JP6235936B2

JP6235936B2 - ワイヤーハーネス

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Publication number: JP6235936B2
Application number: JP2014041745A
Authority: JP
Inventors: 和由矢部
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2034-03-04
Also published as: CN106062892A; JP2015167114A; CN106062892B; WO2015133549A1; US20160372231A1; US10381130B2

Description

本発明は、車両に用いられるワイヤーハーネスに関するものである。

自動車の軽量化の要請に伴い自動車用ワイヤーハーネスを構成する電線においても、従来の芯線（導体）に銅または銅合金を用いた銅電線に代わり、芯線（導体）に、銅または銅合金よりも大幅に比重の小さいアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いたアルミニウム電線（以下、「アルミ電線」と言う）が使用され始めている。

しかしながら、アルミ電線は、従来の銅または銅合金を導体（芯線）として使用した銅電線（以下、「銅電線」と言う）に比べて導電率が低いため、銅電線をアルミ電線に置換するには、アルミ電線を銅電線の導体抵抗に合わせるよう、表１に示すように、１〜２ランクほど電線サイズを上げる必要があった。表１には、銅電線をアルミ電線に置換する場合の１ランクアップ及び２ランクアップの置換例を示している。具体的には、サイズ別の導体抵抗、電線外径、１ｍあたりの電線質量を示してある。尚、ＣＡＶＵＳ、ＡＶＳＳ、ＡＶＳ及びツイスト線はそれぞれ、電線の構造及び性能を規定する仕様の総称である。

上述のように、銅電線をアルミ電線に置換する場合には、電線のサイズアップが必要となるため、ワイヤーハーネス全体の外径が増大し、車両への搭載スペースが課題となってきた。

これを解決する技術として、特許文献１に記載のワイヤーハーネスが知られている。このワイヤーハーネスでは、小電流用電線や信号用電線をアルミ電線によって構成し、大電流・アース用電線を銅電線によって構成している。つまり、アルミ電線と銅電線を使い分けしながら混在させることによって、全ての電線を銅電線で構成する場合よりも軽量化を図っている。

特開２００９−１７０１７８号公報

しかし、特許文献１に示されるような従来の一部の銅電線をアルミ電線に置換したワイヤーハーネスは、軽量化については有効性を発揮するものの、ワイヤーハーネス自体の小径化については達成に限界があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽量化を図りながら小径化を図れるようにしたワイヤーハーネスを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るワイヤーハーネスは、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１）第１の回路に接続される第１の電線の群と、
前記第１の回路よりも消費電流が小さい第２の回路に接続される第２の電線の群と、
を備えるワイヤーハーネスであって、
前記第１の電線の群は、銅電線及びアルミ電線を含み、
前記第２の電線の群は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって導体が形成された大径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された、前記大径電線よりも導体の断面積が小さい小径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された、前記小径電線よりも導体の断面積が小さい極細電線と、を含む、
こと。
（２）上記（１）の構成のワイヤーハーネスにおいて、
前記第２の回路は、信号回路である、
こと。
（３）上記（１）又は（２）の構成のワイヤーハーネスにおいて、
前記大径電線の前記導体の断面積が０．３ｍｍ ^２よりも大きく、前記小径電線の前記導体の断面積が０．３ｍｍ ^２であり、前記極細電線の前記導体の断面積が０．３ｍｍ ^２未満である、
こと。
（４）上記（１）又は（２）の構成のワイヤーハーネスにおいて、
前記大径電線の前記導体の断面積が０．３５ｍｍ ^２よりも大きく、前記小径電線の前記導体の断面積が０．３５ｍｍ ^２であり、前記極細電線の前記導体の断面積が０．３５ｍｍ ^２未満である、
こと。

