(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスバーに立設された端子板の幅方向中央にＵ字スロット状の圧接刃を形成し、この圧接刃に被圧接物を圧接することにより、バスバーと被圧接物とを電気的に接続するバスバー接続構造において、
バスバーを起立方向に折り曲げて形成した端子板の側端面の一部を側方に延ばして、その延長部分を、Ｕ字スロット底部を含む端子板の下部を抱き込んで拘束するように屈曲させることにより、上記端子板に圧接刃の開きに対する反力を付加する構造としたことを特徴とするバスバー接続構造。
【請求項２】
端子板の頂部を底部に向けて折り返すことにより、上記端子板を多重構造としたことを特徴とする請求項１記載のバスバー接続構造。
【請求項３】
バスバーに立設された端子板の幅方向中央にＵ字スロット状の圧接刃を形成し、この圧接刃に被圧接物を圧接することにより、バスバーと被圧接物とを電気的に接続するバスバー接続構造において、
バスバーの厚さ方向に貫通した貫通孔に、このバスバーと別体で形成した端子板を上記貫通孔の貫通方向から挿入して、該端子板を圧接刃のＵ字スロット底部が上記バスバーの表面下に埋没する深さまで圧入したことにより、上記端子板に圧接刃の開きに対する反力を付加する構造としたことを特徴とするバスバー接続構造。
【請求項４】
端子板の外側両側面とＵ字スロットに臨む内側両側面との少なくともいずれか一方の両側面を左右対称に折り曲げたことを特徴とする請求項１又は３記載のバスバー接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バスバーに、ヒューズ、リレー等の部品等を電気的に接続するバスバー接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用接続箱では、パターン状になったバスバーと、このバスバーに搭載されるヒューズ、リレー等の部品等を接続するが、その際、バスバーからの雄端子（タブ端子）は、中継端子を介して上記部品等と接続しており、またバスバーの材料として高価な耐熱銅合金（鉄−燐系銅合金）が主に用いられていたため製造コストが高くなっていた。
【０００３】
そこで、改良案として、バスバーに２枚の圧接刃を有するタブ端子を形成し、そこに直接部品を搭載させる方法を採用し、このタブ端子の材料として、例えば、極めて安価な無酸素銅（純銅、タフピッチ銅等）を用いることが考えられる。
【０００４】
図６は従来の改良案に係るバスバー接続構造の一例を示す斜視図である。
【０００５】
図６に示す例では、バスバー１の端部は起立状態の圧接端子２を形成している。この圧接端子２は、上側中央部がＵ字状に開口したスロット３を有し、スロット３の両側縦辺の端面３ａ，３ｂおよびそれらの上部に形成された円弧状の端面３ｃ，３ｄには圧接刃が設けられている。
【０００６】
図７は従来の改良案に係るバスバー接続構造を用いてヒューズのタブ端子を圧接した状態を示す正面図、図８は図７におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【０００７】
例えば２本のバスバー１の先端にあって、互いに向かい合うように形成された圧接端子２に、ヒューズ４のタブ端子４ａがそれぞれ圧接接続されている。この接続においては、圧接端子２のスロット３にヒューズ４のタブ端子４ａが挿入されるときに、スロット３が大きく開かれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、圧接端子２の本体を構成する端子板の材料として、例えば無酸素銅を用いる場合には、上記耐熱銅合金を用いた場合に比べて、この端子板に形成されたスロット３へヒューズ４のタブ端子４ａを挿入したときのスロット３の開きに対する端子板の反力が不足し、十分な接圧が得られないおそれがある。
【０００９】
この場合、端子板材料に加工硬化を施すことにより接圧を大きくすることが考えられるが、材料内に残留応力や歪みが残ったり、あるいは脆化したりするおそれがあり、かかる加工硬化は採用困難である。
【００１０】
しかも、スロット３の開きによりその底部には応力集中が生じやすく、さらには繰り返し使用により一旦開いたスロット３が元に戻らなくなるといったクリープ現象も生じやすくなるため、端子寿命が短くなるおそれもある。
