JP6928855B2 - ワイヤーハーネス - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤーハーネスに関し、特に、シールド付きのワイヤーハーネスに適用して好適なものである。

従来、フラットケーブルは、放熱性が高いことから、電流容量が大きくかつ丸線に比して電線の断面積を縮小できるため、ワイヤーハーネスの軽量化や、配索の省スペース化、特に低背化が期待されている。特に、高圧で高電流の環境において使用される高圧ハーネスへのフラットケーブルの適用が期待されている。ところが、高圧ハーネスは、大電流による電磁誘導ノイズが問題視されていることから、アルミパイプや編組によってシールドされてきた。例えば、特許文献１，２には、保護材に収容され、金属編組などのシールド層の内部に扁平状のフラットケーブルが配置されたワイヤーハーネスが記載されている。特許文献３には、積層されたフラットケーブルがシールドされたワイヤーハーネスが記載されている。

特開２０１１−１３４６６７号公報 特開２０１２−２３５６６６号公報 特開２０１４−１２８１３０号公報

ここで、ワイヤーハーネスにフラットケーブルを用いたり丸線を並べて用いたりする場合、これらをシールドする際のシールド周長が長くなるという問題が生じる。また、フラットケーブルや丸線を並べて用いると、丸線の場合に用いられる丸パイプのシールドとは異なり、シールドの断面において短辺の長さに対する長辺の長さで規定されるアスペクト比が大きくなる。これにより、シールドの角や短辺側の部分でシールド電流密度が減少して、シールド性能が低下するという問題が生じる。そこで、複数のフラットケーブルを積層することによって、シールドの周長を短尺化することが考えられるが、返って放熱性や省スペース化といったフラットケーブルの利点が損なわれることになる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、放熱性および省スペース化を確保しつつ、シールド性能を向上できるワイヤーハーネスを提供することにある。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係るワイヤーハーネスは、単体または複数のケーブルを内包するフラットシールド層を備えたワイヤーハーネスであって、前記フラットシールド層は、前記ケーブルに流れる交流電流密度の中心位置からの距離が近い部分の層厚が、前記ケーブルに流れる交流電流密度の中心位置からの距離が遠い部分の層厚よりも大きいことを特徴とする。

本発明の一態様に係るワイヤーハーネスは、上記の発明において、前記フラットシールド層は、幅方向に沿った断面の周において長辺と短辺とを有し、前記長辺の側の層厚が前記フラットシールド層の全体の平均層厚より大きく、前記短辺の側の層厚が前記平均層厚より小さいことを特徴とする。

本発明の一態様に係るワイヤーハーネスは、上記の発明において、前記短辺に対する前記長辺のアスペクト比が、３以上３０以下であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るワイヤーハーネスは、上記の発明において、複数の前記ケーブルが幅方向に並列に配置されて前記フラットシールド層に内包され、前記フラットシールド層の前記複数のケーブルのそれぞれの間を覆う部分の層厚が、前記フラットシールド層の前記複数のケーブルのそれぞれの間を覆う部分以外の層厚よりも大きいことを特徴とする。

本発明の一態様に係るワイヤーハーネスは、上記の発明において、前記フラットシールド層における層厚が最も大きい部分の層厚が、前記層厚が最も小さい部分の層厚の２倍以上１０倍以下であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るワイヤーハーネスは、単体または複数のケーブルを内包するフラットシールド層を備えたワイヤーハーネスであって、前記フラットシールド層において、前記ケーブルに流れる交流電流密度の中心位置からの距離が近い部分の外面に、前記フラットシールド層と独立してシールド接地されたドレイン線が設けられていることを特徴とする。

本発明の一態様に係るワイヤーハーネスは、上記の発明において、複数の前記ケーブルが幅方向に並列に配置されて前記フラットシールド層に内包され、前記ドレイン線は、前記フラットシールド層の外面で前記複数のケーブルのそれぞれの間を覆う部分に設けられていることを特徴とする。

本発明の一態様に係るワイヤーハーネスは、上記の発明において、前記フラットシールド層の層厚と前記ドレイン線の層厚との合計が、前記フラットシールド層の層厚が最も小さい部分の層厚の２倍以上１０倍以下であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るワイヤーハーネスは、上記の発明において、前記フラットシールド層における層厚が０．０８ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明に係るワイヤーハーネスによれば、シールド電流の電流密度が高い部分の有効断面積を増加できるので、放熱性および省スペース化を確保しつつ、シールド性能を向上することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態によるワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。 図２は、本発明の第２の実施形態によるワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。 図３は、本発明の第３の実施形態によるワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。 図４は、本発明の第４の実施形態によるワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。 図５は、本発明の第５の実施形態によるワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。 図６は、本発明の第６の実施形態によるワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。 図７は、従来技術によるワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。 図８は、ワイヤーハーネスにおけるノイズの周波数特性を示すグラフである。 図９は、本発明の第１変形例によるフラットケーブルが２本のワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。 図１０は、本発明の第２変形例によるフラットケーブルが２本のワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

