WO2025239090A1 - バスバー電線 - Google Patents

バスバー電線

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WO2025239090A1
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insulator
busbar
fire
softening point
density
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English (en)
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征人 青山
瑞木 白井
大樹 小林
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Yazaki Corp
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Yazaki Corp
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Publication date
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
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    • H02G3/04—Protective tubing or conduits, e.g. cable ladders or cable troughs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to busbar wires.
  • busbar electric wires are particularly long when routed inside large battery packs, and have bent portions at predetermined locations to suit the routing requirements. For these reasons, there are limitations to cutting busbar electric wires by press working to a shape that matches the routing requirements. For this reason, it is preferable to manufacture busbar electric wires in a straight line and then achieve the desired bends by forming them.
  • busbar wires are required to have measures that can maintain insulation for a certain period of time even in high-temperature environments.
  • fire-resistant silicone as the insulating resin, which does not require tape wrapping and can maintain insulation for a certain period of time even in high-temperature environments.
  • fire-resistant silicone is used as the insulating resin, there is a problem in that it generally has a low elongation at break and can break during the forming process.
  • the present invention was made in light of these circumstances, and its purpose is to provide a busbar wire that can maintain insulation for a certain period of time even in high-temperature environments, while ensuring manufacturability and reducing the possibility of breakage during the forming process.
  • a busbar wire is a busbar wire including a metal busbar formed into a flat shape from pure copper and an insulator covering the metal busbar, wherein the insulator contains a silicone resin as a main component and a fire-resistant filler made of a substance having a second softening point that is higher than a first softening point of the silicone resin, and has a tear strength/density of 9.7 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or more and 23.0 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or less, and a residual amount after combustion when heated at a temperature higher than the first softening point but lower than the second softening point is 36 wt % or more of the amount before combustion.
  • the present invention provides a busbar wire that can maintain insulation for a certain period of time even in high-temperature environments, while ensuring manufacturability and reducing the possibility of breakage during forming.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a bus bar wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the bus bar wire shown in FIG. 1 .
  • FIG. 1 is a perspective view showing a busbar wire according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the busbar wire shown in FIG. 1.
  • the busbar wire 1 according to this embodiment is configured to include a metal busbar 10 and an insulator 20.
  • Metal bus bar 10 is a flat component made of pure copper and having a rectangular cross section.
  • pure copper has a copper purity of 99.90% or more and may contain unavoidable impurities.
  • metal bus bar 10 has a rectangular cross section with corners, but it may also have a roughly rectangular cross section without corners.
  • the insulator 20 covers the metal bus bar 10 and has an outer shape with a rectangular cross section that matches the shape of the metal bus bar 10.
  • the insulator 20 may have a rectangular cross section with corners, like the metal bus bar 10, or it may have a roughly rectangular cross section without corners.
  • the insulator 20 is composed of a silicone resin 21 as its main component and a fire-resistant filler 22 that is blended into the silicone resin 21.
  • the insulator 20 is composed of the silicone resin 21 and the fire-resistant filler 22, but it may also include other components as long as they do not interfere with the operation of this embodiment.
  • the fire-resistant filler 22 is a so-called fire-resistant inorganic filler that has a softening point higher than that of silicone resin.
  • Typical silicone resins have a softening point (first softening point) of 350°C or higher and 450°C or lower. Therefore, the fire-resistant filler 22 has a softening point (second softening point) that is at least higher than 350°C, and preferably higher than 450°C.
  • the fire-resistant filler 22 has a softening point of 500°C or higher, or 700°C or higher, and more preferably higher than 800°C, and preferably does not soften even in an environment of 800°C for 30 minutes.
  • the refractory filler 22 may include, for example, high-melting-point glass, wollastonite, and ceramic powder.
  • ceramic powder include alumina (aluminum oxide), magnesia (magnesium oxide), calcia (calcium oxide), cordierite, silica (silicon dioxide), mullite, zircon, and zirconia (zirconium dioxide).
  • the insulator 20 made of silicone resin 21 containing such fire-resistant filler 22 has a predetermined range of tear strength (crescent shape) (kN/m) of the insulator 20 divided by the density (g/cm 3 ) of the insulator 20. Specifically, the divided value (tear strength/density) is set to be 11.5 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or more and 23.0 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or less.
  • the busbar wire 1 has a first bent portion 2a (see FIG. 1) bent in the width direction with a curvature radius equal to or greater than the plate width of the metal busbar 10 so that it can be routed along an appropriate path.
  • the busbar wire 1 also has a second bent portion 2b (see FIG. 1) bent in the thickness direction with a curvature radius equal to or greater than the plate thickness of the metal busbar 10. It is sufficient for the busbar wire 1 to have at least one first bent portion 2a or one second bent portion 2b.
