JP6326271B2 - 電線のシールド構造 - Google Patents

Description

本発明は、電線のシールド構造に関する。

従来、自動車等の車両において電装品間を電線で接続する場合、該電装品から生じる電磁波等のノイズの伝播を防ぐため、複数本の電線を一括して筒状のシールド部材（編組や金属箔など）で包囲するとともに、シールド部材の端部にはシールドシェルが組み付けられており、該シールドシェルを電装品の筐体や車体パネルなどに接触させることで、ノイズをアースさせるシールド構造がある。

例えば、特許文献１に開示されている機器取付け用ワイヤハーネスでは、複数の電線を一括してシールドする単一のシールド部材を設け、そのシールド部材をシールドシェルによってシールドケースに取り付けるようにしたので、電線が複数本であってもシールドシェルは１つだけで済む。
ところが、シールド部材として筒状の編組が用いられ、筒状の編組の端末部にはインナシェルとアウタシェルからなるシールドシェルがカシメ付けにより固着されている。そのため、シールドシェルをカシメ付けるプレス機などが必要となり加工設備が大型化するという問題があった。また、複数の電線は、基本的にはその末端にコネクタなどの端末部材が取付けられる前に、筒状の編組に挿通される必要がある（所謂、先通し）。このような電線の先通しが必要となると、ワイヤハーネスの製造及び配線の手順の自由度が制限されるという問題があった。

そこで、例えば特許文献２に開示されている電磁シールド具（シールド部材）のように、予め筒状に形成されていないシールド部材を用いることで、電線に対する後付けを可能としたシールド構造が提案されている。
特許文献２に開示されている電磁シールド具５０１は、図８に示すように、２つのブラケット部材５０２と、複数のシールド用電線５０３とを備えている。ブラケット部材５０２は、環状に変形可能な長尺の導電性部材である。複数のシールド用電線５０３は、間隔を空けて並ぶ２つのブラケット部材５０２の一方から他方へ亘って配置されている。さらに、複数のシールド用電線５０３は、両端が２つのブラケット部材５０２各々におけるその長手方向において分布する複数の接合部位５１２のいずれかに接合されている。そして、ブラケット部材５０２は、シールドシェル５０７の外周面に沿って環状に形成された状態で、重ねられた２つのブラケット連結部５２０がネジ５１４及びナット部材５１６によって合体した状態に保持されることによって、シールドシェル５０７に固定される。
従って、２つのブラケット部材５０２は、電力ケーブル（電線）５０９が貫通したシールド枠部の周囲に沿って環状に保持されることにより、２つのブラケット部材５０２と接合された複数のシールド用電線５０３は、電力ケーブル５０９の周囲を取り囲んで配列される。
即ち、上述の電磁シールド具５０１は、予め筒状に形成された部材ではないため、電力ケーブル５０９に対する後付けが可能である。

特開２００３−１９７０３７号公報 特開２０１３−２１４６９０号公報

しかしながら、特許文献２に開示された電磁シールド具５０１の場合、２つのブラケット部材５０２の各々における接合部位５１２に、複数のシールド用電線５０３を溶接又はかしめ圧着等によって１本ずつ接合しなければならず、接合工数が嵩んで製造コストが増大するという問題があった。
また、上記ブラケット部材５０２は、シールドシェル５０７の外周面に沿って環状に形成された状態でシールドシェル５０７に固定されることにより、シールドシェル５０７と接触し、電気的に接続されている。そこで、シールドシェル５０７とブラケット部材５０２との安定的な電気的接続が難しく、充分なシールド性能を確保することができなくなる可能性がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、製造が容易でシールド性能が良好な電線のシールド構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 筒状に変形可能なシート状のシールド部材と、複数の電線を包囲するように筒状に巻き付けられた前記シールド部材の筒状開口端に固定されて前記シールド部材を筒状態に固定するためのシールド部材固定部を有し、前記シールド部材を被取付部にアースするシールドシェルと、前記複数の電線の両端部各々を一定の位置関係で保持するとともに、前記複数の電線相互間を電気的に絶縁する一対の電線保持部材と、を備え、前記シールドシェルは、前記一対の電線保持部材のそれぞれを包囲するように前記電線保持部材に固定される枠状部材であることを特徴とする電線のシールド構造。
（２） 前記シールド部材における巻き付け方向と直交する幅方向両端部には、前記シールドシェルに固定するための固定部が形成されていることを特徴とする上記（１）に記載の電線のシールド構造。
（３） 前記シールド部材固定部が、前記シールドシェルの一部を折り曲げて形成されていることを特徴とする上記（１）また（２）に記載の電線のシールド構造。
（４） 前記シールド部材と前記シールドシェルとが、シート材から一体成形されていることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１つに記載の電線のシールド構造。
（５） 上記（１）〜（４）の構成の何れかの電線のシールド構造を備えたことを特徴とするワイヤハーネス。

