JP2018085304A - ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】防油特性を高めることができるワイヤハーネスを提供する。【解決手段】線状の導電体からなるケーブル導体２１を筒状のケーブル絶縁体２２で被覆してなるケーブル２と、ケーブル導体２１の端部２１ａをケーブル絶縁体２２の一部と共に収容する有底円筒状の収容部５１を有する接続端子５と、接続端子５の収容部５１の内周面とケーブル絶縁体２２の外周面２２ａとの間に介在する筒状弾性体８とを備え、筒状弾性体８は、ケーブル絶縁体２２の圧縮永久ひずみ率よりも低い圧縮永久ひずみ率を有し、接続端子５の収容部５１は、筒状弾性体８を介してケーブル絶縁体２２に加締められている。【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤハーネスに関する。

従来、例えばシールドケース内に油冷用の油が充填された油冷式の電動モータ（以下、「油冷モータ」と記載する。）と、この油冷モータに電流を供給するインバータとを接続するワイヤハーネスが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のワイヤハーネスは、複数の金属線からなる導体、導体を包囲する筒状の絶縁体、及び絶縁体の外周に沿って編組線からなる筒状のシールド層を備えたシールド電線と、シールド電線の前端側を収容すると共に導体が接続された端子金具とを備えている。端子金具は、油冷モータのシールドケース内で端子に接続される。導体と絶縁体との間への油の浸入は、絶縁体を端子金具の後端側に形成された筒状のカシメ部によりカシメ付けることで抑止されている。

特許第５７０９０７３号公報

しかしながら、上記のような構成では、例えば絶縁体の材料によっては絶縁体の反発力が十分に得られず、端子金具の内周面と絶縁体の外周面との隙間から導体の金属線間に油が流入してしまう虞がある。すなわち、絶縁体の材料によっては、防油特性が低下してしまう可能性があった。

そこで、本発明は、防油特性の低下を抑制することができるワイヤハーネスを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、線状の導電体からなるケーブル導体をその端部を除いて筒状のケーブル絶縁体で被覆してなるケーブルと、前記端部を前記ケーブル絶縁体の一部と共に収容する有底円筒状の収容部を有する接続端子と、前記接続端子の前記収容部の内周面と前記ケーブル絶縁体の外周面との間に介在する筒状弾性体とを備え、前記筒状弾性体は、前記ケーブル絶縁体の弾性率よりも低い弾性率を有すると共に前記ケーブル絶縁体の耐油性よりも高い耐油性を有し、前記接続端子の前記収容部は、前記ケーブル導体の前記端部の外周側、及び前記筒状弾性体の外周側で加締められているワイヤハーネスを提供する。

本発明に係るワイヤハーネスによれば、防油特性の低下を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係るワイヤハーネスの外観を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るワイヤハーネスの概略構成を示す部分断面図である。 本発明の一変形例に係るワイヤハーネスの概略を示す部分断面図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。図１は、本実施の形態に係るワイヤハーネスの外観を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施の形態に係るワイヤハーネスの概略構成を示す部分断面図である。

（ワイヤハーネスの全体構造の説明）
ワイヤハーネス１は、例えば、油冷モータを駆動源とする電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載され、油冷モータにインバータから出力されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御された電流を供給するために用いられる。

本実施の形態では、ワイヤハーネス１は、３本のケーブル２を用い、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の三相交流電流を油冷モータに供給するように構成されている。

図１、図２に示すように、ワイヤハーネス１は、３本のケーブル２と、各ケーブル２を保持する保持部材３と、ケーブル２の周囲に設けられ、３本のケーブル２を一括して覆うように構成された編組シールド４と、を備えている。

各ケーブル２は、線状の電気良導体からなる素線を複数撚り合わせたケーブル導体２１と、絶縁性樹脂からなる絶縁体でケーブル導体２１を被覆する筒状のケーブル絶縁体２２と、をそれぞれ備えており、可とう性を有している。本実施の形態では、各ケーブル２は、端部においてケーブル導体２１がケーブル絶縁体２２から露出されている。ケーブル絶縁体２２は、例えば、架橋ポリエチレン、ポリウレタン等からなる。

保持部材３は、ケーブル２を、後述する接続端子５から離間した位置で保持する。具体的に、保持部材３は、被取付部材（例えばインバータ）に形成された取付孔（不図示）に収容される被収容部材３１と、ケーブル２に沿って被収容部材３１と並んで配置された支持部材３２と、を備えている。以下、説明の便宜上、接続端子５側（図２の左側）を先端側とし、その反対側を基端側（図２の右側）とする。

