JP2022052013A - 端子台 - Google Patents

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祐也 南野
Yuya Minamino
大介 山梨
Daisuke Yamanashi
隆 曽根
Takashi Sone
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Abstract

Figure 2022052013000001
【課題】ナットに対するキャップ体の取り付け作業を効率化できる端子台を提供する。
【解決手段】端子台1は、ハウジング2と、ハウジングによって保持されており、かつ端部に貫通孔32aが形成されているバスバ3と、ねじ穴52を有し、ねじ穴を貫通孔と対向させてバスバと接続されており、かつ外周面に凹部が形成されているナット5と、ねじ穴を貫通孔の側とは反対側から覆う有底の筒部43と、凹部によって係止される弾性片44と、を有するキャップ体40と、を備える。
【選択図】図11

Description

本発明は、端子台に関する。
従来、キャップ体を備えた端子台構造がある。特許文献1には、有蓋筒状をなし、基板における固定端子の当接面とは反対の面に当接して貫通孔を覆う状態で基板に固定されたキャップ部材を備えた端子台構造が開示されている。特許文献1のキャップ部材は、基板の表面の導体パターンに、はんだにより接合される。
特許第6627667号公報
キャップ体の取り付け作業を効率化できることが望ましい。例えば、ナットに対してキャップ体を容易に装着できることが好ましい。
本発明の目的は、ナットに対するキャップ体の取り付け作業を効率化できる端子台を提供することである。
本発明の端子台は、ハウジングと、前記ハウジングによって保持されており、かつ端部に貫通孔が形成されているバスバと、ねじ穴を有し、前記ねじ穴を前記貫通孔と対向させて前記バスバと接続されており、かつ外周面に凹部が形成されているナットと、前記ねじ穴を前記貫通孔の側とは反対側から覆う有底の筒部と、前記凹部によって係止される弾性片と、を有するキャップ体と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る端子台は、貫通孔が形成されているバスバと、ねじ穴を有し、外周面に凹部が形成されているナットと、ねじ穴を貫通孔の側とは反対側から覆う有底の筒部と、凹部によって係止される弾性片と、を有するキャップ体と、を含む。本発明に係る端子台によれば、ナットに対するキャップ体の取り付け作業を効率化できるという効果を奏する。
図1は、実施形態に係る端子台の斜視図である。 図2は、実施形態に係る端子台の分解斜視図である。 図3は、実施形態に係るバスバおよびナットの側面図である。 図4は、実施形態に係るバスバおよびナットの断面図である。 図5は、実施形態に係るキャップ部材の正面図である。 図6は、実施形態に係るキャップ部材の平面図である。 図7は、実施形態に係るキャップ部材の断面図である。 図8は、実施形態に係るキャップ体の断面図である。 図9は、ナットに対するキャップ部材の取り付けを説明する図である。 図10は、環状部がナットに当接した状態を示す断面図である。 図11は、ナットに対するキャップ体の装着が完了した状態を示す断面図である。 図12は、ナットに螺合するボルトを示す断面図である。 図13は、実施形態の第1変形例に係るキャップ体およびナットの断面図である。 図14は、実施形態の第2変形例に係るナットおよびキャップ体の断面図である。
以下に、本発明の実施形態に係る端子台につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
[実施形態]
図1から図12を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、端子台に関する。図1は、実施形態に係る端子台の斜視図、図2は、実施形態に係る端子台の分解斜視図、図3は、実施形態に係るバスバおよびナットの側面図、図4は、実施形態に係るバスバおよびナットの断面図、図5は、実施形態に係るキャップ部材の正面図、図6は、実施形態に係るキャップ部材の平面図、図7は、実施形態に係るキャップ部材の断面図、図8は、実施形態に係るキャップ体の断面図、図9は、ナットに対するキャップ部材の取り付けを説明する図、図10は、環状部がナットに当接した状態を示す断面図、図11は、ナットに対するキャップ体の装着が完了した状態を示す断面図、図12は、ナットに螺合するボルトを示す断面図である。