  • the insulator 20 in the busbar wire 1 has a tear strength/density of 11.5 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or more and 23.0 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or less, so that a balance between tear strength and density is maintained, preventing breakage of the insulator 20 during forming with a bending radius equal to the plate width in the plate width direction and a bending radius equal to the plate thickness in the plate thickness direction.
  • the insulator 20 is designed so that the amount remaining after combustion at a specified heating level is 36 wt% or more of its pre-combustion weight.
  • the specified heating level is heating at a temperature above the softening point of the silicone resin 21 and below the softening point of the refractory filler 22.
  • the amount of refractory filler 22 is large, the amount of inorganic composite material generated after combustion (after heating) also increases, making it easier for the insulator shape to be maintained.
  • the insulator 20 is more likely to maintain its shape even when burned, ensuring its insulating properties.
  • Table 1 shows the examples and comparative examples.
  • an insulator alone was created to measure the following properties.
  • a busbar wire was created by covering a metal busbar with an insulator.
  • the insulators were made by uniformly kneading each material using two rolls and then pressing them into the shapes for each test described below. Primary vulcanization was carried out at 120°C for 10 minutes, followed by secondary vulcanization in an oven at 200°C for 4 hours.
  • busbar wires for the examples and comparative examples were produced by extruding the material uniformly mixed using two rolls through an extruder equipped with a specified core die along with a pure copper metal busbar.
  • the coating thickness was set to 2 mm.
  • the wire was subjected to primary vulcanization in a ring furnace heated to 150°C-300°C, followed by secondary vulcanization at 200°C for 4 hours.
  • test pieces were measured for density (g/cm 3 ), Shore A hardness, tensile strength (MPa), elongation at break (%), and tear strength (crescent type) (kN/m).
  • the insulator in Comparative Example 1 had a density of 1.54 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 74, a tensile strength of 5.8 (MPa), a breaking elongation of 140 (%), and a tear strength (crescent type) of 13 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 8.4 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator in Comparative Example 1 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator in Comparative Example 2 had a density of 1.30 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 62, a tensile strength of 7.8 (MPa), a breaking elongation of 330 (%), and a tear strength (crescent type) of 11 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 8.5 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g. Note that the insulator in Comparative Example 2 did not contain a fire-resistant filler.
  • the insulator of Comparative Example 3 had a density of 1.22 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 60, a tensile strength of 10.5 (MPa), a breaking elongation of 400 (%), and a tear strength (crescent type) of 28 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 23.0 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g. Note that the insulator of Comparative Example 3 did not contain a fire-resistant filler.
  • the insulator in Comparative Example 4 had a density of 1.52 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 73, a tensile strength of 6.1 (MPa), a breaking elongation of 170 (%), and a tear strength (crescent type) of 14 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 9.2 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator in Comparative Example 4 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator of Comparative Example 5 had a density of 1.51 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 72, a tensile strength of 6.3 (MPa), a breaking elongation of 200 (%), and a tear strength (crescent type) of 15 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 9.9 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator of Comparative Example 5 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator of Comparative Example 6 had a density of 1.34 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 74, a tensile strength of 6.3 (MPa), a breaking elongation of 240 (%), and a tear strength (crescent type) of 13 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 9.7 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator of Comparative Example 6 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator in Example 1 had a density of 1.31 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 71, a tensile strength of 6.5 (MPa), a breaking elongation of 260 (%), and a tear strength (crescent type) of 15 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 11.5 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator in Example 1 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator in Example 2 had a density of 1.47 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 71, a tensile strength of 6.8 (MPa), a breaking elongation of 250 (%), and a tear strength (crescent type) of 17 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 11.6 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator in Example 2 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator in Example 3 had a density of 1.44 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 70, a tensile strength of 7.3 (MPa), a breaking elongation of 300 (%), and a tear strength (crescent type) of 19 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 13.2 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator in Example 3 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator in Example 4 had a density of 1.40 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 68, a tensile strength of 7.9 (MPa), a breaking elongation of 360 (%), and a tear strength (crescent type) of 21 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 15.0 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator in Example 4 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator in Example 5 had a density of 1.36 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 67, a tensile strength of 8.4 (MPa), a breaking elongation of 420 (%), and a tear strength (crescent type) of 23 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 16.9 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator in Example 5 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator in Example 6 had a density of 1.30 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 65, a tensile strength of 9.4 (MPa), a breaking elongation of 520 (%), and a tear strength (crescent type) of 27 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 20.8 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator in Example 6 contained a fire-resistant filler.
  • the insulator of Comparative Example 7 had a density of 1.26 (g/cm 3 ), a Shore A hardness of 63, a tensile strength of 10.0 (MPa), a breaking elongation of 580 (%), and a tear strength (crescent type) of 29 (kN/m). Therefore, the tear strength/density was 23.0 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g.
  • the insulator of Comparative Example 7 contained a fire-resistant filler.
  • Bending tests and fire resistance tests were conducted on Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 as described above.
