JP2013240181A

JP2013240181A - 車両のケーブル取付構造

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Publication number: JP2013240181A
Application number: JP2012110960A
Authority: JP
Inventors: Shinya Yamaguchi; 真也山口
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2013-11-28
Anticipated expiration: 2032-05-14
Also published as: JP5867284B2

Abstract

【課題】束ねられた複数のケーブルの先端部の各ターミナルホルダのケーブル長手方向での相対位置をずらしてケーブルの挿通作業の容易化を図り、貫通穴の小形化を図れる車両のケーブル取付構造を提供する。
【解決手段】フロア１２に取り付けられケーブル導入穴２７，２８が形成されたバッテリパック５と、フロア１２に設けられた貫通穴４０と、貫通穴に挿通されてから分離されてケーブル導入穴２７，２８を通過してから被接続部２１，２２に接続されるケーブル２３，２４を有するワイヤハーネス１１と、ケーブルの先端側近傍のスリーブ３３１，３４１とフランジ３３２，３４２とを有したターミナルホルダ３３、３４とを備え、複数のターミナルホルダはケーブル長手方向Ａにおいて相互に干渉を避けるようずれ幅ｈ１を保っている。
【選択図】図１

Description

本発明は車両の電源回路に採用される車両のケーブル取付構造に関するものである。

車両、特に、駆動源としてモータのみで走行する電気自動車、あるいは、モータ及び内燃機関を併用するハイブリッド車等では、車両の駆動源を収容する駆動源収容室内のインバータ（電力制御装置）とバッテリとを一対の高電圧電線（ＰＮ線）からなるワイヤハーネスで結び、相互の電力の授受を可能としている。この際、バッテリを収容するバッテリパックが車室内に配備される場合、車室内のバッテリと車室外のインバータ（電力制御装置）とを結ぶ高電圧電線であるワイヤハーネスは、車体のフロアに設けられた貫通穴を通過することとなる。

このような高電圧電線であるワイヤハーネスは少なくとも陰極線、陽極線の２本の高電圧電線（ＰＮ線）を束ねて成り、各高電圧電線の先端部を互いに分離させ、各先端のケーブル側接続端子をバッテリパック内に設けられた複数の電源側結合端子にそれぞれ結合される。しかも、各高電圧電線の先端部の近傍に設けた電力線結合部であるターミナルホルダがバッテリパックのケーシングに形成されたケーブル導入穴の周縁締結面に機械的に締結され、これにより、各ケーブルの先端側がバッテリパックに確実に連結され支持される。

例えば、図１０，図１１に示すように、ワイヤハーネス１００を車外より車内のバッテリパック（不図示）へ接続する際には、その先端側１１０がフロア（不図示）の貫通穴１２０に挿通され、その際、各ケーブル側接続端子１３０と各ターミナルホルダ１４０が互いに接近配備された図１０の状態に保持されて貫通穴１２０に挿通される。その上で、これらはバッテリパックの外壁側に引き出され、ケーブル側接続端子１３０がバッテリパック内に導入され、各ターミナルホルダ１４０がバッテリパックの外壁上の締結面に締結される。ここで、互いに当接状態の一対のターミナルホルダ１４０の幅は一対のケーブル１５０の束の幅と比べて大きい。

なお、特許文献１には３本のケーブル１を一括して組み込み外周上にパッキンを装着したハウジングを電気機器のパネルに形成された１つの貫通穴に対し、圧入するケーブルの取付構造が開示され、特許文献２には自動車用インバータ装置における複数のケーブルを筐体に接続する構成が開示される。

特開２００４−１５３９０３号公報特開２００９−１０６０４９号公報

ところで、各ケーブル１５０のターミナルホルダ１４０がケーブル長手方向Ａにおいて同一位置にある場合、これらがフロア貫通穴１２０を通過するためには、各ターミナルホルダ１４０が重なることより、各ターミナルホルダ１４０の幅の２倍以上の幅を保持したフロア貫通穴１２０を形成して通過させる必要がある。
このため、今までは、ターミナルホルダ１４０の大きさに合わせてフロア貫通穴１２０の口径を決めている。しかし、フロア貫通穴１２０の口径が大きくなることで、フロアの剛性、遮音性、防水性の悪化を招く傾向にあり、これを的確に防止する構成を採る必要があると共に、フロア貫通部の口径を過度に大きくすることは抑制されている。

