(57)【要約】【課題】高周波通電時の電気抵抗を低減することが可能な導電体を提供する。【解決手段】本発明の導電体１０は、芯線１８の外周面が絶縁層２０で被覆された複数の電線１２を、前記電線１２の延びる方向と交差する方向について一列に並んで配置してなる電線群１４と、前記電線群１４を構成する各前記電線１２の端部に接続された端子板１６と、を備える。複数の電線１２からなる電線群１４を設けることで、表皮効果に有効な表面積を増大させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線の外周面が絶縁層で被覆された複数の電線を、前記電線の延びる方向と交差する方向について一列に並んで配置してなる電線群と、前記電線群を構成する各前記電線の端部に接続された端子板と、を備える導電体。
【請求項２】
前記芯線は、アルミニウムからなる請求項１に記載の導電体。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記芯線の外周面にアルマイト処理を実行して形成されている請求項２に記載の導電体。
【請求項４】
前記電線と前記端子板とは溶接されている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の導電体。
【請求項５】
前記電線と前記端子板とは超音波溶接されている請求項４に記載の導電体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車や電気自動車に搭載されるインバータに配される導電体としてバスバーが用いられる場合がある。上記のインバータは、バッテリーから供給される直流を高周波の交流に変換し、この交流を、バスバーを介してモータに供給する。
【０００３】
このような高周波の電流を通電する場合には、いわゆる表皮効果により導電体の表面付近の通電量が増大する。このため、バスバーを管型としてバスバーの表面積を大きくすることによりバスバー全体としての電気抵抗を小さくし、電気エネルギーの損失を減らすことが行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１８７３３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バスバーを管型としただけでは表面積増大の効果が不十分な場合がある。この場合、電気抵抗が十分に小さくならないため、電気エネルギーの損失を十分に減少できないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に基づいてなされたものであって、高周波通電時の電気抵抗を低減することが可能な導電体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、導電体であって、芯線の外周面が絶縁層で被覆された複数の電線を、前記電線の延びる方向と交差する方向について一列に並んで配置してなる電線群と、前記電線群を構成する各前記電線の端部に接続された端子板と、を備える。
【０００７】
本発明によれば、端子板と接続される通電部分は、並列配置された複数の電線とされる。このため、当該通電部分の表面積は、この通電部分と同等の断面積を有する板材よりも大きいものとなっている。この結果、当該導電体の通電時の電気抵抗を小さくすることができ、電気エネルギーの損失を低減することができる。
【０００８】
また、本発明によれば、電線は、芯線の外周面が絶縁層で被覆されている。これにより、隣り合う電線同士が接触しても、電線同士が短絡することが抑制される。すなわち、隣り合う電線のうち絶縁層同士は接触するものの、それぞれの芯線は互いに離間した状態となる。この結果、表皮効果に有効な表面積が減少することを抑制することができる。
【０００９】
本発明によれば、複数の電線は、電線の延びる方向と交差する方向について一列に並んで配置されている。したがって、各電線は、電線の並び方向と異なる方向について外気に晒されることとなる。これにより、通電時に各電線から発生した熱は、電線のうち電線の並び方向と異なる方向から外気に放散される。この結果、導電体の放熱性を向上させることができる。
【００１０】
本発明の実施態様としては、以下の構成が好ましい。
前記芯線は、アルミニウムからなるものとしてもよい。
【００１１】
上記構成によれば、芯線は、金属材料のうち比較的比重の小さいアルミニウムからなる。これにより導電体を軽量化することができる。
【００１２】
また、前記絶縁層は、前記芯線の外周面にアルマイト処理を実行して形成されているものとしてもよい。
【００１３】
このように、アルミニウムからなる芯線に対してアルマイト処理を実行することにより、大きな手間を掛けることなく容易に絶縁層を形成することができる。
【００１４】
また、前記電線と前記端子板とは溶接されているものとしてもよい。
上記構成によれば、電線と端子板とを直接に接続することができるため、接続信頼性を向上させることができる。例えば、導電線と端子板とをはんだ付けにより接続した場合には、当該導電体の使用時における各部材の熱膨張差により、接続部に亀裂が生じ得る。しかしながら、本発明によれば、電線と端子板とは直接に接続されるため、熱膨張差による亀裂が生じ難くなる。これにより、電線と端子板との接続信頼性が向上する。
【００１５】
また、前記電線と前記端子板とは超音波溶接されているものとしてもよい。
