JP4922777B2

JP4922777B2 - 金属板に対する端子の接続方法

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Publication number: JP4922777B2
Application number: JP2007021384A
Authority: JP
Inventors: 均平沢
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP2008186781A

Description

本発明は、金属板に設けられた端子接続孔部分の構造、および、金属板と端子との接続構造、ならびに、金属板に対する端子の接続方法に関するものである。

バスバーに端子を立ち上げ形成する場合、従来では、バスバーを構成する板状素材に端子部分を一体的にプレス成形することが多かったが、そうすると、素材の歩留まりが悪くなるので、バスバーの平面部分と端子部分を別に製作し、後から端子とバスバーを接続することが行なわれている。そうすれば、歩留まりがよくなる上に、バスバーと端子を異種金属で製作することができる等の利点が得られる。

バスバー等の金属板に、別に製作した端子を固定的に接続する方法として、従来では、図４に示すように、金属板１１０に端子１２０を直接レーザ溶接（符号１３０で示す部分が溶接部）する方法や、図５に示すように、金属板２１０に形成した端子接続孔２１１に端子２２０の端部２２１を、ストッパ段部（肩部）２２２が金属板２１０に当たるまで圧入する方法、等が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、端子の圧入部分にプレスフィット部を形成して、接合力を高める方法等も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平４−１１８８７４号公報特開２００５−５２２２号公報

ところで、レーザ溶接による端子と金属板の接合は、加工条件の制約が多く、均一強度を確保しながらの接合が難しい。また、設備コストや手間がかかるので、コストアップになる上、素材の種類によっては接合できない場合もある。

この点、金属板に形成した接続孔に端子を挿入して接続する方法は、そのような不具合を払拭することができる。

しかし、上記従来例のように、端子を接続孔に圧入する場合は、強い力で圧入する必要があるため、小型の端子や薄肉の端子は、座屈のおそれにより圧入できないことがある。また、金属板側が無酸素銅のように軟らかい素材の場合、接続孔の内周縁が圧入時に削られてしまい、所定の接合力が得られない場合もある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属板と端子の材料によらず、また、小型の端子や薄肉の端子であっても、強い力で端子と金属板とを機械的および電気的に接続することのできる、金属板に設けられた端子接続孔部分の構造、および、金属板と端子との接続構造、ならびに、金属板に対する端子の接続方法、を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る金属板に設けられた端子接続孔部分の構造は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１）金属板に、端子を挿入して接続するための接続孔が設けられており、
前記接続孔の周囲の該接続孔を画成する前記金属板の部分の少なくとも一部に、
前記端子を前記接続孔に挿入する前は、該接続孔の孔縁から遠い位置を起点に該孔縁に近い側が前記金属板の一方の面側に斜めに盛り上がっていて、且つ、前記端子を前記接続孔に挿入した段階で上から押し潰されることにより、前記接続孔の孔縁側の端部が前記端子の側面に圧接する働きをなす、傾斜壁が設けられていること。
（２）上記（１）の構成の、金属板に設けられた端子接続孔部分の構造において、
前記金属板に、該金属板の一方の面側に出っ張った山形の盛り上がり部がプレス成形され、当該山形の盛り上がり部の頂部に前記接続孔が設けられ、前記山形の盛り上がり部の斜面部分が前記傾斜壁となっていること。
（３）上記（２）の構成の、金属板に設けられた端子接続孔部分の構造において、
前記山形の盛り上がり部の斜面部分に、前記塑性変形を容易にするためのスリットが設けられていること。

上記（１）の構成の、金属板に設けられた端子接続孔部分の構造によれば、端子を接続孔に挿入するときは、傾斜壁が盛り上がった状態にあるので、端子を緩く挿入できる寸法に接続孔を形成しておけば、端子を接続孔に弱い力で簡単に挿入することができる。そして、挿入した段階で傾斜壁を上から押し潰すことにより、傾斜壁の孔縁側の端部で端子の側面を圧接することができるので、端子を強い力で固着することができる。従って、金属板と端子の材料によらず、また、小型の端子や薄肉の端子であっても、強い力で端子と金属板を接続することができる。
上記（２）の構成の、金属板に設けられた端子接続孔部分の構造によれば、山形の盛り上がり部の斜面部分を前述の傾斜壁として働かせるので、全周から端子を圧接することができ、高い固着力を確保することができる。

