JP6185900B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタに係り、特に、絶縁部材が装着された端子を有するコネクタに関する。

従来、電気自動車やハイブリッドカー等の自動車には、複数の電気機器が搭載される。これらの電気機器には、大電流用の複数の電線がコネクタを介して接続される。この種のコネクタは、雄ハウジングに棒状の雄端子を保持する雄コネクタと、雌ハウジングに筒状の雌端子を保持する雌コネクタとを備える。雄コネクタは、雄端子と雄ハウジングとの隙間に雌端子が挿入される。

この種の雄コネクタは、例えば、雄端子の先端を雄ハウジングの先端よりも後方（奥側）に位置させることにより、雄ハウジングに指を挿入しても、雄端子に指が接触するのを防いでいる。しかし、大電流用の電線等が接続されるコネクタは、比較的寸法が大きく、ハウジング内のスペースが大きくなるため、雄端子に指が接触しやすくなる。

これに対し、雄端子の先端部に絶縁部材を装着し、雄端子に指が接触するのを防止するコネクタ構造が知られている（特許文献１参照）。この種の絶縁部材は、中空筒状に形成された雄端子に挿入される軸部と、軸部の端部に形成された大径の頭部とを有して形成され、頭部を雄端子の先端から突出させて装着される。

特開２０００−３７５０号公報

ところで、特許文献１は、絶縁部材を中空筒状の雄端に保持するため、中空筒の一部を内側に折り曲げ、絶縁部材の軸部を引っ掛けるようにしている。

しかしながら、このように雄端子の一部を折り曲げると、雄端子に切り欠き部が形成され、導電経路の断面積が減少することから、雄端子の導通性が低下してコネクタの導通信頼性が損なわれるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、端子の導通性を低下させることなく、絶縁部材を端子に保持することを課題とする。

上記課題を解決する本発明のコネクタは、ハウジング内に支持され、中空筒体の一端側に電線接続部を有する端子と、この端子の中空筒体内に挿入され、先端に端子の先端から突き出された頭部を有する絶縁部材と、端子の中空筒体の後端から突出された絶縁部材の後端部に装着されたリングとを備え、絶縁部材の後端部の外面には、リングが当接して絶縁部材の頭部方向への移動を規制する段部が形成されていることを特徴とする。

これによれば、絶縁部材は、リングが中空筒体の後端から突出された絶縁部材の段部に引っ掛かって移動が規制され、先端の頭部が端子の中空筒体の先端に保持される。したがって、端子の中空筒体を切り欠いて突起を形成することなく、絶縁部材を保持することができ、結果として、雄端子の導通経路の断面積減少を回避できるから、雄端子の導通性を下げることなく、絶縁部材を雄端子に保持できる。なお、リングは、例えば、絶縁部材に装着可能な弾力性を有する材料で一体成形されていてもよいし、分割構造を採用することもできる。

また、リングは、円環状のリングを周方向に２つに分割して形成され、ハウジング内に挿入保持される構成を採用することができる。これによれば、リングを絶縁部材に組み付ける作業が容易になる。また、リングを円環状に形成すれば、リングをハウジングに挿入するときに、ねじれた電線によってリングに回転方向の外力が作用したとしても、リングをハウジング内で回転させることにより、挿入時の負荷を低減することができる。

この場合において、リングは、隣接する割リング片の分割面同士が係合可能に形成される構成を採用することができる。これによれば、割リング片同士の軸方向の位置ずれを防ぐことができるから、絶縁部材の保持力を高めることができる。

また、端子は、中空筒体の後端部がリングを介してハウジングに保持される構成を採用することができる。すなわち、リングは、雄端子の中空筒体の外面と接触可能な内面を形成することで、ハウジングに対する雄端子の保持力を高めることができる。これにより、雄ハウジングをコンパクタに形成しても、雄端子を安定して保持することができる。

また、リングと端子は、ハウジングに回転自由に支持される構成を採用することができる。これによれば、ハウジングに支持された状態の端子に電線から回転方向の外力が作用しても、端子が回転することで、端子と電線との接続部の負荷を軽減することができるから、電線の断線を防ぐことができ、コネクタの信頼性を高めることができる。

