JP5281832B2

JP5281832B2 - 給電装置とそれを用いたハーネス配索構造

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Publication number: JP5281832B2
Application number: JP2008173132A
Authority: JP
Inventors: 章椿
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2028-07-02
Also published as: CN102084566A; EP2302753A1; EP2302753B1; CN102084566B; EP2302753A4; US20110114779A1; WO2010001978A1; JP2010016939A

Description

本発明は、フラットハーネスを螺旋状に巻いてハーネス余長を吸収し、真直に繰り出して可動構造体の移動に対応する給電装置とそれを用いたハーネス配索構造に関するものである。

図１０は、従来の給電装置の一形態を示すものである（特許文献１参照）。

この給電装置５１は、フラットワイヤハーネス５２を渦巻き状に収容する矩形状のケース５３と、ケース内でフラットハーネス５２の渦巻き部５２ａを支持する円板５４と、渦巻き部５２ａの最内径部を支持する中心軸５５と、フラットハーネス５２の最外径部に接した複数の回転ローラ５６と、各ローラ５６をケース５３のスリット５７に沿ってピン部５８で支持しつつハーネス中心に向けて付勢するばね５９とを備えるものである。

例えばケース５３は車両ボディに配置され、フラットハーネス５２の一方はケース５３の一方の口部６０から伸縮自在に導出されて、ドアに向けて配索され、フラットハーネス５２の他方はケース５３の他方の口部６１に固定されつつ車両ボディ側に導出される。例えばドアの開時にフラットハーネス５２が引き出され、ドアの閉時に渦巻き部５２ａの自らの復元力で引き込まれて余長（弛み）吸収される。

ばね５９を用いない場合は、フラットハーネス５２の最外径部のみが大きく拡径してケース５３の内面に接触し、その摩擦抵抗によってフラットハーネス５２の余長吸収性能が低下するが、ばね５９を外側からフラットハーネス５２に弾接することで、その問題が解消されている。
特開２００８−６００８９号公報（図３，図６）

しかしながら、上記従来の給電装置５１にあっては、フラットハーネス５２の剛性が低い場合に、ローラ５６が接していない部分でフラットハーネス５２が拡径されて、フラットハーネス５２が渦巻き形状を維持できず、余長吸収機能が阻害されるという懸念があった。また、渦巻き部５２ａの最内径部から最外径部までのハーネス軌跡がフラットハーネス５２の剛性に依存して均一に拡張するために、渦巻き部５２ａの外径寸法に対する（外径寸法が大きい割には）余長吸収能力（余長吸収長さ）が低い（短い）という懸念があった。また、部品点数が多いために構造が複雑化、高コスト化、肥大化するという懸念があった。

本発明は、上記した点に鑑み、フラットワイヤハーネスを渦巻き状に拡縮して余長吸収するものにおいて、ハーネス余長吸収性能を高め、また、構造を簡素化、低コスト化することのできる給電装置とそれを用いたハーネス配索構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る給電装置は、ケースの環状壁内にボス部が不動に固定され、該ボス部にフラットハーネスの一端部が固定され、該ボス部を中心として、該環状壁の内周面に沿って該フラットハーネスの複数の巻きハーネス部分が互いに径方向に接近して狭ピッチで大径な螺旋状に集合され、該環状壁の口部から該フラットハーネスの他端部が外部に引き出し自在に導出され、該ボス部から該複数の巻きハーネス部分の最も内側の巻きハーネス部分の内径部にかけて巻きばねがループ状に湾曲して配置され、該巻きばねが該最も内側の巻きハーネス部分を径方向外向きに付勢したことを特徴とする。

上記構成により、巻きばねがフラットハーネスの巻き部を内側から外側に付勢する、すなわち巻き部の自らの復元力で拡径する方向に付勢するから、一つの巻きばねでも巻き部が環状に維持され、フラットハーネスを繰り出して巻き取る際の余長吸収機能が確実に発揮される。また、巻きばねが余長吸収のために巻き部を付勢するのではなく、巻き部をボス部から遠く離間した位置で大径に拡径させるために作用するから、巻き部の全長が、巻きばねを用いない場合（巻き部が内径部から外径部にかけて均一な螺旋状となる）よりも増加し、余長吸収性能が高まる。
また、一本の巻きばねがフラットハーネスの巻き部の内径部（内周面）を均一な力で外向きに押圧する。巻きばねの巻き方向はフラットハーネスの巻き部の巻き方向（繰り出し方向）と同じであることが、スムーズな繰り出し及び巻き取りの上で好ましい。

