(57)【要約】      （修正有）【課題】低コストであり、かつバスバーの接合強度を維持することが可能なバスバーユニット、電子機器及びバスバーユニットの製造方法を提供する。【解決手段】バスバーユニットは、第１の金属部材１１１と、第２の金属部材１１２とを具備する。第１の金属部材１１１は、金属からなる板状である。第２の金属部材１１２は、金属からなる基材にめっきが施された線状で一端が第１の金属部材１１１に接合されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる板状の第１の金属部材と、
金属からなる基材にめっきが施された線状で一端が前記第１の金属部材に接合された第２の金属部材と
を具備するバスバーユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のバスバーユニットであって、
前記第２の金属部材は、前記第１の金属部材の主面に平行な方向に伸びる部分と前記第１の金属部材の主面に直交する方向に伸びる部分とを形成するように前記第１の金属部材の周縁と離間した位置で屈曲する
バスバーユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバスバーユニットであって、
前記第２の金属部材は、基材の端面と周面のうち少なくとも他端部の周面にめっきが施されている
バスバーユニット。
【請求項４】
基板と、
金属からなる板状の第１の金属部材と、金属からなる基材にめっきが施された線状の第２の金属部材であって、一端が前記第１の金属部材に接合され、他端が前記基板にはんだによって接合された第２の金属部材と、合成樹脂からなり、前記第１の金属部材を被覆する樹脂部材とを備えるバスバーユニットと
を具備する電子機器。
【請求項５】
金属からなる板状の第１の金属部材の一部が露出するように合成樹脂からなる樹脂部材によって前記第１の金属部材を被覆し、
前記樹脂部材から露出した前記第１の金属部材に、金属からなる基材にめっきが施された線状の第２の金属部材の一端を接合する
バスバーユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のＥＣＵ等に利用されるバスバーユニット、電子機器及びバスバーユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、電動パワーステアリングやエンジン、駆動系等を制御する多数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）が搭載されている。自動車に搭載される上でＥＣＵには振動や熱に対する長期的な耐久性が求められる。
【０００３】
ＥＣＵは一般に、各種電子部品が実装された制御基板やパワー基板等がバスバー（集合端子）によって接続された構成を有する。バスバーは、銅等からなる板状部材をプレス等により打ち抜き、錫等によりめっきを施したものが多く用いられる。
【０００４】
基板ははんだ接合によってバスバーに接合される。めっきはこのはんだ接合の強度を維持するために施されている。例えば特許文献１には、ニッケルめっきを施した金属板を切断して形成したバスバーが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１７５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、めっき工程はめっき液の材料費や電力が必要であり、高コストである。特に部材が大きい場合にはめっき工程のための輸送コストも発生する。一方で、めっきを施さなければバスバーと接合対象部品の接合強度が不足する。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、低コストであり、かつバスバーの接合強度を維持することが可能なバスバーユニット、電子機器及びバスバーユニットの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るバスバーユニットは、第１の金属部材と、第２の金属部材とを具備する。
上記第１の金属部材は、金属からなる板状である。
上記第２の金属部材は、金属からなる基材にめっきが施された線状で一端が上記第１の金属部材に接合されている。
【０００９】
この構成によれば、第２の金属部材は、他の部品（基板等）との接続のための端子として利用することができる。第２の金属部材は基材にめっきが施された部材であるため、第２の金属部材と他の部品がはんだ接合によって接合された場合に接合強度を維持することが可能である。また、第２金属の部材を第１の金属部材に接合した後に、第１の金属部材及び第２の金属部材にめっきを施す必要がないため、バスバーユニットの製造コストを抑制することが可能である。
