JP5375734B2

JP5375734B2 - バスバー中継台

Info

Publication number: JP5375734B2
Application number: JP2010109312A
Authority: JP
Inventors: 浩二坂倉
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2030-05-11
Also published as: JP2011238483A

Description

本発明は、バスバー中継台に関する。

従来、例えば電気自動車において、電源装置側から延びるバスバーとモータ側から延びるバスバーとを連結する端子台として特許文献１に記載のものが公知である。この端子台は合成樹脂製の台本体の両端に設けられたナット収容凹部にそれぞれナットを収容し、各ナットの上方を一枚の中継バスバーの両端部分が蓋をした状態に構成されている。その中継バスバーはカバーなどによって押さえ付けることで端子台に固定されているから、中継バスバーひいては各ナットの脱落は生じない。そして、この端子台の中継バスバーと電源装置及びモータから延びる各バスバーとをボルトによってそれぞれ共締めすることで電源装置とモータとを電気的に接続する。

特開２００４−３２７１８４号公報

ところが、特許文献１のような構造では二枚のバスバーを電気的に接続するために一枚の中継バスバーと二組のナット及びボルトとを必要とする。そのため、近年ではコストの低減を目的に互いに接続しようとする二枚のバスバーを一つのボルトで共締めして中継用のバスバーを省略する構造が検討されている。

しかしながら、単にボルトナットを一組としつつ中継用のバスバーを省略してしまうと、中継用のバスバーが担っていたナットの上方への抜け止め機能も併せて失われるから、ナット収容凹部からナットが抜け出るといった問題が生じる。だからといって、ナットをナット収容凹部に対して圧入により保持させたり、インサート成型によって保持させるといった構造を採用すると、ナットの位置が固定されるから、バスバーに大電流が流れてバスバーが熱膨張すると、ナット収容凹部に対してナットを変位させる力が加えられる。これが繰り返されると、次第にナット収容凹部内におけるナットの固定にガタつきが生じ、バスバーの締結部の保持が不十分になるといった問題がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、二枚のバスバーを直接に共締め式に接続できると共に、バスバーの熱膨張にも対応可能なバスバー中継台を提供することを目的とする。

上記の目的を達成する手段として本発明は、二枚のバスバーを重ね合わせてボルトによって締結するためのバスバー中継台であって、合成樹脂製の台本体と、前記ボルトが螺合される雌ネジ部及びこの雌ネジ部の外周から突出する外周突出部を備えたナットと、前記台本体に形成され前記ナットを少なくとも前記バスバーの長手方向に沿う方向に空隙を余しつつ、かつ前記雌ネジ部の端面を前記台本体の表面に露出させた状態で収容するナット収容室と、前記台本体の側部において開口して前記ナットの前記雌ネジ部及び前記外周突出部を通過させることで前記ナット収容室に前記ナットを前記ボルトの軸方向とは交差する方向から挿入可能にするナット挿入口と、前記ナット収容室に設けられ前記ナット挿入口を通して収容された前記ナットを前記外周突出部に係合することで前記ナットの前記軸方向への移動を規制する軸移動規制部と、前記台本体に前記ナット挿入口を塞ぐように装着されて前記ナット収容室に収容された前記ナットを抜け止めするリテーナとを備えているところに特徴を有する。

このような構成のバスバー中継台によると、ナット収容室内のナットは軸移動規制部によって軸方向の移動が規制され、かつ、リテーナによってナット挿入路を通る脱落が規制されるから、バスバー及びボルトを締結する前の状態においてもナットを脱落させることなくナット収容凹部に保持しておくことが可能である。また、バスバーを締結する際にはナット収容室のボルト挿通孔からナットの雌ネジ部の端面が露出する状態となってナットとバスバーとボルトとを直接に接触させて共締めすることができる。更に、ナットはナット収容室にバスバーの長手方向に沿う方向に空隙を余しつつ収容されているから、通電によってバスバーの温度が上昇しても上記空隙によってナットの変位を許容して過剰な熱応力の発生に対応することができる。

本発明の実施の態様として、以下の構成が望ましい。
前記突出部は前記ナットの側面に全周に亘って設けられている構成としてもよい。このような構成によると、突出部がナットの全周に亘って形成されているため、抜け止め部との当接面積が十分に確保でき、ナットをナット収容凹部内に確実に保持することができる。

