JP3376246B2 - バスバーのレーザ溶接構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気接続箱に収容
するバスバーに最適なレーザ溶接構造に関し、特に、バ
スバーに対するタブ端子またはジャンパーの溶接固定位
置の精度を向上できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図９（Ａ）に示すように、電線１
の導体２を圧着接続する圧着端子３の圧着部３ａにレー
ザビームＬＢを照射し、圧着部３ａと導体２とを溶融し
て溶接するものが提案されている（特願平２−１０３８
７８６号参照）。

【０００３】また、図９（Ｂ）に示すように、平板状の
溶接用金属導体部４に溶融体積補充用の別体の金属製突
出部５を設け、この突出部５の下側に複数の素線２ａよ
り成る導体２を配置して、突出部５にレーザビームＬＢ
を照射することにより、突出部５を導体２とともに溶融
して溶接するものも提案されている（特開平６−３０２
３４１号参照）。

【０００４】ところで、自動車用ワイヤーハーネス等を
種々の電装品に分岐接続するのに用いられる電気接続箱
は、分岐接続点を１個所に集中させて、配線を合理的か
つ経済的に分岐接続するものであり、ワイヤーハーネス
の高密度化に伴って、車種別又は用途別に種々の形式の
ものが開発されている。

【０００５】上記のような電気接続箱としては、図８に
示すように、プレス金型でフープ材６からバスバー７Ａ
〜７Ｃをそれぞれ打ち抜き、この各バスバー７Ａ〜７Ｃ
のパターン部からタブ端子７ａ，７ｂを上下方向にそれ
ぞれ切り起こすと共に、各バスバー７Ａ〜７Ｃの間に絶
縁板８Ａ〜８Ｃをそれぞれ介設して積層し、これを電気
接続箱９のアッパーケース９Ａとロアケース９Ｂとに収
容したものが有る。

【０００６】上記各バスバー７Ａ〜７Ｃの内、図７にそ
の一部を詳細に示すように、中層のバスバー７Ｂから上
方向に切り起こしたタブ端子７ａは、上層の絶縁板８Ａ
を貫通させて、上層のバスバー７Ａから上方向に切り起
こしたタブ端子７ａと高さが揃うように設定されると共
に、下層のバスバー７Ｃから上方向に切り起こしたタブ
端子７ａは、中層の絶縁板８Ｂと上層の絶縁板８Ａとを
貫通させて、上層のバスバー７Ａから上方向に切り起こ
したタブ端子７ａと高さが揃うように設定される。

【０００７】同様に、中層のバスバー７Ｂから下方向に
切り起こしたタブ端子７ｂは、下層の絶縁板８Ｃを貫通
させて、下層のバスバー７Ｃから下方向に切り起こした
タブ端子７ｂと高さが揃うように設定されると共に、上
層のバスバー７Ａから下方向に切り起こしたタブ端子７
ｂは、中層の絶縁板８Ｂと下層の絶縁板８Ｃとを貫通さ
せて、下層のバスバー７Ｃから下方向に切り起こしたタ
ブ端子７ｂと高さが揃うように設定される。

【０００８】そして、図８に示したように、上記各タブ
端子７ａ，７ｂには、中継端子１０等を介して、外部部
品であるヒューズ１１やリレー１２を差し込んで接続す
ると共に、外部からインテグレーション側のコネクタを
直接差し込んで接続するようになっている。

【０００９】また、電気接続箱９内の回路ボリュームが
増えたような場合には、同じ階層のバスバー７Ａ（７
Ｂ，７Ｃ）の近接するパターン部同士や異なる階層のバ
スバー７Ａ〜７Ｃのパターン部同士、さらには、バスバ
ー７Ａ〜７Ｃのパターン部に他の配索材（ＦＰＣ、ＰＣ
Ｂまたは電線等の導体）を、コネクタで接続するように
なっている。

【００１０】一方、近年では、自動車内に分散して搭載
されている複数個の電気接続箱を１個に集約してセンタ
ークラスター等に配置し、各電気接続箱の間を接続する
ワイヤーハーネスを簡素化（省線化）する試みがなされ
ている。

【００１１】上記電気接続箱内の回路数が４０程度であ
れば、上述したような３層のバスバー積層構造でも良い
が、集約化により電気接続箱内の回路数が８０〜１００
程度に増加すると、８〜１０層のバスバー積層構造とな
る。

【００１２】このように８〜１０層のバスバー積層構造
となれば、各層のバスバーのパターン部からタブ端子を
上下方向にそれぞれ切り起こすとき、最上層のバスバー
から上方向に切り起こしたタブ端子と最下層のバスバー
から下方向に切り起こしたタブ端子とにそれぞれ高さが
揃うように設定するためには、タブ端子は最大で８〜１
０層もの絶縁板を貫通する長さに設定する必要がある。

