JP2022190933A - バスバー電線用導体、及びバスバー電線 - Google Patents

Abstract

【課題】平面方向の曲げに対してクラックが入ってしまう可能性を低減することを防止することができるバスバー電線用導体及びバスバー電線を提供する。【解決手段】平型導体１０は、断面形状が概略矩形状とされた導電性の板材により構成されたものであって、板材平面を含む板材の長手方向と直交する幅方向の一側に空隙１１ｂを有する。バスバー電線は、このような平型導体１０と、平型導体１０を被覆する絶縁体である絶縁被覆とを備え、絶縁被覆は、平型導体１０に形成される空隙１１ｂに非充填状態となっている。【選択図】図３

Description

本発明は、バスバー電線用導体、及びバスバー電線に関する。

従来、車両等への配索の際に省スペース化を図る観点から、断面矩形状（平型状）とされた平型導体を用いたバスバー電線が提案されている（特許文献１～３参照）。

特開２０１４－２３８９２７号公報 特開２０１６－７６３１６号公報 特開２０１８－１６０３１７号公報

ここで、特許文献１～３に記載のバスバー電線については、車両形状等に合わせた配索を行うために、平型導体の平面方向に曲げを行う必要がある。平面方向の曲げ時には、車所定の曲げＲを有する曲げ治具が曲げ内側に接するように配置される。このため、特許文献１～３に記載のバスバー電線は、平面方向への曲げ時に平型導体の内側部分の金属が圧縮されてしまい、内側の板厚が増加する傾向にあり、これが原因となってクラックが発生してしまう。クラックが発生してしまうと電気的特性が予期せぬ変化をしてしまうことから、仕様を満たさなくなる等の問題が生じてしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、平面方向の曲げに対してクラックが入ってしまう可能性を低減することができるバスバー電線用導体及びバスバー電線を提供することにある。

本発明は、断面形状が概略矩形状とされた導電性の板材により構成されたバスバー電線用導体であって、前記板材の平面方向の一側に開口が形成されている。

本発明によれば、板材の平面方向の一側に開口が形成されているため、一側が内側となるように曲げられた場合、内側の圧縮によって開口を埋めるように作用し、板厚が増加することを抑制することとなる。従って、平面方向の曲げ時に曲げ内側の板厚増加を抑えて、クラックが入ってしまう可能性を低減することができる。

本発明の実施形態に係るバスバー電線を示す第１の斜視図である。 本発明の実施形態に係るバスバー電線を示す第２の斜視図である。 図２に示したバスバー電線の平型導体を示す斜視図である。 図２に示したバスバー電線の断面図である。 本実施形態に係るバスバー電線の作用を説明するための上面図である。 第１変形例に係る平型導体を示す構成図である。 第２変形例に係る平型導体を示す構成図である。 第３変形例に係る平型導体を示す構成図である。

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、本発明の実施形態に係るバスバー電線を示す第１の斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係るバスバー電線を示す第２の斜視図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るバスバー電線１は、例えばワイヤーハーネスとして車両内に配索されるものであって、平型導体（バスバー電線用導体）１０と、絶縁被覆２０とを備えている。

平型導体１０は、例えばアルミニウム及び不可避不純物等の導電性の板材により構成されており、長手方向に直交する断面形状（後述の空隙１１ｂを通る断面においては空隙１１ｂの除く断面の形状）が概略矩形状（完全な矩形状のみならず角部がやや丸みを有した矩形状も含む）とされたものである。なお、本実施形態において平型導体１０は一枚板によって構成されているが、これに限らず、平型導体１０は厚み方向に複数枚積層されたものであってもよい。また、厚み方向よりも幅方向に長い矩形状であれば、幅方向に複数積層されて構成されていてもよい。

絶縁被覆２０は、平型導体１０の外周に被覆される絶縁体によって構成されている。この絶縁被覆２０は、例えばＰＰ（Polypropylene）、ＰＥ（Polyethylene）及びＰＶＣ（Poly Vinyl Cloride）等によって構成されている。

