(57)【要約】【課題】長さ方向に互いに隣接する２個のブスバー構成部材間の電気抵抗が小さな水冷式ブスバーを提供する。【解決手段】水冷式ブスバー30Aを構成する複数個のアルミニウム又はその合金製ブスバー構成部材のうち長さ方向に互いに隣接する２個のブスバー構成部材１、11の内部に、それぞれ冷却水通路５、15が長さ方向に延びて設けられている。両ブスバー構成部材１、11の長さ方向の端面２、12に、それぞれ冷却水通路の開口部5a、15aが形成されている。さらに、両ブスバー構成部材１、11の端面２、12は、それぞれブスバー構成部材の構成材料とは異種の金属で置換されている。両ブスバー構成部材１、11の端面２、12同士が、互いに冷却水通路５、15同士を連通させた状態にして、両ブスバー構成部材１、11の端面２、12間に配置された導電性接着剤層20により接着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷却水通路が長さ方向に延びて設けられるとともに、長さ方向の端面に前記冷却水通路の開口部が形成された複数個のアルミニウム又はその合金製ブスバー構成部材を備え、
前記複数個のブスバー構成部材のうち長さ方向に互いに隣接して配置される２個のブスバー構成部材の端面が、それぞれブスバー構成部材の構成材料とは異種の金属で置換されており、
前記両ブスバー構成部材の端面同士が、互いに前記冷却水通路同士を連通させた状態にして、前記両ブスバー構成部材の端面間に配置された導電性接着剤層により接着されていることを特徴とする水冷式ブスバー。
【請求項２】
前記両ブスバー構成部材の端面には、それぞれブスバー構成部材の端面を異種金属で置換した異種金属置換層として、無電解メッキ層、電気メッキ層又ははんだメッキ層が形成されている請求項１記載の水冷式ブスバー。
【請求項３】
前記導電性接着剤層は、導電性粒子として、金、銀、銅、カーボン、カーボンナノチューブ、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、スズ、鉛及びビスマスからなる群より選択された１つ又は２つ以上を含有している請求項１又は２記載の水冷式ブスバー。
【請求項４】
前記導電性接着剤層の接着剤成分は、エポキシ樹脂系、ゴム系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系及びビニル樹脂系からなる群より選択された１つ又は２つ以上の接着剤成分である請求項１〜３のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【請求項５】
前記両ブスバー構成部材の端面間において、前記端面の外周縁部の位置と前記開口部の周縁部の位置とに外気及び水の浸入を防止する防気性・防水性接着剤層がそれぞれ配置されるとともに、前記端面の外周縁部と前記開口部の周縁部との間の位置に前記導電性接着剤層として導電性及び嫌気性を有する導電性・嫌気性接着剤層が配置されており、
前記両ブスバー構成部材の端面同士が、前記防気性・防水性接着剤層と前記導電性・嫌気性接着剤層とにより接着されている請求項１〜４のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【請求項６】
前記両ブスバー構成部材同士は、両ブスバー構成部材の端面の少なくとも一部同士が密着した状態に締結部材によって締結されている請求項１〜５のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【請求項７】
前記両ブスバー構成部材の端面は、厚さ方向及び幅方向のうち少なくとも一方向に互いに係合する形状に形成されている請求項１〜６の水冷式ブスバー。
【請求項８】
前記両ブスバー構成部材のうち一方のブスバー構成部材の端面の端部には、長さ方向に突出した突出部が一体形成されるとともに、他方のブスバー構成部材の端面の端部には、前記突出部に対応する切欠き部が形成されており、
前記突出部が前記切欠き部に嵌め込まれることにより、前記突出部と前記切欠き部の側壁部とが厚さ方向及び幅方向のうち少なくとも一方向に互いに係合しており、
前記突出部と前記切欠き部の側壁部とが互いに係合方向に締結部材によって緊結状態に締結されている１〜７のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【請求項９】
前記両ブスバー構成部材のうち一方のブスバー構成部材の端面には、長さ方向に突出した凸部が一体形成されるとともに、他方のブスバー構成部材の端面には、前記凸部が嵌合される凹部が形成されており、
前記凸部の先端部と前記凹部の底部とに、それぞれ前記開口部が配置されており、
前記凸部の断面は、先細り形状であり、
前記凹部の断面は、前記凸部の断面に対応した形状であり、
前記凸部が前記凹部に嵌合されることにより、前記凸部と前記凹部の周壁部とが厚さ方向及び幅方向のうち少なくとも一方向に互いに係合しており、
前記凸部と前記凹部の周壁部とが互いに係合方向に締結部材によって緊結状態に且つ前記凸部が前記凹部に圧入された状態に締結されている請求項１〜７のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【請求項１０】
前記導電性接着剤層はペースト状の導電性接着剤で形成されている請求項１〜９のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【請求項１１】
前記ペースト状の導電性接着剤は、粘度が２５℃で３０〜１０００Ｐａ・ｓの範囲に設定されたものである請求項１０記載の水冷式ブスバー。
【請求項１２】
前記導電性接着剤層はシート状の導電性接着剤で形成されている請求項１〜９のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【請求項１３】
前記導電性接着剤層が加熱されることにより、前記両ブスバー構成部材の端面同士が接着されている請求項１〜１２のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【請求項１４】
前記両ブスバー構成部材の端面同士の接着部を迂回するように配置された迂回導電路用導電性部材を介して、前記両ブスバー構成部材同士が電気的に接続されている請求項１〜１３のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【請求項１５】
内部に冷却水通路が長さ方向に延びて設けられるとともに、長さ方向の端面に前記冷却水通路の開口部が形成された複数個のアルミニウム又はその合金製ブスバー構成部材の各端面を、ブスバー構成部材の構成材料とは異種の金属で置換する異種金属置換工程と、
前記異種金属置換工程の後で、長さ方向に互いに隣接して配置される２個のブスバー構成部材の端面同士を、互いに前記冷却水通路同士を連通させた状態にして、前記両ブスバー構成部材の端面間に配置された導電性接着剤層により接着する接着工程と、
を含むことを特徴とする水冷式ブスバーの製造方法。
【請求項１６】
前記接着工程において前記両ブスバー構成部材の端面同士を接着する際に又は接着した後で、前記両ブスバー構成部材同士を、両ブスバー構成部材の端面の少なくとも一部同士が密着する状態に締結部材によって締結する締結工程を含んでいる請求項１５記載の水冷式ブスバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給先に給電する給電路として使用される水冷式ブスバー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば国際熱核融合実験炉（いわゆるＩＴＥＲ）に採用されたトカマク型の炉には、プラズマを閉じ込めるための磁場を発生させる超伝導コイルが設置されている。この超伝導コイルには磁場を発生させるために高電圧大電流の電力を供給する必要がある。
【０００３】
このような高電圧大電流の電力を超伝導コイルに供給するための給電路として、近年、水冷式ブスバーを採用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このブスバーは、軽量化を図るためにアルミニウム又はその合金で製作されている。
【０００４】
このブスバーは、通電時に生じる発熱量が一般の工場で使用される低電圧大電流用や高電圧小電流用のものと比べて非常に大きい。そのため、ブスバーの内部には、ブスバーを冷却するための冷却水が流通する冷却水通路がブスバーの長さ方向（即ち通電方向）に延びて形成されている。さらに、このブスバーは、炉の小型化を図るためにトンネル状の狭い空間内を通して配置されるものであり、また、このような狭い空間内にブスバーが複数個、近接して配置されるものである。
【特許文献１】特開２００４−１９３０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、上述のような用途に用いられるブスバーのうち長尺なブスバーは、複数個の金属製ブスバー構成部材を長さ方向に順次連結することにより製造される。長さ方向に互いに隣接する２個のブスバー構成部材の連結方法として、図１４及び図１５に示す二つの方法が考えられる。各図に示した方法について以下に説明する。
【０００６】
図１４において、１３０はブスバーである。このブスバー１３０の２個のブスバー構成部材１０１、１１１の内部には、それぞれ冷却水通路１０５、１１５が長さ方向に延びて形成されている。さらに、各ブスバー構成部材１０１、１１１の長さ方向の端面１０２、１１２の中央部に、冷却水通路の開口部１０５ａ、１１５ａが形成されている。そして、両ブスバー構成部材１０１、１１１の端面１０２、１１２同士が、互いに冷却水通路１０５、１１５同士を連通させた状態にして、その外周面側から溶接（例：ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接）によって全周に亘って接合されている。なお１２０は、両ブスバー構成部材１０１、１１１の端面１０２、１１２同士を接合した溶接部である。
