JP2014035973A - 端子台および端子台の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁シートを用いることなく、ナットとブラケットの間に樹脂を流し込んで一体に成形する端子台を小型化する。
【解決手段】バスバーが上面に載置されてボルトが締結されるナット２０とモータケースに固定されるブラケット３０との間に樹脂が流し込まれて一体に成形された端子台１０であって、ナット２０のボルト締結孔２１における開口縁には、成形金型７０の位置決めピン７３が嵌合可能な嵌合凹部２２が形成され、ブラケット３０の裏面はシール面３０Ａとされ、位置決めピン７３は、シール面３０Ａを貫通させないように配置されており、位置決めピン７３に嵌合凹部２２が嵌合されて位置決めされることにより、ナット２０とブラケット３０が上下方向に一部が重なるように近接して配置されているところに特徴を有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、端子台および端子台の製造方法に関する。

従来、モータやインバータなどの機器から延びるバスバーなどの導電部材同士を電気的に接続する端子台として特許文献１に記載のものが知られている。
この端子台は、機器から延びる導電部材が載置されるナットと、機器に固定されるブラケットとを備えており、ナットの下方に絶縁シートを介して金属製のブラケットを配し、これらを樹脂によって一体に固定することにより構成されている。そして、ブラケットに設けられたボルト挿通孔にボルトを挿通させて機器に締め付けることで、端子台が機器に固定される。

特開２００８−９８００７号公報

ところで、近年、ナットとブラケットを樹脂成形によって一体に固定する際に、ナットとブラケットの間に絶縁シートを配さず、ナットとブラケットの間に樹脂を流し込むことにより、ナットとブラケットを絶縁するといったことが検討されている。上下方向に型開きする成形金型において、ナットとブラケットの間に樹脂を流し込むには、通常、支持ピンなどによってナットを下側から支持することにより、ナットとブラケットの間に隙間を作り、この隙間に樹脂を流し込むことになる。ところが、ナットの下端部全体を覆うようにナットを下側から支持すると、ナットとブラケットを上下方向に重ならないようにずらした構成にしなければならず、端子台がナットとブラケットをずらした方向に大型化してしまう。端子台を大型化させない方法の一例として、ブラケットに上下方向に貫通する貫通孔を設けて、この貫通孔に支持ピンを挿通させ、ナットを下側から支持ピンによって支持することにより、ナットとブラケットを上下方向に重ねる方法も考えられるが、ブラケットの裏面にシール面などが存在し、ブラケットに貫通孔などを設けることができない場合があり、その対策が切望されていた。

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、絶縁シートを用いることなく、ナットとブラケットの間に樹脂を流し込んで一体に成形する端子台を小型化することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として本発明は、導電部材が上面に載置されてボルトが締結されるナットと機器に固定されるブラケットとの間に樹脂が流し込まれて一体に成形された端子台であって、前記ナットのボルト締結孔における開口縁には、上下方向に型開きする成形金型の支持ピンが下側から嵌合可能な嵌合凹部が形成され、前記ブラケットにおける前記機器に固定される側の面は、前記機器との間でシール部材を挟持するシール面とされ、前記支持ピンは、前記ブラケットの前記シール面を貫通させないように配置されており、前記支持ピンに前記嵌合凹部が嵌合されて前記ナットが下側から支持されて位置決めされることにより、前記ナットと前記ブラケットが上下方向に少なくとも一部が重なるように近接して配置されているところに特徴を有する。

また、本発明は、導電部材が載置されてボルトが締結されるナットと、機器に固定されるブラケットとが樹脂によって一体に成形される端子台の製造方法であって、上型と下型とが上下方向に型開きする成形金型のうち前記下型に形成された支持ピンが前記ブラケットにおける前記機器に固定される側の面に形成されたシール面を貫通しないように前記ブラケットを配置するブラケット配置工程と、前記ブラケット配置工程の後に、前記支持ピンに前記ナットのボルト締結孔を嵌合させることにより、前記ブラケットの上方に前記ナットを上下方向に対向させるように配置するナット配置工程と、前記ナット配置工程の後に、前記上型と前記下型と型閉じする型閉じ工程と、前記型閉じ工程の後に、前記ナットと前記ブラケットの間に前記樹脂を流し込むことにより、前記ナットと前記ブラケットを上下方向に少なくとも一部を重ねるようにして前記ナットと前記ブラケットを前記樹脂によって一体に固定する固定工程とを備えるところに特徴を有する。

