JP5696458B2 - ワイヤハーネスの配索構造 - Google Patents

Description

本発明は複数のフラット電線を並設したワイヤハーネスの配索構造に関し、詳しくは、複数のフラット電線を並設するワイヤハーネスを屈折することなく三次元方向に屈曲して配索が行えるようにするものである。

ハイブリッド自動車や電気自動車のインバータとモータなどの機器間を接続するワイヤハーネスとして、例えば、特開２００１−１３６６３２号公報（特許文献１）で、複数の丸電線２を集束し、その外周にシールド手段である筒状の金属編組体３ａやコルゲートチューブ等の外装材３ｂを取り付けたワイヤハーネス１が提供されている（図７参照）。
一方、図８に示すような、前記丸電線２の芯線と同様に多数本の金属素線を集束した芯線６ａを複数本並列して帯状の導体６を形成し、該導体６を樹脂７で被覆したフラットケーブル（以下、フラット電線と称す）５は、定格の電流値に対して導体断面積を小さく設定できるため、コストや重量を低減でき、良好な放熱効果が得られる。そこで、前記図７に示す丸電線２に代えて、前記フラット電線５を複数並列し、その外周に金属編組体８ａや扁平なコルゲートチューブ８ｂを取り付けたワイヤハーネス４を機器間に配索することは、前記コストおよび重量低減と放熱効果の点から有利であると共に、配索スペースの高さを低くしたい場合に有効である。

しかしながら、丸電線２は上下左右のいずれの方向にも屈曲させやすいが、前記フラット電線５は電線の屈曲に方向性があり、図９（Ａ）に示すように、フラット電線５の厚さ方向（短径方向）Ｂには屈曲させやすい一方、芯線を並列させたフラット電線５の幅方向（長径方向）Ａには屈曲させにくいという特性を有している。したがって、図９（Ｂ）に示すように、複数のフラット電線５を並列したワイヤハーネス４をフラット電線５の幅方向（Ａ方向）に屈曲させて配索する必要がある時、ワイヤハーネス４の全体を幅方向に立ち上げるような姿勢で屈曲させなければならず、並列する複数本分のフラット電線幅より大きな高さを有する配索スペースが必要となる。よって、配索スペースが限られた領域では、並列した複数のフラット電線からなるワイヤハーネスをフラット電線幅方向に屈曲配線できないおそれがある。

特開２００１−１３６６３２号公報

本発明は、幅方向に並列した複数のフラット電線からなるワイヤハーネスを、該幅方向への屈曲が省スペースで行えることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、複数の芯線を並列して長方形状とした導体または断面長方形の導体を樹脂で被覆したフラット電線を３本並列して車両に配線するワイヤハーネスの配索構造であって、
前記ワイヤハーネスでハイブリッド自動車または電気自動車のインバータとモータを接続するものとし、
前記並列する３本の前記フラット電線を長さ方向と直交する幅方向に屈曲させる領域では互いに連結固定せず、各フラット電線をそれぞれ４５〜９０度捩じって幅方向に積層状態で屈曲させ、該屈曲させた各フラット電線を挟持できる挟持片を間隔をあけて突設した樹脂製または金属製の積層クランプを取り付け、該積層クランプの隣接する挟持片で積層状態の該各フラット電線を保持し、かつ、
前記積層クランプを取り付けたワイヤハーネスの積層屈曲領域は、両側に連続するフラット電線の並列領域と共に金属編組体で被覆され、さらに樹脂製のプロテクタで外装されているワイヤハーネスの配索構造を提供している。