なお、上述の特許文献１、２は複数ケーブルと電気機器を収容する筐体側との接続構成を開示するものの、ターミナルホルダの幅とフロア貫通穴の相対関係に言及するものではなく、本提案が解決しようとする上述の問題を解消できない。
本発明が目的とするのは、束ねられた複数のケーブルの先端部の各ターミナルホルダのケーブル長手方向での相対位置をずらして、ケーブルの挿通作業の容易化を図り、貫通穴の小形化を図るようにした車両のケーブル取付構造を提供することにある。

この発明の請求項１は、車体のフロアに取り付けられ電気部品を収容すると共に外壁に複数のケーブル導入穴が分散形成されたバッテリパックと、前記フロアに設けられた貫通穴と、前記貫通穴に各先端側が一括して挿通された上で互いに分離されて前記ケーブル導入穴を通過してから前記電気部品の被接続部に接続される複数のケーブルを束ねて成るワイヤハーネスと、前記ケーブルの先端側近傍の外周を覆うよう結合されるスリーブと該スリーブより延出して前記ケーブル導入穴の周縁締結面に締結されるフランジとを一体形成したターミナルホルダと、を備え、前記複数のケーブルの各ターミナルホルダはケーブル長手方向において相互に干渉を避けるようずれ幅を保って形成される、ことを特徴とする。

この発明の請求項２は、請求項１記載の車両のケーブル取付構造において、前記複数のケーブル導入穴の周縁締結面の一方と他方とが前記外壁の厚さ方向に段差を保って形成さる、ことを特徴とする。

この発明の請求項３は、請求項２記載の車両のケーブル取付構造において、前記ケーブル導入穴の周縁締結面に外壁厚さ方向に突き出る突き出し部材が締結され、該突き出し部材には前記ケーブル導入穴に連通する延長ケーブル導入穴が形成されると共に該延長ケーブル導入穴の先端の周縁締結面が前記一方の周縁締結面に対し外壁厚さ方向に段差を保って形成される、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ワイヤハーネスとして束ねられている複数のケーブルの先端部の各ターミナルホルダはケーブル長手方向において相互にずれ幅を保って形成されるので、複数のケーブルの各先端側を貫通穴に挿通する際に、各ケーブルのターミナルホルダが貫通穴を一つ一つ通過することが可能となり、ケーブルの挿通作業の容易化を図れ、貫通穴の口径の小形化を図れる。

請求項２発明によれば、複数のケーブル導入穴の周縁締結面の一方と他方とが外壁の厚さ方向に段差を保つので、貫通穴を通過した後で各ケーブルのターミナルホルダを複数のケーブル導入穴の周縁締結面の一方と他方とに締結する際に、各ターミナルホルダのケーブル長手方向における相対的なずれを吸収して、各ターミナルホルダを周縁締結面へ容易に締結できる。

請求項３の発明によれば、外壁厚さ方向に突き出るよう配備される突き出し部材を設けることで、その先端の周縁締結面が一方の周縁締結面に対し外壁厚さ方向に段差を保つように容易に形成できる。

本発明の車両のケーブル取付構造を装備する車両の概略側面図である。図１の車両のケーブル取付構造で用いるワイヤハーネスの拡大要部断面図である。図１の車両のケーブル取付構造を装備する車両の後部フロア部分の要部斜視図である。図１のワイヤハーネスの先端部をフロア貫通穴に挿通する時の正面図である。図１のワイヤハーネスの先端部をフロア貫通穴に挿通する時の部分斜視図である。図１のワイヤハーネスの先端部の側面図で、（ａ）はフロア貫通穴に挿通する時の側面図、（ｂ）は締結時の要部断面図である。参考例であり、フロア貫通穴に挿通する時の側面図である。図１の車両のケーブル取付構造の要部切欠拡大平面図である。図１の車両のケーブル取付構造のケーブル締結前の要部切欠拡大斜視図である。従来のワイヤハーネスの先端部をフロア貫通穴に挿通する時の正面図である。従来のワイヤハーネスの先端部をフロア貫通穴に挿通する時の部分斜視図である。