前記外周突出部には角部が設けられ、前記ナット収容室には前記角部と当接することで前記ナットの姿勢を保持する回り止め部が設けられている構成としてもよい。このような構成によると、ナットにボルトを締結する際にナットがボルト共に連れ回されることがなく、円滑に締め付け作業を実施することができる。

前記台本体には、前記ナット収容室の前記ボルトが挿入される側とは反対側の面に前記ボルトが挿通可能な挿通部が前記台本体を貫通するように設けられている構成としてもよい。このような構成によると、ボルト締結が行われた時に、ボルト先端部が挿通部を通ることでボルト締結の際にボルトと台本体との干渉を防ぐことができる。

本発明によれば、二枚のバスバーを直接に共締め式に接続できると共に、バスバーの熱膨張にも対応できるバスバー中継台を提供することができる。

本実施形態に係るバスバー中継台の分解斜視図同平面図同側面図同底面図固定部にバスバー中継台を固定した状態を示す平面図バスバーを締結ボルトによって共締めした状態を示す側面図同背面図同底面図図７のＩＸ−ＩＸ線断面図図５のＸ−Ｘ線断面図図５のＸＩ−ＸＩ線断面図

＜実施形態＞
本発明の一実施形態について図１乃至図１１を参照して説明する。
本実施形態のバスバー中継台は、例えば、電気自動車やハイブリッド車において、図５及び図６に示すように、機器の取付部Ｐに取り付けられる。そして、図示しない電源装置や図示しないモータから延びるそれぞれのバスバーＢを配置し、締結ボルトＶ（ボルトに相当する）によって共締めされることでそれぞれのバスバーＢを電気的に接続する。
バスバー中継台は、合成樹脂製の台本体２０と、金属製のナット４０と、ナット４０を抜け止めする合成樹脂製のリテーナ５０とを備える。尚、以下の説明において上下方向とは、本実施形態における図６の上下方向を基準とし、機器の取付部Ｐ側を前側とする。

台本体２０は図１及び図４に示すように、矩形板状をなすバスバー設置台２１と、バスバー設置台２１の長辺側の一方の側縁からバスバー設置台２１と直交する方向に延びる一対の取付片２２とを備えている。また、バスバー設置台２１の上面はバスバーＢを配置するためのバスバー設置面２１Ａとされている。
それぞれの取付片２２の中央には固定ボルト２３が挿通可能な固定ボルト挿通孔２４が形成されており、固定ボルト挿通孔２４には金属製のカラー２５が装着されている。そして、このカラー２５に固定ボルト２３を挿入して取付部Ｐの図示しないねじ穴に螺合させることで台本体２０が取付部Ｐに固定されている。

バスバー設置台２１には図１及び図１１に示すように、バスバー設置面２１Ａとは反対側となる下面の中央部に箱型状の突出部２６が形成されており、この突出部２６の両側には補強壁２７が設けられている。補強壁２７はバスバー設置台２１の下面と取付片２２の後面とに一体に連なる。

突出部２６の内部には図１及び図１１に示すように、ナット４０を収容するためのナット収容室２８が上下及後方側の面を開放して設けられている。このナット収容室２８の後方側の開放面にはナット収容室２８にナット４０を挿入するためのナット挿入口３０が設けられている。
このナット挿入口３０は、図１に示すように、突出部２６の後方側の側端面に設けられており、その開口方向はナット４０に螺合される締結ボルトＶの軸方向と直交している。
また、ナット収容室２８の下方側には下方開口部に連なるボルト挿通部３１（挿通部に相当する）が設けられており、締結ボルトＶの先端が台本体２０と干渉することを防止する。
一方、突出部２６の後方側面には図５、図７及び図８に示すように、ナット挿入口３０を塞ぐリテーナ５０が装着され、ナット収容室２８に挿入されたナット４０の脱落を防止する。

リテーナ５０は、図１乃至図４に示すように、リテーナ本体５１が矩形板状をなしており、リテーナ本体５１の長辺方向の両端部にはナット挿入口３０側に向かって延びる一対の弾性枠片５２が設けられている。
この弾性枠片５２は、図４及び図７に示すように、突出部２６の下面に設けられた一対の係止突起３２と係合することで、リテーナ本体５１をナット挿入口３０の周縁部に当接するように突出部２６に固定する。
また、リテーナ本体５１には弾性枠片５２と直交する態様でナット挿入口３０側に向かって延びる一対の位置決めリブ５３が形成されている。この位置決めリブ５３はリテーナ５０を装着する際にナット収容室２８の両側に設けられたリブ収容室３３に嵌合して挿入されることで、リテーナ本体５１をナット挿入口３０の所定の位置に案内する。

