JP2008041330A - 車両用フレキシブルバスバ - Google Patents

Abstract

【課題】ボルト締めによる端子平面（座面）の陥没を防止することができるフレキシブルバスバを提供する。
【解決手段】本発明のフレキシブルバスバ1は、編組線2と、編組線2の両端に取り付けられた接続端子3とを有する。このバスバ1の接続端子2にはボルトを貫通させる端子孔30が形成されている。また、端子孔30にボルトの締め付け応力を受圧する円筒状のカラー（締付応力緩和部材）4が嵌合されている。このカラー4がボルトの締め付け応力を受圧するので、高振動環境下であっても端子3の座面が陥没することを防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車、電車などの車両内部の導電接続に利用されるフレキシブルバスバに関する。

従来、設備機器などの導電接続にフレキシブルバスバが利用されている（例えば、特許文献１）。フレキシブルバスバは、可撓性および伸縮性を有する編組線と、編組線の両端に設けられた接続端子とを有しており、この編組線の可撓性と伸縮性により、振動や衝撃を吸収することができる。また、この可撓性と伸縮性により、接続対象の設置位置のズレを吸収することができる。

このようなフレキシブルバスバを接続対象に接続するときは、通常、接続端子に穿設された端子孔にボルトを貫通させ、ボルト締めする。このとき、端子の平面（座面）がごくわずかに撓むように弾性変形し、この弾性によりボルトを押し返すことでボルトが弛み難く、端子の取り付け状態が安定する。しかし、締め付け応力が大きすぎたり、端子を締め付けた状態で長時間経過した場合、座面が陥没した状態で塑性変形してしまうことがある。座面が塑性変形するような陥没が生じた場合、端子平面がボルトを押し返す反力が低下してボルトの締め付けが弛み、導通不良などの不具合が生じる虞がある。特に、電気自動車やハイブリッド自動車、電車などの高振動環境下では、振動に伴ってボルト頭部が端子の座面を繰り返し押圧するため、座面部分が塑性変形して陥没し易い。例えば、電気自動車のエンジンルーム内では、振動周波数が20〜200Hz、振動加速度が最大で9G程度に達するので、比較的短時間で座面が塑性変形する虞がある。

このような問題を解決するために、ボルト頭部と座面との間にワッシャを配置することが挙げられる（特許文献１の図９を参照）。ワッシャを配置することで、ボルトの締め付け応力を端子平面に分散させて伝達させることができるので、座面に過剰な応力が作用し、塑性変形を起こすような座面の陥没を防止することができる。その結果、長期間に亘ってボルトの締め付けが弛むことを防止することができる。

特開平１０−３１２８３９号公報

しかし、上記特許文献１のようにワッシャ（弛み防止機構）を使用したフレキシブルバスバでは、ワッシャを取り付ける作業が煩雑であった。特に、バスバの端子を固定する位置によっては、バスバの取り付け作業を行ない難い場合があり、バスバと別部材のワッシャを配置する作業が非常に煩雑である。しかも、ワッシャを取り付けたかどうかを確認する作業を行なわなければならない。

また、上述のように取り付け作業が煩雑であるため、ワッシャを取り付け忘れる虞がある。ワッシャを取り付け忘れた場合、上述したように端子座面が陥没した状態で塑性変形してボルトの締め付けが弛み易くなる。しかも、定期点検の際にワッシャの取り付け忘れが判った場合、端子を固定するボルトを外して、ワッシャを配置する作業を行なわなければならないため、点検作業者にも大きな負担をかけることになる。

さらに、従来のフレキシブルバスバでは、ボルト締めのときに、編組線が端子孔の内部に解れ出すという問題もある。一般に端子孔は、ボルト軸部の外径よりも大きく形成されているだけでなく、ボルト軸部の外周面にネジ溝が切ってあるため、端子孔とボルト軸部の外周面との間に隙間がある。そのため、ボルト頭部に押圧されて座面が陥没したときに、編組線が端子孔に押し出されるようにして上述した隙間に解れ出し、端子と編組線との接触が減少する。このように、端子と編組線との接触面積が減少すると、電気抵抗が増加して、過熱事故が生じる虞がある。しかも、編組線が解れ出すと、端子内部における編組線に空隙部が生じて、座面の更なる陥没を引き起こす虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主目的は、車両内部などの高振動環境下において使用しても、ボルト締めによる塑性変形を伴う端子平面（座面）の陥没を防止することができるフレキシブルバスバを提供することにある。

