JP4321400B2 - バスバー - Google Patents

Description

本発明は、自動車用電気接続箱に収容されるバスバーに関し、詳しくは、一定面積の絶縁板上にバスバーを温度上昇を抑制しながら、高密度配置を可能とするものである。

自動車用電気接続箱の内部回路として、導電性金属板を回路パターンに沿って打抜加工したバスバーが収容されている場合が多い。近年の自動車では搭載する電装品の急増に伴い、電気接続箱に収容するバスバーも高密度化されており、バスバーの幅を十分に確保することが難しくなっている。
一方、電流を通電させることによるバスバーの温度上昇は、電流値、バスバーの材料が同じであれば通電するバスバーの電気抵抗、即ち、バスバーの断面積に左右される。
１枚の絶縁板上に配置するバスバーは１枚の導電性金属板から打ち抜き加工するため、同一板厚であり、よって、電流値に応じてバスバーの幅を確保するとバスバーの温度上昇を抑制することができる。
よって、大電流回路となるバスバーの幅を広げると過熱を抑制できるが、前記したように高密度に回路を配置しているため、大電流回路となる部分のバスバーの幅は所要幅まで広げることができない場合が多い。

この点に関して、バスバーの幅を広げることなく温度上昇を抑制する様々な工夫が提案されている。例えば、特開２０００−１５１１４９号（特許文献１）では、図９に示すように、バスバーのパターン部分１の所要位置に、少なくともパターン部分１に対して直交方向の放熱部２ａとパターン部分と平行方向の被溶接部２ｂとを有する被溶接部材２をレーザー溶接Ｘして固着することにより、表面積を広げて効率よく放熱することが提案されて入る。

しかしながら、前記のような放熱部２ａをパターン部分１に固着して立設するために、設計上の制約が生じて電気接続箱のレイアウト性が低下する場合がある。また、大きな表面積を有する前記被溶接部材２を用いることにより、重量増加や材料コスト高となる問題もある。
特開２０００−１５１１４９号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、十分なバスバー幅を確保できない箇所においても、設計上の制約が少なく、軽量化にも対応でき、かつ品質安定性にも優れた温度上昇抑制構造を備えたバスバーを課題としている。

前記課題を解決するために、本発明は、一定厚さの導電性金属板より打抜加工され、自動車用電気接続箱の内部に収容されるバスバーであって、
前記導電性金属板を回路パターンに沿って打ち抜いて形成した本体バスバーと、
前記本体バスバーの所要回路幅に打抜加工できない部分に積層固着される別体の平板状の補助バスバーとからなり、
前記補助バスバーに設けた突起部が抵抗溶接されて補助バスバーが前記本体バスバーと一体化され、
前記突起部を中心として幅方向の両側を窪ませて一対の凹部を設けて細幅とし、前記凹部の容積は溶接時に発生する溶融金属が充填された状態でも当該部分のバスバーの幅が他の部分の幅以下となる設定としているバスバーを提供している。

前記補助バスバーの溶接部に突起部を設けていると共に、該突起部を中心として幅方向の両側を窪ませた凹部を設けて前記細幅とし、該凹部の容積は、溶接時に発生する溶融金属が充填された状態でも当該部分のバスバー幅が他の部分の幅以下となる設定としている。

前記バスバーの成形方法としては、例えば、補助バスバーは導電性金属板から所要長さで打抜加工した状態で、長さ方向の所要箇所に本体バスバーとの溶接部を設け、前記溶接部は、幅方向の中央部に本体バスバーとの溶接用の突起部を設けると共に、幅方向の両側を内側へ窪ませて凹部を形成し、この溶接部以外の部分の幅は本体バスバーの積層部分の幅と同一またはそれ以下とし、前記突起部を溶融して本体バスバーと溶接したときに、溶融金属が前記凹部に充填されて本体バスバーの幅以上にはみ出さないようにしている。

本発明のバスバーは、本体バスバーの上面に補助バスバーを溶接して積層すると、該積層部の垂直方向の断面積が大きくなるため、通電時の温度上昇を抑制でき、バスバーの焼損を防止できる。
また、補助バスバーの溶接部では細幅としていることで、溶接時に溶接部の抵抗が大きくなって熱が逃げにくくなり、その結果、突起部が溶融しやすくなり、溶接しやすくなる。さらに、溶融した金属は細幅とするために形成した凹部に充填され本体バスバーの幅からはみ出さないため、隣接する回路のバスバーに溶融金属が誤って接触し、リークが発生を防止できる。
さらにまた、溶融金属が前記凹部に充填されることにより、溶接部の補助バスバーを、溶接面と両側面との三方から溶融金属が囲い込むように固着するため、固着面積が増え、補助バスバーと本体バスバーとの固着力を高めることができる。

