JP6527909B2 - コネクタ設置構造及び端子台 - Google Patents

Description

本発明は、ケースに設置されるコネクタのコネクタ設置構造と、このコネクタ設置構造を含む端子台に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車において、近年ではワイヤハーネスを用いずにインバータとモータとを直に接続する構造が知られる。例えば下記特許文献１に開示される構造がその一つである。下記特許文献１では、モータケースに設けられるコネクタが固定状態に設置される。一方、インバータケース側のコネクタは、位置ずれを吸収することが可能な状態に設置される。具体的には、インバータケースとコネクタとの間にゴム等のパッキンを介在させて位置ずれを吸収することができるような状態にして設置される。

特開２００７−２８０９１３号公報

上記従来技術にあっては、インバータケースとコネクタとの間にゴム等のパッキンを介在させて位置ずれの吸収を実現しているが、例えば走行時の振動等を受ける状況を考えればパッキンのみに負荷が掛かり、そのため信頼性を十分に確保しているのかが懸念される。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、位置ずれ吸収に係る信頼性を十分に確保することが可能なコネクタ設置構造及び端子台の提供を課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の本発明のコネクタ設置構造は、貫通孔を有するケースと、前記貫通孔に対する挿通部を有して前記ケースに設置されるコネクタとを備え、該コネクタは、コネクタハウジングと、該コネクタハウジングの内側に収容される端子と、前記コネクタハウジングの外側に設けられる防水兼弾性部材と、前記ケースの内面に固定されるコネクタ保持プレートとを更に備え、前記コネクタハウジングは、前記貫通孔の孔サイズよりも大きな外縁サイズに形成され且つ前記ケースの内面側に向く一方の面と逆側の他方の面とが形成されるフランジ部を有し、前記防水兼弾性部材は、前記一方の面の側に設けられて前記内面に弾性接触可能なシール部を有し、前記コネクタ保持プレートは、前記他方の面が摺接する状態に前記フランジ部を押さえることが可能な浅底の凹部と、該凹部の底に貫通形成されるハウジング挿通孔と、前記凹部の周囲に連成される内面固定部とを有するとともに、前記凹部の凹縁サイズが前記フランジ部の前記外縁サイズよりも大きなサイズに形成され、且つ、前記ハウジング挿通孔の孔サイズが前記コネクタハウジングの本体外周サイズよりも大きなサイズに形成され、前記コネクタにおける前記挿通部は、前記ケースの前記貫通孔の前記孔サイズよりも小さな外周サイズに形成されることを特徴とする。

このような請求項１の特徴を有する本発明によれば、ケースの内面側でコネクタ保持プレートにより保持されたコネクタを、防水性を確保しつつスライド可能にした構造であることから、位置ずれ吸収時は勿論のこと、位置ずれ吸収後に例えば走行時の振動等を受けたとしても防水兼弾性部材のみに負荷が掛からないようにすることができる。従って、位置ずれ吸収に係る信頼性を従来例よりも高めることができる。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のコネクタ設置構造において、前記ケースは、前記コネクタに嵌合する相手コネクタの設置先になる相手ケースとの位置を決める位置決め部を前記貫通孔の近くに有することを特徴とする。

このような請求項２の特徴を有する本発明によれば、位置決め部を用いて相手ケースとの位置を決めることによりコネクタの位置もきめることができる。そのため、コネクタと相手コネクタとの接続状態を安定させることができる。

また、上記課題を解決するためになされた請求項３に記載の本発明の端子台は、請求項１又は２に記載のコネクタ設置構造を構成するケース及びコネクタと、該コネクタの端子に一端が接続され且つ柔軟性を有する導電性の柔軟導電路と、該柔軟導電路の他端に接続される導電性の機器接続用端子と、該機器接続用端子を保持する絶縁性の端子保持部とを備えることを特徴とする。

このような請求項３の特徴を有する本発明によれば、請求項１又は２に記載のコネクタ設置構造を含む端子台であることから、位置ずれ吸収に係る信頼性を従来例よりも高めることができる。

