JP6164423B2 - バスバーユニット - Google Patents

Description

本発明は、バスバーユニットに関するものである。

従来から、バスバーを相手側の端子金具と接合するために様々な手法が提案されてきた。下記特許文献１に開示されるバスバーユニット（端子台）は、複数のバスバーが端子台の側方に突出し、その先端部から上方に溶接部が立設した形態である。相手側部品（ダイオードモジュール）の電極端子も同様に、側方に突出し、先端部から上方に立設した溶接部を有している。ダイオードモジュールの上に端子台を重ねると、双方の溶接部が、端子台の側方において、バスバーの突出方向に重ね合わせられる構成となっている。

バスバーの溶接部と電極端子の溶接部との溶接作業は、一対の溶接具で双方の溶接部を挟み込むことにより行われる。溶接部が端子台の側面と平行に配置されている形態であるため、１箇所の溶接が完了する度に溶接具を隣の溶接部に平行移動させることにより、溶接作業は順次連続して行われる。

特開２０１３−１６４３４号公報

ところで、バスバーの本数が多くなると、バスバーを端子台の同一側面方向に突出させることが困難となるため、異なる向きの複数の側面に分けてバスバーを突出させることになる。この場合、或る側面に突出するバスバー群の溶接作業が完了して、次に異なる側面に突出するバスバー群の溶接作業に移ろうとする際に、溶接具を溶接部同士の重なり方向に適合するように向きを変える必要が生じる。これは、溶接工程の作業効率低下の原因となる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、バスバーと端子金具との溶接工程の作業効率の向上を図ることを目的とする。

本発明のバスバーユニットは、
板状端末部及び前記板状端末部の板面と平行又は同一平面をなすバスバー本体部を有し、前記板状端末部の板面同士が互いに平行をなすように配置された複数のバスバーと、
細長い板材からなる複数の端子金具と、
前記端子金具の先端側に形成され、板面の向きが前記板状端末部と略直角をなす板状端子部とを備え、
前記複数の端子金具の基端部を前記複数のバスバーに個別に溶接した状態では、複数の前記板状端子部のうち少なくともいずれか１つの前記板状端子部の板面が、他の前記板状端子部の板面とは異なる平面上に位置するように構成されるバスバーユニットであって、
前記端子金具が略Ｌ字状に屈曲した形状とされ、
前記端子金具の基端部に、前記板状端末部に重ねた状態で溶接される板状溶接部が形成されており、
前記複数のバスバーが、互いに非接触状態で立体交差するバスバーを含んで樹脂基板に保持され、前記立体交差するバスバーのうち少なくとも一方の前記バスバー本体部に曲げ部が形成されることで、前記立体交差するバスバーにおいて前記板状端末部が同一平面上に配置され、
前記板状溶接部のうち前記板状端子部が立ち上っている側の面が、前記板状端末部の板面に溶接され、前記板状端子部が、前記板状端末部のうち前記バスバー本体部側とは反対側の端に位置していることを特徴とする。

本発明のバスバーユニットは、端子金具を略Ｌ字状に屈曲した形状とし、端子金具の基端部に、板状端末部に重ねた状態で溶接される板状溶接部を形成したので、一連の溶接工程では、全ての溶接箇所に対して、板状端末部及び板状溶接部の板面と直交する同一方向から溶接具を当てることができる。これにより、溶接具の移動方向を、板状端末部の板面に対して平行な向きと直交する向きとに限定できるので、溶接具の向きを変えずに済む。したがって、バスバーと端子金具との溶接工程の作業効率に優れている。
また、曲げ部の存在によって、第１のバスバーの板状端末部と第２のバスバーの板状端末部が同一平面上に並ぶので、板面と直交する方向における溶接具の移動距離を、第１のバスバーの板状端末部と第２のバスバーの板状端末部とで同一になるように設定することができる。したがって、溶接工程の作業効率の更なる向上を図ることができる。

実施例１のバスバーユニットの平面図 バスバーユニットの左側面図 バスバーユニットの背面図 バスバーにプレスフィット端子を溶接する前の状態を表す平面図 バスバーにプレスフィット端子を溶接する前の状態を表す左側面図 バスバーにプレスフィット端子を溶接する前の状態を表す背面図 溶接工程をあらわす部分拡大断面図