さて、前記ナット収容室２８に収容されるナット４０は図１に示すように円筒状をなしてボルト締結孔４１Ａを形成した雌ネジ部４１と、雌ネジ部４１の外周面から突出するフランジ４２（外周突出部に相当する）とを備えている。フランジ４２は雌ネジ部４１の全周から突出して形成され、全体として正方形の板状をなし、フランジ４２の四隅は角部４２Ａとされる。

一方、ナット収容室２８は、図１０及び図１１に示すように、雌ネジ部４１が収容される雌ネジ収容部２８Ａとフランジ４２が収容されるフランジ収容部２８Ｂとを備えている。雌ネジ収容部２８Ａは突出部２６の上方側に位置してバスバー設置台２１のバスバー設置面２１Ａに開口しており、フランジ収容部２８Ｂは突出部２６の下方側に位置して雌ネジ収容部２８Ａと一体に形成されている。
また、雌ネジ収容部２８Ａからリテーナ５０が装着される突出部２６の側面までの間には真っ直ぐに延びる雌ネジ挿入路３４がバスバー設置台２１に設けられている（図１参照）。この雌ネジ挿入路３４はナット４０の雌ネジ部４１の外径寸法よりも僅かに大きい寸法の通路幅に形成されている。
雌ネジ収容部２８Ａは雌ネジ挿入路３４とは反対側に位置する内面が半円形状をなし、この半円形状部分の内径寸法は雌ネジ部４１の外径寸法よりも僅かに大きく、雌ネジ挿入路３４の通路幅寸法と同一にしてある。

また、雌ネジ収容部２８Ａの上下方向の長さ寸法はフランジ４２の上面の位置から上方に延びる雌ネジ部４１の長さ寸法よりも僅かに短く設定されており、図１０及び図１１に示すように、ナット４０の雌ネジ部４１が雌ネジ収容部２８Ａに挿入された状態では雌ネジ部４１の端面が雌ネジ収容部２８Ａから僅かに上方に突出した状態となる。

一方、フランジ収容部２８Ｂは、図１及び図９に示すように、上方に位置する雌ネジ収容部２８Ａ及び下方に位置するボルト挿通部３１よりも幅広でリテーナ５０が装着される突出部２６の側面に開口した形態に設けられ、その形状はナット４０のフランジ４２に対応して平面視正方形の扁平な直方体状に形成されている。
このフランジ収容部２８Ｂの内側面は回り止め部３５とされ、ナット４０に締結ボルトＶを螺合させるときにフランジ４２の角部４２Ａが当接することでナット４０が締結ボルトＶにつられて回転しないように規制する。

また、図１０及び図１１に示すように、フランジ収容部２８Ｂは雌ネジ収容部２８Ａやボルト挿通部３１よりも幅広に形成されていることからフランジ収容部２８Ｂの上下方向に位置する内面はナット４０のフランジ４２が当接可能な軸移動規制部に相当する抜け止め係合面２９とされている。そして、ナット４０がナット収容室２８に挿入された時にはフランジ４２と当接可能な状態となって、ナット４０をナット収容室２８の上下方向（締結ボルトが挿入される軸方向）に所定寸法以上移動しないように規制する。

また、フランジ収容部２８Ｂのバスバー設置台２１の長辺方向に沿う方向の長さ寸法はナット４０のフランジ４２の幅寸法よりも僅かに大きくに形成されているため、ナット収容室２８にナット４０が挿入されてリテーナ５０が装着された時には、図９に示すように、ナット４０のフランジ４２の四方に僅かな空隙が形成される。
一方、ナット収容室２８にナット４０を挿入するためのナット挿入口３０は、図１に示すように、雌ネジ挿入路３４の側面側の開口部とフランジ収容部２８Ｂの側面側の開口部とが一体となって形成され、雌ネジ挿入路３４とフランジ収容部２８Ｂとがナット４０よりも僅かに大きいことから、ナット４０の側面視形状よりも一回り大きい形状に開口している。

