JP5638775B2 - バスバー構造、バスバーと電源端子との接続固定構造、及び電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、導電性を有する金属板からなるバスバーの構造や、このバスバーと電源端子との接続固定構造、さらには、バスバーを備える電気接続箱に関する。

自動車等の車両には電気接続箱が搭載されている。電気接続箱としては、リレーボックス（Ｒ／Ｂ）、ジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）、ＥＣＵ（車両用電気部品内蔵機器）等が挙げられる。例えばリレーボックスには、リレーやヒュージブルリンクやヒューズが挿入・装着されている。リレーやヒュージブルリンクやヒューズは、これらに対応する各キャビティに各々装着されている。各キャビティは、リレーボックスを構成する絶縁ブロックに形成されている。この絶縁ブロックの内部には、ヒュージブルリンクやヒューズを接続するためのバスバーが組み付けられている。ヒューズは、接続部分となるブレード状のヒューズ端子を有しており、このヒューズ端子をバスバーの端子部に差し込むことによってバスバーに対し接続されている。

バスバーは、バネ性のある材料を用いて製造されている。これは、ブレード状のヒューズ端子の差し込みを許容するとともに、良好な接続状態を維持することが可能な雌型の端子部を形成するためである。バネ性のある材料は、機械的特性に優れた導電性金属材料であって、これを板状にしたものをプレス機により打ち抜くことによりバスバーは製造されている。

下記特許文献１に開示されたバスバーは、ヒュージブルリンクを接続するための雄型の端子部と、ヒューズのブレード状となるヒューズ端子を差し込み接続するための雌型の端子部とをそれぞれ複数有している。バスバーは、この本体が長尺な帯板形状に形成されており、本体の長手方向に沿う一側部には、複数の雄型の端子部及び雌型の端子部が並んで配置されている。

特開平１０−８４６１６号公報

特許文献１に開示されたバスバーのように長尺なものは、この製造に大型のプレス機を使用する必要性がある。従って、設備投資により製造コストが嵩んでしまうという問題点を有している。

また、特許文献１に開示されたバスバーにあっては、ヒュージブルリンクを接続するための雄型の端子部と、ヒューズのブレード状となるヒューズ端子を差し込み接続するための雌型の端子部とを有することから、ヒュージブルリンク及びヒューズの両方に対して最適となるバスバー形状にしようとすると、歩留まりの悪い形状になってしまう可能性があるという問題点を有している。

さらに、特許文献１に開示されたバスバーにあっては、雌型の端子部を有することから、バスバー全体をバネ性のある材料を用いて製造する必要性があり、材料費が嵩んでしまうという問題点を有している。バネ性を持たせる必要があるのは、雌型の端子部を有する部分のみであることから、雌型の端子部以外の部分が多くなればなるほど材料費が嵩んでしまうという問題点を有している。

この他、バネ性のある材料は導電率の面で例えば純銅よりも劣ってしまうことから、バスバー本体に大きな断面積を確保できる部分が必要であり、結果、バスバーの外形寸法が大きくなってしまうという問題点を有している。バスバーの外形寸法が大きくなることにより、材料費が嵩むのは勿論のこと、電気接続箱の大型化にもつながってしまうという問題点を有している。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、大型のプレス機を使用しなくても製造することが可能であり、また、歩留まりを向上させることが可能であり、さらには、材料費を低減することが可能なバスバー構造を提供することを課題とする。本発明は、上記のバスバー構造に基づき、バスバーと電源端子との接続固定構造、及び電気接続箱を提供することも課題とする。

