JP2017199461A - 導電部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】接触信頼性の向上を図る。【解決手段】導電部材Ａは、複数本の素線２２を束ねてなり、可撓性を有する被覆導体２０と、形状保持性を有する剛性導体１０と、剛性導体１０の端部に形成され、柔軟導体２１を包囲し且つ柔軟導体２１に固着された固着部１３と、固着部１３の内周から突出した形態であり、素線２２が摺接可能な摺接部１５とを備えている。固着部１３に、柔軟導体２１を挿入すると、一部の素線２２が、固着部１３の内周面との摺接によって酸化皮膜を除去されるとともに、別の素線２２が、摺接部１５との摺接によって酸化皮膜を除去される。【選択図】図２

Description

本発明は、導電部材に関するものである。
特許文献１には、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両においてバッテリー、モータ、インバータ装置等の機器間を配索する手段として、形状保持性を有するパイプと、可撓性を有する被覆電線とを備えた導電部材が開示されている。パイプと被覆電線の芯線を接続する手段として、芯線の端部をパイプの端部内に挿入し、パイプと芯線の端部を扁平状に潰す方法がとられている。
特開２０１５−８８２５１号公報
上記の接続方法では、パイプや芯線がアルミニウム製である場合に、表面の酸化皮膜を充分に除去することができない。特に、芯線が、複数本のアルミニウム製の素線からなる撚り線で構成されている場合は、酸化皮膜の除去は殆どできない。酸化皮膜が除去されないままでは、パイプと芯線との間の接触抵抗が高くなり、接触信頼性の点で問題が残る。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、接触信頼性の向上を図ることを目的とする。
本実施例の導電部材は、
複数本の素線を束ねてなり、可撓性を有する柔軟導体と、
形状保持性を有する剛性導体と、
前記剛性導体の端部に形成され、前記柔軟導体を包囲し且つ前記柔軟導体に固着された固着部と、
前記固着部の内周から突出した形態であり、前記素線が摺接可能な摺接部とを備えているところに特徴を有する。
柔軟導体に固着する前の状態の固着部に、柔軟導体を挿入すると、一部の素線が、固着部の内周面との摺接によって酸化皮膜を除去されるとともに、別の素線が、摺接部との摺接によって酸化皮膜を除去される。酸化皮膜は、柔軟導体を固着部に挿入する工程と、柔軟導体を固着部に固着する工程の少なくとも一方の工程で除去される。摺接部を設けたことにより、酸化皮膜を除去される素線の本数が増えるので、柔軟導体と剛性導体との間では、接触抵抗が低減され、接触信頼性が向上する。
実施例１の導電部材の部分側面部 図１のＸ−Ｘ線断面図 被覆導体が未接続の状態をあらわす剛性導体の正面図 実施例２の導電部材のＸ−Ｘ線相当断面図 実施例３の導電部材のＸ−Ｘ線相当断面図 実施例４の導電部材のＸ−Ｘ線相当断面図
本発明の導電部材は、前記剛性導体が、前記剛性導体のうち前記固着部を除くほぼ全長の領域を構成する筒状本体と、前記剛性導体の端部に配されて前記固着部を構成する筒状端末部材とを備えていてもよい。この構成によれば、剛性導体のうち摺接部が形成されるのは、柔軟導体が挿入される固着部だけに限定することができる。これにより、剛性導体の軽量化と材料コストの低減を図ることができる。
本発明の導電部材は、複数の前記摺接部の突出端部同士が繋がっていてもよい。この構成によれば、摺接部の突出長さを最大限に長く確保できるので、摺接部に摺接する素線の本数を増やすことができる。
本発明の導電部材は、前記摺接部が屈曲した形状をなしていてもよい。この構成によれば、固着部を塑性変形させて柔軟導体に固着する際に、摺接部が変形し易くなるので、固着後の固着部の形状が安定する。
本発明の導電部材は、前記剛性導体が全長に亘って筒状をなし、前記剛性導体の内周から全長に亘って前記摺接部が形成されていてもよい。この構成によれば、摺接部を含む剛性導体の全体を、押出成形のみにより一体部品として製造することができる。
＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図３を参照して説明する。本実施例１の導電部材Ａは、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両においてバッテリー、モータ、インバータ装置等の機器（図示省略）間を配索する手段として用いられる。導電部材Ａは、剛性導体１０と、可撓性を有する被覆導体２０とを備えて構成されている。
剛性導体１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金製のパイプからなり、それ自体の剛性によって容易に変形しない形状保持性を有している。剛性導体１０は、所定の形状に曲げ加工され、車両の床下に沿うように配索されている。剛性導体１０は、全長に亘って断面が円形をなす筒状本体１１と、筒状本体１１の前後両端部に固着された一対の筒状端末部材１２とを備えて構成されている。筒状本体１１は、剛性導体１０のうち両端部を除いた大部分の領域を構成する長尺の部材である。筒状本体１１の内周の断面形状は、ほぼ真円であり、筒状本体１１の内周には突起状部位等は形成されていない。
筒状端末部材１２は、被覆導体２０との接続手段である固着部１３としての機能を有する。筒状端末部材１２は、筒状の本体部１４と、本体部１４の内周から径方向内向きに突出した４つの摺接部１５とを有する単一部品である。図３に示すように、剛性導体１０（固着部１３）に被覆導体２０（柔軟導体２１）を接続する前の状態の本体部１４は、外径及び内径が筒状本体１１と同じ寸法の円筒形をなしている。
本体部１４の端面と筒状本体１１の端面をレーザー溶接等によって同軸状に固着することにより、筒状端末部材１２と筒状本体１１とが一体化されている。剛性導体１０と被覆導体２０を接続する際には、本体部１４が、カシメ加工により、略正六角形（正多角形）をなすように塑性変形させられる（図２を参照）。
本体部１４がカシメ加工されていない状態（剛性導体１０と被覆導体２０が未接続の状態）では、４つの摺接部１５は、本体部１４の周方向に等角度間隔を空けて配されている。尚、本実施例１では、摺接部１５の数を４つとしたが、摺接部１５の数は、３つ以下でもよく、５つ以上でもよい。剛性導体１０の軸線と直角に切断したときの断面において、各摺接部１５は、本体部１４の中心に向かって径方向に直線状に延びた形状をなしている。
各摺接部１５は、壁状をなし、本体部１４（筒状端末部材１２）の全長に亘って連続して形成されている。４つの摺接部１５の突出端部同士は、本体部１４の中心部において互いに十字形をなすように繋がっている。したがって、剛性導体１０と被覆導体２０が未接続の状態では、筒状端末部材１２（固着部１３）の中空内が、４つの四半円弧形の接続空間１６に仕切られている。
被覆導体２０は、複数本の素線２２を撚り合わせた柔軟導体２１（芯線）と、柔軟導体２１を全周に亘って包囲する絶縁被覆２３とを備えて構成されている。素線２２（柔軟導体２１）はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。つまり、被覆導体２０の柔軟導体２１は剛性導体１０と同一の材料である。被覆導体２０のうち剛性導体１０（固着部１３）に接続される端部では、絶縁被覆２３が除去されて柔軟導体２１が露出している。
被覆導体２０を剛性導体１０に接続する際には、まず、被覆導体２０の端部において絶縁被覆２３を除去し、柔軟導体２１を露出させる。そして、柔軟導体２１のうち露出部分の素線２２の撚りを解き、素線２２をほぼ真っ直ぐにして束ねた状態にする。次に、柔軟導体２１を４つに分割し、分割した柔軟導体２１（素線２２の束）を、夫々、固着部１３（筒状端末部材１２）の４つの接続空間１６に個別に挿入する。
