JP6455362B2

JP6455362B2 - ワイヤハーネス

Info

Publication number: JP6455362B2
Application number: JP2015164397A
Authority: JP
Inventors: 雅明今堀; 宣幸山下
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2035-08-24
Also published as: JP2017045507A

Description

本発明は、編組シールドを備えたワイヤハーネスに関する。

従来、例えばインバータとモータとの間を接続するワイヤハーネスとして、電磁波吸収効果を有する編組シールドを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のワイヤハーネスは、導体を絶縁体で被覆してなる電線本体、及び電線本体の外周に編組線からなるシールド層及びシースが設けられたシールド電線と、電線本体の外周を囲繞する金属製のハウジングとを備えている。ハウジングは、電線本体を挿通させる筒状の本体部と、車両の駆動力を発生させるモータを収容するシールドケースへの固定のためのフランジ部とを有している。シールドケース内には、モータを冷却するための油が充填され、この油の漏出を防止するための２つのＯリングがハウジングの内外に配置されている。

また、特許文献１に記載のワイヤハーネスは、シールド電線が導出されるハウジングの開口端が熱収縮チューブによって覆われ、熱収縮チューブの内側には、ハウジング内に水が浸入することを防止するための接着剤が塗布されている。

特開２０１４−９９４０８号公報

ハウジングの開口端における外周面とシールド電線の外周面との間には段差があるので、熱収縮チューブが収縮する際には、熱収縮チューブを段差のハウジング側からシールド電線側に移動させる力が発生する。特許文献１に記載のものでは、この熱収縮チューブの移動を抑制するため、ハウジングの本体部の外周におけるフランジ部の近傍に溝状の括れ部が形成され、熱収縮チューブの一端部がこの括れ部に収容されるように構成されている。

しかし、特許文献１に記載のものでは、この括れ部の分だけ、ハウジングの本体部における軸方向の長さが増大してしまう。これによるハウジングの大型化は、ワイヤハーネスが車両の駆動源としてのモータに電流を供給するために用いられる場合に、車両への搭載性を低下させる要因となり得る。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールド電線を挿通させるハウジングの小型化が可能なワイヤハーネスを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、線状の導体を絶縁体で被覆してなる電線本体、及び前記電線本体の長手方向における一部の外周に設けられた編組シールドを有するシールド電線と、前記編組シールドに覆われていない前記電線本体を挿通させる小径筒状部、及び前記小径筒状部の内径よりも大きい内径を有して前記編組シールドの端部を含む前記シールド電線の一部を収容する大径筒状部を有する金属製のハウジングと、前記大径筒状部の内周面と前記編組シールドから露出した前記電線本体の外周面との間に介在する環状のリテーナと、前記大径筒状部の内周面及び前記電線本体の外周面に弾接する弾性体からなる環状のシール部材と、を備え、前記シール部材は、前記大径筒状部と前記小径筒状部との間の段差面と前記リテーナとの間に配置され、前記シール部材の内側における前記電線本体の撓みが前記リテーナによって規制される、ワイヤハーネスを提供する。

本発明に係るワイヤハーネスによれば、シールド電線を挿通させるハウジングの小型化が可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るワイヤハーネスを示す断面図である。第１の実施の形態に係るワイヤハーネスの各構成部材をシールド電線の軸方向に沿って分解して示す斜視図である。取付対象部材であるシールドケースにワイヤハーネスのハウジングが固定された状態を示す断面図である。比較例に係るワイヤハーネスを示す断面図である。本発明の第２の実施の形態に係るワイヤハーネスを示す断面図である。

［第１実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を、図１乃至図３を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るワイヤハーネスを示す断面図である。図２は、ワイヤハーネスの各構成部材をシールド電線の軸方向に沿って分解して示す斜視図である。このワイヤハーネスは、電気自動車や所謂ハイブリッド車等の電動モータを駆動源として有する車両に搭載される車両用のワイヤハーネスであり、車両の走行用の駆動源としての電動モータとインバータとを接続するために用いられる。

ワイヤハーネス１は、シールド電線２と、金属製のハウジング３と、ハウジング３に収容された環状のリテーナ４及びＯリング５と、ハウジング３に収容された円筒状のフェルール６及びスペーサ７とを有している。リテーナ４及びＯリング５は、シールド電線２の軸方向に並んで配置され、スペーサ７はフェルール６の内側に配置されている。このＯリング５は、本発明の「シール部材」の一態様である。

