JP2021150223A - ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】外装部材の小型化を可能にしたワイヤハーネスを提供する。【解決手段】電線１１は、芯線１３が絶縁被覆１４にて被覆された被覆部１６と、絶縁被覆１４が取り除かれて芯線１３が絶縁被覆１４から露出する露出部１７と、を有している。露出部１７は、芯線１３の長さ方向に直交する方向に突出するように屈曲された屈曲部２５を有している。そして、被覆部１６は外装部材１２の内部に設けられ、屈曲部２５は外装部材１２の外部に設けられている。【選択図】図１

Description

本開示は、ワイヤハーネスに関するものである。

例えば、特許文献１に記載された車両用のワイヤハーネスは、一対の相手部品同士を電気的に接続する電線と、その電線の外周を包囲する筒状の外装部材とを備えている。電線には、撚り線などの可撓性のある線が用いられる。また、電線と外装部材の内側面との間にはクリアランスが設定されており、外装部材の内部で電線が撓むことが許容されている。同ワイヤハーネスでは、電線の長さを、一対の相手部品の位置公差が最大となる場合でも対応できる長さに設定する。そして、外装部材の内部で電線を撓ませることで、相手部品の位置公差を吸収するようになっている。

特開２００５−４４６０７号公報

上記のようなワイヤハーネスでは、電線と外装部材の内側面との間に、公差吸収のためのクリアランスを設定する必要があるため、外装部材を小型化する点において改善の余地があった。

そこで、外装部材の小型化を可能にしたワイヤハーネスを提供することを目的とする。

本開示のワイヤハーネスは、芯線、及び前記芯線を被覆する絶縁被覆を有する電線と、前記電線の外周を包囲する筒状の外装部材と、を備えたワイヤハーネスであって、前記電線は、前記芯線が前記絶縁被覆にて被覆された被覆部と、前記芯線が前記絶縁被覆から露出する露出部と、を有し、前記露出部は、前記芯線の長さ方向に直交する方向に突出するように屈曲された屈曲部を有し、前記屈曲部は、前記外装部材の外部に設けられている。

本開示によれば、外装部材の小型化を可能にしたワイヤハーネスを提供することが可能となる。

図１は、実施形態のワイヤハーネスを模式的に示す模式断面図である。 図２は、同形態のワイヤハーネスの加工態様を説明するための模式断面図である。 図３は、変更例のワイヤハーネスを模式的に示す模式断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示のワイヤハーネスは、
［１］芯線、及び前記芯線を被覆する絶縁被覆を有する電線と、前記電線の外周を包囲する筒状の外装部材と、を備えたワイヤハーネスであって、前記電線は、前記芯線が前記絶縁被覆にて被覆された被覆部と、前記芯線が前記絶縁被覆から露出する露出部と、を有し、前記露出部は、前記芯線の長さ方向に直交する方向に突出するように屈曲された屈曲部を有し、前記屈曲部は、前記外装部材の外部に設けられている。

この構成によれば、芯線が露出する露出部における屈曲部が外装部材の外部に設けられている。そして、屈曲部の撓みによって、電線が接続される相手部品の位置公差を吸収することができる。従って、電線と外装部材の内側面との間に、公差吸収のためのクリアランスを設定する必要がなくなる（あるいは、クリアランスを設定するにせよ小さく設定できる）ため、電線挿通方向に直交する方向における外装部材の寸法を小さくすることが可能となる。

［２］前記芯線は、複数の素線から構成され、前記屈曲部は、プレス加工によって屈曲状に形成されている。この構成によれば、屈曲部を有する芯線の露出部を好適に形成することが可能となる。

［３］前記露出部は、相手部品に接続される接続部を有し、前記接続部は、前記複数の素線が互いに接合されることにより固化されている。
この構成によれば、芯線の露出部に形成された接続部は、芯線を構成する複数の素線が互いに接合されてなる。従って、相手部品に接続するための金属端子などを、芯線の露出部に別途設けなくて済むため、ワイヤハーネスの部品点数の増加を抑制することが可能となる。

［４］前記露出部は、前記複数の素線が互いに接合されることにより固化された固化部を、前記接続部とは別に有し、前記露出部において前記接続部と前記固化部との間に前記屈曲部が形成されている。この構成によれば、露出部の固化された部位である接続部及び固化部の間に屈曲部が形成されるため、屈曲部を成形する際に複数の素線がまとまりやすくなり、その結果、屈曲部を成形しやすくすることが可能となる。特に、電線の露出部が長い場合には、固化部を設けることによる屈曲部を成形しやすくする効果を顕著に得ることができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示のワイヤハーネスの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張または簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については各図面で異なる場合がある。また、本明細書における「平行」や「直交」は、厳密に平行や直交の場合のみでなく、本実施形態における作用ならびに効果を奏する範囲内で概ね平行や概ね直交の場合も含まれる。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１に示すワイヤハーネス１０は、例えば、ハイブリッド車や電気自動車などの図示しない電池モジュールにおける電気接続に用いられるワイヤハーネスである。
ワイヤハーネス１０は、被覆電線である電線１１と、電線１１の長さ方向の一部において電線１１の外周を包囲する筒状の外装部材１２と、を備えている。

