JP5440446B2 - 車両用導電路 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車、電気自動車などに用いられる車両用導電路に関するものである。

ハイブリッド車、電気自動車などに用いられる従来の車両用導電路として、例えば特許文献１，２に記載のものがある。

特許文献１の車両用導電路では、複数の電線を１本の金属製のパイプに挿通することにより、金属製のパイプによるシールド機能をもたせつつも、電線の形状保持、小石等の外部の衝撃からの電線の保護を可能としている。

また、特許文献２では、複数の電線を複数の金属製のパイプに個々に挿通した車両用導電路が提案されている。

車両用導電路は、例えば、ハイブリッド車、電気自動車などにおいて、モータとインバータとの間、又はインバータとバッテリとの間を接続するものである。そのため、これらの間を接続する車両用導電路の電線（電源ケーブル）内には高電圧の電流が流れることとなる。このように高電圧の電流が流れる導電路には所定の色（高電圧部であることを示す橙色）の着色をすることが国際規格により統一されている。

特許文献１，２では、最外層に位置する部材が金属製のパイプであるため、この金属製のパイプを所定の色に塗装することになる。しかし、この塗装には、耐熱性、成形時に剥がれない機械的な強度（密着性）が要求され、また、これらの信頼性を考慮して塗装むらなどがない良好な塗装であることが必要であることから、作業に非常に手間がかかり、コストも高くなってしまうという問題が生じる。

このような塗装の手間を省くため、本発明者らは、予め着色した樹脂製のコルゲートチューブに電源ケーブルと制御用ケーブルを収容した車両用導電路を提案中である。

この車両用導電路では、制御用ケーブルを金属製のパイプに収容すると共に、制御用ケーブルを収容した金属製のパイプを所望の形状に成形することで、制御用ケーブルを所望の形状に保持し、かつ、複数の電源ケーブルを編組シールドで一括包囲した電源ケーブルバンドルを、成形した金属製のパイプに沿わせて配置し、その周囲をコルゲートチューブで覆うようにしている。

なお、コルゲートチューブとは、蛇腹のついた中空のチューブであり、スリットチューブ、可とう電線管などとも呼ばれる。

特許第３９０９７６３号公報 特開２００９−１３５２４０号公報

ところで、車両用導電路は、車両のエンジン近傍など、高熱を発する熱源近傍に配設される場合がある。

このような場合、上述の提案した車両用導電路では、最外層にコルゲートチューブを設けているため、コルゲートチューブが熱源からの熱の影響を受け、コルゲートチューブが変形してしまうなどの不具合が発生するおそれがある。よって、コルゲートチューブとして耐熱性の高いものを用いる必要が生じ、コストが高くなってしまう問題が生じる。

また、コストを抑えるために、安価な耐熱性の低いコルゲートチューブを用いる場合、高熱を発する熱源近傍を避けて車両用導電路を配設しなければならず、金属製のパイプに曲げ加工を施す箇所が増え、製造に手間がかかるという問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、高熱を発する熱源付近に配設された場合でも熱の影響を受けにくく、製造の容易な車両用導電路を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、電線が挿通される可とう性を有する樹脂製のチューブと、電線が挿通される所望の形状に成形可能な金属製のパイプと、前記樹脂製のチューブと前記金属製のパイプとを結束する結束手段と、を有し、前記樹脂製のチューブは、前記金属製のパイプの外周に沿わせるように配置され、かつ、熱源との間に前記金属製のパイプを介して配置される車両用導電路である。

前記樹脂製のチューブには、可とう性を有するシールド部材で一括包囲した複数の電源ケーブルが挿通され、前記金属製のパイプには、少なくとも１本の制御用ケーブルが挿通されてもよい。

前記金属製のパイプは、断面円形状に形成されてもよい。

前記樹脂製のチューブは、断面円形状に形成されてもよい。

前記金属製のパイプは、アルミニウムからなってもよい。

前記結束手段は、前記金属製のパイプを収容するパイプ収容部と前記樹脂製のチューブを収容するチューブ収容部とが形成された基部と、該基部の上部を覆う蓋部とが、連結部にて一体とされた構造のホルダからなり、前記蓋部は、前記基部に対して前記連結部を軸として回動自在となっており、前記蓋部の前記連結部と反対側に形成された係合穴に、前記基部の前記連結部と反対側に形成された係合突起を係合させることで、前記基部の上部を覆った状態で前記基部に固定されてもよい。

