JP6551295B2 - 配線モジュール - Google Patents

Description

車両等において電気部品同士を接続する技術に関する。

特許文献１は、導電部材を導電金属製のパイプ材にて形成する技術が開示されている。導電部材は長手方向に延びて導電路を構成する導電本体部を有しており、外周面には絶縁層が積層されている。導電本体部の両方の端部には相手部材との接続を可能にする端子部が一体に形成されている。端子部は平坦に形成されるとともに、接続孔が開口して補助バッテリの電極あるいはＤＣ／ＤＣコンバータの端子との接続が可能とされている。

特開２０１５−１６７０９７号公報

ところで、車両等においては、芯線の周囲に被覆部を形成した電線が多用されている。また、導電金属製のパイプ材は、その材質、太さ、厚み等によっては、容易に曲り難い。このような場合において、導電金属製のパイプ材に電線を接続することが要請される。

そこで、本発明は、金属筒製配線部材に、電線を容易に接続できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様に係る配線モジュールは、延在方向に沿って環状部分が連続する金属筒製配線部材と、芯線と、前記芯線の周囲に形成された被覆部とを有し、端部に前記芯線が露出する露出芯線部が形成された電線と、を備え、前記露出芯線部が前記金属筒製配線部材の端部内に挿入された状態で、前記金属筒製配線部材の端部がその開口を小さくするようにプレス変形されて前記露出芯線部に接続された状態となっているものである。

第２の態様は、第１の態様に係る配線モジュールであって、前記金属筒製配線部材の端部の内周面に、凹凸部が形成されているものである。

第３の態様は、第２の態様に係る配線モジュールであって、前記金属筒製配線部材の端部の内周面に、前記凹凸部として、螺旋溝が形成されているものである。

第４の態様は、第２又は第３の態様に係る配線モジュールであって、前記芯線は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製とされている。

第５の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る配線モジュールであって、前記金属筒製配線部材の端部の外周の一部が凹むようにプレス変形されているものである。

第６の態様は、第１から第５のいずれか１つの態様に係る配線モジュールであって、前記金属筒製配線部材の端部と前記露出芯線部との接続部分の外周を覆うチューブ状部材をさらに備える。

第１の態様に係る配線モジュールによると、露出芯線部を金属筒製配線部材の端部内に挿入した状態で、金属筒製配線部材の端部をその開口が小さくなるようにプレス変形させることで、金属筒製配線部材と電線とを容易に接続することができる。

第２の態様によると、金属筒製配線部材の端部の内周面に、凹凸部が形成されていると、当該凹凸部が露出芯線部の表面に食込み、金属筒製配線部材と電線とをより確実に接続することができる。

第３の態様によると、金属筒製配線部材の端部の内周面に、凹凸部として、螺旋溝を容易に形成することができる。

第４の態様によると、芯線の表面に形成された酸化皮膜を、凹凸部によって破壊することができ、金属筒製配線部材と電線とをより確実に接続することができる。

第５の態様によると、主として金属筒製配線部材の端部の外周の一部を凹ませるようにプレス変形させればよいため、そのプレス加工が容易である。

第６の態様によると、チューブ状部材によって、金属筒製配線部材の端部と露出芯線部との接続部分への水の進入等を抑制できる。

実施形態に係る配線モジュールを示す部分概略側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線概略断面図である。 金属筒製配線部材を示す斜視図である。 配線モジュールの製造方法例を示す説明図である。 金属筒製配線部材の端部をプレス変形させる工程を示す説明図である。 金属筒製配線部材の端部をプレス変形させる工程を示す説明図である。 接続部分にチューブ状部材を装着する工程を示す説明図である。 変形例に係る金属筒製配線部材を示す部分概略断面図である。 変形例に係る金属筒製配線部材の内周面と露出芯線部との接触部分の状態を示す概略断面図である。 他の変形例に係る配線モジュールを示す部分概略側面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線概略断面図である。 さらに他の変形例に係る配線モジュールを示す部分概略側面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線概略断面図である。

以下、実施形態に係る配線モジュールについて説明する。図１は配線モジュール１０を示す部分概略側面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線概略断面図である。

配線モジュール１０は、車両等において、離れた位置に配設される電気部品同士を接続するための配線部材であり、金属筒製配線部材２０と、電線３０とを備える。金属筒製配線部材２０の一端部と電線３０の一端部が接続され、これにより、電気信号又は電力を伝達する導電路を形成する。電線３０の他端部は、端子等を介して電気部品に接続される。金属筒製配線部材２０の他端部は、直接的に他の電気部品に接続されるか、又は、他の電線が接続され、当該他の電線に接続された端子等を介して他の電気部品に接続される。

