JP2012028162A - ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】経路設計上の制約を低減する磁気シールド可能なワイヤハーネスを提供する。
【解決手段】ワイヤハーネス２１は、ワイヤハーネス本体２３と、このワイヤハーネス本体２３の両端にそれぞれ設けられる接続部２４と、ワイヤハーネス本体２３を保護する外装部材２５とを備えて構成されている。ワイヤハーネス本体２３は、二本の高圧電線２６と、この二本の高圧電線２６を一括して収容する電磁シールド部材２７と、電磁シールド部材２７の外側に設けられる磁気シールド部材２８とを備えて構成されている。磁気シールド部材２８は、所望の箇所に設けられている。ワイヤハーネス本体２３は、電磁シールド及び磁気シールドの両機能を兼ね備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁シールド及び磁気シールドの両機能を兼ね備えてなるワイヤハーネスに関する。

電気自動車やハイブリッド自動車におけるバッテリーとインバータとの電気的な接続には、複数本の高圧電線が用いられている。例えば下記特許文献１において、複数本の高圧電線は、この中間部分が車両床下に配索されるとともに、両端部分が車両フレームを貫通して車両前部のエンジンルームや車両後部に配索されている。複数本の高圧電線は、この全長にわたり、各々、金属保護パイプに挿通・保護されている。

特開２００４−２２４１５６号公報

上記従来技術にあっては、複数本の高圧電線を配索するためとして、車両床下に対する固定作業や車両フレームに対する貫通作業等をする必要があることから、配索に係る作業性が良くないということが分かる。本願発明者は、貫通作業をする必要のない車室内への配索を考えている。

高圧電線は、これを車室内に配索すると、同じく車室内で近傍に配索される低圧電線や、同じく車室内に搭載される電子機器等に電磁ノイズの影響が出てしまうという虞がある。従って、電磁シールドをするための電磁シールド部材を高圧電線に対し設ける必要がある。また、高圧電線は、これに流れる電流が絶えず時間的に変化する電流（比較的高い周波数を持つ電流）であることから、発生する磁界によって車室内の例えば搭乗者に影響が出てしまうという虞がある。従って、磁気シールド機能を有する鉄板をフロアの全体又は部分的に設けるなどの対策が必要になる。

そこで、高圧電線に対し電磁シールド部材を設けるとともに、高圧電線に対し別体となる鉄板を上記フロアに設けることを考えてみると、特に上記鉄板に関しては次のような問題点を有している。すなわち、鉄板は高圧電線により発生する磁界をシールドすることができるようになるが、高圧電線の経路設計に関しては制約を出してしまうという問題点を有している。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、経路設計上の制約を低減する磁気シールド可能なワイヤハーネスを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のワイヤハーネスは、一又は複数の導電路と、該導電路を覆う電磁シールド用の電磁シールド部材とを備えるとともに、該電磁シールド部材の外側又は内側に磁気シールド用の磁気シールド部材を備えることを特徴とする。

請求項２記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、前記磁気シールド部材を金属箔及び／又は磁気遮蔽シートにて形成する、或いは前記金属箔を含むテープ材にて形成することを特徴とする。

請求項３記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項２に記載のワイヤハーネスにおいて、前記磁気シールド部材を、一又は複数の巻き付けにより形成することを特徴とする。

以上のような特徴を有する本発明によれば、磁気シールド用の磁気シールド部材を構成に含むワイヤハーネスになる。ワイヤハーネスは、電磁シールド及び磁気シールドの両機能を兼ね備える。

請求項１に記載された本発明によれば、磁気シールドのための磁気シールド部材を構成に含むことから、例えばフロアの鉄板などのような別体で磁気シールドする場合と比べて、経路設計上の制約を低減することができるという効果を奏する。これにより、より良いワイヤハーネスを提供することができるという効果を奏する。

