(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023150698
(43)【公開日】2023-10-16
(54)【発明の名称】バスバー構造
(51)【国際特許分類】
H01R 4/58 20060101AFI20231005BHJP
H01R 13/405 20060101ALI20231005BHJP
H05K 7/06 20060101ALI20231005BHJP
【FI】
H01R4/58 C
H01R13/405
H05K7/06 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022059924
(22)【出願日】2022-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000220505
【氏名又は名称】ニデックパワートレインシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179969
【弁理士】
【氏名又は名称】駒井 慎二
(72)【発明者】
【氏名】種田 智宏
【テーマコード(参考)】
5E087
【Fターム(参考)】
5E087GG02
5E087RR06
(57)【要約】
【課題】接続工程を複雑化することなく良好な機械的および電気的な接続性を達成できるバスバー構造を提供する。
【解決手段】電子部品と接続するバスバー構造であって、本体部10と、本体部に組み込まれ電子部品と接続する第1バスバー20と、本体部の表面に配置された第2バスバー20と、を有し、第1バスバーは本体部の表面101に露出した接続部201~206を有し、接続部は本体部に囲まれた第1基部202aと、第1基部から突出した第2基部202bと、を有し、第2バスバーは接続部の第2基部202bに接続する。
【選択図】
図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子部品と接続するバスバー構造であって、
本体部と、
前記本体部に組み込まれ、前記電子部品と接続する第1バスバーと、
前記本体部の表面に配置された第2バスバーと、
を有し、
前記第1バスバーは
前記本体部の表面に露出した接続部を有し、
前記接続部は、
前記本体部に囲まれた第1基部と、前記第1基部から突出した第2基部と、を有し、
前記第2バスバーは
前記接続部の前記第2基部に接続する、
ことを特徴とするバスバー構造。
【請求項2】
前記第2基部は、
前記第1基部から前記第2基部が突出する方向と交差する面に、前記第2バスバーと接続する接続面を有し、
前記接続面は、
前記本体部の表面よりも、前記第1基部から前記第2基部が突出する方向に位置することを特徴とする請求項1に記載のバスバー構造。
【請求項3】
前記第2バスバーは前記接続部の前記第2基部に密着接続することを特徴とする請求項1または2に記載のバスバー構造。
【請求項4】
前記第1バスバーは、
前記第2基部が突出する方向に第1の厚みを有し、
前記第2バスバーは、
前記第2基部が突出する方向に第2の厚みを有し、
前記第1の厚みは、前記第2の厚みより、厚いことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のバスバー構造。
【請求項5】
前記第1バスバーは、前記本体部に少なくとも2つ以上組み込まれ、
一方の前記第1バスバーは、少なくとも1つの電子部品に接続し、
他方の前記第1バスバーは、少なくとも1つの別の電子部品に接続し、
前記第2バスバーは、
一方の前記第1バスバーと、他方の前記第1バスバーと、の各々の接続部の第2基部に接続することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のバスバー構造。
【請求項6】
前記電子部品は、少なくとも2つ以上の複数であり、
前記第1バスバーは、
少なくとも1つの前記電子部品の一方と接続する一の第1バスバーと、
少なくとも1つの前記電子部品の他方と接続する他の第1バスバーと、を有し、
前記第2バスバーは、
前記一の第1バスバーと、前記他の第1バスバーと、の各々の前記第2基部に接続することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のバスバー構造。
【請求項7】
前記第2バスバーは、
前記接続部に接続する、少なくとも2つの第2接続部を有し、
前記第2接続部の一方は、
前記一の第1バスバーの前記第2基部に接続し、
前記第2接続部の他方は、
