JP2009135240A - 電線のシールド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れ、かつ低コストで製造でき例えば車体に取付けた際に他の車両の搭載機器や車両の走行中の地面に干渉しにくい電線のシールド構造を提供する
【解決手段】電気機器１０１，１０２間を電気的に接続する複数の電線１１，１２と複数の電線１１，１２を個々に覆う金属パイプ２１，２２とを有する電線のシールド構造とすることで、放熱性に優れ、かつ低コストで製造でき例えば車体に取付けた際に車両の他の搭載機器に干渉しにくく、車両の走行中に地面に接触しにくくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電線を覆ってこの電線の高周波電流による電磁ノイズが周囲に悪影響を与えるのを防止する電線のシールド構造に関する。

一般に、ハイブリッド自動車のモータ駆動電流を供給するワイヤーハーネス（電線）からは、高周波電流による電磁ノイズが発生することが知られている。そして、この電磁ノイズを遮蔽してＥＣＵ（Electric Control Unit）等の信号線にノイズが重畳して悪影響を及ぼさないようにするための種々の電線のシールド構造が従来から提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特許文献１に記載の電線のシールド構造は、複数の電線をまとめて１本の金属パイプに挿通し、この金属パイプを車体のフロアパネルの下面に沿って取付けて車両の走行風を利用して電線の発熱を放熱するようになっている。

一方、特許文献２に記載の電線のシールド構造は、複数の電線をまとめて１本の金属パイプに挿通し、電線と金属パイプの間を熱伝導率の高い伝熱体で充填した構造をとることにより、電線で発生した熱をこの伝熱体を介してパイプに伝達して空気中に放熱するようになっている。
特開２００７−８４２３号公報（段落（００１６）、図３） 特開２００７−１０９６４２号公報（段落（００１９）、（００２１）、図２）

上述した特許文献１に記載の電線のシールド構造によると、複数の電線をまとめた状態で一本の金属パイプに挿通しているので、電線から発生する熱がパイプ内に籠もりやすく、放熱性が悪いという問題がある。

また、特許文献１に記載の電線のシールド構造では、金属パイプの直径がかなり大きくなる。これは、複数の電線をまとめることでその発熱量が大きくなり、金属パイプ内に熱がこもるので、放熱性をより高めて電線の被覆部等を保護するために、金属パイプの直径を構造上かなり大きくせざるを得ないからである。そのため、係る金属パイプを車体のフロアパネルの下面に取付けた際に、金属パイプの下端が地面に近くなり、走行中に金属パイプの下端が地面にすれて破損する虞がある。

図６は、３本の電線１１〜１３をまとめて１本の金属パイプ８０で覆った従来の電線のシールド構造を金属パイプの長手方向に対する垂直面に沿って示した断面図である。この図からも明らかなように、３本の電線１１〜１３をまとめてこれを１本の金属パイプ８０で覆うと金属パイプ８０の直径Ｄがかなり大きくなることが分かる。

一方、特許文献２に記載の電線のシールド構造によると、金属パイプ内の放熱性を向上させることはできるが、複数の電線をまとめて１本の金属パイプに挿通した後に、伝熱体を金属パイプ内部に隙間なく充填する特別な工程を必要とするため、製造コストが高くなるという問題がある。

本発明の目的は、放熱性に優れ、かつ低コストで製造でき、例えば車体に取付けた際に車両の他の搭載機器に干渉しにくく、車両の走行中に地面に接触しにくい電線のシールド構造を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る電線のシールド構造は、電気機器間を電気的に接続する複数の電線と、前記複数の電線を個々に覆う金属パイプと、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、従来の電線のシールド構造のように複数の電線をまとめて１本の金属パイプに挿通する構造をとらなくて済むので、金属パイプ内の発熱量を抑えることができる。そして、従来の金属パイプのようにまとめた電線の発熱が１本の金属パイプ内にこもって放熱できなくなるようなことがなく、放熱性を高めることができる。

また、金属パイプが各電線をそれぞれ覆うようになっているので、各金属パイプの直径を小さくできる。これによって、金属パイプの取付けスペースの厚みを薄くすることができる。特に、例えば金属パイプを車体のフロアパネル下面に取付けた場合に、金属パイプの下端と地面との間に十分な間隔を確保できる。

また、各金属パイプ内に発生する熱の量が電線１本分の発熱量のため、従来のシールド構造のように各電線の通電量を減らしたり、通電時間を短くしたり、電線の太さを太くして抵抗値を減らしたりするなどの使用スペックを低下させる対策や、電線の被覆部の耐熱温度を高める等のコスト高を招く対策を必要としない。