図4には、図3のIV-IV断面が示されている。図7には、図6のVII-VII断面が示されている。図8には、図6のVIII-VIII断面が示されている。図10から図12には、図8と同じ断面位置における断面が示されている。
図1および図2に示すように、実施形態に係る端子台1は、ハウジング2、バスバ3、キャップ部材4、ナット5、およびボルト6を有する。端子台1は、バスバ3によって第一装置と第二装置とを電気的に接続する。第一装置は、例えば、車両に搭載された走行用のモータである。第二装置は、例えば、車両に搭載されたインバータである。端子台1は、例えば、第一装置の筐体に固定される。
バスバ3は、板状の金属製の導体であり、例えば、銅やアルミニウム等の導電性の金属で形成されている。例示された端子台1は、三本のバスバ3を有する。バスバ3は、並べて配置される。バスバ3は、第一端子部31および第二端子部32を有する。第一端子部31は、例えば、第一装置の端子に対して接続される。第一端子部31の形状は、矩形の平板形状である。第一端子部31は、ボルト等の締結部材が挿通される貫通孔31aを有する。
第二端子部32は、例えば、第二装置の端子に対して接続される。第二端子部32の形状は、平板形状である。例示されたバスバ3は、第一端子部31と第二端子部32との間で屈曲している。第二端子部32は、例えば、第一端子部31に対して直交する方向に延在している。以下の説明では、第一端子部31の延在する方向を「第一方向X」と称する。また、第一端子部31の幅方向を「第二方向Y」と称する。また、第一端子部31の板厚方向を「第三方向Z」と称する。第一方向X、第二方向Y、および第三方向Zは、互いに直交している。図1等に示すように、複数のバスバ3は、第二方向Yに沿って配列されている。
図2に示すように、第二端子部32には、貫通孔32aが形成されている。貫通孔32aは、第二端子部32の板厚方向に沿って第二端子部32を貫通している。貫通孔32aの形状は、円形である。図3に示すように、第二端子部32は、第一の面33および第二の面34を有する。第一の面33は、第二装置の端子と接触する面である。第一の面33は、例えば、端子台1が車両に搭載された状態で上方を向く面である。第二の面34は、第一の面33とは反対側の面である。第二の面34は、例えば、端子台1が車両に搭載された状態で下方を向く面である。
ナット5は、円筒形状を有する丸ナットである。ナット5は、三つの第二端子部32に一つずつ取り付けられている。端子台1は、複数のナット5が水平方向に沿って並ぶように車両に搭載される。なお、水平方向は、車両上下方向に対して直交する方向である。上下方向における複数のナット5の位置は、一致していなくてもよい。例えば、接続相手の端子の位置に応じて、ナット5の高さ位置にずれがあってもよい。
図4に示すように、ナット5は、本体50および嵌合部51を有する。本体50の形状は、円筒形状である。本体50は、ねじ穴52を有する。ねじ穴52は、軸方向に沿って本体50を貫通している。本体50の外周面50aには、環状の溝53が形成されている。溝53は、外周面50aにおける軸方向の中央部に、全周にわたって形成されている。溝53の断面形状は、矩形である。溝53は、キャップ部材4の弾性片44を係止する係止面53aを有する。
嵌合部51は、本体50における軸方向の端部につながっており、本体50から軸方向に向けて突出している。嵌合部51は、第二端子部32の貫通孔32aに対して嵌合するように形成されている。ナット5は、嵌合部51が貫通孔32aと嵌合することにより、第二端子部32に対して固定される。嵌合部51は、第二の面34の側から貫通孔32aに嵌合する。嵌合部51は、本体50が第二の面34に対して当接する位置まで貫通孔32aに圧入される。
ハウジング2は、複数のバスバ3を保持する部材である。ハウジング2は、例えば、絶縁性の合成樹脂によって成型される。本実施形態のハウジング2は、インサート成型によりバスバ3と一体化されている。バスバ3の第一端子部31および第二端子部32は、ハウジング2から突出している。