【０００７】
図１４に示した方法によれば、両ブスバー構成部材１０１、１１１の端面１０２、１１２同士が溶接によって接合されるので、良好な通電性を得ることができる。しかしながら、溶接部１２０やその近傍に溶接割れやボイドが発生する虞があり、その結果、冷却水通路１０５、１１５内の冷却水が外部へ漏出するという難点があった。さらに、このブスバー１３０は、上述したように、狭い空間内に配置されたり、複数個近接して配置されたりするものであるため、ブスバー１３０の設置現場での溶接作業が非常に困難であるという難点があった。しかも、両ブスバー構成部材１０１、１１１の端面１０２、１１２同士はその外周面側から溶接されるため、同図に示すように両ブスバー構成部材１０１、１１１の端面１０２、１１２における冷却水通路１０５、１１５側にそれぞれ未溶接面部１２１、１２１が残存する虞があった。もし、このように未溶接面部１２１、１２１が残存すると、両端面１０２、１１２の両未溶接面部１２１、１２１間で隙間腐食が発生し、その結果、両ブスバー構成部材１０１、１１１間の電気抵抗が増大するという難点があった。
【０００８】
図１５では、両ブスバー構成部材１０１、１１１の端部には、それぞれ側方突出状のボルト締結用フランジ部１０１ａ、１１１ａが一体形成されている。そして、両ブスバー構成部材１０１、１１１の端面１０２、１１２同士が、両フランジ部１０１ａ、１１１ａに通した複数個の通しボルト１２５よって締結されている。なお、１２５ａは通しボルト１２５と螺合したナットである。
【０００９】
図１５に示した方法によれば、各ブスバー構成部材１０１、１１１の端面１０２、１１２に存在する絶縁性の酸化層（例：自然酸化層、水和酸化層）によって両ブスバー構成部材１０１、１１１間の電気抵抗が大きいという難点があった。さらに、各端面１０２、１１２には微細な凹凸が存在しているため、端面１０２、１１２同士の接触面積が比較的小さく、そのためやはり電気抵抗が大きいという難点があった。さらに、両端面１０２、１１２間で隙間腐食が発生し、その結果、電気抵抗が増大するという難点があった。
【００１０】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、複数個のブスバー構成部材が長さ方向に順次連結されて製造される水冷式ブスバーであって、複数個のブスバー構成部材のうち長さ方向に互いに隣接する２個のブスバー構成部材間の電気抵抗が小さな水冷式ブスバー及びそ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】
【００１１】
本発明は以下の手段を提供する。
【００１２】
［１］  内部に冷却水通路が長さ方向に延びて設けられるとともに、長さ方向の端面に前記冷却水通路の開口部が形成された複数個のアルミニウム又はその合金製ブスバー構成部材を備え、
前記複数個のブスバー構成部材のうち長さ方向に互いに隣接して配置される２個のブスバー構成部材の端面が、それぞれブスバー構成部材の構成材料とは異種の金属で置換されており、
前記両ブスバー構成部材の端面同士が、互いに前記冷却水通路同士を連通させた状態にして、前記両ブスバー構成部材の端面間に配置された導電性接着剤層により接着されていることを特徴とする水冷式ブスバー。
【００１３】
［２］  前記両ブスバー構成部材の端面には、それぞれブスバー構成部材の端面を異種金属で置換した異種金属置換層として、無電解メッキ層、電気メッキ層又ははんだメッキ層が形成されている前項１記載の水冷式ブスバー。
【００１４】
［３］  前記導電性接着剤層は、導電性粒子として、金、銀、銅、カーボン、カーボンナノチューブ、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、スズ、鉛及びビスマスからなる群より選択された１つ又は２つ以上を含有している前項１又は２記載の水冷式ブスバー。
【００１５】
［４］  前記導電性接着剤層の接着剤成分は、エポキシ樹脂系、ゴム系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系及びビニル樹脂系からなる群より選択された１つ又は２つ以上の接着剤成分である前項１〜３のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【００１６】
［５］  前記両ブスバー構成部材の端面間において、前記端面の外周縁部の位置と前記開口部の周縁部の位置とに外気及び水の浸入を防止する防気性・防水性接着剤層がそれぞれ配置されるとともに、前記端面の外周縁部と前記開口部の周縁部との間の位置に前記導電性接着剤層として導電性及び嫌気性を有する導電性・嫌気性接着剤層が配置されており、
前記両ブスバー構成部材の端面同士が、前記防気性・防水性接着剤層と前記導電性・嫌気性接着剤層とにより接着されている前項１〜４のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【００１７】
［６］  前記両ブスバー構成部材同士は、両ブスバー構成部材の端面の少なくとも一部同士が密着した状態に締結部材によって締結されている前項１〜５のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【００１８】
［７］  前記両ブスバー構成部材の端面は、厚さ方向及び幅方向のうち少なくとも一方向に互いに係合する形状に形成されている前項１〜６の水冷式ブスバー。
【００１９】
［８］  前記両ブスバー構成部材のうち一方のブスバー構成部材の端面の端部には、長さ方向に突出した突出部が一体形成されるとともに、他方のブスバー構成部材の端面の端部には、前記突出部に対応する切欠き部が形成されており、
前記突出部が前記切欠き部に嵌め込まれることにより、前記突出部と前記切欠き部の側壁部とが厚さ方向及び幅方向のうち少なくとも一方向に互いに係合しており、
前記突出部と前記切欠き部の側壁部とが互いに係合方向に締結部材によって緊結状態に締結されている１〜７のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【００２０】
［９］  前記両ブスバー構成部材のうち一方のブスバー構成部材の端面には、長さ方向に突出した凸部が一体形成されるとともに、他方のブスバー構成部材の端面には、前記凸部が嵌合される凹部が形成されており、
前記凸部の先端部と前記凹部の底部とに、それぞれ前記開口部が配置されており、
前記凸部の断面は、先細り形状であり、
前記凹部の断面は、前記凸部の断面に対応した形状であり、
前記凸部が前記凹部に嵌合されることにより、前記凸部と前記凹部の周壁部とが厚さ方向及び幅方向のうち少なくとも一方向に互いに係合しており、
前記凸部と前記凹部の周壁部とが互いに係合方向に締結部材によって緊結状態に且つ前記凸条部が前記凹部に圧入された状態に締結されている前項１〜７のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【００２１】
［１０］  前記導電性接着剤層はペースト状の導電性接着剤で形成されている前項１〜９のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【００２２】
［１１］  前記ペースト状の導電性接着剤は、粘度が２５℃で３０〜１０００Ｐａ・ｓの範囲に設定されたものである前項１０記載の水冷式ブスバー。
【００２３】
［１２］  前記導電性接着剤層はシート状の導電性接着剤で形成されている前項１〜９のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【００２４】
［１３］  前記導電性接着剤層が加熱されることにより、前記両ブスバー構成部材の端面同士が接着されている前項１〜１２のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【００２５】
［１４］  前記両ブスバー構成部材の端面同士の接着部を迂回するように配置された迂回導電路用導電性部材を介して、前記両ブスバー構成部材同士が電気的に接続されている前項１〜１３のいずれかに記載の水冷式ブスバー。
【００２６】
［１５］  内部に冷却水通路が長さ方向に延びて設けられるとともに、長さ方向の端面に前記冷却水通路の開口部が形成された複数個のアルミニウム又はその合金製ブスバー構成部材の各端面を、ブスバー構成部材の構成材料とは異種の金属で置換する異種金属置換工程と、
前記異種金属置換工程の後で、長さ方向に互いに隣接して配置される２個のブスバー構成部材の端面同士を、互いに前記冷却水通路同士を連通させた状態にして、前記両ブスバー構成部材の端面間に配置された導電性接着剤層により接着する接着工程と、
を含むことを特徴とする水冷式ブスバーの製造方法。
【００２７】
［１６］  前記接着工程において前記両ブスバー構成部材の端面同士を接着する際に又は接着した後で、前記両ブスバー構成部材同士を、両ブスバー構成部材の端面の少なくとも一部同士が密着する状態に締結部材によって締結する締結工程を含んでいる前項１５記載の水冷式ブスバーの製造方法。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は以下の効果を奏する。
【００２９】
