JP5607412B2 - ワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、複数本の高圧電線を含むワイヤハーネスに関する。

電気自動車やハイブリッド自動車は、動力源となるモーターと、このモーターの駆動に必要な３相交流を発生させるインバータと、これらモーター及びインバータを接続するワイヤハーネスとを備えている。

下記特許文献１に開示されたワイヤハーネスは所謂モータケーブル装置であって、このモーターケーブル装置は、複数本の高圧電線を含むハーネス本体と、このハーネス本体の一端に設けられてモーターの接続部分となるモーター側接続部と、ハーネス本体の他端に設けられてインバータの接続部分となるインバータ側接続部と、ハーネス本体の中間に設けられてこの中間部分を車体に固定するためのハーネス固定具とを備えて構成されている。

ハーネス固定具は、専用の取付台及び固定金具を用いて車体に固定されるようになっている。ハーネス固定具や専用の取付台及び固定金具は、車体に対する固定部分であって、これらは車両に生じる振動や衝撃に起因したハーネス本体の振れを規制するために備えられている。

特開２００８−２５３０１７号公報

上記従来技術にあっては、次のような問題点を有している。すなわち、モーターは動力源であるとともに振動発生源でもあることから、発生した振動がハーネス本体を介して固定部分にまで伝わり、仮に固定部分において構造上のガタ等が大きい場合には、固定部分での異音や破損等を引き起こしてしまうという問題点を有している。

そこで本願発明者は、モーターからの振動や車両に生じる振動及び衝撃をケーブル本体に積極的に伝え、これによりケーブル本体を振らせ、そして、この振れにより振動等を吸収して上記問題点を解消することを考えている。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、ケーブル本体を有効に振らせることが可能なワイヤハーネスを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のワイヤハーネスは、複数本の高圧電線からなるハーネス本体を備え、車両走行時に生じる振動の発生源となる機器に一端が接続される車両用のワイヤハーネスにおいて、
前記ハーネス本体は、前記機器に接続される端末部と，該端末部に連続する中間部と，からなり、
前記中間部には、
前記振動の発生源となる機器を駆動させたときに生じる振動又は外部からの物理的衝撃を前記複数本の高圧電線に伝達して該複数本の高圧電線の振れを許容する範囲を設け、
前記振れを許容する範囲には、
前記振動の発生源となる機器側に配置され、隣り合う前記高圧電線同士が互いに接触しないように所定の間隔をあけて配索してなる電線・個別振れ範囲を設け、
前記複数本の高圧電線は、
前記電線・個別振れ範囲においては、前記振動又は前記物理的衝撃が伝達されたときに、それぞれの高圧電線が互いに自由な方向に振れ可能となるように配索したことを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、外部からの振動や衝撃（例えばモーターからの振動や車両に生じる振動及び衝撃）をハーネス本体の中間における複数本の高圧電線に積極的に伝えて高圧電線を振らせ、そして、この振れにより振動等の吸収を可能にする。高圧電線は比較的腰のある電線であるが、高圧電線を個別に振らせることが可能に配線することで、振動等は有効に吸収される。

請求項２記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、前記複数本の高圧電線として複数本のシールド電線を用いることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、複数本のシールド電線を含むハーネス本体になる。シールド電線は、電線自体の構成にシールド部材を含むことから、ワイヤハーネスとして少ない構成で電磁シールド対策を施すことが可能になる。

請求項３記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、前記複数本の高圧電線として複数本の非シールド電線を用いる一方、前記ハーネス本体として前記複数本の非シールド電線を一括して覆うシールド部材を含むことを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、非シールド電線を用いることで、電線自体の構成を簡素化することが可能になる。本発明におけるハーネス本体は、複数本の非シールド電線と、これを一括して覆うシールド部材とを含む構成になる。

請求項４記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１ないし請求項３いずれか記載のワイヤハーネスにおいて、 前記ハーネス本体は前記個別に振れ可能な状態を保ちつつ前記複数本の高圧電線を覆う保護部材を含むことを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、高圧電線を個別に振らせる範囲において、保護部材は恰も「ブカブカ」の状態で複数本の高圧電線を覆う。保護部材は、個別の振れに対して影響を来さないように保護機能を発揮する。

請求項１に記載された本発明によれば、外部からの振動や衝撃を積極的にハーネス本体の中間に伝えることから、また、複数本の高圧電線を個別に振らせることが可能であることから、有効に振動等の吸収をすることができるという効果を奏する。本発明のように、振動等の吸収をすることができれば、異音や破損等の発生も防止することができるという効果を奏する。本発明によれば、ケーブル本体を有効に振らせることが可能なワイヤハーネスを提供することができるという効果を奏する。

