JP2012104352A - Wire harness and shield wire connecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワイヤーハーネス及びシールド電線の接続方法に関するものであり、更に詳しくは、インバータとモータ間等を接続するのに好適に利用されるワイヤーハーネス及びシールド電線の接続方法に関する。 The present invention relates to a method for connecting a wire harness and a shielded electric wire, and more particularly to a wire harness and a method for connecting a shielded electric wire that are preferably used for connecting an inverter and a motor.
従来、モータの駆動にインバータを用いた場合、図8(a)に示すようにインバータ101とモータ102の間は、シールド電線103により接続されている。一般にシールド電線103は、導体の周囲が絶縁体により被覆され、更に絶縁体の外周が編組シールド線等のシールド材で被覆されている。
Conventionally, when an inverter is used to drive a motor, the
図8(a)に示す接続状態でモータ102を回転させた場合、シールド電線103とモータ102の接続点(A点)の電圧(以下、出力電圧という)と時間の関係は、図9のグラフのようになっている。図9に示すように、電源投入直後のモータ102の回転開始時は、電圧が上下に大きく変動して大きなサージ電圧が発生する。このサージ電圧は一つの過度現象であり、電圧の変動は時間の経過と共に小さくなり収束する。
When the
図9に示すように、モータの回転初期に大きなサージ電圧が発生すると、モータ102に規定以上の電圧が印加されてしまう。このような大きな電圧は、シールド電線103とモータ102の接続部や、モータ102内部の配線等でショートによる破壊を引き起こす虞がある。
As shown in FIG. 9, when a large surge voltage is generated at the beginning of the rotation of the motor, a voltage higher than a specified voltage is applied to the
図8(a)の接続について、シールド電線103を電気回路の一部として考慮すると、図8(b)に示す回路図で表すことができる。同図に示すように、インバータ101とモータ102の間のシールド電線103は、電線抵抗103Rと、電線インダクタンス103Lと、導体−編組間の間隙がコンデンサとなって電線キャパシタンス103Cとして構成されている。
The connection shown in FIG. 8A can be represented by a circuit diagram shown in FIG. 8B when the shielded
すなわち電源投入時には、シールド電線103では、電線インダクタンス103Lとコンデンサのキャパシタンス103Cの間で共振が発生することで、電圧変動が発生し、大きなサージ電圧になっているものと推測される。
In other words, when the power is turned on, the shielded
電源投入時のサージ電圧を小さくする方法として、サージ抑制ケーブルが公知である(例えば特許文献1参照)。このサージ抑制ケーブルは、複数条からなる駆動用絶縁心線と高周波漏れ電流リターン線を駆動用絶縁心線の近傍に密接して隣接させると同時に、長さ方向にほぼ並列に配列して撚り合わせ、その外側にはシールを介さずにシースを施したものである。 As a method for reducing the surge voltage when power is turned on, a surge suppression cable is known (see, for example, Patent Document 1). In this surge suppression cable, the drive insulation core consisting of multiple wires and the high-frequency leakage current return line are closely adjacent to each other in the vicinity of the drive insulation core, and at the same time arranged in parallel in the length direction and twisted. A sheath is applied to the outside without a seal.
上記特許文献1に記載された従来のシールド電線(サージ抑制ケーブル)は、電線インダクタンスを減らすことができるので、サージ電圧をある程度小さくすることは可能である。しかしながら、電線キャパシタンス成分は残っているので共振は完全になくすことができない。そのため、サージ電圧の発生を完全に防止することはできなかった。
Since the conventional shielded electric wire (surge suppression cable) described in
本発明は、上記従来技術の欠点を解消するためになされたものであり、サージ電圧を効果的に抑制可能なワイヤーハーネス及びシールド電線の接続方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide a wire harness and a shielded wire connecting method capable of effectively suppressing a surge voltage.
