JP2012022940A - 端子の保護構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気機器において、ケーブルと接続するために用いられる端子を電気機器外部から触れられないように保護する端子の保護構造において、機器側端子への指等の侵入を確実に防止することができ、機器側端子を保護するためのカバーの大型化を防止することが可能なものを提供する。
【解決手段】端子の保護構造が、先端に圧着端子が設けられたケーブルと、電気機器の板状の機器側端子とがボルトによって接続された接続部を保護するものであって、圧着端子と機器側端子とを覆い、ボルトによって接続部に固定される第1のカバーと、ボルトの頭部を覆う第2のカバーとを有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電気機器において、ケーブルと接続するために用いられる端子を電気機器外部から触れられないように保護する端子の保護構造に関する。
電気機器は、電源ケーブルや信号ケーブル等のケーブルを接続するための端子を有する。このような端子(機器側端子)としては、圧着端子(JIS C2805等)をボルトにて固定するための、導電性の板状の端子がある。これは、導電性の板状の端子にねじ穴が形成されており、ボルトの頭と機器側端子との間に圧着端子が挟み込まれるようにボルトを圧着端子及びねじ穴に通し、次いで、機器側端子に設けられた雌ねじにボルトをねじ込むことによって、圧着端子がボルトと機器側端子との間で締めつけられて圧着端子と機器側端子を密着させるものである。
このような、機器側端子と圧着端子との接続箇所は、電気機器の使用時には活電部となり、感電の虞がある。そのため、電気機器を使用する際は、特許文献1に記載されるもののように、機器側端子と圧着端子との接続箇所をカバーで覆うことが好ましい。
特開2005−235730号公報
機器側端子は、電気機器ごとに複数設けられていることが一般的である。そのため、特許文献1に記載の構成のように、全ての機器側端子を覆うような大型のカバーが用いられる。しかし、このような構成のカバーは、全ての機器側端子を確実に覆うような形状とする必要があるため、カバーが大型化し電気機器自体のサイズが大きくなるという問題があった。
また、圧着端子には、それと適合する電線のサイズが規定されており、電気機器で使用される電線のサイズに応じて様々なサイズの圧着端子が用いられる。そして、大きなサイズの圧着端子に合わせて上記のようなカバーを設計すると、圧着端子や電線を通すための開口を大きくとる必要があり、指等の侵入を防止することができなくなるといった問題があった。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、機器側端子への指等の侵入を確実に防止することができ、機器側端子を保護するためのカバーの大型化を防止することが可能な、端子の保護構造を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の端子の保護構造は、先端に圧着端子が設けられたケーブルと、電気機器の板状の機器側端子とがボルトによって接続された接続部を保護する端子の保護構造であって、圧着端子と機器側端子とを覆い、ボルトによって接続部に固定される第1のカバーと、ボルトの頭部を覆う第2のカバーとを有する。
本発明の端子の保護構造は、第1のカバーによって機器側端子及び圧着端子の板状部が遮蔽され、第2のカバーによってボルトの頭部が遮蔽される。このため、第1及び第2のカバーは、夫々が遮蔽すべき対象を覆るだけの必要最低限の大きさのものでよく、機器側端子を保護するためのカバーの大型化を防止することができる。
以上のように、本発明によれば、機器側端子への指等の侵入を確実に防止することができ、機器側端子を保護するためのカバーの大型化を防止することが可能な端子の保護構造が実現される。
図1は、本発明の実施の形態のリアクタの斜視図である。 図2は、一部部品を除去した、本発明の実施の形態のリアクタの斜視図である。 図3は、本発明の実施の形態の第1カバーの斜視図である。 図4は、本発明の実施の形態のリアクタの断面図である。 図5は、本発明の実施の形態の第1カバーに使用される導体の筒状部(第3の筒状部)の斜視図である。 図6(a)〜(c)は、夫々リブの大きさを変更した第1カバーの正面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態の電気機器であるリアクタ1の斜視図である。本実施形態のリアクタ1は、リアクタ1が使用される装置(工作機械等)にリアクタ1を固定するためのベース30と、ベース30に固定されたコア10と、コア10の周りに設けられた複数の巻線から構成される巻線部20と、リアクタ1の上部(ベース30の反対側に位置する面)に取りつけられている保護カバー部100とを有する。
