JP2016226169A

JP2016226169A - バスバー及びバスバーの製造方法

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Publication number: JP2016226169A
Application number: JP2015110668A
Authority: JP
Inventors: 顕児近田; Kenji Chikada
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: JP6445932B2

Abstract

【課題】電気接続作業の効率を向上させることが可能なバスバーを提供する。【解決手段】電源用基板３１と制御用基板３２とを電気的に接続するバスバー１０は、電源用基板３１に沿って配置されるベース部１５と、ベース部１５に保持される複数のバスバーピン１１と、を備える。バスバーピン１１は、電源用基板３１に接続される第１端子１２と、制御用基板３２に接続される第２端子１３と、を有し、第２端子１３は、制御用基板３２に向けて折れ曲がる屈曲部１３ｂを有し、屈曲部１３ｂには、塑性変形によって形成される凹部１３ｃが設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、基板に設けられて電気接続を行うバスバー及びバスバーの製造方法に関するものである。

従来、電子回路を搭載した基板において、基板と基板との間で電力や信号を授受するために、基板間には、金属製のバスバーが設けられている。特許文献１には、一端が基板にはんだ付けされ、他端が屈曲部を介して上方に延びて他の基板に接続されるバスバーピンを複数備えるバスバーが開示されている。

特開２０１３−１５３６２２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるバスバーでは、屈曲部から先端までの長さが長いため、バスバーピンを折り曲げた後に生じるスプリングバックの影響等によって、各バスバーピンの先端が延びる方向にばらつきが生じやすい。このため、複数のバスバーピンの先端を基板等に同時に接続させる際に、基板等に設けられる複数の孔と各バスバーピンの先端の位置が一致せず、接続作業が困難となるおそれがある。そのため、各バスバーピンの先端を基板等に設けられる複数の孔に挿入するために、各バスバーピンの先端の方向を手作業で揃えたり、別の部材や治具を用いて矯正したりするなどの余計な作業が必要がとなり、接続作業の効率が低下する。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、電気接続作業の効率を向上させることが可能なバスバーを提供することを目的とする。

第１の発明は、複数のバスバーピンを備えるバスバーにおいて、基板の外部に接続されるバスバーピンの外部接続端子に屈曲部が形成され、この屈曲部に塑性変形によって形成される凹部が設けられることを特徴とする。

第１の発明では、塑性変形によって形成される凹部が各バスバーピンの屈曲部に設けられる。これにより、各バスバーピンを折り曲げた後に生じるスプリングバックが減少し、基板の外部に接続される各バスバーピンの外部接続端子が延びる方向のばらつきが低減される。

第２の発明は、外部接続端子が、基板の外部に設けられる他の基板に接続されることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明の特徴を有するバスバーによって基板と他の基板とが電気的に接続される。このように、第１の発明の特徴を有するバスバーを用いることによって、二つの基板間の電気接続作業の効率を向上させることができる。

第３の発明は、凹部が、屈曲部の内側に設けられることを特徴とする。

第３の発明では、屈曲部の内側に凹部が設けられる。このため、屈曲部の内側の硬度が上昇し、スプリングバックによって屈曲部が開くことが抑制される。この結果、外部接続端子が延びる方向のばらつきが低減され、電気接続作業の効率を向上させることができる。

第４の発明は、凹部が、バスバーピンの幅方向に沿って溝状に設けられることを特徴とする。

第４の発明では、バスバーピンの幅方向に沿って溝状に凹部が設けられる。このため、加工硬化によって硬度が上昇する範囲が広くなり、スプリングバックによって屈曲部が開くことが抑制される。この結果、外部接続端子が延びる方向のばらつきが低減され、電気接続作業の効率を向上させることができる。

第５の発明は、バスバーの製造方法が、複数のバスバーピンを樹脂により一体成形する成形工程と、バスバーピンを折り曲げて屈曲部を形成する屈曲工程と、屈曲部を塑性変形させて凹部を形成する変形工程と、を有することを特徴とする。

