JP5251726B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、シールドシェルを備えたコネクタに関する。

例えば、電気自動車等において、電気系統の点検・修理を行う際には、作業者の安全確保のために電源回路を遮断することが従来から行われており、そのために安全かつ簡便に電源回路を遮断する手段が多数提案されている。

この種の電源回路遮断装置に適用可能なコネクタとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。このコネクタは例えばモータ等の機器側に設けられた機器側コネクタとインバータ装置に連なる電源回路に設けられて機器側コネクタに嵌合されるハーネス側コネクタとを備える。機器側コネクタには、嵌合検知用端子が設けられ、この機器側の嵌合検知用端子にハーネス側に設けられている嵌合検知コネクタを嵌合することで、ハーネス側コネクタが、機器側コネクタに嵌合状態にあることが検出される。

嵌合状態にあるハーネス側コネクタを機器側コネクタから外す際には、本来は、まず嵌合検知コネクタを外し、その後にハーネス側コネクタを取り外すこととされている。嵌合検知コネクタが先立って取り外されることにより、それが検知されて電源回路に設けたリレー等のスイッチが作動して電源回路が非通電状態となる。

特開２００２−３４３５０６号公報

しかしながら、前述した従来のコネクタでは、嵌合検知コネクタがハーネス側コネクタに一体的に設けられているため、次のような問題があった。
すなわち、嵌合検知コネクタはハーネス側コネクタの取り外しに先行して、抜き取ることとされているものの、作業を急ぐときには両コネクタを同時に取り外すことも考えられる。すると、嵌合検知コネクタの取り外しを検出して、リレーが作動するまでには、僅かながらも時間遅れが存在するから、嵌合検知コネクタの取り外しを検知してリレーが作動して非通電状態となる前にハーネス側コネクタの端子と接続される相手側端子との間が離れることがあり、そのために端子間にアーク放電が発生する等の問題が生ずるのである。

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、ハーネス側コネクタの取り外し時には前もって嵌合検知コネクタが確実に取り外されている状態にすることのできるコネクタを提供することを目的とする。

本発明は、機器側に設けられた機器側コネクタと、この機器側コネクタに嵌合されるハーネス側コネクタと、前記機器側コネクタに嵌合された状態で前記ハーネス側コネクタを覆って前記機器に取り付けられるシールドシェルとを備えたコネクタであって、前記機器側に設けられた補助コネクタと、この補助コネクタに嵌合離脱可能な嵌合検知コネクタを有し、前記シールドシェルには前記嵌合検知コネクタが前記補助コネクタに嵌合されていない状態では前記嵌合検知コネクタとは非干渉であって前記シールドシェルの前記機器側への取付を許容し、前記嵌合検知コネクタが前記補助コネクタに嵌合された状態では前記嵌合検知コネクタと干渉して前記シールドシェルの前記機器側からの取り外しの障害となるコネクタ干渉部を有するところを特徴とする。

このような構成では、ハーネス側コネクタを機器側コネクタから取り外すには、次のような手順で作業を行う。
まず、嵌合検知コネクタを補助コネクタから取り外す。次に、シールドシェルを機器から取り外すと、ハーネス側コネクタが露出される。そこで、ハーネス側コネクタを機器側コネクタから取り外し可能となる。嵌合検知コネクタを補助コネクタから取り外す前に、シールドシェルを機器から取り外そうとしても、シールドシェルにはコネクタ干渉部が設けられているから、嵌合検知コネクタが障害となって、取り外すことができない。このため、結局、上記の作業手順を必ず踏まなければハーネス側コネクタの取り外しが不可能である。

しかも、嵌合検知コネクタの取り外し作業とハーネス側コネクタの取り外し作業との間には、シールドシェルの取り外し作業が必要であるから、嵌合検知コネクタの取り外しから、ハーネス側コネクタの取り外しまで、十分な時間差が確保される。

コネクタ干渉部は、補助コネクタは挿通可能であって、嵌合検知コネクタは挿通不能な貫通孔を備えたシェル延長部から形成することができる。これにより、部品点数の増加が抑えられる。