シールド電線２は、図２に示すように、線状の導体２１を絶縁体２２で被覆してなる電線本体２０、及び電線本体２０の長手方向における一部の外周に設けられた編組シールド２３を有する。導体２１は、例えば銅からなる複数の素線を撚り合わせて構成されている。また、編組シールド２３は、例えば錫メッキ銅線からなる複数のシールド素線を筒状に編み組みして構成され、その一方の端部が電線本体２０の長手方向に沿うように外側に折り返されている。

ハウジング３は、例えばアルミニウム合金のダイキャスト成形もしくは黄銅の鍛造成形によって構成され、電線本体２０を挿通させる円筒状の本体部３０と、取付対象部材への固定のためのフランジ部３１とを一体に有している。ハウジング３の本体部３０は、編組シールド２３に覆われていない電線本体２０を挿通させる小径筒状部３０１と、編組シールド２３の端部を含むシールド電線２の一部を収容する大径筒状部３０２と、小径筒状部３０１と大径筒状部３０２との間の介在部３０３とを有している。編組シールド２３は、大径筒状部３０２の内部で折り返されている。

大径筒状部３０２は、小径筒状部３０１の内径よりも大きい内径を有している。介在部３０３では、小径筒状部３０１側から大径筒状部側３０２に向かって徐々に内径が大きくなっている。小径筒状部３０１の内径は、電線本体２０の外径よりもやや大きく形成されている。

ハウジング３のフランジ部３１は、本体部３０における小径筒状部３０１の介在部３０３側の端部の外周面から外方に突出して形成されている。フランジ部３１には、取付対象部材に螺合するボルト（後述）の軸部を挿通させるボルト挿通孔３１ａが形成されている。また、小径筒状部３０１の外周面には周方向溝３０１ａが形成され、この周方向溝３０１ａにＯリング３２が嵌着されている。

リテーナ４は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂等の比較的硬質な樹脂からなり、大径筒状部３０２の内周面と、大径筒状部３０２の内部において編組シールド２３から露出した電線本体２０の外周面との間に介在して配置されている。また、リテーナ４は、後述する電線本体２０の撓み抑制効果を十分に発揮するため、その外周面が大径筒状部３０２の内周面に全周に亘って接すると共に、その内周面が電線本体２０の外周面に全周に亘って接することが望ましい。

Ｏリング５は、大径筒状部３０２の内周面及び電線本体２０の外周面に弾接する環状の弾性体からなる。Ｏリング５は、リテーナ４よりも剛性が低い部材からなり、本実施の形態では、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）やシリコンゴムからなる。また、Ｏリング５は、大径筒状部３０２と小径筒状部３０１との間の段差面３０３ａ（介在部３０３の内周面）と、リテーナ４との間に配置されている。なお、本実施の形態では、段差面３０３ａが大径筒状部３０２側ほど内径が大きくなるテーパ状であるが、段差面３０３ａがハウジング３の本体部３０の中心軸方向に対して直交する環状の平坦面であってもよい。

フェルール６は、黄銅等の良導電性の金属からなり、ハウジング３の本体部３０における大径筒状部３０２内で折り返された編組シールド２３を大径筒状部３０２の内周面との間に挟む円筒状である。ハウジング３の本体部３０は、大径筒状部３０２の加締めによって、折り返された編組シールド２３がフェルール６の外周面に押し付けられている。これにより、編組シールド２３とハウジング３及びフェルール６とが電気的に導通している。

スペーサ７は、フェルール６よりも柔軟で低い弾性を有する円筒状の部材であり、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やゴムからなる。スペーサ７は、径方向に圧縮された状態でフェルール６と折り返されていない部分の編組シールド２３との間に介在し、その復元力によって編組シールド２３を電線本体２０の外周面に向かって押し付けている。

フェルール６及びスペーサ７は、リテーナ４よりもハウジング３の本体部３０における大径筒状部３０２の開口端３０２ａ側に配置されている。フェルール６の厚みは例えば０．５〜２．０ｍｍであり、スペーサ７の厚みは例えばフェルール６の厚みの２倍である。また、電線本体２０の外径は例えば１０ｍｍであり、大径筒状部３０２の外径は例えば１２〜１３ｍｍである。

