JP2014100971A - ワイヤーハーネスシステム - Google Patents

Abstract

【課題】設計の自由度の高いワイヤーハーネスシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】ワイヤーハーネスシステム１０は、車両１に搭載されるものであって、ワイヤーハーネス４０と、このワイヤーハーネスの配索経路上に配置されるノイズ低減ユニット５０とを備える。ワイヤーハーネス４０は、電源２０に対して車載電装品７を接続する複数の負荷側電線４１が束ねられた電線束４２を備える。またノイズ低減ユニット５０は、車載電装品７に対して並列に接続されるコンデンサ５２を備える。上記の構成によれば、ワイヤーハーネス４０の周囲に存在する空きスペースを有効活用でき、スペース設計が容易となる。さらに、ノイズ低減ユニット５０を後付けでワイヤーハーネス４０に取り付けることも可能となるので、車両設計が進んでからのノイズ対策が容易となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤーハーネスシステムに関する。

従来、車両用ワイヤーハーネスシステムは、電源と車載電装品との間に配設された電気接続箱を備え、この電気接続箱と各電装品とをワイヤーハーネスで接続した構成とされている。

特開平１０−２８５７６２号公報

近年、安全性の向上、および居住性の向上等の要請から、搭載される車載電装品の個数は増大する一方、電源や車載搭載品を制御するための種々の部品等を設置するスペースを思うように確保することは困難となってきている。
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、設計の自由度の高いワイヤーハーネスシステムを提供することを目的とする。

本発明は、車両に搭載されるとともに、電源に対して負荷を接続する複数の電線が束ねられた電線束を備えたワイヤーハーネスと、前記ワイヤーハーネスの配索経路上に配置されるものであって、前記負荷に対して並列に接続されるノイズ低減素子を備えるノイズ低減ユニットとを備えるワイヤーハーネスシステムである。

上記の構成によれば、ノイズ低減素子ユニットをワイヤーハーネスの経路上に設ける。このようにすることで、ワイヤーハーネスの周囲に存在する空きスペースを有効活用し、他のＥＣＵや電装品を避けてノイズ低減素子を配置することが可能となる。このため、搭載位置の制約が少なくなり、スペース設計が容易となる。さらに、ノイズ低減ユニットを後付けでワイヤーハーネスに取り付けることも可能となるので、車両設計が進んでからのノイズ対策が容易となる。以上より、設計の自由度の高いワイヤーハーネスシステムを提供できる。

前記ノイズ低減ユニットが、前記負荷のオン−オフを制御するスイッチング素子を備えるものであってもよい。
上記の構成によれば、搭載位置の制約の少ないノイズ低減ユニットにスイッチング素子をパッケージすることで、スイッチング素子を電気接続箱に配置する場合と比較して、スペースの有効活用が容易となる。

前記電線束からは前記負荷に接続される前記電線の端末部が分岐しており、前記ノイズ低減ユニットが、前記電線束において前記電線の端末部が分岐する分岐位置に配置されていてもよい。
上記の構成によれば、ワイヤーハーネスの幹線上にノイズ低減ユニットを接続して振動の影響を抑制するとともに、ノイズ源となる負荷に近いところにノイズ低減素子を配置し、他の機器への影響を最小限とすることができる。

前記ノイズ低減ユニットが、過電流が流れた場合に前記負荷への通電を停止する過電流保護機能を備えるものであってもよい。
上記の構成によれば、搭載位置の制約の少ないノイズ低減ユニットに過電流保護機能をパッケージすることで、ヒューズ素子等を電気接続箱に配置する場合と比較して、スペースの有効活用がさらに容易となる。

前記ノイズ低減ユニットが、結束部材によって前記ワイヤーハーネスに結束されていてもよい。
上記の構成によれば、ノイズ低減ユニットがワイヤーハーネスの外側に大きく張り出して配置されないようになっている。これにより、スペースの有効利用がより容易になる。

前記ワイヤーハーネスの外周を包囲するプロテクタが備えられ、前記プロテクタに前記ノイズ低減ユニットが固定されていてもよい。
上記の構成によれば、ノイズ低減ユニットをプロテクタによって保護することができる。

前記ノイズ低減ユニットが前記車両に固定されていてもよい。
上記の構成によれば、車両の走行中に振動が発生しても、ノイズ低減ユニットが振動により不具合を生じることを抑制することができる。