まず、本発明の実施形態について説明する前に、本発明者が行った鋭意検討について説明する。すなわち、フラットケーブルは、放熱性が高いことから電流容量が大きく、丸線に比して電線の断面積を縮小できることから、ワイヤーハーネスの軽量化や配索時の省スペース化に寄与する。そのため、フラットケーブルを用いて高圧ハーネスとなるワイヤーハーネスを構成することが考えられる。ところが、高圧ハーネスにおいては、大電流による電磁誘導ノイズ（以下、ノイズ）が問題になるので、アルミパイプや編組によってシールドされる。

図７は、従来技術によるワイヤーハーネスを示す幅方向に沿った断面図である。図７に示すように、フラットケーブル１は、扁平な形状を有する導体２の周囲が被覆３によって被覆されて構成される。導体２は、例えば４０本程度の複数の素線を撚って構成した芯線などから構成される。各素線は、例えば、アルミニウム素線であって純度の高いアルミニウムやアルミニウム合金からなる。なお、導体２は、複数の素線からなる撚り線を幅方向に複数並べた撚り線の集合体や、複数の素線を幅方向に並べた素線の集合体や、平角導体などの扁平な形状の単線などを用いてもよい。被覆３は、絶縁性を有する例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、またはノンハロゲン材料などの樹脂からなる。被覆３を構成する樹脂には、可塑剤などの添加材が添加されていてもよい。フラットケーブル１は、長手方向に直角な幅方向に沿った断面（以下、幅方向断面）が扁平状に形成されている。

従来技術によるワイヤーハーネス１００は、フラットケーブル１がシールド性を付与するためのフラットシールド層１０１に内包された、シールド付きフラットワイヤーハーネスである。フラットシールド層１０１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などの電流を通電可能な材料からなる編組やパイプから構成される。図７に示すフラットシールド層１０１は幅方向断面の形状が略矩形状である。フラットケーブル１とフラットシールド層１０１との間には、所定のクリアランスが設けられる。また、幅方向断面におけるフラットシールド層１０１の層厚は、周方向に沿って略一定である。

ワイヤーハーネス１００にフラットケーブル１を用いると、フラットケーブル１をシールドする際のフラットシールド層１０１の周長（図７に示す例では２×（Ａ＋Ｂ））が長くなる。また、フラットケーブル１を覆うように設けられるフラットシールド層１０１において、縦の長さである厚さＢに対する横の長さである幅Ａで規定されるアスペクト比（Ａ／Ｂ）が大きくなる。これらの要因から、フラットシールド層１０１の角部や短辺側の部分においてシールド電流密度が減少するため、シールド性能が低下する可能性が生じる。また、フラットシールド層１０１に流れる電流や電流分布、フラットシールド層１０１の接地抵抗などもノイズに影響する。

この点について、本発明者は種々検討を行った。すなわち、本発明者は、高圧・大電流の交流電流を、ワイヤーハーネス１００に対して周波数を１０ｋＨｚ〜１ＧＨｚの範囲で種々変更して通電させ、フラットケーブル１およびフラットシールド層１０１の電流密度分布を測定した。本発明者は、測定した電流密度分布において、フラットシールド層１０１などの角型のシールドにおいては、長辺側にシールド電流が集中しやすい密度分布になることを知見した。本発明者は、フラットシールド層１０１の長辺側においてシールド電流が流れやすく、短辺側、特に角部においてシールド電流が流れにくい点に着目した。まず、アンペールの法則（Ｈ＝Ｉ／２πｒ、Ｈ：磁界、Ｉ：電流、ｒ：距離）から、ワイヤーハーネス１００における電磁誘導ノイズは距離の関数になる。そこで、フラットシールド層に対して、長辺側の断面積、特にシールド電流が集中しやすい部分の断面積を増加させ、シールド電流に寄与する有効断面積を増加させることによって、シールド性能を向上させることを想到した。