上記課題を解決するために、本発明のワイヤーハーネスは、導体の周囲が絶縁体で被覆され該絶縁体の周囲がシールド体で被覆されているシールド電線を用いたワイヤーハーネスであって、前記シールド体に外部のアースと接続するための抵抗体が接続されていることを要旨とするものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the wire harness of the present invention is a wire harness using a shielded electric wire in which a conductor is covered with an insulator and a periphery of the insulator is covered with a shield. The gist is that a resistor is connected to the body for connection to an external ground.
上記ワイヤーハーネスは、前記抵抗体が板材からなることが好ましい。 In the wire harness, the resistor is preferably made of a plate material.
上記ワイヤーハーネスは、前記抵抗体の抵抗値が前記シールド体の抵抗値よりも大きいことが好ましい。 In the wire harness, the resistance value of the resistor is preferably larger than the resistance value of the shield body.
上記ワイヤーハーネスは、前記抵抗体がSUS304からなることが好ましい。 In the wire harness, the resistor is preferably made of SUS304.
また本発明のシールド電線の接続方法は、導体の周囲が絶縁体で被覆され該絶縁体の周囲がシールド体で被覆されているシールド電線の接続方法において、前記シールド電線のシールド体と外部のアースとを抵抗体を用いて接続することを要旨とするものである。 The shielded wire connecting method of the present invention is a shielded wire connecting method in which a conductor is covered with an insulator and the insulator is covered with a shield. Are connected using a resistor.
上記シールド電線の接続方法は、前記抵抗体が板材からなることが好ましい。 In the method for connecting the shielded wires, it is preferable that the resistor is made of a plate material.
上記シールド電線の接続方法は、前記抵抗体の抵抗値が前記シールド体の抵抗値よりも大きいことが好ましい。 In the connection method of the shielded wire, it is preferable that the resistance value of the resistor is larger than the resistance value of the shield.
また上記シールド電線の接続方法は、前記抵抗体がSUS304からなることが好ましい。 Moreover, as for the connection method of the said shield wire, it is preferable that the said resistor consists of SUS304.
本発明ワイヤーハーネスは、導体の周囲が絶縁体で被覆され該絶縁体の周囲がシールド体で被覆されているシールド電線を用いたワイヤーハーネスであって、前記シールド体に外部のアースと接続するための抵抗体が接続されている構成を採用したことにより、シールド電線に発生する電線キャパシタンス成分を抵抗体により打ち消して、電線インダクタンス成分と電線キャパシタンス成分の共振を防止できる。シールド電線のサージ電圧を吸収して、入力電圧に対しモータ等の機器に加わる電圧が電源投入直後であっても上下に大きく変動することを防止することができる。本発明ワイヤーハーネスは、接続された機器等に、過大な電圧が加わって、機器を損傷したりする虞がなく、機器の運転を安全に行うことができる。 The wire harness of the present invention is a wire harness using a shielded electric wire in which the conductor is covered with an insulator and the insulator is covered with a shield body, and is connected to the shield body with an external ground. By adopting the configuration in which the resistor is connected, the wire capacitance component generated in the shielded wire can be canceled by the resistor, and resonance between the wire inductance component and the wire capacitance component can be prevented. By absorbing the surge voltage of the shielded electric wire, it is possible to prevent the voltage applied to the device such as the motor with respect to the input voltage from greatly fluctuating up and down even immediately after the power is turned on. In the wire harness of the present invention, there is no possibility that an excessive voltage is applied to a connected device or the like to damage the device, and the device can be operated safely.
