JPH10334957A - バスバーのレーザ溶接構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ溶接において、積層されたバスバーの
異なる層同士を簡単かつコスト安に溶接接合できるよう
にする。 【解決手段】 積層されたバスバー１７Ａ，１７Ｂの異
なる層のパターン部からそれぞれ立ち上げたタブ状部１
７ｗ，１７ｘ同士を重ね合わせて、重ね合わされたタブ
状部１７ｗ，１７ｘ同士をレーザビームＬＢで溶接ａし
た。積層されたバスバー１７Ｂのパターン部から立ち上
げたタブ状部１７ｘに、異なる層のバスバー１７Ａのパ
ターン部の端部１７ｚを突き合わせて、突き合わされた
タブ状部１７ｘと端部７ｚとをレーザビームＬＢで溶接
ａした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気接続箱に収容
するバスバーに最適なレーザ溶接構造に関し、特に、積
層されたバスバーの異なる層同士を簡単かつコスト安に
溶接接合できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１５（Ａ）に示すように、電線
１の導体２を圧着接続する圧着端子３の圧着部３ａにレ
ーザビームＬＢを照射し、圧着部３ａと導体２とを溶融
して溶接するものが提案されている（特願平２−１０３
８７８６号参照）。

【０００３】また、図１５（Ｂ）に示すように、平板状
の溶接用金属導体部４に溶融体積補充用の別体の金属製
突出部５を設け、この突出部５の下側に複数の素線２ａ
より成る導体２を配置して、突出部５にレーザビームＬ
Ｂを照射することにより、突出部５を導体２とともに溶
融して溶接するものも提案されている（特開平６−３０
２３４１号参照）。

【０００４】ところで、自動車用ワイヤーハーネス等を
種々の電装品に分岐接続するのに用いられる電気接続箱
は、分岐接続点を１個所に集中させて、配線を合理的か
つ経済的に分岐接続するものであり、ワイヤーハーネス
の高密度化に伴って、車種別又は用途別に種々の形式の
ものが開発されている。

【０００５】上記のような電気接続箱としては、図１４
に示すように、プレス金型でフープ材６からバスバー７
Ａ〜７Ｃをそれぞれ打ち抜き、この各バスバー７Ａ〜７
Ｃのパターン部からタブ端子７ａ，７ｂを上下方向にそ
れぞれ切り起こすと共に、各バスバー７Ａ〜７Ｃの間に
絶縁板８Ａ〜８Ｃをそれぞれ介設して積層し、これを電
気接続箱９のアッパーケース９Ａとロアケース９Ｂとに
収容したものが有る。

【０００６】上記各バスバー７Ａ〜７Ｃの内、図１３に
その一部を詳細に示すように、中層のバスバー７Ｂから
上方向に切り起こしたタブ端子７ａは、上層の絶縁板８
Ａを貫通させて、上層のバスバー７Ａから上方向に切り
起こしたタブ端子７ａと高さが揃うように設定されると
共に、下層のバスバー７Ｃから上方向に切り起こしたタ
ブ端子７ａは、中層の絶縁板８Ｂと上層の絶縁板８Ａと
を貫通させて、上層のバスバー７Ａから上方向に切り起
こしたタブ端子７ａと高さが揃うように設定される。

【０００７】同様に、中層のバスバー７Ｂから下方向に
切り起こしたタブ端子７ｂは、下層の絶縁板８Ｃを貫通
させて、下層のバスバー７Ｃから下方向に切り起こした
タブ端子７ｂと高さが揃うように設定されると共に、上
層のバスバー７Ａから下方向に切り起こしたタブ端子７
ｂは、中層の絶縁板８Ｂと下層の絶縁板８Ｃとを貫通さ
せて、下層のバスバー７Ｃから下方向に切り起こしたタ
ブ端子７ｂと高さが揃うように設定される。

【０００８】そして、図１４に示したように、上記各タ
ブ端子７ａ，７ｂには、中継端子１０等を介して、外部
部品であるヒューズ１１やリレー１２を差し込んで接続
すると共に、外部からインテグレーション側のコネクタ
を直接差し込んで接続するようになっている。