本発明によれば、高熱を発する熱源付近に配設された場合でも熱の影響を受けにくく、製造の容易な車両用導電路を提供することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る車両用導電路を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図である。 図１の車両用導電路に用いる電源ケーブルバンドを示す斜視図である。 図１の車両用導電路を高熱を発する熱源の近傍に配設するときの平面図である。 図１の車両用導電路の変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその４Ｂ−４Ｂ線断面図である。

以下、本発明の好適な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車両用導電路を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図である。

図１に示すように、車両用導電路１は、電線（電源ケーブル２）が挿通される可とう性を有する樹脂製のチューブ（コルゲートチューブ４）と、電線（制御用ケーブル３）が挿通される所望の形状に成形可能な金属製のパイプ５と、樹脂製のチューブ（コルゲートチューブ４）と金属製のパイプ５とを結束する結束手段８と、を有し、樹脂製のチューブ（コルゲートチューブ４）は、金属製のパイプ５の外周に沿わせるように配置される。

車両用導電路１は、複数の電源ケーブル２と、複数の電源ケーブル２を一括包囲する可とう性を有するシールド部材である編組シールド６と、編組シールド６で一括包囲した複数の電源ケーブル２が挿通される樹脂製のチューブとしてのコルゲートチューブ４と、少なくとも１本の制御用ケーブル３と、制御用ケーブル３が挿通される所望の形状に成形可能な金属製のパイプ５と、コルゲートチューブ４と金属製のパイプ５とを結束する結束手段８と、を有している。

車両用導電路１では、制御用ケーブル３を金属製のパイプ５に収容すると共に、制御用ケーブル３を収容した金属製のパイプ５を所望の形状に成形することで、制御用ケーブル３を所望の形状に保持し、他方、編組シールド６で一括包囲した複数の電源ケーブル２をコルゲートチューブ４に挿通し、そのコルゲートチューブ４を、成形した金属製のパイプ５の外周に沿わせるように配置し、コルゲートチューブ４と金属製のパイプ５とを結束手段８で結束するようにしている。

本実施の形態では、三相交流を想定した３本の電源ケーブル２と、１本の制御用ケーブル３の合計４本のケーブルを用いる場合を説明する。電源ケーブル２は、中心導体２ａの外周に絶縁体２ｂを被覆したものであり、本実施の形態においては、外径が７．０ｍｍのものを用いた。制御用ケーブル３は、中心導体３ａの外周に絶縁体３ｂを被覆したものであり、本実施の形態においては、外径が７．０ｍｍのものを用いた。制御用ケーブル３は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）などに用いられるものである。

編組シールド６は、例えば、銅やアルミニウムからなる金属素線を編み込んで形成されたものである。軽量化の観点からは、編組シールド６として、アルミニウムからなる金属素線を編み込んで形成されたものを用いることが望ましい。編組シールド６は、電源ケーブル２で発生するノイズ（電磁波）が外部に放射され、車載される機器等へ影響を及ぼすことを抑制するシールドの役割を果たす。本実施の形態においては、編組シールド６の厚さを０．５ｍｍとした。以下、複数（ここでは３本）の電源ケーブル２を編組シールド６で一括包囲したものを、電源ケーブルバンドル７と呼称する。図２に示すように、本実施の形態では、電源ケーブルバンドル７として、３本の電源ケーブル２を撚り合わせ、その周囲を編組シールド６で一括包囲した三相撚り一括シールド編組付きケーブルを用いるようにした。

コルゲートチューブ４は、予め所定の色（高電圧部であることを示す橙色）に着色される。コルゲートチューブ４に用いる樹脂は、特に限定するものではないが、耐熱性、難燃性の良好な樹脂を用いることが望ましい。また、コルゲートチューブ４に用いる樹脂は、薬品（例えば、融雪剤としてのＣａＣｌ₂）からの保護を考慮して耐薬品性を有することが好ましい。これは、例えば、ＣａＣｌ₂をまいた雪道を車両が走行する際に、ＣａＣｌ₂がコルゲートチューブ４に付着してコルゲートチューブ４が損傷してしまうのを低減するためである。

また、コルゲートチューブ４に用いる樹脂は、電源ケーブルバンドル７の外的な干渉物（例えば、飛び石等）からの保護を考慮して、外的な干渉物からの保護ができる程度の強度を有することが望ましい。

なお、本実施の形態では、可とう性を有する樹脂製のチューブとしてコルゲートチューブ４を用いたが、コルゲートチューブ４は、表面積が大きく放熱性が良いという利点からも車両用導電路１に用いるのに望ましい。樹脂製のチューブとしては、コルゲートチューブ４に限らず、可とう性のある樹脂製またはゴム製のチューブであればどのようなものを用いてもよい。