図１〜図３に示すように、金属筒製配線部材２０は、銅製、銅合金製、アルミニウム製、アルミニウム合金製等の部材であり、延在方向に沿って環状部分が連続する筒形状に形成されている。ここでは、金属筒製配線部材２０は、銅製又は銅合金製であるとする。金属筒製配線部材２０は、離れて設置される電気部品同士を接続する配線経路の一部をなすものであり、例えば、１０ｃｍ以上の長さ寸法を有している。このため、金属筒製配線部材２０は、単に電線の端部に接続される端子とは異なっている。金属筒製配線部材２０としては、押出成形されたアルミニウムパイプ等を用いることができる。このため、金属筒製配線部材２０は、その延在方向全体に亘って、環状部分が連続する形状に形成されている。この点においても、単に電線の端部に接続される端子とは異なっている。

また、ここでは、金属筒製配線部材２０の延在方向に対して直交する断面形状は、円形状に形成されている。金属筒製配線部材２０の断面形状が円形状であれば、方向性を問わず曲げ易いという利点がある。もっとも、金属筒製配線部材は、楕円筒状、四角筒状等であってもよい。

金属筒製配線部材２０の外周には、被覆部２８が形成されている。被覆部２８は、金属筒製配線部材２０の外周に熱収縮チューブを被せて加熱して熱収縮させること、或は、金属筒製配線部材２０の外周に絶縁材を塗装等することによって形成される。

図１及び図２に示すように、電線３０は、芯線３２と、被覆部３４とを備える。

芯線３２は、銅製、銅合金製、アルミニウム製、アルミニウム合金製等の金属製の線状部材である。ここでは、芯線３２は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製であるとして説明する。芯線３２は、複数の素線３３が撚り合わされた構成であってもよいし、単線により構成されていてもよい。ここでは、芯線３２は、複数の素線３３が撚り合わされた構成とされている。被覆部３４は、樹脂等によって形成された絶縁部材であり、押出被覆等によって芯線３２を覆うように形成されている。

電線３０の一端部では、被覆部３４が除去されている。これにより、電線３０の端部に、芯線３２が露出する露出芯線部３２ａが形成されている。

金属筒製配線部材２０の一端部と電線３０の一端部とは次の構成によって接続されている。すなわち、金属筒製配線部材２０の一端部内に露出芯線部３２ａが挿入された状態で、金属筒製配線部材２０の一端部の開口を小さくするように、金属筒製配線部材２０の当該一端部がプレス変形されている。金属筒製配線部材２０の一端部は、露出芯線部３２ａに圧着される程度に十分に小さな開口となるようにプレス変形されている。これにより、金属筒製配線部材２０の一端部が圧縮された露出芯線部３２ａにかしめ接続される。すなわち、金属筒製配線部材２０の一端部が露出芯線部３２ａを締付ける力によって、金属筒製配線部材２０の一端部と露出芯線部３２ａとが互いに離れないように機械的に接続されている。また、金属筒製配線部材２０の一端部が露出芯線部３２ａを締付ける力によって、金属筒製配線部材２０の一端部の内周面が圧縮された露出芯線部３２ａの外周部に接触し、金属筒製配線部材２０と芯線３２とが電気的にも接続される。

金属筒製配線部材２０の一端部は、その外周の一部が凹むようにプレス変形されている。ここでは、金属筒製配線部材２０の外周の一部が方形状に凹むように形成されている。より具体的には、金属筒製配線部材２０の一端部が全体として方形状をなすと共に、その一辺の中央部分が内側に凹むように形成されている。かかる形状であれば、金属筒製配線部材２０の外周の一部のみを大きく変形させればよいため、プレス加工時に要する力を小さくすることができる。また、凹んだ部分が露出芯線部３２ａに部分的に入り込んで比較的大きな面積で接触することになるため、金属筒製配線部材２０と露出芯線部３２ａとの電気的及び機械的な接続をより確実にすることができる。

なお、上記被覆部２８は、金属筒製配線部材２０と共に変形するように加工されている。

金属筒製配線部材２０の端部と露出芯線部３２ａとの接続部分の外周は、チューブ状部材４０によって覆われている。チューブ状部材４０は、熱収縮チューブである。熱収縮前の熱収縮チューブを金属筒製配線部材２０の端部と露出芯線部３２ａとの接続部分の外周に被せた状態で、熱収縮チューブを加熱して熱収縮させると、当該熱収縮チューブは、金属筒製配線部材２０の端部と露出芯線部３２ａとの接続部分の外形状に応じた形状となるまで熱収縮し、当該接続部分の外周に密着する。好ましくは、熱収縮チューブの内側にホットメルト等の封止剤が設けられ、当該封止剤が金属筒製配線部材２０の端部と露出芯線部３２ａとの接続部分の外周とチューブ状部材４０との間を塞ぐ。

