JP7485703B2 - コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、接続導体、端子接続構造、および端子の接続方法に関する。
従来、接続導体によって端子を接続する技術がある。特許文献1には、相手端子と嵌合接続される機器側端子と、電線の端末に接続され、かつハウジングに対して固定される電線側端子と、機器側端子と電線側端子との間に亘って接続され軸方向に伸縮可能な接続導体と、を有するコネクタが開示されている。特許文献1のコネクタは、接続導体として、長さ方向の中央部に膨出部が設けられた形態の編組線を採用している。
特開2015-082466号公報
接続導体が柔軟な編組線である場合、接続導体の形状が扁平な形状となる。このため、接続導体に対して端子を接合する際に、接続導体の軸方向に関する端子の回転位置が接続導体の扁平な形状によって制限を受けてしまう。その結果として、端子の姿勢を自由に設定することが困難となり、装置の大型化を招くことがある。例えば、コネクタの内部において二つの端子を接続導体によって接続する場合に、接続導体の姿勢が制限されてしまうと、コネクタの大型化を招きやすい。
接続導体に対して端子を任意の回転位置に位置付けて端子を接続導体に接合できることが好ましい。
本発明の目的は、接続導体に対して任意の回転位置で端子を接続することを可能とする接続導体、端子接続構造、および端子の接続方法を提供することである。
本発明の接続導体は、筒状に編まれた編組線と、前記編組線に挿入された円柱状または円筒状の導電体と、を備え、前記編組線および前記導電体により、端子に対して接合されるための端部が構成されていることを特徴とする。
本発明の端子接続構造は、筒状に編まれた編組線と、前記編組線に挿入された導電体と、を有する接続導体と、前記接続導体の第一端部に対して接合された第一端子と、前記接続導体の第二端部に対して接合された第二端子と、を備え、前記導電体は、前記第一端部から前記第二端部まで延在しており、前記導電体において、前記第一端部と前記第二端部との間の部分は、円柱状または円筒状の形状を有し、前記接続導体の軸方向に関する前記第一端子の回転位置と前記第二端子の回転位置とが異なることを特徴とする。
本発明の端子の接続方法は、接続導体の第一端部に対して第一端子を接合する工程と、前記接続導体の第二端部に対して第二端子を接合する工程と、を含み、接合前の前記第一端部および前記第二端部は、筒状に編まれた編組線と、前記編組線に挿入された円柱状または円筒状の導電体と、を有し、前記第一端子および前記第二端子は、前記接続導体の軸方向に関する互いに異なる回転位置で前記接続導体に接合されることを特徴とする。
本発明に係る接続導体、端子接続構造、および端子の接続方法によれば、接続導体に対して端子を任意の回転位置に位置付けて端子を接続導体に接合できるという効果を奏する。
図1は、実施形態に係るコネクタを示す斜視図である。 図2は、実施形態に係るコネクタの内部を示す斜視図である。 図3は、実施形態に係るコネクタの内部を示す正面図である。 図4は、実施形態に係るコネクタの内部を示す側面図である。 図5は、実施形態に係る接続導体を示す斜視図である。 図6は、接続導体に対して端子を接合する工程を説明する斜視図である。 図7は、実施形態に係る端子接続構造を示す斜視図である。 図8は、接続導体に接合された第一端子の断面図である。 図9は、接続導体に接合された第二端子の断面図である。 図10は、接続導体の中間部の断面図である。 図11は、実施形態に係る接続導体の一例を示す平面図である。
以下に、本発明の実施形態に係る接続導体、端子接続構造、および端子の接続方法につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
[実施形態]
図1から図11を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、接続導体、端子接続構造、および端子の接続方法に関する。図1は、実施形態に係るコネクタを示す斜視図、図2は、実施形態に係るコネクタの内部を示す斜視図、図3は、実施形態に係るコネクタの内部を示す正面図、図4は、実施形態に係るコネクタの内部を示す側面図、図5は、実施形態に係る接続導体を示す斜視図、図6は、接続導体に対して端子を接合する工程を説明する斜視図、図7は、実施形態に係る端子接続構造を示す斜視図、図8は、接続導体に接合された第一端子の断面図、図9は、接続導体に接合された第二端子の断面図、図10は、接続導体の中間部の断面図である。
