JP2016085822A - 導通部材の製造方法、ワイヤハーネスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁性能を確保しつつ、軽量でかつ配設スペースや配策スペースを小さくでき、製造コストを低減できる導通部材の製造方法、ワイヤハーネスおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】導電材からなるバスバー１０、撚り線５１または丸単線６１で構成される長尺の導体と、長尺の導体を所定間隔で被覆する絶縁材２０とによって構成される導通部材１を前記所定間隔で切断する工程と、切断された前記各導通部材の両端に端子部１０ｂを形成する工程とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、導通部材の製造方法、ワイヤハーネスおよびその製造方法に関する。

従来から、電源回路等には、バッテリなどの電源に接続されて電気部品等に電気を供給する導通部材（或いは、バスバーモジュール）が使用されている。この種の導通部材は、板状の導電材（例えば、銅や銅合金、アルミニウム）からなるバスバーを備えており、このバスバーが板厚方向に複数配設されたものである。バスバーは、プレスによる打ち抜き加工が施されており、両端部にはそれぞれ接続部が設けられている。

このような導通部材は、省スペース化のためにできるだけ近接して配設することが望まれる一方、相互のバスバーの絶縁性を確保する必要がある。

バスバーに関する技術は種々提案されている（特許文献１、２等）。

例えば、特許文献１には、樹脂カセットや絶縁紙、絶縁テープ、樹脂モールドなどの絶縁材によってバスバーを絶縁する技術（以下、第１の従来例）が開示されている。

また、特許文献２には、バスバーの周囲を絶縁材により塗装する技術（以下、第２の従来例）が開示されている。

特開２００２−８４６２１号公報 特開２００６−２４４４９号公報

しかしながら、上述した第１の従来例では、樹脂カセットによってバスバーを絶縁する場合、バスバーを挿入するための開口部を設ける必要があるため、その開口部側に所定の空間（沿面距離）を確保せざるを得なく、配設スペースが大きくなるという問題があった。

また、絶縁紙或いは絶縁テープによってバスバーを絶縁する場合、当該絶縁紙或いは絶縁テープを作業者が装着したり巻き付けたりする必要があるため、導通部材の製造が煩雑となることに伴い、導通部材の製造コストが増大してしまうという問題があった。

また、樹脂モールドによってバスバーを絶縁する場合、インサート成形する際にボイドが発生して絶縁性能が低下する恐れがあるとともに、金型費が嵩み、導通部材の製造コストが増大してしまうという問題があった。

さらに、樹脂カセットや樹脂モールドによってバスバーを絶縁する場合、絶縁材の容積が大きいため、配設スペースが大きくなるとともに、導通部材の重量が増大するという問題があった。

また、上述した第２の従来例では、塗装に使用する設備が大型化し、初期設備費用が増大するため、導通部材の製造コストが嵩むという問題があった。

さらに、第１の従来例や第２の従来例等に係るバスバーを用いてサブアッセンブリ（サブワイヤハーネス）やワイヤハーネスを製造する場合に、上述のようなバスバーが抱える問題から、サブアッセンブリやワイヤハーネスの配策スペースが大きくなったり、製造コストや重量が嵩むという問題を生じていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、絶縁性能を確保しつつ、軽量でかつ配設スペースや配策スペースを小さくでき、製造コストを低減できる導通部材の製造方法、ワイヤハーネスおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る導通部材の製造方法は、導電材からなるバスバー、撚り線または丸単線で構成される長尺の導体と、前記長尺の導体を所定間隔で被覆する絶縁材とによって構成される導通部材を前記所定間隔で切断する工程と、切断された前記各導通部材の両端に端子部を形成する工程とを有することを要旨とする。

請求項２に係るワイヤハーネスは、請求項１に記載の導通部材の製造方法で製造された１または２以上の導通部材と、１または２以上の撚り線とを配策して形成される複数のサブアッセンブリを束ねて構成されることを要旨とする。

請求項３に記載の発明に係るワイヤハーネスの製造方法は、請求項１に記載の導通部材の製造方法で製造された１または２以上の導通部材と、１または２以上の撚り線とを治具板で配策して複数のサブアッセンブリを形成する工程と、前記各サブアッセンブリを束ねる工程と、束ねられた前記各サブアッセンブリに外装品を取付ける工程と、前記外装品を取付けた前記各サブアッセンブリの導通検査を行う工程と、前記外装品を取付けた前記各サブアッセンブリの外観検査を行う工程とを有することを要旨とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載のワイヤハーネスの製造方法において、前記サブアッセンブリを形成する工程は、他の工程に先駆けて、同一仕様の導通部材および同一仕様の撚り線を用いた同じ形態のサブアッセンブリを複数にわたってロット生産する工程であることを要旨とする。

