JP2013222876A - ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】交流電流を伝送する複数の絶縁電線を備えるワイヤハーネスにおいて、煩雑な作業を要することなく、複数の絶縁電線の周囲を囲む電磁シールド部材を形成できること。
【解決手段】ワイヤハーネス１は、並列配置された複数の絶縁電線９の一部を間隔を空けて保持する非導電性のハウジング１０と、ハウジング１０と一体に組み合わされ、導電性の筐体に連結される構造を有する導電性のブラケット部材２０とを備える。さらに、ワイヤハーネス１は、複数の絶縁電線９におけるハウジング１０が設けられた部分から末端側以外の部分の周囲を覆うとともにブラケット部材２０に接触する電磁シールド部材３０を備える。電磁シールド部材３０は、導電性及び熱可塑性を有する弾性材料が、複数の絶縁電線９、ハウジング１０及びブラケット部材２０のセットをインサート部品とするインサート成形により成形されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、不要電磁波を遮蔽する部材を備えるワイヤハーネスに関する。

ハイブリッド自動車又は電気自動車などの電動車両において、インバータ回路とモータとの間、又は充電ポートと充電回路との間などに敷設される電力ケーブルは、複数の電力ケーブルを含むワイヤハーネスとして提供されることが多い。以下、そのようなワイヤハーネスのことを高圧系ワイヤハーネスと称する。なお、電力ケーブルは、導電性の芯線とその芯線の周囲を覆う絶縁被覆とにより構成された絶縁電線である。

通常、高圧系ワイヤハーネスは、複数の電力ケーブル及び２つの非導電性の電線保持部材を備えている。また、高圧系ワイヤハーネスは、後述する電磁シールド部材及び２つの導電性のブラケット部材を備える場合もある。電線保持部材、又は電線部材とブラケット部材とのセットは、並列配置された複数の電力ケーブルの両端部各々に設けられる。

電線保持部材は、並列配置された複数の電力ケーブルの端部を間隔を空けて一定の位置関係で保持する非導電性の部材である。この電線保持部材は、例えば、複数の電力ケーブルの端部及びブラケット部材をインサート部品とするインサート成形により成形された合成樹脂の部材である。なお、高圧系ワイヤハーネスの電線保持部材は、ハウジング又はコネクタなどと称される。

また、ブラケット部材は、電線保持部材と一体に組み合わされ、導電性の筐体に連結される構造を有する導電性の部材である。このブラケット部材は、電磁シールド部材と導電性の筐体との電気的な接続を中継する部材である。筐体内には、電力ケーブルが接続される機器が収容される。

交流電流の伝送媒体である電力ケーブルは、不要電磁波を放射しやすい。そのため、車両に搭載される電力ケーブルは、周囲が電磁シールド部材によって囲まれる。電磁シールド部材は、通常、電力ケーブルの変形に応じて変形可能な柔軟性を有することを要求される。

高圧系ワイヤハーネスにおいて、電磁シールド部材は、ブラケット部材に固定され、ブラケット部材を介して筐体と電気的に接続される。これにより、電磁シールド部材は、筐体接地された状態となる。なお、高圧系ワイヤハーネスがブラケット部材を備えていない場合、電磁シールド部材は、筐体における開口の枠部に直接接続される。

従来、電力ケーブルの変形に応じて変形可能な電磁シールド部材としては、通常、特許文献１に示されるように、筒状の編組線が用いられている。高圧系ワイヤハーネスにおいて、筒状の編組線は、その端部が枠状のブラケット部材に被せられ、かしめリングによりブラケット部材に固定される。枠状のブラケット部材は、一般にシールドシェルと称される。

また、高圧系ワイヤハーネスのブラケット部材は、筐体における開口の縁部に対してネジなどにより固定される。これにより、高圧ケーブルの両端部各々に設けられたハウジング部材とブラケット部材とのセットが、筐体に固定される。

高圧系ワイヤハーネスが、２つのブラケット部材及びそれらに両端部が固定された電磁シールド部材を備える場合、高圧ケーブル及び電磁シールド部材を車両に取り付ける作業が簡略化される。

特開２００６−３４４３９８号公報

ところで、編組線は筒状であるため、電力ケーブルは、その末端にコネクタなどの端末部材が取付けられる前に、編組線に挿通されることを要する。このことは、一般に先通しと称される。

