JP2009227070A - 車両用電線ハーネス部設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】主に、ＥＭＣ環境の改善と、車両用電線ハーネスの大径化や重量増加の防止を図り得るようにする。
【解決手段】車両用電線ハーネス１１が、車体に設置された金属製の筒状の車体強度部材１にほぼ沿って配索された車両用電線ハーネス部設置構造であって、車両用電線ハーネス１１を平板化してなるハーネス板１５を設け、ハーネス板１５を、車体強度部材１に対し、内部を横切るように配設するようにしている。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用電線ハーネス部設置構造に関するものである。

自動車などの車両には、車体における、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネルの内部には、車体強度部材が設置されている。この車体強度部材は、一般に、金属製の筒状部材（例えば、鉄パイプなど）で構成されている。この車体強度部材は、ほぼ車幅方向へ延びて左右の車体パネル間を連結するように設けられている。この車体強度部材は、ステアリングサポートメンバまたはクロスカービームなどと呼ばれている。

そして、このような車体強度部材にほぼ沿って、車両用電線ハーネスが、配索されている（例えば、特許文献１参照）。

この車両用電線ハーネスは、車体の各部へ電力や信号を供給し得るようにするための各種の電線類を多数本束ねて構成された電線の束である。この車両用電線ハーネスは、通常は、上記した車体強度部材の上部に這わせるようにして設置されている。この車両用電線ハーネスは、メインハーネスなどと呼ばれている。
特開平０８−２９５１９０号公報

近年、車両に対する、車両用安全設備の拡大（拡充）や、車載電装品の増加に伴う高出力モータの増加などが進められていることから、車室内のＥＭＣ（電気的磁気的協調性）環境の悪化（例えば、電磁ノイズの影響を受け易くなることなど）が予測されている。そのため、各種の制御装置（コントロールユニット）や、上記した車両用電線ハーネス（電送経路）に対してＥＭＣ環境を整え、ＥＭＣ保証を行う必要性が生じている。

現状の車両用電線ハーネスに対してＥＭＣ環境を整えるためには、シールド線や遮蔽板などの対策部品を使用する必要がある。

しかし、シールド線や遮蔽板などの対策部品は高価であるため、これらを車両用電線ハーネスに使用すると、その分、コストが高くなる。しかも、シールド線や遮蔽板などの対策部品を使用することによって、車両用電線ハーネスの大径化や重量増加などをも招くことになる。

また、車両用電線ハーネスに対してＥＭＣ環境を整えるためには、シミュレーションを行って厳密に対策を立てる必要がある。

しかし、現状の車両用電線ハーネスは、単なる電線の束にしか過ぎないため、１本ごとに内部の各電線の配置が異なっており、どこにどのような信号が通っているかを特定することが困難となっていた。よって、現状の車両用電線ハーネスは、シミュレーションで対策を立てることができないものになっていた。

一方で、インストルメントパネルやその周辺の部品を予め組立ててコックピットモジュール化することが行われている。また、車載電装品の増加によって、車両用電線ハーネスの大径化も進んでいる。そのため、車両用電線ハーネスの大径化による、コックピットモジュール内の部品集積度の低下や、コックピットモジュールの重量の増加や、車両用電線ハーネスの組付性の悪化、などの問題も生じていた。

なお、上記した以外にも、本発明に至る過程で新たな問題やその他の問題などが生じることが考えられるが、そのようなものについては、本発明の中で説明することによって、この欄での記載に代えることができるものとする。但し、必要な場合には、この欄に流用することができる。

上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、車両用電線ハーネスが、車体に設置された金属製の筒状の車体強度部材にほぼ沿って配索された車両用電線ハーネス部設置構造において、車両用電線ハーネスを平板化してなるハーネス板を設け、該ハーネス板を、車体強度部材に対し、内部を横切るように配設したことを特徴としている。

請求項２に記載された発明は、上記において、前記車体強度部材が、内部を横切るように延びる金属製仕切部を有し、前記ハーネス板が、前記金属製仕切部に当接配置されたことを特徴としている。