本発明のコネクタ設置構造及び端子台によれば、位置ずれ吸収に係る信頼性を十分に確保することができるという効果を奏する。

本発明のコネクタ設置構造及び端子台の一実施形態を示す斜視図である。 図１のコネクタの斜視図である。 図１のコネクタ及び相手コネクタの斜視図である。 図３のコネクタの拡大図である。 コネクタ設置構造及び端子台の断面図である。 図５の拡大図である。 図６の矢印Ａ部分の拡大図である。 図６のＢ−Ｂ線断面図である。 図８の拡大図である。 図９の矢印Ｃ部分の拡大図である。

コネクタ設置構造は、貫通孔を有するケースと、貫通孔に対する挿通部を有してケースに設置されるコネクタとを備えて構成される。コネクタは、フランジ部を有するコネクタハウジングと、端子と、シール部を有する防水兼弾性部材と、コネクタ保持プレートとを更に備えて構成される。コネクタ保持プレートは、凹部と、ハウジング挿通孔と、内面固定部とを有する。コネクタ保持プレートは、凹部の凹縁サイズがフランジ部の外縁サイズよりも大きなサイズに形成され、且つ、ハウジング挿通孔の孔サイズがコネクタハウジングの外周サイズよりも大きなサイズに形成される。また、コネクタにおける挿通部は、ケースの貫通孔の孔サイズよりも小さな外周サイズに形成される。

以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本発明のコネクタ設置構造及び端子台の一実施形態を示す斜視図である。また、図２はコネクタの斜視図、図３はコネクタ及び相手コネクタの斜視図、図４はコネクタの拡大図、図５はコネクタ設置構造及び端子台の断面図、図６は図５の拡大図、図７は図６の矢印Ａ部分の拡大図、図８は図６のＢ−Ｂ線断面図、図９は図８の拡大図、図１０は図９の矢印Ｃ部分の拡大図である。

＜端子台１について＞
図１において、本発明の一実施形態の端子台１は、ハイブリッド自動車や電気自動車のインバータに設けられるものである。具体的には、一対の状態でインバータケース２（ケース）に設けられるものである。一対の端子台１は、各端子台１を構成するコネクタ３がモータのモータケース４（相手ケース）に設けられる相手コネクタ５に対し位置ずれを吸収することができるようなものになる。

先ず、相手コネクタ５について説明をし、次に、端子台１の構成及び構造について説明をする。

＜相手コネクタ５について＞
図１、図２、図３、図６及び図９において、相手コネクタ５は、プレート状のコネクタ連結部６と、このコネクタ連結部６に一体化する一対のコネクタ本体７と、一対のコネクタ本体７にそれぞれ設けられるパッキン８と、位置決め用のボルト９とを備えて構成される。尚、一対のコネクタ本体７は共に同じ構成及び構造のものであり、ここからは一方のコネクタ本体７について説明をする。コネクタ本体７は、図からも分かるように３系統の接続が可能な端子台の構成及び構造を有する。

＜コネクタ連結部６について＞
図１ないし図３において、コネクタ連結部６は、一対のコネクタ本体７を所定の間隔で配置するために設けられる。コネクタ連結部６は、モータケース４の壁１０の外面に固定される（ボルト止めの構造に関する説明は省略するものとする）。尚、コネクタ連結部６を設けることにより、一対のコネクタ本体７は、モータケース４の壁１０において不動の状態が形成される。

＜コネクタ本体７について＞
図２、図３、図６及び図９において、コネクタ本体７は、相手コネクタハウジング１１と、三つの雌端子１２とを備えて構成される。相手コネクタハウジング１１は、モータケース４の壁１０を貫通する貫通孔１３に挿通される部分と、インバータ側に突出する筒状の部分と、モータケース４の内側に突出する部分とを有する。このような相手コネクタハウジング１１には、三つの端子収容室１４が形成される。各端子収容室１４には、雌端子１２がそれぞれ収容される。

