JP6623392B2 - バスバー接続構造 - Google Patents

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Description

本明細書に開示される技術は、バスバー接続構造に関するものである。
バスバーを基板のパターン配線に接続するバスバー接続構造が従来技術として知られている。従来のバスバー接続構造には、バスバーを基板のパターン配線にねじ接続するものがある(例えば、特許文献1参照。)。このバスバー接続構造は、基板と、バスバーと、固定体と、ねじと、金属ブッシュを備える。固定体は、固定台と、ねじが螺合される金属ナットを含んでいる。基板及びバスバーは、ねじの頭部と固定体の間に配置されている。金属ブッシュは、基板に設けられたスルーホールに装着され、且つ、そのスルーホールに半田付けされている。ねじは、バスバー及び金属ブッシュを螺合することなく貫通している。バスバー及び金属ブッシュは導電可能に重ねられている。以上の如く構成されたバスバー接続構造では、ねじが金属ナットに螺合されることで、バスバーが基板のパターン配線に電気的に、基板に機械的に接続される。
特開2012−227038号公報
本明細書に開示される技術は、固定部材と、固定部材の表面に配設された金属製の基板と、基板の固定部材が配設される表面と反対側の表面に配設されたバスバーと、固定部材の配設位置を下方向、バスバーの配設位置を上方向としたときに、固定部材の上面側に固定部材に埋まった状態で配設された金属製の下ナットと、金属製のボルトとを備えたものである。基板の上面には、下から順に絶縁層及び金属パターンが形成されている。下ナットと基板との間又はバスバーとボルトの頭部との間には、絶縁紙が配設されている。ボルトは、絶縁紙、基板、絶縁層、金属パターン及びバスバーを挿通した状態で下ナットに螺合している。ボルトの締め付け時にそのトルクで絶縁紙が回転しないようにする回り止め部が絶縁紙と当接して配設されている。
また、本明細書に開示される技術は、固定部材と、固定部材の表面に配設された金属製の基板と、基板の固定部材が配設される表面と反対側の表面に配設されたバスバーと、固定部材の配設位置を下方向、バスバーの配設位置を上方向としたときに、固定部材の上面側に立設された金属製のスタッドボルトと、金属製の上ナットとを備えたものである。基板の上面には、下から順に絶縁層及び金属パターンが形成されている。バスバーと上ナットとの間には、絶縁紙が配設されている。上ナットは、基板、絶縁層、金属パターン、バスバー及び絶縁紙を挿通したスタッドボルトに螺合している。上ナットの締め付け時にそのトルクで絶縁紙が回転しないようにする回り止め部が絶縁紙と当接して配設されている。
本明細書に開示される技術によれば、絶縁紙が下ナットと基板との間若しくはバスバーとボルトの頭部との間に、又は、バスバーと上ナットとの間に配設されているので、仮に、圧縮応力が加わった状態で、絶縁紙が高温になったとしても、それ自身の性質上、塑性変形しにくく、よって、熱衝撃を起因とするボルトの緩みも発生しにくい。このため、バスバーの、基板の金属パターンへの電気的接続や基板への機械的接続を十分に得ることができる。
また、締め付け時にそのトルクで絶縁紙が回転しないようにする回り止め部が設けられているので、ボルト又は上ナットが回転しても絶縁紙は回転しない。このため、絶縁紙が、位置ずれすることなく、下ナットと基板との間若しくはバスバーとボルトの頭部との間に、又は、バスバーと上ナットとの間に固定される。
また、ボルト又は上ナットが回転しても絶縁紙は回転しないので、絶縁紙が回転しながら締め付けられる際に発生する虞がある破れを抑制できる。そのため、この破れを起因とする絶縁破壊を抑制できる。
図1は、例示的実施形態1に係るバスバー接続構造を示す断面模式図である。 図2は、絶縁紙及び回り止め凹部の形状とそれらの位置関係を示す斜視模式図である。 図3は、バスバー接続構造を示す分解断面模式図である。 図4は、例示的実施形態2に係るバスバー接続構造を示す断面模式図である。 図5は、バスバー接続構造を示す平面模式図である。 図6は、例示的実施形態3に係るバスバー接続構造を示す断面模式図である。 図7は、バスバー接続構造を示す平面模式図である。 図8は、回り止めワッシャの変形例を示す断面模式図である。 図9は、接触防止部の変形例を示す図4相当図である。
例示的実施形態の説明に先立ち、従来における問題点を簡単に説明する。特許文献1に示すバスバー接続構造において、基板で発生した熱を効果的に放熱するために、基板を金属製の基板で構成すると、ねじが金属ナットに螺合されることで、金属ブッシュを介して金属ナットが金属製の基板に接触するので、何も対策を講じなければ、バスバーから金属製の基板に電流が流れる。
バスバーから金属製の基板に電流が流れないようにするために、例えば、金属ナットと金属製の基板の間に樹脂絶縁体を配設することが考えられる。
このようなバスバー接続構造では、ねじが金属ナットに螺合されることで、バスバーが金属製の基板に機械的に接続されるので、樹脂絶縁体に圧縮応力が加わる。この状態で、樹脂絶縁体が高温になると塑性変形し、これに伴い、ねじが緩み、バスバーの、基板のパターン配線への電気的接続や基板への機械的接続を十分に得られない虞がある。
本明細書に開示される技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その問題とするところは、バスバーの、基板の金属パターンへの電気的接続や基板への機械的接続を十分に得ることにある。
以下、例示的実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(例示的実施形態1)
図1は、例示的実施形態1に係るバスバー接続構造を示す断面模式図である。図2は、絶縁紙及び回り止め凹部の形状とそれらの位置関係を示す斜視模式図である。図3は、バスバー接続構造を示す分解断面模式図である。尚、図1〜図3では、図を見易くするための便宜上、誇張している。
