JP4045106B2 - モールドコネクタ - Google Patents

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  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端子金具を樹脂モールドで外装したモールドコネクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、電気自動車においてインバータにワイヤーハーネスのコネクタを接続する手段としては、電線の端末部に端子金具を接続し、その端子金具における電線接続部と電線の端末部とを樹脂モールドによって外装することによりモールドコネクタを製造しておき、このモールドコネクタの外装体をインバータケースの取付孔に嵌合させるとともに、モールドコネクタの先端から突出させた機器接続部をインバータケース内の端子台に固定する構造が考えられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構造で用いられる端子金具としては、プレスにより所定形状に打ち抜いた板材に曲げ加工等を施してなる汎用形状のものを用いることが考えられる。これは、電線接続部をオープンバレル状とし、その電線接続部の底壁に対して平板状の機器接続部を面一状に延出させた形態となっているのであるが、電線接続部に電線を圧着した状態では、電線の中心と機器接続部の中心とがオフセットすることになる。一方、樹脂製の外装体は電線と同心状に形成されるが、これは外装体の厚さを均一にすることによって樹脂成形時のヒケに起因する変形量を均一化する、という理由による。
【0004】
そのため、取付孔と外装体とが同心状となるように機器接続部を取付孔に貫通させようとすると、機器接続部が取付孔の中心から外れた位置を通ることになる。したがって、機器接続部が幅広であったり、電線が太くて機器接続部の偏心量が大きいような場合には、取付孔の内径を大きくする必要があり、その結果、外装体も大径化することになって、モールドコネクタ全体として大型化するという問題がある。
【0005】
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、小型化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、円形の取付孔を有するケースに、機器側端子が設けられた機器本体を収容してなる機器に対して取り付けられるものであって、板状をなす機器接続部と電線に接続される電線接続部とを有する端子金具と、樹脂モールドにより前記電線接続部及び前記電線の端末部に外装され、前記電線と同心状の円形をなす外装体と、本体部と板状の取付部とを有し、前記本体部には、前記電線を包囲するシールド部材が固着されているシールドシェルとを備えてなり、前記外装体を前記本体部に嵌入した状態で前記取付孔に嵌合させるとともに、前記取付部をボルトにより前記ケースに固定して、前記機器接続部を前記機器本体の前記機器側端子に接続するようにしたものにおいて、前記機器接続部の中心を前記電線の軸心と一致させ、前記外装体の外周に形成した上下一対の凸部を、前記本体部に形成した上下一対の凹部に圧入することで、前記外装体を前記シールドシェルに対して遊動規制状態に固定するとともに周方向に位置決めし、前記機器接続部は、前記外装体から、前記機器接続部の板面を水平に向けた姿勢で突出しており、前記機器接続部は、前記取付部が前記ケースに固定された状態で、前記機器側端子の上面に重なる位置に配された構成とした。
【0006】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記機器接続部が平板状をなし、前記電線接続部が、底板の両側縁からカシメ片を立ち上げてなるオープンバレル状をなし、前記電線に対しこれを包囲するように前記カシメ片を圧着させるようにしたものにおいて、前記電線接続部の底板と前記機器接続部とを、段違い状の連結部で連結して互いにオフセットさせることで、前記機器接続部の中心を前記電線の軸心と一致させた構成とした。
【0007】
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記連結部の左右両側縁には、前記カシメ片の前端及び前記機器接続部の後端に連なる補強部が形成されている構成とした。
【0008】
【発明の作用及び効果】