また、本発明の別の目的は、フレキシブルバスバの取り付け作業時に、ワッシャ等の弛み防止機構を取り付ける手間や弛み防止機構の付け忘れ検査を省略することができるフレキシブルバスバを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、フレキシブルバスバの接続端子をボルト締めするときに、編組線が端子孔の内部に解れ出すことを防止することができるフレキシブルバスバを提供することにある。

本発明の車両用フレキシブルバスバは、編組線と、編組線の両端に取り付けられた接続端子とを有する。このバスバの接続端子にはボルトを貫通させる端子孔が形成されている。そして、端子孔にボルトの締め付け応力を受圧する円筒状の締付応力緩和部材が嵌合されていることを特徴とする。

本発明の構成となすことにより、ボルトの締め付け応力の一部を締付応力緩和部材が受圧することができるので、端子の座面が塑性変形して座面が陥没することを防止できる。その結果、ボルトの締め付けに対する端子の反力が減少し難いため、ボルトの締め付けが弛み難い。ここで、締付応力緩和部材は、円筒状であり、締め付け応力を円筒の端面で受圧することができる。円筒状の部材は、その軸方向の圧縮力に対して強い耐力を有するので、ボルトの締め付け応力を効果的に受圧することができる。

また、本発明の構成によれば、端子孔に締付応力緩和部材が予め嵌合されているので、バスバの取り付け作業を容易に行なうことができる。しかも、従来のバスバのようにワッシャを取り付け忘れてボルトの弛み防止対策を講じ忘れることがない。

さらに、本発明の構成によれば、端子孔に締付応力緩和部材が嵌合されているため、端子孔の内周面を締付応力緩和部材が覆うことができる。そのため、編組線が端子孔に解れ出すことを防止することができる。

締付応力緩和部材は、締め付け応力により容易に塑性変形しない材料で構成すれば良い。この材料としては、剛性の高い鋼などの金属製の材料が好適に利用可能である。但し、上述したように、締付応力緩和部材は、円筒状であるため締め付け応力に対して強い耐力を有するので、端子または編組線と同じ材料により構成しても良い。

締付応力緩和部材の高さは、所定の締め付け応力が端子の座面に作用して端子を固定できるように、端子の厚さよりも短いことが好ましい。具体的には、締付応力緩和部材の高さは、ボルトの頭部に締め付けられた端子の座面が弾性変形して締め付け応力に対する反力を発揮するが、陥没した状態で塑性変形しないような厚さにボルトの頭部を当て止めすることができる高さである。より好ましくは、端子平面が塑性変形することなく、且つ、編組線が端子孔に解れ出さないように端子孔の内周に面した編組線の全体を締付応力緩和部材が覆うことができる長さである。

締付応力緩和部材の外径は、端子孔の内径とほぼ等しいか、若干大きいことが好ましい。このような外径とすることにより、締付応力緩和部材を端子孔に圧入して嵌合させることができるので、この緩和部材が端子孔から容易に抜け落ちないようにすることができる。但し、端子孔に対する締付応力緩和部材の嵌合状態は、ボルトによる締め付け行なうときに、締付応力緩和部材が端子孔の内周面に沿って移動できる程度の嵌合状態であっても良いし、端子孔に固定されて移動できない程度の嵌合状態であっても良い。

端子孔の深さ方向に対する締付応力緩和部材の嵌合位置は特に限定されない。好ましくは、締付応力緩和部材が端子孔から突出しないように締付応力緩和部材を端子孔に嵌合させておく。より好ましい嵌合位置は、嵌合した締付応力緩和部材が、端子孔の内周に面した編組線の全体を覆うような位置である。例えば、締付応力緩和部材の嵌合位置は、この緩和部材の一方の端面が端子の一方の面と面一であっても良いし、緩和部材の両端面がそれぞれ端子の両面よりも端子孔の内部側にずれていても良い。

その他、締付応力緩和部材にさらにフランジ部を設けて、より効果的に塑性変形を伴う座面の陥没を防止しても良い。具体的には、端子孔に嵌合する円筒部と、円筒部の一端面に設けられたフランジ部とにより締付応力緩和部材を形成することが挙げられる。この場合、フランジ部の外径をボルト頭部の対角寸法よりも大きくすると、締め付け応力が端子平面に分散されるので、より効果的に塑性変形を伴う座面の陥没を防止することができる。また、フランジ部を有する構成となすことにより、締付応力緩和部材を端子孔に嵌合したときに、フランジ部がその厚さの分だけ端子孔から突出した状態となる。即ち、フランジ部がワッシャと同様の機能を果たすことになる。