バスバー接続構造1は、金属筐体2(固定部材。以下、単に「筐体」という)と、アルミ基板32(金属製の基板。以下、単に「基板」という)と、バスバー4と、金属製の下ナット5と、頭部60とネジ部とを有する金属製のボルト6(以下、単に「ボルト」という)と、電気絶縁紙7(以下、単に「絶縁紙」という)を備えている。
筐体2の表面(筐体2の第1面)には基板32が配設される。基板32の筐体2が配設される表面(基板32の第2面)と反対側の表面(基板32の第1面)にはバスバー4が配設される。ここで、筐体2の配設位置を下方向、バスバー4の配設位置を上方向と、以下、定義する。したがって、筐体2、基板32及びバスバー4は、この順に下から配設されている。筐体2は金属ケースである。これにより、筐体2は、基板32で発生した熱を効果的に放熱する役割を果たす。筐体2はグランド電位にある。筐体2の上面における絶縁紙7の配設部分に対応する部分には、回り止め凹部20(回り止め部)が形成されている。この回り止め凹部20は、絶縁紙7と相補形状(つまり、上下方向から見たときに長方形状)に形成された段状の座ぐり穴である。
回り止め凹部20の底面側(筐体2の上面側)には、収容凹部(挿入凹部)21が形成されている。この収容凹部21は、上下方向から見たときに回り止め凹部20の内側に配設されている。収容凹部21は、ナットホルダー8と相補形状(つまり、上下方向から見たときに長方形状)に形成されている。このナットホルダー8は、内部に下ナット5を保持する樹脂製の保持部材である。ナットホルダー8は、上下方向から見たときに長方形状に形成されている。下ナット5は、例えば、六角ナットである。下ナット5は、ナットホルダー8にインサート成形されている。内部に下ナット5を保持したナットホルダー8は、筐体2の収容凹部21に嵌合した状態(ゆるく嵌まり合った状態も含む)で収容されている。これにより、下ナット5は、筐体2の上面側に筐体2に埋まった状態で配設されている。内部に下ナット5を保持したナットホルダー8は、ボルト6が下ナット5と螺合した状態では、収容凹部21の底面との間に隙間が空いている。この隙間により、下ナット5と筐体2との電気的絶縁を確保できる。
基板32は、その上に電子部品等を組み立てるために用いる板である。基板32基板部材3の上面には、下から順に絶縁層30及び銅箔パターン31(金属パターン)が形成されている。バスバー4は、大電流を流したり、いくつかの回路間を結合したりするのに用いる帯状の金属導体である。
絶縁紙7は、下ナット5と基板32の間に筐体2の回り止め凹部20内に収容された状態で配設されている。これにより、下ナット5と基板32が電気的に絶縁される。絶縁紙7は、例えば、両面に黒色又は黄色の絶縁ワニスを塗布した、上質紙又はクラフト紙からなる。絶縁紙7は、プレス成形されている。絶縁紙7は、長方形状に形成されている。絶縁紙7は、上下方向から見たときにナットホルダー8よりも大きい。筐体2と基板32の間における絶縁紙7の配設部分以外の部分には、グリス9が配設されている。このグリス9は、基板32で発生した熱を筐体2に伝達する役割を果たす。
絶縁紙7、基板32、絶縁層30、銅箔パターン31及びバスバー4におけるボルト6に対応する部分(銅箔パターン31とバスバー4との当接部に対応する部分)には、それぞれねじ挿通孔10が形成されている。このねじ挿通孔10は、円状に形成されている。絶縁紙7、基板部材3、絶縁層30、銅箔パターン31及びバスバー4のねじ挿通孔10の口径は、ボルト6の軸部61の外径よりも大きい。基板部材3、絶縁層30、銅箔パターン31及びバスバー4のねじ挿通孔10の口径は、互いに略同じ大きさであり、絶縁紙7のねじ挿通孔10の口径よりも大きい。
そして、ボルト6の軸部61が、絶縁紙7、基板部材3、絶縁層30、銅箔パターン31及びバスバー4のねじ挿通孔10に隙間を空けて挿通された状態で、下ナット5に螺合されている。これにより、バスバー4が、銅箔パターン31に電気的に接続されるとともに、基板32に機械的に接続固定され、基板32と電気的に絶縁される。
以下、バスバー4の接続手順を説明する。
まず、筐体2の収容凹部21に、下ナット5を保持したナットホルダー8を、回り止め凹部20に絶縁紙7を収容する。また、筐体2の上面にグリス9を塗布する。次に、筐体2の上面に、絶縁層30及び銅箔パターン31を形成した基板32を、絶縁紙7のねじ挿通孔10と基板部材3、絶縁層30及び銅箔パターン31のねじ挿通孔10とを位置合わせした状態で載置する。次に、銅箔パターン31の上面にバスバー4を、絶縁紙7、基板部材3、絶縁層30及び銅箔パターン31のねじ挿通孔10とバスバー4のねじ挿通孔10とを位置合わせした状態で載置する。
次に、ボルト6を、絶縁紙7、基板部材3、絶縁層30、銅箔パターン31及びバスバー4のねじ挿通孔10に挿通させて、下ナット5に締め付ける。
ここで、筐体2の回り止め凹部20を、長方形状の絶縁紙7と相補形状に形成したので、仮に、プレス成形時に絶縁紙7のねじ挿通孔10内周面にささくれが発生し、そのささくれがボルト6の締め付け時にボルト6に当接したとしても、絶縁紙7が回り止め凹部20に当接するため、ボルト6の回転に伴い回転することはない。
そして、ボルト6の頭部60が銅箔パターン31に当接した後、ボルト6の回転に伴い、下ナット5を保持したナットホルダー8が持ち上げられる。その後、締め付けが完了する。
以上より、バスバー4が銅箔パターン31に電気的に、基板32に機械的に接続される。また、ボルト6の締め付け時にその回転トルクで絶縁紙7が回転しないので、その位置ずれが発生しない。
−効果−
以上より、本実施形態によれば、絶縁紙7が下ナット5と基板32の間に配設されているので、仮に、圧縮応力が加わった状態で、絶縁紙7が高温になったとしても、それ自身の性質上、塑性変形しにくく、よって、熱衝撃を起因とするボルト6の緩みも発生しにくい。このため、バスバー4の、基板32の銅箔パターン31への電気的接続や基板32への機械的接続を十分に得ることができる。