［１］の発明では、両ブスバー構成部材の端面が、それぞれブスバー構成部材の構成材料とは異種の金属で置換されることにより、各ブスバー構成部材の端面に絶縁性の酸化層（例：自然酸化層、水和酸化層）が形成されるのを防止することができる。これにより、各ブスバー構成部材の端面の導電性が向上する。さらに、両ブスバー構成部材の端面間に配置された導電性接着剤層によって両ブスバー構成部材の端面同士を接着することにより、もし仮にブスバー構成部材の端面に微細な凹凸が形成されていても、両ブスバー構成部材の端面同士の接触面積が増大する。このように、各ブスバー構成部材の端面の導電性が向上し且つ両ブスバー構成部材の端面同士の接触面積が増大することにより、両ブスバー構成部材間の電気抵抗を非常に小さくすることができる。
【００３０】
しかも、両ブスバー構成部材の端面同士が、互いに冷却水通路同士を連通させた状態にして接着されているので、冷却水を一方のブスバー構成部材の冷却水通路から他方のブスバー構成部材の冷却水通路へと直接流通させることができる。これにより、両ブスバー構成部材の端面同士の接着部を冷却水で確実に冷却することができる。
【００３１】
したがって、［１］の発明に係る水冷式ブスバーは、両ブスバー構成部材間の電気抵抗が非常に小さく且つ接着部が確実に冷却されるので、国際熱核融合実験炉に設置される超伝導コイル等のように、高電圧大電流の動作電力を必要とするデバイスへの給電用に特に好適に使用することができる。
【００３２】
［２］の発明では、ブスバー構成部材の端面に異種金属置換層として無電解メッキ層を形成する場合には、異種金属置換層を容易に形成することができる。ブスバー構成部材の端面に異種金属置換層として電気メッキ層を形成する場合には、緻密な異種金属置換層を形成することができる。ブスバー構成部材の端面に異種金属置換層としてはんだメッキ層を形成する場合には、異種金属置換層をブスバーの設置現場で形成することができる。
【００３３】
［３］の発明では、両ブスバー構成部材間の導電性を確実に向上させることができる。
【００３４】
［４］の発明では、両ブスバー構成部材の端面間の隙間を確実に塞ぐことができ、もって両ブスバー構成部材の端面間の隙間腐食を確実に防止することができるし、更に、両ブスバー構成部材の端面同士を確実に且つ強固に接着することができる。
【００３５】
［５］の発明では、両ブスバー構成部材の端面の外周縁部同士は、防気性・防水性接着剤層により接着される。これにより、外気及び水が両ブスバー構成部材の端面間にその外側から浸入するのを防止することができる。また、両ブスバー構成部材の端面における開口部の周縁部同士は、防気性・防水性接着剤層により接着される。これにより、外気及び水が両ブスバー構成部材の端面間に冷却水通路から浸入するのを防止することができ、もって両端面間の隙間腐食を確実に防止できる。さらに、両ブスバー構成部材の端面における外周縁部と冷却水通路開口部の周縁部との間の中間部同士は、両防気性・防水性接着剤層が硬化して外気が遮断されることで導電性・嫌気性接着剤層が硬化して接着される。この導電性・嫌気性接着剤層によって両ブスバー構成部材の端面間の導電性を確保することができる。
【００３６】
［６］の発明では、両ブスバー構成部材同士は、両ブスバー構成部材の端面の少なくとも一部同士が密着した状態に締結部材によって締結されているので、両ブスバー構成部材間の電気抵抗を確実に小さくすることができるし、両ブスバー構成部材の端面同士が分離するのを強固に阻止することができる。
【００３７】
［７］の発明では、両ブスバー構成部材の端面同士を、厚さ方向及び幅方向のうち少なくとも一方向に係合させた状態に接着することができる。これにより、地震等の外力が各ブスバー構成部材に加わった場合であっても、各端面の位置ずれを生じ難くすることができる。
【００３８】
［８］の発明では、一方のブスバー構成部材の端面の突出部が他方のブスバー構成部材の端面の切欠き部に嵌め込まれることにより、突出部と切欠き部の側壁部とが厚さ方向及び幅方向のうち少なくとも一方向に互いに係合しているので、地震等の外力が各ブスバー構成部材に加わった場合であってても、各端面の位置ずれを生じ難くすることができる。
【００３９】
しかも、突出部と切欠き部の側壁部とが互いに係合方向に締結部材によって緊結状態に締結されることにより、突出部と切欠き部の側壁部との相互対向面部同士が密着している。これにより、両ブスバー構成部材間の電気抵抗を確実に小さくすることができる。
【００４０】
さらに、締結部材は、突出部と切欠き部の側壁部とを互いに係合方向に締結するものであるから、必ずしも各ブスバー構成部材に図１５に示したような側方突出状のボルト締結用フランジ部（１０１ａ、１１１ａ）を設ける必要がない。これにより、ブスバーを狭い空間内に配置する際にフランジ部が他の部材と干渉するのを防止することができるし、また、複数個のブスバーを互いに近接して配置することができ、もってブスバーの設置スペースについて省スペース化を図ることができる。
【００４１】
［９］の発明では、一方のブスバー構成部材の端面の凸部が他方のブスバー構成部材の端面の凹部に嵌合されることにより、凸部と凹部の周壁部とが厚さ方向及び幅方向のうち少なくとも一方向に互いに係合しているので、地震等の外力が各ブスバー構成部材に加わった場合であっても、各端面の位置ずれを生じ難くすることができる。
【００４２】
しかも、凸部と凹部の周壁部とが互いに係合方向に緊結状態に締結されていることにより、凸部と凹部の周壁部との相互対向面部同士が密着している。そのため、両ブスバー構成部材間の電気抵抗を確実に小さくすることができる。
【００４３】
その上、凸部と凹部の周壁部とが、凸部が凹部に圧入された状態に締結されていることにより、凸部と凹部の周壁部との相互対向面部同士が非常に強く密着している。そのため、両ブスバー構成部材間の電気抵抗を更に確実に小さくすることができる。
【００４４】
さらに、締結部材は、凸部と凹部の周壁部とを互いに係合方向に締結するものであるから、必ずしも各ブスバー構成部材に図１５に示したような側方突出状のボルト締結用フランジ部（１０１ａ、１１１ａ）を設ける必要がない。これにより、ブスバーを狭い空間内に配置する際にフランジ部が他の部材と干渉するのを防止することができるし、また、複数個のブスバーを互いに近接して配置することができ、もってブスバーの設置スペースについて省スペース化を図ることができる。
【００４５】
［１０］の発明では、導電性接着剤層がペースト状の導電性接着剤で形成されていることにより、両ブスバー構成部材の端面間の隙間を確実に塞ぐことができ、もって両端面間の隙間腐食を確実に防止することができる。
【００４６】
［１１］の発明では、ペースト状の導電性接着剤は、粘度が所定の範囲であることにより、両ブスバー構成部材の端面同士を接着する際に、両ブスバー構成部材のうち少なくとも一方のブスバー構成部材の端面に付着したペースト状の導電性接着剤が、該端面から垂れ流れるのを防止することができ、もって両ブスバー構成部材の端面同士を確実に接着することができる。
【００４７】
［１２］の発明では、導電性接着剤層がシート状の導電性接着剤で形成されている。したがって、両ブスバー構成部材の端面同士を接着する際に、例えば、導電性接着剤層を加熱することにより、導電性接着剤層が軟化する。これにより、両ブスバー構成部材の端面同士の接触面積を確実に増大することができるし、両ブスバー構成部材の端面間の隙間を確実に塞ぐことができる。その結果、両ブスバー構成部材間の電気抵抗を確実に小さくすることができるし、両端面間の隙間腐食を確実に防止することができる。
【００４８】
［１３］の発明では、両ブスバー構成部材の端面同士の接触面積を確実に増大することができるし、両ブスバー構成部材の端面間の隙間を確実に塞ぐことができる。その結果、両ブスバー構成部材間の電気抵抗を確実に小さくすることができるし、両端面間の隙間腐食を確実に防止することができる。
【００４９】
［１４］の発明では、両ブスバー構成部材間の導電性を確実に確保することができる。
【００５０】
［１５］及び［１６］の発明では、本発明に係る水冷式ブスバーを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００５２】
図１〜３は、本発明の一実施形態に係る水冷式ブスバー及びその製造方法を説明する図である。
【００５３】
本実施形態の水冷式ブスバー３０Ａは、国際熱核融合実験炉に設置される超伝導コイル等のように、高電圧大電流の動作電力を必要とするデバイス（図示せず）に給電するための給電路として用いられるものである。
【００５４】
このブスバー３０Ａは、複数個のブスバー構成部材が長さ方向に順次連結されて製造されたものである。図１において、１及び１１は、このブスバー３０Ａを構成する複数個のブスバー構成部材のうち長さ方向Ｌに互いに隣接して連結配置された２個のブスバー構成部材である。
【００５５】
ここで、Ｌは、ブスバー構成部材１、１１（即ちブスバー３０Ａ）の長さ方向を示している。ブスバー３０Ａの通電方向は、ブスバー構成部材１の長さ方向Ｌである。Ｗ及びＨは、ブスバー構成部材１、１１の長さ方向Ｌに対して互いに直交する二つの方向を示しており、本実施形態では、説明の便宜上、Ｈをブスバー構成部材１、１１の厚さ方向、Ｗをブスバー構成部材１、１１の幅方向として以下に説明する。ただし本発明では、ブスバー構成部材１、１１の厚さ方向Ｈ及び幅方向Ｗは絶対的な方向ではなく互いに相対的な方向である。
【００５６】
両ブスバー構成部材１、１１は互いに同一形状及び同一材質である。各ブスバー構成部材１、１１は、断面四角形状であり、一方向（即ち長さ方向Ｌ）に延びて形成されている。また、各ブスバー構成部材１、１１はアルミニウム又はその合金製である。特に本発明では、ブスバー構成部材１、１１の材質は、純アルミニウムか、あるいはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金であることが望ましく、これにより、ブスバー構成部材１、１１の導電性を高めることができるし、そのようなブスバー構成部材を容易に入手することができる。