請求項２、請求項３に記載された本発明によれば、磁気シールド部材としてのより良い一形態を提供することができるという効果を奏する。

本発明のワイヤハーネスを示す図であり、（ａ）は自動車の模式図、（ｂ）はワイヤハーネスの構成図、（ｃ）はワイヤハーネスの要部断面図である。 磁気シールド特性に係る図である。

以下、図面を参照しながら一実施形態を説明する。図１は本発明のワイヤハーネスを示す図であり、（ａ）は自動車の模式図、（ｂ）はワイヤハーネスの構成図、（ｃ）はワイヤハーネスの要部断面図である。また、図２は磁気シールド特性に係る図である。

本形態のワイヤハーネスは、ハイブリッド自動車又は電気自動車に配索されるものを対象にしている。ワイヤハーネスは、本発明のシールド部材を含んで構成されるものとする。以下では、ハイブリッド自動車での例を挙げて説明をするものとする（電気自動車の場合でも本発明のワイヤハーネス及びシールド部材の構成、構造、及び効果は基本的に同じであるものとする。尚、ハイブリッド自動車又は電気自動車に限らず、通常の自動車等でも本発明を適用することができるものとする）。

図１において、引用符号１はハイブリッド自動車を示している。ハイブリッド自動車１は、エンジン２及びモータユニット３の二つの動力をミックスして駆動する車両であって、モータユニット３にはインバータユニット４を介してバッテリー５（電池パック）からの電力が供給されるようになっている。エンジン２、モータユニット３、及びインバータユニット４は、本実施例において前輪等がある位置のエンジンルーム６に搭載されている。また、バッテリー５は、後輪等がある自動車後部７に搭載されている（エンジンルーム６の後方に存在する自動車室内に搭載してもよいものとする）。

バッテリー５とインバータユニット４は、本発明に係る高圧のワイヤハーネス２１により接続されている。また、モータユニット３とインバインバータユニット４も高圧のワイヤハーネス２２により接続されている。ワイヤハーネス２１は、フロアパネルの室内側に配索されている。ワイヤハーネス２１は、長尺なものに製造されている。一方、ワイヤハーネス２２は所謂モータケーブルであって、ワイヤハーネス２１と比べると、格段に短尺なものに製造されている。尚、本形態のワイヤハーネス２２は、公知のモータケーブルを用いるものとするが、これに限らず本発明を適用してもよいものとする。

ここで本形態での補足説明をすると、モータユニット３はモータ及びジェネレータを構成に含んでいるものとする。また、インバータユニット４は、インバータ及びコンバータを構成に含んでいるものとする。モータユニット３は、シールドケースを含むモータアッセンブリとして形成されるものとする。また、インバータユニット４もシールドケースを含むインバータアッセンブリとして形成されるものとする。バッテリー５は、Ｎｉ−ＭＨ系やＬｉ−ｉｏｎ系のものであって、モジュール化してなるものとする。尚、例えばキャパシタのような蓄電装置を使用することも可能であるものとする。バッテリー５は、ハイブリッド自動車１や電気自動車に使用可能であれば特に限定されないものとする。バッテリー５とワイヤハーネス２１は、本形態において、ジャンクションブロック８を介して接続されている。

バッテリー５とインバータユニット４とを繋ぐワイヤハーネス２１は、ワイヤハーネス本体２３と、このワイヤハーネス本体２３の両端にそれぞれ設けられる接続部２４と、ワイヤハーネス本体２３を保護する外装部材２５とを備えて構成されている。以下、各構成部材について説明をする。

ワイヤハーネス本体２３は、二本の高圧電線２６（導電路）と、この二本の高圧電線２６を一括して収容する電磁シールド部材２７と、電磁シールド部材２７の外側（又は内側でもよいものとする）に設けられる磁気シールド部材２８とを備えて構成されている。

磁気シールド部材２８は、本形態において、所望の箇所に設けられている。磁気シールド部材２８は、複数箇所に限らず一箇所であってもよいものとする。また、電磁シールド部材２７全体を覆うようなものであってもよいものとする。この他、高圧電線２６の本数も上記二本に限らないものとする。

