JP6217879B2 - 外装ワイヤーハーネス - Google Patents

Description

本発明は、外装ワイヤーハーネスに関する。

従来、ワイヤーハーネスが配設された電気機器として、特許文献１に記載のものが知られている。この電気機器は、複数の電池を有する電池集合体を備えた電源装置である。電池集合体は電気接続箱に接続されている。電気接続箱には、複数の電子部品が配設されている。詳細に図示はされていないが、電池集合体と複数の電子部品との間、又は、複数の電子部品同士の間は、ワイヤーハーネスにより接続されている。

特開２００９−４３２３号公報

しかしながら、上記の技術によると、電池集合体（電気部材）と複数の電子部品（電気部材）との間、又は、複数の電子部品同士の間がワイヤーハーネスで接続されているので、配索が複雑になり、ワイヤーハーネスの配索スペースが増大するという問題があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、複数の電気部材の間に形成された扁平なスペースに配索することができる外装ワイヤーハーネスを提供することを目的とする。

本発明に係る外装ワイヤーハーネスは、複数の電線と、前記複数の電線の外周を、繊維状の合成樹脂からなるシートによって包囲する外装体と、を備え、前記外装体は、断面形状が扁平形状をなす扁平部と、前記扁平部と連続すると共に前記扁平部と異なる他の部分と、を有し、前記扁平部の短径方向の長さは、複数の電気部材の間に形成された隙間の幅よりも小さく設定されており、前記他の部分の、前記扁平部の短径方向の最大値は、前記隙間の幅よりも大きく設定されている。

本発明によれば、扁平部の短径方向の長さは、複数の電気部材の間に形成された隙間の幅よりも小さく設定されている。これにより、扁平部をその隙間に配することができる。そのため、外装ワイヤーハーネスが、その隙間に配することができない、扁平部と異なる他の部分を有する構成であっても、外装ワイヤーハーネスを、扁平部を介して、複数の電気部材の間に形成された扁平なスペースに配索することができる。その結果、複数の電線を配索するためのスペース効率を向上することができる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。

前記他の部分は、断面形状が円形状をなす円形部を有することが好ましい。

複数の電線を例えばテープ等を巻回することによってまとめると、断面形状が概ね円形状となる。このようにまとめられた複数の電線を外装体で包囲して、外装体の断面形状を円形状とすることにより、円形部が形成される。このように外装体が扁平部と円形部とを有することにより、電線の配索スペースについて設計の自由度が向上する。

前記扁平部は、前記外装体の延びる方向に沿って延びる折り返し部と、前記折り返し部において折り返された前記シートの端部同士が接合された接合部と、を有することが好ましい。

上記の態様によれば、折り返し部を折り返して、折り返されたシートの端部同士を接合するという簡易な手法により、扁平部を形成することができる。

本発明によれば、外装ワイヤーハーネスを、複数の電気部材の間に形成された扁平なスペースに配索することができる。

実施形態１に係る外装ワイヤーハーネスを示す斜視図 第１の電気部材と第２の電気部材との間に形成された隙間に扁平部が配された状態を示す正面図 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図 円形部の製造工程の一例を示す断面図 扁平部の製造工程の一例を示す斜視図 扁平部の製造工程の一例を示す正面図 折り返し部においてシートを折り返した状態を示す正面図 扁平部を示す斜視図 変形例に係る外装ワイヤーハーネスの扁平部が、第１の電気部材と第２の電気部材との間に形成された隙間に配された状態を示す正面図 変形例に係る外装ワイヤーハーネスの扁平部が、第１の電気部材と第２の電気部材との間に形成された隙間に配された状態を示す平面図 他の製造工程に使用される金型の一例を示す概略的な斜視図 外装ワイヤーハーネスの他の製造工程の一例を示す斜視図 他の実施形態に係る外装ワイヤーハーネスを示す斜視図 図１３の外装ワイヤーハーネスの製造工程の一例を示す斜視図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１ないし図８を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、同一形状をなす複数の部材については、一部の部材に符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。

