JP2009289640A

JP2009289640A - 自動車用のシールド線

Info

Publication number: JP2009289640A
Application number: JP2008142070A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Hosoe; 勝広細江
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】電線から外部へ漏れる磁界を確実に低減、防止できる車両用のシールド線を提供する。
【解決手段】導体１１を絶縁被覆層で被覆したコア線１３と、該コア線の外周に被覆する３層構造の遮蔽層１４を備え、遮蔽層は内層２０と外層２６を導体２１、２７と平行配線して両面を絶縁フィルムでラミネートしたフラットハーネスで構成すると共に、該内外層の間に高透磁率合金シート２４の両面を絶縁フィルムでラミネートした中間層２３とからなり、前記内外層の長さ方向の両端で前記中間層を挟んだ状態で導体同士を接続してループ状の導電路３０を形成し、通電時に前記コア線の導体に発生する漏れ磁界を前記中間層の高透磁率合金シートで集束し、該中間層で集束した磁界により前記ループ状の導電路に誘導電流を発生させて前記漏れ磁界を外部に放出させない構成としている。
【選択図】図２

Description

本発明は自動車用のシールド線に関し、特に、シールド線のコア線の導体から発生する漏れ磁界の低減を図るものである。

電気自動車やハイブリッド車におけるバッテリとインバータ、バッテリとホイール駆動用モータとを接続する電源線や、従来の一般的なガソリン自動車のスタータモータ用電線等では、変化の大きな電流が流れる。このため、これらの電線と近接した位置に、電子機器や電子回路につながる電線が存在する場合、前記大きく電流量が変化する電線から発生する磁界は前記近接する電線に対してノイズとなるため、確実に遮蔽する必要がある。

例えば、外部への磁界をシールドする機能を有する電線として、特開２００６−１５６０５１号公報（特許文献１）の高圧用ワイヤハーネスでは、図５に示すように、柔軟性が不要な配索経路では電線１の外周に金属製プロテクタ２を被せ、柔軟性が必要な配索経路では電線３として金属編組チューブで被覆したシールド電線を用い、外部に磁界が漏れないようにしている。
前記金属プロタクタ２を被せる電線は、電気自動車やハイブリット車においてバッテリとインバータとを接続する床下配線の電源線からなり、該電源線では電流変化量が大きく、車内側に配線する電線に対して比較的大きなノズルを発生するため、床下に配線し、かつ、床下配線するために電線を外部干渉材から保護することを兼ねて金属製プロタクタ２を被せている。

しかしながら、金属製プロテクタ２や金属製パイプを用いると、コスト高になると共に車両への取付作業性が悪くなり、かつ、自動車重量の重量化を招き、燃費向上の点からも問題がある。この観点から、従来のシールド線よりも、より電磁波の遮蔽性能が高く、電線径が大きくならず、電線の柔軟性や重量を変化させないシールド電線の開発が望まれている。

特開２００６−１５６０５１号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、シールド線からの外部への漏れ磁界の発生を低減し、電流量の変化が大きい源線等の大電流用のシールド線を車室内に配線しても、近接する電線へノイズを与えないようするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、導体を絶縁被覆層で被覆したコア線と、該コア線の外周に被覆する内層、中間層、外層の３層構造の遮蔽層を備え、
前記遮蔽層の内層と外層とは、導体を平行配線して両面を絶縁フィルムでラミネートしたフラットハーネスで構成すると共に、該内外層の間の中間層は高透磁率合金シートの両面を絶縁フィルムでラミネートしており、
前記内外層の長さ方向の両端で前記中間層を挟んだ状態で導体同士を接続してループ状の導電路を形成し、
通電時に前記コア線の導体に発生する漏れ磁界を前記中間層の高透磁率合金シートで集束し、該中間層で集束した磁界により前記ループ状の導電路に誘導電流を発生させて前記漏れ磁界を外部に放出させない構成としていることを特徴とする自動車用のシールド線を提供している。

前記フラットハーネスで構成する内外層の導体はコア線の導体と平行に軸線方向に配置している。具体的には銅箔を平行方向に並列して配線しているフラットハーネスを、その銅箔がコア線の導体と平行となるようにフラットハーネスをコア線の外周に巻き付けている。
あるいは、銅箔を平行方向に並列した細幅な帯状のフラットハーネスを、コア線の外周に螺旋状に巻き付けている。いずれの場合も、フラットハーネスの導体となる銅箔の間隔は密とすることが好ましい。
また、前記コア線の外周に配置した内層と、前記中間層を介在させて外周に配置した外層とは、長さ方向の両端で導体を露出させ、露出させた内層の導体と外層の導体とを溶接または溶着して接続して、前記ループ状の導電路を形成している。