【００１１】
したがって、従来の改良案に係るバスバー接続構造のように、将来的に例えば無酸素銅を用いる場合には、その材料特性上、現状採用している耐熱銅合金に比べて十分な接続信頼性が得られなくなるおそれがある。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決すべくなされたものであり、安価な材料を用いても接続信頼性を確保できるバスバー接続構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、バスバーに立設された端子板の幅方向中央にＵ字スロット状の圧接刃を形成し、この圧接刃に被圧接物を圧接することにより、バスバーと被圧接物とを電気的に接続するバスバー接続構造において、バスバーを起立方向に折り曲げて形成した端子板の側端面の一部を側方に延ばして、その延長部分を、Ｕ字スロット底部を含む端子板の下部を抱き込んで拘束するように屈曲させることにより、上記端子板に圧接刃の開きに対する反力を付加する構造としたことを特徴とするものである。
【００１４】
上記構成によれば、端子板に圧接刃の開きに対する反力が付加されるので、接続に必要な端子の接圧が補われ、これにより接続信頼性が確保される。
【００１５】
また、バスバーを起立方向に折り曲げて形成した端子板の片側端面の下部を側方に延ばして、その延長部分を、Ｕ字スロット底部を含む端子板の下部を抱き込んで拘束するように屈曲させるようにしたことにより、上記端子板に圧接刃の開きに対する反力を付加すれば、圧接刃に被圧接物を挿入したときに、十分な接圧が得られる。しかも、圧接刃のスロット底部に応力集中が生じにくくなり、これに伴いクリープ現象も生じにくくなるため、端子寿命が長くなる。
【００１６】
また、端子板の頂部を底部に向けて折り返すことにより、上記端子板を多重構造とすれば、端子板の曲げに対する断面二次モーメントが大きくなって、端子板の圧接刃へ被圧接物を挿入したときに、圧接刃と被圧接物との接点部の接触面積を増加させても、十分な接圧が得られる。したがって、この場合には、上記接触面積を増加させて接続信頼性が大幅に向上される。
【００１７】
また、バスバーの厚さ方向に貫通した貫通孔に、このバスバーと別体で形成した端子板を上記貫通孔の貫通方向から挿入して、該端子板を圧接刃のＵ字スロット底部が上記バスバーの表面下に埋没する深さまで圧入したことにより、上記端子板に圧接刃の開きに対する反力を付加すれば、端子板をバスバーに形成された貫通孔へ圧入する時に、貫通孔の内壁に対して圧力を生じさせ、この圧力によって端子板がバスバーに確実に固定される。そして、この状態で被圧接物が圧接刃に挿入されると、十分な接圧が得られる。しかも、圧接刃のスロット底部がバスバーの表面下に埋没すると、圧接刃のＵ字スロット底部には応力集中が生じにくくなり、これに伴いクリープ現象も生じにくくなるため、端子寿命が長くなる。一方、端子板はバスバーと別体で構成されるので、バスバーの板厚と異なる様々な板厚を採用することもできる。したがって、端子板の板厚を上げることにより、上記接圧を大きくし、圧接刃と被圧接物との接触部の接触面積を増加させれば、接続信頼性が一層向上される。
【００１８】
また、端子板の外側両側面とＵ字スロットに臨む内側両側面との少なくともいずれか一方の両側面を左右対称に折り曲げれば、端子板の曲げに対する断面二次モーメントが大きくなって、圧接刃へ被圧接物を挿入したときに、より大きな接圧が得られるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、従来技術と同一構成、作用の箇所は同一番号を付し詳細な説明は省略する。
【００２０】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るバスバー接続構造を示す図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は上面図である。
【００２１】
図に示すように、本実施形態１に係るバスバー接続構造の圧接端子１２を構成する圧接板は、バスバー１を構成する例えば無酸素銅（純銅、タフピッチ銅等）製薄板の端部を所定形状に打ち抜いて形成されるものであって、この打ち抜き部分を起立状態に折り曲げて形成されている。この圧接端子１２は、上側中央部がＵ字状に開口したスロット１３を有し、スロット１３の両側縦辺の端面１３ａ，１３ｂおよびそれらの上部にある円弧状の端面１３ｃ，１３ｄで圧接刃が形成されている。