（１）本発明のバスバーユニットは、前記バスバーは、バスバー本体部の先端部に前記板状端末部を支持した形態であり、前記複数のバスバーは、前記バスバー本体部の先端部が前記板状端末部の板厚方向において互いに異なる位置に配された第１と第２の前記バスバーを含み、前記第１のバスバーと前記第２のバスバーのうち少なくとも一方は、前記バスバー本体部の先端部に、前記板状端末部の基端部に連なる曲げ部が形成され、前記曲げ部により、前記第１のバスバーの前記板状端末部と前記第２のバスバーの前記板状端末部が同一平面上に並列配置されていてもよい。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について、図１〜図７を参照して説明する。本実施例１では、左右方向については図１，４に表れる向きを基準とし、前後方向については図１，４における下方を前方とし、上下方向については図２，３，５〜７に示す表れる向きを基準とする。

本実施例１のバスバーユニット１０は、図１〜図３に示すように、一次成形品として成形された樹脂基板３０と、水平に配置した樹脂基板３０上に略水平に配索された２本の第１バスバー２１（請求項に記載の第１のバスバー）と、１本の第２バスバー２２（請求項に記載の第２のバスバー）と、８本の第３バスバー２３と、バスバー２１，２２，２３と同数の１１本のプレスフィット端子４０（請求項記載の端子金具）とを備えて構成されている。各プレスフィット端子４０は、夫々、その基端部（板状溶接部４１）において各バスバー２１，２２，２３の先端部に個別に溶接により導通可能に固着される。バスバー２１，２２，２３にプレスフィット端子４０を固着した状態では、プレスフィット端子４０の先端部（板状端子部４２）が上方へ突出した形態となる。

バスバーユニット１０は、図示しない金型にセットされ、二次成形品の成形工程において二次成形品と一体化され、最終製品となる。最終製品となった状態では、バスバー２１，２２，２３とプレスフィット端子４０との溶接部分が二次成形品内に埋設され、各プレスフィット端子４０の先端部が二次成形品から上方へ突出した形態となる。各プレスフィット端子４０の先端部は、図示しない回路基板のスルーホールに圧入状態で接続される。

各バスバー２１，２２，２３は、金属板材を打ち抜くことにより、所定の平面形状を有する細長い板材からなる。全てのバスバー２１，２２，２３の板厚寸法は、同一である。各バスバー２１，２２，２３は、樹脂基板３０の上面に形成した溝に収容され、板厚方向を上下方向に向けた状態で配索されている。一部のバスバー２１，２２，２３同士は、互いに非接触状態で立体交差するように配索されている。各バスバー２１，２２，２３は、夫々、細長いバスバー本体部５１，５２，５３と、バスバー本体部５１，５２，５３の先端部に支持された細長い板状端末部６１，６２，６３とを備えて構成されている。バスバー本体部５１，５２，５３の先端部と板状端末部６１，６２，６３は、二次成形品の内部に埋設されるようになっている。

２本の第１バスバー２１は、その板面を水平に向けた第１バスバー本体部５１の左端部（先端部）を、前後に間隔を空けて並べるとともに、樹脂基板３０の左側縁部の後端部から左方へ水平に突出させている。第１バスバー２１の第１板状端末部６１は、左右方向に細長い形状であり、第１バスバー本体部５１の左端部に対して面一状に連なっている。つまり、第１板状端末部６１の板面は水平となっている。また、２本の第１バスバー２１の第１バスバー本体部５１の左端部と第１板状端末部６１は、高さ方向（第１バスバー２１の板厚方向）において同じ高さに、つまり同一平面上に配置されている。

１本の第２バスバー２２は、その板面を水平に向けた第２バスバー本体部５２の左端部（先端部）を、第１バスバー本体部５１の左端部に対し後方に並ぶように配置するとともに、樹脂基板３０の左側縁部の後端部から左方へ水平に突出させている。図３，６に示すように、第２バスバー本体部５２の左端部は、第１バスバー本体部５１の左端部よりも低い位置に配置されている。第２バスバー２２の左端部には、上方に向けて略直角に屈曲した形態の曲げ部７０が形成されている。曲げ部７０の突出端縁には、左右方向に細長い第２板状端末部６２の基端（右端）が略直角に連なっている。曲げ部７０を形成したことにより、第２バスバー２２の第２板状端末部６２の板面が、第１板状端末部６１の板面と同じ高さ、つまり同一平面上に配置されている。