【０００９】また、電気接続箱９内の回路ボリュームが
増えたような場合には、同じ階層のバスバー７Ａ（７
Ｂ，７Ｃ）の近接するパターン部同士や異なる階層のバ
スバー７Ａ〜７Ｃのパターン部同士、さらには、バスバ
ー７Ａ〜７Ｃのパターン部に他の配索材（ＦＰＣ、ＰＣ
Ｂまたは電線等の導体）を、コネクタで接続するように
なっている。

【００１０】一方、近年では、自動車内に分散して搭載
されている複数個の電気接続箱を１個に集約してセンタ
ークラスター等に配置し、各電気接続箱の間を接続する
ワイヤーハーネスを簡素化（省線化）する試みがなされ
ている。

【００１１】上記電気接続箱内の回路数が４０程度であ
れば、上述したような３層のバスバー積層構造でも良い
が、集約化により電気接続箱内の回路数が８０〜１００
程度に増加すると、８〜１０層のバスバー積層構造とな
る。

【００１２】このように８〜１０層のバスバー積層構造
となれば、各層のバスバーのパターン部からタブ端子を
上下方向にそれぞれ切り起こすとき、最上層のバスバー
から上方向に切り起こしたタブ端子と最下層のバスバー
から下方向に切り起こしたタブ端子とにそれぞれ高さが
揃うように設定するためには、タブ端子は最大で８〜１
０層もの絶縁板を貫通する長さに設定する必要がある。

【００１３】しかしながら、バスバーのパターン部から
長いタブ端子を切り起こすためには、パターン部にタブ
端子の切り起こしのためのスペースが必要となるから、
このスペースがデッドスペースとなってバスバーを小型
・高密度化できないので、バスバー積層数を減少できな
いという問題がある。

【００１４】この問題を解決するために、本出願人は、
レーザ溶接技術を活用して、電気接続箱に収容するバス
バーの小型・高密度化を図ることを可能としたレーザ溶
接構造を提案した。

【００１５】このレーザ溶接構造は、基本的には、バス
バーのパターン部からタブ端子を上下方向にそれぞれ切
り起こすのではなく、タブ端子を別体とし、この別体の
タブ端子をバスバーのパターン部に当てがって、レーザ
ビームを照射し、タブ端子とパターン部とを溶融して溶
接することにより、バスバーのパターン部にタブ端子を
切り起こすためのデッドスペースが不要となるので、こ
のデッドスペースにパターン部を増設することにより、
バスバーを小型・高密度化できるようにしたものであ
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、本出願人が
提案したレーザ溶接構造の改良に係るものであり、特
に、電気接続箱に収容するバスバーの溶接に最適で、積
層されたバスバーの異なる層同士を簡単かつコスト安に
溶接接合できるバスバーのレーザ溶接構造を提供するも
のである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１では、電気接続箱に収容するバス
バーのレーザ溶接構造であって、積層されたバスバーの
異なる層のパターン部からそれぞれ立ち上げたタブ状部
同士を重ね合わせて、重ね合わされたタブ状部同士をレ
ーザビームで溶接したことを特徴とするバスバーのレー
ザ溶接構造を提供するものである。

【００１８】請求項１によれば、異なる層のバスバーの
パターン部のタブ状部同士をレーザビームで溶接して接
合するから、従来では、異なる層のバスバーのパターン
部同士をコネクタで接合したり、異なる層のバスバーの
タブ状部同士をクリップ等で挟んで接合していたもの
が、レーザ溶接を利用して接合できるようになる。

【００１９】上記タブ状部は、バスバーのパターン部の
任意の部分で設定できる。また、バスバーの積層は、２
層に限られず、３層以上であっても、各層のタブ状部同
士を２枚以上で重ね合わせて、レーザビームで一括して
溶接して接合することも可能である。なお、レーザビー
ム溶接に代えて電子ビーム溶接でも可能である。

