体では、内部空間が外部に連通している。このとき、第一コネクタと第二コネクタとが接続されることにより、第二ハウジングの開口部が第一ハウジングによって塞がれ、密閉性が保たれる。
このように、第二筐体において第二端子を移動可能とするとともに、第二ハウジングの開口部を、相手側のコネクタである第一コネクタの第一ハウジングを利用して塞ぐことにより、２つの機器の筐体にそれぞれ設けられたコネクタ同士を直接接続するとともにコネクタ接続部の密閉性を保つことができる。
本発明の実施形態に係るコネクタ接続構造の第一コネクタ及び第二コネクタを示す斜視図である。 前記第一コネクタ及び前記第二コネクタを示す分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 前記第二コネクタを示す正面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るコネクタ接続構造１の第一コネクタ２及び第二コネクタ３を示す斜視図であり、図２は、第一コネクタ２及び第二コネクタ３を示す分解斜視図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図４は、第二コネクタ３を示す正面図である。
本実施形態のコネクタ接続構造１は、第一筐体１００に設けられる第一コネクタ２と、第二筐体２００に設けられる第二コネクタ３と、が接続されるものである。本実施形態では、第一筐体１００は、モータ本体を収容することで車載機器としてのモータを構成する筐体であって、第二筐体２００は、インバータ本体を収容することで車載機器としてのインバータを構成する筐体である。即ち、第一コネクタ２と第二コネクタ３とが接続されることにより、モータ本体とインバータ本体との間で電力が供給されたり、信号が送受信されたりする。本実施形態では、第一コネクタ２と第二コネクタ３との接続方向（端子接続方向）をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する２方向をそれぞれＹ方向およびＺ方向とする。
第一筐体１００には、第一コネクタ２を取り付けるための第一貫通孔１０１が形成されており、第二筐体２００には、第二コネクタ３を取り付けるための第二貫通孔２０１が形成されている。貫通孔１０１、２０１は、後述するように端子が配列される方向であるＹ方向を長手方向とするオーバル状に形成されている。尚、後述するようにコネクタ同士が接続された際、筐体１００、２００の相対位置を保持するような固定部材が用いられることにより、コネクタ接続が維持される。
第一コネクタ２は、第一貫通孔１０１を通過する第一端子２１と、第一端子２１を移動不能に収容するとともに第一貫通孔１０１を塞ぎつつ第一筐体１００に固定される第一ハウジング２２と、を備える。
第一端子２１は、Ｙ方向に沿って並んだ３つの端子金具２１１によって構成されている。３つの端子金具２１１は、一体的に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。３つの端子金具２１１のそれぞれには、Ｏリング４が設けられる。
第一ハウジング２２は、第一貫通孔１０１に挿通される挿通部材２２１と、第一筐体１００の外側に配置される突出部材２２２と、によって構成される。挿通部材２２１及び突出部材２２２は、絶縁性の樹脂部材によって形成されている。
挿通部材２２１は、第一貫通孔１０１に挿通される柱状部２２１Ａと、柱状部２２１Ａよりも大径に形成されて第一筐体１００の外面１０２に当接する鍔状部２２１Ｂと、を有する。柱状部２２１Ａの外周にはパッキン２２３が設けられており、パッキン２２３が第一貫通孔１０１の内周面に当接する。また、挿通部材２２１には柱状部２２１Ａを貫通するように第一端子２１が収容されているが、端子金具２１１にＯリング４が設けられていることから、柱状部２２１Ａの第一貫通孔は端子金具２１１及びＯリング４によって塞がれている。
第一貫通孔１０１は、このような柱状部２２１Ａ及びパッキン２２３が挿通されることにより塞がれ、第一筐体１００の内部空間Ｓ１の気密性が保たれる。
