JP5948658B2 - ワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、車体フレームの外側となる車体床下を通って配索されるワイヤハーネスに関し、詳しくは、複数の高圧電線とこれらを保護する保護部材とを備えるワイヤハーネスに関する。

下記特許文献１に開示されたワイヤハーネスは、三本の高圧電線と、この三本の高圧電線を一本ずつ収容して保護するための三本の金属保護パイプとを備えて構成されている。高圧電線は、車両の前側に搭載されるモータと、車両の中間又は後側に搭載されるインバータとを接続するものとして備えられている。

ワイヤハーネスは、車体フレームの外側となる車体床下を通って配索されるようになっている。このため、金属保護パイプは、石跳ねや水跳ねから高圧電線を保護することができるように形成されている。金属保護パイプは、石跳ねや水跳ねから高圧電線を保護し且つ高圧電線の撓みを防止する剛性を有している。また、金属保護パイプは、金属製であることから電磁シールド機能も有している。

ワイヤハーネスは、真っ直ぐな状態の金属保護パイプに高圧電線を挿通し、この挿通を三本分行った後に、車体床下におけるワイヤハーネスの配索経路に沿った曲げを金属保護パイプに施すことにより製造されている。ワイヤハーネスは、ハーネスメーカーの工場で上記の如く製造された後に、自動車メーカーの組み立て工場へと搬送されて車両の所定位置に組み付けられ、これにより配索が完了するようになっている。

尚、ワイヤハーネスの搬送の際には、ワイヤハーネス同士が搬送中において接触して変形等してしまわないようにするために、ワイヤハーネス毎に十分なスペースを確保する必要がある。また、金属保護パイプを三次元的に曲げ加工していることから、立体的なスペースを確保する必要がある。これらスペース確保を問題点と捉えると、この問題点解消には、下記特許文献２に開示されたワイヤハーネスが好適であることが知られている。

下記特許文献２に開示されたワイヤハーネスは、三本の高圧電線と、この三本の高圧電線を一括して収容し保護するための金属保護パイプとを備えて構成されている。高圧電線は、インバータ、バッテリー、モーター等の機器を接続するものとして備えられている。金属保護パイプは、断面円形状の金属製のパイプ部材であって、この外周と内周には、一定ピッチで螺旋状の山及び溝が形成されている。言い換えれば、金属保護パイプは、この軸方向に沿って径が交互に増減する形態の波形に加工されている。波形の加工は、金属保護パイプのほぼ全長にわたって施されている（金属保護パイプの両端に取り付け部材が設けられており、これ以外は波形の加工が施されている）。金属保護パイプは、金属製にすることによって電磁シールド機能を持たせている。

金属保護パイプは、下記特許文献２によれば、曲げ変形時において曲げの内側の波形ピッチが狭まるとともに外側の波形ピッチが広がるようになっており、変形に伴ってこの肉厚が極端に変化し、ひいては破損してしまわないように形成されている。金属保護パイプは、同径の筒状を保ちつつ手作業で自在に曲げ変形することができるようになっており、しかも、所定の剛性を備えて曲げ変形後の形状が保てるようになっている。

このような金属保護パイプの中に一括して収容される三本の高圧電線は、金属保護パイプ内で俵積み状（電線の中心を結んだ時にほぼ正三角形を描く状態）になるように収容されている。俵積み状となった高圧電線は、金属保護パイプの中心位置に配置されるとともに、パイプ内面から所定の距離だけ離れるように配置されている。

下記特許文献２に開示されたワイヤハーネスは、金属保護パイプを手作業で自在に曲げ変形することが可能であることから、ハーネスメーカーの工場から自動車メーカーの組み立て工場への搬送時において、金属保護パイプをほぼ真っ直ぐの状態にすることや二次元方向に折り畳んだ状態にすることができるようになっている。すなわち、下記特許文献１に開示されたワイヤハーネスよりもスペース確保を容易にすることができるようになっている。

下記特許文献２に開示されたワイヤハーネスは、自動車メーカーの組み立て工場へと搬送された後に、車両に対する配索経路に沿って屈曲又は伸長させて組み付けられるようになっている。
特開２００４−２２４１５６号公報 特開２００７−６６８２５号公報