上記（１）の構成の電線のシールド構造によれば、複数の電線の周囲を取り囲んで筒状に巻き付けられたシート状のシールド部材は、筒状開口端がシールドシェルのシールド部材固定部に固定されることにより筒状態に固定される。即ち、シート状のシールド部材は、予め筒状に形成された部材ではないので、電線に対する後付けが可能となり、時間がかかっていた先通し作業などの加工工程を簡素化することができる。
また、シート状のシールド部材の筒状態が維持できるようにシールド部材の筒状開口端をシールド部材固定部に固定する接合工数は、ブラケット部材の接合部位に複数のシールド用電線を１本ずつ接合していた従来の電磁シールド具における接合工数に比べて大幅に減らすことができる。更に、シールド部材の筒状開口端をシールド部材固定部に固定するには、ネジ、リベット及びクリップなどの固定部材を用いたり、溶着及び接着などの固定方法を用いたりすることができ、プレス機など大掛かりな設備を必要とするカシメ付け作業が不要となる。従って、シールド部材をシールドシェルに容易に取り付けることができ、製造コストを低減することができる。
また、筒状態のシールド部材は、筒状開口端がシールドシェルのシールド部材固定部に直接固定され、シールドシェルを介して被取付部にアースされる。そこで、シールドシェルとシールド部材との安定的な電気的接続が容易となり、充分なシールド性能を確保することができる。
上記（２）の構成の電線のシールド構造によれば、シールドシェルに対して筒状態に固定されるシールド部材の巻き付け方向と直交する幅方向両端部には、シールドシェルに固定するための固定部が形成される。即ち、シールド部材は、固定穴や固定片等の種々の固定部が形成されることで、シールドシェルに対する取付け自由度が高くなると共に、取付け時の作業性も向上する。
上記（３）の構成の電線シールド構造によれば、シールド部材の筒状開口端を固定するためのシールド部材固定部が、シールドシェルの一部を折り曲げて一体に形成されるので、シールド部材をシールドシェルに確実に固定することができると共に、シールドシェルとシールド部材との間の電気的な接続信頼性が低下することはない。
上記（４）の構成の電線のシールド構造によれば、シールド部材とシールドシェルとがシート材から一体成形されることにより、組立作業性が向上する。即ち、シールド部材とシールドシェルとがそれぞれ別体に形成されたものを組み立てる場合、シールド部材の筒状開口端にそれぞれ固定される一対のシールドシェルを治具などで互いに位置決め保持した状態で、シート状のシールド部材を筒状に巻き付けなければならない。これに対し、シールド部材とシールドシェルとが一定に形成されている場合には、シールド部材の筒状開口端にそれぞれ固定される一対のシールドシェルが予め位置決めされるので、シート状のシールド部材を筒状に巻き付ける際の作業性が向上する。
上記（５）の構成のワイヤハーネスによれば、製造が容易でシールド性能が良好なワイヤハーネスを得ることができる。

