JP6052155B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタに関する。

従来、インバータとモータとの間を接続するコネクタにおいて、フローティング支持される部材の内部に端子が収容されたコネクタが知られている（特許文献１参照）。上記特許文献１に記載のコネクタは、コネクタハウジングと、端子である電気接触部を収容する支持部材と、を備えている。この支持部材は、コネクタハウジングに設けられた一対の係合アームと係合することで、コネクタハウジング内にフローティング支持されて取り付けられている。

このようにフローティング支持される部材の内部に端子が収容されたコネクタでは、フローティング支持される部材内の端子と相手側の端子との間を嵌合する際に両端子間の相対位置が位置ずれした場合、フローティング支持される部材が摺動することで、その位置ずれが吸収される。

特開２０１０−２２５４８８号公報

ところで、上記特許文献１に記載のようなコネクタでは、通常、端子を収容するための各部材が合成樹脂製とされ、金型を用いた射出成形によって形成される。上記特許文献1に記載のコネクタでは、コネクタハウジング内に支持部材が取り付けられるため、コネクタハウジングが支持部材よりも大きな部材とされ、射出成形における冷却時のコネクタハウジングの熱収縮率が支持部材の熱収縮率よりも大きなものとなる。

また、上記特許文献１に記載のコネクタでは、コネクタハウジングが支持部材よりも大きな部材とされることで、コネクタハウジングを射出成形するために使用する金型が支持部材を射出成形するために使用する金型よりも大きなものとなり、コネクタハウジングを射出成形するために必要となる樹脂量も大きなものとなる。

このようにコネクタハウジングを射出成形する際の熱収縮率や必要となる樹脂量が大きくなることで、コネクタハウジングを射出成形する際にコネクタハウジングに設けられる係合アーム等の可撓片の寸法公差が大きなものとなる虞がある。係合アーム等の可撓片の寸法公差が大きくなると、端子間を嵌合する際に両端子間の相対位置が位置ずれした場合、その位置ずれを吸収できる量が減少し、コネクタハウジングに対する支持部材の取り付け精度が低下する虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みて創作されたものであって、フローティング支持されるハウジングの取り付け精度を向上させることを目的とする。

本発明のコネクタは、係止面と支持面とを有する本体側部材と、相手側部材と、前記係止面に係止された状態で前記支持面にフローティング支持されるハウジングと、前記ハウジング内に保持される本体側端子と、前記相手側部材に固定され、前記本体側端子と雄雌嵌合される相手側端子と、を備え、前記ハウジングの外周面に、前記係止面に係止される複数の可撓片が設けられており、前記複数の可撓片の各々は前記ハウジングの外周面から延びる弾性アームであり、前記弾性アームの各々は、前記ハウジングの外周面に沿って延びる第１アーム部と、該第１アーム部から外側に突出するとともに該第１アーム部に対して傾斜する傾斜面が設けられた第２アーム部と、を有し、前記第２アーム部における前記傾斜面側が前記支持面によって支持されているとともに、前記第２アーム部における前記傾斜面よりも先端側に設けられた上部端面が前記係止面に係止可能とされていることを特徴とする。

上記のコネクタによると、ハウジングに設けられた複数の可撓片を本体側部材の係止面に係止させ、ハウジングを本体側部材の支持面にフローティング支持させることで、ハウジングを本体側部材に容易に取り付けることができる。ここで、本体側部材は、当該本体側部材に支持されるハウジングよりも大きな部材とされるため、射出成形する際の熱収縮率や必要となる樹脂量がハウジングよりも大きいものとされる。このため、本体側部材側に複数の可撓片を設けると、ハウジング側に複数の可撓片を設ける場合よりも可撓片の寸法公差が大きくなり、ハウジングの取り付け精度が低下する。これに対し上記のコネクタでは、ハウジング側にのみ複数の可撓片が設けられるので、本体側部材側に複数の可撓片等を設ける場合と比べてハウジングの取り付け精度を向上させることができる。このように上記のコネクタでは、本体側部材にフローティング支持されるハウジングの取り付け精度を向上させることができる。