【００５７】
各ブスバー構成部材１、１１の長さＬは例えば２０００〜６０００ｍｍに設定されており、その厚さＨは例えば４０〜１００ｍｍに設定されており、その幅Ｗは例えば５０〜２００ｍｍに設定されている。
【００５８】
各ブスバー構成部材１、１１の内部には、通電時に各ブスバー構成部材１、１１（即ちブスバー３０Ａ）を冷却する冷却水が流通する断面円形状の冷却水通路５、１５が長さ方向Ｌに延びて形成されている。さらに、各ブスバー構成部材１、１１の長さ方向Ｌの端面２、１２の中央部には、冷却水通路５、１５の開口部５ａ、１５ａが形成されている。各開口部５ａ、１５ａの断面形状は円形状である。冷却水としては、純水をはじめ、様々な種類の水が用いられる。
【００５９】
各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２全体は、図３に示すように、各ブスバー構成部材１、１１の構成材料（即ちアルミニウム又はその合金）とは異種の金属で置換されている。これにより、各端面２、１２全体には、絶縁性の酸化層（例：自然酸化層、水和酸化層）ではなく、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２が異種金属で置換されてなる導電性（詳述すると良導電性）の異種金属置換層３、１３が形成されている。各異種金属置換層３、１３の厚さは例えば０．１〜２μｍに設定されている。
【００６０】
本発明では、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に、異種金属置換層３、１３として、無電解メッキ層、電気メッキ層又ははんだメッキ層が形成されるのが望ましい。
【００６１】
そして、図２及び３に示すように、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士は、互いに冷却水通路５、１５同士を連通させた状態にして、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間に配置された導電性接着剤層２０により接着されている。図１において、１０は両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接着部である。なお、導電性接着剤層２０の詳細な説明は後述する。
【００６２】
さらに、両ブスバー構成部材１、１１同士が締結部材としての締結ボルト２４によって緊結状態に締結されている。これにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の少なくとも一部同士が強く密着している。この締結状態において、図２に示すように、一方のブスバー構成部材１の端面２における冷却水通路開口部５ａと他方のブスバー構成部材１１の端面１２における冷却水通路開口部１５ａとは、互いに合致している。また、両ブスバー構成部材１、１１の外周面同士は互いに長さ方向Ｌに面一（つらいち）に連なっている。
【００６３】
両ブスバー構成部材１、１１の連結構造について詳述すると、次のとおりである。
【００６４】
両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２は、厚さ方向Ｈに互いに係合する形状に形成されている。すなわち本実施形態では、両ブスバー構成部材１、１１のうち一方のブスバー構成部材１の端面２の一端部（本実施形態では下端部）には、長さ方向Ｌに突出した係合用突出部２ａが一体形成されるとともに、他方のブスバー構成部材１１の端面１２の一端部（本実施形態では下端部）には、該突出部２ａに対応する切欠き部１２ａが外周面側（詳述すると下面側）に向けて切り欠かれて形成されている。また、他方のブスバー構成部材１１の端面１２の他端部（上端部）には、長さ方向Ｌに突出した係合用突出部１２ｃが一体形成されるとともに、一方のブスバー構成部材１の端面２の他端部（上端部）には、該突出部１２ｃに対応する切欠き部２ｃが外周面側（詳述すると上面側）に向けて切り欠かれて形成されている。また、一方のブスバー構成部材１の端面２の中間部２ｂは、長さ方向Ｌに対して垂直に形成されるとともに、この中間部２ｂに冷却水通路開口部５ａが配置されている。これを同様に、他方のブスバー構成部材１１の端面１２の中間部１２ｂは、長さ方向Ｌに対して垂直に形成されるとともに、この中間部１２ｂに冷却水通路開口部１５ａが配置されている。
【００６５】
そして、一方のブスバー構成部材１の端面２の突出部２ａが他方のブスバー構成部材１１の端面１２の切欠き部１２ａに嵌め込まれており、他方のブスバー構成部材１１の端面１２の突出部１２ｃが一方のブスバー構成部材１の端面２の切欠き部２ｃに嵌め込まれており、一方のブスバー構成部材１の端面２の中間部２ｂと他方のブスバー構成部材１１の端面１２の中間部１２ｂとが互いに冷却水通路５、１５同士を連通させた状態にして対向して配置されている。このように各突出部２ａ、１２ｃが各切欠き部１２ａ、２ｃに嵌め込まれることにより、各突出部２ａ、１２ｃと各切欠き部１２ａ、２ｃの側壁部１２ｘ、２ｘとが厚さ方向Ｈに互いに係合している。さらにこの状態で、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が、両端面２、１２間に配置された導電性接着剤層２０により接着されている。導電性接着剤層２０の厚さは例えば１〜５μｍである。
【００６６】
さらに、図２に示すように、各突出部２ａ、１２ｃには、厚さ方向Ｈに貫通した複数個（本実施形態では２個）のボルト挿通孔２２が設けられている。各切欠き部１２ａ、２ｃの側壁部１２ｘ、２ｘには、複数個（本実施形態では２個）のねじ孔２３が設けられている。そして、各ボルト挿通孔２２、２２に挿通された各締結ボルト２４が各ねじ孔２３に螺合されている。これにより、各突出部２ａ、１２ｃと各切欠き部１２ａ、２ｃの側壁部１２ｘ、２ｘとが、互いに厚さ方向Ｈ（即ち係合方向）に締結ボルト２４によって緊結状態に締結されている。その結果、各突出部２ａ、１２ｃと各切欠き部１２ａ、２ｃの側壁部１２ｘ、２ｘとの相互対向面部２ｙ、１２ｙ同士が強く密着している。
【００６７】
次に、本実施形態のブスバー３０Ａの製造方法について以下に説明する。
【００６８】
まず、ブスバー３０Ａを構成する複数個のアルミニウム又はその合金製ブスバー構成部材を準備する。この工程を「ブスバー構成部材準備工程」という。複数個のブスバー構成部材のうち長さ方向Ｌに互いに隣接して配置される２個のブスバー構成部材１、１１の端面２、１２は、上述したように厚さ方向Ｈに互いに係合する形状に形成されている。また、各ブスバー構成部材１、１１の内部に冷却水通路５、１５が長さ方向Ｌに延びて形成されている。また、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に冷却水通路５、１５の開口部５ａ、１５ａが形成されている。
【００６９】
次いで、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２全体を、ブスバー構成部材の構成材料とは異種の金属で置換する。この工程を「異種金属置換工程」という。
【００７０】
この異種金属置換工程では、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２全体に異種金属置換層３、１３として無電解メッキ層、電気メッキ層又ははんだメッキ層を形成し、これにより各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２全体を異種金属で置換する。
【００７１】
ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に異種金属置換層３、１３として無電解メッキ層を形成する場合には、異種金属置換層３、１３を容易に形成することができる。無電解メッキ層の金属種（メッキ種）としては、亜鉛、銅、ニッケル等が好適に用いられる。
【００７２】
ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に無電解メッキ層を形成する方法としては、公知の無電解メッキ方法が適用され、これを簡単に説明すると次のとおりである。
【００７３】
すなわち、ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２を、市販の脱脂液を用いて脱脂し、水洗いする。次いで、端面２、１２を水酸化ナトリウム水溶液５０ｇ／Ｌを用いて５０℃×１ｍｉｎの条件でエッチングすることにより、端面２、１２の酸化層を除去し、水洗いする。次いで、端面２、１２を硝酸水溶液１００ｇ／Ｌを用いて３０秒間中和し、水洗いする。このような一連の処理を前処理という。次いで、端面２、１２を、酸化亜鉛２０ｇ／Ｌ、水酸化ナトリウム１２０ｇ／Ｌ、塩化第二鉄２ｇ／Ｌ、ロッセル塩５０ｇ／Ｌ及び硝酸ナトリウム１ｇ／Ｌのメッキ液を用いて常温×１ｍｉｎの条件で処理する。これにより、端面２、１２に無電解メッキ層を形成する。
【００７４】
ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に異種金属置換層３、１３として電気メッキ層を形成する場合には、緻密な異種金属置換層３、１３を形成することができる。電気メッキ層の金属種（メッキ種）としては、亜鉛、スズ、銅、ニッケル、銀等が好適に用いられる。
【００７５】
ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に電気メッキ層を形成する方法としては、公知の電気メッキ方法が適用され、これを簡単に説明すると次のとおりである。
【００７６】
すなわち、ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に対して、上述した前処理と同様に、脱脂、水洗い、エッチング、水洗い、中和、水洗いを順次行う。次いで、端面２、１２を硫酸銅（ＣｕＳＯ4）２００ｇ／Ｌ及び硫酸（Ｈ2ＳＯ4）１００ｇ／Ｌのメッキ液を用いて温度３０℃×通電電流（直流）１〜５Ａ／ｄｍ2の条件で処理する。これにより、端面２、１２に電気メッキ層を形成する。
【００７７】
ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に異種金属置換層３、１３としてはんだメッキ層を形成する場合には、異種金属置換層３、１３をブスバー３０Ａの設置現場で形成することができる。はんだメッキ層の金属種（はんだ種）としては、Ｚｎ−Ａｌ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｃｄ−Ｚｎ系、Ｚｎ−Ｃｄ系等が好適に用いられる。
【００７８】
ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２にはんだメッキ層を形成する方法としては、公知のはんだメッキ方法が適用され、これを簡単に説明すると次のとおりである。
【００７９】
すなわち、ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の酸化層を除去するために端面２、１２に市販のフラックスを塗布し、Ｓｎ９１Ｚｎ（Ｓｎ９１％＋Ｚｎ９％）のシート状はんだを載置する。次いで、フラックス及びシート状はんだを約２００℃で加熱溶融する。これにより、端面２、１２にはんだメッキ層を形成する。
【００８０】
次いで、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を、互いに冷却水通路５、１５同士を連通させた状態にして、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間に配置された導電性接着剤層２０により接着する。この工程を「接着工程」という。
【００８１】
この接着工程では、一方のブスバー構成部材１の端面２の突出部２ａ及び切欠き部２ｃをそれぞれ対応する他方のブスバー構成部材１１の端面１２の切欠き部１２ａ及び突出部１２ｃに嵌め込み、これにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を厚さ方向Ｈに互いに係合させる。さらにこの状態で、両ブスバー構成部材１、１１をそれぞれ突合せ方向に押すことにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を導電性接着剤層２０によって接着する。
【００８２】
導電性接着剤層２０は、導電性粒子として、金、銀、銅、カーボン、カーボンナノチューブ、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、スズ、鉛及びビスマスからなる群より選択された１つ又は２つ以上を含有するのが望ましい。こうすることにより、両ブスバー構成部材１、１１間の導電性を確実に向上させることができる。また、導電性粒子の平均粒径は例えば１〜５０μｍの範囲に設定されるのが望ましい。導電性粒子は導電性接着剤層２０中に均一に分散している。
【００８３】
また、導電性接着剤層２０の接着剤成分は、エポキシ樹脂系、ゴム系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系及びビニル樹脂系からなる群より選択された１つ又は２つ以上の接着剤成分であるのが望ましい。こうすることにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間の隙間を確実に塞ぐことができ、もって両端面２、１２間の隙間腐食を確実に防止することができるし、更に、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を確実に且つ強固に接着することができる。このような接着剤成分に導電性粒子が混合されている。
【００８４】
導電性接着剤層２０は、ペースト状の導電性接着剤で形成されるか、あるいはシート状の導電性接着剤で形成される。この導電性接着剤層２０は両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間に次のようにして配置される。
【００８５】
導電性接着剤層２０がペースト状の導電性接着剤で形成される場合には、両ブスバー構成部材１、１１のうち少なくとも一方のブスバー構成部材の端面全体に、ペースト状の導電性接着剤を付着させ、これにより、該端面全体に導電性接着剤層２０を形成する。次いで、一方のブスバー構成部材１の端面２の突出部２ａ及び切欠き部２ｃがそれぞれ対応する他方のブスバー構成部材１１の端面１２の切欠き部１２ａ及び突出部１２ｃに嵌め込まれるように、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を突き合わせることにより、導電性接着剤層２０が両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間に配置される。そして、導電性接着剤層２０が硬化することにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が導電性接着剤層２０によって接着される。なお本発明では、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を突き合せた状態で、導電性接着剤層２０（即ちペースト状の導電性接着剤）を加熱することにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を導電性接着剤層２０により接着しても良い。この導電性接着剤層２０の加熱方法としては、特に限定されるものではなく、火炎バーナで加熱する方法や誘導加熱方法等が用いられる。
【００８６】
このように、導電性接着剤層２０がペースト状の導電性接着剤で形成されることにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間の隙間を導電性接着剤層２０で確実に塞ぐことができ、もって両端面２、１２間の隙間腐食を確実に防止することができる。
【００８７】
ペースト状の導電性接着剤は、粘度（詳述すると回転粘度）が２５℃で３０〜１０００Ｐａ・ｓの範囲に設定されるのが望ましい。こうすることにより、ブスバー構成部材の端面に付着したペースト状の導電性接着剤が、該端面から垂れ流れるのを防止することができ、もって両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を確実に接着することができる。
【００８８】
導電性接着剤層２０がシート状の導電性接着剤で形成される場合には、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間にシート状の導電性接着剤を挟んで両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を突き合わせることにより、シート状導電性接着剤で形成された導電性接着剤層２０が両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間に配置される。そしてこの突合せ状態で、導電性接着剤層２０（即ちシート状の導電性接着剤）を加熱して軟化させる。これにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が導電性接着剤層２０により接着される。この導電性接着剤層２０の加熱方法としては、特に限定されるものではなく、火炎バーナで加熱する方法や誘導加熱方法等が用いられる。
【００８９】
このように、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を接着する際に導電性接着剤層２０を加熱して軟化させることにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接触面積を確実に増大することができるし、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間の隙間を確実に塞ぐことができる。その結果、両ブスバー構成部材１、１１間の電気抵抗を確実に小さくすることができるし、両端面２、１２間の隙間腐食を確実に防止することができ、更には接着時間を短縮することができる。
【００９０】
そして、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を接着する際に又は接着した後で、換言すると導電性接着剤層２０が硬化する前に又は硬化した後で、両ブスバー構成部材１、１１同士を、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の少なくとも一部同士が密着する状態に複数個の締結ボルト２４によって締結する。この工程を「締結工程」という。なお本発明では、締結ボルト２４による両ブスバー構成部材１、１１同士の締結は、導電性接着剤層２０が硬化する前に行うことが望ましく、これにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を強固に接着することができる。
【００９１】
