DE112010004996T5

DE112010004996T5 - Kabelbaum

Info

Publication number: DE112010004996T5
Application number: DE112010004996T
Authority: DE
Inventors: Satoshi MURAO; Takehiro Hosokawa; Tetsuya Iwasaki; Masashi Sato; Masanobu Yoshimura; Yukihiro Sakamoto
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2013-01-24
Also published as: CN102822908A; WO2011078234A1; JP2011134667A; US20120261185A1

Abstract

Es wird ein Kabelbaum bereitgestellt, dessen Wärmeabstrahlungsvermögen günstig ist, der dazu geeignet ist, einen kleineren Raum für die Verdrahtung einzunehmen, und der Verdrahtungsarbeiten erleichtert. Ein Kabelbaum 1 umfasst drei einzelne Flachkabel 2, von denen jedes einen flachen Querschnitt in der Breitenrichtung besitzt, und einen flachen Leiter 3 und einen Isolator 4, mit dem der Leiter ummantelt ist, wobei die einzelnen Flachkabel parallel zueinander in der Breitenrichtung in dem Schutzelement 5 so angeordnet sind, dass verhindert wird, dass die Flachkabel einander überlappen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kabelbaum mit Flachkabeln.
Stand der Technik
Herkömmlich wird ein Kabelbaum 101 zur Verdrahtung in einer Stromversorgungsschaltung eines Automobils verwendet, wobei der Kabelbaum 101 mit einem relativ großen elektrischen Strom verwendet wird, der Kabelbaum 101 etwa drei runde Drähte 102 (Einzeldrähte) umfasst, die einen relativ großen Durchmesser besitzen, jeder von ihnen durch Beschichten eines Leiters 103 mit einer Querschnittsfläche von 15 mm² oder mehr mit einem Isolator 104 hergestellt ist, die drei runden Drähte 102 mit einer Abschirmungsschicht 105 und einem Schutzelement 106 ummantelt sind, und die drei runden Drähte 102 zu einem Verbund zusammengefasst, wie es in den 7A und 7B gezeigt ist.
Heutzutage wird ein Flachkabel (ein Flachbandkabel, nachfolgend als FFC bezeichnet) zur Verdrahtung in einem Automobil verwendet. Das FFC besitzt eine größere Oberfläche als der runde Draht und besitzt daher ein besseres Wärmeabstrahlungsvermögen. Somit kann ein Leiter des FFC verkleinert sein. Ferner ist das FFC flach und flexibel, was den Vorteil hat, dass der Raum zur Verdrahtung verkleinert sein kann, und das FFC ist in einem engen Raum faltbar.
Es sind zum Beispiel mehrschichtige Flachbandkabel mit mehreren Flachkabeln bekannt, die übereinander angeordnet sind und zur elektrischen Verdrahtung in einem Automobil verwendet werden (vgl. PLT 1).
Liste von Literaturstellen
Patentliteratur

PTL 1: JP2008-117781A

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Während das FFC die größere Oberfläche besitzt und demzufolge das verbesserte Wärmeabstrahlungsvermögen besitzt, wird die Wärmeabstrahlung verhindert, wenn die FFCs einander vollständig oder teilweise einander überlappen, was leicht zu einem Anstieg der Temperatur der Leiter führt. Aus diesem Grund ist die Schichtkonfiguration der FFCs ungünstig, wenn sie dort verwendet wird, wo ein großer elektrischer Strom fließt.
Ferner wird die Wärmeabstrahlung verhindert, wenn die Kabel einander überlappen, selbst wenn die FFCs keine Schichtstruktur aufweisen. Um dieses Problem zu lösen, müssen Verdrahtungspfade erzeugt werden, und zwar derart, dass die Kabel bei der Verdrahtung der FFCs einander nicht überlappen; jedoch sind die Verdrahtungspfade begrenzt. Ferner ist es eine sehr mühevolle Aufgabe, dem Nichtüberlappen der Kabel in den FFCs ausreichend Aufmerksamkeit zu widmen.
Das durch die vorliegende Erfindung zu lösende Problem ist es, einen Kabelbaum bereitzustellen, der ein günstiges Wärmeabstrahlungsvermögen besitzt, dazu geeignet ist, mit reduziertem Platz für die Verdrahtung auszukommen, und ein leichtes Verdrahten von mehreren Flachkabeln ermöglicht, die zu einem Verbund zusammengefasst sind.
