JP2018181626A - 導電部材 - Google Patents

Abstract

【課題】接続信頼性の向上させることが可能な導電部材を提供する。【解決手段】導電部材１０は、導電性のパイプ２０と、パイプ２０の長さ方向一端の開口から内部に挿入される導体６０とを備える。導体６０に対するパイプ２０の接点部が、パイプ２０における長さ方向端部を除く部位を径方向内側に凹ませてなる凹部２４として構成されている。導体６０には、凹部２４と対応する形状の対向凹部６７が形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、車両などに配索される導電部材に関する。

特許文献１に記載の導電部材は、導電性のパイプ部材と、パイプ部材の長さ方向の端部に接続される被覆電線と、被覆電線とパイプ部材とを接続する接続部材とを備えている。被覆電線の端末は、被覆が除去され、芯線が露出している。接続部材は、被覆電線側に開口する凹部を有し、凹部には、芯線が収容される。凹部の周壁部は、芯線の一端側を包囲し、六角かしめなどによって全周にわたってかしめられ、芯線の一端側に圧着される。これにより、芯線と接続部材とが導通接続されるようになっている。

特開２０１６−２１９１０４号公報

上記の場合、芯線に対する周壁部の接点部が、周壁部の長さ方向端部を含む略全域にわたって設けられることから、接続応力が分散するとともに、接触抵抗が不安定になるおそれがある。また、接続部材の端部の開口エッジが芯線に接触することで、芯線が損傷する可能性もある。

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、接続信頼性の向上させることが可能な導電部材を提供することを目的とする。

本発明の導電部材は、導電性のパイプと、前記パイプの長さ方向端部の開口から内部に挿入される導体とを備え、前記導体に対する前記パイプの接点部が、前記パイプにおける前記長さ方向端部を除く部位を径方向内側に凹ませてなる凹部として構成されているところに特徴を有する。

導体がパイプの長さ方向端部の開口から内部に挿入され、パイプにおける長さ方向端部を除く部位に凹部が形成されることにより、パイプと導体との電気的及び機械的な接続をとることができる。このため、導体に対するパイプの接点部が所定位置に定まるとともに、パイプの長さ方向端部の開口エッジによって導体が傷付けられることもなく、接続信頼性を向上させることができる。

本発明の実施例１の導電部材の斜視図である。 実施例１の導電部材の断面図である。 実施例１の導電部材において、凹部成形用の金型が離型した直後の拡大断面図である。 実施例２の導電部材の斜視図である。 実施例２の導電部材の断面図である。 実施例３の導電部材の斜視図である。 実施例３の導電部材の断面図である。

本発明の好ましい形態を以下に示す。
前記凹部が、外向きに拡開する一対の傾斜面を有しているとよい。これによれば、導体が凹部によって圧縮される圧縮量が一対の傾斜面に沿って徐々に緩和されるから、導体が損傷する事態をより確実に防止することができる。

前記凹部が、前記パイプの長さ方向に間隔をあけて複数設けられているとよい。これによれば、導体に対する接点部の接触抵抗をより安定化させることができる。また、機械的な保持力を向上させることができ、パイプから導体が抜け出る事態を防止することができる。

複数の前記凹部が、第１凹部と、前記第１凹部の長さ方向両側に位置し、前記第１凹部よりも凹み量が小さい第２凹部とを有しているとよい。これによれば、第１凹部及び各第２凹部の圧縮加工時に、第１凹部側から各第２凹部側へと材料肉が良好に延伸され、第１凹部及び各第２凹部などの加工精度を高めることができる。

前記導体が、一定の形状を保持することが可能な剛性を有しているとよい。これによれば、導体が凹部に沿った所定形状に塑性変形させられる。その結果、接続信頼性をより向上させることができる。

＜実施例１＞
以下、実施例１を図１〜図３に基づいて説明する。本実施例１の導電部材１０は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車などの自動車に配索されるワイヤハーネスを構成するものであって、パイプ２０及び導体６０を備えている。パイプ２０及び導体６０は、いずれも所定形状を保持する剛性と、電気回路を構成する導電性とを有している。本実施例１の場合、パイプ２０がハーネス経路の長さ方向中央側に配索され、導体６０がハーネス経路の長さ方向両端側に対をなして配索されており、パイプ２０の長さ方向両端側に各導体６０の一端側が重合して電気的及び機械的に接続されている。なお、図１〜図３は、パイプ２０の長さ方向両端側のうちの片側に、対応する導体６０の一端側が接続される構造を示すものである。

