JP5715766B2 - 配線材の接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッドカー等の車両に搭載されるバッテリに接続されるバスバーへの配線材の接続構造に関する。

環境にやさしい自動車として、電気自動車やハイブリッドカーが増加している。このような車両には、複数のバッテリを重ね合わせたバッテリ集合体からなる電源装置が搭載されている。

この電源装置のバッテリは、交互に逆向きに重ね合わせてなるバッテリ集合体を直列に接続するために、隣接するバッテリの電極を挿通する二つの孔を有するバスバーによって接続しており、このバスバーには、各バッテリの電圧を検出するために、バスバーに接続されてバッテリの電圧を外部に出力する信号線が配線される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１４９９０９号公報

電源装置の軽量化を考慮して、バッテリの電圧検出用の配線に、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）を配線材として用い、このフレキシブルプリント配線基板からなる配線板をバスバーに半田付けすることが考えられている。

しかし、バスバーは熱伝導性の良い銅あるいは銅合金等から形成されているので、半田付け時にバスバーへ熱が放散してしまい、半田付けによる接合作業時間が長くなってしまう。また、熱の放散によって半田による接合が不安定となり、接続箇所の信頼性の確保が困難となるおそれがある。

また、バスバーにフレキシブルプリント配線基板を重ね、回路パターンとバスバーとを半田付けすると、その接合箇所が隠れてしまい、接続箇所の管理が困難となってしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い信頼性を確保しつつ円滑に接続することが可能なバスバーへの配線材の接続構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） バスバーの端部に、このバスバーより断面積の小さい半田付け部が形成され、
前記半田付け部は、前記バスバーに形成された枠部により開口部が形成され、
前記半田付け部の前記枠部の一部にピン状に起立された突片が形成され、
前記突片が、フレキシブルプリント配線基板からなる配線材の孔部に貫通され、
前記突片と前記配線材の回路パターンとが半田付けされることを特徴とする配線材の接続構造。

この配線材の接続構造によれば、半田付け部が、バスバーよりも小さい断面積とされているので、突片と配線材の回路パターンとを半田付けする際に、その熱のバスバーへの放散を極力抑えることができる。これにより、突片と回路パターンとの半田付け作業を、極めて良好かつ短時間に行うことができ、半田による接合の安定化を図り、接続箇所の高い信頼性を得ることができる。
しかも、突片と回路パターンとの半田付け箇所における半田の盛り具合などの接合状態を視認することができ、接続箇所の品質管理を容易に行うことができる。

この配線材の接続構造によれば、半田付け部に開口部が形成されているので、半田付け時におけるバスバーへの熱の放散をさらに抑えることができる。

（２） 上記（１）の配線材の接続構造において、前記バスバーは、２枚の板部を積層して構成され、前記板部の一方に前記半田付け部が形成されていることを特徴とする配線材の接続構造。

この配線材の接続構造によれば、２枚の板部を重ねてバスバーを構成するので、電流を流すバスバーとして十分な断面積を確保することができる。また、一方の板部に半田付け部を形成するので、バスバーに対して半田付け部の厚さを半分として断面積を小さくし、半田付け時におけるバスバーへの熱の放散を抑えることができる。しかも、半田付け部がバスバーの半分の厚さとされているので、突片の加工の容易化を図ることができる。

（３） 上記（１）又は（２）の配線材の接続構造において、前記バスバーは、金属板を打ち抜き加工して連鎖状に形成され、前記半田付け部は、連鎖状とされたバスバー連結材の空き空間に形成されることを特徴とする配線材の接続構造。

この配線材の接続構造によれば、半田付け部が、金属板の打ち抜き加工により形成されたバスバー連結材の空き空間に形成されるので、材料の歩留まりを向上させてコストダウンを図ることができる。

本発明によれば、高い接続信頼性を確保しつつ配線材を円滑に接続することができる。

配線材が接続されたバスバーを備えるバッテリ接続プレートの平面図である。 配線材が接続されたバスバーの斜視図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 バスバーに形成された半田付け部の斜視図である。 バスバーとなるバスバー連結材の平面図である。 参考例に係る配線材の接続構造を示す斜視図である。 図６におけるＢ−Ｂ断面図である。

以下、本発明に係る好適な実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は配線材が接続されたバスバーを備えるバッテリ接続プレートの平面図、図２は配線材が接続されたバスバーの斜視図、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図、図４はバスバーに形成された半田付け部の斜視図、図５はバスバーとなるバスバー連結材の平面図である。