本発明では、前記ワイヤハーネスの積層屈曲領域を挟む両側の並列領域には、複数のフラット電線を並列保持する並列クランプを取り付けておくことが好ましい。これにより、各フラット電線の幅方向（導体の断面において長径方向）に捩じりを容易に行うことができる。あるいは、各フラット電線を屈曲させて前記積層屈曲領域を形成する間は並列固定治具で両側を固定しておくことが好ましい。このように、両側を並列状態に連結固定しておき、幅方向に屈曲する領域では各フラット電線を連結せずにバラバラの状態とし、並列するフラット電線をそれぞれ独立して捩じることができるようにしている。よって、並列した複数のフラット電線を１本ずつ捩じって積層状態で屈曲させることにより、前記屈曲配線する領域におけるワイヤハーネスの高さを大幅に低減することができる。即ち、１本のフラット電線を幅方向に屈曲配線するときの高さと同程度とすることができるため、高さ方向に十分な配索スペースがなくても、並列した複数本のフラット電線からなるワイヤハーネスをフラット電線の幅方向に滑らかに屈曲配線することが可能となる。

また、前記のように各フラット電線を４５〜９０度捩じることで、前記ワイヤハーネスのフラット電線幅方向への屈曲が積層状態のフラット電線の電線厚さ方向への屈曲に変えられ、小さな曲率半径で滑らかに屈曲配線することができる。捩じり角を４５〜９０度としているのは、捩じり角度が４５度未満であると、前記ワイヤハーネスをフラット電線幅方向に屈曲させることが困難になる一方、９０度を越える捩じり角で捩じらなくても、捩じり方向を変えて９０度以下の捩じり角で捩じることで同一姿勢とすることが可能であるため、捩じり角の最大値を９０度に設定している。

前記のように、本発明では、フラット電線を１本ずつ捩じって積層状態で屈曲させる積層屈曲領域に、前記各フラット電線をそれぞれ挟持する挟持片を間隔をあけて突設した樹脂製または金属製の積層クランプを取り付け、該積層クランプの隣接する挟持片で積層状態の各フラット電線を保持している。

前記のように、積層クランプによって積層状態の各フラット電線を保持することによって各フラット電線の捩じり角度を固定しワイヤハーネスの電線幅方向への屈曲を安定化させると共に、前記積層クランプの各挟持片がスペーサの役割を果たし、放熱の妨げとなるフラット電線同士の接触を防止することもできる。

また、本発明では、前記のように、３本の前記フラット電線を並列したワイヤハーネスでハイブリッド自動車または電気自動車のインバータとモータを接続するものとし、前記積層クランプを取り付けたワイヤハーネスの積層屈曲領域は、両側に連続するフラット電線の並列領域と共に金属編組体で被覆され、さらに樹脂製のプロテクタで外装されている。

インバータとモータとを接続する３本の電源ケーブルは通電電流値が大きくなるため、放熱性の高いフラット電線を並列させたワイヤハーネスで接続する方が通電可能な電流値を増やすことができるため好ましい。前記のように、両側に連続する並列領域と共に、前記積層クランプを取り付けた積層屈曲領域に金属編組体を被せ、さらに樹脂製のプロテクタで外装することにより、外界からの電磁ノイズに対するシールド性を高め、前記屈曲積層領域のワイヤハーネスを外部干渉から適切に保護すると共に該領域の配線経路を確実に規制することができる。

例えば、幅が８〜１５ｍｍ、厚さが３〜５ｍｍの３本のフラット電線を並列した本発明のワイヤーネスでは、積層屈曲領域を外装する前記プロテクタの高さを２０〜３０ｍｍと低背化することができ、よって、配索スペースの小型化が可能となる。

前述したように、本発明によれば、複数のフラット電線を並列したワイヤハーネスをフラット電線の幅方向に屈曲配線する領域において、並列した複数のフラット電線を１本ずつ捩じって積層状態で屈曲させているため、前記屈曲配線する領域（積層屈曲領域）のワイヤハーネスの高さを大幅に低減することができる。即ち、前記構成によれば、１本のフラット電線を電線幅方向に屈曲配線するときの高さと同程度とすることができるため、高さ方向に十分な配索スペースがなくても、並列した複数本のフラット電線からなるワイヤハーネスをフラット電線の幅方向に屈曲配線することが可能となる。また、前記のように、各フラット電線を４５〜９０度捩じることで、前記ワイヤハーネスのフラット電線幅方向への屈曲が積層状態のフラット電線の電線厚さ方向への屈曲に変えられ、小さな曲率半径で滑らかに屈曲配線することができる。