パイプ２０は、アルミニウム又は銅などを主成分とする導電金属製であって、断面円形で細長く延出する管状に形成されている。図示するパイプ２０は、一方向に真直ぐ延出する形態であるが、ハーネス経路に応じて図示しない曲げ部を有する形態であってもよい。こうした曲げ部は、ベンダー機によって容易に曲げ加工可能である。パイプ２０の長さ方向端部は、開口端面であって、全周にわたって長さ方向の同一位置に揃うように径方向に沿って配置され、図３に示すように、後述する導体６０の被ストッパ部６４を当て止めするストッパ部２１として構成される。

導体６０は、単芯線であって、断面円形で細長く延出する中実棒状に形成されている。具体的には、導体６０は、１本の金属棒である単芯導体６１（導体部分）と、単芯導体６１の外周を包囲する絶縁被覆６２とからなる。

単芯導体６１は、アルミニウム又は銅を主成分とし、好ましくは、パイプ２０と同一又は同質の材料からなる。単芯導体６１の外径寸法は、パイプ２０の内径寸法とほぼ同等であり、詳細にはパイプ２０の内径寸法よりやや小さくされている。また、導体６０は、撓みにくく比較的高い剛性を有し、パイプ２０と同様、曲げ部を有する形態になり得る。導体６０の場合は、ベンダー機に加えて手曲げ加工も可能である。

導体６０の長さ方向一端側では所定の長さ範囲にわたって絶縁被覆６２が剥がされ、単芯導体６１が露出している。図２に示すように、単芯導体６１の露出部分６３は、パイプ２０の端部（ストッパ部２１）の開口から内部に挿入される。本実施例１の場合、単芯導体６１の露出部分６３の全体がパイプ２０内に挿入されるようになっている。

絶縁被覆６２の一端部は、剥離端面であって、単芯導体６１の外周面に対して略直角な径方向に全周にわたって配置され、組み付け時にパイプ２０のストッパ部２１とほぼ平行に対向して当て止めされる被ストッパ部６４として構成される。この被ストッパ部６４は、パイプ２０の厚みより小さい径寸法の段差とされている。なお、図示はしないが、導体６０の長さ方向他端側も同様に単芯導体６１が露出しており、この他端側の露出部分は撚り線や端子に接続されてコネクタなどに導入される。

続いて、パイプ２０及び導体６０の接続方法及び接続構造について説明する。まず、導体６０の長さ方向一端側がパイプ２０内に差し込まれる。導体６０の被ストッパ部６４がパイプ２０のストッパ部２１に当て止めされると、導体６０のそれ以上の差し込みが規制され、単芯導体６１の露出部分６３の全体がパイプ２０内に嵌合状態で挿入される。その状態で、パイプ２０の長さ方向端部側における露出部分６３と径方向で重合する部分（以下、重合部分２３）に、スウェージング加工が施され、導体６０に対する接点部として機能する凹部２４が形成される。図２に示すように、導体６０には、凹部２４と対応する形状の対向凹部６７が形成される。

本実施例１において、スウェージング加工に用いられる潰し型（金型）は、図３に示すように、第１潰し型５１と、第１潰し型５１の長さ方向両側に配置される一対の第２潰し型５２とを備えている。上記凹部２４は、第１潰し型５１によって加工成形される第１凹部２５と、各第２潰し型５２によって加工成形される一対の第２凹部２６とを備えている。

第１潰し型５１及び各第２潰し型５２は、いずれも径方向内側において長さ方向に沿った内端面５３と、長さ方向両側において内端面５３へ向けてテーパ状に傾斜する斜面５４とを有している。

第１潰し型５１の内端面５３は、各第２潰し型５２の内端面５３よりも径方向内側に位置し、各第２潰し型５２の内端面５３よりも長くされている。また、第１潰し型５１の斜面５４は、各第２潰し型５２の斜面５４とほぼ同じ傾斜角で、且つ各第２潰し型５２の斜面５４よりも少し長くされている。なお、図示しないが、第１潰し型５１及び各第２潰し型５２は、それぞれ周方向に複数間隔をあけて配置されている。

