JP2017010827A - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】外部導体を有するケーブルに使用される電気コネクタにおいて、構成のシンプル化を図り、部品点数を少なくし、組み立てを容易にし、作業性及び接続信頼性を向上させることができる技術を提供する。【解決手段】筒状の金属製のシェル１０と、シェル１０の内側に収容され、ケーブル５０の外部導体５３を加締めて固定するクランプ金具２０と、シェル１０の内側の溝に取り付けられ、クランプ金具２０の移動を規制するリング状の弾性固定具３０と、を備え、クランプ金具２０は、シェル１０と接触する舌状の第１の接触片２２と、第１の接触片の反対側に位置し、弾性固定具と接触する舌状の第２の接触片２３とを有し、クランプ金具２０は、弾性固定具３０の付勢力により、シェル１０内で固定される。【選択図】図６

Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に電気コネクタのケーブル固定構造に関する。

高電圧・高電流用の電線として用いられるケーブル（シールド電線等）は、電磁波や静電気などの電気的ノイズを遮断するために、内皮により絶縁被覆された芯線の外側を外部導体（編組）によって覆い、さらにその外側を外皮（シース）により絶縁被覆した構成となっている。このようなケーブルの外部導体を機器の金属ケースにアース接続させるため、従来から特殊な電気コネクタが用いられている。なお、このような電気コネクタに関する技術としては、例えば、特許文献１（特開平１１−１２６６５６号公報）に記載される技術などが挙げられる。

特開平１１−１２６６５６号公報

しかしながら、従来の電気コネクタは、その部品点数が多く、構成が複雑で組み立てに手間がかかるとともに、シールド性が十分でないという問題があった。そこで、本発明の目的は、外部導体を有するケーブルに使用される電気コネクタにおいて、構成のシンプル化を図り、部品点数を少なくし、組み立てを容易にし、作業性及び接続信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。すなわち、本発明による電気コネクタは、筒状の金属製のシェルと、シェルの内側に収容され、ケーブルの外部導体を加締めて固定するクランプ金具と、シェルの内側の溝に取り付けられ、クランプ金具の移動を規制するリング状の弾性固定具と、を備え、クランプ金具は、シェルと接触する舌状の第１の接触片と、第１の接触片の反対側に位置し、弾性固定具と接触する舌状の第２の接触片とを有し、クランプ金具は、弾性固定具の付勢力により、シェル内で固定されることを特徴とするものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）構成がシンプルであり、部品点数が少なく、低コスト化が図れる。
（２）構成がシンプルであり、組み立て作業が容易であり、作業性が向上する。
（３）シンプルな構成で、ケーブルの外部導体を確実にシールドすることができ、接続信頼性が向上する。

本発明の一実施形態による電気コネクタの全体構成（組み立て後の状態）を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による電気コネクタの全体構成（組み立て前の状態）を示す分解側面図である。 本発明の一実施形態による電気コネクタのクランプ金具の形状を示す斜視図であり、（ａ）はケーブル外部導体の加締め前の状態、（ｂ）はケーブル外部導体の加締め後の状態を示す。 本発明の一実施形態による電気コネクタのリング状弾性固定具の組み立て前の形状を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 本発明の一実施形態による電気コネクタにおいて、リング状弾性固定具を取り付ける途中の状態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である（ケーブルは図示せず）。 本発明の一実施形態による電気コネクタにおいて、リング状弾性固定具を取り付けた後の状態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である（ケーブルは図示せず）。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態による電気コネクタの全体構成（組み立て後の状態）を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態による電気コネクタの全体構成（組み立て前の状態）を示す分解側面図である。

まず、図１及び図２にて、本発明の一実施形態による電気コネクタの構成を説明する。本実施形態の電気コネクタ１は、例えば、高電圧・大電流の電源ライン等に使用されるケーブルを機器（バッテリー、インバータ、モータ等（図示せず））に接続するための電気コネクタであり、略円筒状の金属製のシェル１０、シェル１０の内側の空洞に収容されるクランプ金具２０、シェル１０の前方（図１及び図２の左側）内側の溝に取り付けられるリング状の弾性固定具３０、シェル１０の後方（図１及び図２の右側、ケーブルの延長方向）外側に取り付けられる防水ユニット４０、シェル１０の外周に取り付けられるゴム製の防水リング４４などから構成される。