この締結工程では、上述したように、各締結ボルト２４を各突出部２ａ、１２ｃのボルト挿通孔２２、２２を挿通して対応する各ねじ孔２３、２３に螺合させることにより、突出部２ａ、１２ｃと各切欠き部１２ａ、２ｃの側壁部１２ｘ、２ｘとの相互対向面部２ｙ、１２ｙ同士が密着した状態に両ブスバー構成部材１、１１同士を締結する。なおこの締結状態では、締結ボルト２４は、ブスバー構成部材の長さ方向Ｌではなく、ブスバー構成部材の厚さ方向Ｈに延びて配置されている。
【００９２】
而して、本実施形態のブスバー３０Ａには次の利点がある。
【００９３】
両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２が、それぞれブスバー構成部材の構成材料とは異種の金属で置換されることにより、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に絶縁性の酸化層（例：自然酸化層、水和酸化層）が形成されるのを防止することができる。これにより、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の導電性が向上する。さらに、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間に配置された導電性接着剤層２０によって両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を接着することにより、もし仮に、図３に示すように各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２に微細な凹凸が形成されていても、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接触面積が増大する。このように、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の導電性が向上し且つ両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接触面積が増大することにより、両ブスバー構成部材１、１１間の電気抵抗を非常に小さくすることができる。
【００９４】
しかも、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が、互いに冷却水通路５、１５同士を連通させた状態にして接着されているので、冷却水を一方のブスバー構成部材１の冷却水通路５から他方のブスバー構成部材１１の冷却水通路１５へと直接流通させることができる。これにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接着部１０を冷却水で確実に冷却することができる。
【００９５】
したがって、このブスバー３０Ａは、両ブスバー構成部材１、１１間の電気抵抗が非常に小さく且つ接着部１０が確実に冷却されるので、国際熱核融合実験炉に設置される超伝導コイル等のように、高電圧大電流の動作電力を必要とするデバイスへの給電用に特に好適に使用することができる。
【００９６】
さらに、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が、厚さ方向Ｈに互いに係合した状態に接着されているので、地震等の外力が各ブスバー構成部材１、１１に加わった場合であっても、各端面２、１２の位置ずれを生じ難くすることができる。
【００９７】
さらに、両ブスバー構成部材１、１１同士は、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の少なくとも一部同士が密着した状態に締結ボルト２４によって締結されているので、両ブスバー構成部材１、１１間の電気抵抗を確実に小さくすることができるし、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が分離するのを強固に阻止することができる。
【００９８】
しかも、各突出部２ａ、１２ｃと各切欠き部１２ａ、２ｃの側壁部１２ｘ、２ｘとが互いに厚さ方向Ｈ（即ち係合方向）に締結ボルト２４によって緊結状態に締結されることにより、各突出部２ａ、１２ｃと各切欠き部１２ａ、２ｃの側壁部１２ｘ、２ｘとの相互対向面部２ｙ、１２ｙ同士が密着している。これにより、両ブスバー構成部材１、１１間の電気抵抗を確実に小さくすることができる。
【００９９】
さらに、締結ボルト２４は、各突出部２ａ、１２ｃと各切欠き部１２ａ、２ｃの側壁部１２ｘ、２ｘとを互いに厚さ方向Ｈ（即ち係合方向）に締結するものであるから、必ずしも各ブスバー構成部材１、１１に図１５に示したような側方突出状のボルト締結用フランジ部（１０１ａ、１１１ａ）を設ける必要がない。これにより、ブスバー３０Ａを狭い空間内に配置する際にフランジ部が他の部材と干渉するのを防止することができるし、また、複数個のブスバー３０Ａを互いに近接して配置することができ、もってブスバー３０Ａの設置スペースについて省スペース化を図ることができる。
【０１００】
図４〜６は、上記実施形態のブスバー及びその製造方法における第１変形形態を説明する図である。本第１変形形態について上記実施形態とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１０１】
本第１変形形態のブスバー３０Ｂでは、両ブスバー構成部材１、１１のうち一方のブスバー構成部材１の端面２の中間部には、長さ方向Ｌに突出した凸部（詳述すると凸条部）２ｄが幅方向Ｗに延びて一体形成されている。他方のブスバー構成部材１１の端面１２の中間部には、凸部２ｄが嵌合される凹部（詳述すると凹条部）１２ｄが幅方向Ｗに延びて形成されている。凸部２ｄの先端面部（先端部）２ｚの中央部には、一方の冷却水通路５の開口部５ａが配置されている。凹部１２ｄの底面部（底部）１２ｚの中央部には、他方の冷却水通路１５の開口部１５ａが配置されている。
【０１０２】
図５に示すように、凸部２ｄの断面は先細り形状である。詳述すると、凸部２ｄの周面部のうち凸部２ｄの厚さ方向両側の両側面部２ｙ、２ｙが、それぞれ、凸部２ｄの突出方向に対して凸部２ｄの突出軸線に接近する方向に傾斜しており、これにより凸部２ｄの断面が先細り形状に形成されている。凹部１２の断面は、凸部２ｄの断面に対応した形状である。詳述すると、凹部１２ｄの互いに対向する一対の両側面部１２ｙ、１２ｙが、凸部２ｄの両側面部２ｙ、２ｙに対応して傾斜している。
【０１０３】
そして、凸部２ｄが凹部１２ｄに嵌合されることにより、凸部２ｄと凹部１２ｄの周壁部を構成する互いに対向する一対の両側壁部１２ｘ、１２ｘとが厚さ方向Ｈに互いに係合している。この状態で、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が、両端面２、１２間に配置された導電性接着剤層２０によって接着されている。
【０１０４】
さらに、図５に示すように、他方のブスバー構成部材１１の端面１２における凹部１２ｄの両側壁部１２ｘ、１２ｘには、それぞれ、厚さ方向Ｈに貫通して複数個（本変形形態では２個）のボルト挿通孔２２、２２が設けられている。一方のブスバー構成部材１の端面２における凸部２ｄには、各締結ボルト２４と螺合するねじ孔２３、２３が設けられている。
【０１０５】
ここで、凸部２ｄのねじ孔２３の位置は、ボルト挿通孔２２に挿通された締結ボルト２４をねじ孔２３に螺合させることにより凸部２ｄが凹部１２ｄに対して圧入方向に移動されるように、ボルト挿通孔２２に対して凸部２ｄの基端側に僅かにずれている。そして、ボルト挿通孔２２に挿通された締結ボルト２４が凸部２ｄのねじ孔２３に螺合されており、これにより、凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１２ｘとが互いに厚さ方向Ｈ（即ち係合方向）に締結ボルト２４によって緊結状態に且つ凸部２ｄが凹部１２ｄに圧入された状態に締結されている。この締結状態では、凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１２ｘとの相互対向面部同士、すなわち凸部２ｄの側面部２ｙと凹部１２ｄの側面部２ｙとは強く密着しているとともに、更に凸部２ｄの先端面部２ｚと凹部１２ｄの底面部１２ｚとは強く密着している。
【０１０６】
次に、本第１変形形態のブスバー３０Ｂの製造方法について上記実施形態とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１０７】
本第１変形形態では、上記実施形態と同様にブスバー構成部材準備工程と異種金属置換工程を順次行う。
【０１０８】
接着状態では、一方のブスバー構成部材１の端面２の凸部２ｄを他方のブスバー構成部材１１の端面１２の凹部１２ｄに嵌合させ、これにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を厚さ方向Ｈに互いに係合させる。そしてこの状態で、両ブスバー構成部材１、１１をそれぞれ突合せ方向に押すことにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を両端面２、１２間に配置された導電性接着剤層２０によって接着する。
【０１０９】
締結工程では、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を導電性接着剤層２０によって接着する際に又は接着した後で、換言すると導電性接着剤層２０が硬化する前に又は硬化した後で、締結ボルト２４を側壁部１２ｘのボルト挿通孔２２に挿通して凸部２ｄのねじ孔２３に螺合させる。これにより、凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１２ｘとを互いに厚さ方向Ｈ（即ち係合方向）に締結ボルト２４によって緊結状態に且つ凸部２ｄが凹部１２ｄに圧入された状態に締結する。
