(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板材からなるレーザー溶接用のバスバーであって、
前記金属板材の板面には前記板面を切り欠いた形状の凹部が形成されており、
前記凹部は、前記板面に対して直交する方向のレーザー光を受けるように前記板面に対して傾斜した第１受光面と、
前記第１受光面で反射した前記レーザー光を受ける第２受光面と、を備え、
前記凹部が形成された側の前記板面とは反対側の板面には、前記凹部に対応する位置に凸部が形成されている、バスバー。
【請求項２】
前記第２受光面は、前記板面に対して前記レーザー光を外方側に反射する向きで傾斜している請求項１に記載のバスバー。
【請求項３】
前記凹部は、前記板面と実質的に平行な平坦面を有する請求項１又は請求項２に記載のバスバー。
【請求項４】
前記凹部内には、突出部が設けられており、この突出部は、前記板面に対して直交する方向のレーザー光を受けるように前記板面に対して傾斜した傾斜面を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバスバー。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバスバーと、
正極及び負極の電極端子を有する蓄電素子と、を備え、
前記バスバーは、前記電極端子にレーザー溶接されている、蓄電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、通電用のバスバーに関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通電用のバスバーを相手側の端子にレーザー溶接により接続する技術が知られている。特許文献１には、銅材料或いは銅合金材料からなる銅系基板と、銅系基板の表面に形成された酸化銅皮膜と、酸化銅皮膜を介して前記銅系基板の最表面に形成されたカーボン皮膜とからなるレーザー溶接用銅板材が記載されている。このレーザー溶接用銅板材は、銅系基板の最表面に形成されたカーボン皮膜により、レーザー光の反射率を低下させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９２４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、銅系基板の表面に皮膜を形成してレーザー光の反射率を低下させることにより、バスバー内におけるレーザー光の吸収率を高める場合には、皮膜を形成するための材料や工程により製造コストが高くなるという問題がある。
本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、製造コストを抑えて、レーザー光の吸収率を高めることが可能なバスバーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に記載されたバスバーは、金属板材からなるレーザー溶接用のバスバーであって、前記金属板材の板面には前記板面を切り欠いた形状の凹部が形成されており、前記凹部は、前記板面に対して直交する方向のレーザー光を受けるように前記板面に対して傾斜した第１受光面と、前記第１受光面で反射した前記レーザー光を受ける第２受光面と、を備え、前記凹部が形成された側の前記板面とは反対側の板面には、前記凹部に対応する位置に凸部が形成されている。
このようにすれば、第１受光面で反射したレーザー光は、第２受光面に受光されるため、必ずしも板面に皮膜を形成しなくてもレーザー光の吸収率を高めることができる。よって、製造コストを抑えて、レーザー光の吸収率を高めることが可能となる。
また、レーザー光が吸収される部分を相手側部材に確実に接触させることができる。
【０００６】
本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記第２受光面は、前記板面に対して前記レーザー光を外方側に反射する向きで傾斜している。
このようにすれば、例えば、第２受光面をバスバーの板面に直交する方向とする構成と比較して、第２受光面の成形が容易になる。
【０００７】
前記凹部は、前記板面と実質的に平行な平坦面を有する。
このようにすれば、凹部における平坦面が形成された領域については、板厚が薄くなるため、レーザー溶接による相手側部材との接続を確実に行うことができる。
【０００８】
【０００９】
前記凹部内には、突出部が設けられており、この突出部は、前記板面に対して直交する方向のレーザー光を受けるように前記板面に対して傾斜した傾斜面を有する。
このようにすれば、レーザー光の照射位置がずれてもレーザ溶接を適切に行うことができる。
【００１０】