  • the bending tests were conducted by cutting the busbar wires prepared as described above to approximately 500 mm pieces and bending the resulting test pieces using a bending machine. The bending was conducted with a curvature radius equal to the width of the wire and a curvature radius equal to the thickness of the wire in the thickness direction. If the insulator did not break due to this bending, it was marked "O", and if the insulator broke, it was marked "X”. Note that the results of the bending tests were the same for all three types of busbar wires with different dimensions and regardless of the bending direction, so the results are shown together in the figures rather than individually.
  • test specimens obtained by cutting the busbar wire prepared as described above to approximately 500 mm.
  • the maximum fixed length of an automotive busbar was assumed to be 1 m.
  • a load equivalent to the 1 m length was applied to the test specimen, which was then placed in a muffle furnace and heated from room temperature until it reached 800°C, at which point it was held for 30 minutes.
  • an insulation resistance meter was connected to the insulator to constantly measure the insulation resistance. If the measurement results showed a resistance value of 0.4 M ⁇ or higher by the end of heating, it was marked as "Good.” If the resistance value was less than 0.4 M ⁇ by the end of heating, it was marked as "Poor.”
  • Comparative Example 1 received an "X” in the bending test, but an “O” in the fire resistance test, with a remaining amount of 85 wt%. Furthermore, Comparative Example 2 received an “X” in the bending test, and also an “X” in the fire resistance test. Furthermore, Comparative Example 2 did not contain any fire-resistant filler, so the remaining amount was 0 wt%.
  • Comparative Example 3 the bending test was marked “Good”, but the fire resistance test was marked “Poor”. Like Comparative Example 2, Comparative Example 3 did not contain any fire-resistant filler, and the remaining amount was 0 wt%. In Comparative Example 4, the bending test was marked “Poor”, but the fire resistance test was marked “Good”. The remaining amount was 82 wt%.
  • Example 1 the bending test and fire resistance test were both rated “Good,” with a remaining amount of 47 wt%. In Example 2, the bending test and fire resistance test were also rated “Good.” The remaining amount was 74 wt%.
  • Example 3 the bending test and fire resistance test were also evaluated as "Good.” The remaining amount was 68 wt% in Example 3, 61 wt% in Example 4, 53 wt% in Example 5, and 36 wt% in Example 6.
  • the residual amount is 36 wt% or more and the tear strength/density value is 11.5 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or more and 23.0 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or less.
  • the insulator 20 contains a fire-resistant filler 22 made of a substance with a softening point higher than that of the silicone resin 21, and the amount remaining after combustion by heating is 36 wt% or more of the amount before combustion.
  • the insulator 20 contains an amount of fire-resistant filler 22 equivalent to the remaining amount, and the presence of this amount of fire-resistant filler 22 ensures insulation for a certain period of time even in high-temperature environments. Furthermore, because the insulator 20 alone can withstand high-temperature environments, there is no need to wrap it with fire-resistant tape, ensuring manufacturability.
  • the refractory filler 22 is blended into the silicone resin 21, the density increases due to the weight of the refractory filler 22, but the tear strength decreases because the material is more likely to tear from the location of the refractory filler 22. Therefore, blending too much refractory filler 22 can lead to breakage during forming.
  • the tear strength/density is 9.7 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or more and 23.0 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or less, a balance between tear strength and density is achieved, resulting in no problems with fire resistance and no breakage during forming.
  • the tear strength/density is 11.5 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or more and 23.0 kN ⁇ cm 3 /m ⁇ g or less, suitable tear strength is ensured even for pure copper, which requires a relatively large force to bend compared to aluminum.
  • busbar wire 1 that can ensure insulation for a certain period of time even in high-temperature environments, while also ensuring manufacturability and reducing the possibility of breakage during the forming process.
  • the busbar wire 1 has at least one first bent portion 2a bent in the width direction by bending with a radius of curvature equal to or greater than the width of the metal busbar 10, or one second bent portion 2b bent in the thickness direction by bending with a radius of curvature equal to or greater than the thickness of the metal busbar 10.
  • the pure copper was described as C1020-1/2H, but the pure copper does not have to be C1020-1/2H; any other pure copper with a copper purity of 99.90% or more and a tensile strength of 280 MPa or less can be used.
  • the fire resistance test was performed at 800°C, and the results are shown. Experiments were also performed at 500°C and 700°C, but the results were the same as those at 800°C, so explanations are omitted above.
  • the fire resistance test may be performed at 500°C or 700°C, for example, if the maximum temperature in the environment to which the busbar wire 1 may be exposed is 500°C or 700°C. In addition, insulation can be ensured as long as 36 wt% or more of the insulator remains after the fire resistance test.
  • the maximum temperature in the environment to which the busbar wire 1 may be exposed is 500°C or 700°C, it is sufficient that 36 wt% or more of the insulator remains after the fire resistance test at 500°C or 700°C.
