JP5524553B2 - バスバーへの溶接構造、およびバスバーへの溶接方法 - Google Patents

Description

本発明は、バスバーへ導体を溶接する溶接構造、およびその溶接方法に関する。

バスバーへ電線の芯線からなる導体を接続する技術として、バスバーの一部に湾曲状に膨出させた圧着部を形成し、この圧着部に電線の芯線を通して押圧して圧潰するものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、バスバー同士あるいはバスバーとタブ端子とを溶接する際に、溶接個所の一方に突部を形成し、溶接時の加圧力および通電時の電流を突部に集中させて溶接性を高める技術も知られている（例えば、特許文献２〜５参照）。

特開２００８−１１６７７号公報 特開２０００−３２４６５７号公報 特開２００１−４５６３４号公報 特開２００２−９５１３４号公報 特開２００６−５０８３０号公報

ところで、電線の芯線を圧着によってバスバーに接続する場合、バスバーに湾曲状の圧着部を形成し、さらに、その圧着部に芯線を通して押圧するという煩雑な作業を要する。

このため、電線の芯線をバスバーに溶接して接続することが考えられるが、例えバスバーの芯線との溶接個所に突部を形成したとしても、バスバーは放熱性が高く、溶接時に発熱しにくいため、電線の芯線との溶接を安定して行うことが困難であり、溶接品質の低下を招いてしまう。また、溶接時の消費電力も多く、コストアップを招いてしまう。

また、バスバーの放熱性を低く抑えるためにバスバーの幅や板厚を小さくすると、通電方向と直交する断面積が減少してしまい、バスバーの導体抵抗が高くなり、製品機能が低下してしまう。

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、導体抵抗の増加による製品機能の低下を招くことなく、低コストにてバスバーへ導体を安定して溶接し、溶接品質を高めることが可能なバスバーへの溶接構造、およびその溶接方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るバスバーへの溶接構造は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） 電流が流される金属板からなるバスバーと、前記バスバーに対して溶接される導体と、を有するバスバーへの溶接構造であって、
前記バスバーには、通電方向に沿うスリットを設けることによって形成された細片部の両端が前記バスバーに連結された状態にて該細片部を前記バスバーの一方の面側へ打ち出した被溶接部が形成され、
前記被溶接部と該被溶接部に配置された前記導体との接触個所が溶接されている、
こと。
（２） 上記（１）の構成のバスバーへの溶接構造において、
前記被溶接部は、その長手方向の軸を中心として捻られていること。
（３） 上記（１）または（２）の構成のバスバーへの溶接構造において、
前記細片部は、前記バスバーの板厚以上に打ち出されていること。

前述した目的を達成するために、本発明に係るバスバーへの溶接方法は、下記（４）〜（６）を特徴としている。
（４） 電流が流される金属板からなるバスバーに対して導体を溶接するバスバーへの溶接方法であって、
前記バスバーに、通電方向に沿うスリットを形成して細片部を形成するスリット形成工程と、
前記細片部の両端が前記バスバーに連結された状態にて該細片部を、前記バスバーの一方の面側へ打ち出して被溶接部を形成する打ち出し工程と、
前記被溶接部に前記導体を配置させ、これら被溶接部と導体との接触個所を加熱して溶接する溶接工程と、
を含むこと。
（５） 上記（４）の構成のバスバーへの溶接方法において、
前記打ち出し工程によって形成された前記被溶接部を、その長手方向の軸を中心として捻ること。
（６） 上記（４）または（５）の構成のバスバーへの溶接方法において、
前記打ち出し工程にて、前記細片部を、前記バスバーの板厚以上に打ち出すこと。

