Title:
Sammelschiene und Verfahren zur Herstellung derselbigen
Kind Code:
T5


Abstract:

Eine Sammelschiene (1) umfasst: einen länglichen Sammelschienenkörper (10), welcher aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist; und eine isolierende Beschichtung (20), welche den Umfang des Sammelschienenkörpers (10) bedeckt. Der Querschnitt des Sammelschienenkörpers (10) orthogonal zu der Längsrichtung ist im Wesentlichen rechteckig. Die isolierende Beschichtung (20) ist aus einem lichthärtbaren Harz gebildet, welches eine prozentuale Dehnung von nicht weniger als 50% nach Aushärtung und einen Elastizitätsmodul von nicht mehr als 900 MPa aufweist.




Inventors:
Tsuchiya, Yuji (Shizuoka, Susono-shi, JP)
Taki, Akihiro (Shizuoka, Susono-shi, JP)
Application Number:
DE112015004343T
Publication Date:
06/08/2017
Filing Date:
09/18/2015
Assignee:
Yazaki Corporation (Tokyo, JP)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
HOFFMANN - EITLE Patent- und Rechtsanwälte PartmbB, 81925, München, DE
Claims:
1. Sammelschiene, mit:
einem länglichen Sammelschienenkörper, welcher aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist; und
einer isolierenden Beschichtung, welche den Umfang des Sammelschienenkörpers bedeckt, wobei
der Querschnitt des Sammelschienenkörpers orthogonal zu der Längsrichtung im Wesentlichen rechteckig ist, und
die isolierende Beschichtung aus einem lichthärtbaren Harz gebildet ist, welches eine prozentuale Dehnung von nicht weniger als 50% nach Aushärtung und einen Elastizitätsmodul von nicht mehr als 900 MPa aufweist.

2. Sammelschiene nach Anspruch 1, wobei die isolierende Beschichtung durch Aufbringen des lichthärtbaren Harzes auf die Oberfläche des Sammelschienenkörpers, und dann Aushärten des aufgebrachten lichthärtbaren Harzes, ausgebildet ist, wobei das lichthärtbare Harz eine Viskosität von 10 bis 1.000 Pa·s bei 25°C aufweist.

3. Sammelschiene nach Anspruch 1 oder 2, wobei, nachdem das lichthärtbare Harz auf die Oberfläche des Sammelschienenkörpers mit einem Extruder aufgebracht ist, das lichthärtbare Harz mit Lichtenergie bestrahlt wird, um auszuhärten.

4. Verfahren zur Herstellung einer Sammelschiene, umfassend:
die Schritte des Aufbringens eines lichthärtbaren Harzes auf den Umfang eines länglichen Sammelschienenkörpers, welcher aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, wobei das lichthärtbare Harz eine Viskosität von 10 bis 1.000 Pa·s bei 25°C aufweist; und
die Schritte des Bestrahlens des lichthärtbaren Harzes mit Lichtenergie, um das lichthärtbare Harz auszuhärten, wobei
der Querschnitt des Sammelschienenkörpers orthogonal zu der Längsrichtung im Wesentlichen rechteckig ist.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sammelschiene und ein Verfahren zur Herstellung einer Sammelschiene. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Sammelschiene, welche mit einer Energieversorgung verbunden ist und Elektrizität an elektrische Teile zuführt, und betrifft ein Verfahren zur Herstellung derselbigen.

STAND DER TECHNIK

Eine Energieversorgungsschaltung oder dergleichen verwendet herkömmlich eine Sammelschiene, welche mit einer Energieversorgung, wie beispielsweise eine Batterie, verbunden ist, und führt Elektrizität an elektrische Teile und dergleichen zu. Die Sammelschiene ist mit einer isolierenden Beschichtung um sie herum versehen, um einen Kurzschluss zwischen der Sammelschiene und einer anderen, an sie angrenzenden Sammelschiene oder dergleichen zu verhindern.

Zur Herstellung einer derartigen Sammelschiene mit einer isolierenden Beschichtung gibt es einige Verfahren. Bei einem einfachen Verfahren wird ein wärmeschrumpfbarer Schlauch in ein elektrisch leitfähiges Element eingeführt, das aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, und wird wärmegeschrumpft, um eine isolierende Beschichtung um das elektrisch leitfähige Element herum auszubilden. Eine derartige isolierende Beschichtung weist eine geringe Wärmebeständigkeit auf und ist schwierig in Hochspannungs- oder Hochtemperaturabschnitten zu verwenden. Anwendungen der isolierenden Beschichtung auf Automobile sind deshalb beschränkt. Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Sammelschiene verwendet Insert-Formgebung, um eine isolierende Beschichtung auszubilden. Eine Insert-Formgebung erfordert jedoch eine Vorbereitung einer zugehörigen Form, wobei Kosten von Kleinserienprodukten erhöht werden.

Folglich werden andere Verfahren untersucht, bei welchen isolierendes Harz auf das elektrisch leitfähige Element aufgebracht und dann ausgehärtet wird, um eine isolierende Beschichtung auszubilden. Um genau zu sein wird, bei einem der Verfahren, welche untersucht werden, duroplastisches Harz oder ultraviolett-härtbares Harz als das isolierende Harz verwendet. Das duroplastische Harz oder ultraviolett-härtbare Harz wird auf das elektrisch leitfähige Element aufgebracht und wird ausgehärtet. Es benötigt jedoch eine vergleichsweise lange Zeit, um das duroplastische Harz auszuhärten. Folglich zieht ultraviolett-härtbares Harz, welches bei Glasfaserkabeln praktisch verwendet worden ist, Aufmerksamkeiten auf sich. Überdies kann ein Aushärten von ultraviolett-härtbarem Harz innerhalb eines kurzen Zeitraums beendet sein.