また、ケースの環状壁の内面にフラットハーネスの巻き部が接することで、巻き部の最外径寸法が規制（規定）される。巻き部や巻きばねはケース内で外部との干渉等から安全に保護される。

請求項２に係る給電装置は、請求項１記載の給電装置において、前記環状壁のハーネス導出用の口部の両側にハーネス案内用の湾曲面が形成されたことを特徴とする。

上記構成により、ケースからフラットハーネスが引き出される際とケース内にフラットハーネスが引き込まれる際に、各湾曲面にそれぞれフラットハーネスがスムーズに摺接して、低摩擦で引き出し及び引き込みが行われる。

請求項３に係る給電装置を用いたハーネス配索構造は、請求項２記載の給電装置を用いたハーネス配索構造であって、前記ケースを車両ボディのステップ部の下側においてガイドレールの長手方向中間部の近傍で車室寄りに配置し、該ガイドレールに係合するガイドアームに沿って該ケースからスライドドアに前記フラットハーネスを配索したことを特徴とする。

上記構成により、スライドドアの全閉時にフラットハーネスがばね付勢に抗してケースからドア閉じ方向に引き出され、スライドドアの半開時にフラットハーネスがケース内に引き込まれて余長吸収され、スライドドアの全開時にフラットハーネスがばね付勢に抗してケースからドア開き方向に引き出される。ケースやフラットハーネスは車両ボディ側のガイドレールやスライドドア側のガイドアームと何ら干渉することなく省スペースで配置される。

請求項１記載の発明によれば、フラットハーネスの巻き部を巻きばねで内側から付勢することで、一つの巻きばねでも巻き部を環状に維持させて、フラットハーネスの余長吸収機能を確実に発揮させることができる。また、巻きばねが巻き部を大径に拡径させるから、巻き部の全長を増大させて、余長吸収性能を高めることができる。また、ボス部と巻きばねとフラットハーネスという少数の部品で構造が簡単でコンパクトで低コストな給電装置を提供することができる。
また、一つの巻きばねでフラットハーネスの巻き部を確実に拡径させて、余長吸収機能や余長吸収性能を高めることができる。ばね部材は一つであるので、ボス部へのばね部材の組付作業工数を低減させることができる。

また、ケースの環状壁でフラットハーネスの巻き部の最外径を規制することで、フラットハーネスの引き出し長さや余長吸収長さ等の設計を容易化することができる。また、巻き部や巻きばねをケース内で外部との干渉等から安全に保護することができる。

請求項２記載の発明によれば、口部の各湾曲面にフラットハーネスをスムーズに摺接させて、低摩擦でスムーズにフラットハーネスの引き出し及び引き込みを行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、ケースをガイドレールよりも内側に配置し、且つフラットハーネスをスライドドアのガイドアームに沿って配索したことで、ケースやフラットハーネスをガイドレールやガイドアーム等との干渉なく省スペースで配置することができる。

図１〜図２は、本発明に係る給電装置の一実施形態を示すものである。

図１の如く、この給電装置１は、円形の環状部（環状壁）２とその中心の円柱状のボス部３とを有する合成樹脂製のケース６と、ボス部３の外周に放射状に配設された複数の板状のばね部材７と、各ばね部材７で巻き部９の内径部９ａを押圧されて環状部２の内周面２ａに沿って環状に拡径した状態で収容される可撓性のフラットワイヤハーネス８とを備えるものである。

ケース６はベース部４とカバー部５とで構成され、ベース部４は、水平な基板部１０に環状部２とボス部３とを好ましくは一体に立設して構成され、カバー部５は、基板部１０に重なって孔部１１にねじ締め等で固定される水平な基板部１２と、基板部１２に立設されて環状部２を覆う蓋状（半環状）の覆い壁１３とで構成されている。ボス部３を別体に形成する場合は、基板部１０にボス部３をボス周方向に回転しないように固定する。

環状部２は、円周の一部を縦方向に切欠して構成されたハーネス導出用の口部１４を有し、口部１４の左右両側には、外開きの対向する各湾曲面１５を有するガイド壁１６，１７が環状部２と一体に形成され、両ガイド壁１６，１７の間に短いハーネス導出通路１８が口部１４に連通して形成されている。カバー部５の覆い壁１３には、両ガイド壁１６，１７を露出させる開口１９が形成されている。

ボス部３は、外周面３ａの一部から中心を通るスリット２０を有し、スリット２０の内側にハーネス挟持用の垂直な突条２１が複数千鳥状に配置形成されて、ハーネス固定部を成している。フラットハーネス８は例えばスリット２０内で９０°方向に折り曲げられて底部側の基板部１０を貫通して外部（例えば車両ボディ側）に導出される。

