JP6317911B2 - 回路導体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路導体、接続構造、及び当該回路導体の製造方法に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等の車両においては、バッテリー、インバータ、及びモータ等の電気部品間の電気的接続に、高圧用のワイヤハーネスが用いられている。

一般的に、ワイヤハーネスとしては、回路導体及びワイヤハーネス自体が丸型のものが用いられる。丸型のものを用いる場合、高圧用のワイヤハーネスは太物であることから、配索経路に狭路が含まれる場合に配索が困難となる可能性がある。

特許文献１には、高圧用の回路導体として平板状のバスバーを備えるワイヤハーネスにより、モータユニットとインバータユニットとを電気的に接続する従来技術が開示されている。この従来技術のワイヤハーネスは、バスバーが平板状で低背形状であるのでワイヤハーネス自体も低背形状とすることができ、配索経路に狭路が含まれる場合であっても配索できる。

特開２０１２−１５２０４７号公報 特開２００４−９５５３０号公報

ところで、ワイヤハーネスは、車体に対する取付時における配索経路に適合するように、所定の屈曲形状を有することを要求される場合がある。また、配索経路によっては、２次元的な曲げだけではなく、３次元的な曲げがなされた屈曲形状を有することを要求される場合もある。

しかしながら、上述した従来技術で用いられているバスバーは、伸びやすい金属や柔らかい金属により形成されていれば曲げることができるが、板厚が大きい場合や硬い金属により形成されている場合には曲げにくい。バスバーが曲げにくいと、高出力の設備を要するとともに設備の消耗が激しくなるおそれがある。特に、バスバーは平板状であるので、厚み方向と比較して幅方向へは曲げにくい。このため、２次元的な曲げだけではなく３次元的な曲げを要求される場合、バスバーの曲げ加工は特に難しい。

また、特許文献２には、回路導体として３次元的に曲げられたパイプ部材を備えるワイヤハーネスが開示されているが、当該ワイヤハーネスでは上記特許文献１のワイヤハーネスのように低背化を図ることはできない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の屈曲形状に屈曲可能かつ低背化を図ることができる回路導体の製造方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る回路導体の製造方法は、下記の点を特徴としている。
（１） 導電性金属により長尺かつ中空の筒状に形成され、屈曲部を有する回路導体であって、
長手方向における少なくとも中間部に、他の部分よりも扁平に潰れた扁平部を有し、
前記回路導体の前記長手方向における一部位である前記中間部は、前記中間部における前記長手方向の両端部に位置する中空の一対の円筒部と、前記一対の円筒部に連続すると共に前記一対の円筒部間の前記長手方向の全域に亘って中実の平板状に潰れた前記扁平部と、からなり、
前記扁平部における前記長手方向の途中の２箇所に前記屈曲部がそれぞれ位置し、
前記扁平部は、前記長手方向の一方側の前記円筒部と前記長手方向の一方側の前記屈曲部との間を平板状に延びる第１部分と、前記一方側の屈曲部にて前記第１部分と連続すると共に前記一方側の屈曲部と前記長手方向の他方側の前記屈曲部との間を平板状に延びる第２部分と、前記他方側の屈曲部にて前記第２部分と連続すると共に前記他方側の屈曲部と前記長手方向の他方側の前記円筒部との間を平板状に延びる第３部分と、からなる、回路導体、の製造方法であって、
導電性金属により長尺かつ中空の円筒状に形成された回路導体を所定の屈曲形状に屈曲させて、前記中間部にて前記２箇所の屈曲部を得る屈曲工程と、
前記屈曲工程の後、前記回路導体における前記２箇所の屈曲部を含む前記長手方向に連続する部分を前記長手方向の全域に亘って中実の平板状に潰して、前記中間部にて前記扁平部を得る圧潰工程と、
を含むことを特徴とする回路導体の製造方法。