本発明によれば、絶縁性能を確保しつつ、軽量でかつ配設スペースや配策スペースを小さくでき、製造コストを低減できる導通部材の製造方法、ワイヤハーネスおよびその製造方法を提供することができる。

バスバーを用いた導通部材の構成例を示す斜視図である。 撚り線を用いた導通部材の構成例を示す斜視図（ａ）とＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。 丸単線を用いた導通部材の構成例を示す斜視図（ａ）とＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。 実施形態に係る導通部材の製造方法で使用される各種装置を示す模式図である。 本実施形態に係る導通部材の製造方法を示す模式図である。 実施の形態に係る導通部材の一種としてのバスバーの製造方法を示す模式図である。 実施の形態に係るワイヤハーネスのサブアッセンブリのロット生産の方法を示す模式図である。 実施の形態に係るワイヤハーネスのロット生産の方法を示す模式図である。

図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態に係る導通部材について説明する。

（バスバーを用いた導通部材の構成例）
まず、図１を参照して、バスバー１０を用いた導通部材１の構成例について説明する。

図１は、バスバー１０を用いた導通部材１の構成例を示す斜視図である。

導通部材１は、比較的大きな電圧が印加されて絶縁性が問題となる電源回路等に好適に適用されるが、電流を通電する他の電気回路に適用してもよい。

図１に示すように、導通部材１は、長尺の導体としてのバスバー１０と、バスバー１０を被覆する絶縁材２０とによって構成される。

なお、バスバー１０は、板厚方向に複数配設されるようにしてもよい。

バスバー１０は、断面形状が板状となる導電材によって形成される。導電材としては、銅や銅合金、アルミニウムなどが挙げられる。

バスバー１０の両端には、バッテリなどの電源や各種電気部品等と接続される端子部１０ａが形成されている。

絶縁材２０は、バスバー１０のうち端子部１０ａを除く全域に設けられている。

絶縁材２０は、光、熱または湿度によって硬化する樹脂によって形成される。

光で硬化する樹脂（光硬化樹脂）としては、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、共重合系アクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコンアクリレート、アミノ樹脂アクリレート、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエポキシ樹脂、ウレタンビニルエーテル、ポリエステルビニルエーテル、アクリレートモノマー、これらの複合材などが挙げられる。

熱で硬化する樹脂（熱硬化樹脂）としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂（ユリア樹脂）、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミドなどが挙げられる。

湿度によって硬化する樹脂としては、湿気硬化形ポリウレタン樹脂、湿気硬化形シリコン樹脂などが挙げられる。

絶縁材２０は、バスバー１０の端子部１０ａ以外を被覆している。絶縁材２０の膜厚は、バスバー１０の絶縁性を確保できればよく、絶縁材２０の種類に応じて適宜定められ、例えば数μｍ〜数百μｍである。

例えば、絶縁材２０は、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート、アクリレートモノマーの複合体によって形成する場合には、その膜厚は１００μｍ〜８００μｍ程度に設定される。

（撚り線を用いた導通部材の構成例）
図２を参照して、撚り線５１を用いた導通部材５０の構成例について説明する。

図２は、撚り線５１を用いた導通部材５０の構成例を示す斜視図（ａ）とＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。

導通部材５０の用途等は、前述の導通部材１と同様に、電源回路等に適用される。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、導通部材５０は、長尺の導体としての撚り線５１と、撚り線５１を被覆する絶縁材５２とによって構成される。

撚り線５１は、アルミや銅などで形成される複数本の芯線５１ａを撚り合わせた電線である。

なお、撚り線５１は、絶縁材５２が塗布されない露出部位５１ａで切断され、各撚り線５１の両端には、バッテリなどの電源や各種電気部品等と接続される図示しない端子部やコネクタ等が設けられる。

絶縁材５２は、撚り線５１のうち所定間隔で設けられる露出部位５１ａを除く全域に設けられている。

絶縁材５２は、光、熱または湿度によって硬化する樹脂によって形成される。

なお、樹脂としては、前述の絶縁材２０と同様のものが用いられる。

（丸単線を用いた導通部材の構成例）
図３を参照して、丸単線６１を用いた導通部材６０の構成例について説明する。

図３は、丸単線６１を用いた導通部材６０の構成例を示す斜視図（ａ）とＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。

導通部材６０の用途等は、前述の導通部材１、５０と同様に、電源回路等に適用される。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、導通部材６０は、長尺の導体としての丸単線６１と、丸単線６１を被覆する絶縁材６２とによって構成される。