本発明に係る電線のシールド構造によれば、製造が容易でシールド性能が良好な電線のシールド構造を提供することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る電線のシールド構造を備えたワイヤハーネスの全体構成を示す斜視図である。 図１に示したワイヤハーネスの部分破断平面図である。 図２におけるIII−III断面図である。 図１に示したワイヤハーネスの組立手順を説明する説明図であり、（ａ）は電線を包囲するシールド部材の一部がシールドシェルに固定された状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の裏側から見た斜視図である。 図１に示したワイヤハーネスの組立手順を説明する説明図であり、（ａ）は電線を包囲するシールド部材がほぼ巻き終わった状態を示す斜視図であり、（ｂ）は巻き終わったシールド部材の終端部が固定されて完成した状態を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は図４に示したワイヤハーネスの変形例をそれぞれ示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る電線のシールド構造におけるシールド部材とシールドシェルを示す展開図である。 従来の電磁シールド具を示す斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態に係る電線のシールド構造は、車両に配線される複数の電線９をシールド部材３１で包囲してシールドするためのものであり、筒状に変形可能なシート状のシールド部材３１と、複数の電線９を包囲するように筒状に巻き付けられたシールド部材３１の筒状開口端に固定されてシールド部材３１を筒状態に固定するためのシールド部材固定部２２を有し、被取付部である筐体５にシールド部材３１をアースするシールドシェル２１と、を備える。

そこで、複数本の電線９が束ねられて自動車等の車両に搭載された比較的高圧の電装品間、例えば、ハイブリッド自動車に搭載された電動モータのインバータと電源装置との間などに配線されるワイヤハーネス１に使用した場合を例に説明する。
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る電線のシールド構造を備えたワイヤハーネス１は、複数本の電線９と、これら電線９の伸延方向（図２においては、上下方向）の端末部に設けられた各線共有のコネクタ４１と、複数の電線９を包囲するシールド部材３１と、筐体５にシールド部材３１をアースするためのシールドシェル２１と、を備える。なお、本実施形態に係るワイヤハーネス１は、電動モータのインバータと電源装置との間をつなぐ長尺部材なので、図中においては中間部を省略して図示している。

電線９は、芯線である導体の外周が絶縁被覆で被覆された構成である。電線９の端末部の芯線には、端子金具１０が接続されている。なお、本実施形態のワイヤハーネス１は、並列配置された６本の電線９を備えているが、５本以下の電線９又は７本以上の電線９を備えることもできる。また、端子金具１０は、所謂ＬＡ端子形状に形成されているが、雄端子形状や雌端子形状など種々の端子形状を採り得ることは云うまでもない。

一対のコネクタ４１は、並列配置された６本の電線９の両端部各々を一定の位置関係で保持するとともに、６本の電線９相互間を電気的に絶縁する電線保持部材である。コネクタ４１は、非導電性の合成樹脂製である。コネクタ４１は、例えば、６本の電線９をインサート部材とするインサート成形によって成形される。

シールド部材３１は、金網、パンチングメタル、エキスパンドメタル或いは薄い金属プレートなどを矩形のシート状に形成した導体であって、筒状に変形可能な可撓性を有している。
そして、図４に示すように、シールド部材３１は、電線９の両端部を一定の位置関係で保持している一対のコネクタ４１の間隔と同等長さの幅寸法Ｗと、並列配置された６本の電線９の周囲を囲むのに必要な長さ寸法Ｌとを有している。シールド部材３１における巻き付け方向と直交する幅方向両端部には、シールドシェル２１に固定するための固定部である固定穴３３が、長さ方向に沿って所定間隔で形成されている。シールド部材３１が６本の電線９の周囲に巻き付けられる際には、固定穴３３を貫通したネジ３５によってシールドシェル２１のシールド部材固定部２２に適宜固定される。
なお、シールド部材３１は、電線９の保護材となる強度と、加工性、ある程度の柔軟性を有していることが望ましい。シールド部材３１が柔軟性を有することで、ワイヤハーネス１が車両に組付けられる際の組付け性を確保できる。