ところで、特許文献２に開示されたワイヤハーネスにあっては、これを構成する高圧電線の数が三本であることから、ワイヤハーネスを車体床下に配索しても不具合が生じるような高さまで高くなることはないが、電線の数を増加させたいという要望があった場合には、直径の大きな金属保護パイプに変更しなければならないことから、車体床下に高さの高いワイヤハーネスが配索されるようになってしまう。つまり、地面までの距離が近いワイヤハーネスになってしまうことから、この場合、十分な保護をすることができるかどうかは疑問である。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、比較的多くの電線を車体床下に通す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、複数の電線を含み、車両内部及び車体フレームの外側となる車体床下を通って配索されるワイヤハーネスにおいて、前記ワイヤハーネスは、車両内部に配索される部分と、前記車体床下に配索される部分と、を備え、前記車両内部に配索される部分では、高圧電線と低圧電線とからなる前記複数の電線が一括して車両内部用保護部材に収容されており、前記車体床下に配索される部分では、前記車両内部用保護部材に収容された前記複数の電線は、前記高圧電線と前記低圧電線とに分けられ、それぞれ異なる１又は２以上の車体床下保護部材に収容されており、前記１又は２以上の車体床下保護部材のそれぞれは、前記高圧電線又は前記低圧電線を横一列に並べた状態に合わせた内部空間を有し、前記車体床下から地面方向に突出し車両前後方向に伸びるように形成され前記車体フレームに設けられるリーンホースよりも低背となるように構成されており、前記高圧電線を収容する前記１又は２以上の車体床下保護部材及び前記低圧電線を収容する前記１又は２以上の車体床下保護部材の全てが、前記車体床下に沿ってそれぞれ横一列に並べられ、前記リーンホースの横に配置されたことを特徴としている。

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１又は２以上の車体床下保護部材は、合成樹脂製のコルゲートチューブによって構成されていることを特徴としている。

請求項３記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１又は請求項２に記載のワイヤハーネスにおいて、前記高圧電線は、複数本からなり、前記複数本の高圧電線を収容する前記１又は２以上の車体床下保護部材は、平型コルゲートチューブによって構成されており、前記平型コルゲートチューブの断面長手方向の面は、前記車体床下に対向するように配置されていることを特徴としている。

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、前記低圧電線は、複数本からなり、前記複数本の低圧電線を収容する前記１又は２以上の車体床下保護部材は、平型コルゲートチューブによって構成されており、前記平型コルゲートチューブの断面長手方向の面は、前記車体床下に対向するように配置されていることを特徴としている。

以上のような特徴を有する本発明において、平型コルゲートチューブの一例としては、長円形状や楕円形状となる断面非円形状の絶縁性を有するものであって、このチューブ軸方向に沿って周方向の独立した山部と谷部とが交互に連続する蛇腹状の形状に形成されるものが挙げられる。また、平型コルゲートチューブは、チューブ軸に沿ってスリットのないシームレス形状に形成されるものが挙げられる。さらに、平型コルゲートチューブは、各回路を構成する電線を横一列に並べた状態に合わせて内部空間を有するような形状に形成されるものが挙げられる。本発明は、平型コルゲートチューブと同じような高さ、若しくは小さな高さとなる断面円形状のコルゲートチューブを平型コルゲートチューブと共に併用しても良いものとする。

請求項１に記載された本発明によれば、電線の数が比較的多くても低背となるワイヤハーネスを車体床下に配索することができるという効果を奏する。従って、電線を何ら問題なく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は、曲げ易いのは勿論のこと、取り扱いもし易く、さらには製造性も良いという効果を奏する。

請求項２に記載された本発明によれば、更に曲げ易いワイヤハーネスにすることができるという効果を奏する。

請求項３に記載された本発明によれば、電線の数が比較的多くても低背となるワイヤハーネスを車体床下に配索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、電線の数が比較的多くても低背となるワイヤハーネスを車体床下に配索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の一実施の形態を示す模式的な構成図である。 地面から車体床下を見た時の要部拡大図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 ワイヤハーネスの変形例を示す図（地面から車体床下を見た時の要部拡大図）である。

以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のワイヤハーネスの一実施の形態を示す模式的な構成図である。また、図２は地面から車体床下を見た時の要部拡大図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。