本実施形態に係る外装ワイヤーハーネス１０は、例えば、自動車、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両（図示せず）に配設される。電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される場合は、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動源となる電池パック（図示せず）内の配線や、電池パックとインバータ、モータ等の機器（図示せず）との間の配線に用いられる。なお、電池パックは、複数の電池セル（図示せず）を備えた電池モジュールと、電池セルとの電圧等を管理、制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備えるものである。

外装ワイヤーハーネス１０は、図１に示すように、複数の電線１１と、複数の電線１１を包囲する外装体１２と、を備える。複数の電線１１の外周は、繊維状の合成樹脂からなるシート１３によって形成された外装体１２によって包囲されている。各電線１１は、共に断面が円形状であって、芯線（図示せず）と、芯線の周囲を覆う絶縁被覆（絶縁層）とを有する。芯線は、銅、銅合金又はアルミ合金製であって、例えば、複数の金属素線を撚り合わせた撚り線や、単芯線等とされる。

シート１３の厚みは、材質に応じて適宜設定される。シート１３の材質は、例えば、アラミド繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維等を用いることができる。

シート１３を構成する合成樹脂としては、加熱工程を経て部分的又は全体的に溶融或いは柔らかくなり、その後冷却工程を経て硬くなることが可能なものを用いることができる。かかる合成樹脂として、基本繊維と接着樹脂（バインダとも呼ばれる）とを含むものを用いることができる。接着樹脂は、基本繊維の融点よりも低い融点を有する樹脂である。そして、シート１３を、基本繊維の融点より低く且つ接着樹脂の融点よりも高い温度に加熱することにより、接着樹脂が溶融されて基本繊維間にしみ込む。この後、シート１３の温度が低下すると、接着樹脂が凝固する。これにより、シート１３を加熱時の成形状態に維持することができる。ここでは、シート状に形成されているシート１３（不織布とも呼ばれる）を用いている。

シート１３の基本繊維としては、接着樹脂の融点で繊維状態を保ち得ればよく、樹脂繊維の他、各種繊維を用いることができる。また、接着樹脂は、基本繊維の融点より低い融点を有する熱可塑性樹脂繊維を用いることができる。例えば、基本繊維と接着樹脂との組合せとしては、基本繊維をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の樹脂繊維とし、接着樹脂をＰＥＴとＰＥＩ（ポリエチレンイソフタレート）との共重合樹脂としたものが挙げられる。

外装体１２は、電線１１の延びる方向と直交する面における断面形状が円形状をなす円形部（「扁平部と異なる他の部分」の一例）１４と、電線１１の延びる方向と直交する面における断面形状が扁平形状をなす扁平部１５と、を有する。円形部１４においては、複数の電線１１は断面形状が円形状に束ねられている。円形部１４は、いわゆるホットプレスにより硬化されている。なお、ホットプレスとは、加工対象である熱可塑性材料を金型１６Ａ，１６Ｂ間に挟み込み、金型１６Ａ，１６Ｂを加熱した状態で圧力を加えて熱可塑性材料を成型加工することをいう。

扁平部１５は、ホットプレス加工がされることにより硬化されていてもよいし、また、ホットプレス加工がされていなくてもよい。また、ホットプレス加工がされた場合であっても、円形部１４よりも軟らかな半硬化状態になっていてもよい。換言すると、扁平部１５は、可撓性を有していてもよいし、また、硬化されることにより機械的な強度を有していてもよい。

扁平部１５の断面形状は、長方形状（正方形を除く）、長円形状、楕円形状等、必要に応じて任意の形状とすることができる。また、長方形状には、稜部を面取りした形状や、稜部を丸めた形状も含まれるものとする。扁平部１５の断面積は、外装体１２のうち、扁平部１５と連続すると共に扁平部１５と異なる他の部分の断面積よりも小さく設定されている。本実施形態では、扁平部１５の断面積は、円形部１４の断面積よりも小さく設定されている。