また、本発明者は、ワイヤーハーネス１００に対して周波数を１０ｋＨｚ〜１ＧＨｚの範囲で交流電流を通電させた場合の、ノイズの周波数依存性を測定した。その結果を図８に示す。図８は、ノイズ（ｄＢｍ）の周波数依存性を示すグラフである。図８から、ワイヤーハーネス１００に対して交流電流を通電させた場合の、交流電流の周波数が１ＭＨｚ以上になると、ノイズが急激に増加することが分かる。この点から、本発明者は、交流電流の周波数が１ＭＨｚ以上の場合にシールド電流が集中しやすい部分において、シールド電流が流れる有効断面積を増加させることが好ましいことを想到した。本発明者は、想到した方法についてさらに具体的な検討を行い、フラットケーブルに流れる交流電流密度の中心位置からの距離が近い部分の層厚を、遠い部分の層厚よりも大きくすることを案出した。これにより、シールド電流の電流密度が低い部分のシールド層の層厚を小さくできるので、ワイヤーハーネスの軽量化も実現できる。以下に説明する実施形態は、以上の鋭意検討に基づいて案出されたものである。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態によるワイヤーハーネスについて説明する。図１は、この第１の実施形態によるワイヤーハーネスを示す。図１に示すように、第１の実施形態によるワイヤーハーネス１０は、単体のフラットケーブル１がフラットシールド層１１に内包されて構成される。なお、フラットケーブル１は、上述した従来のフラットケーブル１の構成と同様である。図１に示すように、フラットケーブル１が１本の場合、交流電流密度の中心位置Ｐは、フラットケーブル１の断面中心である。そのため、フラットシールド層１１は、フラットケーブル１に流れる交流電流密度の中心位置からの距離が近い部分の層厚が、交流電流密度の中心位置からの距離が遠い部分の層厚よりも大きくなるように構成されている。換言すると、フラットケーブル１に１ＭＨｚ以上の周波数帯の交流電流を通電させた場合のシールド電流の電流密度が高くなる部分の層厚が、電流密度が低い部分の層厚よりも大きくなるように構成されている。ここで、電流密度が高いとは、フラットシールド層１１の幅方向断面における局所的な電流密度が、フラットシールド層１１に流れるシールド電流の平均の電流密度よりも高いことを意味する。反対に、電流密度が低いとは、フラットシールド層１１の幅方向断面における局所的な電流密度が、フラットシールド層１１に流れるシールド電流の平均の電流密度よりも低いことを意味する。

フラットシールド層１１は、幅方向断面の周において、長辺と短辺とを有する略矩形状である。フラットシールド層１１は、例えばＡｌやＣｕなどの電流を通電可能な材料からなる編組やパイプから構成される。フラットシールド層１１は、フラットケーブル１の長辺側（以下、長辺側）において、幅方向断面の層厚が、幅方向（図１中、ｘ方向）に沿った両側から略中央部分に向かって増加するように構成されている。換言すると、フラットシールド層１１の長辺側の幅方向断面形状は、シールド電流の電流密度が高い部分に頂部１１ａが位置するような山型形状になる。これにより、長辺側の層厚がフラットシールド層１１の全体の平均層厚より大きくなる一方、短辺側の層厚が平均層厚より小さくなる。ここで、フラットシールド層１１の頂部１１ａは、厚さ方向（図１中、ｙ方向）から見て、フラットケーブル１に流れる交流電流密度の中心位置Ｐに対応する部分に設けることが好ましい。

フラットシールド層１１の層厚Ｄは、ワイヤーハーネス１０の使用に応じて種々の層厚とすることが可能であるが、車両などに用いることを考慮すると、０．０８ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。フラットシールド層１１において、層厚Ｄが最大となる頂部２１ａでの層厚Ｄ₁は、層厚Ｄが最小となる角部や短辺側の層厚Ｄ₂に対して、典型的には２倍以上１０倍以下であり、好適には３倍以上８倍以下、より好適には３倍以上４倍以下である。フラットケーブル１を覆うように設けられるフラットシールド層１１において、厚さＢに対する幅Ａのアスペクト比（Ａ／Ｂ）、すなわちワイヤーハーネス１０のアスペクト比（Ａ／Ｂ）は、３以上３０以下が好ましい。

フラットシールド層１１の短辺側の層厚は、略一定に構成される。フラットシールド層１１の短辺側はシールド電流の電流密度が小さいことから、フラットシールド層１１の短辺側の層厚は、頂部１１ａの層厚未満、好適には長辺側の層厚の平均以下になるように構成するのが好ましい。また、第１の実施形態によるフラットシールド層１１は、内面がフラットケーブル１の外面と近接するように設けられている。これにより、ワイヤーハーネス１０の小型化を図ることができる。

（シールド性能の測定方法および測定条件）
次に、シールド性能の測定方法および測定条件について説明する。なお、シールド性能の測定は、吸収クランプ法（ＣＩＳＰＲ １６−１−３）により行う。ここで、終端抵抗は５０Ω、筐体抵抗は２ｍΩであって、測定周波数を１０ｋＨｚ〜１ＧＨｚとする。また、シールド性能（ｄＢ）は、フラットシールド層１１が設けられていない場合に生じたノイズから、フラットシールド層１１が設けられた場合に生じたノイズを減算した値である。すなわち、数値が高いほどフラットシールド層１１のシールド性能が高く、シールドの効果が大きいことを意味する。シールド性能の判定基準としては、全ての周波数帯域においてシールド性能が、２０ｄＢ以下の場合を不可、２０ｄＢを超えて３０ｄＢ未満を可、３０ｄＢ以上を優良とする。