前記中間層の高透磁性合金シートとしては、珪素鋼鈑、パーマロイ等の高透磁性粉末材料をマトリクス樹脂に分散させたシート等が好適に用いられる。

前記３層構造の遮蔽層の外層は絶縁樹脂フィルムでラミネートしているため、最外層の従来のシールド線におけるシースに該当する絶縁保護層は薄肉としてもよい。
この最外層の絶縁保護層は、従来と同様に押し出し成形で形成しても良いし、熱収縮チューブに通して熱収縮して密着させてもよく、さらには絶縁樹脂製の粘着テープをハーフラップ巻きして巻き付けて形成してもよい。

前記構成からなる本発明のシールド線では、通電時にコア電線の導体に発生する漏れ磁界を前記中間層の高透磁性合金シートに集中させる一方、該高透磁性合金シートを挟む内層と外層のフラットハーネスの導体で接続してループ状の導電路を形成しているため、高透磁性合金シートに集束した磁界により内外層のフラットハーネスの導体に誘導電流を発生させる。発生した電流は往路と復路を有するループ状の導電路としているため、これら往復路の導電路に流れる電流により高透磁性合金シートに集束した漏れ磁界を打ち消し、シールド線から外部へ漏れ磁界を殆ど発生させないようにすることができる。

このように、本発明のシールド線は、前記３層構造の遮蔽層を設けていることにより、コア線の導体からの漏れ磁界が外部に放出されるのを大幅に低減またはゼロに近似させることができるため、シールド線が磁界発生源とならないようにすることができる。よって、従来のシールド層をアース接続しているだけのシールド線と比較して漏れ磁界を大幅に減少でき、近接位置に配線される電線に対する漏れ磁界によるノイズを減少または無くすことができる。そのため、他の電線と隔離して床下等に配線する必要はなく、床下配線の場合に必要とされた金属製のパイプやプロテクタで被覆する必要がない。
また、従来のシールド線と比較して、重量増加は余りなく、かつ、柔軟性も同等とすることができるため、取り扱いが容易で車両への取付性が良いと共に、配索の自由度を向上させることができるため、配索経路を最短とすることができ、コストの低減、軽量化を図ることができる。

前記コア層と前記遮蔽層の内層との間に、さらに２本の往路用電線と復路用電線を配置して、該往路用電線と復路用電線の長さ方向の両端を接続して配置してもよい。
前記構成とすると、コア線の導体から生じる漏れ磁界により、まず、前記往復路の電線に誘導電流を発生させて、遮蔽層の高透磁性合金シートで集束する漏れ磁界を低減できる。その結果、シールド効果をより高めて、外部への漏れ磁界をゼロに近似させることができる。

本発明のシールド線は、電気自動車またはハイブリット自動車において、バッテリとインバータとを接続する電源線、バッテリとホイール駆動用モータとを接続する電源線を含む大電流用のシールド線として用い、該シールド線を自動車のフロア下方の車体外部に配策せずに、フロア上部側の車体内部に配策することが好ましい。
前記のように、本発明のシールド線は、漏れる磁界を大幅に減少またはゼロに近似させることができ、近接位置に配置する電線にノイズを与えないため、フロア下方の車体外部に配索する必要がなく、電線の配索が容易である車体内のフロアに配線することができる。

前述したように、本発明によれば、大電流用で電流値の変化が大きな電源線等のシールド線において、遮蔽層をフラットハーネスからなる内外層と高透磁性合金シートからなる中間層とからなる３層構造とし、内外層のフラットハーネスの導体の端部を接続してループ状の導電路を形成した構成としているため、コア電線の導体に発生する漏れ磁界を中間層の高透磁性合金シートで集束し、集束した磁界によりループ状の導電路に電流を発生さることにより外部に放出される漏れ磁界を大幅に低減またはゼロに近似させることができる。
このように、電流変化量の大きい電線が磁界発生源とならないため、床下配線して、金属パイプや金属プロテクタなどで電源線を覆う必要はなく、軽量化を図ることができると共に、従来のように車種毎に金属パイプや金属プロテクタを作成する必要がない。さらに、車室内での配線が可能であるため、配索経路を最短とすることができる。
また、従来のシールド線と構造的には同様であるため、重量増加はなく、柔軟性も同じであるため、取り扱いが容易で車両への取付性が良いと共に、配索の自由度を向上させることができるため、コストの低減、軽量化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に本発明の第１実施形態を示す。
本発明の自動車用のシールド線１０は、図１に示すように、ハイブリッド自動車５のバッテリＢとインバータＩを接続する電源線とし、フロア上部側の車体内部に配索している。

