(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の金属からなるバスバーと、
前記バスバーの外周に密着するとともに、前記バスバーの外側に延出する延出部を有する熱伝導シートと、
前記バスバー及び前記熱伝導シートを覆う絶縁性のケースと、を備え、
前記バスバーと前記ケースとの間には、前記延出部が前記バスバーとの間に隙間を空けて収容される収容空間を有し、
前記ケースには、前記収容空間と外部の空間とを連通する貫通孔が貫通形成されている、バスバーモジュール。
【請求項２】
前記ケースは、前記バスバーと前記延出部との間を仕切る仕切り部を備えている請求項１に記載のバスバーモジュール。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記ケースのうち、前記延出部を覆う領域とは異なる領域に設けられている請求項２に記載のバスバーモジュール。
【請求項４】
前記貫通孔に連なる通気孔が形成されたダクトを備え、
前記バスバーには、ボルトの軸部又はボルト状の端子が挿通可能な挿通孔が貫通形成されており、
前記ダクトは前記ボルト又は前記端子を覆うように取付けられる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバスバーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、バスバーモジュールに関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車や、ハイブリッド車等の車両に搭載されるバスバーには、比較的大きな電流が流れるため、外部と絶縁するために一般に絶縁性のケースでバスバーが覆われている。下記特許文献１では、絶縁性の合成樹脂製のホルダに金属のバスバーが貫通しているとともに、ホルダ内の隙間に絶縁性のポッティング剤が注入されて硬化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８００９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のようにホルダ内の隙間にポッティング剤を注入する構成では、ポッティングのための材料や工程によるコストがかかるだけでなく、バスバーモジュールの製造後の分解が容易ではない。一方、ポッティング剤を注入しない構成とすると、ホルダとバスバーとの間に隙間があるため、バスバーの通電時には、ホルダとバスバーとの間の隙間の空気にバスバーの熱が伝わる。すると、ホルダ内の空気の熱を外部に逃がす構成がないため、ホルダ内に熱がこもり、放熱性が良くないという問題がある。
【０００５】
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、バスバーモジュールの放熱性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載されたバスバーモジュールは、板状の金属からなるバスバーと、前記バスバーの外周に密着するとともに、前記バスバーの外側に延出する延出部を有する熱伝導シートと、前記バスバー及び前記熱伝導シートを覆う絶縁性のケースと、を備え、前記バスバーと前記ケースとの間には、前記延出部が前記バスバーとの間に隙間を空けて収容される収容空間を有し、前記ケースには、前記収容空間と外部の空間とを連通する貫通孔が貫通形成されている。
【０００７】
本構成によれば、バスバーの通電時の熱は、バスバーの外周に密着する熱伝導シートに伝わる。熱伝導シートに伝わった熱は、延出部から収容空間の空気に伝わり収容空間内の空気の温度を高める。収容空間内の空気の熱は、貫通孔を介して外部の空間の空気に伝わり、収容空間内の空気の温度を下げる。これにより、バスバーの熱がケース内にこもることなくバスバーの熱を放熱することができるため、バスバーモジュールの放熱性を向上させることができる。
【０００８】
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。
前記ケースは、前記バスバーと前記延出部との間を仕切る仕切り部を備えている。
このようにすれば、仕切り部により、バスバーの位置ずれを抑制することができる。
【０００９】
前記貫通孔は、前記ケースのうち、前記延出部を覆う領域とは異なる領域に設けられている。
このようにすれば、作業者等が貫通孔から延出部に触れることを抑制することができる。
【００１０】
前記貫通孔に連なる通気孔が形成されたダクトを備え、前記バスバーには、ボルトの軸部又はボルト状の端子が挿通可能な挿通孔が貫通形成されており、前記ダクトは前記ボルト又は前記端子を覆うように取付けられる。
