JP2012151056A - 高圧導電路及びワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化を図ることが可能な、また、経路形成を容易且つ安価にすることが可能な高圧導電路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９は、配索経路に沿った形状保持機能を有する高圧導電路１５を含んで構成されている。高圧導電路１５は、プラス極導体１８と、このプラス極導体１８の外側に押し出し成形される第一絶縁体１９と、第一絶縁体１９の外側に設けられるマイナス極導体２０と、このマイナス極導体２０の外側に押し出し成形される第二絶縁体２１と、第二絶縁体２１の外側に巻き付けられるシールド部材２２と、シールド部材２２の外側に押し出し成形される第一シース２３及び第二シース２４とを備えて構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、高圧導電路及びワイヤハーネスに関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車に好適なワイヤハーネスに関しては、下記特許文献１に開示されている。この開示技術のワイヤハーネスは、バッテリーとインバータユニットとを接続するものであって、プラス回路及びマイナス回路となる二本の高圧導電路を有している。ワイヤハーネスは、二本の高圧導電路を並べるように（平行に）配索されている。また、所望の経路となるように曲げが施されて配索されている。

特開２０１０−１２８６８号公報

ところで、上記従来技術のワイヤハーネスにあっては、高圧導電路が駆動系の電力の送電を担うことから太物電線となり、これを二本並べるように配索するために次のような問題点を有している。すなわち、太物電線を二本並べることから、幅方向に二本分の配索スペースを確保しなければならないという問題点を有している。また、太物電線を二本並べることから、曲げ方向に制約が出て経路形成に影響を来してしまうという問題点を有している。

尚、従来のワイヤハーネスは柔軟性を有しており、このワイヤハーネスの経路形成にあっては、プロテクタを用いることが一般的であるが、プロテクタは金型を用いて成形される成形品であることから、材料を安価に入手することができるという反面、金型費用が嵩んだ場合には、プロテクタが高価なものになってしまうという問題点を有している。また、少量生産をする場合には、金型の償却費によってもプロテクタが高価なものになってしまうという問題点を有している。プロテクタが高価になれば、これに伴ってワイヤハーネス全体のコストが増大してしまうという問題点を有している。

プロテクタは、金型起工のリードタイムが長く、このため金型図面作成を短期間で行わなければならず、結果、煩雑な設計変更が生じ易くなり、設計工数が掛かってしまうという問題点を有している。また、設計変更をする場合は、費用及び時間が掛かってしまうという問題点を有している。つまり、経路形成に係りプロテクタを極力用いないことが効果的である。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、省スペース化を図ることが可能な、また、経路形成を容易且つ安価にすることが可能な高圧導電路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記載の本発明の高圧導電路は、プラス極導体及びマイナス極導体のいずれか一方と、該いずれか一方の外側に設けられる第一絶縁体と、該第一絶縁体の外側に設けられる前記プラス極導体及び前記マイナス極導体のいずれか他方と、該いずれか他方の外側に設けられる第二絶縁体とを備え、前記いずれか一方を単心線にするとともに前記いずれか一方自身に配索経路に沿った形状保持機能を持たせてなることを特徴とする。

また、上記課題を解決するためになされた請求項２記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１に記載の高圧導電路を含んでなることを特徴とする。

上記のような特徴を有する本発明によれば、プラス回路及びマイナス回路を一本で構成してなる高圧導電路になる。また、このような高圧導電路を含んでなるワイヤハーネスにもなる。高圧導電路は、単心線となるプラス極導体自身又はマイナス極導体自身に配索経路に沿った形状保持機能を有するものになる。

尚、本発明は次のような特徴を付加することも有効である。すなわち、請求項１に記載の本発明に加え、「前記第二絶縁体の外側に設けられるシールド部材と、該シールド部材の外側に設けられるシースとを更に備える」ことも有効である。このような特徴によれば、高圧導電路は、大きなシールド効果が得られるような構成及び構造になる。プラス極導体、マイナス極導体、及びシールド部材は、実質的に同軸三層構造になる。

