JP6812913B2 - 電磁シールド部品及びワイヤハーネス - Google Patents

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）。
このような電磁シールド部品は、導電性を有する筒状部材を備え、電線の配索経路に合わせて筒状部材を所定の形状に曲げ加工している。筒状部材は、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筒状部材を形成している。

特開２０１５−１６５４６８号公報

しかしながら、２つの半割筒部材同士を単に溶接すると、内部の電線を損傷させる虞がある。
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、電線の損傷を抑えられる電磁シールド部品、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、半割筒状の第２半割筒部と、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が溶接された溶接部位と、を有し、前記第１半割筒部の内周面には、その内周面から前記筒状部材の径方向内側に延出するとともに、前記第２半割筒部側に向かって延出する延出部が形成され、前記延出部のうち前記溶接部位と前記径方向において対向する部分は、前記溶接部位との間に空隙を有するように設けられている。

この構成によれば、第１半割筒部の内周面には、その内周面から筒状部材の径方向内側に延出するとともに、第２半割筒部側に向かって延出する延出部が形成され、延出部のうち溶接部位と径方向において対向する部分は、溶接部位との間に空隙を有する。これにより、各周方向両端部間を溶接する際に熱源（エネルギー源）から付与された熱（エネルギー）が直接電線に付与されることが抑えられ、電線の損傷が抑えられる。また、溶接の際に発生しうるスパッタを延出部によって受けることができるため、スパッタによる電線の損傷が抑えられる。

上記電磁シールド部品において、前記延出部は、前記第１半割筒部の周方向両端部のそれぞれに形成されており、前記各延出部は、その延出方向における先端部に径方向外側を向く先端面を有し、前記先端面の少なくとも一部が前記第２半割筒部の内周面に当接していることが好ましい。

この構成では、第１半割筒部の周方向両端部のそれぞれに形成された各延出部の先端面の一部が第２半割筒部の内周面に当接しているため、各半割筒部の周方向両端部を当接させた状態で、第１半割筒部に設けられた延出部によって第２半割筒部の移動を規制することができ、溶接の際における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、前記延出部は、その延出方向における先端部に前記第２半割筒部の内周面に向く先端面を有し、前記先端面は、対向する前記第２半割筒部の内周面に沿うように形成されていることが好ましい。

この構成によれば、延出部は、その延出方向における先端部に前記第２半割筒部の内周面に向く先端面を有し、前記先端面は、対向する前記第２半割筒部の内周面に沿うように形成されている。このため、第１半割筒部と第２半割筒部とを対向させて周方向両端部を近接する際に、延出部が設けられない第２半割筒部の周方向端部が第１半割筒部に設けられる延出部の先端面と接触した場合にその端部を径方向外側に案内することができる。

上記電磁シールド部品において、前記延出部は、前記第１半割筒部の内周面から前記第２半割筒部の内周面に向かって湾曲するように延出されていることが好ましい。
この構成によれば、延出部が湾曲するように形成されていることで、筒状部材を曲げ加工する際の加工性の悪化を抑えることができる。

また、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。

上記ワイヤハーネスにおいて、前記電線は、前記電磁シールド部品内に複数挿通され、前記延出部は、前記複数の電線の並設方向と交差する方向に位置することが好ましい。
この構成によれば、複数の電線の並設方向と交差する方向に延出部が設けられることで、例えば電線の並設方向上に延出部が設けられる場合と比較して電線との干渉を抑えることができる。つまり、筒状部材を略真円形状とした場合に、筒状部材内におけるスペースを有効に活用することができるため、筒状部材の大型化を抑えることができる。

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、電線の損傷を抑えられる。

実施形態のワイヤハーネスの概略構成図。 図１における２−２線断面図。 同形態の金属パイプの製造方法を説明するための説明図。

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を一括して電磁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。