第５の発明では、塑性変形によって形成される凹部がバスバーピンの屈曲部に設けられることによって、各バスバーピンを折り曲げた後に生じるスプリングバックが減少し、各バスバーピンが延びる方向のばらつきが低減される。このため、別の部材や治具を用いて各バスバーピンが延びる方向を矯正する必要がないため、バスバーの製造コストを低減することができる。

第６の発明は、変形工程が、コイニングにより行われることを特徴とする。

第６の発明では、凹部がコイニングにより形成される。このため、凹部周辺の硬度が上昇し、スプリングバックによって屈曲部が開くことが抑制される。この結果、外部接続端子が延びる方向のばらつきが低減され、電気接続作業の効率を向上させることができる。

本発明によれば、電気接続作業の効率を向上させることが可能なバスバーを提供することができる。

本発明の実施形態に係るバスバーが設けられる回路基板の説明図である。図１のII−II線に沿う断面図である。図２のIII部の拡大図である。本発明の実施形態に係るバスバーの製造方法を説明する図面である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１を参照して、本発明の実施形態に係るバスバー１０が設けられる回路基板３０について説明する。

回路基板３０は、例えば、制御対象物として車両のエンジンを制御するＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：エンジン制御装置）や、制御対象物として電動パワーステアリング装置を制御するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：電子制御装置）などの電子制御ユニット内に設けられる。

回路基板３０は、図示しない制御対象物に供給する電源を制御する基板としての電源用基板３１と、制御信号を送受信して制御対象物を制御する他の基板としての制御用基板３２と、電源用基板３１の表面に実装され、電源用基板３１と制御用基板３２とを電気的に接続するバスバー１０と、を備える。

電源用基板３１は、アルミニウムなど放熱性の高い金属によって形成される平板状のプリント基板である。電源用基板３１は、略矩形に形成され、その表面に電子回路が形成される。電源用基板３１の表面には、コンデンサ等の複数の電子部品３５が実装される。

制御用基板３２は、ガラスエポキシ樹脂などの樹脂によって形成される平板状のプリント基板である。制御用基板３２は、略矩形に形成され、その裏面に図示しない電子回路が形成される。制御用基板３２は、その裏面の平面部が電源用基板３１の表面の平面部と対向するように配置される。

バスバー１０は、電源用基板３１と制御用基板３２とを電気的に接続することによって、電源用基板３１と制御用基板３２との間での信号や電力の送受信を可能とする電気接続部材である。バスバー１０は、電源用基板３１に図示しないネジ等によって固定され、電源用基板３１に沿って配置されるベース部１５と、ベース部１５に保持される複数のバスバーピン１１と、を有する。ベース部１５は、例えば非導電性の樹脂等によって形成され、絶縁性を有するものである。

電源用基板３１とベース部１５との固定方法は、ネジ止めに限定されず、ベース部１５にフックを形成し、このフックを電源用基板３１に引っ掛けることによってバスバー１０と電源用基板３１とを固定してもよい。また、ベース部１５に突起を形成し、この突起を電源用基板３１に設けられる孔に挿入または圧入することによってバスバー１０と電源用基板３１とを固定してもよい。また、接着剤によってベース部１５と電源用基板３１とを固定してもよい。また、バスバー１０を電源用基板３１に実装し、バスバーピン１１を電源用基板３１にはんだ付けすることで、バスバー１０と電源用基板３１とを固定してもよい。

バスバーピン１１は、銅やニッケル等の導電性の金属により構成され、その表面には、半田付けを行うのに適した処理がなされている。バスバーピン１１は、両端がベース部１５から露出するようにベース部１５にインサート成形され、電源用基板３１に接続される基板接続端子としての第１端子１２と、制御用基板３２に接続される外部接続端子としての第２端子１３と、を有する。

電源用基板３１には、バスバー１０の複数の第１端子１２に対応して、各第１端子１２が接触する導電性のランド３３が複数設けられる。また、制御用基板３２には、バスバー１０の複数の第２端子１３に対応して、第２端子１３が挿通するスルーホール３４が複数設けられる。