本発明によれば、設計の自由度の高いワイヤーハーネスシステムを提供できる。

実施形態１に係るワイヤーハーネスシステムの構成を示す模式図 実施形態１に係るワイヤーハーネスシステムの電気的構成を示す回路図 実施形態１に係るワイヤーハーネスにノイズ低減ユニットが取り付けられた状態を示す模式図 実施形態１に係るノイズ低減ユニットを示す斜視図 実施形態１に係るノイズ低減ユニットを示す分解斜視図 実施形態１に係るノイズ低減ユニットにおけるコネクタハウジングと回路基板とを示す側面図 実施形態１に係るノイズ低減ユニットにおけるコネクタハウジングと回路基板とを示す底面図 実施形態２に係るワイヤーハーネスシステムを示す回路図 変形例１に係るノイズ低減ユニットにおけるコネクタハウジングと回路基板とを示す底面図 変形例２に係るワイヤーハーネスにノイズ低減ユニットが取り付けられた状態の一例を示す模式図 変形例２に係るワイヤーハーネスにノイズ低減ユニットが取り付けられた状態の他の例を示す模式図 変形例２に係るワイヤーハーネスにノイズ低減ユニットが取り付けられた状態の他の例を示す模式図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１〜図７を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態のワイヤーハーネスシステム１０は、車両１に搭載されるものである。図１には、本実施形態のワイヤーハーネスシステム１０の構成を示す模式図、図２には、本実施形態のワイヤーハーネスシステム１０の電気的構成を示す回路図を、それぞれ示した。

（電源２０）
車両１のエンジンルーム２内には、電源２０が配置されている。本実施形態では、電源２０として、オルタネータ２０Ａおよびバッテリ２０Ｂを示している。

（電気接続箱３０）
車両１のエンジンルーム２内には、オルタネータ２０Ａおよびバッテリ２０Ｂに電源側電線２１を介して接続された電気接続箱３０が配設されている。本実施形態に係る電気接続箱３０は、その内部で、電源２０から電気接続箱３０の内部に導入された電源側電線２１が、車載電装品７（負荷に該当）に接続される複数の負荷側電線４１に分岐される、いわゆるジャンクションボックスとされる。この電気接続箱３０の内部には、過電流が流れた場合に溶断するヒューズ素子３１が装着されている。電気接続箱３０にはワイヤーハーネス４０が接続されている。

（ワイヤーハーネス４０）
ワイヤーハーネス４０は、複数の負荷側電線４１（電線に該当）が束ねられた電線束４２を備える。電線束４２は、複数の負荷側電線４１が束ねられた状態で、一方の面に粘着剤が塗布されたテープ４３が捲回されることによって形成される。負荷側電線４１は、芯線（図示せず）の外周を、合成樹脂製の絶縁層で被覆した公知の構成のものである。電線束４２からは、各負荷側電線４１の端末部４１Ａが分岐しており、この端末部４１Ａには、それぞれ車載電装品７が接続されている。

（車載電装品７）
車載電装品７の例としては、ワイパモータ、ヘッドライト、ルームライト、セルモータ、ウォッシャポンプ、リアウィンドウ用デフロスタ、ディアイサ、ＤＲＬシステム、フォグランプ、ホーン、ＰＴＣヒータ等が挙げられる。

図１には、車載電装品７の例としてシートヒータ７Ａ、後部座席用ルームライト７Ｂ、及びテールライト７Ｃを示した。シートヒータ７Ａは、搭乗者が搭乗する車室３の内部に取り付けられたシート４に配設されている。後部座席用ルームライト７Ｂは、車室３内の後部座席の天井部寄りの位置に配設されている。テールライト７Ｃは車両１の後端部に配設されている。

（ノイズ低減ユニット５０）
ノイズ低減ユニット５０は、車載電装品７に対して通電又は断電を実行する半導体スイッチング素子５１（スイッチング素子に該当）、およびノイズを低減するためのコンデンサ５２（ノイズ低減素子に該当）を備える。半導体スイッチング素子５１は車載電装品７に対して直列に、コンデンサ５２は車載電装品７に対して並列に接続される。