さらに、本実施形態において平型導体１０は、電源線として使用が可能となるように、所定の板厚と板幅とを有して所定以上の断面積（例えば１５ｍｍ^２以上の断面積（平型導体１０が一枚板でなく複数枚等で構成される場合には合計断面積））が確保されるようになっている。

このような本実施形態に係るバスバー電線１（平型導体１０）は、図２に示すように略直線状となるように製造され、車両配索時には車両形状に合致するように折り曲げられて図１に示す曲げ部２を備えるものとなる。この曲げ部２のうち一部の曲げ部２ａは、平型導体１０の平面方向（面内）に曲げられたものとなっている。

図３は、図２に示したバスバー電線１の平型導体１０を示す斜視図であり、図４は、図２に示したバスバー電線１の断面図である。なお、図３に示す平型導体１０は、図１に示したように平面方向の一側に曲げられた特定曲げ部２ａ１付近を図示するものであり、図４については図３に示す符号１１ｂ部分を通過する断面を示している。

図３に示すように、平型導体１０は、特定曲げ部２ａ１に対応する箇所に櫛歯部１１を有している。櫛歯部１１は、平型導体１０の平面方向の一側（以下、長手方向に直交する幅方向に２分割したときの一方を一側といい、他方を他側という）において形成され、凹凸形状となっている。詳細に説明すると、櫛歯部１１は、一側に向かって延びる複数の板部１１ａを有し、複数の板部１１ａの両側（平型導体１０の長手方向に沿う両側）となる位置が刳り貫かれたような空隙（開口）１１ｂとなっている。本実施形態においては、平型導体１０を平面視して空隙１１ｂの重心が平型導体１０の一側に位置している。

本実施形態に係るバスバー電線１は、このような平型導体１０に対してチューブ押出等によって絶縁被覆２０が設けられており、図４に示すように絶縁被覆２０は、平型導体１０に形成される空隙１１ｂに非充填状態となっている。なお、図４に示す例において空隙１１ｂには絶縁被覆２０が一切充填されていない状態となっている。しかし、空隙１１ｂの少なくとも一部が非充填状態となっており後述する作用を得ることができれば、空隙１１ｂには多少絶縁被覆２０が充填されていてもよい。具体的に空隙１１ｂは少なくとも全体の２０％以上が非充填状態となっていればよく、好ましくは全体の５０％以上が非充填状態となっていればよく、さらに好ましくは全体の８０％以上が非充填状態となっていればよい。

なお、図３においては特定曲げ部２ａ１付近のみを図示しているが、図１に示す他の曲げ部２ａも同様であって、曲げ内側に図３に示した櫛歯部１１が形成されている。

次に、本実施形態に係るバスバー電線１の作用を説明する。図５は、本実施形態に係るバスバー電線１の作用を説明するための上面図である。なお、図５においては平型導体１０及び曲げ治具ＢＪを実線で示し、絶縁被覆２０を破線で示している。

図２に示す直線的なバスバー電線１に対して図１に示すような曲げ部２ａ（特定曲げ部２ａ１）を形成する場合、平面方向の一側（曲げ内側）に曲げ治具ＢＪが配置される。作業者は、この曲げ治具ＢＪに沿ってバスバー電線１を曲げることで、所定の曲げＲを有した曲げ部２ａを形成する。

ここで、図５に示すように、バスバー電線１が平面方向に曲げられる場合、平型導体１０の曲げ内側が圧縮状態となる。しかも、平型導体１０を構成する金属は曲げ治具ＢＪの存在によって内側には逃げられず、平型導体１０の板厚が増加する傾向にある。そして、この板厚の増加が原因となってクラックが発生する可能性があった。

しかし、本実施形態において平型導体１０は平面方向の一側（曲げ内側）に櫛歯部１１が形成されている。さらに、絶縁被覆２０は櫛歯部１１の空隙１１ｂに少なくとも一部が非充填状態となっている。このため、平型導体１０は、平面方向の曲げ時に櫛歯部１１の空隙１１ｂを埋めるように形状変化して、板厚の増加が抑えられることとなる。