前記他の第1バスバーの前記第2基部に接続することを特徴とする請求項6に記載のバスバー構造。
【請求項8】
前記第1バスバーの前記第2基部と、前記第2バスバーと、は、
溶接により接続することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のバスバー構造。
【請求項9】
前記本体部は前記第1バスバーを内部に保持したインサート成形による樹脂からなることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載のバスバー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子部品に接続されるバスバー構造に関する。
【背景技術】
【0002】
電子部品と配線部材との接続構造の一例が特許文献1に開示されている。特許文献1によれば、電子部品本体の上面に凸部を有する平坦端子が設けられ、配線部材の接続部に貫通孔が設けられている。配線部材の貫通孔に平坦端子の凸部を挿入して溶融することで平坦端子と配線部材とが電気接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1の接続構造では、配線部材の貫通孔に電子部品本体上面の平坦端子の凸部を挿入して溶融接続するために、接続工程が複雑化し、さらに平坦端子と配線部材との間に樹脂が入り込んで密着性が損なわれる場合がある。密着性が損なわれると溶接強度の低下および電気抵抗の増加を招来し良好な機械的および電気的接続性が得られない。
【0005】
そこで、本発明の目的は、接続工程を複雑化することなく良好な機械的および電気的な接続性を達成できるバスバー構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、電子部品と接続するバスバー構造であって、本体部と、前記本体部に組み込まれ、前記電子部品と接続する第1バスバーと、前記本体部の表面に配置された第2バスバーと、を有し、前記第1バスバーは前記本体部の表面に露出した接続部を有し、前記接続部は、前記本体部に囲まれた第1基部と、前記第1基部から突出した第2基部と、を有し、前記第2バスバーは前記接続部の前記第2基部に接続する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、接続工程を複雑化することなく良好な機械的および電気的な接続性を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
図1は本発明の一実施形態によるバスバー構造を採用したセンサユニットの分解斜視図である。
【
図2】
図2は本実施形態によるバスバー構造における本体部に組み込まれた組み込みバスバーの構造を示す斜視図である。
【
図3】
図3は
図2に示す組み込みバスバーにセンサを接続した場合の斜視図である。本実施形態による回線選択制御方法を示すフローチャートである。
【
図4】
図4は
図2に示す組み込みバスバーおよび組み込みバスバーに接続されるブリッジバスバーの平面図である。
【
図5】
図5は
図2に示す組み込みバスバーが組み込まれた本体部表面の接続部とブリッジバスバーの接続部との対応を示す平面図である。
【
図6】
図6は本実施形態によるバスバー構造における接続部の拡大平面図である。
【
図9】
図9は溶接部を例示した
図8に示す接続部の断面図である。
【
図10】
図10は本実施形態によるバスバー構造を採用したセンサユニットの斜視図である。
【
図11】
図11は本実施形態によるバスバー構造を採用したセンサユニットにカバーを取り付けた最終的なセンサユニットの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について
図1~
図11を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素は単なる例示であって、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨ではない。
【0010】
なお、
図1~
図11において、説明の便宜上、互いに直交する3軸をX軸、Y軸およびZ軸を設定する。ここでは一例としてXY平面を水平面とし、Z軸を水平面に直交する垂直方向とする。ただし、本明細書中において、上下方向、水平方向、上側、下側、X/Y/Z軸方向、各軸方向の正の向き、負の向きとは、単に各部の相対位置関係を説明するための便宜的な名称である。実際の配置関係は名称で示される配置関係以外の配置関係であってもよい。
