JP2018101600A - 配索材及び配索材の製造方法、並びに配索材の接続構造 - Google Patents

配索材及び配索材の製造方法、並びに配索材の接続構造 Download PDF

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Abstract

【課題】従来の電線と比較して軽量で薄型化でき、配索スペースを削減できる配索材及び配索材の製造方法、並びに配索材の接続構造を提供する。【解決手段】車両用配索材100は、板厚方向に積層された複数の平型導体11A〜11Dと、隣接する平型導体間に介装されて各平型導体間を電気的に絶縁する絶縁シート材13と、絶縁シート材13を挟んで積層された複数の平型導体11A〜11Dの周囲に形成された絶縁層15と、を備える。【選択図】図2

Description

本発明は、配索材及び配索材の製造方法、並びに配索材の接続構造に関する。
例えば、リアバッテリー車両においては、リアからフロントに電気を送る長尺のバッテリーケーブルが必要になる。バッテリーケーブルとしては、自動車用の丸型又は平型の太物電線が一般に使用されている。これら太物電線の電線製造方法では、配索材である導体(銅素線を撚り合わせた物)に、絶縁被覆(ポリ塩化ビニル等)を押出成形したものが多い。絶縁被覆の押出成形は、加熱溶融した絶縁材を線状の導体と共にダイスから押し出すことにより絶縁材を導体の外周に被覆する。そのため、絶縁被覆の押出成形は、導体が撚り合わせで柔らかい物、または硬い場合には曲げが無い物であることが必要条件となる。
なお、絶縁導体の製造方法としては、特許文献1の絶縁体陶器挿入物を用いて薄板にした電気伝導体の製造方法や、特許文献2の酸化物超電導線材の製造方法等が知られている。
特開昭58−142708号公報 特開2000−268649号公報
ところで、バッテリーケーブル等の配索材を車室内に配索する場合、車室内居住空間の拡大ニーズに伴い、ボディパネルに沿わせての配索、及びケーブルの薄型化が求められる。配索材をボディパネルに沿わせて配索するためには、配索材をボディパネル形状に合わせて曲る必要がある。
しかしながら、太物電線をボディパネル形状に合わせて曲げることは難しい。また、ボディパネルに沿わせて曲げ加工したバスバー等の硬い導体に対しては、絶縁被覆の押出成形が困難となる。そこで、ボディパネルに沿わせて配索が可能な、薄厚で、曲げ加工した導体に対して絶縁被覆を成形した配索材の要請がある。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、従来の電線と比較して軽量で薄型化でき、配索スペースを削減できる配索材及び配索材の製造方法、並びに配索材の接続構造を提供することにある。
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 板厚方向に積層された複数の平型導体と、隣接する前記平型導体間に介装されて各平型導体間を電気的に絶縁する絶縁シート材と、前記絶縁シート材を挟んで積層された前記複数の平型導体の周囲に形成された絶縁層と、を備えることを特徴とする配索材。
上記(1)の構成の配索材によれば、配索材に平型導体を使用し、これら複数の平型導体間に絶縁シート材を介装して、平型導体を板厚方向に積層することにより、従来の太物電線に比べ高さを抑制しながら複数回路の配索材を構成できる。この場合、複数の平型導体を、従来の太物電線のように、板厚方向と直交する方向に並べなくてもよいので、配索材の幅方向における配索スペースが拡大するのを抑制できる。
(2) 前記複数の平型導体の周囲を覆うシールド層を備えることを特徴とする上記(1)に記載の配索材。
上記(2)の構成の配索材によれば、ノイズの放出を抑制し且つ外来するノイズの影響を防ぐことができる。
(3) 複数の平型導体を板厚方向に積層する積層工程と、隣接する前記平型導体間に絶縁シート材を介装して電気的に絶縁する絶縁工程と、積層された前記複数の平型導体の周囲に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、を含むことを特徴とする配索材の製造方法。
上記(3)の構成の配索材の製造方法によれば、複数の平型導体を板厚方向に積層する際、隣接する平型導体間に絶縁シート材を介装して電気的に絶縁するので、平型導体間を容易且つ確実に絶縁することができる。
(4) 前記絶縁層を形成する前に、積層された前記複数の平型導体を所定形状に折り曲げる曲げ工程を含むことを特徴とする上記(3)に記載の配索材の製造方法。
上記(4)の構成の配索材の製造方法によれば、積層された複数の平型導体が、予めボディパネルに沿わせる形状等に曲げ加工される。即ち、可撓性を有する絶縁シート材を介装することにより積層した複数の平型導体は、ボディパネル等に沿わせる形状に一括して曲げ加工することができる。曲げ加工された複数の平型導体の周囲は、更に絶縁層で覆われる。一般的に、配索材を沿わせるフロアパネル等のボディパネルの表面は、クロスメンバや補強リブ等により複雑な凹凸面となっている。このボディパネルに太物電線を沿わして配索した場合、凸部の上に太物電線が配置されることになる。このため、ボディパネルと、その上に設けられる例えば内装材との間隔は、最低限、太物電線の収容高さ分必要となる。また、太物電線は、凸部に倣って曲げることが困難となるため、凹部においても、太物電線の位置に制約され、内装材の高さを低くすることができない。一方、本構成の配索材では、絶縁シート材を介装して積層された複数の平型導体が曲げ加工されるので、複雑なボディパネル等の凹凸面に沿わした形状に容易に加工することが可能となる。これにより、凹部において、曲げることのできない太物電線のような制約がなくなり、内装材の高さを低くすることが可能となる。更に、この複数の平型導体が絶縁シート材を介装して積層されて曲げ加工された配索材の表面には、例えば粉体塗装により絶縁層が形成される。粉体塗装は、従来の押出し成形での絶縁層が1〜2mmの厚さであるのに対し、例えば0.1〜0.2mmの厚さで絶縁層を形成できる。これにより、上記構成の配索材は、配索スペースを削減することができ、例えばボディパネルと内装材との間隔を低減できるようになる。
(5) 前記複数の平型導体の周囲にシールド層を形成するシールド層形成工程を含むことを特徴とする上記(3)又は(4)に記載の配索材の製造方法。
