JP5229186B2 - 機器用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、機器のケースに取り付けられるコネクタに関する。

従来、電気自動車において金属製のケースに収容されたモータ等の機器に電源から延びる電線の末端に取り付けられた電線側コネクタを嵌合させるための機器用コネクタとして、例えば特許文献１に記載されたものが公知である。この機器用コネクタは、端子金具をインサート成形することによって形成された合成樹脂製のコネクタハウジングを備え、このコネクタハウジングをアルミダイキャスト製のシェルに装着して構成されている。この機器用コネクタは、ダイキャストシェルに設けた取付片をボルト締めすることで機器に取り付けられる。

特開２００９−３２５００号公報

ところが、従来の機器用コネクタでは、シェルがアルミダイキャスト製であるために十分な強度が得られるものの、製造コストが高くなるという問題がある。このため、近年、金属製の補強板を樹脂にインサート成形してコネクタハウジングを形成することで、強度面の仕様を低コストで満足できる構成が検討されている。

しかしながら、金属製の補強板と合成樹脂部材とをインサート成形することで一体化成形されたコネクタは、コネクタ本体を構成する合成樹脂部と金属製の補強板との熱膨張率の違いにより、例えばインサート成形後の冷却過程において、補強板よりも合成樹脂部が大きく収縮する。しかも、この種のインサート成形タイプのコネクタを構成する場合、補強板には端子挿通用の開口部を形成し、この開口部内に形成した合成樹脂ハウジングによって端子金具を絶縁状態に複数挿通させる構造となる。この関係上、開口部内には横幅が長く肉厚状態の多量の合成樹脂が存在することになる。ある領域内の合成樹脂が冷却する時の特定方向の収縮量は、その領域内の上記特定方向における長さ寸法に、その合成樹脂の線膨張係数を乗じた値となるから、開口部内の合成樹脂の収縮量は大きく、特に横方向に大きくなる。

また、開口部内に位置する合成樹脂は補強板を覆っている合成樹脂にも両側から引っ張られる状態となり、開口部内の合成樹脂にクラックが発生することがある。また、補強板の両面側を覆う合成樹脂も収縮によって部分的に補強板の表面からずれて偏りが発生し、クラックが生じるといった問題もある。合成樹脂部にクラックが生じると、見栄えが悪くなるだけでなく、補強板と合成樹脂部との界面の密着性が低下して隙間が発生し、その隙間からコネクタ本体内に水が浸入するといったことが懸念される。
以上のことから、金属製の補強板がインサート成形された合成樹脂製のコネクタの実用化は、大形のタイプでは困難と考えられていた。

本願発明は上記事情に鑑みて完成されたものであって、開口部内の合成樹脂部や補強板を覆う合成樹脂部に生じるクラックを防ぎ、金属製の補強板をインサート成形することで製造コストを抑えた機器用コネクタを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するための手段として本発明は、機器のケースに設けられたコネクタ取付部に取り付けられる機器用コネクタにおいて、前記コネクタ取付部に固定するための取付部及び端子金具挿通用の開口部を有する金属製の補強板と、前記開口部内及び前記補強板の両面側に位置するように合成樹脂をインサート成形してなるコネクタハウジングと、前記開口部を貫通した状態で前記コネクタハウジングに保持された端子金具とを備え、前記開口部の内周縁部には前記開口部内に盛り上がる形状を成す突出部が形成され、前記補強板のうち前記合成樹脂により覆われる部分には前記合成樹脂が進入する樹脂進入孔が形成されているところに特徴を有する。

このような構成の機器用コネクタによると、開口部内の一部の空間は突出部を境に部分的に分断された状態となる。この結果、突出部がない状態に比べて、突出部を横切る方向における合成樹脂部の長さ寸法は分断されて短くなり、その方向における合成樹脂の収縮量が比例的に少なくなる。また、突出部を設けることにより、開口部の内周縁の長さは突出部がない場合に比べて長くなることで合成樹脂が補強板と密着する面積が多くなり、開口部内の合成樹脂と補強板との密着性が向上する。しかも、補強板の樹脂進入孔に入り込んだ合成樹脂が補強板表面の合成樹脂と一体化することから、補強板表面の合成樹脂が樹脂進入孔に引っ掛かるようになって補強板の表面への密着度が向上し、合成樹脂のクラックの発生を防ぐことができる。

