JP2012059395A - 導電路構造及びワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】導電路を切断するような事態が生じても安全性を確保することが可能な導電路構造及びワイヤハーネスを提供する。
【解決手段】ワイヤハーネスに衝撃が加わると、この力はワイヤハーネスを構成する高圧導電路２５の導体本体２７に掛かり、導体本体２７は切断部３２の位置で切断状態になる。この時、導体本体２７は、一方の導体端部４６と他方の導体端部４７とに分離した状態になる。切断部３２の位置で導体本体２７の切断・分離が生じると、これとともに第一オーバーモールド部３０の第一端末部３４と第二オーバーモールド部４０の第二端末部４２も分離した状態になる。
【選択図】図７

Description

本発明は、導体とこの導体を被覆する被覆部材とを備える導電路の構造に関する。また、導電路を複数本備えてなるワイヤハーネスに関する。

近年、エコカーとしてハイブリッド自動車や電気自動車が注目されている。また、普及率が高まってきている。ハイブリッド自動車や電気自動車は、動力源としてモータを搭載している。モータを駆動するためには、バッテリーとインバータ間を、また、インバータとモータ間を、高圧のワイヤハーネスによって電気的に接続する必要がある。高圧のワイヤハーネスは、導電路である高圧電線を複数本備えて構成されている。

高圧のワイヤハーネスに関しては、数多くの提案がなされている。その一例としては、下記特許文献１に開示されたワイヤハーネスが挙げられるものとする。

特開２００４−２２４１５６号公報

ところで、ハイブリッド自動車や電気自動車に対し、外部から衝撃が加わった場合には、すなわち衝突等が起こった場合には、ワイヤハーネスを構成する高圧電線が切断されてしまうという虞を有している。仮に、高圧電線が切断されてこれにより剥き出しになった導体が、導電性を有する部材や機器や車体フレーム等に触れた場合を考えると、大電流が流れて非常に危険であることが分かる。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、導電路を切断するような事態が生じても安全性を確保することが可能な導電路構造及びワイヤハーネスを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の導電路構造は、導体と、該導体の第一被覆対象部分を被覆する第一被覆部材と、該第一被覆部材の第一端末部を分離可能に覆う第二端末部を有して前記導体の第二被覆対象部分を被覆する第二被覆部材とを備え、且つ、前記第一端末部及び前記第二端末部を前記導体における切断可能な部分としての切断部の位置に合わせて配置することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、導電路を切断するような事態が生じると、切断部の位置で切断されて分離した一方の導体端部は、この外側に第一被覆部材の第一端末部が存在して接触が規制される。また、切断されて分離した他方の導体端部も、この外側に第二被覆部材の第二端末部が存在して接触が規制される。本発明によれば、導電路を切断するような事態が生じても導体端部が露出するようなことはない。

この他、本発明によれば、導体に切断部を設けることで、導電路の切断可能箇所をコントロールすることが可能になる。

請求項２記載の本発明の導電路構造は、請求項１に記載の導電路構造において、オーバーモールドにて前記第一被覆部材を設けるとともに、該第一被覆部材とは異なるオーバーモールドにて前記第二被覆部材を設けることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、切断部の位置で導体の切断が生じると、これとともに第一被覆部材の第一端末部と第二被覆部材の第二端末部とが分離する。本発明によれば、異なるオーバーモールドであることから、第一端末部及び第二端末部の一方が他方に付いてしまうという意図しない分離にならず、このため導体端部が露出するようなことはない。

本発明において、異なるオーバーモールドとは、成形のタイミングが異なることや成形材料が異なること等を指すものとする。

また、上記課題を解決するためになされた請求項３記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１又は請求項２に記載の導電路構造を有する導電路を複数本備えてなることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、導体端部が露出しない構造の導電路を複数本備えるワイヤハーネスになることから、導電路を切断するような事態が生じても安全性が確保される。

