JP2010140757A - 自動車部品用シールド部材 - Google Patents

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史和 岩花
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Abstract

【課題】編組線と金属製部材との間の腐食を防止してシールド部材の導電性を劣化させることなく、軽量化、低コストを実現することができる、自動車部品用シールド部材を提供する。
【解決手段】少なくとも1本の絶縁電線の周囲を覆うように配置される特定のアルミニウム合金からなる筒状の編組線と、前記編組線の端部が外周面に装着される筒状部分および前記筒状部分と一体的に形成されたフランジ部を備えた特定のアルミニウム合金からなる本体部とを備えた自動車部品用シールド部材である。編組線を形成する特定のアルミニウム合金が5000系アルミニウム合金からなっており、本体部を形成する特定のアルミニウム合金がADC(アルミニウムダイキャスト)12からなっている。
【選択図】図1

Description

この発明は、絶縁電線の周囲を覆うように配置される特定のアルミニウム合金製編組線と、編組線に接続される特定のアルミニウム合金製の金属部品とからなるシールド部材、特に、軽量化、低コストを可能にする自動車部品用シールド部材に関する。
自動車の分野においては、従来、HV(Hybrid Vehicle)、EV(Electric Vehicle)、FCV(Fuel Cell Vehicle)車両が注目されている。これらの車両には、複数の電気機器が搭載されている。例えば、回転電機が搭載される車両においては、インバータとモータジェネレータとの間、インバータと電動エアコンコンプレッサとの間等の各電機機器同士は、高電圧が印加され、また、大電流が流れるパワーケーブルにより接続される。
パワーケーブルとして、通常、絶縁電線が使用される。大電流が流れる絶縁電線はそれ自体がノイズ源になることがあり、シールド機能が要求される。このため通常、並列配置された複数本のノンシールドの絶縁電線を、金属細線をメッシュ状に編んだ筒状の編組線からなるシールド材で囲み、複数のノンシールドの絶縁伝染を一括してシールドする。編組線として、通常銅製の細線をメッシュ状に編んだ筒状の編組線が広く用いられている。
メッシュ状に編んだ筒状の編組線は、一方の端部を、金属製部材、例えば、シールドシェル、円筒状部材等に接続する。メッシュ状に編んだ筒状の編組線および金属製部材は、何れも電気伝導性に優れた銅系材料が使用されている。一方で、自動車の軽量化、低コスト化が求められている。
特開2006−344398号公報 特開2008−235190号公報
しかし、自動車の軽量化、低コスト化を実現するために、銅系材料の代わりにアルミニウムを使用すると、アルミニウム製の編組線と銅製部材の接続部において腐食が発生するという問題点がある。即ち、実際にアルミニウム系材料からなる編組線を銅製部材と共に用いる場合、異種金属接触腐食などの電食が生じる。アルミニウムは水および銅イオンの存在下では、通常の電食を超える激しい腐食を受ける。
アルミニウムと銅のように標準電極電位の相違する異種金属を接合させた場合、この接触・接合部において上述したような電食が発生する。特に、アルミニウム編組線と接続される銅製部材との間の相互の標準電極電位差が大きい。このため、電気的に卑であるアルミニウム編組線のイオン化が進行して腐食が促進し、シールド部分の導電性が劣化する。
従って、この発明の目的は、従来の問題点を解決して、編組線と金属製部材との間の腐食を防止してシールド部材の導電性を劣化させることなく、軽量化、低コストを実現することができる、自動車部品用シールド部材を提供することにある。
本発明者は、上述した従来の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、以下のことが判明した。
即ち、少なくとも1本の絶縁電線の周囲を覆うように配置される筒状の編組線に特定のアルミニウム合金を用い、更に、編組線が接続される金属部材に特定のアルミニウム合金を用いると、編組線と金属部材との間の接続部における腐食が発生せず、シールド部材のシールド電導性を優れた状態に維持することができる。特に、編組線を形成する特定のアルミニウム合金が5000系アルミニウム合金からなり、金属部材(本体部)を形成する特定のアルミニウム合金がADC(アルミダイカスト)12からなっていると、特に効果的である。
この発明は、上記研究結果に基づいてなされたものであって、この発明の自動車部品用シールド部材の第1の態様は、少なくとも1本の絶縁電線の周囲を覆うように配置される特定のアルミニウム合金からなる筒状の編組線と、前記編組線の端部が外周面に装着される筒状部分および前記筒状部分と一体的に形成されたフランジ部を備えた特定のアルミニウム合金からなる本体部とを備えた自動車部品用シールド部材である。
この発明の自動車部品用シールド部材の第2の態様は、前記筒状部分の外周面に装着された前記編組線の端部を外側から挟み込む、前記本体部と同一の特定のアルミニウム合金からなる固定部材を更に備えた自動車部品用シールド部材である。
この発明の自動車部品用シールド部材の第3の態様は、前記絶縁電線が、高電圧が印加され大電流が流れるパワーケーブルからなっている自動車部品用シールド部材である。
この発明の自動車部品用シールド部材の第4の態様は、前記編組線を形成する前記特定のアルミニウム合金、および、前記本体部を形成する特定のアルミニウム合金が、前記本体部と前記編組線の接続部における抵抗値の経年変化を抑制するアルミニウム合金の組み合わせからなっている自動車部品用シールド部材である。
この発明の自動車部品用シールド部材の第5の態様は、前記編組線を形成する前記特定のアルミニウム合金が5000系アルミニウム合金からなっており、前記本体部を形成する特定のアルミニウム合金がADC(アルミダイカスト)12からなっている自動車部品用シールド部材である。
この発明の自動車部品用シールド部材の第6の態様は、前記5000系アルミニウム合金がA5052からなっている自動車部品用シールド部材である。
この発明の自動車部品用シールド部材の第7の態様は、前記本体部が接地されている自動車部品用シールド部材である。