高圧系ワイヤハーネスにおいて、電力ケーブルの先通しが必要な編組線が採用されると、編組線の取り付け工程において煩雑な作業が必要となる。

例えば、電線保持部材が、インサート成形により得られる部材である場合、電力ケーブルの一方の端部が金型内にセットされる際に、編組線を電力ケーブルの他方の端部側へ寄せるための煩雑な作業が必要となる。

また、組み立て式の電線保持部材が、電力ケーブルの一方の端部に取り付けられる場合においても、編組線を電力ケーブルの他方の端部側へ寄せつつ電線保持部材を取り付ける作業は繁雑である。

また、高圧系ワイヤハーネスにおいて、電力ケーブルが短い場合、編組線の位置をずらすためのスペースの余裕が小さく、編組線を枠状のブラケット部材に被せる作業が難しくなる。

そこで、本発明は、交流電流を伝送する複数の絶縁電線を備えるワイヤハーネスにおいて、煩雑な作業を要することなく、複数の絶縁電線の周囲を囲む電磁シールド部材を形成できることを目的とする。

本発明に係るワイヤハーネスは、以下に示される各構成要素を備えている。
（１）第１の構成要素は、複数の絶縁電線である。
（２）第２の構成要素は、並列配置された複数の前記絶縁電線の一部を間隔を空けて保持する非導電性の電線保持部材である。
（３）第３の構成要素は、前記電線保持部材と一体に組み合わされ、導電性の筐体に連結される構造を有する導電性のブラケット部材である。
（４）導電性及び熱可塑性を有する弾性材料が、複数の前記絶縁電線、前記電線保持部材及び前記ブラケット部材のセットをインサート部品とするインサート成形により成形された部材であり、複数の前記絶縁電線における前記電線保持部材が設けられた部分から末端側以外の部分の周囲を覆うとともに前記ブラケット部材に接触する電磁シールド部材である。

また、本発明に係るワイヤハーネスにおいて、前記電磁シールド部材に、複数の前記絶縁電線の間を貫通するスリットが形成されていることが考えられる。

また、本発明に係るワイヤハーネスにおいて、前記ブラケット部材に孔が形成されており、前記電磁シールド部材が、前記ブラケット部材の孔を埋める状態で成形されていることが考えられる。

電磁シールド部材は、インサート成形により形成される。即ち、予め一体化された複数の絶縁電線の一部、電線保持部材及びブラケット部材のセットが金型内にセットされ、さらに、導電性及び熱可塑性を有する弾性材料が金型内に射出されるだけで、電磁シールド部材が形成される。その際、編組線を絶縁電線の一方の端部側へ寄せるような煩雑な作業は必要ない。

従って、本発明によれば、煩雑な作業を要することなく、複数の絶縁電線の周囲を囲む電磁シールド部材を形成することが可能となる。また、導電性を有する弾性材料からなる電磁シールド部材は、絶縁電線の変形に応じて変形可能な柔軟性を有する。そのため、絶縁電線を曲がった経路に沿って敷設することが可能であり、配線の自由度は損なわれない。

また、電磁シールド部材にスリットが形成されていれば、電磁シールド部材の柔軟性がより高まる。その結果、絶縁電線を曲がった経路に沿って敷設することがより容易になる。さらに、電磁シールド部材の表面積が大きくなるため、放熱性能が高まる。

また、電磁シールド部材が、ブラケット部材の孔を埋める状態で成形されていれば、電磁シールド部材がブラケット部材に対してずれたり外れたりしにくくなる。その結果、電磁シールド部材とブラケット部材との間の接触不良、即ち、接地不良が生じにくくなる。

本発明の第１実施形態に係るワイヤハーネス１の平面図である。 ワイヤハーネス１の端部の正投影図である。 ワイヤハーネス１が備えるブラケット部材の平面図及び側面図である。 本発明の第２実施形態に係るワイヤハーネス１Ａの平面図である。 本発明の第３実施形態に係るワイヤハーネス１Ｂの平面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。

以下に示される各実施形態に係るワイヤハーネスは、例えば、ハイブリッド自動車又は電気自動車などの電動車両において、インバータ回路とモータとの間、又は充電ポートと充電回路との間などに敷設される高電圧系のワイヤハーネスである。また、各実施形態に係るワイヤハーネスは、交流電流を伝送する絶縁電線からの不要電磁波を遮蔽する構造を備えている。