シールドシェル２１は、図１及び図２に示すように、一対のコネクタ４１のそれぞれの周囲に設けられた導電性の枠状部材であり、例えば導電性を有する金属板をプレス加工することにより形成されている。また、各シールドシェル２１は、モータ側やインバータ側の導電性の筐体５に連結される構造として、連結用のネジ２５が挿通される孔２６が形成されている。そこで、シールドシェル２１は、ネジ２５によって筐体５における電線９が通される開口の周囲の部分に連結される。なお、筐体５は、図２において、想像線（二点鎖線）により図示されている。

更に、シールドシェル２１の長円状開口における平行な対向縁部（シールドシェルの一部）には、それぞれ一対のシールド部材固定部２２が折り曲げ形成されている。これらシールド部材固定部２２は、それぞれの長円状開口を貫通した状態の６本の電線９を包囲するように筒状に巻き付けられたシールド部材３１の筒状開口端に固定されてシールド部材３１を筒状態に固定する。シールド部材固定部２２には、固定用のネジ３５が挿通される孔２４が形成されており、内側面には孔２４に挿通されたネジ３５に螺合するナット３８が固定されている。

次に、本実施形態に係る電線のシールド構造を備えたワイヤハーネス１の作用を説明する。
先ず、本実施形態に係るワイヤハーネス１を組み立てる際には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、端末部に端子金具１０が接続された所定長を有する６本の電線９が、並列に配置された状態で両端部をそれぞれコネクタ４１により保持される。
そして、それぞれのコネクタ４１には、シールドシェル２１が固定される。この際、シールドシェル２１は、シールド部材固定部２２が電線９の中間部側に位置する向きに装着される。

次に、所定長を有する電線９の長さに応じた幅寸法Ｗと、並列配置された６本の電線９の周囲を囲むのに必要な長さ寸法Ｌとを有する矩形状に形成されたシート状のシールド部材３１が、並列配置された６本の電線９の周囲を囲むように巻き付けられる。
具体的には、図４に示すように、一対のシールドシェル２１の一方の縁部（図４（ａ）中の手前側の縁部）におけるそれぞれのシールド部材固定部２２に対して、シールド部材３１の幅方向両端部が固定される。ここで、シールド部材３１の幅方向両端部は、固定穴３３を貫通してシールド部材固定部２２の孔２４に挿通されたネジ３５がナット３８に螺合することで、シールド部材固定部２２に固定される。

そして、図５（ａ）に示すように、シールド部材３１が長さ方向の長手方向の略中間部で折り返され、一対のシールドシェル２１の他方の縁部（図５（ａ）中の奥側の縁部）におけるそれぞれのシールド部材固定部２２に対して、シールド部材３１の幅方向両端部が固定される。その後、図５（ａ）に示すように、シールド部材３１の長さ方向先端部３２が再び折り返されて、シールド部材固定部２２に固定される。

従って、６本の電線９の周囲を取り囲んで筒状に巻き付けられたシート状のシールド部材３１は、筒状開口端がシールドシェル２１のシールド部材固定部２２に固定されることにより筒状態に固定される。
即ち、本実施形態に係る電線のシールド構造を備えたワイヤハーネス１によれば、シート状のシールド部材３１は、予め筒状に形成された部材ではないので、電線９に対する後付けが可能となり、時間がかかっていた先通し作業などの加工工程を簡素化することができる。

また、シート状のシールド部材３１の筒状態が維持できるようにシールド部材３１の筒状開口端をシールド部材固定部２２に固定する接合工数は、ブラケット部材５０２の接合部位５１２に複数のシールド用電線５０３を１本ずつ接合していた従来の電磁シールド具５０１（図８参照）における接合工数に比べて大幅に減らすことができる。