一方、リテーナ５０にはリテーナ本体５１の突出部２６と当接する側の面にリテーナ５０が突出部２６に装着された時に雌ネジ挿入路３４を塞ぐ塞ぎ部５４がリテーナ本体５１と一体に設けられている。この塞ぎ部５４は弾性枠片５２と平行な板状をなし、その板圧寸法は雌ネジ収容部２８Ａの上下方向の長さ寸法とほぼ同一に設定されている。
また、塞ぎ部５４の先端部は塞ぎ部５４の基端側に向かって凹んだ円弧状に形成されており、塞ぎ部５４によって雌ネジ挿入路３４を塞いだ時には塞ぎ部５４の先端部が雌ネジ収容部２８Ａと共に、ナット４０の雌ネジ部４１の外周形状よりも一回り大きい略円形状のボルト挿通孔を形成する（図５参照）。

本実施形態のバスバー中継台は上記のような構造であって、続いてこのバスバー中継台の組み付け手順とバスバーの接続方法を説明し、併せてその作用効果を説明する。
まず、台本体２０に設けられたナット収容室２８に雌ネジ部４１を雌ネジ収容部２８Ａに、フランジ４２をフランジ収容部２８Ｂに対応させるようにしてナット４０を嵌合し、ナット４０のフランジ４２がナット収容室２８に完全に収容されるまでナット４０を挿入する。

次に、ナット収容室２８にナット４０を挿入した状態で、リテーナ５０の位置決めリブ５３をリブ収容室３３に嵌合してリテーナ５０を突出部２６の所定の位置に案内する。そして、リテーナ５０が台本体２０の突出部２６に装着されるときには、リテーナ５０の弾性枠片５２が突出部２６の係止突起３２に乗り上げて外方向に撓み変形し、リテーナ５０のリテーナ本体５１が突出部２６の側面と当接したときには弾性枠片５２と係止突起３２との当接状態が解除され、弾性枠片５２が係止突起３２に係止される。これにより、リテーナ５０が台本体２０の突出部２６に装着され、ナット４０がナット挿入口３０から脱落しないように抜け止めされる。尚、このとき、ナット４０のフランジ４２はフランジ収容部２８Ｂ内において、抜け止め係合面２９と当接可能な状態になっているため、ナット４０はナット収容室２８において締結ボルトＶが挿入される軸方向に対して抜け止めされた状態に保持される。
また、ナット収容室２８の雌ネジ収容部２８Ａの上下方向の長さ寸法はフランジ４２から上方に延びる雌ネジ部４１の長さ寸法よりも小さく設定されていることから、バスバー設置台２１のバスバー設置面２１Ａからはナット４０の雌ネジ部４１の端面が僅かに突出した状態となっている。

次に、このようにして組み立てたバスバー中継台を機器の取付部Ｐに配置し、固定ボルト２３によって固定する。詳しくは、台本体２０に設けられた取付片２２の固定ボルト挿通孔２４のカラー２５に固定ボルト２３を挿通し、図示しない機器の取付部Ｐに固定ボルト２３を螺合させることでバスバー中継台を取付部Ｐに固定する。
そして、取付部Ｐに固定された台本体２０のバスバー設置台２１に二枚のバスバーＢを重ねた状態に配置して、締結ボルトＶによって共締めする。詳しくは、バスバー設置台２１の長辺方向の両側から例えば図示しない電源装置及び図示しないモータから延びるそれぞれのバスバーＢをバスバー設置台２１のバスバー設置面２１Ａに沿わせ、バスバー設置台２１の中央において二枚のバスバーＢを重ねた状態に配置する。尚、このとき、バスバーＢはバスバーＢに設けられた挿通孔Ｂ１とナット４０の雌ネジ部４１のボルト締結孔４１Ａとが一続きになるように配置する。

続いて、上方から締結ボルトＶをバスバーＢの挿通孔Ｂ１に貫通させ、台本体２０に収容されたナット４０のボルト締結孔４１Ａに締結ボルトＶを螺合させる。このとき、ナット４０は締結ボルトＶにつられて回転し始めるが、フランジ４２の角部４２Ａがフランジ収容部２８Ｂの回り止め部３５と当接することでナット４０の回転が規制され、ナット４０に対して締結ボルトＶを正常に螺合させることができる。これにより、二枚のバスバーＢはナット４０と締結ボルトＶとによって共締めされ、互いのバスバーＢは電気的に接続された状態に締結される。尚、ナット４０の雌ネジ部４１の端面はバスバー設置台２１のバスバー設置面２１Ａから僅かに突出していることから、図１０及び図１１に示すように、バスバー設置面２１Ａに配置されたバスバーＢはナット４０の雌ネジ部４１と当接した状態で締結される。