＜第１実施形態＞
まず、図１から図３を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るワイヤハーネス１について説明する。なお、図２（ａ）〜（ｅ）に示されるワイヤハーネス１の端部の正投影図において、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は底面図、図２（ｃ）は正面図、図２（ｄ）は背面図、図２（ｅ）は側面図である。

図１及び図２に示されるように、ワイヤハーネス１は、複数の絶縁電線９、それらの両端部に設けられた２組のハウジング１０及びブラケット部材２０のセット、及び電磁シールド部材３０を備えている。

＜絶縁電線＞
絶縁電線９は、導電材料からなる芯線と、芯線の周囲を覆う絶縁材料からなる絶縁被覆とにより構成されている。絶縁電線９の端部の芯線には、端子金具９１が接続されている。なお、図１及び図２に示される例では、ワイヤハーネス１は、並列配置された３本の絶縁電線９を備えている。しかしながら、ワイヤハーネス１が、２本の絶縁電線９又は４本以上の絶縁電線９を備えることも考えられる。

＜ハウジング＞
ハウジング１０は、非導電性の合成樹脂からなる硬質の部材である。このハウジング１０は、並列配置された複数の絶縁電線９の端部付近の一部を間隔を空けて一定の位置関係で保持する。さらに、ハウジング１０は、複数の絶縁電線９とハウジング１０とを一定の位置関係で保持する。なお、ハウジング１０は、電線保持部材の一例である。

ハウジング１０は、例えば、複数の絶縁電線９の一部とブラケット部材２０とをインサート部材とするインサート成形によって成形される。また、ハウジング１０が、組み立て式の部材であることも考えられる。この場合、ハウジング１０は、予め成形された後に複数の絶縁電線９の一部及びブラケット部材２０と組み合わされる。

図１及び図２に示される例では、ハウジング１０には、絶縁電線９の端子金具９１にアクセスするための開口１１が形成されている。この開口１１は、端子金具９１がネジなどによって相手側機器の端子部に接続された後に、不図示の蓋部材によって塞がれる。

ワイヤハーネス１は、並列配置された複数の絶縁電線９の両端部各々の付近に設けられた２つのハウジング１０を備えている。

＜ブラケット部材＞
ブラケット部材２０は、ハウジング１０と一体に組み合わされた導電性の部材である。例えば、ブラケット部材２０は、ステンレス又は鉄などの金属の部材である。ブラケット部材２０の本体部には、絶縁電線９の端子金具９１にアクセスするための貫通孔２１が形成されている。ハウジング１０の開口１１は、ブラケット部材２０の貫通孔２１の内側に形成されている。

また、ブラケット部材２０は、ハウジング１０に保持される本体部から外側へ張り出して形成された連結部２２を有している。連結部２２は、導電性の筐体７に連結される構造を有する部分である。図１〜３に示される例では、ブラケット部材２０の連結部２２は、筐体７への連結用のネジが通されるネジ用孔２３が形成された鍔状の部分である。連結部２２は、ネジにより、筐体７における絶縁電線９が通される開口の周囲の部分に連結される。

なお、図１において、筐体７が仮想線（二点鎖線）により描かれている。筐体７内には、絶縁電線９の端子金具９１が接続される相手側の機器が収容されている。

また、図１〜３に示されるように、ブラケット部材２０は、電磁シールド部材３０が密接する部分である突出部２４を有している。この突出部２４は、後述する電磁シールド部材３０で覆われる。また、突出部２４には係止用孔２４１が形成されている。この係止用孔２４１の機能については後述する。

＜電磁シールド部材＞
電磁シールド部材３０は、導電性及び熱可塑性を有する弾性材料がインサート成形により成形された部材である。例えば、電磁シールド部材３０が、導電性の繊維もしくは粉体が混入した熱可塑性エラストマー又は加硫ゴムなどによりにより構成されていることが考えられる。導電性の繊維もしくは粉体としては、例えば、カーボン繊維、ステンレス繊維又はカーボンの粉体などが考えられる。

電磁シールド部材３０は、並列配置された複数の絶縁電線９の一部、ハウジング１０及びブラケット部材２０のセットをインサート部品とするインサート成形により成形された部材である。そして、電磁シールド部材３０は、ブラケット接続部３１と電線被覆部３２とを有している。