このような構成の端子台によると、上下方向に型開きする成形金型内において、ブラケットのシール面に孔を設けることなく、嵌合凹部が形成された位置でナットを下側から支持することができる。すなわち、ナットとブラケットの間に絶縁シートを配さずに、ナットとブラケットの間を絶縁しつつ、ナットとブラケットを上下方向に一部重なるようにして一体に成形することができる。これにより、ナットとブラケットが重なっていない場合に比べて、ナットとブラケットが上下方向に重なった分だけ、ナットとブラケットを近接して配置することができ、ひいては端子台を小型化することができる。また、嵌合凹部を位置決めする位置決め凹部として兼用することができることから、ナットを支持する支持ピンとナットを位置決めする位置決めピンとの双方を成形金型内に設ける場合に比べて、成形金型を簡素化することができる。

本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
前記ボルト締結孔は、前記ナットを上下方向に貫通して形成されており、前記嵌合凹部は、前記ナットにおける前記ボルト締結孔の上下方向両開口縁に形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、成形金型の支持ピンにナットを配置する時、嵌合凹部が形成された側を確認してからナットを配置する必要が無い。これにより、成形金型内にナットをセットする作業性を向上させることができる。

前記ナットの側面は、前記樹脂によって形成されたナット覆い部によって覆われており、前記ナット覆い部には、下側に開口する肉抜き部が形成されている構成としてもよい。
一般に、上下に型開きする成形金型によって成形される成形品に対して上側に開口する肉抜き部が複数形成されることなどにより、下型に比べて上型の構造が複雑である場合には、成形金型の離型の際に、下型よりも上型の離型抵抗が高くなることにより、成形品が上型に取り残されてしまう現象、いわゆる「キャビ取られ現象」が発生する虞がある。ところが、上記の構成によると、嵌合凹部に支持ピンを嵌合させてナットを支持することで、ナットの下側外周縁部に樹脂を十分に流し込ませることができていることから、ナットの側面を覆うナット覆い部に対して下側に開口する肉抜き部を形成することができる。すなわち、下型の構造を複雑にしたことにより、成形金型の離型の際に、下型に樹脂をより密着させることができる。これにより、端子台が上型に取り残されてしまうキャビ取られ現象を防ぐことができる。

本発明によれば、絶縁シートを用いることなく、ナットとブラケットの間に樹脂を流し込んで一体に成形する端子台を小型化することができる。

実施形態１に係る端子台の斜視図 同平面図 同底面図 図２のＡ−Ａ線断面図 ナットの平面図 ナットの側面図 ブラケットの斜視図 端子台を成形金型によって成形した状態を示す断面図 端子台を上型および下型から離型した状態を示す断面図 実施形態２に係る端子台の斜視図 同平面図 同底面図 図３のＢ−Ｂ線断面図 端子台を成形金型で成形した状態を示す断面図 端子台を上型および下型から離型した状態を示す断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図１乃至図９を参照して説明する。
本実施形態は、電気自動車やハイブリッド車などの車両に搭載される図示しないモータケースに固定され、三相交流型モータに設けられた三極の図示しないバスバー（「導電部材」の一例）と、インバータに設けられた三極の図示しないバスバー（「導電部材」の一例）とを電気的に接続する端子台１０を例示したものである。