図5から図7に示すように、キャップ部材4は、複数のキャップ体40、および少なくとも一つの連結部41を有する。キャップ体40および連結部41は、一体に形成されている。キャップ部材4は、例えば、絶縁性の合成樹脂によって成型される。キャップ体40の個数は、ナット5の個数に対応している。例示されたキャップ部材4は、三つのキャップ体40を有する。
キャップ体40は、対向部42および有底の筒部43を有する。対向部42は、ナット5の外周面50aと対向する部分である。例示された対向部42の形状は、略円筒形状である。対向部42の内径は、ナット5の本体50の外径よりもわずかに大きい。対向部42は、少なくとも一つの弾性片44を有する。弾性片44は、可撓性を有するアーム状の片部であり、ナット5の溝53によって係止される。例示された対向部42は、それぞれ四つの弾性片44を有する。四つの弾性片44は、複数のキャップ体40の中心軸線を結ぶ仮想線ILに対して対称に配置されている。
図7および図8に示すように、弾性片44は、第一方向Xに沿って延在している。対向部42には、弾性片44の両脇に第一方向Xに沿ったスリット42aが形成されている。スリット42aは、第二端子部32と対向する側の端部42bから筒部43に向けて延在している。弾性片44の先端には、爪44aが設けられている。爪44aは、弾性片44の内側面44bから突出している。内側面44bは、キャップ体40の中心軸線を向く側の面である。言い換えると、内側面44bは、ナット5の外周面50aと対向する面である。
図8に示すように、爪44aの形状は、先細形状である。爪44aは、対向面44cを有する。対向面44cは、ナット5の係止面53aによって係止される面である。爪44aは、内側面44bと対向面44cとのなす角度が直角または鋭角となるように形成されている。本実施形態のキャップ部材4では、三つのキャップ体40の形状が同じである。従って、三つのキャップ体40は、何れもナット5によって係止される弾性片44を有する。
図8等に示すように、筒部43は、周壁45および底壁46を有する。筒部43の形状は、有底の筒形状である。周壁45は、ナット5のねじ穴52の開口部を取り囲むように形成されている。例示された周壁45の形状は、円筒形状である。周壁45の外径は、対向部42の内径よりも小さい。周壁45における一方の端部は、底壁46によって閉塞されている。言い換えると、周壁45は、底壁46の縁から底壁46に対して直交する方向に立設されている。以下の説明では、周壁45において、底壁46の側を基端と称し、底壁46とは反対の側を先端と称する。
周壁45の先端部は、環状部47を有する。環状部47の形状は、環形状であり、例えば、円環形状である。環状部47の断面形状は、周壁45の先端へ向かうに従って板厚が薄くなるテーパ形状である。つまり、環状部47の外径は、周壁45の先端へ向かうに従って小さくなる。環状部47の外周面は、対向部42の内周面と対向している。対向部42の下端は、周壁45の外周面とつながっている。つまり、周壁45および対向部42は、ねじ穴52の開口部52aを囲む二重壁を構成している。
環状部47は、弾性片44がナット5の溝53によって係止された状態でねじ穴52を半径方向の外側から囲むように形成されている。後述するように、キャップ体40は、環状部47をナット5の下面50uに当接させてから弾性片44が溝53によって係止されるように構成されている。つまり、キャップ体40がナット5に装着される際に、弾性片44が溝53によって係止されるよりも前に環状部47がナット5の下面50uに当接する。
例示された環状部47は、半径方向の内側に向かう方向性を有している。より詳しくは、環状部47の外周面47aは、環状部47の先端へ向かうに従って筒部43の中心軸線CL1へ近づくように傾斜している。環状部47の内周面47bは、中心軸線CL1と平行である。環状部47は、環状部47がナット5の下面50uに当接した際に弾性変形するように形成されている。環状部47の先端部47cは、丸みを帯びている。
以下の説明では、三つのキャップ体40を、第一キャップ体40A、第二キャップ体40B、および第三キャップ体40Cと称する。第一キャップ体40A、第二キャップ体40B、および第三キャップ体40Cは、この順序で第二方向Yに沿って並んでいる。連結部41は、第一連結部41Aおよび第二連結部41Bを有する。第一連結部41Aは、第一キャップ体40Aと第二キャップ体40Bとを連結する。第二連結部41Bは、第二キャップ体40Bと第三キャップ体40Cとを連結する。
