JP5445805B2 - Electric wire connection structure and vehicle conductive path having the electric wire connection structure - Google Patents
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Description
本発明は、電線を直線状に連結する電線連結構造及びその電線連結構造を有する車両用導電路に関するものである。 The present invention relates to an electric wire connecting structure for connecting electric wires in a straight line and a vehicle conductive path having the electric wire connecting structure.
車両に搭載されたモータ、インバータ、バッテリー、エアコン等の機器間を接続する車両用導電路に用いる電線として、複数のアルミニウム素線を撚り合わせたアルミニウム撚線導体を有する軽量なアルミニウム電線が広く用いられている。このアルミニウム電線は、軽量である反面、熱や振動に弱い特性を有するため、モータ近傍などの高温な場所、あるいは振動が強い場所では、銅素線を撚り合わせた銅撚線導体を有する銅電線が用いられている。このため、車両用導電路では、アルミニウム電線と銅電線を連結する電線連結構造が必要となる。 Light-weight aluminum wires with aluminum stranded conductors made by twisting a plurality of aluminum wires are widely used as electric wires used in vehicle conductive paths that connect devices such as motors, inverters, batteries, and air conditioners mounted on vehicles. It has been. Although this aluminum wire is lightweight, it has a characteristic that it is weak against heat and vibration. Therefore, it is a copper wire having a copper twisted wire conductor in which copper strands are twisted together in a hot place such as the vicinity of a motor or a place with strong vibration. Is used. For this reason, in the conductive path for vehicles, the electric wire connection structure which connects an aluminum electric wire and a copper electric wire is needed.
従来の電線連結構造としては、例えば、コネクタ等を用いて電線同士を連結(接続)するものがあるが、この場合、電線同士の接続部のサイズが大きくなってしまい、またコネクタの分重量も重くなるので、省スペース化、軽量化が要求される車両用導電路には適さない。よって、コネクタ等の接続部品を用いず、電線同士を直接直線状に接続する電線連結構造が望まれている。 As a conventional wire connection structure, for example, there is one that connects (connects) wires using a connector or the like, but in this case, the size of the connection portion between the wires becomes large, and the weight of the connector also increases. Since it becomes heavy, it is not suitable for a conductive path for a vehicle that requires space saving and weight reduction. Therefore, there is a demand for an electric wire coupling structure that directly connects electric wires in a straight line without using connection parts such as connectors.
電線同士を直線状に連結する電線連結構造の従来技術として、例えば、特許文献1がある。
As a prior art of a wire connection structure for connecting wires in a straight line, for example, there is
特許文献1の図4は、超音波接続に関するものであるが、超音波接続は、電線同士の接続を行うにあたって、はんだやろう材のようなフラックスが不要であり、また、特別な表面処理(清浄処理)を省略することもできるため、非常に簡便であり、製造コストの面においてメリットが大きい。
FIG. 4 of
しかしながら、特許文献1に開示されている超音波接続には、以下の問題点があった。
However, the ultrasonic connection disclosed in
特許文献1の図4に示されるように、電線同士を超音波接続により直線状に接続する場合、略円筒状の電線同士、すなわち曲面同士を接触させることになるので、超音波接続の際に接続する電線同士の位相位置がずれ易く、製造における再現性が悪くなる可能性があるという問題がある。
As shown in FIG. 4 of
また、特許文献1に開示されている超音波接続では、特許文献1の図4(b)に示されるように、電線の撚線導体同士の接合面が傾斜状に形成されるため、一方の電線の撚線導体の先端部が先細りに形成され、撚線導体の先端部付近で素線が断線してしまう場合が多いという問題もある。
In addition, in the ultrasonic connection disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、超音波接続を用いて電線を直線状に連結する電線連結構造において、製造における再現性がよく、かつ、電線の撚線導体の先端部付近の素線の断線を低減することが可能な電線連結構造及びその電線連結構造を有する車両用導電路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an electric wire connection structure in which electric wires are linearly connected using ultrasonic connection, the reproducibility in production is good, and the vicinity of the tip of the stranded conductor of the electric wire is good. It aims at providing the electric wire connection structure which can reduce the disconnection of a strand, and the electrically conductive path for vehicles which has the electric wire connection structure.