また、ハウジングを本体側部材に取り付ける際、第２アーム部の傾斜面によってハウジングが取り付け方向にガイドされながら第１アーム部が内側（ハウジングの外周面側）に撓み、ハウジングを本体側部材に取り付けることができる。このため、本体側部材にハウジングを取り付け易くするための具体的な構成を実現することができる。

インバータとモータとの間を接続する上記のコネクタであって、前記本体側部材が前記インバータ側に設けられたインバータ側端子台であるとともに、前記本体側端子が前記インバータと電気的に接続されたインバータ側端子とされ、前記相手側部材は、前記モータ側に設けられたモータ側端子台であるとともに、前記相手側端子が前記モータと電気的に接続されたモータ側端子とされてもよい。

これによると、インバータ側端子とモータ側端子とが嵌合されることでインバータとモータとの間とが直接接続される構成を実現しながら、インバータ側端子台にフローティング支持されるハウジングの取り付け精度を向上させることができる。

本発明によれば、フローティング支持されるハウジングの取り付け精度を向上させることができる。

インバータ側端子台とモータ側端子台との嵌合部分を上方から視た平面図 インバータ側端子台とモータ側端子台との嵌合部分を正面から視た正面図 図１におけるIII−III断面の断面構成であって、インバータ側端子台とモータ側端子台との嵌合部分の断面を表す断面図 インバータ側端子台とモータ側端子台とを嵌合させる前の状態を表す断面図 インナハウジングの断面図 インナハウジングをインバータ側端子台に取り付ける前の状態を表す断面図 インナハウジングをインバータ側端子台に取り付ける途中の状態を表す断面図

図面を参照して実施形態を説明する。本実施形態では、例えばハイブリッド自動車や電気自動車において、図示しないインバータと図示しないモータとの間を電気的に接続するコネクタ１について例示する。なお、各図面の一部には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。このうちＺ軸方向は、図２乃至図７における紙面上側を上方として、上下方向と一致している。

本実施形態では、上側をインバータ側とし、下側をモータ側として、インバータがインバータケース１０内に収容され、モータがモータケース２０内に収容される。なお、各図面では、インバータケース１０についてはインバータの下側を覆う下側部分のみを図示しており、モータケース２０についてはモータの上側を覆う上側部分のみを図示している。

本実施形態のコネクタ１は、図１及び図２に示すように、インバータ側とモータ側との間にＹ軸方向に沿って６つ並列した形で配され、両者の間を接続する。具体的には、各コネクタ１は、図３に示すように、インバータと電気的に接続された後述するインバータ側端子５２と、モータと電気的に接続された後述するモータ側端子６２とを備え、インバータとモータとの間を電気的に接続する中継端子とされる。

先に、インバータケース１０とモータケース２０の構成について説明する。インバータケース１０の下側部分の一部には、図３及び図４に示すように、下方に向かってリブ状に突出するインバータ側リブ１２と、このインバータ側リブ１２によって囲まれるインバータ側開口部１４とが設けられている。一方、モータケース２０の上側部分の一部には、上方に向かってリブ状に突出するモータ側リブ２２と、このモータ側リブ２２によって囲まれるモータ側開口部２４とが設けられている。

次にコネクタ１の構成について説明する。コネクタ１は、図３及び図４に示すように、インバータ側端子台（本体側部材の一例）３０と、モータ側端子台（相手側部材の一例）４０と、インナハウジング（ハウジングの一例）５０と、インナハウジング５０内に保持されるインバータ側端子５２と、モータ側端子台４０に設けられたモータ側ハウジング６０と、モータ側ハウジング６０内に保持されるモータ側端子６２と、編組線７０と、を備える。このうちインバータ側端子台３０はインバータ側（上側）に設けられ、モータ側端子台４０はモータ側（下側）に設けられている。

インバータ側端子台３０は、図１に示すように、平面に視た大きさがインバータケース１０の下側部分よりも小さな部材とされる。インバータ側端子台３０には、図６等に示すように、ハウジング取付部３２が設けられている。ハウジング取付部３２は、インバータ側端子台３０を上側として、モータ側ハウジング６０と上下方向において重畳している。

