JP2014135168A - 多層モールドバスバーの製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数枚の通電板8からなる通電板群をモールド型に配置し、樹脂モールドして、樹脂成形部6に埋設するに際し、通電板8の隙間には絶縁スペーサ7が配置される。絶縁スペーサ7は、台座と台座を挟んで互いに台座から反対方向に突設した凸部を有しており、前記凸部は、一方の側では通電板厚み寸法より大きい高さ寸法を有し、他方の側では通電板厚み寸法と同等以下の高さ寸法を有する。通電板8に設けた貫通穴に凸部を挿入し当該通電板を台座で支持する。また、貫通穴から反対側に突出した凸部の頂面を、当該通電板と相対する通電板又はモールド型3面に当接させた状態で、樹脂モールドをする。
【選択図】 図4
Description
使用方法について、より具体的に述べると、電気自動車又はハイブリッド車においては、バッテリーに蓄えられた電力を直流から交流に変換するインバータが用いられるが、このインバータに内蔵されるスイッチング素子、コンデンサ等の電気・電子部品の端子との接続に、モールドバスバーが用いられる。
また、接続端子が多岐に亘る場合には、通電板を複数枚積層して樹脂モールドし、通電板の間を絶縁体で隔てた多層モールドバスバーを用いることもあり、使用箇所により通電板の積層枚数を適宜選択することになる。
この製造方法では、バスバー4は、図1において最も下側になるものが、直接保持ピン5にて下型2との間に空間ができるように保持される。しかし、それよりも上側のバスバー4は、下側のバスバー4に遮られるので、下側のバスバー4に貫通穴9を設け、この貫通穴9を通して保持ピン5を上側のバスバー4に当接させて、バスバー4同士の間に空間ができるように保持される。
前記露出した部分は、電気絶縁性が確保されないため、後加工により樹脂による穴埋めが行われる。
特に、多層モールドバスバーでは、穴埋め部分の箇所が、単層バスバーのものに比較して多くなり、特許文献1に記載されるような煩雑な作業は、好ましいものではない。
本発明の製造法は、所定の間隔を以って相対し保持された複数枚の通電板からなる通電板群をモールド型に配置し、樹脂モールドして、相対する通電板の隙間を樹脂で埋めるとともに前記通電板群をその一部を露出させた状態で樹脂成形部に埋設するに当たって、前記所定の間隔を以って相対する通電板の隙間には絶縁スペーサが配置される。ここで、前記絶縁スペーサは、台座と台座を挟んで互いに台座から反対方向に突設した凸部を有しており、前記凸部は、一方の側では通電板厚み寸法より大きい高さ寸法を有し、他方の側では通電板厚み寸法と同等以下の高さ寸法を有したものである。
相対する通電板に設けた貫通穴に前記反対方向に台座から突設した凸部を挿入して相対する通電板のそれぞれを台座の一方の面と他方の面で支持するとともに、前記貫通穴から反対側に突出した凸部の頂面を当該相対する通電板と相対する他の通電板又はモールド型面に当接させた状態で、前記樹脂モールドをすることを特徴とする(請求項1)。
この構成によれば、絶縁スペーサと樹脂成形部の界面における沿面距離が長くなる。すなわち、相対する通電板間の沿面距離が長くなり、絶縁性を高めることができる。
本発明にて述べる通電板の材質は、電気を通すものであれば、特に限定されるものではなく、より具体的には、鉄、銅、アルミニウム、金、銀等を用いることができ、特に、銅を用いると電気抵抗が低く発熱量が少なく、アルミニウムを用いると、軽量化でき好ましい。
また、通電板としては、前述した金属から選択される複数種の合金、前述した金属に他の金属、添加材等を含有した金属を用いることができる。
尚、通電板は、必要に応じて、各所を折り曲げて使用することもできる。
端子として使用する部分は、通電板の端部に設けることが好ましく、中央部に端子を設ける場合に比較し、樹脂モールド時に使用するモールド型の形状をより単純化でき、製造コストを抑えることができる。
通電板には、後述する絶縁スペーサの凸部を挿入するための貫通穴が設けられる。この貫通穴は、適宜の場所に設けることができ、穴形状も、円、楕円又は複合曲線形状等の曲線形状、三角形又は四角形等の多角形状、等とすることができる。貫通穴の大きさは、通電板の表面積を可能な限り確保、すなわち、表面電流量を確保する上で、小さい方が好ましい。