支持部材３２は、被取付部材（例えばインバータ）に固定されることにより、ケーブル２を被取付部材に対して支持するものである。支持部材３２は、絶縁性樹脂からなるハウジング３３と、導電性の金属からなるシールドシェル３４と、を備えている。

ハウジング３３は、内部に中空部が形成された筒状の形状を有し、この中空部にケーブル２を収容して保持する。具体的に、ハウジング３３は、内周面がケーブル絶縁体２２の外周面２２ａと接触する第１の支持部３３１と第２の支持部３３２と、を一体に有し、第１の支持部３３１及び第２の支持部３３２でケーブル絶縁体２２を挟んでケーブル２を保持している。ハウジング３３は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＡ（ポリアミド）、あるいはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の絶縁性樹脂からなり、例えば射出成形により形成される。

シールドシェル３４は、ハウジング３３の外周を覆うように設けられた筒状部３４１と、筒状部３４１の先端側の端部から外方に突出するように設けられ、被取付部材（例えばインバータ）の筐体に固定されるフランジ部３４２と、を有している。シールドシェル３４の外周には、帯状の締付部材３４４が設けられており、この締付部材３４４により、編組シールド４がシールドシェル３４の外周に固定されると共に、筒状部３４１が締め付けられハウジング３３に固定されている。

被収容部材３１は、図２に示すように、シールドシェル３４のフランジ部３４２よりも先端側に配置され、被取付部材に形成された取付孔に収容される。

また、被収容部材３１は、ケーブル２を挿通する３つの挿通孔３１１を有する、絶縁性樹脂からなるシール保持部材３１２と、シール保持部材３１２の外周面に保持され、被取付部材の取付孔の内面とシール保持部材３１２との間をシールする外周シール部材３１６と、挿通孔３１１の内周面に保持され、挿通孔３１１とケーブル２との間をシールする内周シール部材３１４と、を備えている。また、シール保持部材３１２は、先端側にケーブル２の径方向内側に向かって突出する内鍔部３１２ａを有している。

編組シールド４は、例えば銅を錫メッキしてなる複数のシールド素線を編み合わせて形成される。ここでは、複数本のシールド素線を１本の素線束とし、この素線束同士をＸ字状にクロスさせて編み合わせることにより、編組シールド４を形成している。この編組シールド４は、例えば手作業によって編み目の大きさを変えることで、内径を拡大および収縮させることが可能である。

図示していないが、編組シールド４の外周には、ケーブル２の保護用のコルゲートチューブ又はその他のカバー部材が設けられていてもよい。

（接続端子５の説明）
接続端子５は、ケーブル導体２１の端部２１ａをケーブル絶縁体２２の一部と共に収容する有底円筒状の収容部５１と、機器側接続端子に電気的に接続される接続部５２とを有する。接続部５２は、接続対象となる被取付部材内の端子台に設けられた対応する機器側接続端子にボルトにより固定することで接続される。収容部５１は、内部に、ケーブル導体２１の端部２１ａをケーブル絶縁体２２の一部と共に収容する収容空間５０を有する筒部５１１と、筒部５１１と接続部５２との間に備えられた底部５１２とを、一体に有している。

具体的に、収容空間５０は、ケーブル絶縁体２２に覆われていないケーブル導体２１の端部２１ａを収容する第１の収容空間５０ａと、ケーブル絶縁体２２の一部と共に、この一部に被覆されているケーブル導体２１とを収容する第２の収容空間５０ｂとを有している。また、第１の収容空間５０ａ及び第２の収容空間５０ｂは、筒部５１１の内部において、同一円心状に配置され、互いに連通している。

ワイヤハーネス１は、内部に中空部８１が形成された筒状の形状を有する筒状弾性体８をさらに備えている。筒状弾性体８は、接続端子５の収容部５１の内周面、具体的には、第２の収容空間５０ｂを形成している筒部５１１の内周面５１１ａとケーブル絶縁体２２の外周面２２ａとの間に介在している。換言すれば、筒状弾性体８の中空部８１には、ケーブル絶縁体２２の一部が、この一部に被覆されているケーブル導体２１と共に収容されている。

本実施の形態に係るワイヤハーネス１では、第１の収容空間５０ａには、ケーブル絶縁体２２が被覆されていないケーブル導体２１の端部２１ａが収容されている。また、第２の収容空間５０ｂには、筒状弾性体８と共に、ケーブル絶縁体２２の一部及びこの一部に被覆されているケーブル導体２１が収容されている。以上を換言すれば、収容部５１は、ケーブル導体２１の端部２１ａをケーブル絶縁体２２の一部と共に収容している。

