WO2018168830A1 - 導線、シールド用編組部材、及びワイヤハーネス - Google Patents

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武史 清水
裕隆 馬場
裕太 北原
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • H01B7/183—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring comprising synthetic filaments forming part of an outer sheath

Definitions

  • the present invention relates to a conductive wire used for a vehicle wiring harness.
  • a braided member for shielding As a member constituted by a conducting wire in a wire harness of a vehicle, there is a braided member for shielding (see, for example, Patent Document 1).
  • the braided member is configured by knitting a plurality of conducting wires into a cylindrical shape.
  • the present inventors have studied how to improve the strength of the conductors constituting the shield braided member and the conductors used in the wire harness other than the shield braided member.
  • the objective of this invention is providing the conducting wire excellent in intensity
  • the conducting wire that solves the above problem is a conducting wire used in a vehicle wiring harness, and includes a core wire made of an insulating reinforcing fiber and a covering member made of a metal material that covers the outer periphery of the core wire.
  • the core wire made of the reinforcing fiber is provided inside the covering member made of the metal material, the strength of the conducting wire can be improved.
  • the reinforcing fiber is an aramid fiber.
  • strength of conducting wire can be improved more suitably.
  • the core wire is inserted into a metal pipe as the covering member.
  • the core wire made of reinforcing fiber is inserted into the metal pipe.
  • coated member as the film
  • it is hard to produce the electrical continuity deterioration by peeling of a coating
  • the covering member is a fixed layer fixed to the outer peripheral surface of the core wire. According to this configuration, since the covering member is composed of a fixed layer formed on the outer peripheral surface of the core wire by, for example, vapor deposition, sputtering, or plating, a metal covering member that covers the core wire can be easily formed.
  • the braided member for shielding that solves the above-described problems is formed by braiding the conductive wire according to any of the above in a cylindrical shape. According to this configuration, it is possible to provide a shield braiding member that exhibits the same effect as any of the above-described effects.
  • the wire harness which solves the said subject is provided with the conducting wire in any one of said, or the braiding member for shielding as described above. According to this structure, the wire harness which has an effect similar to the effect described in any one of said can be provided.
  • the strength of the conductive wire, the braided member for shielding, and the wire harness can be improved.
  • the schematic block diagram of the wire harness of embodiment The schematic diagram of the braided member in the form.
  • the wire harness 10 connects, for example, a high-voltage battery 11 installed at the rear of the vehicle and an inverter 12 installed at the front of the vehicle in a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. Therefore, it is routed so as to pass under the floor of the vehicle.
  • the inverter 12 is connected to a wheel driving motor (not shown) serving as a power source for vehicle travel, generates AC power from DC power of the high voltage battery 11, and supplies the AC power to the motor.
  • the high voltage battery 11 is a battery capable of supplying a voltage of several hundred volts.
  • the wire harness 10 includes an electric wire bundle 13 including a high-voltage electric wire and an electromagnetic shield portion 14 that covers the outer periphery of the electric wire bundle 13.
  • One end of the wire bundle 13 is connected to the high voltage battery 11 via the connector C1, and the other end is connected to the inverter 12 via the connector C2.
  • the electromagnetic shield portion 14 includes a cylindrical shield pipe 15 and a cylindrical braided member 16 connected to each of both ends of the shield pipe 15 by a connecting member L.
  • the electromagnetic shield part 14 has a long cylindrical shape as a whole, the middle part of the length direction is constituted by the shield pipe 15 and the range including both ends in the length direction other than the part constituted by the shield pipe 15. Is composed of a braided member 16.
  • the shield pipe 15 is made of, for example, an aluminum-based metal material.
  • the shield pipe 15 is routed through under the floor of the vehicle, and is bent and wired into a predetermined shape according to the structure under the floor.
  • the shield pipe 15 collectively shields the wire bundle 13 inserted therein and protects the wire bundle 13 from stepping stones and the like.
  • Each braided member 16 is a cylindrical member formed by braiding a plurality of conductive wires 21 to be described later, and has flexibility.
  • the braided member 16 is connected to both ends of the shield pipe 15 by the connecting member L, whereby the braided member 16 and the shield pipe 15 are electrically connected to each other.
  • Each braided member 16 collectively shields the outer periphery of the portion of the wire bundle 13 derived from both ends of the shield pipe 15.
  • the edge part on the opposite side to the shield pipe 15 in each braiding member 16 is each connected to connector C1, C2.
  • the outer periphery of each braided member 16 is surrounded by an exterior material C such as a corrugated tube.
  • a rubber grommet G that covers the outer periphery of the connection portion and prevents water from entering is attached to the connection portion between the shield pipe 15 and the braided member 16.
