(57)【要約】【課題】バスバーとして求められる導電性能を有し、且つ、エッジワイズ曲げ加工を行うことにより高い製品歩留りを有するバスバー用アルミニウム合金材を提供する。また、上記バスバー用アルミニウム合金材を備えるバスバー及びバスバーの製造方法を提供する。【解決手段】バスバー１００は、直線部１１と、凹部１２と、凸部１３と、を備える。凹部１２及び凸部１３は、屈曲部であるエッジワイズ曲げ加工部を形成する。凹部１２及び凸部１３を備えるエッジワイズ曲げ加工部は、１つ以上形成される。凹部１２は、所定の半径Ｒｉで形成される。凹部１２の縁部から凸部１３の縁部までの最小距離ｔ２は、直線部１１の板幅ｔ１以上の距離を有する。凹部１３と直線部１１の仮想直線とから形成される凸部領域の面積Ａ１３は、凹部１２と直線部１１の仮想直線とから形成される凹部領域の面積Ａ１２と同等以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線部を備えエッジワイズ曲げ加工が行われるバスバー用アルミニウム合金材であって、
前記エッジワイズ曲げ加工の曲げ内周部にあたる部分に形成された凹部と、
前記エッジワイズ曲げ加工の曲げ外周部にあたる部分に形成された凸部と、を備える、
ことを特徴とするバスバー用アルミニウム合金材。
【請求項２】
前記凹部は、エッジワイズ曲げ加工部の内側曲げ半径以上の半径を有する円弧形状であり、
前記凹部の縁部から前記凸部の縁部までの最小距離は、前記直線部の幅以上の距離である、
ことを特徴とする請求項１に記載のバスバー用アルミニウム合金材。
【請求項３】
前記凸部の面積は、前記凹部の面積と同等以上である、
ことを特徴とする請求項１に記載のバスバー用アルミニウム合金材。
【請求項４】
前記凸部は、複数の個別凸部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のバスバー用アルミニウム合金材。
【請求項５】
前記凸部の円弧部周長が、前記凹部の円弧部周長より長い、
ことを特徴とする請求項１に記載のバスバー用アルミニウム合金材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のバスバー用アルミニウム合金材を備える、
ことを特徴とするバスバー。
【請求項７】
直線部と、凹部及び凸部により屈曲したエッジワイズ曲げ加工部と、備えるバスバー材を用意し、
前記凹部を内側とし前記凸部を外側として、前記エッジワイズ曲げ加工部においてエッジワイズ曲げ加工を行う、
ことを特徴とする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、バスバー用アルミニウム合金材、バスバー及びバスバーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、新幹線、リニアモーターカー、ハイブリッド自動車、電気自動車等の輸送機械には、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）等の配線用導電部材として、優れた導電性及び強度を有する純銅板よりなるバスバーが用いられている。また、近年では銅に比べて安価であり、比重の小さいアルミニウム合金製のバスバーが検討されている。
【０００３】
しかし、複雑な形状のバスバーをプレスによる打ち抜きによって作成した場合、打ち抜き屑が多量に発生し、歩留りが悪化するという問題がある。
【０００４】
かかる問題の対策として、従来のプレス打ち抜き加工ではなく、エッジワイズ曲げ加工を用いて所望の形状に成形されるバスバー（特許文献１）が提案されている。また、エッジワイズ曲げ加工性を向上させるために、エッジワイズ曲げ加工部に凹部を形成する方法（特許文献２）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１１７６５０号
【特許文献２】特開２０１５−２２８４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アルミニウム合金をバスバーに適用する場合、アルミニウム合金は銅よりも導電率が低いため、より大きな断面積とする必要があり、バスバーを収納する空間上の制約から、幅広のバスバーを使用しなければならない場合がある。しかし、このような幅広のバスバーに対してエッジワイズ曲げ加工を適用しようとした場合、アルミニウム合金の曲げ加工性の低さによってエッジワイズ曲げ外周部に割れが発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、バスバーとして求められる導電性能を有し、且つ、エッジワイズ曲げ加工を行うことにより高い製品歩留りを有するバスバー用アルミニウム合金材を提供することを目的とする。また、上記バスバー用アルミニウム合金材を備えるバスバー及びバスバーの製造方法を提供することも本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るバスバー用アルミニウム合金材は、