端子台１０は、図１に示すように、バスバーもしくは端子が載置される複数（本実施形態では、５つ）の金属製のナット２０と、モータケース（「機器」の一例）に固定される金属製のブラケット３０と、複数のナット２０とブラケット３０とを一体に固定する合成樹脂製の樹脂部５０とを備えて構成されている。なお、以下の説明において、上下方向とは図４における上下方向を基準とし、左右方向とは図２における左右方向を基準とする。

ナット２０は、図５及び図６に示すように、略円筒状をなしている。ナット２０の外周面には、ローレット加工が施されており、ナット２０が樹脂部５０と一体に成形された際に、樹脂部５０にナット２０の外周面が食い込んだ状態となって、樹脂部５０からナット２０が外れてしまうことを防いでいる。

ナット２０の略中央部には、図示しないボルトが締結されるボルト締結孔２１がナット２０を上下方向に貫通して形成されており、ボルト締結孔２１の上下方向両開口縁には、ボルト締結孔２１よりもやや大径の嵌合凹部２２が形成されている。嵌合凹部２２は、平面視円形状をなしており、嵌合凹部２２の奥面は、ナット２０の上下面と平行に形成されている。すなわち、ナット２０は、上下対称形状に形成されており、ナット２０とブラケット３０を樹脂部５０によって一体に形成する場合に、ナット２０の上下を確認すること無く、ナット２０を配置することができるようになっている。

ナット２０の上面は、締結面２０Ａとされており、この締結面２０Ａに複数のバスバーを重ねて載置した後、バスバーを共締めするようにしてボルトをボルト締結孔２１に締め付けることで、バスバー同士が電気的に接続されるようになっている。また、ナット２０の上側外周縁部には、ナット２０の上面よりも一段下がった形態の段付部２３が全周に亘って形成され、ナット２０の下側外周縁部には、ナット２０の下面よりも一段上がった形態の段付部２３が全周に亘って形成されている。

ブラケット３０は、アルミダイキャスト製であって、図７に示すように、左右方向に横長な平板状をなしている。ブラケット３０の左右方向両端部には、ブラケット３０を板厚方向に貫通するボルト挿通孔３１が形成されている。このボルト挿通孔３１には、図示しないボルトを挿通させてモータケースに締め付けることにより、ブラケット３０がモータケースに固定されるようになっている。

また、ブラケット３０の下面における両ボルト挿通孔３１の間は、図３および図４に示すように、モータケースに設けられた図示しない開口を塞ぐ凹凸のない滑らかなシール面３０Ａとされており、ブラケット３０がモータケースに固定される際に、シール面３０Ａとモータケースの外面との間で図示しないシール部材を挟持することで、モータケースの開口が密閉されるようになっている。

樹脂部５０は、図４に示すように、複数のナット２０を左右方向に横並びに固定するナット覆い部５１と、ブラケット３０を覆うブラケット覆い部５２と、ナット２０とブラケット３０の間を絶縁する絶縁部５４とを備えて構成されている。
ナット覆い部５１は、各ナット２０の側面を全周に亘って覆うと共に、各ナット２０の下側部分を覆うことにより各ナットに密着して形成されており、ナット覆い部５１の上面から各ナットの締結面２０Ａが露出された状態となっている。また、ナット覆い部５１は、各ナット２０の上側の段付部２３を全周に亘って上側から覆っており、ナット２０にボルトが締結される際に、ナット２０がナット覆い部５１から上方に引き抜かれないように抜け止めしている。

ナット覆い部５１の上面には、隣り合うナット２０間を仕切る隔壁５３が形成されている。この隔壁５３は、ナット覆い部５１の上面から上方に立ち上がった形態をなしており、各ナット２０の締結面２０Ａに載置されるバスバー間の電気的絶縁性を確保している。

ブラケット覆い部５２は、ブラケット３０を上下から挟み込むようにしてブラケット３０を覆った形態をなしており、ブラケット３０に密着した状態となっている。

絶縁部５４は、ナット覆い部５１とブラケット覆い部５２とを上下方向に連結して、かつ、ナット２０とブラケット３０の間を上下方向に隔てるように形成されている。すなわち、ナット２０に密着したナット覆い部５１とブラケット３０に密着したブラケット覆い部５２とが絶縁部５４によって上下方向に連結されることにより、ナット２０とブラケット３０が互いに絶縁された状態で樹脂部５０によって一体に固定されている。