丸単線とは導体が１本の芯線で構成される電線である。芯線は、アルミや銅などで形成される。

なお、丸単線６１は、絶縁材６２が塗布されない露出部位６１ａで切断され、各丸単線６１の両端には、バッテリなどの電源や各種電気部品等と接続される図示しない端子部やコネクタ等が設けられる。

絶縁材６２は、丸単線６１のうち所定間隔で設けられる露出部位６１ａを除く全域に設けられている。

絶縁材６２は、光、熱または湿度によって硬化する樹脂によって形成される。

なお、樹脂としては、前述の絶縁材２０、５２と同様のものが用いられる。

（導通部材の製造方法）
次に、上述した導通部材１（５０、６０）の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図４は、本実施形態に係る導通部材１（５０、６０）の製造方法で使用される各種装置を示す模式図である。図５は、本実施形態に係る導通部材１の製造方法を示す模式図である。

なお、バスバー１０を用いた導通部材１、撚り線５１を用いた導通部材５０、丸単線６１を用いた導通部材６０の何れも基本的な製造方法は同様である。

図４では、バスバー１０を用いた導通部材１を例として説明する。

図４に示す導通部材１の製造方法は、プレスによる打ち抜き加工が施されることによってバスバー１０が長手方向に連続したバスバー連続体１０Ａを成型する工程（Ａ）と、バスバー連続体１０Ａ（バスバー１０）の表面に絶縁材２０を塗布する工程（Ｂ）と、バスバー連続体１０Ａの表面に塗布された絶縁材２０に光または熱を照射し、または所定の湿度環境に暴露して絶縁材２０を硬化する工程（Ｃ）と、バスバー連続体１０Ａを切断してバスバー１０を製造する工程Ｄとを含んでいる。

工程（Ａ）では、導電材に打ち抜き加工を施してバスバー連続体１０Ａを成型するプレス装置（図示せず）が使用される。

工程（Ｂ）では、バスバー連続体１０Ａの表面に絶縁材２０を塗布する塗布装置１００が使用される。

工程（Ｃ）では、絶縁材２０に光（可視光等）を照射、あるいは所定温度に加熱する熱線（赤外線）を照射、あるいは所定湿度の環境に暴露して絶縁材２０を硬化させる樹脂硬化装置２００が使用される。

工程（Ｄ）では、バスバー連続体１０Ａを切断する切断装置（図示せず）が使用される。

より具体的には、図示しないプレス装置により導電材から成型されたバスバー連続体１０Ａは、ガイド１１０やローラ１２０によって塗布装置１００に案内される。

そして、バスバー連続体１０Ａは、塗布装置１００を通過することによって表面に絶縁材２０を塗布される。

この際、図４に示すように、絶縁材２０が貯留されたタンク１３０から液送ポンプ１４０によって絶縁材２０を所定時間おきに送り込まれる。なお、液送ポンプ１４０から塗布装置１００に絶縁材２０を所定時間おき送り込む方法としては、液送ポンプ１４０の電源を断続的に切り替えることや、液送ポンプ１４０の入口又は出口をシャッターなどで断続的に閉塞するもの等が挙げられる。これにより、バスバー連続体１０Ａには、所定間隔おき（間欠的）に絶縁材２０が塗布される。

次いで、絶縁材２０が塗布されたバスバー連続体１０Ａは、樹脂硬化装置２００を通過することによって絶縁材２０が硬化される。

次に、絶縁材２０が硬化したバスバー連続体１０Ａは、引き取りローラ２１０や線径モニタ２２０等を通過する。

その後、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、図示しない切断装置によってバスバー連続体１０Ａにおける絶縁材２０が塗布されていない部分（接続部１０Ｓ）で切断されて、導通部材１が連続的に製造される。

さらに、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、上述のようにして製造された導通部材１に対して端末加工を施すようにできる。

即ち、図６（ａ）に示すように、導通部材１の両端部１０ａに対して、切断加工および取付孔を穿設する加工等を加えて、図６（ｂ）に示すような端子部１０ｂを形成する。

なお、図６（ｃ）は、端子部１０Ｃ等に曲げ加工などを施して、端子部１０Ｃの向きを変更した導通部材１Ａを形成する場合を示す。

上述したように、絶縁材２０は、光（可視光等）を照射、あるいは所定温度に加熱する熱線（赤外線）を照射、あるいは所定湿度の環境に暴露することによって硬化する樹脂で形成される。

