JPH10134641A - 電気ケーブル及びこの電気ケーブルを用いた短絡検知システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短絡検知等を行うに際して肥大化及び端末処
理の困難化を回避する。 【解決手段】 被覆層３６の内側に樹脂材料からなる強
化層３８を配設し、この強化層３８の内側にシース４０
を介して導電性の金属糸の編組からなる導体層４２を配
設し、さらにこの導体層４２の内側にシース４４を介し
て各種電線を配設して電気ケーブル（ワイヤーハーネス
３４）を構成した。各種電線としては、電力供給線４８
ａ及びアース線４８ｂからなる電源線４６と、フラット
ケーブルからなる各種通信及びアースのための信号線５
０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両のワイ
ヤーハーネス等に適用される電気ケーブル及びこの電気
ケーブルを用いた短絡検知システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両等においては、所定の経
路でワイヤーハーネスを配索し、このワイヤーハーネス
を介してバッテリーやオルタネーター等の電源から各種
電装部品への電力供給や、あるいは運転席回りに配設さ
れた各種操作スイッチ等と電装部品との通信を行うよう
にしている。

【０００３】近年では、運転時の快適性向上のニーズに
応えるべく、電子機器等からなる電装部品が数多く車両
に搭載されるに至っており、上記のような通信のための
信号線等の増加に伴いワイヤーハーネスが肥大化する傾
向にある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ワイヤーハーネスの肥大化は、質量の増大、配索作業性
の悪化を招く他、配索時のワイヤーハーネスの挟み込み
やシースの摩耗等による電線と車両ボディ等との接触に
よる短絡を招き易くしている。そのため、このような挟
み込み等に起因した電線の短絡による被害を未然に防止
すべく、電線が短絡に至ることが予測される状態を検知
（以下、単に短絡検知とう）して報知することが必要と
なる。

【０００５】そこで、このような検知手段として、例え
ば、各信号線に対応して短絡検知用の電線を設けてこれ
に電圧を印加し、その印加電圧の変動に基づいて短絡検
知を行うことを考えている。しかし、このように各信号
線に対応して短絡検知用の電線を設けるとワイヤーハー
ネスの肥大化を助長することになり必ずしも得策とはい
えない。

【０００６】従って、ワイヤーハーネスの肥大化を助長
することなく適切に短絡検知を行うことが望まれる。ま
た、この場合、各信号線等の端末処理、すなわちコネク
タ等を端末に装着する作業が煩雑にならないように工夫
する必要もある。

【０００７】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、短絡検知を行うに際して肥大化及び端
末処理の困難化を回避することができる電気ケーブル及
びこの電気ケーブルを用いた短絡検知システムを提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
電源供給や通信のための電線群からなる電気ケーブルで
あって、電線群のうち一部又は全部をフラットケーブル
から構成するとともに、電線群を一体に被覆する導体層
を設けたものである。

【０００９】この電気ケーブルによれば、導体層に電圧
を印加してその電圧変動に基づいて電線群が短絡に至る
ことが予想される状態を検知することが可能となる。こ
の場合、電線群が一体に導体層で被覆されているため、
電線群が増加してもケーブル断面における導体層の増加
分は少なくてすみ、そのためケーブルの肥大化を効果的
に抑えることが可能となる。また、電線群のうち一部又
は全部がフラットケーブルから構成されているため、端
末処理、つまりコネクタ等を端末に装着する処理を容易
に行うことが可能となる。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の電
気ケーブルにおいて、上記導体層の外側に補強層を設け
たものである。

【００１１】この電気ケーブルによれば、剪断力を高め
る等、電気ケーブルの強度を効果的に高めることができ
る。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項２記載の電
気テーブルにおいて、上記導体層と補強層を一体化した
ものである。

【００１３】この電気ケーブルによれば、電気ケーブル
の強度を高めながらもその細径化を図ることが可能とな
る。

【００１４】請求項４に係る発明は、上記請求項１記載
の電気ケーブルにおいて、電線群のうち一部がフラット
ケーブルからなるものであって、このフラットケーブル
が電線群の他の電線に螺旋状に巻きつけられているもの
である。

【００１５】この電気ケーブルによれば、電線群をコン
パクトに納めることが可能となる。

【００１６】請求項５に係る発明は、上記請求項１乃至
４記載の電気ケーブルを用いた短絡検知システムであっ
て、導体層に電圧を印加する手段と、導体層の電圧変化
に基づいて導体層の短絡を検知する手段と、短絡の検知
に基づいて電気ケーブルの異常を報知する手段とを備え
たことを特徴とする短絡検知システム。