サンプルとなるワイヤーハーネス１０は、以下の条件である。
フラットケーブル１は以下の条件の扁平撚電線である。
導体２：幅方向断面の断面積が１１ｍｍ²（１１ｓｑ）、芯線がアルミニウム（Ａｌ）素線、φ６．０×４０本撚りの２層構造。
被覆３：厚さが１ｍｍ、材料が架橋ポリエチレン。
寸法：幅方向断面の長辺が１２ｍｍ、短辺が１．２ｍｍ、扁平率が１０、長さが１ｍ。

サンプルとなるフラットシールド層１１は、以下の条件である。
構造：図１に示す形状の角型アルミパイプシールド。
寸法：最も薄い部分の厚さが０．１ｍｍ、最も厚い部分の厚さが１ｍｍ、長さが１ｍ。
抵抗値：シールド抵抗率は３ｎΩ・ｍ、シールド抵抗および各シールド接地抵抗は１５ｍΩ以下。

上述したシールド性能の測定方法および測定条件に基づいて、第１の実施形態によるワイヤーハーネス１０と、比較例としての従来のワイヤーハーネス１００とのそれぞれのシールド性能を測定した。その結果、従来のワイヤーハーネス１００では、シールド性能が２０ｄＢ以下であったのに対し、第１の実施形態によるワイヤーハーネス１０では、シールド性能が２０ｄＢを超えて５０ｄＢ以下であることが確認された。

以上説明した第１の実施形態によれば、フラットシールド層１１を、フラットケーブル１に流れる交流電流密度の中心位置Ｐからの距離が近い部分の層厚を、交流電流密度の中心位置Ｐからの距離が遠い部分の層厚よりも大きくしていることにより、ワイヤーハーネス１０に、放熱性および省スペース化を実現できるフラットケーブル１を用いた場合であっても、フラットシールド層１１の有効断面積を増加させて、シールド性能を向上できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態によるワイヤーハーネスについて説明する。図２は、この第２の実施形態によるワイヤーハーネスを示す。図２に示すように、第２の実施形態によるワイヤーハーネス２０は、第１の実施形態によるワイヤーハーネス１０と異なり、フラットシールド層２１の内面と、フラットケーブル１の外面との間に、所定のクリアランスが設けられている。これにより、ワイヤーハーネス２０を製造する際に、フラットシールド層２１の内面側へのフラットケーブル１の挿入を容易に行うことができる。

また、フラットシールド層２１は、長辺側の幅方向断面形状が、シールド電流の電流密度が高い部分に頂部２１ａが位置するような山型形状である。第２の実施形態においても、フラットシールド層２１の頂部２１ａは、厚さ方向（図２中、ｙ方向）から見て、フラットケーブル１に流れる交流電流密度の中心位置Ｐに対応する部分に設けることが好ましい。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態によれば、フラットシールド層２１の長辺側の幅方向断面形状が、シールド電流の電流密度が高い部分に頂部２１ａが位置する山型形状であることにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態によるワイヤーハーネスについて説明する。図３は、この第３の実施形態によるワイヤーハーネスを示す。図３に示すように、第３の実施形態によるワイヤーハーネス３０は、単体のフラットケーブル１がフラットシールド層３１に内包されて構成される。フラットシールド層３１は、フラットケーブル１に流れる交流電流密度の中心位置からの距離が近い部分の層厚Ｄ₁が、交流電流密度の中心位置からの距離が遠い部分の層厚Ｄ₂よりも大きくなるように構成されている。換言すると、フラットシールド層３１は、フラットケーブル１に１ＭＨｚ以上の周波数帯の交流電流を通電させた場合のシールド電流の電流密度が高くなる部分の層厚Ｄ₁が、電流密度が低い部分の層厚Ｄ₂よりも大きくなるように構成されている。

すなわち、フラットシールド層３１は、長辺側における幅方向（図３中、ｘ方向）に沿った略中央部分に凸部３２が設けられている。換言すると、フラットシールド層３１の長辺側の幅方向断面形状は、シールド電流の電流密度が高い部分に凸部３２が位置するような段差形状である。フラットシールド層３１の凸部３２は、厚さ方向（図３中、ｙ方向）から見て、フラットケーブル１に流れる交流電流密度の中心位置Ｐに対応する部分に設けることが好ましい。