本形態のワイヤハーネスは、プラグインハイブリッド自動車や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。以下では、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ：Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）での例を挙げて説明するものとする（電気自動車の場合でも本発明により製造されるワイヤハーネスの構成、構造、及び効果は基本的に同じである）。

図１において、引用符号１はプラグインハイブリッド自動車を示している。プラグインハイブリッド自動車１は、エンジン２及びモータ３の二つの動力をミックスして駆動する車両であって、モータ３にはインバータ４を介してバッテリー５からの電力が供給されるようになっている。エンジン２、モータ３、及びインバータ４は、本形態において、前輪等がある車両内部前側６に搭載されている。また、バッテリー５は、後輪等がある車両内部後側７に搭載されている。

引用符号８は車体フレームを示している。図中において、車体フレーム８の上側は、車体床上９を示している。また、車体フレーム８の下側は、車体床下１０を示している。車体床下１０には、車両強度を高めるための断面略凸形状のリーンホース１１が設けられている。リーンホース１１は、車両前後にのびるように形成されている。車両内部前側６における引用符号１２は、例えば公知のリレーボックス等の電気接続箱を示している。また、車両内部後側７における引用符号１３は、公知の低圧バッテリーを示している（低圧バッテリー１３の配置は一例であるものとする）。

本形態において、モータ３は、モータ及びジェネレータを構成に含んでいるものとする。また、インバータ４は、インバータ及びコンバータを構成に含んでいるものとする。インバータ４は、インバータアッセンブリであって、上記インバータには、例えばエアコン・インバータやジェネレータ用インバータ、モータ用インバータが含まれるものとする。バッテリー５は、Ｌｉ−ｉｏｎ系のものであって、例えば家庭用電源などの外部コンセントから充電をすることができるような構成になっている。バッテリー５は、図示しない各種機能部品を組み合わせてモジュール化したものとなっている。

インバータ４及びバッテリー５間は、本発明のワイヤハーネス２１によって接続されている。

本発明に係るワイヤハーネス２１は、インバータ４及びバッテリー５間などを電気的に接続する複数の高圧電線２２と、この複数の高圧電線２２を保護する保護部材２３と、車両固定用の固定部材２４、２５とを備えて構成されている。また、ワイヤハーネス２１は、特に限定するものでないが、本形態において、公知の複数の低圧電線２６も備えて構成されている（本形態では低圧バッテリー１３を車両内部後側７に配置するため、低圧電線２６を備えている。本形態ではモジュール化を図っている）。ワイヤハーネス２１は、車両内部前側６から車体床下１０を通って車両内部後側７までのびるように形成されている。ワイヤハーネス２１は、車体フレーム８を貫通するようなものになっている。以下、ワイヤハーネス２１の上記各構成について説明する。

上記高圧電線２２は、公知の電力ケーブルであって、所定の直径となる断面円形状のものがここでは用いられている。高圧電線２２は、この中心に位置する導体が銅や銅合金やアルミニウムによって製造されている。高圧電線２２は、本形態において六本（三本×２）備えられている。高圧電線２２の端末には、機器接続用の端子金具を有するコネクタ（図示省略）が設けられている。尚、高圧電線２２は、編組等を含んでシールド機能を有する構成にしてもよいものとする（シールド機能に関し、複数の高圧電線２２を一括して覆うような編組を設けてもよいものとする）。上記六本となる高圧電線２２は、本形態において、二つの回路２２ａ、２２ｂ（図２参照）に分けられている。

上記低圧電線２６は、高圧電線２２と共に保護部材２３によって保護されるようになっている。低圧電線２６は、この一端が上記電気接続箱１２に接続されるとともに他端が低圧バッテリー１３に接続されている。低圧電線２６は、本形態において、二本備えられている。

複数の高圧電線２２及び低圧電線２６を保護するための保護部材２３は、複数種の別体部品で構成されている。具体的に説明すると、保護部材２３は、車両内部用保護部材２７、２８と、二つの車体床下用保護部材２９と、一つの車体床下用保護部材３０とを含んで構成されている。尚、保護部材２３の機能、すなわち複数の高圧電線２２及び低圧電線２６を保護するための機能は、本形態において上記固定部材２４も有している。

