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(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】P2025006266
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】車載用バスバーおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
B60R 16/04 20060101AFI20250109BHJP
H01B 7/295 20060101ALI20250109BHJP
H01B 13/08 20060101ALN20250109BHJP
【ＦＩ】
B60R16/04 Z
H01B7/295
H01B13/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023106951
(22)【出願日】2023-06-29
(71)【出願人】
【識別番号】000002255
【氏名又は名称】ＳＷＣＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森 利明
(72)【発明者】
【氏名】光地 伸明
(72)【発明者】
【氏名】橋本 恒也
【テーマコード（参考）】
5G315
5G325
【Ｆターム（参考）】
5G315CA01
5G315CB01
5G315CC01
5G315CD01
5G315CD10
5G315CD11
5G325DA02
(57)【要約】
【課題】金属バーとその周辺の金属構造物との接触に伴う短絡を確実に防止する。
【解決手段】金属バー１０、耐火テープおよび絶縁体層３０を有する車載用バスバー１が開示されている。金属バー１０には１枚または２枚以上の耐火テープが重ね巻きされ、そのうち少なくとも１枚の耐火テープが縦添え巻きされ、金属バー１０および耐火テープが絶縁体層３０で被覆されている。
【選択図】図１
【解決手段】金属バー１０、耐火テープおよび絶縁体層３０を有する車載用バスバー１が開示されている。金属バー１０には１枚または２枚以上の耐火テープが重ね巻きされ、そのうち少なくとも１枚の耐火テープが縦添え巻きされ、金属バー１０および耐火テープが絶縁体層３０で被覆されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属バー、耐火テープおよび絶縁体層を有する車載用バスバーであって、
前記金属バーには１枚または２枚以上の前記耐火テープが重ね巻きされ、そのうち少なくとも１枚の前記耐火テープが縦添え巻きされ、
前記金属バーおよび前記耐火テープが前記絶縁体層で被覆されていることを特徴とする車載用バスバー。
前記金属バーには１枚または２枚以上の前記耐火テープが重ね巻きされ、そのうち少なくとも１枚の前記耐火テープが縦添え巻きされ、
前記金属バーおよび前記耐火テープが前記絶縁体層で被覆されていることを特徴とする車載用バスバー。
【請求項2】
請求項１に記載の車載用バスバーにおいて、
前記金属バーには１枚または２枚以上の前記耐火テープが縦添え巻きされているか、または縦添え巻きと横巻きとが組み合わされていることを特徴とする車載用バスバー。
前記金属バーには１枚または２枚以上の前記耐火テープが縦添え巻きされているか、または縦添え巻きと横巻きとが組み合わされていることを特徴とする車載用バスバー。
【請求項3】
金属バー、耐火テープおよび絶縁体層を有する車載用バスバーの製造方法であって、
前記金属バーに対し１枚または２枚以上の前記耐火テープを重ね巻きする工程であって、そのうち少なくとも１枚の前記耐火テープを縦添え巻きする工程と、
前記金属バーおよび前記耐火テープに対し一定の樹脂を押し出し、これらを前記絶縁体層で被覆する工程と、
を備えることを特徴とする車載用バスバーの製造方法。
前記金属バーに対し１枚または２枚以上の前記耐火テープを重ね巻きする工程であって、そのうち少なくとも１枚の前記耐火テープを縦添え巻きする工程と、
前記金属バーおよび前記耐火テープに対し一定の樹脂を押し出し、これらを前記絶縁体層で被覆する工程と、
を備えることを特徴とする車載用バスバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は車載用途に適したバスバーおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