ハウジング取付部３２は、図６等に示すように、略筒状をなしており、その内部に、当該ハウジング取付部３２の内壁から内向きに略等しい長さで張り出した２つの張り出し部が設けられている。一方の張り出し部は、ハウジング取付部３２の上部開口縁からＸ−Ｙ平面方向に平行に張り出しており、その下面が係止面３２Ａとされる。他方の張り出し部は、ハウジング取付部３２の内壁の上下方向における略中央位置からＸ−Ｙ平面方向に平行に張り出しており、その上面が支持面３２Ｂとされる。

インナハウジング５０は、上下方向を筒軸方向とする略筒状をなしており、上記係止面３２Ａ及び上記支持面３２Ｂによってハウジング取付部３２に取り付けられている。インナハウジング５０内における下部開口側には、雌型端子であるインバータ側端子５２が収容されている。インバータ側端子５２は、その接続口を下方に向けた形で、インナハウジング５０の内壁から延びるランス５４によってインナハウジング５０内に保持されている。

なお、上記したインバータ側端子台３０及びインナハウジング５０は、いずれも合成樹脂製とされ、金型を用いた射出成形により形成される部材である。インナハウジング５０の詳しい構成、及びハウジング取付部３２に対するインナハウジング５０の取り付け態様については、後で詳しく説明する。

インバータ側端子５２の上記接続口とは反対側の一部は、インナハウジング５０の内壁に沿ってインナハウジング５０の上部開口近傍まで延びており、編組線７０の一端部と電気的に接続されている。編組線７０は、可撓性を有する導電部材であり、インバータ側端子台３０内において引き回されている。編組線７０におけるインバータ側端子５２と接続された端部とは反対側の端部は、インバータと電気的に接続されている。このため、インバータ側端子５２には、インバータで変換された交流電源が供給されるようになっている。

インバータ側端子台３０は、図３及び図４に示すように、その下面がインバータケース１０の下部内壁に宛がわれるとともに、インナハウジング５０の下側部分がインバータケース１０のインバータ側開口部１４に挿通された状態で、インバータケース１０に対して組付け固定される。なお、インバータ側端子台３０では、ハウジング取付部３２の下部開口縁がインバータ側端子台３０の下面と上下方向において一致している。このため、インバータ側端子台３０をインバータケース１０に対して組付ける際、ハウジング取付部３２がインバータケース１０と干渉しないものとなっている。

モータ側端子台４０は、図１及び図２に示すように、モータケース２０の上側部分に載置される形で配される。モータ側端子台４０には、図３及び図４に示すように、略板状をなす本体部４２と、本体部４２の一部から上下方向に突出する突出部４４と、が設けられている。

モータ側ハウジング６０は、図３及び図４に示すように、モータ側端子台４０における突出部４４の上側部分に設けられ、上方に開口している。モータ側端子６２は、雄型端子であり、上側を接続側としてモータ側ハウジング６０内に固定されている。モータ側端子６２は、突出部４４の下側部分まで延びてモータと電気的に接続されており、インバータで変換された交流電源をモータ側へ供給する。

モータ側端子台４０は、図２乃至図４に示すように、その本体部４２が、第１シール部材Ｓ１を介してモータケース２０のモータ側リブ２２上に載置されるとともに、その突出部４４の下側部分がモータケース２０のモータ側開口部２４に挿通された状態で、ボルトＢによってモータケース２０と締結されることで、モータケース２０に対して組付け固定される。

なお、上述したようにモータ側端子台４０をモータケース２０に対して組付ける際、モータ側端子台４０の本体部４２とモータ側リブ２２との間に第１シール部材Ｓ１が配されることで、両者の間がシールされる。これにより、本体部４２とモータ側リブ２２との間（モータケース２０内）に水等が浸入することを防止ないし抑制することができる。