上記車両内部用保護部材２７、２８は、車体床上９側となる車両内部に位置する保護部材であって、絶縁性を有する合成樹脂製であるとともに断面円形状となる公知の丸型コルゲートチューブがここでは用いられている（プロテクタを用いてもよいものとする。また、丸型コルゲートチューブとプロテクタとの組み合わせ等であってもよいものとする。車両内部用保護部材２７、２８は、車両内部において高圧電線２２等を保護することができれば形態は特に限定されないものとする）。車両内部用保護部材２７は、車両内部前側６に配置されている。また、車両内部用保護部材２８は、車両内部後側７に配置されている。

図１ないし図３において、上記車体床下用保護部材２９、３０は、共に断面非円形状（ここでは長円形状）の絶縁性を有する合成樹脂製の平型チューブであって、チューブ軸方向に沿って、独立した部材周方向の山部３１と谷部３２とが交互に連続する蛇腹状の形状に形成されている（尚、車体床下用保護部材３０の方を断面円形状となる公知の丸型コルゲートチューブに変更しても良いものとする。但し平型コルゲートチューブである車体床下用保護部材２９と同じ高さ、若しくは小さな高さとなる形状のものを用いることが好ましい）。

二つの車体床下用保護部材２９には、複数の高圧電線２２からなる回路２２ａ、２２ｂがそれぞれ収容されている。また、車体床下用保護部材３０には、低圧電線２６からなる回路２６ａが収容されている。二つの車体床下用保護部材２９と、車体床下用保護部材３０は、隣り合う同士が必要最小限の間隔で並ぶように配置されている（これに限らないものとする。他の例は図４を参照しながら後述する）。尚、本形態においては、車体床下用保護部材３０がリーンホース１１の隣になるように配置されているが、この配置に限らないものとする。

図２及び図３を参照しながら、もう少し詳しく車体床下用保護部材２９、３０の形状について説明する。車体床下用保護部材２９、３０は、一対の対向する平面と、この平面を繋ぐ一対の曲面とを有するように形成されている（断面形状が長円形状となる。尚、この長円形となる断面形状は一例であるものとする）。具体的には、床下載置面３３と地面対向面３４とを有するとともに一対の曲面３５を有する、断面形状が長円形となる形状に形成されている。山部３１には、床下載置面３３、地面対向面３４、及び曲面３５となり得る頂面３６が形成されている。

車体床下用保護部材２９、３０は、リーンホース１１の高さＨ１（車体床下１０からリーンホース１１の突出先端面までの高さＨ１）よりも高さ（Ｈ２）が低くなるように形成されている。すなわち、車体床下用保護部材２９、３０は、リーンホース１１よりも低背となるように形成されている。

車体床下用保護部材２９、３０は、高圧電線２２、低圧電線２６を横一列に並べた状態に合わせて内部空間３７が形成されている。また、車体床下用保護部材２９、３０は、チューブ軸方向に沿ってスリットのないシームレス形状に形成されている。高圧電線２２、低圧電線２６は、車体床下用保護部材２９、３０の一方の開口から他方の開口に向けて差し込まれ、これによって収容がなされるようになっている。

図１及び図２において、上記固定部材２４、２５は、ワイヤハーネス２１を車両に固定するための複数種の固定部材のうちの一種であって、ここでは例えば車体フレーム８に対しネジ止めする部分を有する合成樹脂製のプロテクタが一例として図示されている。固定部材２４、２５は、保護部材２３に対し別体となる部品であって、ここでは車体床下用保護部材２９、３０を車体床下１０に沿った状態に保持することができるように形成されている。尚、固定部材２４、２５の位置及び数は一例であるものとする。固定部材２４は、車両内部用保護部材２７、２８と、車体床下用保護部材２９、３０とを繋ぐような部材として形成されている（一例であるものとする）。これに対して、固定部材２５は、車体床下用保護部材２９、３０の中間に設ける部材として形成されている。

上記構成及び構造において、車両内部用保護部材２７、２８及び車体床下用保護部材２９、３０を含む保護部材２３の所定位置に固定部材２４、２５を設けるとともに、保護部材２３に複数の高圧電線２２及び低圧電線２６を回路毎に挿通し、さらに、車両内部用保護部材２７、２８から露出した高圧電線２２及び低圧電線２６の各端末を処理（コネクタや端子金具を設ける）すると、本発明のワイヤハーネス２１の製造が完了する。製造後のワイヤハーネス２１は、保護部材２３が柔軟性等を有することから、例えば丸めた状態にしてカーメーカーへ搬送される。そして、カーメーカーにおいて車両の所定位置に組み付けられることにより配索が完了する。

