(57)【要約】【課題】  被締結部材の形状によらず強固な締結を行う【解決手段】  凹部１１１を有するコネクタ下部１１０と、凹部１１１に挿入される凸部１２１を有するコネクタ上部１２０とを備える締結構造体１００において、コネクタ下部１１０の凹部１１１にコネクタ上部１２０の凸部１２１が挿入され両者が嵌合したときに凹部１１１及び凸部１２１のなす隙間に配置され、コネクタ下部１１０とコネクタ上部１２０との間に接圧力を保持する接圧部材（カム機構１１２）を備え、この接圧部材が、コネクタ下部１１０の凹部１１１にコネクタ上部１２０の凸部１２１が挿入されるにしたがって、接圧力を発生させるよう構成される。このため、コネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０に含まれるバスバーを締結させるためにいずれかの部材を変形させる必要がないので、被締結部材の形状によらず強固な締結ができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する第１被締結部材と、前記凹部に挿入される凸部を有する第２被締結部材とを備える締結構造体において、
前記第１被締結部材の前記凹部に前記第２被締結部材の前記凸部が挿入され両者が嵌合したときに前記凹部及び前記凸部のなす隙間に配置され、前記第１被締結部材と前記第２被締結部材との間に接圧力を保持する接圧部材を備え、
前記接圧部材が、前記第１被締結部材の前記凹部に前記第２被締結部材の前記凸部が挿入されるにしたがって、前記接圧力を発生させるよう構成される
ことを特徴とする締結構造体。
【請求項２】
前記接圧部材は、挿入時に回動可能なカム機構であることを特徴とする、請求項１に記載の締結構造体。
【請求項３】
前記接圧部材は、挿入時に永久変形する永久変形部材であることを特徴とする、請求項１に記載の締結構造体。
【請求項４】
前記永久変形部材は、バスバーであることを特徴とする、請求項３に記載の締結構造体。
【請求項５】
前記接圧部材は、挿入時に弾性変形する弾性変形部材であることを特徴とする、請求項１に記載の締結構造体。
【請求項６】
前記弾性変形部材は、バスバーであることを特徴とする、請求項５に記載の締結構造体。
【請求項７】
凹部を有する第１被締結部材と、前記凹部に挿入される凸部を有する第２被締結部材とを備える締結構造体の締結方法であって、
前記第１被締結部材の前記凹部に前記第２被締結部材の前記凸部を挿入するステップと、
前記凸部を挿入するのにしたがって、前記凹部及び前記凸部のなす隙間に配置される接圧部材により前記第１被締結部材と前記第２被締結部材との間に接圧力を発生させるステップと、
前記第１被締結部材及び前記第２被締結部材が嵌合すると、前記接圧部材により前記第１被締結部材と前記第２被締結部材との間に前記接圧力を保持するステップと、
を含むことを特徴とする締結構造体の締結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結構造体及びこの締結構造体の締結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用インバータなどに使用される大電流を通電するバスバーの接続には、接触抵抗を低く保つため、かつ、高い振動レベルの外乱に対して瞬断などの発生を防止すべく接続信頼性を高めるため、高い接圧を保持し、強固で隙間のない締結がなされることが望ましい。このような締結手法としては、例えば特許文献１には、口径が異なる孔部を有する２枚の金属板の当該孔部同士を重ね、口径の小さい板の方向から孔部に締結部材を挿入させる締結方法について記載されている。この締結方法では、締結部材が孔部に挿入されると、口径の小さい板の孔部周辺が口径の大きな板の孔部を埋めるように変形するため、強固で隙間のない締結ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４６９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の締結方法では、締結される２つの部材のうち口径の小さな部材が、締結部材挿入によって変形可能な程度に薄い板状である必要があるため、バスバーのように被締結部材が両方とも板状部材でない場合には適用が難しい。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、被締結部材の形状によらず強固な締結ができる締結構造体及びこの締結構造体の締結方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る締結構造体は、凹部を有する第１被締結部材と、凹部に挿入される凸部を有する第２被締結部材とを備える締結構造体において、第１被締結部材の凹部に第２被締結部材の凸部が挿入され両者が嵌合したときに凹部及び凸部のなす隙間に配置され、第１被締結部材と第２被締結部材との間に接圧力を保持する接圧部材を備え、接圧部材が、第１被締結部材の凹部に第２被締結部材の凸部が挿入されるにしたがって、接圧力を発生させるよう構成されることを特徴とする。
