JP2021069151A - Wire harness structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワイヤハーネス構造体に関する。 The present invention relates to a wire harness structure.
車両においては、多くの電動部品が搭載され、各電動部品を制御装置、電源等に接続するためにワイヤハーネスが用いられる。車両にワイヤハーネスを用いる際には、ワイヤハーネスから生じるノイズを遮蔽するために、ワイヤハーネスをシールドすることが行われている。また、ワイヤハーネスを構成する一対の導体を、電流が流れる際に発生する磁界を相互に打ち消す位置関係で配置することもある。また、例えば、特許文献１の車両用回路体においては、電源ケーブルとアースケーブルとの間に誘電体を配置することにより、電源ケーブルを伝搬するノイズを除去することが行われている。
In a vehicle, many electric parts are mounted, and a wire harness is used to connect each electric part to a control device, a power source, or the like. When a wire harness is used in a vehicle, the wire harness is shielded in order to shield noise generated from the wire harness. Further, the pair of conductors constituting the wire harness may be arranged in a positional relationship in which the magnetic fields generated when the current flows cancel each other out. Further, for example, in the vehicle circuit body of
ハイブリッド自動車、電気自動車等においては、車両の駆動・電力の回生等を行うモータ、モータジェネレータ等の回転電機が用いられる。また、ハイブリッド自動車には、回転電機として、スタータ（始動装置）及びオルタネータ（充電装置）の機能を備えるＩＳＧ（インテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ）が用いられることがある。回転電機においては、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御等によって、電力の立ち上がり及び立ち下がりのスイッチングが行われる。そのため、電源から回転電機に接続されるワイヤハーネスにおいては、脈動電流（リップル電流）、交番電流等の電流の変動が生じる。 In hybrid vehicles, electric vehicles, etc., rotating electric machines such as motors and motor generators that drive vehicles and regenerate electric power are used. Further, in a hybrid vehicle, an ISG (integrated starter generator) having a function of a starter (starting device) and an alternator (charging device) may be used as a rotary electric machine. In a rotary electric machine, switching between rising and falling power is performed by PWM (pulse width modulation) control or the like. Therefore, in the wire harness connected from the power supply to the rotary electric machine, fluctuations in current such as pulsating current (ripple current) and alternating current occur.
電源から回転電機に接続されるワイヤハーネスは、ボディパネルとしてのフロアパネルの下方に配置されることがある。そして、このワイヤハーネスとフロアパネルとが互いに近接した位置において対向すると、次の課題が生じることが見出された。すなわち、ワイヤハーネスに流れる電流の変動によってワイヤハーネスの周囲に生じた磁界が、フロアパネルに渦電流を生じさせ、フロアパネルにローレンツ力（電磁力）が作用することによって、フロアパネルが振動して異音を発生させるという課題が見出された。そのため、ワイヤハーネスを使用する際に、フロアパネルを含むボディパネルにおける異音の発生を抑制するためには、更なる工夫が必要とされる。 The wire harness connected from the power supply to the rotary electric machine may be arranged below the floor panel as the body panel. Then, it was found that when the wire harness and the floor panel face each other at a position close to each other, the following problems occur. That is, the magnetic field generated around the wire harness due to the fluctuation of the current flowing through the wire harness causes an eddy current in the floor panel, and the Lorentz force (electromagnetic force) acts on the floor panel, so that the floor panel vibrates. The problem of generating abnormal noise was found. Therefore, when using a wire harness, further ingenuity is required in order to suppress the generation of abnormal noise in the body panel including the floor panel.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、ワイヤハーネスに生じる磁界によるボディパネルの振動が抑制され、ボディパネルに異音が生じることが抑制されるワイヤハーネス構造体を提供しようとして得られたものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and has been obtained in an attempt to provide a wire harness structure in which vibration of the body panel due to a magnetic field generated in the wire harness is suppressed and abnormal noise is suppressed in the body panel. It is a thing.