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構造は、帯状に形成される第１のバスバー本体と、前記第１のバスバー本体の長手方向に沿う一側部に連成される複数の雌型の端子部と、前記第１のバスバー本体の長手方向に沿う他側部に連成される略帯状の片を前記第１のバスバー本体側に折り返すことにより形成される第１の折曲部とを有し、バネ性のある材料からなる第１バスバーと、帯状に形成される第２のバスバー本体と、前記第２のバスバー本体の長手方向に沿う一側部に連成される複数の雄型の端子部と、前記第２のバスバー本体の長手方向に沿う他側部に連成される略帯状の片を前記第２のバスバー本体側に折り返すことにより形成される第２の折曲部とを有する第２バスバーと、を備える一方、前記第１バスバー及び前記第２バスバーには、これらの一部同士を重ね合わせる部分として、該第１バスバーの長手方向一端及び該第２バスバーの長手方向一端に配置形成される重ね合わせ部をそれぞれ有し、前記第１バスバーの重ね合わせ部と前記第２バスバーの重ね合わせ部のそれぞれには、重ね合わせ時に連通するボルト締め用の穴を貫通形成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、分割構造のバスバーにすることにより課題の解決を図る。第１バスバーはバネ性を必要とする端子部を集め、第２バスバーはバネ性を不要とする端子部を集めて製造する。分割状態にある第１バスバー及び第２バスバーを一体化するにあたっては、各重ね合わせ部を重ね合わせた状態にしてボルト締めにて固定をし一体化する。ボルト締めによる固定及び一体化は、例えば溶接と比べて簡単且つ低コストになるとともに、溶接のような熟練が不要になる。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の本発明のバスバーと電源端子との接続固定構造は、請求項１に記載のバスバー構造を有する前記第１バスバー及び前記第２バスバーの、重ね合わせ状態となる重ね合わせ部と、ボルト締め付け用の穴を有する電源端子とを、ボルトを含む締め付け手段にて締め付けて接続及び固定を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、分割状態にある第１バスバー及び第２バスバーを一体化するにあたり、重ね合わせ状態の重ね合わせ部を電源端子の接続部分にすることにより課題の解決を図る。電源端子を接続すると、これと同時に第１バスバー及び第２バスバーも一体化する。

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に記載のバスバー構造を有する前記第１バスバー及び前記第２バスバーと、電気部品を挿入するためのキャビティを有する絶縁ブロックと、ボルト締め付け用の穴を有する電源端子と、ボルトを含む締め付け手段とを備える一方、前記絶縁ブロックは、前記キャビティの下方から該キャビティに連通するバスバー挿入部と、絶縁ブロック側壁から前記バスバー挿入部に貫通する接続固定部とを有し、該接続固定部の位置においては、前記第１バスバーと、前記第２バスバーと、前記電源端子と、を前記締め付け手段にて接続及び固定をすることによりな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、絶縁ブロックの接続固定部の位置において電源端子を接続すると、これと同時に第１バスバー及び第２バスバーも一体化する。

請求項１に記載された本発明によれば、分割構造のバスバーであることから、大型のプレス機を使用しなくても製造することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、分割構造のバスバーであることから、ブランク時のレイアウト自由度を向上させることができるという効果を奏する。これにより、歩留まり向上を図ることができるという効果を奏する。さらに、本発明によれば、分割構造のバスバーであることから、材料費の高くなる部分を集めて分ければ、材料費を低減することができるという効果や、バスバーの外形寸法を小さくすることができるという効果を奏する。この他、本発明によれば、溶接を施さなくても一体化できる構造であることから、作業の簡易化等を図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、電源端子を接続すると同時に第１バスバー及び第２バスバーも一体化することから、請求項１の効果の他に、作業性の向上を図る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、外形寸法の小さいバスバーであることから、請求項１、２の効果の他に、電気接続箱の大型化抑制に寄与することができるという効果を奏する。

本発明のバスバー構造及び接続固定構造を示す斜視図である。 本発明の電気接続箱を示す斜視図であり、（ａ）はアッパーカバー側からの斜視図、（ｂ）はロアカバー側からの斜視図である。 図２の電気接続箱を構成するボックス本体の斜視図である。 第１バスバーの製造過程におけるブランク状態を示す図である。 第２バスバーの製造過程におけるブランク状態を示す図である。 比較例となるバスバーの斜視図である。 比較例となるバスバーの製造過程におけるブランク状態を示す図である。

