KR20150008111A - 원통형 브레이드 압착 접속 구조 - Google Patents

원통형 브레이드 압착 접속 구조 Download PDF

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미츠하루 나가하시
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야자키 소교 가부시키가이샤
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Abstract

중량을 감소시키는데 잇어서 충분한 쉴드 효과를 보장할 수 있도록 소선의 접촉을 개선할 수 있는 원통형 브레이드 압착 접속 구조를 제공한다. 원통형 브레이드 압착 접속 구조는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 금속 소선(20)의 번들을 엮어 형성되는 원통형 브레이드(16); 원통형 브레이드(16)의 단말(23)의 내측에 삽입되는 금속으로 제조되는 원통형 접속부(24); 및 원통형 브레이드(16)의 단말(23)의 외측에 피팅되는 금속으로 제조된 링 압착 부재(26)를 포함한다. 링 압착 부재(26)는 압착되어 오목 변형부(27)를 생성하고, 단말(23)은 오목 변형부(27)에 의해 원통형 접속부(24)를 향해 압박되어 전기 접속을 완성한다. 오목 변형부(27)는 원통형 브레이드(16)에 형성된 메쉬(22)보다 큰 형상으로 형성된다.

Description

원통형 브레이드 압착 접속 구조{CYLINDRICAL BRAID CRIMP CONNECTION STRUCTURE}
본 발명은, 링 압착 부재를 압착하고 원통형 브레이드를 원통형 접속부에 전기적으로 연결하는 원통형 브레이드 접속 구조에 관한 것이다.
예를 들어, 하이브리드 차량 또는 전기 차량에서 배터리와 인버터 유닛은 고전압 와이어 하네스에 의해 전기적으로 서로 접속된다. 와이어 하네스는 고전압의 전기 도전 경로인 고전압 전력선과 고전압 전력선을 덮는 쉴드 부재를 포함한다. 쉴드 부재는 원통형 브레이드로 형성된다.
특허 문헌 1은 원통형 브레이드의 단부가 전기적으로 접속되는 구조를 개시한다. 구체적으로 특허 문헌 1은 전선 외측에 배치된 원통형 브레이드 단부와 원통형 쉴드 쉘이 전기접속을 위해 링 압착 부재에 압착되는 구조를 개시한다. 특허 문헌 1에서, 원통형 브레이드는 전기전도성을 갖는 초미세 전선을 꼬아서 원통형으로 형성된다. 또한, 쉴드 쉘은 전기 전도성을 갖고 원통형 브레이드 단말이 외주 표면상에서 접속되게 형성된다. 또한, 링 압착 부재는 원통형 브레이드가 내측으로 삽입된 이후 압착 다이에 의해 압착된다. 링 압착 부재가 압착되면, 원통형 브레이드는 쉴드 쉘과 접촉하여 전기 접속을 완성한다.
일본 특허 공개 JP-A-2003-264040
상기 종래 기술의 원통형 브레이드에서, 예를 들어, 300개의 소선이 사용된다. 소선은 구리로 만들어지고, 예를 들어, 주석 도금된다. 300개의 구리선으로 형성된 원통형 브레이드가 배터리로부터 인버터 유닛까지의 거리에 대응하는 길이로 형성되면, 그 결과물인 부재는 상대적으로 무거워진다.
최근 자동차 부품에서, 경량에 대한 수요가 증가하고 있어, 소선은 경량을 목적으로 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 만들어지는 것을 생각할 수 있다.
그러나, 본 발명자들은 소선 재료가 단지 알루미늄 혹은 알루미늄 합급으로 바뀌더라도 구리와 같은 우수한 접속은 달성되지 않고, 접속상태가 우수하지 않으면, 충분한 쉴드 효과 또한 보장될 수 없다는 것을 알았다. 이 때, 대책으로서, 원통형 브레이드 단말 및 쉴드 쉘의 접속 구조를 재고하여 소선이 서로 보다 확실하게 접촉될 수 있는 구조를 생각했다.
