(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の回路ボックスに設けられたオス端子と、他方の回路ボックスに設けられたメス端子とを有し、前記オス端子をメス端子に嵌合することにより、両回路ボックスを電気的に接続する調心コネクタにおいて、前記オス端子及びメス端子は、その回路ボックスに対して可動に支持されており、前記メス端子は、長手方向の両端部で相互に連結された複数本の金属ストリングを円筒内に配置し、前記金属ストリングの一端部を前記円筒の内周面に固定し、前記金属ストリングの他端部を前記一端部に相対的に前記円筒の周方向に移動させて前記金属ストリングを捩った状態で前記他端部を前記円筒の内周面に固定したものであることを特徴とする調心コネクタ。
【請求項２】
２個の回路ボックスに夫々設けられたメス端子と、これらの２個のメス端子に嵌合する１本のオス端子とを有し、前記オス端子を両メス端子に嵌合することにより、両回路ボックスを電気的に接続する調心コネクタにおいて、前記メス端子は、長手方向の両端部で相互に連結された複数本の金属ストリングを円筒内に配置し、前記金属ストリングの一端部を前記円筒の内周面に固定し、前記金属ストリングの他端部を前記一端部に相対的に前記円筒の周方向に移動させて前記金属ストリングを捩った状態で前記他端部を前記円筒の内周面に固定したものであることを特徴とする調心コネクタ。
【請求項３】
前記オス端子及びメス端子は、夫々その軸部基端に球状部を有し、各回路ボックスには、前記球状部に整合する形状の球状凹部が設けられた基部が固定されており、前記球状部を前記球状凹部に嵌合して、前記オス端子及びメス端子が回路ボックスの基部に対して、可動に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の調心コネクタ。
【請求項４】
前記メス端子は、その回路ボックスに対してその軸部基端に球状部を有し、回路ボックスには、前記球状部に整合する形状の球状凹部が設けられた基部が固定されており、前記球状部を前記球状凹部に嵌合して、前記メス端子が回路ボックスの基部に対して、可動に支持されていることを特徴とする請求項２に記載の調心コネクタ。
【請求項５】
前記メス端子の開口部には、先端側に拡開するつばが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の調心コネクタ。
【請求項６】
前記オス端子及びメス端子は、常時は回路ボックスに対して一定の姿勢に弾性的に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の調心コネクタ。
【請求項７】
前記メス端子は、常時は回路ボックスに対して一定の姿勢に弾性的に付勢されていることを特徴とする請求項２に記載の調心コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２つの回路ボックスをケーブルではなくオス端子とメス端子との直接連結で電気的に接続するコネクタに関し、特に、オス端子とメス端子の中心線がずれている場合でも、そのまま確実に接続することができ、電気的に良好な接続を得ることができる調心コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気自動車に使用されている大電流回路はボックス内にユニット化されており、各ユニットは図９に示すようにケーブルを使用して接続されている。即ち、図９に示すように、大電流回路が内蔵されたボックス１とボックス２とは適宜の大きさのケース３内に装入され、ボックス１側のコネクタ４とボックス２側のコネクタ５とをケーブル６を介して電気的に接続することにより接続される。
【０００３】
図１０に示すように、ボックス１及び２にはオス端子７が固定されており、ケーブル６の両端部のコネクタ４、５の内部には、メス端子８が設けられている。そして、各コネクタ４、５においては、オス端子７にメス端子８を嵌合することにより、両者が電気的に接続される。
【０００４】