これにより、従来の樹脂モールドのようにボイドが生じる恐れがなく、絶縁材２０の種類や膜厚に応じて所定の絶縁性能が安定して得られるとともに、従来の絶縁テープなどを手作業で巻き付ける場合に比較して、高い生産性で安価に製造できる。

また、本実施形態では、絶縁材２０の膜厚を薄く設定できるため、従来の樹脂カセットや樹脂モールドに比較して容積が小さくなり、沿面距離を確保する必要がないことから配設スペースを大幅に節減できるとともに、導通部材１の軽量化にも寄与する。

なお、本実施形態では、絶縁材２０で被覆されたバスバー１０が互いに重ね合わされた状態で接着手段により一体的に固着することも可能となり、電気回路等に対する配設作業が容易になるとともに、小さなスペースにコンパクトに配設することができる。

さらに、本実施形態では、バスバー連続体１０Ａに絶縁材２０が塗布された直後に、絶縁材２０が樹脂硬化装置２００によって硬化されるため、絶縁材２０の端末のエッジ部分の塗膜が薄くなることなく、絶縁性能が低下してしまうことを防止できる。

加えて、バスバー連続体１０Ａに所定間隔おきに絶縁材２０を塗布できるため、静電粉体塗装等の工法と比較して、接続部１０Ｓに絶縁材２０を被覆しないためのマスキングが不要となり、導通部材１を連続的に形成できる。従って、導通部材１の製造コストの低減及び製造時間の短縮をも実現できる。

また、図６（ｂ）に示すような構成の導通部材１と、図６（ｃ）に示すような構成の導通部材１Ａを逐次生産し、この導通部材１と導通部材１Ａとにコネクタ等の外装品を取付け、導通部材１と導通部材１Ａとを束ねて、ワイヤハーネス（図８（ｄ）参照）をセット生産することもできる。

なお、ワイヤハーネスのロット生産の方法については後述する。

（サブアッセンブリのロット生産）
図４〜図６のようにして製造された導通部材１および導通部材１Ａを用いてサブアッセンブリをロット生産する方法について図７を参照して説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、治具板５００上で、同じ仕様のサブアッセンブリＳＢ１を複数にわたって同時並行して生産する。なお、図７（ａ）では、説明の都合上、３つのサブアッセンブリＳＢ１を生産する場合を示すが、これに限定されず、４つ以上のサブアッセンブリＳＢ１を同時並行して生産するようにしてもよい。

図７（ａ）において、各電線Ｌ１は、前述の導通部材１を用いて構成される。即ち、導通部材１の両端側の端子部１０ｂ（図６（ｂ）参照）にコネクタＣ１、Ｃ３を取付けて電線Ｌ１が作成される。

そして、電線Ｌ１を構成する導通部材１の絶縁材２０の一部を中剥ぎして、電線Ｌ２を取付け、この電線Ｌ２の端部にコネクタＣ２を設けて、サブアッセンブリＳＢ１が作成される。

一方、図７（ｂ）に示すように、治具板５０１上で、同じ仕様のサブアッセンブリＳＢ２を複数にわたって同時並行して生産する。なお、図７（ｂ）では、説明の都合上、３つのサブアッセンブリＳＢ２を生産する場合を示すが、これに限定されず、４つ以上のサブアッセンブリＳＢ２を同時並行して生産するようにしてもよい。

図７（ｂ）において、各電線Ｌ１０は、前述の導通部材１Ａを用いて構成される。即ち、導通部材１Ａの両端側の端子部１０ｂ（図６（ｂ）参照）にコネクタＣ１０および取付具Ｄ１を取付けて電線Ｌ１０が作成される。

そして、取付具Ｄ１には、電線Ｌ１１と、端末具６０１を有する電線Ｌ１２とが接続されてサブアッセンブリＳＢ２が作成される。

このようにして、サブアッセンブリＳＢ１およびサブアッセンブリＳＢ２をロット生産することにより、各サブアッセンブリを効率的に生産することができ、製造コストを低廉化することができる。

なお、製造しようとするワイヤハーネスに合わせて、サブアッセンブリの構成は適宜変更することができる。

また、ワイヤハーネスを構成するサブアッセンブリの種類や数も適宜変更することができることは勿論である。

（ワイヤハーネスのロット生産）
図７のようにして製造されたサブアッセンブリＳＢ１、ＳＢ２を用いてワイヤハーネスＷＨをロット生産する方法について図８を参照して説明する。