  • the braided member 16 is configured by a conductive wire bundle 21 ⁇ / b> A composed of a plurality of conductive wires 21 being knitted in a lattice shape.
  • Each conducting wire 21 constituting the braided member 16 includes a core wire 22 made of a reinforcing fiber having insulating properties and a covering member 23 made of a metal material covering the outer periphery of the core wire 22.
  • all the strands constituting the braided member 16 are the conducting wires 21.
  • the core wire 22 is a stranded wire (twisted yarn) made of a plurality of reinforcing fibers excellent in insulation and shear resistance.
  • the reinforcing fiber constituting the core wire 22 include, for example, para-aramid fiber, polyarylate fiber, PBO (polyparaphenylene benzobisoxazole) fiber, PET (polyethylene terephthalate) fiber, ultrahigh molecular weight polyethylene fiber, PEI (poly) Etherimide) fiber, glass fiber, ceramic fiber, and the like, and one or more of these are preferably used according to the physical properties required for the core wire 22.
  • the core wire 22 is composed of one type of para-aramid fiber.
  • the covering member 23 is made of a copper pipe or aluminum metal pipe having a thin cylindrical shape, and the core wire 22 is inserted into the covering member 23 (metal pipe). That is, the covering member 23 is not a film formed on the surface of the core wire 22 by vapor deposition, sputtering, plating, or the like, but is already formed as a tubular body from the state before the core wire 22 is arranged inside. . The inner peripheral surface of the covering member 23 and the core wire 22 are in close contact with each other.
  • Each conducting wire 21 constituting the braided member 16 includes a core wire 22 having excellent impact resistance (particularly shear resistance) knitted with reinforcing fibers made of, for example, para-aramid fibers, inside a covering member 23 having conductivity. ing. Thereby, the breakage of the braided member 16 due to the impact can be suppressed.
  • the conducting wire 21 constituting the shield braid member 16 includes a core wire 22 made of insulating reinforcing fiber and a covering member 23 made of a metal material covering the outer periphery of the core wire 22. For this reason, the strength of the conducting wire 21 can be improved by the core wire 22 made of reinforcing fiber while ensuring the electrical continuity of the conducting wire 21 by the covering member 23.
  • the strength of the conductive wire 21 can be improved more suitably, and as a result, the impact resistance of the braided member 16 can be improved suitably.
  • the conducting wire 21 is configured by inserting a core wire 22 into a covering member 23 made of a metal pipe. For this reason, compared with the structure which used the coating
  • all the strands constituting the braided member 16 are the conductive wires 21.
  • the present invention is not limited to this.
  • a plurality of strands constituting the braided member 16 may be a simple metal other than the conductive wires 21.
  • a wire or a resin wire may be included. That is, some of the strands may be made of only metal or resin, not the lead 21.
  • the core wire 22 of the lead wire 21 is a stranded wire (twisted yarn) made of a plurality of reinforcing fibers.
  • the core wire 22 is not limited to this, and the core wire 22 is a single reinforcing fiber or a plurality of reinforcing fibers that are not twisted together. Or it is good also as a structure which bundled the some strand wire (twisted yarn) which consists of a reinforced fiber.
  • the covering member 23 is a metal pipe made of copper or aluminum, but is not limited thereto, and may be a metal pipe made of a metal material other than copper or aluminum.
  • the lead wire 21 of the said embodiment was comprised by the core wire 22 being penetrated by the inside of the coating
  • a shield pipe having a structure in which a conductive shield layer is laminated or embedded in a pipe body made of a non-metallic material for example, a resin material
  • a non-metallic material for example, a resin material
  • the braided member 16 is used for shielding, but the present invention is not limited to this, and may be used as a conductive path (electric wire), for example.
  • the structure of the electric wire contained in the electric wire bundle 13 of the said embodiment is suitably changed according to a vehicle structure.
  • the wire bundle 13 may include a low-voltage electric wire that connects the low-voltage battery and various low-voltage devices (for example, a lamp, a car audio, etc.).
  • various low-voltage devices for example, a lamp, a car audio, etc.
  • the arrangement relationship between the high voltage battery 11 and the inverter 12 in the vehicle is not limited to the above embodiment, and may be changed as appropriate according to the vehicle configuration. Moreover, in the said embodiment, although the high voltage battery 11 is connected with the inverter 12 via the wire harness 10, it is good also as a structure connected to high voltage apparatuses other than the inverter 12. FIG.
  • the present invention is applied to the wire harness 10 that connects the high-voltage battery 11 and the inverter 12, but may be applied to, for example, a wire harness that connects the inverter 12 and the wheel driving motor.
  • the example in which the conductive wire 21 is applied to the wire constituting the shielding braided member 16 has been described.
  • Applicable to conductors other than strands For example, you may apply the conducting wire of the structure similar to the conducting wire 21 of the said embodiment to the low voltage