このフランジ付き締付応力緩和部材の長さは、端子にボルトの締め付けに対する反力を生じさせるような長さとすることが好ましい。即ち、端子孔から突出するフランジ部を除いた円筒部の長さが端子の厚さよりも短ければ良い。但し、ボルトにより締め付けたときに、フランジ部が座面にめり込んで座面が塑性変形しないように円筒部の長さを決定することが好ましい。

上述したフレキシブルバスバに使用する編組線としては、代表的にはスズメッキ銅線が好適に利用可能である。また、接続端子は、編組線と同程度の導電率を有する材料で構成することが好ましい。例えば、導電性を考慮して編組線にスズメッキ銅線の使用した場合、接続端子には銅を使用することが挙げられる。ここで、接続端子に銅を使用した場合、例えば、ステンレス等と比較して剛性が低いため、ボルトの締め付けにより座面が塑性変形し易い。しかし、本発明のフレキシブルバスバは、締付応力緩和部材を有するため、接続端子に銅を使用しても、座面の塑性変形を伴う陥没を防止することができる。

ところで、フレキシブルバスバを作製するには、編組線とパイプ材を用意し、編組線の両端部にパイプ材をプレスして取り付けることで行なわれる。即ち、このプレスされたパイプ材が接続端子となる。パイプ材は、円形状のパイプ材に予備プレスを施して楕円形状に成形したものを使用するのが一般的である。ここで、パイプ材として、平角パイプを使用することで、予備プレスを省略することができる。また平角パイプであれば、編組線をパイプ材に挿入し易い。

本発明の車両用フレキシブルバスバによれば、締付応力緩和部材がボルトの締め付け応力を受圧するので、高振動環境下であっても端子の座面が陥没した状態で塑性変形することを防止することができる。

また、締付応力緩和部材が予め端子孔に嵌合されているため、弛み防止機構を配置し忘れることがなく、フレキシブルバスバの取り付け作業自体を容易にすることができる。

さらに、本発明のフレキシブルバスバによれば、締付応力緩和部材が端子孔の内周面を覆うため、編組線が端子孔の内周面に解れ出すことを防止することができる。従って、編組線と端子との接触面積が減少したり、編組線が解れ出すことによる更なる座面の陥没を防止することができる。

以下、本発明の実施例、変形例を図に基づいて説明する。

＜実施例＞
図１は、本発明フレキシブルバスバの概略構成図である。本発明のフレキシブルバスバ1は、編組線2と、編組線2の両端に設けられる接続端子3とを有する。このフレキシブルバスバ1を使用して導電接続するときは、バスバ1の一方の端子3A(3)を一の機器に、他方の端子3B(3)を別の機器に接続する。

編組線2は、スズメッキ銅線（JIS C1100W）を平編にしたものである。平編にされた編組線2は、可撓性および伸縮性を有するため、バスバ1の長さの範囲内であれば接続対象の配置を問わない。例えば、バスバ1の端子3を固定する接続対象の端子の位置が、互いに直角の位置にある場合でも、容易に両者を接続させることができる。

本発明のフレキシブルバスバ1は、図1(B)に示すように、接続端子3の厚さ方向に3本の編組線2A〜2Cを束ねて形成している。この3本の編組線は、2Aから2B、2Cの順に長くなっている。そのため、図1(B)の上方に位置する編組線2Aを直線状に伸ばしたときに、残りの２本の編組線2B,2Cが湾曲するようになっている。従って、このバスバ1は、端子3Aおよび3Bを図面の上方に折り曲げて編組線3が図面の下方に凸となるように屈曲したときに、外周に位置する編組線3C（図の一番下の編組線）に過大な張力が作用しないようになっている。

一方、接続端子3は、銅管（JIS C1020T）にスズメッキしたものをプレス成形して扁平状にすることにより編組線2の両端部に取り付けたものである。この端子3には、ボルトを貫通させるための端子孔30が設けられている。そして、端子孔30の内周側には、円筒状のカラー（締付応力緩和部材）4が嵌合されている。このカラー4は、予め端子孔30に圧入して嵌合されているため、バスバ1の取り付け作業時に配置し忘れることがない。

