(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスバーと、当該バスバーに積層された絶縁板と、ナットが螺着される端子ボルトとにより構成され、
前記端子ボルトは、頭部側を上方として、上方から前記絶縁板とバスバーとに挿通され、先端から締結ナットが螺着されて前記絶縁板とバスバーを積層状態で保持するとともに、前記締結ナットが螺着された状態で、バスバーと直接面接触する部位を備えた形状であることを特徴とする端子ボルト・バスバー接続構造。
【請求項２】
前記端子ボルトの首下には、同軸上に径が異なるねじ山のない円筒部とねじ部が同軸上で段状に細くなるように形成され、前記円筒部とねじ部との境界端面がバスバーの上面と面接触することを特徴とする請求項１に記載の端子ボルト・バスバー接続構造。
【請求項３】
前記端子ボルトには、同軸上に径が異なる上下２段のねじ部が同軸上で段状に細くなるように形成され、
上段のねじ部には、絶縁板とバスバーの層間に介在するように中間ナットが螺着され、絶縁板が、前記端子ボルトの座面と当該中間ナットとによって保持され、
前記締結ナットが螺着されている状態では、上段のねじ部と下段のねじ部との境界端面がバスバーの上面と面接触する
ことを特徴とする請求項１に記載の端子ボルト・バスバー接続構造。
【請求項４】
前記中間ナットの下面は平坦であるとともに、当該下面と前記境界端面とを面一とすることで、バスバーの上面と当該中間ナットの下面とが面接触する構成を備えたことを特徴とする請求項３に記載の端子ボルト・バスバー接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力供給源や蓄電手段などの電極に直結されるバスバーと、外部の回路との電気的な接触部分となる端子ボルトとを接続するための構造に関する。具体的には、バスバーと、そのバスバーに積層された絶縁板と、ナットが螺着される端子ボルトとにより構成される接続構造において、端子ボルトとバスバーとの接触箇所における電力損失を低減させるための改良技術に関する。例えば、電気二重層キャパシタなどの大電流を取り扱う蓄電デバイスと回路とを接続する場合などに適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
回路の実装や接続において、バスバーと端子ボルトとを用いて電源側と負荷側とを接続する場合がある。バスバーは、例えば、電池などの電極に接続された金属板などであり、その金属板に端子ボルトを螺着して端子台などとする。そして、負荷側からの導線などがこの端子ボルトによってねじ止めされ、電源側と負荷側とが接続される。
【０００３】
図４に、バスバーと端子ボルトとの接続例を示した。この図では、電気二重層コンデンサなどの蓄電手段１の正負それぞれの電極に接続されたバスバー２０に端子ボルト１０を取り付ける例を示した。なお、端子ボルト１０の頭部１１側を上方とする。（Ａ）は、バスバー２０と端子ボルト１０との接続状態を示す外観図である。図示したように、蓄電デバイス１の正負両極からの電流入出力経路にバスバー２０と端子ボルト１０とを取り付ける場合には、バスバー２０が外部からの応力で曲がるなどして両極が短絡してしまわないように、両極からのそれぞれのバスバー２０に、板状のベークライトなど、共通の絶縁板３０を積層する。
【０００４】
（Ｂ）は、バスバー２０と端子ボルト１０の接続構造の拡大図であり、（Ａ）における矢印ａ方向からの側面図を示している。なお、バスバー２０と絶縁板３０は、断面で示した。端子ボルト１０は、絶縁板３０側から挿入され、バスバー２０の下面２１より先端１２が突出する。そして、その先端１２から座金４１やバネ座金４２などを適宜に介在させてナット４０を螺着し、絶縁板３０とバスバーを２０積層状態で保持するように締結する。ここで、バスバー２０の下面２１から端子ボルト１０に螺着されるナット４０を締結ナット４０と称することとする。
【０００５】