スウェージング加工を行うに際し、第１潰し型５１及び各第２潰し型５２がパイプ２０の外周を回転しながら径方向内側に移行し、第１潰し型５１の内端面５３がパイプ２０の外周面の重合部分２３に先行して当接し、その当接部分を径方向内側に押圧して塑性変形させることで、重合部分２３に第１潰し型５１に対応した第１凹部２５が形成される。また、第１凹部２５の形成途中で各第２潰し型５２の内端面５３がパイプ２０の外周面の重合部分２３に当接し、その当接部分を径方向内側に押圧して塑性変形させることで、重合部分２３に各第２潰し型５２に対応した第２凹部２６が形成される。

上記により、パイプ２０の重合部分２３には、長さ方向端部（ストッパ部２１）から離れた位置に、第１凹部２５が径方向内側に膨出形成されるとともに、第１凹部２５の長さ方向両側に一対の第２凹部２６が径方向内側に膨出形成される。第１凹部２５及び各第２凹部２６は、内端面５３と対応する長さ方向に沿った内奥部２７と、内奥部２７の長さ方向両側に配置され、各斜面５４と対応する外向き拡開形状の一対の傾斜面２８を有しつつ径方向に沿って配置される一対の内端部２９とで構成される。

第１凹部２５の内奥部２７は、各第２凹部２６の内奥部２７よりも径方向内側に位置し、各第２凹部２６の内奥部２７よりも長くされている。第１凹部２５の傾斜面２８は、各第２凹部２６の傾斜面２８とほぼ同じ傾斜角で、且つ各第２凹部２６の傾斜面２８よりも少し長くされている。また、第１凹部２５の内端部２９は、各第２凹部２６の内端部２９よりも長く（深く）されている。このため、パイプ２０に対する圧縮量は、第１凹部２５のほうが各第２凹部２６よりも大きく、第１凹部２５は、各第２凹部２６よりも大きく塑性変形させられる。

第１凹部２５及び各第２凹部２６が形成されるに伴い、単芯導体６１の外周面には、第１凹部２５に沿うように第１凹部２５と対応する断面形状をもった第１対向凹部６５が圧潰して形成されるとともに、第１対向凹部６５の長さ方向両側に、各第２凹部２６に沿うように各第２凹部２６と対応する断面形状をもった一対の第２対向凹部６６が圧潰して形成される。こうして、第１凹部２５と第１対向凹部６５とが全周にわたって重合接触するとともに、各第２凹部２６と各第２対向凹部６６とが全周にわたって重合接触することにより、パイプ２０と導体６０とが電気的及び機械的に接続されることになる。特に、第１凹部２５が第１対向凹部６５に嵌合係止され、各第２凹部２６が各第２対向凹部６６に嵌合係止されることにより、パイプ２０から導体６０が抜け出るのが確実に防止される。

その後、パイプ２０と導体６０とにまたがって熱収縮チューブ又はゴムチューブなどの保護部材９０が外側から被せ付けられ、パイプ２０のストッパ部２１と導体６０の被ストッパ部６４との間が液密にシールされる。

以上説明したように、本実施例１によれば、導体６０がパイプ２０の長さ方向端部の開口から内部に挿入され、パイプ２０における長さ方向端部を除く部位に凹部２４が形成されることにより、パイプ２０と導体６０との電気的及び機械的な接続をとることができる。このため、導体６０に対するパイプ２０の接点部が所定位置に限定的に定まるとともに、パイプ２０の長さ方向端部の開口エッジなどによって単芯導体６１が傷付けられることがなく、接続信頼性を向上させることができる。特に、導体６０は、一定の形状を保持することが可能な剛性を有する単芯線からなるため、凹部２４に沿った所定形状に塑性変形させられる。その結果、接続信頼性をより向上させることができる。

また、凹部２４が外向きに拡開する一対の傾斜面２８を有しているため、導体６０が凹部２４によって圧縮される圧縮量が各傾斜面２８に沿って徐々に緩和される。したがって、単芯導体６１が傷付けられる事態をより確実に防止することができる。

また、凹部２４が第１凹部２５と一対の第２凹部２６とを備え、これらがパイプ２０の長さ方向に間隔をあけて複数配置されているため、導体６０に対する接点部（凹部２４）の接触抵抗をより安定化させることができる。また、機械的な保持力を向上させることができ、パイプ２０から導体６０が抜け出る事態を防止することができる。