図8には、図4のVIII-VIII断面が示されている。図9には、図4のIX-IX断面が示されている。
図1に示すように、本実施形態に係るコネクタ100は、第一端子3、第一シェル11、第二シェル12、ハウジング13、フロントホルダ14、およびシールドリング15を有する。例示されたコネクタ100は、シールドコネクタであり、第一シェル11および第二シェル12によってノイズを遮蔽する。また、コネクタ100は、第二シェル12および第一シェル11によってシールド部材16を相手側の機器の筐体に接地する。
コネクタ100は、例えば、自動車等の車両に搭載される。コネクタ100が搭載される車両は、例えば、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、またはプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)である。コネクタ100が接続される相手側の機器は、インバータであってもよい。後述する電線200は、車両に搭載されたバッテリに接続されてもよい。
コネクタ100は、第一方向Xに沿って相手側の機器に対して係合する。本実施形態のコネクタ100は、二つの第一端子3を有している。例示された第一端子3は、メス端子であり、円筒形状の接続部31を有する。接続部31は、第一方向Xに沿って延在している。相手側の機器が有するオス端子は、第一方向Xに沿って接続部31に挿入され、接続部31と電気的に接続される。コネクタ100は、図2から図4に示す端子接続構造1および第三端子5によってオス端子と電線200とを電気的に接続する。
図1に示すハウジング13は、第一端子3を保持し、かつ後述する第二端子4および第三端子5を保持する。ハウジング13は、例えば、絶縁性の合成樹脂で成型される。ハウジング13は、第一方向Xに沿って前面側に向けて突出した二つの筒部13aを有している。一つの筒部13aには、一つの接続部31が収容される。二つの筒部13aは、第二方向Yに沿って並んでいる。第二方向Yは、第一方向Xと直交する方向であり、コネクタ100の幅方向である。ハウジング13の背面は、絶縁性のカバーによって閉塞される。
第一シェル11および第二シェル12は、ハウジング13を覆うシールドシェルを構成する。第一シェル11および第二シェル12は、金属等の導電性を有する材料で形成されている。第一シェル11は、相手側の機器の筐体に対して固定され、この筐体に対して電気的に接続される。第一シェル11は、相手側の機器に向けて開口する開口部11aを有する。接続部31および筒部13aは、開口部11aから第一方向Xに沿って前面側に向けて突出している。
第二シェル12は、第一シェル11から第三方向Zに沿って突出している。第三方向Zは、第一方向Xおよび第二方向Yの何れとも直交する方向であり、コネクタ100の高さ方向である。電線200は、第二シェル12から第三方向Zに沿って引き出される。シールド部材16は、電線200を覆う。シールド部材16は、例えば、金属等の導電性を有する材料で形成された編組線である。シールド部材16は、シールドリング15によって第二シェル12に対して加締められる。本実施形態のコネクタ100には、二本の電線200が接続される。二本の電線200は、第二方向Yに沿って並んでいる。
図2から図4に示すように、本実施形態のコネクタ100は、端子接続構造1を有する。端子接続構造1は、ハウジング13の内部に収容されている。端子接続構造1は、接続導体2、第一端子3、および第二端子4を有する。上述したように、第一端子3は、相手側の機器に対して接続される端子である。第二端子4は、接続導体2を介して第一端子3と電気的に接続される。第二端子4は、第三端子5を介して電線200と電気的に接続される。
以下の説明では、コネクタ100が有する二つの第一端子3を区別する場合、一方を「第一端子3A」と称し、他方を「第一端子3B」と称する。また、第一端子3Aに対応する接続導体2および第二端子4を「接続導体2A」および「第二端子4A」と称し、第一端子3Bに対応する接続導体2および第二端子4を「接続導体2B」および「第二端子4B」と称する。