８本の第３バスバー２３の第３バスバー本体部５３の右端部（先端部）は、夫々、左右方向に細長く、前後方向に並列配置されている。８本の第３バスバー本体部５３の右端部は、高さ方向（板厚方向）において同じ高さ（同一平面上）に配置されている。各第３バスバー本体部５３の右端には、第３板状端末部６３が面一状に連なっている。言い換えると、８本の第３板状端末部６３は、互いに同じ高さ（同一平面上）で前後方向に並列して配置されている。また、第３板状端末部６３の板面は、第１板状端末部６１及び第２板状端末部６２の板面と同じ高さ（同一平面上）に配置されている。

プレスフィット端子４０は、図１、３、４に示すように、細長い板材からなり、その板幅方向と平行な（つまり、前後方向の）直線を折り目として略Ｌ字形に屈曲して成形されている。プレスフィット端子４０のうち折り目よりも基端部の領域は、板状溶接部４１となっており、折り目よりも先端側の領域は板状端子部４２となっている。板状溶接部４１は、左右方向に細長く延びており、その板幅寸法は、バスバー２１，２２，２３の板状端末部６１，６２，６３の板幅と同じ寸法である。また、板状溶接部４１の左右の長さ寸法も、板状端末部６１，６２，６３とほぼ同じ寸法である。板状溶接部４１は、水平に（つまり、板状端末部６１，６２，６３と平行に）配され、板状端末部６１，６２，６３に対し下から重ね合わせた状態で溶接されている。図３の右端側には、板状溶接部４１と第２板状端末部６２を溶接した状態が示されている。

板状端子部４２は、板状溶接部４１の端縁から上方へ突出している。板状端子部４２のうちの先端に近い位置には、圧入部４３が形成されている。圧入部４３は、図２に示すように、板幅方向の中央に形成された開口を挟んで両側方に二股に分枝して広がっては再び接近して１本に統合される略リング状の形態であり、板幅方向に弾性撓み可能となっている。圧入部４３は、回路基板（図示省略）のスルーホールに対し、幅狭となるよう弾性撓みした状態で圧入されるようになっている。

図７に示すように、プレスフィット端子４０をバスバー２１，２２，２３に溶接する際には、まず、プレスフィット端子４０を治具８０にセットする。このとき、板状溶接部４１を、水平に向けた状態で、治具８０の上面に形成された位置決め溝８１に嵌合するとともに、板状端子部４２を、鉛直方向に向けた状態で、治具８０の内壁面に形成された位置決め溝８２に嵌合する。これにより、プレスフィット端子４０が所定の位置及び姿勢に位置決めされる。このようにしてプレスフィット端子４０を治具８０にセットした後、樹脂基板３０とバスバー２１，２２，２３を治具８０に載置するようにセットする。これにより、各板状溶接部４１の上面に、夫々、板状端末部６１，６２，６３が水平に（つまり、板状溶接部４１と平行に）重ね合わされる。

バスバー２１，２２，２３とプレスフィット端子４０との溶接には、固定側電極８６と可動側電極８７とによって板状端末部６１，６２，６３と板状溶接部４１を挟むオポーズド式ヘッドの抵抗溶接機８５（スポット溶接機）が用いられる。固定側電極８６は、軸線を鉛直方向に向けた円柱形をなす。固定側電極８６は、バスバー２１，２２，２３及びプレスフィット端子４０と同じ数だけ治具８０に設けられ、各板状溶接部４１の下面に対して接近して対向するように配置されている。固定側電極８６の外径は、板状溶接部４１の板幅と同じかそれよりも小さい寸法である。可動側電極８７は、軸線を鉛直方向に向けた円柱状をなし、可動側電極８７の外径は、板状溶接部４１の板幅と同じかそれよりも小さい寸法である。可動側電極８７は、１つだけ設けられ、板状端末部６１，６２，６３の上方において、上下方向（板状端末部６１，６２，６３と直角な方向）、及び水平方向（板状端末部６１，６２，６３と平行な方向）へ移動可能となっている。

