JP7112920B2 - 複合ケーブルおよびワイヤハーネス - Google Patents

Description

この発明は、車両用の複合ケーブルおよびワイヤハーネスに関するものである。

たとえば、車両のＡＢＳ（Anti-lock Brake System）を機能させるため、車両には、車輪の回転速度計測に用いる車輪速センサが設置される。車輪速センサのセンサ部（センサヘッド）は、車輪の近傍に設置される。センサ部と車両が有する制御装置との間は、車輪速センサ用ケーブルにより接続される。

また、パーキングブレーキを電動化した電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ：Electric Parking Brake）を含む電気ブレーキが設置される車両がある。電気ブレーキにおいては、制御装置が車輪に設置されたブレーキキャリパーを駆動させ、ブレーキをかける。ブレーキキャリパーと制御装置との間は、電気ブレーキ用ケーブルにより接続される。

車輪速センサ用ケーブルおよび電気ブレーキ用ケーブルは、一方の端部が制御装置に接続され、他方の端部が車輪または車輪近傍にある機器に接続されるため、位置関係が近くなる。このように、近い位置において接続される端部を有するケーブルについては、配線スペースを少なくする、配線作業を容易にするなどの観点から、ケーブル同士を一体化したいという要求がある。そこで、複数のケーブルを一体化した複合ケーブルが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１４－２３２７３１号公報

複数のケーブルを束ねて複合ケーブルにする際、複数のケーブルを撚り、撚ったケーブルの外側に、紙などを巻いてケーブルの位置関係を安定させ、アウタージャケットを被覆する。ここで、アウタージャケットを被覆する際の温度によっては、架橋処理などを行っていない被覆を有するケーブルの表面が軟化し、紙などが付着する。アウタージャケットを被覆した後に、端部にコネクタを取り付けるために、ケーブルの被覆を剥いで除去する工程があるが、紙などが付着していると、被覆を除去する工程を行うのに手間がかかる。

この発明は、上述した問題を解決するため、ケーブルに紙などが極力付着しないように構成する複合ケーブルなどを提供することを目的とする。

この発明に係る複合ケーブルは、導体線の周囲を絶縁体で被覆したブレーキ線を有し、車輪の回転を抑える制動機構に接続する電気ブレーキ用ケーブルと、導体線の周囲を絶縁体で被覆した複数の信号線および複数の信号線を被覆した信号線ジャケットを有し、車輪の回転速度計測に用いる車輪速センサに接続する車輪速センサ用ケーブルと、電気ブレーキ用ケーブルと車輪速センサ用ケーブルとを撚った撚り線に巻かれた押さえ巻紙と、押さえ巻紙で巻かれた撚り線を被覆するアウタージャケットとを備え、アウタージャケットの樹脂材の融点は信号線ジャケットの樹脂材の融点より低いものである。

また、この発明に係る複合ケーブルは、アウタージャケットの方が、前記信号線ジャケットよりも軟らかいものである。

さらに、この発明に係る複合ケーブルは、前記アウタージャケットの樹脂材および前記信号線ジャケットの樹脂材は、ポリウレタンである。

そして、この発明に係るワイヤハーネスは、上記の複合ケーブルを備えたものである。

この発明によれば、アウタージャケットの樹脂材の融点は信号線ジャケットの樹脂材の融点より低いので、アウタージャケットを被覆する際に信号線ジャケット表面の軟化および溶融を防ぐことで、車輪速センサ用ケーブルに、押さえ巻紙が付着することを防止することができる。このため、車輪速センサ用ケーブルに被覆された信号線ジャケットの除去を容易に行うことができる。

この発明の実施の形態１に係るワイヤハーネス１００を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る複合ケーブル１０内部の構成について示す図である。 この発明の実施の形態２に係る複合ケーブル１０における撚り線の撚り方向と押さえ巻紙４０の巻き方向との関係を示す図である。 この発明の実施の形態３に係る複合ケーブル１０内部の構成について示す図である。 この発明の実施の形態４に係る複合ケーブル１０内部の構成について示す図である。 この発明の実施の形態５に係る複合ケーブル１０内部の構成について示す図である。 この発明の実施の形態５に係るワイヤハーネス１００を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、温度などの高低などについては、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、装置などにおける状態、動作などにおいて相対的に定まるものとする。そして、図面では、機器、素子などの各構成要素の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

