JP7007512B1 - 導電部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁フィルムを挟持する２つの金属板を樹脂被覆した導電部材を効率良く生産する。【解決手段】２つの金属板３０，４０の間に絶縁フィルム１０が介在する導電部材１００の製造方法であって、絶縁フィルム１０が少なくとも部分的に露出するように、絶縁フィルム１０を絶縁性の第１の樹脂２０によって被覆した中間品６０を生成する一次成形工程と、この中間品６０における絶縁フィルム１０の露出部分の少なくとも一部を２つの金属板３０，４０の間に挟み込んだ状態で、２つの金属板３０，４０における絶縁フィルムの挟持部３２，４２を絶縁性の第２の樹脂５０によって被覆する二次成形工程とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、バスバー等の導電性を有する２つの金属板の間に絶縁フィルムを介在させた導電部材とその製造方法に関する。

従来から、例えば電気自動車に搭載されるインバータやコンバータなどの電力変換装置では、大電流が流れる経路の配線にバスバーと呼ばれる導電部材が用いられている。バスバーは、銅やアルミニウム、その他の合金などの導電性の金属板を、所望の形状に成形した剛性を有する配線部材である。バスバーは、比較的大きな断面積を有するため電気抵抗が低く、またバスバー同士を面接触させることができることから電流の損失を小さくできるという利点がある。

また、２つのバスバーの間に絶縁層を介在させて積層した導電部材も知られている。すなわち、一般的にバスバーに電流を発生させるとその周囲に磁界が発生するが、例えば電気自動車のバスバーのように大電流が流れるものであると、磁界による電流の損失が無視できないものとなり、電力量消費率（電費）が悪化して連続航続距離が短くなるという問題がある。その結果、電気自動車の連続航続距離を長距離化するために、蓄電池の大型化が必要になってしまう。このような磁界による電流の損失を抑制するための方策として、前述のように、バスバーを絶縁層を挟んで２つ重ね合わせた積層構造が提案されている。このように、積層された２つのバスバーに逆方向の電流を発生させることで磁界を相殺することができる。このとき、２つのバスバーの間のギャップ、すなわち絶縁層の厚みをできるだけ小さくすることで、インダクタンスを最小化し、電流の損失を抑えることができる。

このようなバスバーの積層構造に関して、例えば特許文献１には、２つのバスバーをインサートとして、これらのバスバーの間に絶縁性樹脂をモールドしたバスバーモジュール及びその製造方法が開示されている。また、特許文献２には、２つのバスバーの間に絶縁フィルム（スペーサポリマ部）を介在させたモールド成形体が開示されている。

特開２０１２－２３５６２５号公報 特開２００７－０３８４９０号公報

ところで、特許文献１のように２つのバスバーの間に絶縁性樹脂をモールドする場合、各バスバーの間のギャップが狭い（例えば０．５ｍｍ以下）ものであると、溶融樹脂をこのギャップに流し込むことが困難になる。このため、特許文献１の技術では、溶融樹脂を確実に流し込むことができる程度に各バスバーの間のギャップを大きく確保しておくことが必須となる。超低インクダンスのバスバーを実現するには、バスバー間のギャップを限りなく狭くすることが求められるが、上記のような理由から特許文献１のように絶縁性樹脂をモールドする技術ではその実現が困難である。

一方で、特許文献２のように２つのバスバーの間に絶縁フィルムを挟み込む場合、絶縁フィルムの厚みを薄くすることで、特許文献１のようにバスバーの間に絶縁性樹脂をモールドする場合と比較して、各バスバーの間のギャップを狭くすることができる。ただし、２つのバスバーが通電してしまうと漏電等が発生して電子部品の故障や火災に直結することとなる。このため、特許文献２のような技術では、絶縁フィルムを各バスバーの間からはみ出すように配置して、この絶縁フィルムに余剰部分を形成することで、各バスバーの絶縁状態を確実なものとすることが求められる。

しかしながら、非常に薄い絶縁フィルムをバスバー同士の間の介在させた後に射出成形（インサート成形）を行う場合、この絶縁フィルムの余剰部分（バスバーからはみ出した部分）は、射出成形の過程で溶融樹脂に押し流されて挙動が安定せず、結果として最終製品の品質にばらつきが生じるという問題があった。また、絶縁フィルムが非常に薄いものであると、射出成形時に、各バスバーの間で絶縁フィルムがピンと張った状態を維持することが難しい。例えばバスバーの間で絶縁フィルムに皺やヨレが生じているとバスバーのギャップが不均一となり、最終製品の品質に悪影響を与えてしまう。さらに、絶縁フィルムが非常に薄いものであると、このフィルムの両面側に精度良く２つのバスバーを配置することが難しいという課題もある。

そこで、本発明は、絶縁フィルムを挟持する２つのバスバー（金属板）を樹脂被覆した導電部材を効率良く生産できるようにすることを、主な目的とする。また、本発明は、２つのバスバーの間に極めて薄い絶縁フィルムを介在させた導電部材の効率的な生産方法を確立することで、超低インダクタンス性能を持つ導電部材を実現することを目的とする。

本発明の発明者らは、上記した従来技術の問題を解決する手段について鋭意検討した結果、絶縁フィルムの一部を絶縁樹脂で補強した後に、この絶縁フィルムの両面にバスバーを配置して絶縁樹脂で被覆することにより、極めて薄い絶縁フィルムを採用した場合でも効率的に導電部材を生産できるようになるという知見を得た。そして、本発明者らは、上記知見に基づけば、従来技術の課題を解決できることに想到し本発明を完成させた。具体的に説明すると、本発明は以下の工程又は構成を有する。

本発明の第１の側面は、導電部材１００の製造方法に関する。導電部材１００は、２つの金属板３０，４０の間に絶縁フィルム１０が介在する構造である。本発明に係る製造方法は、一次成形工程と二次成形工程を含む。