  • busbar wire according to the embodiment of the present invention described above are briefly summarized and listed below in [1] and [2].
  • a busbar wire (1) comprising a metal busbar (10) formed in a flat shape from pure copper and an insulator (20) covering the metal busbar (10),
  • the insulator (20) comprises a silicone resin (21) as a main component and a fire-resistant filler (22) made of a substance having a second softening point that is higher than a first softening point of the silicone resin (21), and has a tear strength/density of 11.5 kN cm3/m3/g or more and 23.0 kN cm3/m3/g or less, and a residual amount after combustion when heated at a temperature higher than the first softening point and lower than the second softening point is 36 wt % or more of the amount before combustion.
  • the present invention ensures insulation for a certain period of time even in high-temperature environments, while also ensuring manufacturability and reducing the possibility of breakage during the forming process.
  • This invention which has this effect, is useful for busbar wires.
  • busbar wire 2a first bent portion 2b: second bent portion 10: metal busbar 20: insulator 21: silicone resin 22: fire-resistant filler

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Abstract

バスバー電線（１）は、純銅によって平型に形成された金属バスバー（１０）と、金属バスバー（１０）を被覆する絶縁体（２０）とを備え、絶縁体（２０）は、主成分となるシリコーン樹脂（２１）と、シリコーン樹脂（２１）の軟化点である第１軟化点を超える第２軟化点を有する物質で構成された耐火フィラー（２２）とを有し、引裂き強度／密度が１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下であって、第１軟化点を超え第２軟化点未満となる加熱における燃焼後の残存量が燃焼前の３６ｗｔ％以上である。

Description

バスバー電線
　本発明は、バスバー電線に関する。
　近年のＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）等の普及に伴い走行距離を延ばすため、電池パックの大型化が進んでいる。このような電池パックには、小型化及び軽量化の要望がある（例えば特許文献１参照）。
日本国特開２０２２－１２７６３０号公報
　ここで、本件出願人は、電池パックを小型軽量化するために、配索材を丸形電線から板状のバスバー電線に置き替えることを検討している。このようなバスバー電線は、特に大型の電池パック内に配索する場合に長尺となると共に配索態様に合わせて所定箇所に屈曲部を有したものとなる。このような事情から、バスバー電線は、配索状態に応じた形状となるようにプレス加工によって切り出すことには限界がある。このため、バスバー電線は、直線状に製造した後に、フォーミング加工によって所定の曲げを実現することが好ましい。
　さらに、電池パックは、セルに異常が発生して熱暴走した場合に高温ガスが噴出することが想定されている。このため、バスバー電線は、高温環境下でも一定時間以上絶縁性を確保できる対策が求められている。
　このような対策として、導体に耐火テープを巻いた後に絶縁樹脂を被覆することが考えられる。しかし、この場合にはテープ巻き作業が必要となってしまい、製造性があまり良くないという問題がある。
　そこで、テープ巻きを要せず、且つ、高温環境下でも一定時間以上絶縁性を確保できる耐火シリコーンを絶縁樹脂に用いることが考えられる。しかし、耐火シリコーンを絶縁樹脂に用いた場合、耐火シリコーンは一般的に破断伸び率が小さくフォーミング加工によって破断してしまうという問題がある。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高温環境下においても一定時間以上の絶縁性を確保できると共に、製造性を確保しつつフォーミング加工による破断の可能性を低減することが可能なバスバー電線を提供することにある。
　本発明の一態様に係るバスバー電線は、純銅によって平型に形成された金属バスバーと、前記金属バスバーを被覆する絶縁体とを備えたバスバー電線であって、前記絶縁体は、主成分となるシリコーン樹脂と、前記シリコーン樹脂の軟化点である第１軟化点を超える第２軟化点を有する物質で構成された耐火フィラーと、を有し、引裂き強度／密度が９．７ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下であって、前記第１軟化点を超え前記第２軟化点未満となる温度での加熱における燃焼後の残存量が燃焼前の３６ｗｔ％以上である。
　本発明によれば、高温環境下においても一定時間以上の絶縁性を確保できると共に、製造性を確保しつつフォーミング加工による破断の可能性を低減することが可能なバスバー電線を提供することができる。
本発明の実施形態に係るバスバー電線を示す斜視図である。 図１に示したバスバー電線の断面図である。