前記シールド線１０は、図２に示すように、断面円形状の導体１１を絶縁被覆層１２で被覆した１本のコア線１３と、該コア線１３を被覆する３層構造の遮蔽層１４と、該遮蔽層１４の外周面の絶縁保護層１５とを備えている。

前記３層構造の遮蔽層１４は内層２０、中間層２３、外層２６とからなる。
前記内層２０は、銅箔からなる導体２１を密に平行配線して並列させ、その両面を絶縁樹脂フィルム２２Ａと２２Ｂとでラミネートしたフラットハーネスで形成している。
前記外層２６は、内層２０と同一の構成とし、銅箔からなる導体２７を密に平行配線して並列させ、その両面を絶縁樹脂フィルム２８Ａと２８Ｂとでラミネートしたフラットハーネスで形成している。
前記中間層２３は高透磁性合金シート２４の両面を絶縁樹脂フィルム２５Ａと２５Ｂとでラミネートしている。

前記遮蔽層１４のフラットハーネスからなる内層２０は、導体２１をコア線１３の軸線方向と平行となるように、軸直角方向からコア線１３の外周面に巻き付けて、所謂、縦添え巻きしている。
この内層２０の外周面に中間層２３を同様に軸直角方向から巻き付けている。
さらに、中間層２３の外周面に外層２６を軸直角方向から巻き付けている。
これにより、内外層２０、２６の導体２１、２７はコア線１３の導体１１と平行方向としている。
前記内層２０、中間層２３、外層２６の接触面間にはラミネートされた絶縁樹脂フィルムが介在されているため、互いに絶縁されている。

前記３層構造の遮蔽層１４の外周面、即ち、外層２６の外周面の絶縁保護層１５は、塩化ビニルからなる粘着テープで形成し、遮蔽層１４と同様に軸直角方向に巻き付けている。
なお、粘着テープを帯状のテープとして、螺旋状にハーフラップ巻きして絶縁保護層１５を形成してもよい。

前記３層構造の遮蔽層１４では、内層２０と外層２６の長さ方向の両端で、内層２０の外周側の絶縁樹脂フィルム２２Ｂと、外層２６の内周側の絶縁樹脂フィルム２８Ａとを互いに固着して、中間層２３の長さ方向の両端を密封し、中間層２３を内外層２０と２６とで包み込むようにしている。

さらに、内層２０の導体２１と外層２６の導体２７とは、長さ方向の両端でそれぞれラミネートした絶縁樹脂フィルム２２Ａと２２Ｂ、２８Ａと２８Ｂとから引き出し、引き出し端２１ａと２１ｂ、２７ａと２７ｂとを設けている。具体的にはラミネートした両面の絶縁樹脂フィルムを剥離して導体を引き出している。
これら長さ方向の両端で引き出された導体は、同一方向の引き出し端２１ａと２７ａ、２１ｂと２７ｂとを、夫々内外周で平行な導体同士を溶接して接続部２９Ａ、２９Ｂを形成している。

これにより、中間層２３を挟む内層２０の導体２１と外層２６の導体２７とにより、ループ状の導電路３０を形成している。
前記ループ状の導電路３０では、内層２０の導体２１と外層２６の導体２７とを流れる電流が逆方向となる。内層２０の導体２１に流れる電流方向がコア線１３の導体１１に流れる電流方向と同一方向のＸ方向とすると、外層２６の導体２７に流れる電流方向は逆方向のＹ方向となる。

前記構成としたシールド線１０では、通電時にコア線１３の導体１１に電流がＸ方向に流れ、漏れ磁界が発生すると、遮蔽層１４の中間層２３に高透磁性合金シート２４が存在するため、内層２０を透過して高透磁性合金シート２４に漏れ磁界が集束される。
このように、高透磁性合金シート２４に漏れ磁界が集束されると、該高透磁性合金シート２４に集束された磁界により、高透磁性合金シート２４を挟んで包み込む内層２０と外層２６との導体２１、２７に誘導電流が発生する。該導体２１と２７とは長さ方向の両端が接続部２９Ａ、２９Ｂにより接続されてループ状の導電路３０を形成しているため、導体２１と２７とに流れる電流はループ状に循環し、導体２１がＸ方向に流れると、導体２７はＹ方向となる。これにより、漏れ磁界が集束した高透磁性合金シート２４から漏れる磁界はループ状の導電路３０を流れる電流により打ち消され、シールド線１０から外部に放出する漏れ磁界を低減または無くすことができる。