【０１１０】
而して、本第１変形形態のブスバー３０Ｂでは、一方のブスバー構成部材１の端面２の凸部２ｄが他方のブスバー構成部材１１の端面１２の凹部１２ｄに嵌合されることにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が厚さ方向Ｈに互いに係合しおり、すなわち凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１２ｘとが厚さ方向Ｈ互いに係合している。そのため、地震等の外力が各ブスバー構成部材１、１１に加わった場合であっても、各端面２、１２の位置ずれを生じ難くすることができる。
【０１１１】
しかも、凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１２ｘとが互いに厚さ方向Ｈ（即ち係合方向）に緊結状態に締結されていることにより、凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１２ｘとの相互対向面部２ｙ、１２ｙ同士が密着している。そのため、両ブスバー構成部材１、１１間の電気抵抗を確実に小さくすることができる。
【０１１２】
その上、凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１２ｘとが、凸部２ｄが凹部１２ｄに圧入された状態に締結されていることにより、凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１１２ｘとの相互対向面部２ｙ、１２ｙ同士が非常に強く密着している。そのため、両ブスバー構成部材１、２間の電気抵抗を更に確実に小さくすることができる。
【０１１３】
さらに、凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１２ｘとが、凸部２ｄが凹部１２ｄに圧入された状態に締結されていることにより、凸部２ｄの先端面部２ｚと凹部１２ｄの底面部１２ｚとが強く密着しているので、両ブスバー構成部材１、１１間の電気抵抗をより確実に小さくすることができる。ここで、上述したように、凸部２ｄの先端面部２ｚと凹部１２ｄの底面部１２ｚとには、それぞれ冷却水通路開口部５ａ、１５ａが配置されている。したがって、凸部２ｄの先端面部２ｚと凹部１２ｄの底面部１２ｚとが強く密着することにより、凸部２ｄの先端面部２ｚと凹部１２ｄの底面部１２ｚとの間に冷却水が浸入するのを確実に防止することができ、もって両端面２、１２間の隙間腐食を確実に防止することができる。
【０１１４】
さらに、締結ボルト２４は、凸部２ｄと凹部１２ｄの各側壁部１２ｘとを互いに厚さ方向Ｈ（即ち係合方向）に締結するものであるから、必ずしも各ブスバー構成部材１、１１に図１５に示したような側方突出状のボルト締結用フランジ部（１０１ａ、１１１ａ）を設ける必要がない。これにより、ブスバー３０Ｂを狭い空間内に配置する際にフランジ部が他の部材と干渉するのを防止することができるし、また、複数個のブスバー３０Ｂを互いに近接して配置することができ、もってブスバー３０Ｂの設置スペースについて省スペース化を図ることができる。
【０１１５】
図７は、上記実施形態のブスバー及びその製造方法における第２変形形態を説明する図である。
【０１１６】
本第２変形形態のブスバー３０Ｃでは、図４〜６に示した上記第１変形形態のブスバー３０Ｂにおいて、一方のブスバー構成部材１と他方のブスバー構成部材１１とが、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接着部１０だけではなく、複数個（本実施形態では２個）の迂回導電路用導電性部材２５を介して互いに電気的に補助的に接続されている。導電性部材２５は、多数の金属線（例：銅線）で形成されたフレキシブルな帯状部材からなる。そして、導電性部材２５の一端部が一方のブスバー構成部材１の外周面に固定ボルト２６で固定されるとともに、他端部が他方のブスバー構成部材１１の外周面に固定ボルト２６で固定されている。これにより、導電性部材２５は、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接着部１０をその外側から跨いた状態に配置されており、即ち接着部１０を迂回するように配置されている。
【０１１７】
次に、本第２変形形態のブスバー３０Ｃの製造方法について上記第１変形形態とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１１８】
本第２変形形態のブスバー３０Ｃの製造方法は、上記第１変形形態のブスバー３０Ｂの製造方法における全工程と、更に、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接着部１０を迂回するように導電性部材２５を配置することにより、両ブスバー構成部材１、１１同士を導電性部材２５を介して電気的に接続する導電性部材配置工程と、を含んでいる。
【０１１９】
この導電性部材配置工程では、導電性部材２５の一端部を一方のブスバー構成部材１の外周面に固定ボルト２６で固定するとともに、他端部を他方のブスバー構成部材１１の外周面に固定ボルト２６で固定する。これにより、導電性部材２５を、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接着部１０をその外側から跨いで配置し、即ち接着部１０を迂回するように配置する。
【０１２０】
而して、本第２変形形態のブスバー３０Ｃでは、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士の接着部１０を迂回するように配置された導電性部材２５を介して、両ブスバー構成部材１、１１同士が電気的に接続されているので、もし仮に両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が不慮に分離した場合であっても、両ブスバー構成部材１、１１間の導電性を導電性部材２５によって確保することができる
図８〜１１は、上記実施形態のブスバー及びその製造方法における第３変形形態を説明する図である。
【０１２１】
本第３変形形態のブスバー３０Ｄでは、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２全体は、それぞれ、長さ方向Ｌに対して垂直に形成されている。そして、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が、両端面２、１２間に配置された所定の接着剤層２０ａ、２１により接着されている。このブスバー３０Ｄの構成について詳述すると次のとおりである。
【０１２２】
両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間には、各端面２、１２の外周縁部の位置と冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部の位置とに、外気及び水の浸入を防止する防気性・防水性接着剤層（クロスハッチングで示す）２１がそれぞれ配置されるとともに、各端面２、１２の外周縁部と冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部との間の位置に、導電性接着剤層２０として導電性及び嫌気性を有する導電性・嫌気性接着剤層（ドットハッチングで示す）２０ａが配置されている。そしてこの状態で、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が両防気性・防水性接着剤層２１、２１と導電性・嫌気性接着剤層２０ａとによって接着されている。詳述すると、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の外周縁部同士がその全周に亘って防気性・防水性接着剤層２１によって接着されており、また両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２における冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部同士がその全周に亘って防気性・防水性接着剤層２１によって接着されており、さらに、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２における外周縁部と冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部との間の中間部同士が導電性・嫌気性接着剤層２０ａによって接着されている。
【０１２３】
防気性・防水性接着剤層２１を形成する防気性・防水性接着剤としては、例えば、市販されているペースト状の防水性接着剤（例：エポキシ樹脂系防水性接着剤、ゴム系防水性接着剤）を用いることができる。その理由は、市販されている防水性接着剤は硬化すると、一般に、水の浸入だけではなく外気（空気）の浸入も防止するように作用するからである。なお、この防気性・防水性接着剤２１は導電性を有していない。
【０１２４】
導電性・嫌気性接着剤層２０ａを形成する導電性・嫌気性接着剤としては、例えば、市販されているペースト状の嫌気性接着剤に導電性粒子を混合含有させて嫌気性接着剤に導電性を付与したものを用いることができる。導電性粒子としては、金、銀、銅、カーボン、カーボンナノチューブ、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、スズ、鉛及びビスマスからなる群より選択された１つ又は２つ以上を用いることが望ましい。また、導電性粒子の平均粒径は例えば１〜５０μｍの範囲に設定されるのが望ましい。