シールドシェルは、機器側に宛がわれる取付片を備え、その取付片は機器側に螺合した取付ボルトによって機器側に固定される構造が好ましい。これにより、シールドシェルの取り外しには、取付ボルトの取り外し作業が必須となるから、前述の時間差をさらに長くできる。しかも、シールドシェルの取付強度が高くなるから、万一、ハーネスから大きなコネクタ引き抜き力が作用しても、ハーネス側コネクタと嵌合検知コネクタとが機器側コネクタから同時的に外れることも確実に防止できる。

機器側コネクタ及びハーネス側コネクタは、両コネクタの嵌合時に互いに先端が重ね合わされる端子金具を備え、その端子金具を重ね合わせた先端部には機器側コネクタに設けたナット部に螺合する接続ボルトを挿通させるためのボルト挿通孔がそれぞれ設けられていてもよい。これにより、機器側コネクタとハーネス側コネクタとの端子接続部分はボルト締めされることにより強固に圧接され、接続信頼性の向上を図ることができる。さらにこの場合、上記両コネクタの嵌合・離脱作業時には、確実に電源回路が遮断されている必要があるが、前述の通り本発明のコネクタ構造によって、それを実現可能である。

本発明は、機器側に設けられた機器側コネクタと、この機器側コネクタに嵌合されるハーネス側コネクタと、機器側コネクタに嵌合された状態のハーネス側コネクタを覆って機器に取り付けられるシールドシェルとを備え、機器側に設けられた補助コネクタと、この補助コネクタに嵌合離脱可能な嵌合検知コネクタとを有し、シールドシェルには嵌合検知コネクタが一体的に設けられていてもよい。

本発明によれば、ハーネス側コネクタの取り外し時には前もって嵌合検知コネクタが確実に取り外されている状態にすることのできるコネクタを提供することができる。

実施形態１における両コネクタの嵌合状態を一部断面で示した平面図 図１の側断面図 シールドシェルの正面図 機器側コネクタの正面図 シールドシェルが装着される直前の両コネクタの平面図 実施形態２においてシールドシェルが装着される直前の両コネクタの平面図 実施形態２における両コネクタの嵌合状態を表す平面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図５によって説明する。
本実施形態におけるコネクタは、図示しない機器（例えば、ハイブリッド車等に搭載されたモータやインバータ等）に電力を供給するコネクタに適用した場合を例示するものであって、互いに嵌合・離脱可能な機器側コネクタ１０とハーネス側コネクタ３０と、機器側コネクタ１０に一体形成されている補助コネクタ部２０に嵌合・離脱可能な嵌合検知コネクタ５０と、上記コネクタ１０，３０の嵌合状態において外周部を包囲するシールドシェル４０とを備えており、以下、各構成部材において、両コネクタ１０、３０における嵌合面側を前方として説明する。

機器側コネクタハウジング１１は合成樹脂製であって、ハーネス側コネクタ３０との嵌合部に該当するフード部１２と、フード部１２の後端部の全周において外側に張り出して機器側に固定されるフランジ部１３と、フランジ部１３の後面から後方へ突出する形状をなす機器側接続部１４と、嵌合検知用端子２１を収容する補助コネクタ部２０（図１及び図４参照）とを備えている。

フード部１２の内部には３つのハーネス側端子台１５が横並びに形成され、各ハーネス側端子台１５にはナット１６が収容されている（図４参照）。ナット１６は軸線を嵌合方向に対して垂直方向に向けて設置されている。フランジ部１３には、機器側コネクタ１０とシールドシェル４０とを締結するための取付孔１３Ａと、機器側コネクタ１０を機器側に固定するためのコネクタ側ネジ挿通孔１３Ｂが設けられている。

機器側コネクタハウジング１１には３本の第１端子金具１７が保持されている。各第１端子金具１７は、各電線側端子台１５からそれぞれ対応する機器側端子台１８へ達し、インサート成形により機器側コネクタハウジング１１と一体化されている。各第１端子金具１７の前端部には、ハーネス側端子台１５に設置されたナット１６と同軸をなすボルト挿通孔１９が形成されている。

機器側コネクタ１０のフード部１２右側方には、補助コネクタ部２０が形成されている。補助コネクタ部２０は前後に互い違いに突出する形状をなしており、その内部には嵌合検知用端子２１が収容されている。補助コネクタ部２０は、ハーネス側コネクタ３０との嵌合側へ突出される前方突出部２２と機器側との嵌合側に突出される後方突出部２３とを有する。