プラス極導体及びマイナス極導体に関しては、これらを例えば同心円に配置し、そして、プラス極導体にプラス側の電流を流すとともに、マイナス極導体にプラス極導体とは逆向きのマイナス側の電流を平行に流すと、プラス極導体及びマイナス極導体のそれぞれから発生する磁界が打ち消し合い、結果、高圧導電路から発生する磁界がなくなるようになる。すなわち、磁気シールド効果が得られるようになる。本発明の高圧導電路（ワイヤハーネス）は、これに近接する他の導電路や機器に対しノイズの影響を与えるようなことはない。

請求項１、２に記載された本発明によれば、省スペース化を図ることができるという効果を奏する。また、経路形成を容易且つ安価にすることができるという効果を奏する。

本発明の高圧導電路の実施形態を示す図であり、（ａ）は第一実施形態の構成図、（ｂ）は第二実施形態の構成図、（ｃ）は第三実施形態の構成図、（ｄ）は第四実施形態の構成図である。 本発明の高圧導電路及びワイヤハーネスを示す図であり、（ａ）はワイヤハーネスの配索状態を示す概略図、（ｂ）は高圧導電路の構成図である。 高圧導電路をベンダー機により曲げて屈曲部を形成した状態を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の高圧導電路の実施形態を示す図であり、（ａ）は第一実施形態の構成図、（ｂ）は第二実施形態の構成図、（ｃ）は第三実施形態の構成図、（ｄ）は第四実施形態の構成図である。

高圧導電路は、プラス回路及びマイナス回路を一本で構成することによりなっている。また、高圧導電路は、任意であるがシールド機能を有している。さらに、高圧導電路は、配索経路に沿った形状保持機能を有している。ワイヤハーネスは、このような高圧導電路を含んで構成されている。以下、図１（ａ）〜（ｄ）を参照しながら高圧導電路の構成について説明をする。

図１（ａ）において、高圧導電路１０１は、プラス極導体１０２と、このプラス極導体１０２の外側に設けられる第一絶縁体１０３と、第一絶縁体１０３の外側に設けられるマイナス極導体１０４と、このマイナス極導体１０４の外側に設けられる第二絶縁体１０５とを備えて構成されている。高圧導電路１０１は、中心となるプラス極導体１０２を単心線にするとともに、プラス極導体１０２自身に配索経路に沿った形状保持機能（後述する実施例を参照）を持たせている。

図１（ｂ）において、高圧導電路２０１は、マイナス極導体２０２と、このマイナス極導体２０２の外側に設けられる第一絶縁体２０３と、第一絶縁体２０３の外側に設けられるプラス極導体２０４と、このプラス極導体２０４の外側に設けられる第二絶縁体２０５とを備えて構成されている。高圧導電路２０１は、中心となるマイナス極導体２０２を単心線にするとともに、マイナス極導体２０２自身に配索経路に沿った形状保持機能（後述する実施例を参照）を持たせている。

図１（ｃ）において、高圧導電路３０１は、プラス極導体３０２と、このプラス極導体３０２の外側に設けられる第一絶縁体３０３と、第一絶縁体３０３の外側に設けられるマイナス極導体３０４と、このマイナス極導体３０４の外側に設けられる第二絶縁体３０５と、第二絶縁体３０５の外側に設けられるシールド部材３０６と、このシールド部材３０６の外側に設けられるシース３０７とを備えて構成されている。高圧導電路３０１は、中心となるプラス極導体３０２を単心線にするとともに、プラス極導体３０２自身に配索経路に沿った形状保持機能（後述する実施例を参照）を持たせている。高圧導電路３０１は、シールド機能を有している。

図１（ｄ）において、高圧導電路４０１は、マイナス極導体４０２と、このマイナス極導体４０２の外側に設けられる第一絶縁体４０３と、第一絶縁体４０３の外側に設けられるプラス極導体４０４と、このプラス極導体４０４の外側に設けられる第二絶縁体４０５と、第二絶縁体４０５の外側に設けられるシールド部材４０６と、このシールド部材４０６の外側に設けられるシース４０７とを備えて構成されている。高圧導電路４０１は、中心となるマイナス極導体４０２を単心線にするとともに、マイナス極導体４０２自身に配索経路に沿った形状保持機能（後述する実施例を参照）を持たせている。高圧導電路４０１は、シールド機能を有している。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を説明する。図２は本発明の高圧導電路及びワイヤハーネスを示す図であり、（ａ）はワイヤハーネスの配索状態を示す概略図、（ｂ）は高圧導電路の構成図である。また、図３は高圧導電路をベンダー機により曲げて屈曲部を形成した状態を示す斜視図である。