本発明によれば、端子の導通性を低下させることなく、絶縁部材を端子に保持することができる。

本発明が適用されるコネクタの縦断面図である。 本発明が適用されるコネクタの雄端子と、絶縁部材及び割リングの分解斜視図である。 図２の組み立て後の外観斜視図である。 図３の横断面図である。 図４のＡ−Ａ矢視断面図である。

以下、本発明が適用されるコネクタの一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態のコネクタは、電気自動車やハイブリッドカー等に搭載される２つの電気機器にそれぞれ接続された大電流用の電線同士を接続するコネクタの雄コネクタに使用されるものである。しかし、本発明のコネクタは、この例に限定されるものではなく、電線間を接続する種々のコネクタ等に適用することができる。

図１に、本実施形態の雄コネクタの縦断面図を示す。この雄コネクタ１１は、絶縁樹脂製の雄ハウジング１３と、導電性のシールドシェル１５と、雄ハウジング１３に収容保持される複数の雄端子１７と、各雄端子１７に装着される複数の絶縁部材１９と、各絶縁部材１９に装着される複数の円環状の割リング２１とを備える。なお、図１では、１つの雄端子１７のみを表している。

雄ハウジング１３は、筒状のアウターハウジング２３と、アウターハウジング２３の内部に位置する筒状のインナーハウジング２５とから構成される。アウターハウジング２３とインナーハウジング２５との隙間には、シールドシェル１５が配置される。この雄ハウジング１３とシールドシェル１５は、一体成形により形成される。以下では、図１の左側（相手端子側）を前方として説明する。

アウターハウジング２３は、軸方向の一端部に相手端子である雌端子（図示せず）が挿入される前方挿入口２７が設けられ、他端部には、各雄端子１７と接続された複数の電線２９が挿通される後方挿入口３１が設けられる。後方挿入口３１には、複数の電線２９の挿通孔が形成されたゴムパッキン３３が嵌め込まれ、電線２９の外周面とアウターハウジング２３の内周面との隙間が水密にシールされる。ゴムパッキン３３が嵌め込まれた後方挿入口３１には、複数の電線２９の挿通孔が形成された樹脂製のリアカバー３５が嵌着され、ゴムパッキン３３の抜け止めと各電線２９の動きを規制するようになっている。

インナーハウジング２５は、軸方向の両端部がそれぞれアウターハウジング２３の内側（奥側）に配置され、軸方向の両端部にそれぞれ開口する複数の端子収容室３７が設けられる。端子収容室３７は、円柱状の空間に割リング２１が収容可能になっている。この端子収容室３７は、前端部に断面円形の端子支持孔３９が設けられ、後端部に断面円形の端子挿入孔４１が設けられる。

端子支持孔３９は、雄端子１７を支持するようになっている。端子支持孔３９の内径は、割リング２１の外径よりも小さく設定される。端子挿入孔４１の内径は、端子収容室３７の外径と同じ大きさに設定され、割リング２１を挿入可能な大きさに設定される。

端子収容室３７には、内部に延出する弾性変形可能なランス４２が設けられ、端子挿入孔４１から挿入された割リング２１を押し付けて、割リング２１を端子支持孔３９の近傍、好ましくは、端子支持孔３９の周縁に当接させた状態で保持するようになっている。

次に、雄端子１７の構成を説明する。図２及び図３に示すように、雄端子１７は、中空筒体４３と、中空筒体４３の一端側に形成された一対の電線接続部４５と、中空筒体４３と電線接続部４５とを繋ぐ中間部４７とを有して形成される。この雄端子１７は、平らな金属製の板材をプレス加工して形成される。

中空筒体４３は、先端に絶縁部材の挿入口４９を有して、中空の円筒状に形成される。中空筒体は、筒状の雌端子に相対的に挿入されるようになっている。

中間部４７は、上方に開口して断面円弧状に形成される。中間部４７の左右の壁の上端面５１は、それぞれ、前方に連なる中空筒体の後端面５３と、後方に連なる突起部５５との間に挟まれて溝状に形成される。左右の上端面は、互いに平行な平坦面となっている。