請求項２、３に記載されたそれぞれの本発明によれば、ハーネス本体としてのより良い一例を提供することができるという効果を奏する。

請求項４に記載された本発明によれば、保護部材にて複数本の高圧電線を保護することができるという効果を奏する。

本発明のワイヤハーネスを示す図であり、（ａ）は使用状態を示す概略図、（ｂ）は振れ許容範囲の電線・個別振れ範囲におけるハーネス本体の概略図、（ｃ）は（ｂ）の断面図、（ｄ）は振れ許容範囲の電線・束状振れ範囲におけるハーネス本体の概略図、（ｅ）は（ｄ）の断面図である。 電線・束状振れ範囲における高圧電線の状態に係る図であり、（ａ）は重ねた場合の斜視図、（ｂ）は並べた場合の斜視図、（ｃ）は整列・保持部材の斜視図である。 ハーネス本体の構成に係る図であり、（ａ）は保護部材として外装部材と編組とを備える場合の構成図、（ｂ）は保護部材として外装部材と金属箔とを備える場合の構成図、（ｃ）は保護部材として外装部材を備えるとともに高圧電線がシールド電線である場合の構成図である。 ワイヤハーネスの製造に係る図であり、（ａ）は第一工程を示す概略図、（ｂ）は第二工程を示す概略図、（ｃ）第三工程を示す概略図である。

ワイヤハーネスは、複数本の高圧電線を含むハーネス本体を備え、ハーネス本体の中間は複数本の高圧電線の振れを許容する範囲を有する。この範囲では、複数本の高圧電線を個別に振れ可能とするように配線をする。

以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本発明のワイヤハーネスを示す図である。また、図２は高圧電線の状態に係る図、図３はハーネス本体の構成に係る図、図４はワイヤハーネスの製造に係る図である。

本実施例のワイヤハーネスは、特に限定するものでないが、ハイブリッド自動車又は電気自動車に配索されるものを対象にしている。具体的には、高圧用のものであって、モーターとインバータとを繋ぐように配索されるワイヤハーネスや、インバータとバッテリーとを繋ぐように配索されるワイヤハーネス、或いは機器間（例えば電気接続箱などの機器を含む）を繋ぐように配索されるワイヤハーネスを対象にしている。以下では、モーターとインバータとを繋ぐワイヤハーネスを例を挙げて説明をする。

図１において、電気自動車やハイブリッド自動車におけるモーター１及びインバータ２は、ワイヤハーネス３（モーターケーブルともいう）により電気的に接続されている。ワイヤハーネス３は、複数本の高圧電線４を含むハーネス本体５と、ハーネス本体５の一端（端末部）に設けられるモーター側接続部６と、ハーネス本体５の他端（端末部）に設けられるインバータ側接続部７とを含んで構成されている。

ワイヤハーネス３は、ハーネス本体５における複数本の高圧電線４の所定範囲に、モーター１からの振動や車両からの衝撃等を積極的に伝え、これにより図中矢印方向に振れを生じさせることができるようになっている。そして、この振れにより振動等を吸収することができるようになっている。ワイヤハーネス３は、上記のような振動吸収構造を有するように構成されている。以下、ワイヤハーネス３の各構成について説明をする。

図１及び図２において、上記ハーネス本体５は、複数本の高圧電線４と、これらを一括して覆う保護部材８とを含んで構成されている。複数本の高圧電線４には、モーター１からの振動や衝撃を積極的に伝えて振れが生じるようにする振れ許容範囲Ｒ１を有している。振れ許容範囲Ｒ１は、ハーネス本体５の中間における複数本の高圧電線４の振れを許容する範囲として設定されている。振れ許容範囲Ｒ１は、本実施例においてハーネス本体５の中間５ａの全部が該当するようになっている。すなわち、本実施例においては、ハーネス本体５の両方の端末部５ｂを除く範囲が振れ許容範囲Ｒ１として設定されている。尚、ハーネス本体５の中間５ａに固定点（例えば特許文献１のハーネス固定具など）を設けるような場合には、この固定点の振動発生源側に振れ許容範囲Ｒ１が設定されるものとする。

本実施例において、振れ許容範囲Ｒ１の両側は、端末部５ｂの形成範囲に対応する端末部形成範囲Ｒ２として設定されている。また、振れ許容範囲Ｒ１においては、電線・個別振れ範囲Ｒ３と電線・束状振れ範囲Ｒ４とで構成されるように設定されている（この構成に限らず、電線・個別振れ範囲Ｒ３のみであってもよいものとする）。電線・個別振れ範囲Ｒ３と電線・束状振れ範囲Ｒ４は連続しており、電線・個別振れ範囲Ｒ３が振動発生源側に配置されている。これら電線・個別振れ範囲Ｒ３及び電線・束状振れ範囲Ｒ４の詳細に関しては後述する。