金属製のパイプ５としては、遮熱性の高い（熱の反射率が高い）金属材料を用いることが望ましく、本実施の形態では、アルミニウムを用いた。アルミニウムは、軽量かつ低コストであり、車両用導電路１に用いる金属製のパイプ５として好適である。

金属製のパイプ５の厚さは、強度を保つため１ｍｍ以上とすることが望ましい。これ以下の厚さにすると強度が保てずに車両用導電路１自体の自重による撓みなどが生じる可能性があるためである。この金属製のパイプ５は、配線形状を所望の形状に保持する役割と、制御用ケーブル３のシールドの役割と、高熱を発する熱源からコルゲートチューブ４に伝わる熱を低減する（遮熱する）役割を兼ねている。

本実施の形態においては、コルゲートチューブ４と金属製のパイプ５として、断面略円形状のものを用いる。これは、金属製のパイプ５の外周におけるコルゲートチューブ４の位置（金属製のパイプ５の外周に沿わせる際の周方向の位置）を自由に変えられるようにするための工夫である。

図３に示すように、車両用導電路１を高熱を発する熱源３１の近傍に配設する場合は、熱源３１の近傍において、コルゲートチューブ４は、金属製のパイプ５の熱源３１と反対側に配置される。これにより、コルゲートチューブ４と熱源３１との距離Ｄが大きくなり、熱源３１からの熱の影響が低減される。さらに、金属製のパイプ５には、遮熱性の高い（熱の反射率が高い）金属材料を用いているため、熱源３１から輻射された熱の一部が金属製のパイプ５で反射され、熱源３１からコルゲートチューブ４に伝わる熱をより低減できる。

熱源３１からコルゲートチューブ４に伝わる熱をより効果的に低減するためには、金属製のパイプ５の径は、コルゲートチューブ４の径の７０％以上程度とすることが望ましい。本実施の形態では、コルゲートチューブ４として径が１９ｍｍのものを用いたので、金属製のパイプ５の径は、１３ｍｍ以上とすることが望ましく、本実施の形態では、金属製のパイプ５の径は、１４ｍｍとした。

金属製のパイプ５とコルゲートチューブ４を結束する結束部材８としては、図１（ａ），（ｂ）に示すようなテープ材９を用いてもよいし、図４（ａ），（ｂ）に示すようなホルダ４１を用いてもよい。テープ材９としては、長期の使用に耐えるように、耐候性、耐熱性、及び高強度を有するテープを用いることが望ましく、例えば、ガラスクロスで補強された粘着テープ等を用いることが可能である。また、その他としては、プラスチックバンドのようなものを用いても良い。

ホルダ４１は、例えば、耐熱性を有する樹脂や金属などからなる。ホルダ４１は、金属製のパイプ５を収容するパイプ収容部４２と、コルゲートチューブ４を収容するチューブ収容部４３とが形成された基部４４と、基部４４の上部を覆う蓋部４５とが、連結部４６にて一体とされた構造となっている。蓋部４５は、基部４４に対して連結部４６を軸として回動自在となっており、蓋部４５の連結部４６と反対側に形成された係合穴４７に、基部４４の連結部４６と反対側に形成された係合突起４８を係合させることで、基部４４の上部を覆った状態で基部４４に固定されるようになっている。パイプ収容部４２に金属製のパイプ５を、チューブ収容部４３にコルゲートチューブ４を収容した状態で、基部４４の係合突起４８を蓋部４５の係合穴４７に係合させると、蓋部４５により連結部４６側の基部４４が係合突起４８側に引き寄せられ、金属製のパイプ５とコルゲートチューブ４とがホルダ４１に対してしっかりと固定される。

結束部材８は、車両用導電路１の長手方向に所定の間隔で設けられるが、例えば、金属製のパイプ５の周囲に螺旋状にコルゲートチューブ４を配置すれば、コルゲートチューブ４自身のねじりにより、金属製のパイプ５とコルゲートチューブ４とが結束されることになるので、結束部材８の数を少なくし、コストを削減することができる。

また、金属製のパイプ５の端部には、図示していないが、可とう性を有するシールド線の一端が電気的に接続され、そのシールド線で金属製のパイプ５の端部より延出された制御用ケーブル３の周囲を覆うようにされる。シールド線は、例えば編組シールドからなり、その他端部は、制御用ケーブル３が接続される図示しない機器のシールドケースに電気的に接続される。シールド線は、金属製のパイプ５を機器のシールドケースに電気的に接続する役割と、金属製のパイプ５から延出された制御用ケーブル３のシールドの役割を兼ねている。

