JP5465968B2 - バスバー及び電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、大電流が流れるバスバーであってバネ性を必要とする雄端子接続部を有するバスバーと、このバスバーを備える電気接続箱とに関する。

自動車等の車両に搭載される電気接続箱（Ｒ／Ｂなど）には、ミニヒューズやブレード型ヒューズの雄タブ端子（雄端子）を接続するための雄端子接続部を有するバスバーが備えられている。上記雄端子接続部は、雄タブ端子を挟み込んで電気的な接続を図るため音叉形状に形成されている。バスバーは、雄端子接続部にて雄タブ端子を挟み込むため、バネ性に優れた導電性金属材料（機械的特性に優れた導電性金属材料）により形成されている。この導電性金属材料は、銅合金でありバネ性を有することから接続信頼性を確保することができるようになっている。しかしながら、銅合金は銅に添加物を含有させていることから、導電率が純銅と比べて低くなり、従って、バスバーに大きな電流を流すためには断面積を大きくする必要がある。このためバスバーは、大きな外形寸法となるように形成されている。大きな外形寸法となる従来のバスバーは、歩留まりの低下を招いたり電気接続箱への装着性を低下させたりするのは言うまでもなく、これが問題点になっている。尚、導電率を高めるために純銅にてバスバーを形成する場合には、バネ性が低下することから、雄端子接続部における接続信頼性を十分に確保するのは困難である。

下記特許文献１に開示されたバスバーは、上記のような従来のバスバーにおける問題点を解消するために提案されたもので、図６に示す如くバスバー１は、第一バスバー２と、雄端子接続部３を複数有する第二バスバー４とを備えて構成されている。第一バスバー２は、導電性に優れた導電性金属材料から形成されており、バスバー本体として用いられている。一方、第二バスバー４は、機械的特性に優れた導電性金属材料により形成されており、バスバー本体としての第一バスバー２の所定位置に溶接により接合されている。第二バスバー４は、雄タブ端子との接続に必要な部分（雄端子接続部３）と、溶接に必要な部分５とを有して形成されている。バスバー１は、バスバー本体として形成される第一バスバー２の導電率を上記従来のバスバーよりも高め、これによって外形寸法を小さくすることができ、また、第二バスバー４における接続信頼性も従来同様十分に確保することができるようになっている。従って、バスバー１は、歩留まりを向上させ、また、電気接続箱への装着性を向上させることができるという効果を奏している。

特開２００９−７７４８５号公報

特許文献１に開示されたバスバー１にあっては、十分に有用なものであることが上記説明及び図６から分かるが、次の点を改善すれば接続信頼性に関し、より良いものとなると考えられる。すなわち、雄タブ端子の挿入離脱の際に雄端子接続部３には比較的大きな力が加わることから、雄端子接続部３の下に施される接合を確実に行わないと、第二バスバー４に破損等の外れが生じたりするという可能性を有している。また、接合の精度を高めないと、第二バスバー４は雄タブ端子との接続の際に位置ズレが生じたり、電気接続箱への装着の際に位置ズレが生じたりするという可能性を有している。

尚、上記の他にバスバー１の外形寸法を更に小さくしつつ大きな電流を流すことが可能であれば言うことはない。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、接続信頼性を高めるとともに外形寸法を小さくしても大電流を流すことが可能なバスバーと、このバスバーを備える電気接続箱とを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のバスバーは、接続相手の雄端子を挟み込む一又は複数の雄端子接続部と該雄端子接続部よりも上流に配設される電源入力部とを有し、且つバネ性に優れた導電性金属材料からなる第一バスバーを、バスバー本体となる部材として形成する一方、前記第一バスバーよりも導電性に優れた導電性金属材料からなる第二バスバーを、前記第一バスバーにおける前記電源入力部の位置に合わせた第一の部分と前記雄端子接続部よりも上流側で電流が分流される所定の電流分流部分の位置に合わせた第二の部分との間に接合することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、雄端子接続部は第二バスバーでなくバスバー本体としての第一バスバーに形成される。これにより、雄端子接続部の位置は安定し、また、雄端子接続部に掛かる力は第一バスバーと第二バスバーとの接合部分に影響することはない。本発明によれば、第一バスバーの外形寸法を小さくしても導電性に優れた導電性金属材料からなる第二バスバーを第一バスバーに対して接合することから、これら二つのバスバーによって大電流を流すことが可能になる（大電流を流すのに必要な抵抗値を確保できるため）。

