JP6970894B2 - 導電路 - Google Patents

Description

本明細書に開示された技術は、電線が配索された導電路に関する。

例えば、電気自動車、ハイブリッド車等の車両において、蓄電素子、インバータ装置、モータなどの機器には、比較的に大きな電流が流れる。このため、通電時において電線から発生する熱を効果的に放散させることが求められる。このような技術として、特開平８−２３５９４０号公報に記載のものが知られている。

上記の技術においては、電線の絶縁被覆の外周面に、絶縁性を有すると共に高熱伝導性を有する放熱被覆材を設けるようになっている。通電時に電線から発生した熱は、絶縁被覆から放熱被覆材へと熱伝達され、放熱被覆材の内部を効率よく熱伝導し、放熱被覆材の外周面から外部へと、効率よく放散される。これにより、電線の放熱性を向上させるようになっている。

特開平８−２３５９４０号公報

しかしながら、上記の構成によると、電線から絶縁被覆を経て放熱被覆材へ到達した熱は、放熱被覆材から空気中へと放散されるようになっている。空気の熱伝導性は比較的に小さいため、上記の技術によっては、電線の放熱性を十分に向上させることは困難であった。

電線からの発熱量は、電線の断面積が大きいほど小さくなるので、電線の温度上昇値を小さくするためには電線の断面積を大きくすることが考えられる。しかし、この手法は、電線が大型化するので採用し得ない。

本明細書に開示された技術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、電線の放熱性が向上された導電路を提供することを目的とする。

本明細書に開示された技術は、断面が円形状をなすと共に、導体の外周が絶縁被覆で覆われた電線と、前記電線が配索される配索溝を有した配索部材と、前記配索部材に組み付けられて前記配索溝を塞ぐカバーと、を備え、前記配索溝の内面には、前記電線の半径よりも大きな曲率半径を有する曲面が形成されており、前記カバーが前記配索部材に取り付けられた状態で、前記カバーの内面に垂直な方向における、前記カバーと前記配索溝の内面との間隔は、前記電線の直径と同じに設定されている。

上記の構成によれば、電線は、配索溝の内面、及びカバーの内面と接触するので、通電時に電線で発生した熱は、電線、配索溝を経て配索部材へと伝達されると共に、電線、カバーの順にカバーへも伝達される。これにより、電線の放熱性を向上させることができる。

配索溝の内面に形成された曲面の曲率半径は、電線の半径よりも大きく設定されているので、電線に対しては、配索溝の内面から圧力が加わらないようになっている。これにより、絶縁被覆が配索溝からの圧力によって変形することが抑制される。この結果、絶縁被覆の応力緩和によって配索溝と絶縁被覆との間に恒久的な隙間が形成されることを抑制することができるので、電線の放熱性が低下することを抑制することができる。

カバーの内面と配索溝の内面との間隔は、電線の直径と同じに設定されているので、電線に対しては、カバー及び配索溝から圧力が加わらないようになっている。これにより、絶縁被覆がカバー及び配索溝からの圧力によって変形することが抑制される。この結果、絶縁被覆の応力緩和によって、配索溝及びカバーと、絶縁被覆との間に恒久的な隙間が形成されることが抑制することができるので、電線の放熱性が低下することを抑制することができる。

本明細書に開示された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。

前記配索部材は、前記カバーが前記配索部材に組み付けられた状態で、前記カバーに向かって突出した形状をなして前記カバーの内面に当接するカバー当接部を有する。

上記の構成によれば、カバー当接部がカバーの内面に当接することにより、カバーが電線に接近して電線に力が加えられることが抑制される。これにより、絶縁被覆がカバーからの圧力によって変形することが抑制されるので、電線の放熱性が低下することを一層抑制することができる。

前記配索部材及び前記カバーは金属製である。

上記の構成によれば、電線を電磁的にシールドすることができる。また、カバーの熱伝導性が向上するので、導電路の放熱性が向上する。

前記配索部材は、前記配索部材の外面と、前記配索溝の内面との間に、前記配索溝の延びる方向に沿って延びる肉盗み部を有する。

上記の構成によれば、配索部材を軽量化することができる。

前記配索部材及びカバーの一方に設けられたロック部と、前記配索部材及びカバーの他方に設けられたロック受け部とが、弾性的に係止することにより、前記配索部材と前記カバーとが一体に組み付けられている。

上記の構成によれば、ロック部及びロック受け部の少なくとも一方が弾性変形することにより、電線の絶縁被覆に対して、カバー又は配索部材から力が加わることを抑制することができる。これにより、絶縁被覆が変形することを更に抑制することができる。