一対の電線接続部４５は、それぞれ、突起部５５の上端面とテーパ状に連なり、Ｖ字状に上方に延出させて形成される。これらの電線接続部４５は、電線２９の導体端末を包み込むように折り曲げられて、電線２９を雄端子１７に圧着固定するようになっている。

絶縁部材１９は、絶縁性の樹脂を成形して形成され、雄端子１７に装着される。この絶縁部材１９は、図２に示すように、雄端子１７の中空筒体４３内に挿入される円柱状の軸部５７と、軸部５７の前端に設けられる頭部５９とを有して形成される。

軸部５７は、その後端部の外面に軸部５７の外径よりも小径の溝部６１を有している。溝部６１は、断面が矩形をなして軸部５７の全周に亘って形成され、溝部６１内の後方には、溝部６１の溝底と軸部５７の最外周面との境界にできる軸方向と直交する段部６３が形成される。

頭部５９は、円錐台形状をなして雄端子１７の中空筒体４３の内径よりも大きく設定される。本実施形態では、頭部５９の最大外径は、中空筒体４３の外径とほぼ同じ大きさに設定される。

したがって、図３及び図４に示すように、雄端子１７に装着された絶縁部材１９は、軸部５７が雄端子１７の中空筒体４３に挿入された状態で、頭部５９が中空筒体４３の前端面に当接し、その前端面から前方に突き出して設けられる。

割リング２１は、周方向に２分割された円弧状の２つの割リング片６５ａ，６５ｂを有して形成され、雄端子１７に装着される。この割リング２１は、軸方向からみると、真円形の外面を有し、中央に貫通孔が形成される。なお、割リング２１は、３つ以上に分割させて形成してもよいし、外面を角形状に形成してもよい。

図４及び図５に示すように、一方の割リング片６５ａは、その内面６７が円弧状に形成され、雄端子１７の円弧状の外面と周方向に当接するようになっている。他方の割リング片６５ｂは、その内面の後方に、内側へ半月状に突出する係止片６９が設けられ、係止片６９よりも前方の内面７１が円弧状に形成される。係止片６９の軸方向の厚みは、割リング片６５ｂの軸方向の全長よりも小さく、雄端子１７の中間部４７の上端面５１に当接可能な厚みに設定され、割リング片６５ａの後端面と面一に形成される。すなわち、他方の割リング片６５ｂは、係止片６９が雄端子１７に装着された絶縁部材１９の溝部５７に挿入され、前方の円弧状の内面７１が雄端子１７の中空筒体４３の外周面と周方向で当接するようになっている。

図５に示すように、割リング２１は、一方の割リング片６５ａの両方の分割面にそれぞれ分割面から突出する凸部７３が設けられ、他方の割リング片６５ｂの両方の分割面にそれぞれ凸部７３が係合される凹部７５が設けられる。したがって、割リング２１は、一方の割リング片６５ａの凸部７３が他方の割リング片６５ｂの凹部７５に挿入されて、分割面同士が当接され、割リング片６５同士が係合されることで、位置ずれを防ぐようになっている。なお、割リング片６５同士の係合構造は、凹凸以外の形状を採用してもよい。

次に、本実施形態の雄コネクタ１１の組立方法の一例を説明する。

まず、電線２９が接続された雄端子１７と、絶縁部材１９と、割リング２１を用意する。そして、絶縁部材１９の軸部５７を雄端子１７の挿入口４９から挿入する。雄端子１７に挿入された絶縁部材１９は、図４に示すように、頭部５９が雄端子１７の中空筒体４３の先端に当接され、前方に突出して配置される。このとき、絶縁部材１９は、後端部が中空筒体４３の後端から突出されて、溝部６１が外部に露出される。