なお、本実施の形態にいうワイヤハーネスとは、複数のサブアッセンブリを接続したサブアッセンブリ集合体等の総称である。

まず、図８（ｃ）に示すように、サブアッセンブリＳＢ１とサブアッセンブリＳＢ２を１本ずつ平行に並べて治具板等（図示せず）に載置する。

なお、図８（ｃ）に示す例では、サブアッセンブリＳＢ２の電線Ｌ１１の先端は、サブアッセンブリＳＢ１のコネクタＣ１に接続される。

次いで、図８（ｄ）に示すように、サブアッセンブリＳＢ１とサブアッセンブリＳＢ２の所定箇所（図８（ｄ）に示す例では、Ｌ１、Ｌ１０およびＬ１１の一部）を集束テープ７０１で巻いて固定する。

また、Ｌ１、Ｌ１０およびＬ１１が集結された一部には、保護チューブが被されてワイヤハーネスＷＨが組み付けられる。

なお、実際には、複数の製造ラインで、同じ仕様のワイヤハーネスＷＨが同時並行して生産される。

そして、組み付けられたワイヤハーネスＷＨに対しては、図８（ｅ）に有るように、導通検査、外観検査が実施される。

より具体的には、導通検査では、組み付けられたワイヤハーネスＷＨが備える各コネクタＣ１〜Ｃ３、Ｃ１０および取付具Ｄ１、端末具６０１について、検査用の電流が流されて、正常に導通するか否かを検査する。

また、外観検査は、検査者等の目視または検査用カメラの画像確認により、ワイヤハーネスＷＨについて、集結テープの剥がれや、コネクタの破損等がないかについて検査される。

そして、これらの検査をクリアしてワイヤハーネスＷＨが完成される。

このようにして、ワイヤハーネスＷＨをロット生産することにより、各ワイヤハーネスＷＨを効率的に生産することができ、製造コストを低廉化することができる。

なお、製造しようとするワイヤハーネスＷＨに合わせて、適当なサブアッセンブリを選択することができる。

また、ワイヤハーネスＷＨによって、構成するサブアッセンブリの種類や数も適宜変更することができることは勿論である。

以上述べたように、本実施の形態によれば、絶縁性能を確保しつつ、軽量でかつ配設スペースや配策スペースを小さくでき、製造コストを低減できる導通部材１（１Ａ）とその製造方法、その導通部材１（１Ａ）を用いたワイヤハーネスＷＨおよびその製造方法を提供することができる。

以上、本発明の導通部材の製造方法、ワイヤハーネスおよびその製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

１、１Ａ、５０、６０…導通部材
１０…バスバー
１０Ａ…バスバー連続体
１０Ｓ…接続部
１０ａ、１０ｂ…端子部
１０Ｃ…端子部
２０…絶縁材
５０…導通部材
５１…撚り線
５１ａ…芯線
５２…絶縁材
６０…導通部材
６１…丸単線
６１ａ…露出部位
６２…絶縁材
１００…塗布装置
１１０…ガイド
１２０…ローラ
１３０…タンク
１４０…液送ポンプ
２００…樹脂硬化装置
２１０…ローラ
２２０…線径モニタ
５００、５０１…治具板
６０１…端末具
７００…保護チューブ
７０１…集束テープ
Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ１０…コネクタ
Ｄ１…取付具
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１０〜Ｌ１２…電線
ＷＨ…ワイヤハーネス

Claims (4)

1. 導電材からなるバスバー、撚り線または丸単線で構成される長尺の導体と、前記長尺の導体を所定間隔で被覆する絶縁材とによって構成される導通部材を前記所定間隔で切断する工程と、
   切断された前記各導通部材の両端に端子部を形成する工程と
   を有することを特徴とする導通部材の製造方法。
2. 請求項１に記載の導通部材の製造方法で製造された１または２以上の導通部材と、１または２以上の撚り線とを配策して形成される複数のサブアッセンブリを束ねて構成されることを特徴とするワイヤハーネス。
3. 請求項１に記載の導通部材の製造方法で製造された１または２以上の導通部材と、１または２以上の撚り線とを治具板で配策して複数のサブアッセンブリを形成する工程と、
   前記各サブアッセンブリを束ねる工程と、
   束ねられた前記各サブアッセンブリに外装品を取付ける工程と、
   前記外装品を取付けた前記各サブアッセンブリの導通検査を行う工程と、
   前記外装品を取付けた前記各サブアッセンブリの外観検査を行う工程と
   を有することを特徴とするワイヤハーネスの製造方法。
4. 前記サブアッセンブリを形成する工程は、他の工程に先駆けて、同一仕様の導通部材および同一仕様の撚り線を用いた同じ形態のサブアッセンブリを複数にわたってロット生産する工程であることを特徴とする請求項３に記載のワイヤハーネスの製造方法。

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