Lösung des Problems
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, umfasst ein Kabelbaum der vorliegenden Erfindung mehrere einzelne Flachkabel, von denen jedes einen in einer Breitenrichtung flachen Querschnitt besitzt, und umfasst einen flachen Leiter und einen Isolator, mit dem der Leiter ummantelt ist, wobei die einzelnen Flachkabel parallel zueinander in der Breitenrichtung angeordnet sind und verhindert ist, dass die Flachkabel einander überlappen.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Mit der Konfiguration, bei der die mehreren einzelnen Flachkabel mit dem flachen Querschnitt in der Breitenrichtung und mit den flachen Leitern und den Isolatoren, mit denen die Leiter überzogen sind, wobei die einzelnen Flachkabel parallel zueinander in der Breitenrichtung angeordnet sind, ist der Kabelbaum der vorliegenden Erfindung dazu geeignet, einen kleineren Raum zur Verdrahtung einzunehmen, da der Kabelbaum der vorliegenden Erfindung insgesamt eine flachere Form hat als ein herkömmlicher Kabelbaum mit runden Drähten.
Ferner besitzt der Kabelbaum der vorliegenden Erfindung mit der Konfiguration, dass die mehreren einzelnen Flachkabel in der Breitenrichtung parallel zueinander angeordnet sind, was keine Schichtkonfiguration ist, in der die mehreren einzelnen Flachkabel übereinander angeordnet sind, ein günstiges Wärmeabstrahlungsvermögen. Da die einzelnen Flachkabel schon so angeordnet sind, dass sie einander nicht überlappen, sind ferner die Verdrahtungspfade für die Flachkabel nicht auf die Verdrahtung der Flachkabel begrenzt, und die Temperatur kann nicht aufgrund eines verschlechterten Wärmeabstrahlungsvermögens des Kabelbaums durch einander überlappende Flachkabel ansteigen. Somit kann eine günstige Wärmeabstrahlung von den einzelnen Flachkabeln realisiert werden.
Ferner sind die Verdrahtungspfade für den Kabelbaum nicht auf die Verdrahtung begrenzt, da die einzelnen Flachkabel schon so angeordnet sind, dass sie einander nicht überlappen, so dass es nicht notwendig ist, aufzupassen, dass die Kabel bei der Verdrahtung einander nicht überlappen, was die Verdrahtungsarbeiten erleichtert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A und 1B sind Ansichten, die einen Kabelbaum einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei 1A eine Querschnittsansicht in der Breitenrichtung und 1B eine Draufsicht ist.
2 ist eine Querschnittsansicht, die ein Schutzelement des in den 1A und 1B gezeigten Kabelbaums zeigen.
3A und 3B sind Querschnittsansichten in der Breitenrichtung, die Konfigurationen von einzelnen Flachkabeln zeigen.
4 ist eine Querschnittsansicht in der Breitenrichtung, die den Kabelbaum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5A ist eine Querschnittsansicht in der Breitenrichtung, die den Kabelbaum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 5B ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein in 5A gezeigtes Schutzelement auseinandergebaut ist.
6A ist eine Querschnittsansicht in der Breitenrichtung, die das Schutzelement einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 6B ist eine Querschnittsansicht in der Breitenrichtung, die einen Kabelbaum mit dem in 6A gezeigten Schutzelement zeigt.
7A und 7B sind Ansichten, die einen herkömmlichen Kabelbaum zeigen, wobei 1A eine Querschnittsansicht in einer Breitenrichtung ist und 1B eine Draufsicht ist.
8A und 8B sind Ansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zur Bestimmung einer elektrischen Stromstärke, bei der ΔT 70 Grad C wird (ein Sättigungswert).
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend ist ein Kabelbaum einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die 1A und 1B sind Ansichten, die den Kabelbaum der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei 1A eine Querschnittsansicht in einer Breitenrichtung ist und 1B eine Draufsicht ist. Ein Kabelbaum 1 der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst mehrere einzelne Flachkabel 2 (drei einzelne Flachkabel in der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform), die parallel zueinander und in einer Breitenrichtung (in einer horizontalen Richtung in 1A) nebeneinander angeordnet sind. In dem Kabelbaum 1 sind die einzelnen Flachkabel 2 in einem Schutzelement 5 so aufgenommen, dass sie einander nicht überlappen.
Die für die einzelnen Flachkabel 2 verwendeten FFCs sind identisch aufgebaut. Jedes einzelne Flachkabel 2 umfasst einen flachen Leiter 3 und einen Isolator, mit der Leiter 3 ummantelt ist. Jedes einzelne Flachkabel 2 besitzt einen flach geformten Querschnitt in der Breitenrichtung.