【0011】
1.本体構成
図1に例示するように、本発明の一実施形態によるバスバー構造1は、本体部10と、第1バスバーとしての組み込みバスバー20と、第2バスバーとしてのブリッジバスバー30および40と、を備える。本体部10は樹脂等の絶縁性材料からなり、組み込みバスバー20を内部に組み込んでいる。本体部10は表面101(ここではXY平面の方向)を有し、表面101の周囲には周壁102が形成されている。本体部10の表面101には、後述するように開口部103~107、位置決め突起部108および109および移動抑止部110が設けられ、さらに組み込みバスバー20の接続部201~206が露出している。ブリッジバスバー30および40は本体部10の表面101に配置され、後述するように組み込みバスバー20の接続部201~206と接続される。
【0012】
開口部103~107は、ここでは本体部10をZ軸方向に貫通して電子部品収容部となり、後述する組み込みバスバー20の電子部品接続電極が露出している。位置決め突起部108および109はブリッジバスバー30および40をそれぞれ配置する際の位置決め機能を有する。移動抑止部110はブリッジバスバー30および40の表面101に沿った方向の移動を抑止する機能を有する。ブリッジバスバー30は接続部201~203に接続され、ブリッジバスバー40は接続部204~206に接続される。ブリッジバスバー30および40については後述する(
図4、
図5)。
【0013】
本体部10はブラケット111および電極リード筐体112を有し、電極リード筐体112には後述する組み込みバスバー20のリード端子が収容される。
【0014】
2.組み込みバスバー(第1バスバー)
<バスバーの構成>
図2~
図4に例示するように、組み込みバスバー20は金属等の導電性材料からなり、本体10内に組み込まれて固定されている。以下で詳述するように、組み込みバスバー20は複数のバスバーからなる。組み込みバスバー20に含まれる一つのバスバーは少なくとも1つの電子部品に接続され、他の一つのバスバーは別の電子部品に接続される。また組み込みバスバー20に含まれる別の一つのバスバーは、少なくとも1つの電子部品と、ブリッジバスバー30あるいは40の接続部とに接続される。
【0015】
以下、電子部品としてセンサ50を例示し、センサ50が出力端子501(Oで示される)、接地端子502(Gで示される)および電源端子503(Pで示される)を有するものとする。また
図3に示すように5個のセンサ50(1)~50(5)が組み込みバスバー20に接続されるものとする。
【0016】
図2において、組み込みバスバー20はセンサ電極部S1~S5を有し、それぞれにセンサ50(1)~50(5)が接続される。センサ50の出力端子501、接地端子502および電源端子503の端子配置は同一とする。センサ電極部S1において、センサ50(1)の出力端子501は出力用接続点210(1)に、接地端子502が接地用接続点211(1)に、電源端子503が電源用接続点212(1)に、それぞれ接続される。以下センサ電極部S2~S5においても同様に接続される。まとめて記載すれば、センサ電極部Sx(xは1~5の整数)において、センサ50(x)の出力端子501が出力用接続点210(x)に、接地端子502が接地用接続点211(x)に、電源端子503が電源用接続点212(x)に、それぞれ接続される。
【0017】
センサ電極部S1~S5の出力用接続点210(1)~210(5)は、それぞれ個別のバスバー220~224を通して出力用リード端子225~229に接続されている。したがって各センサの出力信号はそれぞれ出力用リード端子225~229から取り出すことができる。
【0018】
センサ電極部S1の接地用接続点211(1)はバスバー230を通してセンサ電極部S5の接地用接続点211(5)と接続され、バスバー230は接続部203に接続されている。センサ電極部S1の電源用接続点212(1)はバスバー240を通してセンサ電極部S4およびS5の電源用接続点212(4)および212(5)と接続され、バスバー240は接続部206に接続されている。
【0019】
センサ電極部S2の接地用接続点211(2)はバスバー232を通してセンサ電極部S3の接地用接続点211(3)と接続され、バスバー232は接続部201に接続されている。センサ電極部S2の電源用接続点212(2)はバスバー241を通して接続部205に接続されている。
【0020】
センサ電極部S4の接地用接続点211(4)はバスバー231を通して接地用リード端子235に接続され、バスバー231は接続部202に接続されている。