更に、シールド部材３１の筒状開口端をシールド部材固定部２２に固定するには、ネジ３５とナット３８を用いることができ、プレス機など大掛かりな設備を必要とするカシメ付け作業が不要となる。従って、シールド部材３１をシールドシェル２１に容易に取り付けることができ、製造コストを低減することができる。

また、６本の電線９の周囲を取り囲んで巻き付けられた筒状態のシールド部材３１は、筒状開口端がシールドシェル２１のシールド部材固定部２２に直接固定され、シールドシェル２１を介して筐体５にアースされる。そこで、シールドシェル２１とシールド部材３１との安定的な電気的接続が容易となり、充分なシールド性能を確保することができる。

また、本実施形態に係る電線のシールド構造を備えたワイヤハーネス１によれば、シールド部材３１の筒状開口端を固定するためのシールド部材固定部２２が、シールドシェル２１の一部である長円状開口における平行な対向縁部を折り曲げて一体に形成されている。そこで、シールド部材３１をシールドシェル２１に確実に固定することができると共に、シールドシェル２１とシールド部材３１との間の電気的な接続信頼性が低下することはない。

図６（ａ）は上記実施形態に係る電線のシールド構造を備えたワイヤハーネス１の変形例を示す斜視図である。なお、ワイヤハーネス１の変形例に係るワイヤハーネス１Ａは、シールド部材３１に代えてシールド部材３１Ａを用いた以外はワイヤハーネス１と同様の構成であるので、同部材については同符号を付して詳細な説明を省略する。
シールド部材３１Ａには、図６（ａ）に示すように、幅方向両端部に亘る複数の折り目３６がプレス等で予め付けられている。そこで、６本の電線９の周囲にシールド部材３１Ａを巻き付ける際には、シールド部材３１Ａが折り返し易くなり、巻き付け作業が容易となる。

図６（ｂ）は上記実施形態に係る電線のシールド構造を備えたワイヤハーネス１の他の変形例を示す斜視図である。なお、ワイヤハーネス１の他の変形例に係るワイヤハーネス１Ｂは、シールドシェル２１及びシールド部材３１に代えてシールドシェル２１Ｂ及びシールド部材３１Ｂを用いた以外はワイヤハーネス１と同様の構成であるので、同部材については同符号を付して詳細な説明を省略する。
シールド部材３１Ｂの幅方向両端部には、図６（ｂ）に示すように、シールドシェル２１Ｂに固定するための固定部である固定片３７が形成されている。シールドシェル２１Ｂには、上記シールドシェル２１のようなシールド部材固定部２２が折り曲げ形成されておらず、シールド部材３１Ｂが６本の電線９の周囲に巻き付けられる際には、固定片３７が外側に直角に折り曲げられてシールドシェル２１Ｂのシールド部材固定部２２Ｂにネジ３５によって適宜固定される。
即ち、上述したシールド部材３１（図４参照）やシールド部材３１Ｂのように、固定穴３３や固定片３７等の種々の固定部が幅方向両端部に形成されることで、シールド部材３１（３１Ｂ）は、シールドシェル２１（２１Ｂ）に対する取付け自由度が高くなると共に、取付け時の作業性も向上する。

図７は本発明の他の実施形態に係る電線のシールド構造におけるシールド部材５３とシールドシェル５５を示す展開図である。なお、シールド部材５３及びシールドシェル５５における上記実施形態のシールド部材５３及びシールドシェル５５と同様の部材については同符号を付して詳細な説明を省略する。
本発明の他の実施形態に係る電線のシールド構造におけるシールド部材５３とシールドシェル５５とは、図７の展開図に示すように、導電性を有する薄い金属プレートをプレス加工することにより一体成形されている。

