JP6575594B2 - 接続構造および接続部保護部材 - Google Patents

Description

本発明は、接続構造および接続部保護部材に関する。

従来、例えば電気自動車やハイブリッド車等において、バッテリやインバータ等の機器とケーブルとを接続する際に、機器の端子台に設けられた板状の第１電極（バスバ端子）と、ケーブルの端部に設けられた板状の第２電極（バスバ端子）とをねじ止め固定により電気的に接続することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−９６９３１０号公報

ところで、上述のようなバッテリやインバータとケーブルとの接続部では大電流が流れる場合があり、作業者が直接端子等に触れると感電してしまうおそれがある。車両のシステム構成によっては、バッテリやインバータの端子台が剥き出しとなっている場合もあり、作業者の安全を確保するために、作業者が接続部に直接触れることができない構造とすること、すなわち接続部をタッチプロテクト構造とすることが望まれている。

また、上述のようなバッテリやインバータとケーブルとの接続部では、複数のケーブルを一括して接続することが多く、各接続部でねじ止め作業を行わなければならないため、接続作業に手間がかかるという問題もある。

そこで、本発明は、接続部をタッチプロテクト構造とすることができ、かつ、接続作業の容易な接続構造および接続部保護部材を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、端子台に設けられた板状の複数の第１電極と、複数のケーブルの端部にそれぞれ設けられた板状の複数の第２電極と、をそれぞれ接続する接続構造であって、前記複数の第１電極と前記複数の第２電極の接続部のそれぞれを一括して覆うように設けられ、前記端子台にボルト固定される絶縁体からなるハウジングを有する接続部保護部材を有し、前記ハウジングを前記端子台にボルト固定することで、前記ハウジングにより前記各接続部が一括して押圧されるように構成されている、接続構造を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、端子台に設けられた板状の複数の第１電極と、複数のケーブルの端部にそれぞれ設けられた板状の複数の第２電極と、を接続する接続部に設けられる接続部保護部材であって、前記複数の第１電極と前記複数の第２電極の前記接続部のそれぞれを一括して覆うように設けられ、前記端子台にボルト固定される絶縁体からなるハウジングを有し、前記ハウジングを前記端子台にボルト固定することで、前記ハウジングにより前記各接続部が一括して押圧されるように構成されている、接続部保護部材を提供する。

本発明によれば、接続部をタッチプロテクト構造とすることができ、かつ、接続作業の容易な接続構造および接続部保護部材を提供できる。

本発明の一実施の形態に係る接続構造を示す分解斜視図である。 （ａ）は図１の接続構造の斜視図、（ｂ）はその平面図である。 （ａ）は図２（ｂ）の３Ａ−３Ａ線断面図、（ｂ）は図２（ｂ）の３Ｂ−３Ｂ線断面図である。 接続部保護部材の斜視図である。 本発明の一変形例に係る接続構造の平面図である。 （ａ），（ｂ）は、図１の接続構造における接続手順を説明する図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

（接続構造の全体構成）
図１は、本実施の形態に係る接続構造を示す分解斜視図であり、図２（ａ）はその斜視図、図２（ｂ）はその平面図である。また、図３（ａ）は図２（ｂ）の３Ａ−３Ａ線断面図、図３（ｂ）は図２（ｂ）の３Ｂ−３Ｂ線断面図である。

図１〜３に示すように、接続構造１は、端子台２に設けられた板状の複数の第１電極（バスバ端子）３と、複数のケーブル４の端部にそれぞれ設けられた板状の複数の第２電極（バスバ端子）５と、をそれぞれ接続する構造である。

ここでは、直流の電源信号を伝送する場合を想定して、両電極３，５およびケーブル４をそれぞれ２つずつ有する場合を説明するが、両電極３，５およびケーブル４の本数はこれに限定されるものではない。

端子台２は、例えば、バッテリやインバータ等の機器に一体に設けられるものであり、台座部２ａに第１電極３の先端部を載置して構成されている。なお、図１，２では省略しているが、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１電極３の基端部は絶縁体からなるハウジング部（樹脂モールド）２ｂに覆われており、第１電極３の先端部がハウジング部２ｂから延出されるように構成されている。なお、台座部２ａはハウジング部２ｂと一体にもうけられていてもよいし、別体に設けられていてもよい。

