JP6605417B2 - 樹脂成形品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属製のバスバーを樹脂で被覆した樹脂成形品及びその製造方法に関する発明である。

この種の樹脂成形品としては、例えば、車両のエンジンルーム内に配置される車載電子部品等を電気的に接続するための電気部品が挙げられ、この電気部品の中には、所定間隔で配置した複数のバスバーを樹脂で被覆して所定の回路を形成したものがある。このような樹脂成形品は、成形型のキャビティ内に複数のバスバーを所定間隔で配置した状態でキャビティ内に樹脂を射出して充填することで成形するようにしたものがある。

しかし、上記の樹脂成形品を成形する際に、成形型のキャビティ内にセットしたバスバーが樹脂の流動圧力で移動してしまい、バスバー同士を所定間隔に保って成形することが困難であった。

そこで、特許文献１（特開平７−１３７０９０号公報）に記載されているように、中子部材に形成された複数の溝状のバスバースロットにそれぞれバスバーを上方から挿入して、複数のバスバーを所定間隔で配置した状態に保持し、このように複数のバスバーを中子部材で保持した状態で成形型のキャビティ内にセットして、キャビティ内に樹脂を射出して充填することで樹脂成形品を成形するようにしたものがある。

特開平７−１３７０９０号公報

上記特許文献１の技術では、中子部材に形成された溝状のバスバースロットにバスバーを挿入して保持するようにしているが、樹脂成形品を成形する際に、樹脂の流動方向によってはバスバースロットの開放側からバスバースロットとバスバーとの間に樹脂が入り込む可能性があり、バスバースロットとバスバーとの間に樹脂が入り込むと、バスバーがバスバースロットから抜けて、バスバーの位置ずれが発生した樹脂成形品が成形されてしまう可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、バスバーを樹脂で被覆した樹脂成形品のバスバーの位置ずれを抑制できるようにすることにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、金属製で板状の複数のバスバーを樹脂で被覆した樹脂成形品において、前記複数のバスバーは、板面の少なくとも一部が対向する状態で固定され、少なくとも一対の対向するバスバーの間には、該バスバーの板面と平行に板状のスペーサが配置され、少なくとも一つのスペーサには、該スペーサから突出して前記バスバーの端面を覆うカバー部が該バスバーの外周の少なくとも一部の範囲に沿って延びるように形成され、更に、前記複数のバスバーは、少なくとも一つのバスバーの端部と他のバスバーの端部とが接合されていることを特徴とするものである。

バスバーの間にスペーサが配置された樹脂成形品では、樹脂成形品を成形する際に、バスバーとスペーサとの間に樹脂が入り込むと、その樹脂の流動圧力によってバスバーが移動したり変形したりするおそれがある。その点、本発明では、スペーサのカバー部でバスバーの端面が覆われているため、樹脂成形品を成形する際に、バスバーとスペーサとの間に不要な樹脂が入り込むことを抑制して、バスバーが移動したり変形したりすることを抑制することができ、バスバーの位置ずれや変形が発生した樹脂成形品が成形されてしまうことを抑制することができる。また、スペーサのカバー部でバスバーの端面が覆われているため、バスバーを絶縁し易くして、短絡の防止効果を高めることができる。

この場合、請求項１では、前記複数のバスバーは、少なくとも一つのバスバーの端部と他のバスバーの端部とが接合されているため、複数のバスバーを電気的に接続した回路を形成することができる。

更に、請求項２のように、前記バスバーとして三つ以上のバスバーが設けられ、各バスバーの間に、それぞれ前記スペーサが配置されているようにしても良い。このようにすれば、三つ以上のバスバーを用いて容易に所望の回路を形成することができる。

また、請求項３のように、前記スペーサとして複数のスペーサが所定間隔で配置され、少なくとも二つのスペーサの端部間が前記カバー部で塞がれているようにしても良い。このようにすれば、樹脂成形品を成形する際に、二つのスペーサの間に樹脂が入り込むことを抑制することができる。

更に、請求項４のように、前記カバー部に前記バスバーの端面が当たっているようにしても良い。このようにすれば、カバー部でバスバーの端面の位置を規制して、バスバーの位置決めをすることができる。