請求項３に記載された発明は、上記において、前記ハーネス板が、樹脂基板材を備え、前記車体強度部材が、半割状の車体強度部材片を備え、半割状の車体強度部材片の間に前記樹脂基板材を挟み込んで、両者を金属樹脂接合することにより一体化してなることを特徴としている。

請求項４に記載された発明は、上記において、前記ハーネス板が、金属基板材を備え、前記車体強度部材が、半割状の車体強度部材片を備え、半割状の車体強度部材片の間に前記金属基板材を挟み込んで、両者を溶接することにより一体化してなることを特徴としている。

なお、上記は、それぞれ、所要の作用効果を発揮するための必要最小限の構成であり、上記構成の詳細や、上記されていない構成については、それぞれ自由度を有しているのは勿論である。そして、上記構成の記載から読取ることが可能な事項については、特に具体的に記載されていない場合であっても、その範囲内に含まれるのは勿論である。また、上記以外の構成を追加した場合には、追加した構成による作用効果が加わることになるのは勿論である。

請求項１の発明によれば、上記構成により、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、車両用電線ハーネスを平板化してハーネス板とすることにより、車両用電線ハーネスを小型化、薄型化することが可能となる。これにより、インストルメントパネル（またはコックピットモジュール）内の部品集積度の向上や、重量増加防止や、組付性の向上などを図ることが可能となる。また、ハーネス板では、各電線の配置を特定することができるので、ＥＭＣ環境を整えるためのシミュレーションを自由に行うことが可能となる。そして、ハーネス板を、車体強度部材に対し、内部を横切るように配設することにより、車体強度部材を遮蔽シールドとして利用することができるので、シールド線や遮蔽板などの対策部品が不要となり、コストを低減することが可能となる。また、車体強度部材の内部空間の有効利用が図られると共に、その分、インストルメントパネル（またはコックピットモジュール）内にスペースを確保することもできる。更に、車体強度部材の製造時に車体強度部材の内部に予めハーネス板を組込むようにすることにより、インストルメントパネル（またはコックピットモジュール）内部へのハーネス板の取付工程をなくすことができ、その分、製造工程の合理化、短縮化、および、コスト低減化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、上記構成により、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、車体強度部材の内部に設けた金属製仕切部にハーネス板を当接配置することにより、金属製仕切部を利用してハーネス板を容易に車体強度部材の内部に横切るように設置することができるようになると共に、金属製仕切部の両面に対してハーネス板を２個設置することができるようになる。

請求項３の発明によれば、上記構成により、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、半割状の車体強度部材片の間に、ハーネス板の樹脂基板材を挟み込んで、両者を金属樹脂接合することにより、容易且つ確実に車体強度部材とハーネス板とを一体化して、車体強度部材の内部にハーネス板を横切るように設置した構成を得ることができる。また、ハーネス板が樹脂基板材を備えることにより、ハーネス板の構成自由度を得ることができる。

請求項４の発明によれば、上記構成により、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、半割状の車体強度部材片の間に、ハーネス板の金属基板材を挟み込んで、両者を溶接することにより、容易且つ確実に車体強度部材とハーネス板とを一体化して、車体強度部材の内部にハーネス板を横切るように設置した構成を得ることができる。また、ハーネス板が、金属基板材を備えることにより、金属基板材における（グランド部分の）接地性能を高めることができる。

本発明は、主に、ＥＭＣ環境の改善と、大径化や重量増加の防止を図ることを目的としている。

以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。

なお、以下の実施例は、上記した背景技術や発明が解決しようとする課題などと密接な関係があるので、必要が生じた場合には、互いに、記載を流用したり、必要な修正を伴って流用したりすることができるものとする。

図１〜図８は、この発明の実施例およびその変形例を示すものである。

「構成」 まず、構成について説明する。

自動車などの車両には、車体における、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネルの内部には、車体強度部材が設置されている。