上記（１）、および（４）の構成のバスバーへの溶接構造、およびバスバーへの溶接方法では、バスバーにスリットを形成することにより形成された細片部を打ち出して被溶接部を形成し、この被溶接部に導体を溶接するので、溶接個所からの放熱を、被溶接部の両端からバスバー側へ伝達される程度に抑えることができる。
また、通電方向に沿うスリットを形成することにより、被溶接部となる細片部を形成するので、被溶接部を形成しても、通電方向と直交する方向の断面積を減少させるようなこともない。
これにより、放熱を抑えるためにバスバーの幅や板厚を小さくすることにより、バスバーの導体抵抗を増加させて製品機能の低下を招くようなことなく、安定して溶接することができる。
しかも、溶接個所での放熱量を極力抑えることができるので、溶接に要する電力を抑え、低コスト化を図ることができる。
上記（２）、および（５）の構成のバスバーへの溶接構造、およびバスバーへの溶接方法では、被溶接部を、その長手方向の軸を中心として捻ることにより、被溶接部の角部に導体を容易に配置させて溶接することができる。つまり、被溶接部の角部をビード部として、この角部からなるビード部に導体を良好に溶接することができる。
上記（３）、および（６）の構成のバスバーへの溶接構造、およびバスバーへの溶接方法では、細片部をバスバーの板厚以上に打ち出すので、被溶接部をバスバーの他の部分から離すことができ、被溶接部からバスバー全体への熱の伝達を良好に抑えることができる。

本発明によれば、導体抵抗の増加による製品機能の低下を招くことなく、低コストにてバスバーへ導体を安定して溶接し、溶接品質を高めることが可能なバスバーへの溶接構造、およびその溶接方法を提供できる。

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。

本発明のバスバーへの溶接構造が適用されたバスバーの斜視図である。 本発明のバスバーへの溶接方法の手順を説明するスリットを形成したバスバーの斜視図である。 本発明のバスバーへの溶接方法の手順を説明する被溶接部を形成したバスバーの斜視図である。 本発明のバスバーへの溶接方法の手順を説明する溶接作業時におけるバスバーの斜視図である。 本発明のバスバーへの溶接方法の手順を説明する図４におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明のバスバーへの溶接方法の変形例を説明する溶接作業時におけるバスバーの断面図である。 参考例を説明する突部を形成したバスバーの斜視図である。 参考例における溶接作業時のバスバーの斜視図である。 図８におけるＢ−Ｂ断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。

図１は本発明のバスバーへの溶接構造が適用されたバスバーの斜視図である。

図１に示すように、バスバー１１は、銅または銅合金などからなる板材であり、平面視長方形状に形成され、その長手方向に沿う矢印Ａ方向へ電流が流される。

このバスバー１１には、その一側部側に、被溶接部１２が形成されている。この被溶接部１２は、バスバー１１の幅寸法に対して十分に狭い幅寸法を有しており、その両端がバスバー１１に連結された状態にて、バスバー１１の一方の面である上面１１ａ側へ突出されている。

この被溶接部１２は、バスバー１１の本体（バスバー１１における被溶接部１２を除く部分）から上方に突出した台形状に形成されており、その直線部１２ａには、電線２１の端部にて、被覆２２から露出された芯線（導体）２３が溶接されている。電線２１は、たとえば、バスバー１１の分岐回路や電圧降下の測定用として用いられるもので、測定器による測定時に、その測定器へ接続される。

次に、バスバー１１へ電線２１の芯線２３を溶接する場合について説明する。

図２はバスバーへの溶接方法の手順を説明するスリットを形成したバスバーの斜視図、図３はバスバーへの溶接方法の手順を説明する被溶接部を形成したバスバーの斜視図、図４はバスバーへの溶接方法の手順を説明する溶接作業時におけるバスバーの斜視図、図５はバスバーへの溶接方法の手順を説明する図４におけるＡ−Ａ断面図である。

まず、図２に示すように、バスバー１１の一側部近傍部分において、バスバー１１における通電方向（図１中矢印Ａ方向）に沿ってスリット３１を形成する（スリット形成工程）。