Patentliteratur 1 offenbart ein Verfahren des Aufbringens eines ultraviolett-härtbaren Materials. Das Verfahren verwendet zwei Arten von ultraviolett-härtbarem Material mit unterschiedlichen Viskositäten, so dass ein Beschichtungsfilm ausgebildet wird, so dass Blasen zwischen Strängen nicht involviert bzw. beteiligt sind.

LITERATURSTELLENLISTEPATENTLITERATUR

  • Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 4-272618

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Wenn ultraviolett-härtbares Harz auf ein elektrisch leitfähiges Element mit einem rechteckigen Querschnitt durch das Verfahren von Patentliteratur 1 aufgebracht wird, könnte die Dicke der resultierenden isolierenden Beschichtung an Rändern des elektrisch leitfähigen Elements ungenügend sein. Um genau zu sein, kann die Dicke des ultraviolett-härtbaren Harzes zu einem gewissen Grad gleichmäßig sein, durch Verwenden eines Werkzeugs bzw. einer Form, um übermäßiges ultraviolett-härtbares Harz zu entfernen, und durch Untersuchen der Form des Werkzeugs. Sogar falls ein derartiges Werkzeug verwendet wird, wird jedoch Harz mehr auf flachen Oberflächen der Sammelschiene aufgebracht, während das Harz weniger an die Ränder aufgebracht wird. Es ist deshalb schwierig, eine isolierende Beschichtung mit einer gleichmäßigen Dicke in der Oberfläche der Sammelschiene auszubilden. Falls eine vergleichsweise hohe Spannung an eine Sammelschiene angelegt wird, könnte die isolierende Beschichtung brechen und eine Isolierung der Sammelschiene nicht beibehalten.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der zuvor erwähnten, durch den Stand der Technik bedingten Probleme ausgeführt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sammelschiene mit einer isolierenden Beschichtung bereitzustellen, die ausgezeichnet in elektrischer Isolierung und Beständigkeit ist, und ein Verfahren zur Herstellung der Sammelschiene.

Eine Sammelschiene gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: einen länglichen Sammelschienenkörper, welcher aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist; und eine isolierende Beschichtung, welche den Umfang des Sammelschienenkörpers bedeckt. Der Querschnitt des Sammelschienenkörpers orthogonal zu der Längsrichtung ist im Wesentlichen rechteckig. Die isolierende Beschichtung ist aus einem lichthärtbaren Harz gebildet, welches eine prozentuale (Bruch-)Dehnung von nicht weniger als 50% nach Aushärtung und einen Elastizitätsmodul von nicht mehr als 900 MPa aufweist.

Eine Sammelschiene gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Sammelschiene gemäß dem ersten Aspekt, bei welcher die isolierende Beschichtung durch Aufbringen des lichthärtbaren Harzes auf die Oberfläche des Sammelschienenkörpers, und dann Aushärten des aufgebrachten lichthärtbaren Harzes, ausgebildet ist. Das lichthärtbare Harz weist eine Viskosität von 10 bis 1.000 Pa·s bei 25°C auf.

Eine Sammelschiene gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Sammelschiene gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, bei welcher, nachdem das lichthärtbare Harz auf die Oberfläche des Sammelschienenkörpers mit einem Extruder aufgebracht ist, das lichthärtbare Harz mit Lichtenergie bestrahlt wird, um auszuhärten.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Sammelschiene gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: die Schritte des Aufbringens eines lichthärtbaren Harzes auf den Umfang eines länglichen Sammelschienenkörpers, welcher aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, wobei das lichthärtbare Harz eine Viskosität von 10 bis 1.000 Pa·s bei 25°C aufweist; und die Schritte des Bestrahlens des lichthärtbaren Harzes mit Lichtenergie, um das lichthärtbare Harz auszuhärten. Der Querschnitt des Sammelschienenkörpers orthogonal zu der Längsrichtung ist im Wesentlichen rechteckig.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Perspektivansicht, die eine Sammelschiene gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

2A ist eine Seitenansicht, welche die Sammelschiene gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 2B ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie A-A von 2A.

3 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung darstellt, welche die Sammelschiene gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herstellt.

4 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern der Ausgestaltung der Vorrichtung, welche die Sammelschiene herstellt.

5 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zur Herstellung einer Sammelschiene gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

6 ist eine Darstellung, welche die Ergebnisse des Betrachtens von Querschnitten von Sammelschienenkörpern gemäß Beispiel 1 darstellt.

7 ist eine Darstellung, welche Ergebnisse des Betrachtens vom Tropfen von ultraviolett-härtbaren Harzen darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachstehend wird eine Beschreibung von einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Zeichnungen erfolgen. Die Dimensionsverhältnisse in den Zeichnungen sind für die Einfachheit der Erläuterung übertrieben, und einige der Verhältnisse unterscheiden sich von Tatsächlichen.

[Sammelschiene]

Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Sammelschiene 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: einen länglichen Sammelschienenkörper 10, der aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist; und eine isolierende Beschichtung 20, die den Umfang des Sammelschienenkörpers 10 bedeckt.

Der Sammelschienenkörper 10 weist eine längliche Form auf, wie in 1 dargestellt, und der Querschnitt von ihm orthogonal zu der Längsrichtung ist im Wesentlichen rechteckig. An beiden Enden des Sammelschienenkörpers 10 sind Verbindungsabschnitte 11 vorgesehen. Die Verbindungsabschnitte 11 sind ausgestaltet, um mit einer Energieversorgung, wie beispielsweise eine Batterie, verschiedenen Arten von elektrischen Teilen, oder dergleichen, verbunden zu sein. Das Material, das den Sammelschienenkörper 10 bildet, ist nicht besonders beschränkt, solange wie das Material elektrisch leitfähig ist. Das Material, das den Sammelschienenkörper 10 bildet, kann zum Beispiel ein öffentlich bekanntes leitfähiges Metallmaterial sein, wie beispielsweise Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium und Aluminiumlegierungen. Das Material, das den Sammelschienenkörper 10 bildet, kann ein Leiter sein, der aus dem leitfähigen Metallmaterial gebildet ist, wobei die Oberfläche plattiert ist.