上記(5)の構成の配索材の製造方法によれば、絶縁シート材を挟んで積層された複数の平型導体の周囲に絶縁層を形成した後、絶縁層の周囲を導電性の編組線や箔材等で覆って、シールド層を形成する。更にその外側に必要に応じ絶縁層を設けることにより、同一の設備を用いてシールド機能を有する配索材を容易に製造することができる。
(6) 上記(1)又は(2)に記載の複数の前記配索材における前記複数の平型導体の各接続部が互いに電気的に接続される接続部分には、両接続部間の設置高さの違いによる隙間を吸収するためのスペーサが介装されることを特徴とする配索材の接続構造。
上記(6)の構成の配索材の接続構造によれば、接続される複数の配索材の各設置箇所に設置高さの違いがある場合でも、平型導体の各接続部が接続される接続部分にスペーサが介装されることで、両接続部間の設置高さの違いによる隙間を吸収して接触面積を確保することができ、接続信頼性を確保することができる。
(7) 上記(1)又は(2)に記載の複数の前記配索材における前記複数の平型導体の各接続部が互いに電気的に接続される接続部分には、両接続部間の設置高さの違いによる隙間を吸収するための折り曲げ部が少なくとも一方の前記平型導体の接続部に形成されることを特徴とする配索材の接続構造。
上記(7)の構成の配索材の接続構造によれば、接続される複数の配索材の各設置箇所に設置高さの違いがある場合でも、少なくとも一方の平型導体の接続部に折り曲げ部が形成されることで、両接続部間の設置高さの違いによる隙間を吸収して接触面積を確保することができ、接続信頼性を確保することができる。
(8) 上記(1)又は(2)に記載の前記配索材における前記複数の平型導体の接続部と、前記接続部に電気的に接続される分岐接続部材の接続片との間には、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収するためのスペーサが介装されることを特徴とする配索材の接続構造。
上記(8)の構成の配索材の接続構造によれば、分岐接続部材の設置箇所と配索材の設置箇所との間に設置高さの違いがある場合でも、接続片と接続部との間にスペーサが介装されることで、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収して接触面積を確保することができ、接続信頼性を確保することができる。
(9) 上記(1)又は(2)に記載の前記配索材における前記複数の平型導体の接続部と、前記接続部に電気的に接続される分岐接続部材の接続片との少なくとも一方には、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収するための折り曲げ部が形成されることを特徴とする配索材の接続構造。
上記(9)の構成の配索材の接続構造によれば、分岐接続部材の設置箇所と配索材の設置箇所との間に設置高さの違いがある場合でも、接続片と接続部の少なくとも一方に折り曲げ部が形成されることで、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収して接触面積を確保することができ、接続信頼性を確保することができる。
(10) 上記(8)又は(9)に記載の前記分岐接続部材が、絶縁性の分岐ボックス内に収容されていることを特徴とする配索材の接続構造。
本発明に係る配索材によれば、従来の電線と比較して軽量で薄型化でき、配索スペースを削減できる。
本発明に係る配索材の製造方法によれば、従来の押出し成形した被覆電線と比較して薄厚で、ボディパネル等に沿わせて曲げ加工した配索材に対して絶縁層を形成することが可能となる。
本発明に係る配索材の接続構造によれば、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収して接触面積を確保することができ、接続信頼性を確保することができる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
本発明の第1実施形態に係る配索材の全体斜視図である。 図1に示した配索材のII−II断面矢視図である。 図1に示した配索材における左端部の正面図である。 図1に示した配索材における左端部の平面図である。 本発明の第2実施形態に係る配索材の横断面図である。 本発明の第3実施形態に係る配索材の全体斜視図である。 本発明の第3実施形態の変形例に係る配索材を示す全体斜視図である。 複数種の配索材を用いた車両での配索例を表す斜視図である。 図6に示した配索材の製造方法の手順を表した工程図である。 静電塗装法の手順を表した工程図である。 流動浸漬法の手順を表した工程図である。 太物電線を使用した車両での配索例を表す斜視図である。 (a),(b)は、図7に示した配索材を分割して構成した第1配索材と第2配索材を表した斜視図である。 本発明の第4実施形態に係る配索材の接続構造を有する図13に示した第1配索材と第2配索材の接続部分を示す斜視図である。 図14に示した配索材同士の接続部分を示す要部断面図である。 本発明の第5実施形態に係る配索材の接続構造を有する第1配索材と第2配索材の接続部分を示す斜視図である。 図16に示した配索材同士の接続部分を示す要部断面図である。 複数の配索材を電気的に接続する分岐接続部材が収容された分岐ボックスの外観斜視図である。 本発明の第6実施形態に係る配索材の接続構造を説明するために図18に示した分岐ボックスに収容された分岐接続部材及び配索材の斜視図である。 図19に示した接続部と接続片の接続部分を示す要部断面図である。 本発明の第7実施形態に係る配索材の接続構造を説明するために図19に示した配索材とは別の構成の接続部を有する配索材及び分岐接続部材の斜視図である。 図21に示した接続部と接続片の接続部分を示す要部断面図である。
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1実施形態に係る車両用配索材100の全体斜視図、図2は図1に示した車両用配索材100のII−II断面矢視図である。
本第1実施形態に係る車両用配索材100は、複数の平型導体11A〜11D(図2参照)と、絶縁シート材13と、絶縁層15と、を有する配索材である。