また、電線自体を変更せずに電線と金属パイプとの間の隙間に伝熱体を充填する等のコスト高を招く余分な工程を必要としない。

また、本発明の請求項２に係る電線のシールド構造は、請求項１に記載の電線のシールド構造において、前記金属パイプの少なくとも一部が蛇腹状に形成されたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、金属パイプの表面積を単なる直管パイプよりも大きくすることができるので、放熱性をより高めることができる。特に例えば金属パイプを車体のフロアパネル下面に取付けた場合、金属パイプの蛇腹部分の表面積を大きくすることができるので、走行中の走行風をこの蛇腹部分で受けて放熱性を高めることができる。

また、本発明の請求項３に係る電線のシールド構造は、請求項１または請求項２に記載の電線のシールド構造において、前記金属パイプ同士を一定間隔隔てて配置するスペーサを有することを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、各金属パイプの熱が隣接する金属パイプに伝わることがなく大気に放熱されるので、より放熱性を高めることができる。

特に、例えば金属パイプを車体に取付けた場合、金属パイプ同士を離した状態で車体に固定できるので、車両の走行風を利用して金属パイプ内の電線が発した熱を効率的に放熱することができる。

また、金属パイプにこのようなスペーサを取り付けることで、金属パイプ同士の干渉による破損や異音発生を回避できる。

また、本発明の請求項４に係る電線のシールド構造は、請求項３に記載の電線のシールド構造において、前記電気機器が車両に搭載される電気機器であって、前記スペーサが前記金属パイプを前記電気機器の搭載される車体に固定可能なブラケットとして構成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、スペーサにブラケット機能をもたせることができ、電線のシールド構造を車両に適用するにあたって部品点数の削減を達成できる。

また、本発明の請求項５に係る電線のシールド構造は、請求項１乃至請求項４のいずれか１の請求項に記載の電線のシールド構造において、前記スペーサは導電性部材からなることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、スペーサが、金属パイプ同士を離した状態で車体に取付けるブラケットの役目と、各金属パイプを車体に接地させるアースの役目の双方を兼ねることになり、金属パイプを車体に取付ける際の工数低減を図ることができる。

また、ブラケットを兼ねたスペーサを導電性部材とすることで、金属パイプから車体へのアースを金属パイプの両端部のみでなく、車体への取付け部分においても行うことができ、シールド機能を有する金属パイプのアース接続の信頼性が向上する。

また、本発明の請求項６に係る電線のシールド構造は、請求項１乃至請求項５のいずれか１の請求項に記載の電線のシールド構造において、前記複数の電線の前記電気機器と接続する少なくとも一方の端末部は、個々の金属パイプに代えて導電性部材によってまとめて囲繞されたことを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、複数の電線の端末部を電気機器に接続する際に各金属パイプを電気機器にそれぞれ個別に接続する作業を必要としなくなるので、接続作業性が向上する。

本発明によると、放熱性に優れ、かつ低コストで製造でき、例えば車体に取付けた際に他の車両の搭載機器に干渉しにくく、車両の走行中に地面に接触しにくい電線のシールド構造を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る電線のシールド構造について図面に基づいて説明する。なお、この実施形態では、車両、特にハイブリッドカーなどの大電流を流すワイヤーハーネスが配索された車両に本発明に係る電線のシールド構造を適用した場合について説明する。

なお、図１および図２は２本の電線をそれぞれ金属パイプで個別に覆った電線のシールド構造を示す図であり、図３および図４は、３本の電線をそれぞれ金属パイプで覆った電線のシールド構造に関連する図であるが、本発明に係る本質的部分は共通しているので、各図の構成要素については同等の符号を付して説明する。

本実施形態に係る電線のシールド構造は、図１に示すように、ハイブリッドカーのトランクルームに備わった電気機器であるバッテリ１０１とエンジンルームに備わった電気機器であるインバータ１０２とを電気的に接続する複数（図１に示す実施形態では２本）の電線１１，１２（１０）と、この複数の電線を個々に覆う複数（図１に示す実施形態では２本）の金属パイプ２１，２２（２０）とを有している。金属パイプ２０は、例えばアルミニウム合金等の導電性と伝熱性、放熱性に優れた材質でできている。また、金属パイプ２０の直径は、電線１０との間に一定の隙間を生じる程度の直径を有している。また、金属パイプ２０の少なくとも一部に図２に示すように蛇腹状部分２１ａ，２２ａ（２０ａ）が形成されている。

また、金属パイプ２０は、図１に示すように金属でできたブラケット３１，３２，３３（３０）およびボルト等の締結具９１，９２，９３を介して車体のフロアパネル下面に固定されている。なお、金属パイプ同士は、スペーサ４１，４２（４０）を介して互いに一定間隔隔てて車体のフロアパネル下面に取付けられている。