Wie in 2 dargestellt, ist der Querschnitt des Sammelschienenkörpers 10 im Wesentlichen rechteckig. Die Querschnittsform des Sammelschienenkörpers 10 ist nicht auf ein vollständiges Rechteck beschränkt, und die Ecken des Sammelschienenkörpers 10 können abgerundet bzw. abgekantet sein. Bei dieser Beschreibung wird der Querschnitt des Sammelschienenkörpers 10 deshalb als „im Wesentlichen rechteckig” ausgedrückt.

Die Längen von einer langen Seite L und einer kurzen Seite S des Querschnitts des Sammelschienenkörpers 10 werden geeignet ausgewählt, unter Berücksichtigung der Größe des zum Verbinden elektrischer Teile in einem Automobil gegebenen Raums, einer Menge an Strom, der dadurch fließt, und der Charakteristika, wie beispielsweise Biegebearbeitbarkeit. Zum Beispiel beträgt die Länge der langen Seite L des Sammelschienenkörpers 10 vorzugsweise 3 bis 30 mm, während die Länge der kurzen Seite S vorzugsweise 1 bis 5 mm beträgt. Das Verhältnis (das Seitenverhältnis L/S) der langen Seite L zu der kurzen Seite S in dem Querschnitt des Sammelschienenkörpers 10 ist nicht besonders beschränkt und beträgt zum Beispiel vorzugsweise 3 bis 30, und bevorzugter 5 bis 20.

Die isolierende Beschichtung 20 wird durch Aufbringen von lichthärtbarem Harz ausgebildet, das eine elektrische Isolierung auf der Oberfläche des Sammelschienenkörpers 10 vorsieht, und dann Bestrahlen des aufgebrachten Harzes mit Lichtenergie zum Quervernetzen und Aushärten des Harzes. Das lichthärtbare Harz kann zumindest eines von einem ultraviolett-härtbaren Harz, welches durch ultraviolette Bestrahlung ausgehärtet wird, und einem sichtbares-Licht-härtbaren Harz sein, welches durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht ausgehärtet wird.

Das ultraviolett-härtbare Harz, welches bei der Ausführungsform verwendet werden kann, enthält zumindest ein photopolymerisierbares Oligomer oder Monomer und einen Polymerisationsinitiator. Das photopolymerisierbare Oligomer ist ein Oligomer mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen, die eine ungesättigte Doppelbindung aufweisen. Das photopolymerisierbare Oligomer kann zumindest eines sein, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Epoxid-Acrylat-basierten, epoxidierten Öl-Acrylat-basierten, Urethan-Acrylat-basierten, Polyester-Urethan-Acrylat-basierten, Polyether-Urethan-Acrylat-basierten, Polyester-Acrylat-basierten, Polyether-Acrylat-basierten, Vinyl-Acrylat-basierten, Silikon-Acrylat-basierten, Polybutadien-Acrylat-basierten, Polystyrol-Ethyl-Methacrylat-basierten, Polycarbonat-Dicarbonat-basierten, ungesättigten Polyester-basierten und Polyethylen/Thiol-basierten Oligomeren besteht. Die funktionelle Gruppe mit einer ungesättigten Doppelbindung kann zumindest eine sein, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die zum Beispiel aus einer Acryloylgruppe, einer Methacryloylgruppe, einer Arylgruppe und einer Vinylgruppe besteht.

Das photopolymerisierbare Monomer kann ein öffentlich bekannter Stoff sein, der in einem Molekül zumindest eine umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Acryloylgruppe, einer Methacryloylgruppe, einer Arylgruppe und einer Vinylgruppe besteht.

Der Photopolymerisationsinitiator ist ein Stoff, welcher dazu dient, eine Polymerisationsreaktion des photopolymerisierbaren Oligomers oder Monomers zu initiieren, und weist eine Aufgabe bzw. Rolle des Erzeugens freier Radikale durch ultraviolette Bestrahlung auf. Ultraviolettes Aushärten erfordert diese freien Radikale. Der Photopolymerisationsinitiator ist eine Substanz, welche Licht mit einer bestimmten Wellenlänge aus ultraviolettem Licht absorbiert und erregt wird, um Radikale zu erzeugen. Der Photopolymerisationsinitiator kann zumindest einer sein, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die zum Beispiel aus Benzoin-Ethern, Ketalen, Acetophenonen, Benzophenonen und Thioxanthonen besteht. Der Photopolymerisationsinitiator kann, gemäß der beabsichtigten Verwendung, aus verschiedenen Stoffen ausgewählt werden.

Das ultraviolett-härtbare Harz gemäß der Ausführungsform kann zumindest eines der unten gezeigten Additive enthalten. Die Additive umfassen eine Photopolymerisationsinitiator-Hilfe, ein Antihaftmittel-Mittel, einen Füllstoff, einen Weichmacher, ein nichtreaktives Polymer, ein Farbmittel, einen Flammhemmstoff, einen Flammhemmstoff-Helfer, ein Anti-Erweichungsmittel, ein Formtrennmittel, ein Trocknungsmittel, ein Benetzungsmittel, ein Suspensionsmittel, ein Verdickungsmittel, ein Ladungsverhinderungsmittel, ein antistatisches Mittel, ein Verflachungsmittel, ein Anti-Blockierungsmittel, ein Anti-Hautbildungsmittel, ein Tensid und dergleichen.

