JP2000151149A - バスバー - Google Patents

バスバー

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JP2000151149A
JP2000151149A JP10316493A JP31649398A JP2000151149A JP 2000151149 A JP2000151149 A JP 2000151149A JP 10316493 A JP10316493 A JP 10316493A JP 31649398 A JP31649398 A JP 31649398A JP 2000151149 A JP2000151149 A JP 2000151149A
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bus bar
welded
welding
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bus
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Takahiro Onizuka
孝浩 鬼塚
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Harness System Technologies Research Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タブ端子部材をバスバーのパターン部分に溶
接してなるバスバーにおいて、バスバーの幅を広くする
ことなく放熱性を向上させる。 【解決手段】 バスバーのパターン部分200の所定位
置に、少なくともパターン部分に対して直交する方向の
放熱部分(第1の部分)120及びパターン部分と平行
な被溶接部分(第2の部分)110を有する被溶接部材
100をレーザ溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ワイヤー
ハーネス等を種々の電装品に分岐接続するのに用いられ
る電気接続箱、特にバスバーの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用ワイヤーハーネス等を種々の電
装品に分岐接続するのに用いられる電気接続箱は、分岐
接続点を1個所に集中させて、配線を合理的かつ経済的
に分岐接続するものであり、ワイヤーハーネスの高密度
化に伴って種々の形式のものが開発されている。
【0003】従来の電気接続箱の一般的な構成を図6に
示す。バスバー71〜73は、プレス金型を用いてフー
プ材6を所定形状に打ち抜き、さらにパターン部からタ
ブ端子部分71a,71b、72a,72b、73a,
73bをそれぞれ上下方向に曲げ起こすことにより形成
される。各バスバー71〜73は、それぞれ絶縁板81
〜83を介して積層され、電気接続箱9の上部カバー9
1と下部カバー92との間に収納されている。そして、
上記各タブ端子71a,71b、72a,72b、73
a,73bには、中継端子10等を介して、外部部品で
あるヒューズ11やリレー12が接続されると共に、外
部からインテグレーション側のコネクタが直接接続され
る。
【0004】上記各バスバー71と72の積層構造の詳
細を図7に示す。中層のバスバー72から上方向に曲げ
起こされたタブ端子72aの高さは、上層の絶縁板81
を貫通した状態で、上層のバスバー71から上方向に曲
げ起こされたタブ端子71aと高さが揃うように設定さ
れている。同様に、下層のバスバー73から上方向に曲
げ起こされたタブ端子73a(図示せず)は、中層の絶
縁板82及び上層の絶縁板81を貫通した状態で、上層
のバスバー71から上方向に曲げ起こされたタブ端子7
1aと高さが揃うように設定されている。
【0005】同様に、中層のバスバー72から下方向に
曲げ起こされたタブ端子72bは、下層の絶縁板83
(図示せず)を貫通した状態で、下層のバスバー73か
ら下方向に曲げ起こされたタブ端子73b(図示せず)
と高さが揃うように設定されていると共に、上層のバス
バー71から下方向に曲げ起こされたタブ端子71b
も、中層の絶縁板82及び下層の絶縁板83とを貫通し
た状態で、下層のバスバー73から下方向に曲げ起こさ
れたタブ端子73bと高さが揃うように設定されてい
る。
【0006】近年、自動車内に分散して搭載されていた
複数個の電気接続箱を1個に集約してセンタークラスタ
ー等に配置し、各電気接続箱の間を接続していたワイヤ
ーハーネスを簡素化(省線化)する試みがなされてい
る。そのため、電気接続箱の集約化により、電気接続箱
内の回路数が80〜100程度に増加し、積層数が8〜
10層のバスバー積層構造が要求されている。
【0007】バスバーの積層数が増加すると、各層のバ
スバーのタブ端子部分が貫通すべき積層板の数も増加す
るので、タブ端子部分の高さを確保するために、曲げ起
こされるべきタブ端子部分の長さを長くする必要が生じ
る。タブ端子部分はパターン部分と共にフープ材6から
打ち抜かれるので、タブ端子部分の長さを長くすると、
相対的にパターン部分の長さが短くなる。すなわち、多