【０００７】
同様に、上記課題を解決するため、本発明に係る締結方法は、凹部を有する第１被締結部材と、凹部に挿入される凸部を有する第２被締結部材とを備える締結構造体の締結方法であって、第１被締結部材の凹部に第２被締結部材の凸部を挿入するステップと、凸部を挿入するのにしたがって、凹部及び凸部のなす隙間に配置される接圧部材により第１被締結部材及び第２被締結部材の間に接圧力を発生させるステップと、第１被締結部材及び第２被締結部材が嵌合すると、接圧部材により第１被締結部材と第２被締結部材との間に接圧力を保持するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
このような締結構造体及び締結方法によれば、第１被締結部材及び第２被締結部材が嵌合したときに、第１被締結部材の凹部及び第２被締結部材の凸部のなす隙間に配置される接圧部材により、第１被締結部材と第２被締結部材との間に接圧力が保持される。このため、第１被締結部材及び第２被締結部材を締結させるためにいずれかの部材を変形させる必要がないので、被締結部材の形状によらず強固な締結ができる。このように、第１被締結部材及び第２被締結部材を強固に締結すれば、両者間の接触抵抗を低く保ち、かつ、接続信頼性を向上させることができる。また、接圧部材は、第１被締結部材の凹部に第２被締結部材の凸部が挿入されるにしたがって、接圧力を発生させるよう構成されるため、挿入開始時には第１被締結部材と第２被締結部材との間に接圧力がないので、締結作業を容易に行うことができる。
【０００９】
また、接圧部材は、挿入時に回動可能なカム機構であることが好適である。
【００１０】
同様に、接圧部材は、挿入時に永久変形する永久変形部材または挿入時に弾性変形する弾性変形部材であることが好適である。さらに、この永久変形部材及び弾性変形部材は、バスバーであることが好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る締結構造体及び締結方法によれば、被締結部材の形状によらず強固な締結ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る締結構造体１００の構成及び締結過程を示す図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る締結構造体２００の構成及び締結過程を示す図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る締結構造体３００の構成及び締結過程を示す図である。
【図４】締結構造体１００，２００，３００を適用する際の構造の一例を示す図である。
【図５】締結構造体１００，２００，３００を適用する際の構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、特に明示する場合を除き、上下左右方向は説明図面中の方向を示す。また、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の第一実施形態に係る締結構造体１００の構成及び締結過程を示す図である。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、締結構造体１００は、コネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０を含むコネクタ構造をなす。コネクタ上部１２０の下端には凸部１２１が設けられ、また、コネクタ下部１１０の上端には凹部１１１が設けられている。締結構造体１００は、コネクタ上部１２０の凸部１２１をコネクタ下部１１０の凹部１１１に挿入し、コネクタ下部１１０とコネクタ上部１２０とを嵌合させることにより、コネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０のそれぞれに収容されるバスバー１３０ａ，１３０ｂを接続するよう構成されている。
【００１６】
コネクタ下部１１０の凹部１１１には、コネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０の嵌合時にバスバー１３０ａ，１３０ｂを圧接して固定するための圧接部材として、カム機構１１２が設けられている。カム機構１１２は、カムと回転軸から構成され、カムは回転軸の回転中心からの距離が一定でない形状（例えば略楕円形）をなし、回転軸に取り付けられている。カム機構１１２は、コネクタ上部１２０の挿入方向に直交する回転軸まわりに、カムを回動可能となるよう設けられている。カム機構１１２は、コネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０が嵌合されていない状態では、カムの長径方向が斜め上方を向いており、カムの上端が凹部１１１の端部と略同一の高さになるように設けられている。また、コネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０が嵌合した後には、図１（ｃ）に示すように、コネクタ上部１２０の凸部１２１によりカムが下方に押し込まれて回動し、カムの長径方向が左右方向を向き、バスバー１３０ａ，１３０ｂを圧接して固定するよう構成される。
