JP2014216257A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】高いシール性を確保することができるとともに、端子と締結具を高精度に位置決め保持できるコネクタを提供する。【解決手段】コネクタ１１は、端子貫通穴３３を有するハウジング１３と、端子貫通穴３３に連通して形成され、Ｏリング４３が内方に装着されるＯリング装着穴３５と、端子貫通穴３３に挿入されるとともにＯリング装着穴３５を経てハウジング外面４５から突出される端子３７と、Ｏリング装着穴３５に嵌合されてＯリング４３を押し込んで位置決めする環状嵌合突起４９と、環状嵌合突起４９の内方に挿入された端子３７を導出する端子導出穴５１とを有するＯリングホルダ３９と、端子導出穴５１の導出端側を導出方向に対して直交方向に開放させる係合凹部５３と、係合凹部５３に締結穴４７が導出された端子３７に相手端子を締結固定するため係合凹部５３に配置された四角ナット５７と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ハウジングの内部への水、油、等といった液体の浸入を防止する構造を備えたコネクタに関する。

例えば電気自動車においてモーターとインバータの間を電気的に接続するコネクタ（ターミナルブロック）が知られている。
図７（ａ）〜（ｃ）に示すターミナルブロック５０１は、端子であるバスバー５０３が、モーターとインバータのそれぞれの接触子（図示せず）に、ナットボルト（締結具）にて接続され通電される。バスバー５０３は、ハウジング５０５を貫通して保持される。ハウジング５０５には、モーター側フランジ部５０７と、インバータ側フランジ部５０９とが平行に形成されている。モーター側フランジ部５０７とインバータ側フランジ部５０９は、モーター側のパネルに形成されるモーター側装着孔と、インバータ側のパネルに形成されるインバータ側装着孔とにそれぞれ取り付けられる。モーター側フランジ部５０７とインバータ側フランジ部５０９には、モーター側パッキン５１１と、インバータ側パッキン５１３とがそれぞれ装着される。ハウジング５０５のＯリング装着穴５１５にはＯリング５１７が装着され、環状シール部材であるＯリング５１７はバスバー５０３とＯリング装着穴５１５の間を液密シールする。これにより、機器内部への水浸入や機器からのオイル漏れが防止される。

ところが、上記構成のターミナルブロック５０１は、Ｏリング５１７をバスバー５０３に装着した後、図８に示すような傾き、変形が発生した場合、Ｏリング５１７のつぶし代が確保できず水浸入やオイル漏れが懸念される。

そこで、良好な液体浸入防止効果を維持することが可能なコネクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図９に示すように、このコネクタ５２１は、端子挿入孔５２３を有するハウジング５２５と、端子挿入孔５２３に挿入された端子５２７（上記バスバー５０３と同等部材）と、端子５２７の全周を囲うように装着されて端子挿入孔５２３と端子５２７との隙間を塞ぐＯリング５１７と、端子５２７に相手端子を締結固定するナット５２９と、ナット５２９によってＯリング側へ押圧されてＯリング５１７を端子挿入孔５２３と端子５２７との隙間へ向かって押し付けるＯリングホルダ５３１と、を備えている。

特開２０１２−２４３６３６号公報

しかしながら、上記コネクタ５２１は、極数分（図示例では６極分）のＯリングホルダ５３１の挿入、極数分のナット５２９の挿入が必要であるため、組立作業が煩雑となる。また、ナット５２９は、外れることのないよう圧入構造にしなければならず、Ｏリングホルダ５３１の装着方向に沿って締結位置まで精度良く圧入される必要がある。ナット５２９の圧入精度が悪いと、ナット５２９と端子５２７の締結穴５３３が一致せず、端子接続の作業性を低下させる。また、端子５２７の先端部側は、周囲にＯリングホルダ５３１が外装されるため、ハウジング５２５に直接保持させることができず、端子５２７の位置精度や保持力を十分に確保し難いという問題があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、高いシール性を確保することができるとともに、端子と締結具を高精度に位置決め、保持できるコネクタを提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 端子貫通穴を有するハウジングと、前記端子貫通穴に連通して形成され、環状シール部材が内方に装着されるシール装着穴と、前記端子貫通穴に挿入されるとともに前記環状シール部材を貫通し、前記シール装着穴を経てハウジング外面から突出される突出先端に締結穴を有する端子と、前記シール装着穴に嵌合されて前記環状シール部材を押し込んで位置決めする押圧嵌合突起と、前記押圧嵌合突起の内方に挿入された前記端子を導出する端子導出穴とを有するシールホルダと、前記端子導出穴の導出端側を導出方向に対して直交方向に開放させるように前記シールホルダに形成された係合凹部と、前記端子導出穴から前記係合凹部に前記締結穴が導出された前記端子に相手端子を締結固定するため前記係合凹部に配置された締結具と、を備えることを特徴とするコネクタ。