次に、割リング２１を雄端子１７に装着する。このとき、割リング２１は、凸部７３と凹部７５を係合させつつ、他方の割リング片６５ｂの係止片６９が雄端子１７の左右の上端面５１と当接するように装着する。これにより、割リング２１は、係止片６９が絶縁部材１９の溝部６１に挿入され、かつ、前方の内面が中空筒体４３の後端部の外周面と周方向で当接される。

割リング２１は、割リング片６５ｂの係止片６９が中空筒体４３の後端面５３と絶縁部材１９の溝部６１の段部６３との間に係合され、さらにこの係止片６９は中空筒体の後端面５３と雄端子１７の突起部５５との間に係合されるから、雄端子１７に対して軸方向の動きが規制される。また、絶縁部材１９は、溝部６１の段部６３が割リング２１の係止片６９と当接して引っ掛かることにより、頭部５９側への移動が規制され、雄端子１７に保持される。したがって、雄端子１７と絶縁部材１９と割リング２１は、軸方向の移動が相互に規制される状態となっている。

続いて、絶縁部材１９と割リング２１が装着され、電線２９が接続された雄端子１７を雄ハウジング１３の端子収容室３７に挿入する。この雄端子１７は、雄ハウジング１３の後方、つまり、インナーハウジング２５の端子挿入孔４１から挿入される。雄端子１７が端子収容室３７に挿入されると、これに続いて、雄端子１７に装着された割リング２１を端子収容室３７に挿入する。

端子収容室３７に挿入された割リング２１は、雄端子１７とともに端子収容室３７をスライド移動し、ランス４２を乗り越えて、端子収容室３７の設定位置に保持される。すなわち、割リング２１は、雄ハウジング１３によって、軸方向の動きが規制される。これにより、雄端子１７は、割リング２１に引っ掛かる絶縁部材１９を介して、雄ハウジング１３に保持され、かつ、中空筒体４３が端子支持孔３９に挿通されて、端子支持孔３９に支持される（図１）。

一方、電線２９は、端子収容室３７の端子挿入孔４１から後方に引き出される。この電線２９には、ゴムパッキン３３とリアカバー３５がそれぞれ装着されており、ゴムパッキン３３をアウターハウジング２３の後方挿入口３１に嵌め込み、続いて、リアカバー３５を後方挿入口３１に嵌着させることで、後方挿入口３１がシールされる。

また、この状態において、割リング２１は、端子収容室３７に回転自由に支持され、雄端子１７も割リング２１とともに回転するようになっている。すなわち、雄端子１７と割リング２１は、雄ハウジング１３に対して回転自由に支持されている。したがって、雄端子１７に電線２９から回転方向の外力が作用しても、雄端子１７と割リング２１が回転することで、雄端子１７と電線２９との接続部の負荷を軽減できるから、電線２９の断線を防ぐことができ、コネクタの信頼性を高めることができる。

以上述べたように、本実施形態では、雄端子１７の中空筒体４３から後方に突出された絶縁部材１９の後端部（段部６３）に割リング２１を引っ掛けて、絶縁部材１９の頭部５９方向への移動を規制しているから、例えば、絶縁部材１９の後端部を雄端子１７に熱溶着して絶縁部材１９を保持する構造のように絶縁部材１９を変形させることがなく、絶縁部材１９を引っ掛ける面積が安定する。これにより、絶縁部材１９の保持力が安定し、絶縁部材１９が雄端子１７から抜け出すのを確実に防ぐことができる。したがって、雄ハウジング１３に指等が挿入された場合、絶縁部材１９の頭部５９に指が接触しても、その奥に位置する雄端子１７（中空筒体４３）に指が接触するのを防ぐことができる。

また、本実施形態によれば、絶縁部材１９を雄端子１７に保持するために、切欠きや孔等を雄端子１７に設ける必要がないから、雄端子１７の導通経路の断面積減少が回避され、雄端子１７の導通性能の低下を防ぐことができる。したがって、大電流の通電に好適なコネクタを提供できる。

また、本実施形態では、割リング２１を構成する２つの割リング片６５ａ，６５ｂを互いに係合可能に形成しているから、端子収容室３７において、割リング片６５ａ，６５ｂ同士が軸方向に位置ずれすることがない。したがって、絶縁部材１９の保持力が一層安定する。