【００１３】この問題を解決するために、本出願人は、
レーザ溶接技術を活用して、電気接続箱に収容するバス
バーの小型・高密度化を図ることを可能としたレーザ溶
接構造を提案した。

【００１４】このレーザ溶接構造は、基本的には、バス
バーのパターン部からタブ端子を上下方向にそれぞれ切
り起こすのではなく、タブ端子を別体とし、この別体の
タブ端子をバスバーのパターン部に当てがって、レーザ
ビームを照射し、タブ端子とパターン部とを溶融して溶
接することにより、バスバーのパターン部にタブ端子を
切り起こすためのデッドスペースが不要となるので、こ
のデッドスペースにパターン部を増設することにより、
バスバーを小型・高密度化できるようにしたものであ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、本出願人が
提案したレーザ溶接構造の改良に係るものであり、特
に、電気接続箱に収容するバスバーの溶接に最適で、バ
スバーに対するタブ端子またはジャンパーの溶接固定位
置の精度を向上できるレーザ溶接構造を提供するもので
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１は、絶縁板に配置されたバスバー
にタブ端子の折り曲げ脚部を当てがって、バスバーにタ
ブ端子をレーザ溶接する構造であって、上記絶縁板に、
上記バスバーに形成された固定用穴と上記タブ端子の折
り曲げ脚部に形成された位置決め用穴とが嵌入するボス
部が形成されて、このボス部の先端が押しつぶされるこ
とにより、バスバーが絶縁板に固定されると同時にバス
バーにタブ端子の折り曲げ脚部が位置決めされて、この
状態でバスバーにタブ端子の折り曲げ脚部がレーザ溶接
されていることを特徴とするバスバーのレーザ溶接構造
を提供するものである。

【００１７】本発明の請求項２は、絶縁板に配置された
バスバーにジャンパーの折り曲げ脚部を当てがって、バ
スバーにジャンパーをレーザ溶接する構造であって、上
記絶縁板に、上記バスバーに形成された固定用穴と上記
ジャンパーの折り曲げ脚部に形成された位置決め用穴と
が嵌入するボス部が形成されて、このボス部の先端が押
しつぶされることにより、バスバーが絶縁板に固定され
ると同時にバスバーにジャンパーの折り曲げ脚部が位置
決めされて、この状態でバスバーにジャンパーの折り曲
げ脚部がレーザ溶接されていることを特徴とするバスバ
ーのレーザ溶接構造を提供するものである。

【００１８】請求項１または請求項２の発明によれば、
絶縁板のボス部に、バスバーの固定用穴とタブ端子（ま
たはジャンパー）の折り曲げ脚部の位置決め用穴とを嵌
入した後に、このボス部の先端を機械的に押しつぶす
と、バスバーが絶縁板に固定されると同時にバスバーに
タブ端子（またはジャンパー）の折り曲げ脚部が位置決
めされるようになり、その後に、バスバーにタブ端子
（またはジャンパー）の折り曲げ脚部をレーザ溶接する
ことにより、絶縁板にバスバーを高精度で位置決め固定
すると同時に別体のタブ端子（またはジャンパー）を高
精度で位置決めした状態で、溶接固定できるようにな
る。

【００１９】請求項３のように、請求項１または２にお
いて、上記折り曲げ脚部の端面とバスバーの上面との間
の接合界面、あるいは折り曲げ脚部の端面とバスバーの
端面との間の接合界面にレーザビームが照射されること
により、バスバーに上記折り曲げ脚部がレーザ溶接され
ていることが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。なお、従来技術と同一構成
・作用の箇所は同一番号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００２１】図１は第１実施形態のレーザ溶接構造であ
る。図１に示すように、従来のようにバスバー１７のパ
ターン部からタブ端子１７ａを上下方向にそれぞれ切り
起こすのではなく、タブ端子１７ａを別体として、タブ
端子１７ａの下端に折り曲げ脚部１７ｂを一体形成す
る。この折り曲げ脚部１７ｂには、位置決め用穴１７ｄ
をあけている。

【００２２】バスバー１７を配置する合成樹脂製の絶縁
板１８には、バスバー１７のパターン部にあけた固定用
穴１７ｅを嵌入するボス部１８ａが一体成形されてい
る。このボス部１８ａは、タブ端子１７ａの折り曲げ脚
部１７ｂを絶縁板１８上のバスバー１７のパターン部に
上方から当てがったとき、折り曲げ脚部１７ｂの位置決
め用穴１７ｄにも嵌入して、僅かに上方へ突出する長さ
に設定されている。