本明細書に開示された技術によれば、導電路に配された電線の放熱性を向上させることができる。

実施形態１に係る導電路を示す一部切り欠き分解斜視図 導電路を示す横断面図

＜実施形態１＞
本明細書に開示された技術の実施形態１を図１及び図２を参照しつつ説明する。本実施形態に係る導電路２０は、電気自動車、ハイブリッド車等の車両（図示せず）に搭載されて、蓄電モジュール、インバータ、モータ等を電気的に接続する。以下の説明においては、Ｚ方向を上方とし、Ｙ方向を前方とし、Ｘ方向を左方として説明する。なお、上記の方向は、実施形態を説明するために便宜上設定するものである。また、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。

導電路２０
導電路２０は、２本の電線１０と、２本の電線１０が配索された配索部材３１と、配索部材３１に組み付けられたカバー３６と、を備える。

電線１０は、導体１１の外周を、絶縁性の合成樹脂からなる絶縁被覆１２で包囲したものであって、この電線１０には、シールド電線の編組線からなるシールド層に相当するシールド部材は設けられていない。導体１１は複数の金属細線を撚り合わせてなる撚線であってもよいし、また、棒状の金属からなる単芯線であってもよい。導体１１の断面形状は円形状をなしている。また、電線１０の断面形状は円形状をなしている。２本の電線１０は同じ直径を有する。電線１０の端部には図示しない端子が接続されており、この端子が、蓄電モジュール、インバータ、モータ等に接続されるようになっている。

配索部材３１は、アルミニウム合金製（これに限らず、鉄、銅、ステンレス等の金属材料を用いてもよい）の押出材からなる。したがって、配索部材３１は、直線状に延びた形態であり、且つ長さ方向（＝前後方向）と直角な横断面形状が全長に亘って一定である。

配索部材３１は、前後方向に細長い水平な平板状をなす底壁３２と、この底壁３２の左右両側縁から上方に立ち上がる一対の外壁３３と、外壁３３の間において底壁３２の上面から上方に立ち上がる隔壁３４と、を有している。隣り合う外壁３３と隔壁３４との間隔は、ほぼ同じ寸法となっている。配索部材３１には、底壁３２、外壁３３及び隔壁３４により、前後方向に細長く上方へ開放された形態の２つの配索溝３５が形成されている。２つの配索溝３５は、左右に並ぶように配され、互いに隔壁３４によって仕切られている。配索部材３１は、全体として上方に開口した形状をなしている。

配索部材３１の外壁３３には、下端部からやや上方の位置に、左右方向について外方に突出するロック部４０が形成されている。

各配索溝３５内には、夫々、個別に電線１０が１本ずつ収容されている。左右方向についての配索溝３５の幅寸法Ｗは、電線１０の断面形状における直径Ｄよりも大きく設定されている。配索溝３５の内面には、電線１０の断面形状における半径Ｒよりも大きな曲率半径Ｃを有する曲面４１が設けられている。電線１０が配索溝３５の内部に配置された状態で、電線１０の最下部と、曲面４１の最下部とが接触している。

配索部材３１には、配索部材３１と同じくアルミニウム合金製（これに限らず、鉄、銅、ステンレス等の金属材料を用いてもよい）の押出材からなるカバー３６が取り付けられている。カバー３６は、上方から見た配索部材３１の形状に対応した、前後方向に細長く延びた上壁３７と、この上壁３７の左右両側縁から下向きに延出する一対の側壁３８とを備える。側壁３８の下端部には、左右方向について内方に突出するロック受け部３９が設けられている。

カバー３６は、カバー３６のロック受け部３９が、配索部材３１のロック部４０に弾性的に係止することにより、配索部材３１と一体に組み付けられるようになっている。カバー３６が配索部材３１に組み付けられた状態で、上壁３７は２つの配索溝３５の上面側の開口部を一括して覆い隠すようになっている。

また、カバー３６が配索部材３１と一体に組み付けられた状態で、カバー３６の内面（下面）には、配索部材３１の一対の外壁３３の上端部３３Ａ（カバー当接部の一例）が下方から当接していると共に、配索部材３１の隔壁３４の上端部３４Ａ（カバー当接部の一例）が下方から当接している。一対の外壁３３、及び隔壁３４は、カバー３６が配索部材３１と一体に組み付けられた状態で、配索部材３１の底壁３２からカバー３６に向かって突出した形状をなしている。

一対の外壁３３の上端部３３Ａの上下方向についての高さ位置と、隔壁３４の上端部３４Ａの上下方向の高さ位置は、同じ位置に設定されているか、又は同じでない場合でも実質的に同じと認定しうる程度の位置に設定されている。一対の外壁３３の上端部３３Ａと、隔壁３４の上端部３４Ａとが下方からカバー３６の内面に当接することにより、カバー３６が下方に移動することが制限されるようになっている。