直線部を備えエッジワイズ曲げ加工が行われるバスバー用アルミニウム合金材であって、
前記エッジワイズ曲げ加工の曲げ内周部にあたる部分に形成された凹部と、
前記エッジワイズ曲げ加工の曲げ外周部にあたる部分に形成された凸部と、を備える、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記凹部は、エッジワイズ曲げ加工部の内側曲げ半径以上の半径を有する円弧形状であり、
前記凹部の縁部から前記凸部の縁部までの最小距離は、前記直線部の幅以上の距離である、
こととしてもよい。
【００１０】
前記凸部の面積は、前記凹部の面積と同等以上である、
こととしてもよい。
【００１１】
前記凸部は、複数の個別凸部を備える、
こととしてもよい。
【００１２】
前記凸部の円弧部周長が、前記凹部の円弧部周長より長い、
こととしてもよい。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るバスバーは、
上記のバスバー用アルミニウム合金材を備える、
ことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るバスバーの製造方法は、
直線部と、凹部及び凸部により屈曲したエッジワイズ曲げ加工部と、備えるバスバー材を用意し、
前記凹部を内側とし前記凸部を外側として、前記エッジワイズ曲げ加工部においてエッジワイズ曲げ加工を行う、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記バスバー用アルミニウム合金材は、エッジワイズ曲げ内周部に予め凹部を設けていることから、エッジワイズ曲げ加工を容易に行うことができ、歩留りを高めることができる。
【００１６】
また、上記バスバー用アルミニウム合金材は、エッジワイズ曲げ外周部に予め凸部を設けていることから、エッジワイズ曲げ内周部に凹部を設けた場合でも、凸部と凹部との断面積が、直線部とほぼ同等の断面積を有することにより、エッジワイズ曲げ加工後に優れた導電性を有する。
【００１７】
以上のように、本発明によれば、バスバーとして求められる導電性能を有し、且つ、エッジワイズ曲げ加工を行うことにより高い製品歩留りを有するバスバー用アルミニウム合金材が得られる。また、上記バスバー用アルミニウム合金材を備えるバスバー及びバスバーの製造方法も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）本発明の第１実施形態に係るバスバーの一部分を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
【図２】バスバーのエッジワイズ曲げ部を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るバスバーの一部分を示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るバスバーの一部分を示す模式図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係るバスバーの一部分を示す模式図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係るバスバーの一部分を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１（ａ），（ｂ）に示すように、第１実施形態に係るバスバー１００は、基本的に直線部１１による平角の棒状に形成されている。但し、所定の１つ以上の部分において、図示のように、円弧形状の凹部１２及び凸部１３が予め設けられて屈曲していることを特徴とする。
【００２１】
バスバー１００は、アルミニウム合金の圧延板材から図１（ａ）の形状に打ち抜き加工を行うことによって製造される。バスバーとして用いられるアルミニウム合金には、強度・導電性・曲げ加工性が求められることから、１０００系や６０００系などのアルミニウム合金が好適に用いられる。
【００２２】
凹部１２及び凸部１３は、バスバー１００の平角断面のうち短辺側面１４が凹部（１４ａ）又は凸部（１４ｂ）となることにより形成される。従って、図１（ａ）は平角断面のうち長辺側面１５を示している。
【００２３】
直線部１１と円弧部（凹部１２又は凸部１３）との境界は、滑らかに丸みが設けられている。境界は、図１に示す場合よりもさらになだらかに変化する形状であってもよい。後述の第２実施形態以降（一部の図示を簡略化している）の構造についても同様である。