本発明の実施の態様として、以下のような構成としてもよい。
前記樹脂進入孔を、前記補強板のうち両面側が前記合成樹脂により覆われる部分に形成する。このような構成によると、樹脂進入孔に対して両面側から合成樹脂が進入することになり、両面側において合成樹脂のずれを一層抑制することができる。
前記樹脂進入孔を、前記補強板の周縁寄りに形成することが望ましい。合成樹脂の収縮作用によって補強板を覆う合成樹脂が周囲から引っ張られる影響は中央部と比べて端面部の方が大きくなる傾向にあるが、このような構成によると、中央部に比べて合成樹脂の密着する位置が端面部に近い周縁寄りとなるため、樹脂進入孔に進入した合成樹脂が効果的に作用し、クラックの発生を一層効果的に防ぐことができる。

前記樹脂進入孔を、前記補強板の周縁部に沿って点在するように形成してもよい。
このような構成によると、合成樹脂の密着する場所が補強板の周縁端面部を取り囲む状態となるため、樹脂進入孔に進入した樹脂によるクラック防止効果がより効果的に発現される。
前記補強板の両面側にその両面を覆う合成樹脂が入り込むアンカー溝を設けてもよい。このような構成にすると、補強板を覆う合成樹脂が密着することのできる溝が増し、より収縮の偏りを防ぎ、合成樹脂のクラックの発生をより確実に防ぐことができる。
前記アンカー溝は網目状に形成すると、クラック防止により効果的である。
前記取付部は、前記補強板の外周部に突出すると共に前記合成樹脂から露出する取付片に形成したボルト挿通孔により構成してもよい。このような構成にすると、端子金具を挿通させる開口部を大きくすることで端子金具間のスペースを大きくしたり、端子金具の位置を容易に変更することができる。

本発明によれば、開口部内の合成樹脂部や補強板を覆う合成樹脂部に生じるクラックを防ぎ、金属製の補強板をインサート成形することで製造コストを抑えた機器用コネクタを提供することができる。

本発明の実施形態１に係る機器用コネクタの正面図 同平面図 同背面図 同側面図 図１のＶ−Ｖ線断面図 図２のＶＩ−ＶＩ線断面図 インサート成形される前の状態を示す補強板の正面図 実施形態２に係る機器用コネクタの正面図 同平面図 図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図 インサート成形される前の状態を示す補強板の正面図 実施形態３に係るインサート成形される前の状態を示す補強板の正面図 実施形態４に係るインサート成形される前の状態を示す補強板の正面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１乃至図７によって説明する。
この実施形態１では機器のケースに設けられたコネクタ取付部（図示せず）に取り付けられる機器用コネクタを例示している。尚、以下の機器用コネクタにおいて相手方コネクタ側を前方、機器のケースに設けられたコネクタ取付部側を後方として説明する。

機器用コネクタは図１乃至図６に示すように前方向に延びる略直方体状を成すハウジング本体１０と、ハウジング本体１０の後方の外周から外側に延びるフランジ部１１と、フランジ部１１の後方面から後方向に延びて機器のケースに設けられたコネクタ取付孔（図示せず）に収容される機器側ハウジング部１２とを備えている。そして、ここで示されるハウジング本体１０と、フランジ部１１と、機器側ハウジング部１２とが合成樹脂製のコネクタハウジングに相当する。

ハウジング本体１０にはその長手方向の側面の一方に開口され電線の末端に取り付けられた電線側コネクタ（図示せず）を嵌合させる嵌合部１３とハウジング本体１０の突出面に開口された作業孔１４とが形成されている。ハウジング本体１０の内部には機器側ハウジング部１２まで延びる三本の端子金具１５がハウジング本体１０の側面より嵌合部１３側に延びた状態で横並びに保持され、その先端部には第一ボルト孔１５Ｂを有し電線側コネクタの端子（図示せず）と接続される電線側接続部１５Ａが形成されている。そして、ハウジング本体１０には電線側接続部１５Ａのフランジ部１１側の面に第一ボルト孔１５Ｂと連なるナット１６が取り付けられ、作業孔１４からボルト接続ができるようになっている。