本発明のシールド電線の接続方法は、導体の周囲が絶縁体で被覆され該絶縁体の周囲がシールド体で被覆されているシールド電線の接続方法において、前記シールド電線のシールド体と外部のアースとを抵抗体を用いて接続する方法を採用したことにより、シールド電線に発生する電線キャパシタンス成分を抵抗体により打ち消して、電線インダクタンス成分と電線キャパシタンス成分の共振を防止できる。その結果、シールド電線のサージ電圧を吸収して、入力電圧に対しモータ等の機器に加わる電圧が電源投入直後であっても上下に大きく変動することを防止することができる。本発明シールド電線の接続方法によれは、接続された機器等に、過大な電圧が加わって、機器を損傷したりする虞がなく、機器の運転を安全に行うことができる。 The shielded wire connecting method of the present invention is the shielded wire connecting method in which the conductor is covered with an insulator and the insulator is covered with the shield. By adopting the method of connecting the resistors using the resistor, the wire capacitance component generated in the shielded wire can be canceled by the resistor and the resonance between the wire inductance component and the wire capacitance component can be prevented. As a result, it is possible to absorb the surge voltage of the shielded wire and prevent the voltage applied to the device such as the motor with respect to the input voltage from greatly fluctuating even immediately after the power is turned on. According to the method for connecting shielded wires of the present invention, there is no possibility that an excessive voltage is applied to the connected device or the like and the device is damaged, and the device can be operated safely.
以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は本発明の一例を示す説明図である。図1に示すシールド電線の接続方法は、シールド電線1を用いて外部の機器11(例えばインバータ)と外部の機器12(例えばモータ)を接続する際に、該シールド電線1の編組シールド線5(シールド体)と、シールド電線2により接続する機器11、12の筐体等のアースを、抵抗体6により接続するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an example of the present invention. The connecting method of the shielded wire shown in FIG. 1 is that when the shielded
図2は、図1のシールド電線端末の拡大図であり、図3は図2のA−A線断面図である。図3に示すように、上記シールド電線1は、図2及び図3に示すように、導体2の周囲が絶縁体3で被覆され、該絶縁体3の周囲が編組シールド線5からなるシールド体により被覆されている構造を有する。
2 is an enlarged view of the shielded wire terminal of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 3, the shielded
更に図2及び図3に示すように、シールド電線1の端末には、内側の金属製リング7とその周囲を覆う外側の金属製リング8からなる二重リング9が、絶縁体3にかしめられている。二重リング9は、内側のリング7と外側のリング8の間に編組シールド線5を挟み込んだ状態でシールド電線1に取り付けられている。シールド電線1は、特に図示しないが、導体2が、機器11、12の所定の端子と電気的に接続されている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a
図2及び図3に示す抵抗体6は、SUSバネからなる4つの抵抗体6(6a、6b、6c、6d)から構成されている。各抵抗体6a〜6dは二重リング9の周囲を取り囲むように、機器12の所定の位置に取り付けられている。各抵抗体6a〜6dは、図3に示すようにシールド電線1の周囲の円周上に等間隔に配置され、機器12に止ネジ等で固定されている。
The
各抵抗体6a〜6dは、シールド電線1の二重リング9の周囲を取り囲み、バネ力により二重リング9に押し付けられて、シールド電線1と接続される。抵抗体6は、二重リング9の外側のリング8の表面と接触している。二重リング9は編組シールド線5と接続されているから、編組シールド線5と抵抗体6は電気的に接続した状態となっている。一方、抵抗体6の機器12側は、筐体等のアースと接触して導通している。シールド線1の編組シールド線5と機器12のアースは、抵抗体6を介して電気的に接続されている。二重リング9と機器12の間は絶縁されていて、編組シールド線5と機器12は抵抗体6を介してのみ電気的に接続されている。