第１電極３には、貫通孔３ａが形成されており、この貫通孔３ａと対向する位置の台座部２ａには、ねじ穴２ｃが形成されている。これら貫通孔３ａとねじ穴２ｃは、本来は両電極３，５の接続部６をねじ止め固定するために用いられるものであるが、本実施の形態では、これら貫通孔３ａとねじ穴２ｃに後述するカラー１４のピン部１４ｂを通すことで、両電極３，５の位置決めおよび電極３，５の抜け止めを行うように構成されている。

また、端子台２には、後述する接続部保護部材１０をボルト固定するためのボルト固定用穴７が形成されている。ボルト固定用穴７は、平面視で、その中心が２つの貫通孔３ａ（ねじ穴２ｃ）の中心と一直線上となる位置に形成されている。

なお、本実施の形態では、両第１電極３に対応した２つの略直方体形状の台座部２ａを、ボルト固定用穴７を有する円柱体７ａで連結しているが、端子台２の構造はこれに限定されず、例えば、両第１電極３に対応した１つの略直方体形状の台座部２ａを形成し、両ねじ穴２ｃの中間の位置の台座部２ａにボルト固定用穴７を形成するように構成してもよい。

ケーブル４は、単線または撚線導体からなる中心導体４ａの外周を絶縁体からなるシース４ｂで被覆して構成されている。ケーブル４の先端部では、シース４ｂから中心導体４ａが延出され、その延出された中心導体４ａに第２電極５が電気的に接続されている。

ここでは、機器の筐体（不図示）に設けられたケーブル挿入穴とケーブル４との間をシールするＯリング８ａを有するシール機構８を両ケーブル４に備えているが、例えば、防水構造とする必要がない場合や、端子台２が筐体内に備えられておらず機器から露出して設けられている場合等には、シール機構８は省略可能である。

第２電極５は、ケーブル４の先端部にてシース４ｂから延出された中心導体４ａにかしめ固定されるかしめ部５ａと、かしめ部５ａと一体に形成されかしめ部５ａから前方（ケーブル４の延出側と反対方向）に延出された板状の端子部５ｂと、を有している。

端子部５ｂには、貫通孔５ｃが形成されている。この貫通孔５ｃは、上述の第１電極３の貫通孔３ａと同様に、本来は両電極３，５の接続部６をねじ止め固定するために用いられるものであるが、本実施の形態では、両貫通孔３ａ，５ｃとねじ穴２ｃに後述するカラー１４のピン部１４ｂを通すことで、両電極３，５の位置決めおよび電極３，５の抜け止めを行うように構成されている。

（接続部保護部材の説明）
図１〜４に示すように、本実施の形態に係る接続構造１では、複数の第１電極３と複数の第２電極５の接続部６のそれぞれを一括して覆うように設けられ、端子台２にボルト固定される絶縁体からなるハウジング９を有する接続部保護部材１０を有し、ハウジング９を端子台２にボルト固定することで、ハウジング９により各接続部６が一括して押圧されるように構成されている。

つまり、接続部保護部材１０は、接続部６を保護し接続部６に作業者が触れることを抑制する役割と、各接続部６を押圧して両電極３，５の電気的接続を安定させる役割とを兼ねた部材である。

ハウジング９は、各接続部６を覆うように設けられる下方（接続部６側）が開口した略直方体形状の本体部９ａと、接続部６からケーブル４側に延びる第２電極５の基端部（かしめ部５ａ）を覆うように設けられる２つの延出部９ｂと、を一体に備えている。延出部９ｂは、第２電極５の基端部まで（シース４ｂの先端部まで）を覆うように形成されており、かしめ部５ａの形状に沿った湾曲した形状に形成されている。ここでは、２つの延出部９ｂを形成しているが、両延出部９ｂを連結して一体としても構わない。

本体部９ａには、ボルト固定用のボルト１３を通すためのボルト穴９ｃが形成されている。本体部９ａは、その下端部が端子台２の台座部２ａに当接して、接続部６の側方と上方を覆うように構成されている。接続部６の下方は端子台２の台座部２ａで覆われることになる。