一次成形工程では、絶縁フィルム１０が少なくとも部分的に露出するように、この絶縁フィルム１０を絶縁性の第１の樹脂２０によって被覆した中間品６０を生成する。具体的には、絶縁フィルム１０が張った状態を維持できるように、絶縁フィルム１０を絶縁性の第１の樹脂２０によって補強することが好ましい。さらに具体的に説明すると、本発明では絶縁フィルム１０の両面に金属板３０，４０を配置することになるため、この絶縁フィルム１０は平面視において金属板３０，４０の配置予定部分とその他の余剰部分とに区分されることになるが、この余剰部分の大部分（９０％以上）を第１の樹脂２０によって被覆することが好ましい。一次成型工程は、射出成形工程によって絶縁フィルム１０の一部を第１の樹脂２０で被覆することとしてもよいし、予め成型された第１の樹脂２０からなる部品を絶縁フィルム１０に取り付けること（組立工程）によって絶縁フィルム１０の一部を第１の樹脂２０で被覆することとしてもよい。

二次成型工程では、中間品６０における絶縁フィルム１０の露出部分の一部又は全部を２つの金属板３０，４０の間に挟み込んだ状態で、これら２つの金属板３０，４０における絶縁フィルム１０の挟持部３２，４２を絶縁性の第２の樹脂５０によって被覆する。このとき、各金属板３０，４０の端子部３１，４１は第２の樹脂５０によって被覆せずに露出させておく必要がある。また、第２の樹脂５０は、第１の樹脂２０と同じものであってもよいし異なるものであってもよい。例えば、射出成形によって第１の樹脂２０を絶縁フィルム１０に取り付ける場合、この第１の樹脂２０が固化した後に二次成型工程が行われる。このため、第２の樹脂５０が第１の樹脂２０と同じものであったとしても、第２の樹脂５０と第１の樹脂２０の間には界面が存在することとなる。二次成型工程は、一次成型工程と同様に、射出成形工程によって各金属板３０，４０における絶縁フィルム１０の挟持部３２，４２を第２の樹脂５０で被覆することとしてもよいし、予め成型された第２の樹脂５０からなる部品を中間品６０に取り付けること（組立工程）によって各金属板３０，４０における絶縁フィルム１０の挟持部３２，４２を第２の樹脂５０で被覆することとしてもよい。

上記工程のように、本発明では、一次成型工程で絶縁フィルム１０の余剰部分を第１の樹脂２０で被覆（補強）してから、二次成型工程で２つの金属板３０，４０における絶縁フィルム１０の挟持部３２，４２を第２の樹脂５０で被覆する。これにより、例えば二次成型工程が射出成形工程であっても、絶縁フィルム１０の余剰部分は第１の樹脂２０で補強されているため、射出成形時における絶縁フィルム１０の余剰部分の挙動をコントロールすることが可能となる。また、二次成型工程時（射出成形）に、各金属板３０，４０の間で絶縁フィルム１０がピンと張った状態を維持することが容易になり、２つの金属板３０，４０の間のギャップを均一にしやすい。さらに、第１の樹脂２０によって被覆されていない絶縁フィルム１０の露出部分に各金属板３０，４０を位置合わせすることができるため、絶縁フィルム１０の両面側に２つの金属板３０，４０を精度良く配置することができる。このため、本発明によれば、最終的に得られる導電部材１００の品質のばらつきを抑えることができ、その生産効率を高めることができる。さらに、本発明によれば、絶縁フィルム１０が極めて薄いものであっても、その厚みを均一に保った状態で各金属板３０，４０の間に正確に配置することができる。このため、本発明によれば、各金属板３０，４０の間のギャップを限りなく小さくすることができ、超低インダクタンス性能を持つ導電部材１００を実現することが可能となる。なお、各金属板３０，４０の間のギャップは、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがより好ましい。

本発明において、一次成形工程は、絶縁フィルム１０の周縁の全部又は一部を第１の樹脂２０によって被覆する工程であることが好ましい。絶縁フィルム１０を２つの金属板３０，４０の間に挟み込む場合、絶縁フィルム１０の周縁に余剰部分が形成されることになるが、この周縁を第１の樹脂２０によって被覆しておくことで、前述した問題点を解消できる。

本発明において、一次成形工程は、射出成形工程であることが好ましい。具体的には、一次成型工程では、第１の樹脂１０の被覆部分に対応したキャビティを持つ第１の金型２００内に絶縁フィルム１０を配置し、そのキャビティ内に溶融した第１の樹脂２０を射出した後に、この第１の樹脂２０を固化する。これにより、第１の樹脂２０によって補強された絶縁フィルム１０からなる中間品６０を効率的に製造できる。

本発明において、一次成型工程が射出成形工程である場合に、第１の金型２００のキャビティ内に挿入される絶縁フィルム１０の一部を第１の金型２００によって固定した状態で、このキャビティ内に溶融した第１の樹脂２０を射出することが好ましい。例えば、絶縁フィルム１０の周縁部に小孔１１を形成しておき、第１の金型２００のキャビティ内にこの小孔１１に対応したピン２２１を設けておく。そして、絶縁フィルム１０を第１の金型２００内に配置する際には、絶縁フィルム１０の小孔１１に第１の金型２００のピン２２１を挿し込むことで、絶縁フィルム１０の周縁部を第１の金型２００に固定できる。これにより、絶縁フィルム１０の周縁部を第１の樹脂２０によってより確実に被覆できるようになる。

本発明において、一次成型工程は、組立工程であってもよい。具体的には、一次成形工程は、固化した第１の樹脂からなる部品を絶縁フィルム１０に取り付ける工程であってもよい。組立工程は、例えば中間品６０を小ロット生産するような場合に適している。

本発明において、二次成型工程は、射出成形工程であることが好ましい。具体的には、二次成型工程では、第２の樹脂５０の被覆部分に対応したキャビティを持つ第２の金型３００内に２つの金属板３０，４０における絶縁フィルム１０の挟持部３２，４２を配置し、そのキャビティ内に溶融した第２の樹脂５０を射出した後に、この第２の樹脂５０を固化する。一般的に、この二次成型工程（射出成形）では、２つの金属板３０，４０によって挟み込まれていない絶縁フィルム１０の余剰部分が溶融した樹脂に押し流されるため、その挙動が不安定なものとなる。一方で、本発明では、前述のとおり、この絶縁フィルム１０の余剰部分は第１の樹脂２０によって補強しているため、この余剰部分の挙動を安定化することができる。