[請求項1及び請求項2の発明]
機器接続部の中心を電線及び外装体の軸心と一致させたので、機器接続部は取付孔の中心を通過する。これにより、取付孔の内径を小さく抑えることができ、ひいては外装体の外径を小さくして小型化を図ることができる。
【0009】
[請求項3の発明]
補強部を形成したので、連結部の変形が確実に防止され、これにより、機器接続部を電線に対して確実に同心状に保持することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
[実施形態1]
以下、本発明を具体化した実施形態1を図1乃至図5を参照して説明する。
本実施形態の機器用シールドコネクタ20(本発明のモールドコネクタ)は電気自動車のインバータ装置10(本発明の構成要件である機器)に取り付けられる。インバータ装置10は、導電性のシールドケース11内にインバータ本体(図示せず)を収容したものであり、シールドケース11の側壁には円形をなす3つの取付孔12が左右に(水平に)並んで形成されているとともに、側壁の外面における取付孔12よりも上方には左右一対の袋小路状(シールドケース11の内面に開口していない形態)をなす雌ネジ孔13が形成されている。シールドケース11の内部には、インバータ本体に固定された3つの機器側端子14が、その接続孔15の形成されている先端部を各取付孔12に向けた状態で待ち受けている。この機器側端子14は、肉厚の金属板材からなる剛性の高いバスバーからなり、インバータ本体に固定された状態では板面を水平に向けて、接続孔15を上下方向に貫通させる形態となっている。
【0011】
機器用シールドコネクタ20は、3つの電線側端子21(本発明の構成要件である端子金具)と、3つのハウジング25(本発明の構成要件である外装体)と、1つのシールドシェル30とを備えて構成されている。
各電線側端子21は、機器側端子14と同様に、肉厚の金属板材からなる剛性の高いバスバーからなり、全体として前後方向に細長い形状をなしている。電線側端子21の前端部は平板状の機器接続部21Fとされ、この機器接続部21Fには接続孔22が形成されている。電線側端子21の後端部には、オープンバレル状の、即ち底板23aの左右両側縁から一対のカシメ片23bを立ち上げた形態をなす電線圧着部23(本発明の構成要件である電線接続部)が形成されている。
【0012】
かかる電線側端子21は、夫々、車輪のモータ(図示せず)から延出されたシールド機能を備えていない電線24の延出端部に固着されている。電線24は、複数の金属線を撚り合わせてなる導体24Aを樹脂製の絶縁被覆24Bで覆ったものであり、その延出端部においては、絶縁被覆24Bが剥き取られて導体24Aが露出しており、この露出した導体24Aは、電線圧着部23の底板23aに載せられてその導体24Aを包囲するようにカシメ片23bをカシメ付けることによって圧着されている。
【0013】
また、機器接続部21Fと電線圧着部23の底板23aとは、段違い状の連結部21Rによって連結されることで、互いに上下にオフセットされた位置関係となっている。これにより、機器接続部21Fの上下左右方向における中心が、電線24の軸心と一致する形態となっている。
かかる3つの電線側端子21は、夫々、個別にハウジング25に保持されている。即ち、各電線側端子21は、夫々、その電線圧着部23と、その電線圧着部23に圧着されている電線24の端末部とを図示しないハウジング25用の金型にセットし、その金型内において樹脂モールドによりハウジング25と一体化されている。ハウジング25の前端面からは、電線側端子21の接続孔22の形成されている機器接続部21Fが、その板面を水平に向けた姿勢で(接続孔22が上下方向に貫通する姿勢で)突出しており、また、ハウジング25の後端面から電線24が導出されている。即ち、ハウジング25は、電線圧着部23及び電線24の端末部に外装された形態となっている。
【0014】
かかるハウジング25は、軸心を前後方(水平方向)に向け、且つ電線24と同心の円柱形をなし、その外周のシール溝26にはシールリング27が装着されている。また、ハウジング25の外周後端部には、段差状に縮径した小径部28が形成されており、この小径部28の外周には、上下一対の凸部29が形成されている。この凸部29は、前後方向、即ちシールドシェル30に対するハウジング25の嵌入方向に延びたリブ状をなしている。
【0015】