本実施例においては、ハイブリッド自動車（電気自動車であってもよいものとする）に本発明のワイヤハーネスを採用する例を挙げて説明するものとする。

図２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を介してバッテリー５（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６に搭載されている。また、バッテリー５は、後輪等がある自動車後部７に搭載されている（エンジンルーム６の後方に存在する自動車室内に搭載してもよいものとする）。

モータユニット３とインバータユニット４は、公知の高圧ワイヤハーネス８により接続されている。また、バッテリー５とインバータユニット４は、本発明のワイヤハーネス９により接続されている。ワイヤハーネス９は、高圧用のものとして構成されている。ワイヤハーネス９は、この中間部１０が車体床下１１の地面側に配索されている。車体床下１１は、公知のボディであるとともに所謂パネル部材であって、所定位置には貫通孔（符号省略）が貫通形成されている。

ワイヤハーネス９とバッテリー５は、このバッテリー５に設けられるジャンクションブロック１２を介して接続されている。ジャンクションブロック１２には、ワイヤハーネス９の後端１３がコネクタ接続されている。ワイヤハーネス９の後端１３側は、自動車室内側となる床上に配索されている。床上には、ワイヤハーネス９の前端１４側も配索されている。ワイヤハーネス９の前端１４側は、インバータユニット４にコネクタ接続されている。ワイヤハーネス９は、この中間部１０が車体床下１１に沿って略平行に配索されている。

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。バッテリー５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。バッテリー５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。

以下、ワイヤハーネス９の構成及び構造について説明をする。

ワイヤハーネス９は、配索経路に沿った形状保持機能を有する高圧導電路１５と、この高圧導電路１５の一端に設けられてインバータユニット４に電気的に接続されるインバータ側接続部１６と、高圧導電路１５の他端に設けられてジャンクションブロック１２に電気的に接続されるバッテリー側接続部１７とを含んで構成されている（一例であるものとする。高圧導電路１５とインバータ側接続部１６との間、高圧導電路１５とバッテリー側接続部１７との間に例えば柔軟性を有する他の高圧導電路を介在させてもよいものとする）。

高圧導電路１５は、これ自身にてワイヤハーネス９の配索経路に沿った形状保持をすることが可能な剛性を有している。すなわち、高圧導電路１５は、例えば直線の状態から曲げを施すと、元に戻らずに曲げの形状を維持することが可能な剛性を有している（この剛性は主に後述するプラス極導体１８の剛性によるものとする）。

高圧導電路１５は、プラス極導体１８と、このプラス極導体１８の外側に押し出し成形される第一絶縁体１９と、第一絶縁体１９の外側に設けられるマイナス極導体２０と、このマイナス極導体２０の外側に押し出し成形される第二絶縁体２１と、第二絶縁体２１の外側に巻き付けられるシールド部材２２と、シールド部材２２の外側に押し出し成形される第一シース２３及び第二シース２４とを備えて構成されている。

本実施例の高圧導電路１５は、図１（ｃ）の高圧導電路３０１に対応する構成になっている（高圧導電路１０１、２０１、４０１に対応するように構成してもよいものとする）。

プラス極導体１８としては、アルミニウム又はアルミニウム合金製の丸棒線（丸単心となる導体構造）が用いられている。尚、角棒線（四角形の単心となる導体構造）やバスバー形状となる導体構造であってもよいものとする。また、上記の形状保持をすることが可能な剛性を発揮できれば、撚り線導体となる構造のものであってもよいものとする。この他、材質に関しては、特に限定されないものとする。すなわち、銅や銅合金製であってもよいものとする。本実施例においては、安価且つ軽量であるというメリットを有するアルミニウム製のものが用いられている。