請求項１に記載された本発明によれば、導電路を切断するような事態が生じても導体端部の露出を防止することができるという効果を奏する。従って、安全性を確保することができるという効果を奏する。

請求項２に記載された本発明によれば、第一被覆部材の第一端末部と第二被覆部材の第二端末部とを確実に分離させることができるという効果を奏する。従って、より確実に導体端部の露出を防止することができるという効果を奏する。

請求項３に記載された本発明によれば、安全性の高いワイヤハーネスを提供することができるという効果を奏する。

本発明のワイヤハーネスの配索例を示す模式図である。 ワイヤハーネスの斜視図である。 ワイヤハーネスの断面図である。 導体の底面図である。 （ａ）は図４の円Ｂ部分の拡大斜視図、（ｂ）及び（ｃ）は変形例の拡大斜視図である。 図３の円Ａ部分の拡大断面図であるとともに本発明の導電路構造を示す図である。 切断状態を示す拡大断面図である。

本発明の導電路構造は、切断部の位置で切断されて分離した一方の導体端部の外側に第一被覆部材の第一端末部を存在させて接触を規制する導電路の構造である。また、切断されて分離した他方の導体端部の外側にも第二被覆部材の第二端末部を存在させて接触を規制する導電路の構造である。このような構造の導電路を複数本備えると、本発明のワイヤハーネスになる。

以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本発明のワイヤハーネスの配索例を示す模式図である。また、図２はワイヤハーネスの斜視図、図３はワイヤハーネスの断面図、図４は導体の底面図、図５は図４の円Ｂ部分の拡大斜視図、図６は図３の円Ａ部分の拡大断面図であるとともに本発明の導電路構造を示す図、図７は切断状態を示す拡大断面図である。

本実施例のワイヤハーネスは、ハイブリッド自動車又は電気自動車に配索するものを対象にしている。以下では、ハイブリッド自動車での例を挙げて説明するものとする（電気自動車の場合でも本発明のワイヤハーネスの構成、構造、及び効果は基本的に同じであるものとする。尚、ハイブリッド自動車又は電気自動車に限らず、通常の自動車等でも本発明を適用することができるものとする）。

図１において、引用符号１はハイブリッド自動車を示している。ハイブリッド自動車１は、エンジン２及びモータユニット３の二つの動力をミックスして駆動する車両であって、モータユニット３にはインバータユニット４を介して図示しないバッテリー（電池パック）からの電力が供給されるようになっている。エンジン２、モータユニット３、及びインバータユニット４は、本実施例において前輪等がある位置のエンジンルーム５に設置（搭載）されている。また、図示しないバッテリーは、エンジンルーム５の後方に存在する自動車室内、又は後輪等がある自動車後部に設置（搭載）されている。

モータユニット３とインバータユニット４は、高圧となる本発明のワイヤハーネス２１により接続されている。また、図示しないバッテリーとインバータユニット４は、高圧のワイヤハーネス６により接続されている。ワイヤハーネス６は、エンジンルーム５から例えばフロアパネルの地面側となる床下にわたって配索されている。

ここで本実施例での補足説明をすると、モータユニット３はモータ及びジェネレータを構成に含んでいるものとする。また、インバータユニット４は、インバータ及びコンバータを構成に含んでいるものとする。モータユニット３は、シールドケース７を含むモータアッセンブリとして形成されるものとする。また、インバータユニット４もシールドケース８を含むインバータアッセンブリとして形成されるものとする。図示しないバッテリーは、Ｎｉ−ＭＨ系やＬｉ−ｉｏｎ系のものであって、モジュール化してなるものとする。尚、例えばキャパシタのような蓄電装置を使用することも可能であるものとする。図示しないバッテリーは、ハイブリッド自動車１や電気自動車に使用可能であれば特に限定されないものとする。