BEV(Battery Electric Vehicle)、HEV(Hybrid Electric Vehicle)といった電気自動車において、バッテリユニットとインバータとの間の電力供給用途には「バスバー」が使用されうる。
近年の電気自動車はモータ駆動だけでなく、ブレーキ、ハンドル、ドアや窓の開閉までも電動化されている。そのため、事故や整備不良に伴う火災などで緊急避難が必要な場合、バッテリユニットおよびバスバーを含む電力供給系統には、避難および周知を確保するため、電力供給を一定時間保持し、電装品を動かし続ける能力が求められる。
バッテリとしてはリチウムイオンバッテリが多用される。このバッテリは外部からの加熱や自己発熱により変形し発火に至る可能性があるため、ユニットとして堅牢で耐火性能を有する容器で保護されている。
近年の電気自動車はモータ駆動だけでなく、ブレーキ、ハンドル、ドアや窓の開閉までも電動化されている。そのため、事故や整備不良に伴う火災などで緊急避難が必要な場合、バッテリユニットおよびバスバーを含む電力供給系統には、避難および周知を確保するため、電力供給を一定時間保持し、電装品を動かし続ける能力が求められる。
バッテリとしてはリチウムイオンバッテリが多用される。このバッテリは外部からの加熱や自己発熱により変形し発火に至る可能性があるため、ユニットとして堅牢で耐火性能を有する容器で保護されている。
【0003】
他方、バッテリユニットとは別に、バスバーにも耐火構造を保持させる必要がある。
特許文献１には、金属バー（１０）にバンテージ部材（３０Ａ）を巻回しその外側を絶縁チューブ（２０）で被覆した構造が開示されている。バンテージ部材は、電気絶縁性と耐火性とを備えたコーティング物質（３１）でコーティング処理した金属ワイヤから構成されている。かかる構造では、火災時にバスバーの絶縁チューブが消失してもバンテージ部材が消失することなく金属バーに結束した状態で残り、金属バーと周辺の金属構造物（４）とが接触しないように金属バーを支持し、短絡を防止しうるようになっている（段落００３０－００３６、００４７、図３－図４、図７参照）。
特許文献１には、金属バー（１０）にバンテージ部材（３０Ａ）を巻回しその外側を絶縁チューブ（２０）で被覆した構造が開示されている。バンテージ部材は、電気絶縁性と耐火性とを備えたコーティング物質（３１）でコーティング処理した金属ワイヤから構成されている。かかる構造では、火災時にバスバーの絶縁チューブが消失してもバンテージ部材が消失することなく金属バーに結束した状態で残り、金属バーと周辺の金属構造物（４）とが接触しないように金属バーを支持し、短絡を防止しうるようになっている（段落００３０－００３６、００４７、図３－図４、図７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２０２２－５４５５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１の構造では、火災時において絶縁チューブを構成する高分子素材が炭化物となって残留する。炭化物は導電性を有するため、残留した当該炭化物が金属バーに付着したままその周辺の金属構造物に接触すれば短絡を防止することはできない。
この点、図５Ａおよび図５Ｂに示すとおり、金属バー１０に対し耐火テープ２０を横巻きするか、または１枚目の耐火テープ２０を間隔をあけてらせん状に巻回し２枚目の耐火テープ２０をその間隔に沿ってらせん状に巻回することも考えられる。かかる場合、金属バー１０を湾曲または屈曲させたときに、耐火テープ２０の側縁部同士に隙間が生じ、そこから残留した当該炭化物が耐火テープ２０の内側に混入し短絡が生じる可能性もある。
したがって本発明の主な目的は、金属バーとその周辺の金属構造物との接触に伴う短絡を確実に防止しうるバスバーおよびその製造方法を提供することにある。
この点、図５Ａおよび図５Ｂに示すとおり、金属バー１０に対し耐火テープ２０を横巻きするか、または１枚目の耐火テープ２０を間隔をあけてらせん状に巻回し２枚目の耐火テープ２０をその間隔に沿ってらせん状に巻回することも考えられる。かかる場合、金属バー１０を湾曲または屈曲させたときに、耐火テープ２０の側縁部同士に隙間が生じ、そこから残留した当該炭化物が耐火テープ２０の内側に混入し短絡が生じる可能性もある。
