JP6870571B2 - 車載電気機器用電力ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、車載された電気機器同士を電気的に接続する電力ケーブルに関する。

車両に搭載される電気機器同士を電気的に接続するための電力ケーブルが知られている。例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車などの原動機として電動機を有する車両においては、インバータを含む電力制御装置と電動機を接続する電力ケーブルが用いられている。電力制御装置からの電力がこの電力ケーブルを介して電動機に送られ、また電動機が発電機として機能した場合、発電された電力がこの電力ケーブルを介して電力制御装置に送られる。

下記特許文献１には、インバータ（４１，４２）を含む電力制御装置とモータ（ＭＧ１，ＭＧ２）とを電気的に接続する電力ケーブルが示されている。導線（ケーブル８）の電力制御装置側の端には車載電気機器用コネクタ（１）が設けられている。コネクタ（１）のコネクタハウジング（２）に、ケーブルが折り畳まれるように撓んだときにケーブルに接触する突起（２ｐ）を設け、接触面積を増加させることにより、ケーブルに発生する応力集中を抑えて断線を抑制している。なお、上記の（ ）内の部材名および符号は、下記特許文献１において用いられているものであり、本願の実施形態で用いられる部材名および符号とは関連しない。

特開２０１３−０５１１７６号公報

上記特許文献１のコネクタは、車両衝突時において電力ケーブルが折り畳まれるように撓む場合に断線抑制の効果がある。しかし、２つの電気機器が、電力ケーブルが延びる方向に対して交差する方向に相対移動して機器間の距離が増加し、電力ケーブルに張力と曲げが作用する場合には効果がない。

本発明は、車両衝突時において、電力ケーブルに張力と曲げが作用する場合に、電力ケーブルの断線を抑制することを目的とする。

本発明に係る車載電気機器用電力ケーブルは、端子接続端を除き絶縁材で被覆された導線からなるケーブル導線と、このケーブル導線の端部導線をかしめるかしめ部を有する端子と、車載電気機器用電力ケーブルの端部に配置され、端子を収容する端部ハウジングとを有し、端部ハウジングは、ケーブル導線の端部およびかしめ部が埋め込まれて一体成形される柱形状のかしめ部保護部を有し、かしめ部保護部の根元には、周方向に沿って延びる断面Ｖ字形の切り欠きが形成されている。

車両衝突時において、電力ケーブルに張力と曲げが作用すると、かしめ部保護部が切り欠きから破断する。これにより、電力ケーブルの撓むことができる部分の長さが長くなり、電力ケーブルの長さにより定まる２つの電気機器間の許容される相対距離を長くすることができる。この結果、電力ケーブルに掛かる張力を減少させることができ、電力ケーブルの断線を抑制することができる。

ハイブリッド車両の車体前部を示す図である。 トランスアクスルと電力制御装置を側方視した模式図である。 電力ケーブルの端部を示す図である。 電力ケーブルの端部の断面を示す図である。 電力制御装置に衝突入力があったときの様子を示す図である。 電力制御装置に衝突入力があったときの電力ケーブルの変形の様子を示す図である。 比較例の電力ケーブルの変形の様子を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、ハイブリッド車両１０の車体前部を示す図である。ハイブリッド車両１０の車体前部のエンジン室内には、動力装置１２が搭載されている。動力装置１２は、内燃機関１４と、内燃機関１４の出力を車両の走行速度および負荷に応じた回転速度に速度変換して駆動輪に伝達するためのトランスアクスル１６を含む。トランスアクスル１６は、変速比を変更する変速機と、左右の駆動輪の速度差を許容するための差動機構を含む終減速機を一体化した装置である。変速機と終減速機は別個に設けられてよい。

トランスアクスル１６には電動機（不図示）が内蔵され、電動機は内燃機関１４と共に車両を駆動する。また、電動機は発電機として動作可能であり、例えば制動時に車両の運動エネルギにより発電（回生発電）を行う。このハイブリッド車両１０は、２機の電動機を備え、一方の電動機は主に車両駆動および回生発電を行い、他方の電動機は主に内燃機関１４に駆動されて発電を行う。電動機には、車載された不図示のバッテリから電力が供給され、発電された電力はバッテリに充電される。バッテリと電動機の間には、電力制御装置１８が設けられる。電力制御装置１８は、直流電力を交流電力に、また交流電力を直流電力に変換するインバータ、電圧の昇圧および降圧を行うＤＣ／ＤＣコンバータ、およびこれらを制御する制御部を含む。

図２は、トランスアクスル１６と電力制御装置１８を側方視した模式図である。図２中の左方が車両の前方である。トランスアクスル１６に内蔵された電動機と電力制御装置１８の間は電力ケーブル２０で接続される。電力ケーブル２０の一端は、電力制御装置１８のレセプタクル２２に接続される。トランスアクスル１６に内蔵された電動機および電力制御装置１８は車載された電気機器であり、電力ケーブル２０はこれらの電気機器を電気的に接続している。