さて、本実施形態によると、ナット２０とブラケット３０は、図４に示すように、絶縁部５４を介して上下方向に一部が重なるように近接して配されている。詳しくは、ナット２０の一側方（図４の図示左側）における嵌合凹部２２よりもやや外側の位置からナット２０の側面までの部分がブラケット３０の端部（図４の図示右側）と絶縁部５４を介して上下方向に一部重なる配置とされている。すなわち、ナット２０とブラケット３０は、絶縁部５４によって絶縁された状態で、かつ、上下方向に一部が重なった状態となっている。

本実施形態の端子台１０は上記のような構造であって、続いて端子台１０の製造方法について説明する。なお、以下の説明において、前後方向とは図４における左右方向を基準とし、図４の図示左側を前側とする。
端子台１０は、ナット２０とブラケット３０を上下方向に型開きする成形金型７０内にセットして、樹脂部５０を成形することにより製造される。

成形金型７０は、図８および図９に示すように、上下方向に型開きする上型７１と下型７２とを備えており、上型７１によってナット覆い部５１が成形され、下型７２によってブラケット覆い部５２が成形されるようになっている。

下型７２の底部における前側には、ブラケット３０がセットされるようになっており、下型７２におけるブラケット３０が配置されたやや後方には、上方に向かって突出する円柱状の位置決めピン７３が設けられている。この位置決めピン７３の上端部には、ナット２０の嵌合凹部２２が嵌合可能とされている。そして、位置決めピン７３の上端面がナット２０の嵌合凹部２２の奥面に当接するようにして、ナット２０の嵌合凹部２２を位置決めピン７３に嵌合させることにより、ナット２０が前後左右だけでなく、上下にも位置決めされた状態で下型７２に配されるようになっている。

樹脂部５０を成形するには、まず、下型７２の底部にブラケット３０をセットするブラケット配置工程を行う。このとき、下型７２の位置決めピン７３はブラケット３０が配置される位置のやや後方に配置されていることから、ブラケット３０のシール面３０Ａに位置決めピン７３が貫通されることなく、ブラケット３０をセットすることができる。

次に、ブラケット３０が配置されたところで、ナット配置工程において、位置決めピン７３に嵌合凹部２２を嵌合させてナット２０を位置決めピン７３にセットする。これにより、ブラケット３０の上方にナット２０を上下方向に対向させるように配置することができる。
そして、ブラケット３０とナット２０がセットされたところで、下型７２に上型７１を被せる型閉じ工程を行う。すると、成形金型７０内において、ナット２０が位置決めピン７３と上型７１との間で上下方向に挟持され、ナット２０とブラケット３０がそれぞれ正規の位置に位置決めされた状態となる。つまり、嵌合凹部２２を位置決めピン７３に嵌合させることで、嵌合凹部２２を位置決め凹部として兼用することができる。

次に、成形金型７０内に樹脂を流し込むことで、図８に示すように、ナット２０とブラケット３０の間に樹脂が流れ込んで、ナット２０とブラケット３０が一体に固定される固定工程が行われる。これにより、樹脂部５０が成形され、ナット２０とブラケット３０がそれぞれ正規の位置に位置決めされた状態で、かつ、ナット２０とブラケット３０が絶縁部５４を介して上下方向に一部が重なった状態となる。
最後に、樹脂部５０が硬化したところで、成形金型７０を上下方向に型開きすることによって本実施形態の端子台１０が完成する。

