JP4579059B2 - シールドシェル - Google Patents

Description

本発明は、シールドシェルの構造に関する。

従来、ＨＶ（Hybrid Vehicle）、ＥＶ（Electric Vehicle）、ＦＣＶ（Fuel Cell Vehicle）車両には、複数の電気機器が搭載される。たとえば、回転電機が搭載された車両においては、バッテリーとインバータとの間、インバータと回転電機（モータ・ジェネレータ）との間、インバータと電動エアコンコンプレッサとの間等の各電気機器同士は、高電圧が印加され、また、大電流が流れるパワーケーブルにより接続される。このとき、電気機器に対して、パワーケーブルを接続する際には、一般にコネクタが用いられる。すなわち、パワーケーブル側と電気機器側には、互いに嵌合可能な形状を有するコネクタがそれぞれ設けられている。それぞれのコネクタは、オスコネクタ、メスコネクタとして電気的接続を行なうための接点を有する。そのため、オスコネクタとメスコネクタとを嵌合させることにより、それぞれの接点が接合して電気的に接続される。

図４にパワーケーブルと電気機器との接続断面構造を示す。筐体３０３側には、メスコネクタ３０１が配設され、このメスコネクタ３０１には、ケーブル３０２が連結されている。このケーブル３０２は電機機器に連結されるが、たとえば、モータ・ジェネレータのステータに接続される。

パワーケーブル１００は、絶縁電線１０１と、この絶縁電線１０１の周囲を覆う編組導体１１０とを有している。図示においては、絶縁電線１０１は１本であるが、モータ・ジェネレータのステータに接続される場合などは、Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、および、Ｗ相ケーブルの３本の絶縁電線が用いられる。絶縁電線１０１の先端には、Ｌ字状に折れ曲がる棒状電極１０２が接続され、棒状電極１０２の先端部が露出するように樹脂１０３により封止されている。この樹脂１０３には、棒状電極１０２の先端部を取囲むように筒状ガイド１０４が形成され、棒状電極１０２、樹脂１０３、および、筒状ガイド１０４によりオスコネクタ１０５を形成している。オスコネクタ１０５の筒状ガイド１０４内にメスコネクタ３０１が嵌合することで、オスコネクタ１０５とメスコネクタ３０１とが電機的に接続されることとなる。このような構造のコネクタを開示するものとして、下記特許文献１が挙げられる。

パワーケーブル１００のオスコネクタ１０５の露出部分は、編組導体１１０を機器の筐体３０３に接地（アース）する観点、および、パワーケーブル１００の引出し方向を所定方向にガイドする観点から、シールドシェル２０１に覆われている。このシールドシェル２０１は、パワーケーブル１００の引出し方向を所定方向にガイドする必要があるため剛性を必要として、通常アルミダイキャスト製である。

また、編組導体１１０と筐体３０３と間の電気的な導通を図るため、表面全面にメッキ処理が施されている。シールドシェル２０１のパワーケーブル１００の引出し部においては、シールドシェル２０１を覆うように編組導体１１０が導かれ、編組導体１１０の外周面側からリング状部材２１０を用いて、シールドシェル２０１に編組導体１１０がかしめ固定されている。パワーケーブル１００自体は、筐体３０３に対してボルト２０２等を用いて強固に固定されることとなる。

ここで、上記シールドシェルを用いたパワーケーブルと電気機器との接続においては、車両の搭載条件（車種）に応じた形状を有するシールドシェルを準備する必要があったが、アルミを用いた一体成形、および、表面のメッキ処理等から、製造コスト上昇の要因となっていた。また、編組導体のシールドシェルへの固定に際しては、作業効率の観点からかしめ固定を採用しているが、シールドシェルが、アルミダイキャスト製であるため硬く、十分に編組導体をシールドシェルに固定できず、十分なシールド効果が得られない問題もあった。さらに、近年、パワーケーブルの長さが長い車種が多くなってきており、上記構成からなる一体成形型のシールドシェルにおいては、パワーケーブルの全長にわたってシールドシェルを通過させる必要があり、組み付け作業性を低下させる要因となっている。
特開２００２−７５５５７号公報