本発明において、二次成形工程（射出成形）では、第２の金型３００により、２つの金属板３０，４０における絶縁フィルム１０の挟持部３２，４２を、一方面側又は両面側から、この絶縁フィルム１０に向かって押圧しながら、第２の金型３００のキャビティ内に溶融した第２の樹脂５０を射出することが好ましい。これにより、２つの金属板３０，４０に挟み込まれている絶縁フィルム１０の厚み（すなわち各金属板３０，４０の間のギャップ）を均一に維持しやすくなる。

本発明において、二次成型工程は、組立工程であってもよい。具体的には、二次成形工程は、固化した第２の樹脂５０を２つの金属板３０，４０における絶縁フィルム１０の挟持部３２，４２に取り付ける工程である。このような組立工程は、例えば導電部材１００を小ロット生産するような場合に適している。なお、一次成型工程と二次成型工程の方式の組み合わせ方としては、以下の例が挙げられる。
（１） 一次成型工程：射出成形、 二次成型工程：射出成形
（２） 一次成型工程：射出成形、 二次成型工程：組立
（３） 一次成型工程：組立、 二次成型工程：射出成形
（４） 一次成型工程：組立、 二次成型工程：組立

本発明の第２の側面は、導電部材１００に関する。具体的に、本発明の第２の側面に係る導電部材１００は、前述した第１の側面に係る製造方法やその他方法によって製造できる。本発明に係る導電部材１００は、絶縁フィルム１０と、この絶縁フィルム１０の両面又は片面に部分的に積層された第１の樹脂層２０と、この第１の樹脂層２０が積層されていない絶縁フィルム１０の露出部分を少なくとも部分的に挟み込むように配置された２つの金属板３０，４０と、これら２つの金属板３０，４０における絶縁フィルム１０の挟持部３２，４２を被覆する第２の樹脂層５０とを有する。なお、各金属板３０，４０の端子部３１，４１は第２の樹脂層５０によって被覆されずに露出することとなる。また、第１の樹脂層２０と第２の樹脂層５０は同じ樹脂素材からなるものであってもよいし、異なる樹脂素材からなるものであってもよい。ただし、第１の樹脂層２０と第２の樹脂層５０が同じ樹脂素材からなるものであっても、両層の間には界面が存在することとなる。

本発明によれば、絶縁フィルムを挟持する２つのバスバー（金属板）を樹脂被覆した導電部材を生産するにあたり、その生産効率を高めることができる。また、本発明によれば、２つのバスバーの間に極めて薄い絶縁フィルムを介在させた導電部材を効率的に生産できるため、超低インダクタンス性能を持つ導電部材の実現が可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る導電部材の構成要素を模式的に示した分解斜視図である。 図２は、図１に示した構成要素を組み合わせた導電部材の斜視図である。 図３は、図２のIII－IIIにおける断面構造を模式的に示した断面図である。 図４は、射出成形による一次成型工程の例を模式的に示している。 図５は、射出成形による二次成型工程の例を模式的に示している。 図６は、射出成形による二次成型工程の例を模式的に示している。 図７は、一次成型工程により得られた中間品のパターン例を示した平面図である。 図８は、一次成型工程により得られた中間品のパターン例を示した断面図である。 図９は、一次成型工程により得られた中間品と２つのバスバーの組み合わせ方の別例を模式的に示している。 図１０は、主にバスバーの形状の例を模式的に示している。 図１１は、絶縁フィルムにおける金属板の配置予定部分とその他の余剰部分の概念を説明するための図である。

以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。

図１から図３を参照して、本発明の一実施形態に係る導電部材１００について説明する。図１は、導電部材１００の構成要素を概念的に分解して示したものであり、図２は、図１に示した各構成要素を組み合わせた導電部材１００の完成品を示している。また、この完成品の導電部材１００の断面図（図２ III－III）を図３に示している。

図１に示されるように、導電部材１００は、基本的に、第１の金属板３０と、第２の金属板４０、これらの金属板３０，４０の間に介在した絶縁フィルム１０を備える。各金属板３０，４０は、それぞれ例えば大電流を扱うバスバーとして利用できる。絶縁フィルム１０は、各金属板３０，４０の絶縁状態を保つための要素である。絶縁フィルム１０によって各金属板３０，４０を絶縁することで、例えば２つの金属板３０，４０にそれぞれ逆方向の電流を流すことが可能となる。これにより、各金属板３０，４０の周りにそれぞれ逆向きの磁界が発生するため、それぞれの磁界を打ち消すことができる。これにより、各金属板３０，４０を流れる電流の損失を軽減できる。特に絶縁フィルム１０の厚みを極めて薄いものとし、各金属板３０，４０の間のギャップを狭くすることで、超低インダクタンスの導電部材１００の実現も可能となる。

各金属板３０，４０としては、一般的なバスバーを利用できる。例えば、金属板３０，４０は、銅やアルミニウム、その他の合金などの導電性を持つ板状の金属を、適宜切断加工あるいは折曲加工することにより形成できる。各金属板３０，４０は、それぞれ２つの端子部３１を有し、一方の端子部３１に入力された電気が他方の端子部３１へと流れることとなる。図１に示した実施形態において、各金属板３０，４０は、長方形の板が２箇所において折り曲げ加工されたコの字型（Ｕ字型）に成形されている。各金属板３０，４０は、図面上において、水平方向に延びる平面部と、この平面部の両端において垂直方向に起立した２つの側面部を持つ。各金属板３０，４０の水平部が、絶縁フィルム１０に直接接してこの絶縁フィルム１０を挟み込む部位（挟持部３２，４２）となり、２つの側面部がそれぞれ端子部３１，４１として機能する。