図6に示すように、連結部41の両端は、対向部42の外周面につながっている。連結部41の形状は、一端から他端まで厚さが均一な板状である。連結部41は、隣接する二つのキャップ体40,40の間で湾曲している。より詳しくは、連結部41は、第一湾曲部411および第二湾曲部412を有する。第一湾曲部411は、第三方向Zの一方側に向けて湾曲している。第二湾曲部412は、第三方向Zの他方側に向けて湾曲している。つまり、連結部41は、第一方向Xから見た場合に略S字形状に湾曲している。例示された連結部41では、第一湾曲部411の先端から第二湾曲部412の先端までの距離L1が、隣接するキャップ体40の間の距離L2よりも長い。連結部41の厚さは、連結部41が第一湾曲部411および第二湾曲部412において弾性変形できるように定められている。
連結部41は、板幅方向が車両上下方向に沿うように車両に搭載される。従って、連結部41の板厚方向は、車両上下方向と直交する。連結部41は、水平方向である第二方向Yの力に応じて容易に伸縮することが可能である。また、連結部41は、水平方向である第三方向Zの力に応じて容易に撓むことができる。一方、連結部41は、上下方向である第一方向Xの力に対して高い剛性を有する。第一方向Xの力に対する連結部41の剛性は、第二方向の力および第三方向Zの力に対する連結部41の剛性よりも大きい。
図9に示すように、キャップ部材4は、第一方向Xに沿ってナット5に取り付けられる。第二キャップ体40Bは、三つのナット5のうち、第二方向Yの中央に位置するナット5に対して取り付けられる。第一キャップ体40Aは、第二方向Yの一端に位置するナット5に対して取り付けられる。第三キャップ体40Cは、第二方向Yの他端に位置するナット5に対して取り付けられる。
キャップ部材4が各ナット5に対して取り付けられる際に、連結部41は、矢印AR1で示すように収縮すること、および矢印AR2で示すように伸長することができる。つまり、連結部41は、伸縮することにより、第二方向Yにおける三つのキャップ体40の間隔を調節する。また、連結部41は、撓み変形することにより、第三方向Zにおける三つのキャップ体40の相対位置を調節可能とする。なお、第三方向Zは、図9における紙面の奥行き方向である。このように、キャップ部材4は、連結部41の弾性変形によってナット5の位置公差を吸収し、ナット5に対するキャップ体40A,40B,40Cの取り付けを容易とする。
図10に示すように、キャップ体40がナット5に装着される過程において、弾性片44が外側に撓み変形する。キャップ体40は、爪44aの先端面をナット5の外周面50aに対して摺動させながら第二端子部32に向けて押し込まれる。図10には、環状部47の先端がナット5の下面50uに当接した状態が示されている。このときに、爪44aは、ナット5の外周面50aに乗り上げており、溝53に係合していない。
キャップ体40が更に押し込まれると、環状部47がナット5の下面50uから反力を受ける。より詳しくは、環状部47の先端は、ナット5の下面50uから半径方向の内側に向かう力F1を受ける。環状部47は、力F1によって弾性変形する。つまり、キャップ体40は、環状部47を弾性変形させながら弾性片44の爪44aを溝53に係合させるように構成されている。
図11には、ナット5に対する装着が完了したキャップ体40が示されている。キャップ体40は、貫通孔32aの側とは反対側からねじ穴52の開口部52aを覆っている。キャップ体40の対向部42は、ナット5の半径方向において外周面50aと対向している。弾性片44の爪44aは、ナット5の溝53に係合している。爪44aの対向面44cは、第一方向Xにおいてナット5の係止面53aと対向し、係止面53aによって係止される。環状部47は、ナット5の下面50uに向けて押圧されて弾性変形している。環状部47の弾性復元力は、爪44aとナット5の係止面53aとの間のガタを詰めている。言い換えると、係止面53aは、爪44aの対向面44cを係止することにより、環状部47をナット5の下面50uに密着させる。環状部47は、ねじ穴52の開口部52aを半径方向の外側から囲む。筒部43は、周壁45および底壁46により、ねじ穴52の下方に収容空間43aを形成する。