カラー4は、ステンレス（JIS SUS304）製のパイプ状部材であり、図2に示すように、その高さが、端子3の厚さよりも短い。端子3の厚さよりも短いことで、端子3をボルト締めしたときに所定の締め付け応力で取り付け対象に端子3を固定することができる。また、端子孔30にカラー4が嵌合されていることにより、ボルトの締め付け応力をカラー4が受圧するので、端子が塑性変形するほど変形しない。これは、カラー4が円筒状をしており、この円筒の端面で、ボルトの締め付け応力の一部を効果的に受圧することができるからである。

また、編組線2の外周には絶縁被覆5を設けた。絶縁被覆5には、熱収縮チューブ（商品名：スミチューブB2）を使用し、この熱収縮チューブの内部に3本の編組線2A〜2Cが一括して配置されるようにした。ここで、熱収縮チューブは、予め3本の編組線2の外周に配置しておき、フレキシブルバスバ1を接続した後、加熱することで編組線2の外周に密着させた。

上述したフレキシブルバスバの端子およびカラーの寸法を以下に示す。
[接続端子]
端子の長さ（図1の左右方向の長さ） 29mm
端子の幅（図1の上下方向） 25mm
端子の厚さ 5.6mm
端子を構成する銅管の管厚 1.0mm
端子孔の内径 11mm
[カラー]
カラーの高さ 5.0mm
カラーを構成する鋼管の厚さ 1.0mm
カラーの外径 11mm
カラーの内径 9mm

以上、説明した実施例のフレキシブルバスバは、カラーを有することにより、長期間に亘ってボルトの締め付けが弛むことを防止することができる。また、接続端子をボルト締めしたときに、カラーが端子孔の内周面全体を覆うため、編組線が端子孔の内部に解れ出すことが無く、過熱事故等の不具合が生じ難い。

＜変形例＞
本例では、実施例とは形状の異なるカラーを使用したフレキシブルバスバを説明する。本変形例のバスバは、カラーが異なる以外、実施例と同様であるため、ここでは、カラーの形状のみ説明する。

図3に示すように、本例に使用するカラー40は、円筒部41とフランジ部42とを有する。カラー40の円筒部41の外径は、端子孔の内径にほぼ等しくなるように形成している。そのため、円筒部41が端子孔に嵌合して、カラー40が容易に端子孔から脱落しないようになっている。

一方、カラー40のフランジ部42の外径は、端子孔の内径よりも大きく、且つ、ボルト頭部の対角寸法よりも大きくなるように形成している。従って、このフランジ部42が端子孔に引っ掛かり、フランジ部42が端子の平面（ボルトの座面）に突出する。これは、実施例のカラーに加えて、ボルトと端子の座面との間にさらにワッシャを設けた構成に等しい。そのため、本例のバスバは、図１のカラーを設けたバスバよりもボルトが弛み難い。

なお、上述した実施例、変形例では、各端子に接続される編組線は、3本としたが、電流容量と端子の大きさに応じて、1〜2本でも良いし、4本以上であっても良い。また、編組線を複数本重ねた状態で、一端側に端子を接続し、他端側は編組線を分岐させ、それぞれの編組線の端部に端子を接続するように構成しても良い。

本発明フレキシブルバスバは、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両内部配線に好適に利用可能である。

図１は、本発明のフレキシブルバスバの概略構成図であって、（A）は正面図、（B）は側面図である。 図２は、本発明のフレキシブルバスバの端子を示す部分拡大図であって、（A）は斜視図、（B）は（A）のA-A断面図である。 図３は、フランジ付きカラー（締付応力緩和部材）の斜視図である。

符号の説明

1 フレキシブルバスバ 2,2A,2B,2C 編組線
3 接続端子 30 端子孔
4 カラー 40 フランジ付きカラー 41 円筒部 42 フランジ部
5 絶縁被覆

Claims (3)

1. 編組線と、編組線の両端に取り付けられた接続端子とを有する車両用フレキシブルバスバであって、
   接続端子にはボルトを貫通させる端子孔が形成されており、
   端子孔にボルトの締め付け応力を受圧する円筒状の締付応力緩和部材が嵌合されていることを特徴とする車両用フレキシブルバスバ。
2. 締付応力緩和部材の高さが、端子の厚さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の車両用フレキシブルバスバ。
3. 締付応力緩和部材は、端子孔に嵌合する円筒部と、円筒部の一端面に設けられたフランジ部とを有しており、
   フランジ部の外径は、端子孔の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用フレキシブルバスバ。

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