　以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
　図１は、本発明の実施形態に係るバスバー電線を示す斜視図であり、図２は、図１に示したバスバー電線の断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るバスバー電線１は、金属バスバー１０と、絶縁体２０とを備えて構成されている。
　金属バスバー１０は、純銅によって断面矩形状となる平型に形成された部材である。ここで、純銅は、銅純度９９．９０％以上のものであって、不可避不純物等を含んでいてもよい。図２に示すように、金属バスバー１０は、角部を有して断面矩形状とされているが、角部を有しない概略的な断面矩形状とされていてもよい。
　絶縁体２０は、金属バスバー１０を被覆するものであって、外形が金属バスバー１０の形状に応じて断面矩形状とされたものである。絶縁体２０も金属バスバー１０と同様に角部を有した断面矩形状であってもよいし、角部を有しない概略的な断面矩形状であってもよい。この絶縁体２０は、主成分となるシリコーン樹脂２１と、シリコーン樹脂２１に配合された耐火フィラー２２とを備えて構成されている。なお、本実施形態において絶縁体２０は、シリコーン樹脂２１と耐火フィラー２２とによって構成されているが、本実施形態に係る作用等に支障がない範囲で、さらに他の部材等を含んでいてもよい。
　耐火フィラー２２は、いわゆる耐火無機フィラーであって、シリコーン樹脂を超える軟化点を有するものである。ここで、一般的なシリコーン樹脂は、軟化点（第１軟化点）が３５０℃以上４５０℃以下である。このため、耐火フィラー２２は、少なくとも軟化点（第２軟化点）が３５０℃を超え、好ましくは４５０℃を超える。具体的に耐火フィラー２２は、軟化点が５００℃以上、または７００℃以上であって、より好ましくは８００℃を超え、８００℃３０分の環境下においても軟化しないことが好ましい。
　耐火フィラー２２には、例えば、高融点ガラス、ウォラストナイト、及びセラミック粉末が挙げられる。セラミック粉末には、アルミナ（酸化アルミニウム）、マグネシア（酸化マグネシウム）、カルシア（酸化カルシウム）、コーディエライト、シリカ（二酸化ケイ素）、ムライト、ジルコン、及びジルコニア（二酸化ジルコニウム）等が挙げられる。
　このような耐火フィラー２２が配合されたシリコーン樹脂２１による絶縁体２０は、絶縁体２０の引裂き強度（クレセント形）（ｋＮ／ｍ）を、絶縁体２０の密度（ｇ／ｃｍ３）で除した値が所定範囲とされている。具体的に除した値（引裂き強度／密度）は、１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下とされている。
　さらに、本実施形態においてバスバー電線１は、適切な経路で配索されるように、金属バスバー１０の板幅以上となる曲率半径の曲げによって板幅方向に曲げられた第１屈曲部２ａ（図１参照）を有している。また、バスバー電線１は、金属バスバー１０の板厚以上となる曲率半径の曲げによって板厚方向に曲げられた第２屈曲部２ｂ（図１参照）を有している。なお、バスバー電線１は、第１屈曲部２ａ又は第２屈曲部２ｂを少なくとも１つ有していればよい。
　ここで、バスバー電線１において絶縁体２０は、引裂き強度／密度が１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下とされている。このため、引裂き強度と密度とのバランスが保たれたものとなっており、板幅方向には板幅と同じ曲率半径の曲げ、及び板厚方向には板厚と同じ曲率半径の曲げでのフォーミング加工における絶縁体２０の破断について防止が図られている。
　加えて、絶縁体２０は、所定の加熱における燃焼後の残存量が燃焼前の３６ｗｔ％以上とされている。ここで、所定の加熱は、シリコーン樹脂２１の軟化点を超え、且つ、耐火フィラー２２の軟化点未満となる温度での加熱である。ここで、耐火フィラー２２の量が多いと燃焼後（加熱後）に生成する無機複合材の量も多くなり、絶縁体形状が維持され易くなる。すなわち、絶縁体２０は燃焼後の残存量が燃焼前の３６ｗｔ％以上とされることで、絶縁体２０が燃焼しても形状を保ち易く絶縁性が確保されることとなる。
　次に、実施例及び比較例を説明する。表１は、実施例及び比較例を示す。まず、以下の各特性を測定するために絶縁体のみを作成した。また、これとは別に、金属バスバーに絶縁体を被覆したバスバー電線を作成した。
　絶縁体については、各材料を２本ロールにて均一に混錬し、プレスにて後述する各試験用の形状に成形することで作成した。その際に１２０℃×１０ｍｉｎで一次加硫を行い、次いでオーブンにて２００℃×４ｈで二次加硫を行った。
　より詳細には、絶縁体は、第１樹脂と、第２樹脂と、耐火フィラーと、硬化剤（加硫剤）とを配合して表１に示す特性を示すものとした。第１樹脂は、耐火フィラーを含有するシリコーン樹脂であって、信越化学工業株式会社のＫＥ－１７３４－Ｕである。第２樹脂は、高引裂き強度のシリコーン樹脂であって、信越化学工業株式会社のＫＥ－１８６－Ｕである。耐火フィラーは、ウォラストナイトであり、日本タルク株式会社のＷＰシリーズである。加硫剤は、信越化学工業株式会社のＣ－２３Ｎである。
　さらに、実施例及び比較例に係るバスバー電線については、２本ロールで均一に混錬した材料を所定の芯口金を設けた押出機を通して、純銅の金属バスバーと共に押出することで作成した。その際、被覆厚は２ｍｍとした。また、被覆後、１５０℃～３００℃に昇温した環状炉にて一次加硫し、次いで２００℃×４ｈで二次加硫を行った。
　金属バスバーには、板幅５ｍｍ板厚１ｍｍのもの、板幅２０ｍｍ板厚３ｍｍのもの、及び、板幅４０ｍｍ板厚５ｍｍのものを採用した。すなわち、３種類の異なる寸法となるバスバー電線を作成した。また、金属バスバーを構成する純銅には、Ｃ１０２０－１／２Ｈ（引張強さ２８０ＭＰａ）を採用した。
　上記のように作成した絶縁体について、試験片を対象に、密度（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度、引張強さ（ＭＰａ）、破断伸び率（％）、及び引裂き強度(クレセント形)（ｋＮ／ｍ）について測定した。