ところで、上下方向に型開きする成形金型において、ナットとブラケットの間に樹脂を流し込んでナットとブラケットの間に絶縁部を形成するには、支持ピンなどによってナットを下側から支持することにより、ナットとブラケットの間に隙間を作り、この隙間に樹脂を流し込むことになる。しかしながら、ナットの下端部全体を下側から覆うようにしてナットを下側から支持しようとすると、ナットとブラケットを上下方向に重ならないようにずらした構成にしなければならない。このため、ナットとブラケットを前後方向にずらした構成にすると、前後方向に端子台が大型化してしまう。端子台を大型化させない方法の一例として、ブラケットに上下方向に貫通する貫通孔を設けて、この貫通孔に支持ピンを挿通させ、ナットを下側から支持ピンによって支持することにより、ナットとブラケットを上下方向に重ねる方法も考えられるが、ブラケットの下面（裏面）にシール面が設けられているなど、ブラケットに貫通孔などを設けることができない場合がある。

ところが、本実施形態によると、下型７２の位置決めピン７３にナット２０の嵌合凹部２２を嵌合させることで、ブラケット３０の下面に形成されたシール面３０Ａに孔を設けることなく、ナット２０とブラケット３０が上下方向に一部が重なるように一体に成形されている。つまり、ナットとブラケットが上下方向に重なっていない場合に比べて、ナット２０とブラケット３０が上下方向に重なった分だけ、端子台１０の前後方向の大きさを小型化することができる。

以上のように、本実施形態における端子台１０は、上下方向に型開きする成形金型７０において、下型７２の位置決めピン７３にナット２０の嵌合凹部２２を嵌合させることで、ナット２０とブラケット３０の間に樹脂を流し込み、樹脂によって形成された絶縁部５４によってナット２０とブラケット３０の間を絶縁しつつ、ナット２０とブラケット３０を上下方向に一部が重なるように固定している。これにより、ナットとブラケットが上下方向に重なっていない場合に比べて、ナット２０とブラケット３０が上下方向に重なった分だけ、端子台１０を小型化することができる。すなわち、絶縁シートを用いることなく、ナット２０とブラケット３０の間に樹脂を流し込んで一体に成形する端子台１０を小型化することができる。

また、ナット２０を下型７２の位置決めピン７３に嵌合させたことにより、ナット２０が位置決めされた状態で樹脂部５０が形成されるので、ナットに位置決め部を別途形成する場合に比べて、ナット２０を小型化することができる。また、成形金型にナット２０を位置決めする位置決め部を別途形成する場合に比べて、成形金型７０の構造を簡素化することができる。

さらに、本実施形態によると、ナット２０が上下対称形状に形成されていることから、ナット２０を位置決めピン７３にセットするナット配置工程において、ナット２０の上下を確認することなく、位置決めピン７３にナット２０をセットすることができる。これにより、ナット配置工程における作業性を向上させることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について図１０乃至図１５を参照して説明する。
実施形態２は、実施形態１における樹脂部５０の形状を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。

実施形態２の端子台１１０における樹脂部１５０には、図１０乃至図１３に示すように、ナット覆い部１５１の前側部分に上側に開口する上側肉抜き部１５４が複数形成されており、ナット覆い部１５１の後側部分に上側肉抜き部１５４とほぼ同じ大きさで下側に開口する下側肉抜き部（「肉抜き部」に相当する）１５５が上側肉抜き部１５４とほぼ同じ数だけ形成されている。つまり、実施形態２によると、成形金型１７０内において、ナット２０とブラケット３０を上下方向に一部重なるように前後方向にずらして配置して、かつ、ナット２０の下側外周縁部に樹脂を十分に流し込んでナット覆い部１５１を形成したことにより、ナット覆い部１５１の周辺部に上側肉抜き部１５４および下側肉抜き部１５５をほぼ均等に形成している。

ところで、上下に型開きする成形金型によって成形される成形品に対して上側に開口する肉抜き部が複数形成されることなどにより、下型に比べて上型の構造が複雑である場合には、成形金型の離型の際に、下型よりも上型の離型抵抗が高くなることにより、成形品が上型に取り残されてしまう現象、いわゆる「キャビ取られ現象」が発生する虞がある。