第一絶縁体１９は、プラス極導体１８に対する被覆であって、公知の樹脂材料を押し出し成形することにより形成されている。

マイナス極導体２０は、第一絶縁体１９を介在させた状態でプラス極導体１８と同心円でこれを囲む筒状の形状に形成されている。マイナス極導体２０は、プラス極導体１８のサイズに対して同じか大きくなるように形成されている。すなわち、例えばプラス極導体１８のサイズが１５ｓｑの場合、マイナス極導体２０はこのサイズが１５ｓｑ以上となるように形成されている（理由としては、電気的安定度を向上させることができるというメリットを有するからである）。

マイナス極導体２０の材質は、プラス極導体１８の材質やコスト等に配慮して選定されるものとする。本実施例においては、アルミニウム又はアルミニウム合金であるが、銅や銅合金であってもよいものとする。

第二絶縁体２１は、マイナス極導体２０に対する被覆であって、公知の樹脂材料を押し出し成形することにより形成されている。

シールド部材２２は、第二絶縁体２１と第一シース２３との間に介在する電磁シールド用の部材（電磁波対策用の部材）であって、導電性の金属箔単体などにて筒状に形成されている。

尚、シールド部材２２は、本実施例において金属箔を含んでいるが、この限りでないものとする。すなわち、電磁波対策をすることが可能であれば、例えば極細の素線を多数有する編組が用いられてもよいものとする。編組は、導電性を有して筒状に形成されるものが用いられるものとする（金属箔は、編組と比べて格段に軽量化を図れることがメリットである）。

第一シース２３及び第二シース２４は、公知のシースを構成するものであって、耐熱性、耐摩耗性、耐候性、耐衝撃性、押し出し成形性等の各種特性が良好な樹脂材料を選定し、その上で押し出し成形することにより形成されている。シースは、この表面が高圧導電路１５の外面に相当するようなものに形成されている。シースは、石跳ねや水跳ねから高圧導電路１５を保護することができるように形成されている。シースは、高圧導電路１５において外装部材レスを可能とするように形成されている（外装部材レスとしない場合には、例えばコルゲートチューブ等の管体形状となる外装部材により高圧導電路１５が保護されるものとする）。

シースは、特に限定するものでないが、本実施例のような二層構造となっている。すなわち、第一シース２３及び第二シース２４にて構成されている。内側となる第一シース２３の材質は、本実施例においてＰＥ（ポリエチレン）が採用されている。また、外側となる第二シース２４の材質は、本実施例においてＰＰ（ポリプロピレン）が採用されている。第二シース２４は、石跳ねや水跳ねから高圧導電路１５を保護する機能を高めることができるようになっている（上記ＰＰを採用することにより、外力に対する信頼性を高めることができるようになっている）。尚、シースは第一シース２３及び第二シース２４のような二層構造にすることでプロテクト機能を高めることができるという効果を奏するが、これに限らず一層構造にしてもよいものとする。

高圧導電路１５は、プラス極導体１８、マイナス極導体２０、及びシールド部材２２の配置から分かるように、導電性の部分が同軸三層構造を構成するようなものになっている。

高圧導電路１５に関し、この高圧導電路１５はプラス回路及びマイナス回路を一本で構成することができることから、配索の省スペース化を実現することができるとともに、軽量化を図ることもできるという効果を奏する。また、ワイヤハーネス組み立てに係る工程において、二本から一本になるため、工数を低減することができるという効果を奏する。さらに、導体や絶縁体の使用量を減らせることができるので、材料費削減を図ることもできるという効果を奏する。

この他、マイナス極導体２０がプラス極導体１８を囲むことから、また、マイナス極導体２０とプラス極導体１８のそれぞれに流れる電流の向きが逆になることから、通電により発生する磁気の打ち消し合いが生じて、結果、大きなシールド効果を期待することができるとともに、外部へのノイズ漏れをなくすことができるという効果を奏する。このため、例えば誤作動のリスクを低減することができるという効果も奏する。