フラットシールド層３１の層厚Ｄは、０．０８ｍｍ以上１ｍｍ以下である。フラットシールド層３１において、凸部３２の層厚Ｄ₁は、層厚Ｄが最小となる角部や短辺側の層厚Ｄ₂に対して、典型的には２倍以上１０倍以下であり、好適には３倍以上８倍以下、より好適には３倍以上４倍以下である。また、第３の実施形態によるフラットシールド層３１は、内面がフラットケーブル１の外面と近接するように設けられている。これにより、ワイヤーハーネス３０の小型化を図ることができる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

第３の実施形態によれば、フラットシールド層３１の長辺側の略中央部分に凸部３２が設けられて、シールド電流の電流密度が高い部分に凸部３２が位置する段差形状であることにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態によるワイヤーハーネスについて説明する。図４は、この第４の実施形態によるワイヤーハーネスを示す。図４に示すように、第４の実施形態によるワイヤーハーネス４０においては、複数、図４に示す例では３本のフラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃが、幅方向（図４中、ｘ方向）に隣接して並列に配置されている。ワイヤーハーネス４０は、フラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃが互いに重ならないように、フラットシールド層４１に内包されて構成されている。第４の実施形態において、ワイヤーハーネス４０は、例えば車両に搭載されるインバータ（図示せず）と三相交流モータ（図示せず）との間に配索することができる。この場合、ワイヤーハーネス４０は、インバータから出力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電流を三相交流モータに供給する。すなわち、フラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃにはそれぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電流を通電させることができる。

フラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃはそれぞれ、扁平形状の導体２ａ，２ｂ，２ｃの周囲が絶縁性の被覆３ａ，３ｂ，３ｃにより被覆されて構成されている。すなわち、フラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃは、上述したフラットケーブル１と同様の構造を有し、幅方向断面が扁平状に形成されている。

図４に示すように、フラットケーブル１ａ〜１ｃに三相交流電流を通電させると、交流電流密度の中心位置Ｐ₁，Ｐ₂は、それぞれのフラットケーブル１ａ〜１ｃの間の位置になる。そのため、フラットシールド層４１は、フラットケーブル１ａ〜１ｃに流れる交流電流密度の中心位置Ｐ₁，Ｐ₂からの距離が近い部分の層厚Ｄ₁₁，Ｄ₁₂が、交流電流密度の中心位置Ｐ₁，Ｐ₂からの距離が遠い部分の層厚Ｄ₂よりも大きくなるように構成されている。換言すると、フラットシールド層４１は、１ＭＨｚ以上の周波数帯の三相交流電流を通電させた場合のシールド電流の電流密度が高くなる部分の層厚Ｄ₁₁，Ｄ₁₂が、電流密度が低い部分の層厚Ｄ₂よりも大きくなるように構成されている。すなわち、フラットシールド層４１において、長辺側における幅方向に沿ってフラットケーブル１ａ，１ｂの間の部分を覆うように凸部４２が設けられている。また、フラットシールド層４１において、長辺側における幅方向に沿ってフラットケーブル１ｂ，１ｃの間の部分を覆うように凸部４３が設けられている。換言すると、フラットシールド層４１の長辺側の幅方向断面形状は、シールド電流の電流密度が高い部分に凸部４２，４３がそれぞれ位置するような段差形状である。フラットシールド層４１の凸部４２，４３はそれぞれ、厚さ方向（図４中、ｙ方向）から見て、フラットケーブル１ａ，１ｂに流れる交流電流のそれぞれの中心位置Ｐ₁に対応する部分、およびフラットケーブル１ｂ，１ｃに流れる交流電流のそれぞれの中心位置Ｐ₂に対応する部分を覆うように設けることが好ましい。

フラットシールド層４１の層厚は、０．０８ｍｍ以上１ｍｍ以下である。フラットシールド層４１において、凸部４２の層厚Ｄ₁₁および凸部４３の層厚Ｄ₁₂はそれぞれ、層厚Ｄが最小となる角部や短辺側の層厚Ｄ₂に対して、典型的には２倍以上１０倍以下、好適には３倍以上８倍以下、より好適には３倍以上４倍以下である。また、第４の実施形態によるフラットシールド層４１は、内面がフラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃの長辺側の外面と近接するように設けられている。これにより、ワイヤーハーネス４０の小型化を図ることができる。これにより、ワイヤーハーネス４０の小型化を図ることができる。その他の構成は、第１および第３の実施形態と同様である。

第４の実施形態によれば、フラットシールド層４１の長辺側の部分において、フラットシールド層４１の長辺側の幅方向断面形状が、シールド電流の電流密度が高い部分に凸部４２，４３がそれぞれ位置するような段差形状であることにより、第１〜第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。

(第５の実施形態)
次に、第５の実施形態によるワイヤーハーネスについて説明する。図５は、この第５の実施形態によるワイヤーハーネスを示す。図５に示すように、第５の実施形態によるワイヤーハーネス５０においては、第４の実施形態と同様に、単体または複数、例えば３本のフラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃが、幅方向に隣接して並列に互いに重ならないように配置され、フラットシールド層５１に内包されて構成されている。ワイヤーハーネス５０において、例えば、フラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃにはそれぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電流を通電させることができる。