この場合、図１に示すように、車体強度部材１は、金属製の筒状をした部材２で構成されている。この車体強度部材１は、ほぼ車幅方向３へ延びて図示しない左右の車体パネル間を連結するように設けられている。また、車体強度部材１は、その中間部に、車体のフロアパネル４に対して支持させるためのステー５が設けられている。このステー５は、車体強度部材１の中間部下部からほぼ下方へ向けて１本または２本設けられる。この車体強度部材１は、ステアリングサポートメンバまたはクロスカービームなどと呼ばれている。

ここで、車体強度部材１は、通常は、例えば、鉄パイプ（例えば、丸パイプ）などで構成されている。このような車体強度部材１は、中空で所要の肉厚を有する閉断面のものとされている。車体強度部材１は、円形断面とするのが好ましい。円形断面には、長円形断面や、楕円形断面や、変形の円状断面なども含まれる。また、場合によっては、角型断面などとすることもできる。なお、車体強度部材１は、必要とされる強度の違いにより、運転席側を太径にすると共に、助手席側を細径にしたものなども存在しているが、ここでは、全長に亘って均一径を有する均一肉厚のものなどとされている。

そして、このような車体強度部材１にほぼ沿って、車両用電線ハーネス１１が、配索される（例えば、図２などを参照のこと）。

この車両用電線ハーネス１１は、車体の各部へ電力や信号を供給し得るようにするための各種の電線１２，１３を備えている。この車両用電線ハーネス１１は、メインハーネスなどと呼ばれている。

なお、以上は、従来よく知られた基本構成である。

そして、以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、以下のような構成を備えるようにする。

（１）車両用電線ハーネス１１を、平板化してハーネス板１５を設ける。このハーネス板１５を、車体強度部材１の内部に対し、横切るように配設する。

ここで、ハーネス板１５は、車幅方向３へ延びる短冊状のものなどとする。ハーネス板１５は、例えば、プリント基板とするのが好ましい。ハーネス板１５は、車幅方向３に対し、車体強度部材１とほぼ同じか、それよりも若干短い長さのものなどとされる。ハーネス板１５は、車体強度部材１の直径（外径または内径）とほぼ同じか、それよりも若干短いものなどとされる。ハーネス板１５は、例えば、車体強度部材１の内部空間を、ほぼ上下または左右に分けるように設置される。この場合には、ほぼ上下に分けるようにしている。車体強度部材１が大径の場合には、ハーネス板１５は、複数段に設けることが考えられるが、この場合には、１段としている。

以上は、以下の各実施例においてもほぼ共通する構成である。

具体的な構成は、例えば、図２に示すようなものとすることができる（「実施例１」）。

この場合、ハーネス板１５は、どのような構成としても良いが、ここでは、例えば、金属基板材１６を備えたものとされている（金属基板）。なお、この金属基板の金属基板材１６には、特に図示しないが、適宜、必要な絶縁を施すようにする。

そして、この金属基板材１６の片面側には、信号用の電線１２として、信号回路パターン１８が形成されている。また、金属基板材１６の他面側には、電源用の電線１３として、電源回路パターン１９が形成されている。このように、信号回路パターン１８（信号用の電線１２）と、電源回路パターン１９（電源用の電線１３）とを、金属基板材１６の両面に分けて設けることにより、ＥＭＣ環境を更に改善（例えば、ノイズの影響を受け難くなる）することが可能となる。信号回路パターン１８などの信号用の電線１２や、電源回路パターン１９などの電源用の電線１３などは、基本的に金属基板材１６と共に車幅方向３へ延びるように構成されている。

また、ハーネス板１５の途中には、適宜、接続用のコネクタ部２１が取付けられる。一方、図１に示すように、車体強度部材１には、コネクタ部２１と対応させてコネクタ部用開口部２２が設けられる。コネクタ部２１とコネクタ部用開口部２２との間の隙間は、可能な限り小さなものとするのが好ましい。