ワイヤハーネス２１は、ワイヤハーネス本体２３が電磁シールド及び磁気シールドの両機能を兼ね備えている。

高圧電線２６は、導体及び絶縁体（被覆）を含む導電路であって、電気的な接続に必要な長さを有するように形成されている。導体は、銅や銅合金やアルミニウムにより製造されている。導体に関しては、素線を撚り合わせてなる導体構造のものや、断面矩形又は丸形となる棒状の導体構造（例えば平角単心や丸単心となる導体構造であり、この場合、電線自体も棒状となる）のもののいずれであってもよいものとする。高圧電線２６は、非シールド電線となる構成を有している。

本形態においては高圧電線２６を導電路として用いているが、この限りでないものとする。すなわち、バスバーを用いてもよいし、通常の自動車等である場合には、低圧の電線束を用いてもよいものとする。

電磁シールド部材２７は、二本の高圧電線２６を覆う電磁シールド用の部材（電磁波対策用の部材）であって、導電性を有する極細の素線を多数有する編組２９にて筒状に形成されている。電磁シールド部材２７は、二本の高圧電線２６の全長とほぼ同じ長さに形成されている。

電磁シールド部材２７は、本形態において編組２９にて形成されているが、この限りでないものとする。すなわち、電磁波対策をすることが可能であれば、例えば金属箔を含んで構成されるシールド部材、或いは金属箔単体などであってもよいものとする。

以上のような電磁シールド部材２７に対し設けられる磁気シールド部材２８は、磁界による影響を阻止するために備えられている。これは、高圧電線２６に流れる電流が絶えず時間的に変化する電流（比較的高い周波数を持つ電流）であるからであり、このため磁界が発生するからである。

磁気シールド部材２８は、少なくとも磁気シールドを必要とする箇所に設けられている。磁気シールド部材２８に関し、本形態においては複数箇所に設けられているが、これに限らないものとする。すなわち、磁気シールド部材２８が電磁シールド部材２７の全体にわたって設けられるようなものあってもよいものとする。

磁気シールド部材２８は、金属箔にて形成されている。又は磁気遮蔽シートにて形成されている。或いはこれらの組み合わせにて形成されている。具体的な名称としては、アルミ箔、銅箔シート、鉄箔シート、ハイミューシート、パーマロイ箔などが挙げられるものとする。磁気シールド部材２８は、一又は複数の巻き付けにより形成されている。本形態においては、図１（ｃ）に示す断面形状となる拝み巻にて少なくとも一周巻き付けられている。

尚、磁気シールド部材２８を設けるに当たり、上記拝み巻は一例であるものとする。巻き付け回数は、又は、積層する枚数は、図２に示す磁気シールド特性などから減衰量を考慮して適宜設定するものとする。図２（ｂ）〜（ｆ）の減衰量は、図２（ａ）に示す構成の試験装置５１を用いて測定されている。具体的には、試験装置５１のループコイル５２及びピックアップコイル５３間に磁気シールド部材２８を入れて減衰する量が測定されている。

例えば、厚さｔ＝３５μｍの銅箔シートを３枚用いた磁気シールド部材２８にあっては、図２（ｃ）に示す如く周波数１０ｋＨｚにおいて約２０ｄＢの減衰が得られることが分かる。すなわち、約２０ｄＢのシールド効果が得られることが分かる。図２中には、アルミ箔、銅箔シート、鉄箔シート、ハイミューシート、パーマロイ箔に係る各磁気シールド特性が挙げられているが、これらに限らないものとする。

図１に戻り、磁気シールド部材２８は、上記の拝み巻をすると、電磁シールド部材２７を囲むような筒状部３０と、重ね合わせの部分となる重ね合わせ部３１とが形成されるようになっている。また、磁気シールド部材２８は、重ね合わせ部３１の基端部３２を折り曲げるようにして重ね合わせ部３１を一方に倒すと、この重ね合わせ部３１が筒状部３０に沿って形成されるようになっている。