ところが、本実施形態によると、ナット覆い部１５１の後側に上側肉抜き部１５４とほぼ同じ数の下側肉抜き部１５５が配置されている。つまり、図１４および図１５に示すように、成形金型１７０の離型の際に、ナット２０の前後両側において上側肉抜き部１５４を形成する上側肉抜きピン１７４と下側肉抜き部１５５を形成する下側肉抜きピン１７５とをほぼ同じ数だけ引き抜く構成にすることができる。すなわち、下側肉抜きピン１７５を形成して下型１７２を複雑な構造に構成したことにより、成形金型１７０の離型の際に、下型１７２の離型抵抗を上型１７１の離型抵抗よりも高くすることができるようになっている。これにより、端子台１１０が上型１７１に取り残されてしまうキャビ取られ現象を防ぐことができる。

＜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、ブラケット３０をアルミダイキャスト製としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、ブラケットを鉄などの金属によって形成してもよい。
（２）上記実施形態では、ナット２０を上下対称形状に構成したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、嵌合凹部がボルト締結孔における一方の開口縁にのみ構成されることで、ナットが上下対称形状に形成されていない構成にしてもよい。
（３）上記実施形態では、嵌合凹部２２を円形状に形成し、位置決めピン７３を円柱状に形成した構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、嵌合凹部を方形状に形成し、位置決めピンを角柱状に形成した構成にしてもよい。

１０，１１０：端子台
２０：ナット
２１：ボルト締結孔
２２：嵌合凹部
３０：ブラケット
３０Ａ：シール面
７０，１７０：成形金型
７３：位置決めピン（支持ピン）
１５５：下側肉抜き部（肉抜き部）

Claims (4)

1. 導電部材が上面に載置されてボルトが締結されるナットと機器に固定されるブラケットとの間に樹脂が流し込まれて一体に成形された端子台であって、
   前記ナットのボルト締結孔における開口縁には、上下方向に型開きする成形金型に設けられた支持ピンが下側から嵌合可能な嵌合凹部が形成され、
   前記ブラケットにおける前記機器に固定される側の面は、前記機器との間でシール部材を挟持するシール面とされ、
   前記支持ピンは、前記ブラケットの前記シール面を貫通させないように配置されており、
   前記支持ピンに前記嵌合凹部が嵌合されて前記ナットが下側から支持されて位置決めされることにより、前記ナットと前記ブラケットが上下方向に少なくとも一部が重なるように近接して配置されている端子台。
2. 前記ボルト締結孔は、前記ナットを上下方向に貫通して形成されており、前記嵌合凹部は、前記ナットにおける前記ボルト締結孔の上下方向両開口縁に形成されている請求項１記載の端子台。
3. 前記ナットの側面は、前記樹脂によって形成されたナット覆い部によって覆われており、前記ナット覆い部には、下側に開口する肉抜き部が形成されている請求項１または請求項２に記載の端子台。
4. 導電部材が載置されてボルトが締結されるナットと、機器に固定されるブラケットとが樹脂によって一体に成形される端子台の製造方法であって、
   上型と下型とが上下方向に型開きする成形金型のうち前記下型に形成された支持ピンが前記ブラケットにおける前記機器に固定される側の面に形成されたシール面を貫通しないように前記ブラケットを配置するブラケット配置工程と、
   前記ブラケット配置工程の後、前記支持ピンに前記ナットのボルト締結孔を嵌合させることにより、前記ブラケットの上方に前記ナットを上下方向に対向させるように配置するナット配置工程と、
   前記ナット配置工程の後に、前記上型と前記下型と型閉じする型閉じ工程と、
   前記型閉じ工程の後に、前記ナットと前記ブラケットの間に前記樹脂を流し込むことにより、前記ナットと前記ブラケットを上下方向に少なくとも一部を重ねるようにして前記ナットと前記ブラケットを前記樹脂によって一体に固定する固定工程とを備える端子台の製造方法。

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