上記（１）、（２）の構成のワイヤーハーネスによれば、消費電流が小さい第２の回路（例えば、信号回路）に接続される第２の電線の群が、アルミ電線よりなる大径電線と、銅電線よりなる小径電線と、銅電線よりなる極細電線とを含んでおり、小径電線より導体の断面積が小さい銅電線よりなる極細電線を使用したことで、第１の電線及び第２の電線を含む電線束の径（ワイヤーハーネス全体の径）を小さくすることができる。また、消費電流が大きい第１の回路に接続される第１の電線の群が、アルミ電線を含んでいるので、ワイヤーハーネス全体の軽量化を図ることができる。
上記（３）の構成のワイヤーハーネスによれば、導体を銅または銅合金によって形成した場合に導体の断面積が０．３ｍｍ^２以下となる消費電流が小さい回路に接続される電線を、大径電線と小径電線と極細電線の３種類に分類し、大径電線をアルミ電線で構成し、小径電線と極細電線を銅電線で構成しているので、ワイヤーハーネス全体の軽量化と小径化を図ることができる。
上記（４）の構成のワイヤーハーネスによれば、導体を銅または銅合金によって形成した場合に導体の断面積が０．３５ｍｍ^２以下となる消費電流が小さい回路に接続される電線を、大径電線と小径電線と極細電線の３種類に分類し、大径電線をアルミ電線で構成し、小径電線と極細電線を銅電線で構成しているので、ワイヤーハーネス全体の軽量化と小径化を図ることができる。銅電線の規格（ＪＡＳＯＤ６１１）には、「０．３」と呼称される導電線と、「０．３５」と呼称される導電線とが存在する。両者とも、凡そ同一のサイズであるが、本発明のワイヤーハーネスは、「０．３」と呼称される導電線だけでなく、「０．３５」と呼称される導電線にも適用することができる。

本発明によれば、軽量化を図りつつワイヤーハーネス全体の小径化を図ることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１（ａ）は本発明の実施形態のワイヤーハーネスの斜視図、図１（ｂ）は同ワイヤーハーネスの断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ拡大図である。図２（ａ）は全電線を銅電線で構成した従来のワイヤーハーネスの断面図、図２（ｂ）は７割の電線をアルミ電線で置換した比較例のワイヤーハーネスの断面図、図２（ｃ）は本発明の実施形態のワイヤーハーネスの断面図である。

以下、本発明に係るワイヤーハーネスの実施形態について図面を参照しながら説明する。
なお、図面は模式的に示したものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる。
本実施形態のワイヤーハーネスは、自動車等の車両に配索されるもので、例えば、インストゥルメントパネルハーネス、フロアハーネス、エンジンルームハーネス、ルーフハーネス、ドアハーネス等として用いられるものである。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態のワイヤーハーネス１は、導体断面積（サイズ）がそれぞれ相違する導体（芯線）１１を絶縁性の被覆材１２で被覆してなる電線１０を複数本集束したものである。ワイヤーハーネスを構成する電線１０の群は、図１（ｃ）に示すように、大きく分けて、大電流電源回路またはアース回路に接続されて大電流が流れる大電流・アース用電線１０Ａと、それよりも小さな消費電流が流れる小電流用電線１０Ｂと、小電流用電線１０Ｂよりも小さな消費電流が流れる信号回路用の信号用電線１０Ｃと、を含んでいる。

図１（ｃ）に示すように、大電流・アース用電線１０Ａは、導体１１Ａを被覆材１２Ａで被覆した電線、小電流用電線１０Ｂは、導体１１Ｂを被覆材１２Ｂで被覆した電線、信号用電線１０Ｃは、導体１１Ｃを被覆材１２Ｃで被覆した電線で構成される。ここでは、大電流・アース用電線１０Ａと小電流用電線１０Ｂとを、第１の回路に接続される第１の電線と呼び、信号用電線１０Ｃを、第１の回路よりも消費電流が小さい第２の回路に接続される第２の電線と呼ぶ。

本実施形態のワイヤーハーネスでは、第１の電線の群にも第２の電線の群にも、銅電線とアルミ電線が混在して用いられている（詳細は後述する。）。ここで、第２の電線としての信号用電線１０Ｃは、導体を銅または銅合金によって形成した場合には、導体の断面積が０．３ｍｍ^２（又は０．３５ｍｍ^２）以下となる電線のことである。それに対し、第１の電線の群は、それ以上のサイズの電線より構成される。

この信号回路用の第２の電線の群には、次の（１）〜（３）の３種類の電線（大径電線、小径電線、極細電線）が含まれている。
（１）アルミニウムまたはアルミニウム合金によって導体が形成された、導体断面積が０．３ｍｍ^２（又は０．３５ｍｍ^２）より大きい大径電線。
（２）銅または銅合金によって導体が形成された、導体断面積が大径電線よりも小さい０．３ｍｍ^２（又は０．３５ｍｍ^２）の小径電線。
（３）銅または銅合金によって導体が形成された、導体断面積が小径電線よりも小さい０．３ｍｍ^２（又は０．３５ｍｍ^２）未満の極細電線。