원통형 브레이드는 소선의 번들을 엮어서 형성되고, 많은 수의 메쉬가 제공되므로, 원통형 브레이드 단자가 넓어지면, 메쉬들은 자연스럽게 커지고, 전기 접속에 효과적인 전선 접촉은 불안정해질 수 있다. 또한, 원통형 브레이드에서 재료가 구리에서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 변할 때, 산화막의 영향에 대한 유려가 있다. 따라서, 소선(소선 번들)의 우수한 접촉을 획득하는 것에 대해 재고해보는 것이 중요하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 상황을 고려하여 창안되었고, 따라서 본 발명의 목적은 중량을 감소하는데 있어서 소선 접촉을 개선하여 충분한 쉴드 효과를 보장할 수 있는 원통형 브레이드 압착 접속 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 하나 이상의 복수의 전기적 도전 경로를 덮는 원통형 브레이드; 전기 전도성을 갖고 원통형 브레이드 단말의 내측에 삽입되는 금속으로 만들어지는 원통형 접속부; 및 압착에 의해 변형되는 금속으로 만들어지고 링 압착 부재를 압착하여 원통형 브레이드와 원통형 접속부가 전기적으로 서로 연결되는 원통형 브레이드의 단말의 외측에 맞추어지는 링 압착 부재를 포함하는, 원통형 브레이드 압착 접속 구조가 제공된다.
원통형 브레이드는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어지는 소선 번들을 꼬아 형성된다. 압착에 의해 원통형 브레이드 측을 향해 우묵해지는 복수의 오목 변형부들은 링 압착 부재에서 형성되고, 오목 변형부들은 원통형 브레이드에 형성된 메쉬보다 크게 형성된다.
링 압착 부재는, 상기 오목 변형부들보다 얕게 패이고 상기 오목 변형부들보다 약하게 원통형 브레이드의 단자들을 압박하는 추가적인 오목 변형부들로 형성될 수 있다.
상기 특징을 갖는 본 발명에 따르면, 링 압착 부재가 압착되면, 오목 변형부들이 링 압축 부재에 형성된다. 원통형 브레이드는 오목 변형부들의 형성에 의해 압박되고 원통형 접속부와 접촉하여, 전기 접속을 완성한다.
본 발명에 따르면, 원통형의 브레이드 소선이 단순히 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 변경될 뿐만 아니라, 링 압착 부재에 오목 변형부가 생성되어 원통형 접속부를 압박한다. 따라서, 소선이 더욱 확실하게 서로 접촉하면서도 경량은 유지된다.
원통형 브레이드가 소선 번들을 엮어서 형성되기 때문에, 오목 변형부가 원통형 브레이드의 메쉬보다 크게 형성되는 경우, 원통형 브레이드는 원통형 접속부에 확실하게 접촉할 수 있다.
오목 변형부는 소선 번들을 압박하여 산화막을 파괴할 때 각 소선의 마찰을 야기하여, 전기 접속이 향상되게 한다.
링 압착부재가 오목 변형부 뿐만 아니라 그 외주를 이용하여 원통형 브레이드 단말을 압박하는 것이 효과적이다.
본 발명에 따르면, 원통형 브레이드의 메쉬보다 크게 형성된 오목 변형부가 압착에 의해 형성되기 때문에, 소선 번들은 확실하게 원통형 접속부에 압박되어 소선 접촉이 개선될 수 있다. 또한 소선들의 접촉이 향상되면서도 충분한 쉴드 효과 또한 보장될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 원통형 브레이드의 소선들이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되어 원통형 브레이드는 중량을 감소할 수 있다.
도 1은 자동차의 개략적인 다이어그램이다.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따르는 원통형 브레이드 압착 접속 구조를 포함하는 와이어 하네스의 구성 다이어그램니다.
도 3a 내지 도 3g는 오목 변형부의 변형 실시예를 도시하는 다이어그램들이다.
도 4는 원통형 브레이드 압착 접속 구조를 도시하는 사시도이다.
이하, 첨부되는 도면을 참고로 하여 실시예가 기술될 것이다. 도 1은 자동차에 대한 개략적인 다이어그램이다. 도 2a는 본 발명에 따르는 원통형 브레이드 압착 접속 구조를 포함하는 와이어 하네스의 구성 다이어그램이다. 도 2b는 도 2a의 원으로 표시된 II부분에 대한 확대도이다. 도 3a 내지 3g는 오목 변형부의 변형 실시예를 도시하는 다이어그램이다. 도 4는 원통형 브레이드 압착 접속 구조를 도시하는 사시도이다.
본 실시예에서, 본 발명은 하이브리드 차량(또는 전기 차량 또는 일반 차량)에 설정된 와이어 하네스에 적용된다.
도 1을 참고하면, 참조번호 1은 하이브리드 차량을 지시한다. 하이브리드 차량(1)은 엔진(2)과 모터 유닛(3)의 두 개의 동력을 혼합하여 구동하는 차량이며, 전력은 배터리(5, 배터리 팩)로부터 인버터 유닛(4)을 통해 모터 유닛(3)으로 공급된다. 엔진(2), 모터 유닛(3) 및 인버터 유닛(4)은 본 실시예에서 전방 휠 위치에 존재하는 엔진 룸(6)에 장착된다. 또한 배터리(5)는 후방 휠의 위치에 존재하는 차량 후방부(7)에 장착된다(엔진 룸(6)의 후방에 존재하는 차량 실내에 장착될 수 있다).