＜雌端子１２について＞
図２、図３、図６及び図９において、雌端子１２は、円筒形状の丸端子部１５と、この丸端子部１５に連続する機器接続用端子部１６とを有する。機器接続用端子部１６には、図示しないモータの接続端子に対するボルト１７の締め付け先としてナット部１８が形成される。また、機器接続用端子部１６には、上記接続端子に対する接続面１９も形成される。

＜ボルト９について＞
図１ないし図３において、ボルト９は、モータケース４の内側から壁１０及びコネクタ連結部６に挿通されてインバータケース２の後述する雌ネジ部２９（位置決め部）に締め付けられる。ボルト９は、コネクタ本体７の近くでモータケース４とインバータケース２との位置を決め、以て不動状態のコネクタ本体７に対し端子台１のコネクタ３の位置を決めるために用いられる。

＜端子台１について＞
図１、図５及び図８において、端子台１は、上述のように一対の状態でインバータケース２（ケース）に設けられる。一対の端子台１は、共に同じ構成及び構造のものであり、ここからは一方の端子台１について説明をする。端子台１は、インバータケース２の壁２０と、コネクタ３と、導電性の三本の柔軟導電路２１と、導電性の三つの機器接続用端子２２と、絶縁性の端子保持部２３とを含んで構成される。端子台１は、壁２０とコネクタ３とのコネクタ設置構造２４を備えて構成される。

＜壁２０及び貫通孔２７について＞
図６及び図９において、壁２０は、内面２５及び外面２６を有し、これらが平行でそれぞれ平坦な面に形成される。このような壁２０には、貫通孔２７が貫通形成される。また、内面２５側には、浅底の凹部２８も形成される。貫通孔２７は、コネクタ３の後述する挿通部５１の外周サイズよりも大きな孔サイズを有する部分に形成される（図７の寸法Ｓ１参照。この分だけ大きくなる）。別な言い方をすれば、貫通孔２７は、この貫通孔２７の孔内で挿通部５１が３６０°方向に移動自在となるような大きさに形成される。尚、本実施例の貫通孔２７は、相手コネクタハウジング１１が差し込まれるような状態になることから、相手コネクタハウジング１１の外周サイズよりも孔サイズが大きくなるようにも形成される。

凹部２８は、貫通孔２７の周囲を一段凹ませるような形状に形成される。凹部２８の底は、後述する防水兼弾性部材３２のシール部４４が弾性接触可能な面に、且つ、シール部４４が摺接可能な面（スライド可能な面に）に形成される。凹部２８は、この凹縁サイズがシール部４４の外縁サイズよりも大きなサイズを有する部分に形成される（図７の寸法Ｓ２参照。この分だけ大きくなる）。

壁２０の外面２６における引用符号２９は、雌ネジ部（位置決め部）を示す。雌ネジ部２９には、ボルト９の雄ネジ部分が締め付けられる。雌ネジ部２９にボルト９の雄ネジ部分が締め付けられると、端子台１側では、モータケース４の壁１０や相手コネクタ５との位置が決まるようになる。

＜コネクタ３について＞
図４、図６及び図９において、コネクタ３は、コネクタハウジング３０と、このコネクタハウジング３０の内側に収容される三つの雄端子３１（端子）と、端子抜け止め用のスペーサ３２と、コネクタハウジング３０の外側に設けられる防水兼弾性部材３３と、壁２０の内面２５に固定されるコネクタ保持プレート３４とを備えて構成される。

コネクタ３におけるコネクタハウジング３０及びスペーサ３２は、絶縁性を有する樹脂製のものである。また、雄端子３１は、導電性を有する金属製のものである。また、防水兼弾性部材３３は、ゴム製又は樹脂製のものである。また、コネクタ保持プレート３４は、金属製のものである。以下、各構成部材について詳細に説明をする。