また、第一端子3A、接続導体2A、および第二端子4Aを含む端子接続構造1を「端子接続構造1A」と称し、第一端子3B、接続導体2B、および第二端子4Bを含む端子接続構造1を「端子接続構造1B」と称する。二つの端子接続構造1A,1Bは、それぞれ第一方向Xに沿って延在している。また、二つの端子接続構造1A,1Bは、第二方向Yにおいて互いに対向している。
図5には、接合前の接続導体2が示されている。接続導体2は、筒状に編まれた編組線21と、編組線21に挿入された導電体22と、を有する。編組線21は、導電性を有する複数の素線を編んで形成されている。編組線21の素線は、例えば、銅線等の金属線である。編組線21は、柔軟性を有するように、小径の素線で構成されている。
例示された導電体22の形状は、円柱形状である。導電体22は、例えば、複数の素線で構成された撚り線である。導電体22の素線は、例えば、銅線等の導電性を有する金属線である。導電体22は、柔軟性を有するように、小径の素線で構成されている。接続導体2は、第一端部2aおよび第二端部2bを有する。第一端部2aは、接続導体2における軸方向C1の一方の端部であり、第二端部2bは、接続導体2における軸方向C1の他方の端部である。本実施形態の接続導体2は、軸方向C1が第一方向Xに沿うようにハウジング13に収容される。導電体22は、第一端部2aから第二端部2bまで延在している。言い換えると、編組線21の内部には、軸方向C1の一端から他端まで導電体22が収容されている。
導電体22の直径D1は、例えば、編組線21を円筒形状にさせるように定められる。一例として、導電体22は、編組線21に挿入された状態で編組線21を半径方向の外側に向けて押し広げてもよい。導電体22は、編組線21に対して固定されていなくてもよい。言い換えると、導電体22は、編組線21に対して軸方向に相対移動可能な状態で編組線21に収容されてもよい。
図6を参照して、接続導体2に対して第一端子3を接合する工程について説明する。第一端子3は、接続導体2の第一端部2aに対して接合される。接合前の接続導体2は、断面形状が円形の第一端部2aおよび第二端部2bを有している。第一端部2aおよび第二端部2bのそれぞれは、筒状に編まれた編組線21と、編組線21に挿入された円柱状の導電体22と、を有する。
例示された第一端子3は、接続導体2に対して加締められる加締め部32を有する。加締め部32は、接続部31の一端につながっており、かつ接続部31の軸方向に沿って突出している。加締め部32は、略U字形状を有しており、一対の加締片32a,32aおよび底壁32bを有する。接続導体2の第一端部2aは、底壁32bに載置される。加締め部32は、所謂Bクリンプと称される形態で接続導体2に対して加締められて第一端部2aに接合される。加締め部32は、例えば、クリンパおよびアンビルを有する端子圧着装置によって接続導体2に圧着される。
図7および図8には、接続導体2に対して圧着された第一端子3が示されている。第一端子3は、接続部31および接続導体2の軸方向が一致するように接続導体2に対して接合される。図8に示すように、第一端子3の加締め部32は、断面形状がB字形状となるように加締められている。加締片32aは、加締片32aの先端を底壁32bに向けながら接続導体2に圧着されている。接続導体2の第一端部2aは、断面形状が略B字形状となるように変形している。編組線21は、導電体22の全周を覆って導電体22を保護している。
図7に示すように、第二端子4は、接続導体2の第二端部2bに対して接合される。例示された第二端子4は、接続導体2に対して圧着される。第二端子4は、接続部41および加締め部42を有する。接続部41は、平板形状を有しており、貫通孔41aを有する。加締め部42は、一対の加締片42a,42aおよび底壁42bを有する。第二端子4は、加締め部42および接続導体2の軸方向が一致するように接続導体2に対して接合される。
図9に示すように、第二端子4の加締め部42は、所謂Bクリンプと称される形態で接続導体2に対して圧着される。加締め部42は、例えば、端子圧着装置によって第二端部2bに圧着される。加締片42aは、加締片42aの先端を底壁42bに向けながら接続導体2に圧着されている。接続導体2の第二端部2bは、断面形状が略B字形状となるように変形している。編組線21は、導電体22の全周を覆って導電体22を保護している。