（２）或いは、図３に示すように、車体強度部材１が、内部を横切るように延びる金属製仕切部２５を有するものとする。そして、ハーネス板１５が、金属製仕切部２５に当接配置されるようにする（「実施例２」）。

この場合、金属製仕切部２５を備えた車体強度部材１は、押出成形などによって製造させるようにする。ハーネス板１５は、金属製仕切部２５の各面に１個（１枚）ずつ両面で合計２個（２枚）設置されている。これら２個のハーネス板１５は、機能の同じものを２つに分割するようにしても、機能の異なるものに分けるようにしても良い。また、金属製仕切部２５とハーネス板１５との間には、絶縁層２６が介在されている。ハーネス板１５は、金属製仕切部２５（または絶縁層２６）に接着などによって取付けられる。なお、接着剤が絶縁層２６となるようにしても良い。

各ハーネス板１５は、どのような構成としても良いが、ここでは、基板部２７の金属製仕切部２５側の面に、信号用の電線１２としての信号回路パターン１８が形成されたものと、電源用の電線１３としての電源回路パターン１９が形成されたものとの２種類に分けて、金属製仕切部２５の各面にそれぞれ別個に取付けることにより、ＥＭＣ環境を更に改善し得るようにしている。また、各基板部２７の金属製仕切部２５とは反対側の面に、グランドパターン２８を形成することにより、ＥＭＣ環境を更に改善し得るようにしている。グランドパターン２８は、信号回路パターン１８や電源回路パターン１９と対応するものとしても、導体層をベタ塗りしたベタパターンとしても良い。

なお、上記した実施例１と実施例２のものは、車体強度部材１の内部にハーネス板１５を配置するように構成されている。よって、ハーネス板１５の幅寸法は、車体強度部材１の内径と同じか、それよりも小さいものとされる。

また、コネクタ部２１やコネクタ部用開口部２２については、上記したものと同様のものとすることができる（以下の実施例においても同様であるため、特に記載している場合以外は省略する）。

（３）または、図４に示すように、ハーネス板１５が、樹脂基板材３１を備えたものとする。また、車体強度部材１が、半割状の車体強度部材片３２，３２を備えたものとする。そして、（２つの）半割状の車体強度部材片３２，３２の間に樹脂基板材３１を挟み込んで、両者を金属樹脂接合することにより一体化する（「実施例３」）。

ここで、車体強度部材片３２，３２は、金属製の（円）筒状をした車体強度部材１を半割状にした（半円）形状のものなどとされる。そして、上記した半割状の車体強度部材片３２，３２の間に挟み込むことにより、樹脂基板材３１は、中空の車体強度部材１の内部を横切るように設置されることになる。即ち、樹脂基板材３１が、車体強度部材１の内部空間を仕切る仕切部材となるように構成される。車体強度部材片３２，３２と樹脂基板材３１とは、接合用樹脂３３を介在させて金属樹脂接合される。接合用樹脂３３は、車体強度部材片３２，３２と樹脂基板材３１とのそれぞれの材質に応じて適宜調整される。

この場合、ハーネス板１５は、どのような構成としても良いが、ここでは、樹脂基板材３１の片面に、信号用の電線１２としての信号回路パターン１８が形成され、樹脂基板材３１の他面に、グランドパターン２８が形成されたものなどとしている。この場合、信号回路パターン１８の、両側をガードパターン３４でガードさせることにより、ＥＭＣ環境を更に改善し得るようにしている。グランドパターン２８は、信号回路パターン１８と対応するものとしても良いが、ここでは、導体層をベタ塗りしたベタパターンとしている。そして、電源用の電線１３を並べて、樹脂３５の内部に封じ込めた電源線部３６が、グランドパターン２８の表面に取付け（或いは貼付け）られている。電源用の電線１３は、インサート成形などによって、樹脂３５内に封じ込めるようにしたものとしても良いが、図５に示すように、二枚のラミネート用フィルム３７に挟み込んで接着したものなどとしても良い。