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、複数の第1素線を撚り合わせてなる略円筒状の第1撚線導体を有する第1電線と、複数の第2素線を撚り合わせてなる略円筒状の第2撚線導体を有する第2電線とを超音波接続により直線状に連結する電線連結構造において、前記第1素線の外径が前記第2素線の外径より太く形成され、前記第1電線の前記第1撚線導体の端部を、前記第2電線の前記第2撚線導体の端部に食い込ませる形状とし、前記第1素線の外径が0.3〜2.0mmであり、前記第2素線の外径が0.1〜0.5mmであることを特徴とする電線連結構造である。 The present invention has been made to achieve the above object, and includes a first electric wire having a substantially cylindrical first stranded wire conductor formed by twisting a plurality of first strands, and a plurality of second strands. In a wire connection structure in which a second electric wire having a substantially cylindrical second stranded wire conductor formed by twisting together is linearly connected by ultrasonic connection, the outer diameter of the first strand is that of the second strand. An outer diameter of the first electric wire is formed so that an end portion of the first stranded wire conductor of the first electric wire is bitten into an end portion of the second stranded wire conductor of the second electric wire. The wire connecting structure is characterized in that the diameter is 0.3 to 2.0 mm, and the outer diameter of the second strand is 0.1 to 0.5 mm.
前記第1電線が、複数のアルミニウム素線を撚り合わせてなるアルミニウム撚線導体を有するアルミニウム電線からなり、前記第2電線が、複数の銅素線を撚り合わせてなる銅撚線導体を有する銅電線からなってもよい。 The first electric wire is an aluminum electric wire having an aluminum stranded conductor formed by twisting a plurality of aluminum strands, and the second electric wire is a copper having a copper stranded conductor formed by twisting a plurality of copper strands. It may consist of electric wires.
前記第1撚線導体と前記第2撚線導体とを接続した接続部は、全体として断面視で略矩形状となってもよい。 The connecting portion connecting the first stranded wire conductor and the second stranded wire conductor may be substantially rectangular in cross-sectional view as a whole.
前記第1素線と前記第2素線とが異種金属からなり、前記第1素線と前記第2素線との接続部がモールド樹脂で覆われていてもよい。 The first strand and the second strand may be made of different metals, and a connecting portion between the first strand and the second strand may be covered with a mold resin.
前記第1撚線導体の断面積が、前記第2撚線導体の断面積と同等もしくは大きいとしてもよい。 The cross-sectional area of the first stranded wire conductor may be equal to or larger than the cross-sectional area of the second stranded wire conductor.
前記第1撚線導体の断面積が8〜50mm2であり、前記第2撚線導体の断面積が8〜35mm2であってもよい。 The cross-sectional area of the first stranded conductor is 8~50Mm 2, the cross-sectional area of the second stranded conductor may be a 8~35Mm 2.
また、本発明は、車両に搭載された機器間を繋ぐ車両用導電路において、前記電線連結構造を有する車両用導電路である。
前記機器は、インバータ、モータ、バッテリー、及びエアコンであってもよい。
Moreover, this invention is a conductive path for vehicles which has the said electric wire connection structure in the conductive path for vehicles which connects between the apparatuses mounted in the vehicle.
The device may be an inverter, a motor, a battery, and an air conditioner.
本発明によれば、製造における再現性がよく、かつ、電線の撚線導体の先端部付近の素線の断線を低減することが可能な電線連結構造及びその電線連結構造を有する車両用導電路を提供できる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, a wire connection structure that has good reproducibility in manufacturing and that can reduce the disconnection of the wire near the tip of the stranded conductor of the wire, and a vehicle conductive path having the wire connection structure Can provide.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1(a)は、本実施の形態に係る電線連結構造を示す斜視図であり、図1(b)はその接続部の断面図である。 Fig.1 (a) is a perspective view which shows the electric wire connection structure which concerns on this Embodiment, FIG.1 (b) is sectional drawing of the connection part.
