(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述した従来の回路構成体に用いられるバスバーでは、絶縁膜を形成するにあたり、バスバーの一部の箇所(例えば、電気的接点として用いる箇所)を絶縁膜で覆わずに露出させるようになっている。このように露出した箇所を形成する手法として、例えば、絶縁性の粉体をバスバーに吹き付けるにあたり、露出させる箇所に事前にマスキングを施す処理、及び、導電性の粉体を吹き付ける範囲を制御する処理などを行うことが挙げられる。しかし、事前にマスキングを施す処理は、煩雑であり、バスバーを製造する作業性を低下させる虞がある。また、導電性の粉体を吹き付ける範囲を制御する処理は、露出させるべき箇所にまで飛散した粉体が付着する可能性を完全には排除できず、露出させるべき箇所に意図せず絶縁膜を形成してしまう虞がある。逆に、導電性の粉体の吹き付けが不十分である場合、絶縁膜にピンホール等が生じる虞もある。
【0005】
なお、絶縁膜を形成する他の手法として、バスバーを熱収縮性のチューブで覆った後、そのチューブを熱収縮させてバスバーに密着させることにより、絶縁層を形成する手法も挙げられる。しかし、バスバーが複雑な形状(例えば、二次元的または三次元的に湾曲した形状)を有している場合、バスバーの形状にチューブを追従させることがそもそも困難である。
【0006】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バスバーとしての電気的接続に関する信頼性を確保しながら容易に製造可能なバスバー、及び、そのようなバスバーの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前述した目的を達成するために、本発明に係る「バスバー」は、下記(1)〜(4)を特徴としている。
(1)
導電性の本体部と、前記本体部を覆う絶縁体部と、を備えたバスバーであって、
前記絶縁体部は、
所定波長のレーザ光を透過する第1部材と、前記レーザ光を吸収する第2部材と、を有すると共に、前記第1部材と前記第2部材との接触箇所の少なくとも一部において前記第1部材と前記第2部材とが溶着された溶着箇所を有し、
前記本体部は、
前記絶縁体部から露出した接点箇所を有
し、
前記第1部材と前記第2部材との接触箇所は、薄板状の前記本体部の幅方向の全域に亘って連続している、
バスバーであること。
(2)
上記(1)に記載のバスバーにおいて、
前記本体部は、
二次元的に湾曲した形状、又は、三次元的に湾曲した形状を有する、
バスバーであること。
(3)
上記(1)又は上記(2)に記載のバスバーにおいて、
前記第1部材及び前記第2部材の一方が、他方に向けて突出した凸部を有し、
前記第1部材及び前記第2部材の他方が、前記凸部に対応して窪んだ凹部を有し、
前記凸部が前記凹部に挿入された状態にて、前記第1部材と前記第2部材とが溶着されている、
バスバーであること。
(4)
上記(3)に記載のバスバーにおいて、
前記本体部が、薄板状の導電体であり、
前記第1部材が、前記本体部の主面に沿うように配置され、
前記第2部材が、前記本体部
を前記本体部の幅方向から挟むように覆う一対の側壁と、前記一対の側壁から前記本体部と前記第1部材との間に延出する
と共に延出端部同士が互いに接触する一対の溶着片と、を有する、
バスバーであること。
【0008】
上記(1)の構成のバスバーによれば、導電性の本体部を第1部材と第2部材とで覆うように配置した後、レーザ光を第1部材に透過させながら第1部材と第2部材との接触箇所に照射して第1部材と第2部材とを溶着することにより、絶縁体部を形成できる。更に、本体部の一部(例えば、本体部の端部)が露出するように第1部材および第2部材の形状を調整すれば、容易に接点箇所を形成できる。
【0009】
これにより、上述したような事前のマスキング処理を要さず、本体部を絶縁体部によって確実に覆うことができる。また、接点箇所に誤って絶縁膜が形成されることもなく、絶縁膜の形成時、絶縁膜にピンホール等が生じることを懸念する必要もない。更に、レーザ光の照射により、溶着させるべき箇所のみを加熱できるため、バスバー全体を加熱して溶着を行う場合に比べ、熱による変形および変色を懸念することなく、比較的容易に絶縁体部を形成できる。
