JP6887879B2 - バスバーおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配電用のバスバーおよびその製造方法に関する。

様々な部品を電気的に接続するためにバスバーが用いられる。例えば、電気自動車などの車両に用いられるバスバーでは、作業者の接触や他の部品との接触を鑑みて、バスバーに絶縁被膜が形成される。

特許文献１には、金属板から半抜き加工により形成される電子部品用パッケージが開示される。半抜き加工では、ダイの半抜き孔の上に載置された金属板が半抜きパンチにより押圧されて、半抜き孔に突き出るように凸部が金属板に形成される。次に、金属板に形成された凸部を半抜き加工と逆方向に打ち抜いて、金属板から電子部品用パッケージが形成される。

特開２００４−４７７５０号公報

ところで、バスバーに絶縁被膜を形成する場合、絶縁被膜を設ける金属板にバリや小さな段差があると、絶縁被膜に絶縁破壊が生じる可能性が高まる。そのため、絶縁被膜を設ける金属板は、滑らかであることが好ましい。特許文献１に開示される電子部品用パッケージは、金属板と分離した側面にバリや小さな段差が残る可能性がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁被膜の耐久性を向上したバスバーを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、板材により形成されるバスバーであって、両板面の側方に位置する両側面と、両板面と両側面が交差するそれぞれの角を、丸く湾曲して形成される丸角部と、両板面および両側面の所定範囲に形成された絶縁被膜部と、を備える。両側面は、丸角部の間に凹んで形成された凹部を有する。

本発明の別の態様は、バスバーの製造方法である。この製造方法は、板材を面直方向に途中までプレスして板材に突出した部分を形成する半抜き工程と、板材の突出した部分を半抜き工程の逆方向にプレスしてバスバーの一次成形品を打ち抜く打ち抜き工程と、一次成形品の両側面を凹ませる凹部を形成するプレス加工をする側面プレス工程と、凹部が延在する範囲に収まるように一次成形品に絶縁被膜を形成する絶縁形成工程と、を有する。

本発明によれば、絶縁被膜の耐久性を向上したバスバーを提供できる。

実施例のバスバーの斜視図である。 凹部の一部を拡大して示すバスバーの部分斜視図である。 図１に示すバスバーの線分Ａ−Ａ断面図である。 バスバーの製造工程を示す図である。 バスバーの製造工程を示す図であって、図４に示すバスバーの製造工程の続きを示す図である。 側方プレス工程を実行した一次成形品の断面を示す図である。

図１は、実施例のバスバー１０の斜視図である。バスバー１０は、配電のため車両に設けられ、各部品を電気的に接続する。たとえば、バスバー１０は、電気自動車やハイブリッド自動車のインバータ、バッテリ等の高電圧装置内に使用され、大きな電流が流される。

バスバー１０は、電気的に接続する部品の配置などにより様々な形状にされるため、図１に示す形状に限定されないが、金属板材を打ち抜いて形成されるため、少なくとも板状である。安価な金属板材を用いることで製造コストを低減できる。

バスバー１０は、一対の連結端部２０と、絶縁被膜部２６と、一対の凹部３０とを備える。連結端部２０は、バスバー１０の両端に位置し、ボルト等により固定される孔を有する。連結端部２０には、絶縁被膜部２６が形成されておらず、金属材である導電部１２が露出している。

絶縁被膜部２６は、バスバー１０の両端の連結端部２０を除いて導電部１２の表面に形成される。絶縁被膜部２６は、第１板面２２ａおよび第２板面２２ｂと、両方の側面２４との設定された範囲に形成される。バリや小さな段差の上に絶縁被膜を形成すると、配電時にバリや段差が局部的に高電界となって、絶縁破壊が生じて絶縁被膜が剥がれるおそれがある。また、絶縁破壊を抑えるため絶縁被膜を分厚く形成すると、製造コストがかかる。

そこで、実施例のバスバー１０は、凹部３０を両方の側面２４に凹んで形成し、金属板材を打ち抜いた際に発生するバリや段差を潰して滑らかにすることができる。これにより、絶縁被膜部２６の耐久性が向上し、絶縁被膜部２６を薄くして製造コストを抑えることができる。

