JP6075968B2 - 筒状編組加締め接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、リング状加締め部材に加締めを施し筒状編組を筒状接続部に対し電気的に接続する筒状編組加締め接続構造に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車の例えばバッテリーとインバータユニットとの間は、高圧のワイヤハーネスにより電気的に接続される。ワイヤハーネスは、高圧の導電路となる高圧電線と、この高圧電線を覆うシールド部材とを含んで構成される。シールド部材としては、筒状編組が用いられる。

下記特許文献１には、筒状編組の端部を電気的に接続する構造が開示される。具体的には、電線の外側に配設された筒状編組の端部と、筒状のシールドシェルとを、リング状加締め部材への加締めにより電気的に接続する構造が開示される。特許文献１において、筒状編組は、導電性を有する極細の素線を編んで筒状に形成される。また、シールドシェルは、導電性を有してこの外周面に筒状編組の端末を接続することができる形状に形成される。また、リング状加締め部材は、この内側に筒状編組を挿入した後、加締め金型により加締めを施すことができる形状に形成される。リング状加締め部材に対し加締めを施すと、筒状編組がシールドシェルに接触して電気的な接続が完了する。

特開２００３−２６４０４０号公報

上記従来技術における筒状編組は、例えば３００本もの素線が用いられる。素線は銅製であり例えば錫メッキが施される。３００本もの素線からなる銅製の筒状編組は、バッテリーからインバータユニットまでの距離に応じた長さに形成されると、比較的重量のある部材になってしまうのは勿論である。

近年の自動車部品にあっては、軽量化の要求が高まってきていることから、軽量化を図るためとして素線をアルミニウム又はアルミニウム合金製にすることが考えられる。

しかしながら、素線を単純にアルミニウム又はアルミニウム合金製へと変更するだけでは銅の場合と違い良好な接続が得られず、また、良好な接続が得られないのであれば十分なシールド効果も確保できないということを本願発明者は突き止めている。そして、その対策として筒状編組の端末とシールドシェルとの接続構造を、より確実に素線を接触させることができるように見直す必要があると考えている。

筒状編組は、素線の束を編んでなり、数多くの編み目を有することから、このような筒状編組の端末を広げると当然に編み目が大きくなって、電気的な接続に有効となる素線の接触が不安定になってしまう虞がある。また、筒状編祖は、素線の材質を銅からアルミニウム又はアルミニウム合金製へ変えることで酸化皮膜の影響が懸念される。従って、素線（素線の束）の接触を良好にするための見直しは重要である。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、筒状編組の軽量化を図るにあたり、素線の接触性を向上させて十分なシールド効果を確保することが可能な、筒状編組加締め接続構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の本発明の筒状編組加締め接続構造は、一又は複数本の導電路を覆う筒状編組と、該筒状編組の端末内側に挿入される導電性で金属製の筒状接続部と、加締めにより変形可能で前記筒状編組の端末外側に挿入される金属製のリング状加締め部材とを備え、該リング状加締め部材への前記加締めにより前記筒状編組と前記筒状接続部とが電気的に接続された状態である筒状編組加締め接続構造において、前記筒状接続部は、断面外形が環状をなし、前記筒状編組は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の素線の束を編んだものであり、前記リング状加締め部材は、前記加締めにて前記筒状編組側へ凹む複数の凹状変形部が、前記筒状接続部の形状に応じて拡開される前記筒状編組の編み目よりも大きい形状になるように寸法が調整されていることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、リング状加締め部材に加締めを施すと、リング状加締め部材には凹状変形部が形成される。筒状編組は、凹状変形部の形成により押し付けられて筒状接続部に接触し、これにより電気的な接続が完了する。

本発明によれば、筒状編組の素線を単純にアルミニウム又はアルミニウム合金製へと変更するだけではなく、リング状加締め部材に凹状変形部を形成してこれを押し付ける構造を有する。従って、軽量化を図りつつ、より確実に素線を接触させることができる。