したがって、本発明が解決しようとする課題は、シールド電線と電気機器との接続に用いられるシールドシェルにおいて、製造コストが高い点、十分に編組導体をシールドシェルに固定できない点、シールド電線の組み付け作業性を向上できない点にある。よって、本願発明の目的は、安価な製造コストにより製造することができるとともに十分なシールド効果が得られ、また、シールド電線の組み付け作業性の向上を図ることが可能な、シールドシェルを提供することにある。

この発明に基づいた、シールドシェルにおいては、車両に搭載された電気機器を収納する筐体に設けられた第１コネクタと、上記第１コネクタに接続され、シールド電線の先端に結合される第２コネクタとを有し、上記筐体から露出する上記第２コネクタの上記第１コネクタとの接続領域を覆うシールドシェルであって、上記シールド電線は、先端に上記第２コネクタが結合される絶縁電線と、上記絶縁電線の周囲を覆う編組導体とを有し、当該シールドシェルは、絶縁電線を通過させる筒状部材を有し、一方の開口端側に上記第２コネクタを配置し、他方の開口端側に外方に張出す第１フランジ部を含むシールドシェル本体部と、上記絶縁電線を通過させる筒状部材を有し、一方の開口端側に外方に張出すとともに、上記第１フランジ部と連結可能に設けられる第２フランジ部を含むシールドシェル補助部と、上記シールドシェル補助部の上記筒状部材の外周面に沿って上記編組導体を配置させ、上記編組導体を上記筒状部材の外周面に固定する固定部材とを有し、上記シールドシェル補助部は、シールドシェル本体部よりも軟らかい材料である。

この発明に基づいた、シールドシェルによれば、シールドシェル本体部とシールドシェル補助部との２分割構造としている。これにより、シールドシェルに要求されるシールド電線の引出し方向を所定方向にガイドする機能はシールドシェル本体部に担保させ、シールド電線の編組導体を機器の筐体に接地する主な機能はシールドシェル補助部に担保させることが可能となる。その結果、シールドシェル本体部とシールドシェル補助部との材質を異ならせることが可能となり、各部に要求される機能に適した材料を用いて、シールドシェル本体部およびシールドシェル補助部を製造することが可能となる。

これにより、材料選択の幅が広がり、シールドシェルの要していた製造コストの低減を図ることが可能になる。また、シールドシェル補助部への編組導体の取り付けにおいても、最適な材料の選択が可能となり、編組導体のシールドシェルへの固定の信頼性が向上し、十分なシールド効果を得ることが可能となる。また、シールドシェルを分割構造とすることで、パワーケーブルの組み付け作業性の向上を図ることも可能となる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に基づいた実施の形態に係るシールドシェルの構造について説明する。なお、以下の説明では、本発明に基づくシールドシェルの構造を詳細に説明し、コネクタの構造については、上述したものと同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さないこととする。

なお、本発明に係るシールドシェルは、パワーケーブルを用いた回転電機への適用に限定されるものではない。たとえば、車両搭載されたインバータ、コンバータ等の電気機器に適用してもよい。また、回転電機が搭載された車両は、特に限定されるものではないが、たとえば、車両走行用モータが搭載された、ＨＶ、ＥＶ、ＦＣＶである。

まず、図１および図２を参照して、本実施の形態におけるシールドシェル１の構造について説明する。なお、図１は、本実施の形態におけるシールドシェル１の構造を示す全体分解斜視図であり、図２は、本実施の形態におけるシールドシェル１の構造を示す縦断面図である。本実施の形態におけるシールドシェル１は、車両に搭載された電気機器を収納する筐体３０３に設けられた第１コネクタとしてのメスコネクタ３０１と、このメスコネクタ３０１に接続され、パワーケーブル１００の先端に結合される第２コネクタとしてのオスコネクタ１０５とを有し、筐体３０３から露出するオスコネクタ１０５のメスコネクタ３０１との接続領域を覆うように設けられている。

このシールドシェル１は、シールドシェル本体部１０、シールドシェル補助部２０、および、固定部材３０から構成される。まず、シールドシェル本体部１０は、パワーケーブル１００の絶縁電線１０１を通過させる筒状部材１１からなり、一方の開口端側にオスコネクタ１０５を配置し、他方の開口端側に外方に張出す第１フランジ部１２を有している。