Das sichtbare-Licht-härtbare Harz, das bei der Ausführungsform verwendet werden kann, ist Harz, welches durch Bestrahlung mit Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 400 nm oder mehr ausgehärtet wird. Ein Verwenden eines derartigen sichtbares-Licht-härtbares Harz ermöglicht ein Aushärten mit einem einfachen Bestrahlungssystem unter Verwendung einer Halogenlampe oder dergleichen, wobei die Kosten des Bestrahlungssystems reduziert werden. Das sichtbares-Licht-härtbare Harz kann zum Beispiel aus den durch Three-bond Co., Ltd. hergestellten VL-Serien ausgewählt werden. Das sichtbares-Licht-härtbare Harz kann, gemäß der Notwendigkeit, die oben beschriebenen Additive enthalten.

Bei der Ausführungsform bedeckt das isolierende Harz 20 den Sammelschienenkörper 10 mit Ausnahme von den Verbindungsabschnitten 11. Die Dicke der isolierenden Beschichtung 20 ist nicht besonders beschränkt, solange wie die elektrische Isolierung des Sammelschienenkörpers 10 sichergestellt ist. Die Dicke der isolierenden Beschichtung 20 wird abhängig von dem Material der isolierenden Beschichtung 20 geeignet bestimmt, und kann zum Beispiel 1 μm bis 1 mm betragen. Wenn die isolierende Beschichtung 20 aus Epoxy-Acrylat, Urethan-Acrylat oder einem Polymer aus Acrylat-Monomeren hergestellt ist, wird die Dicke davon vorzugsweise auf ungefähr 100 bis 800 μm festgelegt. Die Dicke der isolierenden Beschichtung 20 kann durch Betrachten eines Querschnitts der Sammelschiene 1 unter Verwendung eines optischen Mikroskops gemessen werden.

Das lichthärtbare Harz wird augenblicklich ausgehärtet, wenn es mit Lichtenergie bestrahlt wird, und erfordert keine Reinigungs- und Trocknungsschritte. Folglich ist es möglich, den nachfolgenden Schritt schnell durchzuführen, wobei somit der Prozess verkürzt wird. Wenn das lichthärtbare Harz mit einer niedrigen Viskosität auf den Sammelschienenkörper 10 aufgebracht wird, läuft das aufgebrachte lichthärtbare Harz runter und wird, vor einer Bestrahlung mit Lichtenergie, ungleichmäßig verteilt. Falls das ungleichmäßig verteilte Harz mit Lichtenergie bestrahlt wird, weist die resultierende isolierende Beschichtung eine ungleichmäßige Dicke auf und sieht an einigen Abschnitten eine ungenügende elektrische Isolierung vor. Wenn das lichthärtbare Harz eine niedrige Viskosität aufweist, ist es überdies wahrscheinlich, dass insbesondere die Menge an Harz, die an die Ränder des Sammelschienenkörpers 10 anhaftet, klein ist. Folglich stellt die isolierende Beschichtung eine ausreichende Dicke nicht sicher, welches einen Kurzschluss an den Rändern verursachen könnte.

Andererseits wird bei der Sammelschiene 1 der Ausführungsform die isolierende Beschichtung 20 durch Aufbringen eines lichthärtbaren Harzes mit einer Viskosität von 10 bis 1.000 Pa·s bei 25°C auf der Oberfläche des Sammelschienenkörpers 10, und dann Aushärten des aufgebrachten Harzes, ausgebildet. Durch Festlegen der Viskosität des lichthärtbaren Harzes auf nicht weniger als 10 Pa·s wird verhindert, dass das lichthärtbare Harz tropft, wenn es auf den Sammelschienenkörper 10 aufgebracht wird, und die resultierende isolierende Beschichtung 20 weist eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke auf. Überdies ist es möglich zu verhindern, dass das lichthärtbare Harz an den Rändern des Sammelschienenkörpers 10 weniger aufgebracht wird, womit eine ausreichende elektrische Isolierung vorgesehen wird. Des Weiteren erleichtert ein Festlegen der Viskosität des lichthärtbaren Harzes auf nicht weniger als 10 Pa·s ein Aufbringen des lichthärtbaren Harzes auf den Sammelschienenkörper 10, wobei somit eine Verringerung bei der Produktivität verhindert wird. Von dem Gesichtspunkt des Verhinderns eines Tropfens und Erhöhens der Produktivität, beträgt die Viskosität des lichthärtbaren Harzes bei 25°C vorzugsweise 20 bis 200 Pa·s, und bevorzugter 30 bis 100 Pa·s. Die Viskosität des lichthärtbaren Harzes wird mit einem Viskosimeter gemessen.

Die Sammelschiene der Ausführungsform kann verwendet werden, um elektrische Teile eines Automobils zu verbinden. Um die Sammelschiene in Automobilen zu verwenden, muss die isolierende Beschichtung 20 aus lichthärtbarem Harz ausgeführt sein, welches eine prozentuale Dehnung (Zugverformung) von nicht weniger als 50% nach Aushärtung und einen Elastizitätsmodul (Zugmodul) von nicht mehr als 900 MPa (2,5% Zugfestigkeit) als die Ausgangscharakteristika aufweist. Angesichts der Fahrzeugumgebung, wie beispielsweise Vibration, Streckenführung zum Anbringen der Sammelschiene und dergleichen, muss das lichthärtbare Harz, als ein Isolator für Automobile, zumindest bei Raumtemperatur die zuvor erwähnte prozentuale Dehnung und den Elastizitätsmodul erfüllen. Wenn das lichthärtbare Harz diese Anforderungen nicht erfüllt, wird die Sammelschiene einer Isolierungsbeschädigung bzw. -ausfall ausgesetzt und erfüllt nicht einen Spannungswiderstand von 1 kV für 1 min. Von dem Gesichtspunkt des Vorsehens einer ausreichenden temperaturbeständigen Lebensdauer, muss die anfängliche prozentuale Dehnung nicht weniger als 50% betragen. Die prozentuale Dehnung (Zugverformung) und der Elastizitätsmodul (Zugmodul) der isolierenden Beschichtung können durch einen Raumtemperatur-Zugversuch gemäß Japanischen Industriestandards JIS K7161 (Kunststoffe – Bestimmung von Zugeigenschaften –, Teil 1: Allgemein Grundlagen) gemessen werden.