この発明によると、少なくとも1本の絶縁電線の周囲を覆うように配置される筒状の編組線に特定のアルミニウム合金(5000系アルミニウム合金(A5052)を用い、更に、編組線が接続される金属部材に特定のアルミニウム合金(ADC(アルミダイカスト)12を用いるので、編組線と本体部との接続部において、腐食が発生せず、シールド部材の導電性を劣化させることなく、軽量化、低コストを実現することができる。
この発明の自動車部品用シールド部材の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
この発明の自動車部品用シールド部材の1つの態様は、少なくとも1本の絶縁電線の周囲を覆うように配置される特定のアルミニウム合金からなる筒状の編組線と、前記編組線の端部が外周面に装着される筒状部分および前記筒状部分と一体的に形成されたフランジ部を備えた特定のアルミニウム合金からなる本体部とを備えた自動車部品用シールド部材である。
図1は、この発明の自動車部品用シールド部材の1つの態様を説明する図である。図1に示すように、自動車部品用シールド部材1は、図示しない絶縁電線の周囲を覆うように配置されるメッシュ状に編んだ筒状の編組線2と、編組線の一方の端部が外周面に装着される筒状部分4および筒状部分4と一体的に形成されたフランジ部5からなる本体部3と、メッシュ状に編んだ筒状の編組線を本体部3の筒状部分4の外周面に締め付けて固定する固定部材6とを備えている。
固定部材6は、メッシュ状に編んだ筒状の編組線2を、本体部3の筒状部分4に圧入等によって固定することができれば、固定部材6がなくてもよい。固定部材は、例えば、2つに分割される部分からなっており、ネジ等によって固定する。固定部材を用いることによって、本体部3の筒状部分4への編組線2の取付を確実にすることができる。
本体部3の筒状部分4は、図示しない絶縁電線の周囲を覆うように配置されるメッシュ状に編んだ筒状の編組線2の形状に対応した形状を有している。本体部3の筒状部分4は、円筒状に限らず、編組線の端部との接続が容易で、所定の接続部が形成される形状であればよい。本体部3のフランジ部の形状は、円板状に限らず、図示しない対応する金属部品との接続が容易である形状であればよい。
絶縁電線の周囲を覆うように配置されるメッシュ状に編んだ筒状の編組線2は、所望のシールド性が確保される大きさの後述する特定のアルミニウム合金細線でメッシュ状に編んだものであればよい。
この発明の自動車部品用シールド部材は、編組線を形成する特定のアルミニウム合金、および、本体部を形成する特定のアルミニウム合金が、本体部と編組線の接続部における抵抗値の経年変化を抑制することができるアルミニウム合金の組み合わせからなっている。即ち、編組線を形成するアルミニウム合金と、筒状部分とフランジ部とからなる本体部を形成するアルミニウム合金とを適切に組み合わせることによって、上述したように本体部と編組線の接続部における抵抗値が、経年変化によって次第に大きくならないようにする。
特定のアルミニウム合金の組み合わせで、最適の組み合わせは、編組線を形成する特定のアルミニウム合金が5000系アルミニウム合金からなっており、本体部を形成する特定のアルミニウム合金がADC(アルミダイカスト)12からなっている場合である。
編組線と本体部との間の腐食を防止してシールド部材の導電性を劣化させることなく軽量化、低コスト化を実現するために、各種金属材料を組み合わせて、腐食状態を調査した。
即ち、編組線としてSn(錫)メッキ銅編組線、MS2(遷移金属の二硫化物)編組線、1000系アルミニウム編組線、5000系アルミニウム合金編組線を準備し、更に、本体部としてSn(錫)メッキ鉄製本体部、ADC(アルミダイカスト)12を準備し、図1に示すようなシールド部材を作製した。それらを組み合わせ、接触部に塩水噴霧を行い、前後の接触部の抵抗値を測定した。
1000系アルミニウムは、所謂純アルミニウムで、1100、1200が代表的である。この系の材料は加工性、耐食性、溶接性および電気や熱の伝導性に優れている。5000系アルミニウム合金は、Al−Mg系合金で、耐食性、溶接性に優れている。後述するA5052は中程度の量のMg添加で、中程度の強度である。ADC(アルミダイカスト)12は、多量のSiを添加して鋳造性を改善し、Cuの添加で強度を高めたダイカスト用合金で、鋳造性に優れた高力合金である。
図2は、5000系アルミニウム合金(A5052)編組線を、ADC(アルミダイカスト)12の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。サンプルとして、固定部分の面積および圧力を変化させた複数個を使用した。グラフの左側部には、塩水噴霧を施さない場合の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示し、右側部には、塩水噴霧を行った後の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示す。
図2に示すように、本発明の特定アルミニウム合金として、編組線をA5052で形成し、本体部をADC(アルミダイカスト)12で形成した場合には、接触抵抗値は、塩水噴霧後も概ね同じで変化なく、経年変化による抵抗値の変化が殆どなく、腐食の発生が生じないことが明らかである。シールド性能も低下しなかった。
図3は、Sn(錫)メッキ銅編組線を、ADC(アルミダイカスト)12の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。図2に示す例と同様に、サンプルとして、固定部分の面積および圧力を変化させた複数個を使用した。グラフの左側部には、塩水噴霧を施さない場合の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示し、右側部には、塩水噴霧を行った後の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示す。
図3に示すように、Sn(錫)メッキ銅編組線を、ADC(アルミダイカスト)12の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値は、塩水噴霧後に著しく大きく変化している。この例では、銅製の編組線と、異種金属のアルミニウム合金製の本体部を接触させているので、銅製の編組線と接続されるアルミニウム合金製本体部の間の相互の標準電極電位差が大きく、電気的に卑であるアルミニウム製本体部のイオン化が進行して腐食が著しく促進することを示している。従って、シールド部材の導電性が劣化する。