溶接工程においては、可動側電極８７を図７に矢線Ａで示すように下降させて、板状端末部６１，６２，６３の上面を押圧し、両電極８６，８７の間で板状端末部６１，６２，６３と板状溶接部４１を加圧するとともに、両電極８６，８７の間に電流を流す。１カ所の溶接が済んだら、可動側電極８７を図７に矢線Ｂで示すように上昇させて、次の溶接位置へ水平移動させ、再び、可動側電極８７を下降させる、という動作を繰り返す。また、溶接の順序に関しては、可動側電極８７の水平移動距離の短縮を図るため、例えば、最前端に位置する第３バスバー２３の第３板状端末部６３とプレスフィット端子４０から溶接を開始し、以降、隣り合う第３バスバー２３に対して前端から後方に向かって順に溶接が行われる。最後端の第３バスバー２３の溶接が完了したら、図７に矢線Ｃで示すように可動側電極８７を左方へ水平移動させる。

そして、前側に位置する第１バスバー２１の第１板状端末部６１とプレスフィット端子４０の溶接を行う。次いで、後側に位置する第１バスバー２１の第１板状端末部６１とプレスフィット端子４０の溶接を行い、最後に第２バスバー２２の第２板状端末部６２とプレスフィット端子４０の溶接を行う。上記のような順次であれば、可動側電極８７は、を水平移動させれば、この間、可動側電極８７は、バスバー２１，２２，２３の形成領域における前端から後端まで順次に移動し、前方へ逆戻りさせる必要がないので、効率的である。また、可動側電極８７は、上下及び水平に平行移動するだけであるから、可動側電極８７の向きを変える必要はない。尚、第３バスバー２３の溶接が済んだ後は、先に、第２バスバー２２の溶接を行い、最後に第１バスバー２１の溶接を行ってもよい。また、第１バスバー２１又は第２バスバー２２を先に溶接し、その後に第３バスバー２３の溶接を行ってもよい。

全てのプレスフィット端子４０をバスバー２１，２２，２３に溶接した状態では、第１バスバー２１と第２バスバー２２に溶接された３本のプレスフィット端子４０の板状端子部４２は、樹脂基板３０の左側縁部に沿うように配され、これら３つの板状端子部４２の板面同士は、同一平面上に並ぶように配置される。また、第３バスバー２３に溶接された８本のプレスフィット端子４０の板状端子部４２は、第１バスバー２１及び第２バスバー２２に溶接されたプレスフィット端子４０とは逆に、樹脂基板３０の右側縁部に沿うように配されている。そして、これら８本の板状端子部４２の板面同士は、同一平面上に並ぶように配置される。つまり、第１バスバー２１及び第２バスバー２２側に溶接された３本のプレスフィット端子４０の板状端子部４２の板面と、第３バスバー２３に溶接された８本のプレスフィット端子４０の板状端子部４２の板面は、互いに不揃いの位置関係となっている。つまり、第１バスバー２１及び第２バスバー２２側の板状端子部４２の板面を含む平面と、第３バスバー２３側の板状端子部２の板面を含む平面は、共通の単一平面を構成せずに、互いに位置が異なる平面であり、このことが不揃いの位置関係であることを意味する。

以上説明したように、実施例１のバスバーユニット１０は、バスバー本体部５１，５２，５３と板状端末部６１，６２，６３を有し、板状端末部６１，６２，６３の板面同士が互いに平行をなすように配置された複数のバスバー２１，２２，２３と、細長い板状をなす複数のプレスフィット端子４０と、プレスフィット端子４０の先端側に形成され、板面の向きが板状端末部６１，６２，６３と略直角をなす板状端子部４２とを備え、板状端子部４２の板面同士が不揃いとなるように、複数のプレスフィット端子４０の基端部を複数のバスバー２１，２２，２３に個別に溶接して構成されている。

そして、プレスフィット端子４０を略Ｌ字状に屈曲した形状とし、プレスフィット端子４０の基端部に、板状端末部６１，６２，６３に重ねた状態で溶接される板状溶接部４１を形成した。この構成により、一連の溶接工程では、全ての溶接箇所に対して、板状端末部６１，６２，６３及び板状溶接部４１の板面と直交する同一方向から抵抗溶接機８５の可動側電極８７を当てることができる。これにより、可動側電極８７の移動方向は、板状端末部６１，６２，６３の板面に対して平行な向きと直交する向きとに限定できるので、可動側電極８７の向きを変えずに済む。したがって、バスバー２１，２２，２３とプレスフィット端子４０との溶接工程の作業効率に優れている。

