JP2012227038A - バスバー端子台構造 - Google Patents

Abstract

【課題】基板側に設けられる半田部分において半田クラックの発生を防止することができるバスバー端子台構造の提供。
【解決手段】バスバー端子台構造１は、基板３と、バスバー５と、固定体７と、ねじ９と、金属ブッシュ１１とを備える。固定体７には、ねじが螺合される雌ねじ部７ａが含まれている。基板３及びバスバー５は、ねじ９の頭部９ａと固定体７との間に配置されている。金属ブッシュ１１は、基板３に設けられたスルーホール１３に装着され、且つ、そのスルーホール１３に半田付けされている。ねじ９は、バスバー５及び金属ブッシュ１１を螺合することなく貫通している。バスバー５及び金属ブッシュ１１は導電可能に重ねられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、バスバーとプリント基板を接続するバスバー端子台構造に関するものである。

現在、電気部品・電子部品の大電流化が一般的となっており、プリント基板上のパターン配線では放熱やパターン幅の確保が困難であるため大電流を流すのに優れているバスバーを使用する場面が増えてきている。そのため、プリント基板とバスバーを接続する構成も必要とされている。

例えば、特許文献１には、プリント基板とバスバーとが端子台によって相互接続されている構成が開示されている。そして、その端子台とプリント基板との間では、半田による導通確保のための接続と、ねじによる構造維持のための接続とが、別々の箇所で行われている。

また、特許文献２に開示の構成では、プリント基板の導体パターン上には、半田付けされる接続用金具が設けられており、その接続用金具にバスバーがねじ留めされていた。

特開２０００−２８５９９９号公報 特開２００６−３２７４４号公報

しかしながら、上述した特許文献１及び２に開示の構成では、ねじを受ける部分が形成された端子台あるいは接続用金具が、プリント基板と半田付けされる態様であるため、ねじによる結合力が半田に直接的に伝わり、半田クラックが発生する恐れがある。

また、特許文献１に開示の構成では、端子台とねじ頭部との間にプリント基板が挟まれており、経年劣化でプリント基板が変形すると、端子台とねじ頭部との間に隙間が出来てしまう。かかる隙間の発生も、振動が直接、半田部分に伝わる要因となり、半田クラックを誘発させる恐れがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、基板側に設けられる半田部分において半田クラックの発生を防止することができるバスバー端子台構造を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明は、基板と、バスバーと、固定体と、ねじと、金属ブッシュとを備えるバスバー端子台構造であって、前記固定体には、前記ねじが螺合される雌ねじ部が含まれており、前記基板及び前記バスバーは、前記ねじの頭部と前記固定体との間に配置されており、前記金属ブッシュは、前記基板に設けられたスルーホールに装着され、且つ、該スルーホールに半田付けされており、前記ねじは、前記バスバー及び前記金属ブッシュを螺合することなく貫通しており、前記バスバー及び前記金属ブッシュは導電可能に重ねられている。

本発明のバスバー端子台構造によれば、基板側に設けられる半田部分において半田クラックの発生を防止することができる。

本発明の実施の形態１に係るバスバー端子台構造を示す全体図である。 本発明の実施の形態１に係るバスバー端子台構造に関する断面図である。 本発明の実施の形態２に係るバスバー端子台構造に関する平面図である。 本発明の実施の形態３に係るバスバー端子台構造に関する側面図である。 本発明の実施の形態４に係るバスバー端子台構造に関する裏面図である。 本発明の実施の形態５に係るバスバー端子台構造に関する断面図である。 本発明の実施の形態６に係るバスバー端子台構造に関する断面図である。 本発明の実施の形態７に係るバスバー端子台構造に関する断面図である。 本発明の実施の形態７に係るバスバー端子台構造において、かしめがなされた後の状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態８に係るバスバー端子台構造を示す断面図である。

以下、本発明に係るバスバー端子台構造の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係るバスバー端子台構造の全体図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。バスバー端子台構造１は、基板３と、バスバー５と、固定体７と、ねじ９と、金属ブッシュ１１（図２参照）とを備えている。

基板３は、いわゆるプリント基板であって、電気部品や電子部品が搭載され、さらに、スルーホール１３（図２参照）が形成されている。スルーホール１３には、金属ブッシュ１１が圧入されている。金属ブッシュ１１は、本実施の形態では、中央に貫通穴１１ａを備えた円筒状の部材である。

バスバー５は、大電流を流すことができるものであり、一例として、銅板表面にニッケルめっきをしたものとする。また、本実施の形態では、バスバー５は、ねじ９の頭部９ａの下方であって、基板３の上方に配置されている。