図１は、この発明の実施の形態１に係るワイヤハーネス１００を示す図である。図１に示すように、ワイヤハーネス１００は、複合ケーブル１０を有する。複合ケーブル１０は、電気ブレーキ用ケーブル２０と車輪速センサ用ケーブル３０とを、後述するように、図２などで示す押さえ巻紙４０で巻き、共通のアウタージャケット５０で被覆して一体化した、長さが約５０ｃｍ～１ｍのケーブルである。ただし、車両サイズに応じて、ケーブル長さは適時変更することが可能である。複合ケーブル１０には、複合ケーブル１０を車体に取り付ける固定金具を固定するグロメット８０が取り付けられる。

複合ケーブル１０の両端部は、アウタージャケット５０が被覆されておらず、車輪速センサ用ケーブル３０と電気ブレーキ用ケーブル２０の２本のブレーキ線２１が露出して分岐されている。電気ブレーキ用ケーブル２０の一方の端部には、制動機構３００に接続されるコネクタ６１が設けられる。また、電気ブレーキ用ケーブル２０の他方の端部には、第１制御装置２０１に接続されるコネクタ６２が設けられる。特に限定するものではないが、露出した電気ブレーキ用ケーブル２０のブレーキ線２１を保護するため、ブレーキ線２１をチューブなどで覆うようにしてもよい。

また、車輪速センサ用ケーブル３０の一端に、車輪の回転速度計測に用いる車輪速センサ４００に接続されるコネクタ６３が設けられる。ここでは、車輪速センサ用ケーブル３０と車輪速センサ４００とを、コネクタ６３を介して接続しているが、直接接続してもよい。また、車輪速センサ用ケーブル３０の他端には、第２制御装置２０２に接続されるコネクタ６４が設けられる。

電気ブレーキ用ケーブル２０と車輪速センサ用ケーブル３０とを複合ケーブル１０で束ね、コネクタ６１～コネクタ６４などを取り付けてワイヤハーネス１００とすることで、各種ケーブルの取り付け改善、省スペース化などをはかる。

図２は、この発明の実施の形態１に係る複合ケーブル１０内部の構成について示す図である。図２は、図１において示したＡ－Ａ線での断面における図である。電気ブレーキ用ケーブル２０は、２本のブレーキ線２１を有する。電気ブレーキ用ケーブル２０は、ワイヤハーネス１００を有する車両を停止させる際、第１制御装置２０１から制動機構３００を駆動させる信号を送る線である。ブレーキなどの制動機構３００は、信号に基づいて駆動し、車輪の回転を抑え、車両を停止または減速させる。ここで、実施の形態１における制動機構３００は、車両の停車後に、運転者などから指示されて、駆動する電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）機構であるものとして説明するが、特に限定するものではない。たとえば、制動機構３００が、電気機械式ブレーキ（ＥＭＢ：Electro-Mechanical Brake）機構であってもよい。

ブレーキ線２１は、導体線２１ａの周囲を絶縁体２１ｂで被覆して構成される。導体線２１ａは、たとえば、銅線または銅合金線である。絶縁体２１ｂは、絶縁性や耐熱性を確保するため、たとえば、ＸＬＰＥ（架橋ポリエチレン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体）などを材料とする。