以上説明したように、本実施形態のバスバー中継台は従来型のものに比べて中継バスバーを省くと共に、ボルト及びナットを一組に削減することでコスト削減することができる。また、ナット４０のフランジ４２をフランジ収容部２８Ｂ内に保持することで、ナット４０の上下方向（締結ボルトの軸方向）への脱落を防止することができる。
また、ナット４０の雌ネジ部４１の端面はバスバー設置面２１Ａから僅かに突出していることから、ナット４０とバスバーＢとを直接に接触させた共締め状態にすることができ、クリープ現象（合成樹脂に対して長時間強い圧力がかかっていると合成樹脂がゆっくりと変形する性質）に対応させることができる。
更にナット４０の側面とナット収容室２８の内側面との間には僅かなクリアランスが設けられていることから、締結されたバスバーＢに対して大電流が流れてバスバーＢが熱膨張し、どちらか一方向にバスバーＢが変位する場合においても、ナット４０はナット収容室２８内おいてバスバーＢの延びる方向に対して移動することができるため、バスバー中継台を破損させるようなことはない。
また、台本体２０には突出部２６の下方側にボルト挿通部３１が設けられていることから、突出部２６を貫通するような長い寸法の締結ボルトＶを使用する場合においても締結ボルトＶの先端が台本体２０と干渉することを防ぐことができ、締結ボルトＶの選定の自由度を高くすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、ナット４０を円筒状の雌ネジ部４１と雌ネジ部４１の一方の開口縁部から突出するフランジ４２とによって構成したが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば、板ナットのボルト締結部分を叩き出すことによって雌ネジ部を形成し、板状の部分を外出突出部とする板ナットによって構成してもよい。
（２）上記実施形態では、雌ネジ部４１を円筒形状の構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば、角筒状に構成してもよい。

（３）上記実施形態では、フランジ４２を雌ネジ部４１の外周面から全周に亘って突出したフランジ状に構成したが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば、フランジ４２を雌ネジ部４１の外周面の一部から突出した形状に構成してもよい。
（４）上記実施形態では、フランジ収容部２８Ｂの奥行き寸法をナット４０のフランジ４２の一辺寸法とほぼ同等にして、フランジ収容部２８Ｂが台本体２０の側面において開口する構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、例えば、フランジ収容部２８Ｂを上記実施形態よりも奥深い（前方側の）位置に形成し、台本体２０の側面において開口するナット挿入口３０からフランジ収容部２８Ｂとの間にナット４０の装着時にフランジ４０が通過するナット挿入路を設けるような構成としてもよい。

２０：台本体
２８：ナット収容室
２９：抜け止め係合面（軸移動規制部）
３０：ナット挿入口
３１：ボルト挿通部（挿通部）
３５：回り止め部
４０：ナット
４１：雌ネジ部
４２：フランジ（外周突出部）
４２Ａ：角部
５０：リテーナ
Ｂ：バスバー
Ｖ：締結ボルト（ボルト）

Claims

二枚のバスバーを重ね合わせてボルトによって締結するためのバスバー中継台であって、
合成樹脂製の台本体と、前記ボルトが螺合される雌ネジ部及びこの雌ネジ部の外周から突出する外周突出部を備えたナットと、前記台本体に形成され前記ナットを少なくとも前記バスバーの長手方向に沿う方向に空隙を余しつつ、かつ前記雌ネジ部の端面を前記台本体の表面に露出させた状態で収容するナット収容室と、前記台本体の側部において開口して前記ナットの前記雌ネジ部及び前記外周突出部を通過させることで前記ナット収容室に前記ナットを前記ボルトの軸方向とは交差する方向から挿入可能にするナット挿入口と、前記ナット収容室に設けられ前記ナット挿入口を通して収容された前記ナットを前記外周突出部に係合することで前記ナットの前記軸方向への移動を規制する軸移動規制部と、前記台本体に前記ナット挿入口を塞ぐように装着されて前記ナット収容室に収容された前記ナットを抜け止めするリテーナとを備えたバスバー中継台。
前記外周突出部は前記ナットの側面に全周に亘って設けられていることを特徴とする請求項１記載のバスバー中継台。
前記外周突出部には角部が設けられ、前記ナット収容室には前記角部と当接することで前記ナットの姿勢を保持する回り止め部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバスバー中継台。
前記台本体には、前記ナット収容室の前記ボルトが挿入される側とは反対側の面に前記ボルトが挿通可能な挿通部が前記台本体を貫通するように設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のバスバー中継台。