本実施の形態の作用を説明する。

本実施の形態に係る車両用導電路１では、電線（ここでは、編組シールド６で一括包囲された３本の電源ケーブル２）が挿通される可とう性を有するコルゲートチューブ４と、電線（ここでは、１本の制御用ケーブル３）が挿通される所望の形状に成形可能な金属製のパイプ５と、コルゲートチューブ４と金属製のパイプ５とを結束する結束手段８と、を有し、コルゲートチューブ４を、金属製のパイプ５の外周に沿わせるように配置している。

これにより、高熱を発する熱源３１近傍に車両用導電路１を配設する場合であっても、コルゲートチューブ４を金属製のパイプ５の熱源３１と反対側に配置し、つまり、コルゲートチューブ４を熱源３１から金属製のパイプ５を介して配置することで、熱源３１からコルゲートチューブ４へ向かう熱の少なくとも一部を金属製のパイプ５が遮熱（反射）し、コルゲートチューブ４に対する熱源３１からの熱の影響を低減することが可能となる。よって、コルゲートチューブ４として、耐熱性の高いもの（例えば、連続１２５℃耐熱のナイロン製）を用いる必要がなくなり、安価な通常（例えば、連続９５℃耐熱のポリプロピレン製）のコルゲートチューブ４を用いることが可能となり、コストを削減できる。

また、熱源３１近傍を避けるように金属製のパイプ５に曲げ加工を施す必要もないので、製造が容易である。

さらに、金属製のパイプ５をコルゲートチューブ４内に収容する場合は、金属製のパイプ５を所望の形状に成形してから、コルゲートチューブ４を通すため、コルゲートチューブ４の挿入作業に時間がかかってしまうが、車両用導電路１では、電線ケーブルバンドル７のみをコルゲートチューブ４に通すため、挿入作業が短時間で済み、製造が容易である。

さらにまた、車両用導電路１では、予め着色したコルゲートチューブ４に、編組シールド６で一括包囲した複数の電源ケーブル２を挿通し、金属製のパイプ５に、少なくとも１本の制御用ケーブル３を挿通するようにしている。

金属製のパイプ５には電源ケーブル２が挿通されないので、金属製のパイプ５を所定の色（橙色）に塗装する必要はなく、従来行っていた金属製のパイプに塗装を行う塗装工程を省略することが可能となる。これにより製造の容易な車両用導電路１を実現でき、結果的に製造コストも削減できる。また、本実施の形態では、金属製のパイプ５には塗装を施さないので、金属製のパイプに塗装を施す従来技術と比較してリサイクルし易い車両用導電路１を実現できる。

また、車両用導電路１では、金属製のパイプ５と編組シールド６とが直接接触しないので、金属製のパイプ５と編組シールド６に異なる金属材料を用いる場合であっても、ガルバニック腐食（異種金属間の腐食）を防止することが可能である。

さらに、車両用導電路１では、複数の電源ケーブル２を編組シールド６で一括包囲しているため、電源ケーブル２にて発生するノイズ（電磁波）の放射を編組シールド６にて抑制することができ、かつ、制御用ケーブル３を金属製のパイプ５に収容しているため、結果的に制御用ケーブル３を２重にシールドしていることになり、電源ケーブル２にて発生するノイズが制御用ケーブル３を伝搬する電気信号に影響を及ぼしてしまうことがなくなる。このため、電源ケーブル２や制御用ケーブル３として、シールド用の外部導体のない安価なケーブルを用いることが可能になり、コスト低減につながる。

また、車両用導電路１では、電源ケーブルバンドル７をコルゲートチューブ４に挿通し、これを制御用ケーブル３を収容した金属製のパイプ５に沿わせているため、電源ケーブルバンドル７と制御用ケーブル３とを容易に分岐できる。分岐した電源ケーブルバンドル７では、電源ケーブル２が編組シールド６で覆われているため、分岐部分に別途シールドなどを設ける必要がなく、電源ケーブル２の機器への接続が容易となる。さらに、分岐した電源ケーブルバンドル７は、コルゲートチューブ４で覆われているため、別途端末用のコルゲートチューブ等を用意する必要がなく、製造が容易である。

さらに、車両用導電路１では、金属製のパイプ５とコルゲートチューブ４とを断面円形状に形成しているため、金属製のパイプ５の外周におけるコルゲートチューブ４の位置（金属製のパイプ５の外周に沿わせる際の周方向の位置）を容易に変更することができる。

