【バスバー（ブスバー）とは】材質・許容電流・絶縁設計の基礎知識と、短納期試作のポイント

電力供給の要となる「バスバー（ブスバー）」。大電流を効率よく流し、省スペース化を実現するための導電部品として、配電盤や制御盤、そして近年のEV（電気自動車）開発において欠かせない存在です。

しかし、バスバーの設計には、ケーブル配線とは異なる「熱設計（許容電流）」「絶縁距離の確保」「複雑な曲げ加工」といった専門的な知識が求められます。特に試作段階では、「標準品では形状が合わない」「設計変更への対応が間に合わない」といった課題に直面することも多いのではないでしょうか。

本記事では、精密板金の専門メーカーであるツツミ産業が、バスバーの基礎知識から、銅材（C1100/C1020）の選び方、設計者が悩む絶縁対策までを徹底解説します。また、開発リードタイムを短縮するための「難加工・短納期試作」についてもご紹介します。

バスバー（ブスバー）とは

バスバー（Busbar）とは、電気を供給元から各機器へ分配あるいは合流させるための、棒状または板状の導体のことです。 日本語では「母線（ぼせん）」とも呼ばれますが、現場では英語読みの「バスバー」や「ブスバー」、あるいは素材名で「銅バー」と呼ばれることが一般的です。

その役割は、いわば「電気の高速道路」です。細いケーブルを何本も束ねる代わりに、断面積の大きな金属の延べ板を使用することで、大電流をロスなく、安全に目的地まで運びます。

バスバーの特徴（メリット）

なぜ、ケーブルではなくバスバーが選ばれるのでしょうか？ 主なメリットは以下の3点です。

大電流への対応力

ケーブル（電線）で大電流を流そうとすると、導体が太くなりすぎたり、複数本を並列接続する必要が出てきたりします。バスバーは断面積を大きく確保できるため、数百〜数千アンペアの大電流でも容易に対応可能です。

高い放熱性

バスバーは板状であるため、ケーブルに比べて表面積が広く、空気に触れる面積が大きくなります。これにより放熱効果が高まり、温度上昇を抑えることができます。

省スペースと整然としたレイアウト

配電盤やバッテリーユニット内において、ケーブル配線は「たるみ」や「曲げ」のスペースが必要です。一方、バスバーは直角に曲げたり、筐体の壁面に沿わせたりと、3次元的な設計が可能です。これにより、内部スペースを有効活用でき、誤配線のリスクも低減します。また、インピーダンス（交流抵抗）を低く抑えられる利点もあります。

バスバーの種類

バスバーには用途や設置場所に応じて、いくつかの種類があります。

• リジッドバスバー（単層・裸バー）:
  最も一般的な、硬い板状のバスバーです。銅やアルミの板材を切断・穴あけ・曲げ加工して製作します。
• ラミネートバスバー:
  薄い導体と絶縁層を交互に重ね合わせたもの。インダクタンスを極限まで低減できるため、パワー半導体（IGBTなど）の接続によく使われます。
• フレキシブルバスバー:
  薄い銅箔を積層し、両端を溶着したもの。柔軟性があり、振動吸収や公差の吸収が必要な箇所に使われます。

当社では、これらの中でも特に「リジッドバスバーの複雑な曲げ加工」や「特殊形状のオーダーメイド」を得意としています。

バスバーの材料 – 材料比較(導電率)と無酸素銅の使い分け

バスバーの性能を決定づける最も重要な要素が「材料選定」です。
要求される許容電流、設置スペース、そして重量制限によって、選定される金属は異なります。ここでは、代表的な導電材料である「銅」「アルミ」「真鍮」の比較と、精密板金加工において特に重要となる「銅の種類（C1100とC1020）」の違いについて解説します。

銅・アルミ・真鍮の特性比較

バスバー材料として主に検討される3種の金属について、導電率（%IACS）、比重、コスト、加工性の観点から比較しました。

項目	銅 (C1100/C1020)	アルミニウム (A1050等)	真鍮 (C2801等)
導電率 (%IACS)※	100% (極めて高い)	約60% (銅の約6割)	約28% (低い)
熱伝導率 （W/m·K）	398（高い）	236	106（低い）
比重 (g/cm³)	8.89 (重い)	2.70 (軽い)	8.43 (重い)
強度・加工性	曲げ・展延性に優れる	柔らかいが強度は低い	硬く、切削性は良いが曲げに弱い
コスト	高い	安い	普通
主な用途	大電流バスバー、配電盤、基板	EV用バスバー、軽量化部品	端子台、ネジ、装飾部品

各材料の選定ポイント

• 銅 (Copper):
  圧倒的な導電率により、「省スペースで大電流を流す」には銅一択です。アルミよりも断面積を小さくできるため、コンパクトな設計に適しています。
• アルミニウム (Aluminum):
  導電率は銅の60%程度ですが、比重は約3分の1と非常に軽いため、「スペースに余裕があり、軽量化が最優先される場合（EVなど）」に採用されます。
• 真鍮 (Brass):
  強度はありますが導電率は低く、メインのバスバーとして使われることは稀です。加工（切削）しやすいため、接続端子やボルト等の部品に使われます。