また、打ち抜き加工以外には、ワイヤー放電加工、レーザ加工、ウォータジェット加工、ターレットパンチングプレス加工等を用いることができ、製造個数が少ないのであれば、型の必要な打ち抜き加工よりも、ワイヤー放電加工を用いた方が、トータルコストが低く、精度の高い加工も行うことができる。
打ち抜き加工について、より具体的には、厚み:1〜3mmのアルミニウム板を打ち抜き、端子となる部分を、必要に応じて曲げ加工により立たせる。尚、この曲げ加工は、後述する樹脂成形部の樹脂モールドの後に、行うこともできる。
また、端子となる部分は、その形状に制限はないが、ボルトを通す孔をあけておくことが好ましく、防錆のため、ニッケルめっき又は錫めっきをすることが好ましい。
樹脂成形部に埋設される通電板の部分は、必ずしもめっきを必要としないが、めっき浴に通電板を浸漬して全体をめっきしやすいことから、この部分にもニッケルめっき又は錫めっきを施すことが好ましい。
尚、通電板の材質をアルミニウムとする場合には、必ずしも表面にめっきを行う必要はない。
本発明にて述べる絶縁スペーサは、樹脂成形部を樹脂モールドする際に、通電板群をモールド型内に位置決めすると共に、通電板同士の間及び通電板群の周囲に樹脂モールドする空間を保持することに用いられる。
絶縁スペーサの使用個数は、特に制限されるものではないが、安定して通電板を支えることができるように、複数用いることが好ましい。
絶縁スペーサ7を用いる態様を、より具体的に述べると、図4に示すものは、通電板8を上下に相対して積層したものであり、上下の通電板8のそれぞれに設けた貫通孔9は対向する位置にある。相対する通電板8に設けた貫通穴9のそれぞれに前記反対方向に台座から突設した凸部を挿入して、相対する通電板のそれぞれを台座の一方の面と他方の面で支持する。そして、前記貫通穴9から反対側に突出した凸部の頂面を当該相対する通電板8と相対する他の通電板又はモールド型面に当接する。これによって、相対する通電板8の隙間を保持し、通電板群をモールド型に配置したとき、通電板8とモールド型(上型1a、下型2)面との空間を保持する。
なお、樹脂モールドにおいて本発明の絶縁スペーサだけを用いる必要はなく、他の形状のスペーサを併用してもよい。
これらの態様では、大径部と小径部による段部が形成されるので、樹脂モールドした樹脂成形部と絶縁スペーサの界面において、相対する通電板間の沿面距離が長くなり、絶縁性を高めることができる。
尚、PBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂を樹脂成形部及び絶縁スペーサを形成する樹脂材料に用いる場合は、ヒートショックで樹脂成形部と絶縁スペーサとの密着性が悪くなることがある。このような場合は、密着性を向上させる対策として、一次成形品(絶縁スペーサ)の材質を、低融点PBT樹脂又は、エラストマー変性の樹脂を用いるようにする。
絶縁スペーサは、従来公知の様々な方法により作製することができるが、精度良く、大量に製造するのであれば、射出成形により作製することが好ましい。
本発明にて述べる樹脂成形部は、前述した通電板群を、その一部(端子となる部分)を露出させた状態で埋設するためのものであり、通電板同士の間の絶縁と周囲からの絶縁を行う。
樹脂成形部に使用する樹脂材料は、絶縁確保ができるものであれば特に限定されるものではなく、具体的には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム類等を用いることができる。
また、樹脂成形部を構成する樹脂材料には、耐熱性、寸法安定性等を向上させる目的で、ガラス繊維、ガラスビーズ、タルク等の無機充填材を適宜配合してもよい。
多層モールドバスバーの製造方法は、特に制限されるものではないが、図面を用いて以下に説明する。
多層モールドバスバーは、先に説明した通電板及び絶縁スペーサを用いる。絶縁スペーサを用いることで、通電板群は、モールド型内に、相対する通電板が所定の隙間を以って、且つ、通電板とモールド型面の間に空間を保持して配置され、樹脂成形部を成形するための空間を確保する。
再び、図4を参照して一例を説明すると、図4(a)では、絶縁スペーサ7の台座から反対方向に突設した凸部が、通電板8に設けた貫通穴9にそれぞれ挿入され、2枚の相対する通電板8が絶縁スペーサの台座の厚み相当の間隔を以って保持される。