また、請求項５に係る発明は、金属製で板状の複数のバスバーを樹脂で被覆した樹脂成形品を製造する方法であって、前記バスバーと板状のスペーサとを有し、前記複数のバスバーが板面の少なくとも一部が対向する状態で配置されると共に、少なくとも一対の対向するバスバーの間に該バスバーの板面と平行に前記スペーサが配置される中間体であって、少なくとも一つのスペーサに該スペーサから突出して前記バスバーの端面を覆うことができるカバー部が該バスバーの外周の少なくとも一部の範囲に沿って延びるように形成されている中間体を準備する準備工程と、前記樹脂成形品の成形型に形成されたキャビティ内に前記中間体をセットするセット工程と、前記キャビティ内に樹脂を充填して前記樹脂成形品を成形する成形工程とを含み、前記成形工程において、前記スペーサのカバー部が前記バスバーの端面を該バスバーの外周の少なくとも一部の範囲で覆っており、前記準備工程において、前記複数のバスバーのうち少なくとも一つのバスバーと他のバスバーとの間に前記スペーサを挟んだ状態で該バスバーの端部を接合することを特徴とするものである。

この製造方法では、成形工程において、スペーサのカバー部でバスバーの端面が覆われているため、バスバーとスペーサとの間に不要な樹脂が入り込むことを抑制して、バスバーが移動したり変形したりすることを抑制することができ、バスバーの位置ずれや変形が発生した樹脂成形品が成形されてしまうことを抑制することができる。

この場合、請求項５では、前記準備工程において、前記複数のバスバーのうち少なくとも一つのバスバーと他のバスバーとの間に前記スペーサを挟んだ状態で該バスバーの端部を接合するようにしたので、準備工程で、バスバーの間にスペーサを挟んで仮固定した中間体を準備することができ、セット工程で、中間体を成形型のキャビティ内に容易にセットすることができる。

また、請求項６のように、前記成形工程において、前記キャビティ内に樹脂を射出して充填することで前記樹脂成形品を射出成形するようにすると良い。このようにすれば、樹脂成形品を射出成形により能率良く製造することができる。

図１は本発明の一実施例における樹脂成形品の斜視図である。 図２は中間体の斜視図である。 図３は中間体の分解斜視図である。 図４は樹脂成形品の成形時の状態を示す断面図（図１のＡ−Ａ断面図相当）である。 図５はカバー部及びその周辺部の拡大断面図である。 図６は本実施例の変形例を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、樹脂成形品１０の構成について説明する。
図１に示すように、樹脂成形品１０は、例えば、車両のエンジンルーム内に配置される車載電子部品等を電気的に接続するための電気部品であり、導電金属製のバスバー１１〜１３（図３参照）を樹脂で被覆して所定の回路を形成したものである。尚、バスバー１１〜１３のうち接続端子１４〜１６の部分は樹脂で被覆されずに露出している。また、樹脂成形品１０の表面には、複数の支持跡１７，１８が形成されている。長円状の支持跡１７は、後述する成形型２７の支持部３２（図４参照）によって形成された孔（つまり支持部３２の抜け孔）であり、円状の支持跡１８は、成形型２７の支持ピン（図示せず）によって形成された孔（つまり支持ピンの抜け孔）である。これらの支持跡１７，１８では、バスバー１３の表面が露出している。

図１乃至図４に示すように、樹脂成形品１０は、金属製で板状の複数のバスバー１１〜１３と、樹脂製で板状の複数のスペーサ１９，２０とを交互に重ねて配置した中間体２１を準備し、この中間体２１（バスバー１１〜１３及びスペーサ１９，２０）をインサート射出成形により樹脂で被覆して製造したものである。本実施例では、樹脂成形品１０は、三つのバスバー１１〜１３（第１のバスバー１１，第２のバスバー１２，第３のバスバー１３）と、二つのスペーサ１９，２０（第１のスペーサ１９，第２のスペーサ２０）とを備えている。

樹脂成形品１０を形成する樹脂材料、つまり、中間体２１（バスバー１１〜１３及びスペーサ１９，２０）を被覆する樹脂材料としては、例えば、ガラス繊維入りのＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ガラス繊維入りのＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の絶縁性や耐熱性を有する樹脂材料が用いられる。