図12に示すように、第二装置の端子100と第二端子部32とは、ナット5およびボルト6によって共締めされる。端子100は、貫通孔100aを有する。端子100は、貫通孔32a,100aが連通するように第二端子部32の上に重ねられる。ボルト6は、貫通孔100a,32aに挿通され、ナット5に螺合される。ナット5に対してボルト6が螺合する際に、金属屑が発生することがある。この金属屑は、矢印AR3で示すように、ねじ穴52から筒部43の内部に落下する。従って、本実施形態のキャップ部材4は、金属屑を収容空間43aに収容して金属屑の飛散を抑制することができる。また、環状部47の先端がナット5の下面50uに向けて押し付けられていることで、環状部47とナット5の下面50uとの間に隙間が生じにくい。よって、発生した金属屑がより確実に収容空間43aに収容される。
キャップ体40は、弾性片44によってナット5と係合している。従って、車両の走行時に振動が加わったとしても、キャップ部材4がナット5から脱落しにくい。連結部41は、振動を吸収し、一つのキャップ体40から他のキャップ体40への振動の伝搬を抑制する。
以上説明したように、本実施形態の端子台1は、ハウジング2と、バスバ3と、ナット5と、キャップ体40と、を有する。バスバ3は、ハウジング2によって保持されており、かつ端部に貫通孔32aが形成されている。ナット5は、ねじ穴52を有し、ねじ穴52を貫通孔32aと対向させてバスバ3と接続されている。ナット5の外周面50aには溝53が形成されている。
キャップ体40は、ねじ穴52を貫通孔32aの側とは反対側から覆う有底の筒部43と、溝53によって係止される弾性片44と、を有する。キャップ体40は、ねじ穴52を第二端子部32の側とは反対側から覆う。ナット5が貫通孔32aに対して下方に位置する場合、キャップ体40は、ねじ穴52を下方から覆う。本実施形態の端子台1によれば、キャップ体40をナット5に対して容易に装着可能である。なお、溝53は、ナット5の外周面50aに形成される凹部の一例である。外周面50aに形成される凹部は、キャップ体40を係止できるものであればよい。例えば、溝53は、外周面50aの全周にわたって形成されていなくてもよい。凹部は、弾性片44の爪44aを係止できる形状を有していればよい。
本実施形態において、ナット5の外周面50aに形成された凹部は、ナット5の外周面50aに全周にわたって形成された溝53である。溝53が全周にわたって形成されていることで、凹部に対する弾性片44の位置合わせが不要となり、キャップ体40をナット5に装着する作業が効率化される。
本実施形態のキャップ体40は、環状部47を有する。環状部47は、弾性片44が溝53によって係止された状態でねじ穴52の開口部52aを半径方向の内側から囲む。キャップ体40は、環状部47をナット5の下面50uに当接させてから弾性片44が溝53によって係止されるように構成されている。よって、環状部47とナット5の下面50uとの間に隙間が生じにくい。
本実施形態の環状部47は、弾性片44が溝53によって係止された状態でナット5の下面50uに向けて押圧されている。よって、環状部47とナット5の下面50uとの間に隙間が生じにくい。なお、ナット5の下面50uに向けて押圧された環状部47は、弾性変形していることが好ましい。環状部47の一部は、塑性変形していてもよい。例えば、環状部47の先端が塑性変形し、基端側の部分が弾性変形していてもよい。
本実施形態の環状部47の形状は、環状部47の先端がナット5の下面50uから半径方向の内側に向かう力F1を受ける形状である。環状部47の変形方向が制御されることで、キャップ体40の性能が安定する。また、内側に向かう力F1を受けることで、環状部47の先端部47cに欠けが生じた場合、その破片が収容空間43aに落下しやすくなる。
なお、端子台1が有するバスバ3の本数は、二本であっても、四本以上であってもよい。キャップ部材4のキャップ体40の個数は、バスバ3の本数に応じて決まる。また、隣接するキャップ体40の間隔は、等間隔であっても、等間隔でなくてもよい。
キャップ体40は、連結部41によって相互に連結されていなくてもよい。すなわち、独立したキャップ体40が複数のナット5にそれぞれ装着されてもよい。
バスバ3に対するナット5の接続方法は、溶接等の金属接合であってもよい。ナット5の形状は、例示された形状には限定されない。ナット5の断面形状は、四角形や六角形であってもよい。この場合、キャップ体40の形状は、ナット5の形状に応じた形状とされる。使用時における端子台1の姿勢は、例示された姿勢には限定されない。例えば、端子台1は、第一端子部31が水平方向に延在するように車両に搭載されてもよい。