このようにすれば、放熱のためのダクトを利用してバスバーを締結した部分に作業者等が触れにくくことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書に記載された技術によれば、バスバーモジュールの放熱性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１のバスバーモジュールが機器に取付けられた状態を示す斜視図
【図２】バスバーモジュール本体を示す斜視図
【図３】図２の平面Ｐにおける断面図
【図４】一方のダクトを示す斜視図
【図５】他方のダクトを示す斜視図
【図６】熱伝導シートが装着されたバスバーのケースへの装着を説明する斜視図
【図７】図６の断面図
【図８】熱伝導シートが装着されたバスバーを第１ケースに載置した状態を示す斜視図
【図９】図８の断面図
【図１０】図８の状態から仕切り板を回動させて係止部を第１ケースの被係止部に係止した状態を示す斜視図
【図１１】図１０の断面図
【図１２】展開した状態のケースを示す平面図
【図１３】図１２のＡ−Ａ断面図
【図１４】図１２のＢ−Ｂ断面図
【図１５】展開した状態のケースを示す正面図
【図１６】展開した状態のケースを示す側面図
【図１７】展開した状態のケースを示す底面図
【図１８】バスバーモジュール本体の機器への装着を説明する斜視図
【図１９】バスバーモジュール本体を機器に装着した状態を示す斜視図
【図２０】図１９の状態からダクトの取付けを説明する斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
実施形態１を、図１から図２０を参照しつつ説明する。
実施形態１のバスバーモジュール１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両のバッテリ等の電源と、ランプ、ワイパー等の車載電装品やモータ等からなる負荷との間の経路の導電路の一部に使用することができる。本実施形態では、機器１１（図１では機器の一部のみを図示し、他は省略している）と電線Ｗとの間を接続するバスバーモジュール１０に適用した例を説明する。
【００１４】
機器１１としては、例えば、インバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の種々の機器１１とすることができ、外部と接続可能な端子１２を有する（図１８参照）。端子１２は、例えばボルト状（円柱状）であって、締結部材としてのナット５６で締結することで端子１２にバスバー２０が接続される。電線Ｗは、導体部と、この導体部の外周を包囲する絶縁被覆とからなる。導体部は、金属細線を撚り合わせてなる撚り線であってもよいし、また、１本の単芯線であってもよい。電線Ｗの端末部に取付けられてバスバー２０に接続される端子Ｔは、種々の端子を用いることができるが、例えば丸端子とされ、導体部を圧着するバレル部と、板状の金属にボルト孔が貫通形成され、ボルトとナットからなる締結部材でバスバー２０に共締めされて締結される締結部とを有する。
【００１５】
（バスバーモジュール１０）
バスバーモジュール１０は、図１に示すように、バスバーモジュール本体１０Ａと、一対のダクト６０Ａ，６０Ｂとを備える。バスバーモジュール本体１０Ａは、図２，図３に示すように、バスバー２０と、バスバー２０の外周に密着する熱伝導シート２４と、バスバー２０及び熱伝導シート２４を覆う絶縁性のケース３０とを備える。
【００１６】
（バスバー２０）
バスバー２０は、図６に示すように、略長方形の板状（帯状）であって、長手方向の両端部には、端子１２又は図示しないボルトの軸部が挿通される円形状の挿通孔２１が貫通形成されている。バスバー２０の長手方向に対する左右の側縁部（側面）のうちの一方の側縁部には、バスバー２０の幅寸法を小さくするように切り欠いた形状の切欠部２２が形成されている。切欠部２２は、バスバー２０の全長のうち、熱伝導シート２４が装着される位置に応じた中間部側（両端部側を除いた部分）に設けられている。バスバー２０は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等の任意の金属からなる。バスバー２０の表面にはスズ、ニッケル等、任意の金属を用いたメッキ層が形成されているが、バスバー２０には、メッキ層を形成しなくてもよい。
【００１７】
（熱伝導シート２４）
