JP6239882B2

JP6239882B2 - ワイヤハーネス

Info

Publication number: JP6239882B2
Application number: JP2013146318A
Authority: JP
Inventors: 伸一稲尾; 達也雄鹿; 英臣足立
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: CN105379037B; CN105379037A; WO2015005403A1; JP2015019530A; US20160121820A1; US9776580B2

Description

本発明は、ワイヤハーネスに関する。

従来より、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される高圧の機器間を電気的に接続するワイヤハーネスが知られており、このワイヤハーネスは、導電路と、導電路を内部に収容する外装部材とを主体に構成されている。外装部材は、中空の管状部材で構成されているが、導電路の保護及び経路規制、並びに車両への組み付け時の作業性を考慮して、曲げ応力が作用しても屈曲し難いことが望まれている。

一方で、配索経路に応じた屈曲自由度を確保したり、梱包時や輸送時における取扱いを容易にしたりするため、外装部材に対して、可撓性を備える部位を選択的に設定した構成が知られている。

例えば特許文献１には、導電路に相当する複数の電線群と、外装部材に相当するハーネス保護部材とで構成されるワイヤハーネスが開示されている。ここで、ハーネス保護部材は、ハーネス保護管と、蛇腹状ハーネス保護管とを交互に連結して構成されている。ハーネス保護管は、ワイヤハーネスの配索経路の直線部分に配置され、他方、蛇腹状ハーネス保護管は、ワイヤハーネスの配索経路の曲線部分の曲率に応じて屈曲させて配置される。これにより、ワイヤハーネスの配索経路の形状に応じて、当該ワイヤハーネスを適切に取り付けかつ保護することができるとしている。

特開２０１２−２１０１０１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された手法によれば、筒状の外装部材内に収容される導電路についての損傷が懸念されるという不都合がある。具体的には、外装部材の内部空間は、導電路の挿通を妨げることがない程度のマージンを考慮した大きさを有しているが、このため、外装部材の内周面と導電路との間にクリアランスが生じ、車両走行時の振動等に起因して導電路がその内部で揺れ動いてしまう。このような導電路の動きにより、当該導電路が外装部材と擦れ、導電路を損傷させてしまう。また、経時的な使用に伴い外装部材の内部に粉塵や砂などが入り込んでしまうため、これも擦れによる損傷を助長させるという問題がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外装部材に収容される導電路の損傷を抑制することができるワイヤハーネスを提供することにある。

かかる課題を解決するために、本発明は、導電路と、管状部材で形成され、導電路を内部に収容する外装部材と、配索状態を基準とした導電路の下面側と、外装部材の内周面との間に介在するシート部材と、を有するワイヤハーネスを提供する。この場合、導電路は、導体と当該導体を被覆する絶縁体とを含む回路と、前記回路を覆う電磁シールド用の部材と、を有する。また、シート部材は、周方向の全域を覆うように導電路に巻かれており、外装部材の内周面と導電路との間のクリアランスを埋めるような厚さを有している。

また、本発明において、シート部材は、外装部材の管軸方向にかけて断続的に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、導電路が外装部材の下面側と擦れたり、粉塵や砂と擦れたりすることが抑制され、導電路の損傷を適切に抑制することができる。

本実施形態に係るワイヤハーネスの配索状態を示す模式図経路配索時のワイヤハーネスを模式的に示す側面図外装部材を模式的に示す側面図ワイヤハーネス及び高圧導電路を模式的に示す斜視図外装部材を模式的に示す断面図

図１は、本実施形態に係るワイヤハーネス９の配索状態を示す模式図である。本実施形態に係るワイヤハーネス９は、ハイブリッド自動車１に使用されるものであり、当該ハイブリッド自動車１の所定位置に配索される。

ハイブリッド自動車１は、エンジン２及びモータユニット３の二つの動力を組み合わせて駆動する車両であり、モータユニット３にはインバータユニット４を介してバッテリ５（電池パック）からの電力が供給される。エンジン２、モータユニット３及びインバータユニット４は、前輪等がある位置のエンジンルーム６に搭載される。また、バッテリ５は、後輪等がある自動車後部７に搭載されるが、エンジンルーム６の後方に存在する自動車室内に搭載してもよい。