図２は、凹部３０の一部を拡大して示すバスバー１０の部分斜視図である。絶縁被膜部２６の両端の被膜境界２８は、凹部３０に重なっており、凹部３０は、絶縁被膜部２６が設定された範囲に形成される。つまり、凹部３０は、絶縁被膜部２６の設定範囲より長く延在し、絶縁被膜部２６は凹部３０が形成されている範囲に設けられる。これにより、絶縁被膜部２６が形成される範囲のバスバー１０の面を滑らかにできる。

図３は、図１に示すバスバー１０の線分Ａ−Ａ断面図である。凹部３０は、側面２４の中央部分が最も凹むように湾曲し、断面が円弧状に形成される。

バスバー１０は、第１板面２２ａと両方の側面２４が交差する角を、丸く湾曲して形成された第１丸角部３２ａと、第２板面２２ｂと両方の側面２４が交差する角を、丸く湾曲して形成された第２丸角部３２ｂとを備える。バスバー１０の角を丸く湾曲させることで、絶縁被膜部２６の絶縁破壊が発生する可能性を低減できる。なお、第１板面２２ａおよび第２板面２２ｂを区別しない場合、「両板面２２」といい、第１丸角部３２ａおよび第２丸角部３２ｂを区別しない場合、「丸角部３２」という。丸角部３２は、両板面２２と側面２４の境界に位置する。

凹部３０は、第１丸角部３２ａおよび第２丸角部３２ｂの丸みを残すように、第１丸角部３２ａおよび第２丸角部３２ｂの間に凹んで形成される。これにより、バスバー１０のの角および側面２４を滑らかにできる。

図４は、バスバー１０の製造工程を示す図である。また、図５は、バスバー１０の製造工程を示す図であって、図４に示すバスバー１０の製造工程の続きを示す。なお、図４および図５に示す板材４０の断面は、図３に示すバスバー１０の断面と同じ視点であり、バスバー１０の長手方向に沿って見た図である。

図４（ａ）に示すように、板材４０がダイ４４の上に載置され、パンチ４２によりプレスされる半抜き工程が実行される。半抜き加工では、パンチ４２の幅Ｌ１は、ダイ４４の孔の幅Ｌ２より大きい。パンチ４２の幅Ｌ１は、バスバー１０の板幅よりも大きく、ダイ４４の孔の幅Ｌ２は、バスバー１０の板幅と同じである。

図４（ｂ）に示す半抜き工程では、パンチ４２により板材４０を面直方向に板厚の途中までプレスして板材４０に突出した部分４６が形成される。半抜き工程では、１度に板材４０を打ち抜かず、途中で止める。例えば、パンチ４２が板材４０をプレスする半抜き量は、板材４０の板厚Ｔの０．５から０．８倍の距離に収まるように設定される。半抜き工程により、丸く湾曲した第１丸角部３２ａが形成される。

図５（ａ）に示す次の打ち抜き工程では、板材４０の突出した部分４６が、半抜き工程とは逆方向からプレスされる。これにより、突出した部分４６が分離され、図５（ｂ）に示すように、バスバー１０の一次成形品４８が打ち抜かれる。なお、打ち抜き工程で、平押しをするのではなく、パンチとダイにより突出した部分４６を打ち抜いて一次成形品４８を取り出してよい。

図５（ｂ）に示すように、半抜き工程と逆方向にプレスして一次成形品４８を打ち抜くことで丸く湾曲した第２丸角部３２ｂが形成される。このように、半抜き工程と逆方法に打ち抜く打ち抜き工程を組み合わせることで、バスバー１０の丸角部３２を全て丸くできる。

図５（ｂ）に示すように、バスバー１０の一次成形品４８は、板材４０から分離される箇所である側面２４の中途位置にバリや段差が形成されることがある。そこで、図５（ｃ）に示す側方プレス工程で、一次成形品４８の両側面を凹ませて凹部３０を形成する。

側方プレス工程では、一対のプレス部５０が一次成形品４８の側面をプレスする。プレス部５０の押圧面５０ａは半円筒状に湾曲する。

側方プレス工程では、第１丸角部３２ａおよび第２丸角部３２ｂの丸みを残して板幅方向５２にプレスして、湾曲した凹部３０が形成される。これにより、丸角部３２を残しつつ、半抜き工程および打ち抜き工程で一次成形品４８の側面に形成されたバリや段差を滑らかにすることができる。