突出部材２２２は、鍔部２２１Ｂ側を基端としてＸ方向に沿って筒状に延び、第一端子２１の先端部分を収容するように形成されている。突出部材２２２の先端面が第一挟持面２２２Ａとなっており、第一挟持面２２２Ａに形成された溝にコネクタ間パッキン５が設けられている。また、突出部材２２２と鍔部２２１Ｂとの間にパッキン２２４が設けられるとともに、挿通部材２２１と突出部材２２２とが後述するように共締めによって筐体１００に固定される。これにより、筒状の突出部２２２の一端側が板状の鍔部２２１Ｂによって塞がれ、他端側が開口した突出部空間Ｓ２が形成される。
このような第一ハウジング２２は、鍔状部２２１Ｂ及び突出部２２２にボルトを貫通させて共締めによって第一筐体１００に固定される。このとき、第一端子２１は、柱状部２２１Ａに対して移動不能となっており、即ち第一筐体１００に対して移動不能となっている。
第二コネクタ３は、第二貫通孔２０１を通過する第二端子３１と、第二端子３１を第二筐体２００に対して移動可能に収容するとともに第二筐体２００に固定される第二ハウジング３２と、を備える。尚、図示の例では、１つの第二ハウジング３２が２つの第二コネクタ３に用いられているが、１つの第二ハウジングが１つの第二コネクタに用いられるものとしてもよい。
第二端子３１は、Ｙ方向に沿って並んだ３つの端子金具３１１と、３つの端子金具３１１を収容する収容部材３１２と、を有する。端子金具３１１は、相手側の端子金具２１１が挿入される円筒接続部３１１Ａと、第二筐体２００内の電線に接続される板状接続部３１１Ｂと、を有する。円筒接続部３１１Ａの内側には、導電性金属によって構成されたばね３１３が収容され、端子金具２１１と端子金具３１１との導通が保たれるようになっている。板状接続部３１１Ｂは、ナットホルダ３１４によって保持され、ボルトとナット３１５との締結によって電線に接続される。
収容部材３１２は、絶縁性の樹脂部材によって形成され、３つの端子金具３１１のそれぞれの円筒接続部３１１Ａを収容する３つの円筒状の収容室３１２Ａと、３つの収容室３１２Ａを連結する連結部３１２Ｂと、を有する。３つの収容室３１２Ａは、Ｙ方向に沿って並んでいる。連結部３１２Ｂは、収容室３１２Ａの外周面から外側に突出するように鍔状に形成されている。連結部３１２ＢのＹＺ平面内における各寸法は、第二貫通孔２０１の開口寸法よりも大きい。
第二ハウジング３２は、絶縁性の樹脂部材によって、Ｘ方向の両側に開口するとともにＹＺ平面に沿った板状に形成され、第二筐体２００の外面２０２に取り付けられる。第二ハウジング３２と外面２０２との間には、パッキン６が設けられている。
第二ハウジング３２のうち外面２０２側の筐体側開口部３２１は、第二貫通孔２０１よりも開口寸法が大きく、第二貫通孔２０１を囲むように配置され、第二ハウジング３２によって第二貫通孔２０１が覆われる。第二ハウジング３２のうち第一コネクタ２側のコネクタ側開口部３２２は、筐体側開口部３２１よりも開口寸法が小さく形成されており、第二ハウジング３２の内周面には段差部３２３が形成されている。このような段差部３２３が形成されていることで、第二ハウジング３２は、第二筐体２００の外面２０２から離隔するとともに対向する対向部３２３Ａを有する。また、コネクタ側開口部３２２の開口寸法は、第二端子３１の連結部３１２ＢのＹＺ平面内寸法よりも小さく、且つ、収容室３１２ＡのＹＺ平面内寸法よりも大きい。
第二ハウジング３２における第一コネクタ２側の面（コネクタ側開口部３２２が形成された面）は、第二挟持面３２４となり、第一挟持面２２２Ａと当接するとともに、これらの間にコネクタ間パッキン５が設けられる。尚、本実施形態では第一挟持面２２２Ａに形成された溝にコネクタ間パッキン５が収容されるものとしたが、第二挟持面に溝が形成されていてもよいし、いずれの挟持面にも溝が形成されず単にパッキンが挟み込まれる構成としてもよく、第一挟持面と第二挟持面とが当接しなくてもよい。
第二ハウジング３２の開口部３２１、３２２には、第二端子３１が挿通されている。板状の第二ハウジング３２は所定の厚さ（Ｘ方向寸法）を有しており、開口部３２１、３２２の内側がハウジング空間Ｓ３となり、ハウジング空間Ｓ３に第二端子３１の一部が収容されている。
このような第二ハウジング３２は、第二筐体２００の外面２０２にボルト締結されることで第二筐体２００に固定される。一方、第二端子３１は、第二ハウジング３２及び筐体２００のいずれにも固定されない。