上記（１）の回路導体の製造方法によれば、中空の筒状に形成された回路導体が所定の屈曲形状に屈曲された後、所定の部位が扁平な形状に潰されることにより、扁平部を有する回路導体が製造される。このため、屈曲する際には回路導体が中空の筒状であるので曲げやすく、かつ、屈曲した後で所定の部位を扁平に潰して低背化を図ることができる。特に、配索経路によっては、配索経路上に狭路となる部分が存することにより、ワイヤハーネス（回路導体）の長手方向における一部のみにおいて低背化が要求される場合がある。上記（１）の回路導体によれば、長手方向における所定の部位を扁平部とすることにより、上記のような場合に対応できる。

（２） 上記（１）の回路導体の製造方法であって、
前記圧潰工程は、前記回路導体の少なくとも一方側の端末部が、被覆電線の芯線を圧着するように潰される工程を含む。

上記（２）の回路導体の製造方法によれば、扁平に潰された端末部によって芯線が圧着されることにより回路導体と被覆電線の芯線とが電気的に接続されるので、回路導体と被覆電線との電気的接続を容易に実現できる。すなわち、回路導体の端末部と被覆電線の芯線との電気的接続の方法としては、例えば、端末部の外面に芯線を超音波溶着等により接合することが考えられる。これに対して、上記（２）の回路導体の製造方法によれば、圧潰工程で回路導体の所定の部位を扁平に潰す際に、当該圧潰に用いる装置で端末部を潰すことにより、芯線が回路導体に電気的に接続されるので、上記した場合のように接合のための装置を別途用意する必要がない。このため、製造コストを低減できる。

（３） 上記（１）又は（２）の回路導体の製造方法であって、
前記圧潰工程では、前記回路導体の前記屈曲部の前後に存する部分が、同じ型を繰り返し使用して順次プレスされることにより、前記扁平部が前記長手方向の全域に亘って中実の平板状に潰される。

上記（３）の回路導体の製造方法によれば、屈曲部を含む部位をプレスして扁平部とする際に、屈曲部の前後の部分に分割してプレスするので、屈曲部を含む複雑な形状のプレス型を用意する必要がなく、製造コストを低減できる。

本発明によれば、所定の屈曲形状に屈曲可能かつ低背化を図ることができる回路導体、接続構造、及び当該回路導体の製造方法を提供できる。

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。

図１は、ワイヤハーネスが車両に配索された状態を示す模式図である。 図２は、図１のＩＩ部におけるワイヤハーネスの回路導体を示す斜視図である。 図３（ａ）は、図２の回路導体の平面図であり、図３（ｂ）は、側面図である。 図４（ａ）〜図４（ｃ）は、回路導体の中間部の製造過程を示す図であり、図４（ａ）は屈曲前の回路導体を用意する用意工程を、図４（ｂ）は回路導体が屈曲される屈曲工程を、図４（ｃ）は回路導体が扁平な形状に潰される圧潰工程を、それぞれ示している。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、回路導体と被覆電線との接続過程を示す図であり、図５（ａ）は端末部を潰す前の回路導体を、図５（ｂ）は端末部を潰した後の回路導体を、それぞれ示している。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、圧潰工程の変形例を示す側面図である。

以下、本発明に係る実施形態の例を、図１〜図５（ｂ）を参照して説明する。

本実施形態では、ハイブリッド自動車に配索される高圧用のワイヤハーネスの回路導体に対して、本発明を適用する例を挙げて説明する。なお、電気自動車や一般的な自動車に配索されるワイヤハーネスの回路導体に適用しても構わない。

図１は、ワイヤハーネスが車両に配索された状態を示す模式的な側面図である。
図１において、引用符号１はハイブリッド自動車を示している。ハイブリッド自動車１は、エンジン２及びモータユニット３の２つの動力を混合して駆動する車両である。モータユニット３にはインバータユニット４を介してバッテリー５からの電力が供給される。エンジン２、モータユニット３、及びインバータユニット４は、本実施形態においては前輪等に近い位置に配置されたエンジンルーム６に搭載される。また、バッテリー５は、後輪等に近い位置の自動車後部７に搭載される。なお、バッテリー５は、エンジンルーム６の後方に存在する自動車室内に搭載してもよい。

