JP2015019529A - ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】デッドスペースを解消するとともに、内部に収容される導電路の放熱性能の向上を図ることができる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、導電路である高圧導電路１６と、四角形状の管状部材で形成されて高圧導電路１６を内部に収容する外装部材１５と、を有している。そして、この外装部材１５は、外周面１９の角部と対応する位置に、内側に向けて板厚を拡大させた厚肉部２０ａが設定されている。【選択図】図４

Description

本発明は、ワイヤハーネスに関する。

従来より、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される高圧の機器間を電気的に接続するワイヤハーネスが知られており、このワイヤハーネスは、導電路と、導電路を内部に収容する外装部材とを主体に構成されている。外装部材は、中空の管状部材で構成されているが、導電路の保護及び経路規制、並びに車両への組み付け時の作業性を考慮して、曲げ応力が作用しても屈曲し難いことが望まれている。

一方で、配索経路に応じた屈曲自由度を確保したり、梱包時や輸送時における取扱いを容易にしたりするため、外装部材に対して、可撓性を備える部位を選択的に設定した構成が知られている。

例えば特許文献１には、導電路に相当する複数の電線群と、外装部材に相当するハーネス保護部材とで構成されるワイヤハーネスが開示されている。ここで、ハーネス保護部材は、ハーネス保護管と、蛇腹状ハーネス保護管とを交互に連結して構成されている。ハーネス保護管は、ワイヤハーネスの配索経路の直線部分に配置され、他方、蛇腹状ハーネス保護管は、ワイヤハーネスの配索経路の曲線部分の曲率に応じて屈曲させて配置される。これにより、ワイヤハーネスの配索経路の形状に応じて、当該ワイヤハーネスを適切に取り付けかつ保護することができるとしている。

特開２０１２−２１０１０１号公報

このようなワイヤハーネスにおいて、外装部材は、導電路の経路を規制したり、車両配索時の作業性を確保したりする必要があることから、所望の剛性を備えることが望まれている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、剛性に優れた外装部材を備えるワイヤハーネスを提供する。

かかる課題を解決するために、本発明は、導電路と、多角形状の管状部材で形成され、導電路を内部に収容する外装部材と、を有するワイヤハーネスを提供する。ここで、外装部材は、外周面の角部と対応する位置に、内側に向けて板厚を拡大させた厚肉部を有している。

ここで、本発明において、厚肉部は、導電路と接触する接触部位をなすことが好ましい。

また、本発明において、厚肉部の接触部位は、導電路の輪郭に合わせた形状に設定されていることが好ましい。

本発明によれば、外装部材は、管状部材としての剛性が外装部材の角部によって担保されるとともに、この角部と対応する位置に厚肉部が設定されているので、外装部材の剛性を一層高めることができる。これにより、剛性に優れた外装部材を備えるワイヤハーネスを提供することができる。

本実施形態に係るワイヤハーネスの配索状態を示す模式図 経路配索時のワイヤハーネスを模式的に示す側面図 外装部材を模式的に示す側面図 ワイヤハーネス及び高圧導電路を模式的に示す斜視図 外装部材を模式的に示す断面図

図１は、本実施形態に係るワイヤハーネス９の配索状態を示す模式図である。本実施形態に係るワイヤハーネス９は、ハイブリッド自動車１に使用されるものであり、当該ハイブリッド自動車１の所定位置に配索される。

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の二つの動力を組み合わせて駆動する車両であり、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５（電池パック）からの電力が供給される。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、前輪等がある位置のエンジンルーム６に搭載される。また、バッテリ５は、後輪等がある自動車後部７に搭載されるが、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。

モータユニット３とインバータユニット４は、高圧のワイヤハーネス８により接続される。また、バッテリ５とインバータユニット４もワイヤハーネス９により接続される。ワイヤハーネス９は、放射ノイズの抑制等を考慮して、車両床下１１に配置され、車両床下１１に沿って略平行に配索される。車両床下１１は、公知のボディであるとともに所謂パネル部材であり、所定位置には貫通孔が形成されている。この貫通孔にはワイヤハーネス９が水密に挿通され、ワイヤハーネス９の各端部はエンジンルーム６及び自動車後部７へと導入される。

ワイヤハーネス９とバッテリ５は、このバッテリ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が電気的に接続される。また、ワイヤハーネス９の前端１４は、インバータユニット４に対して電気的に接続される。

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み、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ている。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み、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ている。バッテリ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。なお、バッテリ５としては、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。

図２は、経路配索時のワイヤハーネス９を模式的に示す側面図であり、図３は、外装部材１５を模式的に示す側面図である。図４はワイヤハーネス９及び高圧導電路１６を模式的に示す斜視図であり、図５は、外装部材１５を模式的に示す断面図である。ワイヤハーネス９は、外装部材１５と、この外装部材１５に収容保護される高圧導電路１６（導電路）とを主体に構成されている。

