JP2012009411A - 導体接続ワッシャ、それを使った接続機構及び導体接続ワッシャの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2つの導体を電気的に接続するために2つの導体の間に配置する導体接続ワッシャであり、中央にワッシャ穴を有する金属の板部と、板部と一体に板部の両面にそれぞれ形成された24個以上のコンタクト突起とを有し、それらのうち16個以上のコンタクト突起は、板部の外周に沿って一方の面と他方の面側に交互に折り曲げられ、8個以上のコンタクト突起は、ワッシャ穴の内周に沿って一方の面と他方の面側に交互に折り曲げられている。
【選択図】図1
Description
軸に挿通されるワッシャ穴を有し、上記端子基部と隣接して配置された前記導体接続ワッシャと、軸に挿通されるバスバー穴を有し、導体接続ワッシャと隣接して配置されたバスバーと、軸に挿通される、端子ヘッドの径よりも小さい幅のスリットを有し、バスバーと端子ヘッドの間に挿入されたU字状のカムブロックと、を含み、
上記カムブロックは、U字状のカムブロックの開放端側の厚みは、導体接続ワッシャの非加圧時の厚さとバスバーの厚さの和と、端子基部と端子ヘッド間の距離との差より小とされており、U字状のカムブロックの閉塞端側の厚みは、上記差より大とされており、U字状のカムブロックの開放端側と閉塞端側との間に斜面が形成されている。
ネジに挿通されるワッシャ穴を有し、端子基部と隣接して配置された前記導体接続ワッシャと、ネジに挿通されるバスバー穴を有し、導体接続ワッシャと隣接して配置されたバスバーと、を含み、
ナットによりバスバーを端子基部側に押圧して導体接続ワッシャのコンタクト突起を端子基部とバスバーとに接触させている。
本発明は、主に比較的大きな電流が流れる導体同士の接続を対象としている。あまり大きな電流が流れない場合、接触抵抗をあまり気にする必要はない。しかし、大電流が流れる場合には、接触抵抗によって大きなジュール熱が生じるので、接触抵抗を小さくする必要がある。従って、電気部品の端子とバスバーとの接続のように大電流が流れる場合には、できるだけ広い面積で接触させて接触抵抗を小さくしようと考えてきた。その結果、表面同士をできるだけ広い面積で接触させ、超音波溶接やネジ締めで固定する方法が主流となっている。このように、接触抵抗を小さくすることが必要なところでは、非特許文献1の研究結果は活用されていない。また、特許文献1〜3の発明には、前述のように問題が残されている。
図1の実施例ではカムブロックにより押圧する接続機構を実現する例を示したが、図9に示すようにカムを使用せず、ネジ締めにより押圧する接続機構としてもよい。即ち、この変形実施例では、端子200’の端子基部230から軸として機能するネジ240が直角に一体形成されており、そのネジ240に導体接続ワッシャ100とバスバー800が挿通され、バスバー800の上からワッシャ260を介して端子ヘッドとして機能するナット250により押圧する構成とされている。
図13は、2つのバスバーを直接ネジで締結したときの締め付け荷重と接触抵抗の関係を実測した結果である。荷重が大きい方が抵抗が小さくなる傾向があることが分かる。図14にシミュレーションに用いた2つのバスバー810,820と導体接続ワッシャ100の構成を示す。2つのバスバー810、820は導体接続ワッシャ100を挟んだ状態である。この図の例では、コンタクト突起の数を上下それぞれ20個としている。図15はバスバー820の垂直断面820Bを1V、バスバー810の垂直断面810Bを0Vとしたときの電圧の分布を等電圧線で示している。このような電圧の分布を解析して接触抵抗を求めた。
110:板部
121,122,123,124:コンタクト突起
130:ワッシャ穴
151:接続部
160:スリット
200,200’:端子
220:軸
230:端子基部
260:ワッシャ
310:スリット
320:斜面
330:逆止丘
800:バスバー
810:バスバー穴
900:電気部品
Claims (16)
- 2つの導体を電気的に接続するための導体接続ワッシャであって、
中央にワッシャ穴を有する金属の板部と、
上記板部の外周に沿って、上記板部の両面にそれぞれ複数上記板部と一体形成されたコンタクト突起と、
上記ワッシャ穴の内周に沿って、上記板部の両面にそれぞれ複数上記板部と一体に形成されたコンタクト突起と、