高圧電線４は、高圧用の電線（高圧ケーブル）であって、本実施例では３本用いられている。３本の高圧電線４は、全て同じものが用いられている。高圧電線４は、導体部と、この導体部を被覆する被覆部とを含んで構成されている。導体部は、特に限定するものでないが、銅やアルミニウムからなる撚り線導体にて形成されている。或いは、同じく銅やアルミニウムからなる平角導体や丸導体にて形成されている。尚、図中においては、平角導体を含む高圧電線４として示されている（一例であるものとする）。本実施例における高圧電線４は、非シールド電線の構成になっている（シールド電線の構成にする場合については後述する）。

高圧電線４は、モーター１及びインバータ２の距離に相当する長さと、図１矢印方向の振れに必要な長さとを合計した長さにて形成されている。言い換えれば、本実施例の場合、振れ許容範囲Ｒ１と端末部形成範囲Ｒ２とに対応する長さを少なくとも確保して形成されている。

振れ許容範囲Ｒ１における電線・個別振れ範囲Ｒ３において、複数本の高圧電線４は、各高圧電線４が個別に振れ可能となるような状態に配線されている。具体的な一例としては、隣り合う高圧電線４同士が所定の間隔をあけて個別に振れ可能となるような状態に配線されている。尚、個別に振れ可能であれば、上記所定の間隔をあけることは任意であるものとする。

振れ許容範囲Ｒ１における電線・束状振れ範囲Ｒ４において、高圧電線４同士は、これらが接し合いの状態になるように配線されている。もう少し具体的に説明すると、電線・個別振れ範囲Ｒ３と電線・束状振れ範囲Ｒ４との境界あたりでは、個別に振れ可能な状態である複数本の高圧電線４の間隔が次第に狭まり、これにより接し合いの状態になるようになっている。接し合いの状態は、高圧電線４同士を図２（ａ）に示す如く上下に重ねたり、図２（ｂ）に示す如く横に並べたりすることにより形成されている。高圧電線４同士を接し合いの状態にすると、細くなり、配索スペース面での配慮をすることができるという利点を有している。高圧電線４同士を接し合いの状態にすると、束状になるようになっている。

引用符号Ｔで示す電線・個別振れ範囲Ｒ３と電線・束状振れ範囲Ｒ４との境界部分は、図中の場合、高さ方向が狭くなるようになっている（低背化されている）。また、引用符号Ｗで示す上下に重なる部分は、幅方向が狭くなるようになっている（狭小化されている）。

尚、接し合いの状態を維持するためには、図２（ｃ）に示す如くの整列維持部材９を用いてもよいものとする。整列維持部材９は、例えば樹脂製であって、略Ｕ字状に形成されている。整列維持部材９は、この内側に高圧電線４を挿入すると、接し合いの状態や整列状態を維持したまま保持をすることができるように形成されている。

図１、図２、及び図３（ａ）において、保護部材８は、上記の如く複数本の高圧電線４を一括して覆う部材であって、高圧電線４が本実施例では非シールド電線であることから、電線保護機能と電磁シールド機能とを発揮することができるように構成されている。

保護部材８の構成に関して図３（ａ）を参照しながら具体的に説明をすると、保護部材８は、シールド部材としての機能を有する編組１０と、この編組１０の外側に設けられる外装部材１１と、外装部材１１のバラケを防止するテープ巻き１２とを含んで構成されている。このような構成の保護部材８は、図１（ｂ）〜（ｅ）、及び図２（ａ）に示す如く設けられている。具体的には、振れ許容範囲Ｒ１における電線・個別振れ範囲Ｒ３において、個別に振れ可能な状態を保ちつつ複数本の高圧電線４を覆うように、言い換えれば複数本の高圧電線４を「ブカブカ」に覆うように設けられている。また、電線・束状振れ範囲Ｒ４においては、束状になった複数本の高圧電線４に対し「きっちりと付く」ように設けられている。尚、「きっちりと付く」ように設けるには、テープ巻き１２をきつく巻くことや密に巻くことが有効である。

電線個別振れ範囲Ｒ３に対応する保護部材８の内部空間１３（図１（ｃ）参照）においては、矢印に示す如く高圧電線４が個別に振れる（自由に振れる）ことができるような状態になっている。