（Ａ）は第１実施形態のワイヤハーネスの積層屈曲領域における配線状態を示す分解斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 図１の積層屈曲領域に積層クランプを取り付けた状態を示す斜視図である。 （Ａ）は図２の積層屈曲領域に両側の並列領域と共に金属編組チューブを被せ、さらにプロテクタを外装した状態を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図である。 参考実施形態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 第２実施形態を示す斜視図である。 第３実施形態を示す断面図である。 従来例を示す図である。 従来例を示す図である。 （Ａ）（Ｂ）は従来例の問題点を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に第１実施形態を示す。
第１実施形態では、図１（Ｂ）に示すように、７本の芯線１１ａを並列して長方形状とした導体１１を樹脂１２で被覆したフラット電線１０（幅１５ｍｍ、厚さ３．５ｍｍ）を３本並列してワイヤハーネス１３を形成し、ハイブリッド自動車（図示せず）のインバータとモータとの間を該ワイヤハーネス１３で接続している。

前記ワイヤハーネス１３をフラット電線１０の幅方向（Ａ方向）に屈曲させて配線する領域では、図１（Ａ）に示すようにフラット電線１０を１本ずつ９０度捩じって積層状態で屈曲させている。前記フラット電線１０を１本ずつ捩じって積層状態で屈曲させる積層屈曲領域１４の両側の並列領域１５には、３本のフラット電線１０を並列保持する並列クランプ１６を取り付け、積層屈曲領域１４には、図２に示すように各々捩じった３本のフラット電線１０を積層保持する積層クランプ１７を取り付けている。

積層クランプ１７は樹脂製とし、図１（Ａ）に示すように、基板部１７ａの長さ方向に沿って４個の挟持片１７ｂを基板部１７ａから所定間隔をあけて突設している。積層クランプ１７の基板部１７ａの長さ方向を積層屈曲領域１４の長さ方向に合わせるように差し込み、積層クランプ１７の隣接する挟持片１７ｂで挟まれた３つの空間に、積層状態の３枚のフラット電線１０をそれぞれ挿入、保持させることにより、積層クランプ１７を積層屈曲領域１４に取り付けている。なお、本実施形態では積層クランプ１７を樹脂製としているが、金属製としてもよい。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、両側に連続する並列領域１５と共に、前記積層クランプ１７を取り付けた積層屈曲領域１４に金属編組チューブ１９を被せ、さらに、前記金属編組チューブ（金属編組体）１９を被せた積層屈曲領域１４および両端の並列領域１５の一部に、これらの外形に合わせて形成した断面矩形状の絶縁樹脂製のプロテクタ１８を外装している。本実施形態では、積層屈曲領域１４を外装するプロテクタ１８の高さＨを２５ｍｍとすることができ、従来のように、フラット電線１０を並列し扁平コルゲートチューブで外装したワイヤハーネス１３全体を、幅方向に立ち上げるような姿勢で電線幅方向に屈曲させたときの高さ（５０ｍｍ）の半分の高さまで低減することができる。

前記のように、並列した３本のフラット電線１０からなるワイヤハーネス１３をフラット電線１０の幅方向（Ａ方向）に屈曲配線する領域において、並列した３本のフラット電線１０を１本ずつ捩じって積層状態で屈曲させているため、屈曲配線する領域（積層屈曲領域１４）のワイヤハーネス１３の高さを大幅に低減することができる。よって、高さ方向に十分な配索スペースがなくても、並列した３本のフラット電線１０からなるワイヤハーネス１３をフラット電線１０の幅方向に屈曲配線することができる。また、前記のように、各フラット電線１０を９０度捩じることで、ワイヤハーネス１３のフラット電線幅方向への屈曲が積層状態のフラット電線１０の電線厚さ方向への屈曲に変えられ、小さな曲率半径で滑らかに屈曲配線することができる。