　なお、密度、硬度、引張、引裂き試験はＪＩＳ　Ｋ　６２４９に準拠して行った。密度は、ＪＩＳ　Ｋ　６２６８の５．１（Ａ法）に従って測定した。試験片は２ｍｍｔシートから切り出して作成した。また、ショアＡ硬度は、ＪＩＳ　Ｋ　６２５３に従って測定した。測定時にはタイプＡデュロメータを使用し、１２．５ｍｍｔの試験片を対象に測定した。引張強さ及び破断伸び率は、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１に従って測定した。試験片はＪＩＳ３号ダンベル片を２ｍｍｔシートから打抜いて作成した。引裂き強度は、ＪＩＳ　Ｋ　６２５０に従って測定した。試験片はクレセント型試験片を２ｍｍｔシートから打抜いて作成した。
　まず、比較例１において絶縁体は、密度が１．５４（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度７４、引張強さ５．８（ＭＰａ）、破断伸び率１４０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)１３（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、８．４ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、比較例１の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　また、比較例２において絶縁体は、密度が１．３０（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度６２、引張強さ７．８（ＭＰａ）、破断伸び率３３０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)１１（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、８．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、比較例２の絶縁体には耐火フィラーが含有されていない。
　また、比較例３において絶縁体は、密度が１．２２（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度６０、引張強さ１０．５（ＭＰａ）、破断伸び率４００（％）、及び引裂き強度(クレセント形)２８（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、比較例３の絶縁体には耐火フィラーが含有されていない。
　また、比較例４において絶縁体は、密度が１．５２（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度７３、引張強さ６．１（ＭＰａ）、破断伸び率１７０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)１４（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、９．２ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、比較例４の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　また、比較例５において絶縁体は、密度が１．５１（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度７２、引張強さ６．３（ＭＰａ）、破断伸び率２００（％）、及び引裂き強度(クレセント形)１５（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、９．９ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、比較例５の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　また、比較例６において絶縁体は、密度が１．３４（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度７４、引張強さ６．３（ＭＰａ）、破断伸び率２４０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)１３（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、９．７ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、比較例６の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　実施例１において絶縁体は、密度が１．３１（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度７１、引張強さ６．５（ＭＰａ）、破断伸び率２６０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)１５（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、実施例１の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　また、実施例２において絶縁体は、密度が１．４７（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度７１、引張強さ６．８（ＭＰａ）、破断伸び率２５０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)１７（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、１１．６ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、実施例２の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　また、実施例３において絶縁体は、密度が１．４４（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度７０、引張強さ７．３（ＭＰａ）、破断伸び率３００（％）、及び引裂き強度(クレセント形)１９（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、１３．２ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、実施例３の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　また、実施例４において絶縁体は、密度が１．