挿入する過程では、素線２２と接続空間１６の内壁面とが摺接する。即ち、素線２２と本体部１４の内周面とが摺接するとともに、素線２２と摺接部１５とが摺接する。この摺接により、素線２２の表面の酸化皮膜（図示省略）が擦り取られ、本体部１４の内周面の酸化皮膜（図示省略）が擦り取られ、摺接部１５の表面の酸化皮膜（図示省略）が擦り取られる。このように素線２２と筒状端末部材１２の酸化皮膜が除去された後、本体部１４を円形から正六角形をなすように塑性変形させる。
このとき、本体部１４が縮径変形するので、接続空間１６の容積（断面積）が小さくなり、本体部１４と摺接部１５が、素線２２の束に対し径方向及び周方向に圧縮するように密着し、柔軟導体２０と固着部１３（剛性導体１０）とが固着される。この固着工程でも、上記の挿入工程と同様、素線２２の表面の酸化皮膜と、本体部１４の内周面の酸化皮膜と、摺接部１５の表面の酸化皮膜が擦り取られる。以上により、被覆導体２０の柔軟導体２１と剛性導体１０とが導通可能に且つ離脱を規制された状態に接続される。
本実施例１の導電部材Ａは、複数本の素線２２を束ねた柔軟導体２１と柔軟導体２１を包囲する絶縁被覆２３とを一体化した可撓性を有する被覆導体２０と、形状保持性を有する剛性導体１０とを備えている。剛性導体１０の端部には、柔軟導体２１を包囲し且つ柔軟導体２１に対し導通可能に固着された固着部１３が形成されている。そして、剛性導体１０は、固着部１３の内周から突出した形態であり、素線２２が摺接可能な摺接部１５を備えている。
柔軟導体２１に固着する前の状態の固着部１３に、柔軟導体２１を挿入すると、一部の素線２２が、固着部１３の内周面との摺接によって酸化皮膜を除去されるとともに、別の素線２２が、摺接部１５との摺接によって酸化皮膜を除去される。摺接部１５を設けたことにより、酸化皮膜を除去される素線２２の本数が増えるので、柔軟導体２１と剛性導体１０との間では、接触抵抗が低減され、接触信頼性が向上する。
また、剛性導体１０は、剛性導体１０のうち固着部１３を除くほぼ全長の領域を構成する筒状本体１１と、剛性導体１０の端部に配されて固着部１３を構成する筒状端末部材１２とを備えている。このような構成としたことにより、剛性導体１０のうち摺接部１５が形成されるのは、柔軟導体２１が挿入される固着部１３だけに限定することができた。これにより、剛性導体１０の軽量化と材料コストの低減を図ることを実現した。
また、４つ（複数）の摺接部１５の突出端部同士が繋がっているので、摺接部１５の突出長さを最大限に長く確保できる。これにより、摺接部１５に摺接する素線２２の本数を増やすことができる。
＜実施例２＞
次に、本発明を具体化した実施例２を図４を参照して説明する。本実施例２の導電部材Ｂは、剛性導体３０を構成する筒状端末部材３１（固着部３２）の摺接部３４の形状を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施例２の筒状端末部材３１は、筒状の本体部３３と、本体部３３の内周から径方向内向きに突出した４つの摺接部３４とを有する単一部品である。剛性導体３０に被覆導体２０を接続する前の状態の本体部３３は、外径及び内径が筒状本体と同じ寸法の円筒形をなしている。本体部３３の端面と筒状本体の端面をレーザー溶接等によって同軸状に固着することにより、筒状端末部材３１と筒所本体とが一体化されている。剛性導体３０と被覆導体２０を接続する工程では、本体部３３が、カシメ加工により、略正六角形（正多角形）をなすように塑性変形させられる。
本体部３３がカシメ加工されていない状態（剛性導体３０と被覆導体２０が未接続の状態）では、４つの摺接部３４は、本体部３３の周方向に等角度間隔を空けて配されている。尚、本実施例１では、摺接部３４の数を４つとしたが、摺接部３４の数は、３つ以下でもよく、５つ以上でもよい。各摺接部３４は、屈曲した壁状をなし、本体部３３（筒状端末部材３１）の全長に亘って連続して形成されている。