この従来技術においては、ボックス１、２がずれて配置されても、ケーブル６が屈曲するので、ボックス同士の寸法誤差及び位置ずれをケーブル６により吸収し、良好な電気的接続を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のボックスの接続方法は、ボックス同士を接続するために、ケーブルが必要であり、ボックス１、２を相互に接続するためには、図１０に示すように、メス端子８をオス端子７から抜くために、オス端子７の長さ以上の距離を移動させる必要があり、結局、ケース３とボックス１、２との間に、オス端子７の長さと、メス端子８の長さとを加算した長さの余裕空間が必要である。更に、作業員が手を挿入するための作業スペースも必要であり、このケーブルによる接続がケース３を含めた装置全体の小型化を阻止する要因となっている。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、回路ボックスの接続方法を改善し、装置全体の小型化又は回路ボックスの設置スペースの縮小化を図ることを可能とする調心コネクタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願第１発明に係る調心コネクタは、一方の回路ボックスに設けられたオス端子と、他方の回路ボックスに設けられたメス端子とを有し、前記オス端子をメス端子に嵌合することにより、両回路ボックスを電気的に接続する調心コネクタにおいて、前記オス端子及びメス端子は、その回路ボックスに対して可動に支持されており、前記メス端子は、長手方向の両端部で相互に連結された複数本の金属ストリングを円筒内に配置し、前記金属ストリングの一端部を前記円筒の内周面に固定し、前記金属ストリングの他端部を前記一端部に相対的に前記円筒の周方向に移動させて前記金属ストリングを捩った状態で前記他端部を前記円筒の内周面に固定したものであることを特徴とする。
【０００８】
本願第２発明に係る調心コネクタは、２個の回路ボックスに夫々設けられたメス端子と、これらの２個のメス端子に嵌合する１本のオス端子とを有し、前記オス端子を両メス端子に嵌合することにより、両回路ボックスを電気的に接続する調心コネクタにおいて、前記メス端子は、長手方向の両端部で相互に連結された複数本の金属ストリングを円筒内に配置し、前記金属ストリングの一端部を前記円筒の内周面に固定し、前記金属ストリングの他端部を前記一端部に相対的に前記円筒の周方向に移動させて前記金属ストリングを捩った状態で前記他端部を前記円筒の内周面に固定したものであることを特徴とする。
【０００９】
なお、前記オス端子及びメス端子（第１発明）又はメス端子（第２発明）は、夫々その軸部基端に球状部を有し、各回路ボックスには、前記球状部に整合する形状の球状凹部が設けられた基部が固定されており、前記球状部を前記球状凹部に嵌合して、前記オス端子及びメス端子が回路ボックスの基部に対して、可動に支持されるように構成することができる。
【００１０】
これらの調心コネクタにおいて、前記メス端子の開口部に、先端側に拡開するつばを設けてもよい。また、前記オス端子及びメス端子（第１発明）及びメス端子（第２発明）は、常時は回路ボックスに対して一定の姿勢に弾性的に付勢されていることが好ましい。
【００１１】
本願第１発明においては、２つの回路ボックスを一方の回路ボックスに設けたオス端子に、他方の回路ボックスに設けたメス端子を嵌合し、ケーブルを使用することなく直接両回路ボックスを電気的に接続する。このため、このオス端子及びメス端子を回路ボックスが重なる面に設けておけば、コネクタ部分がボックスの外部に露出することがなく、従来のコネクタ接続のための空間が不要である。従って、ハウジングを含めた装置全体の小型化が可能であると共に、ハウジングを使用しない場合は、回路ボックスの設置スペースの縮小化を図ることができる。
【００１２】
また、本願第２発明においても、２つの回路ボックスに設けたメス端子同士を１つのオス端子を介して直接接続するので、第１発明と同様にハウジングの小型化又はボックス設置スペースの縮小化を図ることができる。
【００１３】