モータユニット３とインバータユニット４は、高圧のワイヤハーネス８により接続される。また、バッテリ５とインバータユニット４もワイヤハーネス９により接続される。ワイヤハーネス９は、放射ノイズの抑制等を考慮して、車両床下１１に配置され、車両床下１１に沿って略平行に配索される。車両床下１１は、公知のボディであるとともに所謂パネル部材であり、所定位置には貫通孔が形成されている。この貫通孔にはワイヤハーネス９が水密に挿通され、ワイヤハーネス９の各端部はエンジンルーム６及び自動車後部７へと導入される。

ワイヤハーネス９とバッテリ５は、このバッテリ５に設けられるジャンクションブロック１２を介して接続される。ジャンクションブロック１２には、ワイヤハーネス９の後端１３が電気的に接続される。また、ワイヤハーネス９の前端１４は、インバータユニット４に対して電気的に接続される。

モータユニット３は、モータ及びジェネレータを構成に含み、シールドケースを含むモータアッセンブリとして形成されている。また、インバータユニット４は、インバータ及びコンバータを構成に含み、シールドケースを含むインバータアッセンブリとして形成されている。バッテリ５は、Ｎｉ−ＭＨ系やＬｉ−ｉｏｎ系のものであって、モジュール化してなるものとする。なお、バッテリ５としては、例えばキャパシタのような蓄電装置を使用することも可能である。

図２は、経路配索時のワイヤハーネス９を模式的に示す側面図であり、図３は、外装部材１５を模式的に示す側面図である。図４はワイヤハーネス９及び高圧導電路１６を模式的に示す斜視図であり、図５は、外装部材１５を模式的に示す断面図である。ワイヤハーネス９は、外装部材１５と、この外装部材１５に収容保護される高圧導電路１６（導電路）とを主体に構成されている。

外装部材１５は、高圧導電路１６を内部に収容しこれを保護する部材であり、断面四角形状の管状部材で構成され、長尺な筒形状を具備している。外装部材１５は、樹脂成型により形成されており、高圧導電路１６の挿通・収容に必要な長さ、及び保護に必要な厚みを有するように設定されている。本実施形態において、外装部材１５は、高圧導電路１６とともに低圧導電路１７（導電路）も収容する。

外装部材１５は、当該外装部材１５の外周面１９から内周面２０へと通じる継ぎ目やスリットのない形状に設定されている。

外装部材１５は、一つ以上のコルゲート部２１と、一つ以上のストレート部２３とで構成されており、これらのコルゲート部２１及びストレート部２３を直列的に連結した状態で一体的に形成されている。外装部材１５は、コルゲート部２１を撓ませない状態で全体が直線形状を具備するものであり、コルゲート部２１及びストレート部２３は、外装部材１５の管軸方向において任意の位置及び範囲（長さ）に設定されている。

コルゲート部２１は、外装部材１５において所定の可撓性を備える部位である。このコルゲート部２１は、自身が備える可撓性を利用することで、外装部材１５を必要な角度で撓ませることができる。

コルゲート部２１は、ワイヤハーネス９の配索時に撓ませられることで、配索経路に沿った曲げ形状を形成するための第１のコルゲート部２１ａと、ワイヤハーネス９の梱包状態及び輸送時に撓ませられることで、梱包・輸送態様に沿った曲げ形状を形成するための第２のコルゲート部２１ｂとを含んでいる。

第１のコルゲート部２１ａは、車両取付形状、すなわち、ワイヤハーネス９の配索先の形状に合わせた位置に配置され、当該配索先の形状に合わせた長さに形成される。これにより、第１のコルゲート部２１ａは、車両取付形状に合わせて必要な長さ及び角度で、外装部材１５を撓ませることができる。

第２のコルゲート部２１ｂは、梱包・輸送時の折り曲げ形状に合わせた位置に配置され、当該折り曲げ形状に合わせた長さに形成される。これにより、第２のコルゲート部２１ｂは、ワイヤハーネス９の梱包状態や輸送時にそれぞれ所望の角度で、外装部材１５を撓ませることができる。