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Abstract

シールド用の編組部材（１６）を構成する導線（２１）は、絶縁性を有する強化繊維からなる芯線（２２）と、芯線（２２）の外周を被覆する金属材料からなる被覆部材（２３）とを備える。

Description

導線、シールド用編組部材、及びワイヤハーネス
　本発明は、車両のワイヤハーネスに用いられる導線に関するものである。
　従来、車両のワイヤハーネスにおける導線で構成された部材としては、シールド用の編組部材などがある（例えば特許文献１参照）。編組部材は、複数の導線が筒状に編み込まれて構成されている。
特許第３９０９７６３号公報
　本発明者らは、シールド用編組部材を構成する導線や、ワイヤハーネスにおいてシールド用編組部材以外に用いる導線の強度をいかにして向上させるかを検討していた。
　本発明の目的は、強度に優れた導線、シールド用編組部材、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導線は、車両のワイヤハーネスに用いられる導線であって、絶縁性を有する強化繊維からなる芯線と、前記芯線の外周を被覆する金属材料からなる被覆部材とを備える。
　この構成によれば、金属材料からなる被覆部材の内部に強化繊維からなる芯線を有するため、導線の強度の向上を図ることができる。
　上記導線において、前記強化繊維は、アラミド繊維である。
　この構成によれば、芯線がアラミド繊維にて構成されるため、導線の強度をより好適に向上させることができる。
　上記導線において、前記被覆部材としての金属パイプ内に前記芯線が挿通されている。
　この構成によれば、金属パイプ内に強化繊維からなる芯線が挿通されて構成される。このため、被覆部材を蒸着、スパッタリング、又はめっきなどで形成される皮膜とした構成と比べて、被覆部材の剥がれなどによる電気的導通性の悪化が生じにくく、信頼性の高い導線を得ることができる。
　上記導線において、前記被覆部材は、前記芯線の外周面に固着された固着層である。
　この構成によれば、被覆部材が例えば蒸着、スパッタリング、又はめっきなどによって芯線の外周面に形成された固着層からなるため、芯線を被覆する金属製の被覆部材を容易に形成することができる。
　上記課題を解決するシールド用編組部材は、上記のいずれかに記載の導線が筒状に編み込まれてなる。
　この構成によれば、上記のいずれかに記載の効果と同様の効果を奏するシールド用編組部材を提供できる。
　上記課題を解決するワイヤハーネスは、上記のいずれかに記載の導線、又は上記記載のシールド用編組部材を備える。
　この構成によれば、上記の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。
　本発明によれば、導線、シールド用編組部材、及びワイヤハーネスの強度の向上を図ることができる。
実施形態のワイヤハーネスの概略構成図。 同形態における編組部材の模式図。
　以下、導線、シールド用編組部材、及びワイヤハーネスの一実施形態について説明する。なお、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の車両において、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、高圧電線を含む電線束１３と、電線束１３の外周を覆う電磁シールド部１４とを備えている。電線束１３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、円筒状のシールドパイプ１５と、シールドパイプ１５の両端部の各々に対し連結部材Ｌによって連結された筒状の編組部材１６とを備えている。電磁シールド部１４は全体として長尺の筒状をなし、その長さ方向の中間部がシールドパイプ１５で構成されるとともに、シールドパイプ１５で構成された部位以外の長さ方向両端部を含む範囲が編組部材１６で構成されている。
　シールドパイプ１５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。シールドパイプ１５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曲げて配索される。シールドパイプ１５は、内部に挿通された電線束１３を一括してシールドするとともに、電線束１３を飛び石等から保護する。