2 ist eine Querschnittsansicht, die ein Schutzelement des in den 1A und 1B gezeigten Kabelbaums zeigt. Ein Schutzelement 5 umfasst einen Gehäuseraum 50, der dazu geeignet ist, mehrere (drei) einzelne Flachkabel aufzunehmen, die parallel angeordnet sind, wie es in 2 gezeigt ist. Das Schutzelement 5 besitzt einen rohrförmigen Körper mit flachem Querschnitt in einer Breitenrichtung. Die drei einzelnen Flachkabel 2 sind in dem Gehäuseraum 50 des Schutzelements 5 aufgenommen.
Das Schutzelement 5 hat die Funktion, die einzelnen Flachkabel 2 von außen zu schützen, und die Funktion, die mehreren Flachkabel 2 so zu halten, dass sie daran gehindert werden, sich zu überlappen. Durch Verwenden des Schutzelements 5 kann der Kabelbaum 1 selbst dann seine Form bewahren, wenn er gebogen wird, und die einzelnen Flachkabel parallel angeordnet halten. Somit kann der Kabelbaum 1 auf überzeugende Weise eine Verschlechterung des Wärmeabstrahlungsvermögens durch eine Überlappung der Flachkabel verhindern.
Ferner umfasst der Kabelbaum 1 eine Abschirmungsschicht 6 zur Bereitstellung einer Abschirmung zwischen den einzelnen Flachkabeln 2 und dem Schutzelement 5, wie es in den 1A und 1B gezeigt ist. Lücken zwischen den einzelnen Flachkabeln 2 sind mit einem Füller 7 aufgefüllt, der aus einem flüssigen Harz gebildet ist, das eingespritzt und ausgehärtet wird, so dass eine Lücke innerhalb des Schutzelements 5 aufgefüllt ist. Wenn eine Lücke innerhalb des Kabelbaums 1 mit dem Füller 7 gefüllt ist, existiert dort keine Luftschicht, was die thermische Leitfähigkeit innerhalb des Kabelbaums 1 verbessert, um so das Wärmeabstrahlungsvermögen zu verbessern.
Vorzugsweise wird ein gewelltes Rohr als das Schutzelement 5 verwendet. Es ist vorteilhaft, wenn das Schutzelement 5 aus einem Material gebildet ist, dessen Adhäsionseigenschaften gegenüber den einzelnen Flachkabeln 2 verbessert ist. Die verbesserten Adhäsionseigenschaften zwischen dem Schutzelement 5 und den einzelnen Flachkabeln 2 verhindert, dass sich dazwischen ein Spalt bildet, was die thermische Leitfähigkeit und demzufolge das Wärmeabstrahlungsvermögen verbessert. Für das Material des Schutzelements 5 wird ein thermoplastisches Harz, vorzugsweise ein Polyamidharz oder ein Polypropylenharz verwendet. Das Schutzelement 5 wird durch Fließpressen des thermoplastischen Harzes zu einer hohlen Form gebildet.
Endabschnitte der einzelnen Flachkabel 2 an einem Ende 1a und einem weiteren Ende 1b des Kabelbaums 1 ragen von Enden des Schutzelements 5 vor, wie es in 1B gezeigt ist. Ferner sind die benachbarten einzelnen Flachkabel 2 an den Enden des Kabelbaums 1 nicht miteinander verbunden, sondern getrennt. Die Endabschnitte der einzelnen Flachkabel 2 sind unabhängig voneinander beweglich. Durch diese Konfiguration hat der Kabelbaum 1 den Vorteil, dass beim Verbinden der Endabschnitte von einzelnen Flachkabeln 2 mit weiteren Anschlüssen die Endabschnitte der Kabel 2 leicht abisoliert und verbunden werden können.
Jedes einzelne Flachkabel 2 umfasst einen Leiter 3. Als der Leiter 3 kann eine Gruppierung von Litzen, die jeweils aus dünnen Einzeldrähten bestehen und in der Breitenrichtung angeordnet sind, eine Gruppierung von dicken Einzeldrähten, die in der Breitenrichtung angeordnet sind, oder ein einzelner, flacher Draht wie etwa ein rechteckiger Leiter verwendet werden. Die Verwendung der Gruppierungen von Litzen oder dicken Einzeldrähten als die Leiter 3 macht die Leiter 3 flexibel.