筒状編組は、素線の束を編んで形成されることから、筒状編組に生じる編み目よりも大きな形状の凹状変形部であれば、確実に筒状編組を筒状接続部に接触させることができる。

凹状変形部は、素線の束を押し付ける際に素線同士の擦れを生じさせて酸化皮膜を破壊し、電気的な接続を向上させることができる。

尚、リング状加締め部材は、凹状変形部のみならずこの周囲も用いて、筒状編組の端末を押し付けることができれば効果的である。

請求項１に記載された本発明によれば、筒状編組に生じる編み目よりも大きな形状の凹状変形部を加締めに伴って形成することから、確実に素線の束（素線）を押し付けることができ、結果、素線の接触性を向上させることができるという効果を奏する。また、素線の接触性を向上させることができることにより、十分なシールド効果も確保することができるという効果を奏する。従って、本発明によれば、筒状編組の素線をアルミニウム又はアルミニウム合金製とすることができる構造であり、以て筒状編組の軽量化を図ることができるという効果を奏する。

自動車の模式図である。 本発明の筒状編組加締め接続構造を含むワイヤハーネスの構成図である。 凹状変形部のバリエーション例を示す図である。 筒状編組加締め接続構造を示す斜視図である。

筒状編組加締め接続構造は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の素線の束を編んでなる筒状編組と、この筒状編組の端末内側に挿入される金属製の筒状接続部と、筒状編組の端末外側に挿入される金属製のリング状加締め部材とを備える。筒状編組加締め接続構造は、リング状加締め部材に加締めを施して凹状変形部を形成し、この凹状変形部にて筒状編組の端末を筒状接続部へと押し付けて電気的な接続を完了させる構造であり、また、筒状編組に生じる編み目よりも大きな形状で凹状変形部を形成してなる構造である。

以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は自動車の模式図である。また、図２は本発明の筒状編組加締め接続構造を含むワイヤハーネスの構成図である。さらに、図３は凹状変形部のバリエーション例を示す図、図４は筒状編組加締め接続構造を示す斜視図である。

本実施例においては、ハイブリッド自動車（電気自動車や一般的な自動車であってもよいものとする）に配索されるワイヤハーネスに対し本発明を採用するものとする。

図１において、引用符号１はハイブリッド自動車を示す。ハイブリッド自動車１は、エンジン２及びモータユニット３の二つの動力をミックスして駆動する車両であって、モータユニット３にはインバータユニット４を介してバッテリー５（電池パック）からの電力が供給される。エンジン２、モータユニット３、及びインバータユニット４は、本実施例において前輪等がある位置のエンジンルーム６に搭載される。また、バッテリー５は、後輪等がある自動車後部７に搭載される（エンジンルーム６の後方に存在する自動車室内に搭載してもよいものとする）。

モータユニット３とインバータユニット４は、高圧のワイヤハーネス８により接続される。また、バッテリー５とインバータユニット４も高圧のワイヤハーネス９により接続される。ワイヤハーネス９は、この中間部１０が車体床下１１の地面側に配索される。また、車体床下１１に沿って略平行に配索される。車体床下１１は、公知のボディであるとともに所謂パネル部材であって、所定位置には貫通孔（符号省略）が形成される。この貫通孔には、ワイヤハーネス９が挿通される。

ワイヤハーネス９とバッテリー５は、このバッテリー５に設けられるジャンクションブロック１２を介して接続される。ジャンクションブロック１２には、ワイヤハーネス９の後端１３が公知の方法で電気的に接続される。ワイヤハーネス９の前端１４側は、インバータユニット４に対し公知の方法で電気的に接続される。

モータユニット３は、モータ及びジェネレータを構成に含むものとする。また、インバータユニット４は、インバータ及びコンバータを構成に含むものとする。モータユニット３は、シールドケースを含むモータアッセンブリとして形成されるものとする。また、インバータユニット４もシールドケースを含むインバータアッセンブリとして形成されるものとする。バッテリー５は、Ｎｉ−ＭＨ系やＬｉ−ｉｏｎ系のものであって、モジュール化してなるものとする。尚、例えばキャパシタのような蓄電装置を使用することも可能であるものとする。バッテリー５は、ハイブリッド自動車１や電気自動車に使用可能であれば特に限定されないものとする。

先ず、ワイヤハーネス９の構成及び構造について説明をする。ワイヤハーネス９は、上記の如くインバータユニット４とバッテリー５とを電気的に接続するための高圧の部材であって、一又は複数本の導電路１５と、筒状編組１６と、外装部材１７と、インバータ側接続部１８と、バッテリー側接続部１９とを含んで構成される。