모터 유닛(3)과 인버터 유닛(4)은 고압 와이어 하네스(8)에 의해 연결된다. 또한, 배터리(5)와 인버터 유닛(4)은 고압 와이어 하네스(8)에 의해 연결된다. 와이어 하네스(9)는 차체 바닥(11)의 지상측에 설정되는 중간부(10)를 갖는다. 또한 와이어 하네스(9)는 실질적으로 차체 바닥(11)을 따라 평행하게 설정된다. 차체 바닥(11)은 관통홀(참조 기호 생략)이 주어진 위치에 형성된 이른바 패널 부재로 불리는 공지의 본체에 의해 구성된다. 와이어 하네스(9)는 관통홀을 통해 삽입된다.
와이어 하네스(9) 및 배터리(5)는 배터리(5)에 배치된 접합 블록(12)을 통해 서로 연결된다. 접합 블록(12)은 공지의 방법을 통해 와이어 하네스(9)의 후단(13)과 전기적으로 연결된다. 와이어 하네스(9)의 전단측(14)은 공지의 방법으로 인버터 유닛(4)에 전기적으로 접속된다.
모터 유닛(3)은 모터와 발전기를 포함한다. 또한, 인버터 유닛(4)은 인버터와 컨버터를 포함한다. 모터 유닛(3)은 쉴드 케이스를 포함하는 모터 어셈블리로 형성된다. 인버터 유닛(4)은 또한 쉴드 케이스를 포함하는 인버터 어셈블리로 형성된다. 배터리(5)는 Ni-MH 타입(니켈 수소 전지) 또는 Li-ion 타입(리튬 이온 전지)이며, 모듈에 의해 구성된다. 예를 들어, 캐패시터와 같은 전기 스토리지 장치가 사용될 수 있다. 배터리(5)가 하이브리드 차량(1) 또는 전기 차량에 사용될 수 있다면, 배터리(5)는 특정적으로 제한되지 않는다.
우선, 와이어 하네스(9)의 구성 및 구조가 기술된다. 와이어 하네스(9)는, 상기한 바와 같이, 인버터 유닛(4)과 배터리(5)를 전기적으로 접속시키는 고전압 부재이다. 와이어 하네스(9)는 하나 이상의 복수의 전기 도전 경로(15), 원통형 브레이드(16), 외장 재료(17), 인버터측 접속부(18) 및 배터리측 접속부(19)를 포함한다.
도 2a를 참조하면, 전기 도전 경로(15)로서, 전도체 또는 인슐레이터를 포함하는 고전압 전력선, 캡타이어 케이블, 또는 플러스 회로 및 마이너스 회로를 단일로 갖는 고전압 동축 복합 전기 도전 경로가 적용된다. 본 실시예에서, 알려진 고전압 전력선이 전기 도전 경로(15, 도 2a 참조)로서 적용된다.
원통형 브레이드(16)는 도전성을 갖는 초미세 금속 소선(20)의 번들(21)을 원통형으로 엮어서 형성되며, 많은 수의 메쉬(22)가 형성된다. 각 번들에서 금속 소선의 수와 번들의 수는 브레이드 형성시 임의적이다. 금속 소선(20)은 중량 감소를 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진다.
원통형 브레이드(16)는 미리 길게 형성되고, 다음, 주어진 길이의 조각으로 절단된다. 원통형 브레이드(16)의 단말은 절단 상태로 유지되거나 또는 내측을 향해 적어도 이중 상태로 다시 접힐 수 있다. 또는 단말(23)은 주어진 단말 처리 과정을 받을 수 있다(구리로 만들어진 브레이드와 같은 처리).
전기 도전 경로(15)는 원통형 브레이드(16)의 내측에 일괄적으로 삽입된다. 원통형 브레이드(16)의 단말(23)은 인버터측 접속부(18) 및 배터리 측 접속부(19)의 형상에 따라 확대된다. 원통형 브레이드(16)의 메쉬(22)는 또한 단말(23) 확대에 따라 확대된다.