なお、第１のコルゲート部２１ａが、第２のコルゲート部２１ｂとしての機能を併せ持つものでもよく、逆に、第２のコルゲート部２１ｂが、第１のコルゲート部２１ａとしての機能を併せ持つものであってもよい。

コルゲート部２１は、管軸方向と直交する断面形状が四角形状を有し、管軸方向にかけて凹凸を繰り返す蛇腹形状を有している。具体的には、コルゲート部２１は、それぞれが周方向に形成された凹部２６及び凸部２７を管軸方向に沿って交互に並べて構成されている。なお、コルゲート部２１は、蛇腹形状以外の形状であってもよく、可撓性を有すれば形状は特に限定されるものではない。

ストレート部２３は、外装部材１５においてコルゲート部２１よりも低い可撓性を備える部位であり、好ましくは、曲げ応力に対しても姿勢を保持する、すなわち、屈曲に抗するための強度を備える部位である。ストレート部２３の存在により、外装部材１５全体における剛性を確保することができる。また、ストレート部２３は、後述するクランプ４０を取り付ける部分としても機能する。

ストレート部２３は、車両床下１１に配索される床下用ストレート部２３ａを含んでいる。床下用ストレート部２３ａは、車両床下１１に配索されることから（例えばリーンホースに沿わせるように配索されることから）長尺に形成される。なお、長尺であるため、ワイヤハーネス輸送時に支障を来すようであれば、床下用ストレート部２３ａの中間に第２のコルゲート部２１ｂを設けてもよい。

ストレート部２３は、管軸方向と直交する断面形状が四角形状を有し、例えば管軸方向にかけて真っ直ぐに延在する直線形状を有している。

クランプ４０は、ストレート部２３の外形形状に合わせて形成される管体取付部４１と、この管体取付部４１に連続する片持ち形状の固定部４２とを有する。固定部４２には、ボルト挿通孔（図示せず）が貫通形成される。ワイヤハーネス９は、ボルト挿通孔に挿通されたボルト４４を介して車両床下１１等の固定対象４３に取り付け固定される。ワイヤハーネス９は、固定対象４３に対し取り付け固定されると、経路配索が完了する。

なお、クランプ４０以外の後付け部材としては、クリップやグロメット、プロテクタ等が挙げられるものとする。クランプ４０は車両固定部でもあり、このような車両固定部として機能する部分をストレート部２３に一体に樹脂成型してもよいものとする。

ワイヤハーネス９の両端末には、シールドコネクタ５０がそれぞれ設けられる。一方のシールドコネクタ５０はインバータ側のシールドコネクタであり、他方のシールドコネクタ５０はバッテリ側のシールドコネクタである。シールドコネクタ５０は、本実施例において、コルゲート部２１から引き出された高圧導電路１６に接続固定される。

高圧導電路１６は、二本の高圧回路３２を備えている。高圧回路３２は、ワイヤハーネス９がインバータユニット４とバッテリ５（ジャンクションブロック１２）とを電気的に接続することから、長尺なものに形成される。

高圧回路３２は、導体３５と、この導体３５を被覆する絶縁体３６とで構成される。

導体３５は、銅や銅合金、或いはアルミニウムやアルミニウム合金により製造される。導体３５に関しては、素線を撚り合わせてなる導体構造のものや、断面矩形又は丸形となる棒状の導体構造（例えば平角単心や丸単心となる導体構造であり、この場合、電線自体も棒状となる）のもののいずれであってもよい。以上のような導体３５は、この外面に絶縁性の樹脂材料からなる絶縁体３６が押出成型される。

なお、高圧回路３２として、本実施形態では公知の高圧電線の構成を採用するが、これ限定されるものではない。すなわち、公知のバスバーに絶縁体を設けて高圧回路としたもの等を採用してもよい。