絶縁フィルム１０としては、一般的なものを利用できる。絶縁フィルム１０としては、例えばプラスチック製のフィルムを用いればよい。プラスチック素材の例は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、及び液晶ポリマ（ＬＣＰ）である。本発明によれば、極めて厚みの薄い絶縁フィルム１０を扱うことができる。インダクタンスを低減する観点から、絶縁フィルム１０の厚みは、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることが特に好ましく、０．０５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。なお、図示した例において絶縁フィルム１０は長方形に形成されているが、絶縁フィルム１０の形状はこれに限定されず適宜導電部材１００の用途に応じた形状とすることができる。

図１及び図３に示されるように、本発明に係る導電部材１００は、絶縁フィルム１０を補強するための要素として、第１の樹脂層２０をさらに備える。なお、図１に示した分解図では、本実施形態における第１の樹脂層２０の配置を分かりやすく示すために、第１の樹脂層２０を絶縁フィルム１０の表面側と裏面側に分割した層（２０ａ，２０ｂ）として描画している。ただし、後述のように第１の樹脂層２０を射出成形によって形成する場合、絶縁フィルム１０の表側と裏側に存在する第１の樹脂層２０（２０ａ，２０ｂ）に実質的な分かれ目は存在せず、両層は一体的に形成されることになる。

本実施形態において、第１の樹脂層２０は、絶縁フィルム１０の周縁を表面側と裏面側の両方から被覆するように形成される。具体的には、本実施形態において絶縁フィルム１０は四角形に成形されたものであり、第１の樹脂層２０は、この絶縁フィルム１０の四辺を全て被覆している。一方で、第１の樹脂層２０は、絶縁フィルム１０における第１の金属板と第２の金属板４０の配置予定部位は被覆しない。このため、本実施形態において、第１の樹脂層２０は、絶縁フィルム１０の四辺を表裏両面から覆うように枠状に形成されたものであり、この枠の中に各金属板３０，４０が配置されることとなる。すなわち、絶縁フィルム１０と各金属板３０，４０との間に第１の樹脂層２０が介在することなく、各金属板３０，４０は常に絶縁フィルム１０と直接接することになる。なぜならば、本発明は、各金属板３０，４０の間のギャップを可能な限り狭くすることを目的として薄い絶縁フィルム１０を採用しているが、各金属板３０，４０と絶縁フィルム１０との間に第１の樹脂層２０が介在すると、各金属板３０，４０の間のギャップが大きくなってしまい、上記目的を達成できない。このため、換言すると、第１の樹脂層２０は、絶縁フィルム１０のうちの各金属板３０，４０のいずれにも接触しない余剰部分（各金属板３０，４０からはみ出す部分）を被覆するものである。第１の樹脂層２０は、このような絶縁フィルム１０の余剰部分のうちの大部分、具体的には８０％以上、９０％以上、又は９５％以上を片面側又は両面側から被覆するものであることが好ましい。

本実施形態において、第１の樹脂層２０は、射出成形によって絶縁フィルム１０に取り付けられる。このため、第１の樹脂層２０としては、液体から個体に相転移する樹脂材料が用いられる。第１の樹脂層２０は、例えば熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂のいずれであってもよいが、射出成形時の利便性を考慮すると、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂の例は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びＡＢＳ樹脂である。また、熱硬化性樹脂の例は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル、及びジアリルフタレートである。ただし、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂については、ここに挙げたものに限定されず、その他公知の樹脂を用いることができる。

図１に示されるように、本実施形態において、絶縁フィルム１０と第１の樹脂層２０には、それぞれ複数の小孔１１，２１，２２が形成されている。これらの小孔１１，２１，２２は、絶縁フィルム１０の余剰部分に第１の樹脂層２０を射出成形によって取り付ける際に、金型の中で絶縁フィルム１０の余剰部分を固定するために形成されたものである。本実施形態では、絶縁フィルム１０の四辺全てに小孔１１が形成されているが、例えば対向する一対の長辺にのみ小孔１１を形成したり、一対の短辺にのみ小孔１１を形成するということも可能である。また、第１の樹脂層２０には、絶縁フィルム１０の小孔１１と重なる位置に設けられた第１の小孔２１と、絶縁フィルム１０の小孔１１とは重ならない位置に設けられた第２の小孔２２が形成されている。第１の樹脂層２０の第１の小孔２１は、一次成型工程において金型内で絶縁フィルム１０の小孔１１に挿し込まれるピンによって形成されたものである。一方で、第１の樹脂層２０の第２の小孔２２は、一次成型工程において金型内で絶縁フィルム１０の小孔１１には挿し込まれずに、絶縁フィルム１０を挟み込むことによってこのフィルムを抑える別のピンによって形成されたものである。

本願明細書において、絶縁フィルム１０にそれを補強するための第１の樹脂層２０を取り付けたものを、「中間品」と称する。中間品６０は、後述する一次成形工程によって得ることができる。この中間品６０は、後述する二次成型工程において、第１の金属板３０及び第２の金属板４０と一体化される。

図１から図３に示されるように、本発明に係る導電部材１００は、絶縁フィルム１０と第１の樹脂層２０とからなる中間品６０に第１の金属板３０と第２の金属板４０とを結合するための要素として、第２の樹脂層５０をさらに備える。なお、図１に示した分解図では、第１の樹脂層２０と同様に、本実施形態における第２の樹脂層５０の配置を分かりやすく示すために、第２の樹脂層５０を絶縁フィルム１０の表面側と裏面側に分割した層（５０ａ，５０ｂ）として描画している。ただし、後述のように第２の樹脂層５０を射出成形によって形成する場合、絶縁フィルム１０の表側と裏側に存在する第２の樹脂層５０（５０ａ，５０ｂ）に実質的な分かれ目は存在せず、両層は一体的に形成されることになる。