図３は、図１に実線で示した電線のシールド構造に関連する断面図である。図３では、図１に示すインバータ１０２と三相交流モータ１０３とを接続する電線のシールド構造（２点鎖線で示す３本の金属パイプ２１，２２，２３参照）を説明する断面図であり、３本の電線１１，１２，１３（１０）をそれぞれ金属パイプ２１，２２，２３（２０）で個別に覆った電線のシールド構造を金属パイプ２０の長手方向に対する垂直面に沿った断面で示している。図３から明らかなように、各電線１０はそれぞれ金属パイプ２０で覆われ、各金属パイプ２０は、ここでは図示しないスペーサを介してそれぞれ一定の間隔を隔てていることが分かる。

図４は、図３に示した３本の金属パイプ２０を互いに所定間隔隔てて取付けるスペーサ４０の斜視図である。スペーサ４０の両端部にはスペーサ４０を車体のフロアパネルにボルト等の締結具で取付けるための取付け孔４０ａが形成されている。

スペーサ４０は、本実施形態の場合、アルミニウム合金でできている。しかしながら、図１に示すように、金属製のブラケット３０を介して各金属パイプ２０を車体のフロアパネルに接地している場合、スペーサ４０は必ずしもアルミニウム合金等の金属でできている必要はなく、樹脂性であってもよい。

ブラケット３０は、金属または導電性に優れた樹脂材でできており、金属パイプ２０とここでは詳細には示さない締結具で締結され、かつボルト９１，９２，９３を介して車体のフロアパネル下面に固定されている。なお、ブラケット３０は、金属パイプ２０と車体のフロアパネルを導通して金属パイプ２０を車体のフロアパネルに接地（アース）する役目を兼ねている。

金属パイプ２０のインバータ１０２との接続側端部は、図１および電線１０が３本の場合の関連図である図５に示すように各金属パイプ２１，２２をそれぞれインバータ１０２に直接接続するのではなく、各金属パイプ２１，２２の端部とインバータ１０２との間をまとめて覆う編組線５１で接続している。編組線５１は、金属製の細線をメッシュ状に編んだ筒状のシールド部材である。

編組線５１の各金属パイプ２１，２２およびインバータ１０２への固定にあたっては、金属製の締結バンド等を用いれば固定作業の工数低減を図ることができる。なお、編組線５１にはここでは図示ないゴムカバーを全体的に被せて防水性を確保している。

一方、金属パイプ２１，２２のバッテリ１０１との接続側端部は、図１に示すように各金属パイプ２１，２２をそれぞれバッテリ１０１に直接接続するのではなく、各金属パイプ２１，２２とバッテリ１０１との間をそれぞれ個別に覆う金属の編組線５２，５３で接続している。

編組線５２，５３の各金属パイプ２１，２２およびバッテリー１０１への固定にあたっても、編組線５１の場合と同様に金属製の締結バンド等を用いれば固定作業の工数低減を図ることができる。なお、編組線５２，５３にもここでは図示ないゴムカバーを全体的に被せて防水性を確保している。

本実施形態に係る電線のシールド構造が上述した構成を有することで、従来の電線のシールド構造のように複数の電線をまとめて１本の金属パイプに挿通する構造をとらなくて済むので、金属パイプ２０の直径を小さくできる（図３に示す本実施形態の金属パイプ２０の直径ｄと図６に示す従来の金属パイプ８０の直径Ｄを比較参照）。これによって、金属パイプの取付けスペースの厚みを薄くすることができる。特に、例えば金属パイプ２０を車体のフロアパネル下面に取付けた場合に、金属パイプ２０の下端と地面との間に十分な間隔を確保できる。

また、各金属パイプ内に発生する熱の量が電線１本分の発熱量のため、従来の電線のシールド構造のように各電線の通電量を減らしたり、通電時間を短くしたり、電線の太さを太くして抵抗値を減らしたり、電線の被覆部の耐熱温度を高めたりする等の対策を必要としない。

また、電線自体を変更せずに電線と金属パイプとの間の隙間に伝熱体を充填する等のコスト高を招く対策を必要としない。

また、金属パイプ２０の少なくとも一部が蛇腹状に形成されていることで、金属パイプ２０の蛇腹状部分２０ａにおける表面積を大きくすることができるので、金属パイプ２０を車体のフロアパネル下面に取付けた場合、走行中の走行風をこの蛇腹状部分２０ａで受けて放熱性を高めることができる。

また、金属パイプ同士を一定間隔隔てて配置するスペーサ４０を有することで、各金属パイプ２０の熱が隣接する金属パイプ２０に伝わることがなく大気に放熱されるので、より放熱性を高めることができる。そして、金属パイプ２０を車体に取付けた場合、金属パイプ同士を離した状態で車体に固定できるので、車両の走行風を利用して金属パイプ内の電線が発した熱を効率的に放熱することができる。また、金属パイプ２０にスペーサ４０を取り付けることで、金属パイプ同士の干渉による破損や異音発生を回避できる。