以下、本発明の第１実施形態である車両のケーブル取付構造について説明する。
本発明の車両のケーブル取付構造は、図１に示すように、車両Ｃに搭載されており、ここではケーブル取付構造に先立ち、車両Ｃを概略説明する。
図１に示すように、車両Ｃはモータのみで走行する電気自動車であるが、これに代えてモータと内燃機関を併設使用するプラグインハイブリッド車であっても良い。車両Ｃは車室Ｒの前方に前収容室ＦＲを備え、前収容室ＦＲには、動力源として用いる電動回転機（モータジェネレータ）１と、電動回転機１の回転力を前車輪２に伝える不図示の駆動装置（パワートレイン）と、電動回転機１や電力変換機１０を駆動する電力制御装置（ＭＣＵ）３と、該電力制御装置３と信号授受をする車両制御装置（ＰＣＵ）４とを備える。車室Ｒの後部には蓄電装置である高電圧バッテリパック（以後単にバッテリパックと記す）５を備える。

図１に示すように、車両Ｃの電動回転機１はその駆動力を不図示のＦＦ（前輪駆動）形式のトランスアクスル（動力分配機構）及び駆動軸より前車輪２に伝える。なお、電動回転機１は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備える。
更に、電動回転機１はバッテリパック５のバッテリ８と高圧電源ケーブルを成す電源用ワイヤハーネス（以後単にワイヤハーネス）１１を介して接続され、相互間の電力のやり取りの制御は電力制御装置３により行っている。ここで電動回転機１は発電機として回生発電するときには、車輪２側より入力される回転力（動力）で発電可能であり、モータ１（電動機）として機能するときには、その動力を車輪２に伝達する。

一方、電力制御装置３と信号の授受を行うメイン制御部を成す車両制御装置（ＰＣＵ）４は、運転情報の入力に応じて発電トルクおよびモータトルクなどの値を演算し、その制御値を電力制御装置３に出力する。電力制御装置３は制御値相当のＰＷＭ信号を生成し、この制御出力で電動回転機１の駆動を制御し、車両を適正に走行させている。更に、回生動作時には、発電された交流電圧を電力変換機１０において直交流変換、電圧変換等を行ってバッテリ８に充電している。
このような車両の電動回転機１に接続されたバッテリ８は、図１に示すように、車室Ｒの後部のバッテリパック５に収容される。このバッテリパック５の外枠を成す容器本体１５の内部には複数のバッテリ８がずれなく収容され、各バッテリ８は相互に直列接続された上で、ワイヤハーネス１１を介して電力変換機１０側に接続される。

このワイヤハーネス１１は前側端が電力変換機１０に接続され、フロア１２の下部に沿って後方に延出配備される。なお、ワイヤハーネス１１の複数個所は不図示の締結手段でフロアに締結処理されている。図１、２に示すように、ワイヤハーネス１１の後側端はフロア貫通穴４０を通してフロア１２の下部より内部である上部に導入され、その上でバッテリパック５内のバッテリ８と接続される。ワイヤハーネス１１の後端側は一対の束ねられたケーブル２３，２４が互いに分離された状態（図２参照）を保持しており、この状態でフロア貫通穴４０を通し、その上でバッテリパック５内のバッテリ８と接続される。

一対のケーブル２３，２４の先端近傍には、図５、６に示すように、ケーブル長手方向Ａに相互にずれてターミナルホルダ３３、３４が取り付けられ、この部位が、フロア貫通穴４０を通過してからバッテリパック５側に締結される。なお、図２、３中の符号４２は一対のケーブル２３，２４を水密状態で貫通させると共にフロア貫通穴４０をシールする弾性シール部材を示す。
以下本願発明の要部を説明する。
バッテリパック５は図１，２に示すように、車両の後部において車幅方向でのフロア１２の中央部に配備され、これにより車体重量の左右の偏りを防止している。

バッテリパック５は車体の前後方向Ｘに並列配備された左右サイドメンバ１７と、これらの間に配設される前後クロスメンバ１８，１９とにフロア１２を介して載置され、複数の締結ボルト１３でフロア１２側に締結されている。
バッテリパック５の容器本体１５はバッテリ８を収容する収容室を確保する矩形の密閉容器として形成される。なお、図３中の符号４３はバッテリパック５の内部の喚起を行うエアーダクトを示し、符号４４はバッテリパック５と電力制御装置３側を結ぶ信号線を示す。