以上、本発明によれば、電線の数が比較的多く（従来例の三本に対して本形態では電線が八本）ても低背となるワイヤハーネス２１を車体床下１０に配索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２１は、上記構成及び構造から分かるように、曲げ易いのは勿論のこと、取り扱いもし易く、さらには製造性も良いという効果を奏する。

尚、ワイヤハーネス２１は、図４に示す如く、隣り合う車体床下用保護部材２９（平型コルゲートチューブ）の間に所定の間隔Ｓを設けて曲げ易くすることも有効であるものとする（一例であるものとする）。

例えば、前側の固定部材２４、２５間を図２に示す如くの車体床下用保護部材２９、３０の配置とし、後側の固定部材２４、２５間を図４に示す如くの車体床下用保護部材２９、３０の配置（所定の間隔Ｓ有り）としても良いものとする。

車体床下用保護部材２９に収容される上記回路２２ａ、２２ｂは、電線種別によって回路分けされている。本形態においては、例えば導体が銅とアルミニウムで分けられている（一例であるものとする。この他、プラスとマイナスで分けたり、接続対象毎に分けたりしても良いものとする）。

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 プラグインハイブリッド自動車
２ エンジン
３ モータ
４ インバータ
５ バッテリー
６ 車両内部前側
７ 車両内部後側
８ 車体フレーム
９ 車体床上
１０ 車体床下
１１ リーンホース
１２ 電気接続箱
１３ 低圧バッテリー
２１ ワイヤハーネス
２２ 高圧電線（電線）
２２ａ、２２ｂ 回路
２３ 保護部材
２４、２５ 固定部材
２６ 低圧電線（電線）
２６ａ 回路
２７、２８ 車両内部用保護部材
２９、３０ 車体床下用保護部材（平型コルゲートチューブ）
３１ 山部
３２ 谷部
３３ 床下載置面
３４ 地面対向面
３５ 曲面
３６ 頂面
３７ 内部空間

Claims (4)

1. 複数の電線を含み、車両内部及び車体フレームの外側となる車体床下を通って配索されるワイヤハーネスにおいて、
   前記ワイヤハーネスは、車両内部に配索される部分と、前記車体床下に配索される部分と、を備え、
   前記車両内部に配索される部分では、高圧電線と低圧電線とからなる前記複数の電線が一括して車両内部用保護部材に収容されており、
   前記車体床下に配索される部分では、前記車両内部用保護部材に収容された前記複数の電線は、前記高圧電線と前記低圧電線とに分けられ、それぞれ異なる１又は２以上の車体床下保護部材に収容されており、
   前記１又は２以上の車体床下保護部材のそれぞれは、前記高圧電線又は前記低圧電線を横一列に並べた状態に合わせた内部空間を有し、前記車体床下から地面方向に突出し車両前後方向に伸びるように形成され前記車体フレームに設けられるリーンホースよりも低背となるように構成されており、
   前記高圧電線を収容する前記１又は２以上の車体床下保護部材及び前記低圧電線を収容する前記１又は２以上の車体床下保護部材の全てが、前記車体床下に沿ってそれぞれ横一列に並べられ、前記リーンホースの横に配置された
   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１又は２以上の車体床下保護部材は、合成樹脂製のコルゲートチューブによって構成されている
   ことを特徴とするワイヤハーネス。
3. 請求項１又は請求項２に記載のワイヤハーネスにおいて、
   前記高圧電線は、複数本からなり、
   前記複数本の高圧電線を収容する前記１又は２以上の車体床下保護部材は、平型コルゲートチューブによって構成されており、
   前記平型コルゲートチューブの断面長手方向の面は、前記車体床下に対向するように配置されている
   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、
   前記低圧電線は、複数本からなり、
   前記複数本の低圧電線を収容する前記１又は２以上の車体床下保護部材は、平型コルゲートチューブによって構成されており、
   前記平型コルゲートチューブの断面長手方向の面は、前記車体床下に対向するように配置されている
   ことを特徴とするワイヤハーネス。

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