【００２０】また、請求項２では、電気接続箱に収容す
るバスバーのレーザ溶接構造であって、積層されたバス
バーのパターン部から立ち上げたタブ状部に、異なる層
のバスバーのパターン部の端部を突き合わせて、突き合
わされたタブ状部と端部とをレーザビームで溶接したこ
とを特徴とするバスバーのレーザ溶接構造を提供するも
のである。

【００２１】請求項２によれば、異なる層のバスバーの
パターン部のタブ状部とパターン部の端部とを、請求項
１と同様に、レーザ溶接を利用して接合できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。なお、従来技術と同一構成
・作用の箇所は同一番号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００２３】図１及び図２は第１実施形態のレーザ溶接
構造である。図１（Ａ）に示すように、バスバー１７
（Ａ，Ｂ）は、パターン部からタブ端子１７ａ，…，１
７ａを上下方向にそれぞれ切り起こすと共に、各バスバ
ー１７（Ａ，Ｂ）の間に絶縁板８（Ａ，Ｂ）を介設して
積層している。なお、バスバー１７（Ａ，Ｂ）の積層は
２層に限られるものではない。

【００２４】図１（Ｂ）（Ｃ）にも示すように、上層の
バスバー１７Ａのパターン部には、上向きに切り起こし
たタブ状部１７ｗを形成すると共に、下層のバスバー１
７Ｂのパターン部には、上記タブ状部１７ｗと対向する
ように、上向きに切り起こしたタブ状部１７ｘを形成す
る。上記各タブ状部１７ｗ，１７ｘは、各バスバー１７
（Ａ，Ｂ）のパターン部の任意の部分に設定することが
できる。

【００２５】上記各バスバー１７（Ａ，Ｂ）のタブ状部
１７ｗ，１７ｘは、上層のバスバー１７Ａの上方位置で
重ね合わせて、各タブ状部１７ｗ，１７ｘの上端面の間
の接合界面Ｅに真上からレーザビームＬＢを照射する。

【００２６】この照射により、各タブ状部１７ｗ，１７
ｘの接合界面Ｅが溶融されて溶接ａされるようになる。

【００２７】なお、図２に示すように、各タブ状部１７
ｗ，１７ｘにポケット１７ｙを形成し、このポケット１
７ｙに真上からレーザビームＬＢを照射して、接合界面
Ｅを溶融して溶接ａするようにしても良い。

【００２８】上記各タブ状部１７ｗ，１７ｘは、従来の
タブ端子ようにバスバー１７のパターン部から上下方向
にそれぞれ切り起こすのではなく、タブ状部１７ｗ，１
７ｘを別体として、タブ状部１７ｗ，１７ｘの下端に折
り曲げ脚部を一体形成し、この折り曲げ脚部を絶縁板１
８上のバスバー１７（Ａ，Ｂ）のパターン部に上方から
当てがい、真上から折り曲げ脚部の中央位置にレーザビ
ームＬＢを照射して、バスバー１７のパターン部に溶融
して溶接ａするようにしたものでも良い。また、図１２
に示すように、この別体のタブ状部１７ｗ，１７ｘに中
継端子１７ｃを一体成形すると、別体の中継端子が不要
となる。

【００２９】上記バスバー１７の各タブ状部１７ｗ，１
７ｘを溶接する場合、従来の抵抗溶接であると、各タブ
状部１７ｗ，１７ｘを電極で挟み込むために大きな治具
が各タブ状部１７ｗ，１７ｘ毎に必要となるから、加工
工数や設備等が高価になって量産性に不向きである。ま
た、従来のアーク溶接であると、各タブ状部１７ｗ，１
７ｘでは他のタブ端子との極間が狭いため、絶縁若しく
は極間を広げる必要があるので高密度化できない。さら
に、超音波溶接では、各タブ状部１７ｗ，１７ｘにメッ
キの有る部分では溶接できないために部分メッキが必要
になる。