（外装部材１２の構成）
外装部材１２は、全体として長尺の筒状をなしている。なお、外装部材１２の長さ方向に直交する断面形状（つまり、横断面形状）は、円筒形状、楕円筒形状、多角筒形状など、任意の形状にすることができる。外装部材１２の内部空間には電線１１が挿通されている。

なお、本明細書における「筒状」は、全体として筒状と見做せればよく、複数の部品を組み合わせて筒状をなすものや、Ｃ字状のように一部に切り欠きなどを有するものも含む。本実施形態の外装部材１２は一部品で構成されている。

本実施形態の外装部材１２は、例えば、電線１１から発せられる電磁ノイズを外部に漏らさないためのシールドプロテクタとして構成されている。シールドプロテクタとしての外装部材１２は、例えば金属などの導体にて形成されている。なお、シールドプロテクタの形成材料としては、銅系やアルミニウム系などの金属材料を用いることができる。

（電線１１の構成）
電線１１は、芯線１３と、芯線１３を被覆する絶縁被覆１４と、を有している。絶縁被覆１４は、例えば、合成樹脂からなる。芯線１３は、可撓性が高くなるように構成されている。芯線１３は、例えば、複数の素線１５からなる。また、芯線１３としては、例えば、複数の素線１５が編み込まれてなる編組線や、複数の素線１５が撚り合わされてなる撚り線を用いることができる。なお、複数の素線１５の形成材料としては、例えば、銅系やアルミニウム系などの金属材料を用いることができる。

電線１１は、芯線１３が絶縁被覆１４にて被覆された被覆部１６と、電線１１の長さ方向の端部における絶縁被覆１４が取り除かれることで（すなわち皮剥ぎされることで）、芯線１３が絶縁被覆１４から露出する露出部１７と、を有している。露出部１７は、電線１１の長さ方向の端部に形成されている。露出部１７は、絶縁被覆１４を有しないことから、被覆部１６よりも柔軟性（可撓性）が高くなっている。

（露出部１７の構成）
芯線１３の露出部１７は、接続部２１と、固化部２２と、接続部２１と固化部２２の間に形成された柔軟部２３と、を有している。

（接続部２１の構成）
接続部２１は、図示しない相手部品（本実施形態では電池モジュール側の端子など）に接続される部位である。接続部２１は、芯線１３を構成する複数の素線１５が互いに接合されることで、複数の素線１５が互いに接合されていない部位よりも剛性が高い状態に固化されている。接続部２１では、例えば超音波溶着や抵抗溶接などによって複数の素線１５が互いに接合（一体化）されている。接続部２１は、例えば、芯線１３の長さ方向に直交する方向に潰された略平板状に形成されている。

接続部２１には、例えば、接続部２１を板厚方向に貫通する貫通孔２４が形成されている。貫通孔２４には、前記相手部品への固定用の図示しないボルトが挿通される。接続部２１は、前記ボルトの締結によって前記相手部品に固定される。接続部２１は、上記のように複数の素線１５が互いに接合されて固化されることで、前記ボルトによる締結固定に耐えうる剛性（損傷や変形が生じない程度の剛性）を有している。

（固化部２２の構成）
固化部２２は、複数の素線１５が互いに接合されることで柔軟部２３よりも剛性が高い状態に形成された固化部（第２固化部）である。固化部２２では、例えば超音波溶着や抵抗溶接などによって複数の素線１５が互いに接合（一体化）されている。固化部２２は、芯線１３の長さ方向に直交する方向に潰された略平板状に形成されている。

（柔軟部２３の構成）
露出部１７において接続部２１と固化部２２の間の部位は柔軟部２３として構成される。柔軟部２３では、接続部２１及び固化部２２とは異なり、複数の素線１５同士の接合による固化がなされておらず、複数の素線１５からなる芯線１３（前記撚り線または前記編組線）の柔軟性が保たれたままの状態となっている。これにより、柔軟部２３は、固化された接続部２１と固化部２２、及び、芯線１３に絶縁被覆１４が被覆された被覆部１６よりも高い柔軟性を有している。