而して、回路ボックスは、その寸法誤差があり、また設置時に所定の配置関係からの位置ずれが生じやすい。しかし、本発明においては、メス端子として、複数本の金属ストリングを円筒内にその内周面に接触させて筒状に配置し、円筒の一端部にて前記金属ストリングを固定し、円筒の他端にて前記金属ストリングを円筒の周方向に移動させてこの状態で前記金属ストリングを円筒の他端部に固定することにより形成されたものを使用する。なお、この金属ストリングは、その長手方向の両端部にて相互に連結されている。
【００１４】
このようにして構成されたメス端子は、円筒の中央部で前記金属ストリングが円筒の内側に撓んだ状態で位置する。また、オス端子及びメス端子（第１発明）又はメス端子（第２発明）は、夫々ボックスに対して可動に取り付けられている。このため、円筒の直径を挿入すべきオス端子の直径よりも若干大きく設定しておけば、本願第１発明及び第２発明のいずれの場合も、メス端子に対するオス端子の挿入位置がずれても、オス端子をメス端子に確実に挿入することができる。しかも、前記メス端子は金属ストリングが円筒の内側に撓んでいるので、円筒内でこの金属ストリングがオス端子に確実に接触し、オス端子の軸方向とメス端子の軸方向とが一致していなくても、オス端子とメス端子とを良好な接続状態で電気的に接続することができる。
【００１５】
なお、メス端子の開口部に先端側に開口するつばを設けておくことにより、オス端子の挿入を更に確実にすることできる。また、メス端子及びオス端子が回路ボックスに対して常時一定の姿勢を保つように付勢されている場合は、回路ボックス間に位置ずれがない場合はそのままオス端子が円滑にメス端子内に挿入される。従って、位置ずれの許容範囲を常に回路ボックスに対して一定の範囲にすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係る調心コネクタを示す縦断面図、図２はその動作を示す縦断面図である。回路ボックス１には調心コネクタのメス端子１０が設置され、回路ボックス２には調心コネクタのオス端子２０が設置されている。回路ボックス１には凹部１ａが形成されており、この凹部１ａ内にメス端子１０が設けられており、オス端子２０は回路ボックス２における凹部１ａに整合する位置に設けられている。メス端子１０の基部１１は回路ボックス１の凹部１ａの底壁に絶縁体１４を介して固定されており、この基部１１には、回路ボックス１内の大電流回路とバスバー１２を介して接続されている。基部１１には球状の凹部が設けられ、この凹部が基部の下面に開放されている。一方、軸部１３はその頭部が球状をなし、この球状の頭部を基部１１の球状凹部内に嵌合することにより、軸部１３は基部１１に対して基部１１を中心として可動に、支持されている。なお、基部１１の球状凹部と軸部１３の球状頭部との間には、導電性グリスが充填されており、電気的接続を保ちながら、両者の円滑な回動を可能としている。軸部１３の下端には取付部１５が固定されており、取付部１５にはメス端子部１６がその軸方向を軸部１３の軸方向と一致させて取り付けられている。また、基部１１と取付部１５の軸部１３に垂直な面との間には圧縮バネ１７が介装されており、この圧縮バネ１７により取付部１５の軸部１３に垂直な面は常時基部１１に平行になるように付勢されている。従って、軸部１３は常時は基部１１に垂直の姿勢を保持する。
【００１７】
一方、オス端子２０の基部２１は回路ボックス２の上壁に絶縁体２３を介して固定されており、基部２１は回路ボックス２内の大電流回路にバスバー２２を介して接続されている。基部２１には球状の凹部が設けられており、この球状凹部は基部２１の上面に開放されている。そして、棒状のオス端子部２５はその下端が球状をなし、この球状下部を基部２１の球状凹部に嵌合することにより、オス端子部２５は基部２１に対して基部２１を中心として可動に、支持されている。なお、オス端子２０においても、基部２１の球状凹部とメス端子部２５の球状下部との間には、導電性グリスが充填されており、電気的接続を保ちながら、両者の円滑な回動を可能としている。オス端子部２５の下部近傍にはフランジ２７が形成されており、このフランジ２７と基部２１との間には圧縮バネ２６が介装されていて、この圧縮バネ２６によりオス端子部２５は基部２１に対して垂直になるように付勢されている。回路ボックス２の上面には、回路ボックス１の凹部１ａに整合する位置に、この凹部１ａを嵌合する突起状のガイド２４が設けられている。従って、ボックス１とボックス２の位置が合うと、凹部１ａはガイド２４に嵌合し、両者の位置ずれが防止される。