（４）或いは、図６〜図８に示すように、ハーネス板１５が、金属基板材１６を備えたものとする。また、車体強度部材１が、半割状の車体強度部材片３２，３２を備えたものとする。そして、（２つの）半割状の車体強度部材片３２，３２の間に金属基板材１６を挟み込んで、両者を溶接することにより一体化する（「実施例４」）。

ここで、車体強度部材片３２，３２は、金属製の（円）筒状をした車体強度部材１を半割状にした（半円）形状のものなどとされる。そして、上記した半割状の車体強度部材片３２，３２の間に挟み込むことにより、金属基板材１６は、中空の車体強度部材１の内部を横切るように設置されることになる。即ち、金属基板材１６が、車体強度部材１の内部空間を仕切る仕切部材となるように構成される。車体強度部材片３２，３２と金属基板材１６とは、溶接部４１にて溶接される。

この場合、ハーネス板１５は、どのような構成としても良いが、ここでは、図２のものと同様とする。

なお、上記した実施例３と実施例４のものは、車体強度部材１にハーネス板１５を挟み込むように構成されている。よって、ハーネス板１５の幅寸法は、車体強度部材１の外径とほぼ同じものとされる。

また、ハーネス板１５については、各実施例で記載した各種のものを、別の実施例に対して使用することが可能である。また、ハーネス板１５は、平板状であれば、上記以外の構造を備えたものとすることも可能である。例えば、フレキシブルプリント基板などとすることもできる。

「作用」 次に、この実施例の作用について説明する。

この実施例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。

（１）車両用電線ハーネス１１が、車体に設置された金属製の筒状の車体強度部材１にほぼ沿って配索された車両用電線ハーネス部設置構造において、車両用電線ハーネス１１を平板化してなるハーネス板１５を設け、ハーネス板１５を、車体強度部材１に対し、内部を横切るように配設したことにより、以下のような作用効果を得ることができる（例えば、「実施例１」など参照）。

即ち、車両用電線ハーネス１１を平板化して、ハーネス板１５とすることにより、車両用電線ハーネス１１を小型化、薄型化することが可能となる。これにより、インストルメントパネル（またはコックピットモジュール）内の部品集積度の向上や、重量増加防止や、組付性の向上などを図ることが可能となる。

また、ハーネス板１５では、各電線１２，１３の配置を特定することができるので、ＥＭＣ環境を整えるためのシミュレーションを自由に行うことが可能となる。

そして、ハーネス板１５を、車体強度部材１に対し、内部を横切るように配設することにより、車体強度部材１を遮蔽シールドとして利用することができるので、シールド線や遮蔽板などの対策部品が不要となり、コストを低減することが可能となる。なお、シールド線や遮蔽板などの対策部品を併用できることは勿論である。

また、車体強度部材１の内部空間の有効利用が図られると共に、その分、インストルメントパネル（またはコックピットモジュール）内にスペースを確保することもできる。

更に、車体強度部材１の製造時に車体強度部材１の内部に予めハーネス板１５を組込むようにすることにより、インストルメントパネル（またはコックピットモジュール）内部へのハーネス板１５の取付工程をなくすことができ、その分、製造工程の合理化、短縮化、および、コスト低減化を図ることができる。

（２）車体強度部材１が、内部を横切るように延びる金属製仕切部２５を有し、ハーネス板１５が、金属製仕切部２５に当接配置されたことにより、以下のような作用効果を得ることができる（「実施例２」）。

即ち、車体強度部材１の内部に設けた金属製仕切部２５にハーネス板１５を当接配置することにより、金属製仕切部２５を利用してハーネス板１５を容易に車体強度部材１の内部に横切るように設置することができるようになると共に、金属製仕切部２５の両面に対してハーネス板１５を２個設置することができるようになる。なお、金属製仕切部２５の片面に対してハーネス板１５を１個設置することも可能である。