図7に示すように、第二端子4において、接続部41は、加締め部42の軸方向に対して直交している。言い換えると、第二端子4は、接続部41と加締め部42との間でL字状に折れ曲がっている。接続部41は、例えば、第一方向Xと直交する方向に向けて加締め部42から突出している。
図7および図8に示すように、第一端子3および第二端子4は、接続導体2の軸方向に関して異なる回転位置で接合されている。ここで、第一端子3および第二端子4の回転位置は、接続導体2の軸方向C1に関する回転位置である。つまり、第一端子3および第二端子4の回転位置は、接続導体2の中心軸線に関する回転方向の位置である。
図8に示すように、第一端子3は、底壁32bの幅方向W1が第三方向Zに沿うように接続導体2に接合されている。例示されたコネクタ100では、幅方向W1が第三方向Zと一致する。図9に示すように、第二端子4は、底壁42bの幅方向W2が第二方向Yに対して傾斜するように接続導体2に接合されている。例示されたコネクタ100では、幅方向W2が第二方向Yおよび第三方向Zの何れに対しても傾斜している。
第二端子4の底壁42bをこのように傾斜させることで、図3に示すように、接続部31の間隔Wd1を小さくすることが可能である。第二端子4の接続部41は、貫通孔41aから加締め部42へ向かうに従って互いに近づくように、第三方向Zに対して傾斜している。第二端子4を傾斜させることにより、コネクタ100の小型化が可能となる。例えば、第二方向Yおよび第三方向Zにおけるハウジング13の小型化を図ることができる。また、第二端子4を傾斜させることにより、接続部31の間隔Wd1を所望の値に合わせ込むことが容易となる。例えば、電線200間隔Wd2に対して接続部31の間隔Wd1を自由に設定することが可能となる。
本実施形態では、接合される前の接続導体2が円柱形状を有している。従って、接続導体2に対する第二端子4の回転位置は、接続導体2に対する第一端子3の回転位置に影響されない。言い換えると、第一端子3の幅方向W1に対して第二端子4の幅方向W2を任意に設定可能である。比較例として、導電体22を有しておらず、編組線で構成された接続導体について検討する。比較例の接続導体では、編組線が中空であるため、編組線の断面形状は扁平となる。つまり、接合前の接続導体の形状が扁平である。このため、接続導体に対する第一端子3および第二端子4の回転位置が接続導体の形状によって制限されてしまう。例えば、第一端子3の幅方向W1と第二端子4の幅方向W2とを揃える必要がある。
これに対して、本実施形態の接続導体2は、接合前の形状が円筒形状である。このため、接続導体2に対する第一端子3および第二端子4の回転位置を任意に選択することが可能である。言換えると、接続導体2の軸方向C1に関して第一端子3の位相および第二端子4の位相を任意に設定可能である。よって、コネクタ100における各部品の配置の自由度が向上する。
図4に示すように、第二端子4の接続部41は、第三端子5に接続される。第三端子5は、電線200に接続される端子であり、第三方向Zに延在している。第三端子5は、接続部51および加締め部52を有する。加締め部52は、電線200の芯線に対して圧着される。第二端子4の接続部41および第三端子5の接続部51は、ボルト6によって締結される。より詳しくは、ボルト6は、接続部51の貫通孔および接続部41の貫通孔41aに挿通されてナット13bに螺合される。ナット13bは、ハウジング13によって保持されている。つまり、第二端子4および第三端子5は、ボルト6によってハウジング13に対して固定される。
図7に示すように、接合後の接続導体2は、円筒形状の中間部2cを有する。中間部2cは、第一端部2aと第二端部2bとの間の部分である。言い換えると、中間部2cは、第一端子3と第二端子4との間の部分である。図10に示すように、中間部2cの断面形状は、円形である。編組線21の形状は、導電体22の外周面を覆う円筒形状である。