【００３０】これに対して、本発明のレーザ溶接の場合
では、上述した抵抗溶接、アーク溶接、超音波溶接等と
比較して、レーザビームＬＢは非接触であるため簡単な
治具のみで確実に各タブ状部１７ｗ，１７ｘを溶接でき
ると共に、１個所当たりの溶接秒数が短時間であるため
量産性が良好であり、また、レーザビームＬＢはビーム
径が細いためタブ端子１７ａと各タブ状部１７ｗ，１７
ｘを狭ピッチ化できて設計の配線自由度が向上するとい
う利点が有る。

【００３１】また、各種のレーザ溶接の内、ＹＡＧレー
ザ溶接は、非接触であること、熱影響層が少ないこと、
消費電力が少なく装置が小型であること、光ファイバー
が使えるために３次元溶接に容易に使えること、ビーム
を多分割して多点同時溶接が可能であり、したがって、
自動化が容易であるために生産コスト低減が著しい等の
理由から最適である。

【００３２】図３は第２実施形態のレーザ溶接構造であ
り、一方のタブ状部１７ｗを長くし、他方のタブ状部１
７ｘを短くして、タブ状部１７ｗの内面とタブ状部１７
ｘの上端面との間の接合界面Ｅに、斜め上方からレーザ
ビームＬＢを照射して溶接ａしたものである。

【００３３】図４は第３実施形態のレーザ溶接構造であ
り、下層のバスバー１７Ｂのタブ状部１７ｘを上向きに
立ち上げると共に、上層のバスバー１７Ａのパターン部
の端部１７ｚをタブ状部１７ｘに突き合わせて、突き合
わされたタブ状部１７ｘの内面と端部１７ｚの端面との
間の接合界面Ｅに、斜め上方からレーザビームＬＢを照
射して溶接ａしたものである。

【００３４】図５は第４実施形態のレーザ溶接構造であ
り、図１の第１実施形態のタブ状部１７ｗ，１７ｘと同
一形状であるが、タブ状部１７ｗの真正面からレーザビ
ームＬＢを照射してタブ状部１７ｗ，１７ｘを溶接ａし
たものである。

【００３５】図６は第５実施形態のレーザ溶接構造であ
り、図１の第１実施形態のタブ状部１７ｗ，１７ｘと同
一形状であるが、タブ状部１７ｘに貫通穴１７ｒをあけ
て、貫通穴１７ｒの内周面とタブ状部１７ｗと内面の間
の接合界面Ｅに、斜め上方からレーザビームＬＢを照射
して溶接ａしたものである。

【００３６】図７は第６実施形態のレーザ溶接構造であ
り、図１の第１実施形態のタブ状部１７ｗ，１７ｘと同
一形状であるが、各タブ状部１７ｗ，１７ｘに貫通穴１
７ｓ，１７ｒをあけて、各貫通穴１７ｓ，１７ｒの内周
面の間の接合界面Ｅに、斜め上方からレーザビームＬＢ
を照射して溶接ａしたものである。

【００３７】図８は第７実施形態のレーザ溶接構造であ
り、図１の第１実施形態のタブ状部１７ｗ，１７ｘと同
一形状であるが、タブ状部１７ｘに半球状凹部１７ｇと
半球状凸部１７ｔとをポンチ治具等で同時に打ち出し形
成して、タブ状部１７ｘの半球状凸部１７ｔをタブ状部
１７ｗの内面に当てがって、タブ状部１７ｘの半球状凹
部１７ｇに真正面からレーザビームＬＢを照射して溶接
ａしたものである。

【００３８】図９は第８実施形態のレーザ溶接構造であ
り、図１の第１実施形態のタブ状部１７ｗ，１７ｘと同
一形状であるが、タブ状部１７ｘの外面に反射率の低い
塗料２１を塗布して、タブ状部１７ｘの外面の塗料２１
に真正面からレーザビームＬＢを照射して溶接ａしたも
のである。