図３は、電力ケーブル２０のレセプタクル２２に結合される側の端部を示す模式図であり、図４はその断面図である。電力ケーブル２０は、端部を除いて被覆されたケーブル導線２４と、電力ケーブル２０の端に設けられた、レセプタクル２２と結合するためのコネクタ２６を含む。ケーブル導線２４は電動機１機分の３本が１つのコネクタ２６にまとめられている。また、図２のように電動機２機分の６本を１つのコネクタにまとめてもよい。各ケーブル導線２４の端には、端子２８が結合されている。端子２８は、一方の端にこの端子２８を電力制御装置のレセプタクル２２内に固定するためのねじが通る端子穴３０が設けられ、他方の端にはケーブル導線２４の被覆されていない端部をかしめるかしめ部３２が設けられている。かしめ部３２によりケーブル導線２４をかしめることにより、ケーブル導線２４と端子２８が結合される。

コネクタ２６は、端子２８を収容する端部ハウジング３４を有する。端部ハウジング３４は、３個の端子２８の端子穴３０が設けられた部分を囲む枠部３６と、枠部３６から外側に延び、内部に端子２８のかしめ部３２が埋め込まれたかしめ部保護部３８を有する。枠部３６は、内側に窓４０が形成され、この窓４０を通して端子２８を止めるねじを回すことができる。端部ハウジング３４は、ケーブル導線２４をかしめた端子２８のかしめ部３２がかしめ部保護部３８に埋め込まれるようにして、樹脂一体成形にて形成される。かしめ部保護部３８は、枠部３６から外側に延びる、または枠部３６の外側面に立設された柱形状を有する。かしめ部保護部３８の根元には、周方向に延びる切り欠き４２が設けられている。切り欠き４２は、かしめ部保護部３８の全周にわたって延びる溝であってよく、また周の一部に設けられた溝であってもよい。

前方衝突時に、図５に示すように、主に電力制御装置１８に衝突入力Ｆがあった場合、電力制御装置１８がトランスアクスル１６に対して相対的に移動する。この相対移動によって、電力ケーブル２０に張力と曲げが作用し、断線する可能性がある。断線を抑制するために、電力ケーブル２０の長さに余裕を持たせておくと、通常走行時に余裕部分が振動し、断線を招くおそれがある。また、電力ケーブル２０の余裕部分を収めるスペースが必要であり、また電力ケーブル２０を組み付ける際に余裕部分を曲げるための荷重が大きくなるなどの問題も生じる可能性がある。

この電力ケーブル２０においては、かしめ部保護部３８の切り欠き４２により、電力ケーブル２０の余裕長を伸ばすことなく、断線を抑制している。図６は、電力制御装置１８がトランスアクスル１６に対して移動したときの電力ケーブル２０、特にコネクタ２６の様子を示す図である。図５のように、電力制御装置１８が後方に移動すると、コネクタ２６も後方（図６において右方）に移動し、電力ケーブル２０のケーブル導線２４には張力および曲げが作用する。この力は、柱状のかしめ部保護部３８を折るように作用する力となる。この力によって、かしめ部保護部３８は切り欠き４２の部分で折れ、電力ケーブル２０の撓むことができる部分の長さが長くなる。このため、電力制御装置１８のより大きな移動を許容でき、電力ケーブル２０に作用する力を抑え、断線を抑制することができる。

図７は、本実施形態の電力ケーブル２０の比較例を示す図である。図７に示す電力ケーブル５０は、端部ハウジング５２のかしめ部保護部５４の根元部分に切り欠きが設けられていない。この場合、ケーブル導線２４に張力と曲げが作用しても、かしめ部保護部５４が折れにくく、折れなかった場合は、かしめ部保護部５４の先端５４ａにおいて、ケーブル導線２４が強く曲げられる。このため、ここでケーブル導線２４が断線する可能性がある。一方、本実施形態の電力ケーブル２０においては、切り欠き４２の位置と、かしめ部保護部３８の先端３８ａの２箇所に曲げが分散され、断線を抑制できる。

１０ ハイブリッド車両、１２ 動力装置、１４ 内燃機関、１６ トランスアクスル、１８ 電力制御装置、２０ 電力ケーブル、２２ レセプタクル、２４ ケーブル導線、２６ コネクタ、２８ 端子、３０ 端子穴、３２ かしめ部、３４ 端部ハウジング、３６ 枠部、３８ かしめ部保護部、４０ 窓、４２ 切り欠き。

Claims (1)

1. 車載された２つの電気機器を接続し、これらの電気機器間の電力の送受を行う車載電気機器用電力ケーブルであって、
   端子接続端を除き絶縁材で被覆された導線からなるケーブル導線と、
   前記ケーブル導線の端部導線をかしめるかしめ部を有する端子と、
   当該車載電気機器用電力ケーブルの端部に配置され、前記端子を収容する端部ハウジングであって、前記導線の端部および前記かしめ部が埋め込まれて一体成形される柱形状のかしめ部保護部を有する端部ハウジングと、
   を有し、
   前記かしめ部保護部の根元には、周方向に沿って延びる断面Ｖ字形の切り欠きが形成されている、
   車載電気機器用電力ケーブル。

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