외장 재료(17)는 원통형 브레이드(16)의 외측에 배치된 보호 부재이며, 예를 들어, 수지, 금속 또는 고무로 만들어진 파이프, 수지 방지기 또는 싸여진 시트 부재일 수 있다. 외장 재료(17)가 원통형 브레이드(16) 및 전기 도전 경로(15)를 보호한다면, 외장 재료(17)가 특별히 제한되지는 않는다. 본 실시예에서, 외장 재료(17)는 길게 형성되어 원통형 브레이드(16)의 단말 이외 부분을 덮는다.
인버터측 접속부(18) 및 배터리측 접속부(19)는 각각 원통형 접속부(24), 링 압착 부재(26), 전기 도전 경로(15)의 단말에 배치된 단자 금구(미도시) 및 쉴드 쉘(25)을 쉴드 케이스에 고정하는 볼트(미도시)를 가지는 쉴드 쉘(25)을 포함한다.
본 발명의 원통형 브레이드 압착 접속 구조는 인버터측 접속부(18)와 배터리측 접속부(19)가 제공되는 부분에 적용된다.
쉴드 쉘(25)은 전기 전도성을 갖는 금속 구조이며, 도시되지는 않았으나 볼트가 통과하여 삽입되는 부분으로서 볼트 고정부를 갖는다. 쉴드 쉘(25)은 전기 도전 경로(15)가 쉴드 쉘(25)을 통해 관통할 수 있도록 형성된다.
원통형 접속부(24)는 전기 도전 경로(15)가 관통하는 부분에 대응하여 배치된다. 원통형 접속부(24)는 쉴드 쉘(25)의 일부분이며 금속으로 만들어지고 원통형 브레이드(16)의 단말(23)의 내측에서 환형으로 형성 및 삽입된다. 원통형 접속부(24)는 원통형 브레이드(16)의 단말(23)과의 전기 접속부이며, 또한 링 압착 부재(26)를 압착할 때 지지부로서 형성된다.
링 압착 부재(26)는 원통형 브레이드(16)의 단말(23)의 외측에 맞추어지는 부재이며, 변형가능한 두께의 금속 플레이트를 환형으로 가공하여 형성된다. 링 압착부재(26)가 압착되면, 복수의 오목 변형부(27)가 원통형 브레이드(16)측을 향해 오목하도록 형성된다. 본 실시예에서, 링 압착 부재(26)가 압착되면, 제 2 오목 변형부(28)가 복수의 오목 변형부(27) 주위에서 형성된다.
상기 압착은, 링 압착 부재(26)의 직경이 감소하는 것처럼 다이에 의해 링 압착 부재(26)를 링 압착 부재(26)의 외측으로부터 압박하기 위한 가공이며, 원통형 브레이드(16)의 단말(23)은 원통형 접속부(24)에 대해 압박되어 전기적으로 기계적으로 서로 고정적으로 연결된다.
오목 변형부(27)는 원통형 브레이드(16)를 구성하는 금속 소선(21)의 번들이 원통형 접속부(24)에 대해 가능한한 많이 강하게 압박되는 부분으로 형성된다. 오목 변형부(27)는, 강하게 많은 수로 번들(21)을 압박하기 위해 원통형 브레이드(16)에서 형성된 메쉬(22)(본 실시예에서 확대된 메쉬(22))보다 큰 형상으로 형성된다.
오목 변형부(27)의 형상이 메쉬(22)보다 작으면, 오목 변형부(27)는 메쉬(22)로 삽입되고, 상기 부분의 누르는 힘은 약화된다. 그 결과 우수한 접속력이 보장될 수 없는 경우가 발생한다. 그러나, 본 발명에서는, 오목 변형부(27)가 메쉬(22)보다 크게 형성되므로, 상기한 바와 같은 경우는 제거된다.
오목 변형부(27)는 각 소선이 서로 나뉘어져 금속 소선(20)의 번들(21)을 압박할 때 산화막을 파괴하도록 형성되어, 전기 접속 결과를 향상시킬 수 있다.
오목 변형부(27)는 각각 실질적으로 직사각형태로 형성되며, 예를 들어, 도 2a 내지 도 3a에 도시된 바와 같다. 또한 오목 변형부(27)는 압착 영역에서 가능한 많은 수와 가능한 큰 영역을 보장하도록 형성된다.
오목 변형부(27)의 형상은 도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이 도 3a에 대해 90도로 방향이 변화할 수 있다. 또한 오목 변형부(27)의 형상은, 도 3c에 도시된 바와 같이 금속 소선(20)의 번들(21)(도 2a 및 2b 참조)의 연장방향을 따라서 연장할 수 있다. 또한, 각 오목 변형부(27)는 도 3d에 도시된 바와 같이 사각형의 점 모양, 도 3e에 도시된 바와 같이 실질적으로 직사각 형상이 비스듬히 배치된 형상, 도 3f에 도시된 바와 같이 원형의 점 모양 또는 도 3g에 도시된 바와 같이 실질적으로 타원 형상 일 수 있다.