ブラケット接続部３１は、ブラケット部材２０の突出部２４に密接した状態で成形された部分である。ブラケット接続部３１は、少なくともブラケット部材２０の突出部２４をインサート品として成形されている。従って、ブラケット接続部３１は、突出部２４の係止用孔２４１を埋める状態で成形されている。

本実施形態においては、ブラケット接続部３１は、ブラケット部材２０の突出部２４と並列配置された複数の絶縁電線９の一部とに密接した状態で成形されている。即ち、本実施形態におけるブラケット接続部３１は、ブラケット部材２０の突出部２４と複数の絶縁電線９の一部とをインサート品とするインサート成形により成形されている。

電磁シールド部材３０は、ブラケット接続部３１がブラケット部材２０に接触していることにより、ブラケット部材２０と電気的に接続されている。また、ブラケット部材２０が筐体７に連結されることにより、電磁シールド部材３０は、ブラケット部材２０を介して筐体７と電気的に接続される。

ブラケット接続部３１は、突出部２４の係止用孔２４１を埋める部分において係止用孔２４１の縁部と引っ掛かるため、ブラケット部材２０に対して位置ずれしにくい。即ち、突出部２４の係止用孔２４１は、ブラケット部材２０に対する電磁シールド部材３０の位置ずれを防止する機能を有している。

一方、電線被覆部３２は、複数の絶縁電線９におけるブラケット接続部３１で覆われた部分から末端側以外の部分の周囲を覆っている。即ち、電磁シールド部材３０は、複数の絶縁電線９におけるハウジング１０が設けられた部分から末端側以外の部分の周囲を覆っている。

＜第２実施形態＞
次に、図４を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係るワイヤハーネス１Ａについて説明する。このワイヤハーネス１Ａは、図１，２に示されるワイヤハーネス１と比較して、電磁シールド部材の一部の構造のみが異なる。図４において、図１〜３に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、ワイヤハーネス１Ａにおけるワイヤハーネス１と異なる点についてのみ説明する。

なお、図４は、ワイヤハーネス１Ａの平面図である。

図４に示されるように、ワイヤハーネス１Ａは、導電性及び熱可塑性を有する弾性材料がインサート成形により成形された電磁シールド部材３０Ａを備えている。また、電磁シールド部材３０Ａは、ブラケット接続部３１と電線被覆部３２Ａとを有している。

電磁シールド部材３０Ａの電線被覆部３２Ａも、電線被覆部３２と同様に、並列配置された複数の絶縁電線９の周囲を覆う形状に成形されている。但し、電線被覆部３２Ａには、複数の絶縁電線９の間を貫通するスリット３２１が形成されている。図４に示されるワイヤハーネス１Ａも本発明の実施形態の一つである。

＜第３実施形態＞
次に、図５を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係るワイヤハーネス１Ｂについて説明する。このワイヤハーネス１Ｂは、図１，２に示されるワイヤハーネス１と比較して、分岐構造を有する点において異なる。図５において、図１〜３に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、ワイヤハーネス１Ｂにおけるワイヤハーネス１と異なる点についてのみ説明する。

なお、図５は、ワイヤハーネス１Ｂの平面図である。

図５に示されるように、ワイヤハーネス１Ｂは、並列配置された複数の絶縁電線９が途中で分岐した構造を有している。図５に示される例では、６本の絶縁電線９が、一方の端部において１つに束ねられており、他方の端部において３本の絶縁電線９ずつ２つに分かれて束ねられている。

従って、ワイヤハーネス１Ｂは、３組のハウジング１０及びブラケット部材２０のセットを備えている。それらのうちの１組は、６本の絶縁電線９の束の端部に設けられており、残りの２組は、それぞれ３本の絶縁電線９の束の端部に設けられている。

また、ワイヤハーネス１Ｂは、ワイヤハーネス１と同様に、導電性及び熱可塑性を有する弾性材料がインサート成形により成形された電磁シールド部材３０Ａを備えている。この、電磁シールド部材３０Ａは、３つのブラケット部材２０各々に対して設けられた３つのブラケット接続部３１と、分岐構造を有する電線被覆部３２Ａとを有している。図５に示されるワイヤハーネス１Ｂも本発明の実施形態の一つである。