以下、図面を参照しながら一実施形態を説明する。図１は本発明のバスバー構造及び接続固定構造を示す斜視図である。

図１において、バスバー１は、第１バスバー２と第２バスバー３とを備えて構成されるとともに、これらによって分割構造となるバスバー構造を有している。バスバー１は、ボルト４を締め付けて電源端子５を接続することにより第１バスバー２及び第２バスバー３が一体化するバスバー構造を有している。第１バスバー２及び第２バスバー３の一体化は、後述する電気接続箱３１の製造過程において行われるようになっている。

第１バスバー２は、図示しないヒューズのブレード状となるヒューズ端子を差し込み接続するための雌型の端子部６を集めて製造されている。雌型の端子部６は、ヒューズ端子を差し込み接続するためにバネ性が必要な部分になっている。従って、第１バスバー２は、ヒューズ端子の接続安定性を図るためとして、バネ性のある材料を用いて製造されている（材料の一例としては銅合金が挙げられるものとする）。

第１バスバー２についてもう少し詳しく説明すると、第１バスバー２は、バスバー本体７と、このバスバー本体７に連成される各種の連成部分とを有している。連成部分には、複数の雌型の端子部６、雄型の端子部８、重ね合わせ部９、及び複数の折曲部１０が含まれている（少なくとも雌型の端子部６及び重ね合わせ部９が含まれるものとする）。

雌型の端子部６及び雄型の端子部８は、バスバー本体７の長手方向に沿う一側部に連成されている。雌型の端子部６は、本形態において１１個形成されており（数は一例であるものとする）、この内６個が雄型の端子部８の間に配置されている。雌型の端子部６は、特に符号を付さないが、一対のアーム部と、このアーム部の先端において内側を向き対向し合うように配置される凸部とを有している。雌型の端子部６は、ここでは公知の形状が採用されている。雌型の端子部６は、全て同じ長さ（同じサイズ）に形成されている。一方、雄型の端子部８は、雌型の端子部６よりも若干長く形成されている。雄型の端子部８はタブ状となる形状に形成されている。

重ね合わせ部９は、第２バスバー３の後述する重ね合わせ部１５を重ね合わせるための部分として形成されている。重ね合わせ部９は、バスバー本体７の長手方向一端に配置形成されている。重ね合わせ部９は、第２バスバー３との接続安定性を図るために接触面積が比較的大きくとれるように形成されている。重ね合わせ部９には、後述する重ね合わせ部１５との重ね合わせを行った時に連通する円形の穴１１が貫通形成されている。穴１１は、ボルト４を挿通して締め付けを行うことができる大きさに形成されている。重ね合わせ部９は、この一方の面が後述する重ね合わせ部１５との重ね合わせ面となり、他方の面が電源端子５との接続面となるように形成されている。

折曲部１０は、バスバー本体７の長手方向に沿う他側部に連成されている。すなわち、雌型の端子部６及び雄型の端子部８の反対側に配置形成されている。折曲部１０は、略帯状の片をバスバー本体７側に折り返すことにより形成されている。折曲部１０は、所定の断面積を確保するとともに、第１バスバー２の外形寸法を大きくしないようにするために有効な部分として形成されている。

バスバー本体７は、帯状に形成されており、この中間が略直角に一回折り曲げられている（折り曲げ回数は一例であるものとする。尚、折り曲げなくてもよいものとする）。バスバー本体７における引用符号１２は、後述するバスバー挿入部３９に挿入された時の抜け止めとなる部分、すなわち抜け止めを示している。抜け止め１２は、複数箇所に配置形成されている。

第２バスバー３は、図示しないヒュージブルリンクを接続するための雄型の端子部１３を集めて製造されている。雄型の端子部１３は、雌型の端子部６のようなバネ性を必要としないことから、材料は純銅（Ｃ１０２０）のものが用いられている。このような材料により、第２バスバー３は第１バスバー２よりも導電性が高くなっている。