モータユニット３とインバータユニット４は、高圧用のワイヤハーネス８により電気的に接続される。また、バッテリー５とインバータユニット４も高圧用のワイヤハーネス９により電気的に接続される。ワイヤハーネス９は、その長手方向における一部が車両床下１０の下側に配索される。また、ワイヤハーネス９は、車両床下１０に沿って略平行に配索される。車両床下１０は、公知のボディであるとともに所謂パネル部材であって、所定位置に貫通孔（図示せず。）が形成され、当該貫通孔にワイヤハーネス９が挿通される。

ワイヤハーネス９とバッテリー５は、当該バッテリー５に設けられるジャンクションブロック１２を介して電気的に接続される。ジャンクションブロック１２には、ワイヤハーネス９の後端１３が電気的に接続される。ワイヤハーネス９の前端１４は、インバータユニット４に対して電気的に接続される。これら各部における接続の方法については後述する。

ワイヤハーネス９は、導電金属製の回路導体２０（後述する図２参照。）と、回路導体２０の外周を覆う絶縁被覆（図示せず。例えば、絶縁チューブや熱収縮チューブ、又は絶縁テープがテープ巻きされたもの。）とを備えている。ワイヤハーネス９は、複数の屈曲部（後述する回路導体２０の屈曲部２２と対応する。）を有し、後述するように３次元的に屈曲した形状を有している。回路導体２０は、長尺かつ中空の筒状に形成されている。回路導体２０は、例えばアルミパイプである。回路導体２０は、導電性金属である銅やアルミニウム、又はこれらの合金等により形成される。また、回路導体２０は、複数の屈曲部２２を有している。なお、ワイヤハーネス８についてもワイヤハーネス９と同様の構成を有するが、以下では説明の簡略化のためにワイヤハーネス９のみについて説明する。

図２〜図３（ｂ）を参照して、ワイヤハーネス９について更に説明する。
図２は、図１のＩＩ部におけるワイヤハーネスの回路導体を示す斜視図である。図３（ａ）は、図２の回路導体の平面図であり、図３（ｂ）は、側面図である。すなわち、図２〜図３（ｂ）では、図１のＩＩ部におけるワイヤハーネス９の回路導体２０のみを示している。

図２〜図３（ｂ）に示す回路導体２０の中間部２１は、屈曲部２２Ａ、２２Ｂを含む回路導体２０の長手方向における一部位であり、円筒状の円筒部２３Ａ、２３Ｂと、両端が円筒部２３Ａ、２３Ｂに連続する扁平部２４と、を備えている。扁平部２４は、他の部分（円筒部２３Ａ、２３Ｂ）よりも扁平に潰れた低背形状を有している。より具体的には、扁平部２４は、上面と下面が接触するように潰されて中実の平板状に変形されている。扁平部２４は、円筒部２３Ａに連続する第１部分２５と、第１部分２５に屈曲部２２Ａにおいて連続する第２部分２６と、一端が屈曲部２２Ｂにおいて第２部分２６に連続し、他端が円筒部２３Ｂに連続する第３部分２７と、を有している。

図２〜図３（ｂ）に示すように、中間部２１は、３次元的に曲げられた屈曲形状を有している。すなわち、第１方向（例えば、上下方向。）だけではなく、当該第１方向と直交する第２方向（例えば、左右方向。）にも屈曲している。換言すれば、第１部分２５の中心線をＸ１、第２部分２６の中心線をＸ２、第３部分２７の中心線をＸ３とすると、中心線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は同一平面上に位置していない。更に言い換えると、中間部２１は、任意の平面に対して中心線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の少なくとも１つが交差するように、曲げられている。

図４を参照して、回路導体２０（ワイヤハーネス９）の製造方法を説明する。
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、回路導体の中間部の製造過程を示す図であり、図４（ａ）は屈曲前の回路導体を用意する用意工程を、図４（ｂ）は回路導体が屈曲される屈曲工程を、図４（ｃ）は回路導体が扁平な形状に潰される圧潰工程を、それぞれ示している。
なお、以下では、作業者が各作業を実施する態様を説明するが、本発明の実施態様はこれに限られない。例えば、作業の一部又は全てが機械装置により為される態様であってもよい。また、以下では、中間部２１の製造方法を説明するが、中間部２１以外の部分についても同様に製造される。