編組１０は、導電性を有する極細の素線を筒状に編んで形成されている。編組１０の内側には、複数本の高圧電線４が一括して挿通されるようになっている。編組１０は、電線・個別振れ範囲Ｒ３に対応する部分が径方向に引き伸ばされ、電線・束状振れ範囲Ｒ４に対応する部分は高圧電線４に対し密着する（外装部材１１を設けた時に密着するような状態になればよい）ような使用形態、或いは上記引き伸ばしをする必要のないサイズのものが用いられ、電線・束状振れ範囲Ｒ４に対応する部分は窄められて高圧電線４に対し密着するような使用形態になっている。尚、編組１０は上記に限らず、シート状のものを巻いて筒状に形成してもよいものとする。

外装部材１１は、外部に対して保護機能を発揮させる部材として設けられている。外装部材１１は、本実施例において耐摩耗性があり柔軟性を有するシート状のものが用いられている。外装部材１１は、編組１０の外側に巻き付けられるようになっている。外装部材１１としては、例えばツイストチューブが一例として挙げられるものとし、所定の位置でテープ巻き１２が施されるようになっている。外装部材１１は、この全長が編組１０よりも若干短く、このため編組１０が露出するようになっている。編組１０が露出する境界部分は、例えばアセテートクロスからなるテープが巻き付けられてアセテートチューブ（図示省略）が形成されている。

保護部材８に関し、編組１０の替わりに金属箔１４（図３（ｂ）参照）を用い、この金属箔１４の外側に外装部材１１を巻き付けるようにしてもよいものとする。また、高圧電線４が非シールド電線でなくシールド電線４′の場合には、編組１０や金属箔１４を設けずに外装部材１１を直接高圧電線４に巻き付けるようにしてもよいものとする（図３（ｃ）参照）。

保護部材８は、モーター側接続部６及びインバータ側接続部７（図１（ａ）参照）に跨るような長さに形成されている。

モーター側接続部６は、高圧電線４の各端末に設けられる端子金具（図示省略）と、この端子金具を各々収容固定するための絶縁性のハウジング（図示省略）と、モーター１側でアースされるアース部（図示省略）と、編組１０の一端をアース部に接続固定するための金属シェル（図示省略）とを備えて構成されている。モーター側接続部６は、公知の構造が採用されている（公知の構造であることから、ここでの詳細な説明は省略するものとする）。

インバータ側接続部７は、上記モーター側接続部６と同じに構成されている。すなわち、インバータ側接続部７は、高圧電線４の各端末に設けられる端子金具（図示省略）と、この端子金具を各々収容固定するための絶縁性のハウジング（図示省略）と、インバータ２側でアースされるアース部（図示省略）と、編組１０の他端をアース部に接続固定するための金属シェル（図示省略）とを備えて構成されている。インバータ側接続部７は、公知の構造が採用されている（公知の構造であることから、ここでの詳細な説明は省略するものとする）。

モーター側接続部６及びインバータ側接続部７は、ワイヤハーネス３における接続部として設けられており、ワイヤハーネス３の使用形態（配索）に応じて構成等が変わるものとする。

次に、上記構成及び構造に基づき、ワイヤハーネス３の製造について説明をする。

図４において、ワイヤハーネス３は、複数本の高圧電線４に振れ許容範囲Ｒ１を設定するとともに、この振れ許容範囲Ｒ１に電線・個別振れ範囲Ｒ３と電線・束状振れ範囲Ｒ４とを設定してなるものであり、図４（ａ）に示す如く電線・個別振れ範囲Ｒ３を設定する範囲では、個別に振れ可能な状態を形成するためとして、例えば高圧電線４同士の間にダミーの電線１５を介在させる作業を先ず行う（ダミーの電線１５に限らず、単なる棒であってもよいものとする。本実施例においては、高圧電線４同士の間をあけるようにしてダミーの電線１５を設けているが、個別に振れ可能な状態を形成できればよいことから、単なる棒を１本抱き合わせるようにすることでも有効であるものとする）。一方、電線・束状振れ範囲Ｒ４を設定する範囲では、高圧電線４同士を接し合いの状態にする作業を行う。

次に、ダミーの電線１５を介在させた状態の複数本の高圧電線４に編組１０（図３（ａ）参照）を挿通する作業を行う（編組１０に対し挿通するようにしてもよいものとする）。

続いて、編組１０の外側にシート状の外装部材１１を巻き付けるとともに、所望の位置にテープ巻き１２を施す作業を行う。外装部材１１の巻き付けは、電線・個別振れ範囲Ｒ３において、個別に振れ可能な状態を保つように、言い換えれば「ブカブカ」の状態を保つように行われる。また、電線・束状振れ範囲Ｒ４においては、「きっちりと付く」ように行われる。