図2は、保護カバー部100の一部の部品を除去した状態のリアクタ1の斜視図である。図2に示されるように、巻線部20は、第1巻線21、第2巻線22及び第3巻線23が、その軸方向(図1中、左下から右上方向)が平行となるよう一列に並べられたものである。また、詳細には図示されてはいないが、コア10は、2つのE字状のコアを向かい合わせに配置して3本の平行なアームを形成した「日」字形状のコアであり、第1巻線21、第2巻線22及び第3巻線23は、夫々コア10の3本のアームの周りを巻回するように設けられている。
図2に示されるように、第1巻線21、第2巻線22及び第3巻線23の夫々は、一対の板状の端子21a、22a及び23aを有している。端子21a、22a、23aの夫々には、各端子21a、22a、23aに圧着端子Tを固定するためのボルトBが通される開口が形成されている(図2中には、端子22aの開口22b及び端子23aの開口23bのみ表示)。
圧着端子Tは、図2に示されるように、ケーブル(図示せず)が通された上でかしめられてケーブルと一体となる筒状部Tと、板状部Tから構成される、金属製の部材である。圧着端子Tの板状部Tには、ボルトBが通される穴Tが形成されている。
本実施形態においては、上記のように、端子21a、22a及び23a、圧着端子T、並びにボルトBは、リアクタ1の使用時に電圧が加わる、所謂活電部となる部分である。そのため、リアクタ1の使用時に指等が活電部に触れないよう、保護カバー部100にて保護を行うようになっている。なお、本実施形態においては、上記保護カバー部100による保護は、JIS C0920:2003(IEC 60529:2001)規格のコードIP2Xに適合したものであり、指を模した直径12.5mm、全長80mmの間接を有する棒状の近接プローブが活電部に触れないよう、活電部が保護カバー部100によって保護されている。なお、巻線21、22及び23の端子21a、22a及び23a以外の部分は、絶縁性のフィルムによって覆われて保護されているため、活電部とはならない。
本実施形態の保護カバー部100について以下に説明する。図1及び図2に示されるように、保護カバー部100は、第1カバー120と、第2カバー110と、第3カバー130とを有する。なお、図2は、図1に示されるリアクタ1から、第2カバー110と、一部の第1カバー120と、一部のボルトBと、一部の圧着端子Tを取り外した状態のリアクタの斜視図である。第1カバー120は、リアクタ1の端子21a、22a、23aの夫々の上面を覆うように設けられた6つのカバーである。第3カバー130は、リアクタ1の端子21a、22a、23aの下面側から指が進入しないよう保護する板状のカバーである。なお、第3カバー130は、本実施形態においては、第1カバー120と別にリアクタ1に取りつけられるものであるが、第3カバー130が第1カバー120と一体に形成された構成としてもよい。また、リアクタ1と異なる形状の電気機器においては、機器のフレームが第3カバーとしての機能を有し、第3カバー130に相当する、端子の下面側からの指の進入を防ぐための部材を別途必要としない場合もある。
第1カバー120の構造について説明する。図3は、第1カバー120の斜視図である。また、図4は、リアクタ1を端子22aの双方を通過する鉛直面で切断した断面図である。図2乃至図4に示されるように、第1カバー120は、端子22a(或いは他の巻線21、23の端子21a、23a)の上に配置される板状部121と、絶縁筒状部122と、突出部123を有する。図4に示されるように、板状部121には、ボルトBを通すための開口121Hが設けられており、絶縁筒状部122は、この開口121Hを囲むように板状部121の上面から上方に延び、絶縁筒状部122の上端には開口122Hが形成されている。また、突出部123は、絶縁筒状部122の外周面の一部から、水平方向(すなわち、板状部121に沿った方向)に突出する、上面123Tと一対の側面123Sを有するコの字断面形状の突出部である。また、突出部123の先端(絶縁筒状部122から遠位となる端部)には、側面123Sの端部同士を連絡するような腕部123Bが形成されている。すなわち、突出部123は、その先端部では環状に形成される。