次に、図１から図３を参照して、バスバーピン１１について説明する。図２は、図１のII−II線に沿う断面図であり、バスバー１０以外の部品については省略して示している。図３は、図２のIII部で示す点線円内を拡大して示している。

図２に示されるように、ベース部１５の一端から延出するバスバーピン１１の第１端子１２は、電源用基板３１に向けて折れ曲がる屈曲部１２ｂと、はんだ付けによって電源用基板３１のランド３３に固定される先端部１２ａと、を有する。

第１端子１２は、電源用基板３１に向けて折れ曲がる屈曲部１２ｂが弾性変形するため、電源用基板３１に対して上下方向または水平方向の捩れが許容される。また、ベース部１５を電源用基板３１に固定する際に、屈曲部１２ｂの弾性変形によって先端部１２ａはランド３３に対して押し付けられる。このため、ランド３３と先端部１２ａとの位置が多少ずれていても、先端部１２ａはランド３３に密着する。この結果、ランド３３と先端部１２ａとを容易にはんだ付けすることができる。

一方、ベース部１５の他端から延出する第２端子１３は、制御用基板３２に向けて折れ曲がる屈曲部１３ｂと、はんだ付けによって制御用基板３２のスルーホール３４に固定される先端部１３ａと、を有する。

第２端子１３は、制御用基板３２に向けて折れ曲がる屈曲部１３ｂが弾性変形するため、制御用基板３２に対して上下方向または水平方向の捩れが許容される。また、屈曲部１３ｂの弾性変形によって、制御用基板３２のスルーホール３４に対する先端部１３ａの位置を変化させることができるため、スルーホール３４に先端部１３ａを挿通する際に、スルーホール３４と先端部１３ａとの位置が多少ずれていても、先端部１３ａの位置を矯正することによりスルーホール３４に先端部１３ａを挿通することができる。

ここで、制御用基板３２に設けられる複数のスルーホール３４には、図１に示されるように、複数の第２端子１３の先端部１３ａが同時に挿入されなければならない。しかし、第２端子１３を屈曲部１３ｂで単に折り曲げると、金属を折り曲げた後に生じるいわゆるスプリングバックによって、先端部１３ａの位置が図２の矢印Ａで示される方向に変位し、結果として、各第２端子１３の傾斜角度がばらついてしまう。このように、先端部１３ａの位置がばらついた状態で先端部１３ａをスルーホール３４に挿通するには、各先端部１３ａの位置とスルーホール３４の位置とが合致するように各先端部１３ａの位置を手作業で揃えたり、別の部材や治具を用いて矯正したりするなどの余計な作業が必要がとなる。

そこで本発明の実施形態においては、スプリングバックの影響を低減させるために、第２端子１３の屈曲部１３ｂに塑性変形によって形成される凹部１３ｃが設けられる。

具体的には、図３に示されるように、第２端子１３の屈曲部１３ｂの内側にバスバーピン１１の幅方向に沿って溝状の凹部１３ｃが設けられる。凹部１３ｃは、切削等によって屈曲部１３ｂの一部分を削り取ることによって形成されるものではなく、後述のコイニングによる塑性変形によって形成される。

凹部１３ｃは、屈曲部１３ｂの内側に設けられるものに限定されず、外側に設けられるものであってもよいし、屈曲部１３ｂの内側と外側の両方に設けられるものであってもよい。また、凹部１３ｃは、一カ所だけではなく、複数箇所に設けられてもよい。また、凹部１３ｃは、溝状に限定されず、点状であってもよい。また、凹部１３ｃは、バスバーピン１１の幅方向に沿って形成されるものに限定されず、バスバーピン１１の長手方向に形成されるものであってもよく、屈曲部１３ｂにおいて塑性変形によって凹まされたものであればどのような形状であってもよい。