【００２２】
そして、本実施形態１では、上記バスバー端部の打ち抜き時に、図中の右側端面１３ｈの下部が適当な長さだけ延ばされており、この延長部分１３ｅが圧接端子１２の下部を抱き込んで拘束し、圧接刃の開きに対する反力を付与している。
【００２３】
この構造を採用したのは、上記圧接刃は、バスバー１に片持ち支持され、先端に荷重を受ける梁とみなすことができるが、その場合には、梁の曲げ変形による最大応力が生じる支持端の断面二次モーメントを大きくすることにより、支持端の応力集中を緩和し、梁全体としての曲げ剛性を高めるのが有効だからである。
【００２４】
この構造により、端子板に形成されたスロット１３へ図７，図８に示したようにヒューズ４のタブ端子（被圧接物）を挿入したとき、このスロット１３の開きに対してその反力が補われるため、十分な接圧が得られ、接触抵抗の低減と接触状態の安定化が図られる。しかも、スロット底部１３ｆに応力集中が生じにくくなり、これに伴いクリープ現象をも生じにくくなる。その結果、圧接端子１２を構成する端子板の材料を例えば安価ではあるが、強度（バネ力）の低い無酸素銅材料としても、十分な接続信頼性を維持できる。
【００２５】
図２は、本実施形態１の変形例に係るバスバー接続構造の部分拡大図である。
【００２６】
上記では圧接端子１２の下部は二重構造となっており、十分な反力を得ることができるが、さらに圧接端子１２の上部を補強すれば、圧接端子１２の曲げに対してさらに大きな断面二次モーメントを得ることができる。
【００２７】
そこで、図２（図１参照）に示すように、圧接端子１２の端子板の外側両側面１３ｇ，１３ｈとスロット１３に臨む内側両側面１３ａ，１３ｂとを左右対称に折り曲げてリブを形成すれば、圧接端子１２の端子板に形成されたスロット１３へ図７，図８のヒューズ４のタブ端子４ａを挿入したときに、このスロット１３の開きに対する反力がより大きくなり、より大きい接圧を得ることができる。ただし、必要とされる反力の大きさによっては、圧接端子１２の端子板の外側両側面１３ｇ，１３ｈとスロット１３に臨む内側両側面１３ａ，１３ｂとのいずれか一方のみを左右対称に折り曲げることで足りる。
【００２８】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係るバスバー接続構造を示す全体斜視図である。
【００２９】
図に示すように、本実施形態２に係るバスバー接続構造の圧接端子２２を構成する圧接板は、上記実施形態１と同様に、バスバー１を構成する例えば無酸素銅製薄板の端部を所定形状に打ち抜いて形成されるものであって、この打ち抜き部分を起立状態に折り曲げて圧接端子２２が形成されている。この圧接端子２２は、上側中央部がＵ字状に開口したスロット２３を有し、スロット２３の両側縦辺の端面２３ａ，２３ｂおよびそれらの上部ある台形状の端面２３ｃ，２３ｄで圧接刃が形成されている。
【００３０】
そして、本実施形態２では、上記バスバー端部の打ち抜き時に、図中の上部２３ｊ，２３ｋと左右両側端面２３ｇ，２３ｈの下部とがそれぞれ適当な長さだけ延ばされており、これらの延長部分２３ｑ，２３ｒが２３ｐを抱き込んで拘束することにより圧接刃の開きに対する反力を付与するとともに、二重構造により断面二次モーメントを増大させている（この場合、さらに多重構造とすることとしてもよいのはもちろんである）。すなわち、本実施形態２では、圧接端子２２の端子板の頂部を底部に向けて折り返すことにより、上記端子板を多重構造としている。
【００３１】
この構造を採用したのは、上記圧接板は、バスバー１に片持ち支持され、先端に荷重を受ける梁とみなすことができるが、その場合には、梁の曲げ変形による最大応力が生じる支持端のみならず、梁全体での断面二次モーメントを大きくすることにより、支持端の応力集中を緩和し、さらに梁全体の曲げ剛性を高めるのが有効だからである。
【００３２】
この構造によれば、圧接端子２２の端子板に形成されたスロット２３へ図７，図８に示したようにヒューズ４のタブ端子４ａを挿入したときに、このスロット２３の開きに対する反力を大きくすることができ、圧接刃とタブ端子４ａとの接点部の接触面積を増加させても、十分な接圧が得られる。