したがって本発明の主な目的は、金属バーとその周辺の金属構造物との接触に伴う短絡を確実に防止しうるバスバーおよびそ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】
【0006】
上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
金属バー、耐火テープおよび絶縁体層を有する車載用バスバーであって、
前記金属バーには１枚または２枚以上の前記耐火テープが重ね巻きされ、そのうち少なくとも１枚の前記耐火テープが縦添え巻きされ、
前記金属バーおよび前記耐火テープが前記絶縁体層で被覆されていることを特徴とする車載用バスバーが提供される。
金属バー、耐火テープおよび絶縁体層を有する車載用バスバーであって、
前記金属バーには１枚または２枚以上の前記耐火テープが重ね巻きされ、そのうち少なくとも１枚の前記耐火テープが縦添え巻きされ、
前記金属バーおよび前記耐火テープが前記絶縁体層で被覆されていることを特徴とする車載用バスバーが提供される。
【0007】
本発明の他の態様によれば、
金属バー、耐火テープおよび絶縁体層を有する車載用バスバーの製造方法であって、
前記金属バーに対し１枚または２枚以上の前記耐火テープを重ね巻きする工程であって、そのうち少なくとも１枚の前記耐火テープを縦添え巻きする工程と、
前記金属バーおよび前記耐火テープに対し一定の樹脂を押し出し、これらを前記絶縁体層で被覆する工程と、
を備えることを特徴とする車載用バスバーの製造方法が提供される。
金属バー、耐火テープおよび絶縁体層を有する車載用バスバーの製造方法であって、
前記金属バーに対し１枚または２枚以上の前記耐火テープを重ね巻きする工程であって、そのうち少なくとも１枚の前記耐火テープを縦添え巻きする工程と、
前記金属バーおよび前記耐火テープに対し一定の樹脂を押し出し、これらを前記絶縁体層で被覆する工程と、
を備えることを特徴とする車載用バスバーの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、金属バーとその周辺の金属構造物との接触に伴う短絡を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】車載用バスバーの概略構成を示す斜視図である。
【図2】車載用バスバーの概略構成を示す断面図である。
【図3】車載用バスバーの概略構成を示す分解斜視図である。
【図5】従来の理想構造を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の好ましい実施形態にかかるバスバーについて説明する。
本明細書において数値範囲を示す「～」は下限値および上限値を当該数値範囲に含む意味を有している。
本明細書において数値範囲を示す「～」は下限値および上限値を当該数値範囲に含む意味を有している。
【0011】
図１および図２に示すとおり、車載用バスバー１は主に、金属バー１０、耐火テープ２０および絶縁体層３０で構成されている。金属バー１０には１枚または２枚以上の耐火テープ２０が重ね巻きされ、これらが絶縁体層３０で被覆されている。「重ね巻き」にはいわゆる縦添え巻きと横巻きとの両方が含まれ、金属バー１０には少なくとも１枚の耐火テープ２０が縦添え巻きされている（後述ご参照）。
【0012】
金属バー１０は通常、１枚の金属板で構成され、通電電流の大きさによって厚さと幅が決定され、設置場所または設置条件によって長さが多様に製作される。
金属バー１０は複数枚の金属薄板を積層したものであってもよい。たとえば、金属バー１０は、約０．１～０．３ｍｍの金属薄板を積層してその両端部を一体に溶接し、ツイストやベンディング可能で柔軟な構造を有してもよい。
金属バー１０の金属板または金属薄板は好ましくは銅または銅合金で構成される。
金属バー１０は複数枚の金属薄板を積層したものであってもよい。たとえば、金属バー１０は、約０．１～０．３ｍｍの金属薄板を積層してその両端部を一体に溶接し、ツイストやベンディング可能で柔軟な構造を有してもよい。
金属バー１０の金属板または金属薄板は好ましくは銅または銅合金で構成される。
【0013】
金属バー１０の両端部のうち一端部は、いずれか１つのバッテリの（＋）端子に接続され、他端部は他のバッテリの（－）端子に接続される。