【0010】
したがって、本構成のバスバーは、バスバーとしての電気的接続に関する信頼性を確保しながら容易に製造可能である。
【0011】
上記(2)の構成のバスバーによれば、複雑な形状を有する本体部を絶縁体部によって適正に覆ったバスバーを構成できる。換言すると、本体部が複雑な形状を有していても、バスバーとしての電気的接続に関する信頼性を確保し且つ容易にバスバーを形成できる。
【0012】
上記(3)の構成のバスバーによれば、第1部材および第2部材によって本体部を覆う際、凸部と凹部とを係合させることにより、第1部材と第2部材との位置合わせを容易に行うことができる。更に、第1部材と第2部材との溶着後、第1部材および第2部材の位置ずれを防止できる。加えて、凸部と凹部との係合分だけ第1部材と第2部材との接触面積(いわゆる沿面距離)を増大できるため、本体部の絶縁性などを向上できる。
【0013】
上記(4)の構成のバスバーによれば、第1部材および第2部材によって本体部を覆う際、第1部材が幅方向において第2部材によって挟まれているため、溶着前の位置合わせを更に確実に行うことができ、溶着後の位置ずれも更に確実に防止できる。また、本体部の主面側から第1部材を透過させて溶着片にレーザ光を照射できるため、比較的容易に絶縁体部を形成できる。更に、バスバーの幅方向における寸法を小さくでき、バスバーの小型化を図り得る。
【0014】
前述した目的を達成するために、本発明に係る「バスバーの製造方法」は、下記(5)及び(6)を特徴としている。
(5)
導電性の本体部と前記本体部を覆う絶縁体部とを備えたバスバーの製造方法であって、
所定波長のレーザ光を透過する第1部材と、前記レーザ光を吸収する第2部材と、により、前記本体部の一部を接点箇所として露出させた状態にて
、前記第1部材と前記第2部材との接触箇所が薄板状の前記本体部の幅方向の全域に亘って連続するように、前記本体部を覆う工程と、
前記第1部材と前記第2部材との接触箇所の少なくとも一部において前記第1部材と前記第2部材とを溶着することにより、前記絶縁体部を形成する工程と、を含む、
バスバーの製造方法であること。
(6)
上記(5)に記載の製造方法において、
前記第1部材及び前記第2部材の少なくとも一方は、
前記接触箇所のうちの溶着される箇所の溶着前の表面粗さが、他の箇所における溶着前の表面粗さよりも大きい、
バスバーの製造方法であること。
【0015】
上記(5)の構成のバスバーの製造方法によれば、導電性の本体部を第1部材と第2部材とで覆うように配置した後、レーザ光を第1部材に透過させながら第1部材と第2部材との接触箇所に照射して第1部材と第2部材とを溶着することにより、絶縁体部を形成できる。更に、本体部の一部(例えば、本体部の両端)が露出するように第1部材および第2部材の形状を調整すれば、容易に接点箇所を形成できる。
【0016】
これにより、上述したような事前のマスキング処理を要さず、本体部を絶縁体部によって確実に覆うことができる。また、接点箇所に誤って絶縁膜が形成されることもなく、絶縁膜の形成時、絶縁膜にピンホール等が生じることを懸念する必要もない。更に、レーザ光の照射により、比較的容易に絶縁体部を形成できる。
【0017】
したがって、本構成のバスバーの製造方法は、バスバーとしての電気的接続に関する信頼性を確保しながら容易に製造可能である。
【0018】
上記(6)の構成のバスバーの製造方法によれば、溶着される箇所の溶着前の表面粗さが大きいため、溶着時に第1部材と第2部材との接触面積が増大することが期待され、両者をより強固に溶着し得る。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、周辺部材との間の絶縁性を確保しながら容易に製造可能なバスバー、及び、そのようなバスバーの製造方法、を提供できる。
【0020】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0022】