バスバー１１〜１３は、導電性を有する金属板を打ち抜き加工して形成され、本体部が略四角形に形成されている。各バスバー１１〜１３の端部には、それぞれ他の電子部品等に電気的に接続するための接続端子１４〜１６が設けられている。バスバー１１〜１３を形成する金属材料としては、例えば、銅合金、アルミ合金等の導電性を有する金属材料が用いられる。

スペーサ１９，２０は、絶縁性を有する樹脂を射出成形して形成され、本体部が略四角形に形成されている。スペーサ１９，２０を形成する樹脂材料としては、例えば、ガラス繊維入りのＰＰＳ、ガラス繊維入りのＰＢＴ等の絶縁性や耐熱性を有する樹脂材料が用いられる。尚、スペーサ１９，２０を形成する樹脂材料は、中間体２１を被覆する樹脂材料と同じ材料を用いるようにしても良い。

図２乃至図４に示すように、バスバー１１〜１３は、本体部の板面の全部又は一部が対向する状態（本体部の板面に対して垂直方向に見て板面の全部又は一部が重なる状態）で平行に固定され、各バスバー１１〜１３の間に、それぞれスペーサ１９，２０が配置されている。この場合、対向する第１のバスバー１１と第２のバスバー１２との間には、バスバー１１，１２の板面と平行に第１のスペーサ１９が配置され、対向する第２のバスバー１２と第３のバスバー１３との間には、バスバー１２，１３の板面と平行に第２のスペーサ２０が配置されている。これにより、第１のスペーサ１９と第２のスペーサ２０は、第２のバスバー１２を挟んで所定間隔で配置されている。尚、図２に示すように、各バスバー１１〜１３の接続端子１４〜１６は、互いに対向しない（重ならない）ように異なる位置に設けられている。
以下、説明の便宜上、接続端子１４〜１６が設けられている側を「端子側」、その反対側を「反端子側」ということもある。

図２乃至図４に示すように、第３のバスバー１３の反端子側の端部には、段差部２２を介して断面Ｕ字形状の接合部２３が設けられ、第１のバスバー１１の反端子側の端部には、第３のバスバー１３の接合部２３に挿入可能な平板状の接合部２４が設けられている。第１のバスバー１１と第３のバスバー１３との間に第１及び第２のスペーサ１９，２０及び第２のバスバー１２が挟まれた状態で、第３のバスバー１３の接合部２３に第１のバスバー１１の接合部２４が挿入されて、第３のバスバー１３の接合部２３と第１のバスバー１１の接合部２４とが接合されて電気的に接続されている。接合部２３と接合部２４は、例えば、かしめ、ねじ止め、接着、溶着等によって接合されている。

また、第１のスペーサ１９の外周部には、第１のスペーサ１９から突出して第２のバスバー１２の端面を覆うカバー部２５が形成されている。この第１のスペーサ１９のカバー部２５は、第２のバスバー１２の外周のほぼ全周に沿って延びるように形成されているが、第２のバスバー１２の接続端子１５に対応する部分にはカバー部２５が形成されていない。つまり、第１のスペーサ１９のカバー部２５は、第２のバスバー１２の外周のうち接続端子１５以外の範囲で第２のバスバー１２の端面を覆っている。

更に、第２のスペーサ２０の外周部には、第２のスペーサ２０から突出して第２のバスバー１２の端面を覆うカバー部２６が形成されている。この第２のスペーサ２０のカバー部２６は、第２のバスバー１２の外周のうち反端子側の端部に沿って延びるように形成されている。つまり、第２のスペーサ２０のカバー部２６は、第２のバスバー１２の外周のうち反端子側の端部の範囲で第２のバスバー１２の端面を覆っている。

図４に示すように、第１のスペーサ１９のカバー部２５の内周面に、第２のスペーサ２０の外周面（端面）が当接して、二つのスペーサ１９，２０の端部間がカバー部２５で塞がれている。第２のスペーサ２０のカバー部２６が形成された範囲では、第１のスペーサ１９のカバー部２５と第２のスペーサ２０のカバー部２６とが重なった状態で第２のバスバー１２の端面を覆っている。