外装部材１５は、高圧導電路１６を内部に収容しこれを保護する部材であり、断面四角形状の管状部材で構成され、長尺な筒形状を具備している。外装部材１５は、樹脂成型により形成されており、高圧導電路１６の挿通・収容に必要な長さ、及び保護に必要な厚みを有するように設定されている。本実施形態において、外装部材１５は、高圧導電路１６とともに低圧導電路１７（導電路）も収容する。

外装部材１５は、当該外装部材１５の外周面１９から内周面２０へと通じる継ぎ目やスリットのない形状に設定されている。

外装部材１５は、一つ以上のコルゲート部２１と、一つ以上のストレート部２３とで構成されており、これらのコルゲート部２１及びストレート部２３を直列的に連結した状態で一体的に形成されている。外装部材１５は、コルゲート部２１を撓ませない状態で全体が直線形状を具備するものであり、コルゲート部２１及びストレート部２３は、外装部材１５の管軸方向において任意の位置及び範囲（長さ）に設定されている。

コルゲート部２１は、外装部材１５において所定の可撓性を備える部位である。このコルゲート部２１は、自身が備える可撓性を利用することで、外装部材１５を必要な角度で撓ませることができる。

コルゲート部２１は、ワイヤハーネス９の配索時に撓ませられることで、配索経路に沿った曲げ形状を形成するための第１のコルゲート部２１ａと、ワイヤハーネス９の梱包状態及び輸送時に撓ませられることで、梱包・輸送態様に沿った曲げ形状を形成するための第２のコルゲート部２１ｂとを含んでいる。

第１のコルゲート部２１ａは、車両取付形状、すなわち、ワイヤハーネス９の配索先の形状に合わせた位置に配置され、当該配索先の形状に合わせた長さに形成される。これにより、第１のコルゲート部２１ａは、車両取付形状に合わせて必要な長さ及び角度で、外装部材１５を撓ませることができる。

第２のコルゲート部２１ｂは、梱包・輸送時の折り曲げ形状に合わせた位置に配置され、当該折り曲げ形状に合わせた長さに形成される。これにより、第２のコルゲート部２１ｂは、ワイヤハーネス９の梱包状態や輸送時にそれぞれ所望の角度で、外装部材１５を撓ませることができる。

なお、第１のコルゲート部２１ａが、第２のコルゲート部２１ｂとしての機能を併せもつものでもよく、逆に、第２のコルゲート部２１ｂが、第１のコルゲート部２１ａとしての機能を併せもつものであってもよい。

コルゲート部２１は、管軸方向と直交する断面形状が四角形状を有し、管軸方向にかけて凹凸を繰り返す蛇腹形状を有している。具体的には、コルゲート部２１は、それぞれが周方向に形成された凹部２６及び凸部２７を管軸方向に沿って交互に並べて構成されている。なお、コルゲート部２１は、蛇腹形状以外の形状であってもよく、可撓性を有すれば形状は特に限定されるものではない。

ストレート部２３は、外装部材１５においてコルゲート部２１よりも低い可撓性を備える部位であり、好ましくは、曲げ応力に対しても姿勢を保持する、すなわち、屈曲に抗するための強度を備える部位である。ストレート部２３の存在により、外装部材１５全体における剛性を確保することができる。また、ストレート部２３は、後述するクランプ４０を取り付ける部分としても機能する。

ストレート部２３は、車両床下１１に配索される床下用ストレート部２３ａを含んでいる。床下用ストレート部２３ａは、車両床下１１に配索されることから（例えばリーンホースに沿わせるように配索されることから）長尺に形成される。なお、長尺であるため、ワイヤハーネス輸送時に支障を来すようであれば、床下用ストレート部２３ａの中間に第２のコルゲート部２１ｂを設けてもよい。

ストレート部２３は、管軸方向と直交する断面形状が四角形状を有し、例えば管軸方向にかけて真っ直ぐに延在する直線形状を有している。

本実施形態の特徴の一つとして、ストレート部２３には、厚肉部２０ａが設定されている。厚肉部２０ａは外周面１９の角部と対応する位置に設定されており、本実施形態では、ストレート部２３の４つの角部に対応して、４つの厚肉部２０ａが設定されている。

厚肉部２０ａは、ストレート部２３の板厚を内側に向けて拡大させることにより形成される。この厚肉部２０ａの存在により、ストレート部２３は、角部及びその近傍の板厚が当該角部と角部との間に位置づけられる部位の板厚よりも大きくなり、部分的に厚肉化された形状を備えることとなる。

