JP2012023888A - バスバーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属平板から構成されるバスバーの製造に際して、端材の発生をよりよく押さえる。
【解決手段】接続経路に応じて折り曲げた金属平板から構成されるバスバー１の製造に際し、切断装置２、折り曲げ装置４、圧潰用プレス装置５、折曲用プレス装置６、孔明用プレス装置７から構成される製造ラインにより、同一平面内で折り曲げた金属棒14を圧潰して金属平板15とし、前記金属平板15を更に立体的に折り曲げてバスバー１を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、大電流が流れたり、高電圧が印加される部材相互を繋ぐバスバーの製造方法に関する。

バスバーは、大電流が流れたり、高電圧が印加される部材相互を、例えば電気自動車に搭載される複数のバッテリを直列に繋ぐために用いられる電気的な接続部材で、様々な構成又は構造が提案されている。最も簡易なバスバーは、比表面積を大きくしつつ、接続される部材又は周辺部材との物理的な干渉を避けるため、接続経路に応じて折り曲げた金属平板から構成される。金属平板から構成されるバスバーは、特許文献１に開示されるように、原板から折り曲げ前の形状に打ち抜かれた金属平板を適宜折り曲げて製造される（特許文献１［0003］及び［図６］）。製造されたバスバーは、そのまま使用されることもあるが、他部材に対する絶縁を確保する樹脂製カバーが被されることが多い。

原板から金属平板を打ち抜く製造方法であると、折り曲げ前の形状が複雑である程、端材が多くなり、歩留まりが低下する。そこで、特許文献１は、原板から直線状に金属平板（導電性金属板）を打ち抜き、前記金属平板の一部を折り畳む手順のバスバーの製造方法を提案している（特許文献１［0008］及び［図２］〜［図４］）。折れ曲がり方向が立体的に交差するバスバーの言及はないが、前記折り畳んだ状態を折り曲げ前形状として更に折り曲げれば、製造できると考えられる（特許文献１［0011］参照）。この特許文献１によれば、金属平板を打ち抜いた後の端材を大幅に少なくできる。特許文献１は、バスバーの絶縁に言及していないが、上述したように、樹脂製カバーが被せられると考えられる。

特開2001-095130号公報

バスバーを構成する金属は銅やアルミ又はこれらの合金等が好適であるが、近年、これら金属の需要が高まったため、前記金属の重量当たりの単価が高騰しており、以前にも増して端材の発生を抑えることが求められている。この点、特許文献１が開示するバスバーの製造法は、端材の発生を大幅に少なくしているが、それでも端材が発生することに変わりがなく、前述したような昨今の要請から、更なる端材の低減が求められている。そこで、金属平板から構成されるバスバーの製造に際し、更に端材の発生を押さえるため、製造方法について検討した。

検討の結果開発したものが、接続経路に応じて折り曲げた金属平板から構成されるバスバーの製造に際し、金属棒を圧潰して金属平板を得るバスバーの製造方法である。本発明のバスバーは、金属棒を圧潰して金属平板を構成するから、原板から金属平板を打ち抜く場合と比較すると、接続端子となる部位に孔を設ける等を除けば、端材が全く出ない。また、原板から金属平板を打ち抜く場合、打ち抜き加工のためのプレス装置の関係から、得られる金属平板の長さに限界があるが、金属棒を圧潰して金属平板を得る場合、金属棒の延在方向へ順に圧潰を繰り返せば、理論上、長さに限界がなくなる。

金属棒は、最終的に得られるバスバーの仕様要求に従って選択される金属材料の棒体であり、例えば銅棒やアルミ棒又はこれらの合金棒等が用いられる。特に銅棒は、導電性に優れてバスバーに好適であるばかりでなく、本発明における折り曲げ及び圧潰といった加工が容易になる利点がある。金属棒の外径は、金属平板の断面積から逆算される。金属棒と金属平板とは、断面形状が異なるが、同じ断面積であれば電気抵抗値が同じになるので、金属棒と金属平板との断面積抵抗を一致させる。具体的な金属平板の断面形状は、交流を通電する場合は表皮効果の低減を考えて薄い程よいが、前述のように断面積が決定すれば、後はバスバーの設置空間に応じて決定すればよい。

バスバーは、接続経路に応じて折り曲げられている構成が一般的である。この場合、接続経路が同一平面内での折れ曲がりのみであれば、金属平板は、接続経路に応じて、同一平面内で折り曲げた金属棒を圧潰して得ることができる。金属棒を同一平面内で折り曲げる方が、例えば原板から打ち抜いた金属平板を、金属平板を含む平面内で折り曲げるより加工が容易であり、ひび割れや皺が発生しない利点がある。