上記（３）の構成の、金属板に設けられた端子接続孔部分の構造によれば、山形の盛り上がり部の斜面部分に塑性変形を容易にするためのスリットを設けたので、盛り上がり部の斜面部分の押し潰しを小さい力で容易に行なうことができる。

また、上述した目的を達成するために、本発明に係る金属板と端子との接続構造は、下記（４）を特徴としている。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかの端子接続孔部分の構造を有する金属板と端子との接続構造であって、
前記接続孔に前記端子を挿入した段階で、前記傾斜壁を上から押し潰すことにより、該傾斜壁の前記接続孔の孔縁側の端部を前記端子の側面に圧接させたこと。

上記（４）の構成の、金属板と端子との接続構造によれば、上記（１）〜（３）のいずれかの端子接続孔部分の構造を有する金属板に対して端子を接続するので、金属板と端子の材料によらず、また、小型の端子や薄肉の端子であっても、強い力で端子と金属板を接続することができる。

また、上述した目的を達成するために、本発明に係る金属板に対する端子の接続方法は、下記（５）〜（６）を特徴としている。
（５）金属板に、端子を挿入して接続するための接続孔を設けると共に、
前記接続孔の周囲の該接続孔を画成する前記金属板の部分に、
前記端子を前記接続孔に挿入する前は、前記金属板の上面側に出っ張っていて、且つ、前記端子を前記接続孔に挿入した段階で上から押し潰されることで、前記接続孔の孔縁側の端部が前記端子の側面に圧接する働きをなす山形の盛り上がり部をプレス成形し、
前記接続孔に前記端子を挿入した段階で前記山形の盛り上がり部の斜面部を上から押し潰すことにより、該斜面部の前記接続孔の孔縁側の端部を前記端子の側面に圧接させること。
（６）上記（５）の、金属板に対する端子の接続方法において、
前記端子を前記接続孔に挿入する際に、該端子の外周に筒状の治具を配置し、該筒状の治具をガイドとして該治具の内部の前記端子を前記接続孔に挿入すると共に、前記治具の下端部で前記山形の盛り上がり部の斜面部を上から押し潰すこと。

上記（５）の、金属板に対する端子の接続方法によれば、端子を接続孔に挿入するときは、山形の盛り上がり部の斜面部が盛り上がった状態にあるので、端子を緩く挿入できる寸法に接続孔を形成しておけば、端子を接続孔に弱い力で簡単に挿入することができる。そして、挿入した段階で山形の盛り上がり部の斜面部を上から押し潰して、斜面部の接続孔の孔縁側の端部を端子の側面に圧接させることにより、全周から端子を強い力で固着することができる。従って、金属板と端子の材料によらず、また、小型の端子や薄肉の端子であっても、強い力で端子と金属板を接続することができる。
上記（６）の、金属板に対する端子の接続方法によれば、筒状の治具をガイドにして端子を接続孔に挿入するので、細物端子や薄肉端子であっても、座屈せずに確実に端子を挿入することができる。また、その筒状の治具の下端部で山形の盛り上がり部の斜面部を上から押し潰すので、簡単な装備を用意するだけで、接続作業を容易に行なうことができる。

本発明によれば、金属板と端子の材料によらず、また、小型の端子や薄肉の端子であっても、強い力で端子と金属板とを機械的および電気的に接続することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は実施形態の説明図であって、（Ａ−１）は端子接続前の斜視図、（Ａ−２）は端子接続後の斜視図、（Ｂ−１）は端子挿入時の傾斜壁押し潰し前の状態を示す断面図、そして（Ｂ−２）は傾斜壁押し潰し時の状態を示す断面図である。図２は傾斜壁が端子を圧接する原理を説明するために示す断面図である。

図１において、１０はブスバー等の平板状の導電性の金属板、２０はタブ状の導電金属製の端子である。金属板１０には、端子２０を挿入して接続するための接続孔１１が設けられ、端子２０の挿入端２１には、適当長の接続足部を確保するようにストッパ段部（肩部）２２が設けられている。ここでは、端子２０の断面が角形になっているので、接続孔１１も長方形に開口している。