フラットシールド層５１の長辺側においては、幅方向（図５中、ｘ方向）に沿って層厚が略一定になるように構成されている。同様に、フラットシールド層５１の短辺側においても、厚さ方向（図５中、ｙ方向）に沿って層厚が略一定になるように構成されている。さらに、ワイヤーハーネス５０においては、フラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃに流れる交流電流密度の中心位置Ｐ₁，Ｐ₂からの距離が近い部分の外面にドレイン線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが配置されている。換言すると、フラットケーブル１ａ〜１ｃに１ＭＨｚ以上の周波数帯の三相交流電流を通電させた場合に、フラットシールド層５１のシールド電流の電流密度が高くなる部分に対応した位置に、ドレイン線４ａ〜４ｄが配置されている。なお、ドレイン線４ａ〜４ｄは、シールド線と称することもできる。ドレイン線４ａ〜４ｄはそれぞれ、扁平形状の導体５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの周囲が絶縁性の被覆６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄにより被覆されて構成されている。なお、導体５ａ〜５ｄにおいて、それぞれの素線に個別に絶縁被覆が施されている場合、被覆６ａ〜６ｄは設けなくてもよい。ドレイン線４ａ〜４ｄはそれぞれ、フラットシールド層５１とは独立して、シールド接地されて設置されている。この場合、シールド電流の通電に寄与する部分の層厚は、フラットシールド層５１の層厚ｄ₁と、ドレイン線４ａ〜４ｄの導体５ａ〜５ｄの厚さｄ₂との合計（ｄ₁＋ｄ₂）になる。すなわち、フラットシールド層５１の実質的な層厚が導体５ａ〜５ｄの厚さｄ₂分だけ増加したことと同等になる。

ドレイン線４ａ，４ｃはそれぞれ、フラットシールド層５１に対して、長辺側における幅方向に沿った外面で、かつフラットケーブル１ａ，１ｂの間の部分を覆うように配置されている。また、ドレイン線４ｂ，４ｄはそれぞれ、フラットシールド層５１に対して、長辺側における幅方向に沿ってフラットケーブル１ｂ，１ｃの間の部分を覆うように配置されている。換言すると、フラットシールド層５１の長辺側において、幅方向断面の外周の形状は、シールド電流の電流密度が高い部分にドレイン線４ａ〜４ｄがそれぞれ位置するような段差形状になる。ドレイン線４ａ〜４ｄはそれぞれ、厚さ方向から見て、フラットケーブル１ａ，１ｂに流れる交流電流のそれぞれの中心位置Ｐ₁に対応する部分、およびフラットケーブル１ｂ，１ｃに流れる交流電流のそれぞれの中心位置Ｐ₂に対応する部分を覆うように設けることが好ましい。

フラットシールド層５１の層厚は、０．０８ｍｍ以上１ｍｍ以下である。シールド電流の通電に寄与する部分の層厚（ｄ₁＋ｄ₂）は、フラットシールド層５１の層厚が最小となる角部や短辺側の層厚Ｄ₂に対して、典型的には２倍以上１０倍以下、好適には３倍以上８倍以下、より好適には３倍以上４倍以下である。その他の構成は、第４の実施形態と同様である。

第５の実施形態によれば、フラットシールド層５１の長辺側の部分において、フラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃに流れる交流電流密度の中心位置Ｐ₁，Ｐ₂からの距離が近い部分の外面にドレイン線４ａ〜４ｄを設けていることにより、電流密度が高い部分のシールドの実質的な層厚をフラットシールド層５１の電流密度が低い部分に比して大きくできるので、第１〜第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態によるワイヤーハーネスについて説明する。図６は、この第６の実施形態によるワイヤーハーネスを示す。図６に示すように、第６の実施形態によるワイヤーハーネス６０においては、複数、図６に示す例では３本の丸線ケーブル７ａ，７ｂ，７ｃが、幅方向（図６中、ｘ方向）に隣接して並列に配置されている。丸線ケーブル７ａ，７ｂ，７ｃはそれぞれ、丸形状の導体８ａ，８ｂ，８ｃの周囲が絶縁性の被覆９ａ，９ｂ，９ｃにより被覆されて構成されている。ワイヤーハーネス６０は、丸線ケーブル７ａ，７ｂ，７ｃが並列されてフラットシールド層６１に内包されて構成されている。ワイヤーハーネス６０において、例えば、丸線ケーブル７ａ，７ｂ，７ｃにはそれぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電流を通電させることができる。