よって、電源線とするシールド線１０は磁界発生源とならなず、室内側に配線しても、近接する電線に漏れ磁界によるノイズを与えることを防止でき、よって、図１に示すように、従来は床下配線していたバッテリとインバータとを接続する電源線を室内側に配線することができる。

図４に本発明の第２実施形態を示す。
第２実施形態では、遮蔽層１４の内層２０と外層２６とは帯状のフラットハーネスから形成している。該帯状のフラットハーネスも第１実施形態と同様に銅箔からなる導体２１、２７を長さ方向に配線すると共に密に並設して両面を絶縁樹脂フィルムでラミネートしている。
前記内層２０の帯状フラットハーネスはコア線１３の外周面に隙間をあけずに螺旋状に巻き付けている。
該内層２０の外周面に第１実施形態と同様に高透磁性合金シート２４の両面を絶縁樹脂フィルムでラミネートした中間層２３を縦添え巻して巻き付け、その外周面に外層２６の帯状フラットハーネスを内層２０と同様に螺旋状に巻き付けている。
外層２６の外周面を被覆する最外層の絶縁保護層１５としては、熱収縮チューブを用い、該熱収縮チューブを被せた後に熱収縮させて外層２６の外周面に密着させている。
なお、絶縁保護層１５は熱収縮チューブに限定されず、通常の樹脂チューブでもよく、また、第１実施形態と同様にテープ巻きで形成してもよい。

前記螺旋巻きした内層２０の導体２１と外層２６の導体２７の長さ方向の両端は、第１実施形態と同様に引き出し、その引き出し端部を溶接して接続部（図示せず）を形成し、ループ状の導電路を形成している。

第２実施形態の作用効果は第１実施形態と同様である。即ち、コア電線１３の導体１１から発生する漏れ磁界を遮蔽層１４の中間層２３の高透磁性合金シート２４に集束し、集束した磁界でループ状の導電路に漏れ磁界を打ち消す電流を発生させ、それにより、シールド線１０から外部へ漏れ磁界が放出されるのを低減、防止している。

ハイブリッド車の配線経路を示す図である。第１実施形態の電源線となるシールド線を示し、（Ａ）は一部断面斜視図、（Ｂ）は軸線方向の両端部を示す断面図、（Ｃ）は軸線方向と直交方向の断面図、（Ｄ）は遮蔽層の一部拡大断面図である。第１実施形態のシールド線の作用を示す説明図である。第２実施形態のシールド線を示す断面図である。従来例を示す図である。

符号の説明

１０自動車用のシールド線
１１導体
１２絶縁被覆層
１３コア線
１４遮蔽層
１５最外層の絶縁保護層
２０内層
２１導体
２２Ａ、２２Ｂ絶縁樹脂フィルム
２３中間層
２４高透磁性合金シート
２５Ａ、２５Ｂ絶縁樹脂フィルム
２６外層
２７導体
２８Ａ、２８Ｂ絶縁樹脂フィルム
２９Ａ、２９Ｂ接続部
３０ループ状の導電路
Ｂバッテリ
Ｉインバータ

Claims

導体を絶縁被覆層で被覆したコア線と、該コア線の外周に被覆する内層、中間層、外層の３層構造の遮蔽層を備え、
前記遮蔽層の内層と外層とは、導体を平行配線して両面を絶縁フィルムでラミネートしたフラットハーネスで構成すると共に、該内外層の間の中間層は高透磁率合金シートの両面を絶縁フィルムでラミネートしており、
前記内外層の長さ方向の両端で前記中間層を挟んだ状態で導体同士を接続してループ状の導電路を形成し、
通電時に前記コア線の導体に発生する漏れ磁界を前記中間層の高透磁率合金シートで集束し、該中間層で集束した磁界により前記ループ状の導電路に誘導電流を発生させて前記漏れ磁界を外部に放出させない構成としていることを特徴とする自動車用のシールド線。
前記内外層の導体はコア線の導体と平行に軸線方向に配置し、または、コア線に螺旋状に巻き付け、かつ、前記内外層は長さ方向の両端で導体を露出させて溶接または溶着して接続している請求項１に記載の自動車用のシールド線。
電気自動車またはハイブリット自動車において、バッテリとインバータとを接続する電源線、バッテリとホイール駆動用モータとを接続する電源線を含む大電流用のシールド線として用い、該シールド線を自動車のフロア下方の車体外部に配策せずに、フロア上部側の車体内部に配策している請求項１または請求項２に記載の自動車用のシールド線。