ワイヤハーネス１は、例えば次のような手順で組み立てられる。すなわち、シールド電線２の電線本体２０を覆う編組シールドの一部を除去すると共に、除去されずに残った部分の編組シールド２３の端部を折り返し、折り返された部分の編組シールド２３の内側にフェルール６及びスペーサ７を配置する。次に、電線本体２０が内側に挿通されたリテーナ４及びＯリング５、ならびにフェルール６及びスペーサ７をハウジング３の大径筒状部３０２内に収容し、フェルール６の外方にあたる大径筒状部３０２を外側から加締める。また、小径筒状部３０１の外周面に形成された周方向溝３０１ａには、大径筒状部３０２の加締め前又は加締め後にＯリング３２が嵌着される。これにより、ワイヤハーネス１が組み立てられる。

図３は、取付対象部材であるシールドケース８にハウジング３が固定された状態を示す断面図である。このシールドケース８には、例えば電動モータもしくはインバータが収容される。図３では、ハウジング３が固定される部分の周辺におけるシールドケース８の一部をその断面で示している。

シールドケース８には、ハウジング３の小径筒状部３０１が嵌合される貫通孔８ａが形成されている。貫通孔８ａの内周面とハウジング３の小径筒状部３０１との間は、Ｏリング３２によって封止される。ハウジング３のフランジ部３１は、ボルト８１によってシールドケース８に固定される。ボルト８１は、雄ねじが形成された軸部８１１と、軸部８１１の端部に設けられた頭部８１２とを有し、軸部８１１がフランジ部３１のボルト挿通孔３１ａに挿通されてシールドケース８のねじ孔８ｂに螺合する。

シールド電線２は、車両に搭載されると、その配索経路に沿って例えば図３に示すように湾曲する。この場合、仮にワイヤハーネス１がリテーナ４を有さず、ハウジング３の大径筒状部３０２がリテーナ４の分だけ短く形成されていると、図３に仮想線（二点鎖線）で示すように電線本体２０を大きく湾曲させることができるが、湾曲の外側においてＯリング５の圧縮率が低下し、シール性が低下してしまう。しかし、本実施の形態では、Ｏリング５の内側における電線本体２０の撓みがリテーナ４によって規制され、Ｏリング５の圧縮率が適切な範囲に維持されてシール性が良好に保たれる。

つまり、電線本体２０が撓んで湾曲する場合、リテーナ４よりも小径筒状部３０１側では、電線本体２０の撓みがリテーナ４によって規制され、電線本体２０の姿勢が直線状に保たれる。これにより、大径筒状部３０２の内周面と電線本体２０の外周面との径方向隙間が電線本体２０の湾曲の外側で大きく開いてしまうことがなく、Ｏリング５によるシール性が保たれる。このため、大径筒状部３０２の開口端３０２ａからシールドケース８内への異物の侵入をＯリング５によって確実に防ぐことが可能となる。

また、リテーナ４は、Ｏリング５への編組シールド２３の接触を防止する機能をも有している。つまり、リテーナ４がＯリング５と編組シールド２３の折り返し部との間に介在することにより、シールド電線２の振動等によってＯリング５が編組シールド２３との接触部において摩耗してしまうことが抑止され、Ｏリング５によるシール性が保たれる。

（比較例）
次に、比較例に係るワイヤハーネス１１を、図４を参照して説明する。図４において、上記第１の実施の形態に係るワイヤハーネス１と共通又は対応する部材等については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

このワイヤハーネス１１は、シールド電線２と、ハウジング３と、フェルール６と、熱収縮チューブ９とを有している。シールド電線２は、電線本体２０と、ハウジング３内で折り返された編組シールド２３と、編組シールド２３を覆うシース２４とを有している。ハウジング３は、本体部３０とフランジ部３１とを有し、本体部３０は、小径筒状部３０１、大径筒状部３０２、及び介在部３０３を有している。また、比較例に係るハウジング３には、小径筒状部３０１におけるフランジ部３１よりも大径筒状部３０２側の外周面に、大径筒状部３０２の外径よりも小さい外径を有する括れ部３０１ｂが形成されている。

熱収縮チューブ９は、ハウジング３のフランジ部３１側の一方の端部が括れ部３０１ｂに収容され、他方の端部における内面は、シールド電線２のシース２４の外周面に密着している。ハウジング３の大径筒状部３０２における開口端３０２ａ側の端部の内側には、ホットメルト接着剤Ｇが充填されている。ホットメルト接着剤Ｇは、シース２４の外周面と大径筒状部３０２の内周面との間の隙間からの小径筒状部３０１側への異物の侵入を阻止している。