図２及び図３に示されるように、第２の樹脂層５０は、中間品６０と、絶縁フィルム１０を挟み込んでいる２つの金属板３０，４０の挟持部３２，４２とを被覆することによって、中間品６０と２つの金属板３０，４０を一体的に結合する。ただし、各金属板３０，４０の端子部３１は、第２の樹脂層５０によって被覆されておらず、第２の樹脂層５０に形成された第１の穴部５１を通じて外部に突出している。このため、２つの金属板３０，４０の絶縁状態を維持したまま、各金属板３０，４０に対してそれぞれ独立して電気を流すことができる。また、第２の樹脂層５０には、各金属板３０，４０の挟持部３２，４２（水平部分）にまで貫通する第２の穴部５２が形成されている。この第２の穴部５２は、後述する二次成型工程（射出成形工程）において金型によって各金属板３０，４０を押し込む都合上、形成されたものである。なお、この第２の穴部５２には、各金属板３０，４０に電気を流す際に発生する熱を外部に放熱する効果もある。

本実施形態において、第２の樹脂層５０は、射出成形によって形成される。このため、第２の樹脂層５０としては、第１の樹脂層２０と同様に、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が用いられる。第２の樹脂層５０は、第１の樹脂層２０と同種の樹脂材料によって形成されたものであってもよいし、異種の樹脂材料によって形成されたものでもよい。いずれの場合でも、第１の樹脂層２０と第２の樹脂層５０の間には界面が存在することになるため、最終的に得られた導電部材１００を分析すれば両層２０，５０を確認することができる。

続いて、図４から図６を参照して、本実施形態に係る導電部材１００の製造方法について説明する。図４は、第１の樹脂層２０によって絶縁フィルム１０を補強した中間品６０を得るための一次成型工程を示しており、図５及び図６は、この中間品６０と２つの金属板３０，４０を第２の樹脂層５０によって一体的に結合するための二次成型工程を示している。特に、本実施形態において、一次成型工程と二次成型工程はいずれも射出成形によって行われる。

図４（ａ）に示されるように、一次成型工程では、まず、絶縁フィルム１０と第１の金型２００を用意する。絶縁フィルム１０は、前述したものであり、余剰部分に小孔１１が形成されている。第１の金型２００は、上型２１０と下型２２０を含む。図４（ｂ）に示されるように、第１の金型２００の上型２１０と下型２２０の間に絶縁フィルム１０が挟み込まれることになるが、上型２１０と下型２２０の内側には絶縁フィルム１０の余剰部分に対応する位置にそれぞれ凹部が形成されている。この凹部以外の部位では、絶縁フィルム１０は上型２１０と下型２２０に直接接して挟み込まれることとなる。そして、これらの上型２１０と下型２２０を嵌め合わせると、これらの凹部によってキャビティ２３０（空洞）が画定される。このキャビティ２３０の形状は、前述した第１の樹脂層２０の形状に対応している。また、上型２１０には、このキャビティ２３０に繋がるゲート２１１が設けられている。ゲート２１１は一つのキャビティ２３０に対して一箇所設けられていればよいが、１つのキャビティ２３０に対して複数箇所設けることもできる。

なお、図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、絶縁フィルム１０の余剰部分には小孔１１が形成されている。そして、第１の金型２００のキャビティ２３０内には、この絶縁フィルム１０の小孔１１に挿し込まれるピン２２１が設けられている。図４に示した例では、下型２２０にピン２２１が設けられているが、これに代えて上型２１０にピンを設けることも可能である。第１の金型２００のキャビティ２３０内において絶縁フィルム１０の余剰部分は、どこにも固定されていない自由端となるが、このように余剰部分の小孔１１に挿し込まれるピン２２１を設けることで、絶縁フィルム１０の余剰部分の動きを制限できる。また、絶縁フィルム１０の小孔１１をピン２２１に挿し込むことで、絶縁フィルム１０に張力を付与した状態を維持できるため、この一次成型工程の精度を高めることが可能となる。

次に、図４（ｃ）に示されるように、第１の金型２００のゲート２１１を通じてキャビティ２３０に第１の樹脂層２０を形成するための溶融樹脂２０´を射出する。なお、溶融樹脂２０´としては、一般的に熱可塑性樹脂が用いられる。この場合、キャビティ２３０内に射出される溶融樹脂２０´は高温状態となっている。その後、キャビティ２３０内において溶融樹脂２０´を固化させる。溶融樹脂２０´として熱可塑性樹脂を用いた場合には、この樹脂をキャビティ２３０内において冷却すればよい。なお、溶融樹脂２０´として熱硬化性樹脂を用いた場合には、この樹脂を金型内において加熱すればよい。溶融樹脂２０´を固化させることによって、絶縁フィルム１０の余剰部分を被覆する第１の樹脂層２０が形成される。このようにして、図４（ｄ）に示されるように、絶縁フィルム１０の周縁を第１の樹脂層２０によって補強した中間品６０が得られる。なお、第１の樹脂層２０には、第１の金型２００のピン２２１の形状に対応した小孔２１が形成されることとなる。この第１の樹脂層２０の小孔２１は絶縁フィルム１０の小孔１１と連通しており、これらの小孔１１，２１は中間品を厚み方向に貫通したものとなる。

次に、二次成型工程では、図５（ａ）に示されるように、まず、一次成型工程で得た中間品６０と、第１の金属板３０と、第２の金属板４０と、第２の金型３００を用意する。２つの金属板３０，４０は、前述したものであり、絶縁フィルム１０に直接接する挟持部３２，４２と、その両端に設けられた端子部３１とを有する。第２の金型３００は、上型３１０と下型３２０を含む。図５（ｂ）に示されるように、第２の金型３００の上型３１０と下型３２０の間に中間品６０と２つの金属板３０，４０の挟持部３２，４２が収納されることになるが、上型３１０と下型３２０の内側には、それぞれ、これらの構成物品を収納するキャビティ３３０を形成するための凹部が形成されている。つまり、これらの上型３１０と下型３２０を嵌め合わせると、これらの凹部によってキャビティ３３０（空洞）が画定されることとなる。この第２の金型３００のキャビティ３３０の形状は、前述した第３の樹脂層５０の形状に対応している。また、上型３１０には、第１の金属板３０の端子部３１が挿し込まれる穴部３１１が形成されており、同様に、下型３２０にも、第２の金属板４０の端子部４１が挿し込まれる穴部３２１が形成されている。また、上型３１０には、このキャビティ３３０に繋がるゲート３１３が設けられている。ゲート３１３は一つのキャビティ３３０に対して一箇所設けられていればよいが、１つのキャビティ３３０に対して複数箇所設けることもできる。