尚、図５に示すように、第２のバスバー１２の端子側（図５では右側）では、第１のスペーサ１９のカバー部２５と第２のバスバー１２の端面との間に隙間が設けられているが、これに限定されず、図６に示すように、第１のスペーサ１９のカバー部２５の内周面に第２のバスバー１２の端面が当たっているようにして、第１のスペーサ１９のカバー部２５と第２のバスバー１２の端面との間に隙間が無いようにしても良い。このようにすれば、カバー部２５でバスバー１２の端面の位置を規制して、バスバー１２の位置決めをすることができる。

次に、樹脂成形品１０の製造方法について説明する。
図４に示すように、樹脂成形品１０を射出成形するための成形型２７は、下型２８と、この下型２８に対して上下方向に開閉移動可能な上型２９とを備えている。これらの下型２８と上型２９に、樹脂成形品１０を成形するためのキャビティ３０が形成され、このキャビティ３０内に樹脂材料Ｐを射出する射出ゲート３１が下型２８に設けられている。また、下型２８と上型２９には、中間体２１（例えば第３のバスバー１３の接合部２３）を挟んで支持する複数の支持部３２が設けられ、下型２８及び上型２９には、中間体２１（例えば第３のバスバー１３の本体部）を受け支える複数の支持ピン（図示せず）が設けられている。

樹脂成形品１０を製造する場合には、まず、中間体２１を準備する準備工程を実行する。この準備工程では、図２及び図３に示すように、三つのバスバー１１〜１３と二つのスペーサ１９，２０とを交互に重ねて、第１のバスバー１１と第３のバスバー１３との間に第１及び第２のスペーサ１９，２０及び第２のバスバー１２が挟まれた状態とする。この状態で、第３のバスバー１３の接合部２３を第１のバスバー１１の接合部２４を挟むように折り返して、第３のバスバー１３の接合部２３と第１のバスバー１１の接合部２４とを接合する。これにより、三つのバスバー１１〜１３の板面が対向する状態でバスバー１１〜１３が平行に配置されると共に、各バスバー１１〜１３の間にそれぞれスペーサ１９，２０がバスバー１１〜１３の板面と平行に配置された中間体２１を作製する。この中間体２１は、第１のスペーサ１９に該スペーサ１９から突出して第２のバスバー１２の端面を覆うカバー部２５が形成され、第２のスペーサ２０に該スペーサ２０から突出して第２のバスバー１２の端面を覆うカバー部２６が形成されている。

この後、成形型２７のキャビティ３０内に中間体２１をセットするセット工程を実行する。このセット工程では、上型２９を上昇させて成形型２７を開いた状態で、下型２８に中間体２１をセットした後、上型２９を下降させて成形型２７を閉じる。これにより、中間体２１が支持部３２や支持ピンに支持された状態（第３のバスバー１３の接合部２３が支持部３２で挟まれて支持されると共に、第３のバスバー１３の本体部が上下両側から支持ピンで挟まれて受け支えられた状態）で、キャビティ３０内にセットされる。

この後、キャビティ３０内に樹脂を充填して樹脂成形品１０を成形する成形工程を実行する。この成形工程では、射出ゲート３１からキャビティ３０内に加熱溶融した樹脂材料Ｐを射出して充填することで、中間体２１（バスバー１１〜１３及びスペーサ１９，２０）を樹脂で被覆した樹脂成形品１０を射出成形する。この際、本実施例では、射出ゲート３１からキャビティ３０内に射出された樹脂材料Ｐは、中間体２１の反端子側から端子側に向かって中間体２１の周囲に沿って流れた後、中間体２１の端子側で合流する（図５参照）。この成形工程において、第１のスペーサ１９のカバー部２５は、第２のバスバー１２の外周のうちほぼ全周の範囲（接続端子１５以外の範囲）で第２のバスバー１２の端面を覆っている。第２のスペーサ２０のカバー部２６は、第２のバスバー１２の外周のうち反端子側の端部の範囲で第２のバスバー１２の端面を覆っている。