本発明の一態様は、
車両を構成するボディパネルと、
前記ボディパネルに対向して配置されたワイヤハーネスと、
前記ワイヤハーネスの外径よりも大きな幅を有するとともに、前記ボディパネルと前記ワイヤハーネスとの間の空間に配置され、かつ、前記ワイヤハーネスに生じる磁界を遮蔽して、前記ボディパネルに渦電流が生じにくくする、軟磁性材料によって構成された遮蔽体と、を備える、ワイヤハーネス構造体。
にある。
One aspect of the present invention is
The body panels that make up the vehicle and
A wire harness arranged to face the body panel and
The body panel has an eddy current having a width larger than the outer diameter of the wire harness, is arranged in the space between the body panel and the wire harness, and shields the magnetic field generated in the wire harness. A wire harness structure comprising a shield made of a soft magnetic material, which is less likely to occur.
It is in.
前記ワイヤハーネス構造体においては、ボディパネルとワイヤハーネスとの間の空間に、軟磁性材料によって構成された遮蔽体が配置されている。遮蔽体は、ワイヤハーネスに生じる磁界がボディパネルに到達しにくくし、ボディパネルに渦電流が生じにくくするものである。遮蔽体の配置により、ワイヤハーネスに流れる電流の変動によってワイヤハーネスの周囲に磁界が生じたときであっても、この磁界による磁束が、遮蔽体を通過することになる。これにより、ボディパネルにおける渦電流及びローレンツ力の発生が抑制される。 In the wire harness structure, a shield made of a soft magnetic material is arranged in a space between the body panel and the wire harness. The shield makes it difficult for the magnetic field generated in the wire harness to reach the body panel, and makes it difficult for eddy currents to be generated in the body panel. Due to the arrangement of the shield, even when a magnetic field is generated around the wire harness due to fluctuations in the current flowing through the wire harness, the magnetic flux due to this magnetic field passes through the shield. As a result, the generation of eddy current and Lorentz force in the body panel is suppressed.
それ故、前記ワイヤハーネス構造体によれば、ワイヤハーネスに生じる磁界によるボディパネルの振動が抑制され、ボディパネルに異音が生じることが抑制される。 Therefore, according to the wire harness structure, the vibration of the body panel due to the magnetic field generated in the wire harness is suppressed, and the generation of abnormal noise in the body panel is suppressed.
前述したワイヤハーネス構造体にかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
＜実施形態１＞
本形態のワイヤハーネス構造体１は、図１及び図２に示すように、車両６を構成するボディパネルとしてのフロアパネル２、フロアパネル２に対向して配置されたワイヤハーネス３と、フロアパネル２とワイヤハーネス３との間の空間に配置され、軟磁性材料によって構成された遮蔽体４とを備える。図３に示すように、遮蔽体４は、ワイヤハーネス３の外径よりも大きな幅を有しており、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍを遮蔽して、フロアパネル２に渦電流が生じにくくするものである。
A preferred embodiment of the wire harness structure described above will be described with reference to the drawings.
