(57)【要約】【課題】ハーネスの長さを短くすることなく、ハーネスの共振周波数を高周波側に移動させる。【解決手段】円筒状のシールド部４０によって複数の高圧用電線２０を一括して覆った後、高圧用電線２０とシールド部４０とを外コルゲート５０によって覆ったワイヤハーネス１０であって、各高圧用電線２０とシールド部４０との間には、シールド部４０から各高圧用電線２０を引き離すべく合成樹脂製の内コルゲート３０が介設されているところに特徴を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシールド部によって複数の電線を一括して覆うワイヤハーネスであって、
複数の前記電線と前記シールド部との間には、前記シールド部から複数の前記電線を引き離すべく合成樹脂製の引離部が介設されているワイヤハーネス。
【請求項２】
前記引離部は、複数の前記電線を全周に亘って覆う筒状をなしている請求項１記載のワイヤハーネス。
【請求項３】
前記電線は、複数の小径電線からなる束電線である請求項１または請求項２記載のワイヤハーネス。
【請求項４】
前記引離部は、加熱することにより発泡する発泡樹脂である請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のワイヤハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤハーネスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車などの車両は、バッテリなどの電源から出力される直流電流を、インバータを用いて交流電流に変換してモータに供給している。
ところで、インバータ制御する場合、インバータスイッチングなどの制御により、インバータサージ電圧が発生し、このインバータサージ電圧がモータに侵入することで、モータコイル間に部分放電が発生する。そして、部分放電が発生し続けると、モータコイルの絶縁被覆が侵食され、やがて絶縁破壊に至りモータコイル間が短絡してしまう。このため、モータコイルの絶縁被覆を厚くしたり、モータコイルの絶縁被覆の誘電率を低くしたりするなどして、絶縁被覆を防ぐ方法が知られている(特許文献１)。
また、インバータとモータとを繋ぐ三相ハーネスにサージ電圧抑制回路を設けることで、インバータサージ電圧を抑制する方法が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８９５１０号公報
【特許文献２】特開２００９−７１９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のような構成によると、モータコイルの絶縁被覆を加工したり、サージ電圧抑制回路を設けたりするなど、加工費や加工工程が増加してしまう。このため、インバータ出力の中でもノイズ強度が小さい高周波側にワイヤハーネスの共振周波数を移動させ、スイッチング波形の周波数成分が共振によって増幅することを回避し、サージ電圧を抑制する方法が検討されている。
ここで、ワイヤハーネスの共振周波数をｆ（ＭＨｚ）とし、ワイヤハーネスのインダクタンスをＬ（μＨ）、ハーネスのキャパシタンスをＣ（ｐＦ）とした場合、ワイヤハーネスの共振周波数ｆは、１／（２π（ＬＣ）０．５）で表される。したがって、ワイヤハーネスの長さを短くして、インダクタンス（Ｌ）とキャパシタンス（Ｃ）を小さくすることで、ワイヤハーネスの共振周波数を高周波側に移動させることができる。
しかしながら、ワイヤハーネスの長さを短くすることが困難な場合は、ワイヤハーネスの短尺化によるワイヤハーネスの共振周波数の変更ができず、その対策が切望されていた。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ワイヤハーネスの長さを短くすることなく、ワイヤハーネスの共振周波数を高周波側に移動させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための手段として本発明は、筒状のシールド部によって複数の電線を一括して覆うワイヤハーネスであって、複数の前記電線と前記シールド部との間には、前記シールド部から複数の前記電線を引き離すべく合成樹脂製の引離部が介設されているところに特徴を有する。
このような構成のワイヤハーネスによると、複数の電線とシールド部とを引き離して両部材を遠ざけることができる。これにより、電線とシールド部との間のキャパシタンスを小さくし、ワイヤハーネスの共振周波数を高周波側に移動させることができる。すなわち、ワイヤハーネスの長さに依存することなく、スイッチング波形の周波数成分が共振によって増幅することを回避し、サージ電圧を抑制することができる。
【０００７】
本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
