JP2019053938A - フラットケーブル及びワイヤーハーネス - Google Patents
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Abstract
【課題】リブ部を備える場合において真直性の低下を抑制することが可能なフラットケーブル及びワイヤーハーネスを提供する。【解決手段】フラットケーブル1は、平面上に所定間隔で並列配置された複数本の導体線11と、並列配置された複数本の導体線11を絶縁樹脂により一括して被覆する被覆部12とを有したケーブル部10と、平面上においてケーブル部10に対して並列して設けられ、被覆部12と同一樹脂によって構成されると共に、バスバーが固定されるリブ部20を備え、ケーブル部10とリブ部20との配置が断面構造において略左右対称となっている。【選択図】図2
Description
本発明は、フラットケーブル及びワイヤーハーネスに関する。
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されるバッテリとして電池モジュールが知られている。電池モジュールは、複数の電池セルをその厚さ方向に積層し、これをケースに収容することにより構成されている。電池セルは、例えばリチウムイオン電池や二次電池が用いられる。この電池モジュールには、個々の電池セルの電極端子同士を電気的に接続するバスバーや、個々の電池セルの電圧状態を検知するための電圧検知線が設けられている。
このような電池モジュールとの電気接続を行うために、バスバーや電圧検知線を一体としたバスバーモジュールが提案されている(特許文献1参照)。このバスバーモジュールにおいては、一側に複数本の導体線を有するケーブル部が設けられると共に、他側に平板導体が設けられている。
しかし、特許文献1に記載のバスバーモジュールは、複数本の導体線を有するケーブル部と、バスバーとなる平板導体とが一体に成型されることから、成型スピードが遅くなってしまい、生産性が決して高いとはいえない。
そこで、本件出願人は、上記バスバーモジュールに代えて、バスバーを固定させるためのリブ部を備えたフラットケーブルを用いることを検討している。すなわち、本件出願人は、例えば特許文献1に記載のバスバーモジュールの平板導体に代えて、樹脂からなるリブ部を形成しておき、後工程においてリブ部にバスバーを積層固定等することを検討している。
しかし、リブ部を備えるフラットケーブルについては、押出成型時に被覆樹脂が均一に流れ難くなる。すなわち、リブ部については樹脂のみで構成されることから、被覆樹脂はリブ部側に流れ込み易くなり、これが原因となって成型後のフラットケーブルが反ってしまい、真直性が低下する傾向にある。
ここで、リブ部を備えるフラットケーブルについては電池モジュールに搭載されるものであり、複数本の導体線はその被覆部ごと1本ずつ切り裂かれた後に、所定のバスバーに接続される。この切り裂き作業については、作業効率を考慮して手作業でなく真っすぐな切断を行う切断機によって行われることから、真直性の低下が問題となる。
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、リブ部を備える場合において真直性の低下を抑制することが可能なフラットケーブル及びワイヤーハーネスを提供することにある。
本発明のフラットケーブルは、平面上に所定間隔で並列配置された複数本の導体線と、並列配置された複数本の導体線を絶縁樹脂により一括して被覆する被覆部とを有したケーブル部と、前記平面上において前記ケーブル部に対して並列して設けられ、前記被覆部と同一樹脂によって構成されると共に、バスバーが固定されるリブ部と、を備え、前記ケーブル部と前記リブ部との配置が断面構造において略左右対称となっていることを特徴とする。
このフラットケーブルによれば、ケーブル部とリブ部との配置が断面構造において略左右対称となっているため、絶縁樹脂が断面一側に片寄って流れ易くなることを防止することとなり、反りの発生を抑えることとなる。従って、真直性の低下を抑制することができる。
また、本発明のフラットケーブルにおいて、略左右対称の断面構造における中央に配置される対象物が前記リブ部である場合、前記リブ部の断面中央部位を境界にし、前記対象物が前記ケーブル部である場合、両側導体線の間の中央位置を境界にし、当該境界の左右樹脂量の比が樹脂量の多い方を1としたときに1:0.85以上であることが好ましい。
このフラットケーブルによれば、境界の左右樹脂量の比が1:0.85以上であるため、両者の対称性を高くすることとなり、反りの発生を一層抑えて、電池モジュールに用いるフラットケーブルとしてより好適なものを提供することができる。
また、本発明のフラットケーブルにおいて、当該境界の左右樹脂の厚みの差は10%以内であることが好ましい。
このフラットケーブルによれば、境界の左右樹脂の厚みの差は10%以内であるため、厚みの差によって樹脂の流れ易さが変化して真直性が低下してしまうことを抑制することができる。