도 2a 내지 4를 참조하면, 제 2 오목 변형부(28)는 오목 변형부(27)보다 얕게 패인 부분으로 형성되고, 원통형 브레이드(16)의 단말(23)을 압박한다. 제 2 오목 변형부(28)는 오목 변형부(27)보다 약하고, 그러나 이후 기술되는 플레이트(30)보다는 강한, 원통형 브레이드(16)의 단말을 압박하는 부분으로 형성된다. 제 2 오목 변형부(28)는 임의로 형성될 수 있고, 그러나 바람직하게는 더 우수한 전기 접속을 실행하는 목적에 맞게 형성된다.
크러쉬 부(29)가 압착과 관련하여 링 압착부재(26)의 양측에서 형성된다. 링 압착부(26)는 크러쉬 부(29) 형성 만큼의 크기로 직경을 줄인다.
링 압착 부재(26)가 압착에 의해 직경을 줄이면, 링 압착부(26)의 플레이트(30)는 원통형 브레이드(16)의 단말(23)의 전체 주위를 평면식으로 밀게 된다. 평면 때문에 플레이트(30)가 미는 것은 부드러울 수 있다. 그러나, 본 발명에서는, 복수의 오목 변형부(27)가 형성되어, 충분한 밀기, 즉 접촉이 보장된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 원통형 브레이드(16)에 형성된 메쉬(22)보다 큰 형상의 복수의 오목 변형부(27)가 형성되어 있어, 금속 소선(20)의 번들이 확실하게 압박되고, 따라서, 금속 소선(20)의 접촉이 향상될 수 있다. 또한, 금속 소선(20)의 접촉이 향상되므로, 충분한 쉴드 효과 또한 보장될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 원통형 브레이드(16)의 금속 소선이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 생성되어 원통형 브레이드(16)의 중량이 감소될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않고서도 다양하게 변경될 수 있다.
본 출원은 2012년 5월 14일 출원된 일본 특허 출원 2012-110180에 기초한 것으로, 특허 출원의 내용은 모두 참고로 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 원통형 브레이드의 중량을 감소시키는데 있어서 충분한 쉴드 효과를 보장할 수 있도록 소선의 접촉을 개선할 수 있는 원통형 브레이드 압착 접속 구조를 제공하는 것에 이용될 수 있다.
1 : 하이브리드 차량
2 : 엔진
3 : 모터 유닛
4 : 인버터 유닛
5 : 배터리
6 : 엔진 룸
7 : 차량 후방부
8,9 : 와이어 하네스
10 : 중간부
11 : 차체 바닥
12 : 접합 블록
13 : 후단
14 : 전방
15 : 전기 도전 경로
16 : 원통형 브레이드
17 : 외장 재료
18 : 인버터측 접속부
19 : 배터리측 접속부
20 : 금속 소선(소선)
21 : 번들
22 : 메쉬
23 : 단말
24 : 원통형 접속부
25 : 쉴드 쉘
26 : 링 압착 부재
27 : 오목 변형부
28 : 제 2 오목 변형부
29 : 크러쉬 부
30 : 플레이트

Claims (2)

  1. 원통형 브레이드 압착 접속 구조로서,
    하나 이상의 복수의 전기 도전 경로를 덮는 원통형 브레이드;
    전기 전도성을 가지며 원통형 브레이드의 단말의 내측에 삽입되는 금속으로제조되는 원통형 접속부; 및
    압착에 의해 변형되는 금속으로 제조되고, 링 압착 부재를 압착하여 원통형 브레이드와 원통형 접속부가 서로 전기적으로 접속되는 원통형 브레이드의 단말의 외측에 피팅되는, 링 압착 부재를 포함하고,
    상기 원통형 브레이드는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 소선의 번들을 엮어서 형성되고, 압착에 의해 원통형 브레이드 측을 향해 오목해지는 복수의 오목 변형부가 링 압착 부재에 형성되고, 상기 오목 변형부는 상기 원통형 브레이드에 형성된 메쉬보다 크게 형성되는,
    원통형 브레이드 압착 접속 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 링 압착 부재에는, 상기 오목 변형부보다 얕게 패이고 상기 상기 오목 변형부보다 약하게 상기 원통형 브레이드 단말을 압박하는 추가적인 오목 변형부가 형성되는,
    원통형 브레이드 압착 접속 구조.
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