圧着端子Tをリアクタ1の端子22aに固定する際は、突出部123の環状の先端部に圧着端子Tを差し込み、次いで第1カバー120の開口121H、圧着端子Tの穴T及び端子22aの開口22bが互いに重なるよう第1カバー120及び圧着端子Tの位置決めを行う。そして、スプリングワッシャW及び平座金Wが設けられているボルトBを第1カバー120の開口121H、圧着端子Tの穴T及び端子22aの開口22bに差し込む。図4に示されるように、端子22aの下面の、開口22bの位置には、ナット22cが固定されており、このナット22cにボルトBをねじ込むことにより、ボルトBの頭部Bと端子22aの上面との間に、圧着端子Tの板状部T及び第1カバー120の板状部121とが挟み込まれた状態となり、第1カバー120及び圧着端子Tが端子22a上に固定される。なお、絶縁筒状部122の高さ(軸方向寸法)は、ボルトBの頭部Bの高さとスプリングワッシャW及び平座金Wの厚さの合計値よりも十分に大きいため、ボルトBの頭部Bが絶縁筒状部122の開口122Hから外側に突出することはない。
この状態では、図1及び図4に示されるように、板状部121によって端子22a及び圧着端子Tの板状部Tの大半が覆われる。また、板状部Tの、板状部121からはみ出た部分は、突出部123に覆われる。さらに、ボルトBの頭部Bの側方は絶縁筒状部122によって覆われる。このように、ボルトBの頭部Bの上側以外は、第1カバー120によって覆われて遮蔽される。
また、図4に示されるように、第1カバー120の開口121Hの内周には、円筒形状の導電筒状部124が固定されている。導電筒状部124は、金属等の導電性材料から形成された円筒形状の部材である。また、第1カバー120の導電筒状部124以外の部分は、絶縁性の樹脂材料から形成された樹脂成形品である。導電筒状部124は、開口121Hに嵌め込まれることによって第1カバー120の他の部分と一体に形成される。ボルトBをナット22cにねじ込んだ状態では、ボルトBの頭部Bと圧着端子Tの板状部Tとの間に導電筒状部124、スプリングワッシャW、平座金Wが挟み込まれた状態となる。
ボルトBの締めつけにより、ボルトBの頭部Bは、スプリングワッシャW、平座金W及び導電筒状部124を介して圧着端子Tの板状部Tを端子22aに向かって押し込み、圧着端子Tの板状部Tを端子22aに密着させる。そのため、圧着端子Tと端子22aとの間の接触抵抗の大きさは極めて小さいものとなる。また、上記のボルトBの締めつけによって、圧着端子Tの板状部Tと導電筒状部124、導電筒状部124と平座金W、平座金WとスプリングワッシャW、スプリングワッシャWとボルトBの頭部Bもまた、互いに密着した状態となる。ボルトB、スプリングワッシャW、平座金W及びナット22cは共に金属製(導体)であるので、圧着端子Tと端子22aとの間には、両者の直接接触による導電経路の他に、端子22a−ナット22c−ボルトB−スプリングワッシャW−平座金W−導電筒状部124−圧着端子Tの板状部Tという導電経路が形成されることになり、圧着端子Tと端子22aとの間の電気抵抗はより小さなものとなる。また、導電筒状部124は樹脂材料と比べて圧縮強度の高い金属材料から形成されており、ボルトBを強く締めつけたとしても割れることはない。そのため、本実施形態の構成によれば、ボルトBを規定のトルクにて締めつけることができる。
導電筒状部124の斜視図を図5に示す。図4及び図5に示されるように、導電筒状部124は、円筒部124Tと、円筒部124Tの一端に形成されたフランジ部124Fとから形成されている。円筒部124Tの外径は、第1カバー120の板状部121の開口121Hの径よりもわずかに大きく形成されており、導電筒状部124を第1カバー120の板状部121に固定する場合は、荷重を加えながら円筒部124Tを開口121Hに、
開口121Hを弾性的に押し広げながら押し込む(圧入する)ことにより、導電筒状部124を開口121Hに嵌め込む。ここで、図5に示されるように、円筒部124Tの外周面には、円筒部124Tの軸方向に沿って多数の溝が形成されている。開口121Hに円筒部124Tを圧入する際は、円筒部124Tと開口121Hとの間に摩擦力が働くが、上記溝によって円筒部124Tと開口121Hとの接触面積は小さく抑えられる。このため、本実施形態においては、適切な荷重でスムーズに円筒部124Tを開口121Hに圧入することができる。
また、本実施形態においては、図4に示されるように、フランジ部124Fが下向きとなるように(すなわち、フランジ部124Fと圧着端子Tの板状部Tが当接するように)、導電筒状部124が配置されている。この構成は、導電筒状部124と圧着端子Tの板状部Tが、フランジ部124Fを介して広い接触面積にて当接し、導電筒状部124が板状部Tを端子22aに向かって押し込むものである。すなわち、この構成においては、広い接触面積を持って圧着端子Tの板状部Tが端子22aに密着することになり、両者の間の接触抵抗を一層小さなものとすることができる。
しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、フランジ部124Fが上向きとなるように(すなわち、フランジ部124Fと平座金Wが当接するように)、導電筒状部124が配置されてもよい。前述のように、ボルトBは導電筒状部124を下方に押し込むものである(すなわち、導電筒状部124には、導電筒状部124が下に抜けようとする方向の力が加わる)が、本構成によれば、フランジ部124Fと第1カバー120の板状部121とが係合するため、導電筒状部124の下方への抜けが防止される。
以上説明した構成は、リアクタ1の端子22aに圧着端子Tを固定するものであるが、リアクタ1の他の端子21a、23aに圧着端子Tを固定する為の構成も、上記構成と同様である。
第2カバー110は、図1及び図4に示されるように、第1カバー120の絶縁筒状部122の開口122H(図3、図4)を塞ぐように、リアクタ1の上面を覆うものである。この結果、第1カバー120の絶縁筒状部122の開口122Hが第2カバー110によって覆われ、ボルトBの頭部Bが遮蔽される。また、第2カバー110によって、リアクタ1の端子21a、22a、23aの根本部分(巻線21、22、23に近位となる部分)もまた覆われる。
このように、第1カバー120によってリアクタ1の端子21a、22a、23aの上面及び圧着端子Tの板状部Tが遮蔽され、第3カバー130によって端子21a、22a、23aの下面が遮蔽され、第2カバー110によってボルトBの頭部B及び端子21a、22a、23aの根本部分が遮蔽される。また、圧着端子Tの筒状部Tは、第1カバー120の突出部123から一部がはみ出た状態となっているが、圧着端子Tがケーブルに圧着された後、筒状部Tの周りに絶縁性のチューブが取りつけられるようになっているため、筒状部Tもまた、遮蔽された状態となっている。このように、本実施形態においては、活電部である圧着端子T、リアクタ1の端子21a、22a、23a及びボルトBの全てが露出しないように保護される。
本実施形態は、第1カバー120の突出部123の環状の先端部に圧着端子Tを挿入する構成であるため、突出部123の内周面の形状を変更することにより、様々な大きさの圧着端子Tに適用することができる。
図3に示されるように、本実施形態においては、第1カバー120の突出部123は、上面123T及び一対の側面123Sから構成される、コの字断面形状となっている。そして、側面123Sの夫々の内周面からは、内側に向かって水平方向に延びる第1リブ123R1が形成されている。なお、第1リブ123R1の高さ方向の位置は、板状部121と略同じ位置である。圧着端子Tの板状部Tは、突出部123の環状の先端部のうち、第1リブ123R1より下(腕部123Bより)の領域Haに挿入される。一方、圧着端子Tの筒状部Tは一対の第1リブ123R1の間、及び第1リブ123R1より上(上面123Tより)の領域Hbから挿入されるようになっている。
また、突出部123の上面123Tの内周面からは、腕部123Bに向かって下向方向に延びる第2リブ123R2が3つ形成されている。本実施形態においては、第1リブ123R1及び第2リブ123R2の長さが異なる複数種類の第1カバー120を用意することによって、筒状部Tの径が異なる様々な圧着端子Tに対して、指等の侵入を防止している。
複数種類の第1カバー120の正面図を図6に示す。図6(a)は、筒状部Tの径が比較的小さい圧着端子Tに対応した第1カバー120である。すなわち、図6(a)に示される第1カバー120は、第1リブ123R1及び第2リブ123R2の突出方向(すなわち、突出部123の腕部123Bに向かう方向)の寸法を長くとって、突出部123の上面123T及び側面123Sと圧着端子Tの筒状部Tの隙間に差し込むことのできる棒状体(指等)の太さを制限し、上記隙間に指等を深く差し込むことができないように構成されている。従って、誤って圧着端子Tの板状部Tに触れることはない。
図6(b)は、筒状部Tの径が中程度であるような圧着端子Tに対応した第1カバー120である。図6(b)の第1カバー120は、図6(a)に示される第1カバー120よりも、第1リブ123R1及び第2リブ123R2の突出方向の寸法を小さくして、より大きな径の筒状部Tを有する圧着端子Tを突出部123内に収容することができるようになっている。
図6(c)は、筒状部Tの径が比較的大きな圧着端子Tに対応した第1カバー120である。図6(c)の第1カバー120は、図6(b)に示される第1カバーよりも、第1リブ123R1の突出方向の寸法を小さくしており、且つ、第2リブ123R2は設けられていない。このため図6(c)の第1カバー120は、図6(b)の第1カバー120と比べて、さらに大きな径の筒状部Tを有する圧着端子Tを突出部123内に収容することができるようになっている。