シールドシェル30は、アルミダイキャスト製であり、前後方向に貫通する3つの嵌入孔32が左右に並べて形成された本体部31と、この本体部31の前端上縁から上方へ突出するとともに前後方向に貫通するボルト孔34の形成された板状をなす左右一対の取付部33とからなる。各嵌入孔32は、円形をなし、その前後方向における中央部が、その前後両端部に対して段差状に且つ同心状に縮径した小径部35とされており、その小径部35の内周には、上下一対の凹部36が形成されている。この凹部36は、前後方向、即ち、シールドシェル30に対するハウジング25の嵌入方向に延びた溝状をなしている。この凹部36の幅は、上記ハウジング25の凸部29の幅に比べて僅かに小さい寸法に設定されている。
【0016】
また、シールドシェル30の本体部31の外周には、上記3本の電線24を一括して包囲する可撓性を有する筒状のシールド部材37の端末部が、カシメリング38によって導通可能に固着されている。
かかるシールドシェル30には、その各嵌入孔32に対して前方から各ハウジング25が嵌入される。このとき、合成樹脂製のハウジング25に形成されている凸部29が、塑性変形しつつアルミダイキャスト製のシールドシェル30の凹部36に圧入される。圧入された3つのハウジング25は、凸部29と凹部36との間の摩擦抵抗により、シールドシェル30に対して前後方向(ハウジング25の挿抜方向)、上下方向、及び左右方向のいずれの方向へも遊動規制された状態に固定される。
【0017】
また、凸部29と凹部36との嵌合により、シールドシェル30に対してハウジング25が周方向に位置決めされ、各電線側端子21が全て板面を水平に向けるとともに接続孔22を上下方向に貫通させる姿勢となる。以上により、3つの電線側端子21と3つのハウジング25とシールドシェル30とが一体化された機器用シールドコネクタ20が完成する。
上記構成になる本実施形態の機器用シールドコネクタ20をインバータ装置10に取り付ける際には、各ハウジング25を取付孔12に嵌合するとともに、シールドシェル30の取付部33をシールドケース11の外面に宛い、シールドシェル30のボルト孔34をシールドケース11の雌ネジ孔13に整合させる。この状態では、シールリング27がハウジング25の外周と取付孔12の内周との間を水密状態にシールする。また、各電線側端子21が機器側端子14の上面に重なるようにセットされるとともに、双方の端子14,21の接続孔15,22同士が同軸状に対応する。
【0018】
かかる状態から、シールドシェル30のボルト孔34に貫通させたボルト39をシールドケース11の雌ネジ孔13に螺合して締め付けると、3つのハウジング25がシールドケース11に固定されるとともに、シールドシェル30がシールドケース11に対して導通可能に接続される。さらに、上下に重なり合う端子14,21同士は、その接続孔15,22に貫通させたボルト40にナット41を螺合して締め付けることにより、導通可能に接続される。
【0019】
上述のように本実施形態の機器用シールドコネクタ20においては、シールドシェル30をアルミダイキャスト製とすることによって合成樹脂製のハウジング25よりも剛性を高くしたので、シールドシェル30が変形を来たすことに起因してハウジング25から外れる、ということがなく、ハウジング25とシールドシェル30を確実に且つ確実に組み付けることができる。
また、ハウジング25をシールドシェル30の嵌入孔32に嵌入する際に、ハウジング25とシールドシェル30との間において圧入に起因する摩擦抵抗が生じるのは、凸部29と凹部36の形成されている部分だけで済むので、凸部29と凹部36を設けずにハウジングの外周面全体を嵌入孔の内周面全体に摺接させつつ圧入する場合に比べると、圧入時の抵抗が小さくて済んでいる。
【0020】
また、凸部29の相手側に凸部29と嵌合する凹部36を設けたことにより、この凸部29と凹部36は、ハウジング25とシールドシェル30との間での周方向における位置決めの機能を発揮する。つまり、圧入機能を発揮する凸部29が位置決め機能を兼備するので、凸部29とは別に専用の位置決め機能部や誤組み機能部を設ける場合に比べて、ハウジング25とシールドシェル30の形状の簡素化が実現されている。
【0021】
また、機器接続部21Fの中心を電線24及びハウジング25の軸心と一致させたので、機器接続部21Fは取付孔12の中心を通過する。これにより、取付孔12の内径を小さく抑えることができ、ひいてはハウジング25の外径を小さくして小型化を図ることが実現されている。