【0021】
上述したように、接続部201はセンサ電極部S2およびS3の接地用接続点211(2)および211(3)に接続され、接続部202はセンサ電極部S4の接地用接続点211(4)に接続されると共に接地用リード端子235に接続され、接続部203はセンサ電極部S1およびS5の接地用接続点211(1)および211(5)に接続されている。すなわち、接続部201~203は共通接地用接続部である。
【0022】
他方、接続部204はセンサ電極部S3の電源用接続点212(3)に接続されると共に電源用リード端子245に接続され、接続部205はセンサ電極部S2の電源用接続点212(2)に接続され、接続部206はセンサ電極部S1、S4およびS5の電源用接続点212(1)、212(4)および212(5)に接続されている。すなわち、接続部204~206は共通電源用接続部である。
【0023】
したがって、
図1および
図4に示すように、接続部201~203にブリッジバスバー30を接続することで、全てのセンサ電極部の接地用接続点を接地用リード端子235に接続することができる。また接続部204~206にブリッジバスバー40を接続することで、全てのセンサ電極部の電源用接続点を電源用リード端子245に接続することができる。ただし、共通接地用および共通電源用の接続部は、センサの個数および配置、各センサの電極構成を考慮して、最も合理的な個数および配置にすればよく、上記個数および配置に限定されるものではない。
【0024】
<接続部の構成>
図2に一例として接続部205の形状を示す。接続部205は第1基部205aと、その中央部を突出させた第2基部205bとを有する。後述するように、第1基部205aは周囲を本体部10の絶縁材料で囲まれており、Z軸方向の上面が本体部10の表面101に露出している。第2基部205bは、第1基部205aの表面からZ軸方向へ突出しており、したがって第2基部205bが突出する方向(Z軸方向)と交差する接続面は本体部10の表面101から突出した位置にある。後述するように、この第2基部205bの突出した接続面とブリッジバスバー30および40の接続部とが接合される。なお、
図2における接続部205は矩形状であるが、これに限定されない。
【0025】
図4に示すように、接続部201~206は基本的に上述した接続部205と同様の構成を有する。すなわち、各接続部は、上述した第1基部と、第1基部のZ軸方向に突出した第2基部とを有する。以下、各接続部の第1基部を参照番号に「a」を付加し、第2基部を参照番号に「b」を付加してそれぞれ表記するものとする。具体的には、接続部201は第1基部201aと第2基部201bからなり、接続部202は第1基部202aと第2基部202bからなり、以下同様である。
【0026】
3.ブリッジバスバー(第2バスバー)
本実施形態におけるブリッジバスバー(第2バスバー)は複数の第2接続部と少なくとも1つの延伸部を有し、その複数の第2接続部の個数および配置は本体部10の表面101に露出した組み込みバスバー20の接続部の個数および配置にそれぞれ対応する。
【0027】
本実施形態におけるブリッジバスバー30は第2接続部301~303を有する。第2接続部301~303は組み込みバスバー20の接続部201、202および203にそれぞれ接合する位置関係となるように延伸部310,311および313と湾曲部312との形状および配置が設計されている。一例として、X軸方向に延伸した延伸部310と延伸部311とがY軸方向の位置調整のための湾曲部312を介して接続している。延伸部310の先端突出部320はX軸方向に突出し、先端突出部320からX軸方向の正の向きに離れた先端部に第2接続部301が設けられている。
【0028】
またX軸方向に延伸した延伸部311には延伸部313が平行して接続され、延伸部311と延伸部313の間に貫通孔314が形成されている。本実施形態では、貫通孔314はX軸方向を長手とする矩形状を有するが、これに限定されない。また貫通子314は、本体部10の表面101に設けられた位置決め突起部108の平面形状と相似形を有する。ただし位置決め機能を有する形状であればよく、また矩形状の長手方向もX軸方向に限定されない。
【0029】
また延伸部311の湾曲部312に接続した部分にはY軸方向の負の向きに第2接続部302と先端突出部321が設けられている。また延伸部311の湾曲部312とは反対側の端部には第2接続部303が設けられ、第2接続部303からY軸方向に先端突出部322および323が設けられている。
【0030】