<実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るバスバー1、及び、その製造方法について説明する。
【0023】
図1に示すように、バスバー1は、導電性の本体部10と、本体部10を覆う絶縁性の絶縁体部20と、を有する。絶縁体部20は、所定波長のレーザ光を透過する第1部材30と、そのレーザ光を吸収する第2部材40とで構成されている。
図1(a)はバスバー1の外観を表す斜視図であり、
図1(b)は本体部10のうちの絶縁体部20の内側にある部分(以下「非露出部12」という。)を破線にて表した斜視図である。
【0024】
図1に示す例では、本体部10は、薄板状の導電体が三次元的に湾曲しながらU字状に延びた形状を有している。U字状の本体部10の両端部に、絶縁体部20で覆われない接点箇所11が設けられている。本体部10における一対の接点箇所11を除いた全ての部分が絶縁体部20で覆われている。
【0025】
バスバー1のうちの本体部10が絶縁体部20で覆われた部分(非露出部12に対応する部分)は、本体部10の延在方向に直交する断面の構造が延在方向において一様となっている。以下、
図1(b)のA−A断面図である
図2を参照しながら、本体部10が絶縁体部20で覆われた部分のバスバー1の構造について説明する。以下、説明の便宜上、
図2に示すように、「奥行方向」、「幅方向」、「上下方向」、「上」、及び「下」を定義する。「奥行方向」、「幅方向」及び「上下方向」は、互いに直交している。
【0026】
図2に示すように、絶縁体部20を構成する第1部材30は、幅方向に延びた扁平な薄板状の形状を有する。第1部分30の下面の幅方向中央部には、下方に突出する凸部31が形成されている。
【0027】
絶縁体部20を構成する第2部材40は、幅方向に延びる底壁部41と、底壁部41の幅方向両端部から上方に突出する一対の側壁部42と、からなる、上方に開口した断面U字状の形状を有する。更に、第2部材40は、各側壁部42の幅方向内側面における上下方向途中位置から幅方向内側に向けて延びる一対の溶着片43を有する。一対の溶着片43の先端面同士は、幅方向に所定距離を空けて対向しており、その結果、その先端面同士の間にて、下方に窪んだ凹部44が形成されている。
【0028】
薄板状の本体部10(具体的には、非露出部12)は、一対の側壁部42によって幅方向に挟まれ、且つ、底壁部41と一対の溶着片43とによって上下方向に挟まれるように、第2部材40の内部に配置されている。薄板状の第1部材30は、第2部材40の上方開口を塞ぐように、且つ、一対の側壁部42によって幅方向に挟まれ、且つ、一対の溶着片43の上に載置されるように、第2部材40の内部に配置されている。その結果、第1部材30は、本体部10の上面に沿うように配置されている。また、一対の溶着片43は、一対の側壁42から本体部10と第1部材30との間に延出するように配置されている。
【0029】
第1部材30の凸部31は、第2部材40の凹部44に進入している。凹部44の幅方向寸法(即ち、一対の溶着片43の先端面同士の幅方向の間隔)は、凸部31の幅方向寸法とほぼ同一である。また、一対の溶着片43の上下方向寸法(厚さ)は、凸部31の上下方向寸法(突出寸法)とほぼ同一である。このような形状により、凸部31の両側面と一対の溶着片43との間、及び、凸部31の下面と本体部10の上面との間は、ほぼ隙間なく密着している。また、このように凸部31と凹部44とが係合している分だけ、単純な平面同士の密着に比べて第1部材30と第2部材40との接触面積(いわゆる沿面距離)を増大できるため、本体部10(非露出部12)の絶縁性などが向上できる。
【0030】
第1部材30は、所定波長のレーザ光(例えば、赤外線領域の波長を有するレーザ光)を透過する材料から構成され、第2部材40は、そのレーザ光を吸収する材料で構成されている。なお、レーザ光の透過および吸収の度合いは、後述するような第1部材30と第2部材40との間の溶着を実現可能な程度の度合いであればよく、第1部材30が必ずしもレーザ光を100%透過する必要はなく、第2部材40が必ずしもレーザ光を100%吸収する必要もない。第1部材30及び第2部材40は、典型的には、熱可塑性エラストマー(Thermoplastic Elastomer。TPE)から構成される。熱可塑性エラストマーは、その組成等を調整することによって硬度を調整することが可能であり、バスバーの用途等に応じた強度を有する絶縁体部を構成できる。