図２に示すように、本実施形態の金属パイプ３１は、半割筒状の半割筒部４１と、半割筒状の半割筒部４２とを有する。
半割筒部４１，４２は、アルミニウム系の金属材料から構成される。

半割筒部４１は、半割筒状をなして、一方向において開口する形状をなしている。半割筒部４１の延在方向に垂直な断面形状は、例えば、半円周状に形成されている。
半割筒部４２は、半割筒状の本体部４３と、本体部４３の周方向両側の端部４３ａ近傍であって本体部４３の内周面４３ｂからそれぞれ延出する延出部４４を有する。本体部４３の延在方向に垂直な断面形状は、例えば、半円周状に形成されている。半割筒部４１，４２は、例えば、押出成形によって形成されている。

一対の半割筒部４１，４２は、半割筒部４１の周方向両側の端部４１ａと半割筒部４２の本体部４３の周方向両側の端部４３ａとを合わせるようにして合体される。具体的には、半割筒部４１の周方向両側の端部４１ａと半割筒部４２の周方向両側の端部４３ａとが溶接されて一対の半割筒部４１，４２が合体される。これら端部４１ａと端部４３ａとが溶接された溶接部位Ｐは、半割筒部４１，４２の延在方向の全長に亘って形成されている。この溶接部位Ｐによって、一対の半割筒部４１，４２の端部４１ａ，４３ａが閉合されている。これにより、略真円筒状の金属パイプ３１が形成される。

図２に示すように、各延出部４４は、半割筒部４２（本体部４３）側から半割筒部４１の内周面４１ｂに向かって湾曲形状をなすように形成される。すなわち、延出部４４の断面形状（半割筒部４１，４２の延在方向に垂直な断面形状）が円弧状に形成されている。また、各延出部４４は、半割筒部４２の延在方向の全長に亘って形成されている。

各延出部４４は、溶接部位Ｐと金属パイプ３１の径方向内側において対向する部分に空隙Ｓを有するように形成される。各延出部４４は、半割筒部４１，４２が溶接された状態で延出部４４の先端面４４ａが半割筒部４１の内周面４１ｂと当接するまで延出するように構成される。湾曲形状をなす各延出部４４の先端面４４ａは、対向（当接）する半割筒部４１の内周面４１ｂに沿うに形成される。なお、本例において内周面４１ｂに沿うような形状としては、曲面形状や平面形状を含むものとする。

また、先端面４４ａは半割筒部４１の内周面４１ｂに沿うことで金属パイプ３１の径方向外側を向くように構成される。各延出部４４の先端面４４ａは、半割筒部４１，４２が対向する方向Ｄ１と交差する方向であって、対向する方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２と交差する方向に沿った平面である。各延出部４４の先端面４４ａは、各半割筒部４１，４２が対向する方向Ｄ１の内で半割筒部４１側ほど、対向する方向Ｄ１と直交する方向且つ電線１３ａ，１３ｂの挿通方向と直交する方向である方向Ｄ２において延出部４４が延出する半割筒部４１の端部４１ａ側から離間するように構成される。

延出部４４の厚さは、例えば本体部４３の厚さの略半分から本体部４３の厚さと略同定度の範囲に設定することが好ましい。ここで、例えば延出部４４の厚さが本体部４３の厚さよりも厚くなったり、本体部４３の厚さの半分よりも薄くなったりすると金属パイプ３１を曲げ加工する際に曲げ加工する内側部分に皺等が発生する虞がある。また、延出部４４の曲率半径を極端に小さくしたり、極端に大きくしたりすると金属パイプ３１を曲げ加工する際に皺等が発生する虞がある。そのため、延出部４４の曲率半径も皺等が発生しないような設定とすることが好ましい。

また、延出部４４は、２本の高圧電線１３ａ，１３ｂの並設方向（方向Ｄ２と同方向）と直交する方向（方向Ｄ１と同方向）に位置している。これにより、金属パイプ３１内のスペースを有効に活用することができる。