ブリッジバスバー30は、表面101上の位置決め突起部108を貫通孔314に貫通させることで位置決めされ、さらに先端突出部320が表面101上の移動抑制部110により表面101に沿った方向の移動が抑制される。このように位置決めされることにより、ブリッジバスバー30の第2接続部301~303は表面101上に露出した組み込みバスバー20の接続部201~203とそれぞれにおいて重なることができ、第2接続部301~303が接続部201~203にずれることなく溶接等の接合手段により接合される。より詳しくは、ブリッジバスバー30の第2接続部301~303は接続部201~203の突出した第2基部201b、202bおよび203bとそれぞれ重なり接合される。
【0031】
本実施形態におけるブリッジバスバー40は第2接続部401~403を有する。第2接続部401~403は組み込みバスバー20の接続部204、205および206にそれぞれ接合する位置関係となるように延伸部410~413の形状および配置が設計されている。一例として、X軸方向の負の向きに延伸した延伸部410と延伸部411とがY軸方向の位置調整のための延伸部412を介して接続している。延伸部410の先端突出部420はX軸方向に突出し、先端突出部420からX軸方向の正の向きに離れた先端部に第2接続部401が設けられている。延伸部411の先端突出部421はY軸方向の負の方向に突出し、先端突出部421からY軸方向の正の向きに離れた端部に第2接続部402が設けられている。
【0032】
またY軸方向に延伸した延伸部412には延伸部414が平行して接続され、延伸部412と延伸部414の間に貫通孔415が形成されている。本実施形態では、貫通孔415はY軸方向を長手とする矩形状を有するが、これに限定されない。また貫通孔415は本体部10の表面101に設けられた位置決め突起部109の平面形状と相似形を有する。ただし位置決め機能を有する形状であればよく、また矩形状の長手方向もY軸方向に限定されない。
【0033】
また延伸部412のY軸方向に延伸した部分にはX軸方向の正の向きに延伸した延伸部413が接続され、延伸部413の先端突出部422はX軸方向に突出し、先端突出部422からX軸方向の負の向きに離れた先端部に第2接続部403が設けられている。
【0034】
ブリッジバスバー40は、表面101上の位置決め突起部109を貫通孔415に貫通させることで位置決めされ、さらに先端突出部421が表面101上の移動抑制部110により表面101に沿った方向の移動が抑制される。これによりブリッジバスバー40の第2接続部401~403は、表面101上に露出した組み込みバスバー20の接続部204~206にそれぞれ接合される。より詳しくは、第2接続部401~403は接続部204~205の突出した第2基部204b、205bおよび206bとそれぞれ重なり接合される。
【0035】
4.接続部の構造
図2に例示したように、本体部10の表面101に露出した接続部201~206はそれぞれ第1基部201a~206aと、その中央部を突出させた第2基部201b~206bとを有する。以下、
図6~
図9を参照しながら、ブリッジバスバー30および40の第2接続部と表面101上に露出した組み込みバスバー20の接続部との接続構造について説明する。ただし、一例として接続部202と第2接続部302との接続構造について説明するが、他の接続部も同様の構造を有する。
【0036】
図6で拡大表示するように、本体部10の表面101に露出した接続部202は、上述したように第1基部202aと、その中央部を突出させた第2基部202bとを有する。Z軸方向に関して接続部202の上にブリッジバスバー30の第2接続部302が配置されると、その第2接続部302と接続部202の突出した第2基部202bとが密着して接合される。以下、接続部の断面図を
図7~
図9に示す。ここではZ軸方向が上下方向、高さ方向あるいは厚さ方向である。
【0037】
図7において、本体部10は樹脂等の絶縁材料からなり、たとえばインサート成形により組み込みバスバー20のバスバー220および231が組み込まれる。組み込みバスバー20の接続部202における第1基部202aは本体部10の表面101に露出し、第1基部202aの上面と表面101とが同一平面となるように成形される。したがって、第2基部202bは表面101から高さdだけ突出し、第2基部202bのZ軸方向と交差する面である接続面が表面101より高さdだけ高い位置にある。突出した第2基部202bの形成方法は問わない。たとえば第1基部202aとなる厚さD1の金属板の中央部を押圧(プレス加工など)して第2基部202bとなる突出部を成形することができる。