また、本実施形態では、割リング２１を円環状に形成しているから、挿入時の回転方向の位置に自由度をもたせることができる。したがって、例えば、電線２９のねじれ等で雄端子１７に回転方向の外力が作用した場合、割リング２１を回転させながら雄ハウジング１３に挿入することができるから、雄端子１７を電線２９の外力に抗して雄ハウジング１３に挿入する際の負荷が軽減され、作業効率が向上する。加えて、割リング２１を円環状に形成することで、挿入時の割リング２１や雄ハウジング１３の損傷を抑制することができる。

また、本実施形態では、雄端子１７の中空筒体４３が、インナーハウジング２５の端子支持孔３９に支持されることに加え、中空筒体４３の後端部が、割リング２１を介して雄ハウジング１３に保持されている。すなわち、雄端子１７は、軸方向の２箇所で支持される。したがって、例えば、端子支持孔３９の厚みを短く設定しても、雄端子１７を雄ハウジング１３に支持することが可能であるから、雄コネクタの短尺化が可能となる。

以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記の実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

例えば、雄端子１７の中空筒体４３は、円筒状に限られるものではなく、角筒状に形成することもできる。この場合、割リング２１の内面は、中空筒体４３の外形形状に対応する形状に形成する。

また、本実施形態では、絶縁部材１９の軸部５７に形成される溝部６１に、割リング２１が当接される段部６３を設けているが、段部６３は、割リング２１が当接して絶縁部材１９の頭部５９方向への移動を規制するものであれば、溝部６１の場合に限られない。すなわち、段部は、割リング２１の内面から突出する突起が係合する凹みに設けてもよいし、軸部５７の外周面の一部を断面半月状にＤカットして形成することもできる。

また、本実施形態では、雄端子１７の中空筒体４３の後端面５３と突起部５５との間に、割リング２１の係止片６９を挟み、割リング２１と雄端子１７との軸方向の相対位置を規制しているが、この構造がなくても、絶縁部材１９が割リング２１に引っ掛かることにより、雄端子１７の軸方向の位置を規制できる。また、例えば、雄端子１７の外周面に割リング２１の内周面と係合する突起を設けて、雄端子１７の軸方向の位置を規制することもできる。

また、本実施形態では、絶縁部材１９に割リング２１を引っ掛ける構成を説明したが、この割リング２１に代えて、一体形成されたリングを採用することもできる。この場合、当該リングは、少なくとも、絶縁部材１９の溝部６１に嵌め込むことが可能な弾力性を有する材料（エラストマー等）で形成する必要がある。

１１ 雄コネクタ
１３ 雄ハウジング
１７ 雄端子
１９ 絶縁部材
２１ 割リング
２９ 電線
４３ 中空筒体
４５ 電線接続部
５７ 軸部
５９ 頭部
６１ 溝部
６３ 段部
６５ａ，６５ｂ 割リング片
６９ 係止片
７３ 凸部
７５ 凹部

Claims (5)

1. ハウジング内に支持され、中空筒体の一端側に電線接続部を有する端子と、
   前記端子の前記中空筒体内に挿入され、先端に前記端子の先端から突き出された頭部を有する絶縁部材と、
   前記端子の前記中空筒体の後端から突出された前記絶縁部材の後端部に装着されたリングとを備え、
   前記絶縁部材の前記後端部の外面には、前記リングが当接して前記絶縁部材の頭部方向への移動を規制する段部が形成されているコネクタ。
2. 前記リングは、円環状のリングを周方向に２つに分割して形成され、前記ハウジング内に挿入保持される請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記リングは、隣接する割リング片の分割面同士が係合可能に形成されている請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記端子は、前記中空筒体の後端部が前記リングを介して前記ハウジングに保持されている請求項１乃至３のいずれかに記載のコネクタ。
5. 前記リングと前記端子は、前記ハウジングに回転自由に支持されている請求項１乃至４のいずれかに記載のコネクタ。

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