インバータケース１０とモータケース２０の間は、図３及び図４に示すように、モータ側ハウジング６０内にインナハウジング５０がその下方から嵌め入れられてインバータ側端子５２とモータ側端子６２とが上下方向（Ｚ軸方向）、換言すればハウジング取付部３２における支持面３２Ｂと直交する方向において雄雌嵌合されることで、組付けられる。インバータ側端子５２とモータ側端子６２とが嵌合されることで、両端子５２、６２間が電気的に接続される。その結果、インバータとモータとの間が直接接続され、インバータで変換された交流電源がモータに供給される。

なお、図３に示すように、インバータ側端子５２とモータ側端子６２とを接続する際、インバータ側リブ１２とモータ側端子台４０の本体部４２との間に第２シール部材Ｓ２が配されることで、両者の間がシールされる。これにより、インバータケース１０と本体部４２との間（インバータ側端子５２とモータ側端子６２との接続部分）に水等が浸入することを防止ないし抑制することができる。

続いて、インナハウジング５０の詳しい構成について、図５を参照して説明する。図５に示すように、インナハウジング５０の外周面におけるＸ軸方向両側には、当該外周面から延びる弾性アーム（可撓片の一例）５６がそれぞれ設けられている。各弾性アーム５６は、可撓性を有しており、インナハウジング５０の外周面の上下方向における略中央位置からインナハウジング５０の上部開口縁と上下方向において一致する位置まで延びている。

各弾性アーム５６は、図５に示すように、インナハウジング５０との間にわずかな隙間を空けて当該インナハウジング５０の外周面に沿って上下方向に延びる第１アーム部５６Ａと、第１アーム部５６Ａの先端近傍の部位から外側（インナハウジング５０の外周面側とは反対側）にわずかに突出する第２アーム部５６Ｂと、を有している。

図５に示すように、各弾性アーム５６の第２アーム部５６Ｂにおける下部には、第１アーム部５６Ａに対して下方から上方に向かって外側に傾斜する傾斜面５６Ｂ１がそれぞれ設けられている。さらに、傾斜面５６Ｂ１と他の面との境界部には曲率が設けられている。また、各弾性アーム５６の第２アーム部５６Ｂにおける上部端面５６Ｂ２は、Ｘ−Ｙ平面と平行、即ちハウジング取付部３２の係止面３２Ａ及び支持面３２Ｂの両者に対して平行とされている。

なお、各弾性アーム５６の第１アーム部５６Ａのみを含めたインナハウジング５０の幅寸法（Ｘ軸方向寸法）は、ハウジング取付部３２の上部開口よりもわずかに小さいものとされており、各弾性アーム５６における第２アーム部５６Ｂまで含めたインナハウジング５０の幅寸法（Ｘ軸方向寸法）は、ハウジング取付部３２の上部開口よりもわずかに大きいものとされている（図５参照）。

本実施形態のコネクタ１は以上のような構成であり、続いてハウジング取付部３２に対するインナハウジング５０の取り付け態様について、図６及び図７を参照して説明する。図６に示すように、インナハウジング５０は、内部にインバータ側端子５２等が保持されていない状態で、ハウジング取付部３２に対してその上方から取り付けられる。インナハウジング５０をハウジング取付部３２に取り付ける場合、まず、インナハウジング５０を、ハウジング取付部３２の上方で当該ハウジング取付部３２の開口とＸ−Ｙ平面方向において一致するように位置決めする。

次に、インナハウジング５０を、ハウジング取付部３２内にその上方から挿入する。インナハウジング５０は、上下方向において第１アーム部５６Ａと第２アーム部５６Ｂとの境界部に至るまでハウジング取付部３２と干渉することなく、ハウジング取付部３２内に挿入される。

インナハウジング５０をハウジング取付部３２内にさらに挿入すると、第２アーム部５６Ｂの下部に設けられた傾斜面５６Ｂ１が係止面３２Ａの内側先端部３２Ａ１（図６参照）と干渉し、図７に示すように、各第１アーム部５６Ａが内側（インナハウジング５０の外周面側）に撓んだ状態とされる。