インバータユニット４は、本実施例においてモータユニット３の直上に配置固定されている。すなわち、インバータユニット４とモータユニット３は近接するように設置されている。このような設置状態であることから、ワイヤハーネス２１は短いものとなっている。インバータユニット４とモータユニット３とに関し、引用符号９はモータユニット３の直上に配置固定するための固定脚部を示している。

図中の矢印Ｘは車両上下方向を示している。また、矢印Ｙは車両左右方向（車両幅方向）を示している。さらに、矢印Ｚは車両前後方向を示している。

先ず、本実施例のワイヤハーネス２１に係る構成及び構造について具体的に説明をする。

図２及び図３において、ワイヤハーネス２１は、ハーネス本体２２と、このハーネス本体２２の一端に設けられるモータ側コネクタ２３と、ハーネス本体２２の他端に設けられるインバータ側コネクタ２４とを備えて構成されている。モータ側コネクタ２３及びインバータ側コネクタ２４は、ハーネス本体２２の一部を含んで構成されている。

ハーネス本体２２は、略同一平面上に所定の間隔をあけて並ぶ複数本（ここでは三本）の高圧導電路２５（導電路）と、この複数本の高圧導電路２５を一括して覆う電磁シールド部材２６とを備えて構成されている。

高圧導電路２５は、導体本体２７と、この導体本体２７の一端及び他端に連続して設けられる接続部２８、２９とを有して構成されている。本実施例においては、導体本体２７及び接続部２８、２９が特許請求の範囲に記載された導体に相当するものとする（仮に接続部が端子金具である場合には、導体本体が導体に相当するものとする）。また、高圧導電路２５は、導体本体２７及び接続部２８、２９の他に、導体本体２７の外側に設けられる第一オーバーモールド部３０（第一被覆部材）を有して構成されている。

導体本体２７の一端に連続する接続部２８は、モータ側コネクタ２３の一部を構成する部分として設けられている。また同様に、導体本体２７の他端に連続する接続部２９もインバータ側コネクタ２４の一部を構成する部分として設けられている。

図４において、導体本体２７及び接続部２８、２９は、上記の如く導電路を構成する導体であって、本実施例においては導電性を有する金属板（銅や銅合金やアルミニウム製）をプレス加工することにより形成されている。導体本体２７及び接続部２８、２９は、所定の導体幅及び肉厚を有するバスバー形状（帯板形状）に形成されている。

尚、導体はバスバー形状に限らないものとする。例えば、素線を撚り合わせてなる導体や、断面矩形又は丸形となる棒状の導体（例えば平角単心や丸単心となる導体）であってもよいものとする。導体は、後述する切断部３２を設けることが可能であれば、すなわち切断可能な部分を設けられれば特に限定されないものとする。

導体本体２７は、本実施例において平面視略クランク状に曲がる形状に形成されている（真っ直ぐであってもよいものとする）。このような導体本体２７の中間には、公差吸収部３１が設けられている。また、導体本体２７の接続部２８側となる所定位置には、切断部３２が設けられている。

公差吸収部３１は、所望の変位や形状保持をすることができるように形成されている。公差吸収部３１は、本実施例において山形状（谷形状）となるように形成されている（形状は一例であるものとする）。より具体的な形状としては、半円形で太鼓橋となる形状に形成されている。公差吸収部３１は、導体本体２７の剛性低下を図ることができるように、言い換えれば曲げや伸ばしをし易くすることができるように（変位させ易くすることができるように、可動させ易くすることができるように）形成されている。

この他、公差吸収部３１は、曲げや伸ばしをした後の状態を保持することができるように形成されている。すなわち、曲げや伸ばしをする前の状態に戻らないように形成されている（僅かな戻りは問題ないものとする。作業性や接続信頼性に影響してしまうような戻りでなければよいものとする）。