また、回り止め凹部20が、筐体2の上面における絶縁紙7の配設部分に対応する部分に、長方形状の絶縁紙7と相補形状をなすように形成されており、その内部に絶縁紙7が配設されているので、仮に、プレス成形時に絶縁紙7のねじ挿通孔10内周面にささくれが発生し、そのささくれがボルト6の締め付け時にボルト6に当接したとしても、絶縁紙7が回り止め凹部20に当接するため、ボルト6の回転に伴い回転することはない。このため、絶縁紙7が、位置ずれすることなく、下ナット5と基板32の間に固定される。
また、ボルト6が回転しても絶縁紙7は回転しないので、絶縁紙7が回転しながら締め付けられる際に発生する虞がある破れを抑制できる。そのため、この破れを起因とする絶縁破壊を抑制できる。
また、ナットホルダー8が、上下方向から見たときに長方形状に形成されており、収容凹部21が、筐体2の上面側にナットホルダー8と相補形状をなすように形成されており、収容凹部21には、内部に下ナット5を保持したナットホルダー8が収容されているので、ボルト6の締め付け時にナットホルダー8がボルト6の回転に伴い回転しない。このため、ボルト6を下ナット5に十分に螺合できる。
また、ナットホルダー8が樹脂からなるので、筐体2とナットホルダー8の電気的絶縁を得ることができる。
また、グリス9が筐体2と基板32の間における絶縁紙7の配設部分以外の部分に配設されているので、仮に、絶縁紙7が下ナット5と基板32の間に配設されることで、その間に隙間が発生したとしても、グリス9を介して基板32で発生した熱を筐体2に十分に伝達できる。
尚、本実施形態では、絶縁紙7を長方形状に形成したが、円形以外の形状に形成すればよく、例えば、四角形以外の多角形状や楕円形状に形成してもよい。よって、ボルト6の締め付け時に、絶縁紙7がボルト6の回転に伴い回転しない形状であればよい。つまり、直線の外形や曲率が異なる外形にて囲まれる形状、また、曲率が異なる輪郭の形状であればよい。
また、本実施形態では、回り止め凹部20を筐体2の上面のみに形成したが、基板32の下面のみ、又は、筐体2の上面及び基板32の下面の両方に形成してもよい。
(例示的実施形態2)
本実施形態は、絶縁紙の配置位置や回り止め部の構成が前記実施形態1と異なっているが、その他の点については、前記実施形態1と同様の構成である。そこで、以下の説明では、前記実施形態1の構成要素と同様の構成要素については、重複説明を省略する場合がある。
図4は、例示的実施形態2に係るバスバー接続構造を示す断面模式図である。図5は、バスバー接続構造を示す平面模式図である。尚、図4及び図5では、図を見易くするための便宜上、誇張している。また、以下の説明では、その説明をより容易に行うための便宜上、図5の「上」「下」「左」「右」を、それぞれ、バスバー接続構造の「前」「後」「左」「右」という。
バスバー接続構造1は、筐体2と、基板32と、第1バスバー4a及び第2バスバー4bと、第1下ナット5a及び第2下ナット5bと、第1ボルト6a及び第2ボルト6bと、第1絶縁紙7a及び第2絶縁紙7bを備えている。
筐体2の上面には、第1収容凹部21a及び第2収容凹部21bが前後方向に並設されている。この第1収容凹部21aは、第1ナットホルダー8aと相補形状に、第2収容凹部21bは、第2ナットホルダー8bと相補形状に形成されている。第1ナットホルダー8aは、内部に第1下ナット5aを保持する保持部材である。第2ナットホルダー8bは、内部に第2下ナット5bを保持する保持部材である。内部に第1下ナット5aを保持した第1ナットホルダー8aは、筐体2の第1収容凹部21aに、内部に第2下ナット5bを保持した第2ナットホルダー8bは、第2収容凹部21bに嵌合した状態で収容されている。
基板32の上面には、下から順に絶縁層30と第1銅箔パターン31a及び第2銅箔パターン31bとが形成されている。この第1銅箔パターン31a及び第2銅箔パターン31bは、前後方向に並設されている。第1銅箔パターン31a及び第2銅箔パターン31bは、左右方向に延びている。
第1絶縁紙7aは、第1バスバー4aと第1ボルト6aの頭部60aの間に、第2絶縁紙7bは、第2バスバー4bと第2ボルト6bの頭部60bの間に配設されている。これにより、第1、第2バスバー4a,4bとボルト6a,6bが電気的に絶縁される。絶縁紙7a,7bは、円状に形成されている。絶縁紙7a,7bは、図4の上下方向から見たときにボルト6a,6bの頭部60a,60bよりも大きい。
第1ボルト6aの頭部60aと第1絶縁紙7aの間、及び、第2ボルト6bの頭部60bと第2絶縁紙7bの間には、横長ワッシャ11(回り止め部、回り止めワッシャ)が、第1ボルト6a及び第2ボルト6bが挿通した状態で配設されている。これにより、ボルト6a,6bの締め付け時に頭部60a,60bが絶縁紙7a,7bに直接、接触しない。横長ワッシャ11は、2つのボルト6a,6bの締め付けに用いられるものである。これにより、締め付け時に横長ワッシャ11がそれ自身、回転しない。横長ワッシャ11は、前後方向に延びる長方形状に形成されている。また、横長ワッシャ11は、絶縁紙7a,7bと当接して配設されることにより第1、第2バスバー4a,4bと電気的に絶縁されているので、熱衝撃による塑性変形を受けにくい金属製としている。
基板部材3、絶縁層30、第1銅箔パターン31a、第1バスバー4a、第1絶縁紙7a及び横長ワッシャ11における第1ボルト6aに対応する部分(第1銅箔パターン31aと第1バスバー4aとの当接部に対応する部分)には、それぞれ第1ねじ挿通孔10aが形成されている。この第1ねじ挿通孔10aは、円状に形成されている。基板部材3、絶縁層30、第1銅箔パターン31a、第1バスバー4a、第1絶縁紙7a及び横長ワッシャ11の第1ねじ挿通孔10aの口径は、第1ボルト6aの外径よりも大きい。基板部材3、絶縁層30、第1銅箔パターン31a及び第1バスバー4aの第1ねじ挿通孔10aの口径は、互いに略同じ大きさであり、第1絶縁紙7aの第1ねじ挿通孔10aの口径よりも大きい。