また、図５（ｂ）に示されるように、第２の金型３００内では、絶縁フィルム１０のうち、第１の樹脂層２０によって被覆されていない露出部分が、各金属板３０，４０の挟持部３２，４２によって挟み込まれる。一方で、絶縁フィルム１０のうち、各金属板３０，４０の間に固定されていない余剰部分は、その大部分が第１の樹脂層２０によって被覆されたものとなる。このため、絶縁フィルム１０に第１の樹脂層２０を予め取り付けておくことで、二次成型工程を行う前に、絶縁フィルム１０の露出部分に合わせて各金属板３０，４０を配置すれば済むようになることから、絶縁フィルム１０と各金属板３０，４０の位置合わせが容易になり、さらにその精度向上にも繋がる。

また、図５に示されるように、第２の金型３００は、上型３１０と下型３２０の内面側（キャビティ３２０側の面）に複数の凸部３１２，３２２が形成されている。この凸部３１２，３２２は、上型３１０と下型３２０を嵌め合わせたときに、絶縁フィルム１０を挟み込んでいる２つの金属板３０，４０の挟持部３２，４２に当接する位置に設けられている。このため、第２の金型３００を閉じると、これらの凸部３１２，３２２によって、２つの金属板３０，４０の挟持部３２，４２が、絶縁フィルム１０に向かって押圧されることとなる。このように、２つの金属板３０，４０の挟持部３２，４２を絶縁フィルム１０に向かって付勢しながら射出成形を行うことで、この射出成形工程中に絶縁フィルム１０に皺やヨレが発生することを抑制できる。また、完成した導電部材１００においては、第２の樹脂層５０に、この第２の金型３００の凸部３１２，３２２に対応した穴部が形成されることになるが、この穴部を通じて２つの金属板３０，４０に発生した熱を外部に放熱できる。

次に、図６（ｃ）に示されるように、第２の金型３００のゲート３１３を通じてキャビティ３３０に第２の樹脂層５０を形成するための溶融樹脂５０´を射出する。なお、第２の樹脂５０用の溶融樹脂５０´としては、前述した第１の樹脂層２０用の溶融樹脂２０´と同様に、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が用いられる。その後、溶融樹脂５０´は、第２の金型３００のキャビティ３３０内において固化される。これにより、図６（ｄ）に示されるように、絶縁フィルム１０全体と、第１の樹脂層２０全体と、２つの金属板３０，４０の挟持部３２，４２とが第２の樹脂層５０内に封入された導電部材１００が得られる。なお、この導電部材１００において、２つの金属板３０，４０の端子部３１は、第２の樹脂層５０の穴部５１を通じて外部に露出したものとなる。図６（ｄ）に示した導電部材１００の構造は、基本的に図３に示したものと同じである。

続いて、図７及び図８を参照して、一次成型工程によって得られる中間品６０の様々なパターンについて説明する。まず、図７（ａ）に示したパターンでは、前述した実施形態と同様に、矩形状の絶縁フィルム１０の四辺全てを第１の樹脂層２０によって補強している。なお、このパターンにおいて、ピン留め用の小孔１１，２１は、絶縁フィルム１０及び第１の樹脂層２０の一対の長辺にのみ設けている。また、図７（ｂ）に示したパターンでは、矩形状の絶縁フィルム１０の三辺を第１の樹脂層２０によって補強している。このように、絶縁フィルム１０の全周を第１の樹脂層２０によって被覆する必要はなく、部分的に被覆しない縁部を残すことも可能である。

図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示したパターンでは、絶縁フィルム１０の対向する二辺（一対の長辺）のみを第１の樹脂層２０によって補強するとともに、この二辺の第１の樹脂層２０を繋ぐように、絶縁フィルム１０の面上を横断する第１の樹脂層２０の被覆部位をさらに設けている。図７（ｃ）では、平面視において第１の樹脂層２０がＨ字形となり、図７（ｄ）では、平面視において第１の樹脂層２０がＺ字形となる。なお、このようなパターンでは、絶縁フィルム１０の面上を横断している第１の樹脂層２０の被覆部位に重ならないように、各金属板３０，４０を配置する。

図７（ｅ）に示したパターンでは、絶縁フィルム１０の対向する二辺（一対の長辺）のみを第１の樹脂層２０によって補強し、他の二辺（一対の短辺）は露出したままとしている。このようなパターンであっても、ピン留め用の小孔１１，２１を絶縁フィルム１０及び第１の樹脂層２０に形成することで、一次成型工程時に金型の内部で絶縁フィルム１０に皺やヨレが生じることを防止できる。

図７（ｆ）に示したパターンでは、絶縁フィルム１０の隣接する二辺（長辺と短辺）のみを第１の樹脂層２０によって補強し、他の二辺（長辺と短辺）は露出したままとしている。このパターンでは、平面視において第１の樹脂層２０がＬ字形となる。このパターンでは、第１の樹脂層２０によって被覆されていない絶縁フィルム１０の角部分（図中右上の角）が不安定になるため、好ましい形態であるとはいえないが、絶縁フィルム１０上の各金属板３０，４０の配置を工夫することで、このようなパターンも採用し得る。

なお、図７に示したパターンでは、絶縁フィルム１０が長方形である場合を想定しているが、絶縁フィルム１０の形状は長方形に限らず、三角形、五角形、その他多角形や、円形、楕円形など用途に応じた様々な形状とすることができる。

図８では、中間品６０の断面を示している。なお、図８では、第１の金属板３０と第２の金属板４０の配置予定部位をそれぞれ破線で示している。図８（ａ）に示したパターンでは、前述した実施形態と同様に、絶縁フィルム１０の縁部（余剰部分）を、表面と裏面の両面側から、第１の樹脂層２０によって被覆している。このようなパターンは、例えば、絶縁フィルム１０の表側に配置する第１の金属板３０と、その裏側に配置する第２の金属板４０のサイズが同じ場合に適している。