また、本実施例１の場合、図３に示すように、単芯導体６１の第１対向凹部６５が、凹み量の大きい第１凹部２５によって高圧縮で形成され、単芯導体６１の各第２対向凹部６６が、第１対向凹部６５の長さ方向両側において、凹み量の小さい各第２凹部２６によって低圧縮で形成される。スウェージング加工時には、第１凹部２５及び第１対向凹部６５の位置する高圧縮側から各第２凹部２６及び各第２対向凹部６６の位置する低圧縮側へと材料肉が良好に延伸されるため、第１凹部２５、第１対向凹部６５、各第２凹部２６及び各第２対向凹部６６のそれぞれの加工精度を高めることができ、接続信頼性をよりいっそう向上させることができる。

さらに、本実施例１によれば、導体６０がストッパ部２１に当て止めされることで、パイプ２０に対する導体６０の挿入量が規定されるため、ワイヤハーネスの全長が導電部材１０毎にばらつくのを防止することができる。特に、ストッパ部２１がパイプ２０に一体に設けられているため、部品点数が増加することもない。

また、導体６０が単芯導体６１を包囲する絶縁被覆６２を有し、端部側において単芯導体６１が露出し、絶縁被覆６２の端部が、単芯導体６１との間に段差を形成し、ストッパ部２１に当て止めされる被ストッパ部６４になっているため、絶縁被覆６２を利用して当て止め構造を簡単に実現することができる。特に、本実施例の場合、ストッパ部２１がパイプ２０の長さ方向端部に構成されるため、ストッパ部２１として特別な加工を施す必要もない。

＜実施例２＞
図４及び図５は、本発明の実施例２を示す。実施例２は、導体６０の挿入量を規定するストッパ部２１Ａの構造が実施例１のストッパ部２１とは異なる。また、凹部２４が第１凹部及び各第２凹部の区別なく単一である点も実施例１とは異なる。その他は、実施例１と同様であり、実施例１と同一又は相当する構造には同一符号を付す。

凹部２４は、実施例１と同様の形態であって、パイプ２０の重合部分２３（パイプ２０が導体６０と重なり合う部分）における長さ方向端部から離れた位置に全周にわたって設けられている。

導体６０は、実施例１と同様の単芯線であって、端部側にて露出する単芯導体６１がパイプ２０内に挿入されて接続される。もっとも、パイプ２０内に挿入される部分は、単芯導体６１の全体ではなく、単芯導体６１の絶縁被覆６２寄りの部分を除く部分である。このため、導体６０の絶縁被覆６２は、実施例１と異なり、パイプ２０の長さ方向端部に当て止されず、被ストッパ部としての機能を果たさない。

実施例２の場合、被ストッパ部６４Ａは、単芯導体６１の端部に形成される。単芯導体６１の端部は、導体６０の先端面であって、全周にわたって長さ方向の同一位置に揃うように配置される。

一方、被ストッパ部６４Ａを当て止めするストッパ部２１Ａは、パイプ２０の長さ方向端部から離れた部位で、且つ重合部分２３の直前部位を、径方向に凹ませた形態で構成される。具体的には、ストッパ部２１Ａは、凹部２４よりも長さ方向及び径方向（深さ方向）に大きく形成され、長さ方向両側において径方向に沿った一対の対向端部３１と、径方向内側において長さ方向に沿った縮底部３２とを有している。縮底部３２の内径寸法は、導体６０の外径寸法よりも小さくされている。

パイプ２０及び導体６０の接続作業を行うに先立ち、ストッパ部２１Ａがスウェージング加工によって形成される。このとき、パイプ２０には凹部２４が形成されていない。

続いて、導体６０の長さ方向一端部がパイプ２０内に差し込まれる。導体６０の被ストッパ部６４Ａがパイプ２０内に挿入されてストッパ部２１Ａに当て止めされると、導体６０のそれ以上の差し込みが規制され、単芯導体６１の先端側の部分（絶縁被覆６２寄りの部分を除く部分）がパイプ２０内に嵌合状態で挿入される。このとき、導体６０の被ストッパ部６４Ａは、対向する対向端部３１に全周にわたって当接可能に配置される。

次いで、パイプ２０の重合部分２３に、スウェージング加工が施され、凹部２４が形成されるとともに、単芯導体６１の外周面に、凹部２４に対応する断面形状の対向凹部６７が形成される。これにより、凹部２４と対向凹部６７とが全周にわたって重合接触し、パイプ２０と導体６０とが電気的及び機械的に接続される。