第２バスバー３は、バスバー本体１４と、このバスバー本体１４に連成される各種の連成部分とを有している。連成部分には、複数の雄型の端子部１３、重ね合わせ部１５、及び複数の折曲部１６が含まれている（少なくとも雄型の端子部１３及び重ね合わせ部１５が含まれるものとする）。複数の雄型の端子部１３は、バスバー本体１４の長手方向に沿う一側部に連成されている。雄型の端子部１３は、本形態において９個形成されている（数は一例であるものとする。また、図中では長さや幅やピッチが異なるものが混在しているが一例であるものとする）。雄型の端子部１３は、タブ状となる形状に形成されている。

重ね合わせ部１５は、第１バスバー２の重ね合わせ部９を重ね合わせるための部分として形成されている。重ね合わせ部１５は、バスバー本体１４の長手方向一端に配置形成されている。重ね合わせ部１５は、第１バスバー２との接続安定性を図るために接触面積が比較的大きくとれるように形成されている。重ね合わせ部１５には、重ね合わせ部９との重ね合わせを行った時に連通する円形の穴１７が貫通形成されている。穴１７は、第１バスバー２の穴１１と同じ大きさに形成されている。重ね合わせ部１５は、この一方の面が重ね合わせ部９との重ね合わせ面となるように形成されている。

重ね合わせ部９、１５は、電源端子５の接続部分として設定されている。この接続部分は、従来例の場合、複数回の折り曲げを施すことにより形成されている（特許文献１の引用符号１７参照）。従って、従来例と比べると簡単な構造となるように形成されている（従来例と比べると、格段に良い接続部分になっている）。

折曲部１６は、バスバー本体１４の長手方向に沿う他側部に連成されている。すなわち、雄型の端子部１３の反対側に配置形成されている。折曲部１６は、略帯状の片をバスバー本体１４側に折り返すことにより形成されている。折曲部１６は、所定の断面積を確保するとともに、第２バスバー３の外形寸法を大きくしないようにするために有効な部分として形成されている。

バスバー本体１４は、帯状に形成されている。バスバー本体１４は、この中間がクランク状に小さく折り曲げられ、且つこの近傍が略直角に一回折り曲げられる形状に形成されている（折り曲げ回数は一例であるものとする。尚、折り曲げなくてもよいものとする）。バスバー本体１４における引用符号１２は、上記同様の抜け止めを示している。抜け止め１２は、複数箇所に配置形成されている。

電源端子５は、電源供給用のケーブル１８の端末に設けられている。電源端子５には、ボルト締め用の穴１９が貫通形成されている。穴１９は、第１バスバー２及び第２バスバー３の穴１１、１７と同様に、ボルト４のサイズに合わせて形成されている。

次に、図１ないし図３を参照しながらバスバー１の組み付け先となる電気接続箱について説明する。図２（ａ）はアッパーカバー側から見た電気接続箱の斜視図、図２（ｂ）はロアカバー側から見た電気接続箱の斜視図である。また、図３は電気接続箱を構成するボックス本体の斜視図である。

図２において、引用符号３１は電気接続箱を示している。電気接続箱３１は、例えば自動車の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３２と、このボックス本体３２の上側に嵌合してこの上側を覆うアッパーカバー３３と、ボックス本体３２の下側に嵌合してこの下側を覆うロアカバー３４とを備えて構成されている。

図３において、ボックス本体３２は、この外周の壁となる周壁３５の内側に絶縁ブロック３６を有している。絶縁ブロック３６には、図示しないヒュージブルリンクを挿入するためのキャビティ３７と、同じく図示しないヒューズを挿入するためのヒューズキャビティ３８（キャビティ）と、他のキャビティとがそれぞれ複数個形成されている。また、絶縁ブロック３６には、キャビティ３７及びヒューズキャビティ３８の下方から、このキャビティ３７及びヒューズキャビティ３８に連通するバスバー挿入部３９と、絶縁ブロック側壁４０からバスバー挿入部３９に貫通する接続固定部４１とが形成されている。