上記の構成によれば、絶縁層が形成された電線を端子板に載置し、超音波溶接すると、超音波の振動により電線の絶縁層が剥離して芯線が露出し、この芯線と端子板とが接続される。このように、超音波溶接によれば、電線から絶縁層を剥離する工程が必要ないので、電線と端子板との接続工程の作業効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の導電体によれば、高周波通電時の電気抵抗を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１及び図２を参照して説明する。
図１は、導電体１０の全体構成を示す平面図である。導電体１０は、例えばハイブリッド車に備わるインバータ内において、電力供給ユニット（図示せず）と電力受容ユニット（図示せず）とを電気的に接続するものである。図１に示すように、導電体１０は、複数の電線１２からなる電線群１４と、各電線１２の両端部に接続された端子板１６とを備えている。
【００１８】
電線群１４は、同一の長さを有する複数の電線１２により構成されている。より詳細には、電線群１４は、複数（本実施形態では１０本）の電線１２が、当該電線１２の延びる方向と交差する方向について一列に並んだ構成となっている。つまり、図１においては、電線１２の延びる方向（軸線方向）が図中横方向とされ、各電線１２はこれらが延びる方向と交差する図中縦方向に一列に並列配置されている。
【００１９】
上記した電線群１４において、各電線１２は、当該電線１２の並び方向については、隣り合う電線１２，１２同士が互いに拘束されずに隣接している。つまり、隣り合う電線１２，１２は、互いの対向面で線接触しつつ、並列に配置されている。一方、各電線１２は、当該電線１２の並び方向と異なる方向、すなわち電線１２のうち隣接する電線１２と線接触した部分を除いた部分については、外気に晒された状態となっている。
【００２０】
図２は、図１のＡ−Ａ線における断面構成を示す断面図である。図２に示すように、電線１２は、全体として垂直断面が略円形状をなし、軸線の中心部に導電性の芯線１８を有している。芯線１８は、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属を用いることができる。本実施形態では、導電体１０全体の軽量化を図るためにアルミニウムを用いている。
【００２１】
芯線１８の外周面は、酸化皮膜である絶縁層２０により被覆されている。絶縁層２０は、芯線１８の外周面に、公知の手法によりアルマイト処理を実行することで形成される。なお、アルマイト処理においては処理部の着色が容易であるため、絶縁層２０を赤色、青色等の各色に着色することができる。したがって、例えば導電体１０ごとに異なる色を有する絶縁層２０を形成しておくことで、導電体１０をその用途別に識別することができる。
【００２２】
上記したように、電線１２は、軸線の中心部に芯線１８が配され、当該芯線１８の外周面が絶縁層２０によって被覆された構成となっている。したがって、図２に示すように、隣り合う電線１２，１２は、それぞれの絶縁層２０，２０が接触している一方、それぞれの芯線１８，１８は互いに離間した状態となっている。
【００２３】
図１に示すように、電線群１４を構成する各電線１２の両端部には端子板１６，１６が接続されている。端子板１６は、平面視略矩形状をなす板状部材であり、電力供給ユニット（図示せず）又は電力受容ユニット（図示せず）と直接に接続される部位である。端子板１６は、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属を用いることができる。本実施形態では、高い導電性を得るために銅を用いている。
【００２４】
端子板１６には、板面１６ａに対して垂直方向に接続孔２２が貫設されている。この接続孔２２に挿通されたボルト（図示せず）が螺合されることにより、一方の端子板１６が電力供給ユニット（図示せず）と接続（締結）され、他方の端子板１６が電力受容ユニット（図示せず）と接続（締結）される。このように、導電体１０が電力供給ユニットと電力受容ユニットとの間に接続されることで、両者の間で通電可能となる。
【００２５】
上記した電線１２と端子板１６とは、超音波溶接により接続されている。具体的な溶接手順としては、まず電線１２を端子板１６の板面１６ａ上に載置する。続いて、電線１２と端子板１６との接触部に、超音波を発振するホーン等を近づける。すると、図２に示すように、超音波の振動により、電線１２の最外層を構成する絶縁層２０が剥離して芯線１８が露出し、この芯線１８と端子板１６とを直接に接続することができる。
【００２６】
次に、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体１０では、２つの端子板１６と接続される通電部分が、並列配置された複数の電線１２からなる電線群１４とされている。従来の導電体（例えばバスバー）では、通電部分は平面状の板面を有する板材で構成されている。しかしながら、本実施形態では、導電体１０の通電部分を電線群１４で構成することにより、当該通電部分は連続的な曲面から構成された表面を有する。したがって、当該通電部分の表面積は、この通電部分と同等の断面積を有する板材よりも大きいものとなっている。この結果、当該導電体１０の通電時の電気抵抗を小さくすることができ、電気エネルギーの損失を低減することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、電線１２は、芯線１８の外周面が絶縁層２０で被覆された構成となっている。したがって、隣り合う電線１２，１２のうち絶縁層２０，２０同士は接触するものの、それぞれの芯線１８，１８は互いに離間した状態となっている。この結果、表皮効果に有効な表面積が減少することを抑制することができる。
【００２８】