そして、第1ボルト6aの軸部61aが、基板部材3、絶縁層30、第1銅箔パターン31a、第1バスバー4a、第1絶縁紙7a及び横長ワッシャ11の第1ねじ挿通孔10aに隙間を空けて挿通された状態で、第1下ナット5aに螺合されている。これにより、第1バスバー4aが、第1銅箔パターン31aに電気的に接続されるとともに、基板32に機械的に接続固定され、基板32、第1ボルト6a及び横長ワッシャ11と電気的に絶縁される。
基板部材3、絶縁層30、第2銅箔パターン31b、第2バスバー4b及び横長ワッシャ11における第2ボルト6bに対応する部分(第2銅箔パターン31bと第2バスバー4bとの当接部に対応する部分)には、それぞれ第2ねじ挿通孔10bが形成されている。この第2ねじ挿通孔10bは、第1ねじ挿通孔10aと同様の構成である。そして、第2ボルト6bの軸部61bが、基板部材3、絶縁層30、第2銅箔パターン31b、第2バスバー4b及び横長ワッシャ11の第2ねじ挿通孔10bに隙間を空けて挿通された状態で、第2下ナット5bに螺合されている。これにより、第2バスバー4bが、第2銅箔パターン31bに電気的に接続されるとともに、基板32に機械的に接続固定され、基板32、第2ボルト6b及び横長ワッシャ11と電気的に絶縁される。
第1絶縁紙7aの第1ねじ挿通孔10aの周縁部にエンボス加工を施すことで、下側に突出する第1凸部70a(接触防止部)が形成されている。この第1凸部70aは、第1バスバー4aの第1ねじ挿通孔10a内周面と第1ボルト6aとの間に配設されている。これにより、第1バスバー4aと第1ボルト6aが接触しない。第1凸部70aは、例えば、上下方向から見たときに円状に形成されている。
第2絶縁紙7bの第2ねじ挿通孔10bの周縁部にエンボス加工を施すことで、下側に突出する第2凸部70b(接触防止部)が形成されている。この第2凸部70bは、第2バスバー4bの第2ねじ挿通孔10b内周面と第2ボルト6bとの間に配設されている。これにより、第2バスバー4bと第2ボルト6bが接触しない。第2凸部70bは、例えば、上下方向から見たときに円状に形成されている。
以下、第1バスバー4a及び第2バスバー4bの接続手順を説明する。
まず、筐体2の第1収容凹部21aに、第1下ナット5aを保持した第1ナットホルダー8aを、第2収容凹部21bに、第2下ナット5bを保持した第2ナットホルダー8bを収容する。
次に、筐体2の上面に、絶縁層30及び銅箔パターン31a,31bを形成した基板32を、第1下ナット5aのねじ孔と、基板部材3、絶縁層30及び第1銅箔パターン31aの第1ねじ挿通孔10aとを位置合わせし、且つ第2下ナット5bのねじ孔と、基板部材3、絶縁層30及び第2銅箔パターン31bの第2ねじ挿通孔10bとを位置合わせした状態で載置する。
次に、第1銅箔パターン31aの上面に第1バスバー4aを、基板部材3、絶縁層30及び第1銅箔パターン31aの第1ねじ挿通孔10aと、第1バスバー4aの第1ねじ挿通孔10aとを位置合わせした状態で載置する。また、第2銅箔パターン31bの上面に第2バスバー4bを、基板部材3、絶縁層30及び第2銅箔パターン31bの第2ねじ挿通孔10bと、第2バスバー4bの第2ねじ挿通孔10bとを位置合わせした状態で載置する。
次に、第1バスバー4aの上面に第1絶縁紙7aを、第1バスバー4aの第1ねじ挿通孔10aと第1絶縁紙7aの第1ねじ挿通孔10aとを位置合わせし、且つ第1絶縁紙7aの第1凸部70aを第1バスバー4aの第1ねじ挿通孔10a内に配設した状態で載置する。また、第2バスバー4bの上面に第2絶縁紙7bを、第2バスバー4bの第2ねじ挿通孔10bと第2絶縁紙7bの第2ねじ挿通孔10bとを位置合わせし、且つ第2絶縁紙7bの第2凸部70bを第2バスバー4bの第2ねじ挿通孔10b内に配設した状態で載置する。
次に、第1絶縁紙7a及び第2絶縁紙7bの上面に横長ワッシャ11を、第1絶縁紙7aの第1ねじ挿通孔10aと横長ワッシャ11の第1ねじ挿通孔10aとを位置合わせし、且つ第2絶縁紙7bの第2ねじ挿通孔10bと横長ワッシャ11の第2ねじ挿通孔10bとを位置合わせした状態で載置する。
次に、第1ボルト6aを、基板部材3、絶縁層30、第1銅箔パターン31a、第1バスバー4a、第1絶縁紙7a及び横長ワッシャ11の第1ねじ挿通孔10aに、第2ボルト6bを、基板部材3、絶縁層30、第2銅箔パターン31b、第2バスバー4b、第2絶縁紙7b及び横長ワッシャ11の第2ねじ挿通孔10bに、それぞれ挿通させる。そして、第1ボルト6aを第1下ナット5aに、第2ボルト6bを第2下ナット5bに締め付ける。
ここで、横長ワッシャ11を、2つのボルト6a,6bの締め付けに用いるので、締め付け時に横長ワッシャ11がそれ自身、回転しない。このため、締め付け時に横長ワッシャ11が絶縁紙7a,7bを下側に押すものの、締め付け時の回転トルクが絶縁紙7a,7bにかからないので、絶縁紙7a,7bがボルト6a,6bの回転に伴い回転することはない。
以上より、第1バスバー4aが第1銅箔パターン31aに電気的に、基板32に機械的に接続される。また、第2バスバー4bが第2銅箔パターン31bに電気的に、基板32に機械的に接続される。そして、ボルト6a,6bの締め付け時にその回転トルクで絶縁紙7a,7bが回転しないので、その位置ずれが発生しない。
−効果−
以上より、本実施形態によれば、前記実施形態1と同様の作用効果が得られる。
即ち、絶縁紙7a,7bが第1、第2バスバー4a,4bとボルト6a,6bの頭部60a,60bの間に配設されているので、仮に、圧縮応力が加わった状態で、絶縁紙7a,7bが高温になったとしても、それ自身の性質上、塑性変形しにくく、よって、熱衝撃を起因とするボルト6a,6bの緩みも発生しにくい。このため、第1、第2バスバー4a,4bの、基板32の銅箔パターン31a,31bへの電気的接続や基板32への機械的接続を十分に得ることができる。