電気コネクタ１に固定されるケーブル５０は、例えばシールド電線であり、芯線５１、芯線５１を絶縁被覆する内皮５２、内皮５２の外側を覆う編組状の外部導体５３、外部導体５３を絶縁被覆する外皮（シース）５４などから構成される。ケーブル５０は、電磁波や静電気などの電気的ノイズを遮断するために、内皮５２により絶縁被覆された芯線５１の外側を外部導体５３によって覆い、さらにその外側を外皮５４により絶縁被覆した構成となっている。ケーブル５０の端部は、段階的に内皮５２と外皮５４が皮剥きされ、芯線５１と外部導体５３が剥き出しになっている。

剥き出しとなった編組状の外部導体５３は、外皮５４上に折り返され、その上に、引き抜け防止用の銅材質などの導電性テープ５５が巻かれ、クランプ金具２０により加締められて固定される。導電性テープ５５を使用することにより、外部導体５３の編組が束ねられ、クランプ金具２０が導電性テープ５５に食い込み、クランプ金具２０からケーブル５０が引き抜きにくくなる。本実施の形態では、外部導体５３を束ねるために導電性テープ５５を使用したが、導電性テープを使用せずに、クランプ金具２０により、直接、外部導体５３を加締めて固定してもよい。外部導体５３は、導電性テープ５５、クランプ金具２０、シェル１０を介して、機器（例えば、バッテリー、モータなどの機器）の金属ケース（図示せず）にアース接続される。

芯線５１には、金属製の端子５６が接続され、芯線５１は、端子５６を介して機器の電源端子等（図示せず）に接続される。なお、端子５６は、一例として丸端子が図示されているが、これに限定されるものではなく、どのような形状の端子であってもよい。また、端子５６は、機器の電源端子に限らず、信号線などの端子に接続されてもよい。

金属製のシェル１０は、例えばアルミニウム、亜鉛などの金属で構成され、ダイキャスト等によって一体成形される。シェル１０の外周の一部には、フランジ１１が一体成形で形成されており、フランジ１１には、シェル１０を機器の金属ケースに取り付けるためのねじ孔１２が穿孔されている。ねじ孔１２にねじを通してフランジ１１を機器の金属ケースに直付けすることにより、シェル１０が機器の金属ケースにアース接続される。また、シェル１０の円筒部の外周の溝には、金属ケースと接触する部分に、防水用のゴム製の防水リング（Ｏリング）４４が嵌め込まれている。

防水ユニット４０は、ゴム製のガスケット４１、樹脂製のワッシャー４２、金属製の締め付けリング４３などから構成される。シェル１０の防水ユニット取り付け部分１７の外周には、雄ねじが切ってあり、締め付けリング４３の内周には雌ねじが切ってあり、締め付けリング４３を回転して締め付けることにより、ガスケット４１及びワッシャー４２がシェル１０に圧入される。これにより、電気コネタクの防水性が保たれる。

次に、図２を参照して、電気コネクタ１の組み立て工程（ハーネス処理）を説明する。まず、防水リング４４をシェル１０に取り付ける。次に、締め付けリング４３、ワッシャー４２、ガスケット４１、シェル１０にケーブル５０を通す。次に、ケーブル５０の外皮５４を皮剥きし、続いて、編組状の外部導体５３を折り返し、その上に導電性テープ５５を巻いて外部導体５３を束ねる。次に、内皮５２を皮剥きし、芯線５１を露出させて端子５６を圧着する。次に、導電性テープ５５の上にクランプ金具２０を被せて、クランプ金具２０を加締めて、外部導体５３を圧着固定する。このとき、クランプ金具２０は、端子５６から所定の距離となるように位置決めされる。次に、外部導体５３を圧着固定したクランプ金具２０をシェル１０内に組み込む。このとき、クランプ金具２０の第１の接触片２２が、シェル１０の内壁に当接する。次に、リング状の弾性固定具３０をシェル１０内の溝に嵌め込み、クランプ金具２０及びケーブル５０をシェル１０内で固定する。このとき、クランプ金具２０の第２の接触片２３が、弾性固定具３０の下部（当接部３１）に当接する。次に、防水ユニット取り付け部分１７で、締め付けリング４３を回転させて締め付けて、ガスケット４１及びワッシャー４２を圧縮する。