[実施形態2]
以下、本発明を具体化した実施形態2を図6乃至図10を参照して説明する。
本実施形態のモールドコネクタ70は電気自動車のインバータ装置60(本発明の構成要件である機器)に取り付けられ、インバータ装置60は、導電性のシールドケース61(本発明の構成要件であるケース)内にインバータ本体62(本発明の構成要件である機器本体)を収容したものであり、シールドケース61の側壁には円形をなす取付孔63が左右に(水平に)並んで形成されている。シールドケース61の内部には、インバータ本体62に固定された機器側端子64が待ち受けている。この機器側端子64は、肉厚の金属板材からなる剛性の高いバスバーからなり、インバータ本体62に固定された状態では板面を水平に向けて、接続孔65を上下方向に貫通させる形態となっている。
【0022】
モールドコネクタ70は、端子金具71と外装体85とを備えて構成され、電線80に接続されている。各端子金具71は、肉厚で剛性の高い金属板材からなり、全体として前後方向に細長い形状をなしている。端子金具71の前端部は平板状の機器接続部72とされ、この機器接続部72には接続孔73が形成されている。端子金具71の後端部には、底板75の左右両側縁から一対のカシメ片76を立ち上げたオープンバレル状をなす電線接続部74が形成されている。
【0023】
この電線接続部74の底板75と機器接続部72とは、段違い状の板状をなす連結部77によって連結されることで、互いに上下にオフセットされた位置関係となっている。これにより、後述するように電線接続部74に圧着された電線80の軸心80Aに対し、機器接続部72の上下左右方向における中心72Aが一致するようになっている。また、連結部77の左右両側縁には、機器接続部72の後端とカシメ片76とに連なる形態の一対の板状をなす補強部78が形成されている。
【0024】
かかる端子金具71は、夫々、車輪のモータ(図示せず)から延出されたシールド機能を備えた電線80の延出端部に固着されている。電線80は、複数の金属線を撚り合わせてなる導体80aを絶縁性の樹脂からなるコア80bで覆い、そのコア80bの外周に編組からなる筒状のシールド層80cを被せ、さらにそのシールド層80cを絶縁性樹脂からなるシース80dで包囲した形態である。かかる電線80の端末部においては、シース80dが除去されてシールド層80cが露出され、そのシールド層80cの前方からとコア80bが延出し、コア80bの前端から導体80aが露出して突出するように端末処理がされている。そして、この露出した導体80aは、電線接続部74の底板75に載せられてその導体80aを包囲するようにカシメ片76をカシメ付けることによって圧着されている。
【0025】
さらに、コア80bの外周には導電性のスリーブ81が外嵌されているとともに、そのスリーブ81の後端部がコア80bとシールド層80cの隙間に潜り込んでおり、さらにそのシールド層80cには導電性のカシメ筒82が外嵌されている。このカシメ筒82はプレスによりシールド層80cをスリーブ81との間で挟み付けるようにカシメ付けられ、シールド層80cとスリーブ81とが電気的導通可能に固着される。また、スリーブ81におけるカシメ筒82よりも前方の領域には、導電性のブラケット83が電気的導通可能に固着されている。ブラケット83は、スリーブ81を包囲する筒部83aと、この筒部83aの外周から外向きに突出する略卵型をなす板状取付部83bとを一体成形したものである。板状取付部83bには、筒部83aの外周に沿って複数の樹脂流通孔83cが形成されているとともに、上端部にボルト孔83dが形成されている。さらに、筒部83aの外周後端部(板状取付部83bよりも後方の領域)には、ゴムブーツ84の前端部が密着して外嵌されており、このゴムブーツ84はカシメ筒82及び電線80のシース80dの端末部に対して密着するように外嵌されることで防水機能を発揮する。
【0026】
かかる端子金具71は外装体85によって部分的に包囲されている。即ち、端子金具71は、その電線接続部74、電線接続部74に圧着済みの電線80の端末部、カシメ筒82、ブラケット83の筒部83aとブラケット83における筒部83aの外周に沿った部分、ゴムブーツ84の略前半部分を図示しないモールド金型にセットし、その金型内において樹脂モールドによって外装体85が成形されている。この成形された外装体85は、モールド金型にセットされた上記部分(電線接続部74と電線80の端末部を含む)を包囲して、これらと一体化されている。