【００２３】そして、図２に示すように、金型２５でバ
スバー１７のパターン部とタブ端子１７ａの折り曲げ脚
部１７ｂとを絶縁板１８に押し付けた状態で、金型２５
の挿入穴２５ａに押しつぶし用軸２６を挿入して、ボス
部１８ａの先端を図１（Ｂ）のように機械的に押しつぶ
すと、絶縁板１８にバスバーが固定されると同時に、バ
スバー１７にタブ端子１７ａが位置決めされるようにな
る。

【００２４】その後、図１（Ｂ）に示すように、タブ端
子１７ａの折り曲げ脚部１７ｂの後端面とバスバー１７
の上面との間の接合界面に斜め上方向からレーザビーム
ＬＢを照射する。

【００２５】この照射により、タブ端子１７ａの折り曲
げ脚部１７ｂとバスバー１７のパターン部とが高精度で
位置決めされた状態で溶融されて溶接ａされるようにな
る。

【００２６】上記バスバー１７の全てのタブ端子１７ａ
を別体として溶接するのではなく、必要に応じて、従来
のようにバスバー１７のパターン部からタブ端子１７ａ
を上下方向にそれぞれ切り起こすタイプも併用すること
ができる。

【００２７】また、図３に示すように、バスバー１７の
パターン部及びタブ端子１７ａを広幅として、複数個の
タブ端子１７ａ，１７ａを一体形成したものでも良い。

【００２８】さらに、図６に示すように、上記タブ端子
１７ａに中継端子１７ｃを一体成形すると、別体の中継
端子が不要となる。

【００２９】上記バスバー１７を溶接する場合、従来の
抵抗溶接であると、バスバーを電極で挟み込むために大
きな治具がバスバー毎に必要となるから、加工工数や設
備等が高価になって量産性に不向きである。また、従来
のアーク溶接であると、バスバーでは他の回路との極間
が狭いため、絶縁若しくは極間を広げる必要があるので
高密度化できないと共に、溶接する回路毎にアースを取
る必要があるから、加工工数等が高価になって量産性に
不向きである。さらに、超音波溶接では、バスバーにメ
ッキの有る部分では溶接できないために部分メッキが必
要になると共に、バスバー形状も１本づつ異なり治具が
回路本数分だけ必要となるから、加工工数や設備等が高
価になって量産性に不向きである。

【００３０】これに対して、本発明のレーザ溶接の場合
では、上述した抵抗溶接、アーク溶接、超音波溶接等と
比較して、レーザビームＬＢは非接触であるため簡単な
治具のみで確実にバスバー１７を溶接できると共に、１
個所当たりの溶接秒数が短時間であるため量産性が良好
であり、また、レーザビームＬＢはビーム径が細いため
バスバー１７とタブ端子１７ａとを狭ピッチ化できて設
計の配線自由度が向上するという利点が有る。

【００３１】また、各種のレーザ溶接の内、ＹＡＧレー
ザ溶接は、非接触であること、熱影響層が少ないこと、
消費電力が少なく装置が小型であること、光ファイバー
が使えるために３次元溶接に容易に使えること、ビーム
を多分割して多点同時溶接が可能であり、したがって、
自動化が容易であるために生産コスト低減が著しい等の
理由から最適である。

【００３２】図４は第２実施形態のレーザ溶接構造であ
る。絶縁板１８上のバスバー１７のパターン部に跨るよ
うに、略Ω字状に折り曲げたジャンパー１９を設けて、
このジャンパー１９の折り曲げ脚部１９ａ，１９ａに位
置決め用穴１９ｂ，１９ｂそれぞれをあけている。

【００３３】バスバー１７を配置する合成樹脂製の絶縁
板１８には、ジャンパー１９の折り曲げ脚部１９ａ，１
９ａにあけた固定用穴１９ｂ，１９ｂを嵌入するボス部
１８ａ，１８ａが一体成形されている。このボス部１８
ａは、ジャンパー１９の折り曲げ脚部１９ａ，１９ａを
絶縁板１８上のバスバー１７のパターン部に上方から当
てがったとき、折り曲げ脚部１９ａ，１９ａの位置決め
用穴１９ｂ，１９ｂにも嵌入して、僅かに上方へ突出す
る長さに設定されている。

【００３４】そして、図２に示したのと同様に、金型２
５でバスバー１７のパターン部とジャンパー１９の折り
曲げ脚部１９ａ，１９ａとを絶縁板１８に押し付けた状
態で、金型２５の挿入穴２５ａに押しつぶし用軸２６を
挿入して、ボス部１８ａの先端を機械的に押しつぶす
と、絶縁板１８にバスバー１７が固定されると同時に、
バスバー１７にジャンパー１９が位置決めされるように
なる。

【００３５】その後、ジャンパー１９の折り曲げ脚部１
９ａ，１９ａの端面とバスバー１７の上面との間の接合
界面に斜め上方向からレーザビームＬＢを照射する。あ
るいは、ジャンパー１９の折り曲げ脚部１９ａ，１９ａ
の端面とバスバー１７の端面との間の接合界面に真横か
らレーザビームＬＢを照射する。