本配線モジュール１０の製造方法例について説明する。

まず、図４に示すように、金属筒製配線部材２０と、端部に露出芯線部３２ａが形成された電線３０とを準備し、露出芯線部３２ａを金属筒製配線部材２０内に挿入する。被覆部３４の端部は、金属筒製配線部材２０内に挿入されなくてもよいし、挿入されてもよい。

そして、図５に示すように、露出芯線部３２ａが挿入された金属筒製配線部材２０の端部を、圧着用金型５０にセットする。この圧着用金型５０は、下型５２と、上型５６とを備える。下型５２には、上方に開口する方形溝の内周面をなす下型面５３が形成されている。金属筒製配線部材２０の端部は、下型面５３内に載置状に支持される。上型５６は、基部５７の幅方向中央部に、下型面５３の幅寸法よりも小さい幅寸法の直方体状突起部５８が形成された構成とされている。下型５２の下型面５３内に金属筒製配線部材２０の端部を配設した状態で、エアシリンダ、油圧シリンダ等のアクチュエータによって、上型５６の直方体状突起部５８を、下型面５３の幅方向中央位置で当該下型面５３に向けて下降させる。すると、金属筒製配線部材２０の端部が下型面５３に押付けられると共に、直方体状突起部５８が金属筒製配線部材２０の端部の上部に押付けられる。

これにより、図６に示すように、金属筒製配線部材２０の下部及び両側部が下型面５３の形状に応じて底面及びこれに直交する両側面によって規定される形状に形成される。また、金属筒製配線部材２０の上部の幅方向中央部は、直方体状突起部５８の形状に応じて直方体状に凹む形状に形成されると共に、その両側部が基部５７の下面によって押付けられて平坦な形状となる。

金属筒製配線部材２０の端部内の露出芯線部３２ａは、金属筒製配線部材２０の端部がプレス変形されるのに伴い、圧縮されつつ、金属筒製配線部材２０の端部内に圧着保持される。

この後、図７に示すように、熱収縮前の熱収縮チューブ４０Ｂを、金属筒製配線部材２０の端部と電線３０の露出芯線部３２ａとの接続部分に被せ、この熱収縮チューブ４０Ｂをヒーター４６等によって加熱する。すると、熱収縮チューブ４０Ｂが熱収縮して、上記接続部分を覆うチューブ状部材４０となる。

このようにして、配線モジュール１０が製造される。

以上のように構成された配線モジュール１０によると、露出芯線部３２ａを金属筒製配線部材２０の端部内に挿入した状態で、金属筒製配線部材２０の端部をその開口が小さくなるようにプレス変形させることで、金属筒製配線部材２０の端部を露出芯線部３２ａにかしめ固定している。このため、金属筒製配線部材２０と電線３０とを容易に接続することができる。

また、金属筒製配線部材２０の端部に当該金属筒製配線部材２０よりも曲げ容易な電線３０が接続されているため、本配線モジュール１０を車両等に組付ける際には、当該電線３０を曲げて電子部品への接続作業等を行うことができる。このため、車両への組付作業性に優れる。

また、金属筒製配線部材２０の端部の外周の一部を凹ませるようにプレス変形させているため、比較的小さい力でプレス加工を容易に行える。

また、金属筒製配線部材２０の端部と露出芯線部３２ａとの接続部の外周を、チューブ状部材４０によって覆っているため、その接続部分への水の進入等を抑制できる。特に、金属筒製配線部材２０と芯線３２とが異種金属によって形成されている場合には、水の進入抑制により、異種金属接触腐食を抑制できる。

上記実施形態を前提として、各種変形例について説明する。

まず、図８に示す変形例では、金属筒製配線部材２０に対応する金属筒製配線部材１２０の端部の内周面に凹凸部として、螺旋溝１２２が形成されている。螺旋溝１２２は、金属筒製配線部材１２０の当初の内周面に切削加工等によって溝を螺旋状に形成したものである。かかる螺旋溝１２２は、ねじ溝を形成するためのタップ等を用いて容易に形成できる。

なお、金属筒製配線部材１２０の当初の内周面を削って凹部を形成すれば、他の部分は相対的に凸部となる。また、また、金属筒製配線部材１２０の当初の内周面に他の部分を溶接等して付加すれば、当該付加部分は凸部となり、他の部分は相対的に凹部となる。このため、金属筒製配線部材１２０の当初の内周面に、凹部が形成された場合であっても、凸部が形成された場合であっても、金属筒製配線部材１２０の内周面には凹凸部が形成されているといえる。