前記バスバーと、正極及び負極の電極端子を有する蓄電素子と、を備え、前記バスバーは、前記電極端子にレーザー溶接されている、蓄電モジュールとする。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書に記載された技術によれば、製造コストを抑えて、レーザー光の吸収率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】参考例１の蓄電モジュールを示す平面図
【図２】凹部を有するバスバーが電極端子に載置された状態を拡大して示す断面図
【図３】参考例２の凹部を有するバスバーが電極端子に載置された状態を拡大して示す断面図
【図４】実施形態１の凹部を有するバスバーが電極端子に載置された状態を拡大して示す断面図
【図５】参考例３の凹部を有するバスバーが電極端子に載置された状態を拡大して示す断面図
【図６】実施形態２の凹部を有するバスバーが電極端子に載置された状態を拡大して示す断面図
【図７】実施形態３の凹部を有するバスバーが電極端子に載置された状態を拡大して示す断面図
【図８】参考例４の凹部を有するバスバーが電極端子に載置された状態を拡大して示す断面図
【図９】参考例５の凹部を有するバスバーが電極端子に載置された状態を拡大して示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜参考例１＞
参考例１について、図１〜図９を参照しつつ説明する。
本参考例の蓄電モジュール１０は、例えば自動車等の車両に搭載されて、車両を駆動するための電源として使用される。以下では、Ｘ方向を右方、Ｙ方向を前方、Ｚ方向を上方として説明する。
【００１４】
（蓄電モジュール１０）
蓄電モジュール１０は、図１に示すように、左右一列に並んだ複数の蓄電素子１１と、隣り合う蓄電素子１１の電極端子１３Ａ，１３Ｂ間を接続するバスバー２０とを備えている。
【００１５】
（蓄電素子１１）
各蓄電素子１１は、図示しない蓄電要素が収容された扁平な直方体状の本体部１２と、本体部１２の一面から突出する電極端子１３Ａ，１３Ｂ（正極を１３Ａ，負極を１３Ｂとして図示）とを備える。電極端子１３Ａ，１３Ｂは、長方形状の先端面（上端面）が露出し、先端部以外の外周は絶縁性の合成樹脂１４で覆われている。隣り合う蓄電素子１１の向きは、隣り合う電極端子１３Ａ，１３Ｂの極性が反対になるように配置される。これにより、複数の蓄電素子１１は直列に接続される。直列接続の端部に位置する電極端子１３Ａ，１３Ｂは、図示しない電線を介して外部のインバータ等の機器に接続される。
【００１６】
（バスバー２０）
バスバー２０は、長方形状であって、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属板材からなり、スズやニッケル等のメッキが形成されておらず、金属面が露出した状態とされている。バスバー２０は、通電電流の大きさに応じた厚みとされるとともに、左右一対の電極端子１３Ａ，１３Ｂの先端面の全体を覆う大きさで形成されている。また、バスバー２０は相手側部材である電極端子１３Ａ，１３Ｂにレーザー溶接される所定の溶接領域２１Ａ，２１Ｂを有する。溶接領域２１Ａ，２１Ｂに対してレーザー光Ｌ１，Ｌ２が照射されることで、バスバー２０は電極端子１３Ａ，１３Ｂにレーザー溶接により接続される。
【００１７】
上下の板面２０Ａ，２０Ｂのうち、上側の板面２０Ａにおける溶接領域２１Ａ，２１Ｂ内には、図２に示すように、多数（複数）の凹部２２が形成されている。凹部２２は、バスバー２０の上面側を三角形状に切り欠いた断面形状とされ、左右方向に溝状に延びている。凹部２２が左右方向に溝状に延びることで、左右一対の溶接領域２１Ａ，２１Ｂの一方から他方側へのレーザー溶接を効率的に行うことができる。
【００１８】
凹部２２は、板面２０Ａに対して直交する方向のレーザー光Ｌ１を受けるように板面２０Ａに対して傾斜した第１受光面２３と、第１受光面２３で反射したレーザー光Ｌ１を受ける第２受光面２４とを有する。第１受光面２３と第２受光面２４とは、中間の面に対して対称な形状とされ、板面２０Ａに対する傾斜角度の絶対値は等しくされている。第１受光面２３と第２受光面２４との間の角度は、９０度以下の角度が好ましい。これにより、板面２０Ａに対して直交する方向から第１受光面２３に照射されたレーザー光Ｌ１は、第１受光面２３にて一部が吸収されつつ残りが反射したレーザー光Ｌ１Ａとなり、このレーザー光Ｌ１Ａは第２受光面２４に照射される。第２受光面２４に受光されたレーザー光Ｌ１Ａは、第２受光面２４に一部が吸収されつつ残りが外方側に反射する。なお、第２受光面２４側にレーザー光Ｌ２が照射される場合には、第２受光面２４が第１受光面とされ、この第１受光面（第２受光面２４）で反射したレーザー光Ｌ２Ａが受光される第１受光面２３が第２受光面とされる。
【００１９】
また、上記では、凹部２２は、左右方向に延びる溝状としたが、これに限られず、例えば、前後方向に延びるようにしてもよい。また、凹部２２は、溝状に限られず、例えば上方側に大きくなる円錐状、三角錐や四角錐等の角錐状に切り欠いた形状としてもよい。