筒状部材１１の内部には、管路１１ａが設けられ、パワーケーブル１００の引出し方向を所定方向にガイドするために、屈曲領域１１ｂが形成されている。第１フランジ部１２には、後述する第２フランジ部２２との連結のためのボルト孔１２ａが複数個設けられている。また、筒状部材１１の一方の開口端側にも、外方に張出す第３フランジ部１３が設けられ、この第３フランジ部１３に設けられたボルト孔１３ａを利用して、このシールドシェル本体部１０が、ボルト２０２により筐体３０３に強固に固定される。

このシールドシェル本体部１０は、主にパワーケーブル１００を折り曲げた場合の反力に対しても対抗することができるようにそれ自身剛性を必要とすることから、アルミダイキャスト製である。

シールドシェル補助部２０も、絶縁電線１０１を通過させることから、筒状部材２１からなり、一方の開口端側には外方に張出し、上記シールドシェル本体部１０の第１フランジ部１２と連結可能に設けられる第２フランジ部２２が設けられている。第２フランジ部２２には、第１フランジ部１２に設けられたボルト孔１２ａに対応する位置にボルト孔２２ａが設けられている。このシールドシェル補助部２０は、主に絶縁電線１０１との電通を確保する観点から、鋼板のプレス加工により形成され、表面には金メッキ処理が施されている。

固定部材３０は、筒状部材２１を外方から取囲むリング形状を有している。この固定部材３０は、絶縁電線１０１を筒状部材２１に対して強固に固定するためにかしめることを目的としていることから、鋼板のプレス加工により形成されている。

上記構成からなるシールドシェル１を用いた、パワーケーブル１００の筐体３０３への組み付けにおいては、まず、先端にオスコネクタ１０５が設けられた絶縁電線１０１をシールドシェル本体部１０に通過させる。その後、シールドシェル補助部２０、および、固定部材３０も、絶縁電線１０１を通過させる。

次に、シールドシェル補助部２０の筒状部材２１の外周面を覆うように編組導体１１０を配置し、この編組導体１１０の外周側から固定部材３０を用いて、編組導体１１０を筒状部材２１の外周面にかしめ固定する。この際、筒状部材２１は鋼板材料から形成されているために、図３の拡大断面図に示すように、編組導体１１０および筒状部材２１を内側に向かって変形させる。これにより、編組導体１１０と筒状部材２１との間に十分な接触面積が確保され、編組導体１１０の筒状部材２１への固定の信頼性および導通を確保することが可能となる。なお、固定部材３０の形状は、リング形状に限定されるものではく、編組導体１１０を筒状部材２１に強固に固定できるものであれば、ベルト形状、ワイヤ形状の固定部材を用いることも可能である。

その後、第１フランジ部１２のボルト孔１２ａと第２フランジ部２２ボルト孔２２ａとを突合せ、ボルト４１およびナット４２により、シールドシェル補助部２０をシールドシェル本体部１０に締結する。

以上、本実施の形態におけるシールドシェル１によれば、シールドシェル本体部１０とシールドシェル補助部２０との２分割構造としている。これにより、シールドシェル１に要求されるパワーケーブル１００の引出し方向を所定方向にガイドする機能はシールドシェル本体部１０に担保させ、パワーケーブル１００の編組導体１１０を機器の筐体３０３に接地する主な機能はシールドシェル補助部２０に担保させることが可能となる。

その結果、シールドシェル本体部１０はアルミダイキャスト製、シールドシェル補助部は鋼板というように、両者の材質を異ならせることが可能となり、各部に要求される機能に適した材料を用いて、シールドシェル本体部１０およびシールドシェル補助部２０を製造することが可能となる。これにより、材料選択の幅が広がり、シールドシェル１の要していた製造コストの低減を図ることが可能になる。また、シールドシェル補助部２０への編組導体１１０の取り付けにおいても、編組導体１１０をシールドシェル補助部２０側に食い込ませる結合が可能となり、編組導体１１０のシールドシェル１への固定の信頼性を向上させて、十分なシールド効果を得ることを可能としている。