カバー３６が配索部材３１と一体に組み付けられた状態で、カバー３６の内面と、電線１０の最上部とが接触している。

配索部材３１の左右両端部寄りの位置には、底壁３２及び一対の外壁３３と、配索溝３５の内面との間に、前後方向に延びる２個の空間が形成されており、外側肉盗み部４２とされる。また、２つの配索溝３５の内面と、底壁３２との間には、前後方向に延びる空間が形成されており、内側肉盗み部４３とされる。外側肉盗み部４２及び内側肉盗み部４３が形成されていることにより、配索部材３１を構成する金属部材の厚さ寸法は、略同じに設定されている。

さて、カバー３６が配索部材３１と一体に組み付けられた状態で、カバー３６の上壁３７の内面（下面）に垂直な方向について、カバー３６の上壁３７の内面と、配索部材３１の配索溝３５に形成された曲面４１の最下部との間隔Ｌは、電線１０の断面形状における直径Ｄと同じか、又は、同じでない場合でも実質的に同じと認定し得る程度に設定されている。これにより、カバー３６が配索部材３１と一体に組み付けられた状態で、カバー３６及び配索部材３１から電線１０の絶縁被覆１２に対しては、電線１０の自重よりも大きな力が加わらないようになっている。

上記の導電路２０の製造工程の一例を以下に説明する。導電路２０の製造工程は、以下の記載に限定されない。

押出成形により配索部材３１を形成し、押出成形によりカバー３６を形成する。

配索部材３１の各配索溝３５内に、電線１０を収容する。配索部材３１にカバー３６を上方から嵌着する。これにより、本実施形態に係る導電路が完成する。

続いて、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態に係る導電路２０は、断面が円形状をなすと共に、導体１１の外周が絶縁被覆１２で覆われた電線１０と、電線１０が配索される配索溝３５を有した配索部材３１と、配索部材３１に組み付けられて配索溝３５を塞ぐカバー３６と、を備え、配索溝３５の内面には、電線１０の半径Ｒよりも大きな曲率半径Ｃを有する曲面４１が形成されており、カバー３６が配索部材３１に取り付けられた状態で、カバー３６の内面に垂直な方向における、カバー３６の内面と配索溝３５の内面の最下部との間隔Ｌは、電線１０の直径Ｄと同じに設定されている。

上記の構成によれば、電線１０は、配索溝３５の内面、及びカバー３６の内面と接触するので、通電時に電線１０で発生した熱は、電線１０、配索溝３５を経て配索部材３１へと伝達されると共に、電線１０、カバー３６の順にカバー３６へも伝達される。これにより、電線１０の放熱性を向上させることができる。

配索溝３５の内面に形成された曲面４１の曲率半径Ｃは、電線１０の半径Ｒよりも大きく設定されているので、電線１０に対しては、配索溝３５の内面から電線１０の自重以上の力が加わらないようになっている。これにより、絶縁被覆１２が配索溝３５からの力によって変形することが抑制される。この結果、絶縁被覆１２の応力緩和によって配索溝３５と絶縁被覆１２との間に恒久的な隙間が形成されることを抑制することができるので、電線１０の放熱性が低下することを抑制することができる。

上記の点について詳細に説明する。仮に、配索溝３５の曲面４１の曲率半径Ｃを、電線１０の断面形状における半径Ｒと同じに設定したとする。すると、配索溝３５の曲面４１は、電線１０の絶縁被覆１２の外周にぴったりと密着するように思われる。しかし、電線１０の導体１１には、製造工程の過程でいわゆる曲がり癖が付いてしまう場合がある。また、電線１０の絶縁被覆１２にも、製造工程の過程で曲がり癖が付いてしまう場合がある。つまり、電線１０は、導体１１や絶縁被覆１２の曲がり癖によって、完全に直線状にはならない場合がある。

このような場合において、配索溝３５の曲面４１の曲率半径Ｃを、電線１０の断面形状における半径Ｒと等しく設定すると、電線１０のうち、曲がり癖が付いた部分は、配索溝３５の曲面４１に強く押し付けられる。すると、この部分の絶縁被覆１２に過度の力が加わり、絶縁被覆１２の弾力性が失われる。この結果、絶縁被覆１２の弾力性が失われた部分については、配索溝３５の曲面４１との間に隙間が形成されてしまう。

絶縁被覆１２が弾力性を有している場合には、絶縁被覆１２が復帰変形することにより、絶縁被覆１２と配索溝３５の曲面４１とが再び接触する機会があり得る。しかし、絶縁被覆１２の弾力性が失われてしまうと、この隙間が埋まることがなくなってしまい、隙間が恒久的に存在することになってしまうのである。

