JP2010539646A - 電気装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 本発明の主題は、導電部材を接続するべく利用される、端子ネジ（３）を備える電気装置（１）であって、電気装置（１）は、ネジ回し用開口（１１）を含むネジ（９）が内部に設けられているシャフト（７）を有する筐体（５）を備え、ネジは、シャフト（７）によって径方向において周囲を取り囲まれており、ネジ回し用開口（１１）を用いることによってのみ所望の向きに回転可能で、ネジ頭（１５）およびシャフト（７）は、ネジ（９）が回転させられている間、第１の回転角度範囲内において最小トルクが伝達され、第２の回転角度範囲において最大トルクが伝達されるように、互いに対して相対的に調整され、ネジ頭（１５）は、最大ネジ頭径（Ｄ１）、および、最大ネジ頭径（Ｄ１）と比較すると短縮されているネジ頭径（Ｄ２）を特徴として、シャフト（７）は、最大ネジ頭径（Ｄ１）に対応する第１のシャフト径（ＤＳ１）、および、第１のシャフト径（ＤＳ１）よりも小さい第２のシャフト径（ＤＳ２）を持ち、ネジ頭（１５）の側面は、最大ネジ頭径（Ｄ１）の範囲では曲線状に形成され、短縮ネジ頭径（Ｄ２）の領域では平面状に形成されている電気装置（１）である。
【選択図】 図１および図５

Description

本発明は、端子ネジを備える電気装置に関する。

このような端子ネジを備える電気装置は、公知であり、例えば独国特許文献第３０ ２８ ９５８ Ｃ２号に開示されている。当該公知の電気装置は、絶縁材料の筐体を備える長尺状端子部材として実現される。当該筐体は、内部にネジが配設される円形シャフトを特徴とする。当該シャフトは、固定用スリーブの雌ネジに導入され、当該固定用スリーブによって導電部材と接続され得る。

ネジ頭は、ネジ回し用開口が設けられていることを特徴とする。ネジ回しは、ブレード部分によって、シャフトの開口を通ってネジのネジ回し用開口と係合させられ、ネジ山がつけられた胴体部分でネジを固定用スリーブの雌ネジに回し入れることができる。このようにして、固定用スリーブに挿入されている導電部材を固定する。

雌ネジには一部分のみが螺入されているネジの位置を確実に固定するべく、軸方向に配向されているリブ部材をシャフトの内側に設ける。リブ部材が設けられている箇所では、シャフトの内径がネジ頭の外径よりも小さくなっている。このため、ネジ頭は径方向にリブ部材によって非正に保持される。この結果、例えば振動に起因して生じる望ましくないねじれ、または、ネジの紛失といった事態を防ぐことができる。

端子ネジを備える電気装置の利用者は、電気装置の納品時に、ネジ山がつけられた胴体部分を持つネジが既に固定用スリーブの雌ネジと係合していることが望ましいとしている。これは、固定用スリーブの雌ネジに対してネジの位置合わせが不正確であるためにネジ山が損傷を受けることがないようにするため、および、固定用スリーブ内に挿入された導電部材をネジを回すことによって簡単に且つ即座に固定できるようにするためである。

しかし一方で、ネジと雌ネジとの係合は、直径が最大許容値である導電部材もまた固定用開口を介して固定用スリーブに挿入され得る程度に留めておくことも望まれている。しかし、挿通深さが大きくなると固定用開口が小さくなるので、ネジ山がつけられた胴体部分と雌ネジとの係合がある深さを超える場合には、この限りではない。この場合、厚みの大きい導電部材の接続については、固定用開口を介して固定用スリーブに導電部材を挿入できる程度まで、固定用開口を大きくするべく、ネジを上向き方向に回さなければならない。しかし、一般的に、電動ネジ回しが利用されるので、ネジ山がつけられた胴体部分と雌ネジとの係合がなくなってしまうまでネジが緩められてしまうことが多い。この場合、ネジが斜めに螺入されることと、雌ネジを傷つけることとを避けるべく、ネジ山がつけられた胴体部分と雌ネジとを最初に再度位置合わせしなければならない。