また、本実施形態では、複数の電線１２は、当該電線１２の延びる方向と交差する方向について一列に並んで配置されている。したがって、各電線１２は、電線１２の並び方向と異なる方向について外気に晒されることとなる。言い換えれば、各電線１２は、隣接する電線１２と線接触している部分を除いた、比較的面積の大きい部分が外気に晒されることとなる。これにより、導電体１０の通電時に各電線１２から発生した熱は、電線１２のうち外気に晒された比較的面積の大きい部分から外気に向けて放散される。この結果、導電体１０の放熱性を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、芯線１８はアルミニウムからなるものとされている。アルミニウムは金属材料のうち比較的比重の小さいものであるため、導電体１０を軽量化することができる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、絶縁層２０は、アルミニウムからなる芯線１８の外周面にアルマイト処理を実行して形成されている。したがって、大きな手間を掛けることなく容易に絶縁層２０を形成することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、電線１２と端子板１６とは溶接されている。これにより、電線１２と端子板１６とが直接に接続されるため、他部材を介して両者を接続する場合に比べて、接続信頼性を向上させることができる。導電体１０を、例えばハイブリッド車のインバータに配した場合には、車両の使用状況により当該導電体１０は温度変化し得る。ここで、仮に電線１２と端子板１６とを他部材（例えば、はんだ）を介して接続した場合には、各部材の熱膨張差により接続部に亀裂が生じ得る。しかしながら、本実施形態の構成では、電線１２と端子板１６とが直接に接続されることで、熱膨張差による亀裂が生じ難くなる。これにより、電線１２と端子板１６との接続信頼性が向上する。
【００３２】
特に、本実施形態では、電線１２と端子板１６とは超音波溶接されている。超音波溶接によれば、超音波の振動により電線１２の絶縁層２０が剥離して、芯線１８と端子板１６とを直接に接続することができる。このように、超音波溶接によれば、電線１２から絶縁層２０を剥離する工程が必要ないため、電線１２と端子板１６との接続工程の作業効率を向上させることができる。
【００３３】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図３を参照して説明する。本実施形態では、端子板の構成を実施形態１から変更したものを示し、それ以外の構成については前記実施形態１と同様である。前記実施形態１と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３４】
図３に示すように、導電体１０は、電線１２の両端部に接続される端子板３０が、先端に端子部３１を有するオス型の平型端子となっている。この端子板３０は、所定のユニット（図示せず）に備わるメス型端子に挿入可能である。そして、当該挿入に伴い端子部３１がメス型端子の端子部と当接することで、両者の間に電気的接続が形成される。
【００３５】
本実施形態によれば、導電体１０と所定のユニットとを接続するに際して、端子板３０をユニットのメス型端子に挿入する動作のみで、当該端子板３０とユニットとの電気的接続が形成される。したがって、導電体１０とユニットとの接続に掛かる手間を省略することができる。
【００３６】
＜他の実施形態＞
本発明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発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、電線１２を、アルミニウムからなる芯線１８を酸化皮膜たる絶縁層２０で被覆した構成としたが、電線の構成はこれに限られるものではない。例えば、銅製の芯線をエナメルの絶縁層で被覆したエナメル線等も本発明に含まれる。
（２）上記実施形態では、電線１２と端子板１６とを超音波溶接するものとしたが、溶接方法はこれに限られるものではなく、例えばアーク溶接や抵抗溶接するものとしてもよい。この場合、電線１２のうち端子板１６と溶接される部分の絶縁層２０を溶接前に剥離することが好ましい。
（３）上記実施形態では、各電線１２が、互いに拘束されない構成を例示したが、複数の電線１２を例えばテープ等で拘束するものとしてもよい。この場合、電線群１４を構成する全ての電線１２を一括して拘束してもよく、あるいは数本ずつ複数束に拘束するものとしてもよい。
（４）上記実施形態では、端子板１６と所定のユニットとの接続を螺合ないし挿嵌により行う構成を例示したが、両者の接続構成はこれに限られるものではなく、任意の接続構成を適用することができる。
（５）上記実施形態に係る導電体１０は、ハイブリッド車に備わるインバータ内に配される態様に限られず、その他の装置におけるユニットや回路の電気的接続にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態１に係る導電体の全体構成を示す平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面における構成を示す断面図
【図３】実施形態２に係る導電体の全体構成を示す平面図
【符号の説明】
【００３８】
１０…導電体
１２…電線
１４…電線群
１６…端子板
１８…芯線
２０…絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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