（３）ハーネス板１５が、樹脂基板材３１を備え、車体強度部材１が、半割状の車体強度部材片３２，３２を備え、半割状の車体強度部材片３２，３２の間に樹脂基板材３１を挟み込んで、両者を金属樹脂接合することにより一体化してなることにより、以下のような作用効果を得ることができる（「実施例３」）。

即ち、半割状の車体強度部材片３２，３２の間に、ハーネス板１５の樹脂基板材３１を挟み込んで、両者を金属樹脂接合することにより、容易且つ確実に車体強度部材１とハーネス板１５とを一体化して、車体強度部材１の内部にハーネス板１５を横切るように設置した構成を得ることができる。

また、ハーネス板１５が樹脂基板材３１を備えることにより、ハーネス板１５の構成自由度を得ることができる。

（４）ハーネス板１５が、金属基板材１６を備え、車体強度部材１が、半割状の車体強度部材片３２，３２を備え、半割状の車体強度部材片３２，３２の間に金属基板材１６を挟み込んで、両者を溶接することにより一体化してなることにより、以下のような作用効果を得ることができる（「実施例４」）。

即ち、半割状の車体強度部材片３２，３２の間に、ハーネス板１５の金属基板材１６を挟み込んで、両者を溶接することにより、容易且つ確実に車体強度部材１とハーネス板１５とを一体化して、車体強度部材１の内部にハーネス板１５を横切るように設置した構成を得ることができる。

また、ハーネス板１５が、金属基板材１６を備えることにより、金属基板材１６における（グランド部分の）接地性能を高めることができる。

金属基板材１６は、車体強度部材１に対して溶接により、容易且つ強固に固定することができる。

なお、構造的には、図９に示すように、金属基板材１６の片面側にのみ半割状の車体強度部材片３２を溶接して、車体強度部材１とすることも可能であり、このようにした場合には、それなりに有効な作用効果を期待することもできるが、半割状の車体強度部材片３２による遮蔽効果が金属基板材１６の片面側にしか作用しなくなると共に、金属基板材１６の片面側にしか信号回路パターン１８などを設けることができないものとなってしまうため、本願発明のものと比べると機能が半減されてしまい、不利である。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

本発明の実施例にかかる車体強度部材の正面図である。 実施例１の断面図である。 実施例２の断面図である。 実施例３の断面図である。 実施例３の変形例を示す部分拡大断面図である。 実施例４の部分的な正面図である。 図６の断面図である。 図６のコネクタ部の断面図である。 実施例４の比較例の断面図である。

符号の説明

１ 車体強度部材
１１ 車両用電線ハーネス
１５ ハーネス板
１６ 金属基板材
２５ 金属製仕切部
３１ 樹脂基板材
３２ 車体強度部材片

Claims (4)

1. 車両用電線ハーネスが、車体に設置された金属製の筒状の車体強度部材にほぼ沿って配索された車両用電線ハーネス部設置構造において、
   車両用電線ハーネスを平板化してなるハーネス板を設け、
   該ハーネス板を、車体強度部材に対し、内部を横切るように配設したことを特徴とする車両用電線ハーネス部設置構造。
2. 前記車体強度部材が、内部を横切るように延びる金属製仕切部を有し、
   前記ハーネス板が、前記金属製仕切部に当接配置されたことを特徴とする請求項１記載の車両用電線ハーネス部設置構造。
3. 前記ハーネス板が、樹脂基板材を備え、
   前記車体強度部材が、半割状の車体強度部材片を備え、
   半割状の車体強度部材片の間に前記樹脂基板材を挟み込んで、両者を金属樹脂接合することにより一体化してなることを特徴とする請求項１記載の車両用電線ハーネス部設置構造。
4. 前記ハーネス板が、金属基板材を備え、
   前記車体強度部材が、半割状の車体強度部材片を備え、
   半割状の車体強度部材片の間に前記金属基板材を挟み込んで、両者を溶接することにより一体化してなることを特徴とする請求項１記載の車両用電線ハーネス部設置構造。

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