このような端子ボルト・バスバー接続構造において、端子ボルト１０とバスバー２０との間の電流経路Ｉは、例えば、バスバー側２０から端子ボルト１０側への電流経路であれば、電流は、まず、バスバー２０に面接触している座金４１を経由し、次いで、その座金４１とバネ座金４２および締結ナット４０とが積層する方向へと流れる。そして、締結ナット４０から端子ボルト１０間の、雌ねじと雄ねじとの接点を通り、端子ボルト１０の頭部１１を介して負荷側に流れる。すなわち、バスバー２０と端子ボルト１０とは点接触によって導通状態となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記構造の端子ボルト・バスバー接続構造は、その電流経路に流れる電流が小さければさほど問題はない。しかし、風力発電や太陽電池等における負荷平準化、瞬停・停電対策、自動車におけるエネルギー回生等の用途に上記の端子ボルト・バスバー接続構造を採用する場合には問題となる。すなわち、これらの用途に利用される蓄電手段は、大きな電気エネルギーの急速充放電が可能であることから、電流経路には大電流が流れることになる。例えば、上記用途に従来の端子ボルト・バスバー接続構造を採用してしまうと、バスバーと端子ボルト間の電気的接触が点接触であるため、接触抵抗が大きくなり、電圧降下やジュール熱による発熱などの問題が生じる。したがって、大電流を扱う場合には、接触抵抗が小さな端子ボルト・バスバー接続構造を採用することが望ましい。もちろん、回路との接続・切断を簡単に行えるように、端子ボルトが容易に脱着できる構造であることも望まれる。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、その目的は、簡素な構造で、接触抵抗が少ない、端子ボルト・バスバー接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、バスバーと、当該バスバーに積層された絶縁板と、ナットが螺着される端子ボルトとにより構成され、
前記端子ボルトは、頭部側を上方として、上方から前記絶縁板とバスバーとに挿通され、先端から締結ナットが螺着されて前記絶縁板とバスバーを積層状態で保持するとともに、前記締結ナットが螺着された状態で、バスバーと直接面接触する部位を備えた形状に形成されていることを特徴とした端子ボルト・バスバー接続構造としている。例えば、前記端子ボルトの首下に、径が異なるねじ山のない円筒部とねじ部とを同軸上で段状に細くなるように形成し、前記円筒部とねじ部との境界端面をバスバーの上面に面接触させる端子ボルト・バスバー構造とすることができる。
【０００９】
前記端子ボルトには、同軸上に径が異なる上下２段のねじ部が同軸状で段状に細くなるように形成され、上段のねじ部には、絶縁板とバスバーの層間に介在するように中間ナットが螺着され、前記絶縁板が、前記端子ボルトの座面と当該中間ナットとによって保持され、前記締結ナットが螺着されている状態では、上段のねじ部と下段のねじ部との境界端面がバスバーの上面と面接触する端子ボルト・バスバー接続構造とすることもできる。なお、前記中間ナットの下面を平坦とするとともに、当該下面と前記境界端面とを面一とすることで、バスバーと中間ナットの下面とが面接触する構成をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の端子ボルト・バスバー接続構造によれば、バスバーと端子ボルトとが面接触する構造であるため大電流を扱う回路でも接触抵抗が少なく、電圧降下や発熱が少ない。また、バスバーは、端子ボルトに締結ナットを螺着することで保持されるため、端子ボルトは容易に脱着でき、回路との接続・切断作業が簡単である。また、簡素な構造によって製造コストも抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、バスバーと、当該バスバーに積層された絶縁板と、ナットが螺着される端子ボルトとにより構成された端子ボルト・バスバー接続構造であり、端子ボルトは、締結ナットが螺着された状態で、バスバーと直接面接触する部位を備えた形状に形成されている点に特徴がある。
【００１２】
＝＝＝第１の実施例＝＝＝
図１に、本発明の第１の実施例に係る端子ボルト・バスバー接続構造（以下、接続構造）の概略を示した。この第１の実施例では、（Ａ）に示すように、端子ボルト（以下、ボルト）１０ａは、座面１５から先端１２までの首下ｎ部分に、ねじ山のない円筒部１４とねじ部１３とを同軸上に有し、円筒部１４の径がねじ部１３の径より太いショルダーボルトとなっている。
【００１３】