層構造のバスバーを従来と同様にプレスによる打ち抜き
及び折り曲げにより形成すると、バスバーのパターン部
分が短くなり、積層数を増やした割には回路数を増加さ
せることができないという問題が生ずる。
【0008】この問題を解決するために、本出願人は、
レーザ溶接技術を活用し、タブ端子部分をパターン部分
とは別体(タブ端子部材と称する)とし、タブ端子部材
をパターン部分に溶接することを提案している。このよ
うに、タブ端子部材をパターン部に溶接することによ
り、従来バスバーのパターン部分からタブ端子を曲げ起
こすために必要であったスペースが不要となり、その部
分にパターン部分を拡張することが可能となる。その結
果、バスバーを小型・高密度化することが可能となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ヒューズ1
1やリレー12等は熱源体であり、電気接続箱1の内部
でこれらの部品が密集して配置された場合、その部分の
温度が他の部分よりも高くなるので、放熱対策を施す必
要がある。従来の電気接続箱の構成では、温度が上昇す
る部分のバスバーの幅を広げ、表面積を大きくすること
により、放熱性を向上させていた。また、複数の回路に
分岐したり複数の回路が集合する部分のように局部的に
大電流が流れる箇所では、バスバーによる電気抵抗を小
さくするため、バスバーの幅を広くすることが行われて
いる。
【0010】しかしながら、前述のようにバスバーはフ
ープ材からの打ち抜きにより成型されているため、バス
バーの幅を広くすると回路密度が低くなると共に、材料
の歩留まりが悪くなると言う問題点を有していた。ま
た、放熱性を向上させるためにバスバーの表面を凹凸等
の特殊形状に加工しようとすれば、金型形状が複雑にな
り、また製造コストが高くなるという問題点を有してい
た。
【0011】特に、タブ端子部材とバスバーのパターン
部分とを溶接する場合、一方でレーザ溶接等の溶接技術
を用いながら、他方でバスバーの放熱部分の幅を広げた
り、バスバーを特殊形状に折り曲げたりすれば、電気接
続箱の製造工程が複雑になると共に、レーザ溶接技術が
有効に活かされないという問題点を有していた。
【0012】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、タブ端子部材とバスバーの
パターン部分とを溶接により接続した電気接続箱におい
て、バスバーの幅を広くすることなく放熱性能や通電性
を向上させたバスバーを提供することを目的としてい
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のバスバーは、タブ端子部材をバスバーのパ
ターン部分に溶接してなるバスバーにおいて、バスバー
のパターン部分の所定位置に、少なくともパターン部分
に対して直交する方向の第1の部分及びパターン部分と
平行な第2の部分を有する被溶接部材を溶接したことを
特徴とする。
【0014】上記構成において、被溶接部材を放熱部材
としても良い。
【0015】また、被溶接部材を、積層された複数層の
バスバーのうち、最外層のバスバーに設けても良い。
【0016】または、被溶接部材を、積層された複数層
のバスバーのうち、最外層以外の中間層のバスバーに設
けても良い。
【0017】また、第1の部分に表面積を大きくするた
めの凹凸を形成しても良い。
【0018】また、被溶接部材は、異なる回路のバスバ
ー同士を接続するジャンパーであっても良い。
【0019】また、被溶接部材により、積層された複数
層のバスバーのうち、異なる層のバスバー同士を接続し
ても良い。
【0020】また、被溶接部材に放熱部材とジャンパー
とを兼ねさせても良い。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明のバスバーの実施形態につ
いて図面を参照しつつ説明する。なお、各図中、同じ符
号を付した部材は実質的に同一とする。
【0022】図1は、積層される複数層のバスバーのう
ち、例えば最外層のバスバーのパターン部分200上に
被溶接部材100を溶接により固着した一構成例を示
す。被溶接部材100は、バスバーのパターン部分20
0に平行な被溶接部分(第2の部分)110と、パター
ン部分200に略直交する放熱部分(第1の部分)12
0を含む。この構成例は、被溶接部材100を放熱部材
としてヒューズやリレー等の熱源体の近傍に設けた最も
一般的な場合を示している。
【0023】レーザ溶接の際、レーザビームXは被溶接
部材100の被溶接部分110の溶融部分300をめが
けてやや斜めから照射される。レーザビームXは、被溶
接部材100の被溶接部分110を貫通してバスバーの
パターン部分200に達するように、これらの部分を溶
融する。バスバーのパターン部分200と被溶接部材1
00の溶接を絶縁基板(図示せず)上で行う場合、レー
ザ溶接時の熱により絶縁基板が変型するのを防止するた
め、絶縁基板の被溶接部分110に対向する部分に凹部
又は開口を形成することが望ましい。
【0024】この被溶接部材100のバスバーのパター
ン部分200への溶接は、図示していないが、タブ端子