柔軟部２３は、後述するプレス加工によって屈曲状に形成された屈曲部２５を有している。屈曲部２５は、芯線１３の長さ方向に直交する方向（図１中、方向Ａ）に突出するように、例えば略Ｕ字状に屈曲されている。なお、本実施形態の屈曲部２５は、例えば、方向Ａに沿った一方向のみに突出している。

上記のような構成の電線１１において、電線１１の被覆部１６は外装部材１２の内部に配置されている。一方、露出部１７の屈曲部２５及び接続部２１は、外装部材１２の外部に設けられている。露出部１７の固化部２２は、例えば、外装部材１２の長さ方向の端面１２ａの内周側に位置している。換言すると、電線１１の長さ方向において、外装部材１２の端面１２ａと固化部２２とが互いに同位置に配置されている。また、固化部２２は、例えば、固化部２２の一部が外装部材１２の内部に位置し、固化部２２の一部が外装部材１２の外部に位置している。また、屈曲部２５の方向Ａにおける端部は、例えば、外装部材１２の外側面よりも外側に突出している。

次に、電線１１における露出部１７の加工態様を説明する。
まず、電線１１の長さ方向端部の絶縁被覆１４を皮剥ぎすることで、露出部１７を形成する。

その後、露出部１７において、例えば超音波溶着や抵抗溶接などによって、芯線１３を構成する複数の素線１５を互いに接合して固化することで接続部２１及び固化部２２を成形する。なお、接続部２１及び固化部２２のいずれか一方を先に固化し、その後、他方を固化してもよいし、接続部２１及び固化部２２の固化を同時に行ってもよい。また、接続部２１及び固化部２２の固化によって、接続部２１と固化部２２の間の柔軟部２３が形成される。

次に、図２に示すように、接続部２１を第１保持治具３１にて保持し、固化部２２を第２保持治具３２にて保持する。また、接続部２１及び固化部２２を保持した状態で、柔軟部２３を直線状とする。なお、この時点ではまだ接続部２１に貫通孔２４が形成されていない。

その後、押圧治具３３を用いたプレス加工によって、柔軟部２３に屈曲部２５を成形する。このとき、直線状とされた柔軟部２３に対し、柔軟部２３の長さ方向と直交する方向から押圧治具３３にてプレスする。また、押圧治具３３による柔軟部２３のプレスと同時に、接続部２１を保持する第１保持治具３１、及び固化部２２を保持する第２保持治具３２の少なくとも一方を、互いに近づける方向に移動させる。これにより、屈曲部２５が、芯線１３の長さ方向に直交する前記方向Ａに突出する屈曲形状に成形される。

本実施形態の作用について説明する。
外装部材１２の外部に設けられた屈曲部２５は、芯線１３の長さ方向に直交する前記方向Ａに突出する屈曲形状をなすため、屈曲部２５が主として芯線１３の長さ方向に撓みやすくなっている。従って、電線１１の長さ方向の両端部に接続される相手部品の位置公差が、屈曲部２５の撓みによって吸収されるようになっている。また、屈曲部２５の撓みによって、熱膨張によって相手部品などで生じる位置ずれも吸収することが可能となっている。

本実施形態の効果について説明する。
（１）電線１１の被覆部１６は外装部材１２の内部に設けられ、電線１１の露出部１７の屈曲部２５は外装部材１２の外部に設けられている。この構成によれば、外装部材１２の外部に設けられた露出部１７の屈曲部２５の撓みによって、電線１１が接続される図示しない相手部品の位置公差を吸収することができる。従って、電線１１の被覆部１６と外装部材１２の内側面との間に、公差吸収のためのクリアランスを設定する必要がなくなるため、電線１１の挿通方向に直交する方向（方向Ａに沿った方向）における外装部材１２の寸法を小さくすることが可能となる。

（２）電線１１の芯線１３は複数の素線１５から構成されている。そして、露出部１７の屈曲部２５は、プレス加工によって屈曲状に形成されている。この構成によれば、屈曲部２５を有する露出部１７を好適に形成することが可能となる。

（３）露出部１７は、相手部品に接続される接続部２１を有している。そして、接続部２１は、複数の素線１５が互いに接合されることにより固化されている。この構成によれば、芯線１３の露出部１７に形成された接続部２１は、芯線１３を構成する複数の素線１５が互いに接合されてなる。従って、相手部品に接続するための金属端子などを、芯線１３の露出部１７に別途設けなくて済むため、ワイヤハーネス１０の部品点数の増加を抑制することが可能となる。