このため、電気装置の納品時には、直径が最大許容値である導電部材も同様に固定用開口を介して固定用スリーブに挿入され得るような所定の係合深さまで、雌ネジに対してネジ山がつけられた胴体部分が螺入されていることが肝要である。

上述した技術水準を鑑みて、本発明は、端子ネジを備える電気装置において、振動および／または揺動に起因するネジのねじれを確実に防ぐことを目的とする。この目的は、請求項１に記載の電気装置の特徴によって達成される。

本発明に係る、導電部材を接続するべく利用される、端子ネジを備える電気装置は、ネジ回し用開口を含むネジが内部に設けられているシャフトを有する筐体を備え、ネジは、シャフトによって径方向において周囲を取り囲まれており、ネジ回し用開口を用いることによってのみ特に回転可能で、ネジ頭およびシャフトは、ネジが回転させられている間、第１の回転角度範囲内において最小ねじりモーメントが発生し、第２の回転角度範囲において最大ねじりモーメントが発生するように、互いに対して相対的に調整されている。ネジは、第１の回転角度範囲内に位置している場合、振動および／または揺動によって、第１の回転角度範囲内でのみ時計周り方向および反時計周り方向に回転し、第２の回転角度範囲には到達しない。このため、第２の回転角度範囲におけるねじれモーメントは、この構成を実現するべく、大きく設定することが必要条件であることは言うまでもない。

本発明によれば、第１の回転角度範囲を特に小さくなるように選択することによって、ネジ回し用開口を筐体に対して正確に位置合わせすることもできるようになる。このような構成とすることによって、ネジ回し用開口の位置が筐体に対して常に同じとなるので、自動ネジ回しを利用することができるようになり、導電部材の接続および固定を、簡単な手段によって、完全に自動化することができるという大きな利点が得られる。このように自動化することによって、導電部材の接続に関するコストが大幅に削減される。

上述した回転角度範囲はそれぞれ、ネジ頭とシャフトとの間のはめあいを、第１の回転角度範囲ではすきまばめとして、第２の回転角度範囲ではしまりばめとすることによって、容易に実現され得る。

このような構成は、第１の回転角度範囲でのすきまばめによって、シャフトの永久歪みおよび永久変形を防ぐという点において、特に有用である。永久歪みは、制御できず、歪みが制御されないためにネジを堅く締める際または緩める際に生じるねじりモーメントの変化を特定できないので、特に問題となる。場合によっては、ネジを回転させることが完全にできなくなることもある。変形の程度は、シャフト材料、電気装置の保存時間、および、気候条件に応じて変わる。このため、本発明に係る電気装置は、電気装置を保存する際にネジをシャフト内に設ける際のはめあいをすきまばめとすることによって、保存時間の影響および保存時の気候条件の影響を大幅に低減するという利点をさらに持つ。さらに、シャフトの材料の選択がより自由になる。

ネジ頭が、最大ネジ頭径、および、これに対して相対的に定められる短縮ネジ頭径を特徴とするように、異なる間隙を形成し得る。シャフトは、最大ネジ頭径に対応する第１のシャフト径、および、これより小さい第２のシャフト径を持つ。

また、ネジ頭の表面領域は、最大ネジ頭径の範囲では曲線状に形成され、短縮ネジ頭径の領域では平坦に形成されている。

ネジ頭の表面領域が最大ネジ頭径の範囲では曲線状に形成されていることから、ネジ用シャフトに挿入されているネジを回転させてもシャフトに機械的な損傷を与えないことが保証されている。ネジ頭がこのように構成されている場合、平坦な表面領域は必ず曲線状の表面領域に続いて設けられ、また、曲線状の表面領域は必ず平坦な表面領域に続いて設けられる。曲線状の表面領域と平坦な表面領域との間の遷移領域では、エッジが設けられる。このエッジは、上述したような、一般的に用いられている多角形状のネジよりもエッジの角度がゆるくなるように、曲線状の表面領域および平坦な表面領域が順次設けられることによって形成される。このような多角形状のネジの場合、ネジ頭の外周上の角に対応するエッジは、平坦な表面が順次続くことによって形成されている。このため、ネジ頭において鋭角にエッジまたは角部が形成される。