特に、板厚の増加が抑えられるだけでなく、空隙１１ｂが埋まるようにして板部１１ａ同士が接触することから、複数の板部１１ａ同士を介して電流を流すことができ、これを利用して電気的特性の維持を図ることもできる。

なお、図５に示す例では複数の板部１１ａ（図３参照）が接触しているが、複数の板部１１ａが接触しないことを前提に電気的特性が確保されるように平型導体１０の断面積等が決定されていてもよい。

ここで、図５に示すように、バスバー電線１は曲げ治具ＢＪを利用して曲げ半径Ｒとなるように曲げられる。このとき、バスバー電線１の曲げ中心ＣＬから曲げ治具ＢＪの中心までの距離ｂについては、２．４４ｍｍ以上であることが好ましい。本件発明者らが鋭意研究した結果、板部１１ａの長さや厚み、空隙１１ｂの長さ等を様々な値に変化させて計測した結果、曲げ中心ＣＬから曲げ治具ＢＪの中心までの距離ｂが２．４４ｍｍ以上とすると、例えば櫛歯部１１を有しない場合にＲ１５においてクラックが入っていたものがＲ５であってもクラックが入らなくなり、クラックの低減効果が飛躍的に向上することがわかった。このため、距離ｂについては、２．４４ｍｍ以上であることが好ましいといえる。

また、板部１１ａは、薄いことが好ましく、例えば平型導体１０の長手方向に沿った厚みが７．５ｍｍ以下であること好ましい。板部１１ａが薄くなることにより曲げ時の圧縮によって平型導体１０の板厚が増加し難くなるためである。

また、空隙１１ｂの距離（板部１１ａ間の距離）は長いことが好ましく、例えば１．０ｍｍ以上であることが好ましい。空隙１１ｂの距離が長くなることにより曲げ時の圧縮によって平型導体１０の板厚が増加し難くなるためである。

このようにして、本実施形態に係る平型導体１０によれば、板材の幅方向の一側に空隙１１ｂが形成されているため、一側が内側となるように曲げられた場合、内側の圧縮によって空隙１１ｂを埋めるように作用し、板厚が増加することを抑制することとなる。従って、平面方向の曲げ時に曲げ内側の板厚増加を抑えて、クラックが入ってしまう可能性を低減することができる。

また、本実施形態に係るバスバー電線１によれば、絶縁被覆２０は空隙１１ｂの少なくとも一部に非充填状態となっているため、絶縁被覆２０によって空隙１１ｂが完全に埋まってしまい、平面方向の曲げ時に空隙１１ｂを埋める作用を極端に発揮し難くなってしまう事態を防止することができる。

さらに、バスバー電線１は、空隙１１ｂが形成された部位において、一側が内側となるように板材平面に沿って曲げられているため、所定の曲げＲを実現しつつもクラックの発生を抑えたバスバー電線１を提供することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能であれば公知又は周知の技術を組み合わせてもよい。

図６～図８は、第１～第３変形例に係る平型導体１０を示す構成図である。図６に示すように、第１変形例に係る平型導体１０は、同一幅で長手方向に延びる本体部１０ａの一側から突出するように櫛歯部１１を備えている。

ここで、突出する櫛歯部１１を備えない場合には、曲げ治具ＢＪ（図５参照）を使用した曲げ中心ＣＬ１は図６の一点鎖線に示すラインとなる。すなわち、本体部１０ａの幅中心線となる。これに対して突出する櫛歯部１１を備える部分については、曲げ治具ＢＪを使用した曲げ中心ＣＬ２は図６の二点鎖線に示すラインとなる。すなわち、突出する櫛歯部１１が形成された部分においては曲げ中心ＣＬ２が本体部１０ａの幅中心線からズレることとなる。この結果、特定曲げ部２ａ１において図５を参照して説明した作用と同様の作用を得ることができ、クラック発生の可能性を低減させることができる。

