研究開発された技術紹介

次世代自動車は低燃費化及び軽量化を低コストで実現することが課題となっている。本事業は、EVやHEVのインバータ内の重要部品であるバスバーの電気的な接触信頼性を確保しながら低コスト化及び軽量化を図るべく、株式会社関プレスの独自技術である割裂及び加締加工をコアに銅とアルミの異材接合を順送システム金型内で実現し、従来と比較してコスト80%・軽量化60%低減を図り、自動車産業の発展に貢献することを目的とする。

同一順送システム金型内で全工程を行うことにより、電気的な接触信頼性を確保しつつ、低コスト化及び軽量化を実現
(新技術)
同一順送システム金型内で全工程を行うことにより、川下企業の要求に応える
(新技術の特徴)
自動車メーカーからは、バスバーの電気的な接触信頼性を確保しながら低コスト化及び軽量化に対する要求が強い

・順送プレス金型内で割裂から2部材接合までを一貫して行うため、割裂刃を水平に動かす機構とし、最適刃先の開発、割裂加工条件の最適化、試作品による評価、検証を行い、目標を達成した
・外周拘束摩擦加締金型の加締め時に部材を加熱する事で接合性を高める外周拘束摩擦加熱加締金型を開発した
・本金型を用い試作サンプルにて摩擦パラメータ、加熱温度等の要素技術を確立し、試作サンプルでの冷熱試験及び振動試験を実施し目標仕様を満足した
・ブランク加工、割裂加工、加締加工を一貫して行う割裂加締試作順送金型に加熱機構を付加した外周拘束摩擦加熱加締金型を用い、摩擦パラメータ、加熱条件、本加締条件等の要素技術を確立した

割裂加工技術としては、世界21カ国で特許を取得。日本では５件の特許を取得。

・バスバー(EVやHEVの電気接続に用いられる導体で、電池とインバータの間やインバータとモータとの間の電気接続に使用)
・アルミと銅の異種金属接合によるコスト低減、軽量化実現
・バスバーに要求される性能
‐400Aの大電流に耐える電気的特性
‐コネクタ端子との接合部が走行時の振動に加わる4,500Nのせん断力に耐える強度

国内、海外に展示会を利用した技術発信を行っている。事業化に向け共同開発先を模索中。

・電気的な接触信頼性を確保しながら、低コスト化及び軽量化を達成
・一体成型で作業工数が1/5に激減、加締加工で強度、接触信頼性を確保した結果、80%の原価低減と60%の軽量化、併せてリードタイム1/10、省電力化1/2
・品質が安定
図１に基本技術の割裂加工概要を、図２に異種金属接合サンプルを示す。

・今回試作したサンプルについては、冷熱試験1000サイクル及び振動試験48時間終了品で目標仕様を満足し問題無いことから、今後も評価・検証を継続確認する
・電気的特性についても今後川下企業の協力を得て実施するが、量産品については顧客毎に要求仕様が異なるため、今回開発した技術を基に個々に対応が必要である
・自動車部品、二輪、総合電機、建材、コネクタ等のメーカーからの引合いに対応している

・異種金属接合は、形状、スペック等により個別開発が必要となります。開発には、共同開発として進めたいと考えています。