フランジ部１１は金属製の補強板３０をインサート成形することによって補強板３０の両面側及び外周端面が合成樹脂で覆われる状態に一体に形成されている。
補強板３０は図７に示すように、プレスによって打ち抜き形成した台形板状をなし、端子金具１５を挿通する開口部３１と嵌合検知端子挿通用の補助開口部３２が形成されている。開口部３１は長手方向に延びる略長方形状をなし、補強板３０の略中央部に位置している。補助開口部３２は開口部３１に隣接し補強板３０の長手方向短辺側の位置に開口部３１の約１／３幅の大きさの略長方形状に設定されている。
機器用コネクタ内に保持されている端子金具１５はこの開口部３１を抜けてハウジング本体１０と機器側ハウジング部１２との間を連絡している。

フランジ部１１の後方面側には、ハウジング本体１０とはやや横方向にずれた位置に後方向に真っ直ぐ延びた機器側ハウジング部１２と、機器用コネクタを機器のケース(図示せず)に取り付ける際の位置決めを行う位置決めピン３０Ａと、機器側ハウジング部１２からやや離れた位置に後方向に延びる補助ハウジング１７と、フランジ部１１の外周縁部より突出した突起部１８と、フランジ部１１の外周縁部に沿ってループする取付溝１９とが形成されている。
ハウジング本体１０と機器側ハウジング部１２とを連絡する端子金具１５はハウジング本体１０と機器側ハウジング部１２との位置関係から機器側ハウジング部１２内において屈曲した状態で保持されている。

突起部１８はフランジ部１１の外周縁部よりやや内側の位置に間隔をあけて計八箇所に形成され、その先端は中心に向かって細くなる形状を成している。取付溝１９は突起部１８の外側に位置し、取付溝１９にはシール部材２０が取り付けられている。シール部材２０には突起部１８と対応する位置に取付孔２０Ｂを有するフランジ側取付部２０Ａが形成され、機器側コネクタはシール部材２０の取付孔２０Ｂにフランジ部１１の突起部１８を挿入することでシール部材２０をフランジ部１１の取付溝１９に装着している。

機器側ハウジング部１２にはフランジ部１１から後方に延びる三本の端子金具１５が二等辺三角形状を成す配置に保持され、先端部には第二ボルト孔１５Ｄを有し機器側の端子（図示せず）とボルト接続される機器側接続部１５Ｃが形成されている。そして、機器側ハウジング部１２には第二ボルト孔１５Ｄと連なるナット１６が取り付けられている。
位置決めピン３０Ａはフランジ部１１の両端部の二箇所から後方向に向かってやや細くなった円柱状をなした状態に形成されている。補助ハウジング１７はフランジ部１１を介して前方向にも延びており、補助ハウジング１７内にはフランジ部１１の補助開口部３２を貫通する嵌合検知用端子１７Ａが保持されている。

さて、補強板３０には合成樹脂に覆われた両面側の表面に網目状に切欠いたアンカー溝３３と、補強板３０の周縁部寄りの位置に補強板３０を貫通する樹脂進入孔３４と、開口部３１の長手方向中央よりやや外側寄りの位置に内周縁部から開口部３１内に盛り上がって開口部３１の短手方向の中央位置まで延びる第一突出部３５と、開口部３１の長手方向中央位置を中心に第一突出部３５の反対側に位置する内周縁部から開口部３１内に僅かに盛り上がる第二突出部３６とが形成されている。
フランジ部１１にはその外周部のほぼ四隅の位置にフランジ部１１の内部に位置する補強板３０から延びてフランジ部１１を形成する合成樹脂から露出しボルト挿通孔３７Ａが設けられた取付片３７が形成されている。