<
As shown in FIGS. 1 and 2, the
以下に、本形態のワイヤハーネス構造体１について詳説する。
（フロアパネル２）
図１に示すように、本形態のワイヤハーネス３が対向して配置されるボディパネルは、車両６の車室内の床面を形成するフロアパネル２である。同図においては、車両６のシートを符号６５によって示し、車両６の前方のインストルメントパネルを符号６６によって示す。ワイヤハーネス３は、ワイヤハーネス３に脈動電流（リップル電流）、交番電流等が流れるときに生じる磁界Ｍがフロアパネル２に到達する程度に、フロアパネル２に接近して配置されている。
The
(Floor panel 2)
As shown in FIG. 1, the body panel in which the
図３に示すように、ワイヤハーネス３とフロアパネル２との間の最短距離は、ワイヤハーネス３の直径の１〜３倍とすることができる。ワイヤハーネス３は、フロアパネル２以外のボディパネルに対向して配置されていてもよい。フロアパネル２は、自動車用鋼板等の金属材料（軟磁性材料）によって構成されている。
As shown in FIG. 3, the shortest distance between the
（ワイヤハーネス３）
図１に示すように、本形態のワイヤハーネス３は、ハイブリッド自動車に用いられるＩＳＧ（インテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ）６１を、電源としての電池パック６２に接続するためのものである。ＩＳＧ６１は、スタータ（始動装置）及びオルタネータ（充電装置）の機能を備える回転電機を構成する。図２〜図４に示すように、ワイヤハーネス３は、銅材料等によって構成された導電性の導体部３１と、導体部３１を被覆する絶縁性の被覆部３２とを有する。
(Wire harness 3)
As shown in FIG. 1, the
図１に示すように、ワイヤハーネス３は、車両６における、フロアパネル２の下方に配置された電池パック６２と、車両６における前方のエンジンルームに配置されたＩＳＧ６１とを電気的に接続するために用いられる。ワイヤハーネス３は、電池パック６２からＩＳＧ６１までの電源配線３０１として用いられ、この電源配線３０１の一部は、フロアパネル２の下方において、フロアパネル２の下面に対向して配置されている。また、ＩＳＧ６１から電池パック６２までのグラウンド配線３０２は、別のワイヤハーネス３５とフロアパネル２とによって形成されている。
As shown in FIG. 1, the
（遮蔽体４）
図３及び図４に示すように、本形態の遮蔽体４は、板形状に形成されており、その板面がフロアパネル２と対向して配置されている。遮蔽体４の板面とは、遮蔽体４における最も表面積が大きい表面のことをいう。遮蔽体４は、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍによる磁束が通過する際に、ワイヤハーネス３による磁界Ｍを吸収するものである。
(Shield 4)
As shown in FIGS. 3 and 4, the
遮蔽体４は、ワイヤハーネス３の外形をフロアパネル２に垂直に投影するときに、ワイヤハーネス３の幅の全体が、遮蔽体４の幅の中に納まる位置に配置されている。遮蔽体４の厚みは、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍの強さに応じて適宜設定することができる。遮蔽体４を板形状に形成することにより、遮蔽体４の形成が容易である。
The
遮蔽体４は、長尺形状のワイヤハーネス３に合わせて長尺形状に形成されている。ワイヤハーネス３は、遮蔽体４の幅方向の中心部に対向して配置されている。遮蔽体４は、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍを遮蔽して、この磁界Ｍがフロアパネル２に到達しないように、ワイヤハーネス３の直径の１．５〜５倍の幅に形成されている。遮蔽体４は、フロアパネル２の下面から離れた位置において、フロアパネル２の下面と対向して配置されている。
The
遮蔽体４は、ワイヤハーネス３における、フロアパネル２と対向する部位の全体に配置することができる。また、遮蔽体４は、ワイヤハーネス３とフロアパネル２とが所定の間隔以下の範囲内で対向する部位にのみ配置することもできる。
The
遮蔽体４を構成する軟磁性材料は、軟質磁性体とも呼ばれ、保磁力が小さく透磁率が大きい性質を有する。換言すれば、軟磁性材料は、磁界（磁場）Ｍの影響を受けて磁化され、磁界Ｍの影響がなくなると消磁される性質を有する。遮蔽体４は、例えば、鉄、ケイ素、フェライト等を含有する軟磁性材料によって構成することができる。
The soft magnetic material constituting the
（支持体５）
図３及び図４に示すように、ワイヤハーネス構造体１は、ワイヤハーネス３及び遮蔽体４をフロアパネル２に支持する、非磁性材料によって構成された支持体５をさらに備える。図４に示すように、支持体５の一部は、フロアパネル２に取り付けられており、図３に示すように、支持体５の残部は、フロアパネル２との間に隙間Ｓ１を形成して配置されている。支持体５を用いることにより、ワイヤハーネス３及び遮蔽体４をフロアパネル２に支持することが容易になる。