Wenn die Leiter 3 flexibel sind, ist die Flexibilität der einzelnen Flachkabel 2 verbessert. Das einzelne Flachkabel 2, dessen Flexibilität verbessert ist, verbessert die Adhäsionseigenschaften gegenüber dem Schutzelement 5, was wiederum das Wärmeabstrahlungsvermögen verbessert. Ferner verbessert sich die Flexibilität des Kabelbaums 1, wenn sich die Flexibilität der einzelnen Flachkabel 2 verbessert. Somit ist der Kabelbaum 1 bei der Verdrahtung leicht zu biegen, was die Verdrahtungsarbeit erleichtert. Ferner ist die Adhäsion der Leiter 3 gegenüber den Isolatoren 4 verbessert, wenn die Leiter 3 in den einzelnen Flachkabeln 2 flexibel sind.
Die 3A und 3B sind Querschnittsansichten in der Breitenrichtung, die Konfigurationen von einzelnen Flachkabeln zeigen. In jedem Leiter 3 der einzelnen Flachkabel 2 ist vorzugsweise ein Schichtelement, in dem dicke Einzeldrähte oder Litzen vertikal übereinander angeordnet sind, als die Gruppierung von Litzen oder dünnen Einzeldrähten verwendet. Das einzelne, in 3A gezeigte Flachkabel 2 umfasst ein Schichtelement als den Leiter 3, wobei das Schichtelement so aufgebaut ist, dass die Litzen, die in der Breitenrichtung angeordnet sind, in Schichten übereinander angeordnet sind, und den Isolator 4, mit dem der Leiter 3 beschichtet ist. Das einzelne, 3B gezeigte Flachkabel 2 umfasst einen rechteckigen Leiter mit flachem Querschnitt in der Breitenrichtung als den Leiter 3 und den Isolator 4, mit dem der Leiter 3 beschichtet ist.
Die Leiter 3 sind aus einem Metall wie etwa Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium und einer Aluminiumlegierung gebildet. Beispiele des Kupfers und der Kupferlegierung umfassen sauerstofffreies Kupfer, sauerstoffhaltiges Kupfer und Phosphorbronze. Es ist vorteilhaft, wenn die Leiter 3 mit einem Metall wie etwa Zinn oder Nickel überzogen sind.
Die Größe der Leiter 3 wird in Abhängigkeit von der beabsichtigten Verwendung des Kabelbaums 1 und der Größe der Flachkabel 2 als geeignet bestimmt.
Beispiele der Abschirmungsschicht 6 umfassen einen metallischen, geflochtenen Leiter und eine Dünnschicht aus einem Metall wie etwa Aluminium. Die Abschirmungsschicht 6 dient lediglich dazu, den Kabelbaum 1 abzuschirmen. Die metallische Dünnschicht kann auf einer inneren Oberfläche des Schutzelements ausgebildet werden, indem auf sie Aluminium aufgedampft oder sie mit Aluminium beschichtet wird.
Der Kabelbaum 1 mit Abschirmung kann eine Beeinflussung durch elektromagnetische Wellen auf Vorrichtungen in der Umgebung verhindern, wenn er in einer Hochspannungsschaltung verwendet wird. Ferner hat der metallische, geflochtene Leiter, wenn er als die Abschirmungsschicht 6 verwendet wird, den Effekt, dass er das Wärmeabstrahlungsvermögen verbessert, da Metall eine günstige thermische Leitfähigkeit besitzt.
4 ist eine Querschnittsansicht in der Breitenrichtung, die den Kabelbaum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der in 4 gezeigte Kabelbaum 1 umfasst keine Abschirmungsschicht als getrenntes Element. Stattdessen dient das Schutzelement 5 selbst als Abschirmung. Durch die Verwendung des Schutzelements 5, das selbst als Abschirmung dient, wird die Notwendigkeit beseitigt, eine Abschirmungsschicht vorzusehen, wodurch die Anzahl von Komponenten verringert werden kann, die in dem Kabelbaum 1 verwenden.