図２及び図３に示すように、外装ワイヤーハーネス１０の扁平部１５は、上下に間隔を開けて配された第１の電気部材２０と、第２の電気部材２１との間に形成された扁平な隙間２２内に配設される。下側に位置する第１の電気部材２０の例としては電池モジュールが挙げられる。また、上側に位置する第２の電気部材２１の例としては、ＥＣＵが挙げられる。

図２に示されるように、扁平部１５は、短径方向を上下方向に向けた姿勢で配されている。扁平部１５の上下方向の厚さ寸法は、言い換えれば、扁平部１５の短径方向（図２の矢印Ｙ方向）の長さＬ１は、上下に配された２つの電気部材２０，２１の間に形成された隙間２２の、上下方向についての間隔、言い換えれば、隙間の幅Ｌ２よりも小さく設定されている。また、扁平な隙間２２の間隔の幅Ｌ２は、円形部１４の直径Ｌ３よりも小さい。言い換えれば、円形部１４の直径Ｌ３は、隙間の幅Ｌ２よりも大きい。ここで、円形部１４の直径Ｌ３は、「他の部分の、扁平部の短径方向の最大値」の一例である。
なお、隙間の幅Ｌ２は、２つの電気部材２０，２１の設置スペース等に応じて所定の値に決定される。そして、扁平部１５の短径方向の長さＬ１は、決定された隙間の幅Ｌ２に応じて、隙間の幅Ｌ２よりも小さい所定の値に設定される。例えば、隙間の幅Ｌ２が１５ｍｍに決定された場合、扁平部１５の短径方向の長さＬ１は、例えば、１２ｍｍに設定される。

（実施形態の製造工程）
続いて、本実施形態に係る外装ワイヤーハーネス１０の製造工程の一例について説明する。なお、本実施形態の製造工程は下記の工程に限定されない。

（円形部１４）
図４に示すように、円形部１４は、いわゆるホットプレスにより形成することができる。具体的には、複数の電線１１を断面が円形状となるように束ねる。次に、束ねられた複数の電線１１の外周をシート１３で包囲する。続いて、一対の金型１６Ａ，１６Ｂを加熱しつつ、他方の金型１６Ｂを一方の金型１６Ａに図４の矢線Ａで示す方向から相対近接移動させることによりシート１３を所定の形状に成型する。なお、金型１６Ａ，１６Ｂは、一対の金型１６Ａ，１６Ｂに限られず、３以上の分割された金型で形成されてもよい。

（扁平部１５）
図５〜図８に、扁平部１５の製造工程の一例を示す。まず、図５に示すように、シート１３を載置し、その上に複数の電線１１を載置する。シート１３は、電線１１の延びる方向（図５における矢線Ｂで示す方向）に沿って、シート１３の長手方向が位置するように配されている。シート１３は、長手方向（電線１１の延びる方向）と交差する方向（図５における矢線Ｃで示す方向）について中央付近の位置に、長手方向（電線１１の延びる方向）に沿って延びる折り返し部１７を有する。

図７に示すように、シート１３に複数の電線１１が載置された状態で、折り返し部１７を折り返す。すると、複数の電線１１は、折り返し部１７で折り返されたシート１３によって上下から挟まれて包囲された状態になる。

続いて、シート１３は、折り返された方向（図７において矢線Ｄで示す方向）に延びた端部同士を重ねて、この端部同士を接合することにより複数の電線１１を包囲するようになっている（図８参照）。換言すると、シート１３は、長手方向（電線１１の延びる方向）と交差する方向について折り返し部１７と反対側に位置する上下に重ねられた一対の端部同士が、熱融着、接着、金属リベット、樹脂リベット等の公知の手法により接合されるようになっている。シート１３の端部同士が接合された部分は接合部１８とされる。

熱融着は、重ねられたシート１３の端部を、一対の冶具によって上下から挟み込み、一対の上下を加熱することより行ってもよく、また、一対の冶具によって超音波振動を与えることによりおこなってもよい。