各第１アーム部５６Ａが内側に撓んだ状態からインナハウジング５０をハウジング取付部３２内にさらに挿入すると、インナハウジング５０が傾斜面５６Ｂ１によってガイドされながら下方へ進行する。ここで、各弾性アーム５６において、傾斜面５６Ｂ１と他の面との間に曲率が設けられていることから、ハウジング取付部３２の係止面３２Ａにおける内側先端部３２Ａ１が第２アーム部５６Ｂの傾斜面５６Ｂ１と干渉する前後においても、インナハウジング５０が円滑にガイドされる。

インナハウジング５０がさらに下方へ進行することで、各弾性アーム５６の第２アーム部５６Ｂにおける上部端面５６Ｂ２が上下方向において係止面３２よりも下方に至ると、第２アーム部５６Ｂがハウジング取付部３２に干渉されなくなり、各弾性アーム５６はその弾性復帰力によって再び自然状態に復帰する（図５参照）。

各弾性アーム５６が再び自然状態に復帰することにより、図５に示すように、各弾性アーム５６の第２アーム部５６Ｂがハウジング取付部３２の係止面３２Ａと支持面３２Ｂとの間に入り込んだ状態とされる。この状態では、各弾性アーム５６の第２アーム部５６Ｂにおける上部端面５６Ｂ２が係止面３２Ａによって係止され、インナハウジング５０がハウジング取付部３２から上方へ外れることが防止される。

さらにこの状態では、各弾性アーム５６の第２アーム部５６Ｂが支持面３２Ｂによって支持されることでインナハウジング５０が当該支持面３２Ｂにフローティング支持され、インナハウジング５０がハウジング取付部３２から下方へ脱落することが防止される。

このようにインナハウジング５０が支持面３２Ｂにフローティング支持されることで、インバータ側端子５２とモータ側端子６２とを嵌合する際に両端子５２、６２間の相対位置が位置ずれした場合に、インナハウジング５０が支持面３２Ｂに沿って摺動し、当該支持面３２Ｂに沿った方向（Ｘ−Ｙ平面に沿った方向）における位置ずれを吸収することができる。

以上のような取り付け態様によって、インナハウジング５０がハウジング取付部３２に取り付けられる。インナハウジング５０をハウジング取付部３２に取り付けた後、編組線７０の一端部と接続されたインバータ側端子６２が、インナハウジング５０内に取り付けられる。

以上説明したように本実施形態に係るコネクタ１では、インナハウジング５０をインバータ側端子台３０のハウジング取付部３２に取り付ける際、第２アーム部５６Ｂの傾斜面５６Ｂ１によってインナハウジング５０が下方（取り付け方向）にガイドされながら第１アーム部５６Ａが内側に撓むことで、インナハウジング５０をハウジング取付部３２に取り付けることができる。

そして、インナハウジング５０をハウジング取付部３２に取り付けることで、インナハウジング５０の各弾性アーム５６における第２アーム部５６Ｂを、インバータ側端子台３０のハウジング取付部３２における係止面３２Ａに係止させることができる。さらに、当該第２アーム部５６Ｂを、ハウジング取付部３２における支持面３２Ｂに支持させることでインナハウジング５０を当該支持面３２Ｂにフローティング支持させることができる。このように、インナハウジング５０をインバータ側端子台３０のハウジング取付部３２に容易に取り付けることができる。

ここで、図４等に示すように、インバータ側端子台３０は、当該インバータ側端子台３０に支持されるインナハウジング５０よりも大きな部材とされるため、射出成形する際の熱収縮率や必要となる樹脂量がインナハウジング５０よりも大きいものとされる。このため、インバータ側端子台３０側に２つの弾性アーム５６を設けると、インナハウジング５０側に２つの弾性アーム５６を設ける場合と比べて弾性アーム５６の寸法公差が大きくなり、インナハウジング５０の取り付け精度が低下する。

これに対し本実施形態のコネクタ１では、インナハウジング５０側にのみ２つの弾性アーム５６が設けられるので、インバータ側端子台３０側に２つの弾性アーム５６を設ける場合と比べて弾性アーム５６の寸法公差が小さいものとなり、インバータ側端子５２とモータ側端子６２の間を嵌合する際に両端子５２、６２間の相対位置が位置ずれした場合であっても、その位置ずれを効果的に吸収させることができる。その結果、インナハウジング５０の取り付け精度を向上させることができる。