本第1実施形態に係る複数の平型導体11A〜11Dは、板厚方向に積層される。平型導体11A〜11Dには、銅合金、アルミニウム合金等の種々の導電性材料を用いることができる。本実施形態では、アルミニウム合金製の平型導体を例に説明する。
絶縁シート材13は、隣接する平型導体間に介装されて各平型導体間を電気的に絶縁する。絶縁シート材13は、可撓性を有するPET(ポリエチレンテフタレート)やPEN(ポリエチレンナフタレート)等の樹脂シート材を用いることができる。これら絶縁シート材13は、平型導体11A〜11Dの各接続部17を除く表裏面の全域に設けられる。従って、四角形の平型導体11A〜11Dの場合、4辺における端面は、絶縁シート材13に覆われていなくてもよい。この4辺における端面は、絶縁層15により覆われる。従って、積層された複数の平型導体11A〜11Dは、接続部17のみが露出することになる。
絶縁層15は、絶縁シート材13を挟んで積層された複数の平型導体11A〜11Dの周囲に形成される。この絶縁層15は、例えば後述の粉体塗装により形成される。
本第1実施形態に係る車両用配索材100は、複数の平型導体11A〜11Dが絶縁シート材13を挟んで積層されることで、多回路に対応が可能となっている。本実施形態では、4層の平型導体11A〜11Dからなる車両用配索材100の場合を例示するが、層数(枚数)はこれに限定されない。
それぞれの平型導体11A〜11Dの接続部17は、車両用配索材100の全幅を層数で分割した幅で形成することができる。図示例のように、接続部17には、ボルト固定穴19が穿設されている。
本第1実施形態に係る車両用配索材100が、例えば電源ケーブルとして利用される場合、図2に示すように、図示例の4回路は、例えば下層より48Vのマイナス、48Vのプラス、12Vのプラス、12Vのマイナスの順で平型導体11A〜11Dを積層して車両用配索材100を構成することができる。この場合、隣接する層は、同極同士とすることが好ましい。図示例の車両用配索材100では、「48Vのプラス」と「12Vのプラス」とが2層目と3層目とで隣接する。多回路を積層した車両用配索材100は、同極を隣接配置することにより耐ノイズ性能を向上させることができる。
図2に示したように、車両用配索材100には、例えば厚み(t)を0.8mm、幅(W1)を70mmとするアルミニウム合金製の平型導体11A〜11Dを用いている。そこで、このアルミ平板の平型導体11A〜11Dは、それぞれ56sqの電線に相当する。また、積層された4層の平型導体11A〜11Dは、例えば、厚み(t1)を0.2mmとする絶縁シート材13が隣接する平型導体間に介装され、厚み(t2)を0.2mmとする絶縁層15で周囲が覆われている。そのため積層導体間距離は、0.2mmとなる。従って、車両用配索材100の全幅(W)は、70.4mmとなり、全厚み(T)は4.2mmとなる。従って、標準の仕上外径が12.0mmとなる50sqのアルミ電線を用いた場合に比べて、車両用配索材100は厚みを半分以下とすることができる。
図3及び図4は、配索材100における左端部の正面図及び平面図である。
図3に示すように、車両用配索材100は、平型導体11A〜11Dにおけるそれぞれの接続部17の幅(w)が16.0mmとされている。また、隣接する接続部同士の間隔(d)が2.0mmとされている。この接続部17の幅(w)は、接続部17に穿設したボルト固定穴19に挿通したボルトにナットを締結する際に使用される工具の外径と、締結済みのナットとの干渉を回避するために必要な最低寸法となっている。
ここで、車両用配索材100における各平型導体11A〜11Dの板厚(t)は、回路数を(n)、各平型導体11A〜11Dの両端における接続部17の幅を(w)、隣接する接続部17の間隔を(d)、必要な配索材の断面積(電線sq)を(S)とした際、下記式(A)により算出することができる。
t≧S/(n×w+d(n−1))・・・(A)
即ち、上記式(A)によれば、従来の電線の電線sq(各配索材の必要な断面積(S)に相当)に応じて、必要とされる各平型導体11A〜11Dの板厚(t)を算出することができ、車両用配索材100は従来の電線からの置き換えが容易となる。
図5は、本発明の第2実施形態に係る車両用配索材200の横断面図である。
図5に示すように、車両用配索材200は、絶縁層15で覆われた複数の平型導体11A〜11Dの周囲に、シールド層16を備えている。シールド層16としては、例えば編組線や箔材を用いることができる。シールド層16の外周は、絶縁層15で更に覆われている。シールド層16を設けた車両用配索材200によれば、ノイズの放出を抑制し且つ外来するノイズの影響を防ぐことができる。
図6は本発明の第3実施形態に係る車両用配索材300の全体斜視図である。
本第3実施形態に係る車両用配索材300は、例えば車両のフロアパネル(ボディパネル)21(図8参照)に沿わせる形状に曲げ加工されている。車両用配索材300は、後述するように、絶縁層15を形成する前に、可撓性を有する絶縁シート材13を介装して積層された複数の平型導体11A〜11Dが所定形状に折り曲げられる。そして、この折り曲げられた複数の平型導体11A〜11Dの周囲に絶縁層15を形成することで、車両用配索材300は構成されている。
車両用配索材300には、フロアパネル21のトンネル部24を跨ぐ凹状曲げ部22が形成されている。この車両用配索材300は、絶縁シート材13を介装して積層された4層(4枚)の平型導体11A〜11Dが粉体塗装による絶縁層15で覆われ、両端にそれぞれ4つの接続部17を有している。
図7は本発明の第3実施形態の変形例に係る車両用配索材400を示す全体斜視図である。
車両用配索材400は、上記車両用配索材300と同様に、絶縁層15を形成する前に、可撓性を有する絶縁シート材13を介装して積層された複数の長尺の平型導体が所定形状に折り曲げられる。そして、この折り曲げられた複数の長尺の平型導体の周囲に絶縁層15を形成することで、車両用配索材400は構成されている。
車両用配索材400には、フロアパネル21に沿わすための複数の曲げ部29,31,33等の他、フロアパネル21のクロスメンバを跨ぐ複数の凹状曲げ部35,37が形成されている。この車両用配索材400は、絶縁シート材13を介装して積層された4層(4枚)の長尺の平型導体が粉体塗装による絶縁層15で覆われ、両端にそれぞれ4つの接続部17を有している。