フラットシールド層６１は、丸線ケーブル７ａ，７ｂ，７ｃに、１ＭＨｚ以上の周波数帯の交流電流を通電させた場合のシールド電流の電流密度が高くなる部分の層厚Ｄ₁が、電流密度が低い部分の層厚Ｄ₂よりも大きくなるように構成されている。すなわち、フラットシールド層６１において、長辺側における幅方向に沿って丸線ケーブル７ａ，７ｂの間の部分を覆うように凸部６２が設けられている。また、フラットシールド層６１において、長辺側における幅方向に沿って丸線ケーブル７ｂ，７ｃの間の部分を覆うように凸部６３が設けられている。換言すると、フラットシールド層６１の長辺側の幅方向断面形状は、シールド電流の電流密度が高い部分に凸部６２，６３がそれぞれ位置するような段差形状である。フラットシールド層６１の凸部６２，６３はそれぞれ、厚さ方向（図６中、ｙ方向）から見て、丸線ケーブル７ａ，７ｂに流れる交流電流のそれぞれの中心位置Ｐ₁に対応する部分、および丸線ケーブル７ｂ，７ｃに流れる交流電流のそれぞれの中心位置Ｐ₂に対応する部分を覆うように設けることが好ましい。

フラットシールド層６１の層厚は、０．０８ｍｍ以上１ｍｍ以下である。フラットシールド層６１において、凸部６２の層厚Ｄ₁₁および凸部６３の層厚Ｄ₁₂はそれぞれ、層厚Ｄが最小となる角部や短辺側の層厚Ｄ₂に対して、典型的には２倍以上１０倍以下、好適には３倍以上８倍以下、より好適には３倍以上４倍以下である。その他の構成は、第１および第３の実施形態と同様である。

第６の実施形態によれば、フラットシールド層６１の長辺側の部分において、フラットシールド層６１の長辺側の幅方向断面形状が、シールド電流の電流密度が高い部分に凸部６２，６３がそれぞれ位置するような段差形状であることにより、第１〜第６の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

上述の第２の実施形態においては、フラットシールド層２１の長辺側の外面が山型形状になるように構成されているが、フラットシールド層２１の長辺側の内面を山型形状に構成してもよい。

また、上述の第１〜第３の実施形態において、フラットケーブル１とフラットシールド層１１，２１，３１との間に、液状樹脂を充填して硬化させた充填剤を充填してもよい。また、上述の第４および第５の実施形態において、フラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃの間やフラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃとフラットシールド層４１，５１との間に、液状樹脂を充填して硬化させた充填剤を充填してもよい。同様に、第６の実施形態において、丸線ケーブル７ａ，７ｂ，７ｃの間や、丸線ケーブル７ａ，７ｂ，７ｃとフラットシールド層６１との間に、液状樹脂を充填して硬化させた充填剤を充填してもよい。ワイヤーハーネスの内部の空隙に充填剤が充填されていると、空気層が存在しないので、熱伝導が良くなり放熱性が向上する。

また、上述した第１〜第６の実施形態において、ワイヤーハーネス１０，２０，３０，４０，５０，６０の外周にさらに保護材を設けてもよい。保護材は、コルゲートチューブなどを用いることができ、材料として熱可塑性樹脂などが用いられ、好ましくはポリアミド樹脂やポリプロピレン系樹脂などが挙げられる。

上述した実施形態においては、フラットシールド層１１，２１，３１，４１，５１，６１の幅方向断面の形状が略矩形状であるが、楕円形状や角丸長方形状などの、いわゆる非円形状であってもよい。

上述した第１〜第６の実施形態においては、１本のフラットケーブル１や３本のフラットケーブル１ａ〜１ｃについて説明したが、フラットケーブル１，１ａ〜１ｃの本数はこれらに限定されず、幅方向に隣接して並列に互いに重ならないように配置されていれば、２本や４本以上であってもよい。

図９および図１０はそれぞれ、第１変形例および第２変形例による、２本のフラットケーブル１ａ，１ｂを有するワイヤーハーネス４０Ａ，４０Ｂを示す幅方向に沿った断面図である。図９および図１０に示すように、ワイヤーハーネス４０Ａ，４０Ｂにおいては、幅方向に隣接して並列に互いに重ならないように配置された２本のフラットケーブル１ａ，１ｂをシールドする場合を想定する。なお、図９および図１０に記載した符号は、第４の実施形態で用いた符号に準じている。

（第１変形例）
図９に示すように、フラットケーブル１ａ，１ｂに流れる交流電流の向きが互いに反対向きの場合、電流密度の中心位置Ｐ₁は、フラットケーブル１ａ，１ｂの間に位置する。そのため、電流密度の中心位置Ｐ₁からの距離が近い部分のフラットシールド層４１を厚くして層厚Ｄ₁₁が大きい凸部４２を設けることによって、ワイヤーハーネス４０Ａのシールド性能を効果的に向上できる。