前記補助バスバーは、本体バスバーを打ち抜いた導電性金属板の余った部分から形成するとコスト的にも有利であり、かつ、板厚が同一であるため放熱量の設計が容易となる。なお、補助バスバーの板厚は本体バスバーの板厚と同一でなくともよく、本体バスバーより板厚の大きな補助バスバーを用いると断面積がより増大でき温度抑制機能を高めることができる。また、本体バスバーと同一板厚の補助バスバーを複数枚積層してもよい。

前記バスバーは絶縁板上に固定しているが、前記本体バスバーと補助バスバーとの積層部分は、絶縁板から突設するガイドリブを積層高さ位置まで突設して、隣接するバスバーとを離間させて絶縁を確保することが好ましい。
ガイドリブの高さを大とする代わり、本体バスバーの下面に補助バスバーを固定すると共に、絶縁板に補助バスバーを嵌合する凹部を設け、補助バスバーを積層した部分の本体バスバーの表面を他の部分と同一平面としてもよい。

上述したように、本発明によれば、所要幅を確保できないバスバーでも、補助バスバーを本体バスバーに溶接することにより、平面的なスペースをとらずに、通電時のバスバーの温度上昇を効果的に抑制できるとともに、溶接箇所で溶融金属が本体バスバーの外形からはみ出さないため、隣接するバスバーとショートが発生しやすくなることも防止できる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６は本発明の第１実施形態に係る自動車用電気接続箱１０を示し、電気接続箱１０のロアケース２１とアッパーケース２０とからなるケース内部に絶縁板１１上にバスバー１２を固定した回路材を、上下に積層して収容している。

図２は、１枚の絶縁板上に載置されるバスバー１２を示す。
該バスバー１２は、一定厚さの１枚の導電性金属板を回路パターンに沿って打抜加工して本体バスバー１３を形成し、該本体バスバー１３を絶縁板１１の上面に載置している。この本体バスバー１３は、図３に示すように、所要箇所に穿設した小穴１３ａに絶縁板１１から突設したリブ１１ａを貫通させ、その先端をかしめて固定している。

前記本体バスバー１３には、例えば、ヒューズ（図示せず）の入力端子側と接続される電源回路側の大電流部分Ａ（図中斜線部）に該当する部分、即ち、本体バスバー特定部分１３Ａの上面に別体の補助バスバー１４を積層固着している。

前記補助バスバー１４は、図４（Ａ）（Ｂ）にも示すように、本体バスバー１３と同一の板厚の導電性金属板から、本体バスバー特定部分１３Ａの長さと同一長さに打抜加工したもので、長さ方向の中央部、両側端側の３箇所に溶接部１５を設けている。該溶接部１５以外の補助バスバー１４の幅Ｗ２は、本体バスバー特定部分１３Ａの幅Ｗ１と同一幅としている。
溶接部１５の溶接面１５ａの中央部には小突起部１６を突設している。また、該小突起部１６を中心として幅方向の両側は内側に窪ませて一対の凹部１７を形成している。この溶接部１５の幅Ｗ３は本体バスバー特定部分１３Ａの幅Ｗ１より細幅としている。前記凹部１７は突起部１６を抵抗溶接した時に溶融金属を充填させるために設けており、よって、凹部１７の容積は溶融金属の全量が丁度凹部１７内に充填されて、外部にはみ出さない大きさに設定している。

本体バスバー１３の特定部分１３Ａの上面への補助バスバー１４の取り付けは、図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、溶接部１５の突起部１６を抵抗溶接により溶融して本体バスバー１３に固着している。

このように、大電流部分Ａの本体バスバー１３に補助バスバー１４を溶接することにより、補助バスバーの積層部分でバスバー１２の断面積が拡大し、大電流が流れても温度上昇を抑制することができる。また、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、溶融した金属１６’は補助バスバー１４の溶接部１５の両側よりはみ出しても前記凹部１７に充填される。従って、溶融した金属１６’も含めて、補助バスバー１４が本体バスバー１３の特定部分１３Ａの外形からはみ出さないため、隣接する回路のバスバーに溶融金属１６’が誤って接触して短絡回路を形成することを防止できる。さらに、図５（Ｂ）に示すように、溶融金属１６’が補助バスバー１４の溶接部１５の溶接面１５ａと両側面１５ｂに三方から囲い込むように溶着するため、本体バスバー１３と補助バスバー１４の互いの固着力が増し、品質安定性が高まる。
また、補助バスバー１４は本体バスバー１３の表面に積層されるだけであり、幅もはみ出さないため、１層の絶縁板の大きさを変える必要もなく、したがって、電気接続箱１０の外形等にも影響を与えず、よって、容易に実施することができる。