また、厚肉部２０ａは、内側に向けて張り出されているため、導電路１６の一部と接触する接触部位をなしている。この場合、厚肉部２０ａの表面形状（すなわち、ストレート部２３の内周面２０ａをなす形状）を、外装部材１５内に収容される高圧導電路１６の輪郭に合わせた円弧形状に設定することで、接触部位を広い面積で確保する工夫が施されている。

厚肉部２０ａは、ストレート部２３における剛性を高めることを目的の一つとするものであるため、管軸方向にかけて連続的に形成されている。

クランプ４０は、ストレート部２３の外形形状に合わせて形成される管体取付部４１と、この管体取付部４１に連続する片持ち形状の固定部４２とを有する。固定部４２には、ボルト挿通孔（図示せず）が貫通形成される。ワイヤハーネス９は、ボルト挿通孔に挿通されたボルト４４を介して車両床下１１等の固定対象４３に取り付け固定される。ワイヤハーネス９は、固定対象４３に対し取り付け固定されると、経路配索が完了する。

なお、クランプ４０以外の後付け部材としては、クリップやグロメット、プロテクタ等が挙げられるものとする。クランプ４０は車両固定部でもあり、このような車両固定部として機能する部分をストレート部２３に一体に樹脂成型してもよいものとする。

ワイヤハーネス９の両端末には、シールドコネクタ５０がそれぞれ設けられる。一方のシールドコネクタ５０はインバータ側のシールドコネクタであり、他方のシールドコネクタ５０はバッテリ側のシールドコネクタである。シールドコネクタ５０は、本実施例において、コルゲート部２１から引き出された高圧導電路１６に接続固定される。

高圧導電路１６は、二本の高圧回路３２を備えている。高圧回路３２は、ワイヤハーネス９がインバータユニット４とバッテリ５（ジャンクションブロック１２）とを電気的に接続することから、長尺に形成されている。

高圧回路３２は、導体３５と、この導体３５を被覆する絶縁体３６とで構成される。

導体３５は、銅や銅合金、或いはアルミニウムやアルミニウム合金により製造される。導体３５に関しては、素線を撚り合わせてなる導体構造のものや、丸形となる棒状の導体構造（例えば平角単心や丸単心となる導体構造であり、この場合、電線自体も棒状となる）のもののいずれであってもよい。以上のような導体３５は、この外面に絶縁性の樹脂材料からなる絶縁体３６が押出成型される。

なお、高圧回路３２として、本実施形態では公知の高圧電線の構成を採用するが、これ限定されるものではない。すなわち、公知のバスバーに絶縁体を設けて高圧回路としたもの等を採用してもよい。

また、二本の高圧回路には、当該二本の高圧回路３２を覆うシールド部材３３と、シールド部材３３の外側に設けられるシース３４とが備えられている。

シールド部材３３は、二本の高圧回路３２を一括して覆う電磁シールド用の部材（電磁波対策用のシールド部材）であって、多数の素線を筒状に編んでなる編組が採用される。シールド部材３３は、二本の高圧回路３２の全長とほぼ同じ長さに形成される。シールド部材３３は、この端部が上記シールドコネクタ５０を介してインバータユニット４（図１参照）のシールドケース等（図示省略）に接続される。

なお、シールド部材３３は、電磁波対策をすることが可能であれば、例えば導電性を有する金属箔や、この金属箔を含む部材を採用してもよいものとする。

シース３４は、絶縁性を有する樹脂材料を所定の厚さでシールド部材３３の外側に押出成型してなるものであり、高圧導電路１６の最外層となる位置に配置される。シース３４は、ワイヤハーネス９の製造においてシールド部材３３が所定長さで露出するように端末加工される。なお、端末加工後の状態としては、例えば外装部材１５よりも若干長い状態になるものとする。また、高圧導電路１６としては、シース３４を設けないものであってもよい。

低圧導電路１７は、例えば一本の低圧回路から構成され、当該低圧回路は、導体３７と、この導体３７を被覆する絶縁体３８とを備えて構成される。低圧導電路１７は、電気的な接続に必要な長さを有して形成される。

次に、ワイヤハーネス９の製造、輸送、及び経路配索について説明をする。

高圧導電路１６及び低圧導電路１７を外装部材１５に挿通し、その後、高圧導電路１６の両端末にシールドコネクタ５０を設けることにより、ワイヤハーネス９が製造される。

ワイヤハーネス９の製造後は、第２のコルゲート部２１ｂの部分で折り畳むように撓ませられ、ワイヤハーネス９の全長が短くなるとともに、ワイヤハーネス９は最小限の幅で梱包される。すなわち、ワイヤハーネス９全体はコンパクトな状態で梱包される。そして、このコンパクトな状態のままでワイヤハーネス９は輸送される。