ワイヤハーネス１１の製造時には、大径筒状部３０２における開口端３０２ａ側の端部の内側に固形状態のホットメルト接着剤Ｇを配置し、その外側に収縮前の熱収縮チューブ９を配置する。そして、ホットメルト接着剤Ｇ及び熱収縮チューブ９を加熱することにより、ホットメルト接着剤Ｇを溶融させると共に熱収縮チューブ９を収縮させる。この際、溶融したホットメルト接着剤Ｇの漏出は、熱収縮チューブ９の収縮によって抑止される。

また、ワイヤハーネス１１の製造時には、大径筒状部３０２の開口端３０２ａ付近の熱収縮チューブ９が収縮することにより、大径筒状部３０２が熱収縮チューブ９から押し出される方向の力を受け、この反力として、熱収縮チューブ９に小径筒状部３０１側から大径筒状部３０２側への移動力が作用する。しかし、この方向への熱収縮チューブ９の移動は、ハウジング３の括れ部３０１ｂに熱収縮チューブ９の一方の端部が収容されることにより抑制される。

この比較例に係るワイヤハーネス１１では、小径筒状部３０１におけるフランジ部３１よりも大径筒状部３０２側の外周面に括れ部３０１ｂを形成する必要があるので、ハウジング３の本体部３０の軸方向におけるフランジ部３１から大径筒状部３０２における開口端３０２ａまでの長さＬ_１１が、第１の実施の形態に係るワイヤハーネス１の同部分の寸法Ｌ_１（図１に示す）よりも長くなる。換言すれば、第１の実施の形態に係るワイヤハーネス１では、括れ部３０１ｂを設ける必要がないので、シールドケース８から突出する部分のハウジング３の突出長さを短くすることができ、車両への搭載性が向上する。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果が得られる。

（１）Ｏリング５の内側における電線本体２０の撓みがリテーナ４によって規制されるので、ハウジング３の大径筒状部３０２の内周面と電線本体２０の外周面との間をＯリング５によって確実に封止することができる。このため、例えば比較例に係るワイヤハーネス１１のホットメルト接着剤Ｇ、及びこのホットメルト接着剤Ｇの漏出を抑止する熱収縮チューブ９が不要となり、ハウジング３に括れ部３０１ｂを設ける必要がなくなることから、ハウジング３の本体部３０の軸方向長さを短くすることができ、車両への搭載性が向上する。

（２）第１の実施の形態に係るワイヤハーネス１は、比較例に係るワイヤハーネス１１のシールド電線２のシース２４を有していないので、比較例に係るワイヤハーネス１１に比較して、シールド電線２を細径化できると共にシールド電線２を柔軟に屈曲させることができる。したがって、車両への搭載性がさらに向上する。

（３）編組シールド２３は、ハウジング３の大径筒状部３０２内で折り返され、折り返された編組シールド２３が大径筒状部３０２の内周面とフェルール６との間に挟まれるので、編組シールド２３を確実にハウジング３に電気的に接続させることが可能となる。

（４）折り返されていない部分の編組シールド２３は、スペーサ７によって電線本体２０の外周面に向かって弾性的に押し付けられているので、電線本体２０の外周面を編組シールド２３が滑ることによる編組シールド２３の軸方向のずれが抑制される。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。第２の実施の形態に係るワイヤハーネス１Ａは、第１の実施の形態に係るワイヤハーネス１と大略同様に構成されているが、第２の実施の形態に係るワイヤハーネス１Ａのシールド電線２は、編組シールド２３の外周にシース２４を備え、このシース２４の端部がフェルール６の内側に配置された構成が異なる。シース２４は、例えば柔軟性及び耐久性に優れた軟質ポリウレタンからなり、その厚みはフェルール６の厚みよりも厚く、折り返されていない部分の編組シールド２３を電線本体２０の外周面に向かって弾性的に押し付けている。

第２の実施の形態に係るワイヤハーネス１Ａのその他の構成は、第１の実施の形態に係るワイヤハーネス１と同様であるので、図５において、第１の実施の形態に係るワイヤハーネス１と共通する部材等については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