【設計者必見】タフピッチ銅(C1100)と無酸素銅(C1020)の違い

「銅バスバー」と一口に言っても、JIS規格には主にタフピッチ銅（C1100）と無酸素銅（C1020）の2種類が存在します。 両者の導電率はほぼ同等ですが、「熱を加える加工（溶接・ろう付け）」を行うかどうかで、選定を誤ると重大な欠陥につながる可能性があります。

水素脆化すいそぜいかのリスク

タフピッチ銅（C1100）には、微量の酸素が含まれています。これを還元雰囲気中（水素が含まれる環境など）で600℃以上に加熱すると、銅内部の酸素と水素が反応して水蒸気（H₂O）が発生し、内部から亀裂が生じます。これを「水素脆化」と呼びます。

このため、溶接やろう付け、高温環境での使用が想定されるバスバーには、酸素を含まない「無酸素銅（C1020）」を使用する必要があります。

銅の種類	特徴	向いている加工・用途	注意点
タフピッチ銅 (C1100)	一般的で入手性が良い。導電性は高い。	曲げ加工、穴あけ、ボルト締結のみのバスバー。	600℃以上の加熱厳禁。 溶接・ろう付け不可（脆化する）。
無酸素銅 (C1020)	酸素含有量が極めて少ない。展延性・絞り加工性に優れる。	溶接、ろう付け、深絞り加工。 真空機器や高温環境用。	C1100より若干コストが上がる場合がある。

省スペースを実現する「曲げ加工」と「許容電流」の関係

バスバー設計において最も頭を悩ませるのが、「限られたスペースにいかに太い導体を通すか」という問題です。

許容電流と断面積

許容電流は、単に断面積だけで決まるものではありません。「放熱条件」が大きく関わります。
例えば、同じ断面積でも「厚く狭い」形状より「薄く広い」形状の方が、表面積が大きくなり放熱効率が上がるため、より多くの電流を流せます。

最小曲げ半径と難加工

省スペース化のために「直角に曲げたい」「クランク状に曲げたい」という要望は多くあります。しかし、銅板には「最小曲げ半径（R）」があり、板厚に対してRが小さすぎると、外側にクラック（割れ）が発生します。

ツツミ産業は精密板金で培った曲げや金型技術により、クラックの発生を抑えつつ、限界に近い小さなRでの曲げ加工を実現します。また、通常のプレス機では難しい「エッジワイズ曲げ」や「3次元的なひねり（ツイスト加工）」、「複合的な曲げ」も、専用治具と職人の技で対応可能です。他社で断られた複雑な形状も、ぜひ一度ご相談ください。

絶縁対策と表面処理

EVバッテリー周辺や高電圧盤内では、導電性だけでなく「絶縁性」の確保が不可欠です。当社では、加工から絶縁処理までを一貫して対応可能です。

• 熱収縮チューブ:
  最も一般的な絶縁方法です。直線部分は安価に対応できますが、複雑な曲げ形状や分岐がある場合、シワができたり密着しなかったりするリスクがあります。
• エポキシ粉体塗装（絶縁コーティング）:
  静電気を利用して粉末塗料を付着させ焼き付けるため、複雑な3次元形状であっても均一な膜厚でコーティング可能です。耐電圧性能が高く、剥がれにくいのが特徴です。
• メッキ処理（スズ、ニッケル、銀）:
  接触部の酸化防止や、接触抵抗の低減（導電性の確保）のために行います。

開発スピードを加速させる「短納期試作」の重要性

開発現場において、「設計変更による手戻り」は避けられないものです。 「形状が少し変わっただけで、金型の修正に2週間かかる」 「試作の見積もりに数日待たされる」 これでは、激化する開発競争に勝てません。

ツツミ産業は「試作特化の板金メーカー」として、以下の強みを持っています。

• 金型レス・簡易金型:
  レーザー加工機やタレットパンチプレスを駆使し、本金型を作らずにイニシャルコストを抑えて素早く製作します。
• 即応体制:
  図面はもちろん、ラフスケッチ段階からのご相談も可能です。「とりあえず1個ほしい」というご要望に、最短納期でお応えします。即日にバスバー納品の実績あり。
• VA/VE提案:
  図面通りに作るだけでなく、「ここを溶接から曲げに変えればコストが下がる」「材料取りを工夫すれば歩留まりが良くなる」といった、加工のプロ視点での提案を行います。

高難度・短納期のバスバー試作ならお任せください

バスバーの設計・調達は、単に「銅の板を買う」ことではありません。 適切な材料選定（C1020/C1100）、熱とスペースを考慮した形状設計、そして安全性を担保する絶縁処理。これらが組み合わさって初めて、高性能なバスバーが完成します。

一般的な規格品や単純形状であれば、通販サイトを利用するのが便利でしょう。 しかし、「熱対策で特殊な形状が必要」「溶接構造で強度を出したい」「開発納期が迫っている」という場合は、精密板金のプロフェッショナルである私たちにご相談ください。

設計・開発技術者の皆様の「困った」を、確かな板金技術で解決いたします。お見積もりや技術相談は、下記フォームよりお気軽にお問い合わせください。