＜コネクタハウジング３０について＞
図４、図６及び図９において、コネクタハウジング３０は、貫通孔２７に対応する位置に形成されるハウジング中間部３５と、壁２０の外側に突出するように形成されるハウジング前部３６と、壁２０の内側に突出するように形成されるハウジング後部３７と、ハウジング中間部３５及びハウジング後部３７の境界部分に形成されるフランジ部３８とを有する。このようなコネクタハウジング３０には、三つの端子収容室３９が形成される。各端子収容室３９には、雄端子３１がそれぞれ収容される。

尚、雄端子３１がそれぞれ収容された後にハウジング中間部３５からスペーサ３２が差し込まれると、この差し込まれたスペーサ３２が各雄端子３１に係合する。これにより抜け止め状態が形成される。

＜フランジ部３８について＞
図６、図７、図９及び図１０において、フランジ部３８は、貫通孔２７の孔サイズよりも大きな外縁サイズを有する部分に形成される（図７の寸法Ｓ３参照。この分だけ大きくなる）。また、フランジ部３８は、上記外縁サイズが後述するコネクタ保持プレート３４の凹縁サイズよりも小さなサイズを有する部分に形成される（図７の寸法Ｓ２参照。この分だけ小さくなる）。フランジ部３８は、壁２０の内面２５側に向く一方の面４０と逆側の他方の面４１とを有する。一方の面４０及び他方の面４１は、共に平坦な面に形成される。

＜雄端子３１について＞
図４、図６及び図９において、雄端子３１は、丸ピン形状の丸端子部４２と、この丸端子部４２に連続する導電路接続部４３とを有する。丸端子部４２は、相手コネクタ５の雌端子１２との接続部分として形成される。導電路接続部４３は、後述する柔軟導電路２１との接続部分として形成される。

尚、雄端子３１の丸端子部４２及び雌端子１２の丸端子部１５は、接続性（拾い性）に配慮して丸形に形成されるものとする（一例であるものとする）。

＜防水兼弾性部材３３について＞
図４、図６、図７、図９及び図１０において、防水兼弾性部材３３は、フランジ状のシール部４４と、筒状のハウジング間シール部４５と、これらの連結部４６とを有する。防水兼弾性部材３３は、防水性能を確保するための部材として、また、振動吸収のための部材として備えられる。

シール部４４は、フランジ部３８の一方の面４０側に設けられて壁２０の内面２５（凹部２８の底）に対し弾性接触可能な部分に形成される（符号を省略するが、リップ部分を有するように形成される）。また、シール部４４は、内面２５（凹部２８の底）に対し摺接することが可能な部分にも形成される。このようなシール部４４は、フランジ部３８と同様に、貫通孔２７の孔サイズよりも大きな外縁サイズを有する部分に形成される（図７の寸法Ｓ２参照。この分だけ大きくなる）。また、シール部４４は、上記外縁サイズが後述するコネクタ保持プレート３４の凹縁サイズよりも小さなサイズを有する部分に形成される（図７の寸法Ｓ２参照。この分だけ小さくなる）。

ハウジング間シール部４５は、この筒状の内周面がハウジング中間部３５の外周面に密着するような部分に形成される。また、ハウジング間シール部４５は、この筒状の外周面が相手コネクタハウジング１１の内周面に密着するような部分にも形成される。

＜コネクタ保持プレート３４について＞
図４、図６、図７、図９及び図１０において、コネクタ保持プレート３４は、浅底の凹部４７と、この凹部４７の底に貫通形成されるハウジング挿通孔４８と、凹部４７の周囲に連成される内面固定部４９とを有する。

凹部４７の底は、フランジ部３８の他方の面４１を押さえることができるように形成される。また、凹部４７の底は、フランジ部３８の他方の面４１を摺接させることができるようにも形成される。凹部４７は、この凹縁が壁２０の凹部２８の凹縁に合うように形成される。また、凹部４７は、この凹縁サイズがフランジ部３８の外縁サイズよりも大きなサイズを有する部分に形成される（図７の寸法Ｓ２参照。この分だけ大きくなる）。