また、横長ワッシャ11が、ボルト6a,6bの頭部60a,60bと絶縁紙7a,7bの間にボルト6a,6bが挿通した状態で配設されているので、ボルト6a,6bの締め付け時に横長ワッシャ11が絶縁紙7a,7bを下側に押すものの、締め付け時の回転トルクが絶縁紙7a,7bにかからないので、絶縁紙7a,7bがボルト6a,6bの回転に伴い回転することはない。このため、絶縁紙7a,7bが、位置ずれすることなく、第1、第2バスバー4a,4bとボルト6a,6bの頭部60a,60bの間に固定される。
また、絶縁紙7a,7bがボルト6a,6bの回転に伴い回転しないので、絶縁紙7a,7bが回転しながら締め付けられる際に発生する虞がある破れを抑制できる。そのため、この破れを起因とする絶縁破壊を抑制できる。
また、絶縁紙7a,7bの凸部70a,70bが、第1、第2バスバー4a,4bのねじ挿通孔10a,10b内周面とボルト6a,6bとの間に配設されているので、第1、第2バスバー4a,4bとボルト6a,6bが接触しない。このため、第1、第2バスバー4a,4bとボルト6a,6bの電気的絶縁を十分に得ることができる。
尚、絶縁紙7a,7bの凸部70a,70bにより、ボルト6a,6bは第1、第2バスバー4a,4b及び基板32の銅箔パターン31a,31bに電気的に接続されることはない。従って、筐体2における下ナット5a,5bの配設部分に、下ナット5a,5bの代わりに、ボルト6a,6bと螺合する雌ねじを直接、形成してもよい。この場合、ボルト6a,6b及び横長ワッシャ11はグランド電位になる。このような構成により、下ナット5a,5b及びナットホルダー8a,8bが不要となり、筐体2に収容凹部21a,21bを設ける必要がなくなるので、バスバー接続構造1を簡易化できる。
なお、実施形態1においても、絶縁紙と回り止め部とが、バスバー4とボルト6の頭部60の間に、配設されていてもよい。
(例示的実施形態3)
本実施形態は、締結部材が前記実施形態2と異なっているが、その他の点については、前記実施形態2と同様の構成である。そこで、以下の説明では、前記実施形態2の構成要素と同様の構成要素については、重複説明を省略する場合がある。
図6は、例示的実施形態3に係るバスバー接続構造を示す断面模式図である。図7は、バスバー接続構造を示す平面模式図である。尚、図6及び図7では、図を見易くするための便宜上、誇張している。また、以下の説明では、その説明をより容易に行うための便宜上、図7の「上」「下」「左」「右」を、それぞれ、バスバー接続構造の「前」「後」「左」「右」という。
バスバー接続構造1は、筐体2と、基板32と、第1バスバー4a及び第2バスバー4bと、第1スタッドボルト12a及び第2スタッドボルト12bと、金属製の第1上ナット13a及び第2上ナット13bと、第1絶縁紙7a及び第2絶縁紙7bを備えている。
第1スタッドボルト12a及び第2スタッドボルト12bは、金属製のボルトである。第1スタッドボルト12a及び第2スタッドボルト12bは、筐体2の上面に前後方向に並んだ状態で形成された雌ねじ22a,22bに螺合されることで、筐体2の上面側に上下方向に延びた状態で前後方向に並設固定されている。第1上ナット13a及び第2上ナット13bは、例えば、六角ナットである。
第1絶縁紙7aは、第1バスバー4aと第1上ナット13aの間に、第2絶縁紙7bは、第2バスバー4bと第2上ナット13bの間に配設されている。これにより、第1、第2バスバー4a,4bと上ナット13a,13b及びスタッドボルト12a,12bとが電気的に絶縁される。絶縁紙7a,7bは、上下方向から見たときに上ナット13a,13bよりも大きい。
第1上ナット13aと第1絶縁紙7aの間、及び、第2上ナット13bと第2絶縁紙7bの間には、横長ワッシャ11(回り止め部、回り止めワッシャ)が第1スタッドボルト12a及び第2スタッドボルト12bが挿通した状態で配設されている。これにより、横長ワッシャ11が絶縁紙7a,7bと当接して配設されるので、上ナット13a,13bの締め付け時に上ナット13a,13bが絶縁紙7a,7bに直接、接触しない。
基板部材3、絶縁層30、第1銅箔パターン31a、第1バスバー4a、第1絶縁紙7a及び横長ワッシャ11における第1スタッドボルト12aに対応する部分(第1銅箔パターン31aと第1バスバー4aとの当接部に対応する部分)には、それぞれ第1ねじ挿通孔10aが形成されている。この第1ねじ挿通孔10aは、円状に形成されている。基板部材3、絶縁層30、第1銅箔パターン31a、第1バスバー4a、第1絶縁紙7a及び横長ワッシャ11の第1ねじ挿通孔10aの口径は、第1スタッドボルト12aの外径よりも大きい。基板32、絶縁層30、第1銅箔パターン31a及び第1バスバー4aの第1ねじ挿通孔10aの口径は、互いに略同じ大きさであり、第1絶縁紙7aの第1ねじ挿通孔10aの口径よりも大きい。
そして、第1上ナット13aが、基板部材3、絶縁層30、第1銅箔パターン31a、第1バスバー4a、第1絶縁紙7a及び横長ワッシャ11の第1ねじ挿通孔10aに隙間を空けて挿通された第1スタッドボルト12aに螺合されている。これにより、第1バスバー4aが、第1銅箔パターン31aに電気的に接続されるとともに、基板32に機械的に接続固定され、基板32、横長ワッシャ11、第1スタッドボルト12a及び第1上ナット13aと電気的に絶縁される。また、基板32、横長ワッシャ11、第1スタッドボルト12a及び第1上ナット13aは、筐体2の電位(グランド電位)になる。