また、二本の高圧回路には、当該二本の高圧回路３２を覆うシールド部材３３と、シールド部材３３の外側に設けられるシース３４とが備えられている。

シールド部材３３は、二本の高圧回路３２を一括して覆う電磁シールド用の部材（電磁波対策用のシールド部材）であって、多数の素線を筒状に編んでなる編組が採用される。シールド部材３３は、二本の高圧回路３２の全長とほぼ同じ長さに形成される。シールド部材３３は、この端部が上記シールドコネクタ５０を介してインバータユニット４（図１参照）のシールドケース等（図示省略）に接続される。

なお、シールド部材３３は、電磁波対策をすることが可能であれば、例えば導電性を有する金属箔や、この金属箔を含む部材を採用してもよいものとする。

シース３４は、絶縁性を有する樹脂材料を所定の厚さでシールド部材３３の外側に押出成型してなるものであり、高圧導電路１６の最外層となる位置に配置される。シース３４は、ワイヤハーネス９の製造においてシールド部材３３が所定長さで露出するように端末加工される。なお、端末加工後の状態としては、例えば外装部材１５よりも若干長い状態になるものとする。また、高圧導電路１６としては、シース３４を設けないものであってもよい。

低圧導電路１７は、例えば一本の低圧回路から構成され、当該低圧回路は、導体３７と、この導体３７を被覆する絶縁体３８とを備えて構成される。低圧導電路１７は、電気的な接続に必要な長さを有して形成される。

図４及び図５に示すように、ワイヤハーネス９は、周方向の全域を覆うように高圧導電路１６及び低圧導電路１７に巻かれたシート部材３０を備えている。このシート部材３０は、高圧導電路１６及び低圧導電路１７と、外装部材１５の内周面２０との間に介在することで、高圧導電路１６及び低圧導電路１７が内周面２０に対して直に接触すること抑制するという機能を担うものである。シート部材３０は、係る機能を達するものであればいかなる材料で実現してもよい。

また、シート部材３０を巻くことで、当該シート部材３０は、外装部材１５内での高圧導電路１６及び低圧導電路１７の動きを防止するという更なる機能を達成することもできる。このような複合的な機能をも考慮した場合、シート部材３０は、例えば柔軟性を備えるシートを用いることができ、一例として、ゴム等のクッション性のある素材から構成されたソフトテープや発泡ウレタンシート等を挙げることができる。また、シート部材３０の厚さは、当該シート部材３０を高圧導電路１６及び低圧導電路１７の周囲に巻き付けた際に、外装部材１５の内周面と高圧導電路１６及び低圧導電路１７との間のクリアランスを埋めるようなものに設定することができる。

ここで、シート部材３０は、外装部材１５の管軸方向の全域にわたって設ける必要はなく、その管軸方向にかけて断続的に配置されていれば足り、例えば、ストレート部２３に対応して配置される。また、シート部材３０は、ストレート部２３について、その管軸方向の全域に配置する必要もなく、適宜の箇所に一つ以上配置されていれば足りる。

シート部材３０は、高圧導電路１６及び低圧導電路１７を一括して覆うこととしているが、高圧導電路１６及び低圧導電路１７のそれぞれに対してシート部材３０を設けてもよい。

次に、ワイヤハーネス９の製造、輸送、及び経路配索について説明をする。

まず、高圧導電路１６及び低圧導電路１７の所定箇所にシート部材３０が巻き付けた上で、当該高圧導電路１６及び低圧導電路１７を外装部材１５に挿通する。その後、高圧導電路１６の両端末にシールドコネクタ５０を設け、これにより、ワイヤハーネス９が製造される。

ワイヤハーネス９の製造後は、第２のコルゲート部２１ｂの部分で折り畳むように撓ませられ、ワイヤハーネス９の全長が短くなるとともに、ワイヤハーネス９は最小限の幅で梱包される。すなわち、ワイヤハーネス９全体はコンパクトな状態で梱包される。そして、このコンパクトな状態のままでワイヤハーネス９は輸送される。

輸送されたワイヤハーネス９は、ハイブリッド自動車１に対する取付工程へと供給される。そして、図２に示すように、ハイブリッド自動車１の車両床下１１の配索経路に沿って、第１のコルゲート部２１ａを必要な角度で撓ませながら、クランプ４０を介して固定対象４３に対し取り付け固定されると、経路配索が完了する。

