JP2024015551A - 端子接続構造及び電気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大電流が流れる金属基板に電線を直接接続可能とすることで、金属基板を備えた電気装置の小型化を図る。【解決手段】端子接続構造１は、断面クランク形状に折り曲げられた長板状の導体からなる接続端子１０を有する。接続端子１０の一端側には、トランス２の配線２０の配線端子２１を接続端子１０に接続する締結具５の締結孔１１が形成される。接続端子１０の他端側は、絶縁ブッシュ４を介して金属基板３のアルミベース８に締結される締結具５が挿通される挿通孔１２が形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、大電流を流す金属製のプリント基板の技術に係り、特に他の基板や電線との電気的接続する接続端子の構造に関する。

インバータ装置や電源装置などでは、ＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子をプリント基板に搭載することがある。さらにスイッチング素子などの発熱部品の冷却を目的として、プリント基板の裏面に金属からなる放熱器を接合される金属基板として例えば特許文献１に開示の金属基板がある。この金属基板は配線パターンも冷却できるため、細い配線パターンでも大電流を流すことができる。

また、電力を供給するトランスが搭載された基板の構造として例えば特許文献２に開示の基板構造がある。

特開平７－２８３５０８号公報 特開２００９－１２３７８７号公報

従来、図７のような金属基板３を、図８のトランス２が搭載されたトランス基板２３に接続するためには、図９のように金属パイプ７を金属基板３とトランス基板２３の間に挟み、締結具５を用いてアルミベース８に固定して接続を行う必要があった。この金属パイプ７を介してトランス基板２３のトランス２からの電力が金属基板３へ供給される。

しかしながら、上記の接続構造は、トランス２への接続はトランス基板２３上の配線パターンを経由して接続するので、トランス基板２３は通常の樹脂基板で配線パターンも厚くするのには限度があるので、トランス２から大電流を流す態様において適用できない。

本発明は、以上の事情を鑑み、大電流が流れる金属基板に電線を直接接続可能にすることで、金属基板を備えた電気装置の小型化を図ることを課題とする。

そこで、本発明の一態様は、金属基板と電力供給部品とを接続させる端子接続構造であって、断面クランク形状に折り曲げられた接続端子を有し、前記接続端子の一端側は、前記電力供給部品の配線端子が締結される締結孔を有し、前記接続端子の他端側は、絶縁ブッシュを介して前記金属基板に締結される締結具が挿通される挿通孔を有する。

本発明の一態様は、前記端子接続構造において、前記接続端子の他端側の前記金属基板との接触面には、前記絶縁ブッシュを介して前記締結具が挿通されるカレイナットが設けられる。

本発明の一態様は、前記端子接続構造において、前記電力供給部品は、トランスである。

本発明の一態様は、前記端子接続構造において、前記電力供給部品は、前記金属基板には搭載されていない。

本発明の一態様は、上記の端子接続構造を備えた電気装置である。

以上の本発明によれば、大電流が流れる金属基板に電線が直接接続可能となり、金属基板を備えた電気装置の小型化を図ることができる。

本発明の実施形態１の接続端子と金属基板の接続状態の斜視図。 実施形態１の接続端子の斜視図。 実施形態１の絶縁ブッシュの斜視図。 金属基板との接触面を示した実施形態１の接続端子の斜視図。 （ａ）カレイナットを備えた本発明の実施形態２の接続端子に絶縁ブッシュが装着される過程を示した斜視図、（ｂ）当該カレイナットの斜視図。 本発明の実施形態２の接続端子と金属基板の接続状態の斜視図。 金属基板に金属パイプが取り付けられた状態の斜視図。 トランスを備えたトランス基板の斜視図。 金属基板とトランス基板の接続状態の断面図。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１に示された本発明の一態様である端子接続構造１は、従来のトランス基板を介することなく電力供給部品であるトランス２を金属基板３に直接接続する。すなわち、トランス２の配線端子２１が後述の接続端子１０により金属基板３に接続される。特に、接続端子１０は絶縁ブッシュ４を介してアルミベース８と絶縁を保ったまま締結具５により金属基板３に固定される。以下、端子接続構造１の具体的な態様について説明する。

［実施形態１］
図２の実施形態１の端子接続構造１は、断面クランク形状に折り曲げられた長板状の導体からなる接続端子１０を有する。接続端子１０の一端側には、図１のトランス２の配線２０の配線端子２１を接続端子１０に接続する締結具５の締結孔１１が形成される。また、接続端子１０の他端側は、絶縁ブッシュ４を介して金属基板３のアルミベース８に締結される締結具５が挿通される挿通孔１２が形成される。

絶縁ブッシュ４は、図３に示したように、締結具５が挿通される挿通孔４０を有する中空円柱状のブッシュ本体部４１及びブッシュ挿入部４２からなる。ブッシュ挿入部４２は、ブッシュ本体部４１の下端においてブッシュ本体部４１と同軸に突設されると共に接続端子１０の挿通孔１２に挿入される。