(Support 5)
As shown in FIGS. 3 and 4, the
本形態の支持体５は、樹脂材料によって構成されており、ワイヤハーネス３及び遮蔽体４を内側に挿通する筒形状を有している。支持体５は、種々の熱可塑性樹脂によって構成することができる。本形態の支持体５は、四角形の断面を有する角筒形状に形成されている。
The
図４に示すように、支持体５の一部は、支持体５の長尺方向の一部に設けられた取付部５１によって形成されている。取付部５１は、支持体５の一部においてフロアパネル２に向けて突出して、フロアパネル２に取り付けられている。取付部５１は、支持体５の長尺方向の適宜箇所に分かれて複数形成されている。本形態の支持体５の残部とは、取付部５１が形成されていない支持体５の部位のことをいう。
As shown in FIG. 4, a part of the
図３に示すように、遮蔽体４は、角筒形状の支持体５における、フロアパネル２と対向する側の壁部の内側に保持されている。支持体５は、遮蔽体４を覆う種々の形状に形成することができる。ワイヤハーネス３は、遮蔽体４が配置された状態の支持体５の内側に形成された中空状の空間５０に挿通されている。ワイヤハーネス３は、配線方向Ｌを定めるための案内として支持体５を利用し、支持体５の空間５０に挿通されることにより、配線位置が決められる。遮蔽体４が支持体５の内側に挿通されることにより、ワイヤハーネス３の磁界Ｍを吸収して遮蔽体４が振動する場合にも、遮蔽体４が振動によって発する異音を、支持体５によって吸収することができる。
As shown in FIG. 3, the
（他の遮蔽体４）
図５に示すように、遮蔽体４は、その板面がフロアパネル２と対向する主遮蔽体部４１と、主遮蔽体部４１の両端において、主遮蔽体部４１に直交して形成され、ワイヤハーネス３の両側に位置する一対の副遮蔽体部４２とによって構成することもできる。この場合には、遮蔽体４によって、ワイヤハーネス３をフロアパネル２と対向する側から囲うことができ、ワイヤハーネス３から発生する磁界Ｍがフロアパネル２に、より到達しにくくすることができる。
(Other shield 4)
As shown in FIG. 5, the
また、筒形状の支持体５の内側には、ＩＳＧ６１に接続されたワイヤハーネス３とともに、他の電気機器に接続された別のワイヤハーネスが挿通されていてもよい。また、ＩＳＧ６１に接続されたワイヤハーネス３は、複数本がまとまったものとしてもよい。そして、遮蔽体４は、複数本のワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍを遮蔽することができる。
Further, another wire harness connected to another electric device may be inserted together with the
また、図６に示すように、支持体５は、円筒形状に形成することもできる。この場合には、遮蔽体４は、支持体５の内側面に沿った円弧形状に形成することができる。円弧形状の遮蔽体４は、支持体５における、フロアパネル２と対向する側に配置される。円弧形状の遮蔽体４は、半周分（１８０°）以上の角度を有する円弧形状に形成することができる。
Further, as shown in FIG. 6, the
（作用効果）
図７には、本形態の遮蔽体４が配置されていない場合についての、フロアパネル２に配置されたワイヤハーネス３を示す。ワイヤハーネス３にリップル電流等が発生するときには、ワイヤハーネス３の配置方向（中心軸線方向）の周りに磁界Ｍが発生する。そして、この磁界Ｍの磁束がフロアパネル２を貫通することにより、フロアパネル２には、ワイヤハーネス３に流れる電流Ｃ１とは逆向きの電流Ｃ２を流そうとするように渦電流Ｅが発生する。
(Action effect)
FIG. 7 shows a
また、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍにより、フロアパネル２に対して垂直な方向にローレンツ力が働く。ワイヤハーネス３に流れる電流Ｃ１は、リップル電流として変動することにより、フロアパネル２に作用するローレンツ力が変化し、フロアパネル２がその厚み方向に振動し、異音を発生させる。
Further, the Lorentz force acts in the direction perpendicular to the
図３に示すように、本形態のワイヤハーネス構造体１においては、フロアパネル２とワイヤハーネス３との間の空間に、軟磁性材料によって構成された遮蔽体４が配置されている。遮蔽体４は、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍがフロアパネル２に到達しにくくし、フロアパネル２に渦電流が生じにくくするものである。遮蔽体４の配置により、ワイヤハーネス３に流れる電流Ｃ１の変動によってワイヤハーネス３の周囲に磁界Ｍが生じたときであっても、この磁界Ｍによる磁束が、遮蔽体４を通過することになる。これにより、フロアパネル２における渦電流及びローレンツ力の発生が抑制される。
As shown in FIG. 3, in the