このように、屈曲部１３ｂの一部に塑性変形によって形成される凹部１３ｃを設けることにより、スプリングバックによって屈曲部１３ｂが開くことが抑制され、先端部１３ａの位置のばらつきを低減させることができる。これは、塑性変形によって形成された凹部１３ｃ周辺の硬度が加工硬化によって上昇し、屈曲部１３ｂが開きにくくなったためと考えられる。特に、屈曲部１３ｂの内側に凹部１３ｃを設けた場合、屈曲部１３ｂの内側の硬度が上昇するため、屈曲部１３ｂはさらに開きにくくなる。また、例えば凹部１３ｃをバスバーピン１１の幅方向に沿って溝状に形成すると、加工硬化によって硬度が上昇する範囲が広くなるため、屈曲部１３ｂはさらに開きにくくなる。

この結果、先端部１３ａの位置が矢印Ａで示される方向にばらつくことがなくなり、余計な作業を行わなくとも、複数のスルーホール３４に対して複数の先端部１３ａを同時に挿入することが可能となる。

次に、バスバー１０の製造方法について説明する。

まず、複数のバスバーピン１１を樹脂により一体形成する成形工程が行われる。成形工程では、複数のバスバーピン１１が樹脂製のベース部１５によって一体化される。

続いて、バスバーピン１１を折り曲げて屈曲部１３ｂを形成する屈曲工程が行われる。バスバーピン１１を単に折り曲げた場合、スプリングバックによって屈曲部１３ｂが開いてしまい、バスバーピン１１の先端部１３ａの位置がばらついてしまう。このようなばらつきを抑制するために、屈曲工程と同時に、屈曲部１３ｂを塑性変形させて凹部１３ｃを形成する変形工程が行われる。

ここで、図４を参照して、屈曲部１３ｂを形成する屈曲工程と凹部１３ｃを形成する変形工程について説明する。

凹部１３ｃは、図示しないプレス装置によってコイニングにより形成される。コイニングとは、プレス加工の一種であり、表面に凹凸のついた一対の型で板状の金属材を強く圧縮し、型の凹凸模様を材料に写し出す加工方法である。

プレス装置は、図４に示される上型５１と下型５２とを有する。上型５１は、凹部１３ｃを形成するための突起部５１ａを有し、下型５２は、上型５１との間に第２端子１３を挟持する第１下型５２ａと、第２端子１３に屈曲部１３ｂを形成する第２下型５２ｂと、を有する。上型５１は、第１下型５２ａに対して上下方向に移動可能であり、第２下型５２ｂは、第１下型５２ａに沿って上下方向に移動可能である。

このような構成のプレス装置において、第２端子１３は、まず、第１下型５２ａ上に載置され、第１下型５２ａと上型５１との間に挟持される。続いて、第１下型５２ａに沿って下方から上昇する第２下型５２ｂによって、第２端子１３は上型５１に沿うように折り曲げられ、屈曲部１３ｂが形成される。この際、屈曲部１３ｂの内側には、上型５１に設けられる突起部５１ａが食い込み、塑性変形によって凹部１３ｃが形成される。このようにして、第２端子１３には、屈曲部１３ｂが形成されると同時に、凹部１３ｃが形成される。

このように、凹部１３ｃを形成する変形工程を、屈曲部１３ｂを形成する屈曲工程と同時に行えば、凹部１３ｃを形成する工程を別途行う必要がなくなるため、バスバー１０の製造コストを低減することができる。

なお、上型５１は、上述のように一つの型からなるものに限定されず、複数に分割されたものであってもよい。また、下型５２は、上述のように分割されたものに限定されず、一つの型からなるものであってもよいし、さらに複数に分割されていてもよい。

また、凹部１３ｃを形成する変形工程は、屈曲部１３ｂを形成する屈曲工程と同時ではなく、屈曲工程とは別に行われてもよい。また、成形工程は、変形工程が行われた後の複数のバスバーピン１１を樹脂により一体形成する工程であってもよい。