図８（ｂ）に示したパターンでは、絶縁フィルム１０の余剰部分を、表面（一方面）側からのみ第１の樹脂層２０によって被覆しており、裏面（他方面）側には第１の樹脂層２０の被覆部分を設けずに裏面全体を露出することとしている。このようなパターンは、例えば、絶縁フィルム１０の表面側に配置する第１の金属板３０のサイズよりも、その裏側に配置する第２の金属板４０のサイズが大きいような場合に適している。

図８（ｃ）に示したパターンでは、絶縁フィルム１０の余剰部分のうちの一辺については、表面（一方面）側からのみ第１の樹脂層２０によって被覆し、裏面（他方面）側には第１の樹脂層２０の被覆部分を設けずに露出している。一方で、絶縁フィルム１０の余剰部分のうちの別の一辺については、裏面（他方面）側からのみ第１の樹脂層２０によって被覆し、表面（一方面）側には第１の樹脂層２０の被覆部分を設けずに露出している。このように、絶縁フィルム１０の辺ごとに、第１の樹脂層２０によって被覆する面を異ならせることもできる。このようなパターンは、例えば、絶縁フィルム１０の表側に配置する第１の金属板３０と、その裏側に配置する第２の金属板４０とが完全には重ならずに、部分的にずれて配置されるような場合に適している。

続いて、図９及び図１０を参照して、導電部材１００について、図１から図６で示した実施形態とは異なる変形例について説明する。まず、図９に示した例では、長方形の絶縁フィルム１０の一対の長辺の余剰部分には、表面と裏面の両面を被覆するように第１の樹脂層２０が形成されている。この一対の長辺に設けられた第１の樹脂層２０の断面形状は、図８（ａ）に示した断面と同様である。一方で、絶縁フィルム１０の一対の短辺の余剰部分のうち、一方の短辺については表面のみを被覆するように第１の樹脂層２０が形成され、他方の短辺については裏面のみを被覆するように第１の樹脂層２０（図面上描画されていない）が形成されている。この一対の短辺に設けられた第１の樹脂層２０の断面形状は、図８（ｃ）に示した断面と同様である。

また、図９に示した例では、２つの金属板３０，４０として、長方形の板状のものが採用されており、折り曲げ加工などはされていない。第１の金属板３０は、絶縁フィルム１０の表面側に、第１の樹脂層２０と重ならないように配置されている。第１の金属板３０は、絶縁フィルム１０の表面側のうち、第１の樹脂層２０が設けられていない短辺から延出しており、この延出部分が端子部３１となり、絶縁フィルム１０と重なる部分が挟持部３２となる。同様に、第２の金属板４０は、絶縁フィルム１０の裏面側に、第１の樹脂層２０と重ならないように配置される。第２の金属板４０は、絶縁フィルム１０の裏面側のうち、第１の樹脂層２０が設けられていない短辺から延出しており、この延出部分が端子部４１となり、絶縁フィルム１０と重なる部分が挟持部４２となる。このため、第１の金属板３０と第２の金属板４０とは、部分的にずれた状態で、絶縁フィルム１０の表面側と裏面側とにそれぞれ配置される。

図９（ｂ）では、第１の樹脂層２０によって補強された絶縁フィルム１０と２つの金属板３０，４０を第２の樹脂層５０によって一体的に結合した状態を示している。なお、図９（ｂ）では、第２の樹脂層５０を透明化して示している。このように、比較的扁平な導電部材１００を得ることも可能である。

図１０では、導電部材１００、特に２つの金属板３０，４０の様々なバリエーションを示している。導電部材１００（金属板３０，４０）の形状は図１０に示したものに限定されないが、図１０では、比較的汎用的に利用し得る３つのバリエーションを示している。なお、図１０（ａ２）、（ｂ２）、及び（ｃ２）は、それぞれ、図１０（ａ１）、（ｂ１）、及び（ｃ１）に示した導電部材１００について、X－Xにおける断面形状を示したものである。

図１０（ａ１）（ａ２）に示した導電部材１００において、２つの金属板３０，４０は平面視において長方形のものが用いられている。また、絶縁フィルム１０を挟み込んでいる２つの金属板３０，４０の挟持部３２，４２は、２点において直角に折り曲げられ、断面視においてクランク状に加工されている。さらに、２つの金属板３０，４０の端部を折り曲げ加工することで、各金属板３０，４０に２つの端子部３１，４１が形成されている。

また、図１０（ｂ１）（ｂ２）に示した導電部材１００においても、２つの金属板３０，４０は平面視において長方形のものが用いられている。また、絶縁フィルム１０を挟み込んでいる２つの金属板３０，４０の挟持部３２，４２は、１点において直角に折り曲げられ、断面視においてＬ字形に加工されている。さらに、２つの金属板３０，４０の端部を折り曲げ加工することで、各金属板３０，４０に２つの端子部３１，４１が形成されている。

また、図１０（ｃ１）（ｃ２）に示した導電部材１００では、２つの金属板３０，４０は、それぞれ、平面視において屈曲部位を有する八角形状となるように切断加工あるいは打ち抜き加工されている。また、この導電部材１００では、絶縁フィルム１０を挟み込んでいる２つの金属板３０，４０の挟持部３２，４２は、断面視においても、鈍角に斜めに折り曲げ加工されている。さらに、２つの金属板３０，４０の端部を折り曲げ加工することで、各金属板３０，４０に２つの端子部３１，４１が形成されている。