また、シート１３は、折り返し部１７において折り返された状態で、一対の金型（図示せず）によって上下から挟み込むことにより、ホットプレスしてもよい。

（実施形態の作用、効果）
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、複数の電線を備えた外装ワイヤーハーネス１０の扁平部１５を、上下に配された第１の電気部材２０と第２の電気部材２１との間に形成された、円形部１４の直径Ｌ３よりも小さな、扁平な隙間２２に配することができる。これにより、外装ワイヤーハーネス１０が、隙間２２に配することができない円形部１４（扁平部と異なる他の部分）を有する構成であっても、外装ワイヤーハーネス１０を、扁平部１５を介して、複数（本実施形態では２つ）の電気部材（２０，２１）の間に形成された扁平なスペース（隙間）２２に配索することができる。その結果、複数の電線１１を配索するためのスペース効率を向上することができる。すなわち、外装ワイヤーハーネスが扁平部１５を有さない場合と比べて、隙間２２の幅Ｌ２を短くできる。

なお、扁平な導電体として、例えば、複数の導体を絶縁性の合成樹脂製のフィルムで挟んでなるフレキシブルフラットケーブルが知られている。しかしながら、このフレキシブルフラットケーブルを構成するフィルムは外力によって裂けやすいため、フレキシブルフラットケーブルは耐久性が劣るという問題がある。

この点につき、本実施形態に係る外装ワイヤーハーネス１０は、複数の電線１１を、繊維状の合成樹脂からなるシート１３によって包囲する外装体１２を備える。上記のシート１３は、外力を吸収することができるので、優れた耐久性を備える。

また、複数の電線１１を、例えばテープ等を巻回することによってまとめると、断面形状が概ね円形状となる。このようにまとめられた複数の電線１１を外装体１２で包囲して、外装体１２の断面形状を円形状とすることにより、円形部１４が形成される。このように外装体１２が扁平部１５と円形部１４とを有することにより、電線１１の配索スペースについて設計の自由度が向上する。

また、扁平部１５は、外装体１２の延びる方向に沿って延びる折り返し部１７と、折り返し部１７において折り返されたシート１３の端部同士が接合された接合部１８と、を有する。これにより、扁平部１５は、折り返し部１７を折り返して、折り返されたシート１３の端部同士を接合するという簡易な手法により外装体１２を形成することができる。

＜変形例＞
次に、実施形態１の変形例を、図９及び図１０を参照しつつ説明する。本変形例においては、第１の電気部材２０と第２の電気部材２１とは、左右方向に隙間２２を開けて配されている。本変形例に係る外装ワイヤーハーネス１０は、扁平部１５の短径部分を水平方向に向けた姿勢で配されている。

このように本変形例によれば、左右方向に隙間２２を空けて配された第１の電気部材２０と第２の電気部材２１との間に形成された隙間２２に外装ワイヤーハーネス１０を配することができる。上記のように配置される第１の電気部材２０と第２の電気部材２１の例としては、左右方向に隙間２２を開けて配された、電池モジュールと電気接続箱が挙げられる。

上記以外の構成については、実施形態１と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）本実施形態においては、外装体１２の一部に扁平部１５が形成される構成としたが、これに限られず、外装体１２において、間隔を開けて複数の扁平部１５が形成される構成としてもよい。

（２）本実施形態においては、外装体１２のうち扁平部１５と異なる他の部分は円形部１４としたが、これに限られず、外装体１２のうち扁平部１５と異なる他の部分の断面形状は、三角形、四角形等の多角形状でもよい。

（３）本実施形態においては、２つの電気部材２０，２１の間に外装ワイヤーハーネス１０が配される構成としたが、これに限られず、外装ワイヤーハーネス１０は、３つ以上の電気部材の間に形成された隙間に配することができる。