図１に示すように、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３に示すように、半割筒部４１の周方向両側の端部４１ａと半割筒部４２の本体部４３の周方向両側の端部４３ａとが対向するように配置する。

次いで、半割筒部４１の端部４１ａと半割筒部４２の本体部４３の端部４３ａとが方向Ｄ１において当接するまで相対的に移動させる。このとき、例えば半割筒部４１の端部４１ａが延出部４４の先端面４４ａと接触した場合、先端面４４ａによって半割筒部４１の端部４１ａが金属パイプ３１の径方向外側に案内される。また、各端部４１ａ，４３ａ同士が方向Ｄ１において当接した状態では、半割筒部４２側の延出部４４の先端面４４ａが半割筒部４１の内周面４１ｂと当接した状態となる。これにより、半割筒部４１と半割筒部４２とが対向する方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２に対して相対移動しようとする力が付与された場合であっても延出部４４（先端面４４ａ）と内周面４１ｂとが当接して方向Ｄ２に対する相対的な位置ズレの発生が抑えられている。

そして、半割筒部４１の端部４１ａと半割筒部４２の本体部４３の端部４３ａとを当接させた状態で各端部４１ａ，４３ａ間にレーザ等の熱（エネルギー）を付与（照射）して溶接して金属パイプ３１が完成する。このとき、各端部４１ａ，４３ａ同士全体が溶接されるように熱を付与すると、熱が各端部４１ａ，４３ａよりも径方向内側に達するが、それらの熱は延出部４４で受けることとなるため、内部の高圧電線１３ａ，１３ｂまで達することが抑えられている。同様に、溶接時にスパッタ等の発生が懸念されるが、スパッタが発生した場合でも延出部４４でスパッタを受けることとなる。このようにして、延出部４４によって高圧電線１３ａ，１３ｂの損傷が抑えられる。

次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）半割筒部４２（本体部４３）の内周面４３ｂには、その内周面４３ｂから金属パイプ３１の径方向内側に延出するとともに、半割筒部４１側に向かって延出する延出部４４が形成され、延出部４４のうち溶接部位Ｐと径方向において対向する部分は、溶接部位Ｐとの間に空隙Ｓを有する。これにより、各端部４１ａ，４３ａ間を溶接する際に熱源から付与されたレーザ等による熱（エネルギー）が直接電線１３ａ，１３ｂに付与されることが抑えられる。これにより、高圧電線１３ａ，１３ｂの損傷が抑えられる。また、溶接の際に発生しうるスパッタを延出部４４によって受けることができるため、スパッタによる高圧電線１３ａ，１３ｂの損傷が抑えられる。

（２）半割筒部４２（本体部４３）の周方向両側の端部４３ａのそれぞれに形成された各延出部４４の先端面４４ａが半割筒部４１の内周面４１ｂに当接している。そのため、各半割筒部４１，４２の周方向両側の端部４１ａ，４３ａを当接させた状態で、半割筒部４２に設けられた延出部４４によって半割筒部４１の移動を規制することができ、溶接の際における位置ズレを抑えることができる。

（３）延出部４４は、その延出方向における先端部に半割筒部４１の内周面４１ｂに向く先端面４４ａを有し、先端面４４ａは、対向する半割筒部４１の内周面４１ｂに沿うように形成されている。このため、半割筒部４１と半割筒部４２とを対向させて周方向両側の端部４１ａ，４３ａを近接する際に、延出部４４が設けられていない半割筒部４１の端部４１ａが半割筒部４２（本体部４３）に設けられる延出部４４の先端面４４ａと接触した場合にその端部４１ａを径方向外側に案内することができる。