このように、導電部材１００の形状、特に金属板３０，４０の形状は、導電部材１００の用途に応じて適宜最適な形状に加工することが可能である。

続いて、図１１を参照し、絶縁フィルム１０に関して、２つの金属板３０，４０の「配置予定部位」とその他の「余剰部分」との用語の意義について整理する。図１１（ａ）に示したような絶縁フィルム１０と２つの金属板３０，４０の配置関係を想定した場合に、絶縁フィルム１０のうち、太字の破線で示した範囲が、配置予定部位１２となり、それ以外の部分が余剰部分１３となる。すなわち、配置予定部位１２は、絶縁フィルム１０のうち、２つの金属板３０，４０の両方又はいずれか一方と接触する部位である。この配置予定部位１２には、２つの金属板３０，４０の両方に接触する両面接触部１２ａと、２つの金属板３０，４０のいずれか一方のみに接触する片面接触部１２ｂが含まれる。図１１（ａ）に示したように、２つの金属板３０，４０の位置がずれている場合、配置予定部位１２内に片面接触部１２ｂが形成されることになる。なお、図示は省略するが、２つの金属板３０，４０の位置がずれていない場合には、配置予定部位１２は両面接触部１２ａのみとなる。一方で、余剰部分１３は、絶縁フィルム１０のうち、配置予定部位１２以外の部分である。すなわち、余剰部分１３は、２つの金属板３０，４０のいずれにも接触しない部分となる。このような余剰部分１３は、主に絶縁フィルム１０の周縁に形成されやすい。

そして、図１１（ｂ）のように絶縁フィルム１０を平面視した場合に、この絶縁フィルム１０の余剰部分１３の大部分を、両面側又は片面側から第１の樹脂層２０によって被覆することが好ましい。具体的には、余剰部分１３の８０％以上、特に９０％以上の範囲を、第１の樹脂層２０によって両面側又は片面側から被覆するとよい。一方で、絶縁フィルム１０の配置予定部位１２のうち、両面接触部１２ａに第１の樹脂層２０を形成することは不可能である。ただし、絶縁フィルム１０の配置予定部位１２のうち片面接触部１２ｂについては、金属板３０，４０が接触している面と反対側の面を、第１の樹脂層２０によって被覆することは可能である（図８（ａ）参照）。本発明では、この片面接触部１２ｂについても、その大部分（８０％又は９０％以上の範囲）を、金属板３０，４０が接触している面と反対側の面側から第１の樹脂層２０によって被覆しておくことが好ましい。

以上、本発明の好ましい実施形態について、主に第１の樹脂層２０と第２の樹脂層５０をそれぞれ射出成形によって形成する場合を例に挙げて説明した。ただし、第１の樹脂層２０と第２の樹脂層５０については、予め樹脂を固化させた部品を作成しておき、この部品を最終的に絶縁フィルム１０及び２つの金属板３０，４０と組み合わせることとしてもよい。この場合、例えば図１に示したように、第１の樹脂層２０と第２の樹脂層５０は、それぞれ、絶縁フィルム１０や２つの金属板３０，４０とは別々の構成部品として作成される。そして、最終的にこれら全ての構成部品をアッセンブリする（組み合わせる）ことによって、導電部材１００を製造することも可能である。

以上、本願明細書では、本発明の内容を表現するために、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。

１０…絶縁フィルム １１…小孔
１２…配置予定部位 １２ａ…両面接触部
１２ｂ…片面接触部 １３…余剰部分
２０…第１の樹脂層 ２１…第１の小孔
２２…第２の小孔 ３０…第１の金属板
３１…端子部 ３２…挟持部
４０…第２の金属板 ４１…端子部
４２…挟持部 ５０…第２の樹脂層
５１…第１の穴部 ５２…第２の穴部
６０…中間品 １００…導電部材
２００…第１の金型 ２１０…上型
２１１…ゲート ２２０…下型
２２１…ピン ２３０…キャビティ
３００…第２の金型 ３１０…上型
３１１…穴部 ３１２…凸部
３１３…ゲート ３２０…下型
３２１…穴部 ３２２…凸部
３３０…キャビティ

Claims (9)

1. ２つの金属板の間に絶縁フィルムが介在する導電部材の製造方法であって、
   前記絶縁フィルムが少なくとも部分的に露出するように、前記絶縁フィルムを絶縁性の固化した第１の樹脂によって被覆した中間品を生成する一次成形工程と、
   前記中間品における前記絶縁フィルムの露出部分の少なくとも一部を前記２つの金属板の間に挟み込んだ状態で、前記２つの金属板における前記絶縁フィルムの挟持部を絶縁性の第２の樹脂によって被覆する二次成形工程と、を含む
   導電部材の製造方法。
2. 前記一次成形工程は、前記絶縁フィルムの周縁の全部又は一部を前記第１の樹脂によって被覆する工程である
   請求項１に記載の製造方法。
3. 前記一次成形工程は、前記第１の樹脂の被覆部分に対応したキャビティを持つ第１の金型内に前記絶縁フィルムを配置し、そのキャビティ内に溶融した前記第１の樹脂を射出した後に、前記第１の樹脂を固化する工程である
   請求項１又は請求項２に記載の製造方法。
4. 前記一次成形工程では、前記第１の金型のキャビティ内に挿入される前記絶縁フィルムの一部を前記第１の金型によって固定した状態で、前記キャビティ内に溶融した前記第１の樹脂を射出する
   請求項３に記載の製造方法。
5. 前記一次成形工程は、固化した前記第１の樹脂を前記絶縁フィルムに取り付ける工程である
   請求項１又は請求項２に記載の製造方法。
6. 前記二次成形工程は、前記第２の樹脂の被覆部分に対応したキャビティを持つ第２の金型内に前記２つの金属板における前記挟持部を配置し、そのキャビティ内に溶融した前記第２の樹脂を射出した後に、前記第２の樹脂を固化する工程である
   請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法。
7. 前記二次成形工程では、前記第２の金型により、前記２つの金属板における前記挟持部を、一方面側又は両面側から前記絶縁フィルムに向かって押圧しながら、前記第２の金型のキャビティ内に溶融した前記第２の樹脂を射出する
   請求項６に記載の製造方法。
8. 前記二次成形工程は、固化した前記第２の樹脂を前記２つの金属板における前記絶縁フィルムの挟持部に取り付ける工程である
   請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法。
9. 絶縁フィルムと、
   前記絶縁フィルムの両面又は片面に部分的に積層された第１の樹脂層と、
   前記第１の樹脂層が固化した後に前記第１の樹脂層が積層されていない前記絶縁フィルムの露出部分を少なくとも部分的に挟み込むように配置された２つの金属板と、
   前記２つの金属板における前記絶縁フィルムの挟持部を被覆する第２の樹脂層と、を有する
   導電部材。

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