図8は複数種の車両用配索材を用いた車両での配索例を表す斜視図である。
一対の車両用配索材400は、例えば電源ケーブルとして用いる場合、車両のフロント(Fr)側のフロントクロスメンバ23とリア(Rr)側のリアクロスメンバ25とを跨いでフロアパネル21に沿って車両前後方向に配索される。また、車両用配索材300は、車両のトンネル部24を跨いでフロアパネル21に沿って車両左右方向に配索され、分岐ボックス27を介して一対の車両用配索材400に電気的に接続される。更に、車両用配索材100は、分岐ボックス27を介して車両用配索材400に電気的に接続される。
そして、車両のフロント(Fr)側とリア(Rr)側に渡ってフロアパネル21に沿って配索されて相互接続されたこれら車両用配索材100,300,400により、車載バッテリーから車両の各所の機器へ電源を供給することができる。
これら車両用配索材100,300,400は、絶縁シート材13を介装して積層された複数の平型導体からなり、粉体塗装した薄い絶縁層15で覆われているため、従来の電線と比較し薄型化でき、且つ軽量化できる。そして、これら車両用配索材100,300,400の薄型化により、車両配索スペースを削減できる。これにより、車両用配索材100,300,400は、車室内居住空間の拡大ニーズに伴い配索空間を極力小さくしたい省スペース部(例えばフロアパネル21とフロアマットの隙間等)においても配索が可能となる。
次に、上記各実施形態に係る車両用配索材の製造方法について説明する。
図9は図5に示した車両用配索材300の製造方法の手順を表した工程図である。
本実施形態に係る車両用配索材300の製造方法は、複数の平型導体11A〜11Dを板厚方向に積層する積層工程と、隣接する平型導体間に絶縁シート材13を介装して電気的に絶縁する絶縁工程と、積層された複数の平型導体11A〜11Dの周囲に絶縁層15を形成する絶縁層形成工程と、を有する。
複数の平型導体11A〜11Dを板厚方向に積層する積層工程では、図9の(a)に示すように、所要枚数(図例では4枚)の平型導体11A〜11Dが用意される。複数の平型導体11A〜11Dは、折り曲げ加工の前に、隣接する平型導体間に絶縁シート材13を介装して電気的に絶縁され、図9の(b)に示す積層平型導体43となる。
積層平型導体43は、外周に絶縁層15を形成する前に、図9の(c)に示すように、曲げ工程で車両のフロアパネル21等に沿わせる形状に曲げ加工される。特に積層平型導体43の曲げ加工では、加工後、スプリングバックにより少々変形がもどるので、これを見込んで行う。
曲げ工程が完了した積層平型導体43は、外周に粉体塗装が施されることにより、図9の(d)に示すように、絶縁層15が表面に形成された車両用配索材300となる。
この際、本実施形態に係る車両用配索材300の製造方法は、塗装工程の前に、マスキング工程を設けることができる。マスキング工程では、積層平型導体43の例えば両端における接続部17となる部分の表面が、マスキングテープ45等を用いることによりマスキングされる(図9の(c)参照)。マスキングされた積層平型導体43の両端には、予め穴あけ加工によりボルト固定穴19が穿設されている。このマスキングされた積層平型導体43の両端には、絶縁層15が形成されない。従って、この積層平型導体43の両端における露出部は、接続端子として利用することができる。接続端子は、上記のボルト固定穴19を利用したボルト締結により相手ハーネスやバッテリー電極、或いはオルタネータ端子等と直接導通接続することができる。
曲げ加工された積層平型導体43の表面には、絶縁性樹脂材料を粉体塗装して絶縁層15が形成される。この粉体塗装には、主に「静電塗装法(吹き付け塗装)」と、「流動浸漬法(浸漬塗装)」との2つがある。
図10は「静電塗装法」の手順を表した工程図である。
「静電塗装法」は、スプレーガン48で塗料に帯電させ、アースの取れた被塗物に静電気を使って塗布する方法である。
図10に示した「静電塗装法」では、先ず、積層平型導体43を、前処理槽47で洗浄処理し、水切乾燥炉49で乾燥させる。
次いで、粉体塗装ブース51において、粉体塗料供給タンク53からの粉体塗料をコンプレッサー55からの圧送空気により吹き付ける。この際、スプレーガン48には高電圧発生装置57が接続されており、塗料を帯電させる。一方、積層平型導体43にはアースを取っておくことにより、積層平型導体43の表面が粉体塗料の塗膜で覆われる。粉体塗装ブース51には、回収装置59が接続されている。
粉体塗料の塗布後、焼付け乾燥炉61で加熱することにより、塗膜を形成し、冷却の後、被覆積層平型導体63を得る。被覆積層平型導体63は、マスキングテープ45の除去等の後処理を経て車両用配索材300となる。後述する「流動浸漬法」では膜厚の管理を行うのは困難であるが、「静電スプレー法」では50ミクロン程度の薄膜で塗膜を管理することが容易となる。
「静電スプレー法」で使用される熱硬化性塗料は、熱を加えることにより化学変化(架橋)を起こし、特性が変化する。架橋反応により各種の性能を付加させることが可能なため、用途に応じた塗料を選択することができる。使用されるベース樹脂は、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ハイブリッド(エポキシ/ポリエステル)樹脂等が一般的である。
図11は「流動浸漬法」の手順を表した工程図である。
「流動浸漬法」では、先ず、積層平型導体43を、前処理槽47で洗浄処理し、予備加熱炉65で積層平型導体43を予備加熱する。
次いで、流動浸漬槽67において、浸漬を行う。浸漬は、流動浸漬槽67の底の部分に多孔板を配置し、多孔板から圧縮空気69を送ることにより塗料を流動させ、流動している塗料の中に予熱した積層平型導体43を浸漬する。流動浸漬槽67の中の塗料は、熱により積層平型導体43に融着し、厚膜の塗膜を形成する。
その後、平滑性を向上させるための後加熱槽71を通してもよい。これにより、被覆積層平型導体63を得る。被覆積層平型導体63は、マスキングテープ45の除去等の後処理を経て車両用配索材300となる。「流動浸漬塗装法」では、通常200〜500ミクロンの膜厚を付けることができる。