ばね部材７は、自由状態で真直な（あるいは僅かに湾曲した）板ばねであり、基端７ａ７ａをボス部３の第二の各スリット（図示せず）内に差し込んで固定し、あるいはボス部３の外周面３ａにねじ止め等で固定して、ボス部３の接線方向に伸長し、先端（自由端）７ｂをフラットハーネス８の巻き部９の内周面９ａに弾接させて、湾曲状に撓んでいる。

各ばね部材７の湾曲方向は、フラットハーネス８の巻き部９の巻き方向と同じであり、巻き部９をケース６から引き出す方向に湾曲内側面７ｃを向け、ケース内にフラットハーネス８を引き込む方向に湾曲外側面７ｄを向けている。ばね部材７の材質は、フラットハーネス８への傷付きを防止する上で合成樹脂であることが好ましいが、金属材を用いて先端を湾曲させる等して傷付きを防いでもよい。

本例では四枚のばね部材７が等ピッチで配置されている。ばね部材７の枚数は四枚に限るものではないが、フラットハーネス８を楕円状ではなく環状に巻くためには、最低三枚は必要である。フラットハーネス８は各ばね部材７で巻き部９の内径部９ａを外向きに押圧されて、ケース６の環状部２の内面２ａの近傍で大径な螺旋状に集合されている。

図３は参考までにばね部材７を用いない場合のフラットハーネス８の形状を示すものであり、ボス部３から環状部２にかけてフラットハーネス８が径方向にほぼ均一な隙間を存して拡がっている。この状態では、フラットハーネス８の渦巻き部（符号８で代用）の長さは短くなってしまい、図２のようにばね部材７の付勢力でフラットハーネス８を外周寄りで螺旋状に巻くことで、すなわち、フラットハーネス８の巻き部９を成す各巻きハーネス部分９₁〜９₃を径方向に狭ピッチで近接ないし接して配置することで、ケース内のフラットハーネス８の長さを長く設定することができ、これによりハーネス余長吸収長さが増大する。

ばね部材７はフラットハーネス８を外周寄りに環状に集合させるためのものであり、余長吸収（ケース内への引き込み）はフラットハーネス８が真直な状態から巻き状態に自ら弾性的に復元する力で行われる。勿論、ばね部材７が圧縮された状態から径方向に拡がる力で、フラットハーネス８をケース内に積極的に引き込むことができる。

図４〜図５は、本発明に係る給電装置の他の実施形態を示すものである。図１〜図２と同じ構成部分には同じ符号を付して説明する。

図４の如く、この給電装置３１は、円形の環状部（環状壁）２とその中心の円柱状のボス部３とを有する合成樹脂製のケース６と、ボス部３から外向きにループ状に巻かれて拡径する一本のループ状のばね部材２２と、ばね部材２２で巻き部９の内径部９ａを押圧されて環状部２の内周面２ａに沿って環状に拡径した状態で収容される可撓性のフラットワイヤハーネス８とを備えるものである。ばね部材２２に係る構成以外は図１〜図２の実施形態と同じである。

ケース６はベース部４とカバー部５とで構成され、ベース部４は、水平な基板部１０に環状部２とボス部３とを好ましくは一体に立設して構成され、カバー部５は、基板部１０に重なって孔部１１にねじ締め等で固定される水平な基板部１２と、基板部１２に立設されて環状部２を覆う蓋状の覆い壁１３とで構成されている。ボス部３を別体に形成する場合は、基板部１０にボス部３をボス周方向に回転しないように固定する。

環状部２は、円周の一部を縦方向に切欠して構成されたハーネス導出用の口部１４を有し、口部１４の左右両側には、外開きの対向する湾曲面１５を有するガイド壁１６，１７が環状部２と一体に形成され、両ガイド壁１６，１７の間に短いハーネス導出通路１８が口部１４に連通して形成されている。

ボス部３は、外周面３ａから径方向に切欠された長短二つのスリット２０，２３を有し、長いスリット２３の内側にハーネス挟持用の垂直な突条２１が複数千鳥状に配置形成されて、ハーネス固定部を成している。フラットハーネス８は例えばスリット２０内で９０°方向に折り曲げられて底部側の基板部１０を貫通して外部（例えば車両ボディ側）に導出される。また、短いスリット２３の内側にばね部材２２の基端部２２ａが折り曲げられて差込固定されている。