また、車両用導電路１では、金属製のパイプ５として、遮熱性の高い（熱の反射率が高い）アルミニウムからなるものを用いているため、熱源３１からの熱の一部を金属製のパイプ５で反射し、コルゲートチューブ４に対する熱源３１からの熱の影響をより低減できる。

また、車両用導電路１では、金属製のパイプ５から延出した制御用ケーブル３をそのまま機器に接続することが可能であり、制御用ケーブル３の機器への接続が容易である。なお、本実施の形態では、金属製のパイプ５の端部にシールド線を設ける場合を説明したが、金属製のパイプ５を接続対象の機器の近傍まで延長し、制御用ケーブル３の露出距離を短くすることで、シールド線を省略することも可能である。なお、シールド線を省略する場合、別途用意した電線などを用いて金属製のパイプ５をグランド接続すればよい。

また、コルゲートチューブ４を金属製のパイプ５の熱源３１と反対側に配置し、つまり、コルゲートチューブ４を熱源３１から金属製のパイプ５を介して配置することで、結果として、熱源３１とコルゲートチューブ４との距離を大きくすることが可能となり、熱源３１からの熱の影響を受けにくくすることが可能となる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施の形態では、１本の制御用ケーブル３を金属製のパイプ５内に収容する場合を説明したが、金属製のパイプ５内に収容する制御用ケーブル３は２本以上であってもよいし、制御用ケーブル３に加えて、金属製のパイプ５内に制御用ケーブル３以外のケーブル、例えば、補助電力線などを収容するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、３相交流を想定して３本の電源ケーブル２を用いる場合を説明したが、電源ケーブル２の本数はこれに限らず、例えば、２相交流を想定して２本の電源ケーブル２を用いるようにしてもよい。

なお、本発明における「樹脂製のチューブ（コルゲートチューブ４）は、金属製のパイプ５の外周に沿わせるように配置される」とは、本発明の一実施の形態に係る車両用導電路１（図１の車両用導電路１）のようにコルゲートチューブ４を長手方向全てにわたって金属製のパイプ５に接触させて沿わせて配置させる場合や、変形例に係る車両用導電路１（図４の車両用導電路１）のようにコルゲートチューブ４を長手方向の一部において金属製のパイプ５と接触させず、その一部を除いてコルゲートチューブ４と金属製のパイプ５とを接触させて沿わせて配置させる場合や、更には、コルゲートチューブ４と金属製のパイプ５とを長手方向全てにわたって所定の距離を離間して接触させずに沿わせて配置させる場合をいうものとする。

１ 車両用動電路
２ 電源ケーブル
３ 制御用ケーブル
４ コルゲートチューブ（樹脂製のチューブ）
５ 金属製のパイプ
６ 編組シールド（シールド部材）
７ 電源ケーブルバンドル
８ 結束部材

Claims (6)

1. 電線が挿通される可とう性を有する樹脂製のチューブと、
   電線が挿通される所望の形状に成形可能な金属製のパイプと、
   前記樹脂製のチューブと前記金属製のパイプとを結束する結束手段と、
   を有し、
   前記樹脂製のチューブは、前記金属製のパイプの外周に沿わせるように配置され、かつ、熱源との間に前記金属製のパイプを介して配置されることを特徴とする車両用導電路。
2. 前記樹脂製のチューブには、可とう性を有するシールド部材で一括包囲した複数の電源ケーブルが挿通され、
   前記金属製のパイプには、少なくとも１本の制御用ケーブルが挿通される
   請求項１記載の車両用導電路。
3. 前記金属製のパイプは、断面円形状に形成される請求項１または２記載の車両用導電路。
4. 前記樹脂製のチューブは、断面円形状に形成される請求項１〜３いずれかに記載の車両用導電路。
5. 前記金属製のパイプは、アルミニウムからなる請求項１〜４いずれかに記載の車両用導電路。
6. 前記結束手段は、
   前記金属製のパイプを収容するパイプ収容部と前記樹脂製のチューブを収容するチューブ収容部とが形成された基部と、該基部の上部を覆う蓋部とが、連結部にて一体とされた構造のホルダからなり、
   前記蓋部は、前記基部に対して前記連結部を軸として回動自在となっており、前記蓋部の前記連結部と反対側に形成された係合穴に、前記基部の前記連結部と反対側に形成された係合突起を係合させることで、前記基部の上部を覆った状態で前記基部に固定される
   請求項１〜５いずれかに記載の車両用導電路。

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