図4は、Sn(錫)メッキ銅編組線を、Sn(錫)メッキ鉄の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。図2に示す例と同様に、サンプルとして、固定部分の面積および圧力を変化させた複数個を使用した。グラフの左側部には、塩水噴霧を施さない場合の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示し、右側部には、塩水噴霧を行った後の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示す。
図4に示すように、Sn(錫)メッキ銅編組線を、Sn(錫)メッキ鉄の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値は、塩水噴霧後に僅かに変化している。これは従来広く使用されていたもので、腐食の発生の問題は小さいが、編組線および本体部は重く、軽量化に問題があった。コストも高かった。
図5は、MS2編組線を、ADC(アルミダイカスト)12の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。図2に示す例と同様に、サンプルとして、固定部分の面積および圧力を変化させた複数個を使用した。グラフの左側部には、塩水噴霧を施さない場合の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示し、右側部には、塩水噴霧を行った後の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示す。
図5に示すように、MS2編組線を、ADC(アルミダイカスト)12の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値は、塩水噴霧後に大きく変化している。これらの組み合わせは、腐食を発生させることを示しており、軽量化、低コストは実現できるが、シールド部材の導電性が劣化する。
図6は、1000系アルミニウム編組線を、Sn(錫)メッキ鉄の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。図2に示す例と同様に、サンプルとして、固定部分の面積および圧力を変化させた複数個を使用した。グラフの左側部には、塩水噴霧を施さない場合の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示し、右側部には、塩水噴霧を行った後の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示す。
図6に示すように、1000系アルミニウム編組線を、Sn(錫)メッキ鉄の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値は、塩水噴霧後に少し変化している。即ち、アルミニウムと錫メッキ鉄の組み合わせでも、腐食を発生させることを示している。この場合も、軽量化、低コストは実現できるが、シールド部材の導電性が劣化する。
図7は、5000系アルミニウム合金(A5052)編組線を、Sn(錫)メッキ鉄の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。サンプルとして、固定部分の面積および圧力を変化させた複数個を使用した。グラフの左側部には、塩水噴霧を施さない場合の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示し、右側部には、塩水噴霧を行った後の編組線と本体部の接触部の接触抵抗値を示す。
図7に示すように、5000系アルミニウム合金(A5052)編組線を、Sn(錫)メッキ鉄の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値は、塩水噴霧後に少し変化している。即ち、アルミニウムと錫メッキ鉄の組み合わせでも、腐食を発生させることを示している。この場合も、軽量化、低コストは実現できるが、シールド部材の導電性が劣化する。
上述したように、Sn(錫)メッキ銅編組線、MS2(遷移金属の二硫化物)編組線、1000系アルミニウム編組線、5000系アルミニウム合金編組線と、Sn(錫)メッキ鉄製本体部、ADC(アルミダイカスト)12本体部を各種組み合わせて、編組線と本体部の接続部の接触抵抗値を、塩水噴霧前後において調べた結果、図2で示した5000系アルミニウム合金(A5052)編組線を、ADC(アルミダイカスト)12の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値は、塩水噴霧前後において殆ど変化が見られず、シールド性能を劣化させることなく、軽量化、低コスト化を実現することができる。
上述したように、この発明によると、編組線と金属製部材との間の腐食を防止してシールド部材の導電性を劣化させることなく、軽量化、低コストを実現することができる、自動車部品用シールド部材を提供することができる。
図1は、この発明の自動車部品用シールド部材の1つの態様を説明する図である。 図2は、5000系アルミニウム合金(A5052)編組線を、ADC(アルミダイカスト)12の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。 図3は、Sn(錫)メッキ銅編組線を、ADC(アルミダイカスト)12の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。 図4は、Sn(錫)メッキ銅編組線を、Sn(錫)メッキ鉄の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。 図5は、MS2編組線を、ADC(アルミダイカスト)12の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。 図6は、1000系アルミニウム編組線を、Sn(錫)メッキ鉄の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。 図7は、5000系アルミニウム合金(A5052)編組線を、Sn(錫)メッキ鉄の本体部に取り付けた場合の接続部の接触抵抗値[mΩ]を示すグラフである。
符号の説明
1 自動車部品用シールド部材
2 メッシュ状に編んだ筒状の編組線
3 本体部
4 筒状部分
5 フランジ部
6 固定部材