４０（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度６８、引張強さ７．９（ＭＰａ）、破断伸び率３６０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)２１（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、１５．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、実施例４の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　また、実施例５において絶縁体は、密度が１．３６（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度６７、引張強さ８．４（ＭＰａ）、破断伸び率４２０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)２３（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、１６．９ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、実施例５の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　また、実施例６において絶縁体は、密度が１．３０（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度６５、引張強さ９．４（ＭＰａ）、破断伸び率５２０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)２７（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、２０．８ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、実施例６の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　比較例７において絶縁体は、密度が１．２６（ｇ／ｃｍ３）、ショアＡ硬度６３、引張強さ１０．０（ＭＰａ）、破断伸び率５８０（％）、及び引裂き強度(クレセント形)２９（ｋＮ／ｍ）となった。このため、引裂き強度／密度は、２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇとなった。なお、比較例７の絶縁体には耐火フィラーが含有されている。
　以上のような実施例１～６及び比較例１～７に対して、曲げ加工試験、及び、耐火試験を行った。曲げ加工試験は、上記のように作成したバスバー電線を５００ｍｍ程度に切断して得られた試験片を曲げ加工機にて曲げることで行った。曲げは、板幅方向に板幅と同じ曲率半径で行うと共に、板厚方向も板厚と同じ曲率半径で行った。この曲げによって、絶縁体が破断しなかった場合を「〇」とし、絶縁体が破断した場合を「×」とした。なお、曲げ加工試験の結果は、寸法が異なる３種類のバスバー電線で全て同じであり、且つ、曲げ方向によっても同じであったため、個々の結果ではなく、まとめて図示等する。
　さらに、耐火試験は、上記のように作成したバスバー電線を５００ｍｍ程度に切断して得られた試験片に対して行った。この際、ＪＥＣＴＥＣの耐火・耐熱電線認定基準を参照し、車載用バスバーの固定間長さを最大１ｍと仮定し、試験片に対して１ｍの長さ分の荷重を加えながら、試験片をマッフル炉に投入し常温から加熱し、８００℃に達した時点から３０分間保持した。この加熱期間において、絶縁抵抗計を絶縁体に接続し絶縁抵抗を常に測定した。測定の結果、加熱終了時まで０．４ＭΩ以上の抵抗値を有している場合には「〇」とした。また、加熱終了時までに抵抗値が０．４ＭΩ未満となった場合を「×」とした。
　さらに、耐火試験後においては、その絶縁体の残存物のみの重量を測定し、燃焼前の何ｗｔ％に相当するかを確認した。
　このような試験の結果、比較例１において曲げ加工試験は「×」となったが、耐火試験は「〇」となり、残存量は８５ｗｔ％であった。また、比較例２において曲げ加工試験は「×」となり、耐火試験も「×」となった。なお、比較例２は耐火フィラーが配合されておらず残存量は０ｗｔ％であった。
　比較例３において曲げ加工試験は「〇」となったが、耐火試験は「×」となった。比較例３も比較例２と同様に耐火フィラーが配合されておらず残存量は０ｗｔ％であった。比較例４において曲げ加工試験は「×」となったが、耐火試験は「〇」となった。残存量は８２ｗｔ％であった。
　比較例５において曲げ加工試験は「×」となったが、耐火試験は「〇」となった。残存量は８０ｗｔ％であった。比較例６においても曲げ加工試験は「×」であり、耐火試験は「〇」となった。残存量は６９ｗｔ％であった。
　実施例１において曲げ加工試験及び耐火試験は「〇」となり、残存量は４７ｗｔ％であった。実施例２においても曲げ加工試験及び耐火試験は「〇」となった。残存量は７４ｗｔ％であった。
　実施例３～６においても曲げ加工試験及び耐火試験は「〇」となった。残存量は実施例３で６８ｗｔ％であり、実施例４で残存量は６１ｗｔ％であり、実施例５で残存量は５３ｗｔ％であり、実施例６で３６ｗｔ％であった。
　比較例７において曲げ加工試験は「〇」となったが、耐火試験は「×」となった。残存量は２５ｗｔ％であった。
　以上の実施例１～６及び比較例１～７によると、引裂き強度／密度の値が１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下であると、曲げ加工試験で「〇」となった。ここで、本件出願人は、フォーミング加工時において、導体の強度に影響を受けて絶縁体が破断することを見出している。すなわち、導体の強度が高い材料程、曲げるために大きな力が必要になり、結果として、絶縁被覆が受ける応力も大きくなる。このため、金属バスバーが純銅である場合のように純アルミニウムやアルミニウム合金よりも強度が高い場合には、同じ曲げを行っても絶縁体が破断し易い。しかし、引裂き強度／密度の値が１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下であると、金属バスバーが純銅であってもフォーミング加工時において板幅及び板厚と同じ曲率半径で曲げても破断が防止されることとなる。さらに、残存量が３６ｗｔ％以上であると耐火試験で「〇」となった。このため、絶縁性も確保されることとなる。
