JP2016207502A - ケーブル及びハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分が耐熱性能の高い絶縁体で被覆されていると共に配索経路中で低い耐熱性能が要求される部分が耐熱性能の低い絶縁体で被覆されているケーブル及びハーネスを提供する。【解決手段】所望の配索経路に沿って配索されるケーブル１００において、第一絶縁体１１０で被覆されている第一ケーブル１１１と、第二絶縁体１１２で被覆されている第二ケーブル１１３と、が接続されてなり、第二絶縁体１１２は耐熱性能が第一絶縁体１１０よりも低く、配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分が第一ケーブル１１１で構成されているケーブル１００である。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、ハイブリッド電気自動車の電力供給に使用されるケーブル及びハーネスに関する。

例えば、ハイブリッド電気自動車においては、発電機や回生制動機等で得られる電力を蓄える蓄電池から内燃機関や過給機等の駆動を補助する電動機まで電力を供給すべく、直流電力を交流電力に変換する逆変換器を介して蓄電池と電動機とを電気的に接続する必要があるため、車両中の所望の配索経路に沿ってケーブルを配索している（例えば、特許文献１を参照）。

従来のケーブルは、外部熱（例えば、内燃機関の駆動に伴う廃熱）や内部熱（例えば、ケーブルの通電に伴う抵抗熱）を原因とする絶縁体の劣化を抑制する観点から、その全体を一律に耐熱性能が高い絶縁体（例えば、２００℃程度の耐熱条件に耐え得る耐熱性能を有する絶縁体）で被覆している。

特開２０１１−２５０６９１号公報 特開２００９−００９７３６号公報

しかしながら、配索経路の全部で一律に耐熱性能が高いことが要求されることは稀であり、配索経路の一部（例えば、廃熱の影響を受け易い内燃機関の直近部分）で耐熱性能が高いことが要求されることが殆どである。

従って、本発明の目的は、配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分が耐熱性能の高い絶縁体で被覆されていると共に配索経路中で低い耐熱性能が要求される部分が耐熱性能の低い絶縁体で被覆されているケーブル及びハーネスを提供することにある。

本発明は、所望の配索経路に沿って配索されるケーブルにおいて、第一絶縁体で被覆されている第一ケーブルと、第二絶縁体で被覆されている第二ケーブルと、が接続されてなり、前記第二絶縁体は耐熱性能が前記第一絶縁体よりも低く、配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分が前記第一ケーブルで構成されているケーブルである。

前記第一絶縁体と前記第二絶縁体とは同系統材料で形成されていることが好ましい。

前記第二ケーブルは導体断面積が前記第一ケーブルよりも小さいことが好ましい。

前記第二ケーブルは導体導電率が前記第一ケーブルよりも低いことが好ましい。

前記第一ケーブルと前記第二ケーブルとは導体圧着部又は導体超音波接合部を介して電気的に接続されており、前記導体圧着部又は前記導体超音波接合部は熱収縮チューブで気密保護されていることが好ましい。

また、本発明は、前記ケーブルが使用されているハーネスである。

本発明によれば、配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分が耐熱性能の高い絶縁体で被覆されていると共に配索経路中で低い耐熱性能が要求される部分が耐熱性能の低い絶縁体で被覆されているケーブル及びハーネスを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るケーブルの配索経路を説明する説明図である。 本発明の実施の形態に係るハーネス（直流電力用）の横断面構造を示す横断面図である。 本発明の実施の形態に係るハーネス（三相交流電力用）の横断面構造を示す横断面図である。 本発明の実施の形態に係るケーブルの縦断面構造を示す縦断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るケーブルの縦断面構造を示す縦断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るケーブルの縦断面構造を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に順って説明する。

図１に示す通り、本発明の実施の形態に係るケーブル１００は、例えば、発電機や回生制動機等で得られる電力を蓄える蓄電池１０１から内燃機関１０２や過給機等の駆動を補助する電動機１０３まで電力を供給すべく、直流電力を交流電力に変換する逆変換器１０４を介して蓄電池１０１と電動機１０３とを電気的に接続するため、車両１０５中の所望の配索経路に沿ってハーネス１０６やハーネス１０７として配索されている。

図１の配索経路においては、内燃機関１０２が熱源として作用することから、配索経路中の周囲温度が内燃機関１０２側から逆変換器１０４側に掛けて徐々に低下しており、ケーブル１００は内燃機関１０２の駆動に伴う廃熱の影響を受け易い内燃機関１０２の直近部分で最も高い耐熱性能（例えば、２００℃程度の耐熱条件に耐え得る耐熱性能）が要求されており、それ以外の部分でより低い耐熱性能（例えば、１２０℃程度の耐熱条件に耐え得る耐熱性能）が要求されている。