実施例２によれば、ストッパ部２１Ａがパイプ２０を径方向内側に凹ませた形態になっているため、凹部２４と同じスウェージング加工によって簡単に製造することができる。また、パイプ２０の外面に凹設されたストッパ部２１Ａを視認又は触認することにより、パイプ２０に対する導体６０の挿入量を簡単に知ることができる。

また、ストッパ部２１Ａがパイプ２０の長さ方向端部を除く部位に設けられているため、単芯導体６１が、パイプ２０の開口エッジなどに接触するのを回避でき、損傷などするのを防止することができる。

＜実施例３＞
図６及び図７は、本発明の実施例３を示す。実施例３は、導体６０が金属製の導電性パイプ６０Ｂからなる点で実施例１及び実施例２と異なる。パイプ２０に形成されるストッパ部２１Ａ及び凹部２４の構造は、実施例２と同様である。

導電性パイプ６０Ｂは、アルミニウム又は銅などを主成分とする導電金属製の円管材であって、好ましくは、パイプ２０と同一又は同質の材料からなる。この導電性パイプ６０Ｂは、高い剛性を有し、パイプ２０と同様、ベンダー機などによって曲げ部を有する形態になり得る。導電性パイプ６０Ｂの外径寸法は、パイプ２０の内径寸法とほぼ同等であり、詳細にはパイプ２０の内径寸法よりやや小さくされている。導電性パイプ６０Ｂの長さ方向一端部は、開口端面であって、全周にわたって長さ方向の同一位置に揃うように径方向に沿って配置される被ストッパ部６４Ｂとして構成される。

パイプ２０及び導体６０の接続作業時に、導電性パイプ６０Ｂの被ストッパ部６４Ｂがパイプ２０内に挿入されてストッパ部２１Ａに当て止めされると、導体６０のそれ以上の差し込みが規制され、導電性パイプ６０Ｂの長さ方向一端側の所定範囲がパイプ２０内に嵌合状態で挿入される。

次いで、パイプ２０の重合部分２３に、スウェージング加工が施され、凹部２４が形成されるとともに、導電性パイプ６０Ｂの外周面に、凹部２４に対応する断面形状の対向凹部６７が形成される。これにより、凹部２４と対向凹部６７とが全周にわたって重合接触し、パイプ２０と導体６０とが電気的及び機械的に接続される。

＜他の実施例＞
以下、他の実施例を簡単に説明する。
（１）パイプの長さ方向端部を除く部位にストッパ部が形成され、絶縁樹脂の端部に形成された被ストッパ部がパイプ内に挿入されてストッパ部に当て止めされる構成であってもよい。
（２）導体は、柔軟性を有する撚り線を導電部分とする被覆電線であってもよい。
（３）凹部は、スウェージング加工ではなく径方向に接離可能な一対の金型により押圧されて、パイプの径方向両側に形成される構成であってもよい。
（４）実施例２及び実施例３においては、ストッパ部は、スウェージング加工ではなく径方向に接離可能な一対の金型により押圧されて、パイプの径方向両側に形成される構成であってもよい。
（５）実施例１においては、第１潰し型及び各第２潰し型が時間差をもって変位し、例えば、第１凹部の成形後に各第２凹部が成形される構成であってもよい。
（６）実施例１においては、第１凹部及び各第２凹部以外にも接点部として機能する凹部を有する構成であってもよい。

１０…導電部材
２０…パイプ
２１、２１Ａ…ストッパ部
２４…凹部
２５…第１凹部
２６…第２凹部
６０…導体
６２…絶縁被覆
６４、６４Ａ、６４Ｂ…被ストッパ部

Claims (5)

1. 導電性のパイプと、前記パイプの長さ方向端部の開口から内部に挿入される導体とを備え、
   前記導体に対する前記パイプの接点部が、前記パイプにおける前記長さ方向端部を除く部位を径方向内側に凹ませてなる凹部として構成されていることを特徴とする導電部材。
2. 前記凹部が、外向きに拡開する一対の傾斜面を有している請求項１記載の導電部材。
3. 前記凹部が、前記パイプの長さ方向に間隔をあけて複数設けられている請求項１又は２記載の導電部材。
4. 複数の前記凹部が、第１凹部と、前記第１凹部の長さ方向両側に位置し、前記第１凹部よりも凹み量が小さい第２凹部とを有している請求項３記載の導電部材。
5. 前記導体が、一定の形状を保持することが可能な剛性を有している請求項１ないし４のいずれか１項記載の導電部材。

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