このように、本実施の形態による電気コネクタは、構成がシンプルであり、部品点数も少なく、組み立てが容易であるので、低コスト、作業性の向上が図れる。

図３は、本発明の一実施形態による電気コネクタのクランプ金具の形状を示す斜視図であり、（ａ）はケーブルの外部導体加締め前の状態、（ｂ）はケーブルの外部導体加締め後の状態を示す。クランプ金具２０は、ケーブル５０の外部導体（編組）５３を、加締めて固定するものである。図３に示すように、クランプ金具２０は、先端部分の加締め部２１、シェル１０の内壁と接触する舌状の第１の接触片２２、第１の接触片２２の反対側に位置し、弾性固定具３０と接触する舌状の第２の接触片２３、上方向への移動を規制するため（浮き上がり防止）の舌状の規制片２４、加締め時に折り曲がる屈曲部２５などから構成される。

加締めの際、加締め部２１と規制片２４との間の屈曲部２５が曲がる構成となっている。これにより、クランプ金具２０を曲面で変形させるのではなく、角張るように変形させることで、スプリングバックが低減される。また、クランプ金具２０は、ステンレスなどの比較的硬い板材を打ち抜き加工して製作される。クランプ金具２０は、弾性固定具３０の付勢力により、シェル１０内で固定される。クランプ金具２０は、第１の接触片２２又は第２の接触片２３を介してシェル１０と電気的に接続される。

図４は、本発明の一実施形態による電気コネクタのリング状弾性固定具の組み込み前の形状を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。図５は、本発明の一実施形態による電気コネクタにおいて、リング状弾性固定具を取り付ける途中の状態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である（ケーブルは図示せず）。図６は、本発明の一実施形態による電気コネクタにおいて、リング状弾性固定具を取り付けた後の状態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である（ケーブルは図示せず）。

図４に示すように、リング状の弾性固定具３０は、シェル１０に取り付ける前は、湾曲した形状を有している。弾性固定具３０は、取り付け時にその付勢力によりクランプ金具２０のケーブル軸方向の移動を規制するものである。湾曲した形状の弾性固定具３０をシェル１０内の弾性固定具固定用の溝１５に嵌め込むことにより、弾性固定具３０の当接部３１がクランプ金具２０の第２の接触片２３に当接し、接触片２３に対してケーブル延長方向（例えば、図２、図６（ｂ），図７（ｂ）の右方向）へ付勢力が発生する。

弾性固定具３０の形状は、これに限定されるものではなく、取り付け時に付勢力が働くものであればよく、例えば、板バネや皿バネやコイルバネなどでもよい。弾性固定具３０の断面形状も、円形に限らず、矩形、台形、楕円形などであってもよい。また、本実施の形態では、弾性固定具３０の形状を湾曲させて、シェル１０の直線的な溝に嵌めることにより、付勢力を発生しているが、逆に、弾性固定具３０を嵌め込むシェル１０の溝の方を曲線的にして、付勢力を発生させるようにしてもよい。

図５に示すように、シェル１０の内側には、クランプ金具２０の位置決め用の位置決め溝１３が形成されている。クランプ金具２０挿入の際、第１の接触片２２、第２の接触片２３および規制片２４が、位置決め溝１３に沿って移動し、第１の接触片２２がシェル１０の内壁に当接して止まり、クランプ金具２０が正規の位置に組み込まれる。

シェル１０の内側には規制突起１４が設けられ、クランプ金具２０の規制片２４が規制突起１４に係合し、ケーブルの延長方向と垂直な方向（図５の上方向）へのクランプ金具２０の移動を規制するようになっている。