バスバー挿入部３９は、重ね合わせ部９、１５を重ね合わせた状態にある第１バスバー２及び第２バスバー３を、キャビティ３７及びヒューズキャビティ３８の下方から挿入するための部分として形成されている。第１バスバー２及び第２バスバー３は、バスバー挿入部３９に挿入されると、重ね合わせ状態にあるうちの重ね合わせ部９が接続固定部４１から臨むことができるようになっている。すなわち、接続固定部４１を介して電源端子５を接続及び固定することができるようになっている。接続固定部４１の奥には、図示しないナットが設けられている。ナットは、ボルト４と共に締め付け手段を構成するものとなっている。

ボルト４を締め付けることにより、電源端子５は第１バスバー２及び第２バスバー３に対して接続固定されるようになっている。また、電源端子５の接続固定と同時に第１バスバー２及び第２バスバー３が完全に一体化し、バスバー１が形成されるようになっている。

周壁３５の一部４２は、接続固定部４１を介してバスバー１に接続される電源端子５及びケーブル１８に干渉しないように外側へ膨出する形状に形成されている。また、これに対応するように、アッパーカバー３３の一部４３及びロアカバー３４の一部４４も外側へ膨出する形状に形成されている。

続いて、図４ないし図７を参照しながらバスバー１の利点について説明する。図４は第１バスバーの製造過程におけるブランク状態を示す図、図５は第２バスバーの製造過程におけるブランク状態を示す図、図６は比較例となるバスバーの斜視図、図７は比較例となるバスバーの製造過程におけるブランク状態を示す図である。

図４において、引用符号２′はブランク状態第１バスバーを示している。ブランク状態第１バスバー２′は、図示しないプレス機にて打ち抜いたものであって、連結部５１を介して複数連なっている。ブランク状態第１バスバー２′は、この長手方向の長さ、すなわち材幅Ｗ１がＷ１＝１２７．８ｍｍであり、送り方向のピッチＰ１はＰ１＝３９．５ｍｍになっている（寸法は一例であるものとする）。このような寸法の場合、上記プレス機は１６０ｔのもので対応することができるようになっている。ブランク状態第１バスバー２′の製造にあたり、投入材面積は５，０４８ｍｍ^２となっている。材料は銅合金を使用するものとする。

図５において、引用符号３′はブランク状態第２バスバーを示している。ブランク状態第２バスバー３′は、図示しないプレス機にて打ち抜いたものであって、連結部５２を介して複数連なっている。ブランク状態第２バスバー３′は、この長手方向の長さ、すなわち材幅Ｗ２がＷ２＝１７０．２ｍｍであり、送り方向のピッチＰ２はＰ２＝４４．０ｍｍになっている（寸法は一例であるものとする）。このような寸法の場合、上記プレス機は１６０ｔのもので対応することができるようになっている。ブランク状態第２バスバー３′の製造にあたり、投入材面積は７，４８９ｍｍ^２となっている。材料はＣ１０２０を使用するものとする。

ブランク状態第１バスバー２′及びブランク状態第２バスバー３′は、それぞれ１６０ｔのプレス機で製造され、合計の投入材面積は１２，５３７ｍｍ^２となっている。

図６において、この図に示すような長尺バスバー６１を製造して図１のバスバー１（第１バスバー２及び第２バスバー３）と比較してみると（バスバー１と同様になるように長尺バスバー６１を製造するものとする）、先ずブランク状態にあっては、図７に示すようにブランク状態長尺バスバー６１′は、この材幅Ｗ３がＷ３＝３０５．３ｍｍになっている。また、ピッチＰ３はＰ３＝５４．１ｍｍになっている。ブランク状態長尺バスバー６１′の製造にあたり、投入材面積は１６，５１６ｍｍ^２となっている。長尺バスバー６１は、雌型の端子部６２を有しており、このため材料は銅合金を使用するものとする。

ブランク状態長尺バスバー６１′は、材幅Ｗ３が大きいことから、３００ｔのプレス機を使用しなければならないものとなっている。また、雌型の端子部６２と雄型の端子部６３の両方を考慮して形状設計をしなければならないことから、ピッチＰ３が大きなものとなっている。これは、投入材面積が大きい要因になっている。