剛性導体３０の軸線と直角に切断したときの断面において、各摺接部３４は、鈍角状に屈曲した形状（図示省略）をなしている。つまり、１つの摺接部３４は、本体部３３の内周から径方向に対して斜めに突出した周縁側壁部３５と、基端側壁部の突出端縁から本体部３３の中心に向かって突出した中心側壁部３６とによって構成されている。周縁側壁部３５と中心側壁部３６は、斜めに繋がっている。
また、４つの摺接部３４は、本体部３３の中心部において互いに繋がっている。即ち、４つの中心側壁部３６の突出端部同士が、十字形をなすように繋がっている。これにより、筒状端末部材３１（固着部３２）の中空内は、４つの接続空間３７に仕切られている。各接続空間３７に素線２２の束を挿入すると、素線２２が、周縁側壁部３５と中心側壁部３６に摺接することにより、素線２２と本体部３３と摺接部３４の酸化皮膜（図示省略）が擦り取られる。
被覆導体２０の柔軟導体２１と剛性導体３０を接続する工程で、本体部３３を円形から正六角形をなすように塑性変形させると、各摺接部３４が、周縁側壁部３５と中心側壁部３６とのなす角度を小さくするように屈曲変形する。これに伴い、各接続空間３７の容積が小さくなるので、本体部３３と摺接部３４が、素線２２の束に対し径方向及び周方向に圧縮するように密着する。以上により、被覆導体２０の柔軟導体２１と剛性導体３０とが導通可能に且つ離脱を規制された状態に接続される。
本実施例２の導電部材Ｂは、４つ（複数）の摺接部３４の突出端部同士が繋がっているので、摺接部３４の突出長さを最大限に長く確保できる。しかも、摺接部３４が屈曲した形状をなしているので、摺接部３４に摺接する素線２２の本数を増やすことができる。また、互いに繋がった４つの摺接部３４が、屈曲した形状をなしていることにより、固着部３２を塑性変形させて柔軟導体２１に固着する際に、摺接部３４が変形し易くなる。したがって、固着後の固着部３２（筒状端末部材３１）の形状が安定する。
＜実施例３＞
次に、本発明を具体化した実施例３を図５を参照して説明する。本実施例３の導電部材Ｃは、剛性導体４０を構成する筒状端末部材４１（固着部４２）の摺接部４４の形状を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施例３の筒状端末部材４１（固着部４２）は、剛性導体４０と被覆導体２０が未接続の状態で円形をなす本体部４３と、本体部４３の内周から周方向に等角度間隔を空けて配置された複数（例えば、８つ）の摺接部４４とを備えている。各摺接部４４は、本体部４３の内周から中心に向かって径方向内向きに直線状に突出した壁状をなしている。
摺接部４４の突出長さは、円形状態の本体部４３の半径よりも小さい寸法に設定されている。周方向に隣り合う摺接部４４同士の間隔は、１本の素線２２の外径よりも大きい寸法に設定されている。したがって、隣り合う摺接部４４の間には複数本の素線２２が収容される。また、剛性導体４０と被覆導体２０が接続されて本体部４３が正六角形に塑性変形した状態でも、摺接部４４の突出端同士は、非接触の状態を保つ。
＜実施例４＞
次に、本発明を具体化した実施例４を図６を参照して説明する。本実施例４の導電部材Ｄは、剛性導体５０を構成する筒状端末部材５１（固着部５２）の摺接部５４の形状を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施例３の筒状端末部材５１（固着部５２）は、剛性導体５０と被覆導体２０が未接続の状態で円形をなす本体部５３と、本体部５３の内周から周方向に等角度間隔を空けて配置された複数（例えば、１２）の摺接部５４とを備えている。各摺接部５４は、本体部５３の内周から径方向内向きに突出したリブ状をなしている。
即ち、各摺接部５４の径方向への突出寸法と、周方向に隣り合う摺接部５４同士の間隔とが、ほぼ同じ寸法に設定されている。また、摺接部５４の突出寸法は、１本の素線２２の外径とほぼ同じ寸法に設定されている。つまり、隣り合う摺接部５４の間に収容される素線２２の本数は、１本又は２本だけである。したがって、剛性導体５０と被覆導体２０を接続する際には、素線２２が撚り合わされている状態（撚りを解かない状態）のままで柔軟導体２１を筒状端末部材５１（固着部５２）内に挿入することができる。
