JP6060009B2 - 端子とバスバーの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、端子とバスバーの接続構造に関する。

例えば電気自動車のインバータ内部に搭載される端子台のように、導電パターンを有するバスバーと、該バスバーの端子接続部に接続される端子と、各端子を収容する絶縁樹脂製のハウジングと、を備えた機器直付けコネクタが提案されている。そして、バスバーの端子接続部に接続される各端子は、ボルト・ナットにて接続されたり（例えば、特許文献１参照）、溶接（スポット溶接・半田付け等）にて接続されたり（例えば、特許文献２参照）している。

図９に示すように、この種の機器直付けコネクタを構成する端子台５０１は、絶縁樹脂材により一体に成形されたハウジング５０３と、第１バスバー５０５と、第２バスバー５０７と、ボルト締結端子５０９と、溶接端子５１９と、を有する。ハウジング５０３には、連結部５１１によって連結された一対のフード部５１３が形成されている。それぞれのフード部５１３は、軸線方向の両端側が開口する長円筒状に形成され、内方が隔壁５１５によって左右に仕切られた端子結合室５１７となる。従って、ハウジング５０３には、４つの端子結合室５１７が設けられている。

第１バスバー５０５と第２バスバー５０７は、それぞれが導電性金属板をプレス・折り曲げ加工することにより所定形状の導電パターンを有して形成され、それぞれの延在方向一端側には溶接端子５１９が接続されている。溶接端子５１９は、溶接片５２３が第１バスバー５０５と第２バスバー５０７のそれぞれの延在方向一端側に設けられた端子接続部５３３にスポット溶接や半田付け等の溶接によって接続される。溶接端子５１９は、図１０（ｂ）に示すように、円筒軸状の電気接続部５２１の後端に、矩形状の溶接片５２３が連設されている。
第１バスバー５０５と第２バスバー５０７のそれぞれ延在方向他端側には、ボルト締結端子５０９を接続するための端子接続部５２５が設けられる。端子接続部５２５には、バスバーボルト穴５２７を穿設した端子固定部５２９が形成されている。ボルト締結端子５０９は、図１０（ａ）に示すように、電気接続部５２１の後端に、端子ボルト穴５３１を有する締結片５３５が連設されている。

端子台５０１は、第１バスバー５０５と第２バスバー５０７にボルト締結端子５０９がボルト５３７及びナット５３９によって接続された後、これらがハウジング５０３へ組み付けられる。それぞれのボルト締結端子５０９は、締結片５３５が端子固定部５２９の下面側に配置され、バスバーボルト穴５２７と端子ボルト穴５３１とを貫通したボルト５３７にナット５３９が締結されることで、第１バスバー５０５と第２バスバー５０７に固定される。ボルト締結端子５０９が固定された第１バスバー５０５と第２バスバー５０７は、溶接端子５１９の電気接続部５２１と、ボルト締結端子５０９の電気接続部５２１とが、それぞれ端子結合室５１７に配置されてハウジング５０３に固定される。

特開２００６−８１３７３号公報 特開２００６−１９０７４号公報

しかしながら、上述した端子とバスバーの接続構造では、第１バスバー５０５及び第２バスバー５０７の端子接続部５２５，５３３に接続される端子が、図１０（ａ）、（ｂ）に示したボルト締結端子５０９や溶接端子５１９等の専用品となる問題がある。また、ボルト締結の場合には、ボルト５３７及びナット５３９の部品点数が増える問題があり、溶接等の場合には、専用設備が必要となる問題がある。
更に、バスバーの先端部に圧着端子を直接圧着する場合には、バスバーの先端部を圧着端子の導体圧着部で直接圧着する必要があるが、必要な横断面積を確保した横幅を有するバスバーの先端部は幅が広くなっており、圧着変形時の形状が不安定になるため、接続信頼性が低くなるという問題がある。また、必要な横断面積を確保するためにバスバーの板厚を上げた場合には、圧着端子を圧着する際に先端部が変形しづらくなって、やはり接続信頼性が低下する。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、専用端子、専用設備が必要なく、部品点数が削減でき、接続信頼性が低下しない端子とバスバーの接続構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 導電パターンを有するバスバーと、電気接続部の後端に導体圧着部を有する圧着端子と、を備え、前記バスバーが、先端部を板厚方向に折り曲げ形成して横断面積を増大させた端子接続部を有し、前記圧着端子の導体圧着部が、前記端子接続部に圧着されることを特徴とする端子とバスバーの接続構造。