この後、上型２９を上昇させて成形型２７を開いて、中間体２１（バスバー１１〜１３及びスペーサ１９，２０）を樹脂で被覆した樹脂成形品１０を取り出す取出工程を実行する。これにより、樹脂成形品１０の製造が完了する。

以上説明した本実施例では、スペーサ１９，２０のカバー部２５，２６でバスバー１２の端面が覆われていると共に、二つのスペーサ１９，２０の端部間がカバー部２５で塞がれているため、樹脂成形品１０を成形する際に、バスバー１２とスペーサ１９，２０との間や二つのスペーサ１９，２０の間に不要な樹脂が入り込むことを抑制して、バスバー１２が移動したり変形したりすることを抑制することができ、バスバー１２の位置ずれや変形が発生した樹脂成形品１０が成形されてしまうことを抑制することができる。また、スペーサ１９，２０のカバー部２５，２６でバスバー１２の端面が覆われているため、バスバー１２を絶縁し易くして、短絡の防止効果を高めることができる。

例えば、図５に示すように、キャビティ３０内に射出された樹脂材料Ｐは、中間体２１の周囲に沿って流れた後、中間体２１の端子側で合流する。樹脂材料Ｐの合流部付近においても、第１のスペーサ１９のカバー部２５で第２のバスバー１２の端面が覆われていると共に、二つのスペーサ１９，２０の端部間がカバー部２５で塞がれているため、樹脂成形品１０を成形する際に、バスバー１２とスペーサ１９，２０との間や二つのスペーサ１９，２０の間に樹脂が入り込むことを抑制することができる。

また、本実施例では、第３のバスバー１３の接合部２３と第１のバスバー１１の接合部２４とが接合されているため、第１及び第３のバスバー１１、１３を電気的に接続した回路を形成することができる。

更に、本実施例では、三つのバスバー１１〜１３が設けられ、各バスバー１１〜１３の間に、それぞれスペーサ１９，２０が配置されているため、三つのバスバー１１〜１３を用いて容易に所望の回路を形成することができる。

また、本実施例では、準備工程において、第１のバスバー１１と第３のバスバー１３との間に第１及び第２のスペーサ１９，２０及び第２のバスバー１２を挟んだ状態で第３のバスバー１３の接合部２３と第１のバスバー１１の接合部２４とを接合して中間体２１を作製するようにしたので、準備工程で、第１及び第３のバスバー１１，１３の間に第１及び第２のスペーサ１９，２０及び第２のバスバー１２を挟んで仮固定した中間体２１を準備することができ、セット工程で、中間体２１を成形型２７のキャビティ３０内に容易にセットすることができる。

また、本実施例では、成形工程において、キャビティ３０内に樹脂を射出して充填することで樹脂成形品１０を射出成形するようにしたので、樹脂成形品１０を射出成形により能率良く製造することができる。

尚、上記実施例では、第１のスペーサ１９のカバー部２５は、第２のバスバー１２の外周のほぼ全周（接続端子１５以外の範囲）に沿って形成し、第２のスペーサ２０のカバー部２６は、第２のバスバー１２の外周のうち一部の範囲に沿って形成したが、これに限定されず、第２のスペーサ２０のカバー部２６も、第２のバスバー１２の外周のほぼ全周に沿って形成するようにしても良い。また、第１のスペーサ１９のカバー部２５と第２のスペーサ２０のカバー部２６とが重なった状態で第２のバスバー１２の端面を覆うようにしても良い。或は、第１のスペーサ１９と第２のスペーサ２０のうち一方のみにカバー部を形成するようにしても良い。

また、第１のスペーサ１９のカバー部２５が第１のバスバー１１の端面を、或は、第２のスペーサ２０のカバー部２６が第３のバスバー１３の端面を覆うようにしても良い。更に、例えば、第１のスペーサ１９のカバー部２５を、第１のスペーサ１９の両側に配置される第１及び第２のバスバー１１，１２の夫々の端面を覆うように形成しても良い。