【００３３】
したがって、上記のように圧接刃とタブ端子４ａとの接触部を台形状として接触面積を増加させて接触抵抗の低減と接触状態の安定化とを図ることにより、端子板の材料を例えば安価ではあるが、強度（バネ力）の低い無酸素銅材料とした場合でも、接続信頼性を大幅に向上させることができる。
【００３４】
（実施形態３）
図４は、実施形態３に係るバスバー接続構造を示す全体図である。
【００３５】
本実施形態３では、上記実施形態１，２と異なり、圧接端子３２はバスバー１と別体で形成される。すなわち、圧接端子３２を構成する圧接板は、バスバー１とは別に用意された例えば無酸素銅製薄板の端部を所定形状に打ち抜いて形成されるものであって、この圧接端子３２は、上側中央部がＵ字状に開口したスロット３３を有し、スロット３３の両側縦辺の端面３３ａ，３３ｂおよびそれらの上部にある円弧状の端面３３ｃ，３３ｄで圧接刃が形成されている。
【００３６】
そして、本実施形態３では、圧接端子３２の端子板の下部には、左右に浅溝３２ａ，３２ｂが形成された圧入部３２ｃが突出している。一方、バスバー１は薄板構造ではあるが、上記圧接端子３２と別体で形成されるので、バスバー１と同一の材料とする必要はない。このバスバー１には、上記圧入部３２ｃの浅溝３２ａ，３２ｂに圧入可能な貫通孔１ａが形成されている。バスバー１に設けた貫通孔１ａに、この圧接端子３２の端子板の圧入部３２ｃを、スロット底部３３ｆがバスバー１の表面下に埋没する深さまで圧入することにより、圧接刃の開きに対する反力を付与する。
【００３７】
この構造としたのは、上記圧接板はバスバー１に片持ち支持され、先端に荷重を受ける梁とみなすことができるが、ここでは梁の曲げ変形による最大応力が生じる支持端を応力集中の生じやすいスロット底部３３ｆから外してそのスロット底部３３ｆでの応力集中を緩和し、梁全体としての曲げ剛性を高めるのが有効だからである。
【００３８】
この実施形態３では、端子板の圧入部３２ｃをバスバー１の貫通孔１ａへ圧入する時には、貫通孔１ａの内壁に対して圧力を生じさせ、この圧力によって端子板がバスバー１に確実に固定される。そして、この状態で図７，図８に示したようにヒューズ４のタブ端子４ａがスロット３３に挿入されると、このスロット３３の開きに対する端子板の反力が補われるため、十分な接圧が得られる。
【００３９】
しかも、スロット底部３３ｆがバスバー１の表面下に埋没しているので、このスロット底部３３ｆには応力集中が生じにくくなり、これに伴いクリープ現象をも生じにくくなるため、端子寿命が長くなる。
【００４０】
ここでは、圧接端子３２の圧接刃とヒューズ４のタブ端子４ａとの接触部が短いので、接続信頼性を向上させるために、圧接端子３２の端子板にスズメッキを施すことが好ましい。
【００４１】
一方、端子板はバスバーと別体で構成されるので、バスバー１の板厚と異なる様々な板厚を採用することもできる。したがって、端子板の板厚を上げれば、接触抵抗の低減と接触状態の安定化が図られるようになり、その結果、接続信頼性が一層向上される。
【００４２】
また、この実施形態３にあっては、圧接端子３２はバスバー１の所望の位置、例えばバスバー１の途中位置或いは端部に対しても取り付けることができ、しかも取付け個数を問わないため、バスバー１を配置するスペースの利用効率を向上させることが可能になるという利点もある。
【００４３】
さらに、この実施形態３において、上記実施形態１の変形例と同様の構成をとることができる。すなわち、圧接端子３２の端子板の外側両側面３３ｇ，３３ｈとスロット３３に臨む内側両側面３３ａ，３３ｂとの少なくともいずれか一方の両側面を左右対称に折り曲げてリブを形成すれば、圧接端子３２の端子板に形成されたＵ字スロット３３へ図７，図８に示したようにヒューズ４のタブ端子４ａを挿入したときに、このスロット３３の開きに対する反力をより大きくすることができる。
【００４４】
また、本実施形態３では、圧接端子３２を構成する圧接板の板厚を大きくとったり、エンボス加工を行ってもよく、その場合にも上記と同様に圧接端子３２の端子板に形成されたスロット３３へヒューズ４のタブ端子４ａを挿入したときに、このスロット３３の開きに対する反力をより大きくすることができる。
【００４５】