上記（１）の構成の端子とバスバーの接続構造によれば、バスバーの先端部を板厚方向に折り曲げ形成して端子接続部の横断面積を増大させることで、前記端子接続部は横幅を小さくしても高さを稼ぐことができ、圧着端子の導体圧着部が圧着される際の変形が安定する。

（２） 上記（１）の構成の端子とバスバーの接続構造であって、前記端子接続部は、前記導体圧着部に対応した所定の横幅を有する先端部を基端側に折り返して重ねるようにして板厚方向に折り曲げ形成されていることを特徴とする端子とバスバーの接続構造。

上記（２）の構成の端子とバスバーの接続構造によれば、一本の直線状の折曲げ線でバスバーの先端部を基端側に折り返すのみの簡単な曲げ加工で横断面積を増大させた端子接続部である折り返し端子接続部が形成できる。

（３） 上記（１）の構成の端子とバスバーの接続構造であって、前記端子接続部は、幅方向両側縁部を内側に曲げて筒状を形成するようにして板厚方向に折り曲げ形成されていることを特徴とする端子とバスバーの接続構造。

上記（３）の構成の端子とバスバーの接続構造によれば、幅方向両側縁部を内側に半円状に湾曲させて曲げることで、横幅を小さくしても高さを稼ぐことができる円筒状の筒状端子接続部が形成される。円筒状の筒状端子接続部は、半円状の曲げとなるので最大ひずみを小さくできる。円筒状の筒状端子接続部とした場合、導体圧着部を介して圧着される圧着端子を、円筒軸線回りの任意の回転角度で圧着できる。また、幅方向両側縁部を内側に９０度ずつ二回曲げることで、横幅を小さくしても高さを稼ぐことができる角筒状の筒状端子接続部が形成される。それぞれの曲げ箇所が直角曲げとなるので最大ひずみを小さくできる。角筒状の筒状端子接続部の場合、導体圧着部を介して圧着される圧着端子を、角筒軸線回りに９０度ずつ正確に回転させた状態で圧着できる。また、これら円筒状又は角筒状の筒状端子接続部は、バスバー本体と同一幅に形成された折り曲げ前の筒状端子接続部の幅方向両側縁部を折り曲げて形成できる。この場合、所定の展開形状に形成されたバスバー本体の横断面積を減少させることなく、バスバー本体と同等の横断面積で筒状端子接続部を形成できる。これにより、電流に対する横断面積の確保が容易となる。

（４） 上記（１）の構成の端子とバスバーの接続構造であって、前記端子接続部は、幅方向両側縁部に形成した折り重ね部を幅方向中央部に重ねるようにして板厚方向に折り曲げ形成されていることを特徴とする端子とバスバーの接続構造。

上記（４）の構成の端子とバスバーの接続構造によれば、幅方向両側縁部に形成される一対の折り重ね部が内側に寄せられながら、幅方向中央部に重ねられ、横幅を小さくしても高さを稼ぐことができる横断面形状が方形状の重畳端子接続部が形成される。重畳端子接続部は、折り重ね部が重ねられる前、幅方向中央部の両側に、スリットを隔てて折り重ね部が配置されている展開形状となる。重畳端子接続部の横断面積は、幅方向中央部と、その両側の一対の折り重ね部との合計面積となる。この重畳端子接続部は、スリットにより減少する横断面積以外にはこの横断面積のまま折り重ねられる。即ち、重畳端子接続部は、所定の展開形状に形成されたバスバー本体の横断面積を殆ど減少させることなく、バスバー本体と略同等の横断面積で形成できる。これにより、電流に対する横断面積の確保が容易となる。

本発明に係る端子とバスバーの接続構造によれば、専用端子、専用設備が必要なく、部品点数が削減でき、接続信頼性が低下しない。

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形態（以下、「実施形態」という。）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。

本発明の第１実施形態に係る端子とバスバーの接続構造を備える機器直付けコネクタの分解斜視図である。 図１に示した機器直付けコネクタの組立斜視図である。 （ａ）は図１に示したバスバーの端子接続部と圧着端子を示す要部拡大斜視図、（ｂ）は比較の為に端子接続部を備えず横幅が長いままのバスバーの先端部と圧着端子を示す要部拡大斜視図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係るバスバーの端子接続部を示す要部拡大斜視図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ｂ）の側面図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態に係るバスバーの端子接続部を示す要部拡大斜視図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ｂ）の側面図である。 （ａ）は本発明の第４実施形態に係るバスバーの端子接続部を示す要部拡大斜視図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ｂ）の側面図である。 （ａ）は図６に示した角筒状の端子接続部として折り曲げる前のバスバーの先端部を示す要部拡大斜視図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ部の拡大図である。 （ａ）は図６に示した角筒状の端子接続部として折り曲げる前の変形例に係るバスバーの先端部を示す要部拡大斜視図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ｂ）の側面図である。 従来の端子とバスバーの接続構造を備える機器直付けコネクタの分解斜視図である。 （ａ）は図９に示した従来のボルト締結端子の斜視図、（ｂ）は図９に示した従来の溶接端子の斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る端子とバスバーの接続構造を備える機器直付けコネクタである端子台１１は、例えば電気自動車のインバータ内部に搭載され、ハウジング１３と、圧着端子１７と、所定の導電パターンを有するバスバーである第１バスバー１９及び第２バスバー２１と、を備える。