ハーネス側コネクタハウジング３１は合成樹脂製であって、図２に示すように、電線３２の端末部に固着された３本の第２端子金具３３が収容されている。ハーネス側コネクタハウジング３１は、機器側コネクタ１０のフード部内１２に嵌合可能なハーネス側フード部３４を備え、第２端子金具３２の前端部はハーネス側フード部３４の前壁に形成された端子挿通孔３５から前方へ延出して配されており、その先端部にはボルト挿通孔３６が形成されている。第２端子金具３３は機器側コネクタ１０とハーネス側コネクタ３０とが嵌合した状態では、図２に示すように、第１端子金具１７の上面に重なって配され、ナット１６に螺合したボルト６０によって第１端子金具１７と併せて締め付け固定されている。なお、フード部１２には、第１端子金具１７と第２端子金具３３を接続する際、ボルト締め作業を行うための作業孔３７が設けられており、さらにこの作業孔３７を塞ぐキャップ３８が備えられている。

ハーネス側コネクタハウジング３１には、ハーネス側コネクタハウジング３１に対して後方から嵌合して装着されるシールドシェル４０が備えられている。シールドシェル４０は鋼板をプレス加工して製造され、機器側コネクタ１０とハーネス側コネクタ３０が嵌合した状態で、ハーネス側コネクタ３０を覆う略円筒状の本体部４１と、機器側コネクタ１０のフランジ部１３に面するシェル延長部４２とが形成されている。

図３に示すように、本体部４１の前面の開口縁４３には一対の取付片４４が設けられている。取付片４４はシールドシェル４０の前端から上方及び下方へそれぞれ延出し、その延出端部には、シェル側ネジ挿通孔４５がそれぞれ形成されている。シェル側ネジ挿通孔４５は、機器側コネクタ１０の取付孔１３Ａと重なって配される。

シールドシェル４０を後方から見ると、本体部４１は横長の略長方形状をなしている。前述したシェル延長部４２は、本体部４１の開口縁４３から右側方へ延出され、その延出端部には補助コネクタ部２０の前方突出部２２の外形に沿って切り欠かれた形態の略円状をなす貫通孔４６が設けられ、その内径は、後述する嵌合検知コネクタ５０の嵌合検知用端子収容部５１の外形よりは一回り小さく形成されている。

嵌合検知コネクタ５０は、略箱形状に形成され、補助コネクタ部２０への嵌合面側に向かって開口するように設けられた嵌合検知用端子収容部５１と、この嵌合検知用端子収容部５１の内部に設けられて電線５３に固着された図示しない嵌合検知用端子とを備える。

本実施形態は以上のような構成であって、続いてその作用を説明する。
機器側コネクタ１０は、コネクタ側ネジ挿通孔１３Ｂに、ネジ６２を挿通して螺合させることで機器側に固定されている。この状態においてハーネス側コネクタ３０を接続するには、機器側コネクタ１０のフード部１１の前面からハーネス側コネクタ３０のハーネス側フード部３４を嵌め込んでいく。すると両コネクタ１０，３０の端子金具１７，３３が重なって配され、両ボルト挿通孔１９，３６に、ボルト６０を差し込み、ハーネス側端子台１５のナット１６に締め付けて固定する。ボルト締め作業を終えた後、作業孔３７にキャップ３８を被せる。

こうして、両コネクタ１０，３０の嵌合作業を行い、キャップ３８を作業孔３７に装着した後、シールドシェル４０を前方にスライドさせる。シェル延長部４２の貫通孔４６を補助コネクタ部２０の前方突出部２２に挿通させて、取付片４４のシェル側ネジ挿通孔４５を機器側コネクタ１０の取付孔１３Ａに重ねて配し、シェル側ネジ挿通孔４５と取付孔１３Ａにネジ６１を挿通して螺合させることにより、シールドシェル４０は機器側コネクタ１０に固定される。

シールドシェル４０の嵌合後、補助コネクタ部２０の前方突出部２２に嵌合検知用端子収容部５１を嵌め込んでいくと、補助コネクタ部２０の嵌合検知用端子２１と嵌合検知コネクタ５０の図示しない嵌合検知用端子とが接触し、図示しない嵌合検知回路によって嵌合が検知されてリレー等が閉じることにより、電源回路が通電可能状態となる。