本実施の形態では、延出部９ｂは、第２電極５の上方と側方の一部のみを覆うように構成されている。これは、通常、機器の筐体や端子台２の一部等が第２電極５の下方に設けられており、第２電極５の下部に作業者が触れてしまうおそれがないためである。ただし、例えば端子台２が機器の筐体等から露出して設けられる場合など、第２電極５の下部に作業者が触れてしまうおそれがある場合には、延出部９ｂの側壁を第２電極５の下方まで延出する、あるいは、別部材で第２電極５の下方を覆うなどして、タッチプロテクト構造を実現するとよい。

また、接続部６からは第１電極３も延出されているため、この第１電極３の延出部分を覆うようにハウジング９を構成することが望ましい。具体的には、ハウジング９を、第１電極３の基端部を覆うハウジング部２ｂと接するように形成するか、あるいは、ハウジング９とハウジング部２ｂとの間の隙間が作業者の指が入らない程度の隙間となるように、ハウジング９の先端部がハウジング部２ｂに近接するように形成するとよい。本実施の形態では、略直方体形状にハウジング９を形成したが、これに限らず、ハウジング９の形状は、端子台２のハウジング部２ｂの形状にあわせて適宜変更可能である。

ハウジング９としては、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）や、ナイロンからなるものを用いることができる。また、接続部６を流れる電流が大きく耐熱性が要求される場合、ハウジング９としては、例えば、ハイテンプラチャーナイロン（ＰＡ６Ｔ）や、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）からなるものを用いることができる。

また、本実施の形態では、接続部保護部材１０は、各接続部６に対応した複数の弾性部材としてのコイルばね１１を有し、コイルばね１１により各接続部６を押圧するように構成されている。ここでは、２つの接続部６に対応するように、２つのコイルばね１１が備えられている。本実施の形態では、コイルばね１１の接続部６側の端部に一体にワッシャ１２を設けたスプリングワッシャを用いている。

各接続部６を弾性部材であるコイルばね１１で押圧することにより、例えば、製造公差等により電極３，５が変形あるいは湾曲している場合であっても、コイルばね１１の反力により両電極３，５を密着させることが可能になり、両電極３，５間に隙間が生じ当該隙間の影響により放電等の不具合が発生することを抑制することが可能になる。

また、接続部保護部材１０は、ハウジング９と弾性部材であるコイルばね１１との間に配置されコイルばね１１によるハウジング９の変形を抑制する金属からなるカラー１４を備えている。本実施の形態では、２つの接続部６に対応するように、２つのカラー１４が備えられている。

カラー１４は、コイルばね１１とハウジング９（本体部９ａ）との間に配置される板状のばね支持部１４ａと、ばね支持部１４ａから下方（ハウジング９と反対側）に突出するように設けられ、両電極３，５の貫通孔３ａ，５ｃおよび端子台２のねじ穴２ｃに挿通される円柱状のピン部１４ｂと、を有している。支持部１４ａとピン部１４ｂとは一体に形成されており、共に金属からなる。

ばね支持部１４ａは、ハウジング９を端子台２にボルト固定した際のコイルばね１１の反力を分散してハウジング９に伝えることで、ハウジング９の変形を抑制するものであり、ハウジング９の変形を十分に抑制可能な大きさに形成される。ばね支持部１４ａには、コイルばね１１の上端部を係止あるいは溶接することで、コイルばね１１がばね支持部１４ａから離脱しないように固定されている。

ピン部１４ｂは、コイルばね１１とワッシャ１２の中空部を通って下方に延出されており、ハウジング９を端子台２にボルト固定した際に、両電極３，５の貫通孔３ａ，５ｃと端子台２のねじ穴２ｃに挿入される。これにより、両電極３，５の位置決めがなされると共に、両電極３，５が接続部６からの抜けてしまうことが抑制される。

接続部保護部材１０では、カラー１４は、インサート成形あるいは接着あるいは係止等によりハウジング９に一体に設けられており、ハウジング９とカラー１４とコイルばね１１とワッシャ１２とが一体に構成されている。これにより、ハウジング９とカラー１４とを別体とした場合と比較して、接続作業を容易にすることが可能になる。