ばね部材２２は、自由状態で真直な板ばね又は大きなループ状に湾曲した巻きばねであり、図４，図５の組付状態で、ばね部材２２の先端（自由端）２２ｂは基端（固定端）２２ａに対して一周＋１／４周程度の少ない巻き数でループ状に位置している。ばね部材２２が長い（巻き数が多い）とフラットハーネス８と共にケース６から引き出されてしまうという問題を生じ、ばね部材２２の巻き数が一周以上あればフラットハーネス８を最外径部寄りに集合させるのに十分である。

ばね部材２２は、基端２２ａをボス部３のスリット内に差し込んで固定して、ボス部３の接線方向に湾曲し、外側面２２ｃをフラットハーネス８の巻き部９の内周面９ａに弾接させて、ループ状に撓んでいる。ばね部材２２の巻き方向は、フラットハーネス８の巻き方向と同じで、フラットハーネス８をケース６から引き出す方向である。

ばね部材２２の材質は、フラットハーネス８の摩耗を防止する上で合成樹脂であることが好ましいが、先端２２ｂを丸めれば金属材を用いることも可能である。フラットハーネス８はばね部材２２で巻き部９の内径部９ａを外向きに押圧されて、ケース６の環状部２の内面２ａの近傍で大径な螺旋状に集合されている。

前述の図３の如く、ばね部材２２を用いない場合はボス部３から環状部２にかけてフラットハーネス８が径方向に均一に拡がり、この状態では、フラットハーネス８の渦巻き部の長さは短くなってしまうが、図５のようにばね部材２２の付勢力でフラットハーネス８を外周寄りで螺旋状に巻くことで、すなわち、フラットハーネス８の巻き部９を成す各巻きハーネス部分９₁〜９₃を径方向に狭ピッチで近接ないし接して配置することで、ケース内のフラットハーネス８の長さを長く設定することができ、ハーネス余長吸収長さが増大する。

ばね部材２２はフラットハーネス８を外周寄りに集合させるためのものであり、余長吸収（ケース内への引き込み）はフラットハーネス８が真直な状態から巻き状態に弾性的に復元する力で行われる。勿論、ばね部材２２が圧縮（縮径）された状態から径方向に拡がる力で、フラットハーネス８をケース内に積極的に引き込むことができる。

図６は、図１，図４の各実施形態におけるケース６から引き出されたフラットハーネス８の先端部を給電側（取付側）等に固定するためのハーネス固定部材２４の一形態を示すものである。

このハーネス固定部材２４は、上記ケース６を車両ボディ３２（図７）側に水平に配置した際に、スライドドア３３（図７）の水平なガイドアーム３５に組み付けられるものであり、ガイドアーム３５の先端部に沿う略Ｊ字状に湾曲した壁部２５と、壁部２５の外側面２６から上面２７に沿ってフラットハーネス８を二カ所で９０°方向に屈曲して配索する溝状の案内路２８と、案内路２８の入口の左右両側に形成されたハーネスガイド用の湾曲面２９とを有している。

図７〜図９は、本発明に係る給電装置を用いたハーネス配索構造の一実施形態を示すものである。給電装置１，は図１，図４の何れの実施形態のものでもよい（作用は同じである）。

図７は、自動車のスライドドア（可動構造体）３３の全閉状態であり、ケース６（カバー部５の図示を省略する）は車両ボディ（固定構造体）３２の昇降口のステップ部の下側のパネル３６に水平に配置され、スライドドア３３の前端側のガイドアーム３５のローラ３５ａを溝３４ａ内にスライド自在に案内するガイドレール３４がパネル３６の上側に懸架配置され、ケース６はガイドレール３４の長手方向中間部の近傍で車両内側に配置されている。

ガイドアーム３５の先端に図６のハーネス固定部材２４が固定され、フラットハーネス８の一方はケース６から前方に引き出されて、ハーネス固定部材２４に固定されつつスライドドア側に配索されて補機等（図示せず）に接続されている。フラットハーネス８の他方（図示せず）はケース６の例えば底部側から車両ボディ側に配索される。

図７のスライドドア３３の全閉状態で、フラットハーネス８はばね部材７（２２）の付勢力に抗してケース６から斜め前方に大きく（長く）引き出され、ケース内でフラットハーネス８の巻き部９は縮径され（巻き部９の巻き数は拡径時と同じであることが好ましい）、ばね部材７（２２）は巻き部９の最内径部で内向きに押されて縮径している。フラットハーネス８はケース６の口部１４の前側の湾曲面１５に沿って湾曲状にスムーズに導出されている。ガイドアーム３５はガイドレール３４の前端側に位置している。図７で符号３７はリヤホイル、３８はリヤホイルアーチである。