上記（１）の構成のコネクタによれば、ハウジング外面に開口するシール装着穴からは、締結穴を有する端子の突出端が突出される。端子は、シール装着穴内で環状シール部材を貫通する。環状シール部材は、端子とシール装着穴の隙間を液密にシールする。
端子の突出端が突出したハウジング外面には、シールホルダが取り付けられる。シールホルダは、ハウジング外面に開口するシール装着穴に嵌合する押圧嵌合突起を有しており、シール装着穴にシールホルダの押圧嵌合突起が挿入されると、押圧嵌合突起の内方に挿入された端子は、端子導出穴から係合凹部に締結穴が導出される。係合凹部には、端子に相手端子を締結固定するための締結具が配置されており、端子は締結具によって相手端子と締結固定される。
ここで、ハウジングのシール装着穴から突出する端子は、ハウジングにシールホルダが取り付けられると、シール装着穴に同時に挿入される押圧嵌合突起の端子導出穴に挿入されることで、ハウジングとの位置ズレ、端子個々のガタツキが矯正される。これにより、端子の位置精度や保持力を十分に確保することが可能となる。
同時に、押圧嵌合突起の先端がシール装着穴の奧へ環状シール部材を押圧することで、環状シール部材の傾きが抑制され、環状シール部材がシール装着穴の正規位置に収められる。これにより、シール装着穴と端子との隙間の高いシール性が確保され、水浸入やオイル漏れが防止される。
また、ハウジングが複数の端子貫通穴を有し、シールホルダが複数の押圧嵌合突起及び端子導出穴を有する場合には、ハウジングにシールホルダが取り付けられると、それぞれの端子は、ハウジングとの位置ズレ、端子個々のガタツキが矯正されると共に、複数の端子相互間の位置ズレが矯正される。

（２） 上記（１）の構成のコネクタであって、前記締結具が、前記係合凹部の底面に凹設された締結具嵌合部に嵌着定されることを特徴とするコネクタ。

上記（２）の構成のコネクタによれば、係合凹部の底面に凹設された締結具嵌合部に嵌着された締結具は、ハウジングにシールホルダが取付けられると、端子導出穴から係合凹部に導出された端子の突出端に上方を覆われる。そこで、シールホルダと端子で挟持された締結具は、シールホルダの係合凹部にガタツキなく配置されると共に、シールホルダからの脱落が防止される。その結果、端子の締結穴の中心と締結具の軸心が高精度に一致し、締結固定作業が容易となる。

（３） 上記（１）又は（２）の構成のコネクタであって、前記押圧嵌合突起が、前記端子の全周にわたって前記環状シール部材を押し込む環状に形成されていることを特徴とする請求項１又２に記載のコネクタ。

上記（３）の構成のコネクタによれば、シールホルダの環状に形成された押圧嵌合突起によって、端子の全周にわたって環状シール部材がバランスよく押圧される。そこで、環状シール部材によるシール装着穴と端子との隙間における更に良好なシール状態を確保することができる。