たとえば、バッテリの端子がボルトタイプの場合、金属バー１０の両端部のホール１２をその端子に嵌合しナットで締結すれば、バッテリと車載用バスバー１（金属バー１０）との接続部位を堅固に固定しうる。
たとえば、バッテリの端子がボルトタイプの場合、金属バー１０の両端部のホール１２をその端子に嵌合しナットで締結すれば、バッテリと車載用バスバー１（金属バー１０）との接続部位を堅固に固定しうる。
【0014】
耐火テープ２０はいわゆるマイカテープで構成されこれが高温での絶縁性能を発揮するようになっている。マイカは暗緑色を呈する天然鉱物で（日本語では雲母という。）、電気絶縁性、耐熱性に優れている。マイカそのものは鉱物であるがテープ状にすると、良好な可撓性を持つようになり、湾曲化または屈曲化に適した材料となりうる。
マイカテープはガラスクロスにマイカを接着したガラスマイカテープであってもよいし、ポリエチレンなどからなるプラスチックフィルムにマイカを接着したプラスチックマイカテープであってもよい。
マイカテープはガラスクロスにマイカを接着したガラスマイカテープであってもよいし、ポリエチレンなどからなるプラスチックフィルムにマイカを接着したプラスチックマイカテープであってもよい。
【0015】
図３Ａに示すとおり、耐火テープ２０は金属バー１０に縦添え巻きされ、ガラスヤーン２２が耐火テープ２０に巻き付けられている（ガラスヤーン２２の粗巻きで押え巻が施されている。）。「縦添え巻き」とは、長尺なテープを被巻き体の長さ方向に沿って配置して両側縁部を内側に包み込むように円筒状に巻き付ける、という意である。
ガラスヤーン２２に代えて、図３Ｂに示すとおり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；PolyEthyleneTerephthalate）テープ２４を耐火テープ２０に一定の隙間を開けた状態で巻回し固定してもよいし、図３Ｃに示すとおり、粘着テープ２６ａを耐火テープ２０の側縁部の表面に沿って貼付し耐火テープ２０を固定してもよいし、図３Ｄに示すとおり、耐火テープ２０の側縁部の裏面に粘着剤２６ｂを塗布するか、または粘着テープ２６ａを貼付し耐火テープ２０を固定してもよい。
ガラスヤーン２２に代えて、図３Ｂに示すとおり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；PolyEthyleneTerephthalate）テープ２４を耐火テープ２０に一定の隙間を開けた状態で巻回し固定してもよいし、図３Ｃに示すとおり、粘着テープ２６ａを耐火テープ２０の側縁部の表面に沿って貼付し耐火テープ２０を固定してもよいし、図３Ｄに示すとおり、耐火テープ２０の側縁部の裏面に粘着剤２６ｂを塗布するか、または粘着テープ２６ａを貼付し耐火テープ２０を固定してもよい。
【0016】
絶縁体層３０は一定の樹脂が押出機のダイスから押し出され形成されている。
当該樹脂は好ましくは難燃性の樹脂であれば適用可能であり、たとえばポリアミド（ＰＡ；PolyAmide）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ；PolyVinyl Chloride）、ポリエチレン（ＰＥ；PolyEthylene）、ポリプロピレン（ＰＰ；PolyPropylene）などから構成される。
当該樹脂は好ましくは難燃性の樹脂であれば適用可能であり、たとえばポリアミド（ＰＡ；PolyAmide）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ；PolyVinyl Chloride）、ポリエチレン（ＰＥ；PolyEthylene）、ポリプロピレン（ＰＰ；PolyPropylene）などから構成される。
【0017】
次に、車載用バスバー１の製造方法について説明する。
【0018】
はじめに、金属バー１０上に耐火テープ２０を１枚縦添え巻きし、これをガラスヤーン２２で押え巻きし耐火テープ２０を固定する。
その後、耐火テープ２０の外側に一定の樹脂を押し出し被覆し絶縁体層３０を形成し、車載用バスバー１の前駆体を形成する。
最後に、当該前駆体を設置場所または設置条件に応じて湾曲または屈曲させ、車載用バスバー１を製造することができる（完成させる）。
その後、耐火テープ２０の外側に一定の樹脂を押し出し被覆し絶縁体層３０を形成し、車載用バスバー１の前駆体を形成する。