を含み、上記板部に形成された上記コンタクト突起の合計数は24以上とされていることを特徴とする導体接続ワッシャ。 - 請求項1記載の導体接続ワッシャにおいて、上記外周に沿った上記コンタクト突起の数は上記板部の両面にそれぞれ16個以上であり、上記内周に沿った上記コンタクト突起の数は上記板部の両面にそれぞれ8個以上であることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1又は2記載の導体接続ワッシャにおいて、当該導体接続ワッシャは、上記2つの導体よりも硬い金属で形成されていることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1乃至3のいずれか記載の導体接続ワッシャにおいて、当該導体接続ワッシャは、純銅の30〜50%の導電率を有する銅合金で形成されていることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1乃至4のいずれか記載の導体接続ワッシャにおいて、上記コンタクト突起は、上記板部の外周及び上記ワッシャ穴の内周に沿って一方面及び他方の面から交互に立ち上がるよう折り曲げられていることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1乃至5のいずれか記載の導体接続ワッシャにおいて、上記コンタクト突起と上記板部のなす角は、60度より大きく90度より小さいことを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1乃至6のいずれか記載の導体接続ワッシャにおいて、上記板部の外周は円形であることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1乃至6のいずれか記載の導体接続ワッシャにおいて、上記板部の外周は正多角形であることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1乃至8のいずれか記載の導体接続ワッシャにおいて、上記ワッシャ穴の中心から穴の径の幅で上記板部の外周縁まで切り取られたスリットが形成されていることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1乃至9のいずれか記載の導体接続ワッシャにおいて、各上記コンタクト突起は先端に向かって幅が狭くなる角を有していることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1乃至9のいずれか記載の導体接続ワッシャにおいて、各上記コンタクト突起の先端部は2分され、それぞれ先端に向かって幅が狭くなる角を有していることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- 請求項1乃至11のいずれか記載の導体接続ワッシャにおいて、上記板部の外周の一部から延長して形成され、上記2つの導体以外の外部の導体と接続する接続部が設けられていることを特徴とする導体接続ワッシャ。
- バスバーと電気部品の端子との接続機構であって、
上記端子は板状の端子基部と、上記端子基部から直角に延長された軸と、上記軸の先端に固定され、上記軸より大きい径を有する端子ヘッドとから構成されており、
上記軸に挿通されるワッシャ穴を有し、上記端子基部と隣接して配置された請求項1乃至12のいずれか記載の導体接続ワッシャと、
上記軸に挿通されるバスバー穴を有し、上記導体接続ワッシャと隣接して配置されたバスバーと、
上記軸に挿通される、上記端子ヘッドの径よりも小さい幅のスリットを有し、上記バスバーと上記端子ヘッドの間に挿入されたU字状のカムブロックと、
を含み、
上記カムブロックは、
U字状のカムブロックの開放端側の厚みは、上記導体接続ワッシャの非加圧時の厚さと上記バスバーの厚さの和と、上記端子基部と上記端子ヘッド間の距離との差より小とされており、
U字状の上記カムブロックの閉塞端側の厚みは、上記差より大とされており、
U字状の上記カムブロックの開放端側と閉塞端側との間に斜面が形成されていることを特徴とする接続機構。 - 請求項13記載の接続機構において、U字状の上記カムブロックの閉塞端と開放端の途中に最も厚くなる逆止丘が形成されていることを特徴とする接続機構。
- バスバーと電気部品の端子との接続機構であって、
上記端子は板状の端子基部と、上記端子基部から直角に延長形成されたネジと、上記ネジの先端部に取り付けられ、上記ネジより大きい径を有するナットとから構成されており、
上記ネジに挿通されるワッシャ穴を有し、上記端子基部と隣接して配置された請求項1乃至12のいずれか記載の導体接続ワッシャと、
上記ネジに挿通されるバスバー穴を有し、上記導体接続ワッシャと隣接して配置されたバスバーと、
を含み、
上記ナットにより上記バスバーを上記端子基部側に押圧して上記導体接続ワッシャのコンタクト突起を上記端子基部と上記バスバーとに接触させていることを特徴とする接続機構。 - 請求項5記載の導体接続ワッシャの製造方法であって、
1枚の金属板を切断することで、すべての上記コンタクト突起が上記板部の面と一致する状態で、上記板部と上記コンタクト突起が一体的に形成された展開接続部材を形成する型抜き過程と、
上記展開接続部材の一部の上記コンタクト突起を曲げることで、上記板部の一方の面のコンタクト突起を形成する第1突起形成過程と、
一方の面のコンタクト突起が形成された上記展開接続部材を裏返す裏返し過程と、
上記第1突起形成過程で曲げなかった上記コンタクト突起を、上記板部の他方の面側に曲げる第2突起形成過程と
を有することを特徴とする導体接続ワッシャの製造方法。
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