JP4528955B1

JP4528955B1 - 給電構造

Info

Publication number: JP4528955B1
Application number: JP2009167329A
Authority: JP
Inventors: 他曽宏杉江; 健造木村
Original assignee: 他曽宏杉江; 健造木村; 石黒義久
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2029-07-16
Also published as: JP2011023210A

Abstract

【課題】繰り返しの曲げや振動に対する耐性に優れた給電構造を提供する。
【解決手段】モータ２には端子９と電源７の端子１０間を給電線８で接続している。この給電線８は、可撓性被膜で被覆としての樹脂チューブ１１内に導電性線材１２を配置している。導電性線材１２は短繊維１３の表面に、銀などの導電性に優れた金属膜１４が形成されている。また、導電性線材１２は短繊維１３を撚って線材としたものであり、各短繊維１３は互いに絡まり、ある程度の引っ張り力にも離れることなく線材の形状を維持する。また、短繊維１３の表面は銀などの金属膜１４になっているので、これらが接触することで線材１２は導電性を呈する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体に搭載した電源と電動ブレーキとの間をつなぐ給電構造、或いはロボット本体内に収納した電源とロボットアーム内に収納したモータをつなぐ給電構造のように、電源と被給電体との距離や角度が変動する箇所に適用される給電構造に関する。

自動車に採用されているブレーキシステムとしては、ブレーキペダルを踏み込むことでマスターシリンダ内の作動油をブレーキシリンダ内に送り込み、ブレーキシリンダの作動でブレーキピストンを突出せしめ、このブレーキピストンに設けたパッドでブレーキディスクを左右から挟み込む油圧式ブレーキが主流である。

最近では燃料電池や太陽電池を用いた電気自動車が開発され、実用に供されているが、ブレーキシステムとしても電動式ブレーキが特許文献１などに提案されている。

電動式ブレーキの構造は、油圧で動作するブレーキシリンダの代わりにモータを用い、モータの回転をギヤ列を介してブレーキピストンに伝達し、ブレーキピストンを突出させてブレーキディスクを左右からパッドで挟み込む構造である。

ブレーキディスクは車輪側に設けられており、このブレーキディスクを挟み込む機構も必然的に車輪側近傍に設けられることになる。一方、電源は重量物であり、特に電気自動車の場合には動力としての電源と共用するのが理にかなっているため、車体中央などの１箇所に配置することになる。その結果、電源とモータとは離れて配置され、これらの間を導体で連結する必要がある。

自動車が走行する際、曲がりや振動が常に生じており、このため電源とモータとの距離及び角度が常に変化する。このため電源とモータとをつなぐ導体はフレキシブルなものでなければならない。ロボットの場合にも、電源とアームなどを動かすモータとの角度及び間隔は常に変化するので、同様に電源とモータとをつなぐ導体はフレキシブルなものでなければならない。フレキシブルな導体としてはステンレスや銅の編み線（撚り線）が考えられる。

ステンレスや銅の編み線（撚り線）以外の導体としては、特許文献２に記載される導電性シートが挙げられる。この特許文献２には導電性シートとして、繊維に金属を蒸着させるなどの方法で導電性を持たせ、その後にその繊維を用いて織るか編むことでフレキシブルな導電性シートとすることが開示されている。

また、特許文献３には導電性についての記載はないが、アクリル繊維（１．５ｄ×３８ｍｍ）やアラミド繊維（２ｄ×５１ｍｍ）に無電解銀メッキを施し、これらを紡糸して糸とするか不織布とすることで、抗菌性及び殺菌性を付与することが開示されている。

特開２００７−０８５４２１号公報特開２０００−３０６６１１号公報特開平８−７１３３８号公報

ステンレスや銅の編み線（撚り線）は繰り返しの曲げに対する耐性が十分ではなく、電気自動車やロボットの電源とモータとをつなぐ部材として不向きである。

特許文献２、３に開示されるシート或いは糸に関しては、長繊維の表面に金属メッキする場合には、長繊維の特徴として連続して製造されるため、メッキ作業が面倒でしかも曲げや引っ張りによって断線するおそれがある。一方、短繊維の場合には引っ張り力が作用した場合に繊維同士が離れてしまうおそれがある。

上記課題を解決するため、本発明に係る給電構造は、電源と被給電体との間を接続する導体として、表面に金属層が形成された短繊維を撚って線材とし、この線材の外側を可撓性被膜で被覆したものとした。

前記可撓性被膜としては、酸素の透過阻止能を有する材料からなるチューブが考えられ、この場合、このチューブを加熱収縮するか若しくはチューブ内を減圧することで前記線材がチューブ内で密着保持されることが好ましい。

また、前記導体の端末は電源または被給電体の端子に回転可能なジョイントを介して接続することが好ましい。

本発明に係る給電構造によれば、常に電源とこの電源から給電されるモータ等の被給電体との角度および距離が変化する場合であっても、長期間に亘り安定して電気を供給することができる。