本実施形態においては、ネジ頭は、最大ネジ頭径、および、当該最大ネジ頭径と相対的に決められる短縮ネジ頭径を特徴として、シャフトは、最大ネジ頭径に対応する第１のシャフト径、および、当該第１のシャフト径よりも小さい第２のシャフト径を持つように構成することによって、利点が得られる。第２のシャフト径は、シャフト内にリブ部材を配設することによって、実現される。本実施形態は、直径が２つの異なる値に設定されるシャフトは既に公知であるので、本発明は、１または複数の箇所でネジ頭の直径を短縮させるという簡単な構成によって実現され得るという利点を持つ。

本発明が実現するその他の改善点を挙げると、ネジ回し用開口は、少なくとも１つの開口において、ネジ頭の表面領域を分断するスリットとして形成され、開口の領域において、ネジ頭径は、ネジ頭のほかの領域に比べて、短縮される。この改善点が好ましく特に有用な理由は、開口においてネジ頭の直径を短縮することによって、スリットを形成する際に生じる径方向に突出するスラグがシャフトと接触することを防ぐためである。このため、この開口においてシャフトとネジ頭の直径との間には、径方向に突出するスラグよりも大きいすきまばめを実現することが必須条件であることは言うまでもない。

製造技術の観点からすると、この開口においてネジ頭の表面領域が平坦且つ平面状であると、特に製造が簡単となる。このような構成は、例えば、ネジ頭にカシメ加工を施すことによって容易に実現され得る。また、この開口において短縮ネジ頭径を設けることによって、短縮ネジ頭径を持つネジ頭をまず完全に製造してからネジ頭の直径においてスリットを設けるという製造工程において、バリ取りを実行する必要がなくなるという効果が得られる。スラグが非常に長い場合、シャフト内に設けられたネジを回転させる際に、先が鋭いスラグとシャフトまたはシャフトの内面とが接触することを回避するためには、単にスラグの先端を押しのけるだけで十分である。このため、非常に簡単な構成で、シャフトの内面に機械的な損傷が与えられないように防ぐことができる。

導電部材を接続するべく利用される、端子ネジを備える電気装置であって、ネジ回し用開口を含むネジが内部に設けられているシャフトを有する筐体を備え、ネジは、シャフトによって径方向において周囲を取り囲まれており、ネジ回し用開口を用いることによってのみ特に回転可能で、ネジ頭およびシャフトは、ネジが回転させられている間、第１の回転角度範囲内において最小ねじりモーメントが発生し、第２の回転角度範囲において最大ねじりモーメントが発生するように、互いに対して相対的に調整されている電気装置の製造は、以下の工程を実行することによって、非常に効率良く行われる。
（ａ）複数の異なるネジ頭径を持つネジ頭の製造
（ｂ）ネジ回し用開口の形成
（ｃ）電気装置のシャフト内へとネジを挿入
このように処理工程を分割することによって、非切断処理と切断処理（ネジ頭のカシメ処理、のこ盤によるスリットの切断処理）とを別個の処理工程に含めることができるので、各処理工程を自動製造機械における製造ステーションで実行することができるという利点が得られる。さらに、これらの処理工程が設定されたとおりに実行されるという利点がある。このため、単位時間当たりの製造個数を大きくすることができる。