図３に示すように、容器本体１５の前側外壁である前壁部１５１には、これより前方に突き出す矩形の膨出箱部１６が一体形成されている。
膨出箱部１６は容器本体１５内の複数のバッテリ８から延びる不図示の電源内ケーブルと電気的に接続された一対の電源側端子部材２１，２２（図６参照）を収容している。一対の電源側端子部材２１，２２は膨出箱部１６に収容され、各電源側端子部材２１，２２には車外側から延びるワイヤハーネス１１（図３、５参照）が有する互いに分離状態の２本の電源ケーブル（以後単にケーブルと記す）２３，２４の接続端子２５，２６が接続される。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、膨出箱部１６は車体前方に向いた前壁部１５１を形成される。この前壁部１５１には２つのケーブル導入穴２７，２８が互いに離れて形成され、締結部Ｊ１，Ｊ２が形成される。
一方のケーブル導入穴２７は前壁部１５１の外壁面に設けられた一側寄りに形成され、近傍にはボルト締結穴ｎが併設される。
ここで、ケーブル導入穴２７の奥側である膨出箱部１６内には一方の電源側端子部材２１が位置し、一方の電源ケーブル２３の接続端子２５との差込接続を可能としている。

この一方の締結部Ｊ１は一方の電源ケーブル２３の接続端子２５の近傍に一体的に取り付けられたターミナルホルダ３３が締結される。
ここで、ターミナルホルダ３３は、図４，５に示すように、電源ケーブル２３の接続端子２５の近傍の外周を覆うよう一体結合されるスリーブ３３１と、そのスリーブ３３１の周縁締結面側より径方向に延出してケーブル導入穴２７（図６参照）の周縁締結面ｆ１の近傍のボルト締結穴ｎにボルトにより締結されるフランジ３３２とを一体形成している。

一方、他方の締結部Ｊ２は他方の電源ケーブル２４の接続端子２６の近傍に一体的に取り付けられたターミナルホルダ３４が締結される。ここで、前壁部１５１の外壁面には他方のケーブル導入穴２８（図６，９参照）が形成され、その周縁締結面ｆ２には、所定量の突き出し量Ｈ（図６、８参照）だけ外壁よりその壁の厚さ方向に突き出る突き出し部材３５が締結ボルトｂで膨出箱部１６の内側より締結される。この突き出し部材３５はその先端側に周縁締結面ｆ２（図８参照）と平行な締結面ｆ３が形成され、ケーブル導入穴２８をそのまま延長させた延長ケーブル導入穴２８１が締結面ｆ３に達するように形成される。なお、その突き出し部材３５の先端の結合面ｆ３にはボルト締結穴ｎが併設される。

なお、図３、図８に示すように、膨出箱部１６の上壁部には膨出箱部１６の内部空間を適時に上方に開放可能な開口（不図示）が形成され、メンテナンス作業に使用される。この開口にはこれを覆う上蓋３７が重ねられ、複数のボルトで上蓋３７が上壁部に締結されることで、内部空間を密封している。
上述の突き出し部材３５が形成する締結面ｆ３には、他方の電源ケーブル２４の接続端子２６の近傍に一体的に取り付けられた他方のターミナルホルダ３４が重合され（図６（ｂ）参照）、ボルトによりそのスリーブ３４１と一体のフランジ３４２が締結面ｆ３に締結される。

ここで、突き出し部材３５が形成する締結面ｆ３は前壁部１５１の外壁面に対して段差を保って突き出し形成される。即ち、一方のケーブル導入穴２７の周縁締結面ｆ１に対し、他方のケーブル導入穴２８に続く延長ケーブル導入穴２８１の周縁締結面を成す締結面ｆ３が外壁厚さ方向に突き出し量Ｈの段差を保って形成さる。

ここでは、図６（ｂ），図８に示すように、突き出し量Ｈの段差と、ワイヤハーネス１１が有する一方と他方の２本の電源ケーブル２３，２４の接続端子２５，２６やターミナルホルダ３３、３４に設けた一方と他方のケーブル長手方向Ａにおける相対的なずれ量ｈ１（図５参照）とが一致するように形成しておく。これにより、ターミナルホルダ３３、３４側の突き出し量Ｈの段差とケーブル導入穴２７、２８の周縁締結面ｆ１及び締結面ｆ３のずれが一致する。これにより、相対的なずれを吸収でき、２本の電源ケーブル２３，２４のケーブル長手方向に屈曲変位させることなく、この２本の電源ケーブル２３，２４の接続端子２５，２６を膨出箱部１６内に配備の一方と他方の電源側端子部材２１，２２に差し込み、締結処理でき、作業性を向上させることができる。