＜効果＞
ワイヤハーネス１，１Ａ，１Ｂにおいて、電磁シールド部材３０，３０Ａ，３０Ｂは、インサート成形により形成される。即ち、予め一体化された複数の絶縁電線９の一部、ハウジング１０及びブラケット部材２０のセットが金型内にセットされ、さらに、導電性及び熱可塑性を有する弾性材料が金型内に射出されるだけで、電磁シールド部材３０，３０Ａ，３０Ｂが形成される。その際、編組線を絶縁電線９の一方の端部側へ寄せるような煩雑な作業は必要ない。

従って、ワイヤハーネス１，１Ａ，１Ｂが採用されることにより、煩雑な作業を要することなく、複数の絶縁電線９の周囲を囲む電磁シールド部材３０，３０Ａ，３０Ｂを形成することが可能となる。また、導電性を有する弾性材料からなる電磁シールド部材３０，３０Ａ，３０Ｂは、絶縁電線９の変形に応じて変形可能な柔軟性を有する。そのため、絶縁電線９を曲がった経路に沿って敷設することが可能であり、配線の自由度は損なわれない。

また、電磁シールド部材３０，３０Ａ，３０Ｂは、ハウジング１０及びブラケット部材２０に対して密接する状態で成形されたエラストマー部材などの弾性部材である。そのため、電磁シールド部材３０，３０Ａ，３０Ｂは、液体が絶縁電線９とハウジング１０との隙間に浸入することを防ぐ防水機能を有する。従って、ワイヤハーネス１，１Ａ，１Ｂが採用されることにより、いわゆるゴムブーツなどの防水部材を装着する作業が省略される。即ち、防水機能を有するワイヤハーネスの製造工程が簡略化される。

また、ワイヤハーネス１Ａにおいては、電磁シールド部材３０Ａにスリット３２１が形成されている。そのため、電磁シールド部材３０Ａの柔軟性が高く、電磁シールド部材３０Ａ及び絶縁電線９を曲がった経路に沿って敷設することがより容易になる。さらに、電磁シールド部材３０Ａは、電磁シールド部材３０よりも表面積が大きいため、放熱性能が優れている。

また、ワイヤハーネス１，１Ａ，１Ｂにおいて、電磁シールド部材３０，３０Ａ，３０Ｂのブラケット接続部３１は、ブラケット部材２０の係止用孔２４１を埋める状態で成形されている。そのため、電磁シールド部材３０，３０Ａ，３０Ｂがブラケット部材２０に対してずれたり外れたりしにくくなる。その結果、電磁シールド部材３０，３０Ａ，３０Ｂとブラケット部材２０との間の接触不良、即ち、接地不良が生じにくくなる。

＜その他＞
電磁シールド部材３０Ｂに、電磁シールド部材３０Ａのスリット３２１と同様のスリットが形成されていることが考えられる。

１，１Ａ，１Ｂ ワイヤハーネス
７ 筐体
９ 絶縁電線
１０ ハウジング（電線保持部材）
１１ ハウジングの開口
２０ ブラケット部材
２１ 貫通孔
２２ 連結部
２３ ネジ用孔
２４ 突出部
３０，３０Ａ，３０Ｂ 電磁シールド部材
３１ ブラケット接続部
３２，３２Ａ 電線被覆部
９１ 端子金具
２４１ 係止用孔
３２１ スリット

Claims (3)

1. 複数の絶縁電線と、
   並列配置された複数の前記絶縁電線の一部を間隔を空けて保持する非導電性の電線保持部材と、
   前記電線保持部材と一体に組み合わされ、導電性の筐体に連結される構造を有する導電性のブラケット部材と、
   導電性及び熱可塑性を有する弾性材料が、複数の前記絶縁電線、前記電線保持部材及び前記ブラケット部材のセットをインサート部品とするインサート成形により成形された部材であり、複数の前記絶縁電線における前記電線保持部材が設けられた部分から末端側以外の部分の周囲を覆うとともに前記ブラケット部材に接触する電磁シールド部材と、を備えるワイヤハーネス。
2. 前記電磁シールド部材に、複数の前記絶縁電線の間を貫通するスリットが形成されている、請求項１に記載のワイヤハーネス。
3. 前記ブラケット部材に孔が形成されており、
   前記電磁シールド部材は、前記ブラケット部材の孔を埋める状態で成形されている、請求項１又は請求項２に記載のワイヤハーネス。

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