基板部材3、絶縁層30、第2銅箔パターン31b、第2バスバー4b、第2絶縁紙7b及び横長ワッシャ11における第2スタッドボルト12bに対応する部分(第2銅箔パターン31bと第2バスバー4bとの当接部に対応する部分)には、それぞれ第2ねじ挿通孔10bが形成されている。この第2ねじ挿通孔10bは、第1ねじ挿通孔10aと同様の構成である。そして、第2上ナット13bが、基板部材3、絶縁層30、第2銅箔パターン31b、第2バスバー4b、第2絶縁紙7b及び横長ワッシャ11の第2ねじ挿通孔10bに隙間を空けて挿通された第2スタッドボルト12bに螺合されている。これにより、第2バスバー4bが、第2銅箔パターン31bに電気的に接続されるとともに、基板32に機械的に接続固定され、基板32、横長ワッシャ11、第2スタッドボルト12b及び第2上ナット13bと電気的に絶縁される。また、第2スタッドボルト12b及び第2上ナット13bは、基板32及び横長ワッシャ11と共に、筐体2の電位(グランド電位)になる。
以下、第1バスバー4a及び第2バスバー4bの接続手順を説明する。
まず、筐体2の上面側に第1スタッドボルト12a及び第2スタッドボルト12bを立設する。
次に、筐体2の上面に、絶縁層30及び銅箔パターン31a,31bを形成した基板部材3を、第1スタッドボルト12aを基板部材3、絶縁層30及び第1銅箔パターン31aの第1ねじ挿通孔10aに挿通させ且つ第2スタッドボルト12bを基板部材3、絶縁層30及び第2銅箔パターン31bの第2ねじ挿通孔10bに挿通させた状態で載置する。
次に、第1銅箔パターン31aの上面に第1バスバー4aを、第1スタッドボルト12aを第1バスバー4aの第1ねじ挿通孔10aに挿通させた状態で載置する。また、第2銅箔パターン31bの上面に第2バスバー4bを、第2スタッドボルト12bを第2バスバー4bの第2ねじ挿通孔10bに挿通させた状態で載置する。
次に、第1バスバー4aの上面に第1絶縁紙7aを、第1スタッドボルト12aを第1絶縁紙7aの第1ねじ挿通孔10aに挿通させ且つ第1絶縁紙7aの第1凸部70aを第1バスバー4aの第1ねじ挿通孔10a内に配設した状態で載置する。また、第2バスバー4bの上面に第2絶縁紙7bを、第2スタッドボルト12bを第2絶縁紙7bの第2ねじ挿通孔10bに挿通させ且つ第2絶縁紙7bの第2凸部70bを第2バスバー4bの第2ねじ挿通孔10b内に配設した状態で載置する。
次に、第1絶縁紙7a及び第2絶縁紙7bの上面に横長ワッシャ11を、第1スタッドボルト12aを横長ワッシャ11の第1ねじ挿通孔10aに挿通させ且つ第2スタッドボルト12bを横長ワッシャ11の第2ねじ挿通孔10bに挿通させた状態で載置する。
次に、第1上ナット13aを第1スタッドボルト12aに、第2上ナット13bを第2スタッドボルト12bに締め付ける。
ここで、横長ワッシャ11を、2つのスタッドボルト12a,12bの締め付けに用いるので、締め付け時に横長ワッシャ11がそれ自身、回転しない。このため、締め付け時に横長ワッシャ11が絶縁紙7a,7bを下側に押すものの、締め付け時の回転トルクが絶縁紙7a,7bにかからないので、絶縁紙7a,7bが上ナット13a,13bの回転に伴い回転することはない。
以上より、第1バスバー4aが第1銅箔パターン31aに電気的に、基板32に機械的に接続される。また、第2バスバー4bが第2銅箔パターン31bに電気的に、基板32に機械的に接続される。そして、締め付け時にその回転トルクで絶縁紙7a,7bが回転しないので、その位置ずれが発生しない。
−効果−
以上より、本実施形態によれば、前記実施形態2と同様の作用効果が得られる。
即ち、絶縁紙7a,7bが第1、第2バスバー4a,4bと上ナット13a,13bの間に配設されているので、仮に、圧縮応力が加わった状態で、絶縁紙7a,7bが高温になったとしても、それ自身の性質上、塑性変形しにくく、よって、熱衝撃を起因とする上ナット13a,13bの緩みも発生しにくい。このため、第1、第2バスバー4a,4bの、基板32の銅箔パターン31a,31bへの電気的接続や基板32への機械的接続を十分に得ることができる。
また、横長ワッシャ11が、上ナット13a,13bと絶縁紙7a,7bの間にスタッドボルト12a,12bが挿通した状態で配設されているので、上ナット13a,13bの締め付け時に横長ワッシャ11がそれ自身、回転しない。このため、上ナット13a,13bの締め付け時に横長ワッシャ11が絶縁紙7a,7bを下側に押すものの、締め付け時の回転トルクが絶縁紙7a,7bにかからないので、絶縁紙7a,7bが上ナット13a,13bの回転に伴い回転することはない。従って、絶縁紙7a,7bが、位置ずれすることなく、第1、第2バスバー4a,4bと上ナット13a,13bの間に固定される。
また、絶縁紙7a,7bが上ナット13a,13bの回転に伴い回転しないので、絶縁紙7a,7bが回転しながら締め付けられる際に発生する虞がある破れを抑制できる。そのため、この破れを起因とする絶縁破壊を抑制できる。
また、絶縁紙7a,7bの凸部70a,70bが、第1、第2バスバー4a,4bのねじ挿通孔10a,10b内周面とスタッドボルト12a,12bとの間に配設されているので、第1、第2バスバー4a,4bとスタッドボルト12a,12bが接触しない。このため、第1、第2バスバー4a,4bとスタッドボルト12a,12bの電気的絶縁を十分に得ることができる。
また、筐体2の上面に基板32を、第1スタッドボルト12aを基板32の第1ねじ挿通孔10aに挿通させ且つ第2スタッドボルト12bを基板32の第2ねじ挿通孔10bに挿通させた状態で載置するので、基板32を簡単に位置決めできる。
(その他の実施形態)
前記実施形態では、ボルト6,6a,6b,12a,12bを、絶縁紙7,7a,7b、基板部材3、絶縁層30、銅箔パターン31,31a,31b及びバスバー4,4a,4bのねじ挿通孔10,10a,10bに隙間を空けて挿通したが、その代わりに又はそれと共に、ボルト6,6a,6b,12a,12bの表面に絶縁コーティングを施してもよい。これによれば、バスバー4,4a,4bとボルト6,6a,6b,12a,12bの電気的絶縁を十分に得ることができる。