　よって、シリコーン樹脂に対して、残存量が３６ｗｔ％以上となる程度に、且つ、引裂き強度／密度の値が１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下に収まるように、耐火フィラーを含有させることが好ましいことがわかった。
　このようにして、本実施形態に係るバスバー電線１によれば、絶縁体２０は、シリコーン樹脂２１の軟化点を超える軟化点を有する物質で構成された耐火フィラー２２を有し、加熱における燃焼後の残存量が燃焼前の３６ｗｔ％以上である。すなわち、絶縁体２０は耐火フィラー２２が残存量に相当する分量だけ配合されており、このような分量の耐火フィラー２２が有ることで、高温環境下においても一定時間以上の絶縁性を確保することができる。また、絶縁体２０だけで高温環境下に耐え得るため、耐火テープのテープ巻きについて必要がなく製造性も確保されている。
　さらに、シリコーン樹脂２１に耐火フィラー２２を配合していくと、耐火フィラー２２の重さから密度が高くなる一方、引裂き時には耐火フィラー２２の存在箇所を起点として引き裂かれ易くなり引裂き強度が低下する。このため、耐火フィラー２２を配合させ過ぎるとフォーミング加工時における破断を招く。しかし、引裂き強度／密度が９．７ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下であるため、引裂き強度と密度とのバランスがとられており、耐火性について問題がなく、且つ、フォーミング加工時に破断もないようにされている。特に、引裂き強度／密度が１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下であるため、アルミニウムと比較して曲げる際に比較的大きな力が必要となる純銅についても好適な引裂き強度の確保がされている。
　従って、高温環境下においても一定時間以上の絶縁性を確保できると共に、製造性を確保しつつフォーミング加工による破断の可能性を低減することが可能なバスバー電線１を提供することができる。
　また、金属バスバー１０の板幅以上となる曲率半径の曲げによって板幅方向に曲げられた第１屈曲部２ａ、又は、金属バスバー１０の板厚以上となる曲率半径の曲げによって板厚方向に曲げられた第２屈曲部２ｂを少なくとも１つ以上有する。このため、フォーミング加工が行われても絶縁体２０に破断が生じていないバスバー電線１を提供することができる。
　以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能であれば公知又は周知の技術を組み合わせてもよい。
　なお、上記実施例において純銅がＣ１０２０－１／２Ｈである例を説明したが、特に純銅はＣ１０２０－１／２Ｈでなくともよく、銅純度９９．９０％以上であって、引張強さ２８０ＭＰａ以下のものであれば、他のものであってもよい。
　さらに、上記実施例において耐火試験は８００℃で行い、その結果を示した。なお、実験については５００℃及び７００℃でも行ったが、８００℃と同じ結果となったため、上記において説明を省略している。耐火試験は、例えばバスバー電線１が曝され得る環境において最大温度が５００℃や７００℃である場合には、５００℃や７００℃で行ってもよい。加えて、絶縁体は耐火試験後に３６ｗｔ％以上残存していれば、絶縁性を確保できることから、例えばバスバー電線１が曝され得る環境において最大温度が５００℃や７００℃である場合には、５００℃や７００℃の耐火試験後に絶縁体が３６ｗｔ％以上残存していればよい。
　ここで、上述した本発明の実施形態に係るバスバー電線の特徴をそれぞれ以下[１]～[２]に簡潔に纏めて列記する。
　［１］　純銅によって平型に形成された金属バスバー（１０）と、前記金属バスバー（１０）を被覆する絶縁体（２０）とを備えたバスバー電線（１）であって、
　前記絶縁体（２０）は、主成分となるシリコーン樹脂（２１）と、前記シリコーン樹脂（２１）の軟化点である第１軟化点を超える第２軟化点を有する物質で構成された耐火フィラー（２２）と、を有し、引裂き強度／密度が１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下であって、前記第１軟化点を超え前記第２軟化点未満となる温度での加熱における燃焼後の残存量が燃焼前の３６ｗｔ％以上である
　バスバー電線。
　［２］　前記金属バスバー（１０）の板幅以上となる曲率半径の曲げによって板幅方向に曲げられた第１屈曲部（２ａ）、又は、前記金属バスバー（１０）の板厚以上となる曲率半径の曲げによって板厚方向に曲げられた第２屈曲部（２ｂ）を少なくとも１つ以上有する
　上記［１］に記載のバスバー電線。
　以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　なお、本出願は、２０２４年５月１４日出願の日本特許出願（特願２０２４－０７８５１１）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
　本発明によれば、高温環境下においても一定時間以上の絶縁性を確保できると共に、製造性を確保しつつフォーミング加工による破断の可能性を低減することができる。この効果を奏する発明は、バスバー電線に関して有用である。
１　　　：バスバー電線
２ａ　　：第１屈曲部
２ｂ　　：第２屈曲部
１０　　：金属バスバー
２０　　：絶縁体
２１　　：シリコーン樹脂
２２　　：耐火フィラー

Claims (2)

  1. 　純銅によって平型に形成された金属バスバーと、前記金属バスバーを被覆する絶縁体とを備えたバスバー電線であって、
    　前記絶縁体は、主成分となるシリコーン樹脂と、前記シリコーン樹脂の軟化点である第１軟化点を超える第２軟化点を有する物質で構成された耐火フィラーと、を有し、引裂き強度／密度が１１．５ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以上２３．０ｋＮ・ｃｍ３／ｍ・ｇ以下であって、前記第１軟化点を超え前記第２軟化点未満となる温度での加熱における燃焼後の残存量が燃焼前の３６ｗｔ％以上である
    　バスバー電線。
  2. 　前記金属バスバーの板幅以上となる曲率半径の曲げによって板幅方向に曲げられた第１屈曲部、又は、前記金属バスバーの板厚以上となる曲率半径の曲げによって板厚方向に曲げられた第２屈曲部を少なくとも１つ以上有する
    　請求項１に記載のバスバー電線。
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