Die Abschirmungseigenschaft wird von dem Schutzelement 5 übernommen, und zwar vorzugsweise dadurch, dass ein Verfahren verwendet wird, in dem ein elektromagnetische Wellen absorbierendes Material wie etwa Ferrit-Partikel in dem Schutzelement 5 verteilt wird, oder dadurch, dass ein Verfahren verwendet wird, in dem ein geflochtener Leiter in dem Schutzelement 5 eingebettet wird. Um die Ferrit-Partikel in dem Schutzelement 5 zu verteilen, werden die Ferrit-Partikel dem Harz hinzugefügt, aus dem das Schutzelement 5 hergestellt wird, und anschließend wird das Schutzelement 5 durch Fließpressen hergestellt. Um den geflochtenen Leiter in dem Schutzelement 5 einzubetten, wird der metallische, geflochtene Leiter in eine Form gegeben und anschließend das Harz fließgepresst, wodurch der geflochtene Leiter und das Schutzelement 5 eine monolithische Struktur bekommen, um das Schutzelement 5 zu erhalten, in dem der geflochtene Leiter eingebettet ist.
Als der Füller 7 wird ein Material verwendet, das sich vor dem Aushärten in einem flüssigen Zustand befindet und durch Aushärten nach dem Füllen gummiartig wird. Beispiele der Füller 7 umfassen flüssiges Silikongummi. Der Füller 7 in einem flüssigen Zustand wird in den Spalt zwischen den einzelnen Flachkabeln 2 und dem Schutzelement 5 eingebracht und dann bei Zimmertemperatur oder durch Erwärmung ausgehärtet. Das flüssige Silikongummi wird nach dem Aushärten wie Gummi und befindet sich zwischen den einzelnen Flachkabeln 2 und dem Schutzelement 5, wodurch die durch die einzelnen Flachkabel 2 erzeugte Wärme wirksam nach außen abgeführt werden kann.
Ein Beispiel des Verfahrens zur Erzeugung der in 1 gezeigten Kabelbaums 1 ist nachfolgend beschrieben. Die einzelnen Flachkabel 2 werden im Voraus mit einem bekannten Verfahren hergestellt. Das Schutzelement 5, das die Abschirmungsschicht 6 umfasst, wird hergestellt. Die einzelnen Flachkabel 2 werden in das Schutzelement 5 eingeführt. Anschließend wird der Füller 7 wie etwa ein flüssiges Silikon in den Spalt zwischen den einzelnen Flachkabeln 2 und dem Schutzelement 5 eingebracht und dann ausgehärtet. Auf diese Weise wird der Kabelbaum 1 hergestellt, der die einzelnen Flachkabel 2 enthält, die in ihrer parallelen Anordnung so fixiert sind, dass sie nicht überlappen.
In dem Kabelbaum 1 der vorliegenden Erfindung ist die Form des Schutzelements 5 nicht auf die oben in der vorliegenden Ausführungsform beschriebene Form beschränkt. Es ist lediglich erforderlich, dass das Schutzelement 5 eine solche Form besitzt, dass der Zustand, in dem die einzelnen Flachkabel 2 parallel angeordnet sind, aufrecht erhalten werden kann. 5A ist eine Querschnittsansicht in einer Breitenrichtung, die den Kabelbaum einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In dem in 5A gezeigten Kabelbaum 1 umfasst das Schutzelement 5 rohrförmige Elemente 5a, 5b und 5c, die Gehäuseräume 51, 52 bzw. 53 enthalten, die für jedes Gehäuse der einzelnen Flachkabel 2 vorgesehen sind, ein Verbindungselement 54, das angeordnet ist, um die rohrförmigen Elemente 5a und 5b in der Breitenrichtung zu verbinden, und ein Verbindungselement 55, dass angeordnet ist, um die rohrförmigen Elemente 5b und 5c in der Breitenrichtung zu verbinden. Wenn die einzelnen Flachkabel 2 in den Gehäuseräumen 51, 52 und 53 der rohrförmigen Elemente 5a, 5b und 5c des Schutzelements aufgenommen sind, sind die drei einzelnen Flachkabel 2 in der Breitenrichtung angeordnet, wobei sie durch das Schutzelement 5 gehalten werden. Auf diese Weise wird der Kabelbaum 1 gewonnen.