固定体７は、ねじ９の軸部９ｂが螺合される雌ねじ部７ａを含んでいる。本実施の形態では、固定体７は、固定台１５と、金属ナット１７とを含んでおり、そのナット１７が雌ねじ部７ａとして機能する。固定台１５は、絶縁材で構成されており、所定の筐体に固定されている。ナット１７は、固定台１５に囲まれるようにして支持されている。より詳細には、ナット１７は、その一部が固定台１５に埋め込まれるようにして固定されており、ナット１７の上面は、固定台１５の上面よりも高くなっている。

主に図２をもとに、バスバー端子台構造の組み上がった構成について説明すると、基板３及びバスバー５は、ねじ９の頭部９ａと固定体７のナット１７との間に配置されており、ねじ９の軸部９ｂは、バスバー５及び金属ブッシュ１１の貫通穴５ａ，１１ａを螺合することなく貫通しており、固定体７のナット１７に螺合されている。バスバー５及び金属ブッシュ１１は、導電可能に重ねられている。また、金属ブッシュ１１は、スルーホール１３に半田付けされており、より好適には、金属ブッシュ１１の外周面１１ｂは、スルーホール１３の内周面及び上下面に半田付けされる。

以上のように構成された本実施の形態に係るバスバー端子台構造によれば、ねじ９を受ける部分（固定体７）を基板３に半田付けすることなく構成するので、ねじによる結合力が基板側の半田部分に直接的に伝わることによる半田クラックの発生を防止することができる。また、バスバー５と基板３のスルーホール１３に圧入された金属ブッシュ１１とをねじ９とナット１７とで挟み込むことによって固定するので、振動による半田クラックや、経年劣化による基板枯れで生じる隙間の拡大やねじ緩みを防止でき、ひいては、経年劣化による接触抵抗増加、発熱を防止することも期待できる。さらに、スルーホール１３の内周面及び上下面と、そのスルーホール１３に圧入された金属ブッシュ１１の外周面１１ｂとをはんだ付けするので、単にスルーホール１３に金属ブッシュ１１を圧入しただけの態様よりも、構造的及び電気的な接続強化を図ることができ、信頼性のいっそうの向上を図ることができる。

実施の形態２．
図３は、本実施の形態２に係るバスバー端子台構造の一部分に関する平面図であり、便宜上、実施の形態１の図２を用いて説明すると、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面に相当する態様の図である。なお、本実施の形態２は、以下に説明する部分を除いては、上記実施の形態１の構成と同様であるものとする。

図３に示されるように、基板３に設けられたスルーホール１３には、金属ブッシュ２１１が圧入されている。金属ブッシュ２１１も、中央に貫通穴１１ａを備えた円筒状の部材であるが、本実施の形態２では、金属ブッシュ２１１の外周面に凹凸２１９が形成されている。凹凸２１９の形態は、特に限定されないが、例えば、金属ブッシュ２１１の外周面に対し、貫通穴１１ａの軸心方向（図３紙面表裏方向）に沿って直線的に延びるすじ状の溝を形成したり、らせん状に延びる溝を形成したり、粗面または斑状に離散する複数の窪みを形成したりして得ることができる。

このような本実施の形態２に係るバスバー端子台構造によっても、実施の形態１と同様な効果が得られ、すなわち、半田クラックの発生を防止することができる。加えて、本実施の形態では、実施の形態１よりも、さらにスルーホールと金属ブッシュとの間に半田が流れ込みやすく、作業性を向上させることができる。また、半田量が増えるのでスルーホールと金属ブッシュとの接続をより強化できる利点もある。

実施の形態３．
図４は、本実施の形態３に係るバスバー端子台構造の一部分に関する側面図であり、より詳細には、その金属ブッシュ近傍の側面図である。なお、本実施の形態３は、以下に説明する部分を除いては、上記実施の形態１の構成と同様であるものとする。

図４に示されるように、本実施の形態３では、金属ブッシュ３１１は、筒状部３２１と、基板接続部３２３と、架橋部３２５とを含んでいる。筒状部３２１は、基板３のスルーホール１３に圧入されている部分であり、その中央では図示省略するねじ９の軸部９ｂが貫通される。基板接続部３２３は、筒状部３２１と離隔した位置において、筒状部３２１のスルーホール１３への挿入方向と同方向に延びており、基板３を貫通するように基板３に差し込まれる部分である。架橋部３２５は、それら筒状部３２１及び基板接続部３２３を架橋する部分である。また、架橋部３２５は、前述の筒状部３２１のスルーホール１３への挿入方向とほぼ直交する方向に延びた平板状部分として構成されている。基板接続部３２３は、架橋部３２５を構成する平板の一部をほぼ直角に折り曲げて構成することもできる。基板３に差し込まれた基板接続部３２３は、基板３における架橋部３２５と反対側（図示省略するねじ９が配置される側）において、基板３に半田付けされる。