また、バスバーは、接続経路に応じて立体的に折り曲げられている構成も少なくない。この場合、金属平板は、接続経路に応じて、圧潰して得られた金属平板を更に立体的に折り曲げ得る。すなわち、立体的に折り曲げられたバスバーは、まず同一平面内で折り曲げた金属棒を圧潰し、更に立体的に折り曲げる手順で製造される。通常、立体的に折り曲げられたバスバーは、同一平面内で折り曲げられた金属板の面直交方向に折り曲げるので、金属棒を圧潰した後に更に立体的に折り曲げることも容易である。

バスバーは、場合によって折り曲げた金属平板をそのまま使用できるが、多くの場合、接続端子を除いて絶縁される。この場合、金属平板は、接続端子となる部位を除き、表面に絶縁樹脂膜を形成するとよい。絶縁樹脂膜は、従来公知の各種手段を用いて、金属平板の表面に形成する。例えば、溶融した樹脂材料中に金属平板を浸漬させて表面に絶縁樹脂膜を形成することができる。本発明の金属平板は、金属棒を圧潰して得られるので、バリ取りをすることなく、折り曲げ加工又は圧潰加工後、直ちに溶融した樹脂材料に浸漬させることができる。この場合、接続端子のみマスキングしていれば、金属平板全体を溶融した樹脂材料中に浸漬させても、接続端子となる部位を除き、金属平板の表面に絶縁樹脂膜を形成できる。

本発明のバスバーの製造方法により、端材の発生をなくすことができる。厳密には、例えば接続端子に孔を設けられる段階でわずかな切削粉が発生するが、従来に比べると端材の発生がないと評価しても差し支えない。これから、バスバー製造に際する材料コストを低減できる。また、接続経路に応じて、金属棒の段階で折り曲げることができ、同一平面内で折り曲げた金属棒を圧潰してから更に折り曲げることも容易なので、バスバー製造に際する加工コストを低減できる。更に、金属平板の表面に絶縁樹脂膜を形成することは容易で、樹脂カバー又は樹脂チューブを被せる従来に比べて、簡易かつ確実な絶縁性を実現する。これにより、バスバー製造に際する加工コストを低減できる。このように、本発明は、バスバー製造の製造コストを低減する。

本発明のバスバーの製造方法に基づく製造ラインの一例を表すブロック図である。 本例の製造ラインの切断装置で切り出した金属棒を表す斜視図である。 本例の製造ラインの折り曲げ装置で同一平面内で折り曲げた金属棒を表す斜視図である。 本例の製造ラインの圧潰用プレス装置で圧潰された金属平板を表す斜視図である。 本例の製造ラインの折曲用プレス装置で接続経路に応じて立体的に折り曲げられた金属平板を表す斜視図である。 本例の製造ラインの孔明用プレス装置で接続端子に端子孔が設けられたバスバーを表す斜視図である。 本例の製造ラインの樹脂膜形成装置で接続端子以外に絶縁樹脂膜が形成されたバスバーを表す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明のバスバー１の製造方法は、例えば生産能率を鑑みた場合、図１に見られるように、アンコイラ２から連続して繰り出される銅線21を、上流から下流に向けて並ぶ切断装置３、折り曲げ装置（ベンダー）４、圧潰用プレス装置５、折曲用プレス装置６、そして孔明用プレス装置７により順に加工する製造ラインに適用される。本例は、更に最下流に樹脂巻く形成装置８を配置している。各装置３,４,５,６,７,８間における金属棒13,14、金属平板15,16又はバスバー１の受け渡しは、コンベア又は作業者による。

本例の製造ラインは、最上流に原料となる銅線21のアンコイラ２を配置する。従来のバスバーの製造方法でも、原板を繰り出すアンコイラを用いていたが、端材を含む原板のアンコイラは場所を取る。本発明の製造方法では、原料となる銅線21がそもそも端材を含んでいないので、アンコイラ２は従来に比べて小さくて済む。これは、製造ラインの下流に至るまで、製造ラインに要する設置場所を低減できる効果をもたらす。

アンコイラ２から連続して繰り出される銅線21は、切断装置３により、図２に見られるように、バスバー１の全長相当の長さの金属棒13に切断される。銅線21は、バスバー１が単一平面内でのみ折れ曲がった構成であれば、例えば同一平面内で折り曲げた金属棒14を形成した後や、更には圧潰された金属平板15になった後に切断することも考えられる。しかし、バスバー１は、通常、接続経路に応じて立体的に折り曲げられているので、下流の折り曲げ、圧潰、孔明け等の加工が容易なように、アンコイラ２から繰り出された最初に、バスバー１の全長相当の長さで切断することが望ましい。