前記引離部は、複数の前記電線を全周に亘って覆う筒状をなしている構成としてもよい。
例えば、電線の一部を覆う引離部の場合、ワイヤハーネスが配索される際に、電線が引離部によって覆われていない部分において、電線とシールド部との距離が近くなる虞がある。ところが、上記の構成によると、引離部が電線を全周に亘って覆う筒状をなしているので、電線とシールド部との距離を確実に確保することができる。
【０００８】
前記電線は、複数の小径電線からなる束電線である構成としてもよい。
大径電線を束ねた大径の束電線と、小径電線を束ねた小径の束電線とでは、断面積が同一の場合、小径の束電線の方が大径の束電線よりも電線の間の隙間を埋めるようにして電線をまとめることができ、小径の束電線の方が大径の束電線よりも最大外径を小さくすることができる。したがって、上記のような構成によると、ワイヤハーネスの軸心からシールド部の距離が同一の場合、大径電線を束ねる場合に比べて、電線とシールド部との間の距離を大きくし、ワイヤハーネスにおける電線とシールド部との間のキャパシタンスを小さくすることができる。これにより、ワイヤハーネスの共振周波数をさらに高周波側に移動させることができる。
【０００９】
前記引離部は、加熱することにより発泡する発泡樹脂である構成としてもよい。
このような構成によると、電線とシールド部との間に引離部を配した後、加熱して引離部を発泡させて膨張させることにより、シールド部を広げて電線とシールド部とを引き離すと共に、ワイヤハーネスの軸心に向かって各電線を集中させて複数の電線を小さくまとめることができる。すなわち、電線とシールド部とを引き離すことで電線とシールド部との間のキャパシタンスを小さくし、電線を集中させて複数の電線を小さく束ねることでワイヤハーネスのインダクタンスを小さくすることができる。これにより、ワイヤハーネスの共振周波数をさらに高周波側に移動させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ワイヤハーネスの長さを短くすることなく、ワイヤハーネスの共振周波数を高周波側に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１におけるワイヤハーネスの断面図
【図２】実施形態２におけるワイヤハーネスの断面図
【図３】実施形態３におけるワイヤハーネスの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図１を参照して説明する。
本実施形態は、車両に搭載されるインバータ（図示せず）と三相交流モータ（図示せず）との間に配索され、インバータから出力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電流を三相交流モータに供給するワイヤハーネス１０を例示している。
ワイヤハーネス１０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の電流がそれぞれ流れる複数の高圧用電線２０と、複数の高圧用電線２０を一括して覆う内コルゲート（「引離部」の一例）３０と、内コルゲート３０の外面を覆うシールド部４０と、シールド部４０の外周を覆う外コルゲート５０とを備えて構成されている。
【００１３】
高圧用電線２０は、芯線の回りに絶縁被覆を被覆した小径の高圧用電線とされている。また、複数の高圧用電線２０は、全体の１／３（本実施形態では４本）がＵ相用電線２０Ａとされ、もう１／３がＶ相用電線２０Ｂ、残りの１／３がＷ相用電線２０Ｃとされている。
言い換えると、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相は小径の高圧用電線２０によって複数に分割された束電線として構成とされており、それぞれの束電線を１つにまとめることで、各相の高圧用電線２０が不規則に配置されている。
【００１４】
内コルゲート３０は合成樹脂製であって、肉厚がほぼ均一な略円筒状をなしており、複数の高圧用電線２０を全長に亘って覆った形態をなしている。また、内コルゲート３０の内部には、高圧用電線２０の間にクリアランスＣＬ１を有した状態で複数の高圧用電線２０が挿通されている。
【００１５】
シールド部４０は、導電性を有する金属素線をメッシュ状に編み込んで筒状に形成した編組線であり、内コルゲート３０の外周面を全周に亘って覆うようにして内コルゲート３０の全長に亘って被せられている。
すなわち、各高圧用電線２０とシールド部４０との間には、内コルゲート３０が介設された状態となっており、シールド部４０は、高圧用電線２０から少なくとも内コルゲート３０の肉厚分の距離だけ遠ざけられた状態（高圧用電線２０とシールド部４０との間に内コルゲート３０の肉厚分以上の距離が確保された状態）となっている。なお、本実施形態では、シールド部４０を編組線によって構成しているが、これに限らず、導電性を有する金属薄膜などによってシールド部を構成してもよい。