Each
尚、上記の説明はシールド電線1と機器12のアースの接続について説明したが、図1に示すように、シールド電線1と機器11のアースの接続も同様に、シールド電線1の編組シールド線5と機器111のアースが、抵抗体6を介して接続されている。
In the above description, the ground connection between the shielded
シールド電線1の導体2は、この種のシールド電線に一般的に用いられる導体線を用いることができる。具体的な導体2として、例えば、銅、銅合金、アルミニウム等の単線、複数線、複数線の撚線等が挙げられる。
The
シールド電線1の絶縁体3は、この種のシールド電線に一般的に用いられる絶縁体を用いることができる。具体的な絶縁体3として、例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
As the insulator 3 of the shielded
シールド電線1の編組シールド線5は、この種の一般的なシールド電線の編組線として用いられるものが利用できる。具体的な編組シールド線5は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム等が挙げられる。
As the
シールド電線1と機器11、12のアースを接続するための抵抗体6は、電気抵抗として機能するものであれば用いることができる。抵抗体6は、編組シールド線5よりも抵抗値が大きいものを用いることが、確実に共振を防止するという観点からは好ましい。抵抗体6は、抵抗値が10Ω以上であるのが好ましい。抵抗体6の抵抗値は、更に好ましくは100Ω以上である。また抵抗体6の抵抗値の上限は、10KΩ以下であるのが好ましい。更に好ましい抵抗体の抵抗値の上限は、1KΩ以下である。
The
尚、抵抗体6の抵抗値とは、編組シールド線5と機器11、12のアースとの間に抵抗体6を介して接続した状態で、編組シールド線5と機器11、12の間の抵抗値を測定することで得られる電気抵抗(常温)のことである。
The resistance value of the
抵抗体6に用いられる材質としては、各種の金属材料を用いることができる。抵抗体の材質として、例えば、鉄、鉄−クロム合金、鉄−クロム−ニッケル合金、ニッケル−クロム等の金属材料が挙げられる。これらの材料の中でもSUS304等のステンレス鋼は、一般的な材料であり、入手が容易である点から好ましい材料である。またステンレス鋼は、鉄と比較して、同じ抵抗値にした場合、軽量に形成することができる。
As a material used for the
抵抗体6は、その形状、断面積、材料自体の抵抗率等を適宜選択することにより、所望の抵抗値となるように形成することができる。
The
抵抗体6の形状は、図2及び図3に示す態様ではバネ体を用いたが、この形状に限定されるものではない。抵抗体6は、例えば、板状体、線材等、適宜の形状のものを用いることができる。例えば抵抗体6の形状が板状体の場合には、プレス加工等により突起を打ち抜き形成して、係止用突起を形成することができるという利点がある。抵抗体6に上記係止用突起が形成されていると、該係止用突起を用いて編組シールド線5の表面に抵抗体6を係止するのが容易である。
The shape of the
抵抗体6とシールド電線1の間の接続は、上記したようにバネ力により抵抗体6をシールド電線1に付勢して接続する形態以外の方法を用いてもよい。具体的には、予めシールド電線1の端末に、溶接、かしめ等の適宜の手段で抵抗体6を接続一体化したワイヤーハーネスを作製し、このワイヤーハーネスを用いて、シールド電線1で機器11、12を接続してもよい。ワイヤーハーネスにおいて、抵抗体6は編組シールド線5と電気的に接続している状態に取り付けられている。
The connection between the
二重リング9は、例えば銅、鉄、ステンレス等の金属を用いることができる。
The
図4は本発明のワイヤーハーネスの一例を示し、機器に接続した状態の端末部分を示す説明図であり、図5は図4のB−B線断面図である。図4及び図5に示すワイヤーハーネス10は、図2及び図3に示すシールド電線1と同様に、シールド電線1の端末に二重リング9を装着し、更に二重リング9の外側表面に、外部のアースと接続するための二つの抵抗体6、6を溶接して接続したものである。図4及び図5に示すワイヤーハーネス10は、シールド電線1、二重リング9等の構成は、図2及び図3に示す態様と同じであるから、説明を省略する。また抵抗体6も、接続形態を除いて、その材質形状等も図2及び図3で説明した通りである。
FIG. 4 shows an example of the wire harness of the present invention, and is an explanatory view showing a terminal portion connected to the device, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. The
上記抵抗体6を機器11の筐体等のアースに止めネジ等で固定することで、ワイヤーハーネス10の編組シールド線5と機器12のアースが、抵抗体6を介して電気的に接続された状態に保持することができる。
The
上記の抵抗体6と機器11、12の接続は、止めネジ等による接続に限定されず、各種の接続方法を用いることができる。この接続方法としては、例えば金属バネ、ハンダ付等が挙げられる。
The connection between the