このノイズ低減ユニット５０は、ケース５３と、このケース５３内に収容された回路基板５４と、回路基板５４に組み付けられたコネクタハウジング５５と、を備える。

回路基板５４は、略長方形状をなす絶縁基板の表裏面に、導電路（図示せず）が形成されたものである。この回路基板５４の表面には、コネクタハウジング５５が組み付けられている。また、回路基板５４の裏面には、半導体スイッチング素子５１およびコンデンサ５２が、はんだ付け等の公知の手法により導電路に電気的に接続されている。

この回路基板５４に組み付けられるコネクタハウジング５５は、回路基板５４の表面に対して垂直となる姿勢で配される略長方形板状の後壁部５６と、この後壁部５６の外周縁から前方に向かって突設される角筒状のフード部５７とを備え、前方に開口する箱状に形成されている。コネクタハウジング５５の前端部は、回路基板５４の前縁よりもやや前方に突出するとともに、その下側部分が回路基板５４の裏面よりもやや下方位置まで突出している。後壁部５６には、複数の圧入孔が貫通形成されており、ここには、端子５８の一端部が圧入されている。

端子５８は、雄端子であって、金属板材を細長い板状に打ち抜き成形した後、Ｌ字形に屈曲することにより形成されている。この端子５８の一端部は、圧入孔に対して後方から圧入され、フード部５７内に臨んでいる。一方、端子５８の他端部は、回路基板５４に形成されたスルーホールに挿通され、半田付け等の公知の手法により、導電路に対して電気的に接続されている。

このコネクタハウジング５５には、相手側コネクタ（図示せず）に接続されたユニット側電線５９の一端が接続される。ユニット側電線５９は、負荷側電線４１とともにテープ４３により結束される。そして、ユニット側電線５９の他端は、車載電装品７に電気的に接続される。

これらの回路基板５４およびコネクタハウジング５５を収容するケース５３は合成樹脂製であって、一面側が開口した有底の角筒状をなしている。そして、開口部からコネクタハウジング５５におけるフード部５７の開口面（相手側コネクタとの嵌合面）が外部に臨むようにして、内部に回路基板５４およびコネクタハウジング５５が収容される。

シートヒータ７Ａに対して通電又は断電を実行する半導体スイッチング素子５１を備えたノイズ低減ユニット５０Ａは、ワイヤーハーネス４０からシートヒータ７Ａへ負荷側電線４１の端末部４１Ａが分岐される分岐位置Ｂに配設されている。後部座席用ルームライト７Ｂに対して通電又は断電を実行する半導体スイッチング素子５１を備えたノイズ低減ユニット５０Ｂは、ワイヤーハーネス４０から後部座席用ルームライト７Ｂへ負荷側電線４１の端末部４１Ａが分岐される分岐位置Ｂに配設されている。テールライト７Ｃに対して通電又は断電を実行するスイッチング素子を備えたノイズ低減ユニット５０については、図示を省略する。

ノイズ低減ユニット５０は、テープ４３が巻き付けられることによってワイヤーハーネス４０に直接的に結束されている。ノイズ低減ユニット５０は、テープ４３から露出していてもよく、巻回されたテープ４３の内部に埋設されていてもよい。

なお、車室３には、インスツルメントパネル５が配設されている。このインスツルメントパネル５には、車載電装品７の少なくとも一つに対して通電又は断電を指示する手動スイッチ８が配設されている。手動スイッチ８は、信号線９を介して半導体スイッチング素子５１と電気的に接続されている。図１には、シートヒータ７Ａに通電又は断電を指示する手動スイッチ８が、インスツルメントパネル５に配設されている構成を例示している。本実施形態においては、信号線９はインスツルメントパネル５から床下へと配索されて、負荷側電線４１と共に束ねられている。なお、この信号線９は、電線束４２とは異なる経路で車両１に配索されても構わない。

（作用効果）
以上のように本実施形態によれば、ワイヤーハーネスシステム１０は、車両１に搭載されるものであって、ワイヤーハーネス４０と、このワイヤーハーネスの配索経路上に配置されるノイズ低減ユニット５０とを備える。ワイヤーハーネス４０は、電源２０に対して車載電装品７を接続する複数の負荷側電線４１が束ねられた電線束４２を備える。またノイズ低減ユニット５０は、車載電装品７に対して並列に接続されるコンデンサ５２を備える。