また、車輪速センサ用ケーブル３０は、２本の信号線３１を有するケーブルである。信号線３１は、車輪速センサ４００と第２制御装置２０２との間で信号を送る線である。車輪速センサ用ケーブル３０は、信号線３１を保護する信号線ジャケットとなるホイールスピードセンサＷＳＳジャケット３２（以下、ＷＳＳジャケット３２という）を有する。信号線３１は、導体線３１ａの周囲を絶縁体３１ｂで被覆して構成される。導体線３１ａは、導体線２１ａと同様に、たとえば、銅線または銅合金線である。また、絶縁体３１ｂは、絶縁体２１ｂと同様に、たとえば、ＸＬＰＥなどからなる。そして、実施の形態１では、ＷＳＳジャケット３２は、熱可塑性樹脂を材料とする。ここでは、ＷＳＳジャケット３２は、熱可塑性を有するポリウレタンを材料とするものとして説明する。ポリウレタンは、軟らかく、屈曲させやすいという特性を有する。このため、ＷＳＳジャケット３２がポリウレタン製であることは、車輪近くで頻繁に振動するワイヤハーネス１００に都合がよい。また、後述するように、アウタージャケット５０の被覆に係る温度は、比較的低い温度となる。そこで、実施の形態１の複合ケーブル１０においては、ＷＳＳジャケット３２に架橋処理は行わず、柔軟性を確保する。

ここで、実施の形態１の車輪速センサ用ケーブル３０は、ＷＳＳジャケット３２の外周表面に、潤滑剤となるタルクパウダー３３が付されている。タルクパウダー３３は、滑石を粉末状にしたものである。タルクパウダー３３は、潤滑剤となり、ブレーキ線２１とＷＳＳジャケット３２との間の摩擦を低減し、屈曲時において、ケーブルにかかるストレスを低減して、耐屈曲性を向上させることができる。また、特に、タルクパウダー３３は、アウタージャケット５０を被覆する際に、ＷＳＳジャケット３２が晒される温度よりも融点が高い。このため、タルクパウダー３３は、ＷＳＳジャケット３２と押さえ巻紙４０との接触を阻害するとともに、ＷＳＳジャケット３２表面の軟化および溶融を防ぐことで、ＷＳＳジャケット３２に押さえ巻紙４０が付着しないように保護することができる。タルクパウダー３３は、電気ブレーキ用ケーブル２０の２本のブレーキ線２１と車輪速センサ用ケーブル３０とを撚る工程よりも前の段階で、車輪速センサ用ケーブル３０にまぶされて付される。ここで、実施の形態１の複合ケーブル１０においては、潤滑剤としてタルクパウダー３３を付しているが、これに限定するものではない。ＷＳＳジャケット３２に押さえ巻紙４０が付着しないように保護するものであれば、潤滑剤となる他の材料を用いることができる。また、実施の形態１の複合ケーブル１０においては、車輪速センサ用ケーブル３０のみにタルクパウダー３３を付するが、少なくとも車輪速センサ用ケーブル３０に付していれば、これに限定しない。たとえば、電気ブレーキ用ケーブル２０の２本のブレーキ線２１にも、タルクパウダー３３を付してもよい。実施の形態１では、車輪速センサ用ケーブル３０と電気ブレーキ用ケーブル２０の２本のブレーキ線２１とは、接触して設けられている。
尚、本願発明においては、アウタージャケットにＷＳＳジャケットよりも融点が低い樹脂材を使うことで、アウタージャケットの被覆時に、ＷＳＳジャケットの表面温度をその樹脂材の融点より低く抑えることができる。このため、タルクパウダー３３は付されてなくてもＷＳＳジャケット３２表面の軟化および溶融を防ぐことができ、ＷＳＳジャケット３２に押さえ巻紙４０が付着しないように保護することができるという上記と同様の発明の効果を生じる。なお、ポリウレタンは、例えばリン酸エステルのような可塑剤の配合量を変えることで、融点を調整することができる。

押さえ巻紙４０は、電気ブレーキ用ケーブル２０の２本のブレーキ線２１と車輪速センサ用ケーブル３０とを撚ってできる撚り線（以下、単に撚り線とする）に、螺旋状に巻かれる。また、押さえ巻紙４０は、撚り線に対してアウタージャケット５０を被覆するにあたり、撚り線の外周を覆い、電気ブレーキ用ケーブル２０における２本のブレーキ線２１と車輪速センサ用ケーブル３０との位置関係を安定させる。そして、撚り線に対してアウタージャケット５０を被覆する際、撚り線を保護する。ここで、押さえ巻紙４０の紙の種類については、特に限定しない。また、紙を材料として撚り線を巻くようにしたが、これに限定しない。たとえば、不織布などを材料として撚り線を巻くようにしてもよい。