【００２０】
なお、バスバー２０に、蓄電素子１１の電圧を検知するための電圧検知端子（図示しない）を重ねてもよい。この電圧検知端子に接続される電線は、図示しない外部のＥＣＵ（Electronic Control Unit）に接続される。ＥＣＵは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、蓄電素子１１の電圧・電流・温度等の検知、各蓄電素子１１の充放電コントロール等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。
【００２１】
次に、蓄電モジュール１０の組み付けについて説明する。
金属板材にプレス機によりプレス加工を行って溶接領域２１Ａ，２１Ｂに複数の凹部２２を形成する。次に、複数の蓄電素子１１の隣り合う電極端子１３Ａ，１３Ｂの上にバスバー２０を載置し、一方の溶接領域２１Ａに対してレーザー光Ｌ１，Ｌ２を例えば左右方向に移動させつつ照射した後、他方の溶接領域２１Ｂに対してレーザー光Ｌ１，Ｌ２を例えば左右方向に移動させつつ照射することで、バスバー２０の一対の溶接領域２１Ａ，２１Ｂと電極端子１３Ａ，１３Ｂとが溶接により接続される。これにより、蓄電モジュール１０が形成される。この蓄電モジュール１０は車両の所定の位置に搭載される。
【００２２】
本参考例によれば、以下の作用、効果を奏する。
金属板材からなるバスバー２０であって、金属板材の板面２０Ａには凹部２２が形成されており、凹部２２は、板面２０Ａに対して直交する方向のレーザー光Ｌ１，Ｌ２を受けるように板面２０Ａに対して傾斜した第１受光面２３と、第１受光面２３で反射したレーザー光Ｌ１Ａ，Ｌ２Ｂを受ける第２受光面２４と、を備える。
このようにすれば、第１受光面２３で反射したレーザー光Ｌ１Ａ，Ｌ２Ｂは、第２受光面２４に受光されるため、必ずしも板面２０Ａに皮膜を形成しなくてもレーザー光Ｌ１，Ｌ２の吸収率を高めることができる。よって、製造コストを抑えて、レーザー光Ｌ１，Ｌ２の吸収率を高めることが可能となる。
【００２３】
また、第２受光面２４は、板面２０Ａに対してレーザー光Ｌ１，Ｌ２を外方側に反射する向きで傾斜している。
このようにすれば、例えば、第２受光面２４をバスバー２０の板面２０Ａに直交する方向とする構成と比較して、第２受光面２４の成形が容易になる。
【００２４】
＜参考例２＞
次に、参考例２を図３を参照して説明する。参考例２は、参考例１とは異なり、凹部３１が平坦面３２を有する構成としたものである。他の構成は、参考例１と同一であるため、参考例１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図３に示すように、バスバー３０の凹部３１は、第１受光面２３と第２受光面２４との間に平坦な平坦面３２が形成されている。平坦面３２は、板面２０Ａ，２０Ｂと平行又は略平行であって（板面２０Ａ，２０Ｂと実質的に平行であって）、この平坦面３２の領域は、バスバー３０の板厚が薄く、一定の厚みとなっている。この平坦面３２に照射されたレーザー光Ｌ３は、一部が平坦面３２を含む部分に吸収され、残りが反射する。
【００２６】
参考例２によれば、凹部３１は、板面２０Ａと実質的に平行な平坦面３２を有することで、平坦面３２が形成された領域については、板厚が薄くなるため、レーザー溶接による相手側部材との接続を確実に行うことができる。
【００２７】
＜実施形態１＞
次に、実施形態１を図４を参照して説明する。実施形態１は、バスバー４０の下側の板面２０Ｂに、凹部２２に応じた凸部４１を形成するものである。上記参考例と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】
図４に示すように、バスバー４０は、凹部２２が形成された部分の反対側の板面２０Ｂに凸部４１（凸条）が形成されている。凸部４１は、先端側がやや細くなり、下端面は板面２０Ｂに沿う平坦な形状とされている。凸部４１は、溝状の凹部２２に対して、凹部２２に沿って直線状に延びている。なお、凹部２２が溝状以外の形状の場合には、凹部の形状に応じた凸部とされる。凸部４１は、プレス加工の際に凹部２２と同時に成形することができるが、これに限られず、凹部２２と別工程で成形してもよい。
実施形態１によれば、バスバー４０における凹部２２が形成された側の板面２０Ａとは反対側の板面２０Ｂには、凹部２２に対応する位置に凸部４１が形成されているため、レーザ光Ｌ１，Ｌ２が吸収される部分を電極端子１３Ａ，１３Ｂ（相手側部材）に確実に接触させることができる。
【００２９】
＜参考例３＞
次に、参考例３を図５を参照して説明する。上記実施形態及び参考例と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図５に示すように、バスバー５０の凹部５１内には、上方に突出する突出部５２が設けられている。突出部５２は、第１受光面２３と第２受光面２４との間の中間部に設けられており、左右一対の傾斜面５２Ａ，５２Ｂを有し、先端５３がバスバー５０の上側の板面２０Ａよりも下方となる位置に形成されている。