図1(a),(b)に示すように、電線連結構造1は、複数の第1素線を撚り合わせてなる略円筒状の第1撚線導体2を有する第1電線3と、複数の第2素線を撚り合わせてなる略円筒状の第2撚線導体4を有する第2電線5とを超音波接続により直線状に連結した構造である。
As shown to Fig.1 (a), (b), the electric
第1電線3は、第1素線としてのアルミニウム素線を撚り合わせたアルミニウム撚線導体2の外周にシース(外皮)6を被覆したアルミニウム電線3である。
The 1st
第2電線5は、第2素線として銅素線を撚り合わせた銅撚線導体4の外周にシース(外皮)7を被覆した銅電線5である。
The 2nd
第1素線であるアルミニウム素線の外径は、第2素線である銅素線の外径よりも太く形成されている。より具体的には、アルミニウム素線の外径は0.3〜2.0mmとされ、銅素線の外径は0.1〜0.5mmとされる。 The outer diameter of the aluminum strand that is the first strand is formed larger than the outer diameter of the copper strand that is the second strand. More specifically, the outer diameter of the aluminum strand is 0.3 to 2.0 mm, and the outer diameter of the copper strand is 0.1 to 0.5 mm.
アルミニウム素線の外径を0.3〜2.0mmとするのは、アルミニウム素線の外径が0.3mm未満であると、超音波接続時の加圧により変形する際にアルミニウム素線が断線してしまうおそれがあり、2.0mmを超えるとアルミニウム素線を撚り合わせたアルミニウム撚線導体2の剛性が大きくなり、配索時(取り付け時)の曲げ加工が困難となるためである。
The outer diameter of the aluminum wire is set to 0.3 to 2.0 mm. When the outer diameter of the aluminum wire is less than 0.3 mm, the aluminum wire is deformed by pressurization during ultrasonic connection. This is because there is a possibility of disconnection, and if it exceeds 2.0 mm, the rigidity of the aluminum stranded
銅素線の外径を0.1〜0.5mmとするのは、銅素線の外径が0.1mm未満であると、アルミニウム素線の場合と同様に超音波接続時に断線してしまうおそれがあり、0.5mmを超えると、銅素線を撚り合わせた銅撚線導体4の剛性が大きくなり、配索時の曲げ加工が困難となると共に、超音波接続時にアルミニウム撚線導体2を銅撚線導体4に食い込ませることが困難となるためである。
The reason why the outer diameter of the copper wire is 0.1 to 0.5 mm is that when the outer diameter of the copper wire is less than 0.1 mm, the wire breaks during ultrasonic connection as in the case of the aluminum wire. If the thickness exceeds 0.5 mm, the rigidity of the copper stranded