熱伝導シート２４は、バスバー２０の外周に密着した状態でバスバー２０の外周を包囲する包囲部２５と、バスバー２０の外側に延出された延出部２６とを有する。包囲部２５は、バスバー２０の長手方向における中間部側の所定の長さの領域に対して、バスバー２０の全周を包囲しており、バスバー２０の熱が直接的に伝達される。延出部２６は、バスバー２０の長手方向に対する側方側に、２枚のシートを重ねて貼り合された状態で延びており、ケース３０の内部でバスバー２０側に折り返すように湾曲して配置される。延出部２６の角部には、一対の円形状の位置決め孔２７が貫通形成されている。
【００１８】
熱伝導シート２４は、熱伝導性が高く、厚みが薄い長方形状のシートからなり、このシートがバスバー２０を包囲するように折り曲げられて端部側が重ねられたものであり、熱伝導シート２４の内面側には、接着剤が塗布された接着層が形成されている。接着剤は、例えば合成樹脂からなる公知の接着剤を適宜に選択することができる。熱伝導シート２４は、炭素材料製であってもよいし、また、金属製であってもよい。炭素材料としては、グラフェンを含むグラファイトであってもよいし、グラフェンと異なる炭素材料を含むグラファイトであってもよいし、グラファイトと異なる炭素材料であってもよい。
【００１９】
また、熱伝導シート２４を金属製とする場合には、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、銀、銀合金等、必要に応じて任意の金属材料を適宜に選択することができる。熱伝導シート２４の熱伝導率は、９０Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、２３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましく、４２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上が特に好ましい。例えば、熱伝導シート２４としては、熱伝導率が９０Ｗ／ｍ・Ｋ〜２３０Ｗ／ｍ・Ｋの窒化アルミニウムを含む放熱シートを用いることができる。また、熱伝導シート２４として、熱伝導率が２３０Ｗ／ｍ・Ｋ〜４２０Ｗ／ｍ・Ｋの金属製のシートを用いることができる。金属の熱伝導率としては、アルミニウム（２３７Ｗ／ｍ・Ｋ）、金（２９３Ｗ／ｍ・Ｋ）、銀（４１９Ｗ／ｍ・Ｋ）、銅（３９８Ｗ／ｍ・Ｋ）等の値が例示できる。また、熱伝導シート２４として、熱伝導率が７００Ｗ／ｍ・Ｋ〜１６００Ｗ／ｍ・Ｋのグラファイトシートを用いることができる。
【００２０】
（ケース３０）
ケース３０は、絶縁性の合成樹脂製であって、熱伝導シート２４の包囲部２５が外周に密着した状態のバスバー２０が載置される第１ケース３１と、第１ケース３１の一方側の側壁３３Ａに連結された仕切り板３６（「仕切り部」の一例）と、第１ケース３１の他方側の側壁３３Ｂに連結された第２ケース４２とを備える。
【００２１】
（第１ケース３１）
第１ケース３１は、バスバー２０が載置される底板３２と、底板３２の両側縁から立ち上がる一対の側壁３３Ａ，３３Ｂとを備えている。一対の側壁３３Ａ，３３Ｂの外面には、撓み変形可能な厚みで形成された帯状のヒンジ部５０，５１が接続されている。ヒンジ部５０は、側壁３３Ａと仕切り板３６との間に側壁３３Ａ及び仕切り板３６と一体に形成され、ヒンジ部５１は、側壁３３Ｂと第２ケース４２の側壁４９Ａとの間に側壁３３Ｂ，側壁４９Ａと一体に形成されている。
【００２２】
一方の側壁３３Ｂの外側には、仕切り板３６の係止部３９が係止する被係止部３４が形成され、他方の側壁３３Ａの外側には、第２ケース４２の係止部５３が係止する被係止部３５が形成されている。被係止部３４，３５には、それぞれ被係止孔３４Ａ，３５Ａが貫通形成されている。
【００２３】
（仕切り板３６）
仕切り板３６は、底板３２に応じた大きさの長方形の板状であって、仕切り板３６の一方の側縁には、ヒンジ部５０が接続され、他方の側縁には、係止部３９が仕切り板３６の板面と直交する方向に延びている。係止部３９は、撓み変形可能な撓み片の先端部に被係止孔３４Ａの孔縁部に係止する係止爪が形成されている。仕切り板３６の一方の面（仕切り板３６がバスバー２０を覆った状態でバスバー２０とは反対側になる面）には、図１０に示すように、長手方向（バスバー２０の接続方向）に延びる複数（本実施形態では３本）の保持リブ３７が突設されている。１つの保持リブ３７の両端部には、延出部２６を位置決めする位置決めピン４５に嵌合する位置決め凹部３８が形成されている。仕切り板３６の他方の面（仕切り板３６がバスバー２０を覆った状態でバスバー２０と対向する面）は平坦面とされている。仕切り板３６が第１ケース３１に載置されたバスバー２０の上に装着されると、仕切り板３６と第１ケース３１との間にバスバー２０が挟まれることで、バスバー２０の位置が保持される。
【００２４】
（第２ケース４２）