さて、この状態から、本コネクタの点検・修理等のために、機器側コネクタ１０からハーネス側コネクタ３０を取り外す場合の作業手順について説明する。
まず、ハーネス側コネクタ３０の外周を覆っているシールドシェル４０を取り外す。具体的には、シェル側ネジ挿通孔４５と機器側コネクタ１０の取付孔１３Ａを螺合しているネジ６１を取り外し、嵌合検知コネクタ５０を取り外した後に、シールドシェル４０を後方（電線３２側）にスライドさせる。なお、ネジ６１を取り外した後に、嵌合検知コネクタ５０を取り外すことなくシールドシェル４０を後方にスライドさせると、シールドシェル４０のシェル延長部４２が嵌合検知用端子収容部５１と干渉するため、シールドシェル４０は取り外すことができない。

しかし、嵌合検知コネクタ５０を取り外した後、シールドシェル４０を後方にスライドさせれば、シールドシェル４０を取り外すことができ、その結果、機器側コネクタ１０とハーネス側コネクタ３０の嵌合部であるフード部１２が外部に露出される。そこで、作業孔３７に装着されたキャップ３８を取り外して、第１端子金具１７と第２端子金具３３とボルト締結部分を外部に露出させ、両端子金具１７，３３を締結しているボルト６０の取り外し作業を行う。この段階では、既に嵌合検知コネクタ５０が補助コネクタ部２０から取り外されているから、それが図示しない嵌合検知回路によって検知されてリレー等が開くことにより、電源回路が断電されている。従って、ボルト６０の取り外し作業において、金属製の工具を使用しても感電等の問題は全くなく、また、ハーネス側コネクタ３０を機器側コネクタ１０から抜き取っても、通電中の接触部が離れることによるアーク放電等が発生する虞はない。

以上説明したように、本実施形態によれば、ハーネス側コネクタ３０を機器側コネクタ１０から取り外す場合には、まず嵌合検知コネクタ５０を取り外さなければならないから、それが検知されて必ず、電源回路が非通電状態となる。また、嵌合検知コネクタ５０を取り外してから、ハーネス側コネクタ３０を実際に取り外すまでには、シールドシェル４０を先に取り外すという作業手順を取らなければならないから、嵌合検知コネクタ５０の取り外しとハーネス側コネクタ３０の取り外しとの間には十分な時間差が生ずる。このため、嵌合検知コネクタ５０の取り外しを電気的に検知して電源回路が非通電状態となるまでに多少の時間遅れがあったとしても、ハーネス側コネクタ３０の取り外し時点では確実に非通電状態となっており、アーク放電の発生防止等において確実性が高い。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について図６及び図７によって説明する。
本実施形態のコネクタは、嵌合検知コネクタ５０が、シールドシェル４０の本体部４１の側面に係止されており、シェル延長部４２及び貫通孔４６が設けられていない点が実施形態１と異なっている。なお、実施形態１と同一の構成部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。

図６に示すように、シールドシェル４０の本体部４１の右側面には、嵌合検知コネクタ５０を係止するための取付ブラケット４７が例えば溶接によって固定されている。また、嵌合検知コネクタ５０には、嵌合検知用端子収納部５１の外側面に、取付ブラケット４７と嵌合される係止部５４が形成されている。取付ブラケット４７は、ここに嵌合検知コネクタ５０の係止部５４を嵌合させた状態で、シールドシェル４０を取り付けると、嵌合検知コネクタ５０が補助コネクタ部２０に嵌合可能となる位置に固定されている。

本実施形態の作用は以下の通りである。
まず、シールドシェル４０には取付ブラケット４７を介して嵌合検知コネクタ５０が固定されている。この、シールドシェル４０を前方にスライドさせて、機器側コネクタ１０と嵌合されたハーネス側コネクタ３０に嵌合させると、シールドシェル４０が両コネクタ１０，３０を覆うようになると共に、機器側コネクタ１０の補助コネクタ部２０に、嵌合検知コネクタ５０が嵌合される（図７参照）。この結果、嵌合検知コネクタ５０と補助コネクタ部２０との嵌合が図示しない嵌合検知回路によって検出され、電源回路が通電可能状態となる。また、この状態からシールドシェル４０を取り外すと、シールドシェル４０に固定された嵌合検知コネクタ５０が補助コネクタ部２０から取り外されて、電源回路が非通電状態となる。