【０１２５】
両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を接着する工程（即ち接着工程）について説明すると、次のとおりである。
【０１２６】
図８に示すように、両ブスバー構成部材１、１１のうち少なくとも一方のブスバー構成部材の端面の所定部位に所定の接着剤を付着させる。本実施形態では、所定の接着剤を両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２にそれぞれ付着させる。詳述すると、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の外周縁部にその全周に亘ってペースト状の防気性・防水性接着剤を付着させて防気性・防水性接着剤層２１を形成する。また、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２における冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部にその全周に亘ってペースト状の防気性・防水性接着剤を付着させて防気性・防水性接着剤層２１を形成する。また、各ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２における外周縁部と冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部との間の中間部にペースト状の導電性・嫌気性接着剤を付着させて導電性・嫌気性接着剤層２０ａを形成する。
【０１２７】
次いで、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を互いに冷却水通路５、１５同士が連通するように突き合わせることにより、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士を両防気性・防水性接着剤層２１、２１と導電性・嫌気性接着剤層２０ａによって接着する。詳述すると、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の外周縁部同士をその全周に亘って防気性・防水性接着剤層２１によって接着し、また両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２における冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部同士をその全周に亘って防気性・防水性接着剤層２１によって接着し、さらに、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２における外周縁部と冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部との間の中間部同士を導電性・嫌気性接着剤層２０ａによって接着する。
【０１２８】
而して、本第３変形形態のブスバー３０Ｄでは、上述したように、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２の外周縁部同士は、防気性・防水性接着剤層２１により接着されている。これにより、外気及び水が両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間にその外側から浸入するのを防止することができる。また、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２における冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部同士は、防気性・防水性接着剤層２１により接着されている。これにより、外気及び水が両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間に冷却水通路５、１５から浸入するのを防止することができ、もって両端面２、１２間の隙間腐食を確実に防止できる。さらに、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２における外周縁部と冷却水通路開口部５ａ、１５ａの周縁部との間の中間部同士は、両防気性・防水性接着剤層２１、２１が硬化して外気が遮断されることで導電性・嫌気性接着剤層２１が硬化して接着されている。この導電性・嫌気性接着剤層２１によって両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２間の導電性を確保することができる。
【０１２９】
図１２及び１３は、上記実施形態の水冷式ブスバーにおける第４変形形態を説明する図である。
【０１３０】
本第４変形形態のブスバー３０Ｅでは、両ブスバー構成部材１、１１のうち一方のブスバー構成部材１の端面２全体は、長さ方向Ｌに対して傾斜して形成されている。他方のブスバー構成部材１１の端面１２全体は、一方のブスバー構成部材１の端面２に対応して傾斜して形成されている。そして、両ブスバー構成部材１、１１の端面２、１２同士が、両端面２、１２間に配置された導電性接着剤層２０によって接着されている。
【０１３１】
以上で本発明の実施形態及び幾つかの変形形態について説明したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではなく、様々に変更可能である。
【０１３２】
また本発明では、締結部材は締結ボルト２４であることに限定されるものではなく、その他の締結手段であっても良い。
【０１３３】
また本発明では、両ブスバー構成部材の端面は、幅方向Ｗに互いに係合する形状に形成されていても良いし、厚さ方向Ｈ及び幅方向Ｗの両方向に互いに係合する形状に形成されていても良い。
【０１３４】
また本発明では、上述したように、ブスバー構成部材の厚さ方向Ｈ及び幅方向Ｗは絶対的な方向ではなく互いに相対的な方向である。したがって、本発明に係る水冷式ブスバー及びその製造方法は、上記の実施形態及び幾つかの変形形態で説明したブスバー構成部材の厚さ方向Ｈ及び幅方向Ｗをそれぞれ幅方向及び厚さ方向に読み替えて構成しても良い。
【０１３５】
また、本発明に係る水冷式ブスバー及びその製造方法は、上記の実施形態及び幾つかの変形形態に適用された技術思想のうち二つ以上を組み合わせて構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、供給先に給電する給電路として使用される水冷式ブスバー及びその製造方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る水冷式ブスバーの斜視図である。
【図２】図２は、同ブスバーの断面図である。
【図３】図３は、図２中のＺ部分の拡大図である。
【図４】図４は、本発明の第１変形形態に係る水冷式ブスバーの斜視図である。
【図５】図５は、同ブスバーの断面図である。
【図６】図６は、図５中のＺ部分の拡大図である。
【図７】図７は、本発明の第２変形形態に係る水冷式ブスバーの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第３変形形態に係る水冷式ブスバーにおける２個のブスバー構成部材を分離して示す斜視図である。
【図９】図９は、同ブスバーの断面図である。
【図１０】図１０は、図９中のＺ１部分の拡大図である。
【図１１】図１１は、図９中のＺ２部分の拡大図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４変形形態に係る水冷式ブスバーの断面図である。
【図１３】図１３は、図１２中のＺ部分の拡大図である。
【図１４】図１４は、本発明の一関連技術に係る水冷式ブスバーの断面図である。
【図１５】図１５は、本発明のもう一つの関連技術に係る水冷式ブスバーの断面図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１：一方のブスバー構成部材
２：端面
２ａ：突出部
２ｃ：切欠き部
２ｄ：凸部
２ｘ：切欠き部の側壁部
２ｙ：対向面部
２ｚ：凸部の先端面部（凸部の先端部）
３：異種金属置換層
５：冷却水通路
５ａ：開口部
１０：接着部
１１：他方のブスバー構成部材
１２：端面
１２ａ：切欠き部
１２ｃ：突出部
１２ｄ：凹部
１２ｘ：切欠き部の側壁部、又は、凹部の側壁部（凹部の周壁部）
１２ｙ：対向面部
１２ｚ：凹部の底面部（凹部の底部）
１３：異種金属置換層
１５：冷却水通路
１５ａ：開口部
２０：導電性接着剤層
２０ａ：導電性・嫌気性接着剤層
２１・防気性・防水性接着剤層
２２：ボルト挿通孔
２３：ねじ孔
２４：締結ボルト（締結部材）
２５：迂回導電路用導電性部材
３０Ａ〜３０Ｅ：ブスバー
Ｌ：ブスバー構成部材（ブスバー）の長さ方向
Ｈ：ブスバー構成部材（ブスバー）の厚さ方向
Ｗ：ブスバー構成部材（ブスバー）の幅方向
【図１】
2009295295.tif 000003
【図２】
2009295295.tif 000004
【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】
2009295295.tif 000009
【図８】
2009295295.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2009295295.tif 000012
【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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