一対のシールドシェル５５は、シールド部材５３の長さ方向一端部（図７中、下端部）における幅方向両端部に、連結部５７を介して一体に形成されている。そこで、それぞれのシールドシェル５５におけるシールド部材固定部２２を曲げ起した後、一対のシールドシェル５５が互いに平行に対向するように連結部５７が曲げ加工される。
そして、一対のシールドシェル５５の長円状開口５６が、それぞれコネクタ４１に固定される。
その後、シールド部材５３は、並列配置された６本の電線９の周囲を囲むように巻き付けられ、シールドシェル５５のシールド部材固定部２２に対して、シールド部材５３の幅方向両端部が固定される。

従って、シールド部材５３とシールドシェル５５とがシート材から一体成形されることにより、組立作業性が向上する。
即ち、シールド部材３１とシールドシェル２１とがそれぞれ別体に形成されたものを組み立てる場合、シールド部材３１の筒状開口端にそれぞれ固定される一対のシールドシェル２１を治具などで互いに位置決め保持した状態で、シート状のシールド部材３１を筒状に巻き付けなければならない（図４及び図５参照）。
これに対し、シールド部材５３とシールドシェル２１とが一定に形成されている場合には、シールド部材５３の筒状開口端にそれぞれ固定される一対のシールドシェル５５が予め位置決めされるので、シート状のシールド部材５３を筒状に巻き付ける際の作業性が向上する。

従って、上記実施形態に係る電線のシールド構造によれば、製造が容易でシールド性能が良好なワイヤハーネス１を提供することができる。

ここで、上述した本発明に係る電線のシールド構造の実施形態の特徴をそれぞれ以下に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 筒状に変形可能なシート状のシールド部材（３１）と、
複数の電線（９）を包囲するように筒状に巻き付けられた前記シールド部材（３１）の筒状開口端に固定されて前記シールド部材（３１）を筒状態に固定するためのシールド部材固定部（２２）を有し、前記シールド部材（３１）を被取付部（筐体５）にアースするシールドシェル（２１）と、
を備えることを特徴とする電線のシールド構造。
［２］ 前記シールド部材（３１，３１Ｂ）における巻き付け方向と直交する幅方向両端部には、前記シールドシェル（２１，２１Ｂ）に固定するための固定部（固定穴３３，固定片３７）が形成されていることを特徴とする上記［１］に記載の電線のシールド構造。
［３］ 前記シールド部材固定部（２２）が、前記シールドシェル（２１）の一部を折り曲げて形成されていることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の電線のシールド構造。
［４］ 前記シールド部材（５３）と前記シールドシェル（５５）とが、シート材から一体成形されていることを特徴とする上記［１］〜［３］の何れか１つに記載の電線のシールド構造。
［５］ 上記［１］〜［４］の構成の何れかの電線のシールド構造を備えたことを特徴とするワイヤハーネス（１）。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１…ワイヤハーネス
５…筐体（被取付部）
９…電線
２１…シールドシェル
２２…シールド部材固定部
３１…シールド部材

Claims (5)

1. 筒状に変形可能なシート状のシールド部材と、
   複数の電線を包囲するように筒状に巻き付けられた前記シールド部材の筒状開口端に固定されて前記シールド部材を筒状態に固定するためのシールド部材固定部を有し、前記シールド部材を被取付部にアースするシールドシェルと、
   前記複数の電線の両端部各々を一定の位置関係で保持するとともに、前記複数の電線相互間を電気的に絶縁する一対の電線保持部材と、
   を備え、
   前記シールドシェルは、前記一対の電線保持部材のそれぞれを包囲するように前記電線保持部材に固定される枠状部材であることを特徴とする電線のシールド構造。
2. 前記シールド部材における巻き付け方向と直交する幅方向両端部には、前記シールドシェルに固定するための固定部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電線のシールド構造。
3. 前記シールド部材固定部が、前記シールドシェルの一部を折り曲げて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電線のシールド構造。
4. 前記シールド部材と前記シールドシェルとが、シート材から一体成形されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電線のシールド構造。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の電線のシールド構造を備えたことを特徴とするワイヤハーネス。

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