ネジ回し用開口の位置合わせを非常に高い精度で行うべく、上述した電気装置の製造工程において、ネジを電気装置のネジ山に所定の係合深さまで螺入した後、第１の回転角度範囲において、最小ねじりモーメントが発生するような程度まで、ネジを前方または後方へと回転させることが提案されている。第１の回転角度範囲の大きさは、ネジ回し用開口と筐体との位置合わせに関する精度要件に適合させられることが好ましい。この場合、スナップ・イン接続を採用することが有用である。

以下に記載する説明では、端子ネジとして図示されている実施形態例に基づき、本発明に係る電気装置、当該電気装置の製造方法、および、当該電気装置におけるネジの利用を、説明および図示する。

添付図面の図示内容は以下の通りである。

ネジが挿入されているシャフトを備える、本発明に係る端子ネジを備える電気装置の全体構成を示す斜視図であって、ネジおよびシャフトの断面をも示す図である。

図１の電気装置の第１の回転角度範囲を示す平面図である。

図１の電気装置における、導電部材を挿入する固定用開口を示す斜視図である。

固定用開口と共に図１の電気装置の端子ネジを示す斜視図である。

ネジ頭が、ネジの回転が円滑である第１の回転角度範囲内に配置されている様子を示す、図１の電気装置の一部の平面図である。

ネジ頭が、第１の回転角度範囲の終端に配置されている様子を示す、図１の電気装置の一部の平面図である。

ネジ頭が、ネジの回転が不円滑である第２の回転角度範囲内に配置されている様子を示す、図１の電気装置の一部の平面図である。

ネジ頭が係止溝のような凹部を特徴とし、これに対応してシャフトが被係止部材を特徴とする場合の電気装置から端子ネジを切り出して示す平面図である。

図１から図３を参照して説明すると、導電部材（不図示）を接続するための端子ネジ３を備える電気装置１が図示されている。電気装置１は、ネジ回し用開口１１が設けられているネジ９が内部に設けられているシャフト７を含む筐体５を備える。

図１に示すように、シャフト７は、径方向において、全周にわたってネジ９の外側を取り囲んでいる。このため、ネジ９の円周面には到達できない。つまり、ネジ９は、ネジ回し用開口１１に挿入されるネジ回し（不図示）を用いることによってのみ、回転させて堅く締めることが可能である。ネジ回しのブレード部分は、シャフト開口１３を介して、ネジ回し用開口１１へと導入されて挿入される。ネジ９は、シャフト７を通るように誘導されて、図４に図示する端子ネジ３へと到達する。端子ネジ３は、ネジ９のネジ山がつけられた胴体部分に対応する部分として、圧力部材１８と、固定用開口２１と、雌ネジ（不図示）とを有する固定用筐体１６を含む。固定用筐体１６は、公知の構成を持つので、詳細な説明は省略する。本実施形態では、ネジは、ネジ山がつけられた胴体部分で雌ネジと係合する。

この場合、ネジ頭１５およびシャフト７は、第１の回転角度範囲内でネジ９を回転させる際には、最小ねじりモーメントが生じ、第２の回転角度範囲内でネジ９を回転させる際には、最大ねじりモーメントが生じるように、互いに相対的に調整される。

ネジ９を回転させる際にねじりモーメントの値をさまざまに変動させるためには、ネジ頭１５とシャフト７との間のはめあいを、第１の回転角度範囲内ではすきまばめ１７として、第２の回転角度範囲内ではしまりばめ１９とすることが好ましい。すきまばめ１７およびしまりばめ１９は、ネジ頭１５の直径を参照符号Ｄ１およびＤ２によって示されるように異なる値に設定することと、シャフト７に、最大ネジ頭径Ｄ１に対応する第１のシャフト径ＤＳ１、および、これよりも小さい第２のシャフト径ＤＳ２を持たせることとによって実現されるとしてよい。第１のシャフト径ＤＳ１は、最大ネジ頭径Ｄ１よりもわずかに大きく設定しなければならない。一方、第２のシャフト径ＤＳ２は、いかなる場合でも、最大ネジ頭径Ｄ１よりも小さくする。第２のシャフト径Ｄ２は、シャフト７にリブ部材を設けることによって実現することが好ましい。