【００１８】
而して、メス端子部１６は以下に示す構造を有する。即ち、図３に示すように、長手方向の両端部で相互に連結された複数本の金属ストリング３０を円筒状に配置し、これを円筒３１内に挿入する。従って、金属ストリング３０は円筒３１内でその内周面に接触した状態で位置する。その後、円筒３１から下方に突出する金属ストリング３０の部分を曲げて拡げ、円筒３１より若干大径の外円筒３２を折り曲げた金属ストリング３０の部分を間に挟んで円筒３１に外嵌する。これにより、円筒状に並ぶ金属ストリング３０の下端が円筒３１に固定される。一方、金属ストリング３０の上端は同様に拡がるように曲げられるが、更にこの上端は円筒３１の周方向（矢印方向）に若干回動され、捻られる。この上端が若干捻られた状態で円筒３１より若干大径の円筒３３を円筒３１の上端部に金属ストリング３１の上方突出部分を間に挟んで外嵌する。そうすると、金属ストリング３０はその上端と下端とが円筒３１の周方向に若干捻られた状態で円筒３１に固定される。このようにして、メス端子部１６が製作される。
【００１９】
このメス端子部１６においては、複数の金属ストリング３０は図４に示すような形状で円筒３１内に位置する。即ち、金属ストリング３０は円筒３１内で基本的には円筒状をなして存在するが、その上端と下端とが相対的に円筒３１の周方向に捻られているので、その中央部は径が若干細くなっている。即ち、金属ストリング３０は円筒３１の上下開放端部にて若干大径で、その中央部にて若干小径になっている。
【００２０】
次に、このように構成された調心コネクタの動作について説明する。図１に示すように、回路ボックス１を回路ボックス２の上方にて、回路ボックス２上に重なるように下降させる。この場合に、メス端子部１６は圧縮バネ１７により垂直に付勢されており、オス端子部２５は圧縮バネ２６により垂直に付勢されている。そして、図１に示す状態では、メス端子部１６の軸方向と、オス端子部２５の軸方向とは若干相互にずれている。そして、上方の回路ボックス１が下降してオス端子部２５の先端がメス端子部１６の下端に入り込むと、図２に示すように、メス端子１０及びオス端子２０は相互に相手の方向を向くように基部１１及び２１を中心として回動する。更に、回路ボックス１が下降すると、オス端子部２５はメス端子部１６内に入り込み、オス端子部２５は中央部が縮径した金属ストリング３０に弾性的に接触しつつ、円筒３１に対する相対的な位置関係を変動させながら挿入されていく。そして、回路ボックス１が回路ボックス２の上に載置されると、オス端子部２５のメス端子部１６への挿入が完了する。
【００２１】
この場合に、オス端子部２５がメス端子部１６に対してその軸方向が若干ずれていても、金属ストリング３０はその内径が円筒の長手方向で変動しており、しかも、金属ストリングは弾性的に変形することができるので、いずれかの部分で金属ストリングとオス端子部２５とは確実に接触する。従って、回路ボックス１と回路ボックス２とが位置ずれを起こしていても、メス端子１０とオス端子２０とは確実に電気的に接続される。また、基部１１内に軸部１３の球状頭部が嵌合していてメス端子１０は回路ボックス１に対して可動であり、オス端子部２５の球状下部が基部２１内に嵌合していてオス端子２０は回路ボックス２に対して可動であるから、回路ボックス１、２間に位置ずれが発生しても、この位置ずれに起因して、接続部に応力集中が発生する虞が回避される。
【００２２】
また、圧縮バネ１７、２６により、メス端子部１６及びオス端子部２５はいずれも基部１１、２１に対して垂直の姿勢に付勢されているので、回路ボックス１、２間に位置ずれがなければ、そのままオス端子部２５はメス端子部１６内に挿入される。そして、この圧縮バネ１７、２６によりメス端子部１６及びオス端子部２５は常時一定の姿勢を保持しているから、特に、オス端子部２５が倒れていて、その先端がメス端子部１６内に入らないという事態は回避される。そして、メス端子部１６とオス端子部２５とが対向する相対的関係は常に一定であるから、回路ボックス１、２の位置ずれに対する許容量、即ち、位置ずれが生じてもオス端子部２５とメス端子部１６とが確実に連結される位置ずれ量の最大値は常に一定である。