（Ｂ）は、接続構造の要部拡大図であり、バスバー２０と絶縁板３０を断面にして示している。この第１の実施例では、従来の接続構造と同様に、絶縁板３０とバスバー２０にボルト１０ａを挿通し、ボルト１０ａの先端１２から座金４１やバネ座金４２を介して締結ナット４０を螺着している。しかし、ボルト１０ａは、先端１２側をねじ部１３として、その首下ｎの上方にねじ部１３より径が大きく、かつ、ねじ山がない円筒部１４が形成されており、いわゆる、ショルダーボルトとなっている。そして、その円筒部１４の長さＬは、絶縁板３０の厚さｔよりも大きくなっている。それによって、ボルト１０ａが締結ナット４０により締結された状態では、円筒部１４とねじ部１３との境界端面１６、すなわち円筒部１４の下面１６が、絶縁板３０の下方に突出し、この下面１６がバスバー２０の上面２２と直接面接触する。したがって、バスバー２０とボルト１０ａ間の電流経路は、この面接触部分を通ることになる。そのため、バスバー２０とボルト１０ａ間の接触抵抗を小さくすることができる。なお、絶縁板３０の厚さｔより円筒部１５の長さＬが長く、絶縁板３０とバスバー２０との間隙によって絶縁板３０ががたつくようであれば、座面１５と絶縁板３０との間にバネ座金などを挿入して絶縁板３０を押下すればよい。
【００１４】
＝＝＝第２の実施例＝＝＝
図２に本発明の第２の実施例に係る接続構造を示した。この実施例では、（Ａ）に示すように、ボルト１０ｂは、その首下ｎに、径が異なる２段のねじ部（１３ａ，１３ｂ）を同軸上に備えている。また、２段のそれぞれのねじ部（１３ａ，１３ｂ）は、上段１３ａが太く下段１３ｂが細い形状となっている。なお、このボルト１０ｂも、座面１５とねじ部１３との間に上段のねじ部１３ａより径が大きな円筒部１４が形成されたショルダーボルトとなっている。
【００１５】
（Ｂ）に第２の実施例における接続構造の概略を示した。この実施例では、絶縁板３０とバスバー２０の層間にナット（中間ナット）４３が介在し、この中間ナット４３が上段のねじ部１３ａに螺着されている。そして、この中間ナット４３の上面とボルト１０ｂの座面１６との間で絶縁板３０を挟持・保持している。
【００１６】
一方バスバー２０は、上段のねじ部１３ａと下段のねじ部１３ｂとの境界端面１７、すなわち、上段のねじ部１３ａの下面１７と下段のねじ部１３ｂに螺着された締結ナット４０とで挟持・保持されている。
【００１７】
（Ｃ）は、（Ｂ）における円５０の部分の拡大断面図である。第２の実施例では、境界端面１７がバスバー２０の上面２２と面接触し、この接触部分６０が電流経路となる。なお、この図２に示した例では、中間ナット４３は、下方を面取りされている面４４としているが、図３（Ａ）に示すように、両面が面取りされていない中間ナット４３ｂを用いれば、下面４４ｂが平坦面となる。もちろん、面取りされている面４４が上面となるように中間ナット４３の上下を反転させてもよい。そして、（Ｂ）に示すように、この平坦面４４ｂを境界端面１７と面一にすれば、上段のねじ部１３ａと中間ナット４３ｂ間が点接触であっても、中間ナット４３ｂとバスバー２０の上面２２とが直接面接触するため、従来の、座金（４１，４２）を介した締結ナット４０とバスバー２０間の電流経路より接触抵抗を低減させることができる。
【００１８】
また、第２の実施例では、ボルトは、ショルダーボルトである必要はない。図３（Ｃ）に示すように、首下ｎに２段の先細りのねじ部（１３ａ，１３ｂ）が形成されたボルト１０ｃであればよい。そして、絶縁板３０とバスバー２０の層間で中間ナット（４３，４３ｂ）を上段のねじ部１３ａに螺着し、先端１２をバスバー２０の下面に２１に突出させ、下段のねじ部１３ｂに締結ナット４０を螺着すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施例における端子ボルト・バスバー接続構造の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施例における端子ボルト・バスバー接続構造の概略図である。
【図３】上記第２の実施例の変更形態における端子ボルト・バスバー接続構造の概略図である。
【図４】従来の端子ボルト・バスバー接続構造の概略図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  端子ボルト
１１  端子ボルト頭部
１２  端子ボルト先端
１３、１３ａ、１３ｂ  ねじ部
１４  円筒部
１４ｂ  円筒部
１５  座面
１７  境界端面
２０  バスバー
３０  絶縁板
４０  締結ナット
４３、４３ｂ  中間ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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