図８のスライドドア３３の半開状態で、ガイドアーム３５はガイドレール３４の前半の湾曲部３４ｂから後半の真直部３４ｃに移動し、ガイドアーム３５がケース６に接近した状態で、フラットハーネス８は自らの復元力とばね部材７（２２）の拡径方向のばね力でケース内に積極的に引き込まれて余長吸収される。フラットハーネス８はケース６の口部１４から真直にガイドアーム３５に向けて短く導出されている。

図９のスライドドア３２の全開状態で、フラットハーネス８はばね部材７（２２）の付勢力に抗してケース６から後方に大きく（長く）引き出され、ケース内でフラットハーネス８の巻き部９は縮径され（巻き数は拡径時と同じであることが好ましい）、ばね部材７（２２）は巻き部９の最内径部で内向きに押されて縮径している。フラットハーネス８はケース６の口部１４の後側の湾曲面１５に沿って湾曲状にスムーズに導出され、ガイドレール３４の後半部３４ｃの下側を通ってガイドアーム３５の先端に達している。ガイドアーム３５はガイドレール３４の後端側に位置している。

なお、図７〜図９においては、給電装置１，３１を自動車のスライドドア３２への給電に適用した例を示したが、給電装置１，３１はスライドドア以外の可動体としてヒンジ開閉式のドアやスライドシート等（図示せず）への給電にも適用可能である。

例えばヒンジ開閉式のドア又は車両ボディ（固定構造体）にケース６を垂直に配置した場合、フラットハーネス８はドアの開時にケース６から引き出され、ドアの閉時にケース内に巻き戻される。また、車体フロア（固定構造体）にケース６を水平又は垂直に配置し、フラットハーネス８の先端をスライドシートに配索した場合、スライドシートの前後方向のスライド移動に伴ってフラットハーネス８がケース６に対して伸縮する。

また、上記実施形態においては、ケース６を用いてフラットハーネス８の最大拡径時の寸法を規制したが、例えば図７〜図９においてケース６の環状部２やカバー部５を省略（排除）した場合でも、水や塵等の侵入の心配はあるが、図８の半開時にフラットハーネス８が復元力で最大径に拡がった際に、フラットハーネス自体の復元力に限界があるから、たとえケース６がなくてもフラットハーネス８の最大径は規定されることになる。従って、水や塵の侵入の心配のない部位ではケース６を省略可能である（ボス部３とそれを取付側に固定する部分１０は必要である）。

本発明に係る給電装置の一実施形態を示す分解斜視図である。同じく給電装置の内部構造を示す平面図である。ばね部材を用いない場合の内部構造を参考的に示す平面図である。本発明に係る給電装置の他の実施形態を示す分解斜視図である。同じく給電装置の内部構造を示す平面図である。給電側のハーネス固定部材の一形態を示す斜視図である。本発明の給電装置を用いたハーネス配索構造の一実施形態を示す、スライドドア全閉時の斜視図である。同じくスライドドア半開時の斜視図である。同じくスライドドア全開時の斜視図である。従来の給電装置の一形態を示す斜視図である。

符号の説明

１，３１給電装置
２環状壁
３ボス部
６ケース
７，２２ばね部材
８フラットハーネス
９巻き部
９ａ内径部
１４口部
１５湾曲面
３２車両ボディ
３３スライドドア
３４ガイドレール
３５ガイドアーム

Claims

ケースの環状壁内にボス部が不動に固定され、該ボス部にフラットハーネスの一端部が固定され、該ボス部を中心として、該環状壁の内周面に沿って該フラットハーネスの複数の巻きハーネス部分が互いに径方向に接近して狭ピッチで大径な螺旋状に集合され、該環状壁の口部から該フラットハーネスの他端部が外部に引き出し自在に導出され、該ボス部から該複数の巻きハーネス部分の最も内側の巻きハーネス部分の内径部にかけて巻きばねがループ状に湾曲して配置され、該巻きばねが該最も内側の巻きハーネス部分を径方向外向きに付勢したことを特徴とする給電装置。
前記環状壁のハーネス導出用の口部の両側にハーネス案内用の湾曲面が形成されたことを特徴とする請求項１記載の給電装置。
請求項２記載の給電装置を用いたハーネス配索構造であって、前記ケースを車両ボディのステップ部の下側においてガイドレールの長手方向中間部の近傍で車室寄りに配置し、該ガイドレールに係合するガイドアームに沿って該ケースからスライドドアに前記フラットハーネスを配索したことを特徴とする給電装置を用いたハーネス配索構造。