【００１７】
また、コネクタ下部１１０の外周には、広がり防止金具１１３が設けられており、コネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０の嵌合時にコネクタ下部１１０の凹部１１１がカム機構１１２による接圧力により広がり変形するのを防止し、バスバー１３０ａ，１３０ｂへの接圧を保持するよう構成されている。
【００１８】
コネクタ上部１２０のバスバー１３０ｂには、スライド吸収機構１２２が設けられている。スライド吸収機構１２２は、バスバー１３０ｂを側方に湾曲させて弾性変形可能に形成され、バスバー１３０ｂの上下方向に加えられる外力に対して、バスバー１３０ｂの上下方向長さを収縮させる方向に変形するよう構成されている。バスバー１３０ｂは、コネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０が嵌合されていない状態において、図１（ａ）に示すように、凸部１２１より下方に突出しており、コネクタ下部１１０への挿入を容易にできるよう構成されている。この突出したバスバーの下端は、嵌合後には図１（ｃ）に示すようにスライド吸収機構１２２の弾性変形によりコネクタ上部１２０の内部へ吸収され、凸部１２１の下端の上下方向位置と一致するようになる。
【００１９】
次に、締結構造体１００の作用について説明する。
【００２０】
図１（ａ）に示したようにコネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０が離間した状態から、コネクタ上部１２０が下方に移動され、図１（ｂ）に示すようにコネクタ上部１２０のバスバー１３０ｂ及び凸部１２１が、コネクタ下部１１０の凹部１１１へ挿入される。
【００２１】
コネクタ上部１２０のバスバー１３０ｂが、コネクタ下部１１０の凹部の底に達しバスバー挿入が完了すると、コネクタ上部１２０がカム機構１１２と接触する。この状態までは、カム機構１１２によりバスバー１３０ａ，１３０ｂ同士を圧接する力は働かないため、挿入荷重はゼロの状態を保たれる。
【００２２】
カム機構１１２にコネクタ上部１２０が接触後、さらにコネクタ上部１２０を下方に移動すると、図１（ｃ）に示すように、スライド吸収機構１２２によりバスバー１３０ｂの変位が吸収されながら、コネクタ上部１２０の下方への押し込みに応じてカム機構１１２が下方に回動される。カム機構１１２の回動に伴い、カム機構１１２からバスバー１３０ａ，１３０ｂ同士を圧接する方向に接圧力が徐々に発生し、コネクタ上部１２０がコネクタ下部１１０と完全に嵌合し相対動きがゼロになった時点で、接合が完了する。この状態では、カム機構１１２が、バスバー１３０ａ，１３０ｂに対して最大の圧接力を与える位置で固定されるよう調整されており、外部振動により上下方向の微小変位が生じた場合でも圧接力の変化が少ない状態を保つことができる。
【００２３】
このような締結構造体１００によれば、コネクタ下部１１０及びコネクタ上部１２０が嵌合したときに、コネクタ下部１１０の凹部１１１及びコネクタ上部１２０の凸部１２１のなす隙間に配置されるカム機構１１２により、バスバー１３０ａ，１３０ｂの間に接圧力が保持される。このため、バスバー１３０ａ，１３０ｂを締結させるためにいずれかの部材を変形させる必要がないので、被締結部材の形状によらず強固な締結ができる。このように、バスバー１３０ａ，１３０ｂを強固に締結すれば、両者間の接触抵抗を低く保ち、かつ、接続信頼性を向上させることができる。また、カム機構１１２は、コネクタ下部１１０の凹部１１１にコネクタ上部１２０の凸部１２１が挿入されるにしたがって、接圧力を発生させるよう構成されるため、挿入開始時にはコネクタ下部１１０とコネクタ上部１２０との間に接圧力がないので、締結作業を容易に行うことができる。
【００２４】
さらに、このような構造により、一方向（図１では下方）に挿入する作業のみで、高接圧、耐振動が確保され、高い信頼性の電気的接合が実現される。
【００２５】
図２は、本発明の第二実施形態に係る締結構造体２００の構成及び締結過程を示す図である。
【００２６】
本実施形態の締結構造体２００は、コネクタ下部２１０の凹部に設けられる圧接部材として、図１のカム機構１１２の代わりに、例えば棒材を渦巻き状に加工してなるばね部材２１２を用いている点で、第一実施形態の締結構造体１００と異なるものである。
【００２７】
このばね部材２１２は、図２（ａ）に示すように、初期状態では、凹部１１１の深さと略同一の高さとなるように形成される。コネクタ上部１２０が挿入されるにしたがって、図２（ｂ）に示すようにコネクタ上部１２０により下方に圧縮されていく。
【００２８】