請求項２記載の本発明のバスバーは、請求項１に記載のバスバーにおいて、前記接合を溶接による接合とするとともに、溶接位置を前記第一の部分及び前記第二の部分の二つの位置とすることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、第一バスバーと第二バスバーとを並列接続（実施例の欄において説明する）することにより、溶接箇所の間で抵抗値を下げることが可能になる。これにより多くの電流を流すことが可能になる。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の本発明の電気接続箱は、請求項１又は請求項２に記載のバスバーを備えるとともに、該バスバー用の挿入口を有するキャビティを備えることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、外形寸法を小さくしたバスバーを備えることから、キャビティ壁高さの低い電気接続箱にすることが可能になる。キャビティ壁高さを低くすることにより、このキャビティ壁が邪魔にならず他の端子金具を装着（挿入）し易くすることが可能になる。また、本発明によれば、雄端子接続部の位置を安定させたバスバーを備えることから、キャビティへの装着や接続相手の雄端子との接続に係る位置ズレを防止することが可能になる。

請求項１に記載された本発明によれば、接続信頼性を高めるとともに外形寸法を小さくしても大電流を流すことが可能なバスバーを提供することができるという効果を奏する。

請求項２に記載された本発明によれば、より多くの電流を流すことができるという効果を奏する。

請求項３に記載された本発明によれば、より良い電気接続箱を提供することができるという効果を奏する。

本発明のバスバーとこのバスバーを装着する電気接続箱とを示す斜視図である。 図１のバスバーにおける電流の流れを模式的に示す図である。 図１のバスバーの並列接続に係る説明図であり、（ａ）は並列接続を示す図、（ｂ）は比較例に係る図である。 図１のバスバーにおける第一バスバーのブランク状態を示す図である。 比較例となるバスバーのブランク状態を示す図である。 従来例のバスバーの斜視図である。

バスバーは、接続相手の雄端子を挟み込む一又は複数の雄端子接続部を有し、且つ機械的特性（バネ性）に優れた導電性金属材料からなる第一バスバーと、この第一バスバーよりも導電性に優れた導電性金属材料からなる第二バスバーとを備える。バスバーは、バネ性を必要とする雄端子接続部を有する第一バスバーをバスバー本体とし、この第一バスバーにおける大電流を流す必要のある位置に第二バスバーを接合する。

以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本発明のバスバーとこのバスバーを装着する電気接続箱とを示す斜視図である。

図１において、引用符号１１は電気接続箱を構成するボックス本体を模式的に示している。ここでの電気接続箱は、自動車の例えばエンジンルームに搭載されるリレーボックス（Ｒ／Ｂ）であって、ボックス本体１１と、このボックス本体１１の上側及び下側にそれぞれ嵌合するアッパーカバー及びロアカバー（図示省略）とを備えて構成されている。ボックス本体１１は、この下から上へ向けてバスバー１２を装着することができるように形成されている。具体的には、バスバー１２用の挿入口（図示省略）をボックス本体１１の下側に開口形成してバスバー１２を装着することができるように形成されている（上記挿入口はヒューズキャビティ１３の一部に連通するように形成されている。尚、ヒューズキャビティ１３に隣接する図示しないキャビティには端子金具が下から上へ向けて装着（挿入）されるようになっている）。

ヒューズキャビティ１３は、バスバー１２に形成される後述する雄端子接続部１４を収容するためのキャビティとして形成されている。また、ヒューズキャビティ１３は、図示しないミニヒューズやブレード型ヒューズを差し込み収容する部分として形成されている。ボックス本体１１は、この上下方向となる高さＨが従来よりも低くなるように形成されている。ボックス本体１１やヒューズキャビティ１３のキャビティ壁の高さＨが低くなることにより、高さＨ方向に邪魔な部分がなくなることから、図示しない端子金具の挿入性が良好になるようになっている。ボックス本体１１の高さＨが低くなるのは、バスバー１２に特徴を有するからである。以下、バスバー１２について説明をする。

バスバー１２は、図示しないミニヒューズやブレード型ヒューズの雄タブ端子（雄端子）を挟み込んで電気的に接続する複数の雄端子接続部１４を有するものであって、第一バスバー１５と、第二バスバー１６とを備えて構成されている。バスバー１２は、所望のパターンにて形成される回路（バスバー回路）であって、所定の部分に大電流を流すことができるように形成されている。第一バスバー１５は、バスバー１２において本体部分として機能する（バスバー本体として機能する）部材であって、バネ性に優れた導電性金属材料（機械的特性に優れた導電性金属材料）により形成されている。バネ性を必要とする理由は、この第一バスバー１５に複数の雄端子接続部１４を一体形成しているからである。雄端子接続部１４は、上記の如く雄タブ端子を挟み込んで接続状態を維持する部分であることから、接続信頼性を十分に確保するために、バネ性を必要としている。尚、バネ性に優れた導電性金属材料としては、本実施例において、銅合金が挙げられるものとする。