【００１７】この短絡検知システムによれば、上記請求
項１乃至４記載の電気ケーブルを用いているため、電気
ケーブルの肥大化を抑えながら電線群に対して上記検知
を行うことが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００１９】図１は、自動車の配線構造の一例を示す模
式図で、本発明に係る電気ケーブル及び短絡検知システ
ムがこの自動車配線に適用されている。この図に示すよ
うに、車両１０は、エンジン等を搭載した前方のエンジ
ンルーム１２ａと、このエンジンルーム１２ａの後方に
配設された運転席等の車室１２ｂと、この車室１２ｂの
後方に配設されたトランクルーム１２ｃとから構成され
ている。

【００２０】上記エンジンルーム１２ａには、所定電圧
の電力を供給するバッテリー１６及びオルタネーター１
８からなる電源部１４が配設されている。また、エンジ
ンルーム１２ａ、車室１２ｂ及びトランクルーム１２ｃ
のそれぞれ所定箇所にはジョイントボックスが配設され
ている。具体的には、エンジンルーム１２ａについては
左右ヘッドライトの近傍にジョイントボックス２０，２
２が、車室１２ｂについては計器類やオーディオ機器等
を挟んだ左右両側にジョイントボックス２４，２６が、
トランクルーム１２ｃについては左右バックライト近傍
にそれぞれジョイントボックス２８，３０が配設されて
いる。

【００２１】そして、上記電源部１４がワイヤーハーネ
ス３４を介してジョイントボックス２０に接続され、所
定のジョイントボックス同士が同図に示すようにワイヤ
ーハーネス３４を介して相互に接続されているととも
に、各ジョイントボックス２０〜３０とその近傍の各種
電装部品等が電線を介して互いに接続されることにより
電装部品に対する電力供給及び各種通信のための配線が
構成されている。

【００２２】上記ワイヤーハーネス３４は、図２に示す
ように、ポリプロピレン等の樹脂からなる被覆３６の内
側に例えば金属糸の編組からなる導体層４２が配設さ
れ、この導体層４２の内側にシース４４を介して各種電
線が配設された複合電気ケーブル構造となっている。各
種電線としては、電源部１４のバッテリー１６及びオル
タネーター１８の出力端子にそれぞれ接続される電力供
給線４８ａ及びアース線４８ｂからなる電源線４６と、
フラットケーブルからなる各種通信及びアースのための
信号線５０とが備えられている。なお、導体層４２は高
硬度を有する金属糸の編組、例えば、鉄等の金属糸の編
組から構成されており、これによりワイヤーハーネス３
４の剪断力等を高める補強層としても機能するようにな
っている。

【００２３】そして、上記導体層４２には、常時、電流
を制限した定電圧が印加され、この定電圧の変化が検知
されることにより、各ワイヤーハーネス３４の短絡が検
知されるようになっている。

【００２４】図３は、上記車両１０の配線に適用される
そのような短絡検知システムの一例を示している。この
図に示すように、上記各ジョイントボックス２０〜３０
（図示の例ではジョイントボックス２４）には、コンピ
ュータを構成要素とする制御部５２と、これに接続され
る短絡検知部５４とが設けられており、上記ワイヤーハ
ーネス３４の導体層４２が上記短絡検知部５４に接続さ
れて、ここで導体層４２の電圧変化が検知されるように
なっている。

【００２５】この図に示すように、短絡検知部５４にお
いては、５Ｖ電源線が基準抵抗５６、５８およびコンデ
ンサ６０を介して接地されており、これらの抵抗５６，
５８の中点が、オペアンプ７０の反転入力端子に接続さ
れているとともに、短絡検知部５４に接続される上記導
体層４２に接続されている。また、上記５Ｖ電源線が基
準抵抗６２，６４およびコンデンサ６６を介して接地さ
れており、これらの基準抵抗６２，６４の中点が、オペ
アンプ７０の非反転入力端子に接続されているとともに
正帰還抵抗６８を介してその出力端に接続されている。

【００２６】そして、オペアンプ７０の出力端が上記制
御部５２に接続されて、オペアンプ７０の反転入力端子
に基準抵抗５６，５８で電圧分割された所定電圧Ｖ１が
入力される一方、反転入力端子に基準抵抗６２，６４で
電圧分解された所定電圧Ｖ２が入力され、例えば所定電
圧Ｖ１＞所定電圧Ｖ２となるように基準抵抗５６，５８
及び基準抵抗６２，６４が設定されている。