編組線21は、複数の素線21eが編み込まれて形成されている。導電体22は、複数の素線22eを束ねて形成されている。素線21eの直径E1は、素線22eの直径E2と等しくてもよい。例えば、編組線21および導電体22の両方が適度な柔軟性を有するように直径E1,E2が定められてもよい。一例として、直径E1,E2は、0.12[mm]とされてもよい。本実施形態の端子接続構造1では、第一端子3と第二端子4との間において、編組線21および導電体22がそれぞれ自由に変形することができる。つまり、編組線21は導電体22の変形を規制せず、導電体22は編組線21の変形を規制しない。よって、接続導体2が第一端子3と第二端子4との間で十分な柔軟性を有することができる。
なお、素線21eの直径E1は、素線22eの直径E2よりも大きくてもよい。この場合、編組線21の素線21eの直径E1は、圧着時における素線22eの素線切れを抑制できる大きさに設定されてもよい。相対的に太い素線21eは、導電体22の素線22eを覆い、素線22eを保護することができる。編組線21の素線21eは、加締め部32,42と素線22eとの間に介在することにより、素線22eの過度な変形を抑制することができる。よって、編組線21は導電体22の素線22eの破断を抑制することができる。
編組線21によって導電体22が保護されることで、導電体22の素線22eの直径E2を小径とすることが可能となる。よって、接続導体2において柔軟性の確保と素線切れの抑制とが両立される。導電体22の素線22eの直径E2は、例えば、0.05[mm]であってもよい。編組線21の素線21eの直径E1は、例えば、0.12[mm]または0.32[mm]であってもよい。
以上説明したように、本実施形態の接続導体2は、筒状に編まれた編組線21と、編組線21に挿入された円柱状の導電体22と、を有する。編組線21および導電体22により、第一端子3および第二端子4に対して接合されるための第一端部2aおよび第二端部2bが構成されている。本実施形態の接続導体2は、接続導体2に対する第一端子3の回転位置および第二端子4の回転位置を任意に設定可能である。つまり、本実施形態の接続導体2によれば、接続導体2に対して第一端子3および第二端子4を任意の回転位置で接合することが可能となる。
本実施形態の接続導体2は、円柱状の撚り線であり、かつ編組線21の一端から他端まで延在している。よって、接続導体2の一端から他端まで通電のための十分な断面積が確保される。
本実施形態の端子接続構造1は、接続導体2と、接続導体2の第一端部2aに対して接合された第一端子3と、接続導体2の第二端部2bに対して接合された第二端子4と、を有する。接続導体2は、筒状に編まれた編組線21と、編組線21に挿入された導電体22と、を有する。導電体22は、第一端部2aから第二端部2bまで延在している。導電体22において、第一端部2aと第二端部2bとの間の中間部2cは、円柱状の形状を有する。接続導体2の軸方向に関する第一端子3の回転位置と第二端子4の回転位置とが異なる。このような端子接続構造1は、接合前における第一端部2aおよび第二端部2bの断面形状がそれぞれ円形である接続導体2によって容易に実現される。よって、接続導体2に対する第一端子3および第二端子4の回転位置は任意である。
本実施形態に係る端子の接続方法は、接続導体2の第一端部2aに対して第一端子3を接合する工程と、接続導体2の第二端部2bに対して第二端子4を接合する工程と、を含む。接合前の第一端部2aおよび第二端部2bは、筒状に編まれた編組線21と、編組線21に挿入された円柱状の導電体22と、を有する。第一端子3および第二端子4は、接続導体2の軸方向に関する互いに異なる回転位置で接続導体2に接合される。本実施形態に係る端子の接続方法によれば、接続導体2に対して二つの端子3,4を任意の回転位置で接合させることができる。
なお、編組線21に挿入される導電体22は、撚り線には限定されない。導電体22は、例えば、導電性を有する丸棒であってもよく、編組線21とは別体の編組線であってもよく、その他の導電体であってもよい。
導電体22の形状は、円筒状であってもよい。一例として、導電体22は、中空の撚り線であってもよく、円筒形状に形成された金属製の筒であってもよい。導電体22の中心部には、芯材が配置されてもよい。芯材は、導電性を有していなくてもよい。芯材の材料は、導電体22の材料よりも高い柔軟性を有していてもよい。