本発明に係るコネクタによれば、高いシール性を確保することができるとともに、端子と締結具を高精度に位置決め保持できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係るコネクタの斜視図である。 図１に示したコネクタをモーター側から見た正面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図１に示したシールホルダの斜視図である。 （ａ）はシールホルダ装着前のコネクタの分解斜視図、（ｂ）はシールホルダ装着後のコネクタの平面図である。 （ａ）は図３に示したコネクタの押圧嵌合突起近傍の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。 （ａ）は従来のコネクタの斜視図、（ｂ）は（ａ）のコネクタをモーター側から見た正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は図７（ｃ）に示したコネクタのＯリング近傍の拡大断面図、（ｂ）はＯリングの捩れ状況を表す斜視図である。 （ａ）はＯリングホルダを備えた従来のコネクタの斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したコネクタの一部分を切り欠いて表した要部拡大斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るコネクタ１１は、モーター側パネル（図示略）、インバータ側パネル（図示略）に装着される。
コネクタ１１は、絶縁性を有する合成樹脂等から成形されたハウジング１３（ターミナルブロックとも称す）を有している。ハウジング１３のモーター側パネルへの装着側には、モーター側接続部１５が設けられている。ハウジング１３のインバータ側パネルへの装着側には、インバータ側接続部１７が設けられている。

また、ハウジング１３には、モーター側フランジ部１９と、インバータ側フランジ部２１が平行に形成される。モーター側フランジ部１９と、インバータ側フランジ部２１は、モーター側パネルに形成されるモーター側装着孔（図示略）、インバータ側パネルに形成されるインバータ側装着孔（図示略）に取り付けられる。

モーター側フランジ部１９には、モーター側接続部１５の周囲を囲むように、モーター側シール溝２３が形成され、このモーター側シール溝２３（図３参照）には、環状のモーター側パッキン２５が嵌め込まれている。インバータ側フランジ部２１の外周には、インバータ側シール溝２７が形成され、このインバータ側シール溝２７には、環状のインバータ側パッキン２９が嵌め込まれている。

本実施形態のコネクタ１１は、モーター側パネルへの装着時、ハウジング１３のモーター側接続部１５が、モーター側装着孔へ挿し込まれ、モーター側フランジ部１９がモーター側装着孔の縁部におけるパネル表面に当接させられる。この状態で、モーター側フランジ部１９の固定ボルト挿通孔３１へ取付ネジ（図示略）を挿入し、モーター側パネルに形成されたネジ孔（図示略）へ螺合させる。

これにより、コネクタ１１は、モーター側パネルに固定されて取り付けられる。このようにモーター側パネルへコネクタ１１を固定すると、モーター側パッキン２５がモーター側パネルに密着し、モーター側パネルとコネクタ１１との間がシールされる。

次に、ハウジング１３のモーター側接続部１５について説明する。なお、本発明の主要構成部はモーター側接続部１５に適用されているので、インバータ側接続部１７の詳細な説明は省略する。
本実施形態のモーター側接続部１５は、端子貫通穴３３（図３参照）と、Ｏリング（環状シール部材）４３と、Ｏリング装着穴（シール装着穴）３５と、端子３７と、Ｏリングホルダ（シールホルダ）３９と、係合凹部５３と、四角ナット（締結具）５７と、を備える。

モーター側接続部１５におけるハウジング１３には、複数（本実施形態では３つの）の端子貫通穴３３が形成されている。ハウジング１３における端子貫通穴３３よりも手間側には、端子貫通穴３３よりも大きな断面積の穴を形成することにより、端子貫通穴３３と連通するＯリング装着穴３５が設けられている。Ｏリング装着穴３５には、Ｏリング４３が挿入される。

端子３７は、銅などの導電性金属材料から形成される。端子３７は、それぞれの端子貫通穴３３に挿入されるとともに、Ｏリング４３の中央開口を貫通する。Ｏリング４３を貫通した端子３７は、Ｏリング装着穴３５を経てハウジング外面４５（図３参照）から突出される突出先端に、締結穴４７を有する。

Ｏリングホルダ３９は、Ｏリング装着穴３５に嵌合されてそれぞれのＯリング４３を押し込んで位置決めする複数の環状嵌合突起（押圧嵌合突起）４９（図４参照）と、環状嵌合突起４９の内方に挿入された端子３７を導出する端子導出穴５１と、とを有する。環状嵌合突起４９は、端子３７の全周にわたってＯリング４３を押し込む環状に形成されている。ハウジング１３におけるＯリング装着穴３５よりも手前側には、切欠き部を形成することにより、上方側が開放された係合凹部５３が設けられている。即ち、係合凹部５３は、端子導出穴５１の導出端側を導出方向に対して直交方向に開放させるようにＯリングホルダ３９に形成されている。係合凹部５３の底面には、更にナット嵌合部（締結具嵌合部）４１が凹設されており、このナット嵌合部４１の下方には、ボルト逃げ穴５５が形成されている。この係合凹部５３には、端子３７の締結穴４７が配置される。