【００２３】
更に、オス端子部２５及びメス端子部１６が最大限傾斜したとき、バネ２６、１７がフランジ２７又は取付部１５と基部２１又は基部１１との間に介在し、それ以上オス端子部２５及びメス端子部１６が回動することを防止する。このように、圧縮バネ１７、２６はメス端子部１６及びオス端子部２５の可動範囲を規定する。これによっても、回路ボックス１、２の最大許容位置ずれ量は規制される。
【００２４】
そして、本実施例においては、ケーブルを使用せず、回路ボックス１と回路ボックス２とを接続するための接続部が外部に露出していない。このため、回路ボックス１、２の設置スペースが小さくて足り、装置全体を小型化することができる。例えば、図５に模式的に示すように、従来のようにケーブル６を使用する場合（図５の左側の図）は、そのコネクタ４、５を配置するためのスペースと、作業スペースとが必要であったが、本実施例の場合（図５の右側の図）はコネクタ（メス端子１０及びオス端子２０）は外部に露出していないので、回路ボックス１、２の設置スペースを縮小化することができる。
【００２５】
図６は本発明の第２の実施例を示す縦断面図である。図６において、図１、２と同一物には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施例が図１、２に示す実施例と異なる点は、メス端子部１６の下端に、末広がりのつば４０を設けた点にある。このつば４０はメス端子部１６の下端の開口部に取り付けられ、メス端子部１６の先端側に拡開するものである。
【００２６】
従って、本実施例においては、回路ボックス１と回路ボックス２とが比較的大きく位置ずれを起こしていても、つば４０によりオス端子部２５はメス端子部１６内に確実に案内され、オス端子部２５をメス端子部１６内に確実に挿入することができる。このように、本実施例においては、ボックス間の位置ずれの許容範囲が大きいので、接続時にコネクタが視認できないような狭隘な場所でも容易に接続することができる。
【００２７】
次に、本発明の第３の実施例について図７を参照して説明する。本実施例は、回路ボックス１及び回路ボックス２の双方にメス端子１０を設け、これらのメス端子１０のメス端子部１６同士を、棒状のオス端子４１により接続したものである。即ち、予め、一方のメス端子部１６（回路ボックス２）にオス端子４１を挿入しておき、回路ボックス１を下降させてそのメス端子部１６にオス端子４１の上半部を挿入する。なお、下方のメス端子部１６には底部があり、オス端子４１が突き抜けないようになっている。
【００２８】
本実施例においても、回路ボックス１、２間に位置ずれが生じても、コネクタを確実に接続することができる。
【００２９】
なお、本実施例においては、１対のメス端子１０は夫々バスバー１２、２２に垂直に固定されている。本実施例のように、１対のメス端子１０を１本のオス端子４１により連結する場合は、オス端子４１のメス端子１０への挿入可能域は比較的広く、このため、メス端子１０を固定設置しても、位置ずれを吸収することができる。しかし、このように、メス端子１０を非可動で設置する場合は、両端部の内径は大きくし、図４に示す金属ストリング３０の捻り角度を標準（図１の場合）よりも大きくして、中央部の内径を小さくすることが好ましい。例えば、図１に示すように、メス端子が可動に支持されている場合は、金属ストリング３０の捻り角度を４５°（標準）にすればよいが、図７に示すように、メス端子が固定されている場合は、金属ストリング３０の捻り角度をこれよりも大きくする。また、メス端子部１６の長さを短くするか、オス端子４１の径を細くすると共に、メス端子部１６の金属ストリングの捻り角を大きくして金属ストリングの最小径を小さくすることにより、位置ずれが生じた場合のコネクタの接続をより一層確実にすることができる。
【００３０】
なお、メス端子１６の支持構造を図１、２に示すものと同様に可動にしてもよいことは勿論である。