次に、図１を参照して、電源用基板３１と制御用基板３２との電気的接続手順について説明する。

まず、電源用基板３１の表面にバスバー１０が取り付けられる。具体的には、バスバー１０のベース部１５がネジによって電源用基板３１に固定される。続いて、電源用基板３１にバスバー１０のベース部１５が固定されることによって密着状態となる第１端子１２の先端部１２ａと電源用基板３１のランド３３とがはんだ付けされる。

次に、制御用基板３２のスルーホール３４に第２端子１３の先端部１３ａが挿通するように、電源用基板３１に対して制御用基板３２を上方から下ろす。ここで、上述のように、第２端子１３の屈曲部１３ｂには、塑性変形によって形成される凹部１３ｃが設けられているため、ベース部１５から制御用基板３２に向かって延びる各第２端子１３の先端部１３ａの方向はばらつきがない状態となっている。つまり、各先端部１３ａの位置は、各スルーホール３４の位置に合致するため、バスバー１０の第２端子１３は、スルーホール３４に容易に挿入される。各スルーホール３４に挿入された各先端部１３ａは、フローはんだ付けによって制御用基板３２に接合される。

以上のように、第２端子１３の先端部１３ａの位置がスルーホール３４の位置に一致するように手作業で揃えたり、別の部材や治具を用いて矯正したりするなどの作業を行うことなく、電源用基板３１と制御用基板３２とは、バスバー１０によって電気的に接続される。したがって、電源用基板３１と制御用基板３２とを電気的に接続させる際の作業性を向上させることができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

塑性変形によって形成される凹部１３ｃがバスバーピン１１の屈曲部１３ｂに設けられることによって、各バスバーピン１１を折り曲げた後に生じるスプリングバックが減少し、制御用基板３２に接続される各バスバーピン１１の第２端子１３が延びる方向のばらつきが低減される。このため、各第２端子１３の先端部１３ａは、各スルーホール３４に容易に挿入される。この結果、電源用基板３１と制御用基板３２との電気接続作業の効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

電源用基板３１に設けられ、電源用基板３１と電源用基板３１の外部とを電気的に接続するバスバー１０は、電源用基板３１に沿って配置されるベース部１５と、ベース部１５に保持される複数のバスバーピン１１と、を備え、バスバーピン１１は、ベース部１５から延出し電源用基板３１に接続される第１端子１２と、ベース部１５から延出し電源用基板３１の外部に接続される第２端子１３と、を有し、第２端子１３は、電源用基板３１の外部に向けて折れ曲がる屈曲部１３ｂを有し、屈曲部１３ｂには、塑性変形によって形成される凹部１３ｃが設けられることを特徴とする。

この構成では、塑性変形によって形成される凹部１３ｃがバスバーピン１１の屈曲部１３ｂに設けられることによって、各バスバーピン１１を折り曲げた後に生じるスプリングバックが減少し、電源用基板３１の外部に接続される各バスバーピン１１の第２端子１３が延びる方向のばらつきが低減される。このため、電源用基板３１の外部に設けられる接続部材に対して、複数の第２端子１３を同時に接続させることが可能となる。この結果、電源用基板３１と電源用基板３１の外部との電気接続作業の効率を向上させることができる。また、別の部材や治具を用いて第２端子１３の先端部１３ａの位置を矯正する必要がないため、バスバー１０の製造コストを低減することができる。

また、第２端子１３は、電源用基板３１の外部に設けられる制御用基板３２に接続されることを特徴とする。

この構成では、上記特徴を有するバスバー１０によって、電源用基板３１と制御用基板３２とが電気的に接続される。このように、バスバー１０によって、例えば、ＥＣＵ内に設けられる二つの基板間の電気接続作業の効率を向上させることができる。

また、凹部１３ｃは、屈曲部１３ｂの内側に設けられることを特徴とする。

この構成では、屈曲部１３ｂの内側に凹部１３ｃが設けられる。このため、屈曲部１３ｂの内側の硬度が上昇し、屈曲部１３ｂは折り曲げられた後、スプリングバックによって開くことが抑制される。この結果、第２端子１３が延びる方向のばらつきが低減され、電源用基板３１の外部に設けられる接続部材に対して、複数の第２端子１３を同時に接続させることが容易となる。