また、本発明のワイヤーハーネスは、上記のいずれか1つに記載のフラットケーブルを含むことを特徴とする。
このワイヤーハーネスによれば、真直性の低下を抑制したフラットケーブルを有するワイヤーハーネスを提供することができる。
本発明によれば、リブ部を備える場合において真直性の低下を抑制することが可能なフラットケーブル及びワイヤーハーネスを提供することができる。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
図1は、本発明の実施形態に係るフラットケーブルを含むワイヤーハーネスの斜視図である。図1に示すように、ワイヤーハーネスWHは、フラットケーブル1と、複数のバスバーBと、コネクタCとを備えて構成されている。
複数のバスバーBは、電池モジュールを構成する複数の電池セルのうち、隣接する電池セルの+端子と−端子とに挿入される貫通孔B1を有した導体板である。これら複数のバスバーBが隣接する電池セルの端子間に設けられることで、各電池セルを電気的に直列接続することができる。
コネクタCはフラットケーブル1の端部に設けられており、電池電圧を監視する監視装置側のコネクタに接続されるものである。フラットケーブル1は、複数本の導体線(後述の符号11)を有し、特定の導体線が特定のバスバーBに接続される(図1においてバスバーBへの接続の図示を省略する)。
図2は、図1に示したフラットケーブル1の断面図である。図2に示すように、フラットケーブル1は、ケーブル部10と、リブ部20とを備えている。ケーブル部10は、複数本の導体線11と、被覆部12とを備えている。
複数本の導体線11は、銅、アルミニウム又はそれらの合金から構成されており、平面上に所定間隔で並列配置されている。被覆部12は、並列配置された複数本の導体線11を絶縁樹脂により一括して被覆するものである。本実施形態において絶縁樹脂は例えばポリ塩化ビニル樹脂である。
リブ部20は、絶縁樹脂のみによって構成される部位であって、本実施形態においては被覆部12を構成する絶縁樹脂と同一樹脂によって構成されている。このリブ部20は、複数本の導体線11が並列配置される平面上において、複数本の導体線11に対して並列して設けられるものである。このリブ部20には、図1に示すように、バスバーBが積層固定されるようになっている。バスバーBは、ボルト締め(図示せず)や加締め(図示せず)によってリブ部20に固定されるようになっている。なお、リブ部20は、バスバーBを固定する関係上、少なくとも厚さ0.3mm以上幅1.0mm以上(より好ましくは幅2.0mm以上)で形成されることが好ましい。また、図1及び図2においてリブ部20は、矩形状となっているが、矩形状に限らず楕円状や長円状など、バスバーBを固定可能な形状であれば、これに限られるものではない。
ここで、リブ部20を備えるフラットケーブル1については、押出成型時に被覆する絶縁樹脂が均一に流れ難くなる。すなわち、リブ部20については樹脂のみで構成されることから、絶縁樹脂はリブ部20に流れ込み易くなり、ケーブル部10に流れ難くなる。このため、成型後のフラットケーブル1が反ってしまい、真直性が低下する傾向にある。
そこで、本実施形態においてフラットケーブル1は、断面構造において、略左右対称となっている。これにより、左右における樹脂の流れの均等化を図り、反りの防止につながるからである。
具体的に図2に示すフラットケーブル1では、断面における中央に配置される対象物がケーブル部10となっており、ケーブル部10の両側にそれぞれ同形状のリブ部20が設けられて、略左右対称となっている。すなわち、断面構造においては、端からリブ部20、ケーブル部10、及びリブ部20の順となっており、これらの配置が左右対称となっている。
なお、フラットケーブル1は図2に示す形状に限られない。図3〜図6は、本実施形態に係るフラットケーブル1の変形例を示す断面図である。図3に示すように、フラットケーブル1は、断面における中央に配置される対象物がリブ部20となっており、リブ部20の両側にそれぞれケーブル部10が設けられて、ケーブル部10及びリブ部20の配置が左右対称となるものであってもよい。各ケーブル部10は、それぞれ5本の導体線11を有し、これら5本の導体線11を被覆部12で覆う構成となっている。
また、図4に示すように、フラットケーブル1は、断面における中央に配置される対象物がケーブル部10となっており、ケーブル部10の両側にそれぞれ幅が異なるリブ部20が設けられて、ケーブル部10及びリブ部20の配置が左右対称となるものであってもよい。双方のリブ部20は、同じ厚みであるが、一方が幅w1となっており、他方が幅w2(<w1)となっている。
また、図5に示すように、フラットケーブル1は、断面における中央に配置される対象物がリブ部20となっており、リブ部20の両側にそれぞれ導体線11の本数が異なるケーブル部10が設けられて、ケーブル部10及びリブ部20の配置が左右対称となるものであってもよい。一方のケーブル部10は5本の導体線11を被覆部12で覆う構成であり、他方のケーブル部10は4本の導体線11を被覆部12で覆う構成となっている。