この変形例では、金属筒製配線部材１２０の端部内に露出芯線部３２ａが挿入されて、当該端部が露出芯線部３２ａにかしめ固定されている。この際、図９に示すように、金属筒製配線部材１２０の当初の内周面に螺旋溝１２２が形成されているため、当該内周面のうち螺旋溝１２２の間の部分が露出芯線部３２ａの表面に食込み、露出芯線部３２ａが螺旋溝１２２に食込む。このため、金属筒製配線部材１２０の端部と露出芯線部３２ａとがより強固に固定される。また、金属筒製配線部材１２０の端部と露出芯線部３２ａとの接触面積が大きくなり、両者間の電気的な抵抗も小さくなる。このため、金属筒製配線部材２０と電線３０とをより確実に接続することができる。

また、露出芯線部３２ａがアルミニウム製又はアルミニウム合金製である場合、螺旋溝１２２によって、露出芯線部３２ａの表面に形成された酸化皮膜を破壊することができる。これにより、金属筒製配線部材１２０の端部と露出芯線部３２ａとをより確実に電気的に接続できる。

また、上記螺旋溝１２２は、金属筒製配線部材１２０の内周面に容易に形成できる。

金属筒製配線部材の内周面に形成される凹凸部は、上記例に限られない。例えば、金属筒製配線部材の内周面にその延在方向に沿って形成された溝であってもよい。

また、図１０及び図１１に示す変形例に係る配線モジュール２１０のように、金属筒製配線部材２２０の延在方向中間部２２２を、他の部分とは変えるように加工してもよい。ここでは、金属筒製配線部材２２０の延在方向中間部２２２は、偏平な形状となるようにプレス加工されている。中間部２２２を偏平な形状に加工することで、例えば、金属筒製配線部材２２０の中間部を車両の幅狭なスペース等に容易に配設できることになる。金属筒製配線部材２２０の延在方向中間部２２２が偏平な形状となるようにプレス加工されたとしても、当該中間部２２２の内面同士は接合されず、分離可能な状態であるため、当該中間部でも偏平になった環状部分が連続しているといえる。

図１２及び図１３に示す変形例に係る配線モジュール３１０では、金属筒製配線部材３２０の端部と露出芯線部３２ａとの接続部分において、金属筒製配線部材３２０の端部を偏平な六角形状にプレス加工している。また、金属筒製配線部材３２０のプレス加工部分３２３は、露出芯線部３２ａが接続された部分だけではなく、金属筒製配線部材３２０の延在方向中間部にも及んでいる。

本変形例では、金属筒製配線部材３２０と電線３０との接続部分が、偏平なスペース、特に、偏平な六角形状のスペース等に配設される場合に、有効である。また、当該偏平な六角形状のプレス加工部分３２３は、金属筒製配線部材３２０の端部からその延在方向中間部に至るように形成されているため、偏平なスペースが金属筒製配線部材３２０と電線３０との接続部分から金属筒製配線部材２２０が延在する途中まで続くような場合にも、有効である。

すなわち、本変形例は、金属筒製配線部材３２０の端部と露出芯線部３２ａとの接続部分を、その接続部分が配設されるスペースに合せた形状にプレス加工することが有効であること、及び、スペース上の都合に合せて、当該プレス加工部分を金属筒製配線部材３２０の端部からその延在方向中間部、場合によっては、反対側の端部にまで至るように形成することも有効であることを示している。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。例えば、金属筒製配線部材の一端部において図２に示すプレス形状が適用されて電線が接続され、金属筒製配線部材の他端部において図１３に示すプレス形状が適用されて他の電線が接続されてもよい。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０、２１０、３１０ 配線モジュール
２０、１２０、２２０、３２０ 金属筒製配線部材
２８ 被覆部
３０ 電線
３２ 芯線
３２ａ 露出芯線部
３４ 被覆部
４０ チューブ状部材
１２２ 螺旋溝

Claims (6)

1. 延在方向に沿って環状部分が連続する金属筒製配線部材と、
   芯線と、前記芯線の周囲に形成された被覆部とを有し、端部に前記芯線が露出する露出芯線部が形成された電線と、
   を備え、
   前記露出芯線部が前記金属筒製配線部材の端部内に挿入された状態で、前記金属筒製配線部材の端部がその開口を小さくするようにプレス変形されて前記露出芯線部に接続された状態となっている、配線モジュール。
2. 請求項１に記載の配線モジュールであって、
   前記金属筒製配線部材の端部の内周面に、凹凸部が形成されている、配線モジュール。
3. 請求項２に記載の配線モジュールであって、
   前記金属筒製配線部材の端部の内周面に、前記凹凸部として、螺旋溝が形成されている、配線モジュール。
4. 請求項２又は請求項３に記載の配線モジュールであって、
   前記芯線は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製である、配線モジュール。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の配線モジュールであって、
   前記金属筒製配線部材の端部の外周の一部が凹むようにプレス変形されている、配線モジュール。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の配線モジュールであって、
   前記金属筒製配線部材の端部と前記露出芯線部との接続部分の外周を覆うチューブ状部材をさらに備える配線モジュール。

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