実施の形態１のワイヤハーネス１００における複合ケーブル１０では、アウタージャケット５０は、ＷＳＳジャケット３２と同様に、熱可塑性を有するポリウレタンなどの熱可塑性樹脂を材料とする。ここで、実施の形態１におけるアウタージャケット５０とＷＳＳジャケット３２とは、熱可塑性樹脂を材料とするが、それぞれの樹脂の硬さが異なるようにする。実施の形態１の複合ケーブル１０では、アウタージャケット５０の方が、ＷＳＳジャケット３２よりも軟らかい。前述したように、ポリウレタンは、屈曲させやすいという特性を有する。このため、複合ケーブル１０において、外側で被覆されるアウタージャケット５０の方が軟らかい。アウタージャケット５０が軟らかい方が、耐衝撃性が高く、地面からから飛んできた小石が当たることによる衝撃を吸収し、内部のケーブルを保護することができる。具体的には、アウタージャケット５０に使用される材料のショアＡ硬度は８０～９０、ＷＳＳジャケット３２に使用される材料のショアＡ硬度は８０～９５の範囲で選択され、かつ、それぞれの硬度範囲において、アウタージャケット５０の材料のショアＡ硬度がＷＳＳジャケット３２の材料のショアＡ硬度より、５～１０程度低い硬度であることが好ましい。

撚り線にアウタージャケット５０を被覆する際、ＷＳＳジャケット３２の表面は高い温度に晒され、軟化などする。そこで、ＷＳＳジャケット３２の表面にタルクパウダー３３が付されていれば、ＷＳＳジャケット３２に押さえ巻紙４０が付着することを防止する。

以上のように、実施の形態１のワイヤハーネス１００によれば、電気ブレーキ用ケーブル２０と車輪速センサ用ケーブル３０とをアウタージャケット５０で被覆した複合ケーブル１０とする。このため、電気ブレーキ用ケーブル２０と車輪速センサ用ケーブル３０とが一体化されるので、車両の配線スペースを有効に利用でき、配線作業を容易にすることができる。

そして、実施の形態１のワイヤハーネス１００によれば、アウタージャケットの成形時、すなわち被覆時に、信号線ジャケット表面の温度を樹脂材の融点より低くできる。このため、押さえ巻紙４０が、車輪速センサ用ケーブル３０のＷＳＳジャケット３２に付着しないようにすることができる。したがって、車輪速センサ用ケーブル３０に被覆されたＷＳＳジャケット３２の除去を容易に行うことができる。

また、実施の形態１では、ＷＳＳジャケット３２とアウタージャケット５０との硬さが異なる。このため、アウタージャケット５０の内側にあるＷＳＳジャケット３２と外側のアウタージャケット５０とのそれぞれの役割に合わせた硬さで、複合ケーブル１０を構成することができる。また、アウタージャケット５０の材料は、ＷＳＳジャケット３２の材料よりも融点が低い。このため、ＷＳＳジャケット３２に架橋処理を行わなくても、アウタージャケット５０を被覆することができる。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る複合ケーブル１０における撚り線の撚り方向と押さえ巻紙４０の巻き方向との関係を示す図である。実施の形態１では、特に説明しなかったが、実施の形態２の複合ケーブル１０では、撚り線の撚り方向と押さえ巻紙４０の巻き方向とが同じ方向を成している。図３では、撚り線の撚り方向および押さえ巻紙４０の巻き方向は、時計回りの方向となっている。ここで、撚り線を撚るピッチと押さえ巻紙４０を巻くピッチとでは、押さえ巻紙４０を巻くピッチの方が狭い。押さえ巻紙４０を巻くピッチの方が狭い方が、電気ブレーキ用ケーブル２０における２本のブレーキ線２１と車輪速センサ用ケーブル３０との位置関係を、より安定させることができる。