このような公差吸収部３１には、スリット３３が形成されている。スリット３３は、公差吸収部３１における導体幅方向中間に形成されている。また、導体幅方向に対して略直交する方向に延びるように形成されている。スリット３３は、公差吸収部３１において更に剛性低下を図る部分として形成されている。公差吸収部３１は、スリット３３の形成に伴い断面積の減少が生じないようにするため、導体幅方向外側に若干膨出するような形状に形成されている。

尚、公差吸収部３１は、本実施例において導体本体２７に一つ設けられているが、この限りでないものとする。また、導体本体２７のほぼ中央位置に設けられているが、この限りでないものとする。すなわち、所望の変位等に必要な数や箇所に設けてよいものとする。

図４及び図５において、切断部３２は、導体本体２７における切断可能な部分として設けられている。また、切断部３２は、例えば衝突のような外力が加わった場合に、導体本体２７において真っ先に切断される部分として設けられている。

切断部３２は、図５（ａ）に示す如く溝３２ａを全周に形成する形態や、特に図示しないがバスバー平面部分にＶ溝やＵ溝を形成する形態や、図５（ｂ）に示す如くノッチ３２ｂをバスバー両側部分に形成する形態や、図５（ｃ）に示す如くバスバー平面部分を貫通する穴３２ｃとノッチ３２ｂとの組み合わせによる形態や、特に図示しないがバスバー平面部を潰して薄肉に形成する形態等が挙げられるものとする。

尚、切断部３２は、上記の如く導体本体２７の接続部２８側となる所定位置に配設されているが、この限りでないものとする。

切断部に関し、上記のような切断部３２を設けない場合が考えられる。この場合の一例としては、スリット３３を有する公差吸収部３１を切断部として機能させることが考えられる。

図２、図３、及び図６において、第一オーバーモールド部３０は、絶縁性及び柔軟性を有する被覆部材として設けられている。第一オーバーモールド部３０は、導体本体２７を保護することができる部分として、また、防水等をすることができる部分として設けられている。第一オーバーモールド部３０は、ゴムや熱可塑性エラストマー等のエラストマーを用いて導体本体２７をオーバーモールドすることにより形成されている。

本実施例において、第一オーバーモールド部３０による図示の被覆範囲（符号省略）は、特許請求の範囲に記載された第一被覆対象部分に相当するものとする。

第一オーバーモールド部３０は、この一端（接続部２８側となる部分）に第一端末部３４を有している。第一端末部３４は、切断部３２を覆う部分として形成されている。また、第一端末部３４は、後述する一方の導体端部４６を露出させない部分として形成されている。

図２ないし図４において、接続部２８及び２９は、モータユニット３及びインバータユニット４（図１参照）における図示しない接続部の形態に合わせて形成されている。また、モータ側コネクタ２３及びインバータ側コネクタ２４の形態にも合わせて形成されている。本実施例においては、接続部２８及びモータユニット３の図示しない接続部同士を重ねてボルト及びナットで締結することができるように、また、接続部２９及びインバータユニット４の図示しない接続部同士を重ねてボルト及びナットで締結することができるように形成されている。接続部２８、２９の各先端位置には、貫通孔３５が形成されている。

図２ないし図７において、電磁シールド部材２６は、電磁シールド機能を発揮させるための部材であって、例えば編組又は金属箔を筒状にすることにより形成されている。電磁シールド部材２６は、本実施例においてモータ側コネクタ２３及びインバータ側コネクタ２４を覆うような長さで形成されている。

電磁シールド部材２６の固定は、通常、シールドシェルを用いて固定するのが一般的であるが、本実施例においては導電性を有する締め付け固定部材３６と、この締め付け固定部材３６をモータユニット３のシールドケース７及びインバータユニット４のシールドケース８（図１参照）に締結することが可能な図示しないボルトとを備えて固定するようになっている。締め付け固定部材３６は、環状のプレート形状となる端末押圧部３７と、この端末押圧部３７に連成される一対の固定部３８とを有している。一対の固定部３８には、上記図示しないボルトに対するボルト挿通孔（符号省略）が貫通形成されている。