【００１６】
外コルゲート５０は合成樹脂製であって、内コルゲート３０とほぼ同じ肉厚の略円筒状に形成されており、他の部材が接触するなどして、シールド部４０などが損傷することを防いでいる。また、外コルゲート５０の内径は、内コルゲート３０の外径よりも大きい略円筒状に形成されており、シールド部４０の外周を外コルゲート５０が覆うと、内コルゲート３０と外コルゲート５０との間にシールド部４０がクリアランスＣＬ２を有した状態で配されている。
【００１７】
本実施形態のワイヤハーネス１０は、以上のような構成であって、ワイヤハーネス１０の製造方法を簡単に説明し、続いてその作用を説明する。
まず、Ｕ相用電線２０Ａ、Ｖ相用電線２０Ｂ、Ｗ相用電線２０Ｃがそれぞれ同数本となる数の高圧用電線２０を準備し、これらの高圧用電線２０を内コルゲート３０内に挿通させる。このとき、内コルゲート３０の内部では、それぞれの高圧用電線２０が周囲にクリアランスＣＬ１を有した状態で挿通されている。
【００１８】
次に、複数の高圧用電線２０が挿通された内コルゲート３０にシールド部４０を被せることにより、各高圧用電線２０がシールド部４０によってシールドされた状態となる。また、各高圧用電線２０とシールド部４０とが内コルゲート３０によって確実に引き離され、各高圧用電線２０とシールド部４０との間には、少なくとも内コルゲート３０の肉厚分の距離が確保された状態となる。
最後に、シールド部４０に覆われた内コルゲート３０を外コルゲート５０内に挿通させることで、他の部材から高圧用電線２０やシールド部４０が保護されたワイヤハーネス１０が完成する。
このように本実施形態によると、内コルゲート３０に高圧用電線２０を挿通させ、内コルゲート３０をシールド部４０および外コルゲート５０によって覆うだけで、容易にワイヤハーネス１０を製造することができる。
【００１９】
以上のように、本実施形態によると、各高圧用電線２０とシールド部４０との間に両部材２０，４０を引き離すべく内コルゲート３０が介設され、各高圧用電線２０とシールド部４０とが少なくとも内コルゲート３０の肉厚分の距離だけ引き離されている。これにより、高圧用電線をシールド部によって直接覆った場合に比べて、高圧用電線２０とシールド部４０との間のキャパシタンスを小さくすることができる。
【００２０】
すなわち、ワイヤハーネスのインダクタンスをＬ（μＨ）、ワイヤハーネスのキャパシタンスをＣ（ｐＦ）とした場合、ハーネスの共振周波数ｆ（ＭＨｚ）は、１／（２π（ＬＣ）０．５）で表されるから、本実施形態によるとワイヤハーネスのキャパシタンスを小さくすることで、ワイヤハーネスの共振周波数を高周波側に移動させることができる。これにより、ワイヤハーネスの長さを短くすることなく、スイッチング波形の周波数成分が共振によって増幅することを回避し、サージ電圧を抑制することができる。
【００２１】
また、例えば、内コルゲートが高圧用電線の一部を覆うワイヤハーネスの場合、ワイヤハーネスが配索される際に、高圧用電線とシールド部とが直接接触する虞がある。ところが、本実施形態によると、各高圧用電線２０が円筒状の内コルゲート３０によって全周に亘って一括して覆われているから、高圧用電線２０とシールド部４０とを確実に遠ざけて、両部材２０，４０間の距離を確保することができる。
【００２２】
ところで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相がそれぞれ大径の一本の高圧用電線で構成される大径の束電線と、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相がそれぞれ複数本の高圧用電線で構成される小径の束電線とでは、断面積が同一の場合、小径の束電線の方が大径の束電線よりも高圧用電線の間の隙間を埋めるようにして高圧用電線をまとめることができる。
すなわち、本実施形態によると、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相がそれぞれ複数本の高圧用電線２０で構成されているから、各相がそれぞれ大径の一本の高圧用電線で構成される場合に比べて、最大外径を小さくなるように高圧用電線２０を配置することができ、各高圧用電線２０とシールド部４０との間の距離を大きく確保することができる。これにより、ワイヤハーネス１０における高圧用電線２０とシールド部４０との間のキャパシタンスをさらに小さくし、ワイヤハーネス１０の共振周波数を確実に高周波側に移動させることができる。
【００２３】
さらに、本実施形態によると、高圧用電線２０を内コルゲート３０内に挿通させ、この内コルゲート３０をシールド部４０と外コルゲート５０によって覆うことで、容易にワイヤハーネス１０を完成させることができるので、モータコイルの絶縁被覆を加工したり、サージ電圧抑制回路を設けたりする場合に比べて、加工費が増加することを抑制することができる。