本実施形態の機器用コネクタは以上のような構成であって、インサート成形後の合成樹脂が固化する際の収縮に関する作用・効果について説明する。
機器用コネクタを構成する補強板３０の開口部内及び両面側に位置する合成樹脂はインサート成形時の冷却による固化の際に熱膨張率の関係から金属製の補強板３０に比べて収縮量が大きい。また、開口部３１は３本の端子金具１５を横に並べているために横長であり、開口部３１内に位置する合成樹脂は横方向において収縮量が大きい。

この点に鑑み、補強板３０の開口部３１内には長手方向を分断するように開口部３１の内周縁に第一突出部３５や第二突出部３６を形成しているため、開口部３１内の合成樹脂が短く複数に分断された状態となり、その部分の合成樹脂の収縮量（線膨張率×長さ）を低く抑えることができる。また、開口部３１の内周縁の長さが長くなったことにより合成樹脂が補強板と密着する面積が増すと共に、補強板３０の両面側を覆う合成樹脂が樹脂進入孔３４やアンカー溝３３に入り込むことで補強板３０に密着し、それらの合成樹脂は補強板３０の表面に強固に密着するようになる。以上のことから、補強板３０の開口部３１内及び両面側に位置する合成樹脂においてクラックが発生することを防ぐことができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８乃至図１１によって説明する。
実施形態２の機器用コネクタは、実施形態１と同様、機器のケースに設けられたコネクタ取付部（図示せず）に取り付けられ、図８乃至図１０に示すように、フランジ部１１の形状が略長方形をなし、機器側ハウジング部１２がハウジング本体１０の真後ろに形成されている。また、ハウジング本体１０は嵌合部１３と作業孔１４との位置が入れ替わった状態に構成され、その内部に位置する端子金具１５は前方に真っ直ぐ伸びた状態に保持されている。

一方、機器側ハウジング部１２の内部に保持されている三本の端子金具１５は横並びに配されている。このため、ハウジング本体１０と機器側ハウジング部１２を連絡する端子金具１５は機器側ハウジング部１２内で僅かに屈曲した状態を成しているが、同一面上に延びた状態に成形されている。
また、フランジ部１１を介して前後方向に延びる補助ハウジング１７はフランジ部１１の前方側の面と後方側の面とでやや横方向ずれて形成され、補助ハウジング１７に保持されている嵌合検知用端子１７Ａもそれに合わせて補助ハウジング１７内で屈曲されている。

フランジ部１１内に位置する補強板３０はフランジ部１１と同様、図１１に示すように、略長方形状の板状をなしている。補強板３０に形成された端子挿通用の開口部３１は細長い略長方形をなし、その開口部３１には長手方向を均等に三分割する位置に内周縁部の四箇所から開口部３１内に僅かに盛り上がる第三突出部３８が形成されている。補助開口部３２は開口部３１と横並びに設けられ、その他は、前記実施形態１とほぼ同じ構成となっている。

実施形態２は実施形態１と同様、補強板３０の開口部内及び両面側に位置する合成樹脂部がインサート成形後の冷却過程において収縮する。しかしながら、開口部３１の第三突出部３８によって開口部３１内の合成樹脂を横方向に分断した状態となるから、横方向における収縮量が大きくならない。しかも、補強板３０に形成された樹脂進入孔３４やアンカー溝３３によって、それらの部分を覆う合成樹脂と補強板３０との密着性が高くなり、補強板３０の表面から合成樹脂がずれることを防ぎ、その結果、クラックの発生を防止することができる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図１２によって説明する。
実施形態３は実施形態２の機器用コネクタにインサート成形される金属製の補強板３０と同様の形状をなし、補強板３０を貫通する樹脂進入孔３４が開口部３１及び補助開口部３２の周縁部に沿った部分にのみ集中して形成されている。その他は、実施形態２の補強板３０と同様である。

実施形態３の補強板は実施形態２の補強板３０と同様、第三突出部３８が開口部３１内の合成樹脂を横方向において分断した状態となるから、インサート成形後の冷却過程においても合成樹脂の収縮量が大きくならず、樹脂進入孔３４やアンカー溝３３によって、それらの部分を覆う合成樹脂の密着性を高めて補強板３０の表面からのずれを防ぐと共に、重要性の高い端子金具１５や嵌合検知用端子１７Ａを保持する領域においてクラックの防止効果を高めるために開口部３１及び補助開口部３２に位置する合成樹脂の周辺に樹脂進入孔３４を集中させることによってその周辺のクラック防止効果をより高めている。