また、図6に示すように、フラットケーブル1は、断面における中央に配置される対象物がケーブル部10となっており、ケーブル部10の両側にそれぞれ幅及び厚みが異なるリブ部20が設けられて、ケーブル部10及びリブ部20の配置が左右対称となるものであってもよい。一方のリブ部20は、厚みがT1であり幅w1となっており、他方のリブ部20は厚みがT2(>T1)であり幅w2(<w1)となっている。
なお、上記の略左右対称とは、ケーブル部10とリブ部20の配置が左右対称であることだけでなく、境界BLの左右における樹脂量の比が1:0.8を超えることも含む概念である。境界BLは、断面における中央に配置される対象物がリブ部20である場合、リブ部20の断面中央部位であり、中央に配置される対象物がケーブル部10である場合、両側(両端)の導体線11の間の中央位置である。また、上記比率において「1」は樹脂量が多い方である。
さらに、本実施形態においてフラットケーブル1は、左右樹脂量の比が1:0.85以上であることが好ましい。例えば電池モジュール上に搭載するフラットケーブル1については導体線11の間の距離が2mm程度が好ましく、上記の樹脂量の比とすれば反りを2mm以下とできるからである。
加えて、境界BLの左右の厚みの差は10%以内であることが好ましい。具体的には厚い方の厚みをT1とした場合、薄い方の厚みT2は、0.9T1以上であることが好ましい。厚みの差によって樹脂の流れ易さが変化して真直性が低下してしまうことを抑制することができるからである。
このようなフラットケーブル1については、まずリブ部20に複数のバスバーBが取り付けられる。取り付け方法は、ボルト締めであってもよいし、加締めであってもよい。その後、バスバーBの貫通孔B1に電池セルの端子を挿入し、ナットにて固定する。次に、フラットケーブル1のケーブル部10の各導体線11を所定のバスバーBに接続(溶接)する。
ここで、本実施形態に係るフラットケーブル1においては、反りが抑えられて、真直性が高められていることから、各導体線11を所定のバスバーBに接続するに先立って行われる切断機による切断にも適用可能となる。
次に、本実施形態に係るフラットケーブル1の実施例及び比較例を説明する。図7は、フラットケーブルの実施例及び比較例並びに試験結果を示す図である。
図7に示すように、実施例1に係るフラットケーブルについては、図2に示したような中央の対象物がケーブル部であるものとした。ケーブル部及びリブ部については材質をPVCとした。両側のリブ部のうち一方のリブ部は幅を6.0mmとし厚さを1.2mmとした。他方のリブ部も同様に幅を6.0mmとし厚さを1.2mmとした。ケーブル部は導体線の本数を5本とし各導体線のサイズを0.35sqとした。また、左右樹脂比率は1:1とした。
実施例2に係るフラットケーブルは、図4に示したような中央の対象物がケーブル部であり、両側のリブ部の幅が異なるものとした。具体的には他方のリブ部の幅を5.5mmとし、左右樹脂比率を1:0.91とした点を除き、実施例1と同じとした。
実施例3に係るフラットケーブルは、図3に示したような中央の対象物がリブ部であるものとした。ケーブル部及びリブ部については材質をPVCとした。中央のリブ部は幅を6.0mmとし厚さを1.2mmとした。両側のケーブル部はそれぞれ導体線の本数を5本とし各導体線のサイズを0.35sqとした。左右樹脂比率は1:1とした。
実施例4に係るフラットケーブルは、図5に示したような中央の対象物がリブ部であり、両側のケーブル部の導体線本数が異なるものとした。具体的には両側のケーブル部のうち一方のケーブル部の導体線の本数を4本とし、左右樹脂比率を1:0.85とした点を除き、実施例3と同じとした。
比較例1に係るフラットケーブルは、一側にケーブル部を有し他側にリブ部を有したものとした。すなわち、比較例1に係るフラットケーブルは、配置について左右非対称のものとした。ケーブル部及びリブ部については材質をPVCとした。リブ部は幅が6.0mmとし厚さが1.2mmとした。ケーブル部は導体線の本数を5本とし各導体線のサイズを0.35sqとした。
比較例2に係るフラットケーブルは、中央の対象物がケーブル部であり、両側のリブ部の厚みが異なるものとした。具体的には他方のリブ部の厚みを1.4mmとし、左右樹脂比率を1:0.80とした点を除き、実施例1と同じとした。
比較例3に係るフラットケーブルは、中央の対象物がケーブル部であり、両側のリブ部の幅及び厚みが異なるものとした。具体的には他方のリブ部の幅を5.0mmとし厚みを1.1mmとし、左右樹脂比率を1:0.76とした点を除き、実施例1と同じとした。
比較例4に係るフラットケーブルは、中央の対象物がリブ部であり、両側のケーブル部の導体線本数が異なるものとした。ケーブル部及びリブ部については材質をPVCとした。中央のリブ部は幅を6.5mmとし厚さを1.2mmとした。両側のケーブル部のうち一方のケーブル部の導体線の本数を5本とし、他方のケーブル部の導体線の本数を4本とし、各導体線のサイズを0.35sqとした。また、左右樹脂比率を1:0.75とした。