【００２７】つまり、通常、オペアンプ９１の出力端か
らは−５Ｖの出力電圧が出力されることになるが、ワイ
ヤーハーネス３４の挟み込み等により導体層４２が車体
を介して接地されると、所定電圧Ｖ１が低下して所定電
圧が所定電圧Ｖ１＜所定電圧Ｖ２となり、オペアンプ９
１の出力端からは＋５Ｖの出力電圧が出力されることに
なる。これによって導体層４２の短絡が検知可能となっ
ている。

【００２８】そして、制御部５２においてこのような導
体層４２の電圧変化が検知されると、例えば、運転席に
配置されるブザー、あるいは警告表示等の警告部５５を
介して電源線４６や信号線５０が短絡に至ることが予想
される状態が発生したことを運転者に報知するようにな
っている。

【００２９】以上の車両１０の配線によれば、上述のよ
うに電源線４６及び信号線５０を一体に導体層４２で被
覆したワイヤーハーネス３４を用い、導体層４２の電圧
変化の検知に基づいて、電源線４６や信号線５０が短絡
に至ることが予想される状態を検知するようにしている
ため、ワイヤーハーネス３４の肥大化を防止しながら電
源線４６等の上記状態を検知することができる。すなわ
ち、このような短絡検知のシステムとして電源線等の各
種電線毎に短絡検知用の電線を設けてこれに電圧を印加
し、各電線毎の電圧変動を検知することも考えられる
が、この場合には、電源線等の各種電線の増加に応じて
短絡検知用の電線が増加し、これによってワイヤーハー
ネスが著しく肥大化してしまう虞れがある。これに対
し、上記実施形態のようなワイヤーハーネス３４では、
導体層４２で電源線４６等の電線を被覆した構造である
ため、電線が増加してもワイヤーハーネス断面における
導体層４２の増加分は少なく、そのためケーブルの肥大
化を効果的に抑えることができる。

【００３０】ところで、上記車両１０の配線に用いられ
るワイヤーハーネス３４では、上述のように導体層４２
により電源線４６等を一体に被覆するため、肥大化を防
止しながら電源線４６等が短絡に至ることが予想される
状態を検知できるという利点があるものの、ワイヤーハ
ーネス３４の端末処理、つまり端子やコネクタ等の接続
が行い難くなるという懸念がある。しかし、上記ワイヤ
ーハーネス３４では、信号線５０として上述のようにフ
ラットケーブルを用いるため、このフラットケーブルの
端末を機械的に一体に処理することができる。そのた
め、ワイヤーハーネス３４に数多くの信号線等を含める
必要がある場合でも端末処理を容易に行うことができる
という利点がある。

【００３１】なお、上記実施形態のワイヤーハーネス
は、本願発明に係る電気ケーブルの一例であって、これ
以外にも以下のように種々の変形例が考えられる。

【００３２】例えば、図１に示したワイヤーハーネス３
４では、導体層４２を高硬度を有する金属糸の編組から
構成することによりワイヤーハーネス３４を補強層とし
て機能させるようにしているが、例えば、図４に示すよ
うに、被覆３６の内側に鉄等の金属テープ等によって独
立した補強層３８を形成し、この補強層３８の内側にシ
ース４０を介して一般的な銅線の編組からなる導体層４
２を形成したワイヤーハーネス３４を用いるようにして
もよい。但し、図２に示したワイヤーハーネス３４のよ
うに、補強層を兼ねるような導体層４２を設ける、換言
すれば補強層と導体層を一体化するようにすれば、ワイ
ヤーハーネス３４の剪断力等の強度を高めながらも、そ
の細径化を図ることが可能になるという利点がある。な
お、補強層を兼ねるような導体層４２を設ける場合に
は、導体層４２を、鉄以外の例えば、ステンレス、ニッ
ケル、錫の銅合金等から構成するようにしてもよい。

【００３３】また、図５に示すように信号線５０を電源
線４６に螺旋状に巻きつけた構造のワイヤーハーネス３
４を用いるようにしてもよい。このワイヤーハーネス３
４によれば、信号線５０をよりコンパクトに納めること
ができるため、ワイヤーハーネス３４の肥大化を効果的
に抑えることができる。