　各編組部材１６は、後述する複数本の導線２１が編み込まれて構成された筒状の部材であり、可撓性を有する。編組部材１６は、連結部材Ｌによってシールドパイプ１５の両端部にそれぞれ連結され、これにより、各編組部材１６とシールドパイプ１５とが互いに電気的に導通されている。また、各編組部材１６は、電線束１３におけるシールドパイプ１５の両端部から導出された部位の外周を一括してシールドしている。また、各編組部材１６におけるシールドパイプ１５とは反対側の端部は、コネクタＣ１，Ｃ２にそれぞれ接続されている。なお、各編組部材１６の外周は、例えばコルゲートチューブ等の外装材Ｃによって包囲されている。また、シールドパイプ１５と編組部材１６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Ｇが装着されている。
　図２に示すように、編組部材１６は、複数の導線２１からなる導線束２１Ａが格子状に編み込まれて構成されている。編組部材１６を構成する各導線２１は、絶縁性を有する強化繊維からなる芯線２２と、芯線２２の外周を被覆する金属材料からなる被覆部材２３とを備えている。なお、本実施形態では、編組部材１６を構成する全ての素線が導線２１とされている。
　芯線２２は、絶縁性及び耐剪断性に優れた複数の強化繊維からなる撚り線（撚糸）である。芯線２２を構成する強化繊維の例としては、例えば、パラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられ、これらの内の１種類又は複数種類を、芯線２２に要求される物性に応じて用いることが好ましい。本実施形態では、芯線２２はパラ系アラミド繊維の１種類で構成されている。
　被覆部材２３は、銅製またはアルミニウム製であって細径の円筒状をなす金属パイプからなり、該被覆部材２３（金属パイプ）内に芯線２２が挿通されて構成されている。つまり、被覆部材２３は、芯線２２の表面に蒸着、スパッタリング、又はめっきなどで形成される皮膜ではなく、内部に芯線２２が配置される前の状態からすでに管体として形成されているものである。なお、被覆部材２３の内周面と芯線２２とは密着している。
　次に、本実施形態の作用について説明する。
　編組部材１６を構成する各導線２１は、導電性を有する被覆部材２３の内部に、例えばパラ系アラミド繊維よりなる強化繊維で編成された耐衝撃性（特に耐剪断性）に優れる芯線２２を備えている。これにより、衝撃による編組部材１６の破損を抑制できるようになっている。
　次に、本実施形態の効果を記載する。
　（１）シールド用の編組部材１６を構成する導線２１は、絶縁性を有する強化繊維からなる芯線２２と、芯線２２の外周を被覆する金属材料からなる被覆部材２３とを備える。このため、被覆部材２３によって導線２１の電気的導通性を確保しつつ、強化繊維からなる芯線２２によって導線２１の強度の向上を図ることができる。
　（２）芯線２２を構成する強化繊維にアラミド繊維を用いることで、導線２１の強度をより好適に向上させることができ、ひいては、編組部材１６の耐衝撃性を好適に向上させることができる。
　（３）導線２１は、金属パイプからなる被覆部材２３内に芯線２２が挿通されて構成される。このため、芯線２２を被覆する被覆部材を蒸着、スパッタリング、又はめっきなどで形成される皮膜とした構成と比べて、被覆部材２３の剥がれなどによる電気的導通性の悪化が生じにくく、信頼性の高い導線２１を得ることができる。
　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、編組部材１６を構成する全ての素線を導線２１としたが、これに限らず、例えば、編組部材１６を構成する複数の素線が、導線２１の他に単純な金属線や樹脂線を含んでいてもよい。すなわち、一部の素線は、導線２１ではなく、金属又は樹脂のみからなるものであってもよい。
　・上記実施形態では、導線２１の芯線２２を複数の強化繊維からなる撚り線（撚糸）としたが、これに限らず、芯線２２を１本の強化繊維や、撚り合わされていない複数の強化繊維、又は、強化繊維からなる複数の撚り線（撚糸）を束にした構成としてもよい。