このように本実施形態において、ワイヤハーネス９は、導電路である高圧導電路１６と、四角形状の管状部材で形成されて高圧導電路１６及び低圧導電路１７を内部に収容する外装部材１５と、周方向の全域を覆うように導電路（高圧導電路１６及び低圧導電路１７）に巻かれてシート部材３０とを有している。

係る構成によれば、シート部材３０により導電路が覆われることで、当該導電路が外装部材１５の内周面２０と直に接することが抑制される。これにより、導電路が外装部材１５と擦れたり、粉塵や砂と擦れたりすることが抑制され、導電路の損傷を抑制することができる。

本実施形態では、導電路としての高圧導電路１６を例示したが、この高圧導電路１６は、上述したようにシース３４を設けなくてもよい構成となっている。この場合、高圧導電路１６では、シールド部材３３が最外層に位置づけられるため、シールド部材３３の損傷は特に避けられることが好ましい。この点、シート部材３０により導電路が覆われることで、その最外層のシールド部材３３が、外装部材１５の内周面２０と直に接することが抑制される。これにより、シールド部材３３が外装部材１５と擦れたり、粉塵や砂と擦れたりすることが抑制され、その損傷を適切に抑制することができる。

また、本実施形態において、シート部材３０は、外装部材１５の管軸方向にかけて断続的に配置されている。

係る構成によれば、シート部材３０を外装部材１５の管軸方向全域に設ける必要がないので、製造コストの増加を抑制することができる。この場合、シート部材３０を断続的に配置することでも、シート部材３０の厚みに起因して、シート部材３０の間に位置する高圧導電路１６を、外装部材１５の内周面２０から浮遊させることができる。これにより、シート部材３０が存在する部位のみならず、これが無い部位であっても、導電路が外装部材１５と擦れたり、粉塵や砂と擦れたりすることが抑制され、導電路の損傷を抑制することができる。

なお、本実施形態では、シート部材３０を、導電路に対して周方向の全域を覆うように設けているが、これらの導電路に対する擦れの影響が顕著となるのは、当然に重力方向に相当する。したがって、シート部材３０は、ハイブリッド車両１への配索状態を基準とした導電路の下面側と、外装部材１５の内周面との間に介在するように設けるものであってもよい。これにより、導電路が外装部材１５の下面側と擦れたり、粉塵や砂と擦れたりするといった事態が抑制され、導電路の損傷を抑制することができる。

以上、本実施形態にかかるワイヤハーネスについて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、外装部材は、コルゲート部とストレート部とをそれぞれ備えるものであるが、シート部材は、ストレート部のみならず、コルゲート部に配置してもよい。また、外装部材は、ストレート部のみからなるものであってもよい。また、ワイヤハーネスの適用は、ハイブリッド自動車のみならず、電気自動車や一般的な自動車であってもよい。また、導電路は、複数本の電線で構成する以外にも、一本の電線のみを備える構成であってもよい。さらに、外装部材は、その断面形状を四角形状として例示したがこれに限定されず、多角形状の他、楕円形や円形といった種々の形状を採用することができる。

１ハイブリッド自動車
２エンジン
３モータユニット
４インバータユニット
５バッテリ
９ワイヤハーネス
１１車両床下
１５外装部材
１６高圧導電路
１７低圧導電路
２１コルゲート部
２３ストレート部
２６凹部
２７凸部
３０シート部材
４０クランプ
４３固定対象
４４ボルト
５０シールドコネクタ

Claims

導電路と、
管状部材で形成され、前記導電路を内部に収容する外装部材と、
配索状態を基準とした前記導電路の下面側と、前記外装部材の内周面との間に介在するシート部材と、を有し、
前記導電路は、
導体と当該導体を被覆する絶縁体とを含む回路と、
前記回路を覆う電磁シールド用の部材と、を有し、
前記シート部材は、周方向の全域を覆うように前記導電路に巻かれており、前記外装部材の内周面と前記導電路との間のクリアランスを埋めるような厚さを有することを特徴とするワイヤハーネス。
前記シート部材は、前記外装部材の管軸方向にかけて断続的に配置されていることを特徴とする請求項１に記載されたワイヤハーネス。