雄端子接続部１４は、音叉端子となる形状に形成されている。雄端子接続部１４は、第一バスバー１５の上側部１７に所定のピッチで複数横一列に並んで配置されている（雄端子接続部１４の数や配置は一例であるものとする）。雄端子接続部１４は、バスバー本体として形成される第一バスバー１５に存在することから、雄端子接続部１４の位置が安定するのは勿論のこと、図示しないミニヒューズやブレード型ヒューズの雄タブ端子からの力が掛かっても雄端子接続部１４の配置に影響することがなく、従来例とは異なっている。

雄端子接続部１４以外の部分として、第一バスバー１５には、電源入力部１８やタブ１９〜２３（図４参照）が形成されている。電源入力部１８は、図示しないバッテリーからのケーブルを接続することができるように図示のような形状に形成されている。電源入力部１８は、本実施例の第一バスバー１５において（バスバー１２において）、電気的に最も上流となる位置に配置形成されている。

タブ１９は、電源入力部１８と雄端子接続部１４との間（雄端子接続部１４の上流側）に配置されている。タブ１９は比較的大きなタブであって、第一バスバー１５の下側部２４に連成されている。タブ２０は、雄端子接続部１４に近い位置となる第一バスバー１５の上側部１７に連成されている。一方、タブ２１〜２３（図４参照）は、雄端子接続部１４の下流側に配置形成されている。電源入力部１８を介して流れる電流（電源）は、タブ１９に対応する位置でタブ１９側とこれよりも下流側とで分流されるようになっている（電流に関しては後述する）。尚、タブ２０、２１は保護片であって、バスバー１２をボックス本体１１に装着する際のガイド、雄端子接続部１４の保護、をするために設けられている。

第二バスバー１６は、第一バスバー１５における電源入力部１８の位置に合わせて設けられる第一の部分２５と、雄端子接続部１４よりも上流側で電流が分流される位置に合わせて設けられる第二の部分２６（本実施例においてはタブ１９の位置に合わせて設けられる部分であって電流分流部分に相当）との間に接合される部材であって、第一バスバー１５よりも導電性に優れた導電性金属材料により形成されている。導電性に優れた導電性金属材料としては、本実施例において、純銅を一例として挙げるものとする。第二バスバー１６は、略長方形状の板となるように形成されている。第二バスバー１６は、この幅が第一バスバー１５の上側部１７及び下側部２４間となるバスバー幅Ｗ１よりも若干小さくなる幅で形成されている（バスバー幅Ｗ１と同じ幅であってもよいものとする）。

尚、第二バスバー１６は、第一バスバー１５と同じ厚さで形成しなくてもよく、また、複数枚重ねるようにしてもよいものとする。第二バスバー１６は、これよりも導電率が劣る第一バスバー１５のバスバー幅Ｗ１の範囲において必要な電流が流れるように厚み等が設定されているものとする。第二バスバー１６の接合に関しては、特に限定するものでないが、スポット溶接が好ましいものとする（点でなく線で溶接してもよいものとする。尚、溶接以外は係止構造による接合が挙げられるものとする）。引用符号２７は溶接部分を示している。溶接部分２７は、第一の部分２５及び第二の部分２６に設けられている（この二箇所に溶接部分２７を最低設けるものとする）。

上記構成及び構造において、バスバー１２は、第一バスバー１５の所定位置に第二バスバー１６を接合してなることから、この接合部分に大電流を流すことができるようになっている。大電流（電流Ａ＋電流Ｂ）は、図２に示す如く電源入力部１８から第二の部分２６の位置の溶接部分２７まで流れ、この後に電流Ａ、電流Ｂに分流されるようになっている。溶接部分２７を二箇所設けることにより、第一バスバー１５及び第二バスバー１６が並列接続となり、二箇所の溶接部分２７間の抵抗値を下げることができるようになっている。これにより、より多くの電流を流すことができるようになっている。図３を参照しながら以下にもう少し詳しく説明する。図３はバスバー１２の並列接続に係る説明図である。