「流動浸漬法」に使用される熱可塑性粉体塗料は、主に塩化ビニル、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂を使用することができる。熱可塑性塗料は、熱を加えることにより軟化し形状を変化させ、冷えると形状が安定するという特徴を持つ。熱可塑性粉体塗料は、熱による化学変化を伴わないため、再び熱を加えると軟化及び形状の変化が繰り返される。従って、熱硬化性塗料のような焼付け工程ではない。
なお、本実施形態に係る車両用配索材の製造方法は、粉体塗装が施された被覆積層平型導体63の周囲に、更にシールド層を形成するシールド層成形工程を含むものであってもよい。このシールド層形成工程では、被覆積層平型導体63の周囲が、シールド層としての編組線や箔材で覆われる。その後、必要に応じその外周が粉体塗装により形成した絶縁層15で更に覆われる。シールド層が設けられた車両用配索材によれば、ノイズの放出を抑制し且つ外来するノイズの影響を防ぐことができる。
次に、上記した構成の作用を説明する。
上記実施形態に係る車両用配索材100,200,300,400では、配索材に平型導体11A〜11Dを使用し、これら複数の平型導体間に絶縁シート材13を介装して、平型導体11A〜11Dを板厚方向に積層することにより、従来の太物電線に比べ高さを抑制しながら複数回路の車両用配索材を構成できる。この場合、複数の平型導体11A〜11Dを、従来の太物電線のように、板厚方向と直交する方向に並べなくてもよいので、配索材の幅方向における配索スペースが拡大するのを抑制できる。
また、シールド層16を設けた配索材200によれば、ノイズの放出を抑制し且つ外来するノイズの影響を防ぐことができる。
本実施形態に係る車両用配索材100,200,300,400の製造方法では、複数の平型導体11A〜11Dを板厚方向に積層する際、隣接する平型導体間に絶縁シート材13を介装して電気的に絶縁するので、平型導体間を容易且つ確実に絶縁することができる。
また、車両用配索材300,400の製造方法では、積層された複数の平型導体11A〜11Dが、予めフロアパネル21に沿わせる形状に曲げ加工される。即ち、可撓性を有する絶縁シート材13を介装することにより積層した複数の平型導体11A〜11D(即ち、積層平型導体43)は、フロアパネル21に沿わせる形状に一括して曲げ加工することができる。曲げ加工された積層平型導体43の周囲は、絶縁層15で覆われる。
一般的に、配索材を沿わせるフロアパネル21の表面は、フロントクロスメンバ23やリアクロスメンバ25等により複雑な凹凸面となっている。
例えば、図12に示すように、リアのバッテリー38に接続されたヒューズボックス39にフロントのオルタネータ41等を接続するため、フロアパネル21に太物電線73を沿わして配索した場合、フロントクロスメンバ23及びリアクロスメンバ25等の凸部の上に太物電線73が配置されることになる。このため、フロアパネル21と、その上に設けられる例えば内装材との間隔は、最低限、太物電線73の収容高さ分必要となる。また、太物電線73は、フロントクロスメンバ23やリアクロスメンバ25の凸部に倣って曲げることが困難となるため、凹部においても、太物電線73の位置に制約され、内装材の高さを低くすることができない。
一方、上記構成の車両用配索材300,400では、絶縁シート材13を介装して積層された複数の平型導体11A〜11D(積層平型導体43)が予め曲げ加工されるので、複雑なフロアパネル21の凹凸面に沿わした形状に容易に加工することが可能となる。これにより、凹部において、曲げることのできない太物電線73のような制約がなくなり、内装材の高さを低くすることが可能となる(図8参照)。この複数の平型導体A〜11Dが絶縁シート材13を介装して積層されて曲げ加工された配索材の表面には、例えば粉体塗装により絶縁層15が形成される。粉体塗装は、従来の押出し成形での絶縁層15が1〜2mmの厚さであるのに対し、例えば0.1〜0.2mmの厚さで絶縁層15を形成できる。これにより、車両用配索材300,400は、車両配索スペースを削減することができ、例えばフロアパネル21と内装材との間隔を低減できるようになる。
また、車両用配索材200の製造方法では、絶縁シート材13を挟んで積層された複数の平型導体11A〜11Dの周囲に絶縁層15を形成した後、絶縁層15の周囲を、シールド層16で覆い、更にその外側に必要に応じ粉体塗装で絶縁層15を設けることにより、同一の設備(例えば、粉体塗装装置)を用いてシールド機能を有する車両用配索材200を容易に製造することができる。
従って、上記各実施形態に係る車両用配索材100,200,300,400によれば、従来の太物電線73と比較して軽量で薄型化でき、配索スペースを削減できる。
また、上記各実施形態に係る車両用配索材100,200,300,400の製造方法によれば、従来の押出し成形した被覆電線と比較して薄厚で、フロアパネル21に沿わせて曲げ加工した配索材に対して絶縁層15を形成することが可能となる。
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
例えば、平型導体の周囲に形成される絶縁層は、上述した粉体塗装に限らず、塗料中に浸漬させる方法(ディップコーティング)等の種々の形成方法を採ることができる。また、上記の構成例では、分岐ボックス27を介して複数の車両用配索材100,300,400を電気的に接続する構成としたが、1本の車両用配索材を車両の前後方向に配索する構成とすることもできることは云うまでもない。更に、上記の実施形態では、配索材として車両の電源ケーブルに使用される車両用配索材100,200,300,400を例に説明したが、本発明の配索材はこれに限らず、種々の配索材に適用できることは云うまでもない。
図13の(a),(b)は、図7に示した車両用配索材400を分割して構成した第1配索材410と第2配索材430を表した斜視図、図14は本発明の第4実施形態に係る配索材の接続構造を有する図13に示した第1配索材410と第2配索材430の接続部分450を示す斜視図である。
上記車両用配索材400は、上述のように設置箇所に合わせた構造で作られる。すなわち、車両用配索材400は、積層された4層(4枚)の平型導体11A〜11Dによって剛性の高い構造体となる。このため、例えば車両用配索材400のように車両前後方向の半分以上の長尺となる場合、製造性、搬送性を考慮して、図13の(a)に示す第1配索材410と、図3の(b)に示す第2配索材430とに分割して製造されることが好ましい。この場合、第1配索材410と第2配索材430とを接続部分450で電気的に接続する必要がある。なお、第1配索材410及び第2配索材430における上記車両用配索材400と同様の構成部分については、同符号を付して詳細な説明は省略する。