【0031】
第1部材30の色は、典型的には透明であるが、不透明な有色(例えば、オレンジ色など)であってもよい。第2部材40の色は、典型的には黒であるが、黒以外の不透明な有色(例えば、オレンジ色など)であってもよい。第1部材30及び第2部材40の色は、例えば、バスバー1の用途などに応じて適宜設定されればよく、特に制限されない。
【0032】
第1部材30及び第2部材40は、第1部材30の下面と一対の溶着片43の上面との接触箇所の一部(又は全部)において奥行方向に沿って形成された一対の溶着箇所21によって溶着され、互いに分離不能に固定されている。なお、本体部10と第2部材40とは互いに固定されてはいない。
【0033】
次いで、
図3を参照しながら、上記のように構成されるバスバー1の製造過程について説明する。
【0034】
先ず、本体部10、第1部材30及び第2部材40を準備する。第1部材30及び第2部材40は、本体部10の三次元形状に合わせた三次元形状を有するように、射出成形によって形成される。また、第1部材30及び第2部材40は、一対の溶着片43の上面、及び、第1部材30の(凸部31を除いた)下面のうち少なくとも一方の表面粗さが、他の部分の表面粗さより大きくなるように形成される。例えば、シボ状の微細な凹凸をそれら面に形成することにより、それら面の表面粗さを大きくすることができる。
【0035】
次いで、
図3(a)に示すように、本体部10を、一対の接点箇所11が露出するように、第2部材40の内部における一対の溶着片43の下側の空間内に配置する。このとき、この本体部10の配置は、一対の溶着片43を上方に持ち上げて変形させた状態で本体部10を上方から前記空間内に挿入・配置し、その後に一対の溶着片43を元に戻すことによって行われてもよく、本体部10を奥行方向に沿って前記空間内に挿入・配置することによって行われてもよい。
【0036】
次いで、第1部材30を、第2部材40の上方開口を塞ぐように、且つ、凸部31が凹部44に進入するように、第2部材40の内部における一対の溶着片43の上側の空間内に配置する。このとき、凸部31と凹部44とを係合させることにより、第1部材30と第2部材40との位置合わせが容易となる。また、この状態では、一対の溶着片43の上面の全域が、第1部材30の下面と接触している。
【0037】
次いで、
図3(b)に示すように、所定波長かつ所定強度のレーザ光を、上方から、第1部材30を透過させながら一対の溶着片43の上面にそれぞれ照射する。この照射は、レーザ光の照射位置を奥行方向に所定速度で相対移動させながら行う。なお、レーザ光の照射は、溶着片43に沿って連続的に行われてもよく、溶着片43に沿って断続的に(スポット状に)行われてもよい。このような溶着片43を設けることにより、バスバー1の幅方向における寸法を小さくでき、バスバー1の小型化を図り得る。なお、本例では、レーザ光は溶着片43に対してのみ照射されているが、溶着片43だけでなく第1部材30と第2部材40との他の接触箇所(又は接触箇所の全て)に対してレーザ光が照射されてもよい。溶着される箇所を広げることにより、第1部材30と第2部材40との接触面積(いわゆる沿面距離)を増大させ、本体部10の絶縁性を更に高められる。
【0038】
レーザ光の照射時、レーザ光を透過する特性を有する第1部材30は、レーザ光を吸収せず、レーザ光によって直接加熱されることはない。一方、レーザ光を吸収する特性を有する一対の溶着片43の上面は、照射されたレーザ光を吸収して直接的に加熱される。このとき、一対の溶着片43の上面と接触している第1部材30の下面も、間接的に加熱されることになる。
【0039】
その結果、