図6(a)〜(c)の構成は、第1リブ123R1及び第2リブ123R2の寸法(或いは第2リブ123R2の有無)以外の点については同一である。そのため、第1カバー120を成形によって形成する際、突出部123の外周面を形成するための外金型に、内周面を形成するための内金型とを入駒式に組み合わせて成形を行うようにすれば、突出部123の外周面を形成するための外金型(及び板状部121や絶縁筒状部122を形成するための他の金型)を共通の金型とし、この共通の金型に第1リブ123R1及び第2リブ123R2の寸法の異なる複数の内金型のいずれかを組み合わせる構成とすることにより、複数種類の外径の筒状部Tに対応した多種類の第1カバー120を、容易且つ製造コストを大きく上げることなく製造可能となる。
なお、本実施形態においては、上記のように突出部123の先端は腕部123Bを有する。また、図3に示されるように、突出部123は、腕部123Bから下方に突出する第3リブ123R3を有する。腕部123B及び第3リブ123R3は、図4に示されるように、第3カバー130と協同して、下側から指等が端子に侵入しないように保護するものである。ただし、第3カバー130のみで十分に保護が可能である場合は、腕部123B及び第3リブ123R3を省略してもよい。
以上が本発明の実施の形態である。なお、本実施形態においては、活電部の保護を行う電気機器をリアクタとしているが、本発明は上記の構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の端子の保護構造は、圧着端子を固定可能な板状の端子を備えた他の電気機器にも適用可能である。
1 リアクタ
21a、22a、23a 端子
100 保護カバー部
110 第2カバー
120 第1カバー
121 板状部
122 絶縁筒状部
123 突出部
124 導電筒状部
130 第3カバー

Claims (9)

  1. 先端に圧着端子が設けられたケーブルと、電気機器の板状の機器側端子とがボルトによって接続された接続部を保護する端子の保護構造であって、
    前記圧着端子と前記機器側端子とを覆い、前記ボルトによって前記接続部に固定される第1のカバーと、
    前記ボルトの頭部を覆う第2のカバーと、
    を有することを特徴とする端子の保護構造。
  2. 前記第1のカバーが、
    前記ボルトが通される開口が形成され、その第1面と前記機器側端子との間で圧着端子の板状部を挟み込むカバー側板状部と、
    該カバー側板状部の開口の周りに該カバー側板状部の第2面から突出するように形成された筒状部と、
    前記筒状部の外周面から前記カバー側板状部に沿った方向に突出し、前記圧着端子の板状部を覆う突出部と
    を備えた絶縁部を有し、
    前記第2のカバーが、前記筒状部の開口を覆うものである
    ことを特徴とする請求項1に記載の端子の保護構造。
  3. 前記第1のカバーが、前記カバー側板状部の開口の内周に固定され、該カバー側板状部の第1面側と第2面側を導通させる、筒状且つ導電性の導電部をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の端子の保護構造。
  4. 前記導電部の、前記カバー側板状部の第2面側の端面にはフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の端子の保護構造。
  5. 前記導電部の、前記カバー側板状部の第1面側の端面にはフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の端子の保護構造。
  6. 前記絶縁部が樹脂成形品であり、
    前記導電部を前記カバー側板状部の開口に圧入することによって該導電部は前記絶縁部に固定される
    ことを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の端子の保護構造。
  7. 前記導電部は金属材料から形成されていることを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか一項に記載の端子の保護構造。
  8. 前記突出部の内周面には、前記圧着端子の筒状部に向かって突出する複数のリブが形成されていることを特徴とする請求項2から請求項7のいずれか一項に記載の端子の保護構造。
  9. 前記機器側端子において前記第1のカバーによって覆われる第1の面と反対側の第2面側を覆う、絶縁性の第3のカバーをさらに有することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の端子の保護構造。
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