【0027】
かかる外装体85は、軸心85Aを前後方向(水平方向)に向け、且つ電線80と同心の円柱形をなし、その外周のシール溝86にはシールリング87が装着されている。また、外装体85の前端面からは、端子金具71の機器接続部72が、その板面を水平に向けた姿勢で(接続孔73が上下方向に貫通する姿勢で)突出しており、また、外装体85の後端面からはゴムブーツ84が導出され、さらにゴムブーツ84の後端からは電線80が導出されている。このゴムブーツ84により、外装体85と電線80との隙間がシールされるので、電線80の外周に付着した液体が外装体85内の電線接続部74へ浸入することが防止される。また、機器接続部72の後端部外周には接着剤90が塗布され、その接着剤が端子金具71と外装体とに密着してシール機能を発揮する。これにより、機器接続部72の外周に付着した液体が外装体85内の電線接続部74へ浸入することが防止される。
【0028】
上記構成になる本実施形態のモールドコネクタ70をインバータ装置60に取り付ける際には、機器接続部72を先に向けてモールドコネクタ70を取付孔63に差し込み、その機器接続部72を機器側端子64の上面に重ねて接続孔65,73同士を整合させるとともに、外装体85を取付孔63に嵌合させる。さらに、ブラケット83の板状取付部83bをシールドケース61の外面に当接させてそのボルト孔83dをシールドケース61の雌ネジ部(図示せず)に整合させる。
【0029】
かかる状態から、ブラケット83のボルト孔83dにボルト(図示せず)を貫通させてシールドケース61の雌ネジ部に螺合させると、モールドコネクタ70とそのブラケット83がシールドケース61に固定されるとともに、電線80のシールド層80cがスリーブ81とブラケット83を介してシールドケース61に導通可能に接続される。また、この状態では、外装体85が取付孔63に対して同心となり、シールリング87によって外装体85と取付孔63との間がシールされる。さらに、上下に重なり合う機器接続部72と機器側端子64は、その接続孔65,73に貫通させたボルト88にナット89を螺合して締め付けることにより、導通可能に接続される。
【0030】
上述のように本実施形態においては、機器接続部72の中心72Aを電線80の軸心80A及び外装体85の軸心85Aと一致させたので、インバータ装置60への取付けの際に機器接続部72を取付孔63の中心を通過するように貫通させた後、モールドコネクタ70を上下に移動させることなくそのまま外装体85を取付孔63に嵌合させることができる。また、機器接続部72が取付孔63の中心を通過するようにしたことにより、取付孔63の内径を小さく抑えることができ、ひいては外装体85の外径を小さくして小型化を図ることができる。
【0031】
また、機器接続部72の中心72Aを電線80の軸心80Aに一致させる手段として、電線接続部74の底板75と機器接続部72とを段違い状の板状をなす連結部77で連結しているのであるが、この連結部77の左右両側縁にはカシメ片76の前端及び機器接続部72の後端に連なる補強部78が形成されているので、連結部77が変形することが防止され、これにより、機器接続部72を電線80に対して確実に同心状に保持することができる。
【0032】
[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態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)機器接続部は、平板状であってボルト接続によるものに限らず、丸ピン状や孔状として、雄雌(凹凸)の嵌合によって機器本体と接続するようにしてもよい。
【0033】
(2)実施形態2において、ブラケットをモールドコネクタと別体部品とし、そのブラケットをモールドコネクタに組み付けてもよい。
(3)電線と電線接続部とは、圧着に限らず、圧接によって接続する場合にも適用することができる。
(4)上記実施形態では接続相手の機器が電気自動車のインバータ装置である場合について説明したが、本発明は、インバータ装置以外の機器が接続相手である場合にも適用することができる。
【0034】
(5)上記実施形態では防水機能を備えたものについて説明したが、本発明は、非防水のものにも適用することができる。