実施の形態２の複合ケーブル１０によれば、撚り線の撚り方向と押さえ巻紙４０の巻き方向とを同じ方向にすることで、押さえ巻紙４０を緩みなく、撚り線に巻くことができる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係る複合ケーブル１０内部の構成について示す図である。図４の複合ケーブル１０は、車輪速センサ用ケーブル３０において、２本の信号線３１とＷＳＳジャケット３２との間に、金属シールド３４を有する。金属シールド３４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を材料とする。２本の信号線３１を金属シールド３４で覆うことで、車輪速センサ用ケーブル３０の外部ノイズによる影響を抑えることができる。

実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４に係る複合ケーブル１０内部の構成について示す図である。図５において、同じ符号を付しているものについては、実施の形態１～実施の形態３で説明したことと同様の役割を果たすものである。

上述した実施の形態１～実施の形態３のワイヤハーネス１００における複合ケーブル１０は、電気ブレーキ用ケーブル２０と車輪速センサ用ケーブル３０とを一体化した４芯のケーブルであった。実施の形態４のワイヤハーネス１００における複合ケーブル１０は、さらに、アクティブダンパシステムに用いるアクティブダンパ用ケーブル９０を有するものである。アクティブダンパシステムは、車輪のダンパの減衰制御を行う。このため、アクティブダンパ用ケーブル９０は、ワイヤハーネス１００が装着された車両のダンパ（図示せず）と接続し、制御装置（図示せず）からの信号をダンパに送る。

図５に示すように、実施の形態４に係る複合ケーブル１０におけるアクティブダンパ用ケーブル９０は、２つの信号線９１から成る。信号線９１における導体線９１ａおよび絶縁体９１ｂは、車輪速センサ用ケーブル３０の信号線３１における導体線３１ａおよび絶縁体３１ｂと同様である。ここで、図示しないが、アクティブダンパ用ケーブル９０は、２つの信号線９１の撚り線構造である。そして、２つの信号線９１を撚ったアクティブダンパ用ケーブル９０を、さらに、電気ブレーキ用ケーブル２０の２本のブレーキ線２１と車輪速センサ用ケーブル３０とともに撚って、撚り線とする。本実施の形態では、アクティブダンパ用ケーブル９０は、ジャケットを持たない。これにより、ケーブル太径化の影響を低減することができる。また、本実施の形態では、車輪速センサ用ケーブル３０とブレーキ線２１との谷間に、アクティブダンパ用ケーブル９０を配置する。車輪速センサ用ケーブル３０は、ブレーキ線２１よりも太い。このため、実施の形態４の複合ケーブル１０のように、車輪速センサ用ケーブル３０とブレーキ線２１との谷間にアクティブダンパ用ケーブル９０を配置することで、２つのブレーキ線２１間の谷間に配置したときよりも据わりがよくなる。したがって、実施の形態４の複合ケーブル１０は、各ケーブルとアクティブダンパ用ケーブル９０との位置関係を、より安定させることができる。また、実施の形態４の複合ケーブル１０において、車輪速センサ用ケーブル３０とブレーキ線２１との谷間にできるスペースは、ブレーキ線２１とブレーキ線２１との谷間にできるスペースよりも広い。このため、車輪速センサ用ケーブル３０とブレーキ線２１との谷間にアクティブダンパ用ケーブル９０を配置することで、ケーブル太径化の影響を低減することができる。

ここで、実施の形態４において、電気ブレーキ用ケーブル２０および車輪速センサ用ケーブル３０と一体化するケーブルの用途は、アクティブダンパ用であるものとしたが、本発明は、これに限定するものではない。たとえば、ブレーキパッド摩耗検出用センサ（ＢＰＷＳ：Break pad wear sensor）と接続するケーブルなど、他の用途に用いる別ケーブル、信号線などにも適用可能である。