ハウジング挿通孔４８は、コネクタハウジング３０のハウジング後部３７を挿通することができるように貫通形成される。また、ハウジング挿通孔４８は、この孔サイズがハウジング後部３７の本体外周サイズよりも大きなサイズを有する部分に形成される（図７の寸法Ｓ４参照。この分だけ大きくなる）。

内面固定部４９は、壁２０の内面２５への固定部分として形成される。内面固定部４９の四隅部分には、小さな径のボルト挿通孔５０が貫通形成される。このボルト挿通孔５０に図示しない小さなボルトが挿通されて内面２５にねじ込まれると、コネクタ保持プレート３４は、フランジ部３８を摺接可能に押さえ付けた状態で内面２５に固定される。

＜コネクタ設置構造２４について＞
図５ないし図１０において、コネクタ設置構造２４は、壁２０にコネクタ３をスライド可能（後述する）に保持することで形成される（この時、壁２０の貫通孔２７に挿通される部分が特許請求の範囲に記載された挿通部５１に相当する）。そして、このようなコネクタ設置構造２４に対し、三本の柔軟導電路２１と、三つの機器接続用端子２２と、絶縁性の端子保持部２３とを設けることで、インバータケース２に端子台１が形成される。

＜三本の柔軟導電路２１について＞
図５、図６、図８及び図９において、三本の柔軟導電路２１は、同じ構成及び構造のものが用いられる。本実施例では、長さのみが異なる状態に形成される。端子台１は、コネクタ３と三つの機器接続用端子２２とを直接繋ぐ構造が採用されず、間に柔軟な柔軟導電路２１を介在させた状態で繋ぐ構造が採用される。尚、三本の柔軟導電路２１は、編組を線状にして電線化した編組線や、被覆電線、裸電線等、柔軟性を有する導電性の部材であれば特に限定されないものとする（上記の柔軟性とは、コネクタ３の後述する移動を妨げない程度の変形が可能であればよいものとする）。

三本の柔軟導電路２１は、この各一端がコネクタ３における雄端子３１の導電路接続部４３に接続される。また、各他端は、三つの機器接続用端子２２に接続される。

＜三つの機器接続用端子２２について＞
図４、図５、図６、図８及び図９において、三つの機器接続用端子２２は、同じ構成及び構造のものが採用される。三つの機器接続用端子２２は、三本の柔軟導電路２１の各他端を接続するための導電路接続部５２と、タブ状の電気接触部５３とを有する。尚、本実施例での図示形状は一例であり、インバータ側との接続形態に応じて適宜形状を設定すればよいものとする。

＜端子保持部２３について＞
図１、図５及び図６において、端子保持部２３は、図示のような台状の部材であって、インバータケース２に固定される。また、端子保持部２３は、三つの機器接続用端子２２をそれぞれ離した状態にして保持することができるように形成される。引用符号５４はインバータ側との接続の際に用いられるボルトを示す。

＜コネクタ設置構造２４を含む端子台１の作用・効果について＞
上記構成及び構造において、モータに対しインバータを直に接続するにあたり、モータ側では相手コネクタ５の位置が決まっていることから、仮にインバータ側のコネクタ３の位置が若干ずれた場合には、次のような作用・効果が得られる。

すなわち、端子台１のコネクタ設置構造２４によれば、図６及び図９に示すように、壁２０の内面２５の側でコネクタ３がコネクタ保持プレートにより保持される。この保持は、防水性を確保しつつスライド可能な（図８及び図１０の矢印方向のスライドが可能な）保持になることから、コネクタ３に仮に位置ずれがあったとしてもコネクタ３自身がスライドして吸収をし、その結果、コネクタ３がコネクタ本体７に嵌合・接続される。コネクタ設置構造２４によれば、上記のようなスライドが可能になることから、位置ずれ吸収時は勿論のこと、位置ずれ吸収後に例えば走行時の振動等を受けたとしても従来例のようなパッキンのみに負荷が掛かる現象が生じることはない。すなわち、防水兼弾性部材３３に負荷が掛かってしまうことはない。従って、位置ずれ吸収に係る信頼性を従来例よりも高めることができる。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