図4(b)に示すように、この通電板8の群は、モールド型3の内部に配置され、図4(c)に示すように、樹脂を射出成形することで、絶縁スペーサと通電板群が樹脂成形部6により樹脂モールドされる。その後は、樹脂の固化を待ち、脱型することで、多層モールドバスバーとなる。
絶縁スペーサは、図3(a)に示すものと(b)に示すものの2種類を準備した。
図3(a)の絶縁スペーサは、直径:5.0mm、高さ:1.5mmの円柱形状の台座に、一方の側には直径:2.5mm、高さ:3.0mmの円柱形状の凸部を設け、他方の側には直径:2.5mm、高さ:1.5mmの円柱形状の凸部を設けている。すべての円柱の軸芯を同じくしている。すなわち、前記凸部は、一方の側では通電板厚み寸法より大きい高さ寸法を有し、他方の側では通電板厚み寸法と同等以下の高さ寸法を有するようにしている。
図3(b)の絶縁スペーサは、前記(a)の絶縁スペーサにおいて、台座の一方の側が、直径:4.0mm、高さ:0.5mmの小径部となっている。また、前記一方の側の凸部の上方が、直径:1.5mm、高さ:0.5mmの小径部となっている。すべての円柱の軸芯を同じくしている。
これら絶縁スペーサは、共に、PPS樹脂:50質量%に対し、無機充填材として、ガラス繊維:30質量%と鉱物粉末:20質量%を添加した、PPS強化樹脂を用いて、射出成形により作製したものである。
通電板は、縦:12mm、横:100mm、高さ(厚み):1.5mmの銅板を用意し、この銅板の表面にニッケルめっきを施した。
また、通電板には、先に説明した絶縁スペーサの凸部を挿入する貫通穴(直径:2.5mm)を所定の位置に複数個設けた。すなわち、貫通穴は、通電板の長手方向中心線に沿い、20mm間隔で4箇所に設けた。
多層モールドバスバーを、先に述べた図3(a)に示す絶縁スペーサ及び通電板8を用いて作製した。
具体的には、図4を参照して説明した手順に従う。通電板の貫通穴に絶縁スペーサの台座から反対方向に突設した凸部をそれぞれ挿入して、図4(a)に示すように通電板群を積層した。
図4(b)に示すように上記積層した通電板群をモールド型3内にセットし、絶縁スペーサと同じ材料組成のPPS樹脂をモールド型内に射出して、図4(c)に示すように樹脂成形部6を成形した。成形時の条件は、樹脂(シリンダ)温度:320℃、モールド型温度:150℃、成形サイクル:60秒とした。
実施例1で用いた絶縁スペーサ相当として、これに代えて、図3(b)に示す絶縁スペーサを用いて、以下、実施例1と同様に多層モールドバスバーを作製した。
前述した実施例1及び2にて作製した多層モールドバスバーについて、絶縁耐圧試験を行なった。絶縁耐圧試験は、絶縁耐圧試験機(菊水電子工業株式会社製、商品名:TOS5050A)を用いて、図5に示すように、通電板8の露出部に、ケーブル16を接続し、AC2kVを60秒間印加し続け、漏れ電流を測定した。
実施例1による多層モールドバスバーは、漏れ電流が100μA以下であることを確認した。
また、実施例2による多層モールドバスバーについても同様に試験を行い、漏れ電流が30μA以下であることを確認した。
Claims (3)
- 所定の間隔を以って相対し保持された複数枚の通電板からなる通電板群をモールド型に配置し、樹脂モールドして、相対する通電板の隙間を樹脂で埋めるとともに前記通電板群をその一部を露出させた状態で樹脂成形部に埋設するに当たり、
前記所定の間隔を以って相対する通電板の隙間には絶縁スペーサが配置され、前記絶縁スペーサは、台座と台座を挟んで互いに台座から反対方向に突設した凸部を有しており、前記凸部は、一方の側では通電板厚み寸法より大きい高さ寸法を有し、他方の側では通電板厚み寸法と同等以下の高さ寸法を有しており、
相対する通電板に設けた貫通穴に前記反対方向に台座から突設した凸部を挿入して相対する通電板のそれぞれを台座の一方の面と他方の面で支持するとともに、前記貫通穴から反対側に突出した凸部の頂面を当該相対する通電板と相対する他の通電板又はモールド型面に当接させた状態で、前記樹脂モールドをすることを特徴とする多層モールドバスバーの製造法。 - 凸部が大径部と小径部とで構成され、台座に近い方が大径部となっていることを特徴とする請求項1記載の多層モールドバスバーの製造法。
- 台座が大径部と小径部とで構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の多層モールドバスバーの製造法。
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