【００３１】
図８は本発明の第４の実施例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ´線による断面図である。本実施例はメス端子の支持構造の変形例である。本実施例においては、回路ボックスのバスバー５０の端部に、図３、４に示す構造のメス端子部１６（図１、２、６参照）を嵌合するための先端が開放した切欠き５２が形成されている。そして、このバスバー５０の先端部下面にはホルダ５１がリベット５３により固定されている。このホルダ５１にはリベット５３により固定された基端部から先端部に向けて２本のスリットが形成されていて、これにより３分割されており、中央のホルダ部５１ａは深く折り込まれ、両サイドのホルダ部５１ｂ、５１ｃはそのまま前方に延びている。中央部のホルダ部５１ａの幅、即ち、両サイドのホルダ部５１ｂ、５１ｃ間の間隔は、メス端子１６の外径とほぼ等しいものになっている。なお、このように構成されたメス端子の支持構造は、図１、２、図６、図７の基部１１及び軸部１３の替わりとなるものであり、回路ボックスに対する配置関係は上述の各実施例と同様にすることができる。また、本実施例においても、下方のメス端子部１６には底部が設けられている。
【００３２】
このように構成された調心コネクタにおいては、メス端子部１６はバスバー５０と切欠き５２で接触して電気的に接続されると共に、ホルダ５１と接触しこのホルダ５１及びリベット５３を介してバスバー５０と電気的に接続されている。また、メス端子部１６はホルダ５１のホルダ部５１ａ、５１ｂ、５１ｃに３点で支持されている。このため、メス端子部１６はその姿勢を容易に変更することができ、回路ボックスに対して可動に支持されている。従って、本実施例も上述の各実施例と同様の効果を奏すると共に、これらの実施例に比して、構造が簡素であるという効果を奏する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明はコネクタを回路ボックスから突出させずに、回路ボックス同士を電気的に接続することができ、回路ボックスの設置スペースの縮小化及び装置全体の小型化を可能にする。また、オス端子及びメス端子（第１発明）及び１対のメス端子（第２発明）は回路ボックスに対して可動に支持されており、メス端子は内部に金属ストリングが中央にて縮径された状態で位置しているので、回路ボックス間に位置ずれが生じていても、両端子を確実に接続することができる。このため、位置ずれに対する許容度が大きく、位置ずれに起因して端子に応力集中が生じることがない。
【００３４】
また、メス端子の開放端部につばを設けておけば、回路ボックス間の位置ずれの許容範囲が広がり、メス端子及びオス端子を回路ボックスに対して常時一定の姿勢に弾性的に付勢しておけば、この位置ずれの許容範囲を回路ボックスに対して常に一定の範囲にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】同じくその動作を示す縦断面図である。
【図３】メス端子の構造を示すその製造工程図である。
【図４】メス端子の金属ストリングの形状を示す図である。
【図５】本実施例の効果を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施例を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示す模式図である。
【図８】本発明の第４の実施例を示す模式図である。
【図９】従来の接続方法を示す図である。
【図１０】同じくその動作を示す図である。
【符号の説明】
１、２；回路ボックス
１０；メス端子
１１、２１；基部
１２、２２；バスバー
１３；軸部
１６；メス端子部
１７、２６；圧縮バネ
２０；オス端子
２５；オス端子部
３０；金属ストリング
３１、３２、３３；円筒
４０；つば
４１；オス端子
５０；バスバー
５１；ホルダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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