【００１０】
上記第２の金属部材は、上記第１の金属部材の主面に平行な方向に伸びる部分と上記第１の金属部材の主面に直交する方向に伸びる部分とを形成するように上記第１の金属部材の周縁と離間した位置で屈曲してもよい。
【００１１】
この構成によれば、第２の金属部材によって接続された第１の金属部材と他の部品の振動が第２の金属部材によって吸収されるため、第２の金属部材と他の部品の接合の耐久性を向上させることが可能となる。
【００１２】
上記第２の金属部材は、基材の端面と周面のうち少なくとも他端部の周面にめっきが施されていてもよい。
【００１３】
基材の少なくとも他端部の周面にめっきが施されていることにより、第２の金属部材と他の部品のはんだ接合の強度を維持することが可能となる。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電子機器は、基板と、バスバーユニットとを具備する。
上記バスバーユニットは、金属からなる板状の第１の金属部材と、金属からなる基材にめっきが施された線状の第２の金属部材であって、一端が上記第１の金属部材に接合され、他端が上記基板にはんだによって接合された第２の金属部材と、合成樹脂からなり、上記第１の金属部材を被覆する樹脂部材とを備える。
【００１５】
この構成によれば、第２の金属部材は基材にめっきが施された部材であるため、第２の金属部材と基板のはんだ接合の強度を維持することが可能である。また、上記のように、第２の金属部材を第１の金属部材に接合した後に、第１の金属部材及び第２の金属部材にめっきを施す必要がないため、電子機器の製造コストを抑制することが可能である。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るバスバーユニットの製造方法は、金属からなる板状の第１の金属部材の一部が露出するように合成樹脂からなる樹脂部材によって上記第１の金属部材を被覆する。
上記樹脂部材から露出した上記第１の金属部材に、金属からなる基材にめっきが施された線状の第２の金属部材の一端を接合する。
【００１７】
この製造方法によれば、金属からなる基材にめっきが施された第２の金属部材を第１の金属部材に接合することによって、バスバーユニットを製造することが可能である。接合の後にめっき工程が不要であるため、製造コストを抑制することが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように、本発明によれば、低コストであり、かつバスバーの接合強度を維持することが可能なバスバーユニット、電子機器及びバスバーユニットの製造方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る電子機器の斜視図である。
【図２】同電子機器の分解斜視図である。
【図３】同電子機器のバスバーユニットの斜視図である。
【図４】同バスバーユニットの断面図である。
【図５】同バスバーユニットを構成する第１金属部材及び第２金属部材の斜視図である。
【図６】第１金属部材及び第２金属部材の拡大図である。
【図７】第１金属部材及び第２金属部材の模式図である。
【図８】第１金属部材、第２金属部材及び第２基板の模式図である。
【図９】第２金属部材の拡大図である。
【図１０】比較例に係る電子機器を構成する金属部材の斜視図である。
【図１１】同金属部材の拡大図である。
【図１２】本発明の変形例に係る電子機器のバスバーユニットを構成する第１金属部材及び第２金属部材の模式図である。
【図１３】本発明の変形例に係る電子機器のバスバーユニットを構成する第１金属部材及び第２金属部材並びに基板の模式図である。
【図１４】本発明の変形例に係る電子機器のバスバーユニットを構成する第１金属部材及び第２金属部材の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態に係る電子機器について説明する。
【００２１】
［電子機器の構成］
図１は本実施形態に係る電子機器１０の斜視図であり、図２は電子機器１０の分解斜視図である。図中のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、相互に直交する３軸を示す。
本実施形態に係る電子機器１０は、例えば車輌搭載用の電動式パワーステアリング制御ユニットとして用いられる。
【００２２】