なお、前記積層屈曲領域１４を挟む並列領域１５は並列クランプ１６で３本のフラット電線１０を並列固定しているが、積層屈曲領域１４を形成する時に並列領域１５を並列固定治具で固定しておき、前記積層屈曲領域１４を形成した後に積層クランプで積層状態を保持した後に、前記並列固定治具を取り外して、プロテクタ１８に収容して形状保持してもよい。

図４（Ａ）〜（Ｃ）に参考実施形態を示す。
第１実施形態では外装材としてプロテクタ１８を用いているが、該参考実施形態では、プロテクタにかえてゴム製のコルゲートチューブ（言わば蛇腹管）を用いている。即ち、ワイヤハーネスの並列領域１５−積層屈曲領域１４−並列領域１５に金属編組チューブ１９を被せた後、その外周に扁平コルゲートチューブ２５を被せている。該コルゲートチューブ２５は形状変形しない樹脂成形品ではなく、形状変形するゴム製の蛇腹管とし、ワイヤハーネス１３の並列領域１５と積層屈曲領域１４での外形変形に対応して外形変形できるものとしている。
なお、前記のように外形が変形可能であれば軟質樹脂製としてもよい。

図５に第２実施形態を示す。
第２実施形態では、積層屈曲領域１４において、フラット電線１０を１本ずつ５０度捩じって積層状態で屈曲させている点以外は第１実施形態と同様としている。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様、積層屈曲領域１４のワイヤハーネス１３の高さを大幅に低減することができると共に、捩じり角を９０度未満の５０度とすることによって、積層屈曲領域１４において、ワイヤハーネス１３を三次元的に屈曲配線することができる。即ち、フラット電線１０の幅方向（Ａ方向）の屈曲と、フラット電線１０の導体の短径方向となる厚さ方向［図１（Ｂ）および図５に示すＢ方向］の屈曲とを組み合わせた三次元的な屈曲が可能となる。

図６に第３実施形態を示す。
第３実施形態では、各フラット電線１０の導体２０は断面長方形とした１つの導体２１で形成している。該１つの導体２１は多数本の金属素線を集束して形成したもの、帯状の金属箔を集積して形成したもの、厚肉金属板で形成した導体のいずれでもよい。

１０ フラット電線
１１、２０、２１ 導体
１１ａ 芯線
１２ 樹脂
１３ ワイヤハーネス
１４ 積層屈曲領域
１５ 並列領域
１６ 並列クランプ
１７ 積層クランプ
１７ａ 基板部
１７ｂ 挟持片
１８ プロテクタ
１９ 金属編組チューブ

Claims (2)

1. 複数の芯線を並列して長方形状とした導体または断面長方形の導体を樹脂で被覆したフラット電線を３本並列して車両に配線するワイヤハーネスの配索構造であって、
   前記ワイヤハーネスでハイブリッド自動車または電気自動車のインバータとモータを接続するものとし、
   前記並列する３本の前記フラット電線を長さ方向と直交する幅方向に屈曲させる領域では互いに連結固定せず、各フラット電線をそれぞれ４５〜９０度捩じって幅方向に積層状態で屈曲させ、該屈曲させた各フラット電線を挟持できる挟持片を間隔をあけて突設した樹脂製または金属製の積層クランプを取り付け、該積層クランプの隣接する挟持片で積層状態の該各フラット電線を保持し、かつ、
   前記積層クランプを取り付けたワイヤハーネスの積層屈曲領域は、両側に連続するフラット電線の並列領域と共に金属編組体で被覆され、さらに樹脂製のプロテクタで外装されているワイヤハーネスの配索構造。
2. 幅が８〜１５ｍｍ、厚さが３〜５ｍｍの前記３本のフラット電線を並列したワイヤーネスにおいて、前記積層屈曲領域を外装する前記プロテクタの高さを２０〜３０ｍｍとしている請求項１に記載のワイヤハーネスの配索構造。

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