図１に示すように、配線材１１は、バッテリ接続プレート１２に装着される。このバッテリ接続プレート１２は、合成樹脂から成形されたもので、左右両側に、複数のバスバー装着部１３が形成されている。これらのバスバー装着部１３には、金属板からなるバスバー１４が嵌め込まれている。これらのバスバー１４には、一対の接続孔１４ａが形成されており、これらの接続孔１４ａには、重ね合わされて配置される不図示の複数のバッテリの端子が挿し込まれる。そして、このバッテリの端子にナットを締結することにより、端子がバスバー１４と導通した状態に接続される。

このバッテリ接続プレート１２には、バスバー装着部１３に沿って、配線材装着部１５が設けられ、この配線材装着部１５に、配線材１１が装着されている。

配線材１１は、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）からなるもので、バッテリの電圧検出用の配線としてバッテリ接続プレート１２に組み込まれている。

配線材１１は、バッテリの端子配列に沿って配設される直線部２１と、この直線部２１から、側方へ延在する分岐線部２２とを有している。そして、この配線材１１の分岐線部２２は、その先端からなる接続端２２ａが、各バスバー１４に接続され、これにより、バスバー１４を介してバッテリの端子に電気的に接続される。

図２に示すように、バスバー１４は、例えば、銅あるいは銅合金等の金属板から形成されたもので、下板部３１と、この下板部３１に積層させた上板部３２とを有している。下板部３１と上板部３２とは、一側部のヒンジ部３３にて連結されている。

この下板部３１と上板部３２とからなるバスバー１４は、その一端部における角部に、半田付け部４１を形成している。
半田付け部４１は、下板部３１の端部に形成されたもので、図３及び図４に示すように、ピン状の接続突片（突片）４２を有している。

接続突片４２は、配線材１１の分岐線部２２の接続端２２ａに形成された接続孔（孔部）２２ｂに対し下面側から挿し込まれる。

半田付け部４１では、接続孔２２ｂに挿しこまれた接続突片４２と配線材１１の分岐線部２２の回路パターン２２ｃとが、配線材１１の上面側にて半田４３によって接合されている。

図４に示すように、この接続突片４２は、下板部３１に形成された矩形状の枠部４４の一部から延設されて上方へ起立させたものである。枠部４４は、一端が下板部３１に連結された二つの縦枠片４４ａと、これらの縦枠片４４ａの他端側に連結された一つの横枠片４４ｂとを有しており、接続突片４２は、横枠片４４ｂの中央部分の側部に連結されている。これにより、半田付け部４１には、縦枠片４４ａ、横枠片４４ｂ及び下板部３１によって囲われた開口部４５が形成されている。

上記構造のバスバー１４は、図５に示すように、連鎖状のバスバー連結材（連結材）５１から形成される。この連鎖状のバスバー連結材５１は、金属板を打ち抜き加工することにより形成される。このバスバー連結材５１は、複数の下板部３１の端部同士が連結部５２によって互いに連結され、さらに、それぞれの下板部３１に対して上板部３２がヒンジ部３３で連結された形状である。

また、この連鎖状のバスバー連結材５１において、下板部３１に形成された半田付け部４１は、隣接する下板部３１同士の間における下板部３１と上板部３２との間の空き空間５３に形成されている。

上記のようなバスバー連結材５１からバスバー１４を製造するには、まず、ヒンジ部３３において折り曲げることにより、下板部３１に対して上板部３２を重ね合わせる。次いで、半田付け部４１の接続突片４２を、横枠片４４ｂとの連結箇所近傍にて屈曲させることにより起立させる。そして、互いに連結されて隣接する下板部３１同士を、連結部５２にて切断することにより分離する。

上記のようにして形成されたバスバー１４に対して、その半田付け部４１に配線材１１の分岐線部２２の接続端２２ａを接続するには、接続端２２ａに形成された接続孔２２ｂに半田付け部４１の接続突片４２を挿し込む。接続突片４２を接続端２２ａの接続孔２２ｂへ挿し込むことにより、半田付け部４１に対して分岐線部２２の接続端２２ａが位置決めされた状態に保持される。
この状態において、接続突片４２の基部と分岐線部２２の回路パターン２２ｃ（図２参照）とを、分岐線部２２の上方側から半田付けする。