　・上記実施形態では、被覆部材２３を銅製またはアルミニウム製の金属パイプとしたが、これに限らず、銅やアルミニウム以外の金属材料からなる金属パイプとしてもよい。
　・上記実施形態の導線２１は、金属パイプからなる被覆部材２３の内部に芯線２２が挿通されて構成されたが、これ以外に例えば、被覆部材２３を、蒸着、スパッタリング、又はめっきなどによって芯線２２の表面に固着された固着層としてもよい。また、例えば、被覆部材２３としての金属箔を芯線２２に対して螺旋状に巻装した構成としてもよい。
　・上記実施形態のシールドパイプ１５の代わりとして、例えば、非金属材料（例えば樹脂材料）からなるパイプ本体に、導電性を有するシールド層を積層又は埋設した構造のシールドパイプを用いてもよい。
　・上記実施形態の電磁シールド部１４からシールドパイプ１５を省略し、該シールドパイプ１５で覆われていた部位を編組部材１６でカバーする構成としてもよい。
　・上記実施形態では、編組部材１６をシールド用としたが、これに限定されるものではなく、例えば導電路（電線）として用いてもよい。
　・上記実施形態の電線束１３に含まれる電線の構成は、車両構成に応じて適宜変更される。例えば、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電線束１３に含んでもよい。また、電線束１３に高圧電線を含まない構成（例えば低圧電線のみの構成）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、ワイヤハーネス１０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、導線２１を、シールド用の編組部材１６を構成する素線に適用した例を示したが、これに特に限定されるものではなく、車両のワイヤハーネスにおけるシールド用編組部材の素線以外の導線に適用可能である。例えば、上記実施形態の導線２１と同様構成の導線を、数ｍＡの低電流の信号を伝達するための低圧電線に適用してもよい。これによれば、低圧電線の強度を確保しつつ、小径化を図ることができる。
　・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。
　本発明がその技術的思想から逸脱しない範囲で他の特有の形態で具体化されてもよいということは当業者にとって明らかであろう。例えば、実施形態（あるいはその１つ又は複数の態様）において説明した部品のうちの一部を省略したり、いくつかの部品を組合せてもよい。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参照して、請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に確定されるべきである。
　１０…ワイヤハーネス
　１３…電線束
　１６…編組部材（シールド用編組部材）
　２１…導線
　２２…芯線
　２３…被覆部材（金属パイプ）

Claims (6)

  1. 　車両のワイヤハーネスに用いられる導線であって、
    　絶縁性を有する強化繊維からなる芯線と、前記芯線の外周を被覆する金属材料からなる被覆部材とを備えたことを特徴とする導線。
  2. 　請求項１に記載の導線において、
    　前記強化繊維は、アラミド繊維であることを特徴とする導線。
  3. 　請求項１又は２に記載の導線において、
    　前記被覆部材としての金属パイプ内に前記芯線が挿通されていることを特徴とする導線。
  4. 　請求項１又は２に記載の導線において、
    　前記被覆部材は、前記芯線の外周面に固着された固着層であることを特徴とする導線。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の導線が筒状に編み込まれてなるシールド用編組部材。
  6. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の導線、又は請求項５に記載のシールド用編組部材を備えたワイヤハーネス。
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