図１及び図２に示すように、電子機器１０は、バスバーユニット１１、放熱部品１２、第１基板１３、第２基板１４、蓋１５及びシール部材１６を備える。
【００２３】
バスバーユニット１１は、コネクタ１１ａを備え、コネクタ１１ａを介して第２基板１４と外部とを電気的に接続する。バスバーユニット１１の詳細な構成については後述する。
【００２４】
放熱部品１２は、シール部材１６を介してバスバーユニット１１に取り付けられている。放熱部品１２は、アルミニウム等の金属からなり、電子機器１０に搭載された電子部品の熱を放熱する。
【００２５】
第１基板１３は、電子部品が実装された基板であり、例えばガラスエポキシ基板である。第１基板１３は、例えばスイッチング素子等が実装され、モータの駆動を担うパワー基板であるものとすることができる。第１基板１３は、端子１３ａを備え、端子１３ａを介して第２基板１４に電気的に接続されている。
【００２６】
第２基板１４は、電子部品が実装された基板であり、例えばガラスエポキシ基板である。第２基板１４は、例えばマイクロプロセッサ等が実装され、第１基板１３に実装された電子部品を制御する制御基板であるものとすることができる。第２基板１４は、端子１３ａを介して第１基板１３に接続されると共に、バスバーユニット１１に電気的に接続されている。
【００２７】
蓋１５はシール部材１６を介してバスバーユニット１１に取り付けられている。蓋１５は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート樹脂）等の合成樹脂からなるものとすることができる。
【００２８】
放熱部品１２、バスバーユニット１１及び蓋１５はネジ等によって締結され、図１に示すような電子機器１０を構成する。なお、電子機器１０の構成はここに示すものに限らない。例えば、電子機器１０に内蔵される基板は１枚又は３枚以上であってもよく、少なくとも１枚の基板がバスバーユニット１１に接続される構成であればよい。
【００２９】
［バスバーユニットの構成］
図３は、バスバーユニット１１の斜視図であり、図４は、バスバーユニット１１の模式的な断面図である。これらの図に示すように、バスバーユニット１１は、第１金属部材１１１、第２金属部材１１２及び樹脂部材１１３から構成されている。
【００３０】
図５は、第１金属部材１１１及び第２金属部材１１２の斜視図であり、図６は、図５の拡大図である。これらの図に示すように、第１金属部材１１１は、金属からなる平板状の部材であり、プレスによる打ち抜きによって所定の配線形状にパターニングされている。第１金属部材１１１は主面１１１ａを有する。各図において主面１１１ａに平行な面をＸ−Ｙ平面とする。第１金属部材１１１の形状は特に限定されず、配線の経路に応じて変更可能である。
【００３１】
また、第１金属部材１１１は端子部１１１ｂを有する。端子部１１１ｂは、主面１１１ａに対して垂直方向（Ｚ方向）に折り曲げられた部分であり、第２基板１４に実装された電子部品等との電気的接続に用いられる。なお、端子部１１１ｂは必ずしも設けられなくてもよい。
【００３２】
第１金属部材１１１は、銅等の導電性が高い金属からなり、特に溶接に適した無酸素銅からなるものが好適である。なお、主面１１１ａには錫等からなるめっきが施されていてもよく、施されていなくてもよい。
【００３３】
第２金属部材１１２は、金属からなる線状の部材である。図７は、第２金属部材１１２の模式図である。同図に示すように、第２金属部材１１２は、第１端部１１２ａと第２端部１１２ｂを有する。
【００３４】
第１端部１１２ａは、同図に示すように、第１金属部材１１１に接合されている。この接合は溶接によるものとすることができる。また、超音波接合、導電性接着剤による接着、圧着等の他の接合方法によるものであってもよい。
【００３５】
第２端部１１２ｂは、第２基板１４が接合される端部である。図８は、第２基板１４が接合された第２端部１１２ｂを示す模式図である。同図に示すように、第２端部１１２ｂは、第２基板１４に設けられたスルーホール１４ａに挿通され、はんだＨにより第２基板１４と接合されている。
【００３６】
第２金属部材１１２は、第１端部１１２ａと第２端部１１２ｂの間で屈曲する。図７に示すように第２金属部材１１２は、第１金属部材１１１の主面１１１ａに平行な方向（Ｘ−Ｙ平面上のいずれかの方向）に伸びる部分１１２ｃと主面１１１ａに直交する方向（Ｚ方向）に伸びる部分１１２ｄとを形成するように屈曲し、即ちＬ字形状となるように屈曲する。その屈曲位置は、第１金属部材１１１の周縁と離間した位置であり、即ち、第１金属部材１１１の直上ではない位置である。