【００３０】
参考例３によれば、バスバー５０の凹部２２内には、突出部５２が設けられており、この突出部５２は、板面２０Ａに対して直交する方向のレーザー光Ｌ１，Ｌ２を受けるように板面２０Ａに対して傾斜した傾斜面５２Ａ，５２Ｂを有する。
このようにすれば、凹部２２内における突出部５２の傾斜面５２Ａ，５２Ｂに照射されたレーザー光Ｌ１，Ｌ２を凹部２２の内壁に反射することができるため、レーザー光Ｌ１の照射位置がずれてもレーザ溶接を適切に行うことができる。
【００３１】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２を図６を参照して説明する。実施形態２のバスバー６０は、参考例２の凹部３１に平坦面３２を形成する構成において、実施形態１のように下面側の板面２０Ｂに凸部６１を形成したものである。上記実施形態及び参考例と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図６に示すように、凸部６１は、先端側がやや細くなり、下端面は板面２０Ｂに沿う平坦な形状とされており、プレス加工により凹部３１と同時に成形することができる。
【００３２】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３を図７を参照して説明する。実施形態３のバスバー７０は、参考例３の凹部５１に突出部５２を設ける構成において、図７に示すように、下側の板面２０Ｂに凸部６１を形成したものである。上記実施形態及び参考例と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
＜参考例４＞
次に、参考例４を図８を参照して説明する。参考例４のバスバー８０は、図８に示すように、第１受光面２３と第２受光面２４の内側に隣接する位置に配置された一対の突出部５２の間に平坦面３２を形成したものである。上記実施形態及び参考例と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
＜参考例５＞
次に、参考例５を図９を参照して説明する。参考例５のバスバー９０は、図９に示すように、第１受光面２３と第２受光面２４の内側に隣接する位置に配置された平坦面３２の間に突出部５２を形成したものである。上記実施形態及び参考例と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
＜他の実施形態＞
本明細書に記載した技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載した技術的範囲に含まれる。
（１）蓄電モジュール１０を構成する蓄電素子１１の数については、上記実施形態の数に限られず、任意の数とすることができる。また、バスバー２０の数も蓄電素子１１の数に応じて変更することができる。また、蓄電素子１１は電池としたが、これに限られず、キャパシタ等であってもよい。
【００３６】
（２）電極端子１３Ａ，１３Ｂに重なるバスバー２０の領域のうち、レーザー光Ｌ１，Ｌ２が照射される溶接領域２１Ａ，２１Ｂの形状や大きさは、上記実施形態の形状や大きさに限られない。例えば、電極端子１３Ａ，１３Ｂの全体を溶接領域２１Ａ，２１Ｂとしたり、溶接領域２１Ａ，２１Ｂの形状を直線状や、格子状等としてもよい。
【００３７】
（３）溶接領域２１Ａ，２１Ｂにおける凹部２２の数は、種々の数に変更することができる。例えば、１つの溶接領域２１Ａ，２１Ｂについて、１つの凹部２２としてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０：  蓄電モジュール
１１：  蓄電素子
１３Ａ，１３Ｂ：  電極端子
２０，４０，５０，６０，７０，８０，９０：  バスバー
２０Ａ：  上側の板面
２０Ｂ：  下側の板面
２１Ａ，２１Ｂ：  溶接領域
２２，３１，５１，：  凹部
２３：  第１受光面
２４：  第２受光面
３０：  バスバー
３２：  平坦面
４１，６１：  凸部
５２：  突出部
５２Ａ，５２Ｂ：  傾斜面
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３：  レーザー光
【図１】
0006635294.tif 000002
【図２】
0006635294.tif 000003
【図３】
0006635294.tif 000004
【図４】
0006635294.tif 000005
【図５】
0006635294.tif 000006
【図６】
0006635294.tif 000007
【図７】
0006635294.tif 000008
【図８】
0006635294.tif 000009
【図９】
0006635294.tif 000010