なお、上記実施形態１〜３では、いずれも被圧接物としてヒューズ４のタブ端子４ａを圧接する場合を説明したが、被圧接物はこれに限らず、リレー等の圧接可能なタブ端子を有するあらゆる部品や電線、さらには多層構造のバスバーを有する場合には、他層のバスバーのタブ端子との圧接接続も可能である。
【００４６】
図５はバスバー同士を圧接接続する場合を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）はその部分拡大図である。
【００４７】
図に示すように、他層のバスバー１１の先端は折り曲げられて、タブ端子１１ａを形成している。このタブ端子１１ａを上記圧接端子３２（或いは１２，２２）と圧接接続することで、上記と同様の作用効果を得ることができる。しかし寸法や重量の比較的大きいバスバー１１を圧接するためには、その接圧をヒューズ４の如き小部品を圧接する場合に比べてさらに大きくとる必要があるので、特にバスバー１１が無酸素銅材料である場合には、圧接端子３２等の圧接板の円弧状或いは台形状の端面３３ｃ，３３ｄ等を尖塔状の端部に代えて接点を食い込ませることにより、接続信頼性をより向上させるのが好ましい。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、端子板に弾力性が付加されるので、接続に必要な端子の接圧が補われ、これにより、端子板の材料として例えば安価ではあるが、材料の強度（バネ力）の低い無酸素銅材料を使用したとしても、十分な接続信頼性を確保できる。
【００４９】
また、本発明によれば、圧接端子を構成する端子板に形成されたＵ字スロット状の圧接刃へ被圧接物を挿入したときに、十分な接圧を得ることができるので、接続信頼性を向上させることができる。しかも圧接刃のスロット底部での応力集中を生じにくくし、これに伴いクリープをも生じにくくすることができるので、端子寿命を長くすることができる。
【００５０】
また、本発明によれば、さらに圧接刃と被圧接物との接点部の接触面積が増加させて、接続信頼性をより向上させることができる。
【００５１】
また、本発明によれば、圧接刃のスロット底部への応力集中をなくして、接合の信頼性を高めることができる。一方、様々な板厚に対応可能となるので、板厚を大きくしてより十分な接圧を得て、接続信頼性を一層向上させることができる。
【００５２】
また、本発明によれば、圧接刃へ被圧接物を挿入したときに、より大きな接圧を得て、接続信頼性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１に係るバスバー接続構造を示す図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図２】  本発明の実施形態１の変形例に係るバスバー接続構造の部分拡大図である。
【図３】  本発明の実施形態２に係るバスバー接続構造を示す全体斜視図である。
【図４】  本発明の実施形態３に係るバスバー接続構造を示す全体図である。
【図５】  バスバー同士を圧接接続する場合を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）はその部分拡大図である。
【図６】  従来の改良案に係るバスバー接続構造の一例を示す全体斜視図である。
【図７】  従来の改良案に係るバスバー接続構造を用いてヒューズのタブ端子を圧接した状態を示す正面図である。
【図８】  図７におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１，１１  バスバー
１ａ  貫通孔
１２，２２，３２  圧接端子（圧接端子の端子板）
３２ｃ  圧入部
１３，２３，３３  スロット
１３ａ，１３ｂ，２３ａ，２３ｂ，３３ａ，３３ｂ  内側端面（圧接刃）
１３ｃ，１３ｄ，３３ｃ，３３ｄ  円弧状端面（圧接刃）
２３ｃ，２３ｄ  台形状端面（圧接刃）
１３ｆ，３３ｆ  スロット底部
１３ｇ，１３ｈ，２３ｇ，２３ｈ，３３ｇ，３３ｈ  外側端面
１３ｅ，２３ｐ，２３ｑ，２３ｒ  折り返し部
４  ヒューズ
４ａ  タブ端子（被圧接物）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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