5B ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das in 5A gezeigte Schutzelement auseinandergebaut ist. Es ist darüber hinaus vorteilhaft, wenn das Schutzelement 5 ein Paar aus einem oberen Schutzelement 56 und einem unteren Schutzelement 57 umfasst, wie es in 5B gezeigt ist, die durch Zweiteilung des Schutzelements 5 in der Breitenrichtung gebildet sind. In dem Schutzelement 5 mit dieser Konfiguration sind Öffnungen an den Gehäuseräumen 51, 52 und 53 vorgesehen. Zum Beispiel wird das Schutzelement 5 auseinandergebaut und die einzelnen Flachkabel 2 werden an vorbestimmten Positionen des unteren Schutzelements 57 angeordnet. Anschließend wird das obere Schutzelement 56 über den einzelnen Flachkabel 2 auf das untere Schutzelement 57 platziert, und das obere Schutzelement 56 und das untere Schutzelement 57 werden zusammengebaut. Das obere Schutzelement 56 und das untere Schutzelement 57 werden durch Mittel zu ihrer Befestigung an einer vorbestimmten Position auf äußeren Oberflächen des oberen Schutzelements 56 und des unteren Schutzelements 57 mit Hilfe eines Bandelements oder indem sie mit Hilfe eines Klebemittels verbunden werden zusammengebaut. Die Konfiguration des Schutzelements 5, das zweigeteilt ist, ermöglicht es, dass die einzelnen Flachkabel 2 leicht in den Gehäuseräumen 51, 52 und 53 aufgenommen werden.
Alternativ ist es auch vorteilhaft, wenn das Schutzelement 5 eine Konfiguration besitzt, in der die rohrförmigen Elemente 5a, 5b und 5c enthalten sind, wobei jedes von ihnen lediglich ein rohrförmiges Gehäuseelement definiert, das nicht in der Breitenrichtung zweigeteilt werden kann. In diesem Fall werden die einzelnen Flachkabel 2 von einem jeweiligen Endabschnitt der rohrförmigen Elemente 5a, 5b und 5c in die Gehäuseräume 51, 52 und 53 eingeführt.
6A ist eine Querschnittsansicht in der Breitenrichtung, die das Schutzelement einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 6B ist eine Querschnittsansicht in der Breitenrichtung, die den Kabelbaum mit dem in 6A gezeigten Schutzelement zeigt. Das in 6A gezeigte Schutzelement 5 umfasst mehrere Schutzelementeinheiten 11, 12 und 13, die miteinander verbunden sind. Die Schutzelementeinheiten 11, 12 und 13 umfassen Gehäuseräume 11a, 12a bzw. 13a, die in ihrem Inneren gebildet sind und jeweils eines der mehreren einzelnen Flachkabel 2 aufnehmen, und Verbindungselemente 15, 16, 17 und 18, die an ihren lateralen Seiten angeordnet sind.
Die Verbindungselemente 15 und 17 der Schutzelementeinheiten 11 und 12 bilden konkave Nuten, die im Querschnitt kreisförmig sind. Die Verbindungselemente 16 und 18 bilden konvexe Stege, die so ausgelegt sind, dass sie in die konkaven Nuten der Verbindungselemente 15 und 17 passen. Das Verbindungselement 16 der Schutzelementeinheit 12 passt in das Verbindungselement 15 der Schutzelementeinheit 11, und das Verbindungselement 18 der Schutzelementeinheit 13 passt in das Verbindungselement 17 der Schutzelementeinheit 12.
Wie es in 6B gezeigt ist, sind die einzelnen Flachkabel 2 in den Gehäuseräumen 11a, 12a und 13a der in 6A gezeigten Schutzelementeinheiten 11, 12 bzw. 13 aufgenommen, und die Schutzelementeinheiten 11, 12 und 13 sind durch die auf ihren lateralen Seiten angeordneten Verbindungselemente 15, 16, 17 und 18 miteinander verbunden. Auf diese Weise erhält man den Kabelbaum 1, in dem die mehreren einzelnen Flachkabel 2 parallel in der Breitenrichtung angeordnet sind.
Es kann der Kabelbaum 1 gewonnen werden, in dem vier oder mehr als vier einzelne Flachkabel 2 parallel angeordnet sind, indem mehrere von den Schutzelementeinheiten 12 in der Breitenrichtung verbunden werden, die als Mittelpositionen verwendet werden, wie es in 6A gezeigt ist, so dass die Verbindungselemente 15 und 17 ineinander passen, und indem die Schutzelementeinheiten 11 und 13 an ihren beiden Enden in der Breitenrichtung verbunden werden.
Die Zahl der einzelnen Flachkabel 2 ist in der vorliegenden Erfindung nicht auf drei begrenzt, sondern es können auch zwei oder vier oder mehr als vier sein. Die einzelnen Flachkabel 2, die aus drei Kabel des Kabelbaums bestehen, der der Kabelbaum der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist, können vorteilhafterweise für Kabel verwendet werden, die in einem Drehstrommotor verwendet werden.
Der Kabelbaum der vorliegenden Erfindung kann vorteilhafterweise in einer Niedrigspannungsschaltung oder einer Hochspannungsschaltung eines Automobils verwendet werden.