また、線材をチューブに入れ且つユニバーサルジョイントなどの回転可能なジョイントを介して端子と接続することで、無理な引っ張り力が線材にかからず、耐久性が向上する。

本発明に係る給電構造を電気自動車に適用した場合の概略図導体の要部拡大図図２の要部拡大図（ａ）は端子と導体との接続前の拡大図、（ｂ）は端子と導体との接続後の拡大図である。

以下に本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。電動ブレーキシステムは、ホイールハウスなどの車体側に電動ブレーキハウジング１を設け、このハウジング１内にモータ２を配置している。

ブレーキ信号を受けてモータ２が回転すると、当該回転はギヤ機構３を介してブレーキピストン４に伝達され、ブレーキピストン４に設けたパッド５と対向位置に設けたパッド５にて左右からブレーキディスク６を挟み込む構造である。

前記モータ２はモータと離れた箇所に設けられた電源７から給電線（導体）８を介して給電される。モータ２には端子９が設けられ、電源７には端子１０が設けられ、これら端子９、１０間に前記給電線８が接続されている。

前記給電線８の構造は図２に示すように、可撓性被膜としての樹脂チューブ１１内に導電性線材１２を配置している。樹脂チューブ１１はブレーキホースとして使用しているものと同一の材質、或いは酸素の透過阻止能に優れたものを選定する。尚、チューブ１１の代わりに樹脂シートを巻回してもよい。

導電性線材１２は短繊維１３（１〜３ｄ、数ｃｍ）の表面に、銀などの導電性に優れた金属膜１４が形成されている。前記短繊維１３の材料としてはポリエステル、アラミド、アクリル、グラスウール、炭素繊維などが挙げられ、金属膜１４の形成方法としては、蒸着、無電解メッキなどが好ましい。

また、導電性線材１２は短繊維１３を撚って線材としたものであり、各短繊維１３は図３に示すように互いに絡まり、ある程度の引っ張り力にも離れることなく線材の形状を維持する。また、短繊維１３の表面は銀などの金属膜１４になっているので、これらが接触することで線材１２は導電性を呈する。

また、線材１２を樹脂チューブ１１内に収納した後、樹脂チューブ１１を径方向に収縮させ、短繊維１３同士を強く接触せしめることで経時的な劣化（酸化）を防止することができる。樹脂チューブ１１を径方向に収縮させる手段としては、真空引きや加熱による樹脂チューブ１１の収縮が考えられる。

前記給電線８の端末処理は、樹脂チューブ１１の端部から導電性線材１２をある程度の長さで露出し、更に樹脂チューブ１１の端部に封止部１５を設けて内部への水分やガスの侵入を防いでいる。

一方端子９（１０）は球状凹部を備えた受け部９ａと、前記球状凹部に嵌合する球状部を備えた可動部９ｂからなり、可動部９ｂは受け部９ａとの接触状態を維持したまま任意の方向に向きを変えられる。また可動部９ｂの脚部９ｃはパイプ状をなすとともに長さ方向にスリットが形成されている。

上記の端子９（１０）に電線８の端末を接続するには、図４（ａ）に示すように、脚部９ｃ内に電線８の端末を挿入し、次いで図４（ｂ）に示すように、脚部９ｃを外側から押し潰し電線８の端末を保持する。

更に、脚部９ｃと樹脂チューブ１１の境目を覆うように、外側からシール部材１６でカバーし、端末からの水分やガスの侵入を防ぐ。

上記において、給電線８の端末を処理する際には、樹脂チューブ１１の端部も脚部９ｃで保持するようにする。すると、給電線８に伸び方向の力が作用しても、樹脂チューブ１１のみに力が作用し、樹脂チューブ１１内の線材１２には作用しない。

その結果、線材１２が短繊維１３同士が緩く接合している場合であっても、短繊維１３が分離してしまうことがなく、確実に導体として機能する。

図示例における端子９、１０と給電線８との接続は一例であり、これ以外にも、給電線８の端末に無理な力が作用しない構造であればよい。

また図示例にあっては、電動ブレーキのモータと電源との接続について説明したが、ロボット内の電源とモータ（被給電体）との接続についても本発明は適用することができる。

１…電動ブレーキハウジング、２…モータ、３…ギヤ機構、４…ブレーキピストン、５…パッド、６…ブレーキディスク、７…電源、８…給電線（導体）、９、１０…端子、９ａ…受け部、９ｂ…可動部、９ｃ…脚部、１１…樹脂チューブ、１２…導電性線材、１３…短繊維、１４…金属膜、１５…封止部、１６…シール部材。

Claims

電源と被給電体との間を導体で接続した給電構造において、前記導体は、表面に金属層が形成された短繊維を撚って線材とし、この線材の外側を可撓性チューブで被覆するとともにチューブを加熱収縮するか若しくはチューブ内を減圧することで前記線材をチューブ内で密着せしめ、また前記可撓性チューブの端部には封止部が設けられ、この封止部から外部に前記線材の一部が露出し、この露出した線材および封止部を含む前記可撓性チューブの端部が端子の脚部内に挿入され、この脚部は外側から押し潰されて前記可撓性チューブを保持することで可撓性チューブのみに伸び方向の力が作用するようにし、更に脚部と前記可撓性チューブとの境目はシール部材でカバーされていることを特徴とする給電構造。