このような本実施の形態３に係るバスバー端子台構造によっても、実施の形態１と同様な効果が得られ、すなわち、半田クラックの発生を防止することができる。加えて、本実施の形態では、金属ブッシュ３１１が筒状部３２１及び基板接続部３２３を備えるので、実施の形態２よりもさらに半田接続の信頼性が向上している。

実施の形態４．
図５は、本実施の形態４に係るバスバー端子台構造の一部分に関する裏面図であり、便宜上、実施の形態３の図４を用いて説明すると、図４の矢印Ｖから見た様子に相当する態様の図である。なお、本実施の形態４は、以下に説明する部分を除いては、上記実施の形態３の構成と同様であるものとする。

本実施の形態４においても、実施の形態３と同様な、筒状部３２１、基板接続部３２３及び架橋部３２５を備えた金属ブッシュ３１１が用いられている。そして、本実施の形態では、基板接続部３２３は、基板３を貫通した状態で、基板３を挟んで架橋部３２５と反対側にある部分が、矢印に示されるように貫通方向を軸とする回転方向に捻られている。

このような本実施の形態４に係るバスバー端子台構造によっても、実施の形態１と同様な効果が得られ、すなわち、半田クラックの発生を防止することができる。加えて、本実施の形態では、金属ブッシュ３１１は、捻られた基板接続部３２３において、基板３やスルーホール１３に対して仮固定されるため、半田付け作業時に、ずれや浮きが発生することを抑制することができ、半田付けの作業性がさらに向上している。

実施の形態５．
図６は、本実施の形態５に係るバスバー端子台構造に関する断面図であり、より詳細には、本実施の形態５に関する図２と同態様の図である。本実施の形態５は、以下に説明する部分を除いては、上記実施の形態１の構成と同様であるものとする。

図６に示されるように、本実施の形態５における固定体５０７は、固定台５１５と、ナット１７とを含んでいる。固定台５１５は、絶縁材で構成されている。ナット１７は、その一部が固定台５１５に埋め込まれるようにして固定されており、固定台５１５の上面５１５ａは、ナット１７の上面１７ａよりも高くなっている。なお、金属ブッシュ１１の厚みは、基板３（スルーホール１３）の厚みよりも大きく設定されている。

このような本実施の形態５に係るバスバー端子台構造によっても、実施の形態１と同様な効果が得られ、すなわち、半田クラックの発生を防止することができる。加えて、本実施の形態では、固定体（固定台）によって基板の取り付け位置決めが可能となっており、その分、作業性や構造安定性が向上されている。

実施の形態６．
図７は、本実施の形態６に係るバスバー端子台構造における金属ブッシュ近傍の側方から示す断面図である。本実施の形態６は、以下に説明する部分を除いては、上記実施の形態１の構成と同様であるものとする。

本実施の形態においては、金属ブッシュの上部及び下部の一方または双方に、スルーホールに挿入されている部分よりも径方向外側に広がっている拡径部が形成されている。図７は、その一具体例を図示したものであり、すなわち、金属ブッシュ６１１の上部に、スルーホール１３に挿入されている挿入部６１１ｃよりも径方向外側に広がっている拡径部６１１ｄが形成されている。

このような本実施の形態６に係るバスバー端子台構造によっても、実施の形態１と同様な効果が得られ、すなわち、半田クラックの発生を防止することができる。加えて、本実施の形態では、金属ブッシュの圧入高さ方向の位置を安定させることができると共に、スルーホールと金属ブッシュとの半田付け面積が拡大されるので接続強度をより高めることができる。

実施の形態７．
図８及び図９は、本実施の形態７に係るバスバー端子台構造における金属ブッシュ近傍の側方から示す断面図である。本実施の形態７は、以下に説明する部分を除いては、上記実施の形態１の構成と同様であるものとする。

本実施の形態においては、まず、前述のねじ９の締め付け前の状態として、図８に示されるように、金属ブッシュ７１１の上部及び下部の双方に、スルーホール１３に挿入されている挿入部６１１ｃよりも径方向外側に広がっている拡径部６１１ｄ，７１１ｅが形成されている。また、それらのうちの少なくとも一方（本実施の形態では下方のみ）の拡径部７１１ｅは、スルーホール１３を貫通することができる程度において、その先端に行くほど径が大きくなるように傾斜して拡がっている。このような構成において、拡径部７１１ｅは、前述したようにねじ９を固定体にねじ込むと、そのねじ込みの際に作用する力によって、図９に示されるように矢印の方向に押し広げられ、さらに径方向外側に拡径する。

このような本実施の形態７に係るバスバー端子台構造によっても、実施の形態１と同様な効果が得られ、すなわち、半田クラックの発生を防止することができる。加えて、本実施の形態では、ねじを固定体にねじ込むと、スルーホールと金属ブッシュとが基板にかしめられた状態になるので、金属ブッシュの基板に対するずれや抜けをより確実に防止することができ、また、スルーホールと金属ブッシュとの半田付け面積が拡大されるので接続強度をより高めることができる。