図6は、図1に示す本発明の接続方法を用いてインバータとモータを接続した際に、シールド電線1と抵抗体6を回路の一部として見た場合の回路図である。図6の回路図は、インバータ11とモータ12の間のシールド電線1が、電線抵抗1Rと、電線インダクタンス1Lと、導体2−編組シールド線5間の絶縁体3による間隙が電線キャパシタンス1Cとなっている。編組シールド線5と機器11、12との間に設けた抵抗体6は、電線キャパシタンス1Cに直列に接続した抵抗6Rとして示すことができる。図3は、従来のシールド電線を用いた図6(b)の回路図に対応するものである。図3の回路図は、電線キャパシタンス1Cに抵抗体6による電線抵抗6Rが接続されている点が、図8(b)の回路図と相違している。
FIG. 6 is a circuit diagram when the shielded
図6に示すように抵抗体6を設けた本発明の接続方法を用いた場合、図8(a)に示す従来の抵抗体のないシールド電線を用いた場合と比較して、電線キャパシタンス1Cを抵抗体6の電線抵抗6Rにより打ち消すことができる。このように図6に示す回路では、電線キャパシタンス1Cが電線インダクタンス1Lと共振することが抑制されるので、共振によるサージ電圧の発生を防止できる。
When the connection method of the present invention provided with the
図7は、図6の回路図に示す本発明の接続方法を用いてモータを駆動した場合の電圧と時間の関係を示すグラフである。図7では図6に示すインバータ11から出力される電圧をモータ12への「入力電圧」として示し、図6のシールド電線1とモータ12との接続点(A点)の電圧を「出力電圧」として示した。図7のグラフに示すように、編組シールド線と機器のアースとを抵抗体を介して接続する方法を用いることにより、サージ電圧の発生を防止し、電源投入当初から入力電圧に略等しい電圧変動のないフラットな出力電圧が得られる。このように本発明によると、電源投入時の機器への出力電圧が上下に大きく変動することがなく、サージ電圧の発生を抑制することができる。そのためシールド電線によりインバータ等の電源と接続されたモータ等の機器に過大な電圧が入力されることがなく、機器の損傷などを防いで安全に運転することができる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between voltage and time when the motor is driven using the connection method of the present invention shown in the circuit diagram of FIG. In FIG. 7, the voltage output from the
本発明のワイヤーハーネスは、シールド電線1に予め抵抗体6が接続されて取り付けられているので、シールド電線と機器のアースを接続するのが容易である。
Since the
本発明は、上記態様に限定されるものではなく、各種の変更が可能である。例えば上記態様では,シールド電線1のシールド体として編組シールド線5を用いたが、シールド体は、シールド性能を有する材料であればよく、編組シールド線以外の材料を用いてもよい。このようなシールド体として用いることが可能なシールド性能を有する材料としては、銅、銅合金、アルミニウム等が挙げられる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above aspect, the
また上記の実施例では、心線が一つの導体からなるシールド電線1を例として説明したが、本発明の接続方法では、複数の心線を配置した多心構造のシールド電線を用いて、機器と接続してもよい。
Further, in the above embodiment, the shielded
またシールド体として、銅、銅合金にスズメッキを施したものを使用しても良い。スズメッキを施すと標準電位差が小さくなり、電食を抑えることが出来る。 Moreover, you may use what gave tin plating to copper and a copper alloy as a shield body. When tin plating is applied, the standard potential difference is reduced and electric corrosion can be suppressed.
本発明は、インバータとモータ等の間を接続するワイヤーハーネス及びシールド電線の接続方法として最適に用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be optimally used as a wire harness for connecting between an inverter and a motor, and a method for connecting shielded wires.
1 シールド電線
2 導体
3 絶縁体
5 編組シールド線
6 抵抗体
10 ワイヤーハーネス
11 機器(インバータ)
12 機器(モータ)
1 shielded
12 Equipment (motor)
Claims (8)
Priority Applications (1)
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JP2010251416A JP2012104352A (en) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Wire harness and shield wire connecting method |
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- 2010-11-10 JP JP2010251416A patent/JP2012104352A/en active Pending
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