側方プレス工程の後、一次成形品４８の所定の範囲の表面に絶縁被膜が形成される絶縁形成工程が実行される。絶縁被膜部２６は、例えば、一次成形品４８に塗布されて乾燥されて形成され、または、一次成形品４８にエポキシフィルムやポリイミドフィルムなどの絶縁テープを貼付されて形成される。なお、絶縁形成工程のあと、用途に応じてバスバー１０は屈曲されてよい。

このように、板材４０を面直方向に板厚の途中までプレスして板材４０に突出した部分４６を形成する半抜き工程と、板材４０の突出した部分４６を半抜き工程の逆方向にプレスしてバスバー１０の一次成形品４８を打ち抜く打ち抜き工程と、一次成形品４８の両側面を凹ませる凹部３０を形成するプレス加工をする側面プレス工程と、凹部３０が延在する範囲に収まるように一次成形品４８に絶縁被膜を形成する絶縁形成工程と、によりバスバー１０が製造される。

図６は、側方プレス工程を実行した一次成形品４８の断面を示す。側方プレス工程により一次成形品４８の側面２４に凹部３０が形成されている。

凹部３０の凹み量Ｑは、半抜き工程におけるパンチ４２の幅Ｌ１とダイ４４の孔の幅Ｌ２の差以上に大きくなるように設定される。これは、パンチ４２の幅Ｌ１とダイ４４の孔の幅Ｌ２の差に応じた段差が側面２４に形成される可能性があるため、その段差を滑らかにするためである。これにより凹部３０は、パンチ４２の幅Ｌ１とダイ４４の孔の幅Ｌ２の差以上に凹み、側面２４にバリや段差が残る可能性を極めて低減できる。

側方プレス工程でのプレス部５０の押圧面５０ａは、第１アール端Ｒａおよび第２アール端Ｒｂを通る曲率に設定される。第１アール端Ｒａおよび第２アール端Ｒｂは、第１丸角部３２ａおよび第２丸角部３２ｂの側面２４での境界である。

押圧面５０ａの曲率半径ｒは、第１アール端Ｒａおよび第２アール端Ｒｂの位置と、板材４０（バスバー１０）の板厚Ｔにもとづいて設定されてよい。これにより、丸角部３２を残しつつ、側面２４の側面に滑らかな凹部３０を形成することができる。

バスバー１０は、高電圧で用いられる板厚を有し、例えば２ミリメートルから５ミリメートルの範囲の板厚で形成される。２ミリメートル以上の板厚を有することで、側方プレス工程を容易に実行できる。板材４０としてアルミを用いることで、側方プレス工程を容易にするバスバー１０の板厚Ｔを確保しやすい。なお、板材４０として銅やステンレス鋼など他の導電性の金属を用いてもよい。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０ バスバー、 １２ 導電部、 ２０ 連結端部、 ２２ 両板面、 ２２ａ 第１板面、 ２２ｂ 第２板面、 ２４ 側面、 ２６ 絶縁被膜部、 ２８ 被膜境界、 ３０ 凹部、 ３２ａ 第１丸角部、 ３２ｂ 第２丸角部、 ３２ 丸角部、 ４０ 板材、 ４２ パンチ、 ４４ ダイ、 ４８ 一次成形品、 ５０ プレス部、 ５０ａ 押圧面。

Claims (3)

1. 板材により形成されるバスバーの製造方法であって、
   板材を面直方向に途中までプレスして板材に突出した部分を形成する半抜き工程と、
   板材の突出した部分を前記半抜き工程の逆方向にプレスしてバスバーの一次成形品を打ち抜く打ち抜き工程と、
   前記一次成形品の両側面を凹ませる凹部を形成するプレス加工をする側面プレス工程と、
   前記凹部が延在する範囲に収まるように前記一次成形品に絶縁被膜を形成する絶縁形成工程と、を有することを特徴とするバスバーの製造方法。
2. 前記側面プレス工程は、半抜き加工により形成された角の丸みを残して板幅方向にプレスして、湾曲した前記凹部を形成することを特徴とする請求項１に記載のバスバーの製造方法。
3. 前記半抜き工程は、該バスバーの板幅より大きい幅のパンチと、前記パンチの幅より小さい幅のダイの孔により、板材を面直方向に板厚の途中までプレスして板材に突出した部分を形成し、
   前記側面プレス工程により形成される前記凹部は、前記パンチと前記ダイの幅の差以上に凹むように形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のバスバーの製造方法。

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