【００３９】図１０は第９実施形態のレーザ溶接構造で
あり、図１の第１実施形態のタブ状部１７ｗ，１７ｘと
同一形状であるが、各タブ状部１７ｗ，１７ｘの上端面
の間の接合界面Ｅに真上から、各タブ状部１７ｗ，１７
ｘの両側端面の間の接合界面Ｅに真横から、それぞれレ
ーザビームＬＢを照射して溶接ａしたものである。

【００４０】図１１は第１０実施形態のレーザ溶接構造
であり、図１の第１実施形態のタブ状部１７ｗ，１７ｘ
と同一形状であるが、各タブ状部１７ｗ，１７ｘの上端
面の間の接合界面Ｅに真上から、タブ状部１７ｘの切込
み１７ｕとタブ状部１７ｗの内面との間の接合界面Ｅに
斜め上方向から、それぞれレーザビームＬＢを照射して
溶接ａしたものである。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のバスバーのレーザ溶接構造は、異なる層のバスバー
のパターン部のタブ状部同士をレーザビームで溶接して
接合するようにしたから、異なる層のバスバーのパター
ン部をレーザ溶接を利用して簡単かつコスト安に接合で
きるようになると共に、バスバーの接合にコネクタやク
リップ等が必要ないので、接合部分がコンパクトにな
る。

【００４２】また、タブ状部は、バスバーのパターン部
の任意の部分で設定できるから、パターン部の回路設計
が制約されなくなる。

【００４３】請求項２のように、異なる層のバスバーの
パターン部のタブ状部とパターン部の端部とを、レーザ
溶接を利用して簡単かつコスト安に接合できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態のレーザ溶接構造で
あり、（Ａ）はバスバーと絶縁板の積層状態の斜視図、
（Ｂ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）
の断面図である。

【図２】 タブ状部の変形例の斜視図である。

【図３】 第２実施形態のレーザ溶接構造であり、
（Ａ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の断面図である。

【図４】 第３実施形態のレーザ溶接構造であり、
（Ａ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の断面図である。

【図５】 第４実施形態のレーザ溶接構造であり、
（Ａ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の断面図である。

【図６】 第５実施形態のレーザ溶接構造であり、
（Ａ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の断面図である。

【図７】 第６実施形態のレーザ溶接構造であり、
（Ａ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の断面図である。

【図８】 第７実施形態のレーザ溶接構造であり、
（Ａ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の断面図である。

【図９】 第８実施形態のレーザ溶接構造であり、
（Ａ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の断面図である。

【図１０】 第９実施形態のレーザ溶接構造であり、
（Ａ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の断面図である。

【図１１】 第１０実施形態のレーザ溶接構造であり、
（Ａ）はタブ状部の溶接要領の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）
の断面図である。

【図１２】 中継端子を一体成形したタブ状部の斜視図
である。

【図１３】 従来のバスバーの斜視図である。

【図１４】 従来のバスバーの加工及び組み立て要領の
分解斜視図である。

【図１５】 （Ａ）（Ｂ）は、従来の圧着端子等のレー
ザ溶接構造の斜視図である。

【符号の説明】

９ 電気接続箱 １７ バスバー １７ｗ，１７ｘ タブ状部 １７ｙ ポケット １７ｚ 端部 ＬＢ レーザビーム ａ 溶接

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼塚 孝浩 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 (72)発明者 藤井 淳彦 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 (72)発明者 坂 喜文 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気接続箱に収容するバスバーのレーザ
   溶接構造であって、 積層されたバスバーの異なる層のパターン部からそれぞ
   れ立ち上げたタブ状部同士を重ね合わせて、重ね合わさ
   れたタブ状部同士をレーザビームで溶接したことを特徴
   とするバスバーのレーザ溶接構造。
2. 【請求項２】 電気接続箱に収容するバスバーのレーザ
   溶接構造であって、 積層されたバスバーのパターン部から立ち上げたタブ状
   部に、異なる層のバスバーのパターン部の端部を突き合
   わせて、突き合わされたタブ状部と端部とをレーザビー
   ムで溶接したことを特徴とするバスバーのレーザ溶接構
   造。