最終的には図２（ｃ）に示すように、凸部１２１と凹部１１１とのなす隙間の大きさまで縮小されるよう永久変形または弾性変形する。ばね部材２１２は、この状態において、荷重ささえ方向がバスバー１３０ａ，１３０ｂを押す方向のみになるように形状が調整されている。このため、バスバー１３０ａ，１３０ｂに対する高い接圧力の印加が期待できる。また、外乱による振動等に対し、ばね部材のばね特性によりこれを吸収する共に、バスバーに対して常に高い接圧を確保し続けることができる。
【００２９】
さらに、このような締結構造体２００によれば、コネクタ下部２１０及びコネクタ上部１２０が嵌合したときに、コネクタ下部２１０の凹部１１１及びコネクタ上部１２０の凸部１２１のなす隙間に配置されるばね部材２１２により、バスバー１３０ａ，１３０ｂの間に接圧力が保持される。このため、バスバー１３０ａ，１３０ｂを締結させるためにいずれかの部材を変形させる必要がないので、被締結部材の形状によらず強固な締結ができる。このように、バスバー１３０ａ，１３０ｂを強固に締結すれば、両者間の接触抵抗を低く保ち、かつ、接続信頼性を向上させることができる。また、ばね部材２１２は、コネクタ下部２１０の凹部１１１にコネクタ上部１２０の凸部１２１が挿入されるにしたがって、接圧力を発生させるよう構成されるため、挿入開始時にはコネクタ下部２１０とコネクタ上部１２０との間に接圧力がないので、締結作業を容易に行うことができる。
【００３０】
また、このような構造により、一方向（図２では下方）に挿入する作業のみで、高接圧、耐振動が確保され、高い信頼性の電気的接合が実現される。
【００３１】
図３は、本発明の第三実施形態に係る締結構造体３００の構成及び締結過程を示す図である。
【００３２】
本実施形態の締結構造体３００は、図３（ａ）に示すように、圧接部材として、コネクタ下部１１０の凹部１１１に設けられたカム機構１１２の代わりに、コネクタ上部３２０のバスバー１３０ｂの下方端部を延伸し渦巻き状に加工してなるばね部材３２２を用いている点で、第一実施形態の締結構造体１００と異なるものである。
【００３３】
このばね部材３２２は、図３（ｂ）に示すように、初期状態では、凹部１１１の深さと略同一の高さとなるように形成される。コネクタ上部３２０が挿入されるにしたがって、コネクタ上部１２０により下方に圧縮されていく。
【００３４】
最終的には、ばね部材３２２は、ばね部材２１２と同様に、図３（ｃ）に示すように、凸部１２１と凹部１１１とのなす隙間の大きさまで縮小されるよう変形する。ばね部材３２２は、この状態において、荷重ささえ方向がバスバー１３０ａ，１３０ｂを押す方向のみになるように形状が調整されている。このため、バスバー１３０ａ，１３０ｂに対する高い接圧力の印加が期待できる。また、外乱による振動等に対し、ばね部材のばね特性によりこれを吸収する共に、バスバーに対して常に高い接圧を確保し続けることができる。
【００３５】
さらに、このような締結構造体３００によれば、コネクタ下部３１０及びコネクタ上部３２０が嵌合したときに、コネクタ下部３１０の凹部１１１及びコネクタ上部３２０の凸部１２１のなす隙間に配置されるばね部材３２２により、バスバー１３０ａ，１３０ｂの間に接圧力が保持される。このため、バスバー１３０ａ，１３０ｂを締結させるためにいずれかの部材を変形させる必要がないので、被締結部材の形状によらず強固な締結ができる。このように、バスバー１３０ａ，１３０ｂを強固に締結すれば、両者間の接触抵抗を低く保ち、かつ、接続信頼性を向上させることができる。また、ばね部材３２２は、コネクタ下部３１０の凹部１１１にコネクタ上部３２０の凸部１２１が挿入されるにしたがって、接圧力を発生させるよう構成されるため、挿入開始時にはコネクタ下部３１０とコネクタ上部３２０との間に接圧力がないので、締結作業を容易に行うことができる。
【００３６】
また、このような構造により、一方向（図３では下方）に挿入する作業のみで、高接圧、耐振動が確保され、高い信頼性の電気的接合が実現される。
【００３７】
また、バスバーそのものを圧接部材として用いることで、構造部品点数を削減し、コストを抑えることができる。
【００３８】
締結構造体１００，２００，３００は、例えば図４に示すように、コネクタ下部１１０，２１０，３１０とコネクタ上部１２０，３２０が、ケースなどの別構造体４００に固定されるか、または図５のように、ケースなどの別構造体５００に接合方向への押え等５１０を設定され、ボルト４１０によるケース組み付けと同時に接合が完了する構造とする。この構成により、接合部単独の固定部材が削減できるうえ、ケースなどの高剛性部材による高い信頼性の固定が期待できる。
【符号の説明】
【００３９】
１００，２００，３００…締結構造体、１１０，２１０，３１０…コネクタ下部（第１被締結部材）、１１１…凹部、１１２…カム機構（接圧部材）、１２０，３２０…コネクタ上部（第２被締結部材）、１２１…凸部、２１２，３２２…ばね部材（接圧部材）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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