このような実施例1〜4及び比較例1〜4に係るフラットケーブルについて反り量を測定した。図8は、反り量の測定方法を示す上面図である。図8に示すように、真っ直ぐな冶具に対して実施例1〜4及び比較例1〜4に係るフラットケーブルの一端を密着させた。ここで、フラットケーブルについては長さを1mとし、他端が冶具から離れた距離を反り量とした。また、実施例1〜4及び比較例1〜4に係るフラットケーブルにおいて導体線の間の距離を2mmとした。よって、反り量は2mm以下が合格ラインとした。
実施例1について反り量は1.0mmであった。また、実施例2〜4について反り量は、順に2.0mm、1.0mm及び2.0mmとなった。これに対して、比較例1〜4について反り量は、8.5mm、4.1mm、5.5mm、及び6.5mmとなった。
このように、反り量の合格ラインを2mm以下とするためには、左右樹脂比率が1:0.85以上であると良いことがわかった。
なお、実施例及び比較例において反り量の合格ラインを2mmとしたが、これに限らず、用いられる電池モジュールによっては、反り量の合格ラインを2mm以上であってもよく、実施例として図示を省略するが左右樹脂比率が1:0.80を超えていれば、反り量が4mm以下となることもわかった。
このようにして、本実施形態に係るフラットケーブル1によれば、ケーブル部10とリブ部20との配置が断面構造において略左右対称となっているため、絶縁樹脂が断面一側に片寄って流れ易くなることを防止することとなり、反りの発生を抑えることとなる。従って、真直性の低下を抑制することができる。
また、境界BLの左右樹脂量の比が1:0.85以上であるため、両者の対称性を高くすることとなり、反りの発生を一層抑えて、電池モジュールに用いるフラットケーブル1としてより好適なものを提供することができる。
また、境界BLの左右樹脂の厚みの差は10%以内であるため、厚みの差によって樹脂の流れ易さが変化して真直性が低下してしまうことを抑制することができる。
また、本実施形態に係るワイヤーハーネスWHによれば、真直性の低下を抑制したフラットケーブル1を有するワイヤーハーネスWHを提供することができる。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、周知及び公知の技術を組み合わせてもよい。
例えば、図2〜図6に示すフラットケーブル1は、中央に配置される対象物がケーブル部10又はリブ部20であり、その両側にリブ部20又はケーブル部10が設けられる構成であるが、これに限らず、両側のリブ部20又はケーブル部10の更に外側に、ケーブル部10又はリブ部20が設けられていてもよい。
また、フラットケーブル1において各導体線11は同じサイズであるが、これに限らず、一部のサイズが異なっていてもよい。加えて、被覆部12及びリブ部20に用いられる絶縁樹脂はポリ塩化ビニルに限らず、他の絶縁樹脂であってもよい。
さらに、フラットケーブル1は、導体線の間の距離が2mmに限るものではない。また、2mmに限るものではないことから、1mの長さのフラットケーブルの反り量が導体線間の距離以下となれば、電池モジュールに用いる場合において切断機に適用可能である。
1 :フラットケーブル
10 :ケーブル部
11 :導体線
12 :被覆部
20 :リブ部
B :バスバー
BL :境界
WH :ワイヤーハーネス
10 :ケーブル部
11 :導体線
12 :被覆部
20 :リブ部
B :バスバー
BL :境界
WH :ワイヤーハーネス
Claims (4)
- 平面上に所定間隔で並列配置された複数本の導体線と、並列配置された複数本の導体線を絶縁樹脂により一括して被覆する被覆部とを有したケーブル部と、
前記平面上において前記ケーブル部に対して並列して設けられ、前記被覆部と同一樹脂によって構成されると共に、バスバーが固定されるリブ部と、を備え、
断面構造において略左右対称となっている
ことを特徴とするフラットケーブル。 - 略左右対称の断面構造における中央に配置される対象物が前記リブ部である場合、前記リブ部の断面中央部位を境界にし、前記対象物が前記ケーブル部である場合、両側導体線の間の中央位置を境界にし、当該境界の左右樹脂量の比が樹脂量の多い方を1としたときに1:0.85以上である
ことを特徴とする請求項1に記載のフラットケーブル。 - 当該境界の左右樹脂の厚みの差は10%以内である
ことを特徴とする請求項2に記載のフラットケーブル。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のフラットケーブルを含む
ことを特徴とするワイヤーハーネス。
Priority Applications (3)
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