Claims (7)

  1. 少なくとも1本の絶縁電線の周囲を覆うように配置される特定のアルミニウム合金からなる筒状の編組線と、前記編組線の端部が外周面に装着される筒状部分および前記筒状部分と一体的に形成されたフランジ部を備えた特定のアルミニウム合金からなる本体部とを備えた自動車部品用シールド部材。
  2. 前記筒状部分の外周面に装着された前記編組線の端部を外側から挟み込む、前記本体部と同一の特定のアルミニウム合金からなる固定部材を更に備えた、請求項1に記載の自動車部品用シールド部材。
  3. 前記絶縁電線が、高電圧が印加され大電流が流れるパワーケーブルからなっている、請求項1または2に記載の自動車部品用シールド部材。
  4. 前記編組線を形成する前記特定のアルミニウム合金、および、前記本体部を形成する特定のアルミニウム合金が、前記本体部と前記編組線の接続部における抵抗値の経年変化を抑制するアルミニウム合金の組み合わせからなっている、請求項1から3の何れか1項に記載の自動車部品用シールド部材。
  5. 前記編組線を形成する前記特定のアルミニウム合金が5000系アルミニウム合金からなっており、前記本体部を形成する特定のアルミニウム合金がADC(アルミダイカスト)12からなっている、請求項4に記載の自動車部品用シールド部材。
  6. 前記5000系アルミニウム合金がA5052からなっている、請求項5に記載の自動車部品用シールド部材。
  7. 前記本体部が接地されている、請求項1から6の何れか1項に記載の自動車部品用シールド部材。


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