ネジ頭の表面領域は、図面からよく分かるように、最大ネジ頭径Ｄ１の範囲内では曲線状に構成され、短縮ネジ頭径Ｄ２の範囲内では平坦に構成されている。

ネジ頭１５は、図６に示すように、直径が最大ネジ頭径Ｄ１である第１の範囲と、直径が短縮ネジ頭径Ｄ２である第２の範囲とを持つ。本実施形態によると、図１から図７に示すように、平坦で平面状の表面領域は、第２の範囲内にある。図５および図６に示すように参照符号２２で指定する角部において、最大ネジ頭径Ｄ１である範囲に対して相対的に短縮ネジ頭径Ｄ２である範囲が画定されている。

これに代えて、図８に示すように、短縮ネジ頭径Ｄ２である第２の範囲もまた、係止溝のような形状の凹部として実現され得る。この場合、ネジ９を回転させている間、ネジ頭１５は、当該凹部においてネジ頭１５の被係止部材と係合している。適切な被係止部材として、シャフト７に設けられるリブ部材が挙げられる。

図１から図７に示すように、ネジ回し用開口１１は、ネジ頭１５の表面領域を分断するスリットとして、少なくとも１つの開口２３に形成される（図４を参照のこと）。開口２３の領域においては、短縮ネジ頭径Ｄ２となっている。ネジ頭１５の表面領域は、図４に示すように、開口２３において平坦且つ平面状に形成されるのが好ましい。表面領域は開口２３において、図２および図５から図７を参照することで特に良く分かるように、スリットに対して垂直に配置されている。短縮ネジ頭径Ｄ２は、ネジ頭１５の高さ全体にわたって形成されている。これに代えて、短縮ネジ頭径Ｄ２が形成されているのは、開口２２においてのみとしてもよいし、または、スリットを設けた結果として表面領域にスラグが形成され得る箇所のみとしてもよい。

図６は、ネジ頭１５が、第１の回転角度範囲の終端に配置されている様子を示す、図１の電気装置の一部の平面図である。第１の回転角度範囲では、ネジ頭１５が、シャフト７から離間されている。つまり、明示はしていないものの、ネジ頭１５とシャフト７との間に間隙が存在している。この間隙が存在するために、ネジ９を回転させている間、その回転が円滑なものとなり、ねじりモーメントが最小となる。第１の回転角度範囲においては、理論的に、リブ部材とネジ頭１５との間にも間隙が存在するはずである。リブ部材は、シャフトの内側に配設され、シャフト７の一部を成す。リブ部材によって、第１のシャフト径ＤＳ１からシャフト径ＤＳ２へと直径が短縮される。

図６に示すネジ頭１５は、角部２２において、シャフト７のリブ部材と当接し合う。これが、ネジ頭１５およびシャフト７のはめあいに関するすきまばめ１７としまりばめ１９との間の境界線である。ネジ９を図６に示す位置から反時計回りに回転させると、ネジ９は、図５に示すようにシャフト７とネジ頭１５との間のはめあいがすきまばめ１７となるので移動が容易である、第１の回転角度範囲に到達する。ネジ９を時計回りに回転させると、ネジ９は、角部２２およびねじりモーメントピークを越えて、図７に示すようにシャフト７とネジ頭１５との間のはめあいがしまりばめ１９となるのでねじりモーメントが最大となる、第２の回転角度範囲に到達する。

１ 電気装置
３ 端子ネジ
５ 筐体
７ シャフト
９ ネジ
１１ ネジ回し用開口
１３ シャフト開口
１５ ネジ頭
１６ 固定用筐体
１７ すきまばめ
１８ 圧力部材
１９ しまりばめ
２１ 固定用開口
２２ 角部
２３ 開口
Ｄ１ 最大ネジ頭径
Ｄ２ 短縮ネジ頭径
ＤＳ１ 第１のシャフト径
ＤＳ２ 第２のシャフト径