【００３７】
第２金属部材１１２は、基材にめっきが施された部材とすることができる。図９は、第２金属部材１１２の第２端部１１２ｂを拡大した図である。同図に示すように、第２金属部材１１２の表面は端面１１２ｅと周面１１２ｆから構成されている。
【００３８】
めっきは少なくとも周面１１２ｆに施されているものとすることができる。例えば、表面にめっきがほどこされた線材を切断すると、周面１１２ｆにめっきが施された部材が得られる。この場合、端面１１２ｅは切断面であり、めっきは施されていない。
【００３９】
また、めっきは端面１１２ｅと周面１１２ｆの両面に施されていてもよい。例えば、切断した線材にめっきを施すと、端面１１２ｅと周面１１２ｆの両面にめっきが施された部材が得られる。
【００４０】
本実施形態における第２金属部材１１２は、周面１１２ｆにのみめっきが施された部材であってもよく、端面１１２ｅと周面１１２ｆの両面にめっきが施された部材であってもよい。周面１１２ｆにめっきが施されていれば、図８に示すように、はんだＨと第２金属部材１１２の接合強度は維持されるためである。
【００４１】
第２金属部材１１２の基材は、導電性の高い金属材料、例えば銅や銅合金からなるものとすることができる。さらに、第２金属部材１１２は、黄銅等の弾性力が高い材料とすることも可能である。基材に施されるめっきは、導電性を有し、はんだ接合の強度を維持することが可能な材料、例えば、錫からなるものとすることができる。
【００４２】
第２金属部材１１２の断面形状は特に限定されず、断面が円形の線状であってもよく、断面が矩形の線状であってもよい。しかしながら、断面が矩形であると角によってめっきに偏りが生じるおそれがあるため、断面が円形である方がより好適である。第２金属部材１１２の数も特に限定されず、第１金属部材１１１に一つ又は複数の第２金属部材１１２が接合されているものとすることができる。
【００４３】
樹脂部材１１３は、合成樹脂からなり、第１金属部材１１１を被覆する。樹脂部材１１３には、図４に示すように、部分的に開口１１３ａが設けられ、第１金属部材１１１が露出するように構成されている。第２金属部材１１２はこの開口１１３ａを介して第１金属部材１１１に接合されるものとすることができる。また、樹脂部材１１３が、第１基板１３、第２基板１４や各基板に接続される電子部品を保持、固定するようにしてもよい。
【００４４】
樹脂部材１１３の形状は特に限定されず、第１金属部材１１１を適切に絶縁することが可能な形状であればよい。樹脂部材１１３の材料も特に限定されず、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート樹脂）等からなるものとすることができる。
【００４５】
電子機器１０は以上のような構成を有する。
【００４６】
［バスバーユニットの効果］
バスバーユニット１１の効果について、比較例との比較の上で説明する。図１０は比較例に係るバスバーユニットを構成する金属部材２１１を示す模式図である。金属部材２１１は、本発明に係る第１金属部材１１１と同様に、図示しない樹脂部材によって被覆され、バスバーユニットを構成するものである。
【００４７】
図１１は、金属部材２１１の拡大図である。同図に示すように、金属部材２１１には端子部２１１ａが設けられている。金属部材２１１は、銅等からなる基材に錫等のめっきを施した金属板をプレスによって打ち抜き、端子部２１１ａを折り曲げることによって形成されている。
【００４８】
端子部２１１ａのうち、金属部材２１１の主面２１１ｂに連続する面２１１ｃには、めっきが施されている。しかしながら、端子部２１１ａの側面２１１ｄはプレスによる切断面であるため、めっきが施されておらず、基材が露出している。
【００４９】
このため、端子部２１１ａをはんだによって基板に接合すると、めっきが施されていない面においてはんだ接合の強度が不足する。これを防止するためには、プレスの後、さらなるめっき工程が必要であり、コストが大きくなる。特に、めっきは工程上、金属部材２１１の全体に施す必要があり、金属部材２１１が大きければ多量のめっき液が必要となる。
【００５０】
これに対し、本実施形態に係るバスバーユニット１１においては、第１金属部材１１１と、第１金属部材１１１に接合された第２金属部材１１２から構成されている。第２金属部材１１２は上述のように、少なくとも周面１１２ｆ（図９参照）にはめっきが施されているため、第２金属部材１１２を第１金属部材１１１に接合した後のめっき工程は不要である。第２金属部材１１２は第１金属部材１１１に比較して表面積も小さいため、第２金属部材１１２のめっきに要するコストは小さい。