図11に示すように、接続導体2において、第一端部2aと第二端部2bとの間には、導電体22が配置されなくてもよい。この場合、導電体22は、第一端部2aに配置された第一の導電体22Aと、第二端部2bに配置された第二の導電体22Bとを有する。第一の導電体22Aおよび第二の導電体22Bは、編組線21に対して接着等によって固定されてもよい。
接続導体2に対する第一端子3および第二端子4の圧着形態は、Bクリンプには限定されない。接続導体2に対する第一端子3および第二端子4の接合方法は、圧着には限定されない。第一端子3および第二端子4は、例えば、接続導体2に対して超音波接合されてもよい。編組線21は、導電体22を保護し、加振されるときの素線22eの素線切れを抑制することができる。
接続導体2は、第一端子3と第二端子4との間で屈曲していてもよい。例えば、接続導体2は、中間部2cにおいてL字状に屈曲していてもよい。この場合、第二端子4は、電線200の芯線に接合されてもよい。例えば、第二端子4は、接続部41に代えて電線200に圧着される加締め部を有していてもよい。
なお、接合前の第一端部2aおよび第二端部2bの断面形状は、例示された円形には限定されない。第一端部2aおよび第二端部2bの断面形状は、任意の回転位置で端子を接合できるように適宜定められる。端子に対する接合工程の前に、第一端部2aまたは第二端部2bを整形するフォーミング工程が実行されてもよい。
上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行されてもよい。
1(1A,1B) 端子接続構造
2(2A,2B):接続導体、 2a:第一端部、 2b:第二端部、 2c:中間部
3(3A,3B) 第一端子
4(4A,4B) 第二端子
5 第三端子
6 ボルト
11:第一シェル、 11a:開口部
12:第二シェル
13:ハウジング、 13a:筒部、 13b:ナット
14:フロントホルダ、 15:シールドリング、16:シールド部材
21:編組線、 21e:素線、 22:導電体、 22e:素線
31:接続部、 32:加締め部、 32a:加締片、 32b:底壁
41:接続部、 42:加締め部、 42a:加締片、 42b:底壁
100 コネクタ
200 電線
C1:軸方向
W1,W2:幅方向
X:第一方向、 Y:第二方向、 Z:第三方向

Claims (3)

  1. 筒状に編まれた編組線と、前記編組線に挿入された導電体と、を有し、第一方向に延在する接続導体と、
    前記接続導体の第一端部に対して接合される第一加締め部と、相手側の端子に接続される接続部と、を有し、前記接続部の軸方向に沿って前記接続部から前記第一加締め部が突出する第一端子と、
    前記接続導体の第二端部に対して接合される第二加締め部と、電線に接続される第二接続部と、を有し、前記第二接続部が前記第二加締め部の軸方向と直交する方向に突出する第二端子と、
    前記第一端子および前記第二端子を保持するハウジングと、
    を備え、
    前記第一方向と直交する第二方向に並ぶ二つの前記接続導体、前記第二方向に並ぶ二つの前記第一端子、および前記第二方向に並ぶ二つの前記第二端子を有し、
    前記導電体は、前記第一端部から前記第二端部まで延在しており、
    前記導電体において、前記第一端部と前記第二端部との間の部分は、円柱状または円筒状の形状を有し、
    前記第二方向における前記電線の間隔に対して前記第二方向における前記接続部の間隔を小さくするように、前記接続導体の軸方向に関する前記第一端子の回転位置と前記第二端子の回転位置とが異なる
    ことを特徴とするコネクタ。
  2. 前記電線に接続される第三端子を有し、
    前記第二端子の前記第二接続部は、前記第三端子を介して前記電線に接続され、
    前記第二端子および前記第三端子は、ボルトによって前記ハウジングに対して固定される
    請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記電線は、前記第一方向および前記第二方向の何れとも直交する第三方向に沿って引き出され、
    前記第二端子は、前記第二加締め部および前記接続導体の軸方向が一致するように前記接続導体に接合され、
    前記第二接続部は、前記第三方向に対して傾斜している
    請求項2に記載のコネクタ。
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