次に一般的な中型乗用車のインストゥルメントパネルハーネスの構成例について述べる。
一般的な中型乗用車のワイヤーハーネスは、回路数（電線本数）が約４００あり、ハーネス最大幹部の合計電線本数が本例では３５０本となっている。全ての電線を銅電線とした従来の場合のサイズと本数の振り分けを表２の左欄に示す。また、一部の電線をアルミ電線で置換した本実施形態のワイヤーハーネスのサイズと本数の振り分けを表２の右欄に示す。左欄と右欄の間の矢印は、左欄の電線を右欄の電線に置換する場合の振り分け方を示している。各欄の下部に最大幹部外径と１ｍあたりの電線質量を示す。

この表２に示すように、本ワイヤーハーネスでは、導体を銅または銅合金によって形成した場合（左欄）に導体の断面積が０．３ｍｍ^２（又は０．３５ｍｍ^２）以下となる電線、つまり、サイズ０．３（又は０．３５）の銅電線を、右欄のように３種類の電線に振り分けて構成している。すなわち、サイズ０．５のアルミ電線（大径電線）と、サイズ０．３（又は０．３５）の銅電線（小径電線）と、サイズ０．１３の銅電線（極細電線）とに振り分けている。特に、従来例におけるサイズ０．３の銅電線１８０本のうちの６割（１０８本）を、サイズ０．１３の極細銅電線に置換している。従来のワイヤーハーネスにおけるサイズ０．３（又は０．３５）の銅電線は、消費電流の小さな回路が多く、半分以上が極細電線に置き換えることができる。本実施形態では約６割を極細電線に置換している。

また、これよりも大きなサイズ（０．５以上のサイズ）についても、アルミ電線と銅電線に振り分けて構成しており、ワイヤーハーネス全体では、極細電線（１０８本）を除く電線（２４２本）のうちの約７割（１７０本）の電線をアルミ電線とし、残り３割（７２本）を銅電線としている。尚、導電線を全てアルミ電線に置換してもよいが、接続される端子の条件等により全てを置換することが困難な場合を想定し、本実施形態では約７割をアルミ電線に置換している。

一方、比較例を表３に示す。

この比較例のワイヤーハーネスでは、導体を銅または銅合金によって形成した場合（左欄）に導体の断面積が０．３ｍｍ^２（又は０．３５ｍｍ^２）以下となる電線、つまり、サイズ０．３（又は０．３５）の銅電線を、右欄のように２種類の電線に振り分けて構成している。すなわち、サイズ０．５のアルミ電線（大径電線）と、サイズ０．３（又は０．３５）の銅電線（小径電線）とに振り分けている。これよりも大きなサイズ（０．５以上のサイズ）については表２に示したものと同様である。この比較例のワイヤーハーネスでは、全体（３５０本）の約７割（２４６本）を銅電線からアルミ電線に置換している。

表２と表３の各右欄の網掛け部を比較すると分かるように、表３の比較例では、従来のワイヤーハーネスにおけるサイズ０．３（又は０．３５）の銅電線を、サイズ０．５のアルミ電線（大径電線）とサイズ０．３（又は０．３５）の銅電線（小径電線）の２種類に振り分けているのに対し、表２の本実施形態では、サイズ０．５のアルミ電線（大径電線）とサイズ０．３（又は０．３５）の銅電線（小径電線）とサイズ０．１３の銅電線（極細電線）の３種類に振り分けている。

このように構成することにより、図２（ｃ）に示すように、ワイヤーハーネス全体の外径の肥大化を抑制することができる。すなわち、図２（ｂ）に示す比較例では、図２（ａ）に示す従来例のワイヤーハーネス（全部の電線を銅電線で構成したワイヤーハーネス）に対して肥大化しずぎる嫌いがあるが、図２（ｃ）に示す本実施形態では、図２（ｂ）に示す比較例に比して肥大化を抑制することができる。また、表２及び表３の下欄を見れば分かるように、電線質量も従来例に比べて小さくできる。