このようにすると、バスバー１１の一側部には、通電方向に沿う細片部３２が形成される。

次に、図３に示すように、細片部３２をバスバー１１の上面１１ａ側へ打ち出し、直線部１２ａを有する台形状の被溶接部１２を形成する（打ち出し工程）。

ここで、細片部３２の打ち出し寸法ｈとしては、バスバー１１の板厚ｔよりも大きくすることが望ましく、このようにすると、被溶接部１２は、被溶接部１２以外のバスバー１１の他の部分に対して隙間をあけた状態に離される。

なお、スリット３１の形成及び細片部３２の打ち出しは、プレス加工によって同時に行うことも可能である。

その後、電線２１の端部にて露出された芯線２３を、図３中矢印Ｂに示すように、被溶接部１２の直線部１２ａの上部へ移動させて配置させ、被溶接部１２と芯線２３とを溶接する（溶接工程）。

具体的には、図４及び図５に示すように、互いに重ね合わされた被溶接部１２と芯線２３とを、電極４１によって上下から所定の押圧力にて挟持し、この状態にて、電極４１同士の間に電流を流す。このようにすると、電流によって発生したジュール熱により、これら被溶接部１２と芯線２３とが互いに溶融して接合する。

このとき、被溶接部１２は、バスバー１１から打ち出された細片部３２からなるので、溶接個所からの放熱は、被溶接部１２の両端からバスバー１１側へ伝達される程度に抑えられる。

このように、上記実施形態に係るバスバーへの溶接方法によれば、バスバー１１にスリット３１を形成することにより形成された細片部３２を打ち出して被溶接部１２を形成し、この被溶接部１２に電線２１の芯線２３を溶接するので、溶接個所からの放熱を、図４中矢印Ｃで示すように、被溶接部１２の両端からバスバー１１側へ伝達される程度に抑えることができる。

また、通電方向に沿うスリット３１を形成することにより、被溶接部１２となる細片部３２を形成するので、被溶接部１２を形成しても、通電方向と直交する方向の断面積を減少させるようなこともない。

これにより、放熱を抑えるためにバスバー１１の幅や板厚を小さくすることによりバスバー１１の導体抵抗を増加させて製品機能の低下を招くようなことなく、安定して溶接することができる。

しかも、溶接個所での放熱量を極力抑えることができるので、溶接に要する電力を抑え、低コスト化を図ることができる。

また、細片部３２をバスバー１１の板厚ｔ以上に打ち出せば、被溶接部１２を、この被溶接部１２以外のバスバー１１の他の部分から確実に離すことができ、被溶接部１２からバスバー１１全体への熱の伝達を良好に抑えることができる。

なお、被溶接部１２に、上方へ突出するビード部をプレス加工によって形成しても良く、このようにビード部を形成することにより、芯線２３との溶接を、より良好に行うことができる。
ここで、被溶接部１２は、その幅寸法が小さい程、溶接時の放熱量を小さくすることが可能であるが、幅寸法が小さ過ぎると、プレス加工によって被溶接部１２にビード部を形成することが困難となる。

このように、被溶接部１２へのビード部の形成が困難である場合を考慮したバスバーへの溶接方法を変形例として説明する。

図６はバスバーへの溶接方法の変形例を説明する溶接作業時におけるバスバーの断面図である。

図６に示すように、変形例に係る溶接方法では、芯線２３が溶接される被溶接部１２を打ち出した後に、この被溶接部１２を、その長手方向の軸を中心として図６中矢印Ｄ方向へ略４５°捻る。そして、このように被溶接部１２を捻ることにより、バスバー１１の上下に被溶接部１２の角部１２ｂを配置させる。なお、被溶接部１２は、逆方向へ捻っても良い。

その後、被溶接部１２の角部１２ｂに芯線２３を配置させ、互いに重ね合わせた被溶接部１２と芯線２３とを、電極４１によって上下から所定の押圧力にて挟持し、電極４１同士の間に電流を流して被溶接部１２と芯線２３とを溶接する。

この変形例によれば、被溶接部１２を、その長手方向の軸を中心として略４５°捻ることにより、被溶接部１２の角部１２ｂに芯線２３を容易に配置させて溶接することができる。