第２ケース４２は、図６に示すように、底板３２及び仕切り板３６の形状に応じた長方形状であって、延出部２６及び仕切り板３６を覆う板状部４３と、板状部４３の両側縁から立ち上がる一対の側壁４９Ａ，４９Ｂとを備えている。板状部４３の一方の面（仕切り板３６及び延出部２６上に装着された状態で仕切り板３６及び延出部２６に対向する面。図６の上面側）には、長手方向に延びる複数（本実施形態では３本）の保持リブ４４が突設されている。１つの保持リブ４４の両端部には、熱伝導シート２４の位置決め孔２７に通される位置決めピン４５が突出している。位置決めピン４５は、位置決め孔２７を貫通した状態で仕切り板３６の位置決め凹部３８に嵌合する。板状部４３の他方の面（仕切り板３６及び延出部２６上に装着された状態で仕切り板３６及び延出部２６に対向する面とは反対側の面。図６の下面側）はほぼ平坦な形状とされている。
【００２５】
板状部４３の長手方向の端部側には、貫通孔４７Ａ，４７Ｂが貫通形成されている。貫通孔４７Ａ，４７Ｂは、板状部４３の幅方向に長い長方形状であって、延出部２６が配されない領域（第２ケース４２の長手方向の全長のうち、保持リブ４４が形成されていない領域）に設けられている。板状部４３の外面（他方の面）には、図２に示すように、貫通孔４７Ａ，４７Ｂの外側に隣接する位置に、ダクト６０Ａ，６０Ｂに嵌合する長方形状の嵌合凸部４８が設けられている。図６に示すように、第２ケース４２の一方の側壁４９Ａには、ヒンジ部５１が接続され、他方の側壁４９Ｂには、係止部５３が仕切り板３６の板面と直交する方向に延びている。係止部５３は、撓み変形可能な撓み片の先端部に被係止孔３５Ａの孔縁部に係止する係止爪が形成されている。
【００２６】
第２ケース４２が仕切り板３６の上側に対向配置されると、図３に示すように、仕切り板３６と第２ケース４２との間に延出部２６が収容される収容空間Ｓが形成される。延出部２６は収容空間Ｓ内で保持リブ３７，４４間に挟まれて位置ずれが規制された状態に保持される。なお、収容空間Ｓ内は、空気で満たされているため、延出部２６の熱は、収容空間Ｓ内の空気に伝わるようになっている。
【００２７】
（ダクト６０Ａ，６０Ｂ）
一対のダクト６０Ａ，６０Ｂは、例えば、金属製又は合成樹脂製であって、図４，図５に示すように、第２ケース４２の嵌合凸部４８に嵌合する開口部６１を有し、貫通孔４７Ａ，４７Ｂに連なる通気孔６２を有する。通気孔６２は、Ｌ字状に延びており、バスバーモジュール１０の長手方向に沿う方向（図１の矢印方向）から送風される冷気を貫通孔４７Ａを介してケース３０内に導入し、貫通孔４７Ｂを介してケース３０外に排出する。冷気は、例えばエアコンや、冷却ファン等から送風することができる。
【００２８】
一方のダクト６０Ａは、バスバー２０の端部側に装着されるフード部６３を有する。フード部６３は、ケース３０から露出したバスバー２０の端部側を覆うものであり、バスバー２０の縁部に沿う形状とされている。フード部６３のケース３０側の端部６３Ａは、ケース３０の端面の縁部に対向するように配されてケース３０の端面を覆う。
【００２９】
次に、バスバーモジュール１０の製造方法について説明する。
金属板材をプレス機で打ち抜いてバスバー２０を形成し、バスバー２０の外周に接着剤が一面に塗布された熱伝導シート２４を巻き付け、熱伝導シート２４の端部側を貼り合わせて延出部２６を形成する（図６）。次に、ケース３０の仕切り板３６及び第２ケース４２を第１ケース３１に対して展開した状態として、第１ケース３１に熱伝導シート２４が装着されたバスバー２０を装着する。また、延出部２６の位置決め孔２７を第２ケース４２の位置決めピン４５に挿通しつつ、延出部２６を保持リブ３７上に載置する（図８）。
【００３０】
次に、仕切り板３６をヒンジ部５０を介してバスバー２０側に回転させ、係止部３９を被係止部３４に係止させる（図１０）。このとき、熱伝導シート２４は、仕切り板３６における一対の係止部３９の間の切り欠かれた切欠部４０を通される。次に、第２ケース４２をヒンジ部５１を介して仕切り板３６側に回転させ、係止部５３を被係止部３５に係止させてバスバーモジュール本体１０Ａを形成する（図２）。この状態のバスバーモジュール本体１０Ａは、図１８に示すように、バスバー２０の長手方向の一方の端部の挿通孔２１をワッシャー５５の挿通孔に連ねて機器１１の端子１２に通し、ナット５６で締結する。また、例えば他方のバスバー２０の端部を電線Ｗの端末部の端子Ｔに締結部材で締結する（図１９）。そして、図２０に示すように、接着剤等を使用してダクト６０Ａ，６０Ｂをバスバー２０及びケース３０に取付けると、機器１１の端子１２に接続された状態のバスバーモジュール１０が形成される（図１）。
【００３１】
本実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