（４）露出部１７は、複数の素線１５が互いに接合されることにより固化された固化部２２を、接続部２１とは別に有している。そして、露出部１７において接続部２１と固化部２２との間に屈曲部２５が形成されている。この構成によれば、露出部１７の固化された部位である接続部２１及び固化部２２の間に屈曲部２５が形成されるため、屈曲部２５を成形する際に複数の素線１５がまとまりやすくなり、その結果、屈曲部２５を成形しやすくすることが可能となる。特に、電線１１の露出部１７が長い場合には、固化部２２を設けることによる屈曲部２５を成形しやすくする効果を顕著に得ることができる。

（５）露出部１７の固化部２２は、外装部材１２の長さ方向の端面１２ａの内周側に位置している。この構成によれば、露出部１７の屈曲部２５を外装部材１２の外部に好適に配置することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・例えば、図３に示すように、上記実施形態の電線１１から固化部２２を省略してもよい。この構成は、電線１１における露出部１７の長さが確保し難い場合に好適である。この構成における屈曲部２５の成形時には、被覆部１６（絶縁被覆１４の外周面）を第２保持治具３２にて保持するのが好ましい。

・固化部２２の全体を、外装部材１２の内部、または外装部材１２の外部に配置してもよい。
・接続部２１を、芯線１３とは別体をなす金属端子で構成してもよい。

・屈曲部２５の屈曲形状は、方向Ａに沿った一方向のみに突出する略Ｕ字状に限定されず、例えば略Ｖ字などに変更可能である。また、例えば、屈曲部２５の屈曲形状を、芯線１３の長さ方向に直交する方向から見て波状に屈曲する形状としてもよい。

・芯線１３を構成する編組線としては、例えば、金属素線と樹脂素線とを組み合わせて編成された編組線を用いてもよい。この樹脂素線としては、例えば、パラ系アラミド繊維などの絶縁性及び耐剪断性に優れた強化繊維を用いることができる。

・芯線１３の形成素材については上記実施形態に限定されるものではなく、柔軟性（可撓性）が高い導体部材であれば、複数の素線１５からなる編組線や撚り線以外の導体部材に変更可能である。

・上記実施形態では、電線１１の成形時には電線１１の全長に亘って芯線１３が絶縁被覆１４にて被覆され、電線１１の長さ方向の端部の絶縁被覆１４を取り除くことで露出部１７を形成したが、これに限らず、電線１１の成形時において既に露出部１７が形成される構成であってもよい。

・上記実施形態では、電線１１の被覆部１６（絶縁被覆１４）は、長さ方向の全体に亘って外装部材１２の内部に配置されているが、これに限らず、例えば、電線１１の被覆部１６（絶縁被覆１４）の長さ方向の端部が外装部材１２の外部に突出する構成としてもよい。

・外装部材１２を樹脂材料にて形成してもよい。なお、樹脂製の外装部材１２の形成材料としては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂を用いることができる。

・上記実施形態では、電池モジュールの電気接続に用いられるワイヤハーネス１０に適用したが、これに限らず、電池モジュール以外の車載機器の電気接続に用いられるワイヤハーネスに適用してもよい。

上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）前記固化部は、前記外装部材の長さ方向の端面の内周側に位置している。この構成によれば、露出部の屈曲部を外装部材の外部に好適に配置することができる。

１０ ワイヤハーネス
１１ 電線
１２ 外装部材
１２ａ 端面
１３ 芯線
１４ 絶縁被覆
１５ 素線
１６ 被覆部
１７ 露出部
２１ 接続部
２２ 固化部
２３ 柔軟部
２４ 貫通孔
２５ 屈曲部
３１ 第１保持治具
３２ 第２保持治具
３３ 押圧治具
Ａ 方向

Claims (4)

1. 芯線、及び前記芯線を被覆する絶縁被覆を有する電線と、
   前記電線の外周を包囲する筒状の外装部材と、を備えたワイヤハーネスであって、
   前記電線は、前記芯線が前記絶縁被覆にて被覆された被覆部と、前記芯線が前記絶縁被覆から露出する露出部と、を有し、
   前記露出部は、前記芯線の長さ方向に直交する方向に突出するように屈曲された屈曲部を有し、
   前記屈曲部は、前記外装部材の外部に設けられている、ワイヤハーネス。
2. 前記芯線は、複数の素線から構成され、
   前記屈曲部は、プレス加工によって屈曲状に形成されている、請求項１に記載のワイヤハーネス。
3. 前記露出部は、相手部品に接続される接続部を有し、
   前記接続部は、前記複数の素線が互いに接合されることにより固化されている、請求項２に記載のワイヤハーネス。
4. 前記露出部は、前記複数の素線が互いに接合されることにより固化された固化部を、前記接続部とは別に有し、
   前記露出部において前記接続部と前記固化部との間に前記屈曲部が形成されている、請求項３に記載のワイヤハーネス。

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