前記した本体バスバー１３上に補助バスバー１４を積層固着した部分では、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、絶縁板１１上に突設した左右一対のガイドリブ１９の間に通している。このガイドリブ１９の高さＨ１は、本体バスバー特定部分１３Ａと補助バスバー１４との積層部分の積層高さＨ２と同一としている。

このように、大電流部分Ａの両側がガイドリブ１９によってガイドされるため、本体バスバー特定部分１３Ａと補助バスバー１４との溶接箇所に外力が加わることを防止でき、補助バスバー１４が本体バスバーから外れることを防止できる。かつ、隣接する回路のバスバーとのショート発生も確実に防止できる。

図７および図８は参考実施形態を示す。
参考実施形態では、本体バスバー１３’の溶接部側に溶接用の突起部２０を突設すると共に、該突起部２０’を設けた部分の幅方向の一側に凹部２１を設けている。一方、補助バスバー１４側には突起部および凹部を設けず、その幅は本体バスバー１３’の凹部２１を設けていない部分の幅と一致させている。
第１実施形態では本体バスバーの上面に補助バスバーを積層しているが、本実施形態では本体バスバー１３’の溶接部の下面に補助バスバー１４’を配置し、前記突起部２０を抵抗溶接して本体バスバー１３’と補助バスバー１４’とを一体化している。かつ、抵抗溶接時に溶融した溶融金属は本体バスバー１３’の幅方向の一側に形成した凹部２１に充填している。

一方、絶縁板１１’には、図８に示すように、補助バスバーの溶接部を配置する部分に凹部２５を設けて補助バスバー１４’をはめ込み、本体バスバー１３’の表面高さを他の部分と一致させている。

本発明の電気接続箱の概略図である。 図１の本体バスバーの平面図である。 バスバーと絶縁板との固定を示す概略断面図である。 図１の補助バスバーを示し、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。 本体バスバーと補助バスバーの積層部分を示す図であり、（Ａ）は要部拡大平面図であり、（Ｂ）はＢ−Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は図４の断面図である。 バスバーを絶縁板上に配置している要部を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。 参考実施形態の概略斜視図である。 参考実施形態の断面図である。 従来例の図面である。

符号の説明

１０ 電気接続箱
１２ バスバー
１３ 本体バスバー
１３Ａ 本体バスバー特定部分
１４ 補助バスバー
１５ 溶接部
１６ 突起部
１７ 凹部
１９ リブ

Claims (3)

1. 一定厚さの導電性金属板より打抜加工され、自動車用電気接続箱の内部に収容されるバスバーであって、
   前記導電性金属板を回路パターンに沿って打ち抜いて形成した本体バスバーと、
   前記本体バスバーの所要回路幅に打抜加工できない部分に積層固着される別体の平板状の補助バスバーとからなり、
   前記補助バスバーに設けた突起部が抵抗溶接されて補助バスバーが前記本体バスバーと一体化され、
   前記突起部を中心として幅方向の両側を窪ませて一対の凹部を設けて細幅とし、前記凹部の容積は溶接時に発生する溶融金属が充填された状態でも当該部分のバスバーの幅が他の部分の幅以下となる設定としているバスバー。
2. 前記本体バスバーと補助バスバーとが積層される長さ方向の少なくとも両側位置に、前記突起部と前記凹部とを設けた溶接部を配置し、該溶接部を除く部分は前記補助バスバーと前記本体バスバーの幅は同一としていると共に、該本体バスバーと補助バスバーとは同一厚さとしている請求項１に記載のバスバー。
3. 前記補助バスバーを本体バスバーの下面に溶接して一体化させ、前記本体バスバーの下方に配置する絶縁板の前記補助バスバーの配置部分に凹部を設け、該凹部に前記補助バスバーを嵌合して前記本体バスバーの表面を他の部分の表面と同一高さに保持している請求項１または請求項２に記載のバスバー。

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