【００３４】さらに、図６に示すように、信号線５０と
なるフラットケーブルの外表面にシールド導体層７２を
形成したワイヤーハーネス３４を用いるようにしてもよ
い。このような構造は、特に、外部からの静電的、ある
いは磁気的影響を受け易い信号線を配索する必要がある
場合に有効となる。なお、この場合、シールド導体７２
に接触して接地されるドレーン線をシース４４の内側に
設ける設けるようにしてもよい。例えば、このようなド
レーン線を設けないとすると、電気ケーブルの端末処理
の際にシールド導体層７２をほぐして線状に束ねる等し
て端子、コネクタ等を装着する必要があるが、上記のよ
うにドレーン線を設けておけば直ちに端子等を装着する
ことができ端末処理が容易になるという利点がある。

【００３５】さらに、図６に示したワイヤーハーネス３
４の変形例として、図７に示すように、フラットケーブ
ルの内側、つまり電線側にシールド導体層７２を形成
し、フラットケーブルの電線の一つとしてシールド導体
７２に接触して接地されるドレーン線７４を設けるよう
にしてもよい。この図の例によれば、フラットケーブル
の端末処理の際にドレーン線７をフラットケーブルの他
の電線と一体に機械作業によりコネクタ等に装着するこ
とができるためドレーン線７の端末処理が一層容易にな
る。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気ケー
ブルは、電線群のうち一部又は全部をフラットケーブル
から構成するとともに電線群を一体に被覆する導体層を
設けるようにしたので、例えば、導体層に電圧を印加し
てその電圧変動に基づいて電線群の短絡を間接的に検知
するといった目的に使用する場合でも、ケーブルの肥大
化を効果的に抑えることができ、また、端末処理、つま
りコネクタ等の接続処理を容易に行うことができる。

【００３７】このような電気ケーブルにおいて、導体層
の外側に補強層を設けるようにすれば、剪断力を高める
等、その強度を高めることができる。特に、導体層と補
強層を一体化するようにすれば、電気ケーブルの強度を
高めながらもその細径化を図ることができる。

【００３８】また、電線群のうち一部がフラットケーブ
ルからなる場合には、このフラットケーブルを電線群の
他の電線に螺旋状に巻きつけるようにすれば電線群をよ
りコンパクトに納めることができ、上記のようなケーブ
ルの肥大化をより効果的に抑えることができる。

【００３９】さらに、上記電気ケーブルの導体層に電圧
を印加する手段と、導体層の電圧変化に基づいて導体層
の短絡を検知する手段と、短絡の検知に基づいて電気ケ
ーブルの異常を報知する手段とを設けて短絡検知システ
ムを構成すれば、電気ケーブルの肥大化を抑えながら適
切に電線群に対する上記検知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気ケーブル及び短絡検知システ
ムを採用した自動車の配線構造の一例を示す模式図であ
る。

【図２】上記配線を構成するワイヤーハーネスを示す斜
視断面図である。

【図３】上記配線に適用される短絡検知システムの一例
を示す回路図である。

【図４】上記配線を構成するワイヤーハーネスの他の例
を示す斜視断面図である。

【図５】上記配線を構成するワイヤーハーネスの他の例
を示す斜視断面図である。

【図６】上記配線を構成するワイヤーハーネスの他の例
を示す斜視断面図である。

【図７】上記配線を構成するワイヤーハーネスの他の例
を示す斜視断面図である。

【符号の説明】

１０ 車両 ２０〜３０ ジョイントボックス ３４ ワイヤーハーネス ３６ 被覆層 ３８ 強化層 ４０，４４ シース ４２ 導体層 ４６ 電源線 ４８ａ 電力供給線 ４８ｂ アース線 ５０ 信号線 ５２ 制御部 ５４ 短絡検知部 ５５ 警告部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 宏樹 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源供給や通信のための電線群からなる
   電気ケーブルであって、上記電線群のうち一部又は全部
   をフラットケーブルから構成するとともに、上記電線群
   を一体に被覆する導体層を設けたことを特徴とする電気
   ケーブル。
2. 【請求項２】 上記導体層の外側に補強層を設けたこと
   を特徴とする上記請求項１記載の電気ケーブル。
3. 【請求項３】 上記導体層と補強層を一体化したことを
   特徴とする請求項２記載の電気ケーブル。
4. 【請求項４】 上記電線群のうち一部がフラットケーブ
   ルからなるものであって、このフラットケーブルは電線
   群の他の電線に螺旋状に巻きつけられていることを特徴
   とする請求項１記載の電気ケーブル。
5. 【請求項５】 上記請求項１乃至４記載の電気ケーブル
   を用いた短絡検知システムであって、上記導体層に電圧
   を印加する手段と、上記導体層の電圧変化に基づいて上
   記導体層の短絡を検知する手段と、短絡の検知に基づい
   て電気ケーブルの異常を報知する手段とを備えたことを
   特徴とする短絡検知システム。