(6)上記実施形態1ではハウジングの外周に凸部を形成するとともにシールドシェルの内周に凹部を形成したが、本発明によれば、ハウジングに凹部を形成するとともにシールドシェルに凸部を設けてもよい。また、ハウジングに凸部と凹部の両方を設け、シールドシェルにも凸部と凹部を設けてもよい。
【0035】
(7)上記実施形態1では凸部に対して凹部を嵌合させるようにしたが、本発明によれば、凹部を設けずに、凸部を相手側の平坦状部分に当接させるようにしてもよい。
(8)上記実施形態1では圧入機能部としての凸部に位置決め機能と誤組み防止機能とを兼備させるようにしたが、本発明によれば、凸部とは別に専用の位置決め機能部や誤組み機能部を設けてもよい。
(9)上記実施形態ではシールドシェルをアルミダイキャスト製としたが、本発明によれば、導電性樹脂材料を用いて金型成形してもよい。また、鍛造によってシールドシェルを成形してもよい。
【0036】
(10)上記実施形態では1つのハウジングに電線側端子を1つだけ保持するようにしたが、本発明によれば、1つのハウジングに複数の電線側端子を一括して保持するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の一部切欠斜視図
【図2】機器に取り付けた状態の断面図
【図3】ハウジングとシールドシェルを分離した状態の断面図
【図4】ハウジングにシールドシェルを外嵌した状態の背面図
【図5】ハウジングの背面図
【図6】実施形態2のモールドコネクタを聞きに取り付けた状態の断面図
【図7】モールドコネクタの正面図
【図8】電線を接続する前の状態の端子金具の斜視図
【図9】電線を接続した状態の端子金具の斜視図
【図10】電線を接続する前の状態の端子金具の平面図
【符号の説明】
10…インバータ装置(機器)
11…シールドケース(ケース)
12…取付孔
20…機器用シールドコネクタ(モールドコネクタ)
21…電線側端子(端子金具)
21F…機器接続部
21R…連結部
23…電線圧着部(電線接続部)
23a…底板
23b…カシメ片
25…ハウジング(外装体)
60…インバータ装置(機器)
61…シールドケース(ケース)
62…インバータ本体(機器本体)
63…取付孔
70…モールドコネクタ
71…端子金具
72…機器接続部
72A…機器接続部の中心
74…電線接続部
75…底板
76…カシメ片
77…連結部
78…補強部
80…電線
80A…電線の軸心
85…外装体

Claims (3)

  1. 円形の取付孔を有するケースに、機器側端子が設けられた機器本体を収容してなる機器に対して取り付けられるものであって、
    板状をなす機器接続部と電線に接続される電線接続部とを有する端子金具と、
    樹脂モールドにより前記電線接続部及び前記電線の端末部に外装され、前記電線と同心状の円形をなす外装体と、
    本体部と板状の取付部とを有し、前記本体部には、前記電線を包囲するシールド部材が固着されているシールドシェルとを備えてなり、
    前記外装体を前記本体部に嵌入した状態で前記取付孔に嵌合させるとともに、前記取付部をボルトにより前記ケースに固定して、前記機器接続部を前記機器本体の前記機器側端子に接続するようにしたものにおいて、
    前記機器接続部の中心を前記電線の軸心と一致させ、
    前記外装体の外周に形成した上下一対の凸部を、前記本体部に形成した上下一対の凹部に圧入することで、前記外装体を前記シールドシェルに対して遊動規制状態に固定するとともに周方向に位置決めし、
    前記機器接続部は、前記外装体から、前記機器接続部の板面を水平に向けた姿勢で突出しており、
    前記機器接続部は、前記取付部が前記ケースに固定された状態で、前記機器側端子の上面に重なる位置に配されていることを特徴とするモールドコネクタ。
  2. 前記機器接続部が平板状をなし、
    前記電線接続部が、底板の両側縁からカシメ片を立ち上げてなるオープンバレル状をなし、前記電線に対しこれを包囲するように前記カシメ片を圧着させるようにしたものにおいて、
    前記電線接続部の底板と前記機器接続部とを、段違い状の連結部で連結して互いにオフセットさせることで、前記機器接続部の中心を前記電線の軸心と一致させたことを特徴とする請求項1記載のモールドコネクタ。
  3. 前記連結部の左右両側縁には、前記カシメ片の前端及び前記機器接続部の後端に連なる補強部が形成されていることを特徴とする請求項2記載のモールドコネクタ。
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