【００２４】
凹部１２は、所定の半径Ｒｉで形成される。凸部１３は、凹部１２と同等又はバスバー１００のエッジワイズ曲げ（後述）時の形状を考慮した半径Ｒｏで形成される。凸部１３の中心は、凹部１２の中心に比べて図示右側へ距離ｄでずれた位置にある。このように中心の位置を互いにずらすことで、エッジワイズ曲げ加工を容易にして加工後に所望の形状を容易に得ることができる。なお、バスバー１００の各部の寸法及びエッジワイズ曲げの方法等に応じて、中心位置のずれの方向は図１の例とは逆であってもよい。
【００２５】
後述するように、最終的にエッジワイズ曲げ内側部は円弧形状になるため、あらかじめ形状を円弧形状としておくことが成形性の上で好ましい。
【００２６】
ここで、直線部１１の板幅をｔ１とし、凹部１２及び凸部１３により形成される屈曲部であるエッジワイズ曲げ加工部の幅（凹部１２の縁部から凸部１３の縁部までの最小距離）をｔ２としたとき、ｔ２≧ｔ１とすることが好ましい。これは、バスバー１００が導電部材として用いられることから、必要な導電性を得るためである。
【００２７】
また、エッジワイズ曲げ加工部における直線部１１の幅方向の両縁部においてそれぞれの仮想直線を図１に描き、凹部１２と仮想直線との間で形成される凹部領域の面積をＡ１２とし、凸部１３と仮想直線との間で形成される凸部領域の面積をＡ１３としたとき、Ａ１３はＡ１２と同等以上であることが好ましい。曲げ加工後に、曲げ全周にわたって十分な断面積を確保するためには、凸部の面積は凹部の面積と同等以上でなければならないためである。より好ましくは、凸部１３の面積は、凹部１２の面積より大きい（Ａ１３＞Ａ１２）。
【００２８】
また、凸部１３の円弧部周長が凹部１２の円弧部周長より長いことが好ましい。エッジワイズ曲げ加工を行った際に、加工部の外側は延びて内側は縮む。凸部１３及び凹部１２を設けることによって、このような延び、縮みが抑えられる。その際、エッジワイズ曲げ加工による導体の断面積の低下を抑制するため、凸部１３は凹部１２に対して予め周長がより長くなるように形成される。
【００２９】
次に、上述のバスバー１００の曲げ形態について図２を用いて説明する。
【００３０】
本実施形態では、バスバー１００はエッジワイズ曲げ加工が行われる。エッジワイズ曲げ加工とは、アルミニウム合金（純アルミニウムを含む）の平角導体の一方の短辺側の面を内周面、他方の短辺側の面を外周面とし、外周面側から内周面側に曲げ荷重を加えて、平角導体を所定の角度だけ曲げる加工である。これに対して、フラットワイズ曲げ加工とは、アルミニウム合金平角導体の一方の長辺側の面を内周面、他方の長辺側の面を外周面とし、外周面側から内周面側に曲げ荷重を加えて、平角導体を所定の角度だけ曲げる加工である。
【００３１】
図２に示す例では、バスバー１００が凹部１２を内側とし凸部１３を外側として９０°曲げられている。図中二点鎖線で示されているのは単純な平角導体と仮定した場合の内曲げ半径Ｒｂである。直線部１１と凹部１２との境界部の位置から円弧状にＲｂが形成されるとして、Ｒｂは、凹部１２の大きさと凹部１２の両側の直線部１１間の角度から求められる。
【００３２】
曲げによって凹部１２の部分は圧縮により変形して内径が小さくなるが、内曲げ半径Ｒｂに比べて同等又はやや大きくなる。また、凸部１３の部分は曲げによって引張力を受ける。図２の例は、曲げ時に凸部１３が突出をしないよう考慮して曲げ加工の前における凸部１３の外径を決定している。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係るバスバー１００のエッジワイズ曲げ加工部には、曲げ内周部に、エッジワイズ曲げ加工前に予め凹部１２が設けられている。これにより、曲げ外周部に発生するひずみを軽減する効果が得られる。
【００３４】
また、エッジワイズ曲げ加工部における曲げ外周部には、エッジワイズ曲げ加工前に予め凸部１３が設けられている。これにより、凹部１２の形成により減少した断面積を補う効果が得られ、必要な導電性を得ることができる。
【００３５】
バスバー１００は導電性確保のため広い幅が求められ、狭い範囲に収めるために内曲げ半径Ｒｂが小さいことが求められる。そのため、板幅ｔ１より内曲げ半径Ｒｂが小さいものを割れ無く成形する場合、凹部１２及び凸部１３を形成することが好ましい。例えば、単純な平角導体のエッジワイズ曲げにおいてＲｂ／ｔ１＝１前後で曲げ外周部に割れ又はくびれが発生する場合でも、凹部１２及び凸部１３を形成することでＲｂ／ｔ１をより小さくすることが可能になる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、ほぼ直線部１１でエッジワイズ曲げが予定される部分にのみ凹部１２及び凸部１３を設ける。これにより、エッジワイズ曲げ後の形状に相当する形状を板材から打ち抜き加工によって形成する場合に比べ、本実施形態ではバスバー１００を製造する場合の歩留まりを向上させることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