それ故、本形態のワイヤハーネス構造体１によれば、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍによるフロアパネル２の振動が抑制され、フロアパネル２が異音を発生させることが抑制される。
Therefore, according to the
＜実施形態２＞
本形態のワイヤハーネス構造体１においては、図８に示すように、遮蔽体４をフロアパネル２に支持する支持体５の構造が、実施形態１の場合と異なる。本形態のワイヤハーネス構造体１は、実施形態１における支持体５の代わりに、非磁性材料によって構成された振動吸収支持体５Ａを備える。
<
In the
振動吸収支持体５Ａは、遮蔽体４をフロアパネル２に支持するとともに、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍを受けて遮蔽体４に生じる振動を吸収するものである。遮蔽体４には、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍによる磁束が通過することによって渦電流が生じ、渦電流に伴うローレンツ力Ｒの発生によって遮蔽体４が振動しようとする。そのため、遮蔽体４が空間を介さずにフロアパネル２に取り付けられるときには、遮蔽体４に生じる振動がフロアパネル２に伝達されない工夫が必要となる。
The
本形態の振動吸収支持体５Ａは、フロアパネル２に取り付けられており、かつ、遮蔽体４に生じる振動がフロアパネル２に伝達されないようにするために、弾性体としてのゴム材料によって構成されている。また、振動吸収支持体５Ａは、フロアパネル２と遮蔽体４との間に挟まれている。振動吸収支持体５Ａの厚みは、ワイヤハーネス３に生じる磁界Ｍの大きさに応じて決定することができる。
The
ワイヤハーネス３は、遮蔽体４との間に隙間Ｓ２を空けて、遮蔽体４と対向して配置されている。図９に示すように、本形態のワイヤハーネス構造体１は、振動吸収支持体５Ａとは別に、ワイヤハーネス３をフロアパネル２に支持するためのハーネス支持体５Ｂを備える。ハーネス支持体５Ｂは、熱可塑性樹脂等によって構成されている。ハーネス支持体５Ｂは、ワイヤハーネス３を支持する部位と、フロアパネル２に取り付けられる部位とを有する。ハーネス支持体５Ｂによって、ワイヤハーネス３と遮蔽体４との間隔が所定の間隔に維持される。
The
遮蔽体４及び振動吸収支持体５Ａは、種々の形状に形成することができる。遮蔽体４は、複数に分割された遮蔽体４の部分を組み合わせて構成することができる。振動吸収支持体５Ａは、遮蔽体４の形状に合わせて種々の形状に形成することができる。
The
図１０に示すように、遮蔽体４は、ワイヤハーネス３の配置方向と平行な方向において複数に分割された遮蔽体分割部４３によって構成することができる。ワイヤハーネス３の配置方向は、ワイヤハーネス３が長尺状に延びる方向のことをいう。複数の遮蔽体分割部４３は、ワイヤハーネス３の配置方向に平行な方向に並ぶ。
As shown in FIG. 10, the
振動吸収支持体５Ａには、各遮蔽体分割部４３をそれぞれ支持するための支持凹部５２を複数形成することができる。支持凹部５２は、振動吸収支持体５Ａにおける、ワイヤハーネス３と対向する側に設けられた複数のリブ（凸部）５３の間に形成される。そして、複数の遮蔽体分割部４３は、支持凹部５２内に配置されることにより、所定の間隔を空けて振動吸収支持体５Ａの各支持凹部５２に保持される。
A plurality of support recesses 52 for supporting each
この場合には、ワイヤハーネス３の周りに生じる磁界Ｍの磁束の周りに、配置方向と平行な方向に通過しようとする渦電流Ｅの流れが、複数の遮蔽体分割部４３によって分断される。これにより、複数の遮蔽体分割部４３によって、ワイヤハーネス３による磁界Ｍを吸収しつつ、複数の遮蔽体分割部４３に渦電流Ｅが生じにくくすることができる。これにより、各遮蔽体分割部４３にローレンツ力が作用しにくくし、遮蔽体４の全体がより振動しにくくすることができる。
In this case, the flow of the eddy current E that tends to pass in the direction parallel to the arrangement direction is divided by the plurality of
なお、複数の遮蔽体分割部４３は、実施形態１の遮蔽体４に対して適用することもできる。この場合には、支持体３に、各遮蔽体分割部４３を支持する支持凹部を形成することができる。
The plurality of
本形態のワイヤハーネス構造体１における、その他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。
Other configurations, actions and effects of the