実施の形態８．
図１０は、本実施の形態８に係るバスバー端子台構造に関する断面図であり、より詳細には、本実施の形態８に関する図２と同態様の図である。本実施の形態８は、以下に説明する部分を除いては、上記実施の形態１の構成と同様であるものとする。

本実施の形態では、図１０に示されるように、バスバー８０５が金属ブッシュ７１１と固定体８０７との間に存在している。このようなバスバー８０５の位置に起因して、本実施の形態では、前述した実施の形態７の金属ブッシュ７１１を用いることが好適であり、また、バスバー８０５と固定体８０７との関係も次のようなものとなっている。

まず、固定体８０７は、固定台８１５と、金属ナット８１７とを含んでいる。固定台８１５は、絶縁材で構成されている。ナット８１７は、雌ねじ部としての機能を有するが、切削タップ処理、転造タップ処理、バーリングへのタップ処理、あるいはナット材の圧入処理によって固定体８０７との一体品として設けられている。さらに、バスバー８０５は、固定体８０７にインサートまたはアウトサートされて固定体８０７との一体品として設けられている。

このような本実施の形態８に係るバスバー端子台構造によっても、実施の形態１と同様な効果が得られ、すなわち、半田クラックの発生を防止することができる。加えて、本実施の形態では、バスバー、雌ねじ部、固定体が一体品として用意されることで、その分、前述の実施の形態１〜７よりも部品点数を低減することができ、作業性を向上させることができる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

１ バスバー端子台構造、３ 基板、５，８０５ バスバー、７，５０７，８０７ 固定体、７ａ 雌ねじ部、９ ねじ、９ａ 頭部、１１，２１１，３１１，６１１，７１１ 金属ブッシュ、１３ スルーホール、１５，５１５，８１５ 固定台、１７，８１７ ナット、２１９ 凹凸、３２１ 筒状部、３２３ 基板接続部、３２５ 架橋部、６１１ｃ 挿入部、６１１ｄ，７１１ｅ 拡径部。

Claims (10)

1. 基板と、バスバーと、固定体と、ねじと、金属ブッシュとを備えるバスバー端子台構造であって、
   前記固定体には、前記ねじが螺合される雌ねじ部が含まれており、
   前記基板及び前記バスバーは、前記ねじの頭部と前記固定体との間に配置されており、
   前記金属ブッシュは、前記基板に設けられたスルーホールに装着され、且つ、該スルーホールに半田付けされており、
   前記ねじは、前記バスバー及び前記金属ブッシュを螺合することなく貫通しており、
   前記バスバー及び前記金属ブッシュは導電可能に重ねられている
   バスバー端子台構造。
2. 前記金属ブッシュは、前記スルーホールに圧入されており、
   前記金属ブッシュの外周面は、前記スルーホールの内周面及び上下面に半田付けされている、
   請求項１のバスバー端子台構造。
3. 前記金属ブッシュの外周面には、凹凸が形成されている請求項１又は２のバスバー端子台構造。
4. 前記金属ブッシュは、前記スルーホールに挿入され且つ前記ねじが貫通する筒状部と、該筒状部と離隔した位置で前記基板に差し込まれる基板接続部と、それら筒状部及び基板接続部を架橋する架橋部とを含んでおり、
   前記基板接続部は、前記基板に半田付けされる
   請求項１乃至３の何れか一項のバスバー端子台構造。
5. 前記基板接続部は、前記基板を貫通した状態で、該基板を挟んで前記架橋部と反対側にある部分が、貫通方向を軸とする態様で捻られている請求項４のバスバー端子台構造。
6. 前記固定体は、前記雌ねじ部として機能するナットと、該ナットを囲むようにして支持する固定台とを含み、
   前記固定台の上面は、前記ナットの上面よりも高くなっている
   請求項１乃至５の何れか一項のバスバー端子台構造。
7. 前記雌ねじ部は、切削タップ処理、転造タップ処理、バーリングへのタップ処理、あるいはナット材の圧入処理によって設けられている請求項１乃至５の何れか一項のバスバー端子台構造。
8. 前記バスバーは、前記固定体にインサートまたはアウトサートされている請求項７のバスバー端子台構造。
9. 前記金属ブッシュの上部及び下部の一方または双方には、前記スルーホールに挿入されている部分よりも径方向外側に広がっている拡径部が形成されている請求項１乃至８の何れか一項のバスバー端子台構造。
10. 少なくとも一つの前記拡径部は、前記ねじを前記固定体にねじ込んだ際に作用する力によって、さらに径方向外側に拡径されるように構成されている請求項９のバスバー端子台構造。

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