＜実施形態４＞
次に、本発明の実施形態４を図１３によって説明する。
実施形態４は実施形態２の機器用コネクタにインサート成形される金属製の補強板３０と同様の形状をなし、補強板３０を貫通する樹脂進入孔３４が補強板３０の周縁部以外の複数箇所に形成されている。その他は、実施形態２の補強板３０と同様である。

実施形態２の補強板３０と同様、第三突出部３８が開口部３１内の合成樹脂を横方向について分断した状態になるため、横方向における合成樹脂の収縮量を抑えることができる。しかも、アンカー溝３３によって、それらの部分を覆う合成樹脂と補強板３０との密着性を高めることができるから、合成樹脂が補強板３０の表面からずれることを防ぐと共に、樹脂進入孔３４の数を増やすことで補強板３０の両面側を覆う合成樹脂のズレを更に抑制することにより、クラックの発生を防止することができる。

＜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形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）本実施形態では端子挿通用の開口部３１は補強板３０内で内周縁が閉じたループ状を成す孔として構成したが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、開口部３１の内周縁は補強板３０の外周縁部において開放した状態をなす開口部（切り欠き）としてもよい。
（２）本実施形態では、端子金具１５はボルトによる接続する構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば電線側コネクタに装着された雌型端子金具と嵌合される雄型端子金具で構成されてもよい。
（３）本実施形態では、補強板３０の両面側に網目状のアンカー溝３３を形成する構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば、補強板３０の両面側にストライプ状や破線状のアンカー溝を形成する構成としてもよく、アンカー溝を形成しない構成としてもよい。

（４）本実施形態では、開口部３１周縁に形成された突出部は開口部３１内の中央付近まで盛り上がるもしくは僅かに盛り上がる構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば、突出部は開口部３１の周縁部の一端から開口部３１内に延びて対向する端部に接する状態に構成されてもよい。
（５）本実施形態では、樹脂進入孔３４は補強板３０を貫通する孔として構成したが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば、補強板３０の表面が窪んだ状態の孔として形成してもよい。

１０：ハウジング本体
１１：フランジ部
１２：機器側ハウジング部
３０：補強板
３１：開口部
３３：アンカー溝
３４：樹脂進入孔
３５：第一突出部
３６：第二突出部
３７：取付片
３７Ａ：ボルト挿通孔（取付部）
３８：第三突出部

Claims (7)

1. 機器のケースに設けられたコネクタ取付部に取り付けられる機器用コネクタにおいて、
   前記コネクタ取付部に固定するための取付部及び端子金具挿通用の開口部を有する金属製の補強板と、前記開口部内及び前記補強板の両面側に位置するように合成樹脂をインサート成形してなるコネクタハウジングと、前記開口部を貫通した状態で前記コネクタハウジングに保持された端子金具とを備え、
   前記開口部の内周縁部には前記開口部内に盛り上がる形状を成す突出部が形成され、前記補強板のうち前記合成樹脂により覆われる部分には前記合成樹脂が進入する樹脂進入孔が形成されていることを特徴とする機器用コネクタ。
2. 前記樹脂進入孔は、前記補強板のうち両面側が前記合成樹脂により覆われる部分に形成されていることを特徴とする請求項１記載の機器用コネクタ。
3. 前記樹脂進入孔は、前記補強板の周縁寄りに形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の機器用コネクタ。
4. 前記樹脂進入孔は、前記補強板の周縁部に沿って点在するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の機器用コネクタ。
5. 前記補強板の両面側にはその両面を覆う合成樹脂が入り込むアンカー溝が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の機器用コネクタ。
6. 前記アンカー溝は網目状に形成されていることを特徴とする請求項５記載の機器用コネクタ。
7. 前記取付部は、前記補強板の外周部に突出すると共に前記合成樹脂から露出する取付片に形成したボルト挿通孔であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の機器用コネクタ。

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