第２実施形態に係るバスバー１００は、第１実施形態と同様にエッジワイズ曲げ加工部において凹部１２及び凸部１３が設けられている。しかしながら、凹部１２（谷）の中心と凸部１３（山）の中心とが一致している点において第１実施形態と異なっている。
【００３８】
図３に示すように、凸部１３の中心は、凹部１２の中心に比べて図示左右方向において一致している。このように、バスバー１００の板幅ｔ１及び内曲げ半径Ｒｂ等の各部の寸法及びエッジワイズ曲げの方法に応じて、第１実施形態と併せて凹部１２の中心と凸部１３の中心との位置関係を任意にとることができる。
【００３９】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態から第５実施形態までにつき、凸部１３の形状の例を示す。
【００４０】
図４に示す第３実施形態において、半径Ｒｏの１個の凸部１３が設けられている。凹部１２は図示を省略しているが、図１と同様に形成される。図４の凸部１３の外径と図１の凹部１２の内径は必ずしも同一でなくてもよい。従って、図４の例は図１の構成と同等である。
【００４１】
（第４実施形態）
図５に示す第４実施形態において、凸部１３は、半径Ｒｏの個別凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが並ぶ形態となっている。凹部１２は図示を省略しているが、図１と同様に形成される。図４の個別凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外径と図１の凹部１２の内径は必ずしも同一でなくてもよく、図示の凸部１３の幅に概ね対応する幅となるように凹部１２が形成される。凸部１３の円弧端部には円弧端部に変形が集中しやすくなることから、本実施形態のように複数の円弧を並べることにより変形を分散させることができる。
【００４２】
（第５実施形態）
図６に示す第５実施形態において、凸部１３は、図５と同様に個別凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが並ぶ形態となっている。本実施形態が図５と異なる点は、個別凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの山側のみならず、個別凸部１３ａ，１３ｂ間及び個別凸部１３ｂ，１３ｃ間の谷側においても半径Ｒｏとなっていることである。これにより、個別凸部１３ａから個別凸部１３ｃに亘って略正弦波のような波形が形成されている。図６のような構成によっても、図５の場合のように複数の円弧を並べることにより変形を分散させることができ、さらに上記の谷側の円弧も含めてその効果を大きくすることができる。
【００４３】
なお、この発明は上述した実施形態や具体例に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
【００４４】
エッジワイズ曲げ加工部の内曲げ半径Ｒｂは、平角導体断面の幅（長辺側面１５の幅）ｔ１よりも小さいものであってもよい。平角導体断面の幅ｔ１に対して内曲げ半径Ｒｂが小さいほどエッジワイズ曲げ加工時に割れが発生しやすくなるため、凹部１２を形成する効果がより顕著になる。
【００４５】
凹部１２は、エッジワイズ曲げ加工部の内曲げ半径Ｒｂ以上の半径を持つ円弧形状であってもよい。エッジワイズ曲げ加工時に曲げ内周部は長手方向に圧縮変形を受けるため、あらかじめ内曲げ半径Ｒｂ以上の半径を持つ円弧形状を形成しておくことで、エッジワイズ曲げ加工後に内曲げ半径Ｒｂに等しい形状を得ることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１１  直線部
１２  凹部
１３  凸部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  個別凸部
１４  短辺側面
１４ａ  凹部
１４ｂ  凸部
１５  長辺側面
１００  バスバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018067432.tif 000006
【図５】
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【図６】
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