第２の実施の形態に係るワイヤハーネス１Ａによっても、第１の実施の形態について説明した（１）〜（３）の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。また、折り返されていない部分の編組シールド２３とフェルール６との間にシース２４の端部が介在して配置されるので、電線本体２０の外周面を編組シールド２３が滑ることによる編組シールド２３の軸方向のずれが抑制される。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］線状の導体（２１）を絶縁体（２２）で被覆してなる電線本体（２０）、及び前記電線本体（２０）の長手方向における一部の外周に設けられた編組シールド（２３）を有するシールド電線（２）と、前記編組シールド（２３）に覆われていない前記電線本体（２０）を挿通させる小径筒状部（３０１）、及び前記小径筒状部（３０１）の内径よりも大きい内径を有して前記編組シールド（２３）の端部を含む前記シールド電線（２）の一部を収容する大径筒状部（３０２）を有する金属製のハウジング（３）と、前記大径筒状部（３０２）の内周面と前記編組シールド（２３）から露出した前記電線本体（２０）の外周面との間に介在する環状のリテーナ（４）と、前記大径筒状部（３０２）の内周面及び前記電線本体（２０）の外周面に弾接する弾性体からなる環状のシール部材（Ｏリング５）と、を備え、前記シール部材（５）は、前記大径筒状部（３０２）と前記小径筒状部（３０１）との間の段差面（３０３ａ）と前記リテーナ（４）との間に配置され、前記シール部材（５）の内側における前記電線本体（２０）の撓みが前記リテーナ（４）によって規制される、ワイヤハーネス（１，１Ａ）。

［２］前記編組シールド（２３）は、その端部が前記大径筒状部（３０２）内で折り返され、前記折り返された前記編組シールド（２３）を前記大径筒状部（３０２）の内周面との間に挟む円筒状のフェルール（６）をさらに備えた、前記［１］に記載のワイヤハーネス（１，１Ａ）。

［３］前記フェルール（６）の内側に配置され、前記フェルール（６）よりも低い弾性を有する円筒状のスペーサ（７）をさらに備え、前記スペーサ（７）が前記フェルール（６）と前記編組シールド（２３）との間に介在している、前記［２］に記載のワイヤハーネス（１）。

［４］前記シールド電線（２）は、前記編組シールド（２３）の外周に設けられたシース（２４）をさらに備え、前記フェルール（６）と前記編組シールド（２３）との間に前記シース（２４）の端部が介在している、前記［２］に記載のワイヤハーネス（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、各部材の材質や寸法は、上記したものに限らず、用途等に適合したものを適宜採用することが可能である。また、上記実施の形態では、リテーナと隣接して配置されるシール部材としてＯリング５を用いた場合について説明したが、このシール部材としては、Ｏリングに限らず、例えば断面四角形の角リングや、断面十字状のＸリング等を用いることも可能である。

１，１Ａ…ワイヤハーネス
２…シールド電線
２０…電線本体
２１…導体
２２…絶縁体
２３…編組シールド
２４…シース
３…ハウジング
３０１…小径筒状部
３０２…大径筒状部
３０３ａ…段差面
４…リテーナ
５…Ｏリング（シール部材）
６…フェルール
７…スペーサ

Claims

線状の導体を絶縁体で被覆してなる電線本体、及び前記電線本体の長手方向における一部の外周に設けられた編組シールドを有するシールド電線と、
前記編組シールドに覆われていない前記電線本体を挿通させる小径筒状部、及び前記小径筒状部の内径よりも大きい内径を有して前記編組シールドの端部を含む前記シールド電線の一部を収容する大径筒状部を有する金属製のハウジングと、
前記大径筒状部の内周面と前記編組シールドから露出した前記電線本体の外周面との間に介在する環状のリテーナと、
前記大径筒状部の内周面及び前記電線本体の外周面に弾接する弾性体からなる環状のシール部材と、を備え、
前記シール部材は、前記大径筒状部と前記小径筒状部との間の段差面と前記リテーナとの間に配置され、
前記シール部材の内側における前記電線本体の撓みが前記リテーナによって規制される、
ワイヤハーネス。
前記編組シールドは、その端部が前記大径筒状部内で折り返され、
前記折り返された前記編組シールドを前記大径筒状部の内周面との間に挟む円筒状のフェルールをさらに備えた、
請求項１に記載のワイヤハーネス。
前記フェルールの内側に配置され、前記フェルールよりも低い弾性を有する円筒状のスペーサをさらに備え、
前記スペーサが前記フェルールと前記編組シールドとの間に介在している、
請求項２に記載のワイヤハーネス。
前記シールド電線は、前記編組シールドの外周に設けられたシースをさらに備え、
前記フェルールと前記編組シールドとの間に前記シースの端部が介在している、
請求項２に記載のワイヤハーネス。