図４（ａ）に示す用意工程では、作業者は、長尺かつ中空円筒状の回路導体２０（中間部２１）を用意する。

図４（ｂ）に示す屈曲工程では、作業者は、ベンディングマシン（図示せず。）を用いて回路導体２０（中間部２１）を所定の屈曲形状に屈曲させる。当該屈曲形状は、ワイヤハーネス９の配索形状に対応する３次元形状である。この屈曲工程により、回路導体２０（中間部２１）に屈曲部２２（２２Ａ、２２Ｂ）が形成される。屈曲工程では、未だ回路導体２０が中空の筒体であるので曲げ剛性が小さく、回路導体を容易に３次元的に曲げることができる。なお、ベンディングマシンとしては、パイプ曲げに用いる公知のものを利用できる。

図４（ｃ）に示す圧潰工程では、作業者は、一対の型（上型と下型とからなる。図４（ｃ）では、下型３１のみを示している。）により回路導体２０（中間部２１）の圧潰されるべき範囲を型締めしてプレスし、扁平部２４を形成する。なお、プレスの代わりにローラ等を用いて潰しても構わない。

以上説明した製造工程により、扁平部２４を有する回路導体２０（中間部２１）が製造される。その後、当該回路導体２０（中間部２１）に外周を覆うように絶縁被覆が設けられることにより、ワイヤハーネス９が得られる。実施形態に係る回路導体２０（ワイヤハーネス９）によれば、屈曲の際には回路導体２０が中空の筒状であるので曲げやすく、かつ、当該屈曲の後で所定の部位を扁平に潰すことによって低背化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、回路導体２０の長手方向における中間部２１の一部に扁平部２４が形成された構成としたが、回路導体２０が全長に亘って扁平に潰されている構成としても構わない。このように構成する場合、圧潰工程では、屈曲形状に屈曲された回路導体２０が、全長に亘って扁平な形状に潰される。また、上記説明では１つの扁平部２４のみを取り上げて説明したが、回路導体２０の長手方向に沿う複数箇所において扁平部２４が形成されていても構わない。また、扁平部２４に屈曲部２２が含まれていなくとも構わない。すなわち、扁平部２４が回路導体２０の直線部分に設けられていても構わない。また、回路導体２０が３次元的ではなく２次元的に（すなわち、中心線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３が同一平面上に位置するように。）曲げられていても構わない。

次に、図５を参照して回路導体２０の端末部の処理方法を説明する。
上述した配索例では、ワイヤハーネス９は、ジャンクションブロック１２やインバータユニット４に対して電気的に接続される。また、ワイヤハーネス９は、他の電気部品等に電気的に接続される場合もある。このような場合、回路導体２０の端末部を接続対象の電極に直接電気的に接続することもできるが、回路導体２０の端末部に更に被覆電線を電気的に接続し、当該被覆電線を介して接続対象に電気的に接続する場合がある。これにより、被覆電線は回路導体２０よりも柔軟に曲げることができ、端末部を接続対象の電極位置に容易に位置付けることができるので、作業性を向上できる。図５は、回路導体と被覆電線との接続過程を示す図であり、図５（ａ）は端末部を潰す前の回路導体を、図５（ｂ）は端末部を潰した後の回路導体を、それぞれ示している。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す工程は、上記図４（ｃ）に示した圧潰工程の中で実施される。

図５（ａ）に示す工程では、作業者は、回路導体２０の中空円筒状の端末部２９の内部に、被覆電線４０の端末部において絶縁被覆４２から露出した芯線４１を挿入する。その後、図５（ｂ）に示す工程では、作業者は、端末部２９を型締めしてプレスし、端末部２９を扁平に潰す。これにより、芯線４１が端末部２９により挟持されて圧着され、回路導体２０と芯線４１とが電気的に接続される。なお、端末部２９のプレスと同時に又はプレス後に、熱溶着又は超音波溶着により芯線４１と端末部２９を溶着し、これらの接続を更に強固なものとすることが好ましい。