また、前記各実施形態では、絶縁紙7,7a,7bを、絶縁ワニスを塗布した紙で構成したが、絶縁紙と一般に定義されるものである限り、これに限定されず、例えば、繊維で構成してもよい。
また、前記各実施形態では、回り止め部を回り止め凹部20や横長ワッシャ11としたが、締め付け時にそのトルクで絶縁紙7,7a,7bが回転しないようにするものである限り、これに限定されない。
また、前記実施形態1及び2では、ナットホルダー8を長方形状に形成したが、締め付け時に回転しないように円形以外の形状に形成すればよく、例えば、四角形以外の多角形状や楕円形状に形成してもよい。つまり、直線の外形や曲率が異なる外形にて囲まれる形状、また、曲率が異なる輪郭の形状であればよい。
また、前記実施形態1及び2では、ナットホルダー8を樹脂で構成したが、樹脂以外の絶縁材料で構成してもよい。
また、前記実施形態1及び2では、下ナット5をナットホルダー8内に保持した状態で筐体2に埋めたが、筐体2が絶縁体であるならば、筐体2に直接、埋めてもよい。
また、前記実施形態2及び3では、回り止めワッシャを横長ワッシャ11としたが、締め付け時にそれ自身、回転しない限り、これに限定されない。例えば、回り止めワッシャを、1つのボルト6,6a,6b,12a,12bを含み、他の複数のねじの締め付けにも用いられるワッシャとしてもよい。
また、図8に示すように、回り止めワッシャを、板状(図8の例では、円板状)のワッシャ本体14aと、このワッシャ本体14aから下側に突出し、絶縁層30を貫通する複数の係合突起14b(図8の例では、ワッシャ本体14aの外周縁部から突出する2つの係合突起14b)を有する不動ワッシャ14とし、基板32の上面側における各係合突起14bに対応する部分に、係合突起14bが係合される係合凹部32を形成してもよい。尚、図8では、図を見易くするための便宜上、誇張している。これによれば、ボルト6a,6bの締め付け時に不動ワッシャ14がそれ自身、回転しないので、横長ワッシャ11と同様の作用効果が得られる。
また、前記実施形態2及び3では、接触防止部を絶縁紙7a,7bの凸部70a,70bとしたが、これに限らず、例えば、図9に示すように、第1、第2バスバー4a,4bのねじ挿通孔10a,10b内周面とボルト6a,6b又はスタッドボルト12a,12bとの間に配設した絶縁カラー15としてもよい。この絶縁カラー15は、例えば、樹脂カラー又はセラミックカラーである。これによれば、第1、第2バスバー4a,4bとボルト6a,6b,12a,12bが接触しない。このため、第1、第2バスバー4a,4bとボルト6a,6b,12a,12bの電気的絶縁を十分に得ることができる。尚、絶縁カラー15を基板32に至る長さとし、基板32のねじ挿通孔10a,10bに配設してもよい。
また、前記実施形態2及び3では、接触防止部(凸部70a,70b)を配設したが、その代わりに又はそれと共に、絶縁紙7a,7bを第1、第2バスバー4a,4bに接着固定してもよい。これによれば、第1、第2バスバー4a,4bを正確に位置決めできるので、第1、第2バスバー4a,4bとボルト6a,6b,12a,12bが接触しない。このため、第1、第2バスバー4a,4bとボルト6a,6b,12a,12bの電気的絶縁を十分に得ることができる。
また、本明細書に開示される技術の趣旨を逸脱しない限り、前記各実施形態の構成要素を任意に組み合わせてもよい。
以上説明したように、本明細書に開示される技術に係るバスバー接続構造は、バスバーの、基板の金属パターンへの電気的接続や基板への機械的接続を十分に得ることが必要な用途等に適用することができる。
1 バスバー接続構造
2 筐体(固定部材)
20 回り止め凹部(回り止め部)
21 収容凹部
3 基板部材
30 絶縁層
31 銅箔パターン(金属パターン)
32 基板
4 バスバー
5 下ナット
6 ボルト
7 絶縁紙
70 凸部(接触防止部)
8 ナットホルダー(保持部材)
9 グリス
11 横長ワッシャ(回り止め部、回り止めワッシャ)
12 スタッドボルト
13 上ナット
14 不動ワッシャ(回り止め部、回り止めワッシャ)
15 絶縁カラー(接触防止部)

Claims (24)

  1. 第1面と、前記第1面の裏側の第2面とを有する金属製の基板と、
    前記基板には、前記基板の前記第2面から前記第1面に向かって基板部材と、絶縁層と、金属パターンとが順に設けられ、
    前記基板の前記第2面に対向する第1面を有する固定部材と、
    前記金属パターンに接して設けられたバスバーと、
    前記固定部材の前記第1面において、前記固定部材に埋まった状態で配設された金属製の下ナットと、
    頭部とネジ部とを有する金属製のボルトと、
    前記下ナットと前記基板との間前記バスバーと前記ボルトの前記頭部との間との少なくとも一方に配設された絶縁紙と、を備え
    前記ボルトの前記ネジ部は、前記絶縁紙、前記基板部材、前記絶縁層、前記金属パターン及び前記バスバーを挿通して、前記下ナットに螺合し、
    前記ボルトの締め付け時の回転トルクによる前記絶縁紙回転を抑止するように回り止め部が配設されたバスバー接続構造。
  2. 第1面と、前記第1面の裏側の第2面とを有する金属製の基板と、
    前記基板には、前記基板の前記第2面から前記第1面に向かって基板部材と、絶縁層と、金属パターンとが順に設けられ、
    前記基板の前記第2面に対向する第1面を有する固定部材と、
    前記金属パターンに接して設けられたバスバーと、
    前記固定部材の前記第1面において、前記固定部材に立設された金属製のスタッドボルトと、
    前記スタッドボルトに螺合した金属製の上ナットと、
    前記バスバーと前記上ナットとの間に配設された絶縁紙
    前記絶縁紙と当接して配設された回り止め部と、を備え、