最後に、当該前駆体を設置場所または設置条件に応じて湾曲または屈曲させ、車載用バスバー１を製造することができる（完成させる）。
【0019】
以上の車載用バスバー１によれば、金属バー１０に対し直に耐火テープ２０が縦添え巻きされている。そのため、事故や整備不良に伴う火災が起こり絶縁体層３０が炭化物となって残留しても、残留した当該炭化物が金属バー１０に付着することがなく、その周辺の金属構造物に接触して短絡するのを防止することができる。
併せて車載用バスバー１によれば、耐火テープ２０にはマイカが混入され一定の可撓性を有している。そのため、車載用バスバー１の前駆体を湾曲または屈曲させた場合に、耐火テープ２０が金属バー１０との間に隙間を生じさせることなくその湾曲または屈曲に追従する。かかる場合も、上記と同様に、事故や整備不良に伴う火災が起こり絶縁体層３０が炭化物となって残留しても、残留した当該炭化物が金属バー１０に付着することがなく、その周辺の金属構造物に接触して短絡するのを防止することができる。
併せて車載用バスバー１によれば、耐火テープ２０にはマイカが混入され一定の可撓性を有している。そのため、車載用バスバー１の前駆体を湾曲または屈曲させた場合に、耐火テープ２０が金属バー１０との間に隙間を生じさせることなくその湾曲または屈曲に追従する。かかる場合も、上記と同様に、事故や整備不良に伴う火災が起こり絶縁体層３０が炭化物となって残留しても、残留した当該炭化物が金属バー１０に付着することがなく、その周辺の金属構造物に接触して短絡するのを防止することができる。
【0020】
以上から車載用バスバー１によれば、金属バー１０とその周辺の金属構造物との接触に伴う短絡を確実に防止することができる。
【0021】
なお、車載用バスバー１の耐火テープ２０の重ね巻き態様は図３の構造に限らず、枚数や巻き方などを適宜変更しうる。
【0022】
たとえば、図４Ａおよび図４Ｂに示すとおり、耐火テープ２０を２枚準備しそれぞれ金属バー１０に重ねて縦添え巻きしてもよい。かかる場合、１枚目の耐火テープ２０の側縁部と２枚目の耐火テープ２０の側縁部とが上下または左右で反転するように縦添え巻きするのがよい。
図４Ａのように、１枚目の耐火テープ２０にはポリプロピレンヤーン２８を巻回し、２枚目の耐火テープ２０にはガラスヤーン２２を巻回し、耐火テープ２０をそれぞれ固定してもよい。
図４Ｂのように、ＰＥＴテープ２４を２枚目の耐火テープ２０に一定の隙間を開けた状態で巻回し固定してもよい。
図４Ｃに示すとおり、耐火テープ２０を２枚準備し、１枚目の耐火テープ２０を金属バー１０に縦添え巻きしかつ２枚目の耐火テープ２０を１枚目の耐火テープ２０に横巻きしてもよい。「横巻き」とは、長尺なテープを被巻き体の長さ方向に沿ってらせん状に巻き付ける意であって、テープの側縁部を先に巻き付けたテープに重ねながら巻き付ける、という意である。
図４Ａのように、１枚目の耐火テープ２０にはポリプロピレンヤーン２８を巻回し、２枚目の耐火テープ２０にはガラスヤーン２２を巻回し、耐火テープ２０をそれぞれ固定してもよい。
図４Ｂのように、ＰＥＴテープ２４を２枚目の耐火テープ２０に一定の隙間を開けた状態で巻回し固定してもよい。
図４Ｃに示すとおり、耐火テープ２０を２枚準備し、１枚目の耐火テープ２０を金属バー１０に縦添え巻きしかつ２枚目の耐火テープ２０を１枚目の耐火テープ２０に横巻きしてもよい。「横巻き」とは、長尺なテープを被巻き体の長さ方向に沿ってらせん状に巻き付ける意であって、テープの側縁部を先に巻き付けたテープに重ねながら巻き付ける、という意である。
【産業上の利用可能性】
【0023】
本願発明は車載用バスバーおよびその製造方法にかかり、特に金属バーとその周辺の金属構造物との接触に伴う短絡を確実に防止しうるバスバーを提供するのに有用である。
【符号の説明】
【0024】
１ 車載用バスバー
１０ 金属バー
１２ ホール
２０ 耐火テープ
２２ ガラスヤーン
２４ ＰＥＴテープ
２６ａ 粘着テープ
２６ｂ 粘着剤
２８ ポリプロピレンヤーン
３０ 絶縁体層
１０ 金属バー
１２ ホール
２０ 耐火テープ
２２ ガラスヤーン
２４ ＰＥＴテープ
２６ａ 粘着テープ
２６ｂ 粘着剤
２８ ポリプロピレンヤーン
３０ 絶縁体層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】