（４）延出部４４が湾曲するように形成されていることで、金属パイプ３１を曲げ加工する際の加工性の悪化を抑えることができる。
（５）複数の高圧電線１３ａ，１３ｂの並設方向と交差する方向に延出部４４が設けられることで、高圧電線１３ａ，１３ｂの並設方向上に延出部が設けられる場合と比較して高圧電線１３ａ，１３ｂとの干渉を抑えることができる。つまり、金属パイプ３１を略真円形状とした場合に、金属パイプ３１内におけるスペースを有効に活用することができるため、筒状部材の大型化を抑えることができる。

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、延出部４４を半割筒部４２の周方向両側の端部４３ａの近傍に設ける構成としたが、これに限らない。例えば、半割筒部４１の周方向両側の端部４１ａの近傍に延出部４４を設ける構成を採用してもよい。また、半割筒部４１及び半割筒部４２のそれぞれに１つずつ延出部４４を設ける構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、延出部４４の先端面４４ａが半割筒部４１の内周面４１ｂと当接する構成としたが、これに限らない。例えば延出部４４の先端面４４ａが半割筒部４１の内周面４１ｂに近接する等、先端面４４ａが内周面４１ｂから離間する構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、延出部４４の先端面４４ａが半割筒部４１の内周面４１ｂに沿った形状としたが、これに限らない。例えば先端面４４ａが径方向内側を向くような形状であったり、方向Ｄ１と平行な方向や方向Ｄ２と平行な方向を向くような形状であってもよい。

・上記実施形態では先端面４４ａを平面形状としたが、例えば曲面形状などのその他の形状を採用してもよい。
・上記実施形態では、延出部４４を湾曲形状（円弧形状）となるように構成したが、これに限らず、例えばＬ字状やＶ字状などの延出部４４の断面形状において直線部分を有するような構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、半割筒部４１及び半割筒部４２（本体部４３）を半円筒状をなすように構成して金属パイプ３１を略真円形状をなすように構成したが、これに限らない。金属パイプ３１を楕円や長円形状などの真円形状以外の形状をなすように半割筒部４１及び半割筒部４２を適宜変更ししてもよい。

・上記実施形態では、各半割筒部４１，４２の周方向両端部を対向させる構成としたが、周方向両端部を径方向において重ねる構成を採用してもよい。
・上記実施形態のワイヤハーネス１０では、２本の高圧電線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、例えば定格電圧が１２Ｖや２４Ｖの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）とを接続して各種低電圧機器を駆動させるための電力供給用の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
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…半割筒部（第２半割筒部）
４１ａ…端部
４１ｂ…内周面
４２…半割筒部（第１半割筒部）
４３ａ…端部
４３ｂ…内周面
４４…延出部
４４ａ…先端面
Ｐ…溶接部位
Ｓ…空隙

Claims (6)

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、半割筒状の第２半割筒部と、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が溶接された溶接部位と、を有し、
   前記第１半割筒部の内周面には、その内周面から前記筒状部材の径方向内側に延出するとともに、前記第２半割筒部側に向かって延出する延出部が形成され、
   前記延出部のうち前記溶接部位と前記径方向において対向する部分は、前記溶接部位との間に空隙を有するように設けられてい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、
   前記延出部は、前記第１半割筒部の周方向両端部のそれぞれに形成されており、
   前記各延出部は、その延出方向における先端部に径方向外側を向く先端面を有し、
   前記先端面の少なくとも一部が前記第２半割筒部の内周面に当接してい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、
   前記延出部は、その延出方向における先端部に前記第２半割筒部の内周面に向く先端面を有し、
   前記先端面は、対向する前記第２半割筒部の内周面に沿うように形成されている電磁シールド部品。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁シールド部品において、
   前記延出部は、前記第１半割筒部の内周面から前記第２半割筒部の内周面に向かって湾曲するように延出されている電磁シールド部品。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載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ワイヤハーネス。
6. 請求項５に記載のワイヤハーネスにおいて、
   前記電線は、前記電磁シールド部品内に複数挿通され、
   前記延出部は、前記複数の電線の並設方向と交差する方向に位置するワイヤハーネス。