ケーブル導体２１の端部２１ａがケーブル絶縁体２２の一部と共に収容部５１に収容されている状態において、接続端子５の収容部５１は、ケーブル導体２１の端部２１ａの外周２１ｂ側、及び筒状弾性体８の外周８ａ側で加締められている。すなわち、収容部５１には、ケーブル導体２１の端部２１ａの外周２１ｂ側で第１のかしめ部５３が形成さていると共に、筒状弾性体８の外周８ａ側で第２のかしめ部５４が形成されている。

筒状弾性体８は、ケーブル絶縁体２２の厚みＤよりも小さい厚みｄを有する。具体的に、ケーブル絶縁体２２の厚みＤは、約０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、筒状弾性体８の厚みｄは、加締められていない状態において、０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。また、筒状弾性体８の外周８ａのうち加締められている部分の厚みｄ１は、加締められていない部分の厚みｄよりもさらに小さい。

筒状弾性体８は、ケーブル絶縁体２２の圧縮永久ひずみ率よりも低い圧縮永久ひずみ率を有する。また、筒状弾性体８は、ケーブル絶縁体２２の弾性率よりも低い弾性率を有する。さらに、筒状弾性体８は、ケーブル絶縁体２２の耐油性よりも高い耐油性を有する。ここでいう弾性率とは、部材の硬さを示す概念であり、弾性率が高いとは、部材が硬いこと、すなわち、反発力が大きく外力に対して変形しにくいことを意味する。また、耐油性とは、単位表面積当たりの油の吸収のしやすさを示す概念であり、耐油性が高いとは、油を吸収しにくく油に対して膨潤しにくいことを意味する（ＪＩＳ Ｋ ６２５８参照）。

本実施の形態では、具体的に、筒状弾性体８は、上記の性質に加えてさらに耐熱性をも有する素材であるフッ素ゴムで形成されている。筒状弾性体８を構成する材料は、フッ素ゴムに限定されるものではなく、上記の性質を有するものであれば、フッ素ゴム以外のゴム素材（例えば、フロロシリコンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム）や、その他の樹脂等で形成することができる。

好ましくは、筒状弾性体８は、その一部が接続端子５の収容部５１の開口５１ｂから露出している。換言すれば、接続端子５の外周壁５１ｃの基端面の少なくとも一部が目視可能な図１の斜視において、筒状弾性体８の接続端子５の基端面の少なくとも一部が目視可能に構成されている。具体的に、筒状弾性体８の接続端子５の基端側の面（以下、単に「基端面」と記載する。）が、収容部５１を形成する接続端子５の外周壁５１ｃの基端面よりも突出するように構成されている。なお、図１、図２に示すように、筒状弾性体８の基端側の一部が、接続端子５の外周壁５１ｃの基端面と略一致するように構成してもよい。

（変形例）
上述の実施の形態では、筒状弾性体８の一部が接続端子５の収容部５１の開口５１ｂから露出しているように構成したが、筒状弾性体８が接続端子５と保持部材３との間の全体にわたってケーブル２を覆っているように構成することもできる。具体的に、図３に示すように、筒状弾性体８は、基端側が、内鍔部３１２ａのケーブル絶縁体２２の外周面２２ａと対応する位置にある内周面３１２ｂ、すなわち、挿通孔３１１のうち内鍔部３１２ａと対応する領域に設けられている部分を形成する内周面３１２ｂの先端側から基端側にかけて全体にわたって延在している。

このようにして、筒状弾性体８は、接続端子５と保持部材３との間全体におけるケーブル絶縁体２２を覆うことができる。なお、この変形例では、筒状弾性体８が、内鍔部３１２ａの内周面３１２ｂの全体にわたって延在するように構成したが、内鍔部３１２ａの先端側の側面の位置までしか延在していない構成であってもよい。

（接続端子５の加締め方法）
次に、接続端子５の加締め方法について、説明する。まず、ケーブル２の先端からケーブル絶縁体２２を剥き取り、ケーブル導体２１の端部２１ａを露出させる。次に、ケーブル絶縁体２２の先端部に筒状弾性体８を装着させる。そして、ケーブル絶縁体２２に覆われていないケーブル導体２１の端部２１ａ及びケーブル絶縁体２２の一部を、この一部に装着されている筒状弾性体８と共に、接続端子５の収容部５１、すなわち、収容空間５０に挿入する。このとき、ケーブル絶縁体２２で覆われていないケーブル導体２１の端部２１ａが第１の収容空間５０ａに収容され、筒状弾性体８が装着されたケーブル絶縁体２２が第２の収容空間５０ｂに収容されるように、ケーブル２を配置する。ケーブル２が収容部に挿入された状態で、第１のかしめ部５３及び第２のかしめ部５４により、ワイヤハーネス１がケーブル導体２１の端部２１ａの外周２１ｂ側、及び筒状弾性体８の外周８ａ側で加締められる。この際、第１かしめ部５３及び第２のかしめ部５４の深さは、用途に応じて０．３ｍｍ以上４．０ｍｍ以下程度に設定される。

（実施の形態の作用及び効果）
本実施の形態に係るワイヤハーネス１は、ケーブル導体２１の端部２１ａをケーブル絶縁体２２の一部と共に収容する有底円筒状の収容部５１を有する接続端子５と、接続端子５の収容部５１の内周面とケーブル絶縁体２２の外周面２２ａとの間に介在する筒状弾性体８とを備え、筒状弾性体８は、ケーブル絶縁体２２の圧縮永久ひずみ率よりも低い圧縮永久ひずみ率を有する。

このような構成とすることにより、筒状弾性体８は、ケーブル絶縁体２２の圧縮永久ひずみ率よりも低い圧縮永久ひずみ率を有するため、加締めにより筒状弾性体８の外周面が接続部材５の筒部５１１の内周面５１１ａに密着すると共に、筒状弾性体８の外周面がケーブル絶縁体２２の外周面２２ａに密着するので、ワイヤハーネス１の防油特性を高めることができる。また、例えば、当該ワイヤハーネス１が車載装置である油冷モータ等に使用される場合、筒状弾性体８がないと、温度変化により絶縁体２２が膨張収縮を繰り返して塑性変形し、接続端子５とケーブル絶縁体２２との間の隙間が生じる可能性があり、ケーブル導体２１の素線間に油が流入する虞がある。しかしながら、本発明では、筒状弾性体８は、ケーブル絶縁体２２の圧縮永久ひずみ率よりも低い圧縮永久ひずみ率を有するため、上記虞を低減することが可能である。

また、筒状弾性体８は、ケーブル絶縁体２２の弾性率よりも低い弾性率を有するため、筒状弾性体８がケーブル絶縁体２２に対しての緩衝材として機能し、製造時の加締め付けに起因するケーブル絶縁体２２の塑性変形を抑制することができる。また、外力に対し、筒状弾性体８がケーブル絶縁体２２よりも柔らかく変形しやすい、すなわち、ケーブル絶縁体２２が筒状弾性体８よりも変形しにくい構成であるため、ケーブル２の強度を保つことができる。このようにして、ケーブル２の強度を保ちつつ、接続端子５の筒部５１１の内周面５１１ａとケーブル絶縁体２２の外周面２２ａとの間に隙間が生じにくくなり、ケーブル導体２１の素線間に油が流入することを防止することができる。さらに、筒状弾性体８がケーブル絶縁体２２の弾性率よりも低い弾性率を有することにより、接続端子５の収容部５１が筒状弾性体８を介してケーブル絶縁体２２に加締められる際に、筒状弾性体８がケーブル絶縁体２２よりも加締め形状に沿って変形しやすくなるため、接続端子５の筒部５１１の内周面５１１ａとケーブル絶縁体２２の外周面２２ａとの間に隙間が生じにくくなる。

また、ケーブル導体２１の素線間への油の流入を防止できることに加えて、接続端子５の収容部５１とケーブル絶縁体２２との間に介在する弾性体が筒状形状に構成されていることにより、先にケーブル絶縁体２２に筒状弾性体８を装着させ、筒状弾性体８をケーブル２と共に接続端子５の収容部５１、すなわち、収容空間５０に挿入できるため、弾性体の配置作業が容易になると共に、弾性体の装着状態の確認作業も容易になる。

さらに、筒状弾性体８の一部が接続端子５の収容部５１の開口５１ｂから露出しているように構成することにより、接続端子５の基端側のエッジとケーブル絶縁体２２との間に筒状弾性体８が存在するため、ケーブル絶縁体２２が油に浸かり油を吸収して膨潤してしまうような場合であっても、ケーブル絶縁体２２が接続端子５の基端側のエッジに直接当たることを回避することができる。このため、接続端子５の基端側のエッジとの接触によってケーブル絶縁体２２の外周面２２ａを傷つけることを回避することができる。