ハウジング１３は絶縁樹脂材により一体に成形され、圧着端子１７を収容する。ハウジング１３には、連結部２３によって連結された一対のフード部２５が形成されている。それぞれのフード部２５は、軸線方向の両端側が開口する長円筒状に形成され、内方が隔壁２７によって左右に仕切られた端子結合室２９となる。従って、ハウジング１３には、４つの端子結合室２９が設けられている。それぞれのフード部２５の側方には、端子台１１をインバータのケースに固定するためボルト挿通穴３１を有する固定部３３が形成される。

図３に示すように、圧着端子１７は、円筒軸状に形成された電気接続部３５の後端に、導体圧着部３７を有する。圧着端子１７の導体圧着部３７は、電気接続部３５に連設される底片部の両側部から上向きに開く一対の加締め片３９（バレル）を有する。この圧着端子１７は、導体圧着部３７が既存形状となる既存の圧着端子を利用することができる。即ち、本実施形態の端子とバスバーの接続構造では、図１０の（ａ）に示したす端子ボルト穴５３１を備えたボルト締結端子５０９や、図１０の（ｂ）に示した溶接片５２３を備えた溶接端子５１９などの専用端子を用いることなく、図３に示す既存の圧着端子１７を用いることができる。

本実施形態の第１バスバー１９と第２バスバー２１は、それぞれが導電性金属板をプレス・折り曲げ加工することにより所定形状の導電パターンを有して形成される。第１バスバー１９と第２バスバー２１のそれぞれの延在方向両端側には、圧着端子１７が接続されている。圧着端子１７は、電気接続部３５の後端に形成された導体圧着部３７が、第１バスバー１９及び第２バスバー２１のそれぞれの延在方向両端側に接続される。

本第１実施形態における第１バスバー１９及び第２バスバー２１のそれぞれの延在方向両端は、先端部を板厚方向に折り曲げ形成して横断面積を増大させた端子接続部である折り返し端子接続部５１を有する。本第１実施形態の折り返し端子接続部５１は、導体圧着部３７に対応した所定の横幅Ｗを有するバスバーの先端部２２を、基端側に折り返して重ねるようにして板厚方向に折り曲げ形成されている。第１バスバー１９及び第２バスバー２１は、この折り返し端子接続部５１に、図１に示すように圧着端子１７の導体圧着部３７が圧着（バレル加締め）される。

本実施形態に係る端子台１１は、第１バスバー１９及び第２バスバー２１の各折り返し端子接続部５１に、圧着端子１７が接続された後、これらがハウジング１３へ組み付けられる。第１バスバー１９及び第２バスバー２１が組み付けられた端子台１１は、図２に示すように、圧着端子１７の電気接続部３５のそれぞれが端子結合室２９に配置される。

次に、上記した端子とバスバーの接続構造の作用を説明する。
本第１実施形態に係る端子とバスバーの接続構造では、折り返し端子接続部５１が、バスバーの先端部２２を板厚方向に折り曲げ形成して横断面積を増大させている。これにより、折り返し端子接続部５１は、バスバーの先端部２２の横幅Ｗを小さくしても高さＨを稼ぐことができ、圧着端子１７の導体圧着部３７が圧着される際の圧着変形が安定する。

これに対し、比較の為に図３の（ｂ）に示したように、折り返し端子接続部５１を備えずに横幅が長いまま（バスバー本体の横幅Ｗ２と同じまま）のバスバーの先端部５３は、圧着端子１７の導体圧着部３７が直接圧着される際には圧着変形時の形状が不安定になるため、接続信頼性が低下する。その一方で単にバスバーの先端部５３の横幅を小さくすると、電流に対する必要な横断面積が不足する。また、必要な横断面積を確保するためにバスバーの先端部５３の板厚を上げると、導体圧着部３７を加締める際に変形しづらくなって、圧着不良が生じる。