図５及び図６に示すように、シェル１０内側の弾性固定具固定用の溝１５の前方には、一方向斜面（テーパー）を有する突起状の弾性固定具挿入用の案内面１６が設けられ、弾性固定具３０を溝１５に嵌め込む際、弾性固定具３０が収縮して案内面１６に沿って移動し、案内面１６の山を乗り越え、溝１５に嵌め込まれると拡張して固定される。図５に示すように、弾性固定具３０は、溝１５に嵌め込まれる前は湾曲した形状である。弾性固定具３０が溝１５に嵌め込まれた後は、図６に示すように、弾性固定具３０の当接部３１が、クランプ金具２０の第２の接触片２３に当接して、弾性固定具３０の湾曲が少なくなる（直線状に近くなる）。そのため、弾性固定具３０は、もとの湾曲した形状に戻ろうとするため、図６（ｂ）の右方向へ当接部３１が移動しようとする力が働き、クランプ金具２０の第２の接触片２３に付勢力が加わる。これにより、クランプ金具２０（したがって、ケーブル５０）が、シェル１０に確実に固定される。

また、クランプ金具２０の第１の接触片２２がシェル１０の内壁に確実に接触し、第２の接触片２３が弾性固定具３０に確実に接触するので、クランプ金具２０、シェル１０及び弾性固定具３０を介して、ケーブル５０の外部導体５３が、確実にシールドされる。

また、本実施形態の電気コネクタ１は、以上説明したように、構成がシンプルあり、部品点数も少ないため、組み立て作業が容易であり、低コストで作業性が向上する。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施の形態においては、弾性固定具３０を湾曲形状とすることにより、付勢力を発生させるようにしたが、これに限定されるものではなく、クランプ金具２０の第２の接触片２３をケーブル延長方向（右方向）に付勢できるものであれば、他の形態であってもよい。

本発明は、ケーブルの外部導体を機器の金属ケースにアース接続するような各種の電気コネクタに利用することができる。

１ 電気コネクタ
１０ シェル
１１ フランジ
１２ ねじ孔
１３ 位置決め溝
１４ 規制突起
１５ 弾性固定具固定用の溝
１６ 弾性固定具挿入用の案内面
１７ 防水ユニット取り付け部分
２０ クランプ金具
２１ 加締め部
２２ 第１の接触片
２３ 第２の接触片
２４ 規制片
２５ 屈曲部
３０ 弾性固定具
３１ 当接部
４０ 防水ユニット
４１ ガスケット
４２ ワッシャー
４３ 締め付けリング
４４ 防水リング
５０ ケーブル
５１ 芯線
５２ 内皮
５３ 外部導体
５４ 外皮
５５ 導電性テープ
５６ 端子

Claims (6)

1. 筒状の金属製のシェルと、
   前記シェルの内側に収容され、ケーブルの外部導体を加締めて固定するクランプ金具と、
   前記シェルの内側の溝に取り付けられ、前記クランプ金具の移動を規制するリング状の弾性固定具と、を備え、
   前記クランプ金具は、前記シェルと接触する舌状の第１の接触片と、前記第１の接触片の反対側に位置し、前記弾性固定具と接触する舌状の第２の接触片とを有し、
   前記クランプ金具は、前記弾性固定具の付勢力により、前記シェル内で固定されることを特徴とする、電気コネクタ。
2. 前記弾性固定具は、前記第２の接触片に対して、前記ケーブルの延長方向に付勢力が働くように構成されている、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記弾性固定具は、前記シェルに取り付ける前は、湾曲した形状を有している、請求項１又は２に記載の電気コネクタ。
4. 前記クランプ金具は、舌状の規制片を有し、
   前記シェルは、その内側に規制突起を有し、
   前記規制片が前記規制突起に係合し、前記ケーブルの延長方向と垂直な方向への前記クランプ金具の移動を規制するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
5. 前記ケーブルの外部導体は、導電性テープを介して前記クランプ金具に固定される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
6. 前記クランプ金具は、前記第１の接触片又は前記第２の接触片を介して前記シェルと電気的に接続されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気コネクタ。

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