図２において、導電路１５としては、導体及び絶縁体を含む高圧電線や、キャブタイヤケーブル、或いは、一本でプラス回路及びマイナス回路を有する構成の高圧同軸複合導電路などが採用される。本実施例においては、公知の高圧電線が導電路１５として採用される（図２参照）。

筒状編組１６は、導電性を有する極細の金属素線２０（素線）の束２１を筒状に編んでなるものであり、編み目２２が多数生じる。尚、編む際の持ち数や打ち数は任意であるものとする。金属素線２０は、軽量化を図るためにアルミニウム又はアルミニウム合金製のものが用いられる。

筒状編組１６は、予め長く形成され、この後に所定長さに切断されたものが用いられる。このような筒状編組１６の端末２３は、上記切断したままの状態であってもよいし、内側へと折り返して少なくとも二重の状態の端末２３にしてもよいものとする。或いは、所定の端末処理（銅製の編組と同じ処理）を施してもよいものとする。

筒状編組１６の内側には、導電路１５が一括して挿通される。筒状編組１６の端末２３は、インバータ側接続部１８及びバッテリー側接続部１９の形状に応じて拡開される。筒状編組１６は、端末２３の拡開に伴って編み目２２も拡開される。

外装部材１７は、筒状編組１６の外側に設けられる保護部材であって、樹脂製、金属製、又はゴム製の管体、樹脂プロテクタ、或いはシート部材の巻き付けなどが該当するものとする。外装部材１７は、筒状編組１６及び導電路１５を保護することができれば特に限定されないものとする。外装部材１７は、本実施例において、筒状編組１６の端末２３以外の部分を覆うことができるように長く形成される。

インバータ側接続部１８及びバッテリー側接続部１９は、筒状接続部２４を有するシールドシェル２５と、リング状加締め部材２６と、導電路１５の端末に設けられる端子金具（図示省略）と、シールドシェル２５をシールドケース（図示省略）に固定するためのボルト（図示省略）とを含んで構成される。

インバータ側接続部１８及びバッテリー側接続部１９が設けられる部分には、本発明の筒状編組加締め接続構造が採用される。

シールドシェル２５は、導電性を有する金属性の構造体であって、特に図示しないが上記ボルトを挿通する部分としてボルト固定部を有する。このボルト固定部は、上記シールドケースの位置に合わせて配置される。シールドシェル２５は、導電路１５を貫通させることができる形状に形成される。

筒状接続部２４は、導電路１５を貫通させる部分に合わせて配置形成される。筒状接続部２４は、シールドシェル２５の一部分であって金属製であるとともに、環状に形成されて筒状編組１６の端末２３の内側に挿通される。筒状接続部２４は、筒状編組１６の端末２３との電気的な接続部分であるとともに、リング状加締め部材２６に加締めを施す際の受け部分として形成される。

リング状加締め部材２６は、筒状編組１６の端末２３の外側に挿入される部材であって、変形可能な肉厚の金属板を用い、これを環状に加工することにより形成される。リング状加締め部材２６には、加締めが施されると筒状編組１６側へ凹む凹状変形部２７が複数個形成される。尚、本実施例においては、リング状加締め部材２６に加締めが施されると、複数個の凹状変形部２７の周囲に第二凹状変形部２８も形成される。

上記の加締めとは、リング状加締め部材２６の外側からこのリング状加締め部材２６を恰も縮径するように金型で押圧する加工のことであり、筒状編組１６の端末２３を筒状接続部２４に押し付けて電気的及び機械的に接続固定することができる。

凹状変形部２７は、筒状編組１６を構成する金属素線２０の束２１を強く、そしてできるだけ多く筒状接続部２４に対し押し付けすることができる部分として形成される。凹状変形部２７は、束２１を強く且つ多く押し付けるためとして筒状編組１６に生じる編み目２２（本実施例において拡開した状態の編み目２２）よりも大きい形状に形成される。

尚、編み目２２よりも凹状変形部２７の形状が小さくなる場合は、編み目２２に凹状変形部２７が入り込んでしまい、この部分の押し付け力が弱くなってしまうという虞がある。そして、これにより良好な接続が確保できないという虞もある。しかしながら、本発明においては、凹状変形部２７が編み目２２よりも大きい形状に形成されることから、上記のような虞は解消される。