電磁シールド部材２６は、この端末部分に一対の固定部３８に対する逃がし部分を形成し、その上で端末部分を外側にして端末押圧部３７を挿入するとともに、挿入後に端末部分を内側へ折り返して端末押圧部３７の内縁を通過させると、これにより略袋状の保持部が形成されて締め付け固定部材３６を保持することができるようになっている（詳しくは特願２０１０−１３２５８５号参照）。そして、締め付け固定部材３６を図示しないボルトで固定すると、端末押圧部３７とシールドケース７（８）との間に電磁シールド部材２６の端末部分が挟み込まれ、これにより電気的な接続も完了するようになっている。

図２及び図３において、モータ側コネクタ２３は、高圧導電路２５における接続部２８を含んで構成されている。また、モータ側コネクタ２３は、接続部２８をオーバーモールドして設けられるハウジング部３９及び第二オーバーモールド部４０（第二被覆部材）を含んで構成されている。モータ側コネクタ２３の先端は、モータユニット３のシールドケース７（図１参照）に差し込まれ、内部において電気的な接続がなされるようになっている。

ハウジング部３９は、コネクタハウジングとしての機能を発揮することができるような形状に形成されている。ハウジング部３９の先端外縁には、ゴムパッキン４１が設けられている。このようなハウジング部３９の後端には、第二オーバーモールド部４０が連成されている。ハウジング部３９及び第二オーバーモールド部４０は、上記オーバーモールドにて同時に成形されている。

図３及び図６において、第二オーバーモールド部４０は、絶縁性を有する被覆部材として設けられている。第二オーバーモールド部４０は、接続部２８を保護することができる部分として、また、防水等をすることができる部分として設けられている。このような第二オーバーモールド部４０の端部は、第二端末部４２として形成されている。

第二端末部４２は、第一端末部３４を分離可能に覆う部分として形成されている。また、第二端末部４２は、第一端末部３４を介在させた状態で切断部３２を覆う部分として形成されている。さらに、第二端末部４２は、後述する他方の導体端部４７を露出させない部分として形成されている。

本実施例において、第二オーバーモールド部４０による図示の被覆範囲（符号省略）は、特許請求の範囲に記載された第二被覆対象部分に相当するものとする。

図２及び図３において、インバータ側コネクタ２４は、モータ側コネクタ２３と同様に高圧導電路２５における接続部２９を含んで構成されている。また、インバータ側コネクタ２４は、接続部２９をオーバーモールドして設けられるハウジング部４３及び第三オーバーモールド部４４を含んで構成されている。インバータ側コネクタ２４の先端は、インバータユニット４のシールドケース８（図１参照）に差し込まれ、内部において電気的な接続がなされるようになっている。

ハウジング部４３は、コネクタハウジングとしての機能を発揮することができるような形状に形成されている。ハウジング部４３の先端外縁には、ゴムパッキン４５が設けられている。このようなハウジング部４３の後端には、第三オーバーモールド部４４が連成されている。第三オーバーモールド部４４は、上記第二オーバーモールド部４０と同様に形成されている。

次に、上記構成及び構造に基づきながら、ワイヤハーネス２１の配索について説明をする。

図１ないし図３において、ワイヤハーネス２１の配索は、モータ側コネクタ２３をモータユニット３に接続固定するとともに、締め付け固定部材３６及び図示しないボルトを介して電磁シールド部材２６の端末部分（一端側の端末部分）をシールドケース７に接続固定する作業を先ず行う。この作業による接続固定が完了すると、ワイヤハーネス２１の一端は固定状態になる。