（４）隙間を空けて配される部材は、電池モジュール、ＥＣＵ、電気接続箱に限られず、例えば、ヒューズボックス、リレーボックス等の電気機器でもよく、また、電池パックの上壁、側壁、底壁等の構造物であってもよい。

（５）外装ワイヤーハーネス１０の製造工程は実施形態に示したものに限られず、以下のようなものであってもよい。
図１に示す外装ワイヤーハーネス１０を製造する際、例えば図１１に示される金型３０を一対準備する。金型３０は、外装ワイヤーハーネス１０の円形部１４を形成するための円形金型部３０Ａと、扁平部１５を形成するための扁平金型部３０Ｂとを含む。
そして、複数の電線１１を断面が円形状となるように束ねる。次に、束ねられた複数の電線１１の外周をシート１３で包囲し、図１２に示されるような、全体で円柱状の外装体１２を形成する。続いて、一対の金型３０によって、円柱状の外装体１２を挟み、加熱・押圧（ホットプレス）することにより円柱状の外装ワイヤーハーネスを、図１に示される形状の外装ワイヤーハーネス１０に成型する。この一対の金型３０を用いたホットプレス工程によって、図１に示される円形部１４および扁平部１５を同時に形成できる。
なお、金型３０は図１１に示されるものに限られない。また、ホットプレス工程も上記に限られず、例えば、扁平金型部３０Ｂのみからなる金型を一対準備して、円柱状の外装体１２の扁平部１５に相当する部分のみを加熱・押圧するようにしてもよい。

（６）外装ワイヤーハーネスの形状は実施形態に示したものに限られず、例えば、図１３に示されるような、外装ワイヤーハーネス１０Ａの形状であってもよい。この場合、「扁平部と異なる他の部分」として、実施形態の円形部１４に代えて、矩形部１４Ａが形成されている。この場合の製造工程は、例えば、以下のようになる。
まず、実施形態の図８に示された扁平部１５の製造方法と同様の製造方法によって、図１４に示されるような、シート１３の端部同士が接合され、複数の電線１１をシート１３によって包囲する外装体１２Ａを準備する。次いで、図１１に示されるような、矩形部１４Ａおよび扁平部１５が同時に形成できる一対の金型によって、図１４に示される外装体１２Ａをホットプレスすることによって、図１３に示されるような、外装ワイヤーハーネス１０Ａが形成される。なお、ホットプレス工程はこれに限られず、例えば、外装体１２Ａの扁平部１５に相当する部分のみをホットプレスする一対の金型によって、外装体１２Ａの扁平部１５に相当する部分のみをホットプレスするようにしてもよい。
さらには、図１に示されるような形状の外装ワイヤーハーネスが、図１１に示されるような金型を用いて、図１４に示されるような外装体１２Ａから形成されるようにしてもよい。

１０：外装ワイヤーハーネス
１１：電線
１２：外装体
１３：シート
１４：円形部
１５：扁平部
１７：折り返し部
１８：接合部
２０：第１の電気部材
２１：第２の電気部材
２２：隙間

Claims (3)

1. 複数の電線と、
   前記複数の電線の外周を、繊維状の合成樹脂からなるシートによって包囲する外装体と、を備え、
   前記外装体は、
   断面形状が扁平形状をなす扁平部と、
   前記扁平部と連続すると共に前記扁平部と異なる他の部分と、を有し、
   前記扁平部の短径方向の長さは、複数の電気部材の間に形成された隙間の幅よりも小さく設定されており、
   前記他の部分の、前記扁平部の短径方向の最大値は、前記隙間の幅よりも大きく設定されている外装ワイヤーハーネス。
2. 前記他の部分は、断面形状が円形状をなす円形部を有する請求項１に記載の外装ワイヤーハーネス。
3. 前記扁平部は、前記外装体の延びる方向に沿って延びる折り返し部と、前記折り返し部において折り返された前記シートの端部同士が接合された接合部と、を有する請求項１または請求項２に記載の外装ワイヤーハーネス。

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