第二端子３１は、円筒接続部３１１Ａの一部がコネクタ側開口部３２２内に位置付けられ、連結部３１２Ｂが筐体側開口部３２１内に位置付けられる。このとき、円筒接続部３１１ＡのＹＺ平面内における各寸法がコネクタ側開口部３２２の開口寸法よりも小さく、且つ、連結部３１２ＢのＹＺ平面内における各寸法が筐体側開口部３２１の開口寸法よりも小さい。これにより、第二端子３１は、第二ハウジング３２内でＹ方向及びＺ方向に自由に移動することができる。図４のハッチング部は、第二端子３１の移動可能範囲を示す。
ここで、筐体側開口部３２１における第二ハウジング３２のＸ方向寸法（即ち、対向部３２３Ａと外面２０２との間隔）は、連結部３１２ＢのＸ方向寸法よりも大きく、第二端子３１がＸ方向における所定の範囲で移動可能となっている。第二端子３１は、連結部３１２Ｂが外面２０２に当接することによって第二筐体２００内側への移動が規制され、対向部３２３Ａに当接することによって外側への移動が規制される。即ち、対向部３２３Ａと外面２０２との間に配置された連結部３１２Ｂが被規制部として機能する。
以上のように、第二端子３１は第二ハウジング３２内でＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれにおいても移動可能であり、即ち第二筐体２００に対して移動可能に第二ハウジング３２に収容される。また、第二端子３１は、外面２０２に対する直交方向に対して傾くように移動することもできる。第二端子３１が第二筐体２００に対して移動可能であることで、第一コネクタ２と第二コネクタ３とを接続しようとした際に、第一筐体１００と第二筐体２００とに位置ずれが生じた場合、第二端子３１が移動することにより、この位置ずれが吸収される。
上記のような第二コネクタ３が取り付けられた第二筐体２００は、その内部空間Ｓ４が、第二貫通孔２０１を通して第二ハウジング３２のハウジング空間Ｓ３と連通している。第一コネクタ２と第二コネクタ３とが接続されていない状態において、ハウジング空間Ｓ３は、コネクタ側開口部３２２を通して外部と連通しており、即ち、内部空間Ｓ４がハウジング空間Ｓ３を介して外部と連通している。
第一コネクタ２と第二コネクタ３とが接続され（第一端子２１と第二端子３１との端子金具同士が電気的に接続され）、第一挟持面２２２Ａと第二挟持面３２４とによってコネクタ間パッキン５が挟み込まれると、コネクタ側開口部３２２がコネクタ間パッキン５によって囲まれるとともに、第一ハウジング２２によってコネクタ側開口部３２２が塞がれる。これにより、内部空間Ｓ４及びハウジング空間Ｓ３が、第一ハウジング２２内の突出部空間Ｓ２と連通する。また、突出部空間Ｓ２は上記のように一端が閉じられて他端が開口しており、コネクタ同士の接続により、互いに連通した内部空間Ｓ４とハウジング空間Ｓ３と突出部空間Ｓ２とが閉空間を形成する。即ち、第二筐体の内部空間Ｓ４は、外部及び第一筐体１００の内部空間Ｓ１のいずれとも区画され、密閉される。
以上のように、第二コネクタ３が設けられる第二筐体２００は、コネクタ同士の接続前の状態ではその内部空間Ｓ４が外部に連通するものの、コネクタ同士の接続後には、相手側の第一ハウジング２２を利用し、外部と連通しなくなり、コネクタ接続部の密閉性が保たれる。
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、第二端子３１が第二筐体２００に対して移動可能であることで、第一筐体１００と第二筐体２００との位置ずれを、第二端子３１を移動させることによって吸収させ、２つの機器の筐体にそれぞれ設けられたコネクタ同士を直接接続することができる。このとき、第二ハウジング３２のコネクタ側開口部３２２を、相手側のコネクタである第一コネクタ２の第一ハウジング２２を利用して塞ぐことにより、２つの機器の筐体にそれぞれ設けられたコネクタ同士を直接接続するとともにコネクタ接続部の密閉性を保つことができる。
また、第一ハウジング２２の第一挟持面２２２Ａと第二ハウジング３２の第二挟持面３２４との間にコネクタ間パッキン５が設けられることで、第一ハウジング２２と第二ハウジング３２との間の気密性を向上させ、第二筐体２００の気密性をさらに向上させることができる。
また、第二端子３１が被規制部としての連結部３１２Ｂを有し、外面２０２によって第二筐体２００内側への移動が規制され、段差部３２３によって外側への移動が規制されることで、第二端子３１が第二筐体２００内に移動してしまったり、第二ハウジング３２から外側に抜けてしまったりすることを抑制することができる。