以上の端子接続構造１によれば、絶縁ブッシュ４を介して接続端子１０と金属基板３のアルミベース８との絶縁を保ったまま接続端子１０が金属基板３のアルミベース８に固定されることで、金属基板３上の配線パターンと接続端子１０との電気的接触が確保される。尚、前記配線パターンは金属基板３の表面に接続端子１０と接触する位置に設けられる。

したがって、実施形態１の端子接続構造によれば、トランス基板を用いていないため、トランス基板のパターンの上限電流を考慮する必要がなくなる。よって、より大きな電流の金属基板３への供給、つまり、金属基板３を備えた電気装置３０の大容量化が可能となる。

また、締結具５と絶縁ブッシュ４を用いて接続端子１０を金属基板３の表面のパターンに圧接させる構造となっているため、トランス２からの電力線を金属基板３にはんだ付けで固定する必要はなく、製造工数の低減を図ることができる。さらに、従来技術（図７，８）で必要であったトランス２のトランス基板２３へのはんだ付け作業も不要となる。

トランス２は一般的に、１次側が高圧、２次側が低圧である。つまり、２次側電流の方が１次側電流よりも大きい。実施形態１は、大きな電流が流れるトランス２次側の配線に基板のパターンを用いないことで、より有効な効果が得られる。よって、電流値が小さいトランスの１次側配線のみに金属基板３のパターンを用いる構成においても本実施形態の発明を適用できる。

［実施形態２］
実施形態１の接続端子１０は、図４に示された金属基板３との接触面１３を良好な接触を保つために、一定の平坦度が必要である。接続端子１０は、接続端子１０の材料によっては製作過程の曲げ加工で歪が発生して平坦度を確保できなくなり、金属基板３との接触抵抗が大きくなり、金属基板３との接合部の発熱が大きくなることがある。

そこで、図５，６に示された実施形態２の接続端子１０は、他端側の金属基板３との接触面１３において絶縁ブッシュ４を介して締結具５が挿通されるカレイナット６が設けられる。

絶縁ブッシュ４のブッシュ挿入部４２が挿入される接続端子１０の挿通孔１２には、カレイナット６がプレスで打ち込み固定される。絶縁ブッシュ４のブッシュ挿入部４２の長さＨは、接続端子１０に固定されたカレイナット６と接続端子１０の厚み合計Ｔと同等に設定される。

金属基板３上の配線パターンは、図１の実施形態１では接続端子１０の他端側と直接接続されるが、図５の実施形態２ではカレイナット６を介して接続端子１０の他端側と接続される。そして、図６のように接続端子１０の一端側の締結孔１１には、トランス２等の大電流部品の配線端子２１を接続端子１０に接続する締結具５が締結される。

以上の実施形態２の端子接続構造１によれば、金属基板３への接続端子１０の接続がカレイナット６を介して行われるので、カレイナット６で平坦度が保たれていれば金属基板との接触面積が確保されるため、接触抵抗は低く抑えることができる。したがって、接続端子１０と金属基板３との接触面の平坦度が確保できなくても、カレイナット６によって接触が確保できる。これにより、接続端子１０と金属基板３との接触不良に伴う接合部からの発熱を低減でき、トランス２と金属基板３と備えた電気装置３０の信頼性が向上する。

尚、実施形態１，２の発明は、トランス２以外の電力供給部品を有する態様、さらには、当該電力供給部品がプリント基板に搭載されていない態様においても、適用できる。

１…端子接続構造
２…トランス、２１…配線端子
３…金属基板
４…絶縁ブッシュ、４０…挿通孔、４１…ブッシュ本体部、４２…ブッシュ挿入部
５…締結具
６…カレイナット
８…アルミベース
１０…接続端子、１１…締結孔、１２…挿通孔、１３…接触面
Ｈ…絶縁ブッシュ４のブッシュ挿入部４２の長さ
Ｔ…接続端子１０に固定されたカレイナット６と接続端子１０の厚み合計

Claims (5)

1. 金属基板と電力供給部品とを接続させる端子接続構造であって、
   断面クランク形状に折り曲げられた接続端子を有し、
   前記接続端子の一端側は、前記電力供給部品の配線端子が締結される締結孔を有し、
   前記接続端子の他端側は、絶縁ブッシュを介して前記金属基板に締結される締結具が挿通される挿通孔を有すること
   を特徴とする端子接続構造。
2. 前記接続端子の他端側の前記金属基板との接触面には、前記絶縁ブッシュを介して前記締結具が挿通されるカレイナットが設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の端子接続構造。
3. 前記電力供給部品は、トランスであること
   を特徴とする請求項１に記載の端子接続構造。
4. 前記電力供給部品は、前記金属基板には搭載されていないこと
   を特徴とする請求項１に記載の端子接続構造。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の端子接続構造を備えたことを特徴とする電気装置。
   

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