（第２変形例）
図１０に示すように、フラットケーブル１ａ，１ｂに流れる交流電流の向きが同じ向きの場合、電流密度の中心位置Ｐ₁，Ｐ₂は、フラットケーブル１ａ，１ｂの両外側に位置する。そのため、電流密度の中心位置Ｐ₁，Ｐ₂からの距離が近い部分のフラットシールド層４１を厚くして、それぞれ層厚Ｄ₁₁，Ｄ₁₂が大きい凸部４２，４３を設ける。さらに、ワイヤーハーネス４０Ｂにおいては、電流密度の中心位置Ｐ₁，Ｐ₂からの距離が近くなる短辺側の層厚Ｄ₂を層厚Ｄ₁₁，Ｄ₁₂と同程度に厚くすることが好ましい。以上の構成によって、ワイヤーハーネス４０Ｂのシールド性能を効果的に向上できる。

また、一般に、隣接するフラットケーブル１ａ，１ｂ，１ｃなどにおいては、これらを流れる交流電流の位相は互いに異なることが多いことから、フラットシールド層１１，２１，３１，４１，５１，６１（以下、１１等）の長辺側が電流密度の中心位置Ｐ，Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄に近くなる。そのため、フラットシールド層１１等はそれぞれ、長辺側の層厚をフラットシールド層１１等の全体の平均層厚より大きい一様の層厚、すなわち略均一の層厚とし、短辺側の層厚を平均層厚より小さい一様の層厚としてもよい。このように構成することにより、フラットシールド層１１等の製造を容易に行うことができる。一方、フラットシールド層１１，２１（図１、図２参照）のように、長辺側において、電流密度の中心位置Ｐからの距離に応じて層厚が連続的に変化したり、フラットシールド層３１，４１，６１（図３、図４、図６参照）のように、電流密度の中心位置Ｐ，Ｐ₁〜Ｐ₄からの距離に応じて層厚が段階的に変化したりすることが好ましい。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ フラットケーブル
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，８ａ，８ｂ，８ｃ 導体
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，９ａ，９ｂ，９ｃ 被覆
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ ドレイン線
７ａ，７ｂ，７ｃ 丸線ケーブル
１０，２０，３０，４０，５０，６０ ワイヤーハーネス
１１，２１，３１，４１，５１，６１ フラットシールド層
１１ａ，２１ａ 頂部
３２，４２，４３，６２，６３ 凸部

Claims (9)

1. 単体または複数のケーブルを内包するフラットシールド層を備えたワイヤーハーネスであって、
   前記フラットシールド層は、前記ケーブルに流れる交流電流密度の中心位置からの距離が近い部分の層厚が、前記ケーブルに流れる交流電流密度の中心位置からの距離が遠い部分の層厚よりも大きい
   ことを特徴とするワイヤーハーネス。
2. 前記フラットシールド層は、幅方向に沿った断面の周において長辺と短辺とを有し、前記長辺の側の層厚が前記フラットシールド層の全体の平均層厚より大きく、前記短辺の側の層厚が前記平均層厚より小さいことを特徴とする請求項１に記載のワイヤーハーネス。
3. 前記短辺に対する前記長辺のアスペクト比が、３以上３０以下であることを特徴とする請求項２に記載のワイヤーハーネス。
4. 複数の前記ケーブルが幅方向に並列に配置されて前記フラットシールド層に内包され、前記フラットシールド層の前記複数のケーブルのそれぞれの間を覆う部分の層厚が、前記フラットシールド層の前記複数のケーブルのそれぞれの間を覆う部分以外の層厚よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス。
5. 前記フラットシールド層における層厚が最も大きい部分の層厚が、前記層厚が最も小さい部分の層厚の２倍以上１０倍以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス。
6. 単体または複数のケーブルを内包するフラットシールド層を備えたワイヤーハーネスであって、
   前記フラットシールド層において、前記ケーブルに流れる交流電流密度の中心位置からの距離が近い部分の外面に、前記フラットシールド層と独立してシールド接地されたドレイン線が設けられている
   ことを特徴とするワイヤーハーネス。
7. 複数の前記ケーブルが幅方向に並列に配置されて前記フラットシールド層に内包され、前記ドレイン線は、前記フラットシールド層の外面で前記複数のケーブルのそれぞれの間を覆う部分に設けられていることを特徴とする請求項６に記載のワイヤーハーネス。
8. 前記フラットシールド層の層厚と前記ドレイン線の層厚との合計が、前記フラットシールド層の層厚が最も小さい部分の層厚の２倍以上１０倍以下であることを特徴とする請求項６または７に記載のワイヤーハーネス。
9. 前記フラットシールド層の層厚が、０．０８ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス。

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