また、被規制部としての連結部３１２Ｂが収容部材３１２に設けられていることで、第二端子３１の移動が規制される際に、端子金具３１１と外面２０２又は第二ハウジング３２とが当接しない。従って、金属部材と樹脂部材との衝突、及び、金属部材同士の衝突が防止され、各部の損傷を抑制することができる。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、第一ハウジング２２の第一挟持面２２２Ａと第二ハウジング３２の第二挟持面３２４との間にコネクタ間パッキン５が設けられるものとしたが、このような構成に限定されない。例えば、挟持面のうち少なくとも一方が弾性部材によって形成され、挟持面同士が当接することにより気密性が保たれる構成とする場合、コネクタ間パッキンは設けられていなくてもよい。
また、前記実施形態では、第二端子３１が収容部材３１２を有し、被規制部としての連結部３１２Ｂが収容部材３１２に設けられているものとしたが、第二端子は収容部材を有していなくてもよく、この場合、端子金具に被規制部が設けられればよい。また、第二端子に接続される電線の剛性が高い場合等、第二端子がそもそも移動しにくい場合には、被規制部は設けられていなくてもよい。
また、前記実施形態では、第二端子３１の連結部３１２Ｂが、第二ハウジング３２の対向部３２３Ａと第二筐体２００の外面２０２との間に配置され、即ち第二ハウジング３２と筐体２００とによって第二端子３１が保持されるものとしたが、第二ハウジングが単体で第二端子を保持する構成としてもよい。
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
１ コネクタ接続構造
２ 第一コネクタ
２１ 第一端子
２２ 第一ハウジング
２２２Ｂ 第一挟持面
３ 第二コネクタ
３１ 第二端子
３１１ 端子金具
３１２ 収容部材
３１２Ｂ 連結部（被規制部）
３２ 第二ハウジング
３２２ コネクタ側開口部
３２３Ａ 対向部
３２４ 第二挟持面
５ コネクタ間パッキン
１００ 第一筐体
１０１ 第一貫通孔
２００ 第二筐体
２０１ 第二貫通孔
２０２ 外面
Ｓ３ ハウジング空間

Claims (4)

  1. 第一筐体に設けられた第一コネクタと、第二筐体に設けられた第二コネクタと、が接続されるコネクタ接続構造であって、
    前記第一コネクタは、前記第一筐体の第一貫通孔を通過する第一端子と、該第一端子を収容するとともに前記第一貫通孔を塞ぎつつ前記第一筐体に固定される第一ハウジングと、を備え、
    前記第二コネクタは、前記第二筐体の第二貫通孔を通過する第二端子と、該第二端子を前記第二筐体に対して移動可能に収容するとともに前記第二貫通孔を覆いつつ前記第二筐体に固定される第二ハウジングと、を備え、
    前記第二ハウジングは、前記第二筐体の内部空間と連通しつつ前記第二端子が配置されるハウジング空間と、該ハウジング空間を外部と連通させる開口部と、を有し、
    前記第一コネクタと前記第二コネクタとが接続されることにより、前記開口部が前記第一ハウジングによって塞がれることを特徴とするコネクタ接続構造。
  2. 前記第二ハウジングは、前記開口部が形成された第二挟持面を有し、
    前記第一ハウジングは、前記第二挟持面に対向する第一挟持面を有し、
    前記第一挟持面と前記第二挟持面との間に、前記開口部を囲むようにパッキンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ接続構造。
  3. 前記第二ハウジングは、前記第二筐体の外面から離隔するとともに対向する対向部を有し、
    前記第二端子は、前記対向部と前記外面との間に配置される被規制部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ接続構造。
  4. 前記第二端子は、端子金具と、該端子金具を収容する収容部材と、を有し、
    前記被規制部は、前記収容部材に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコネクタ接続構造。
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