ここで、バスバー１４は、下板部３１と上板部３２とを重ね合わせた厚さを有しているが、半田付け部４１は、下板部３１から延在した部分であるので、下板部３１と同一厚さであり、バスバー１４の半分の厚さである。つまり、この半田付け部４１は、バスバー１４よりも極めて小さい断面積とされている。また、半田付け部４１には、縦枠片４４ａ、横枠片４４ｂ及び下板部３１によって囲われた開口部４５が形成されている。
したがって、接続突片４２と回路パターン２２ｃとを半田付けする際に、その熱のバスバー１４への放散が極力抑えられる。

また、接続突片４２と回路パターン２２ｃとの半田付けを、分岐線部２２の上方側から行うので、半田付け箇所における半田４３の盛り具合などの接合状態を視認することができる。

以上、説明したように、上記の実施の形態に係る配線材の接続構造によれば、半田付け部４１が、バスバー１４よりも小さい断面積とされているので、接続突片４２と配線材１１の回路パターン２２ｃとを半田付けする際に、その熱のバスバー１４への放散を極力抑えることができる。これにより、接続突片４２と回路パターン２２ｃとの半田付け作業を、極めて良好かつ短時間に行うことができ、半田４３による接合の安定化を図り、接続箇所の高い信頼性を得ることができる。

しかも、接続突片４２と回路パターン２２ｃとの半田付け箇所における半田４３の盛り具合などの接合状態を視認することができ、接続箇所の品質管理を容易に行うことができる。

また、半田付け部４１に開口部４５が形成されているので、半田付け時におけるバスバー１４への熱の放散をさらに抑えることができる。
さらに、下板部３１と上板部３２の２枚の板部を重ねてバスバー１４を構成するので、電流を流すバスバー１４として十分な断面積を確保することができる。また、下板部３１に半田付け部４１を形成するので、バスバー１４に対して半田付け部４１の厚さを半分として断面積を小さくし、半田付け時におけるバスバー１４への熱の放散を抑えることができる。しかも、半田付け部４１がバスバー１４の半分の厚さとされているので、接続突片４２の加工の容易化を図ることができる。

また、半田付け部４１が、金属板の打ち抜き加工により形成されたバスバー連結材５１の空き空間５３に形成されるので、材料の歩留まりを向上させてコストダウンを図ることができる。
なお、接続突片４２と回路パターン２２ｃとの接合は、例えば、超音波接合も可能である。

ここで、本発明の更なる優位性を説明するため、図６及び図７に参考例を示す。
図６は参考例に係る配線材の平面図、図７は図６におけるＢ−Ｂ断面図である。
図６及び図７に示すように、バスバー６１には、その端部に、バスバー６１の一部を伸ばした半田付け部６２が形成されている。そして、この半田付け部６２には、フレキシブルプリント配線基板からなる配線材の分岐線部６３の接続端６３ａが重ね合わされ、この接続端６３ａの下面側に露出された回路パターンと半田付け部６２との間が半田６４によって接合されている。

このような接続構造では、半田付け時に熱が、バスバー６１と同一厚さの大きな断面積を有する半田付け部６２からバスバー６１へ放散してしまう。したがって、半田付けによる接合作業時間が長くなり、しかも、半田による接合が不安定となり、接続箇所の信頼性の確保が困難となる。
また、上記の接続構造は、半田付けによる接合箇所が配線材の分岐線部６３によって隠れて視認できないので、接続箇所の管理が困難となってしまう。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１ 配線材
１４ バスバー
２２ｂ 接続孔（孔部）
２２ｃ 回路パターン
３１ 下板部（板部）
３２ 上板部（板部）
４１ 半田付け部
４２ 接続突片（突片）
４５ 開口部
５１ バスバー連結材（連結材）
５３ 空き空間

Claims (3)

1. バスバーの端部に、このバスバーより断面積の小さい半田付け部が形成され、
   前記半田付け部は、前記バスバーに形成された枠部により開口部が形成され、
   前記半田付け部の前記枠部の一部にピン状に起立された突片が形成され、
   前記突片が、フレキシブルプリント配線基板からなる配線材の孔部に貫通され、
   前記突片と前記配線材の回路パターンとが半田付けされることを特徴とする配線材の接続構造。
2. 前記バスバーは、２枚の板部を積層して構成され、前記板部の一方に前記半田付け部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線材の接続構造。
3. 前記バスバーは、金属板を打ち抜き加工して連鎖状に形成され、前記半田付け部は、連鎖状とされたバスバー連結材の空き空間に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線材の接続構造。

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