上述した極細電線とは、ＪＡＳＯＤ６１１（自動車部品：低圧電線）に規定されるＣＡＶＵＳ（０．３ｍｍ^２（又はＣＨＦＵＳＯ０．３５ｍｍ^２）未満の電線、つまり、サイズ０．２２ｍｍ^２やサイズ０．１３ｍｍ^２）のことである。この極細電線は、外径１．１ｍｍ未満であり、許容電流が数ｍＡ〜５Ａ、質量：約４．２ｇ／ｍ未満のものである。各サイズの導体抵抗、外径、質量の一例を表４に示す。

以上説明したように、極細電線を使用することにより、ワイヤーハーネス全体の外径の肥大化を抑制しながら軽量化が図れるようになる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ここで、上述した本発明に係るワイヤーハーネスの実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（４）に簡潔に纏めて列記する。
（１）第１の回路に接続される第１の電線（大電流・アース用電線１０Ａ、小電流用電線１０Ｂ）の群と、
前記第１の回路よりも消費電流が小さい第２の回路に接続される第２の電線（信号用電線１０Ｃ）の群と、
を備えるワイヤーハーネス（１）であって、
前記第１の電線の群は、アルミ電線を含み、
前記第２の電線の群は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって導体が形成された大径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された、前記大径電線よりも導体の断面積が小さい小径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された、前記小径電線よりも導体の断面積が小さい極細電線と、を含む、
ことを特徴とするワイヤーハーネス。
（２）上記（１）の構成のワイヤーハーネスにおいて、
前記第２の回路は、信号回路である、
ことを特徴とするワイヤーハーネス。
（３）アルミ電線を含む複数本の電線を集束して形成されたワイヤーハーネス（１）であって、
前記複数本の電線のうち、導体を銅または銅合金によって形成した場合に導体の断面積が０．３ｍｍ^２以下となる消費電流が小さい回路に接続される電線の群は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって導体が形成された該導体の断面積が０．３ｍｍ^２よりも大きい大径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された該導体の断面積が０．３ｍｍ^２である小径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された該導体の断面積が０．３ｍｍ^２未満である極細電線と、を含んで構成される
ことを特徴とするワイヤーハーネス。
（４）アルミ電線を含む複数本の電線を集束して形成されたワイヤーハーネス（１）であって、
前記複数本の電線のうち、導体を銅または銅合金によって形成した場合に導体の断面積が０．３５ｍｍ^２以下となる消費電流が小さい回路に接続される電線の群は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって導体が形成された該導体の断面積が０．３５ｍｍ^２よりも大きい大径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された該導体の断面積が０．３５ｍｍ^２である小径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された該導体の断面積が０．３５ｍｍ^２未満である極細電線と、を含んで構成される
ことを特徴とするワイヤーハーネス。

１ワイヤーハーネス
１０電線
１１導体
１２被覆材
１０Ａ大電流・アース用電線（第１の電線）
１１Ａ導体
１２Ａ被覆材
１０Ｂ小電流用電線（第１の電線）
１１Ｂ導体
１２Ｂ被覆材
１０Ｃ信号用電線（第２の電線）
１１Ｃ導体
１２Ｃ被覆材

Claims

第１の回路に接続される第１の電線の群と、
前記第１の回路よりも消費電流が小さい第２の回路に接続される第２の電線の群と、
を備えるワイヤーハーネスであって、
前記第１の電線の群は、銅電線及びアルミ電線を含み、
前記第２の電線の群は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって導体が形成された大径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された、前記大径電線よりも導体の断面積が小さい小径電線と、銅または銅合金によって導体が形成された、前記小径電線よりも導体の断面積が小さい極細電線と、を含む、
ことを特徴とするワイヤーハーネス。
前記第２の回路は、信号回路である、
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤーハーネス。
前記大径電線の前記導体の断面積が０．３ｍｍ ^２よりも大きく、前記小径電線の前記導体の断面積が０．３ｍｍ ^２であり、前記極細電線の前記導体の断面積が０．３ｍｍ ^２未満である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤーハーネス。
前記大径電線の前記導体の断面積が０．３５ｍｍ ^２よりも大きく、前記小径電線の前記導体の断面積が０．３５ｍｍ ^２であり、前記極細電線の前記導体の断面積が０．３５ｍｍ ^２未満である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤーハーネス。