JP2018120678A - 電磁シールド部品及びワイヤハーネス - Google Patents

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Abstract

【課題】溶接による結晶の粗大化を抑えることができる電磁シールド部品を提供する。
【解決手段】電磁シールド部品を構成する金属パイプ３１は、半割筒状の第１半割筒部４１と、第１半割筒部４１の周方向両端部４１ａと自身の周方向両端部４２ａが対向する方向を向くように設けられる半割筒状の第２半割筒部４２と、微細化剤を含有し、第１半割筒部４１の周方向両端部４１ａ及び第２半割筒部４２の周方向両端部４２ａの間に設けられて溶接された接続部５０と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁シールド部品及びワイヤハーネスに関するものである。
従来、車両に搭載されるワイヤハーネスには、電磁ノイズ対策として、電線の周囲が電磁シールド部品に覆われたものがある（例えば特許文献１参照）。
電磁シールド部品は、導電性を有する筒状部材と導電性を有する編組部材の端部同士が連結部材にて連結されてなり、それら筒状部材及び編組部材からなる一連の筒体の内部に挿通される電線を電磁シールドするようになっている。
特開２００７−２８０８１４号公報
ところで、上記のような電磁シールド部品では、導電性を有する筒状部材内に電線を収容することで電磁シールドするようになっているが、電線の端部にコネクタを取り付けるなどする前に予め筒状部材内に挿通する必要がある。
これに対し、筒状部材を一対の半割筒部材により構成し、それら半割筒部材同士を溶接することで、例えば電線の端部にコネクタ等を取り付けた後に、電線を筒状部材内に挿通した状態とすることが考えられる。しかしながら、２つの半割筒部材同士を単に溶接するだけでは、それら半割筒部材を構成する結晶が溶接により粗大化してしまい、溶接箇所が折れやすくなる虞がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、溶接による結晶の粗大化を抑えることができる電磁シールド部品及びワイヤハーネスを提供することにある。
上記課題を解決する電磁シールド部品は、導電性を有し、電線が内部に挿通される筒状部材を備えた電磁シールド部品であって、前記筒状部材は、半割筒状の第１半割筒部と、前記第１半割筒部の周方向両端部と自身の周方向両端部が対向する方向を向くように設けられる半割筒状の第２半割筒部と、微細化剤を含有し、前記第１半割筒部の周方向両端部及び前記第２半割筒部の周方向両端部の間に設けられて溶接された接続部と、を有する。
この構成によれば、第１半割筒部と第２半割筒部との間に、第１半割筒部と第２半割筒部と溶接される微細化剤を含有する接続部を有するため、接続部に含有される微細化剤によって結晶の粗大化が抑えられる。
上記電磁シールド部品において、前記各接続部は、前記微細化剤を含有する本体部と、前記第１半割筒部の周方向両端部及び前記第２半割筒部の周方向両端部の間、且つ、前記本体部と各半割筒部との間に位置して前記第１半割筒部と前記第２半割筒部とを接続する熱影響部と、を有することが好ましい。
この構成によれば、接続部の本体部に含有された微細化剤によって熱影響部の結晶の粗大化が抑えられる。
上記電磁シールド部品において、前記第１半割筒部の周方向両端部と、前記第２半割筒部の周方向両端部とには前記本体部を収容する収容凹部が設けられることが好ましい。
この構成によれば、第１半割筒部の周方向両端部と、第２半割筒部の周方向両端部とには本体部を収容する収容凹部が設けられるため、第１半割筒部と第２半割筒部とを接続部で溶接する際に、収容凹部によって相対的な位置決めを行うことができる。これによって第１半割筒部と第２半割筒部と接続部との位置ズレを抑えることができる。
上記電磁シールド部品において、前記本体部は、前記第１半割筒部と前記第２半割筒部の溶解温度よりも低い溶解温度の材料で構成されることが好ましい。
この構成によれば、本体部は、第１半割筒部と第２半割筒部の溶解温度よりも低い溶解温度の材料で構成されるため、溶接時に本体部（接続部）を積極的に溶融させることができ、第１半割筒部と第２半割筒部の形状を極力維持することが容易となる。
上記課題を解決するワイヤハーネスは、上記いずれかの電磁シールド部品と、該電磁シールド部品内に挿通される電線とを備える。
この構成によれば、上記いずれかに記載の効果と同様の効果を奏するワイヤハーネスを提供できる。
本発明の電磁シールド部品及びワイヤハーネスによれば、溶接による結晶の粗大化を抑えることができる。
実施形態のワイヤハーネスの概略構成図。 （ａ）は図１における２−２線断面図、（ｂ）は（ａ）の拡大断面図。 溶接前の金属パイプの分解斜視図。 ワイヤハーネスの製造方法について説明するための断面図。 ワイヤハーネスの製造方法について説明するための断面図。 ワイヤハーネスの製造方法について説明するための断面図。 変形例の金属パイプの一部を示す断面図。
以下、ワイヤハーネスの一実施形態について、図面に従って説明する。なお、各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
図１に示すように、本実施形態のワイヤハーネス１０は、ハイブリッド車や電気自動車等において、例えば車両後部に設置された高圧バッテリ１１と車両前部に設置されたインバータ１２とを接続するために、車両の床下等を通るように配索される。インバータ１２は、車両走行の動力源となる車輪駆動用モータ（図示略）と接続され、高圧バッテリ１１の直流電力から交流電力を生成し、該交流電力をモータに供給する。高圧バッテリ１１は、数百ボルトの電圧を供給可能なバッテリである。
ワイヤハーネス１０は、高圧バッテリ１１のプラス端子及びマイナス端子とそれぞれ接続される２つの高圧電線１３ａ，１３ｂと、各高圧電線１３ａ，１３ｂを一括して包囲する筒状の電磁シールド部１４とを備えている。
図２（ａ）（ｂ）に示すように、各高圧電線１３ａ，１３ｂは、導体よりなる芯線２１が樹脂材からなる絶縁被覆２２にて覆われた被覆電線である。絶縁被覆２２は、芯線２１の外周面に押出被覆にて形成されたものであり、芯線２１の外周面を密着状態で被覆している。
各高圧電線１３ａ，１３ｂは、自身にシールド構造を有しないノンシールド電線であり、高電圧・大電流に対応可能な電線である。各高圧電線１３ａ，１３ｂは、電磁シールド部１４内に挿通されるとともに、各高圧電線１３ａ，１３ｂの一端部はコネクタＣ１を介して高圧バッテリ１１と接続され、他端部はコネクタＣ２を介してインバータ１２と接続されている。
電磁シールド部１４は、全体として長尺の筒状をなしている。そして、電磁シールド部１４は、その長さ方向の中間部に位置する金属パイプ３１と、該金属パイプ３１で構成された部位以外の長さ方向両端部を含む範囲に位置する編組部材３２とを有する。
金属パイプ３１は、例えばアルミニウム系の金属材料にて構成されている。金属パイプ３１は、車両の床下を通って配索されるものであり、該床下の構成に応じた所定形状に屈曲される。金属パイプ３１は、内部に挿通された各高圧電線１３ａ，１３ｂを一括してシールドするとともに、各高圧電線１３ａ，１３ｂを飛び石等から保護する。
本実施形態の金属パイプ３１は、半割筒状の第１半割筒部４１と、半割筒状の第２半割筒部４２と、第１半割筒部４１及び第２半割筒部４２を接続する接続部５０とを有する。
第１半割筒部４１は、アルミニウム系の金属材料から構成され、周方向両側の端部４１ａのそれぞれに周方向中心側に窪んだ収容凹部４１ｂが設けられる。収容凹部４１ｂは、周方向両側の端部４１ａの径方向略中心に設けられ、第１半割筒部４１の長手方向（図２において紙面直交方向）の一端から他端にかけて形成される。
第２半割筒部４２は、第１半割筒部４１と略同様の構成であって、アルミニウム系の金属材料から構成され、周方向両端部４２ａのそれぞれに周方向中心側に窪んだ収容凹部４２ｂが設けられる。収容凹部４２ｂは、周方向両端部４２ａの径方向略中心に設けられ、第２半割筒部４２の長手方向（図２において紙面直交方向）の一端から他端にかけて形成される。このため、第１半割筒部４１の周方向両端部４１ａと第２半割筒部４２の周方向両端部４２ａとを接続部５０を介して対向させた際にそれぞれの収容凹部４１ｂ，４２ｂが径方向において略同位置に形成されることとなる。
接続部５０は、第１半割筒部４１の収容凹部４１ｂと第２半割筒部４２の収容凹部４２ｂに収容される略円柱状の本体部５１と、本体部５１を覆って本体部５１と各半割筒部４１，４２との間に設けられる熱影響部５２とを有する。熱影響部５２は、筒部５２ａと、該筒部５２ａの外側から径方向外側に延出する２本の延出部５２ｂとを有する。なお、図２（ａ）（ｂ）に示す接続部５０は、溶接後の状態を概略的に示している。接続部５０は、各半割筒部４１，４２の長手方向に沿って長い棒状をなすように構成される。図３では、溶接前の状態の接続部を概略的に示している。なお、これ以降、断りの無い限り溶接後の接続部を接続部５０といい、溶接前の状態の接続部を溶接前接続部５０ｘという。
接続部５０の本体部５１は、アルミニウム系の金属材料にチタンを添加した微細化剤を含有したものである。接続部５０として用いられるアルミニウム系の金属材料は、第１半割筒部４１及び第２半割筒部４２で用いられるアルミニウム系の金属材料よりも低い溶融温度のものを用いている。
本体部５１並びに熱影響部５２の筒部５２ａは、それらの一部が第１半割筒部４１の収容凹部４１ｂと第２半割筒部４２の収容凹部４２ｂとに収容されている。
接続部５０の２本の延出部５２ｂは、筒部５２ａの周方向略１８０度異なる位置から筒部５２ａの径方向外側に延出するように構成される。各延出部５２ｂは、第１半割筒部４１の周方向端部４１ａと第２半割筒部４２の周方向端部４２ａとの間に設けられる。
編組部材３２は、複数の金属素線が編み込まれて構成された筒状の部材である。編組部材３２は、かしめリング等の連結部材（図示略）によって、金属パイプ３１の長さ方向の両端部にそれぞれ連結され、これにより、各編組部材３２と金属パイプ３１とが互いに電気的に導通されている。
各編組部材３２の外周は、例えばコルゲートチューブ等の外装材３４によって包囲されている。また、金属パイプ３１と編組部材３２との接続箇所には、該接続箇所の外周を覆って水の浸入を防止するゴム製のグロメット３５が装着されている。
各編組部材３２は、各高圧電線１３ａ，１３ｂにおける金属パイプ３１の端部から導出された部位（パイプ外部位Ｘ）の外周を一括して包囲している。これにより、各高圧電線１３ａ，１３ｂのパイプ外部位Ｘが、各編組部材３２によって電磁シールドされるようになっている。
次に本実施形態のワイヤハーネス１０（金属パイプ３１）の製造方法について説明する。
図４に示すように、第１半割筒部４１の周方向両端部４１ａの収容凹部４１ｂと第２半割筒部４２の周方向両端部４２ａの収容凹部４２ｂに略丸棒状の溶接前接続部５０ｘを挟持する。なお、図４に示すように本例の製造方法では、高圧電線１３ａ，１３ｂを収容した状態で溶接前接続部５０ｘを第１半割筒部４１及び第２半割筒部４２により挟持している。このとき、溶接前接続部５０ｘが収容凹部４１ｂ並びに収容凹部４２ｂに嵌入されることとなるため、第１半割筒部４１と第２半割筒部４２とを溶接前接続部５０ｘにより位置決めされ、第１半割筒部４１と第２半割筒部４２との相対的な径方向への移動（位置ズレ）が規制可能となっている。
図５に示すように、溶接前接続部５０ｘを第１半割筒部４１及び第２半割筒部４２により挟持した状態で、その状態を第１治具６１及び第２治具６２により保持する。
ここで、第１治具６１の挟持部６１ａと第２治具６２の挟持部６２ａは第１半割筒部４１及び第２半割筒部４２の円弧状の外周面４１ｃ，４２ｃに沿った湾曲面となっている。そして、第１治具６１及び第２治具６２により第１半割筒部４１及び第２半割筒部４２を保持（挟持）した際に第１治具６１の挟持部６１ａが第１半割筒部４１の外周面４１ｃと当接し、第２治具６２の挟持部６２ａが第２半割筒部４２の外周面４２ｃと当接するようになっている。このとき、第１治具６１と第２治具６２との間には隙間Ｓ１が設けられている。また、第１半割筒部４１及び第２半割筒部４２との間に前記接続部５０を挟持した場合に、第１半割筒部４１と第２半割筒部４２との間に隙間Ｓ２が生じるようになっている。
図６に示すように、隙間Ｓ１，Ｓ２の部分から溶接前接続部５０ｘに対してレーザを照射して溶接前接続部５０ｘを溶融する。溶接前接続部５０ｘは、レーザにより溶融されることで第１半割筒部４１と第２半割筒部４２との隙間Ｓ２を埋めるように変形して前述したような接続部５０となる。これにより、第１半割筒部４１と第２半割筒部４２とが接続部５０により溶接されて、金属パイプ３１が完成する。
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態のワイヤハーネス１０では、金属パイプ３１の第１半割筒部４１と第２半割筒部４２との間に微細化剤を含有した接続部５０が設けられる。接続部５０の微細化剤の成分によって結晶が微細化されるため、結晶の粗大化が抑えられるようになっている。これにより、接続箇所における予期しない折れや割れの発生を抑えることが可能となる。
また、接続部５０を構成する本体部５１は、第１半割筒部４１と第２半割筒部４２よりも溶融温度が低い構成となっているため、レーザ溶接の際に接続部５０（溶接前接続部５０ｘ）が積極的に溶融されて第１半割筒部４１と第２半割筒部４２の形状を維持することが可能となっている。
次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）第１半割筒部４１と第２半割筒部４２との間に、第１半割筒部４１と第２半割筒部４２と溶接される微細化剤を含有する接続部５０を有するため、接続部５０（本体部５１）に含有される微細化剤によって結晶の粗大化が抑えられる。
（２）第１半割筒部４１の周方向両端部４１ａと、第２半割筒部４２の周方向両端部４２ａとには接続部５０を収容する収容凹部４１ｂ，４２ｂが設けられるため、第１半割筒部４１と第２半割筒部４２とを接続部５０（溶接前接続部５０ｘ）で溶接する際に、収容凹部４１ｂ，４２ｂによって相対的な位置決めを行うことができる。これによって第１半割筒部４１と第２半割筒部４２と接続部５０との位置ズレを抑えることができる。
（３）接続部５０は、第１半割筒部４１と第２半割筒部４２の溶解温度よりも低い溶解温度の材料で構成されるため、溶接時に接続部５０（溶接前接続部５０ｘ）を積極的に溶融させることができ、第１半割筒部４１と第２半割筒部４２の形状を極力維持することが容易となる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、接続部５０（本体部５１）の一部が第１半割筒部４１の収容凹部４１ｂ並びに第２半割筒部４２の収容凹部４２ｂに収容される構成としたが、これに限らない。
・上記実施形態では、第１半割筒部４１の収容凹部４１ｂ並びに第２半割筒部４２の収容凹部４２ｂを各半割筒部４１，４２の形成位置を各半割筒部４１，４２の周方向両端部４１ａ，４２ａの径方向中心としたが、径方向外側又は径方向内側にずらした構成を採用してもよい。また、第１半割筒部４１の周方向両端部４１ａと第２半割筒部４２の周方向両端部４２ａとが対向した際に、各半割筒部４１，４２の収容凹部４１ｂ，４２ｂを径方向において同位置となるようにしたが、必ずしも同位置でなくてもよい。
・上記実施形態では、各収容凹部４１ｂ，４２ｂによって接続部５０（溶接前接続部５０ｘ）が保持された場合に、第１半割筒部４１の周方向両端部４１ａと第２半割筒部４２の周方向両端部４２ａとの間の径方向内側及び外側に隙間Ｓ２が設けられる構成としたが、いずれの隙間Ｓ２を省略した状態で溶接を実施してもよい。また、隙間Ｓ２を省略した構成として、溶接前の接続部５０（溶接前接続部５０ｘ）が第１半割筒部４１の周方向両端部４１ａと第２半割筒部４２の周方向両端部４２ａとの間全体に位置する構成が考えられる。
・上記実施形態では、溶接前の接続部である溶接前接続部５０ｘを丸棒状としたが、これに限らず、例えば板状（角柱状）としたり、他の形状としてもよい。
・上記実施形態では、微細化剤としてチタンを採用したが、これに限らない。例えばジルコニウムなどの他の材料を微細化剤として用いる構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、溶接の方法としてレーザ溶接を採用したが、これに限らない。例えばアーク溶接、ガス溶接、電子ビーム溶接などの他の溶接方法を採用してもよい。
・上記実施形態のワイヤハーネス１０では、各高圧電線１３ａ，１３ｂが電磁シールド部１４に挿通される構成としたが、電磁シールド部１４に挿通される電線の構成は、車両構成に応じて適宜変更してもよい。例えば、電磁シールド部１４に挿通される電線として、低圧バッテリと各種低電圧機器（例えばランプ、カーオーディオ等）とを接続する低圧電線を追加した構成としてもよい。
・車両における高圧バッテリ１１とインバータ１２の配置関係は、上記実施形態に限定されるものではなく、車両構成（車両の仕様）に応じて適宜変更してもよい。また、上記実施形態では、高圧バッテリ１１は、各高圧電線１３ａ，１３ｂを介してインバータ１２と接続されるが、インバータ１２以外の高電圧機器に接続される構成としてもよい。
・上記実施形態では、高圧バッテリ１１とインバータ１２とを繋ぐワイヤハーネス１０に適用したが、これ以外に例えば、インバータ１２と車輪駆動用モータとを繋ぐワイヤハーネスに適用してもよい。
・上記実施形態では、第１半割筒部４１及び第２半割筒部４２の周方向両側の端部４１ａ，４２ａにおける径方向略中心に接続部５０の本体部５１が位置する構成としたが、これに限らない。
図７に示すように、径方向外側に接続部７０の本体部７１を位置する構成としてもよい。図７に示すように、第１半割筒部４１の周方向における端部４１ａには径方向外側が切り欠かれた切り欠き部４１ｄを有する。また、第２半割筒部４２の周方向における端部４２ａには、径方向外側が切り欠かれた切り欠き部４２ｄを有する、各切り欠き部４１ｄ，４２ｄに跨るように接続部７０の本体部７１が設けられる。また、接続部７０は、接続部７０の本体部７１と各半割筒部４１，４２の端部４１ａ，４２ａとの間に位置する熱影響部７２を有する。熱影響部７２は、本体部７１の周方向端面並びに径方向内側面を覆う被覆部７２ａと、被覆部７２ａの径方向内側面から径方向内側に延出する延出部７２ｂとを有する。延出部７２ｂは、前記切り欠き部４１ｄ，４２ｄが設けられない各半割筒部４１，４２の端部４１ａ，４２ａ同士を接続するように、各端部４１ａ，４２ａ間に設けられる。
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
１０…ワイヤハーネス
１１…高圧バッテリ
１３ａ，１３ｂ…高圧電線（電線）
１４…電磁シールド部（電磁シールド部品）
３１…金属パイプ（筒状部材）
４１…第１半割筒部
４１ａ…端部
４１ｂ…収容凹部
４２…第２半割筒部
４２ａ…端部
４２ｂ…収容凹部
５０…接続部
５１…本体部
５２…熱影響部
７０…接続部
７１…本体部
７２…熱影響部

Claims (5)

  1. 導電性を有し、電線が内部に挿通される筒状部材を備えた電磁シールド部品であって、
    前記筒状部材は、
    半割筒状の第１半割筒部と、
    前記第１半割筒部の周方向両端部と自身の周方向両端部が対向する方向を向くように設けられる半割筒状の第２半割筒部と、
    微細化剤を含有し、前記第１半割筒部の周方向両端部及び前記第２半割筒部の周方向両端部の間に設けられて溶接された接続部と、
    を有することを特徴とするワイヤハーネス。
  2. 請求項１に記載の電磁シールド部品において、
    前記各接続部は、
    前記微細化剤を含有する本体部と、
    前記第１半割筒部の周方向両端部及び前記第２半割筒部の周方向両端部の間、且つ、前記本体部と各半割筒部との間に位置して前記第１半割筒部と前記第２半割筒部とを接続する熱影響部と、
    を有することを特徴とするワイヤハーネス。
  3. 請求項２に記載の電磁シールド部品において、
    前記第１半割筒部の周方向両端部と、前記第２半割筒部の周方向両端部とには前記本体部を収容する収容凹部が設けられることを特徴とするワイヤハーネス。
  4. 請求項２又は３に記載のワイヤハーネスにおいて、
    前記本体部は、前記第１半割筒部と前記第２半割筒部の溶解温度よりも低い溶解温度の材料で構成されることを特徴とするワイヤハーネス。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁シールド部品と、
    前記電磁シールド部品の筒状部材の内部に挿通される電線と、を備えたワイヤハーネス。
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