つまり、被溶接部１２の幅寸法が小さいために、プレス加工によってビード部を形成することができない場合であっても、被溶接部１２の角部１２ｂをビード部として、この角部１２ｂからなるビード部に芯線２３を良好に溶接することができる。

したがって、被溶接部１２の幅寸法を極力小さくすることができ、これにより、被溶接部１２での放熱量をさらに低減することができる。

なお、上記実施形態では、バスバー１１の一側部近傍部分の一か所にスリット３１を形成して細片部３２を形成したが、例えば、バスバー１１の幅方向中央付近の二か所にスリット３１を通電方向（図１中矢印Ａ方向）へ平行に形成して細片部３２を形成しても良い。

また、上記実施形態では、電極４１によって溶接個所を挟持して電極４１間に電流を流して溶接を行う抵抗溶接（スポット溶接）を例にとって説明したが、溶接の方式としては、溶接個所を加熱するものであれば抵抗溶接に限定されない。

ここで、本発明の更なる優位性を説明するため、図７〜図９に参考例を示す。

図７は突部を形成したバスバーの斜視図、図８は溶接作業時のバスバーの斜視図、図９は図８におけるＢ−Ｂ断面図である。

この参考例では、図７に示すように、まず、プレス加工によってバスバー１１に、バスバー１１の上面１１ａ側へ突出するビード部５１を形成する。そして、図８及び図９に示すように、ビード部５１に、電線２１の芯線２３を配置させ、電極４１によって上下から挟持して溶接する。

そして、この参考例の場合では、溶接個所にて生じる熱が、図８及び図９中矢印Ｅにて示すように、溶接個所からバスバー１１の全体へ伝達されることとなり、安定した溶接が困難となる。したがって、参考例では、溶接に十分な熱を生じさせるために、電極４１同士の間に流す電流として大電流が必要となり、消費電力も多くなり、コストアップを招いてしまう。

また、参考例におけるバスバー１１の放熱性を低く抑えるためには、バスバー１１の幅や板厚を小さくしなければならないが、このように、バスバー１１の幅は板厚を小さくすると、通電方向に直交する断面積が減少してしまい、バスバー１１の導体抵抗が高くなり、製品機能が低下してしまう。

なお、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、数値、形態、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。

１１ バスバー
１１ａ 上面（一方の面）
１２ 被溶接部
２３ 芯線（導体）
３１ スリット
３２ 細片部
ｔ 板厚

Claims (6)

1. 電流が流される金属板からなるバスバーと、前記バスバーに対して溶接される導体と、を有するバスバーへの溶接構造であって、
   前記バスバーには、通電方向に沿うスリットを設けることによって形成された細片部の両端が前記バスバーに連結された状態にて該細片部を前記バスバーの一方の面側へ打ち出した被溶接部が形成され、
   前記被溶接部と該被溶接部に配置された前記導体との接触個所が溶接されている、
   ことを特徴とするバスバーへの溶接構造。
2. 前記被溶接部は、その長手方向の軸を中心として捻られていることを特徴とする請求項１に記載のバスバーへの溶接構造。
3. 前記細片部は、前記バスバーの板厚以上に打ち出されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバスバーへの溶接構造。
4. 電流が流される金属板からなるバスバーに対して導体を溶接するバスバーへの溶接方法であって、
   前記バスバーに、通電方向に沿うスリットを形成して細片部を形成するスリット形成工程と、
   前記細片部の両端が前記バスバーに連結された状態にて該細片部を、前記バスバーの一方の面側へ打ち出して被溶接部を形成する打ち出し工程と、
   前記被溶接部に前記導体を配置させ、これら被溶接部と導体との接触個所を加熱して溶接する溶接工程と、
   を含むことを特徴とするバスバーへの溶接方法。
5. 前記打ち出し工程によって形成された前記被溶接部を、その長手方向の軸を中心として捻ることを特徴とする請求項４に記載のバスバーへの溶接方法。
6. 前記打ち出し工程にて、前記細片部を、前記バスバーの板厚以上に打ち出すことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のバスバーへの溶接方法。

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