カバー３６の内面と配索溝３５の内面との間隔Ｌは、電線１０の直径Ｄと同じに設定されているので、電線１０に対しては、カバー３６及び配索溝３５から過度の力が加わらないようになっている。これにより、絶縁被覆１２がカバー３６及び配索溝３５からの力によって変形することが抑制される。この結果、絶縁被覆１２の応力緩和によって、配索溝３５及びカバー３６と、絶縁被覆１２との間に恒久的な隙間が形成されることが抑制することができるので、電線１０の放熱性が低下することを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、配索部材３１は、カバー３６が配索部材３１に組み付けられた状態で、カバー３６に向かって突出した形状をなしてカバー３６の内面に当接する、外壁３３の上端部３３Ａ、及び隔壁３４の上端部３４Ａを有する。

上記の構成によれば、外壁３３の上端部３３Ａ、及び隔壁３４の上端部３４Ａがカバー３６の内面に当接することにより、カバー３６が電線１０に接近して電線１０に力が加えられることが抑制される。これにより、絶縁被覆１２がカバー３６からの圧力によって変形することが抑制されるので、電線１０の放熱性が低下することを一層抑制することができる。

また、本実施形態によれば、配索部材３１及びカバー３６は金属製である。

上記の構成によれば、電線１０を電磁的にシールドすることができる。また、配索部材３１及びカバー３６の熱伝導性が向上するので、導電路２０の放熱性が向上する。

また、本実施形態によれば、配索部材３１は、配索部材３１の外面と、配索溝３５の内面との間に、配索溝３５の延びる方向に沿って延びる外側肉盗み部４２、及び内側肉盗み部４３を有する。

上記の構成によれば、配索部材３１を軽量化することができる。

また、本実施形態によれば、配索部材３１に設けられたロック部と、カバーに設けられたロック受け部３９とが、弾性的に係止することにより、配索部材３１とカバー３６とが一体に組み付けられている。

上記の構成によれば、ロック部４０及びロック受け部３９が弾性的に係止していることにより、カバー３６又は配索部材３１から電線１０へ加わる力が、ロック部４０とロック受け部３９の係止部分において吸収される。これにより、絶縁被覆１２に力が加わって絶縁被覆１２が変形することを更に抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書に開示された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に開示された技術の技術的範囲に含まれる。

（１）本実施形態に係る導電路は、複数の蓄電素子を有する電池パック内における電線１０の配索構造に適用してもよい。

（２）１個の配索部材３１に１本の電線１０が配されていてもよいし、３本以上の電線１０が配されていてもよい。

（３）配索部材３１とカバー３６とは、ボルトやリベットにより一体に組み付けられてもよいし、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接等の溶接により一体に組み付けられてもよく、任意の組み付け構造を適宜に採用することができる。

（４）外壁３３の上端部３３Ａとカバー３６の下面とは離間していてもよい。また、隔壁３４の上端部３４Ａとカバー３６の下面とは離間していてもよい。

（５）配索部材３１は、外側肉盗み部４２及び内側肉盗み部４３の一方又は双方を有さず、中実な構成としてもよい。この場合には、配索部材３１の熱伝導性が向上する。

（６）カバー３６にロック部４０が設けられ、配索部材３１にロック受け部３９が設けられる構成としてもよい。

（７）本実施形態においては、配索部材３１及びカバー３６は金属製であったが、これに限られず、配索部材３１及びカバー３６の一方又は双方が合成樹脂製であってもよい。

１０：電線
２０：導電路
３１：配索部材
３３Ａ：外壁の上端部（カバー当接部の一例）
３４Ａ：隔壁の上端部（カバー当接部の一例）
３５：配索溝
３６：カバー
３９：ロック受け部
４０：ロック部
４１：内面
４２：外側肉盗み部（肉盗み部の一例）
４３：内側肉盗み部（肉盗み部の一例）

Claims (5)

1. 断面が円形状をなすと共に、導体の外周が絶縁被覆で覆われた電線と、
   前記電線が配索される配索溝を有した配索部材と、
   前記配索部材に組み付けられて前記配索溝を塞ぐカバーと、を備え、
   前記配索溝の内面には、前記電線の半径よりも大きな曲率半径を有する曲面が形成されており、
   前記カバーが前記配索部材に取り付けられた状態で、前記カバーの内面に垂直な方向における、前記カバーと前記配索溝の内面との間隔は、前記電線の直径と同じに設定されている、導電路。
2. 前記配索部材は、前記カバーが前記配索部材に組み付けられた状態で、前記カバーに向かって突出した形状をなして前記カバーの内面に当接するカバー当接部を有する、請求項１に記載の導電路。
3. 前記配索部材及び前記カバーは金属製である請求項１または請求項２に記載の導電路。
4. 前記配索部材は、前記配索部材の外面と、前記配索溝の内面との間に、前記配索溝の延びる方向に沿って延びる肉盗み部を有する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の導電路。
5. 前記配索部材及びカバーの一方に設けられたロック部と、前記配索部材及びカバーの他方に設けられたロック受け部とが、弾性的に係止することにより、前記配索部材と前記カバーとが一体に組み付けられている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の導電路。

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