即ち、本第１実施形態に係る折り返し端子接続部５１は、導体圧着部３７が直接圧着される際の圧着変形時の形状が安定し、電流に対する必要な横断面積も確保でき、圧着不良も生じない。
また、本第１実施形態の折り返し端子接続部５１は、一本の直線状の折曲げ線５５でバスバーの先端部２２を基端側に折り返すのみの簡単な曲げ加工で横断面積を増大させた端子接続部を形成できる。

以下に、上記第１実施形態と異なる構成の端子接続部を備える端子とバスバーの接続構造を説明する。なお、以下の各実施形態では、構成の異なる端子接続部のみを説明する。また、図１〜図３に示した部材と同等の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
先ず、図４に基づいて、本発明の第２実施形態に係る端子とバスバーの接続構造を説明する。
図４の（ａ）〜（ｃ）に示す本第２実施形態に係る端子とバスバーの接続構造は、横断面積を増大させた端子接続部が、幅方向両側縁部を内側に曲げて（半円状に湾曲させて）円筒状を形成するようにして板厚方向に折り曲げた円筒状の端子接続部５７として形成されている。

本第２実施形態に係る端子とバスバーの接続構造によれば、円筒状の端子接続部５７が、バスバー本体と同じ横幅Ｗ２を有するバスバーの先端部５３（図３の（ｂ）参照）を板厚方向に折り曲げ形成して横断面積を増大させ、先端部の横幅Ｗを小さくしても高さＨを稼ぐことができ、圧着端子１７の導体圧着部３７が圧着される際の変形が安定する。

これに加え、円筒状の端子接続部５７は、半円状の曲げにより形成されるので最大ひずみを小さくできる。円筒状の端子接続部５７とした場合、導体圧着部３７を介して圧着される圧着端子１７を、円筒軸線回りの任意の回転角度で圧着できる。この円筒状の端子接続部５７は、バスバー本体の横幅Ｗ２と同一幅に形成された折り曲げ前の端子接続部５７の幅方向両側縁部を折り曲げて形成できる。この場合、所定の展開形状に形成されたバスバー本体の横断面積を減少させることなく、バスバー本体と同等の横断面積で円筒状の端子接続部５７を形成できる。これにより、電流に対する横断面積の確保が容易となる。

次に、図５に基づいて、本発明の第３実施形態に係る端子とバスバーの接続構造を説明する。
図５の（ａ）〜（ｃ）に示す本第３実施形態に係る端子とバスバーの接続構造は、横断面積を増大させた端子接続部が、幅方向両側縁部を内側に曲げて（段階的に曲げて）角筒状を形成するようにして板厚方向に折り曲げた角筒状の端子接続部５９として形成されている。

本第３実施形態に係る端子とバスバーの接続構造によれば、角筒状の端子接続部５９が、バスバー本体と同じ横幅Ｗ２を有するバスバーの先端部５３（図３の（ｂ）参照）を板厚方向に折り曲げ形成して横断面積を増大させ、先端部の横幅Ｗを小さくしても高さＨを稼ぐことができ、圧着端子１７の導体圧着部３７が圧着される際の変形が安定する。

これに加え、角筒状の端子接続部５９は、左右の幅方向両側縁部を内側に９０度ずつ二回曲げることで、それぞれの曲げ箇所が直角曲げとなるので最大ひずみを小さくできる。角筒状の端子接続部５９の場合、導体圧着部３７を介して圧着される圧着端子１７を、角筒軸線回りに９０度ずつ正確に回転させた状態で圧着できる。この角筒状の端子接続部５９は、バスバー本体の横幅Ｗ２と同一幅に形成された折り曲げ前の端子接続部５９の幅方向両側縁部を折り曲げて形成できる。この場合、所定の展開形状に形成されたバスバー本体の横断面積を減少させることなく、バスバー本体と同等の横断面積で角筒所の端子接続部５９を形成できる。これにより、電流に対する横断面積の確保が容易となる。

次に、図６に基づいて、本発明の第４実施形態に係る端子とバスバーの接続構造を説明する。
図６の（ａ）〜（ｃ）に示す本第４実施形態に係る端子とバスバーの接続構造は、横断面積を増大させた端子接続部が、幅方向両側縁部に形成した折り重ね部６１を幅方向中央部６３に重ねるようにして板厚方向に折り曲げた横断面形状が方形状の重畳端子接続部６５として形成されている。