端子貫通穴３３からＯリング装着穴３５に通された端子３７には、その先端側から環状のＯリング４３が装着されている。端子貫通穴３３と端子３７の間は、圧入やインサート成形等により密着状態となるが、毛管現象を阻止できる水密状態とはなっていない。Ｏリング４３は、ゴム等の弾性材料から形成されており、端子３７の全周を囲うように端子３７に装着される。これにより、端子３７とＯリング装着穴３５の隙間が、Ｏリング４３によって封止されて水密にシールされる。

本実施形態のＯリングホルダ３９は、合成樹脂により一体成形される。Ｏリングホルダ３９の環状嵌合突起４９は、軸線直交方向の断面形状がＯリング装着穴３５の断面形状と一致している。これにより、ハウジング１３にＯリングホルダ３９が取付けられると、環状嵌合突起４９は、Ｏリング装着穴３５にガタツキの無い状態で嵌められる（嵌合される）。また、端子３７は、長手方向に直交する方向の断面形状が端子導出穴５１の断面形状と一致している。これにより、端子３７は、端子導出穴５１にガタツキの無い状態で嵌挿される。
Ｏリングホルダ３９は、この環状嵌合突起４９の端子導出穴５１に端子３７を挿通させた状態で、環状嵌合突起４９がＯリング側へ押し込まれる。図６に示すように、Ｏリング装着穴３５に嵌め込まれたＯリング４３には、環状嵌合突起４９の先端が突き当てられる。Ｏリング４３を押し込むＯリングホルダ３９は、ホルダ外面４０がハウジング外面４５に当接することで装着完了となる。環状嵌合突起４９は、このＯリングホルダ３９の装着完了位置で、Ｏリング４３を押し込み方向の正規位置に位置決めする。

また、係合凹部５３のナット嵌合部４１には、Ｏリングホルダ３９の上方から四角ナット５７が嵌装されている。本実施形態では、四角ナット５７が矩形のナット嵌合部４１に圧入固定されている。なお、四角ナット５７がナット嵌合部４１に圧入固定されることは必須要件ではない。四角ナット５７は、ナット嵌合部４１に嵌着され、端子導出穴５１から係合凹部５３に導出された端子３７の締結穴４７と同軸になるように配置される。

次に、上記構成を有するコネクタ１１の作用を説明する。
本実施形態のコネクタ１１では、図５（ａ）に示すように、ハウジング外面４５に開口するそれぞれのＯリング装着穴３５からは、締結穴４７を有する端子３７の突出端が突出される。この状態において、端子３７は、図６に示すように、Ｏリング装着穴３５内でＯリング４３の中央開口を貫通している。Ｏリング４３は、端子３７とＯリング装着穴３５の隙間を液密にシールする。

端子３７の突出端が突出したハウジング外面４５には、Ｏリングホルダ３９が取り付けられる。Ｏリングホルダ３９は、ハウジング外面４５に開口するＯリング装着穴３５に環状嵌合突起４９を嵌入してハウジング１３に取り付けられる。従って、Ｏリングホルダ３９は、複数の環状嵌合突起４９が複数のＯリング装着穴３５に一括して嵌合され、多極の場合であってもハウジング１３に対して一度の取り付けで済む。Ｏリング装着穴３５にＯリングホルダ３９の環状嵌合突起４９が挿入されると、環状嵌合突起４９の内方に挿入された端子３７は、端子導出穴５１から係合凹部５３に締結穴４７が導出される。係合凹部５３には、端子３７に相手端子（図示せず）を締結固定するため四角ナット５７が配置されており、端子３７は、相手端子を貫通したボルトが締結穴４７を貫通し、四角ナット５７に締結されることで、相手端子と共締めされて締結固定される。