    前記スタッドボルトは、前記基板部材、前記絶縁層、前記金属パターン、前記バスバー及び前記絶縁紙を挿通し、前記回り止め部は、前記上ナットの締め付け時の回転トルクによる前記絶縁紙回転を抑止する、
    バスバー接続構造。
  3. 前記絶縁紙は、前記基板の前記第1面の法線方向から見て多角形あるいは楕円形の形状であり、前記下ナットと前記基板との間に配設され、
    前記回り止め部は、前記固定部材の前記第1面及び前記基板の前記第2面のうち少なくとも一方における前記絶縁紙の配設部分に対応する部分に前記絶縁紙と相補形状をなし、且つ内部に前記絶縁紙が配設された回り止め凹部である
    請求項1に記載のバスバー接続構造。
  4. 内側に前記下ナットを保持する保持部材をさらに備え、
    前記保持部材は、前記ボルトの締め付け時の前記回転トルクによる前記保持部材の回転を抑止するように、前記固定部材の前記第1面の法線方向から見て多角形あるいは楕円形の形状であり、
    前記固定部材の前記第1面は、前記保持部材と相補形状をなす収容凹部を有し、
    前記保持部材は、前記固定部材の前記収容凹部に収容されている
    請求項1に記載のバスバー接続構造。
  5. 前記固定部材は、金属からなり、
    前記保持部材は、絶縁材料からなる
    請求項4に記載のバスバー接続構造。
  6. 前記絶縁紙は、前記下ナットと前記基板との間に配設され、
    前記固定部材は、金属からなり、
    前記固定部材と前記基板との間における前記絶縁紙の配設部分以外の少なくとも一部に、グリスが配設されている
    請求項1に記載のバスバー接続構造。
  7. 前記絶縁紙は、前記バスバーと、前記ボルトの前記頭部との間に配設され、
    前記回り止め部は、前記ボルトの前記頭部と前記絶縁紙との間に前記ボルトの前記ネジ部が挿通した状態で配設された回り止めワッシャであり、前記ボルトの締め付け時の回転トルクによる前記回り止め部自身の回転を抑止する、
    請求項1に記載のバスバー接続構造。
  8. 前記回り止めワッシャは、前記ボルトを含む複数のねじが挿通する複数の貫通孔が設けられている、
    請求項7記載のバスバー接続構造。
  9. 前記回り止めワッシャは、ワッシャ本体と、前記ワッシャ本体から前記基板の前記第1面向かって突出し、前記絶縁層を貫通する複数の係合突起とを有し、
    前記基板の前記第1面には、前記複数の係合突起の各々が係合される複数の係合凹部が配設されている
    請求項7に記載のバスバー接続構造。
  10. 前記絶縁紙は、前記バスバーと、前記ボルトの前記頭部との間に配設され、
    前記バスバーには、前記ボルト前記ネジ部が挿通する挿通孔が設けられ、
    前記挿通孔の内周面と前記ボルトの前記ネジ部との間には、前記内周面と前記ボルトの前記ネジ部との接触を防止する接触防止部が配設されている
    請求項1に記載のバスバー接続構造。
  11. 前記接触防止部は、前記絶縁紙の一部を前記基板の第1面向かって突出する凸部である
    請求項10に記載のバスバー接続構造。
  12. 前記接触防止部は、絶縁カラーである
    請求項10に記載のバスバー接続構造。
  13. 前記絶縁紙は、前記バスバーと、前記ボルトの前記頭部との間に配設され、前記バスバーに接着固定されている
    請求項1に記載のバスバー接続構造。
  14. 前記ボルトの表面には、絶縁コーティングが施されている
    請求項1に記載のバスバー接続構造。
  15. 前記回り止め部は、前記上ナットと前記絶縁紙との間に前記スタッドボルトが挿通した状態で配設された回り止めワッシャであり、前記上ナットの締め付け時の回転トルクによる前記回り止め部自身回転を抑止する、
    請求項2に記載のバスバー接続構造。
  16. 前記回り止めワッシャは、前記スタッドボルトを含む複数のねじが挿通する複数の貫通孔が設けられている、
    請求項15に記載のバスバー接続構造。
  17. 前記回り止めワッシャは、ワッシャ本体と、前記ワッシャ本体から前記基板の前記第1面向かって突出し、前記絶縁層を貫通する複数の係合突起とを有し、
    前記基板の前記第1面には、前記複数の係合突起の各々が係合される複数の係合凹部が配設されている
    請求項15に記載のバスバー接続構造。
  18. 前記絶縁紙は、前記バスバーと、前記上ナットとの間に配設され、
    前記バスバーには、前記スタッドボルトが挿通する挿通孔が設けられ、
    前記挿通孔の内周面と前記スタッドボルトとの間には、前記内周面と前記スタッドボルトとの接触を防止する接触防止部が配設されている
    請求項2に記載のバスバー接続構造。
  19. 前記接触防止部は、前記絶縁紙の一部を前記基板の前記第1面向かって突出する凸部である
    請求項18に記載のバスバー接続構造。
  20. 前記接触防止部は、絶縁カラーである
    請求項18に記載のバスバー接続構造。
  21. 前記絶縁紙は、前記バスバーと、前記上ナットとの間に配設され、前記バスバーに接着固定されている
    請求項2に記載のバスバー接続構造。
  22. 前記スタッドボルトの表面には、絶縁コーティングが施されている
    請求項2に記載のバスバー接続構造。
  23. 前記絶縁紙は、前記下ナットと前記基板との間、に配設され、
    前記回り止め部は、前記固定部材の前記第1面に配設され、前記絶縁紙に当接することにより、前記ボルトの締め付け時の前記回転トルクによる前記絶縁紙の回転を抑止する、
    請求項1に記載のバスバー接続構造。
  24. 前記絶縁紙は、前記バスバーと前記ボルトの前記頭部との間に配設され、
    前記回り止め部は、前記ボルトの前記頭部と前記絶縁紙との間に、前記ボルトの前記頭部と前記絶縁紙と当接して配設された、
    請求項1に記載のバスバー接続構造。
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