Die Sammelschiene 1 gemäß der Ausführungsform ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet und umfasst den länglichen Sammelschienenkörper 10 und die isolierende Beschichtung 20, die den Umfang des Sammelschienenkörpers 10 bedeckt. Der Querschnitt des Sammelschienenkörpers 10 orthogonal zu der Längsrichtung ist im Wesentlichen rechteckig. Die isolierende Beschichtung 20 ist aus lichthärtbarem Harz hergestellt, mit einer prozentualen Dehnung von nicht weniger als 50% nach Aushärtung und einem Elastizitätsmodul von nicht mehr als 900 MPa. Da die isolierende Beschichtung 20, die eine hohe elektrische Isolierung und Beständigkeit vorsieht, in der Oberfläche der Sammelschiene 1 wie oben beschrieben ausgebildet ist, ist die Sammelschiene 1 auf Energieversorgungsschaltungen und dergleichen geeignet anwendbar, bei welchen ein Anlegen von vergleichsweise hoher Spannung ein Isolierungsproblem verursacht. Die Sammelschiene 1 ist auch auf andere elektrische Schaltungen anwendbar, durch welche elektrischer Strom fließt.

Die isolierende Beschichtung 20 wird durch Aufbringen eines lichthärtbaren Harzes mit einer Viskosität von 10 bis 1.000 Pa·s bei 25°C auf der Oberfläche des Sammelschienenkörpers 10, und dann Aushärten des aufgebrachten Harzes, ausgebildet. Dies gestattet der isolierenden Beschichtung 20 eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke und eine stabilisierte Form aufzuweisen. Es ist deshalb möglich, eine ausreichende elektrische Isolierung sogar an den Rändern vorzusehen.

[Verfahren zur Herstellung einer Sammelschiene] Als nächstes wird eine Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Sammelschiene der Ausführungsform erfolgen. Das Herstellungsverfahren gemäß der Ausführungsform umfasst: einen Schritt des Aufbringens eines lichthärtbaren Harzes mit einer Viskosität von 10 bis 1.000 Pa·s bei 25°C auf den Umfang eines länglichen Sammelschienenkörpers, welcher aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist; und einen Schritt des Bestrahlens des lichthärtbaren Harzes mit Lichtenergie, um das lichthärtbare Harz auszuhärten.

Bei der Sammelschiene 1 der Ausführungsform wird zuerst das zuvor erwähnte lichthärtbare Harz auf die Oberfläche des Sammelschienenkörpers 10 aufgebracht. Das Verfahren des Aufbringens des lichthärtbaren Harzes ist nicht besonders beschränkt. Das lichthärtbare Harz kann zum Beispiel unter Verwendung eines Rollenbeschichters, eines Stabbeschichters, eines Tiefdruckbeschichters, eines Sprühbeschichters, eines Tauchbeschichters oder dergleichen aufgebracht werden.

Wie oben beschrieben, beträgt die Viskosität des lichthärtbaren Harzes, das auf den Sammelschienenkörper 10 aufzutragen ist, 10 bis 1.000 Pa·s bei 25°C. Dies verhindert, dass das Harz tropft und ermöglicht, dass das Harz mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke aufgebracht wird. Das Verfahren des Anpassens der Viskosität ist nicht besonders beschränkt, aber wird vorzugsweise durch Erhöhen des Molekulargewichts des photopolymerisierbaren Oligomers oder Monomers umgesetzt, oder zum Beispiel durch Verwenden eines rheologiesteuernden Mittels.

Als nächstes wird der Sammelschienenkörper 10 mit dem daran aufgebrachten, lichthärtbaren Harz mit Lichtenergie bestrahlt. Der Betrag an Lichtenergie und die Bestrahlungszeit können geeignet ausgestaltet sein, abhängig von dem verwendeten lichthärtbaren Harz und der Menge des auf den Sammelschienenkörper 10 aufgebrachten Harzes. Durch Bestrahlen des lichthärtbaren Harzes mit Lichtenergie wird das lichthärtbare Harz augenblicklich ausgehärtet, bevor das lichthärtbare Harz ungleichmäßig verteilt wird, und die isolierende Beschichtung 20 wird auf der Oberfläche des Sammelschienenkörpers 10 ausgebildet. Unterdes ist es bekannt, dass das lichthärtbare Harz einer Reaktionshemmung ausgesetzt ist, wenn es beim Prozess des Aushärtens mit Sauerstoff in Kontakt gelangt. Eine der Ursachen für die Reaktionshemmung ist wie folgt: Sauerstoff in der Luft reagiert mit Radikalen, die von dem Photopolymerisationsinitiator erzeugt werden, um die Radikale zu entfernen, wobei die Polymerisationsreaktion des lichthärtbaren Harzes reduziert wird. Folglich wird ein Aushärten des Harzes nicht ausreichend gefördert. Es ist deshalb bevorzugt, dass das lichthärtbare Harz unter Stickstoffgasatmosphäre mit Lichtenergie bestrahlt wird. Dies verhindert das Entfernen von Radikalen aufgrund einer Reaktion mit Sauerstoff in der Luft, und fördert effizient eine Aushärtungsreaktion.

Nachdem das lichthärtbare Harz durch Bestrahlung mit Lichtenergie ausgehärtet ist, kann ein Schritt des Kühlens der isolierenden Beschichtung 20 durchgeführt werden, falls notwendig. Das Verfahren des Kühlens der isolierenden Beschichtung 20 kann zum Beispiel ein Verfahren des Kühlens der isolierenden Beschichtung 20 durch Zuführen von Luft in Kontakt mit der isolierenden Beschichtung 20 sein.