また、曲げ部２ａ（特定曲げ部２ａ１）には櫛歯部１１が形成される場合に限らず、図７に示すように、平型導体１０を厚み方向に貫通する貫通孔（開口）１２が形成されていてもよい。この構成については、貫通孔１２の重心が平型導体１０の一側に位置しており、平型導体１０の平面方向の一側への曲げ時に貫通孔１２を埋めるように形状変化することとなり、クラック発生の可能性を低減させることができる。

さらに、平面視して空隙１１ｂが矩形状となる櫛歯部１１に限らず、図８に示すように平面視して空隙（開口）１３ｂが三角形状となるＶ字切欠部１３となっている。この構成についても、空隙１３ｂの重心が平型導体１０の一側に位置しており、平型導体１０の平面方向の一側への曲げ時に空隙１３ｂを埋めるように形状変化してクラック発生の可能性を低減させることができる。加えて、図８に示すＶ字切欠部１３のように、各空隙１３ｂが他側に１つの頂点Ｖを有する形状とすれば、一側への曲げ時に空隙１３ｂが埋まり易い形状とでき、空隙１３ｂを埋めたうえでの電気的特性を実現し易いくすることができる。

なお、櫛歯部１１、貫通孔１２及びＶ字切欠部１３を比較すると、貫通孔１２よりも櫛歯部１１及びＶ字切欠部１３を採用することが好ましい。ここで、櫛歯部１１及びＶ字切欠部１３については一側に開放された形状であるが、貫通孔１２については一側に開放されていない。このため、曲げ時には一側端面が圧縮されて板厚の増加が発生し易くなる。しかし、櫛歯部１１及びＶ字切欠部１３のように一側に開放された形状であると、板厚が増加し難い。よって、貫通孔１２よりも櫛歯部１１及びＶ字切欠部１３を採用することが好ましい。

さらに、櫛歯部１１及びＶ字切欠部１３を比較すると、Ｖ字切欠部１３よりも櫛歯部１１を採用することが好ましい。Ｖ字切欠部１３は、一側の先端が尖った形状となっており、曲げ治具ＢＪを利用した曲げ時に変形を生じる可能性があり、変形時には当初想定したクラック防止効果を得られなくなる可能性があるためである。一方、櫛歯部１１であると一側の先端が平面であるため、曲げ治具ＢＪによって形状が変化し難い。よって、Ｖ字切欠部１３よりも櫛歯部１１を採用することが好ましい。

また、上記において空隙１１ｂ，１３ｂや貫通孔１２は、平型導体１０の厚み方向に貫通するものであるが、特に貫通するものに限らない。例えば、厚み方向に貫通しておらず底を有する窪みであってもよい。なお、窪みよりも貫通する構成である方が空隙１１ｂ，１３ｂ等を埋める作用を得易く、好ましいことはいうまでもない。

１ ：バスバー電線
１０ ：平型導体（バスバー電線用導体）
１１ｂ，１３ｂ：空隙（開口）
１２ ：貫通孔（開口）
２０ ：絶縁被覆

Claims (3)

1. 断面形状が概略矩形状とされた導電性の板材により構成されたバスバー電線用導体であって、
   前記板材平面を含む前記板材の長手方向と直交する幅方向の一側に開口が形成されている
   ことを特徴とするバスバー電線用導体。
2. 請求項１に記載のバスバー電線用導体と、
   前記バスバー電線用導体を被覆する絶縁体である絶縁被覆と、を備え、
   前記絶縁被覆は、前記バスバー電線用導体に形成される開口の少なくとも一部に非充填状態となっている
   ことを特徴とするバスバー電線。
3. 前記バスバー電線用導体のうち前記開口が形成された部位において、前記一側が内側となるように前記板材平面に沿って曲げられている
   ことを特徴とする請求項２に記載のバスバー電線。

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