上記の構成によれば、ノイズ低減素子ユニット５０をワイヤーハーネス４０の配索経路上に設けることで、ワイヤーハーネス４０の周囲に存在する空きスペースを有効活用し、他のＥＣＵや電装品を避けてコンデンサ５２を配置することが可能となる。このため、搭載位置の制約が少なくなり、スペース設計が容易となる。さらに、ノイズ低減ユニット５０を後付けでワイヤーハーネス４０に取り付けることも可能となるので、車両設計が進んでからのノイズ対策が容易となる。以上より、設計の自由度の高いワイヤーハーネスシステム１０を提供できる。

ここで、オルタネータ２０Ａは交流で発電を行うため、整流器を用いて直流へと変換しているが、完全に整流できず残留する交流成分によってノイズが引き起こされる（オルタネータ―ノイズ）。このようなノイズを低減するために、上記のようなワイヤーハーネスシステム１０を好ましく適用できる。

また、半導体スイッチング素子５１のオンオフ動作がＰＷＭ（パルス幅変調）信号によって制御されている場合にもノイズが発生しやすい。このようなノイズを低減するために、上記のようなワイヤーハーネスシステム１０を好ましく適用できる。

また、ノイズ低減ユニット５０が、車載電装品７のオン−オフを制御する半導体スイッチング素子５１を備える。このような構成によれば、搭載位置の制約の少ないノイズ低減ユニット５０に半導体スイッチング素子５１をパッケージすることで、半導体スイッチング素子５１を電気接続箱３０に配置する場合と比較して、スペースの有効活用が容易となる。

さらに、電線束４２からは車載電装品７に接続される負荷側電線４１の端末部４１Ａが分岐しており、ノイズ低減ユニット５０が、電線束４２において負荷側電線４１の端末部４１Ａが分岐する分岐位置Ｂに配置されている。

ここで、ノイズ源となる車載電装品７に近いところにコンデンサ５２を配置し、他の機器への影響を最小限とするためには、負荷側電線４１の端末部４１Ａにノイズ低減ユニット５０を配置することが考えられる。しかし、車両走行中の振動によるノイズ低減ユニット５０の不具合を抑制するという観点からは、ワイヤーハーネス４０の幹線上にノイズ低減ユニット５０を配置する方が好ましい。そこで、本実施形態では、ノイズ低減ユニット５０を、ワイヤーハーネス４０において負荷側電線４１の端末部４１Ａが分岐する分岐位置Ｂに配置することとした。このような構成によれば、ワイヤーハーネス４０の幹線上にノイズ低減ユニット５０を配置して振動の影響を抑制するとともに、ノイズ源となる車載電装品７に近いところにコンデンサ５２を配置し、他の機器への影響を最小限とすることができる。

加えて、ノイズ低減ユニット５０が、テープ４３によってワイヤーハーネス４０に結束されている。このような構成によれば、ノイズ低減ユニット５０がワイヤーハーネス４０の外側に大きく張り出して配置されないようになっている。これにより、スペースの有効利用がより容易になる。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を、図８を参照しつつ説明する。
本実施形態のワイヤーハーネスシステム６０においては、並列に接続された２つの電源２０（オルタネータ２０Ａおよびバッテリ２０Ｂ）の間に、一つのヒューズ素子６２が接続されている。ヒューズ素子６２は、ヒューズ取り付け部６１に取り付けられている。このヒューズ取り付け部６１は、例えば、電源２０に一体に形成された構成としてもよい。

一方、ノイズ低減ユニット６３には、過電流が流れた場合に車載電装品７への通電を停止する過電流保護機能が備えられている。過電流保護機能は、半導体スイッチング素子５１に形成された電気回路、又はノイズ低減ユニット６３に形成された電気回路によって実現されたものであってもよく、また、半導体スイッチング素子５１の通電又は断電を制御するプログラムによって実現されたものであってもよい。

上記以外の構成については、実施形態１と同様であるから、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態によっても、ワイヤーハーネスシステム６０は、実施形態１と同様に、ワイヤーハーネス４０と、このワイヤーハーネス４０の配索経路上に設けられるノイズ低減ユニット６３とを備える。これにより、設計の自由度の高いワイヤーハーネスシステムを提供できる。

加えて、ノイズ低減ユニット６３が、過電流が流れた場合に車載電装品７への通電を停止する過電流保護機能を備える。このように、搭載位置の制約の少ないノイズ低減ユニット６３に過電流保護機能をパッケージすることで、複数のヒューズ素子を電気接続箱に配置する場合と比較して、スペースの有効活用がさらに容易となる。