Von dem Gesichtspunkt des Erhöhens der Produktivität wird die Sammelschiene 1 der Ausführungsform vorzugsweise unter Verwendung eines Extruders 100 und einer Lichtenergie-Bestrahlungseinrichtung 200 hergestellt, wie in 3 und 4 dargestellt. Der Extruder 100 umfasst eine Führung 110 und Walzen 120, welche einen später beschriebenen kontinuierlichen Sammelschienenkörper 10A in einen Dorn 150 zuführen. Der Extruder 100 umfasst ferner den Dorn 150 und eine Form 160, die vorgesehen ist, um den Dorn 150 zu bedecken. Der Dorn 150 umfasst einen kreisrunden Durchgang, welcher den kontinuierlichen Sammelschienenkörper 10A örtlich festlegt, während er dem kontinuierlichen Sammelschienenkörper 10A gestattet, durch ihn durch zu gehen. Der Extruder 100 umfasst ferner einen Behälter 130, der das lichthärtbare Harz hält, und eine Flüssigkeitszuführpumpe 140, die ausgestaltet ist, um das lichthärtbare Harz in die Form 160 zuzuführen.

Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der Ausführungsform wird der kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A, welcher aus den Sammelschienenkörpern 10 gebildet ist, die in der Längsrichtung kontinuierlich sind, zuerst vorbereitet. Das Verfahren des Vorbereitens des kontinuierlichen Sammelschienenkörpers 10A ist nicht besonders beschränkt. Der kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A kann zum Beispiel durch Stanzen unter Verwendung einer Presse oder durch Längstrennung vorbereitet werden.

Als nächstes wird der vorbereitete kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A durch die Führung 110 und Walzen 120 in den Dorn 150 zugeführt. Lichthärtbares Harz 21 einem fluidisierten Zustand wird dann unter Druck in zwischen den Dorn 150 und die Form 160 unter Verwendung der Flüssigkeitszuführpumpe 140 eingeführt, und wird von dem oberen Ende der Form 160 extrudiert. Das lichthärtbare Harz 21 haftet dadurch an der Oberfläche des kontinuierlichen Sammelschienenkörpers 10A an.

Der kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A mit dem daran aufgebrachten, lichthärtbaren Harz 21 wird dazu gebracht, durch die Lichtenergie-Bestrahlungseinrichtung 200 durchzugehen, so dass das lichthärtbare Harz 21 quervernetzt und ausgehärtet wird. Wie in 4 dargestellt, geht der kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A mit dem ausgehärteten, lichthärtbaren Harz 21 zwischen Aufnahmewalzen 210 durch. Danach wird der kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A mit einer Schneideeinrichtung (nicht dargestellt) zertrennt, wobei somit die Sammelschienen 1 produziert werden. Die isolierende Beschichtung 20 kann, falls notwendig, gleich nach der Bestrahlung mit Lichtenergie durch Zuführen von Luft an den kontinuierlichen Sammelschienenkörper 10A gekühlt werden, wie durch Pfeile B in 3 angedeutet.

Die Verbindungsabschnitte 11 der Sammelschiene 1 können durch Abziehen der isolierenden Beschichtung 20 an den Enden der Sammelschiene 1 ausgebildet werden. Die Verbindungsabschnitte 11 können ausgebildet werden durch Ausbilden isolierender Beschichtungen 20 in vorbestimmten Abständen bzw. Intervallen an dem kontinuierlichen Sammelschienenkörper 10A, wie in 5A dargestellt, und dann Zertrennen des kontinuierlichen Sammelschienenkörpers 10A an den Stellen, wo die isolierenden Beschichtungen 20 nicht ausgebildet sind, wie in 5B dargestellt.

Bei einem der Verfahren um die isolierende Beschichtung zu produzieren, wie oben beschrieben, wird das lichthärtbare Harz aufgebracht und wird mit Lichtenergie bestrahlt, um auszuhärten. Ein derartiges Herstellungsverfahren wird auch bei dem Prozess durchgeführt, um eine Glasfaser herzustellen, und zum Beispiel ist ein Ziehen genanntes Herstellungsverfahren bekannt. Der Ziehprozess ist ein Verfahren, bei welchem ein Vorformling aus Quarz oder dergleichen vertikal in einen elektrischen Ofen gelegt wird; der Quarz wird geschmolzen und unter seinem eigenen Gewicht in eine Faser gezogen; und der gezogene Quarz wird mit einem schützenden Harz bedeckt und dann aufgewickelt, wobei somit ein Glasfaserstrang vorbereitet wird. Was die Sammelschiene der Ausführungsform betrifft, kann die isolierende Beschichtung 20 mit der Sammelschiene in der vertikalen Richtung verlängert ausgebildet werden, wie bei dem Ziehprozess. Es ist jedoch schwierig für den kontinuierlichen Sammelschienenkörper 10A an den Extruder 100 und die Lichtenergie-Bestrahlungseinrichtung 200 zugeführt zu werden, weil Leiter mit einem dicken flachen Abschnitt, wie beispielsweise der kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A, eine große spezifische Belastung benötigen, um gebogen zu werden. Wenn der kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A an den Extruder 100 und die Lichtenergie-Bestrahlungseinrichtung 200 horizontal zugeführt wird, wie in 3 dargestellt, wird andererseits verhindert, dass sich der zugeführte dicke kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A biegt, und die isolierende Beschichtung 20 kann quantitativ vorgesehen werden.

Wenn verhindert wird, dass sich der zugeführte kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A biegt, ist es weniger wahrscheinlich, dass der kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A an der Öffnung des Dorns 150 gefangen wird, welche an die langen und kurzen Seiten des kontinuierlichen Sammelschienenkörpers 10A passt, wobei somit die Produktivität der Sammelschienen 1 erhöht wird. Wenn verhindert wird, dass sich der zugeführte kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A biegt, wird überdies verhindert, dass sich die Mitte des kontinuierlichen Sammelschienenkörpers 10A von der Mitte des oberen Endes der Form 160 verschiebt, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass die isolierende Beschichtung 20 in Dicke links, rechts, oben und unten variiert.