金属板１０には、該金属板１０の一方の面側（上面側）に出っ張った山形の盛り上がり部１２Ａがプレス成形されており、接続孔１１は、その山形の盛り上がり部１２Ａの頂部に設けられている。この接続孔１１は、図１の（Ｂ−１）に示すように、山形の盛り上がり部１２Ａをプレス成形する前に形成しておいてもよいし、図３に示すように、山形の盛り上がり部１２Ａをプレス成形した後に、打ち抜き等により開口させてもよい。いずれの場合も、接続孔１１の大きさは、端子２０の挿入端２１を緩く挿入できる程度に、端子２０の断面よりも若干大きめに開口寸法が設定されている。

山形の盛り上がり部１２Ａの接続孔１１を取り囲む斜面部分は、次の働きをなす傾斜壁１２となっている。即ち、傾斜壁１２は、端子２０を接続孔１１に挿入する前は、接続孔１１の孔縁から遠い位置を起点１２ｅに孔縁に近い側が金属板１０の一方の面側に斜めに盛り上がっていて、且つ、端子２０を接続孔１１に挿入した段階で上から押し潰されることにより、接続孔１１の孔縁側の端部１２ｆが端子２０の側面に圧接する働きをなす。

つまり、図２の（ａ）に示すように、傾斜壁１２が斜めに盛り上がっているときは、接続孔１１の孔縁側の端部１２ｆが接続孔１１に対して後退した位置にあるが、傾斜壁１２が上から押し潰されて平坦になると、接続孔１１の孔縁側の端部１２ｆが接続孔１１に対して前進し、その結果、端子に圧接するのである。従って、押し潰す前から押し潰した後までの傾斜壁１２の孔縁側の端部１２ｆの変位量Ｈが接合代となる。

金属板１０に端子２０を接続する場合は、山形の盛り上がり部１２Ａの下面側に、接続孔１１に対応した凹み３１ａを有する下側台３１を置くと共に、端子２０の外周に有底筒状の治具３２を配置し、その状態で、有底筒状の治具３２と端子２０を同時にプレスで下に押す。そうすると、有底筒状の治具３２の内周面３２ａをガイドとして、内部の端子２０が接続孔１１に挿入され、同時に、治具３２の端部により、山形の盛り上がり部１２Ａの斜面部分（傾斜壁１２）が上から押し潰される。その結果、（Ｂ−２）に示すように、傾斜壁１２の接続孔１１の孔縁側の端部１２ｆが端子２０の側面に圧接し（矢印で示す圧接力が作用する）、端子２０が接続孔１１に固着され、端子２０と金属板１０との機械的および電気的な接合が達成される。

この場合、押し潰された傾斜壁１２の圧接により端子２０を固着するので、強い力で金属板１０と端子２０とを接合することができる。また、金属板１０に別に製作した端子２０を接合することによって、金属板１０に端子２０を立設した形にすることができるので、この構造をバスバーに適用した場合に、予めバスバーに一体的に端子部分を起立形成する必要がなくなり、そのぶん、バスバーを形成する使用素材の歩留まりの向上が図れ、省資源化に寄与することができる。

また、金属板１０に別の端子２０を接合するので、金属板１０と端子２０を異種金属で構成することができ、コストダウンが図れる。つまり、金属板１０と端子２０は、異種金属でも無理なく接合可能であり、例えば、音叉端子のようなバネ性を必要とする高価な材料は、端子のみに採用することにし、バスバーとなる金属板１０には、安価な材料（アルミ、メッキ無しの黄銅、無酸素銅、等）を使用することが可能となり、その結果、コストダウンが図れることになる。特に、メッキ無しのバスバーが使用できるようになることで、プレス廃材のリサイクルが容易となり、環境問題にも貢献できる。

また、端子２０を圧入するわけではないため、端子２０に負担をかけずに金属板１０と接合することができ、座屈に弱い端子でも使用可能である。特に、有底筒状の治具３２をガイドにして端子２０を接続孔１１に挿入するので、細物端子や小型端子、薄肉端子であっても、座屈せずに確実に端子２０を接続孔１１に挿入して接合することができる。

また、作業としては、有底筒状の治具３２の端部で傾斜壁１２を上から押し潰すだけであるから、簡単なプレス用の装備を用意するだけで、接続作業を容易に行なうことができる。従って、レーザ溶接による端子接合と比べ、設備費を安価にすることができる。