アルミニウム素線を撚り合わせたアルミニウム撚線導体2は、その断面積が銅撚線導体4の断面積と同等もしくは大きいのが望ましい。より具体的には、アルミニウム撚線導体2の断面積は8〜50mm2とされ、銅撚線導体4の断面積は8〜35mm2とされ、アルミニウム撚線導体2の断面積の方が銅撚線導体4の断面積より1.0倍〜1.5倍程度とするのが望ましい。
The aluminum stranded
本実施の形態に係る電線連結構造1は、アルミニウム撚線導体2の端部を、銅電線5の銅撚線導体4の端部に食い込ませる形状とされている。より具体的には、電線連結構造1は、アルミニウム撚線導体2の端部と銅撚線導体4の端部とを対向させて所定の長さ重ね合わせ、超音波接続により当該重ね合わせた部分を加圧・加振することで、銅撚線導体4の端部の側面側から、アルミニウム撚線導体2の端部を銅撚線導体4の端部に食い込ませるようにされている。
The
図1(b)に示すように、両撚線導体2,4の端部同士を接続した接続部8は、全体として断面視で略矩形状となっており、その上面(図示上側の側面)の中央部に、アルミニウム撚線導体2が食い込んだ形状となっている。
As shown in FIG.1 (b), the
電線連結構造1は、図2(a),(b)に示す超音波接続装置21を用いて形成される。超音波接続装置21は、基台22上に固定されたアンビル23と、アンビル23の上方に対向配置されたホーン24と、アンビル23上に配置され、所定の間隔を隔てて水平方向に対向する1対の壁部25とを備えている。
The
ホーン24には、図示しない加振装置が接続されており、その軸方向(図示右手前から左奥の方向)に微振動するようにされている。また、ホーン24には、ホーン24の下方に突出するように底面に多数の微細な溝が形成された押さえ部24aが設けられている。
A vibration device (not shown) is connected to the
また、壁部25はそれぞれアンビル23上に進退自在に配置されており、図2(a),(b)では両壁部25を進出させた状態を示しているが、図示右側の壁部25は右側に、図示左側の壁部25は左側に後退可能とされている。
Moreover, the
超音波接続装置21を用いて電線連結構造1を形成する際は、まず、図2(a)に示すように、壁部25間のアンビル23上に銅電線5の銅撚線導体4の端部を載置し、その銅撚線導体4の端部の上方に、アルミニウム電線3のアルミニウム撚線導体2の端部を、銅撚線導体4の先端側から所定の長さ重なるように載置する。
When forming the
この状態で、図2(b)に示すように、ホーン24を微振動させつつアンビル23側に下降させて、ホーン24の押さえ部24aでアルミニウム撚線導体2の端部を銅撚線導体4側に加圧する。このとき、アルミニウム撚線導体2を構成するアルミニウム素線が銅撚線導体4を構成する銅素線より太いため、上方から加圧されるアルミニウム素線に対して、細くて剛性の小さい銅素線が逃げるような形となり、アルミニウム撚線導体2が銅撚線導体4に食い込む。これと同時に、ホーン24の微振動による摩擦により両撚線導体2,4が加熱され、アルミニウム素線同士、銅素線同士はもちろん、両撚線導体2,4の素線同士も溶接されて一体化され、接続部8が形成される。
In this state, as shown in FIG. 2 (b), the
接続部8を形成した後、ホーン24を上方に移動させ、図示右側の壁部25を右側に、図示左側の壁部25を左側に後退させると、図1の電線連結構造1が得られる。
After the
なお、接続部8では、異種金属であるアルミニウムと銅が接触するので、異種金属接触腐食を防ぐために、接続部8をモールド樹脂などで覆うことが望ましい。
In addition, in the
本実施の形態の作用を説明する。 The operation of the present embodiment will be described.