Wie oben beschrieben, beträgt die Viskosität des lichthärtbaren Harzes, das auf den kontinuierlichen Sammelschienenkörper 10A aufzubringen ist, bei 25°C 10 bis 1.000 Pa·s. Sogar wenn der kontinuierliche Sammelschienenkörper 10A in der horizontalen Richtung bewegt wird, wie in 3 dargestellt, wird folglich verhindert, dass das lichthärtbare Harz tropft und es kann mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke aufgebracht werden. Durch Verwendung des lichthärtbaren Harzes als die isolierende Beschichtung 20 ist es möglich, die isolierende Beschichtung mit hoher Produktivität und hoher Dimensionsstabilität zu erhalten. Wenn die isolierende Beschichtung durch Extrusion von thermisch-plastischem Harz wie bei dem herkömmlichen Verfahren hergestellt wird, ist es notwendig, eine Kühlvorrichtung bereitzustellen und den Extruder auf eine hohe Temperatur festzulegen. Bei dem Prozess des Ausbildens der isolierenden Beschichtung, die aus lichthärtbarem Harz hergestellt ist, ist es jedoch unnötig, eine Kühlvorrichtung bereitzustellen und den Extruder auf eine hohe Temperatur festzulegen. Dies kann die Steuerungsfaktoren verringern und überdies den Raum zur Herstellung verringern.

BEISPIELE

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung durch Bezugnahme mit Beispielen im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf jene Beispiele beschränkt.

[Beispiel 1]

Ultraviolett-härtbare Harze mit unterschiedlichen Viskositäten wurden unter Verwendung eines Extruders dazu gebracht, an Sammelschienenkörper anzuhaften, zur Untersuchung des Vorhandenseins von Tropfen. Insbesondere wurden aus Aluminium hergestellte Sammelschienenkörper vorbereitet, jeder mit einem rechteckigen Querschnitt mit einer 15 mm langen Seite und einer 1,4 mm kurzen Seite.

Als nächstes wurden die ultraviolett-härtbaren Harze auf die Umfänge der Sammelschienenkörper unter Verwendung eines Extruders aufgebracht, der von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd. hergestellt wird. Bei diesem Prozess wurden die Sammelschienenkörper angepasst, um in der im Wesentlichen horizontalen Richtung an den Extruder zugeführt zu werden. Als die ultraviolett-härtbaren Harze wurden EBECRYL (Produktname, eingetragenes Warenzeichen) 140 (von DAICEL ALLNEX LTD. hergestellt) mit einer Viskosität von 1 Pa·s bei 25°C und EBECRYL (Produktname, eingetragenes Warenzeichen) 8311 (von DAICEL ALLNEX LTD. hergestellt) mit einer Viskosität von 10 Pa·s verwendet. 6 stellt Querschnitte der Sammelschienenkörper dar, zehn Sekunden nachdem die ultraviolett-härtbaren Harze aufgebracht wurden.

Wie in 6 dargestellt, ist das ultraviolett-härtbare Harz mit einer Viskosität von 1 Pa·s abgesackt und hat sich zu dem Boden des Sammelschienenkörpers 10 bewegt. Falls das ultraviolett-härtbare Harz in einem derartigen Zustand mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird, wird die isolierende Beschichtung 20 ungleichmäßig in Dicke werden. Überdies wird die isolierende Beschichtung an den Rändern des Sammelschienenkörpers 10 dünn sein, wobei ein Risiko des Vorsehens einer ungenügenden elektrischen Isolierung erzeugt wird. Andererseits ist das ultraviolett-härtbare Harz mit einer Viskosität von 10 Pa·s sehr wenig abgesackt. Falls das ultraviolett-härtbare Harz in einem derartigen Zustand mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird, wird die isolierende Beschichtung 20 eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweisen und wird eine ausreichende elektrische Isolierung sogar an den Rändern vorsehen. Wie oben beschrieben, wurde es deutlich gemacht, dass sogar wenn das ultraviolett-härtbare Harz mit einer Viskosität von nicht weniger als 10 Pa·s bei 25°C auf den im Wesentlichen horizontal positionierten Sammelschienenkörper 10 aufgebracht wurde, verhindert wurde, dass das ultraviolett-härtbare Harz absackt, und die resultierende isolierende Beschichtung wies eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke auf.

[Beispiel 2]

Fünf Arten von ultraviolett-härtbaren Harzen mit unterschiedlichen Viskositäten bei 25°C wurden auf die Sammelschienenkörper 10 getropft, und die Sammelschienenkörper 10 wurden dann vertikal geneigt und für 10 Sekunden gehalten.

Danach wurden Tropfen des ultraviolett-härtbaren Harzes beobachtet. Die in Beispiel 2 verwendeten, ultraviolett-härtbaren Harze werden unten gezeigt. Die Sammelschienenkörper waren die gleichen wie jene von Beispiel 1. 7 stellt das Ergebnis des Beobachtens der Tropfen dar. [Tabelle 1]

Ultraviolett-Härtbares HarzViskosität (Pa·s, 25°C)Harz 2-1EBECRYL 140 von DICEL ALLNEX LTD.1Harz 2-2EBECRYL 1606 von DICEL ALLNEX LTD.3Harz 2-3EBECRYL 8311 von DICEL ALLNEX LTD.10Harz 2-4TB3081J von THREE-BOND Co., Ltd.95Harz 2-5U-6LPA von Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.400

Wie in 7 dargestellt, tropften die Harze 2-1 und 2-2 mit Viskositäten von weniger als 10 Pa·s viel mehr als Harz 2-3. Folglich wird in Betracht gezogen, dass die resultierenden isolierenden Beschichtungen ungleichmäßig verteilt werden und dünn an den Rändern sein werden. Andererseits tropften die Harze 2-4 und 2-5 sehr wenig, und es wird in Betracht gezogen, dass die resultierenden isolierenden Beschichtungen 20 eine im Wesentlichen gleiche Dicke aufweisen werden.