図14に示すように、第1配索材410と第2配索材430の接続部分450では、クランプ123により束ねられた第1配索材410の平型導体11A〜11Dにおける各接続部17と、クランプ123により束ねられた第2配索材430の平型導体11A〜11Dにおける各接続部17との間に、両接続部17間の設置高さの違いによる隙間を吸収するためのスペーサ420が介装され、両接続部17はボルト452と固定ナット451により締結固定されている。
即ち、図15に示すように、車体パネル等の取付け面500に設置される第1配索材410の設置箇所(設置面)と、第2配索材430の設置箇所(設置面)との間には、設置高さの違い(段差)がある場合がある。また、取付け面500自体に段差が無い場合でも、第1配索材410と第2配索材430の組立公差等により、第1配索材410の各接続部17と、第2配索材430の各接続部17との間には隙間が生じることがある。このような隙間を有する各接続部17同士を無理にボルト締結等により接続固定すると、十分な接触面積を確保することができずに接続信頼性が低下したり、接続部17の接続箇所に厚さ方向の曲げ負荷が掛かって変形や破損の原因となったりする可能性がある。
そこで、車体パネル等の取付け面500に設置される第1配索材410の設置箇所と、第2配索材430の設置箇所との間に設置高さの違いがある場合には、第1配索材410と第2配索材430の設置高さの違いによる隙間を吸収することができる所定の厚さを有するスペーサ420を介装する。スペーサ420が介装されることで、両配索材間の設置高さの違いによる隙間を吸収して接触面積を確保することができる。また、ボルト締結により接続固定した際に接続部17同士の接続箇所に厚さ方向の曲げ負荷が掛かりにくくなり、変形や破損を防止することができる。
スペーサ420は、矩形平板状の導電性材料からなり、ボルト452が貫通する貫通孔421が形成されている。スペーサ420は、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収するため、厚さの異なる複数種のものが適宜用いられる。
図16は本発明の第5実施形態に係る配索材の接続構造を有する第1配索材410Aと第2配索材430の接続部分450Aを示す斜視図、図17は図16に示した配索材同士の接続部分450Aを示す要部断面図である。
図16に示すように、第1配索材410Aと第2配索材430の接続部分450Aでは、クランプ123により束ねられた第1配索材410Aの平型導体11A〜11Dにおける各接続部17に、第2配索材430の平型導体11A〜11Dの設置箇所との設置高さの違いによる隙間を吸収するための折り曲げ部18が形成されている。
即ち、図17に示したように、取付け面500に設置される第1配索材410Aの設置箇所と、第2配索材430の設置箇所との間に設置高さの違いがある場合には、第1配索材410Aの各接続部17が設置高さの違いによる隙間を吸収して第2配索材430の各接続部17に面接触できるように、予め隙間に応じてクランク状に折り曲げ部18が第1配索材410Aの各接続部17に折り曲げ形成されている。
第1配索材410Aの各接続部17は、折り曲げ部18が形成されることで、第2配索材430の各接続部17に対する隙間を吸収して接触面積を確保することができる。また、ボルト締結により接続固定した際に接続部17同士の接続箇所に厚さ方向の曲げ負荷が掛かりにくくなり、変形や破損を防止することができる。
また、折り曲げ部18によって各接続部17がクランク状に折り曲げられることで、接続された第1配索材410Aが延在する直線方向からの応力を逃がすことが可能となり、接続部17の破損を抑制することができる。
なお、折り曲げ部18は、第1配索材410Aの各接続部17に限らず、第2配索材430の各接続部17に折り曲げ形成されてもよく、第1配索材410A及び第2配索材430の各接続部17の両方に折り曲げ形成されてもよい。また、第1配索材410Aの各接続部17は、溶接やハンダにより第2配索材430の各接続部17とそれぞれ接続されてもよい。
また、これら第1配索材410,410A及び第2配索材430は、図5に示した車両用配索材200のように、絶縁層15で覆われた複数の平型導体11A〜11Dの周囲に、シールド層16を備えてもよい。
図18は複数の車両用配索材100,300,400を電気的に接続する分岐接続部材513が収容された分岐ボックス511の外観斜視図、図19は本発明の第6実施形態に係る配索材の接続構造を説明するために図18に示した分岐ボックス11に収容された分岐接続部材513及び車両用配索材400の斜視図、図20は図19に示した接続部17と接続片第1〜第4の接続片535,537,539,541の接続部分450Bを示す要部断面図である。
分岐ボックス511は、本実施形態に係る車両用配索材100,300,400を電気的に接続する分岐接続部材513を収容する絶縁性の収容ケースである。分岐ボックス511は、収容ボックス515と蓋ケース517とを有し、これら収容ボックス515と蓋ケース517とにより分岐接続部材513を覆う。分岐ボックス511は、偏平な略6面体で形成される。分岐ボックス511のそれぞれの側辺部には、合計4つの接続開口部519が各側辺部から突出して形成される。それぞれの接続開口部519は、複数(図示例では4つ)の接続口521を有する。各接続口521には、後述の第1〜第4の接続片535,537,539,541が配置される。各接続口521に配置されるそれぞれの接続片には、後述する車両用配索材400のそれぞれの平型導体(導体)11A〜11Dが接続される。
図19に示すように、分岐ボックス511に収容される分岐接続部材513は、複数の平板状の導電性材料からなる平板部523A〜523Dを積層してなる。積層される平板部523A〜523Dの数は、接続する車両用配索材400の平型導体11A〜11Dの数となる。本実施形態において、後述する車両用配索材400の平型導体11A〜11Dの数は4本であるので、平板部523A〜523Dは4枚となる。