部材のバスバーのパターン部分への溶接工程と同時に、
同じ装置を用いて行うことができる。すなわち、タブ端
子部材をバスバーのパターン部分に溶接してなるバスバ
ーにおいては、被溶接部材100を溶接するために、新
たな装置や工程は不要である。
【0025】一般に、被溶接部材100、特に放熱部分
120の表面積の熱抵抗が小さいほど放熱性に優れてい
る。材料の熱伝導率をh(W/cm2・℃)、被溶接部
材100の放熱部分120の表面積A(cm2)、放熱
効率ηとして、熱抵抗θ(W/℃)は以下の式で与えら
れる。
【0026】
【数1】θ=1/h・A・η この式から明らかなように、放熱部分120の表面積が
大きいほど放熱性が高く、温度上昇を抑えることができ
るので、放熱部分120の表面積の大きな被溶接部材1
00をバスバーのパターン部分200に溶接することに
より、バスバーの温度上昇を抑制することができる。
【0027】本実施形態の他の変形例を図2に示す。こ
の変形例は、ヒューズやリレー等の他の部材や開口等を
避けるために、バスバーのパターン部分200の幅を局
部的に狭くせざるを得ない特殊な場合を示している。被
溶接部材100は、本来の放熱機能としてだけでなく、
被溶接部材100への分流によりバスバーのパターン部
分200に流れる電流値を小さくするためにも用いられ
る。
【0028】被溶接部材100をバスバーのパターン部
分200に取り付けると、その部分で回路の抵抗値に応
じて分流し、電流の大部分が放熱部分(第1の部分)1
20に分流し、バスバーのパターン部分200に流れる
電流値は小さくなる。従って、バスバーのパターン部分
200の幅が狭くなり、電気抵抗が大きくなっていると
しても、その部分に流れる電流値が小さくなっているの
で、バスバーのパターン部分200の電気抵抗による温
度上昇を低減することが可能となる。その結果、局部的
にバスバーのパターン部分200の幅が狭くなっている
場合であっても、バスバー回路全体としては、所定の電
流値の通電をすることが可能となる。
【0029】なお、被溶接部材100の放熱部分120
は、バスバーのパターン部分200の幅が狭くなってい
る部分で発生した熱を放出する機能も有していることは
言うまでもない。
【0030】本実施形態のさらに別の変形例を図3に示
す。この変形例は、被溶接部材100をジャンパーとし
て用いた場合を示している。被溶接部材100は、積層
された複数層のバスバーのうち、同じ層のバスバーのパ
ターン部分200と210とを電気的に接続している。
被溶接部材100には、他のパターン部分220を跨ぐ
ための切り欠き部分130が形成されている。
【0031】従来から、電気的に孤立した複数の回路又
はバスバーを電気的に接続する場合、ジャンパー線をは
んだ付けすることが行われている。しかしながら、本実
施形態のように、被溶接部材100を放熱部材としてバ
スバーのパターン部分200に溶接する工程を含む場
合、被溶接部材100をジャンパーとしても利用するこ
とにより、ジャンパー線のはんだ付け工程を省略するこ
とが可能となる。なお、被溶接部材100は、放熱部材
とジャンパーの両方の機能を兼ねるように用いても良い
ことは言うまでもない。
【0032】本実施形態のさらに別の変形例を図4に示
す。この変形例も被溶接部材100をジャンパーとして
用いた場合を示しているが、被溶接部材100は、積層
された複数層のバスバーのうち、異なる層のバスバーの
パターン部分200と230とを電気的に接続してい
る。被溶接部材100に、他のパターン部分220を跨
ぐための切り欠き部分130を形成しても良い。
【0033】なお、異なる層のバスバーのパターン部分
200と230とを電気的に絶縁するための絶縁基板
は、被溶接部材100の脚部140と空間的に干渉しな
いように、複数の部分400,410に分割されてい
る。
【0034】上記説明では、バスバーのパターン部分2
00等と被溶接部材100とをレーザ溶接により溶接し
ているが、レーザ装置の種類としては、一般的にCO2
レーザやYAGレーザ等を用いることができる。しかし
ながら、溶け込み深さが浅く、溶け込み量が少ない微少
部品の溶接には、集光性の良いYAGレーザが適してい
る。さらに、YAGレーザ溶接は、非接触であること、
熱影響層が少ないこと、消費電力が少なく装置が小型で
あること、光ファイバーが使えるために3次元溶接に容
易に使えること、ビームを多分割して多点同時溶接が可
能であり、自動化が容易である等の優れた効果も有す
る。
【0035】また、被溶接部材100を放熱部材として
用いる場合、例えば図5に示すように、放熱部分120
の放熱面積を大きくするために、凹凸125を形成して
も良い。また、凹凸形状は図示したものに限定されず、
その他の形状であっても良い。
【0036】さらに、被溶接部材100を放熱部材とし
て用いる場合、一般的には放熱性を考慮して、被溶接部
材100を積層される複数層のバスバーのうち最外層
(最上層及び/又は最下層)に設けるが、必ずしもこの
構成に限定されるものではなく、最外層以外の中間層に
被溶接部材100を設け、また各層の絶縁基板に被溶接
部材100が貫通する開口を設けるように構成しても良
い。
【0037】さらに、上記実施形態では、バスバーのパ