バスバーモジュール１０は、板状の金属からなるバスバー２０と、バスバー２０の外周に密着するとともに、バスバー２０の外側に延出する延出部２６を有する熱伝導シート２４と、バスバー２０及び熱伝導シート２４を覆う絶縁性のケース３０と、を備え、バスバー２０とケース３０との間には、延出部２６がバスバー２０との間に隙間を空けて収容される収容空間Ｓを有し、ケース３０には、収容空間Ｓと外部の空間とを連通する貫通孔４７Ａ，４７Ｂが貫通形成されている。
【００３２】
本実施形態によれば、バスバー２０の通電時の熱は、バスバー２０の外周に密着する熱伝導シート２４に伝わる。熱伝導シート２４に伝わった熱は、延出部２６から収容空間Ｓの空気に伝わり収容空間Ｓ内の空気の温度を高める。収容空間Ｓ内の空気の熱は、貫通孔４７Ａ，４７Ｂを介して外部の空間の空気に伝わり、収容空間Ｓ内の空気の温度を下げる。これにより、バスバー２０の熱がケース３０内にこもることなくバスバー２０の熱を放熱することができるため、バスバーモジュール１０の放熱性を向上させることができる。
【００３３】
また、ケース３０は、バスバー２０と延出部２６との間を仕切る仕切り板３６（仕切り部）を備えている。
このようにすれば、仕切り板３６により、バスバー２０の位置ずれを抑制することができる。
【００３４】
また、貫通孔４７Ａ，４７Ｂは、ケース３０のうち、延出部２６を覆う領域とは異なる領域に設けられている。
このようにすれば、作業者等が貫通孔４７Ａ，４７Ｂから延出部２６に触れることを抑制することができる。
【００３５】
また、貫通孔４７Ａ，４７Ｂに連なる通気孔６２が形成されたダクト６０Ａ，６０Ｂを備え、バスバー２０には、ボルト（締結部材）の軸部又はボルト状の端子１２が挿通可能な挿通孔２１が貫通形成されており、ダクト６０Ａはボルト又は端子１２を覆うように取付けられる。
このようにすれば、放熱のためのダクト６０Ａを利用してバスバー２０を締結した部分に作業者等が触れにくくすることができる。
【００３６】
＜他の実施形態＞
本明細書に記載され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された技術の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態においては、熱伝導シート２４は接着層を介してバスバー２０に密着する構成としたが、これに限られない。例えば、熱伝導シート２４が金属製である場合には、熱伝導シート２４とバスバー２０とを溶接によって密着させてもよい。また、熱伝導シート２４が合成樹脂製である場合には、熱伝導シート２４とバスバー２０とを熱溶着によって密着させてもよい。
【００３７】
（２）バスバーモジュール１０は、上記実施形態のような電線Ｗと機器１１との接続に限られず、他の導電路の接続に用いることができる。例えば、バッテリ等の蓄電素子における電極端子間の接続、複数の蓄電素子の直列接続の端部の電極端子と外部との接続、他のバスバー等からなる導電路に接続するための中継端子との接続、機器１１と機器１１との間の接続、電線Ｗと電線Ｗとの間の接続等の種々の接続に使用することができる。
【００３８】
（３）貫通孔４７Ａ，４７Ｂは、ケース３０のうち、延出部２６を覆う領域とは異なる領域に設けられている構成としたが、これに限られない。ケース３０における延出部２６を覆う領域に設けてもよい。
【００３９】
（４）貫通孔４７Ａ，４７Ｂの形状や数は、上記実施形態の形状や数に限られず、適宜変更することができる。
（５）仕切り板３６の形状は、上記実施形態の形状に限られず、種々の形状とすることができ、例えば板状以外の形状としてもよい。また、ケース３０は、仕切り板３６を備える構成としたが、仕切り板３６を備えていなくてもよい。
【００４０】
（６）上記実施形態では、バスバーモジュール１０は、ダクト６０Ａ，６０Ｂを備える構成としたが、これに限られず、ダクト６０Ａ，６０Ｂを備えないバスバーモジュールとしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０：  バスバーモジュール
２０：  バスバー
２４：  熱伝導シート
２５：  包囲部
２６：  延出部
３０：  ケース
３１：  第１ケース
３６：  仕切り板（仕切り部）
３７，４４：  保持リブ
４２：  第２ケース
４７Ａ，４７Ｂ：  貫通孔
６０Ａ，６０Ｂ：  ダクト
６２：  通気孔
Ｓ：  収容空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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