本実施形態において、平面視で方形の各平板部523A〜523Dは、積層された各平板部523A〜523Dの外周縁525から積層方向に重ならないように横並びに突出する第1〜第4の接続片535,537,539,541を有する。これら第1〜第4の接続片535,537,539,541は、車両用配索材400の平型導体11A〜11Dに対応してそれぞれ接続される。第1〜第4の接続片535,537,539,541は、複数群の接続部を構成する。図示例の分岐接続部材513は、各側辺部に、第1群の接続部527と、第2群の接続部529と、第3群の接続部531と、第4群の接続部533と、の合計4群の接続部が設けられる。第1群〜第4群のそれぞれの接続部527,529,531,533には、第1〜第4の接続片535,537,539,541が配置される。各接続片には、車両用配索材400の平型導体11A〜11Dをボルト締結によりそれぞれ接続するためのボルト固定穴543が穿設されている。
収容ボックス515の接続開口部519における各接続口521の底部には、スタッドボルト549が植設されている。スタッドボルト549は、第1〜第4の接続片535,537,539,541のボルト固定穴543にそれぞれ挿通される。ボルト固定穴543を貫通したスタッドボルト549には、固定ナット551が螺合される。これにより、ボルト固定穴19が穿設された各平型導体11A〜11Dは、第1〜第4の接続片535,537,539,541にそれぞれ締結可能となっている。同時に、スタッドボルト549は、分岐接続部材513を、収容ボックス515に固定する役割も有している。このようにして、収容ボックス515に固定された分岐接続部材513は、蓋ケース517がケース固定ネジ553により収容ボックス515に固定されることで、分岐ボックス511内に収容されてその殆どが覆われる。
上記の分岐接続部材513は、複数の平板部523A〜523Dの間に、各平板部間を電気的に絶縁する絶縁層555を有する。この絶縁層555は、例えば各平板部523A〜523Dの表面及び裏面の少なくとも一方に粉体塗装により形成することができる。
そして、図19に示すように、クランプ123により束ねられた車両用配索材400の平型導体11A〜11Dにおける各接続部17と、各平板部523A〜523Dの外周縁525から積層方向に重ならないように横並に突出する第1〜第4の接続片535,537,539,541との間には、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収するためのスペーサ420が介装されている。
即ち、図20に示すように、車両用配索材400と分岐接続部材513との接続部分450では、クランプ123により束ねられた車両用配索材400の平型導体11A〜11Dにおける各接続部17と、各平板部523A〜523Dの外周縁525から積層方向に重ならないように横並に突出する第1〜第4の接続片535,537,539,541との間に、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収するためのスペーサ420が介装されている。
そこで、図20に示すように、車体パネル等の取付け面500に設置される車両用配索材400の設置箇所と、平板部523A〜523Dが積層された分岐接続部材513を収容した分岐ボックス511の設置箇所との間に設置高さの違いがある場合には、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収することができる所定の厚さを有するスペーサ420を介装する。スペーサ420が介装されることで、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収して接触面積を確保することができる。また、接続固定した際に接続部17や第1〜第4の接続片535,537,539,541の接続箇所に厚さ方向の曲げ負荷が掛かりにくくなり、変形や破損を防止することができる。
図21は本発明の第7実施形態に係る配索材の接続構造を説明するために図19に示した車両用配索材400とは別の構成の接続部17Aを有する車両用配索材400A及び分岐接続部材513の斜視図、図22は図21に示した接続部17Aと第1〜第4の接続片535,537,539,541との接続部分450Cを示す要部断面図である。
図21に示すように、クランプ123により束ねられた車両用配索材400Aの平型導体11A〜11Dにおける各接続部17Aには、第1〜第4の接続片535,537,539,541の設置箇所との設置高さの違いによる隙間を吸収するための折り曲げ部18が形成されている。
即ち、図22に示したように、取付け面500に設置される車両用配索材400Aの設置箇所と、平板部523A〜523Dが積層された分岐接続部材513を収容した分岐ボックス511の設置箇所との間に設置高さの違いがある場合には、各接続部17Aが設置高さの違いによる隙間を吸収して第1〜第4の接続片535,537,539,541に面接触できるように、予め隙間に応じてクランク状に折り曲げ部18が折り曲げ形成されている。各接続部17Aは、折り曲げ部18が形成されることで、第1〜第4の接続片535,537,539,541に対する隙間を吸収して接触面積を確保することができる。また、接続固定した際に接続部17Aや第1〜第4の接続片535,537,539,541の接続箇所に厚さ方向の曲げ負荷が掛かりにくくなり、変形や破損を防止することができる。
また、折り曲げ部18によって各接続部17Aがクランク状に折り曲げられることで、接続された車両用配索材400Aが延在する直線方向からの応力を逃がすことが可能となり、接続部17Aの破損を抑制することができる。
なお、折り曲げ部18は、接続部17Aに限らず、第1〜第4の接続片535,537,539,541に折り曲げ形成されてもよく、接続部17A及び第1〜第4の接続片535,537,539,541の両方に折り曲げ形成されてもよい。また、平型導体11A〜11Dの接続部17Aは、溶接やハンダにより第1〜第4の接続片535,537,539,541とそれぞれ接続されてもよい。