以上のようにして、ワイヤハーネス１は、防油特性を高めることができる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］線状の導電体からなるケーブル導体（２１）を筒状のケーブル絶縁体（２２）で被覆してなるケーブル（２）と、前記ケーブル導体（２１）の端部（２１ａ）をケーブル絶縁体（２２）の一部と共に収容する有底円筒状の収容部（５１）を有する接続端子（５）と、前記接続端子（５）の前記収容部（５１）の内周面と前記ケーブル絶縁体（２２）の外周面（２２ａ）との間に介在する筒状弾性体（８）と、を備え、前記筒状弾性体（８）は、前記ケーブル絶縁体（２２）の圧縮永久ひずみ率よりも低い圧縮永久ひずみ率を有し、前記接続端子（５）の前記収容部（５１）は、前記筒状弾性体（８）を介して前記ケーブル絶縁体（２２）に加締められている、ワイヤハーネス（１）。

［２］前記筒状弾性体（８）は、その一部が前記接続端子（５）の前記収容部（５１）の開口（５１ｂ）から露出している、［１］に記載のワイヤハーネス（１）。

［３］前記ケーブル（２）を前記接続端子（５）から離間した位置で保持する保持部材（３）をさらに備え、前記筒状弾性体（８）は、前記接続端子（５）と前記保持部材（３）との間の全体にわたって前記ケーブル（２）を覆っている、［２］に記載のワイヤハーネス（１）。

［４］前記筒状弾性体（８）の厚み（ｄ）は、前記ケーブル絶縁体（２２）の厚み（Ｄ）よりも小さい、［１］乃至［３］の何れか１つに記載のワイヤハーネス（１）。

［５］前記筒状弾性体（８）は、前記ケーブル絶縁体（２２）の耐油性よりも高い耐油性を有する、［１］乃至［４］の何れか１つに記載のワイヤハーネス（１）。

［６］前記筒状弾性体は、前記ケーブル絶縁体の弾性率よりも低い弾性率を有する、［１］乃至［５］の何れか１つに記載のワイヤハーネス（１）。

［７］前記筒状弾性体の厚みは、０．８ｍｍ以上２．２ｍｍ以下である、［１］乃至［６］の何れか１つに記載のワイヤハーネス（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…ワイヤハーネス
２…ケーブル
２１…ケーブル導体
２１ａ…ケーブル導体の端部
２１ｂ…ケーブル導体の端部の外周
２２…ケーブル絶縁体
２２ａ…ケーブル絶縁体の外周面
３…保持部材
８…筒状弾性体
８ａ…筒状弾性体の外周
５…接続端子
５１…収容部
Ｄ…ケーブル絶縁体の厚み
ｄ…筒状弾性体の厚み

Claims (7)

1. 線状の導電体からなるケーブル導体を筒状のケーブル絶縁体で被覆してなるケーブルと、
   前記ケーブル導体の端部を前記ケーブル絶縁体の一部と共に収容する有底円筒状の収容部を有する接続端子と、
   前記接続端子の前記収容部の内周面と前記ケーブル絶縁体の外周面との間に介在する筒状弾性体と、
   を備え、
   前記筒状弾性体は、前記ケーブル絶縁体の圧縮永久ひずみ率よりも低い圧縮永久ひずみ率を有し、
   前記接続端子の前記収容部は、前記筒状弾性体を介して前記ケーブル絶縁体に加締められている、
   ワイヤハーネス。
2. 前記筒状弾性体は、その一部が前記接続端子の前記収容部の開口から露出している、
   請求項１に記載のワイヤハーネス。
3. 前記ケーブルを前記接続端子から離間した位置で保持する保持部材をさらに備え、
   前記筒状弾性体は、前記接続端子と前記保持部材との間の全体にわたって前記ケーブルを覆っている、
   請求項２に記載のワイヤハーネス。
4. 前記筒状弾性体の厚みは、前記ケーブル絶縁体の厚みよりも小さい、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載のワイヤハーネス。
5. 前記筒状弾性体は、前記ケーブル絶縁体の耐油性よりも高い耐油性を有する、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載のワイヤハーネス。
6. 前記筒状弾性体は、前記ケーブル絶縁体の弾性率よりも低い弾性率を有する、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載のワイヤハーネス。
7. 前記筒状弾性体の厚みは、０．８ｍｍ以上２．２ｍｍ以下である、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載のワイヤハーネス。

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