【００３６】この照射により、ジャンパー１９の折り曲
げ脚部１９ａ，１９ａとバスバー１７のパターン部とが
高精度で位置決めされた状態で溶融されて溶接ａされる
ようになる。

【００３７】このレーザ溶接構造であれば、従来のよう
に、バスバー１７のパターン部同士をコネクタで接続す
る必要がなくなるから、省スペース化・省コスト化でき
る。

【００３８】図５は、ジャンパー１９の変形例であり、
ジャンパー１９の中央位置にタブ端子１９ｂを一体形成
したものである。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、請求
項１または請求項２の発明によれば、絶縁板のボス部
に、バスバーの固定用穴とタブ端子（またはジャンパ
ー）の折り曲げ脚部の位置決め用穴とを嵌入した後に、
このボス部の先端を機械的に押しつぶすと、バスバーが
絶縁板に固定されると同時にバスバーにタブ端子（また
はジャンパー）の折り曲げ脚部が位置決めされるように
なり、その後に、バスバーにタブ端子（またはジャンパ
ー）の折り曲げ脚部をレーザ溶接することにより、絶縁
板にバスバーを高精度で位置決め固定すると同時に別体
のタブ端子（またはジャンパー）を高精度で位置決めし
た状態で、溶接固定できるようになる。

【００４０】

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態のレーザ溶接構造であ
り、（Ａ）はバスバーにタブ端子をレーザ溶接する前の
分解斜視図、（Ｂ）はバスバーにタブ端子をレーザ溶接
した側面断面図である。

【図２】 金型で絶縁板のボス部を押しつぶすときの側
面断面図である。

【図３】 変形例のタブ端子をバスバーにレーザ溶接し
た斜視図である。

【図４】 第２実施形態のレーザ溶接構造であり、バス
バーにジャンパーをレーザ溶接した斜視図である。

【図５】 変形例のジャンパーをバスバーにレーザ溶接
した斜視図である。

【図６】 中継端子を一体成形したタブ端子の斜視図で
ある。

【図７】 従来のバスバーの斜視図である。

【図８】 従来のバスバーの加工及び組み立て要領の分
解斜視図である。

【図９】 （Ａ）（Ｂ）は、従来の圧着端子等のレーザ
溶接構造の斜視図である。

【符号の説明】

９ 電気接続箱 １７ バスバー １７ａ タブ端子 １７ｂ 折り曲げ脚部 １７ｃ 中継端子 １７ｄ 固定用穴 １７ｅ 位置決め用穴 １８ 絶縁板 １８ａ ボス部 １９ ジャンパー １９ａ 折り曲げ脚部 １９ｂ，１９ｂ 位置決め用穴 ＬＢ レーザビーム ａ 溶接

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−174940（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−129844（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−150014（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−67313（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−11827（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−58754（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−65890（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01R 4/02 B23K 26/00 310

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁板に配置されたバスバーにタブ端子
   の折り曲げ脚部を当てがって、バスバーにタブ端子をレ
   ーザ溶接する構造であって、 上記絶縁板に、上記バスバーに形成された固定用穴と上
   記タブ端子の折り曲げ脚部に形成された位置決め用穴と
   が嵌入するボス部が形成されて、このボス部の先端が押
   しつぶされることにより、バスバーが絶縁板に固定され
   ると同時にバスバーにタブ端子の折り曲げ脚部が位置決
   めされて、この状態でバスバーにタブ端子の折り曲げ脚
   部がレーザ溶接されていることを特徴とするバスバーの
   レーザ溶接構造。
2. 【請求項２】 絶縁板に配置されたバスバーにジャンパ
   ーの折り曲げ脚部を当てがって、バスバーにジャンパー
   をレーザ溶接する構造であって、 上記絶縁板に、上記バスバーに形成された固定用穴と上
   記ジャンパーの折り曲げ脚部に形成された位置決め用穴
   とが嵌入するボス部が形成されて、このボス部の先端が
   押しつぶされることにより、バスバーが絶縁板に固定さ
   れると同時にバスバーにジャンパーの折り曲げ脚部が位
   置決めされて、この状態でバスバーにジャンパーの折り
   曲げ脚部がレーザ溶接されていることを特徴とするバス
   バーのレーザ溶接構造。
3. 【請求項３】 上記折り曲げ脚部の端面とバスバーの上
   面との間の接合界面、あるいは折り曲げ脚部の端面とバ
   スバーの端面との間の接合界面にレーザビームが照射さ
   れることにより、バスバーに上記折り曲げ脚部がレーザ
   溶接されている請求項１または２記載のバスバーのレー
   ザ溶接構造。