【００２４】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について図２を参照して説明する。
実施形態２のワイヤハーネス１１０は、実施形態１における内コルゲート３０を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
【００２５】
実施形態２の内コルゲート１３０は、略円筒状の内側チューブ１３１と、内側チューブ１３１の外周面を覆うように略円筒状に形成された外側チューブ１３２と、内側チューブ１３１と外側チューブ１３２との間に充填された発泡樹脂１３３とから構成されている。
内側チューブ１３１および外側チューブ１３２は、柔軟に変形可能とされており、発泡樹脂１３３は、加熱されることで発泡する樹脂とされている。
したがって、複数の高圧用電線２０が挿通された内コルゲート１３０をシールド部４０および外コルゲート５０によって覆った後、発泡樹脂１３３を加熱して発泡させると、高圧用電線２０とシールド部４０との間で内コルゲート１３０が膨張し、シールド部４０が外側チューブ１３２によって押し広げられて外コルゲート５０の内周面に押しつけられる。また、各高圧用電線２０が内側チューブ１３１によってワイヤハーネス１１０の軸心に向かって押圧される。
【００２６】
つまり、本実施形態によると、内コルゲート１３０を膨張させることで高圧用電線２０とシールド部４０とを引き離すと共に、各高圧用電線２０をワイヤハーネス１１０の軸心に向かって集中させて、複数の高圧用電線２０を小さく束ねることができる。すなわち、高圧用電線２０とシールド部４０とを引き離すことで高圧用電線２０とシールド部４０との間のキャパシタンスを小さくすると共に、複数の高圧用電線２０をワイヤハーネス１１０の軸心に向かって小さく束ねることでワイヤハーネス１１０のインダクタンスを小さくすることができる。これにより、ワイヤハーネス１１０の共振周波数をさらに高周波側に移動させることができる。
【００２７】
＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について図３を参照して説明する。
実施形態３のワイヤハーネス２１０は、実施形態１における高圧用電線の形状を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
【００２８】
実施形態３の高圧用電線は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の相毎に平板状のフラットケーブル２２０によって構成されている。
各フラットケーブル２２０は、芯線２２１を横方向に複数並べて、これらの芯線２２１が絶縁被覆２２２によって覆われた形態をなしており、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のフラットケーブル２２０が上下方向に積層されて内コルゲート３０内に挿通されている。したがって、フラットケーブル２２０の各芯線２２１は、上下左右に整列された状態で内コルゲート３０内に挿通されている。
【００２９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態１および実施形態２では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相を小径の高圧用電線２０によってそれぞれ分割した構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、各相を一本の高圧用電線によって構成してもよい。
（２）上記実施形態１では、高圧用電線２０が周囲にクリアランスＣＬ１を有した状態で内コルゲート３０内に挿通された構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、高圧用電線が結束バンドなどによって束ねられて内コルゲート内に挿通される構成にしてもよい。
（３）上記実施形態１および実施形態３では、内コルゲート３０と外コルゲート５０の厚さ寸法をほぼ同じ寸法に構成したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、内コルゲートが外コルゲートよりも肉厚に構成されてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０，１１０，２１０：ワイヤハーネス
２０，２２０：高圧用電線(小径電線、電線)
３０，１３０：内コルゲート(引離部)
４０：シールド部
１３３：発泡樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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