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１〜４では、剛性導体が筒状本体と筒状端末部材とによって構成されているが、剛性導体を全長に亘って筒状とし、剛性導体の内周から全長に亘って摺接部を突出形成してもよい。この構成によれば、摺接部を含む剛性導体の全体を、押出成形のみにより一体部品として製造することができる。
（２）上記実施例１〜４では、摺接部を固着部（筒状端末部材）の内周に一体に形成したが、摺接部は、固着部とは別体の部品として成形したものを、固着部の内周に固着してものであってもよい。
（３）上記実施例１〜４では、剛性導体がアルミニウム製又はアルミニウム合金製であるが、剛性導体の材料は、アルミニウムやアルミニウム合金以外の材料（銅、銅合金等）であってもよい。
（４）上記実施例１〜４では、柔軟導体がアルミニウム製又はアルミニウム合金製であるが、柔軟導体の材料は、アルミニウムやアルミニウム合金以外の材料（銅、銅合金等）であってもよい。
（５）上記実施例１〜４では、剛性導体と被覆導体の柔軟導体を同一材料のものとしたが、剛性導体と柔軟導体は異なる材料のものとしてもよい。
（６）上記実施例１〜４では、周方向に隣り合う摺接部の間に、少なくとも１辺の素線が収容されるようになっているが、これに限らず、本体部の内周にローレット加工を施し、複数の摺接部が、周方向において素線の外径よりも小さいピッチで並ぶようにしてもよい。この場合も、実施例４と同様、素線の撚りを解かずに柔軟導体を固着部内に挿入することができる。
（７）上記実施例１〜４では、剛性導体（固着部）に被覆導体（柔軟導体）を接続する前の状態では、本体部と筒状本体の断面形状が円形であるが、本体部と筒状本体の断面形状は非円形であってもよい。
（８）上記実施例１〜４では、剛性導体を中空のパイプ状としたが、剛性導体のうち固着部（筒状端末部材）以外の領域は、中実の棒状であってもよい。
（９）上記実施例１〜４では、柔軟導体を固着部に挿入する工程と柔軟導体を固着部に固着する工程の両工程で、酸化皮膜が除去されるようにしたが、酸化皮膜の除去は、挿入工程と固着工程のいずれか一方の工程だけで行われるようになっていてもよい。
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…導電部材
１０，３０，４０…剛性導体
１１…筒状本体
１２，３１，４１，５１…筒状端末部材
１３，３２，４２，５２…固着部
１５，３４，４４，５４…摺接部
２０…被覆導体
２１…柔軟導体
２２…素線
２３…絶縁被覆

Claims (5)

  1. 複数本の素線を束ねてなり、可撓性を有する柔軟導体と、
    形状保持性を有する剛性導体と、
    前記剛性導体の端部に形成され、前記柔軟導体を包囲し且つ前記柔軟導体に固着された固着部と、
    前記固着部の内周から突出した形態であり、前記素線が摺接可能な摺接部とを備えていることを特徴とする導電部材。
  2. 前記剛性導体が、前記剛性導体のうち前記固着部を除くほぼ全長の領域を構成する筒状本体と、前記剛性導体の端部に配されて前記固着部を構成する筒状端末部材とを備えていることを特徴とする請求項１記載の導電部材。
  3. 複数の前記摺接部の突出端部同士が繋がっていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の導電部材。
  4. 前記摺接部が屈曲した形状をなしていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の導電部材。
  5. 前記剛性導体が全長に亘って筒状をなし、
    前記剛性導体の内周から全長に亘って前記摺接部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の導電部材。
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