以上説明した工程により、回路導体２０と被覆電線４０との接続構造が得られる。その後、回路導体２０及び芯線４１の外周を覆うように、例えば熱収縮チューブ等の絶縁被覆が設けられることにより、当該接続構造の絶縁が図られる。また、被覆電線４０の回路導体２０と電気的に接続された側の端部とは反対側の端部には、例えば公知の丸型端子（図示せず。）が接続対象との電気的接続のために圧着される。上記の工程によれば、扁平に潰れた端末部２９に芯線４１が挟持されることにより回路導体２０と芯線４１とが電気的に接続されるので、回路導体２０と芯線４１との電気的接続を容易に実現できる。

なお、上記のように扁平に潰れた端末部２９は、回路導体２０の中間部２１における扁平部２４とは異なる部位として形成されてもよいし、上述したように回路導体２０が全長に亘って扁平に潰されている構成とした場合には、扁平部２４と渾然一体に形成される。扁平部２４とは異なる部位として形成される場合には、上記図４（ｃ）に示した圧潰工程と上記図５（ｂ）に示した工程とは別々に行われる。一方、扁平部２４と渾然一体に形成される場合には、これら両工程は同時に行われる。すなわち、圧潰工程においては、端末部２９に芯線４１が挟持されるように、回路導体２０が全長に亘って扁平に潰される。これにより、製造工程を簡略化してコストダウンを図ることができる。

次に、圧潰工程において屈曲部２２を含む範囲を潰して扁平部２４を形成する製造方法の変形例を説明する。
上述した例では、一対の型に回路導体２０の圧潰されるべき範囲を一度に型締めしてプレスし、扁平部２４を形成する場合について説明した。これに代えて、回路導体２０の屈曲部２２Ａ、２２Ｂの前後に存する前後部分（上述した例では直筒部分。）が、順次プレスされることにより扁平な形状に潰される構成としても構わない。すなわち、各前後部分を潰すための複数の型を用意しておき、各前後部分を順にプレスする。このようにすれば、屈曲部２２を含む複雑な形状のプレス型を用意する必要がなく、製造コストを低減できる。

また、前後部分が直筒部分である場合には、各直筒部分を潰すための型を共通とすることができるので、製造コストの更なる低減を図ることができる。この場合の例を図６に示す。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、圧潰工程の変形例を示す側面図である。図６（ａ）〜図６（ｃ）では、直筒部分が一対の型３３、３５で順次プレスされることにより扁平な形状に潰されている。

以下では、実施形態に係る回路導体、接続構造、及び回路導体の製造方法について簡潔に纏める。
（１）実施形態に係る回路導体２０は、導電性金属により長尺かつ中空の筒状に形成され、屈曲部２２を有する。回路導体２０は、長手方向における少なくとも中間部２１に、他の部分（円筒部２３Ａ、２３Ｂ）よりも扁平に潰れた扁平部２４を有する。
（２）実施形態に係る回路導体２０は、導電性金属により長尺かつ中空の筒状に形成され、屈曲部２２を有する。回路導体２０は、全長に亘って扁平に潰されていても構わない。
（３）実施形態に係る回路導体２０では、前記回路導体２０は、３次元的に曲げられている。
（４）実施形態に係る回路導体２０では、前記屈曲部２２を含む範囲が、扁平に潰されている。
（５）実施形態に係る接続構造は、回路導体２０と被覆電線４０とが電気的に接続された接続構造である。当該接続構造では、前記回路導体２０は、扁平に潰された少なくとも一方側の端末部２９によって前記被覆電線４０の芯線４１が圧着されることにより、前記回路導体２０と前記芯線４１とが電気的に接続されている。
（６）実施形態に係る回路導体の製造方法は、導電性金属により長尺かつ中空の筒状に形成された回路導体２０が所定の屈曲形状に屈曲される屈曲工程と、前記屈曲形状に屈曲された前記回路導体２０の長手方向における中間部２１の少なくとも一部（扁平部２４）が、他の部分（円筒部２３Ａ、２３Ｂ）よりも扁平な形状に潰される圧潰工程と、を含む。
（７）実施形態に係る回路導体の製造方法は、導電性金属により長尺かつ中空の筒状に形成された回路導体２０が所定の屈曲形状に屈曲される屈曲工程と、前記屈曲形状に屈曲された前記回路導体２０が、全長に亘って扁平な形状に潰される圧潰工程と、を含む構成としても構わない。
（８）実施形態に係る回路導体の製造方法では、前記圧潰工程は、前記回路導体２０の少なくとも一方側の端末部２９が、被覆電線４０の芯線４１を挟持するように潰される工程を含む。
（９）実施形態に係る回路導体の製造方法においては、前記圧潰工程では、前記回路導体２０の屈曲部２２の前後に存する部分が、順次プレスされることにより扁平な形状に潰される構成とすることができる。

なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態は、本発明の技術的範囲内で種々の変形や改良等を伴うことができる。

１：ハイブリッド自動車
２：エンジン
３：モータユニット
４：インバータユニット
５：バッテリー
６：エンジンルーム
８：ワイヤハーネス
９：ワイヤハーネス
１０：車両床下
１２：ジャンクションブロック
２０：回路導体
２１：中間部
２２、２２Ａ、２２Ｂ：屈曲部
２３Ａ、２３Ｂ：円筒部
２４：扁平部
２５：第１部分
２６：第２部分
２７：第３部分
２９：端末部
３１：下型
４０：被覆電線
４１：芯線
４２：絶縁被覆

Claims (3)

1. 導電性金属により長尺かつ中空の筒状に形成され、屈曲部を有する回路導体であって、
   長手方向における少なくとも中間部に、他の部分よりも扁平に潰れた扁平部を有し、
   前記回路導体の前記長手方向における一部位である前記中間部は、前記中間部における前記長手方向の両端部に位置する中空の一対の円筒部と、前記一対の円筒部に連続すると共に前記一対の円筒部間の前記長手方向の全域に亘って中実の平板状に潰れた前記扁平部と、からなり、
   前記扁平部における前記長手方向の途中の２箇所に前記屈曲部がそれぞれ位置し、
   前記扁平部は、前記長手方向の一方側の前記円筒部と前記長手方向の一方側の前記屈曲部との間を平板状に延びる第１部分と、前記一方側の屈曲部にて前記第１部分と連続すると共に前記一方側の屈曲部と前記長手方向の他方側の前記屈曲部との間を平板状に延びる第２部分と、前記他方側の屈曲部にて前記第２部分と連続すると共に前記他方側の屈曲部と前記長手方向の他方側の前記円筒部との間を平板状に延びる第３部分と、からなる、回路導体、の製造方法であって、
   導電性金属により長尺かつ中空の円筒状に形成された回路導体を所定の屈曲形状に屈曲させて、前記中間部にて前記２箇所の屈曲部を得る屈曲工程と、
   前記屈曲工程の後、前記回路導体における前記２箇所の屈曲部を含む前記長手方向に連続する部分を前記長手方向の全域に亘って中実の平板状に潰して、前記中間部にて前記扁平部を得る圧潰工程と、
   を含むことを特徴とする回路導体の製造方法。
2. 前記圧潰工程は、前記回路導体の少なくとも一方側の端末部が、被覆電線の芯線を挟持するように潰される工程を含む、
   ことを特徴とする請求項１の回路導体の製造方法。
3. 前記圧潰工程では、前記回路導体の前記屈曲部の前後に存する部分が、同じ型を繰り返し使用して順次プレスされることにより、前記扁平部が前記長手方向の全域に亘って中実の平板状に潰される、
   ことを特徴とする請求項１又は２の回路導体の製造方法。

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