Beispiel
Nachfolgend ist die vorliegende Erfindung beschrieben.
Beispiel 1
Ein Kabelbaum mit einer Kabelkonfiguration, in der drei Flachkabel (in Tabelle 1 als FFC bezeichnet), deren Leiter jeweils eine Querschnittsfläche von 14 mm² besitzt, parallel angeordnet waren, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, wurde einer Messung der Stromstärke unterzogen, und zwar derart, dass ΔT, welches eine Differenz zwischen einer Umgebungstemperatur und einer Wärmewiderstandstemperatur war, 70 Grad C wurde. Ein Ergebnis der Messung und die Kabelkonfiguration sind in Tabelle 1 gezeigt. Ein Verfahren zum Messen der elektrischen Stromstärke ist weiter unten beschrieben. Anstiege der Temperatur (T) des Kabelbaums wurden gemessen, indem dem Kabelbaum Ströme von 80 A, 100 A und 120 A zugeführt werden, wie es in 8A gezeigt ist. Die Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit und der Temperatur wurde grafisch dargestellt, um die Sättigungstemperaturen (TSs) der elektrischen Stromstärken zu erhalten. Die Temperatur, die durch Subtraktion einer Umgebungstemperatur (TR) von der Sättigungstemperatur (TS) gewonnen wird, wurde als ΔT angenommen.
Wenn zum Beispiel die Umgebungstemperatur (TR) 80 Grad C betrug und die Sättigungstemperatur 150 Grad C betrug, wurde ΔT, die durch ΔT = 150 – 80 Grad C gewonnen wurde, 70 Grad C. Ferner wurde die Beziehung zwischen ΔT und den elektrischen Stromstärken grafisch dargestellt, um eine elektrische Stromstärke zu erhalten, bei der ΔT 70 Grad C wird, wie es in 8B gezeigt ist. Zum Beispiel definierte die elektrische Stromstärke, bei der Δt 70 Grad C wurde, eine elektrische Stromstärke, durch die die Temperatur um 70 Grad C anstieg, wenn der Kabelbaum bei einer Umgebungstemperatur von 80 Grad C verwendet wurde. Indem die elektrische Stromstärke größer wird, wird die Wärmeerzeugung geringer und ein erlaubter Stromwert wird größer.
Vergleichsbeispiel 1
Zum Vergleich wurde ein Kabelbaum, in dem drei einzelne Flachkabel, die die gleichen waren wie jene, die in Beispiel 1 verwendet wurden, und die übereinander angeordnet wurden (siehe Tabelle 1), einer Messung der elektrischen Stromstärke unterzogen, bei der ΔT 70 Grad C wurde. Als Ergebnis betrug die elektrische Stromstärke des Vergleichsbeispiels 1 98A, während die elektrische Stromstärke des Beispiels 1 126A betrug, was zeigt, dass das Beispiel 1 die größere elektrische Stromstärke hatte.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Kabelbaum, in dem drei einzelne Flachkabel, die die gleichen waren wie jene, die in Beispiel 1 verwendet wurden, und die so miteinander überlappt wurden, dass die Überlappungsabschnitte ½ der Kabelbreite wurde, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, einer Messung der elektrischen Stromstärke unterzogen, bei der ΔT 70 Grad C wurde. Als Ergebnis betrug die elektrische Stromstärke des Vergleichsbeispiels 2 103A, was zeigte, dass das Beispiel 1 eine größere elektrische Stromstärke hatte, obwohl die elektrische Stromstärke des Vergleichsbeispiels 2 größer als die des Vergleichsbeispiels 2 war.
Referenzbeispiel 1
Ein Kabelbaum, in dem drei herkömmliche runde Drähte zusammengebündelt wurden, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, wurden einer Messung der elektrischen Stromstärke unterzogen, bei der ΔT 70 Grad C wurde. Als Ergebnis betrug die elektrische Stromstärke des Referenzbeispiels 1 125A, was nahezu identisch war mit dem Beispiel 1. Es sollte beachtet werden, dass jeder Leiter des Kabelbaums des Referenzbeispiels 1 eine Querschnittsfläche von 20 mm² hatte, was größer war als die Querschnittsfläche des Leiters von 14 mm² des Beispiels 1. Dieses Ergebnis zeigte, dass, wenn die parallel angeordneten FFCs verwendet wurden, die Querschnittsflächen der Leiter der FFCs im Vergleich zu den runden Drähten verkleinert werden könnten, wenn die gleiche elektrische Stromstärke verwendet würde.