尚、磁気シールド部材２８は、これをテープ状に形成して用いてもよいものとする。テープ状に形成した場合には、結束部材としても機能させることができるようになっている。

接続部２４は、二本の高圧電線２６の各端末に設けられる図示しない端子と、インバータユニット４やバッテリー５のシールドケースに固定されるシールドシェル３３とを含んで構成されている。シールドシェル３３は、導電性を有する金属部材であって、本形態においては電磁シールド部材２７の端末が加締めにより接続・固定されるようになっている。引用符号３４は加締めリングを示している。

外装部材２５は、ワイヤハーネス２１におけるワイヤハーネス本体２３を保護するための部材であって、公知のコルゲートチューブやパイプ部材、或いはプロテクタ等が挙げられるものとする。尚、外装部材２５の設定は任意であるものとする。外装部材２５は、車体に対しての固定が可能となる構造を有している。

上記構成において、電磁シールド部材２７にて二本の高圧電線２６を一括収容するとともに、電磁シールド部材２７における外側（又は内側）の所望位置に磁気シールド部材２８を設けると、ワイヤハーネス本体２３の組み付けが完了する。また、このワイヤハーネス本体２３に対して接続部２４と外装部材２５とを設けると、ワイヤハーネス２１の組み付けが完了する。

以上、図１及び図２を参照しながら説明してきたように、本発明のワイヤハーネス２１は、これ自身にて磁気シールドをすることができることから、例えば鉄板をハイブリッド自動車１のフロア全体又は部分的に設けるなどの大掛かりな対策をとる必要性はない。また、本発明のワイヤハーネス２１は、磁気シールドをしたい箇所に磁気シールド部材２８を設けることができるとともに、周波数に応じて金属箔等を使い分けたり、厚みや枚数を変えたりすることができる。さらに、本発明のワイヤハーネス２１は、金属箔等で磁気シールド部材２８を形成するとともに、電磁シールド部材２７も編組２９にて形成することから、可撓性を有するのは勿論のこと、どの方向へでも曲げ易くすることができる。さらにまた、本発明のワイヤハーネス２１は、この組み付け工程において磁気シールド部材２８を後巻きにすることが可能であることから、作業性の向上を図ることができる。

本発明のワイヤハーネス２１によれば、電磁シールド部材２７の他に磁気シールドのための磁気シールド部材２８を構成に含んでいることから、経路設計に関してこれをし易くすることができるという効果を奏する。本発明は、より良いワイヤハーネス２１の提供をすることができるという効果を奏する。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

１…ハイブリッド自動車
２…エンジン
３…モータユニット
４…インバータユニット
５…バッテリー
６…エンジンルーム
７…自動車後部
８…ジャンクションブロック
２１、２２…ワイヤハーネス
２３…ワイヤハーネス本体
２４…接続部
２５…外装部材
２６…高圧電線（導電路）
２７…電磁シールド部材
２８…磁気シールド部材
２９…編組
３０…筒状部
３１…重ね合わせ部
３２…基端部
３３…シールドシェル
３４…加締めリング

Claims (3)

1. 一又は複数の導電路と、該導電路を覆う電磁シールド用の電磁シールド部材とを備えるとともに、該電磁シールド部材の外側又は内側に磁気シールド用の磁気シールド部材を備える
   ことを特徴とするワイヤハーネス。
2. 請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、
   前記磁気シールド部材を金属箔及び／又は磁気遮蔽シートにて形成する、或いは前記金属箔を含むテープ材にて形成する
   ことを特徴とするワイヤハーネス。
3. 請求項２に記載のワイヤハーネスにおいて、
   前記磁気シールド部材を、一又は複数の巻き付けにより形成する
   ことを特徴とするワイヤハーネス。

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