また、第２のバスバー１２の端面を覆うカバー部を、必ずしも第２のバスバー１２の外周のほぼ全周に沿って形成する必要はなく、第２のバスバー１２の外周の一部の範囲のみに沿って形成するようにしても良い。この場合、カバー部を形成する範囲は、カバー部が無い場合にバスバーとスペーサとの間に樹脂が入り込み易い範囲に設定すると良い。このようにすれば、バスバーとスペーサとの間に入り込む樹脂の流れを遮る位置にカバー部を形成することができる。その際、カバー部を形成する範囲（つまり、カバー部が無い場合にバスバーとスペーサとの間に樹脂が入り込み易い範囲）は、例えば、カバー部が無い場合の樹脂の流れを推測（計算）する流動解析を行って、その解析結果に基づいて設定する。或は、カバー部が無い場合の実際の樹脂の流れを調べる実験を行って、その実験結果に基づいて設定するようにしても良い。

また、上記実施例では、第１のバスバー１１と第３のバスバー１３を接合するようにしたが、これに限定されず、接合するバスバーの組み合わせを変更しても良い。或は、バスバー同士を接合しない構成としても良い。
また、上記実施例では、準備工程で中間体２１を作製するようにしたが、これに限定されず、中間体２１を外部から入手するようにしても良い。

また、上記実施例では、中間体２１を作製した後、その中間体２１を成形型２７のキャビティ３０内にセットするようにしたが、これに限定されず、成形型２７の下型２８にバスバー１１〜１３やスペーサ１９，２０をセットしながら中間体２１を組み立てて作製することで成形型２７のキャビティ３０内に中間体２１をセットするようにしても良い。

その他、本発明は、バスバーやスペーサの形状や数、各バスバーに設ける接続端子の形状や数を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１０…樹脂成形品、１１〜１３…バスバー、１９，２０…スペーサ、２１…中間体、２３，２４…接合部、２５，２６…カバー部、２７…成形型、３０…キャビティ

Claims (6)

1. 金属製で板状の複数のバスバーを樹脂で被覆した樹脂成形品において、
   前記複数のバスバーは、板面の少なくとも一部が対向する状態で固定され、
   少なくとも一対の対向するバスバーの間には、該バスバーの板面と平行に板状のスペーサが配置され、
   少なくとも一つのスペーサには、該スペーサから突出して前記バスバーの端面を覆うカバー部が該バスバーの外周の少なくとも一部の範囲に沿って延びるように形成され、
   前記複数のバスバーは、少なくとも一つのバスバーの端部と他のバスバーの端部とが接合されていることを特徴とする樹脂成形品。
2. 前記バスバーとして三つ以上のバスバーが設けられ、各バスバーの間に、それぞれ前記スペーサが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品。
3. 前記スペーサとして複数のスペーサが所定間隔で配置され、少なくとも二つのスペーサの端部間が前記カバー部で塞がれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形品。
4. 前記カバー部に前記バスバーの端面が当たっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の樹脂成形品。
5. 金属製で板状の複数のバスバーを樹脂で被覆した樹脂成形品を製造する方法であって、
   前記バスバーと板状のスペーサとを有し、前記複数のバスバーが板面の少なくとも一部が対向する状態で配置されると共に、少なくとも一対の対向するバスバーの間に該バスバーの板面と平行に前記スペーサが配置される中間体であって、少なくとも一つのスペーサに該スペーサから突出して前記バスバーの端面を覆うことができるカバー部が該バスバーの外周の少なくとも一部の範囲に沿って延びるように形成されている中間体を準備する準備工程と、
   前記樹脂成形品の成形型に形成されたキャビティ内に前記中間体をセットするセット工程と、
   前記キャビティ内に樹脂を充填して前記樹脂成形品を成形する成形工程とを含み、
   前記成形工程において、前記スペーサのカバー部が前記バスバーの端面を該バスバーの外周の少なくとも一部の範囲で覆っており、
   前記準備工程において、前記複数のバスバーのうち少なくとも一つのバスバーと他のバスバーとの間に前記スペーサを挟んだ状態で該バスバーの端部を接合することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
6. 前記成形工程において、前記キャビティ内に樹脂を射出して充填することで前記樹脂成形品を射出成形することを特徴とする請求項５に記載の樹脂成形品の製造方法。

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