本実施の形態に係る電線連結構造1では、アルミニウム素線の外径を銅素線の外径より太く形成し、アルミニウム電線3のアルミニウム撚線導体2の端部を、銅電線5の銅撚線導体4の端部に食い込ませる形状としている。
In the electric
アルミニウム素線の外径を銅素線の外径より太く形成することにより、超音波接続装置21によりアルミニウム電線3と銅電線5とを連結する際に、たとえ、アルミニウム撚線導体2と銅撚線導体4との接触が曲面同士の接触になっても、アルミニウム撚線導体2の端部が銅撚線導体4の端部に食い込むようになるため、連結するアルミニウム電線3と銅電線5の相対位置のずれが低減する。その結果、製造における再現性がよくなる。
When the
また、アルミニウム撚線導体2の端部が銅撚線導体4の端部に食い込むという形状は、両撚線導体2,4の先端部が先細りになるということを低減しているため、両撚線導体2,4の先端部付近における素線の断線を低減することが可能となる。
Further, the shape in which the end portion of the aluminum stranded
さらに、アルミニウム撚線導体2の端部を銅撚線導体4の端部に食い込ませているため、食い込ませない場合(例えば、両撚線導体の表面だけで接合する場合)と比較して、両撚線導体2,4の接合面積が増加し、両電線3,5を引きはがす方向に曲げたとき(例えば90°曲げたとき)の屈曲に対する強度が強くなる。
Furthermore, since the end portion of the aluminum stranded
また、アルミニウム撚線導体2の端部を銅撚線導体4の端部に食い込ませることにより、接続部8にて、比較的強度の低いアルミニウムを、強度の高い銅で包み込む形状となるため、接続部8の強度を向上させることが可能となる。
In addition, since the end portion of the aluminum stranded
また、電線連結構造1では、アルミニウム素線の外径を0.3〜2.0mm、銅素線の外径を0.1〜0.5mmとしているため、超音波接続時に素線が断線してしまったり、配索時の曲げ加工が困難となることがない。また、銅素線の外径を0.5mm以下としているため、超音波接続時に銅素線の剛性が大きいことに起因して、アルミニウム撚線導体2が銅撚線導体4に食い込みにくくなるということがない。
Moreover, in the electric
本発明の電線連結構造1は、例えば、車両に搭載されたインバータ、モータ、バッテリー、エアコン等といった機器間を繋ぐ車両用導電路に用いられる。
The electric
電線連結構造1は、コネクタ等の接続部品を用いずにアルミニウム電線3と銅電線5を直線状に接続できるので、接続部分の省スペース化、軽量化が可能であり、また製造における再現性もよく量産に適しているため、車両用導電路として有用である。
Since the
1 電線連結構造
2 アルミニウム撚線導体(第1撚線導体)
3 アルミニウム電線(第1電線)
4 銅撚線導体(第2撚線導体)
5 銅電線(第2電線)
8 接続部
1
3 Aluminum wire (first wire)
4 Copper twisted conductor (second twisted conductor)
5 Copper wire (second wire)
8 connections
Claims (8)
前記第1素線の外径が前記第2素線の外径より太く形成され、
前記第1電線の前記第1撚線導体の端部を、前記第2電線の前記第2撚線導体の端部に食い込ませる形状とし、
前記第1素線の外径が0.3〜2.0mmであり、前記第2素線の外径が0.1〜0.5mmであることを特徴とする電線連結構造。 A first electric wire having a substantially cylindrical first stranded wire conductor formed by twisting a plurality of first strands, and a first wire having a substantially cylindrical second stranded wire conductor formed by twisting a plurality of second strands. In the wire connection structure that connects two wires in a straight line by ultrasonic connection,
The outer diameter of the first strand is formed thicker than the outer diameter of the second strand,
The end of the first stranded wire conductor of the first electric wire is shaped to bite into the end of the second stranded wire conductor of the second electric wire,
The wire connecting structure, wherein an outer diameter of the first strand is 0.3 to 2.0 mm, and an outer diameter of the second strand is 0.1 to 0.5 mm.
前記第2電線が、複数の銅素線を撚り合わせてなる銅撚線導体を有する銅電線からなる請求項1記載の電線連結構造。 The first electric wire comprises an aluminum electric wire having an aluminum stranded wire conductor formed by twisting a plurality of aluminum strands,
The electric wire connection structure according to claim 1, wherein the second electric wire is a copper electric wire having a copper stranded wire conductor formed by twisting a plurality of copper strands.
前記第1素線と前記第2素線との接続部がモールド樹脂で覆われている請求項1〜3いずれかに記載の電線連結構造。 The first strand and the second strand are made of different metals,
The wire connection structure according to any one of claims 1 to 3, wherein a connecting portion between the first strand and the second strand is covered with a mold resin.
請求項1〜6いずれかに記載の電線連結構造を有することを特徴とする車両用導電路。 In a vehicle conductive path that connects devices mounted on a vehicle,
A conductive path for a vehicle comprising the electric wire connection structure according to claim 1.
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