[実施形態の第1変形例]
実施形態の第1変形例について説明する。図13は、実施形態の第1変形例に係るキャップ体およびナットの断面図である。実施形態の第1変形例において、上記実施形態と異なる点は、例えば、環状部47が半径方向の外側に向かう方向性を有している点である。
図13に示すように、環状部47の内周面47bは、環状部47の先端へ向かうに従って筒部43の中心軸線CL1から遠ざかるように傾斜している。環状部47の外周面47aは、中心軸線CL1と平行である。環状部47がナット5の下面50uに当接すると、下面50uから半径方向の外側に向かう力F2を受ける。つまり、実施形態の第1変形例に係る環状部47の形状は、環状部47の先端がナット5の下面50uから半径方向の外側に向かう力F2を受ける形状である。
[実施形態の第2変形例]
実施形態の第2変形例について説明する。図14は、実施形態の第2変形例に係るナットおよびキャップ体の断面図である。実施形態の第2変形例において、上記実施形態と異なる点は、例えば、環状部47が周壁45とは別に設けられている点である。
図14に示すように、環状部47は、周壁45と弾性片44との間に配置されている。環状部47は、周壁45と同軸上に配置されている。環状部47の形状は、例えば、円環形状である。環状部47の内周面47bは、環状部47の先端へ向かうに従って半径方向の外側へ向かうように傾斜している。
キャップ体40は、環状部47をナット5の下面50uに当接させてから弾性片44が溝53によって係止されるように構成されている。実施形態の第2変形例に係るキャップ体40は、周壁45および環状部47によってナット5のねじ穴52を二重に囲むことができる。よって、本変形例のキャップ体40は、より確実に金属屑の飛散を抑制することができる。
上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
1 端子台
2 ハウジング
3 バスバ
4 キャップ部材
5 ナット
6 ボルト
31:第一端子部、 31a:貫通孔、 32:第二端子部、 32a:貫通孔
33:第一の面、 34:第二の面
40:キャップ体、 40A:第一キャップ体、 40B:第二キャップ体
40C:第三キャップ体
41:連結部、 41A:第一連結部、 41B:第二連結部
411:第一湾曲部、 412:第二湾曲部
42:対向部、 42a:スリット
43:筒部、 43a:収容空間
44:弾性片、 44a:爪、 44b:内側面、 44c:対向面
45:周壁、 46:底壁、 47:環状部、 47a:外周面
47b:内周面、 47c:先端部
50:本体、 50a:外周面、 50u:下面、 51:嵌合部
52:ねじ穴、 52a:開口部、 53:溝、 53a:係止面
X:第一方向、 Y:第二方向、 Z:第三方向

Claims (5)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジングによって保持されており、かつ端部に貫通孔が形成されているバスバと、
    ねじ穴を有し、前記ねじ穴を前記貫通孔と対向させて前記バスバと接続されており、かつ外周面に凹部が形成されているナットと、
    前記ねじ穴を前記貫通孔の側とは反対側から覆う有底の筒部と、前記凹部によって係止される弾性片と、を有するキャップ体と、
    を備えることを特徴とする端子台。
  2. 前記凹部は、前記ナットの外周面に全周にわたって形成された溝である
    請求項1に記載の端子台。
  3. 前記キャップ体は、前記弾性片が前記凹部によって係止された状態で前記ねじ穴の開口部を半径方向の外側から囲む環状部を有し、
    前記キャップ体は、前記環状部を前記ナットの下面に当接させてから前記弾性片が前記凹部によって係止されるように構成されている
    請求項1または2に記載の端子台。
  4. 前記環状部は、前記弾性片が前記凹部によって係止された状態で前記ナットの下面に向けて押圧されている
    請求項3に記載の端子台。
  5. 前記環状部の形状は、前記環状部の先端が前記ナットの下面から半径方向の内側に向かう力を受ける形状、あるいは、前記環状部の先端が前記ナットの下面から半径方向の外側に向かう力を受ける形状である
    請求項3または4に記載の端子台。
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