また、バスバーユニット１０は、バスバー２１，２２，２３が、バスバー本体部５１，５２，５３の先端部に板状端末部６１，６２，６３を支持した形態であり、複数のバスバー２１，２２，２３は、バスバー本体部５１，５２，５３の先端部が板状端末部６１，６２，６３の板厚方向において互いに異なる位置に配された第１と第２のバスバー２１，２２を含み、第１バスバー２１と第２バスバー２２のうち第２バスバー２２は、第２バスバー本体部５２の先端部に、第２板状端末部６２の基端部に連なる曲げ部７０が形成されている。

そして、この曲げ部７０を形成したことにより、第１バスバー２１の第１板状端末部６１と第２バスバー２２の第２板状端末部６２を同一平面上に並列配置した。このように第１板状端末部６１と第２板状端末部６２が同一平面上に並ぶので、板状端末部６１，６２の板面と直交する方向における可動側電極８７の移動距離を、第１バスバー２１の第１板状端末部６１と第２バスバー２２の第２板状端末部６２とで同一になるように設定することができる。したがって、溶接工程の作業効率の更なる向上を図ることができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例１に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）端子金具としては、回路基板のスルーホールに挿入されて半田付けで接続されるものや、ワイヤーハーネスを構成する電線に接続されたものであってもよい。
（２）バスバーとプレスフィット端子（端子金具）の数は、上記実施例１とは異なる数であってもよい。
（３）バスバーの板状端末部は、樹脂基板に対して上向きや下向き、あるいは斜め方向に突出していてもよい。
（４）実施例１では全ての板状端末部の板面を同一平面上に配置したが、いずれかの板状端末部同士が板厚方向に位置ずれしていてもよい。
（５）第１バスバーの板状端末部と第２バスバーの板状端末部の位置を同一平面上に揃えるための手段としての曲げ部は、第１バスバーと第２バスバーの両方に形成してもよい。
（６）板状端末部と板状溶接部との溶接には、２つの電極を板状端末部と板状溶接部に対し同じ方向から当接させるインダイレクト式等の抵抗溶接機を用いることもできる。

１０…バスバーユニット
２１…第１バスバー（第１のバスバー）
２２…第２バスバー（第２のバスバー）
２３…第３バスバー（バスバー）
４０…プレスフィット端子（端子金具）
４２…板状端子部
４１…板状溶接部
５１…第１バスバー本体部
５２…第２バスバー本体部
５３…第３バスバー本体部
６１…第１板状端末部
６２…第２板状端末部
６３…第３板状端末部
７０…曲げ部

Claims (1)

1. 板状端末部及び前記板状端末部の板面と平行又は同一平面をなすバスバー本体部を有し、前記板状端末部の板面同士が互いに平行をなすように配置された複数のバスバーと、
   細長い板材からなる複数の端子金具と、
   前記端子金具の先端側に形成され、板面の向きが前記板状端末部と略直角をなす板状端子部とを備え、
   前記複数の端子金具の基端部を前記複数のバスバーに個別に溶接した状態では、複数の前記板状端子部のうち少なくともいずれか１つの前記板状端子部の板面が、他の前記板状端子部の板面とは異なる平面上に位置するように構成されるバスバーユニットであって、
   前記端子金具が略Ｌ字状に屈曲した形状とされ、
   前記端子金具の基端部に、前記板状端末部に重ねた状態で溶接される板状溶接部が形成されており、
   前記複数のバスバーが、互いに非接触状態で立体交差するバスバーを含んで樹脂基板に保持され、前記立体交差するバスバーのうち少なくとも一方の前記バスバー本体部に曲げ部が形成されることで、前記立体交差するバスバーにおいて前記板状端末部が同一平面上に配置され、
   前記板状溶接部のうち前記板状端子部が立ち上っている側の面が、前記板状端末部の板面に溶接され、前記板状端子部が、前記板状端末部のうち前記バスバー本体部側とは反対側の端に位置していることを特徴とするバスバーユニット。

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