ワイヤハーネス２１の一端が固定状態になると、次にインバータ側コネクタ２４をインバータユニット４に接続固定する作業を行う。また、締め付け固定部材３６及び図示しないボルトを介して電磁シールド部材２６の端末部分（他端側の端末部分）をシールドケース８に接続固定する作業を行う。この時、例えばインバータユニット４に位置ズレが生じていた場合には、或いは寸法公差が比較的大きくとられていた場合には、インバータ側コネクタ２４の位置を変位させて位置ズレ或いは寸法公差を吸収し、この上で接続固定を完了させる（ワイヤハーネス２１は、公差吸収部３１を有することから、この公差吸収部３１にて矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ方向への曲げや伸ばしをして上記変位をさせることができ、これにより位置ズレ或いは寸法公差を吸収することができる）。

続いて、ハイブリッド自動車１に衝突が起こった場合のワイヤハーネス２１の作用について説明をする。

図１において、ハイブリッド自動車１に衝突が起こった場合を考えると、エンジン２及びモータユニット３に対してインバータユニット４が例えば後方へ移動する。ワイヤハーネス２１はモータユニット３及びインバータユニット４に接続された状態にあることから、インバータユニット４が後方へ移動した場合、ワイヤハーネス２１には自身を引っ張るような衝撃が加わることになる。

ワイヤハーネス２１に上記の衝撃が加わると、この力はワイヤハーネス２１を構成する高圧導電路２５の導体本体２７に掛かり、導体本体２７は図６及び図７に示す如く切断部３２の位置で切断状態になる。この時、導体本体２７は、一方の導体端部４６と他方の導体端部４７とに分離した状態になる。切断部３２の位置で導体本体２７の切断・分離が生じると、これとともに第一オーバーモールド部３０の第一端末部３４と第二オーバーモールド部４０の第二端末部４２も分離した状態になる。

上記一方の導体端部４６は、この外側に第一オーバーモールド部３０の第一端末部３４が存在することから、これにより電気的な接触が規制された状態になる。また、上記他方の導体端部４７も、この外側に第二オーバーモールド部４０の第二端末部４２が存在することから、電気的な接触が規制された状態になる。

以上、図１ないし図７を参照しながら説明してきたように、本発明によれば、高圧導電路２５を切断するような事態が生じても一方の導体端部４６及び他方の導体端部４７の露出を防止することができるという効果を奏する。従って、安全性を確保することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、安全性の高いワイヤハーネス２１を提供することができるという効果も奏する。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

１…ハイブリッド自動車
２…エンジン
３…モータユニット
４…インバータユニット
５…エンジンルーム
６…ワイヤハーネス
２１…ワイヤハーネス
２２…ハーネス本体
２３…モータ側コネクタ
２４…インバータ側コネクタ
２５…高圧導電路（導電路）
２６…電磁シールド部材
２７…導体本体（導体）
２８、２９…接続部（導体）
３０…第一オーバーモールド部（第一被覆部材）
３１…公差吸収部
３２…切断部
３３…スリット
３４…第一端末部
３５…貫通孔
３６…締め付け固定部材
３７…端末押圧部
３８…固定部
３９…ハウジング部
４０…第二オーバーモールド部（第二被覆部材）
４１…ゴムパッキン
４２…第二端末部
４３…ハウジング部
４４…第三オーバーモールド部
４５…ゴムパッキン
４６…一方の導体端部
４７…他方の導体端部

Claims (3)

1. 導体と、該導体の第一被覆対象部分を被覆する第一被覆部材と、該第一被覆部材の第一端末部を分離可能に覆う第二端末部を有して前記導体の第二被覆対象部分を被覆する第二被覆部材とを備え、且つ、前記第一端末部及び前記第二端末部を前記導体における切断可能な部分としての切断部の位置に合わせて配置する
   ことを特徴とする導電路構造。
2. 請求項１に記載の導電路構造において、
   オーバーモールドにて前記第一被覆部材を設けるとともに、該第一被覆部材とは異なるオーバーモールドにて前記第二被覆部材を設ける
   ことを特徴とする導電路構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の導電路構造を有する導電路を複数本備えてなる
   ことを特徴とするワイヤハーネス。

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