実施形態５．
図６は、この発明の実施の形態５に係る複合ケーブル１０内部の構成について示す図である。図６において、同じ符号を付しているものについては、実施の形態１～実施の形態３で説明したことと同様の役割を果たすものである。

上述した実施の形態１～実施の形態３のワイヤハーネス１００における複合ケーブル１０は、電気ブレーキ用ケーブル２０とＷＳＳ用ケーブル３０とを一体化した４芯のケーブルであった。実施の形態５のワイヤハーネス１００における複合ケーブル１０は、車輪速センサ用ケーブル３０が、４本の信号線３１を有するものである。

図７は、この発明の実施の形態５に係るワイヤハーネス１００を示す図である。４本の信号線３１を有することで、ワイヤハーネス１００の複合ケーブル１０は、たとえば、２本の信号線３１の組を２組有することができる。このため、ＩＣ４１０を備える２つの車輪速センサ４０１および車輪速センサ４０２と接続することができ、車両制御システムに冗長性を持たせることができる。ここで、信号線３１はコネクタ６３を介して車輪速センサ４０１および車輪速センサ４０２と接続するほか、直接に４０１および車輪速センサ４０２と接続してもよい。また、図８では、２つの車輪速センサ４０１および車輪速センサ４０２と接続しているが、２つのＩＣ４１０を備える１つの車輪速センサ４００と接続してもよい。

１０ 複合ケーブル
２０ 電気ブレーキ用ケーブル
２１ ブレーキ線
２１ａ 導体線
２１ｂ 絶縁体
３０ 車輪速センサ用ケーブル
３１ 信号線
３１ａ 導体線
３１ｂ 絶縁体
３２ ＷＳＳジャケット
３３ タルクパウダー
３４ 金属シールド
４０ 押さえ巻紙
５０ アウタージャケット
６１，６２，６３，６４ コネクタ
８０ グロメット
９０ アクティブダンパ用ケーブル
９１ 信号線
９１ａ 導体線
９１ｂ 絶縁体
１００ ワイヤハーネス
２０１ 第１制御装置
２０２ 第２制御装置
３００ 制動機構
４００，４０１，４０２ 車輪速センサ
４１０ ＩＣ

Claims (7)

1. 導体線の周囲を絶縁体で被覆したブレーキ線を有し、車輪の回転を抑える制動機構に接続する電気ブレーキ用ケーブルと、
   導体線の周囲を絶縁体で被覆した複数の信号線および前記複数の信号線を被覆した信号線ジャケットを有し、前記車輪の回転速度計測に用いる車輪速センサに接続する車輪速センサ用ケーブルと、
   前記電気ブレーキ用ケーブルと前記車輪速センサ用ケーブルとを撚った撚り線に巻かれた押さえ巻紙と、
   前記押さえ巻紙で巻かれた撚り線を被覆するアウタージャケットと、を備え、
   前記アウタージャケットの樹脂材の融点は前記信号線ジャケットの樹脂材の融点より低い、複合ケーブル。
   
2. 前記アウタージャケットの方が、前記信号線ジャケットよりも軟らかい請求項１に記載の複合ケーブル。
3. 前記アウタージャケットの樹脂材および前記信号線ジャケットの樹脂材は、ポリウレタンである、請求項１または２に記載の複合ケーブル。
4. 前記アウタージャケットの樹脂材は、架橋処理される架橋ポリウレタンである請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の複合ケーブル。
5. 前記電気ブレーキ用ケーブルおよび前記車輪速センサ用ケーブルとともに、前記押さえ巻紙に巻かれ、前記車輪速センサ用ケーブルと前記電気ブレーキ用ケーブルが有する前記ブレーキ線との谷間に配置された別ケーブルをさらに備えた請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の複合ケーブル。
6. 前記別ケーブルは、前記車輪の振動を減衰させるダンパと接続して、前記ダンパに信号を送る信号線を有するアクティブダンパ用ケーブルである請求項５に記載の複合ケーブル。
7. 請求項１～６いずれか一項に記載の複合ケーブルを備えたワイヤハーネス。

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