ターン部分200等と被溶接部材100をそれぞれ絶縁
基板上に載置した状態で溶接するように構成したが、こ
れに限定されるものではなく、治具上で溶接した後、こ
れを絶縁基板で挟持するように構成しても良い。
【0038】また、上記実施形態ではレーザ溶接を用い
てバスバーのパターン部分200等と被溶接部材100
の被溶接部分110を溶接したが、これに限定されるも
のではなく、抵抗溶接や超音波溶接を用いても良い。
【0039】さらに、被溶接部材100及びバスバーの
パターン部分200等に、防錆対策として錫メッキ等を
施しておくことが望ましい。
【0040】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のバスバーによれば、タブ端子部材をバスバーのパタ
ーン部分に溶接してなるバスバーにおいて、バスバーの
パターン部分の所定位置に、少なくともパターン部分に
対して直交する方向の第1の部分及びパターン部分と平
行な第2の部分を有する被溶接部材を溶接したことを特
徴とするので、タブ端子部材の溶接工程と同時に、同じ
装置を用いて放熱部材やジャンパーとして機能する被溶
接部材を溶接することが可能となる。その結果、バスバ
ーの製造工程を複雑にすることもなく、レーザ溶接技術
を有効に利用することが可能となる。
【0041】また、ヒューズやリレー等は熱源体の近傍
に放熱部材としての被溶接部材を溶接することにより、
バスバーの幅を広げることなく、効率良く熱を放出する
ことができるので、電気接続箱中の回路密度や部品実装
密度を高くすることも可能である。
【0042】また、複数の回路に分岐したり複数の回路
が集合する部分のように局部的に大電流が流れる箇所に
被溶接部材を溶接することにより、電流の大部分が被溶
接部材に分流し、その部分のバスバーの幅を広げた場合
と等価となるため、バスバーの幅を広くすることなく大
電流を流すことが可能となる。
【0043】さらに、被溶接部材をジャンパーとして用
いることにより、従来用いられていたジャンパー線のは
んだ付け工程を省略することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のバスバーの一実施形態の構成を示す
斜視図である。
【図2】 上記一実施形態の他の変形例を示す斜視図で
ある。
【図3】 上記一実施形態のさらに別の変形例を示す斜
視図である。
【図4】 上記一実施形態のさらに別の変形例を示す斜
視図である。
【図5】 上記一実施形態のさらに別の変形例を示す斜
視図である。
【図6】 従来のバスバーの加工及び組み立て要領を示
す分解斜視図である。
【図7】 従来のバスバーにおける積層部分の構成を示
す斜視図である。
【符号の説明】
100:被溶接部材(放熱部材,ジャンパー) 110:被溶接部分(第2の部分) 120:放熱部分(第1の部分) 200〜230:バスバーのパターン部分 300:溶融部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼塚 孝浩 愛知県名古屋市南区菊住1丁目7番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Fターム(参考) 5G307 AA01 5G361 BA04 BB01 BB03

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タブ端子部材をバスバーのパターン部分
    に溶接してなるバスバーにおいて、バスバーのパターン
    部分の所定位置に、少なくともパターン部分に対して直
    交する方向の第1の部分及びパターン部分と平行な第2
    の部分を有する被溶接部材を溶接したことを特徴とする
    バスバー。
  2. 【請求項2】 被溶接部材は放熱部材であることを特徴
    とする請求項1記載のバスバー。
  3. 【請求項3】 被溶接部材は、積層された複数層のバス
    バーのうち、最外層のバスバーに設けられていることを
    特徴とする請求項2記載のバスバー。
  4. 【請求項4】 被溶接部材は、積層された複数層のバス
    バーのうち、最外層以外の中間層のバスバーに設けられ
    ていることを特徴とする請求項2記載のバスバー。
  5. 【請求項5】 第1の部分に表面積を大きくするための
    凹凸が形成されていることを特徴とする請求項1から4
    のいずれかに記載のバスバー。
  6. 【請求項6】 被溶接部材は、異なる回路のバスバー同
    士を接続するジャンパーであることを特徴とする請求項
    1記載のバスバー。
  7. 【請求項7】 被溶接部材は、積層された複数層のバス
    バーのうち、異なる層のバスバー同士を接続することを
    特徴とする請求項6記載のバスバー。
  8. 【請求項8】 被溶接部材は放熱部材とジャンパーを兼
    ねることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載
    のバスバー。
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