ここで、上述した本発明に係る配索材及び配索材の製造方法、並びに配索材の接続構造の実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]〜[10]に簡潔に纏めて列記する。
[1] 板厚方向に積層された複数の平型導体(11A〜11D)と、
隣接する前記平型導体間に介装されて各平型導体間を電気的に絶縁する絶縁シート材(13)と、
前記絶縁シート材を挟んで積層された前記複数の平型導体の周囲に形成された絶縁層(15)と、を備えることを特徴とする配索材(車両用配索材100,200,300,400)。
[2] 前記複数の平型導体(11A〜11D)の周囲を覆うシールド層(16)を備えることを特徴とする上記[1]に記載の配索材(車両用配索材200)。
[3] 複数の平型導体(11A〜11D)を板厚方向に積層する積層工程と、
隣接する前記平型導体間に絶縁シート材(13)を介装して電気的に絶縁する絶縁工程と、
積層された前記複数の平型導体(11A〜11D)の周囲に絶縁層(15)を形成する絶縁層形成工程と、
を含むことを特徴とする配索材(車両用配索材100,200,300,400)の製造方法。
[4] 前記絶縁層(15)を形成する前に、積層された前記複数の平型導体(11A〜11D)を所定形状に折り曲げる曲げ工程を含むことを特徴とする上記[3]に記載の配索材(車両用配索材300,400)の製造方法。
[5] 前記複数の平型導体(11A〜11D)の周囲にシールド層(16)を形成するシールド層形成工程を含むことを特徴とする上記[3]又は[4]に記載の配索材(200)の製造方法。
[6] 上記[1]又は[2]に記載の複数の前記配索材(第1配索材410と第2配索材430)における前記複数の平型導体(11A〜11D)の各接続部(17)が互いに電気的に接続される接続部分(450)には、両接続部間の設置高さの違いによる隙間を吸収するためのスペーサ(420)が介装されることを特徴とする配索材の接続構造。
[7] 上記[1]又は[2]に記載の複数の前記配索材(第1配索材410Aと第2配索材430)における前記複数の平型導体(11A〜11D)の各接続部(17)が互いに電気的に接続される接続部分(450A)には、両接続部間の設置高さの違いによる隙間を吸収するための折り曲げ部(18)が少なくとも一方の前記平型導体の接続部に形成されることを特徴とする配索材の接続構造。
[8] 上記[1]又は[2]に記載の前記配索材(車両用配索材400)における前記複数の平型導体(11A〜11D)の接続部(17)と、前記接続部に電気的に接続される分岐接続部材(513)の接続片(第1〜第4の接続片535,537,539,541)との間には、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収するためのスペーサ(420)が介装されることを特徴とする配索材の接続構造。
[9] 上記[1]又は[2]に記載の前記配索材(車両用配索材400A)における前記複数の平型導体(11A〜11D)の接続部(17A)と、前記接続部に電気的に接続される分岐接続部材(513)の接続片(第1〜第4の接続片535,537,539,541)との少なくとも一方には、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収するための折り曲げ部(18)が形成されることを特徴とする配索材の接続構造。
[10] 上記[8]又は[9]に記載の前記分岐接続部材(513)が、絶縁性の分岐ボックス(511)内に収容されていることを特徴とする配索材の接続構造。
11A〜11D…平型導体
13…絶縁シート材
15…絶縁層
16…シールド層
100、200、300、400…車両用配索材(配索材)

Claims (10)

  1. 板厚方向に積層された複数の平型導体と、
    隣接する前記平型導体間に介装されて各平型導体間を電気的に絶縁する絶縁シート材と、
    前記絶縁シート材を挟んで積層された前記複数の平型導体の周囲に形成された絶縁層と、を備えることを特徴とする配索材。
  2. 前記複数の平型導体の周囲を覆うシールド層を備えることを特徴とする請求項1に記載の配索材。
  3. 複数の平型導体を板厚方向に積層する積層工程と、
    隣接する前記平型導体間に絶縁シート材を介装して電気的に絶縁する絶縁工程と、
    積層された前記複数の平型導体の周囲に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
    を含むことを特徴とする配索材の製造方法。
  4. 前記絶縁層を形成する前に、積層された前記複数の平型導体を所定形状に折り曲げる曲げ工程を含むことを特徴とする請求項3に記載の配索材の製造方法。
  5. 前記複数の平型導体の周囲にシールド層を形成するシールド層形成工程を含むことを特徴とする請求項3又は4に記載の配索材の製造方法。
  6. 請求項1又は2に記載の複数の前記配索材における前記複数の平型導体の各接続部が互いに電気的に接続される接続部分には、両接続部間の設置高さの違いによる隙間を吸収するためのスペーサが介装されることを特徴とする配索材の接続構造。
  7. 請求項1又は2に記載の複数の前記配索材における前記複数の平型導体の各接続部が互いに電気的に接続される接続部分には、両接続部間の設置高さの違いによる隙間を吸収するための折り曲げ部が少なくとも一方の前記平型導体の接続部に形成されることを特徴とする配索材の接続構造。
  8. 請求項1又は2に記載の前記配索材における前記複数の平型導体の接続部と、前記接続部に電気的に接続される分岐接続部材の接続片との間には、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収するためのスペーサが介装されることを特徴とする配索材の接続構造。
  9. 請求項1又は2に記載の前記配索材における前記複数の平型導体の接続部と、前記接続部に電気的に接続される分岐接続部材の接続片との少なくとも一方には、両部材間の設置高さの違いによる隙間を吸収するための折り曲げ部が形成されることを特徴とする配索材の接続構造。
  10. 請求項8又は9に記載の前記分岐接続部材が、絶縁性の分岐ボックス内に収容されていることを特徴とする配索材の接続構造。
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