尚、本発明は、以上のようなインバータとモータとの直接的な電気接続部分だけでなく、他の機器同士の直接的な電気接続部分へも活用することが可能である。

１…端子台、 ２…インバータケース（ケース）、 ３…コネクタ、 ４…モータケース（相手ケース）、 ５…相手コネクタ、 ６…コネクタ連結部、 ７…コネクタ本体、 ８…パッキン、 ９…ボルト、 １０…壁、 １１…相手コネクタハウジング、 １２…雌端子、 １３…貫通孔、 １４…端子収容室、 １５…丸端子部、 １６…機器接続用端子部、 １７…ボルト、 １８…ナット部、 １９…接続面、 ２０…壁、 ２１…柔軟導電路、 ２２…機器接続用端子、 ２３…端子保持部、 ２４…コネクタ設置構造、 ２５…内面、 ２６…外面、 ２７…貫通孔、 ２８…凹部、 ２９…雌ネジ部（位置決め部）、 ３０…コネクタハウジング、 ３１…雄端子（端子）、 ３２…スペーサ、 ３３…防水兼弾性部材、 ３４…コネクタ保持プレート、 ３５…ハウジング中間部、 ３６…ハウジング前部、 ３７…ハウジング後部、 ３８…フランジ部、 ３９…端子収容室、 ４０…一方の面、 ４１…他方の面、 ４２…丸端子部、 ４３…導電路接続部、 ４４…シール部、 ４５…ハウジング間シール部、 ４６…連結部、 ４７…凹部、 ４８…ハウジング挿通孔、 ４９…内面固定部、 ５０…ボルト挿通孔、 ５１…挿通部、 ５２…導電路接続部、 ５３…電気接触部、 ５４…ボルト

Claims (3)

1. 貫通孔を有するケースと、前記貫通孔に対する挿通部を有して前記ケースに設置されるコネクタとを備え、
   該コネクタは、コネクタハウジングと、該コネクタハウジングの内側に収容される端子と、前記コネクタハウジングの外側に設けられる防水兼弾性部材と、前記ケースの内面に固定されるコネクタ保持プレートとを更に備え、
   前記コネクタハウジングは、前記貫通孔の孔サイズよりも大きな外縁サイズに形成され且つ前記ケースの内面側に向く一方の面と逆側の他方の面とが形成されるフランジ部を有し、
   前記防水兼弾性部材は、前記一方の面の側に設けられて前記内面に弾性接触可能なシール部を有し、
   前記コネクタ保持プレートは、前記他方の面が摺接する状態に前記フランジ部を押さえることが可能な浅底の凹部と、該凹部の底に貫通形成されるハウジング挿通孔と、前記凹部の周囲に連成される内面固定部とを有するとともに、前記凹部の凹縁サイズが前記フランジ部の前記外縁サイズよりも大きなサイズに形成され、且つ、前記ハウジング挿通孔の孔サイズが前記コネクタハウジングの本体外周サイズよりも大きなサイズに形成され、
   前記コネクタにおける前記挿通部は、前記ケースの前記貫通孔の前記孔サイズよりも小さな外周サイズに形成される
   ことを特徴とするコネクタ設置構造。
2. 請求項１に記載のコネクタ設置構造において、
   前記ケースは、前記コネクタに嵌合する相手コネクタの設置先になる相手ケースとの位置を決める位置決め部を前記貫通孔の近くに有する
   ことを特徴とするコネクタ設置構造。
3. 請求項１又は２に記載のコネクタ設置構造を構成するケース及びコネクタと、
   該コネクタの端子に一端が接続され且つ柔軟性を有する導電性の柔軟導電路と、
   該柔軟導電路の他端に接続される導電性の機器接続用端子と、
   該機器接続用端子を保持する絶縁性の端子保持部とを備える
   ことを特徴とする端子台。

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