輸送されたワイヤハーネス９は、ハイブリッド自動車１に対する取付工程へと供給される。そして、図２に示すように、ハイブリッド自動車１の車両床下１１の配索経路に沿って、第１のコルゲート部２１ａを必要な角度で撓ませながら、クランプ４０を介して固定対象４３に対し取り付け固定されると、経路配索が完了する。

以上説明したように、本実施形態に係るワイヤハーネス９は、導電路の一つである高圧導電路１６と、四角形状の管状部材で形成されて導電路（一例として高圧導電路１６及び低圧導電路１７）を内部に収容する外装部材１５と、を有している。そして、この外装部材１５は、外周面１９の角部と対応する位置に、内側に向けて板厚を拡大させた厚肉部２０ａを有している。

本実施形態において、外装部材１５をなすストレート部２３は、断面が四角形状となるような、４つの側面部が角部を介して連結された筒形状を有しており、当該角部の存在により剛性を高める工夫がなされている。また、このような形状を前提に、外周面１９の角部に位置づけられる厚肉部２０ａの存在により、ストレート部２３の剛性をさらに高めることができる。これにより、剛性に優れた外装部材１５を備えるワイヤハーネス９を実現することができる。その結果、曲げ応力が作用しても屈曲し難くなり、導電路の経路を規制するための所望の剛性や、車両配索作業に必要な剛性を適切に確保することができる。

厚肉部２０ａが存在しない場合には、より高い剛性が得られないのみならず、外周面１９の角部と対応する位置では、その内周面２０と導電路との間に大きなクリアランスが生じ、これがデッドスペースとなる。このデッドスペースは断熱層となるため、導電路の放熱効率が低下することが考えられる。

しかしながら、本実施形態によれば、外周面１９の角部と対応する位置に厚肉部２０ａが存在するので、外装部材１５の内周面と、その内部に収容される導電路との間に生じるクリアランスが抑制され、デッドスペースの解消を図ることができる。これにより、導電路と外装部材１５との間の距離が近づくので、導電路の放熱効率の低下を抑制することができる。

また、本実施形態において、厚肉部２０ａは、導電路と接触する接触部位をなしている。

かかる構成によれば、ストレート部２３の内周面２０ａと導電路との間に、厚肉部２０ａに起因する熱の伝達経路が新たに形成されることとなる。これにより、導電路からストレート部２３への熱移動を促進させることができるので、導電路の放熱性能の向上を図ることができる。なお、本実施形態では、４つの厚肉部２０ａが存在するが、これらの全てが導電路と接触する必要はなく、少なくとも一つの厚肉部２０ａが導電路と接触する関係があれば足りる。

また、本実施形態において、厚肉部２０ａの接触部位は、導電路の輪郭に合わせた形状に設定されている。

かかる構成によれば、厚肉部２０ａと導電路との形状がフィットするので、接触部位が増加することとなる。これにより、導電路とストレート部２３との間で熱伝達を促進させることができるので、導電路の放熱性能の向上を図ることができる。

なお、厚肉部２０ａは導電線と対応した形状であれば最も好ましいが、厚肉部２０ａは少なくとも一部分が接触部位となればよく、どのような形態であってもよい。例えば、厚肉部２０ａは、直線状に設定されてもよいし、導電路側（内側）に向けて出っ張るような形状であってもよい。

以上、本実施形態にかかるワイヤハーネスについて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、外装部材は、コルゲート部とストレート部とをそれぞれ備えるものであるが、ストレート部のみからなるものであってもよい。また、ワイヤハーネスの適用は、ハイブリッド自動車のみならず、電気自動車や一般的な自動車であってもよい。また、導電路は、複数本の電線で構成する以外にも、一本の電線のみを備える構成であってもよい。さらに、管状部材であるストレート部は、複数の側面部が角部を介して連結された筒形状であればよく、その断面形状が多角形状として認識されるもので足りる。この場合、多角形状をなす個々の側面部は、図５に示すような直線的な形状であることは勿論、外側又は内側へと膨らみをもつようなラウンドした形状などであってもよい。

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
９ ワイヤハーネス
１１ 車両床下
１５ 外装部材
１６ 高圧導電路
１７ 低圧導電路
２１ コルゲート部
２３ ストレート部
２６ 凹部
２７ 凸部
４０ クランプ
４３ 固定対象
４４ ボルト
５０ シールドコネクタ

Claims (3)

1. 導電路と、
   多角形状の管状部材で形成され、前記導電路を内部に収容する外装部材と、を有し、
   前記外装部材は、外周面の角部と対応する位置に、内側に向けて板厚を拡大させた厚肉部を有することを特徴とするワイヤハーネス。
2. 前記厚肉部は、前記導電路と接触する接触部位をなすことを特徴とする請求項１に記載されたワイヤハーネス。
3. 前記厚肉部の接触部位は、前記導電路の輪郭に合わせた形状に設定されていることを特徴とする請求項１に記載されたワイヤハーネス。

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