Beispiel 2
Ein Kabelbaum, in dem die drei einzelnen Flachkabel, die in Beispiel 1 verwendet wurden, parallel angeordnet und mit einer Abschirmungsschicht und einem Schutzelement ummantelt wurden, wurde einer Messung der elektrischen Stromstärke unterzogen, bei der ΔT 70 Grad C wurde, ebenso wie in dem Beispiel 1. Als Ergebnis betrug die elektrische Stromstärke des Beispiels 2 102A.
Referenzbeispiel 2
Ein Kabelbaum, in dem die drei runden Drähte, die in dem Referenzbeispiel 1 verwendet wurden, zusammengebündelt und mit einer Abschirmungsschicht und einem Schutzelement ummantelt wurden, das mit dem Beispiel 1 identisch war, wurde einer Messung der elektrischen Stromstärke unterzogen, und bei der ΔT 70 Grad C wurde. Die Messung der Temperatur wurde an drei Punkten durchgeführt, die in der Drahtquerschnittsansicht von Tabelle 1 gezeigt sind, und die gewonnenen Temperaturen wurden gemittelt. Als Ergebnis betrug die elektrische Stromstärke des Referenzbeispiels 2 97A, was zeigte, dass das Beispiel 2 die größere elektrische Stromstärke hatte als das Referenzbeispiel 2.

Claims

Kabelbaum mit mehreren einzelnen Flachkabeln, von denen jedes einen flachen Querschnitt in der Breitenrichtung besitzt und umfasst: einen flachen Leiter; und einen Isolator, mit dem der Leiter ummantelt ist, wobei die einzelnen Flachkabel parallel zueinander und in der Breitenrichtung so angeordnet sind, dass verhindert wird, dass sie einander überlappen.
Kabelbaum nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Schutzelement, wobei die einzelnen Flachkabel in dem Schutzelement aufgenommen sind.
Kabelbaum nach Anspruch 2, wobei das Schutzelement einen Gehäuseraum umfasst, der ausgelegt ist, um die mehreren einzelnen Flachkabel aufzunehmen, wobei die mehreren einzelnen Flachkabel in dem einen Gehäuseraum aufgenommen sind.
Kabelbaum nach Anspruch 2, wobei das Schutzelement mehrere Gehäuseräume umfasst, die ausgelegt sind, um jeweils eines der einzelnen Flachkabel aufzunehmen, wobei die mehreren einzelnen Flachkabel jeweils in den Gehäuseräumen aufgenommen sind.
Kabelbaum nach Anspruch 2, wobei das Schutzelement mehrere Schutzelementeinheiten umfasst, die miteinander verbunden sind, wobei die Schutzelementeinheiten umfassen: Gehäuseräume, die im Inneren der Schutzelementeinheiten angeordnet sind und ausgelegt sind, um jeweils eines der mehreren einzelnen Flachkabel aufzunehmen; und Verbindungselemente, die auf lateralen Seiten der Schutzelementeinheiten angeordnet sind, wobei die Schutzelementeinheiten, in denen die einzelnen Flachkabel in den Gehäuseräumen aufgenommen sind, durch die auf ihren lateralen Seiten angeordneten Verbindungselemente miteinander verbunden sind, und wobei die mehreren einzelnen Flachkabel parallel zueinander in der Breitenrichtung angeordnet sind.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Schutzelement aus einem Polypropylenharz oder einem Polyamidharz gebildet ist.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine Lücke zwischen den einzelnen Flachkabeln und dem Schutzelement mit einem Füller gefüllt ist.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Schutzelement ein Paar von Elementen umfasst, die durch Zweiteilung des Schutzelements in einer Dickenrichtung erzeugt sind.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine Abschirmungsschicht, die um die einzelnen Flachkabel vorgesehen ist.
Kabelbaum nach Anspruch 9, wobei die Abschirmungsschicht einen metallischen geflochtenen Leiter umfasst.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei das Schutzelement abschirmende Eigenschaften besitzt.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei Enden der einzelnen Flachkabel aus Enden des Schutzelements vorragen.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Isolatoren der einzelnen Flachkabel aus einem Polyethylen-Terephthalat-Harz gebildet sind.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei jeder der Leiter der einzelnen Flachkabel umfasst: eine Gruppierung von Litzen, die aus dünnen Einzeldrähten bestehen, und eine Gruppierung aus dicken Einzeldrähten.