この実施形態２によれば、シールドシェル４０と一体化された嵌合検知コネクタ５０が、補助コネクタ部２０へ嵌合・離脱がなされるから、機器側コネクタ１０とハーネス側コネクタ３０の嵌合・離脱が行われる際には、シールドシェル４０は必ず取り外された状態となる。よって、機器側コネクタ１０とハーネス側コネクタ３０の嵌合・離脱が行われる際には、電源回路を確実に非通電状態とすることができ、アーク放電の発生等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）上記実施形態１では、コネクタ干渉部４２をシールドシェル本体４１と一体に設けたが、シールドシェルの本体部４１とは別部品として形成し、これをシールドシェルの本体部４１に溶接、ネジ止め、カシメ等によって固定する構成としてもよい。
（２）上記各実施形態１，２では、シールドシェルは取付片を機器側にボルトで螺合させることで固定しているが、弾性的な係止片等を利用したワンタッチ構造によって機器側に固定する構成でもよい。
（３）上記各実施形態１，２では、機器側コネクタとハーネス側コネクタの嵌合時に、各端子金具をボルト締結によって接続する構成としたが、弾性接触片を利用した接続構造や端子の突き当て型の接続構造等のボルト締結以外の手段で両端子金具が接続されていてもよい。
（４）上記各実施形態１，２では、補助コネクタを機器側コネクタと一体化して構成したが、両者は別部品として準備しておいて機器の近傍位置に取り付ける構成であってもよい。

１０…機器側コネクタ
２０…補助コネクタ部
３０…ハーネス側コネクタ
４０…シールドシェル
４２…シェル延長部
５０…嵌合検知コネクタ

Claims (6)

1. 機器側に設けられた機器側コネクタと、この機器側コネクタに嵌合されるハーネス側コネクタと、前記機器側コネクタに嵌合された状態で前記ハーネス側コネクタを覆って前記機器に取り付けられるシールドシェルとを備えたコネクタであって、
   前記機器側に設けられた補助コネクタと、この補助コネクタに嵌合離脱可能な嵌合検知コネクタとを有し、前記シールドシェルには前記嵌合検知コネクタが前記補助コネクタに嵌合されていない状態では前記嵌合検知コネクタとは非干渉であって、前記シールドシェルの前記機器側への取付を許容し、前記嵌合検知コネクタが前記補助コネクタに嵌合された状態では前記嵌合検知コネクタと干渉して前記シールドシェルの前記機器側からの取り外しの障害となるコネクタ干渉部を有することを特徴とするコネクタ。
2. 前記コネクタ干渉部は、前記補助コネクタは挿通可能であって前記嵌合検知コネクタは挿通不能な貫通孔を備えたシェル延長部からなることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 前記シールドシェルは、前記機器側に宛がわれる取付片を備え、その取付片は前記機器側に螺合した取付ボルトによって前記機器側に固定されることを特徴とする請求項２記載のコネクタ。
4. 前記機器側コネクタ及び前記ハーネス側コネクタは、両コネクタの嵌合時に互いに先端が重ね合わせ状態とされる端子金具を備え、その端子金具の重ね合わせ先端部には前記機器側コネクタに設けたナット部に螺合する接続ボルトを挿通させるためのボルト挿通孔が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコネクタ。
5. 機器側に設けられた機器側コネクタと、この機器側コネクタに嵌合されるハーネス側コネクタと、前記機器側コネクタに嵌合された状態の前記ハーネス側コネクタを覆って前記機器に取り付けられるシールドシェルとを備えたコネクタであって、
   前記機器側に設けられた補助コネクタと、この補助コネクタに嵌合離脱可能な嵌合検知コネクタとを有し、前記シールドシェルには前記嵌合検知コネクタが一体的に設けられて前記シールドシェルの前記機器側への取付時には前記嵌合検知コネクタが前記補助コネクタに嵌合し、前記シールドシェルの前記機器側からの取り外し時には前記嵌合検知コネクタが前記補助コネクタから離脱されることを特徴とするコネクタ。
6. 前記嵌合検知コネクタは、前記シールドシェルに設けた取付ブラケットを介して前記シールドシェルに取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載のコネクタ。

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