このような第１実施形態である車両のケーブル取付構造を採用した場合に、ワイヤハーネス１１の先端側の一対のケーブル２３，２４をフロア１２の下部より上部にフロア貫通穴４０を通して導入し、バッテリパック５のバッテリ８と接続するとする。
この場合、ワイヤハーネス１１として束ねられている複数のケーブル２３，２４の先端近傍の各ターミナルホルダ３３，３４はケーブル長手方向Ａにおいて相互にずれ幅ｈ１を保って形成されている。そこで一対のケーブル２３，２４の各先端側をフロア１２の外部より内部にフロア貫通穴４０を通して導入する際に、図４に示すように、各ケーブル２３，２４のターミナルホルダ３３，３４が前後で重なっても相互に干渉しないので、貫通穴４０を一つ一つ通過する際に、フロア貫通穴４０と各ターミナルホルダ３３，３４の相対位置を切り換えることで、容易に通過操作可能であり、ケーブルの挿通作業の容易化を図れ、フロア貫通穴４０の口径の小形化を図れる。

更に、フロア貫通穴４０を通した後の、一対のケーブル導入穴２７，２８の周縁締結面の一方ｆ１と他方ｆ３とが外壁の厚さ方向に突き出し部材３５の突き出し量Ｈの段差を保つ。このため、フロア貫通穴４０を通過した後で一対のケーブル２３，２４のターミナルホルダ３３，３４を一対のケーブル導入穴２７，２８の周縁締結面の一方ｆ１と他方ｆ３とに締結する際に、各ターミナルホルダのケーブル長手方向Ａにおける相対的なずれを吸収して、周縁締結面ｆ１、ｆ３へ容易に締結できる。
更に、外壁厚さ方向に突き出し量Ｈだけ突き出るよう配備可能な突き出し部材３５を用いることで、その突き出し部材３５の先端の周縁締結面ｆ３が一方の周縁締結面ｆ１に対し外壁厚さ方向に突き出し量Ｈの段差を容易に確保できる。

上述のところで、車両のケーブル取付構造では、ワイヤハーネス１１が２本のケーブル２３，２４を先端部に分離して延出し、一対のケーブル２３，２４の接続端子２５，２６やターミナルホルダ３３、３４を設け、これらをフロア貫通穴４０に容易に挿通させることができるようにしていたが、場合により、不図示のワイヤハーネスが３本以上のケーブルを先端部側に分離して延出するような場合でも、３本以上のケーブルの各ターミナルホルダを互いにケーブル長手方向Ａにおいて相対的なずれ量を確保するように形成しておくことで、図１の車両のケーブル取付構造と同様の作用効果が得られる。

５バッテリパック
１１ワイヤハーネス
１２フロア
１５１外壁である前壁部
１６膨出箱部
２１，２２一対の電源側端子部材
２７，２８ケーブル導入穴
２８１延長ケーブル導入穴
３３、３４ターミナルホルダ
３３１，３４１スリーブ
３３２，３４２フランジ
３５突き出し部材
４０貫通穴
ｆ１周縁締結面
ｆ２周縁締結面
ｆ３締結面
ｈ１ずれ幅
ｎボルト締結穴
Ａケーブル長手方向
Ｃ車両
Ｈ突き出し量

Claims

車体のフロアに取り付けられ電気部品を収容すると共に外壁に複数のケーブル導入穴が分散形成されたバッテリパックと、
前記フロアに設けられた貫通穴と、
前記貫通穴に各先端側が一括して挿通された上で互いに分離されて前記ケーブル導入穴を通過してから前記電気部品の被接続部に接続される複数のケーブルを束ねて成るワイヤハーネスと、
前記ケーブルの先端側近傍の外周を覆うよう結合されるスリーブと該スリーブより延出して前記ケーブル導入穴の周縁締結面に締結されるフランジとを一体形成したターミナルホルダと、を備え、
前記複数のケーブルの各ターミナルホルダはケーブル長手方向において相互に干渉を避けるようずれ幅を保って形成される、ことを特徴とする車両のケーブル取付構造。
請求項１記載の車両のケーブル取付構造において、
前記複数のケーブル導入穴の周縁締結面の一方と他方とが前記外壁の厚さ方向に段差を保って形成さる、ことを特徴とする車両のケーブル取付構造。
請求項２記載の車両のケーブル取付構造において、
前記ケーブル導入穴の周縁締結面に外壁厚さ方向に突き出る突き出し部材が締結され、該突き出し部材には前記ケーブル導入穴に連通する延長ケーブル導入穴が形成されると共に該延長ケーブル導入穴の先端の周縁締結面が前記一方の周縁締結面に対し外壁厚さ方向に段差を保って形成される、ことを特徴とする車両のケーブル取付構造。