【0038】
ブリッジバスバー30の第2接続部302が組み込みバスバー20の接続部202上に配置されると、第2接続部302が第2基部202bの上面に当たり、この状態で
図9のようにレーザ溶接601を行うことで接続部202と第2接続部302とを密着接合させることができる。その際、第2基部202bが表面101より突出しているために、本体部10のインサート成形時に樹脂が第2基部202bと第2接続部302との接合部に入り込む事態を防止できる。これにより樹脂の溶接部への回り込みによる溶接部の強度低下および不安定化を防止でき、機械的および電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【0039】
なお、
図7に示すように、組み込みバスバー20の接続部202における第1基部202aの厚さD1はブリッジバスバー30の第2接続部302の厚さD2より厚いことが望ましい。これにより
図9に示すようにレーザ溶接の際、下方バスバーである組み込みバスバー20の接続部202への影響を回避できる。
【0040】
また、第2基部202bはZ軸方向と交差する面である接続面が表面101より高さdだけ高い位置にあり、この突出した接続面でブリッジバスバー20の第2接続部302と接続する。このように面で接続するので、点で接続するよりも接続強度が大きく、電気的な抵抗が小さいという利点がある。特に本実施形態によれば第2基部202bの突出した接続面とブリッジバスバー20の第2接続部302とが面的に密着接合することで接続強度および電気的接続性が向上する。
【0041】
5.センサモジュール
図10に示すように、ブリッジバスバー30および40を配置して接合することで、本体部10の表面101に露出した接続部201~203がブリッジバスバー30により共通に接地接続され、接続部204~206がブリッジバスバー40により共通に電源接続される。電子部品としてセンサ50(1)~50(5)を有するセンサモジュールの場合、
図2および
図3に示すようにバスバー構造1の下方からセンサ50(1)~50(5)をそれぞれのセンサ電極部S1~S5に接続する。この電極接続は開口部103~107を通して容易に実行できる。最後に
図11に示すように、保護カバー11を本体部10の周壁102内に固定することでセンサモジュールを得ることができる。
【0042】
センサモジュールの場合、
図2および
図3に示すように、接地用リード端子235と電源用リード端子245とを電源に接続することで全てのセンサを動作させ、出力用リード端子225~229から各センサ出力を取り出すことができる。したがって、本実施形態によるバスバー構造1を採用することで、N(Nは2以上の整数)個のセンサからなるセンサモジュールを少ないリード端子数(N+2個)で駆動することが可能となる。
【0043】
また、このようなセンサモジュールでは、電源用リード端子245および接地用リード端子235に全てのセンサの駆動電流が流れるために、樹脂の入り込み等でバスバー接続部の密着性が劣化して抵抗値が増大すると発熱等を生じ得る。上述した本実施形態によるバスバー構造1は、溶接の強度不足を防止すると共に密着不足による発熱を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【0044】
本発明は、バスバー構造のバスバー接続部に適用できる。
【符号の説明】
【0045】
1 バスバー構造
10 本体部
101 表面
102 周壁部
103~107 開口部
108、109 位置決め突起部
110 移動抑止部
111 ブラケット
112 電極リード筐体
20 組み込みバスバー(第1バスバー)
201~206 接続部
205a 第1基部
205b 第2基部(突出部)
210 出力用接続点
211 接地用接続点
212 電源用接続点
220~224 バスバー
225~229 出力用リード端子
230~232 バスバー
235 接地用リード端子
240~242 バスバー
245 電源用リード端子
S1~S5 センサ電極部
30 ブリッジバスバー(第2バスバー)
301~303 第2接続部
310、311、313 延伸部
312 湾曲部
314 貫通孔
320~323 先端突出部
40 ブリッジバスバー(第2バスバー)
401~403 第2接続部
410~414 延伸部
415 貫通孔
420~422 先端突出部
50 センサ(電子部品)
501 出力端子
502 接地端子
503 電源端子