Claims (10)

1. 導電部材を接続するべく利用される、端子ネジ（３）を備える電気装置（１）であって、前記電気装置（１）は、ネジ回し用開口（１１）を含むネジ（９）が内部に設けられているシャフト（７）を有する筐体（５）を備え、前記ネジは、前記シャフト（７）によって径方向において周囲を取り囲まれており、前記ネジ回し用開口（１１）を用いることによってのみ特定の向きに回転可能で、前記ネジ頭（１５）および前記シャフト（７）は、前記ネジ（９）が回転させられている間、第１の回転角度範囲内において最小ねじりモーメントが発生し、第２の回転角度範囲において最大ねじりモーメントが発生するように、互いに対して相対的に調整され、
   前記ネジ頭（１５）は、最大ネジ頭径（Ｄ１）、および、前記最大ネジ頭径（Ｄ１）と相対的に決められる短縮ネジ頭径（Ｄ２）を特徴として、前記シャフト（７）は、前記最大ネジ頭径（Ｄ１）に対応する第１のシャフト径（ＤＳ１）、および、前記第１のシャフト径（ＤＳ１）よりも小さい第２のシャフト径（ＤＳ２）を持ち、前記ネジ頭（１５）の表面領域は、前記最大ネジ頭径（Ｄ１）の範囲では曲線状に形成され、前記短縮ネジ頭径（Ｄ２）の領域では平坦に形成されている電気装置（１）。
2. 前記ネジ頭（１５）と前記シャフト（７）との間のはめあいを、前記第１の回転角度範囲ではすきまばめ（１７）として、前記第２の回転角度範囲ではしまりばめ（１９）とする請求項１に記載の電気装置（１）。
3. 前記第２のシャフト径（ＤＳ２）は、前記シャフト（７）内にリブ部材を配設することによって、実現される請求項２に記載の電気装置（１）。
4. 前記ネジ頭（１５）および前記シャフト（７）は、前記ネジ（９）を回転させる際に前記ネジ頭（１５）および前記シャフト（７）が互いに係合するように、互いに対して相対的に調整される請求項１から請求項３のうち少なくとも一項に記載の電気装置（１）。
5. 前記ネジ回し用開口（１１）は、少なくとも１つの開口（２３）において、前記ネジ頭（１５）の表面領域を分断するスリットとして形成され、前記開口（２３）の領域において、前記ネジ頭径（Ｄ２）は、前記ネジ頭（１５）のほかの領域に比べて、短縮されている請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の電気装置（１）。
6. 前記ネジ頭（１５）の前記表面領域は、前記開口（２３）において、平坦且つ平面状に形成されている請求項５に記載の電気装置（１）。
7. 前記開口（２３）において、前記表面領域は、前記スリットに対して垂直に配置されている請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の電気装置（１）。
8. 前記ネジ頭径（Ｄ２）は、前記開口（２３）において、前記ネジ頭（１５）から前記ネジの端部の方向を見た場合、前記スリットの底部までのみ、短縮されている請求項１から請求項７のうち少なくとも一項に記載の電気装置。
9. 前記ネジ頭径（Ｄ２）は、前記開口（２３）において、前記ネジ頭（１５）から前記ネジの端部の方向を見た場合、前記ネジ頭の高さ全体にわたって、短縮されている請求項１から請求項７のうち少なくとも一項に記載の電気装置（１）。
10. 前記ネジ頭（１５）は、互いに対向するように配設されている２つの開口（２３）を特徴とし、前記ネジ頭の前記表面領域は、前記２つの開口（２３）のそれぞれにおいて、平坦且つ平面状に形成され、前記２つの表面領域は、互いに対向するように配設されている請求項１から請求項９のうち少なくとも一項に記載の電気装置。

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