また、凹部１３ｃは、バスバーピン１１の幅方向に沿って溝状に設けられることを特徴とする。

この構成では、バスバーピン１１の幅方向に沿って溝状に凹部１３ｃが設けられる。このため、加工硬化によって硬度が上昇する範囲が広くなり、スプリングバックによって屈曲部１３ｂが開くことが抑制される。この結果、第２端子１３が延びる方向のばらつきが低減され、電源用基板３１の外部に設けられる接続部材に対して、複数の第２端子１３を同時に接続させることが容易となる。

バスバー１０の製造方法は、複数のバスバーピン１１を樹脂により一体成形する成形工程と、バスバーピン１１を折り曲げて屈曲部１３ｂを形成する屈曲工程と、屈曲部１３ｂを塑性変形させて凹部１３ｃを形成する変形工程と、を有することを特徴とする。

この方法では、塑性変形によって形成される凹部１３ｃがバスバーピン１１の屈曲部１３ｂに設けられることによって、各バスバーピン１１を折り曲げた後に生じるスプリングバックが減少し、各バスバーピン１１の第２端子１３が延びる方向のばらつきが低減される。このため、別の部材や治具を用いて第２端子１３の先端部１３ａの位置を矯正する必要がないため、バスバー１０の製造コストを低減することができる。

また、変形工程は、コイニングにより行われることを特徴とする。

この方法では、凹部１３ｃがコイニングにより形成される。このため、凹部１３ｃ周辺の硬度が上昇し、スプリングバックによって屈曲部１３ｂが開くことが抑制される。この結果、第２端子１３が延びる方向のばらつきが低減され、電源用基板３１の外部に設けられる接続部材に対して、複数の第２端子１３を同時に接続させることが容易となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、電源用基板３１に設けられるバスバー１０は、電源用基板３１と、電源用基板３１の外部に設けられる制御用基板３２と、を電気的に接続するものである。これに代えて、バスバー１０は、電源用基板３１と、電源用基板３１の外部に設けられ、複数のバスバーピン１１が接続されるコネクタ等の基板以外の電気的接続部材と、を接続するものであってもよい。

１０・・・バスバー、１１・・・バスバーピン、１２・・・第１端子、１３・・・第２端子、１３ａ・・・先端部、１３ｂ・・・屈曲部、１３ｃ・・・凹部、１５・・・ベース部、３０・・・回路基板、３１・・・電源用基板（基板）、３２・・・制御用基板（他の基板）、３４・・・スルーホール、５１・・・上型、５１ａ・・・突起部、５２・・・下型

Claims

基板に設けられ、前記基板と前記基板の外部とを電気的に接続するバスバーであって、
前記基板に沿って配置されるベース部と、
前記ベース部に保持される複数のバスバーピンと、
を備え、
前記バスバーピンは、前記ベース部から延出し前記基板に接続される基板接続端子と、前記ベース部から延出し前記基板の外部に接続される外部接続端子と、を有し、
前記外部接続端子は、前記基板の外部に向けて折れ曲がる屈曲部を有し、
前記屈曲部には、塑性変形によって形成される凹部が設けられることを特徴とするバスバー。
前記外部接続端子は、前記基板の外部に設けられる他の基板に接続されることを特徴とする請求項１に記載のバスバー。
前記凹部は、前記屈曲部の内側に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のバスバー。
前記凹部は、前記バスバーピンの幅方向に沿って溝状に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のバスバー。
複数のバスバーピンを樹脂により一体成形する成形工程と、
前記バスバーピンを折り曲げて屈曲部を形成する屈曲工程と、
前記屈曲部を塑性変形させて凹部を形成する変形工程と、を有することを特徴とするバスバーの製造方法。
前記変形工程は、コイニングにより行われることを特徴とする請求項５に記載のバスバーの製造方法。