本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。また、本発明は、様々な変形例、均等範囲内の変形例等を含む。さらに、本発明から想定される様々な構成要素の組み合わせ、形態等も本発明の技術思想に含まれる。 The present invention is not limited to each embodiment, and further different embodiments can be configured without departing from the gist thereof. The present invention also includes various modifications, modifications within an equal range, and the like. Further, combinations, forms, etc. of various components assumed from the present invention are also included in the technical idea of the present invention.
１ ワイヤハーネス構造体
２ フロアパネル（ボディパネル）
３ ワイヤハーネス
４ 遮蔽体
５ 支持体
６ 車両
1
3
Claims (8)
前記ボディパネルに対向して配置されたワイヤハーネス（３）と、
前記ワイヤハーネスの外径よりも大きな幅を有するとともに、前記ボディパネルと前記ワイヤハーネスとの間の空間に配置され、かつ、前記ワイヤハーネスに生じる磁界（Ｍ）を遮蔽して、前記ボディパネルに渦電流が生じにくくする、軟磁性材料によって構成された遮蔽体（４）と、を備える、ワイヤハーネス構造体（１）。 The body panel (2) that constitutes the vehicle (6) and
A wire harness (3) arranged to face the body panel and
The body panel has a width larger than the outer diameter of the wire harness, is arranged in the space between the body panel and the wire harness, and shields the magnetic field (M) generated in the wire harness. A wire harness structure (1) comprising a shield (4) made of a soft magnetic material that makes it difficult for eddy currents to occur.
前記支持体の一部は、前記ボディパネルに取り付けられ、前記支持体の残部は、前記ボディパネルとの間に隙間（Ｓ１）を形成して配置されている、請求項１に記載のワイヤハーネス構造体。 A support (5) made of a non-magnetic material that supports the wire harness and the shield on the body panel is further provided.
The wire harness according to claim 1, wherein a part of the support is attached to the body panel, and the rest of the support is arranged so as to form a gap (S1) with the body panel. Structure.
前記支持体の一部は、前記支持体の長尺方向の一部に設けられた取付部（５１）によって構成されている、請求項２に記載のワイヤハーネス構造体。 The support is made of a resin material and has a tubular shape through which the wire harness and the shield are inserted.
The wire harness structure according to claim 2, wherein a part of the support is composed of a mounting portion (51) provided in a part of the support in the elongated direction.
前記振動吸収支持体は、前記ボディパネルに取り付けられている、請求項１に記載のワイヤハーネス構造体。 A vibration absorbing support (5A) that supports the shield on the body panel, absorbs vibration generated in the shield by receiving a magnetic field generated in the wire harness, and is made of a non-magnetic material is further provided.
The wire harness structure according to claim 1, wherein the vibration absorbing support is attached to the body panel.
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