ところで、接続作業を容易にするという観点から、接続部保護部材１０を固定するボルト１３の本数は少ない方が望ましいといえる。本実施の形態では、接続部保護部材１０は、１本のボルト１３で端子台２に固定されるように構成されている。本実施の形態に係る接続構造１では、接続部保護部材１０を１本のボルト１３で固定することにより、２つの接続部６にて一括して両電極３，５の押圧、固定を行うことが可能であり、接続作業が容易である。

接続部保護部材１０をボルト固定する際の位置、すなわちボルト１３の固定位置は、コイルばね１１の反力による負荷の影響を小さくするために、なるべく接続部６の近くとすることが望ましく、また、締結時のバランスをとるために、２つの接続部６からの距離が等しくなる位置とすることが望ましい。

本実施の形態では、ボルト１３の固定位置を、平面視で両接続部６における貫通孔３ａ，５ｃ（ねじ穴２ｃ）の中心位置を連結した線分の中心の位置とし、貫通孔３ａ，５ｃ（ねじ穴２ｃ）の中心とボルト１３の固定位置（ボルト固定用穴７、ボルト穴９ｃの中心）とが平面視で一直線上に配置されるようにした。

なお、ここでは接続部６が２つである場合を説明したが、接続部６が３つ以上となる場合には、ボルト１３の固定位置を、各接続部６における貫通孔３ａ，５ｃ（ねじ穴２ｃ）の中心位置を連結して形成される図形の重心位置に形成することが望ましい。

例えば、接続部６が３つである場合には、図５に示すように、平面視で各接続部６における貫通孔３ａ，５ｃ（ねじ穴２ｃ）の中心位置を連結して形成される三角形の重心位置に、ボルト１３の固定位置を設定するとよい。これにより、１本のボルト１３でバランスよくハウジング９を締結することが可能になり、接続作業がより容易になる。

（接続構造１における接続手順の説明）
図６（ａ）に示すように、まず、ケーブル４の先端部に設けられた第２電極５の端子部５ｂを、端子台２の台座部２ａ上に載置された第１電極３の上方に重ね合わせる。

その後、図６（ｂ）に示すように、接続部保護部材１０を端子台２にボルト固定する。このとき、カラー１４のピン部１４ｂが両電極３，５の貫通孔３ａ，５ｃおよびねじ穴２ｃに挿入されて両電極３，５が固定されると共に、コイルばね１１の反力により両電極３，５が押圧されて密着し、両電極３，５が電気的に接続される。また、接続部６を含む活電部全体が絶縁体からなるハウジング９に覆われることとなり、作業者が活電部に触れることができなくなる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る接続構造１では、複数の第１電極３と複数の第２電極５の接続部６のそれぞれを一括して覆うように設けられ、端子台２にボルト固定される絶縁体からなるハウジング９を有する接続部保護部材１０を有し、ハウジング９を端子台２にボルト固定することで、ハウジング９により各接続部６が一括して押圧されるように構成されている。

接続部６を絶縁体からなるハウジング９で覆うことで、作業者が接続部６に直接触れることができない構造とすること、すなわち接続部６をタッチプロテクト構造とすることが可能になる。その結果、接続作業を安全に行うことが可能になり、感電等の不具合が発生することを抑制できる。

また、ハウジング９により各接続部６を一括して押圧する構成とすることで、接続部６毎にねじ止め作業を行う必要がなくなり、接続作業が容易になる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］端子台（２）に設けられた板状の複数の第１電極（３）と、複数のケーブル（４）の端部にそれぞれ設けられた板状の複数の第２電極（５）と、をそれぞれ接続する接続構造（１）であって、前記複数の第１電極（３）と前記複数の第２電極（５）の接続部（６）のそれぞれを一括して覆うように設けられ、前記端子台（２）にボルト固定される絶縁体からなるハウジング（９）を有する接続部保護部材（１０）を有し、前記ハウジング（９）を前記端子台（２）にボルト固定することで、前記ハウジング（９）により前記各接続部（６）が一括して押圧されるように構成されている、接続構造（１）。

［２］前記接続部保護部材（１０）は、前記各接続部に対応した複数の弾性部材（１１）を有し、当該弾性部材（１１）により、各接続部（６）を押圧するように構成されている、［１］に記載の接続構造（１）。