また、各電線１１，１２の端末部が、個々の金属パイプ２１，２２に代えて導電性部材からなる編組線５１によってまとめて囲繞されていることで、各電線１１，１２の端末部をインバータ１０２に接続する際に各金属パイプ２１，２２をそれぞれインバータ１０２に個別に接続する作業を必要としなくなるので、接続作業性が向上する。

なお、スペーサ４０は、金属または導電性樹脂でできており、金属パイプ２０が電気機器の搭載される車体のフロアパネル下面に電気的に導通した状態で固定可能となっていてもよい。これによって、スペーサ４０がブラケット３０の役目を果たし、金属パイプ同士を離間させて各金属パイプ２０の放熱性を高めるとともに、金属パイプ２０を車体のフロアパネルに電気的に接地（アース）させることができる。また、金属パイプ２０を車体に取付ける際の取付け性向上を図ることができる。

また、電線１１，１２のインバータ１０２との接続側端部が、個々の金属パイプ２０に代えて編組線５１でまとめて覆われ、かつ各金属パイプ２０の端部とインバータ１０２とが編組線５１を介して電気的に導通していることは必ずしも必要としないが、このような構造を有していた方が電線のシールド構造の組付け性を高め、例えば車両の組立てラインのコンベア上での接続作業においてこの工程に関するタクトタイムの短縮を可能にする。

また、蛇腹状部分２０ａは、金属パイプ２０の一部に形成されていてもよく、全長にわたって形成されていてもよい。なお、蛇腹状部分２０ａは、金属パイプ２０の長手方向に断面波状の凹凸を連続させることで形成されていてもよく、凹み部が金属パイプの周面に螺旋状となって形成されていてもよい。

また、モータ１０１側において電線１１，１２ごとに編組線５２，５３で覆うのではなく、編組線５１のように電線１１，１２をまとめて覆ってもよい。

また、金属パイプ２０の材質は、上述の実施形態では軽量でコスト面と組み付け性に優れたアルミニウム合金であったが、耐食性が必要とされる場合はステンレス鋼またはチタン合金等の金属でできていてもよい。

また、本発明に係る電線のシールド構造を例えばハイブリッドカーに適用する場合、図１に示したバッテリ１０１とインバータ１０２との接続に限定されず、図１に２点鎖線で示したインバータ１０２と三相交流モータ１０３との間の３本の電線のシールド構造にも適用可能である。

しかしながら、図１に示すようなトランクルームに搭載されたバッテリ１０１とエンジンルームに搭載されたインバータ１０２との間を電気的に接続するためにフロアパネル下面に金属パイプ２０を取付けた電線のシールド構造の場合、電線の全長が長くなり、これを覆う金属パイプ２０の長手方向の中央部分で熱がこもって放熱し難くなる傾向にあるので、従来のような電線をまとめた状態で、１本の金属パイプでこれを覆う電線のシールド構造とした場合と比べて、放熱性の効果をより発揮することができる。

本発明の一実施形態にかかる電線のシールド構造を示す説明図である。 図１に示した電線のシールド構造において、蛇腹状になった金属パイプの部分の長手方向に沿った断面図である。 図１に示した電線のシールド構造に対応する３本の電線をそれぞれ金属パイプで覆った場合の断面図である。 図２に示した３本の電線のシールド構造に適用可能なスペーサの斜視図である。 図１に示した金属パイプのインバータ側端部に対応する３本の電線のシールド構造の部分的拡大図である。 従来の電線のシールド構造の一例を示す金属パイプの長手方向に対する垂直面に沿った断面図である。

符号の説明

１０（１１，１２，１３） 電線
２０（２１，２２） 金属パイプ
２０ａ（２１ａ，２２ａ） 蛇腹状部分
３０（３１，３２，３３） ブラケット
４０（４１，４２） スペーサ
４０ａ 取付け孔
５１，５２，５３ 編組線
８０ 金属パイプ
９１，９２，９３ 締結具
１０１ バッテリ
１０２ インバータ
１０３ 三相交流モータ

Claims (6)

1. 電気機器間を電気的に接続する複数の電線と、前記複数の電線を個々に覆う金属パイプと、を有することを特徴とする電線のシールド構造。
2. 前記金属パイプの少なくとも一部が蛇腹状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電線のシールド構造。
3. 前記金属パイプ同士を一定間隔隔てて保持するスペーサを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電線のシールド構造。
4. 前記電気機器が車両に搭載される電気機器であって、前記スペーサが前記金属パイプを前記電気機器の搭載される車体に固定可能なブラケットとして構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電線のシールド構造。
5. 前記スペーサは導電性部材からなることを特徴とする請求項４に記載の電線のシールド構造。
6. 前記複数の電線の前記電気機器と接続する少なくとも一方の端末部は、個々の金属パイプに代えて導電性部材によってまとめて囲繞されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１の請求項に記載の電線のシールド構造。
   

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