本第４実施形態に係る重畳端子接続部６５は、圧着端子１７の導体圧着部３７を加締めた際に、幅方向両側縁部に形成した折り重ね部６１が、幅方向中央部６３の上面側左右に並んで重なるように構成される。
そこで、重畳端子接続部６５を形成するには、図７に示すように、バスバーの先端部６２の両側に、幅方向中央部６３を挟んで一対の平行なスリット６７を切り込んでおく。スリット６７により幅方向両側縁部に形成された折り重ね部６１は、導体圧着部３７を加締める際に幅方向外側から接近する方向の加締め圧力を加えることで、幅方向中央部６３に一方の面側（例えば図７（ａ）、（ｂ）の上面側）に乗り上げるように変形させられる。その後、さらに上下方向からの加締め圧力を加えることで、図６に示す両側の折り重ね部６１が幅方向中央部６３の上面側左右に並んで重なる横断面形状が方形状の角柱状に成形され、重畳端子接続部６５が形成される。

更に、本第４実施形態に係る重畳端子接続部６５は、折り曲げ前の展開形状において、図７（ｃ）に示すように、幅方向中央部６３の上面側エッジを除去した上側面取り部６９と、折り重ね部６１の内側下面側エッジを除去した内方下面側面取り部７１とを設けておくことで、導体圧着部３７を加締めた際に折り重ね部６１を幅方向中央部６３に重なりやすくすることができる。

また、本第４実施形態に係る重畳端子接続部６５は、折り曲げ前の展開形状において、図８に示すように、それぞれの折り重ね部６１に、所定角度の曲げを一方の面側に加えることで、導体圧着部３７を加締めた際に折り重ね部６１を幅方向中央部６３に更に重なりやすくすることができる。なお、導体圧着部３７を加締める前に、予め重畳端子接続部６５を方形の横断面形状に形成してもよいことは、云うまでもない。

本第４実施形態に係る端子とバスバーの接続構造によれば、重畳端子接続部６５が、バスバーの先端部６２を板厚方向に折り曲げ形成して横断面積を増大させ、先端部の横幅Ｗを小さくしても高さＨを稼ぐことができ、圧着端子１７の導体圧着部３７が圧着される際の圧着変形が安定する。

本第４実施形態の重畳端子接続部６５は、折り重ね部６１が重ねられる前、幅方向中央部６３の両側に、スリット６７を隔てて折り重ね部６１が配置される展開形状となる。重畳端子接続部６５の横断面積は、幅方向中央部６３と、その両側の一対の折り重ね部６１との合計面積となる。この重畳端子接続部６５は、スリット６７により減少する横断面積以外にはこの横断面積のまま折り重ねられることになる。即ち、重畳端子接続部６５は、所定の展開形状に形成されたバスバー本体の横断面積を殆ど減少させることなく、バスバー本体と略同等の横断面積で形成できる。これにより、電流に対する横断面積の確保が容易となる。

従って、上記した各実施形態に係る端子とバスバーの接続構造によれば、専用端子、専用設備が必要なく、部品点数が削減でき、接続信頼性が低下しない。
なお、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。

１１…端子台（機器直付けコネクタ）
１７…圧着端子
１９…第１バスバー（バスバー）
２１…第２バスバー（バスバー）
２２…先端部
３５…電気接続部
３７…導体圧着部
５１…折り返し端子接続部（端子接続部）
５７…円筒状の筒状端子接続部（端子接続部）
５９…角筒状の筒状端子接続部（端子接続部）
６１…折り重ね部
６３…幅方向中央部
６５…重畳端子接続部（端子接続部）
Ｗ…横幅

Claims (4)

1. 導電パターンを有するバスバーと、電気接続部の後端に導体圧着部を有する圧着端子と、を備え、
   前記バスバーが、先端部を板厚方向に折り曲げ形成して横断面積を増大させた端子接続部を有し、
   前記圧着端子の導体圧着部が、前記端子接続部に圧着されることを特徴とする端子とバスバーの接続構造。
2. 請求項１記載の端子とバスバーの接続構造であって、
   前記端子接続部は、前記導体圧着部に対応した所定の横幅を有する先端部を基端側に折り返して重ねるようにして板厚方向に折り曲げ形成されていることを特徴とする端子とバスバーの接続構造。
3. 請求項１記載の端子とバスバーの接続構造であって、
   前記端子接続部は、幅方向両側縁部を内側に曲げて筒状を形成するようにして板厚方向に折り曲げ形成されていることを特徴とする端子とバスバーの接続構造。
4. 請求項１記載の端子とバスバーの接続構造であって、
   前記端子接続部は、幅方向両側縁部に形成した折り重ね部を幅方向中央部に重ねるようにして板厚方向に折り曲げ形成されていることを特徴とする端子とバスバーの接続構造。

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