切断装置３で銅線21から切り出された金属棒13は、折り曲げ装置４により、図３に見られるように、同一平面内で折り曲げられた金属棒14に加工される。バスバー１は、接続経路に応じて立体的に折り曲げられているため、折り曲げ装置４による金属棒14の折り曲げは、前記バスバー１を特定平面に投影した折り曲げ形状となる。金属棒14を折り曲げる特定平面の設定は自由であるが、通常、金属棒14を圧潰して形成される金属平板15と平行に特定平面を設定する。これにより、折り曲げた金属棒14を圧潰して得られる金属平板15が、従来の原板から打ち抜かれた金属平板と同じになる。

同一平面内で折り曲げた金属棒14は、圧潰用プレス装置５により、図４に見られるように、金属棒14を折り曲げた同一平面に直交して圧潰し、金属平板15に加工される。金属平板15の断面積は、最終的なバスバー１の断面積であり、金属棒14の断面積に等しい。これから、バスバー１の電気的仕様に応じて決定される断面積が定まれば、金属棒14の外径、すなわち銅線21の外径が決定される。本例の金属平板15は、金属棒14全体の圧潰に加えて、両端部に形成される平面視俵形の接続端子11を併せて形成している。

圧潰された金属平板15は、複数の折曲用プレス装置６及び孔明用プレス装置７により、図５又は図６に見られるように、接続経路に応じて曲げられ、立体的に折り曲げられた金属平板16又はバスバー１に加工される。本例のバスバー１は、圧潰した金属平板15の平面に直交して１カ所だけ折り曲げ、更に一方の接続端子11（図６中左側）近傍でクランク状（山折れ及び谷折れ）に折り曲げ、他方の接続端子11（図６中右側）近傍でＬ字状にそれぞれ折り曲げて、更に各接続端子11に端子孔111を開口している。

これらの折り曲げや端子孔111の開口は、一度のプレス加工により実施してもよい。しかし、バスバー１の立体形状が複雑であると、一度にプレス加工することが難しく、何よりもプレス型の成形が難しくなり、製造コストを増加させかねない。これから、本例のように複数の折曲用プレス装置６を用いて折れ曲がり毎にプレス加工を実施したり、更に最後に孔明用プレス装置７を用いて接続端子11に端子孔111を開口したりすることが望ましい。

こうして加工を終えたバスバー１は、別途用意された絶縁カバーを装着して製品となったり、本例の樹脂膜形成装置８により、図７に見られるように、接続端子11以外の部分に絶縁樹脂膜12を形成して製品となる。絶縁樹脂膜12は、溶融した樹脂材料の貯留槽に、接続端子11にマスキングしたバスバー１を堆積させることにより、必要部分にのみ形成される。樹脂材料は、PVC（ポリ塩化ビニル）、PE（ポリエチレン）又はPP（ポリプロピレン）等を例示できる。

以上から理解されるように、本発明のバスバー１の製造方法によれば、端材が発生しないので、材料コストを大幅に抑制できる。また、銅線21から切り出した金属棒13や同一平面内で折り曲げた金属棒14は連続して作り出すことができ、圧潰された金属平板15や接続経路に応じて立体的に折り曲げられた金属平板16は複数個を一括してプレス加工により作り出すことができるため、生産能率に優れる。これから、本発明のバスバー１の製造方法は、従来に比べて費用対効果を高める効果がある。

１ バスバー
11 接続端子
111 端子孔
12 絶縁樹脂膜
13 切り出した金属棒
14 同一平面内で折り曲げた金属棒
15 圧潰された金属平板
16 接続経路に応じて立体的に折り曲げられた金属平板
２ アンコイラ
21 銅線
３ 切断装置
４ 折り曲げ装置
５ 圧潰用プレス装置
６ 折曲用プレス装置
７ 孔明用プレス装置
８ 樹脂膜形成装置

Claims (4)

1. 接続経路に応じて折り曲げた金属平板から構成されるバスバーの製造に際し、
   金属棒を圧潰して金属平板を得ることを特徴とするバスバーの製造方法。
2. 金属平板は、接続経路に応じて、同一平面内で折り曲げた金属棒を圧潰して得られる請求項１記載のバスバーの製造方法。
3. 金属平板は、接続経路に応じて、圧潰して得られた金属平板を更に立体的に折り曲げて得られる請求項１又は２いずれか記載のバスバーの製造方法。
4. 金属平板は、接続端子となる部位を除き、表面に絶縁樹脂膜を形成する請求項１〜３いずれか記載のバスバーの製造方法。

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