【００５１】
また、上記のように、第２金属部材１１２は第１金属部材１１１の周縁と離間した位置で屈曲する。これにより、第１金属部材１１１に対する第２基板１４の振動が緩和され、第２金属部材１１２と第２基板１４の接合が振動により損傷することが防止される。
【００５２】
［バスバーユニットの製造方法］
バスバーユニット１１は、次のようにして製造することが可能である。まず、金属板をプレスによって打ち抜き、第１金属部材１１１を作成する。続いて、第１金属部材１１１の周囲に合成樹脂を封入し、第１金属部材１１１を被覆する樹脂部材１１３を作成する。この際、開口１１３ａを樹脂部材１１３に形成し、第１金属部材１１１の一部を露出させる。また、合成樹脂の封入の際、必要に応じて第１金属部材１１１の不要な接続部分を切断してもよい。
【００５３】
続いて、露出した第１金属部材１１１に第２金属部材１１２を接合する。この接合は抵抗溶接やシーム溶接等の溶接によってすることができる。また、導電性接着剤による接着や圧着等によって、両部材を接合してもよい。第２金属部材１１２は、第１金属部材１１１の露出部に接合すればよいということが視覚的に容易に認識できるため、溶接時の作業性を向上させることができる。
【００５４】
バスバーユニット１１は以上のようにして製造することができる。なお、バスバーユニット１１の製造方法はここに示すものに限られない。例えば、第２金属部材１１２の第１金属部材１１１への接合は、第１金属部材１１１を樹脂部材１１３によって被覆する前に行ってもよい。
【００５５】
［変形例］
上記実施形態において、第２金属部材１１２は、Ｌ字形状となるように屈曲しているものとしたが、これに限られない。図１２は変形例に係る第２金属部材１１２を示す模式図であり、図１３はこの第２金属部材１１２に接合された基板１４を示す模式図である。
【００５６】
これらの図に示すように、第１金属部材１１１には、第１金属部材１１１の主面１１１ａに対して垂直方向（Ｚ方向）に折り曲げられた折り曲げ部１１１ｃが設けられ、第２金属部材１１２は第１端部１１２ａがこの折り曲げ部１１１ｃに接合されてもよい。この接合は例えばシーム溶接によってすることができるが、他の接合方法によって接合してもよい。
【００５７】
第２金属部材１１２は図１２に示すように、主面１１１ａに直交する方向（Ｚ方向）に伸びる部分１１２ｇ、主面１１１ａに平行な方向（Ｘ−Ｙ平面上のいずれかの方向）に伸びる部分１１２ｃ及び主面１１１ａに直交する方向（Ｚ方向）に伸びる部分１１２ｄとを形成するように屈曲し、即ちＵ字形状となるように屈曲するものとすることも可能である。部分１１２ｃと部分１１２ｄの屈曲位置は、第１金属部材１１１の周縁と離間した位置であり、即ち、第１金属部材１１１の直上ではない位置である。
【００５８】
また、上記実施形態においては、第２金属部材１１２は第１金属部材１１１の主面に直接接合されるものとしたが、これに限られず、第１金属部材１１１に設けられた接合用構造に接合されてもよい。図１４は、接合用構造を介して接合される第２金属部材１１２を示す模式図である。
【００５９】
同図に示すように、第１金属部材１１１には半円柱形状の接合用構造１１１ｄが設けられており、第２金属部材１１２は第１端部１１２ａが接合用構造１１１ｄに接合されている。接合用構造１１１ｄは金属からなり、第１金属部材１１１と同一材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。
【００６０】
接合用構造１１１ｄを利用することにより、接合用構造１１１ｄと第２金属部材１１２が点接触する。このため、第２金属部材１１２を溶接によって接合する場合に溶接の熱が接合箇所に集中し、接合を容易に行うことが可能となる。なお、接合用構造１１１ｄは半円柱形状に限られず、半球状や三角柱状等であってもよい。接合用構造１１１ｄは、第１金属部材１１１のプレス成形時に圧力をかけて変形させたりすることにより形成されるものとすることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０…電子機器
１１…バスバーユニット
１２…放熱部品
１３…第１基板
１４…第２基板
１５…蓋
１６…シール部材
１１１…第１金属部材
１１２…第２金属部材
１１３…樹脂部材
【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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