また、シールドシェル１を分割構造とすることで、パワーケーブルの組み付け作業性の向上を図ることも可能となる。たとえは、図１において、シールドシェル本体部１０およびシールドシェル補助部２０を、それぞれラインＬ１およびラインＬ２において上下２分割構造にすることで、絶縁電線１０１を上下から挟むことができるようになり、絶縁電線１０１にシールドシェル本体部１０およびシールドシェル補助部２０を通過させる作業を省略させることが可能となる。これによっても、パワーケーブルの組み付け作業性のさらなる向上を図ることが可能となる。

なお、本発明に係るシールドシェルは、パワーケーブルを用いた回転電機への適用に限定されるものではない。たとえば、車両搭載されたインバータ、コンバータ等の電気機器に適用してもよい。また、回転電機が搭載された車両は、特に限定されるものではないが、たとえば、車両走行用モータが搭載された、ＨＶ、ＥＶ、ＦＣＶである。

また、絶縁電線１０１の先端にはＬ字状に折れ曲がる棒状電極１０２が接続されているが、Ｌ字状に限定されるものではなく、直線状、曲線状の棒状電極を用いることも可能である。

また、第１コネクタとしてのメスコネクタ３０１と、第２コネクタとしてのオスコネクタ１０５とによるコネクタ接続を採用した場合について説明しているが、コネクタ接続だけでなく、ボルトを用いた接続構造等、その他の接続構造を採用することも可能である。

したがって、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明に基づいた実施の形態におけるシールドシェルの構造を示す全体分解斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態におけるシールドシェルの構造を示す縦断面図である。 この発明に基づいた実施の形態におけるシールドシェル補助部と編組導体との結合状態を示す部分拡大断面図である。 シールドシェルの構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１ シールドシェル、１１ 筒状部材、１０ シールドシェル本体部、１１ａ 管路、１１ｂ 屈曲領域、１２ 第１フランジ部、１２ａ ボルト孔、１３ 第３フランジ部、１３ａ ボルト孔、２０ シールドシェル補助部、２１ 筒状部材、２２ 第２フランジ部、２２ａ ボルト孔、３０ 固定部材、４１ ボルト、４２ ナット、１００ パワーケーブル、１０１ 絶縁電線、１０２ 棒状電極、１０３ 樹脂、１０４ 筒状ガイド、１０５ オスコネクタ、１１０ 編組導体、２０１ シールドシェル、２０２ ボルト、３０１ メスコネクタ、３０２ ケーブル、３０３ 筐体。

Claims (4)

1. 車両に搭載された電気機器を収納する筐体に設けられた第１コネクタと、前記第１コネクタに接続され、シールド電線の先端に結合される第２コネクタとを有し、前記筐体から露出する前記第２コネクタの前記第１コネクタとの接続領域を覆うシールドシェルであって、
   前記シールド電線は、先端に前記第２コネクタが結合される絶縁電線と、前記絶縁電線の周囲を覆う編組導体とを有し、
   当該シールドシェルは、
   絶縁電線を通過させる筒状部材を有し、一方の開口端側に前記第２コネクタを配置し、他方の開口端側に外方に張出す第１フランジ部を含むシールドシェル本体部と、
   絶縁電線を通過させる筒状部材を有し、一方の開口端側に外方に張出すとともに、前記第１フランジ部と連結可能に設けられる第２フランジ部を含むシールドシェル補助部と、
   前記シールドシェル補助部の前記筒状部材の外周面に沿って前記編組導体を配置させ、前記編組導体を前記筒状部材の外周面に固定する固定部材と、を備え、
   前記シールドシェル補助部は、シールドシェル本体部よりも軟らかい材料である、シールドシェル。
2. 前記シールドシェル補助部は、表面にメッキ処理が施されている、請求項１に記載のシ
   ールドシェル。
3. 前記シールドシェル本体部は屈曲部を有し、前記第２コネクタは、Ｌ型コネクタである、請求項１または２に記載のシールドシェル。
4. 前記シールド電線は、車両に搭載された電気機器間の連結において、高電圧が印加され、大電流が流れるパワーケーブルである、請求項１から３のいずれかに記載のシールドシェル。

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