次に長尺バスバー６１で見た場合、長尺バスバー６１は投入質量が１１５．６ｇであり、正味質量が６６．５ｇとなっている。歩留まりは５７．５％になっている。

これに対し図１のバスバー１における第１バスバー２は、投入質量が３５．３ｇ、正味質量が２６．０ｇ、歩留まりが７３．７％であり、第２バスバー３は投入質量が５２．４ｇ、正味質量が３４．１ｇ、歩留まりが６５．１％となっている。第１バスバー２及び第２バスバー３を合計すると、投入質量が８７．７ｇ、正味質量が６０．１ｇ、歩留まりが６８．５％となっている。すなわち、長尺バスバー６１と比べると、投入質量２７．９ｇ減、正味質量６．４ｇ減となっている。また、バスバー１は、銅合金の使用を第１バスバー２のみにしていることから、材料費８０％減となっている。さらに、バスバー１は、第２バスバー３の材料としてＣ１０２０を使用していることから、導電率のアップとなっている（６５％→１００％）。

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。

１…バスバー
２…第１バスバー
３…第２バスバー
４…ボルト
５…電源端子
６…雌型の端子部
７…バスバー本体
８…雄型の端子部
９…重ね合わせ部
１０…折曲部
１１…穴
１２…抜け止め
１３…雄型の端子部
１４…バスバー本体
１５…重ね合わせ部
１６…折曲部
１７…穴
１８…ケーブル
１９…穴
３１…電気接続箱
３２…ボックス本体
３３…アッパーカバー
３４…ロアカバー
３５…周壁
３６…絶縁ブロック
３７…キャビティ
３８…ヒューズキャビティ（キャビティ）
３９…バスバー挿入部
４０…絶縁ブロック側壁
４１…接続固定部
４２〜４３…一部

Claims (3)

1. 帯状に形成される第１のバスバー本体と、前記第１のバスバー本体の長手方向に沿う一側部に連成される複数の雌型の端子部と、前記第１のバスバー本体の長手方向に沿う他側部に連成される略帯状の片を前記第１のバスバー本体側に折り返すことにより形成される第１の折曲部とを有し、バネ性のある材料からなる第１バスバーと、
   帯状に形成される第２のバスバー本体と、前記第２のバスバー本体の長手方向に沿う一側部に連成される複数の雄型の端子部と、前記第２のバスバー本体の長手方向に沿う他側部に連成される略帯状の片を前記第２のバスバー本体側に折り返すことにより形成される第２の折曲部とを有する第２バスバーと、
   を備える一方、
   前記第１バスバー及び前記第２バスバーには、これらの一部同士を重ね合わせる部分として、該第１バスバーの長手方向一端及び該第２バスバーの長手方向一端に配置形成される重ね合わせ部をそれぞれ有し、
   前記第１バスバーの重ね合わせ部と前記第２バスバーの重ね合わせ部のそれぞれには、重ね合わせ時に連通するボルト締め用の穴を貫通形成する
   ことを特徴とするバスバー構造。
2. 請求項１に記載のバスバー構造を有する前記第１バスバー及び前記第２バスバーの、重ね合わせ状態となる重ね合わせ部と、ボルト締め付け用の穴を有する電源端子とを、ボルトを含む締め付け手段にて締め付けて接続及び固定をする
   ことを特徴とするバスバーと電源端子との接続固定構造。
3. 請求項１に記載のバスバー構造を有する前記第１バスバー及び前記第２バスバーと、電気部品を挿入するためのキャビティを有する絶縁ブロックと、ボルト締め付け用の穴を有する電源端子と、ボルトを含む締め付け手段とを備える一方、
   前記絶縁ブロックは、前記キャビティの下方から該キャビティに連通するバスバー挿入部と、絶縁ブロック側壁から前記バスバー挿入部に貫通する接続固定部とを有し、
   該接続固定部の位置においては、前記第１バスバーと、前記第２バスバーと、前記電源端子と、を前記締め付け手段にて接続及び固定をすることによりなる
   ことを特徴とする電気接続箱。

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