凹状変形部２７は、金属素線２０の束２１を押し付ける際に素線同士の擦れを生じさせて酸化皮膜を破壊し、これにより電気的な接続を向上させることができるような形状に形成される。

凹状変形部２７は、例えば図２及び図３（ａ）に示す如くの略長方形形状に形成される。また、凹状変形部２７は、加締め範囲においてできるだけ多くの数や面積を確保することができるように形成される。

凹状変形部２７の形状に関しては、図３（ｂ）及び図４に示す如く、図３（ａ）に対し向きを９０度変えた形状にしてもよいものとする。また、図３（ｃ）に示す如く、金属素線２０の束２１（図２参照）の延在方向に沿ってのびる形状にしてもよいものとする。さらには、図３（ｄ）に示す如く矩形のドット形状、図３（ｅ）に示す如く略長方形形状を斜めに配置してなる形状、図３（ｆ）に示す如く円形のドット形状、図３（ｇ）に示す如く略楕円形状にしてもよいものとする。

図２及び図４において、第二凹状変形部２８は、凹状変形部２７よりも浅く凹んで筒状編組１６の端末２３を押し付ける部分として形成される。第二凹状変形部２８は、凹状変形部２７よりも弱く且つ後述する板部３０よりも強く筒状編組１６の端末２３を押し付ける部分として形成される。尚、第二凹状変形部２８の形成は任意であるが、より良い電気的な接続のためとして形成することが好ましいものとする。

リング状加締め部材２６の両側部には、加締めに伴って潰し部２９が形成される。リング状加締め部材２６は、潰し部２９の形成分だけ恰も縮径するようになる。

加締めによりリング状加締め部材２６が縮径すると、リング状加締め部材２６の板部３０が筒状編組１６の端部２３の全周を面で押さえつけるようになる。板部３０による押さえつけは、面であることから甘くなる虞があるが、本発明では複数個の凹状変形部２７が形成されて十分な押さえつけ、言い換えれば接触が確保される。

以上、図１ないし図４を参照しながら説明してきたように、本発明によれば、筒状編組１６に生じる編み目２２よりも大きな形状の凹状変形部２７を複数個形成することから、確実に金属素線２０の束２１を押し付けることができ、これにより金属素線２０の接触性を向上させることができるという効果を奏する。また、金属素線２０の接触性を向上させることができることから、十分なシールド効果も確保することができるという効果を奏する。

従って、本発明によれば、筒状編組１６の金属素線２０をアルミニウム又はアルミニウム合金製とすることができ、以て筒状編組１６の軽量化を図ることができるという効果を奏する。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

１…ハイブリッド自動車、 ２…エンジン、 ３…モータユニット、 ４…インバータユニット、 ５…バッテリー、 ６…エンジンルーム、 ７…自動車後部、 ８、９…ワイヤハーネス、 １０…中間部、 １１…車体床下、 １２…ジャンクションブロック、 １３…後端、 １４…前端、 １５…導電路、 １６…筒状編組、 １７…外装部材、 １８…インバータ側接続部、 １９…バッテリー側接続部、 ２０…金属素線（素線）、 ２１…束、 ２２…編み目、 ２３…端末、 ２４…筒状接続部、 ２５…シールドシェル、 ２６…リング状加締め部材、 ２７…凹状変形部、 ２８…第二凹状変形部、 ２９…潰し部、 ３０…板部

Claims (1)

1. 一又は複数本の導電路を覆う筒状編組と、該筒状編組の端末内側に挿入される導電性で金属製の筒状接続部と、加締めにより変形可能で前記筒状編組の端末外側に挿入される金属製のリング状加締め部材とを備え、該リング状加締め部材への前記加締めにより前記筒状編組と前記筒状接続部とが電気的に接続された状態である筒状編組加締め接続構造において、
   前記筒状接続部は、
   断面外形が環状をなし、
   前記筒状編組は、
   アルミニウム又はアルミニウム合金製の素線の束を編んだものであり、
   前記リング状加締め部材は、
   前記加締めにて前記筒状編組側へ凹む複数の凹状変形部が、前記筒状接続部の形状に応じて拡開される前記筒状編組の編み目よりも大きい形状になるように寸法が調整されている
   ことを特徴とする筒状編組加締め接続構造。

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