また、本実施形態の場合は、特に山形の盛り上がり部１２Ａの斜面部分を傾斜壁１２として働かせるので、全周から端子２０を圧接することができ、高い固着力を確保することができ、端子２０と金属板１０の接合面をガスタイト状態になすことができ、安定した電気接続状態を得ることができる。

以上のように、本実施形態によれば、金属板１０と端子２０の材料によらず、また、端子２０の形状や強度によらず、強い力で端子２０と金属板１０とを機械的および電気的に接続することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、山形の盛り上がり部１２Ａの斜面部分に塑性変形を容易にするためのスリットを入れれば、盛り上がり部１２Ａの押し潰しを、より小さい力で容易に行なうことができる。

また、電気的接続の更なる信頼性アップおよび機械的な固着アップを目的として、端子２０と接続孔１１の接合面に微小凹凸（セレーションや表面荒らし等）を設けてもよい。

また、端子２０の接合足部の長さ（ストッパ段部２２から下の挿入端２１の長さ）は、金属板１０の板厚に相当する分だけあれば十分であり、図１（Ｂ−１）、（Ｂ−２）のように、金属板１０の板厚よりも多少長くなっていてもよい。但し、端子２０の接続足部の長さが短い方が、例えば、金属板１０をバスバーとして電気接続箱内部に収容する場合等に、電気接続箱の高さ寸法の短縮に貢献できる可能性がある。

また、山形の盛り上がり部１２Ａの形状は、図１に示されるように四角錐形状の他に円錐形状であってもよい。

また、上記実施形態では、山形の盛り上がり部１２Ａの斜面部分を全周にわたって傾斜壁１２として機能させるようにしたが、接続孔１１の周囲の少なくとも一部に傾斜壁１２を設けてもよい。つまり、山形の盛り上がり部１２Ａの形状を、半四角錐形状や半円錐形状にしてもよい。いずれにしろ、形状はなんでもよく、盛り上がり部１２Ａが潰されることで、端子２０に対する圧接力（締め付け力、接合力）を発生する形状でありさえすればよい。

また、金属板１０や端子２０の材料や表面処理状態は任意に設定してよく、端子２０の断面形状や接続孔の開口形状についても、角形、円形等、任意に設定してよい。

また、有底筒状の治具３２は、底部の無い中空筒状に形成されたもの（即ち、筒状の治具）であってもよい。

本発明の実施形態の説明図であって、（Ａ−１）は端子接続前の斜視図、（Ａ−２）は端子接続後の斜視図、（Ｂ−１）は端子挿入時の傾斜壁押し潰し前の状態を示す断面図、そして（Ｂ−２）は傾斜壁押し潰し時の状態を示す断面図である。本発明の実施形態における傾斜壁が端子を圧接する原理を説明するために示す断面図である。接続孔の他の例を示す断面図である。従来の接合方法の説明図である。更に他の従来の接合方法の説明図である。

符号の説明

１０：金属板
１１：接続孔
１２：傾斜壁
１２Ａ：山形の盛り上がり部
１２ｅ：起点
１２ｆ：孔縁側の端部
２０：端子
２１：挿入端
３２：有底筒状の治具

Claims

金属板に、端子を挿入して接続するための接続孔を設けると共に、
前記接続孔の周囲の該接続孔を画成する前記金属板の部分に、
前記端子を前記接続孔に挿入する前は、前記金属板の上面側に出っ張っていて、且つ、前記端子を前記接続孔に挿入した段階で上から押し潰されることで、前記接続孔の孔縁側の端部が前記端子の側面に圧接する働きをなす山形の盛り上がり部をプレス成形し、
前記接続孔に前記端子を挿入した段階で前記山形の盛り上がり部の斜面部を上から押し潰すことにより、該斜面部の前記接続孔の孔縁側の端部を前記端子の側面に圧接させることを特徴とする金属板に対する端子の接続方法。
前記端子を前記接続孔に挿入する際に、該端子の外周に筒状の治具を配置し、該筒状の治具をガイドとして該治具の内部の前記端子を前記接続孔に挿入すると共に、前記治具の下端部で前記山形の盛り上がり部の斜面部を上から押し潰すことを特徴とする請求項１に記載した金属板に対する端子の接続方法。