＜変形例１＞
上記実施形態では、スイッチング素子として、半導体スイッチング素子５１が用いられていたが、図９に示すノイズ低減ユニット７０のように、スイッチング素子として機械式リレー７１が用いられていても構わない。なお、機械式リレー７１以外の構成については、実施形態１と略同様であるから、同一部材については同一符号を付して説明を省略する。また、図９のノイズ低減ユニット７０において、ケースは省略して示した。

＜変形例２＞
図１０に示すように、ノイズ低減ユニット８０が、ボルト８１により車両１のボディ６に固定される構成としてもよい。このとき、ノイズ低減ユニット８０がボディ６に直接に取り付けられる構成としてもよく、取り付け部材を介してボディ６に取り付けられる構成としてもよい。このような構成によれば、車両の走行中に振動が発生しても、ノイズ低減ユニット８０が振動により不具合を生じることを抑制することができる。

また、図１１に示すように、ワイヤーハーネス４０の外周を包囲するプロテクタ８３を配し、このプロテクタ８３にノイズ低減ユニット８２を、ボルト止め、接着剤等の公知の手法により固定するようにしてもよい。プロテクタ８３の材料としては、合成樹脂、金属等、必要に応じて任意の材料を適宜に選択できる。上記の構成によれば、ノイズ低減ユニットをプロテクタによって保護することができる。

さらに、図１２に示すように、ノイズ低減ユニット８４がワイヤーハーネス４０に固定されていなくても構わない。

＜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）上記実施形態では、半導体スイッチング素子５１とコンデンサ５２とがノイズ低減ユニット５０に設置されていたが、スイッチング素子が電気接続箱の内部に設置され、ノイズ低減ユニットにはノイズ低減素子のみが設置されていても構わない。また、一部のスイッチング素子がノイズ低減ユニットに配され、他のものが電気接続箱に配されていても構わない。

（２）上記実施形態では、結束部材としてテープ５４が用いられていたが、結束部材の種類には特に制限はなく、例えば結束バンドであっても構わない。

（３）上記実施形態では、ノイズ低減ユニット５０が、ワイヤーハーネス４０において負荷側電線４１の端末部４１Ａが分岐する分岐位置Ｂに配置されていたが、負荷側電線の端末部にノイズ低減ユニットが配置されても構わない。また、ワイヤーハーネスの幹線上において分岐位置とは異なる位置にノイズ低減ユニットが配置されていても構わない。

１…車両
７…車載電装品（負荷）
１０、６０…ワイヤーハーネスシステム
２０…電源
４０…ワイヤーハーネス
４１…負荷側電線（電線）
４１Ａ…端末部
４２…電線束
４３…テープ（結束部材）
５０、６３、８０、８２、８４…ノイズ低減ユニット
５１…半導体スイッチング素子（スイッチング素子）
５２…コンデンサ（ノイズ低減素子）
７１…機械式リレー（スイッチング素子）
８３…プロテクタ
Ｂ…分岐位置

Claims (7)

1. 車両に搭載されるとともに、電源に対して負荷を接続する複数の電線が束ねられた電線束を備えたワイヤーハーネスと、
   前記ワイヤーハーネスの配索経路上に配置されるものであって、前記負荷に対して並列に接続されるノイズ低減素子を備えるノイズ低減ユニットとを備えるワイヤーハーネスシステム。
2. 前記ノイズ低減ユニットが、前記負荷のオン−オフを制御するスイッチング素子を備えるものである、請求項１に記載のワイヤーハーネスシステム。
3. 前記電線束からは前記負荷に接続される前記電線の端末部が分岐しており、
   前記ノイズ低減ユニットが、前記電線束において前記電線の端末部が分岐する分岐位置に配置されている、請求項１または請求項２に記載のワイヤーハーネスシステム。
4. 前記ノイズ低減ユニットが、過電流が流れた場合に前記負荷への通電を停止する過電流保護機能を備えるものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスシステム。
5. 前記ノイズ低減ユニットが、結束部材によって前記ワイヤーハーネスに結束されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスシステム。
6. 前記ワイヤーハーネスの外周を包囲するプロテクタが備えられ、前記プロテクタに前記ノイズ低減ユニットが固定されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスシステム。
7. 前記ノイズ低減ユニットが前記車両に固定されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスシステム。

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