［３］前記接続部保護部材（１０）は、前記ハウジング（９）と前記弾性部材（１１）との間に配置され前記弾性部材（１１）による前記ハウジング（９）の変形を抑制する金属からなるカラー（１４）を備える、［２］に記載の接続構造。

［４］前記第１電極（３）と前記第２電極（３）は、それぞれ貫通孔（３ａ，５ｃ）を有し、前記カラー（１４）は、前記両電極（３，５）の貫通孔（３ａ，５ｃ）に挿通されるピン部（１４ｂ）を有する、［３］に記載の接続構造（１）。

［５］前記接続部保護部材（１０）は、１本のボルト（１３）で前記端子台（２）に固定されるように構成されており、前記ボルト（１３）の固定位置が、平面視で前記各接続部（６）における前記貫通孔（３ａ，５ｃ）の中心位置を連結して形成される図形の重心位置に形成されている、［４］に記載の接続構造（１）。

［６］端子台（２）に設けられた板状の複数の第１電極（３）と、複数のケーブル（４）の端部にそれぞれ設けられた板状の複数の第２電極（５）と、を接続する接続部（６）に設けられる接続部保護部材（１０）であって、前記複数の第１電極（３）と前記複数の第２電極（５）の前記接続部（６）のそれぞれを一括して覆うように設けられ、前記端子台（２）にボルト固定される絶縁体からなるハウジング（９）を有し、前記ハウジング（９）を前記端子台（２）にボルト固定することで、前記ハウジング（９）により前記各接続部（６）が一括して押圧されるように構成されている、接続部保護部材（１０）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…接続構造
２…端子台
３…第１電極
３ａ…貫通孔
４…ケーブル
５…第２電極
５ｃ…貫通孔
６…接続部
７…ボルト固定用穴
９…ハウジング
１０…接続部保護部材
１１…コイルばね（弾性部材）
１２…ワッシャ
１３…ボルト
１４…カラー
１４ａ…ばね支持部
１４ｂ…ピン部

Claims (4)

1. 端子台に設けられた板状の複数の第１電極と、複数のケーブルの端部にそれぞれ設けられた板状の複数の第２電極と、をそれぞれ接続する接続構造であって、
   前記複数の第１電極と前記複数の第２電極の接続部のそれぞれを一括して覆うように設けられ、前記端子台にボルト固定される絶縁体からなるハウジングを有する接続部保護部材を有し、
   前記ハウジングを前記端子台にボルト固定することで、前記ハウジングにより前記各接続部が一括して押圧されるように構成されており、
   前記接続部保護部材は、前記各接続部に対応した複数の弾性部材を有し、当該弾性部材により、前記各接続部を押圧するように構成されており、
   前記接続部保護部材は、前記ハウジングと前記弾性部材との間に配置され前記弾性部材による前記ハウジングの変形を抑制する金属からなるカラーを備える、
   接続構造。
2. 前記第１電極と前記第２電極は、それぞれ貫通孔を有し、
   前記カラーは、前記両電極の貫通孔に挿通されるピン部を有する、
   請求項１に記載の接続構造。
3. 前記接続部保護部材は、１本のボルトで前記端子台に固定されるように構成されており、
   前記ボルトの固定位置が、平面視で前記各接続部における前記貫通孔の中心位置を連結して形成される図形の重心位置に形成されている、
   請求項１または２に記載の接続構造。
4. 端子台に設けられた板状の複数の第１電極と、複数のケーブルの端部にそれぞれ設けられた板状の複数の第２電極と、を接続する接続部に設けられる接続部保護部材であって、
   前記複数の第１電極と前記複数の第２電極の前記接続部のそれぞれを一括して覆うように設けられ、前記端子台にボルト固定される絶縁体からなるハウジングと、
   前記各接続部を押圧するように構成されており、前記各接続部に対応した複数の弾性部材と、
   前記ハウジングと前記弾性部材との間に配置され前記弾性部材による前記ハウジングの変形を抑制する金属からなるカラーと、
   を有し、
   前記ハウジングを前記端子台にボルト固定することで、前記ハウジングにより前記各接続部が一括して押圧されるように構成されている、
   接続部保護部材。

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