[Beispiel 3]

Teststücke wurden unter Verwendung von drei Arten der in Tabelle 2 dargestellten, ultraviolett-härtbaren Harze vorbereitet, und die prozentuale Dehnung und der Elastizitätsmodul davon wurden gemessen. [Tabelle 2]

Ultraviolett-Härtbares HarzViskosität (Pa·s, 25°C)ProduktnameGüteklasseHarz 3-1SHIKOH (eingetragenes Warenzeichen)UV-6640B25von The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.Harz 3-2SHIKOH (eingetragenes Warenzeichen)UV-2750B25von The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.Harz 3-3SHIKOH (eingetragenes Warenzeichen)UV-7461TE90von The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.

(Teststückvorbereitungsverfahren)

Das ultraviolett-härtbare Harz wurde auf Glasplatten getropft, und wurde unter Verwendung einer Auftragsvorrichtung verteilt, um eine gleichmäßige Dicke aufzuweisen. Danach wurde das ultraviolett-härtbare Harz unter Verwendung einer UV-Lampe ausgehärtet, wobei somit Harzbögen vorbereitet wurden.

(Messung der prozentualen Dehnung und des Elastizitätsmoduls)

Die wie oben beschrieben erhaltenen Harzbögen wurden einem Raumtemperatur-Zugversuch gemäß Japanischen Industriestandards JIS K7161 ausgesetzt. Um genau zu sein, wurden die Harzbögen zuerst bei Raumtemperatur (25°C) für 12 Stunden oder mehr gelassen und dann zertrennt, wobei aus Harzen 3-1 bis 3-3 hergestellte Teststücke (JIS Nr. 2 Stabprobe) zubereitet wurden. Die anfängliche prozentuale Dehnung (Zugverformung) und der Elastizitätsmodul (Zugmodul) der Teststücke wurden bei einer Testtemperatur von 23+/–2°C, einer Zugrate von 1 mm/Min. und einer Feuchtigkeit von 50+/–10%RH gemessen.

Die aus den Harzen 3-1 bis 3-3 hergestellten Teststücke wurden bei 150°C in der Luft für drei Stunden erwärmt, und dann in Form der prozentualen Dehnung (Zugverformung) und des Elastizitätsmoduls (Zugmodul) wie oben beschrieben gemessen. Tabelle 3 zeigt die prozentuale Dehnung und den Elastizitätsmodul der anfänglichen Teststücke bzw. Ausgangsteststücke, welche nicht wärmebehandelt waren, und von Teststücken, welche bereits wärmebehandelt waren.

(Biegetest)

Die aus den Harzen 3-1 bis 3-3 hergestellten Teststücke wurden um 90 Grad gebogen, und es wurde visuell beobachtet, ob die Teststücke gerissen sind. Überdies wurden die aus den Harzen 3-1 bis 3-3 hergestellten Teststücke der zuvor erwähnten Wärmebehandlung ausgesetzt und wurden dann um 90 Grad gebogen. Es wurde dann visuell beobachtet, ob die Teststücke gerissen sind. Die Ergebnisse des Beobachtens von Rissen sind auch in Tabelle 3 gezeigt. [Tabelle 3]

Prozentuale Dehnung (%)Elastizitätsmodul (MPa)Anfängliches 90° Biegen90° Biegen nach WärmebehandlungHarz 3-18590Kein RissKein RissHarz 3-240900Riss wurde beobachtetRiss wurde beobachtetHarz 3-312600Kein RissRiss wurde beobachtet

Wie in Tabelle 3 dargestellt wurde verhindert, dass Harz 3-1, welches eine prozentuale Dehnung von nicht weniger als 50% nach Aushärtung und einen Elastizitätsmodul von nicht mehr als 900 MPa aufwies, sowohl bei dem anfänglichen Biegetest bzw. Ausgangsbiegetest als auch bei dem Biegetest nach der Wärmebehandlung reißt. Dies zeigt, dass ein derartiges ultraviolett-härtbares Harz einen hohen Spannungswiderstand aufweist und ausgezeichnet als ein Isolator für Automobile ist. Andererseits wiesen die Harze 3-2 und 3-3 Viskositäten von nicht weniger als 10 Pa·s bei 25°C auf, aber wiesen eine prozentuale Dehnung von weniger als 50% auf. Die Harze 3-2 und 3-3 sind zumindest bei den Biegetests nach der Wärmebehandlung gerissen. Folglich hat sich gezeigt, dass die Harze 3-2 und 3-3 eine kurze Wärmewiderstandslebensdauer aufweisen und nicht als ein Isolator für Automobile geeignet sind.

Der gesamte Inhalt der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-193436 (am 24. September 2014 angemeldet) ist hierin durch Bezugnahme aufgenommen

Obwohl die vorliegende Erfindung oben unter Bezugnahme auf die Ausführungsform und Beispiele beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf jene beschränkt, und es wird Fachleuten offenkundig sein, dass verschiedene Modifikationen ausgeführt werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Die Sammelschiene der vorliegenden Erfindung weist eine hohe Beständigkeit sowie hohe elektrische Isolierung auf, da die isolierende Beschichtung eine vorbestimmte prozentuale Dehnung und einen vorbestimmten Elastizitätsmodul aufweist. Die Sammelschiene ist geeignet anwendbar auf Energieversorgungsschaltungen und dergleichen, bei welchen ein Anlegen von verhältnismäßig großer Spannung ein Isolierungsproblem verursacht.

Bezugszeichenliste

1
SAMMELSCHIENE
10
SAMMELSCHIENENKÖRPER
20
ISOLIERENDE BESCHICHTUNG
21
LICHT-HÄRTBARES HARZ
100
EXTRUDER