ここで、Ｏリング装着穴３５から突出する複数の端子３７は、ハウジング１３にＯリングホルダ３９が取り付けられると、複数のＯリング装着穴３５に同時に挿入される環状嵌合突起４９の端子導出穴５１に挿入されることで、ハウジング１３との位置ズレ、端子相互間の位置ズレ、端子個々のガタツキが矯正される。これにより、端子３７の位置精度や保持力を十分に確保することが可能となる。

同時に、図６（ｂ）に示すように、環状嵌合突起４９の先端がＯリング装着穴３５の奧へＯリング４３を押圧することで、Ｏリング４３の傾きが抑制され、Ｏリング４３がＯリング装着穴３５の正規位置に収められる。これにより、Ｏリング装着穴３５と端子３７との隙間の高いシール性が確保され、水浸入やオイル漏れが防止される。

そして、係合凹部５３の端子３７には、機器側の相手端子が接続される。この相手端子には、ボルト挿通孔が形成されている。相手端子を端子３７に接続するには、相手端子のボルト挿通孔を端子３７の締結穴４７に重ねる。この状態で、ボルト挿通孔及び締結穴４７へボルトを挿し込み、四角ナット５７へねじ込んで締結する。四角ナット５７の下部から突出するボルトの先端部は、ハウジング１３と干渉することなく、ナット嵌合部４１の下方に形成された逃げ穴５５に入り込む。
これにより、四角ナット５７とボルトの締結力によって端子３７に相手端子が強固に接続され、確実な接続信頼性が得られる。

また、本実施形態のコネクタ１１では、係合凹部５３の底面に凹設されたナット嵌合部４１に嵌着された四角ナット５７は、ハウジング１３にＯリングホルダ３９が取付けられると、端子導出穴５１から係合凹部５３に導出された端子３７の突出端に上方を覆われる。そこで、Ｏリングホルダ３９と端子３７で挟持された四角ナット５７は、Ｏリングホルダ３９の係合凹部５３にガタツキなく配置されると共に、Ｏリングホルダ３９からの脱落が防止される。その結果、端子３７の締結穴４７の中心と四角ナット５７の軸心が高精度に一致し、締結固定作業が容易となる。

従って、本実施形態に係るコネクタ１１によれば、高いシール性を確保することができるとともに、端子３７と四角ナット５７を高精度に位置決め保持できる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、上記実施形態においては、環状シール部材としてＯリング４３を用いたが、ＸリングやＤリング等の種々の環状シール部材を用いることができることは勿論である。
また、締結具として用いた四角ナット５７もこれに限定するものではなく、六角ナット等の種々の締結具を用いることができる。

１１…コネクタ
１３…ハウジング
３３…端子貫通穴
３５…Ｏリング装着穴（シール装着穴）
３７…端子
３９…Ｏリングホルダ（シールホルダ）
４１…ナット嵌合部（締結具嵌合部）
４３…Ｏリング（環状シール部材）
４５…ハウジング外面
４７…締結穴
４９…環状嵌合突起（押圧嵌合突起）
５３…係合凹部
５１…端子導出穴
５７…四角ナット（締結具）

Claims (3)

1. 端子貫通穴を有するハウジングと、
   前記端子貫通穴に連通して形成され、環状シール部材が内方に装着されるシール装着穴と、
   前記端子貫通穴に挿入されるとともに前記環状シール部材を貫通し、前記シール装着穴を経てハウジング外面から突出される突出先端に締結穴を有する端子と、
   前記シール装着穴に嵌合されて前記環状シール部材を押し込んで位置決めする押圧嵌合突起と、前記押圧嵌合突起の内方に挿入された前記端子を導出する端子導出穴とを有するシールホルダと、
   前記端子導出穴の導出端側を導出方向に対して直交方向に開放させるように前記シールホルダに形成された係合凹部と、
   前記端子導出穴から前記係合凹部に前記締結穴が導出された前記端子に相手端子を締結固定するため前記係合凹部に配置された締結具と、
   を備えることを特徴とするコネクタ。
2. 前記締結具が、前記係合凹部の底面に凹設された締結具嵌合部に嵌着されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記押圧嵌合突起が、前記端子の全周にわたって前記環状シール部材を押し込む環状に形成されていることを特徴とする請求項１又２に記載のコネクタ。

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