続いて、図４（ｂ）及び（ｃ）に示す如くダミーの電線１５を引き抜く作業を行う。ダミーの電線１５を完全に引き抜くと、複数本の高圧電線４は個別に振れ可能な状態になる。

続いて、特に図示しないが、各高圧電線４の端末にモーター側接続部６やインバータ側接続部７を設ける作業を行う。また、編組１０の端部をアース部に接続固定する作業や、上記アセテートチューブ（図示省略）を形成する作業を行う。以上によりワイヤハーネス３の製造が完了する。

続いて、上記構成及び構造に基づき、ワイヤハーネス３の作用について説明をする。

図１（ａ）において、モーター１とインバータ２とをワイヤハーネス３により電気的に接続し、この接続状態でモーター１を駆動させたり車両を走行させたりすると、ワイヤハーネス３にはモーター１又は外部からの振動や衝撃が伝わり、これによって振れ許容範囲Ｒ１に対応する部分（特に電線・個別振れ範囲Ｒ３）に矢印方向の振れが生じる。この振れは上記振動等の吸収に寄与する。従って、上記の振れが生じても、インバータ側接続部７に影響を与えるような振れの力が加わることはない。

以上、図１ないし図４を参照しながら説明してきたように、本発明のワイヤハーネス３によれば、ハーネス本体５における複数本の高圧電線４に設定した振れ許容範囲Ｒ１（電線・個別振れ範囲Ｒ３と電線・束状振れ範囲Ｒ４）に対し、モーター１等からの振動や衝撃を積極的に伝えることから、振動等の吸収を図ることができる。本発明のワイヤハーネス３のように、振動等の吸収をすることができれば、異音や破損等の発生も防止することができる。また、本発明のワイヤハーネス３によれば、電線・個別振れ範囲Ｒ３における複数本の高圧電線４を個別に振れ可能な状態に配線することから、高圧電線４を有効に振らせることができる。

この他、本発明のワイヤハーネス３によれば、特に電線・束状振れ範囲Ｒ４において低背化を図ることが可能であることから、配索スペースの面において配慮することができる。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

１…モーター
２…インバータ
３…ワイヤハーネス
４…高圧電線
４′…シールド電線
５…ハーネス本体
５ａ…中間
５ｂ…端末部
６…モーター側接続部
７…インバータ側接続部
８…保護部材
９…整列維持部材
１０…編組（シールド部材）
１１…外装部材
１２…テープ巻き
１３…内部空間
１４…金属箔
１５…ダミーの電線
Ｒ１…振れ許容範囲（振れを許容する範囲）
Ｒ２…端末部形成範囲
Ｒ３…電線・個別振れ範囲
Ｒ４…電線・束状振れ範囲

Claims (4)

1. 複数本の高圧電線からなるハーネス本体を備え、車両走行時に生じる振動の発生源となる機器に一端が接続される車両用のワイヤハーネスにおいて、
   前記ハーネス本体は、前記機器に接続される端末部と，該端末部に連続する中間部と，からなり、
   前記中間部には、
   前記振動の発生源となる機器を駆動させたときに生じる振動又は外部からの物理的衝撃を前記複数本の高圧電線に伝達して該複数本の高圧電線の振れを許容する範囲を設け、
   前記振れを許容する範囲には、
   前記振動の発生源となる機器側に配置され、隣り合う前記高圧電線同士が互いに接触しないように所定の間隔をあけて配索してなる電線・個別振れ範囲を設け、
   前記複数本の高圧電線は、
   前記電線・個別振れ範囲においては、前記振動又は前記物理的衝撃が伝達されたときに、それぞれの高圧電線が互いに自由な方向に振れ可能となるように配索した
   ことを特徴とするワイヤハーネス。
2. 請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、
   前記複数本の高圧電線として複数本のシールド電線を用いる
   ことを特徴とするワイヤハーネス。
3. 請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、
   前記複数本の高圧電線として複数本の非シールド電線を用いる一方、前記ハーネス本体として前記複数本の非シールド電線を一括して覆うシールド部材を含む
   ことを特徴とするワイヤハーネス。
4. 請求項１ないし請求項３いずれか記載のワイヤハーネスにおいて、
   前記ハーネス本体は前記個別に振れ可能な状態を保ちつつ前記複数本の高圧電線を覆う保護部材を含む
   ことを特徴とするワイヤハーネス。

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