図３（ａ）において、図中の点を溶接部分２７、抵抗Ｒ１を第一バスバー１５の抵抗（例えばＲ１＝１０Ωとする）、Ｒ２を第二バスバー１６の抵抗（例えばＲ２＝５Ωとする）、そして、ボックス「入力」からボックス「出力」へ向けて電流が流れるとすると、溶接部分２７間の合成抵抗は３．３Ωであることが算出される（合成抵抗＝Ｒ１＊Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＝３．３Ω）。これに対して、接合のない従来設計の場合を比較例として図３（ｂ）に示すと、この抵抗はＲ１のままであることから１０Ωとなる。従って、本発明では比較例と比べると、約１／３の抵抗値であることが分かる。尚、抵抗値を減らすことにより、発熱を低減することができるようにもなる。

図４は第一バスバー１５のブランク状態を示す図である。また、図５は比較例となるバスバー２８のブランク状態を示す図である。図４におけるブランク状態の第一バスバー１５は、上記の如く第二バスバー１６を接合して大電流を流せるようにしていることから、バスバー幅Ｗ１を狭く設定することができるようになっている。また、バスバー幅Ｗ１を狭く設定することから、ピッチ幅Ｐ１も狭く設定することができるようになっている。

同じ大電流を流すものとして第二バスバー１６を接合しない場合、すなわち図５に示すバスバー２８のみで対応しようとする場合は、バスバー幅Ｗ２が広く、また、ピッチ幅Ｐ２も広くなってしまうことになる。尚、バスバー幅Ｗ２を狭めるには、図５中の線Ｌの位置で折り返す必要がある。図５に示すバスバー２８は、投入材料及び製品重量が嵩み、コストアップになってしまうと言える（逆に第一バスバー１５を用いれば、投入材料及び製品重量が低減され、コストダウンを図ることができると言える）。

以上、図１ないし図５を参照しながら説明してきたように、本発明によれば、バスバー回路の中で最も電流が流れる箇所（電源入力部１８に最も近い場所等）に導電率の高い第二バスバー１６を接合していることから、バスバー本体として機能する第一バスバー１５のバスバー幅Ｗ１を狭く設定しても、従来設計の幅広のバスバー（バスバー２８）と同等の電流を流すことができる（抵抗値を同等にすることができるため）。本発明は、必要な箇所、必要な分だけ第二バスバー１６を溶接すればよいものとする（本実施例においては、バスバー１２に流れる電流Ａが出力された後は、流れる電流値が少なくなるため、電流Ｂが流れる箇所においてはバスバー溶接がないものとなっている）。

また、本発明によれば、雄端子接続部１４を第二バスバー１６でなくバスバー本体としての第一バスバー１５に形成していることから、図６の従来例とは異なり、雄端子接続部１４の位置を安定させることができる。本発明は、雄端子接続部１４に掛かる力が第一バスバー１５及び第二バスバー１６の接合部分に影響することはない。

この他、本発明によれば、バスバー幅Ｗ１を狭く設定していることから、バスバー１２の装着先となる電気接続箱のボックス本体１１におけるキャビティ壁の高さを低くすることができる。本発明は、キャビティ壁の高さを低くすることによりキャビティ壁が邪魔にならず、従って他の端子金具の装着（挿入）性を向上させることができる。装着（挿入）性を向上させることは、半挿入による端子抜け防止に繋がり、作業性の向上を図ることもできる。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

１１…ボックス本体
１２…バスバー
１３…ヒューズキャビティ（キャビティ）
１４…雄端子接続部
１５…第一バスバー
１６…第二バスバー
１７…上側部
１８…電源入力部
１９〜２３…タブ
２４…下側部
２５…第一の部分
２６…第二の部分
２７…溶接部分

Claims (3)

1. 接続相手の雄端子を挟み込む一又は複数の雄端子接続部と該雄端子接続部よりも上流に配設される電源入力部とを有し、且つバネ性に優れた導電性金属材料からなる第一バスバーを、バスバー本体となる部材として形成する一方、
   前記第一バスバーよりも導電性に優れた導電性金属材料からなる第二バスバーを、前記第一バスバーにおける前記電源入力部の位置に合わせた第一の部分と前記雄端子接続部よりも上流側で電流が分流される所定の電流分流部分の位置に合わせた第二の部分との間に接合する
   ことを特徴とするバスバー。
2. 請求項１に記載のバスバーにおいて、
   前記接合を溶接による接合とするとともに、溶接位置を前記第一の部分及び前記第二の部分の二つの位置とする
   ことを特徴とするバスバー。
3. 請求項１又は請求項２に記載のバスバーを備えるとともに、該バスバー用の挿入口を有するキャビティを備える
   ことを特徴とする電気接続箱。

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