JP6763310B2 - 電磁シールド部品及びワイヤハーネス - Google Patents

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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 (4)

  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た接続部と、を有し、
    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微細化剤を含有する前記接続部を収容する収容凹部が設けられ、
    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の隙間を埋めるように溶接された前記接続部を介して、前記第1半割筒部と前記第2半割筒部とが接合されていることを特徴とする電磁シールド部品
  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電磁シールド部品
  3. 請求項2に記載の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を特徴とする電磁シールド部品
  4. 請求項1〜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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