図3(c)に示すように、第1部材30の下面と一対の溶着片43の上面との接触箇所におけるレーザ光が照射された部分は、高温になって軟化して互いに溶着し、溶着箇所21が形成される。このとき、上述したように一対の溶着片43の上面および第1部材30の(凸部31を除いた)下面のうち少なくとも一方の表面粗さが他の部分の表面粗さより大きいため、溶着される第1部材30及び第2部材40の接触面積が増大し、第1部材30と第2部材40とが強固に溶着され得る。
【0040】
以上の工程によって一対の溶着箇所21が奥行方向に亘って形成されることにより、第1部材30及び第2部材40が奥行方向に亘って一対の溶着箇所21にて溶着され、
図1に示したバスバー1が完成する。
【0041】
完成したバスバー1は、例えば、
図4に示すように、隣接する電池モジュール50同士を電気的に接続するために使用される。
【0042】
以上、本発明の実施形態に係るバスバー1、及び、その製造方法によれば、導電性の本体部10を、その一部を接点箇所11として露出させた状態にて、第1部材30と第2部材40とで覆うように配置した後、レーザ光を、第1部材30を透過させながら第1部材30と第2部材40との接触箇所に照射することで、接点箇所11を確保しながら、第1部材30と第2部材40とを溶着できる。
【0043】
これにより、絶縁体部20の形成を絶縁性の粉体の吹き付けにて行う場合と比べ、事前のマスキング処理を要さず、接点箇所に誤って絶縁膜が形成されることもなく、絶縁膜の形成時、絶縁膜にピンホール等が生じることを懸念する必要もない。更に、レーザ光の照射により、絶縁体部20を容易に構成できる。
【0044】
したがって、本構成のバスバー1によれば、バスバーとしての電気的接続に関する信頼性を確保しながら容易に製造可能なバスバーを提供できる。
【0045】
更に、本体部10が複雑な形状を有していても、本体部10の形状に合わせた形状に形成された第1部材30と第2部材40とで本体部10を覆うことで、周辺部材との間の絶縁性を確実に確保できる。
【0046】
更に、第1部材30の凸部31と第2部材40の凹部44とを噛み合わせることにより、第1部材30と第2部材40との位置合わせが容易となり、溶着後における第1部材30と第2部材40との間の位置ずれを防止できる。
【0047】
更に、レーザ光を、第1部材30を透過させながら一対の溶着片43に照射することで、第1部材30と第2部材40とを溶着できる。更には、第1部材30が第2部材40によって幅方向に挟まれているため、溶着後における第1部材30と第2部材40との間の位置ずれを更に確実に防止することができる。また、溶着させるべき箇所のみをレーザ光によって加熱できるため、バスバー全体を加熱して溶着を行う場合に比べ、熱による変形および変色を懸念することなくバスバーを製造できる。
【0048】
更に、第1部材30及び第2部材40のうち少なくとも一方における溶着箇所21の溶着前の表面粗さが、第1部材30及び第2部材40における他の箇所における溶着前の表面粗さよりも大きいので、溶着される第1部材30及び第2部材40の接触面積の増大が期待され、より強固な溶着を図り得る。
【0049】
<他の態様>
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0050】
例えば、上記実施形態では、第1部材30が第2部材40の一対の側壁部42に挟まれるように配置されているが(
図2参照)、
図5(a)に示すように、第1部材30が、一対の側壁部42の間に挟まれることなく、一対の側壁部42の上面、及び、一対の溶着片43の上面に載置されるように配置されていてもよい。
図5(a)に示す例では、一対の溶着片43が、一対の側壁部42の幅方向内側面における(上下方向途中位置ではなく)上端部から幅方向内側に向けて延びている。なお、
図5(a)においては、溶着箇所21の記載が省略されている。
図5(b)及び
図5(c)においても同様である。
【0051】
また、上記実施形態では、第1部材30の凸部31が第2部材の凹部44に進入するように第1部材30及び第2部材40が配置されているが(
図2参照)、