以上のような高圧導電路１５は、これを製造した後、図示しないベンダー機を用いて所定位置（例えば図３の矢印Ａの位置）に曲げを施すと、図２及び図３に示す如く屈曲部２５が形成されるようになっている。屈曲部２５が形成されると、高圧導電路１５はワイヤハーネス９の配索経路に沿った形状に保持されるようになっている。また、屈曲部２５が形成されると、高圧導電路１５は特にプラス極導体１８の剛性によって、元に戻らずに曲げの形状を維持することができるようになっている。

尚、引用符号２６は固定用のクランプを示している。高圧導電路１５は、形状保持をすることができることから、固定に関し、クランプ２６のような小さなものでも十分となっている。

上記図示しないベンダー機に関し、この機械設置位置は特に限定されないものとする。すなわち、ワイヤハーネス製造現場であってもよいし、ワイヤハーネス配索現場等であってもよいものとする。作業性等に配慮して適宜設置位置を決めればよいものとする。

図２において、インバータ側接続部１６は、高圧導電路１５におけるプラス極導体１８及びマイナス極導体２０をインバータユニット４のプラス回路及びマイナス回路にそれぞれ接続することができるように構成されている。また、インバータ側接続部１６は、高圧導電路１５におけるシールド部材２２をインバータユニット４のシールドケースに接続することもできるように構成されている。インバータ側接続部１６は、例えばシールドコネクタの構成及び構造にすることが好適であるものとする。尚、バッテリー側接続部１７もインバータ側接続部１６と同様に構成されるものとしてここでの説明を省略するものとする。

以上、図２及び図３を参照しながら説明してきたように、高圧導電路１５はプラス回路及びマイナス回路を一本で構成してなることから、また、ワイヤハーネス９はこのような高圧導電路１５を含んでなることから、省スペース化を図ることができるという効果を奏する。

また、高圧導電路１５は、単心線となるプラス極導体１８を備えることから、このプラス極導体１８自身により配索経路に沿った形状保持をすることができるという効果を奏する。従って、経路形成を容易且つ安価にすることができるという効果を奏する。

この他、ワイヤハーネス９は、経路保持部材（形状保持部材）としてプロテクタを用いる必要がなく、従って樹脂成形金型も不要であることから、安価なワイヤハーネス９を提供することができるという効果を奏する。また、ワイヤハーネス９は、高圧導電路１５のシース（第一シース２３及び第二シース２４）を外装部材としても機能させることから、少なくとも高圧導電路１５の部分で外装部材を用いる必要がなく、結果、安価なワイヤハーネス９を提供することができるという効果を奏する。

ワイヤハーネス９によれば、屈曲部２５の形成にあたりベンダー機を用いることから、経路形成をプログラミングにて行うことができ、これによって各種期間の短縮を図ることができるという効果を奏する。また、設計変更を容易にすることができるとともに、設計に掛かる工数削減もすることができるという効果を奏する。さらに、設計変更に係る費用に関し、プログラミング組み換えのみの場合と金型修正の場合とを比べると、前者の方が格段に安価であることから、コスト削減に寄与することができるという効果を奏する。

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…バッテリー
６…エンジンルーム
７…自動車後部
８…高圧ワイヤハーネス
９…ワイヤハーネス
１０…中間部
１１…車体床下
１２…ジャンクションブロック
１３…後端
１４…前端
１５…高圧導電路
１６…インバータ側接続部
１７…バッテリー側接続部
１８…プラス極導体（いずれか一方）
１９…第一絶縁体
２０…マイナス極導体（いずれか他方）
２１…第二絶縁体
２２…シールド部材
２３…第一シース（シース）
２４…第二シース（シース）
２５…屈曲部
２６…クランプ

Claims (2)

1. プラス極導体及びマイナス極導体のいずれか一方と、該いずれか一方の外側に設けられる第一絶縁体と、該第一絶縁体の外側に設けられる前記プラス極導体及び前記マイナス極導体のいずれか他方と、該いずれか他方の外側に設けられる第二絶縁体とを備え、前記いずれか一方を単心線にするとともに前記いずれか一方自身に配索経路に沿った形状保持機能を持たせてなる
   ことを特徴とする高圧導電路。
2. 請求項１に記載の高圧導電路を含んでなる
   ことを特徴とするワイヤハーネス。

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