ここで、耐熱性能は、「ＪＩＳ Ｋ ７１９１」に準拠した荷重たわみ温度として測定される。

図２に示す通り、ハーネス１０６においては、蓄電池１０１から逆変換器１０４まで直流電力を供給するため、二本のケーブル１００が使用されており、その周囲が一括編組１０８と一括ジャケット１０９とで順に被覆されている。

図３に示す通り、ハーネス１０７においては、逆変換器１０４から電動機１０３まで三相交流電力を供給するため、三本のケーブル１００が使用されており、その周囲が一括編組１０８と一括ジャケット１０９とで順に被覆されている。

図４に示す通り、ケーブル１００は、第一絶縁体１１０で被覆されている第一ケーブル１１１と、第二絶縁体１１２で被覆されている第二ケーブル１１３と、が接続されてなり、第二絶縁体１１２は耐熱性能が第一絶縁体１１０よりも低く、配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分、即ち、内燃機関１０２の直近部分が第一ケーブル１１１で構成されていると共に配索経路中で低い耐熱性能が要求される部分、即ち、それ以外の部分が第二ケーブル１１３で構成されている。

なお、配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分まで第二ケーブル１１３が延びていると性能上の問題が生じるが、配索経路中で低い耐熱性能が要求される部分まで第一ケーブル１１１が延びていても性能上の問題は生じないため、配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分と配索経路中で低い耐熱性能が要求される部分との厳密な境界において第一ケーブル１１１と第二ケーブル１１３とが接続されている必要があるという訳では無く、本発明は配索経路中で低い耐熱性能が要求される部分の一部まで第一ケーブル１１１が延びている態様を排除するものでは無い。

第一ケーブル１１１と第二ケーブル１１３とは導体圧着部１１４を介して電気的に接続されており、導体圧着部１１４は第一ケーブル１１１の第一導体１１５の先端部と第二ケーブル１１３の第二導体１１６の先端部とが圧着スリーブ１１７で加締められて形成されていると共に熱収縮チューブ１１８で気密保護されている。

即ち、第一導体１１５の先端部が第一絶縁体１１０から露出されていると共に第二導体１１６の先端部が第二絶縁体１１２から露出されており、第一絶縁体１１０から露出されている第一導体１１５の先端部と第二絶縁体１１２から露出されている第二導体１１６の先端部とが圧着スリーブ１１７で加締められて電気的に接続されている。

第一絶縁体１１０は、例えば、耐熱性能が高いフッ素樹脂やポリエチレン樹脂等の絶縁材料で形成されており、第二絶縁体１１２は、例えば、耐熱性能はそれほど高くないものの価格が第一絶縁体１１０よりも安いフッ素樹脂やポリ塩化ビニル樹脂等の絶縁材料で形成されているが、これらの絶縁材料は要求される耐熱性能に応じて適宜選定することができる。

熱収縮チューブ１１８は、圧着スリーブ１１７と、第一絶縁体１１０から露出されている第一導体１１５の先端部と、第二絶縁体１１２から露出されている第二導体１１６の先端部と、第一導体１１５の先端部の近傍に位置する第一絶縁体１１０の端部と、第二導体１１６の先端部の近傍に位置する第二絶縁体１１２の端部と、を被覆している。

即ち、熱収縮チューブ１１８は、第一導体１１５の先端部の近傍に位置する第一絶縁体１１０の端部と第二導体１１６の先端部の近傍に位置する第二絶縁体１１２の端部とに密着しており、第一導体１１５と第一絶縁体１１０の間と第二導体１１６と第二絶縁体１１２の間とを気密保護している。

また、熱収縮チューブ１１８は、導体圧着部１１４の気密性を確実に担保するため、第一絶縁体１１０と第二絶縁体１１２の双方に対して同程度の密着性を発揮する材料で形成されていることが望ましい。

このとき、第一絶縁体１１０の表面性状が第二絶縁体１１２と比較して大幅に異なる場合は第一絶縁体１１０と第二絶縁体１１２の双方に対して同程度の密着性を発揮する材料を選定することが困難となるため、第一絶縁体１１０と第二絶縁体１１２とは表面性状が類似する同系統材料で形成されていることが望ましい。

以上の通り、ケーブル１００は、配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分が第一絶縁体１１０で被覆されていると共にその他の部分が価格が第一絶縁体１１０よりも安い第二絶縁体１１２で被覆されているため、従来よりも全体的に価格が安い。

ケーブル１００においては、第二ケーブル１１３の導体断面積を第一ケーブル１１１と比較して同一としているが、図５に示す通り、第二ケーブル１１３の導体断面積を第一ケーブル１１１よりも小さくして導体使用量を削減することにより、ケーブル１００の価格を更に安くしても構わない。

なお、第二ケーブル１１３の導体断面積を第一ケーブル１１１よりも小さくすることにより、第二ケーブル１１３の通電に伴う抵抗熱が第一ケーブル１１１よりも増えるが、第二ケーブル１１３はそもそも高温に曝露される訳では無いため、第二絶縁体１１２が劣化する虞は殆ど無い。

また、ケーブル１００においては、第二ケーブル１１３の導体導電率を第一ケーブル１１１と比較して同一としているが、第二ケーブル１１３の導体導電率を第一ケーブル１１１よりも低くして導体費用を削減することにより、ケーブル１００の価格を更に安くしても構わない。

なお、第二ケーブル１１３の導体導電率を第一ケーブル１１１よりも低くすることにより、第二ケーブル１１３の通電に伴う抵抗熱が第一ケーブル１１１よりも増えるが、第二ケーブル１１３はそもそも高温に曝露される訳では無いため、第二絶縁体１１２が劣化する虞は殆ど無い。

更に、ケーブル１００においては、第一導体１１５と第二導体１１６とを同一材料で形成しているが、例えば、配索経路中で屈曲される部分の導体を耐屈曲性が高い銅で形成すると共にその他の部分の導体を耐屈曲性は高くないものの質量が小さいアルミニウムで形成することにより、軽量化を図っても構わない。

また、ケーブル１００においては、第一ケーブル１１１と第二ケーブル１１３とを導体圧着部１１４を介して電気的に接続し、且つ、第一導体１１５の先端部と第二導体１１６の先端部とを圧着スリーブ１１７で加締めて導体圧着部１１４を形成すると共に導体圧着部１１４を熱収縮チューブ１１８で気密保護しているが、図６に示す通り、第一ケーブル１１１と第二ケーブル１１３とを導体超音波接合部１１９を介して電気的に接続すると共に導体超音波接合部１１９を熱収縮チューブ１１８で気密保護しても構わない。

更に、ケーブル１００においては、一本の第一ケーブル１１１と一本の第二ケーブル１１３とが電気的に接続される二分割構造となっているが、例えば、配索経路の途中に存在する高温排気管を迂回させるため、一本の第一ケーブル１１１と二本の第二ケーブル１１３とが電気的に接続される三分割構造としても構わない。

以上の通り、本発明によれば、配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分が耐熱性能の高い絶縁体で被覆されていると共に配索経路中で低い耐熱性能が要求される部分が耐熱性能の低い絶縁体で被覆されているケーブル及びハーネスを提供することができる。

１００ ケーブル
１０１ 蓄電池
１０２ 内燃機関
１０３ 電動機
１０４ 逆変換器
１０５ 車両
１０６ ハーネス
１０７ ハーネス
１０８ 一括編組
１０９ 一括ジャケット
１１０ 第一絶縁体
１１１ 第一ケーブル
１１２ 第二絶縁体
１１３ 第二ケーブル
１１４ 導体圧着部
１１５ 第一導体
１１６ 第二導体
１１７ 圧着スリーブ
１１８ 熱収縮チューブ
１１９ 導体超音波接合部

Claims (6)

1. 所望の配索経路に沿って配索されるケーブルにおいて、
   第一絶縁体で被覆されている第一ケーブルと、
   第二絶縁体で被覆されている第二ケーブルと、
   が接続されてなり、
   前記第二絶縁体は耐熱性能が前記第一絶縁体よりも低く、
   配索経路中で高い耐熱性能が要求される部分が前記第一ケーブルで構成されていることを特徴とするケーブル。
2. 前記第一絶縁体と前記第二絶縁体とは同系統材料で形成されている請求項１に記載のケーブル。
3. 前記第二ケーブルは導体断面積が前記第一ケーブルよりも小さい請求項１又は２に記載のケーブル。
4. 前記第二ケーブルは導体導電率が前記第一ケーブルよりも低い請求項１から３の何れか一項に記載のケーブル。
5. 前記第一ケーブルと前記第二ケーブルとは導体圧着部又は導体超音波接合部を介して電気的に接続されており、前記導体圧着部又は前記導体超音波接合部は熱収縮チューブで気密保護されている請求項１から４の何れか一項に記載のケーブル。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載のケーブルが使用されていることを特徴とするハーネス。

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