このように本実施形態のコネクタ１では、インバータ側端子台３０とモータ側端子台４０とが嵌合されることでインバータとモータとの間が直接接続される構成において、インバータ側端子台３０のハウジング取付部３２における支持面３２Ｂにフローティング支持されるインナハウジング５０の取り付け精度を向上させることができる。

また、本実施形態のコネクタ１では、上述したように、インナハウジング５０側にのみ２つの弾性アーム５６が設けられるので、インナハウジング５０側とインバータ側端子台３０側との両者に弾性アーム５６を設ける場合と比べて、射出成形する際に使用する金型を簡素化することができ、低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態のコネクタ１では、インナハウジング５０をハウジング取付部３２に取り付ける際に、リテーナ部材等の他の部材を必要としないため、他の部材を必要とする構成と比べてインナハウジング５０の取り付け作業の簡略化、及び低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態のコネクタ１では、インバータ側端子５２とモータ側端子６２とが支持面３２Ｂと直交する方向に雄雌嵌合されることで、インバータ側端子５２とモータ側端子６２とを嵌合する際に両端子５２、６２間の相対位置が位置ずれした場合に、雄雌嵌合の嵌合の程度が変動することによって、上下方向（Ｚ軸方向）における位置ずれも吸収することができる。

上記の実施形態の変形例を以下に列挙する。
（１）上記の実施形態では、インナハウジングに２つの弾性アームが設けられた構成を例示したが、インナハウジングに３つ以上の弾性アームが設けられた構成であってもよい。

（３）上記の実施形態では、インバータ側端子が雌型端子とされ、モータ側端子が雄型端子とされた構成を例示したが、インバータ側端子が雄型端子とされ、モータ側端子が雌型端子とされた構成であってもよい。

（４）上記の実施形態では、インバータとモータとの間を接続するコネクタについて例示したが、他の用途に用いるコネクタであってもよい。

以上、本発明の各実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

１…コネクタ
１０…インバータケース
２０…モータケース
３０…インバータ側端子台
３２…ハウジング取付部
３２Ａ…係止面
３２Ｂ…支持面
４０…モータ側端子台
５０…インナハウジング
５２…インバータ側端子
５６…弾性アーム
５６Ａ…第１アーム部
５６Ｂ…第２アーム部
５６Ｂ１…傾斜面
６０…モータ側ハウジング
６２…モータ側端子
７０…編組線

Claims (2)

1. 係止面と支持面とを有する本体側部材と、
   相手側部材と、
   前記係止面に係止された状態で前記支持面にフローティング支持されるハウジングと、
   前記ハウジング内に保持される本体側端子と、
   前記相手側部材に固定され、前記本体側端子と雄雌嵌合される相手側端子と、を備え、
   前記ハウジングの外周面に、前記係止面に係止される複数の可撓片が設けられており、
   前記複数の可撓片の各々は前記ハウジングの外周面から延びる弾性アームであり、
   前記弾性アームの各々は、前記ハウジングの外周面に沿って延びる第１アーム部と、該第１アーム部から外側に突出するとともに該第１アーム部に対して傾斜する傾斜面が設けられた第２アーム部と、を有し、
   前記第２アーム部における前記傾斜面側が前記支持面によって支持されているとともに、前記第２アーム部における前記傾斜面よりも先端側に設けられた上部端面が前記係止面に係止可能とされていることを特徴とするコネクタ。
2. インバータとモータとの間を接続する請求項１に記載のコネクタであって、
   前記本体側部材が前記インバータ側に設けられたインバータ側端子台であるとともに、前記本体側端子が前記インバータと電気的に接続されたインバータ側端子とされ、
   前記相手側部材は、前記モータ側に設けられたモータ側端子台であるとともに、前記相手側端子が前記モータと電気的に接続されたモータ側端子とされることを特徴とするコネクタ。

Images