図5(b)に示すように、第2部材40の凸部45が第1部材の凹部32に進入するように第1部材30及び第2部材40が配置されていてもよい。
図5(b)に示す例では、第1部材30の下面に凹部32が形成され、第2部材40の一対の溶着部43の互いに接触する先端部の上面に凸部45が形成されている。
【0052】
また、上記実施形態では、第2部材40が、底壁部41と一対の側壁部42とからなる上方開口した断面U字状の形状を有しているが(
図2参照)、
図5(c)に示すように、第2部材40において底壁部41が省略され、上下対称構造となるように、本体部10の下側に、底壁部41に代えて、
図2に示す本体部10の上側の構造を上下反転させた構造を設けてもよい。
【0053】
また、上記実施形態では、本体部10が、三次元的に湾曲しながらU字状に延びた形状を有しているが、本体部10が、二次元的に(同一平面内で)湾曲しながらU字状に延びた形状を有していてもよい。また、本体部10が、U字状の形状以外の形状を有していてもよいし、本体部10が、薄板状の導電体ではなく、例えば、断面円形の導電体で構成されてもよい。
【0054】
また、上記実施形態では、第1部材30の凸部31が第2部材の凹部44に進入するように第1部材30及び第2部材40が配置されているが(
図2参照)、第1部材30及び第2部材40の何れも、凸部及び凹部を有していなくてもよい。
【0055】
ここで、上述した本発明に係るバスバー及びその製造方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]〜[6]に簡潔に纏めて列記する。
[1]
導電性の本体部(10)と、前記本体部(10)を覆う絶縁体部(20)と、を備えたバスバー(1)であって、
前記絶縁体部(20)は、
所定波長のレーザ光を透過する第1部材(30)と、前記レーザ光を吸収する第2部材(40)と、を有すると共に、前記第1部材(30)と前記第2部材(40)との接触箇所の少なくとも一部において前記第1部材(30)と前記第2部材(40)とが溶着された溶着箇所(21)を有し、
前記本体部(10)は、
前記絶縁体部(20)から露出した接点箇所(11)を有する、
バスバー。
[2]
上記[1]に記載のバスバーにおいて、
前記本体部(10)は、
二次元的に湾曲した形状、又は、三次元的に湾曲した形状を有する、
バスバー。
[3]
上記[1]又は上記[2]に記載のバスバーにおいて、
前記第1部材(30)及び前記第2部材(40)の一方が、他方に向けて突出した凸部(31,45)を有し、
前記第1部材(30)及び前記第2部材(40)の他方が、前記凸部(31,45)に対応して窪んだ凹部(44,32)を有し、
前記凸部(31,45)が前記凹部(44,32)に挿入された状態にて、前記第1部材(30)と前記第2部材(40)とが溶着されている、
バスバー。
[4]
上記[3]に記載のバスバーにおいて、
前記本体部(10)が、薄板状の導電体であり、
前記第1部材(30)が、前記本体部(10)の主面に沿うように配置され、
前記第2部材(40)が、前記本体部(10)及び前記第1部材(30)を前記本体部の幅方向から挟むように覆う一対の側壁(42)と、前記一対の側壁(42)から前記本体部(10)と前記第1部材(30)との間に延出する溶着片(43)と、を有する、
バスバー。
[5]
導電性の本体部(10)と前記本体部(10)を覆う絶縁体部(20)とを備えたバスバー(1)の製造方法であって、
所定波長のレーザ光を透過する第1部材(30)と、前記レーザ光を吸収する第2部材(40)と、により、前記本体部(10)の一部を接点箇所(11)として露出させた状態にて前記本体部(10)を覆う工程と、
前記第1部材(30)と前記第2部材(40)との接触箇所の少なくとも一部において前記第1部材(30)と前記第2部材(40)とを溶着することにより、前記絶縁体部(20)を形成する工程と、を含む、
バスバーの製造方法。
[6]
上記[5]に記載の製造方法において、
前記第1部材(30)及び前記第2部材(40)の少なくとも一方は、
前記接触箇所のうちの溶着される箇所の溶着前の表面粗さが、他の箇所における溶着前の表面粗さよりも大きい、
バスバーの製造方法。