JP6304101B2 - 外装ワイヤーハーネス、及びハーネス付き電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、外装ワイヤーハーネス、及びハーネス付き電気機器に関する。

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、電池集合体と複数の電子部品との間、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、配索が複雑になるという問題があった。このため、ワイヤーハーネスの配索スペースの簡素化、小型化が求められていた。

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、配索スペースが簡素化、小型化された外装ワイヤーハーネス、及びこの外装ワイヤーハーネスが配設されたハーネス付き電気機器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を有しており、前記扁平部は、電気機器の外面の少なくとも一部に沿わせて配設されている。

また、本発明は、外装ワイヤーハーネスが配設されたハーネス付き電気機器であって、前記電気機器は少なくとも１つの外面を有しており、前記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を有しており、前記扁平部は前記電気機器の前記外面の少なくとも一部に沿わせて配設されている。

本発明によれば、外装ワイヤーハーネスの扁平部は、電気機器の外面に沿うように配設されている。これにより、複数の電線を配索する際に、電気機器の外面近傍に広がるスペースを有効に利用できる。すなわち、複数の電線を、電気機器の外面に広げて沿わせた状態で配索できるので、配索スペースを簡素化、小型化することができる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。

前記扁平部の内部において、前記複数の電線は横並びに整列されていることが好ましい。

上記の態様によれば、扁平部内において配線が整列されていることにより、配線を簡素化し、配索スペースを有効に利用することが可能となり、全体として、外装ワイヤーハーネスの配索経路を小型化することができる。

前記電気機器は蓄電素子を備えた蓄電モジュールとしてもよい。

本態様によれば、蓄電モジュールの外面は、外装体によって追われており、この外装体は繊維状の合成樹脂からなるシートからなる。これにより、蓄電モジュールの外面は、外装体によって保温されるので、低温環境時においても、蓄電モジュールの性能が低下することを抑制することができる。

前記電気機器は通電時、又は断電時に音を発する発音部材を有するものとしてもよい。

上記の態様によれば、通電時、又は切断時に発音部材から発せられる音は、外装体のシートによって吸収される。これにより、電気機器の遮音性を向上させることができる。

前記発音部材は機械式リレーとしてもよい。

機械式リレーはコイルを有する。このコイルに電流を流したり、又は電流を切断したりすることにより、コイルの入力端子と出力端子とが接続されたり、又は離間されたりする。入力端子と出力端子とが接続される際には、入力端子と出力端子は衝突することにより、音が発生する場合がある。一方、入力端子と出力端子とが離間する際にも、入力端子及び出力端子の少なくとも一方が、機械式リレーの構成部品（ばね、コイル等）と衝突して音を発する場合がある。

本態様によれば、外装ワイヤーハーネスは、電気機器の外面に配設されているので、機械式リレーから発生する音は、外装ワイヤーハーネスの外装体によって吸収されるようになっている。

本発明によれば、配索スペースが簡素化、小型化された外装ワイヤーハーネス、及びこの外装ワイヤーハーネスが配設されたハーネス付き電気機器を提供することができる。

実施形態１に係る蓄電モジュールを示す正面図 蓄電モジュールを示す平面図 シートに電線が載置された状態を示す斜視図 シートに電線が載置された状態を示す正面図 シートが折り返し部から折り返された状態を示す正面図 外装ワイヤーハーネスを示す斜視図 実施形態２に係る電気接続箱を示す平面図 電気接続箱を示す断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１ないし図６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蓄電モジュール２０（電気機器の一例）と、この蓄電モジュール２０に含まれる複数の蓄電素子２１の電圧等を管理、制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）との間の配線に用いられる。外装ワイヤーハーネス１０が蓄電モジュール２０に配設されることにより、ハーネス付き蓄電モジュール３０（ハーネス付き電気機器の一例）が形成される。

（蓄電モジュール２０）
図１に示すように、蓄電モジュール２０は、全体として直方体形状をなしており、一方向に複数の蓄電素子２１が並べられてなる。蓄電素子２１は扁平な直方体形状をなしている。蓄電素子２１の上面には、上方に突出する一対の電極端子２２が設けられている。隣り合う蓄電素子２１は、互いに異なる極性の電極端子２２が並ぶように配されている。隣り合って配された電極端子２２同士は、図示しない金属製の接続部材によって電気的に接続される。これにより、複数の蓄電素子２１は直列に接続されている。

蓄電素子２１としては、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、鉛蓄電池等の二次電池でもよく、また、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタでもよい。

図２に示すように、蓄電モジュール２０の側面のうち、複数の蓄電素子２１の側面２４が並んで配された側面２３（外面の一例）には、この側面２３に沿うように、外装ワイヤーハーネス１０が配設されている。外装ワイヤーハーネス１０は、複数の蓄電素子２１の側面２４に接触するようになっている。

（外装ワイヤーハーネス１０）
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、蓄電モジュール２０の性能を維持するために必要とされる温度よりも高い温度に、各蓄電素子２１の温度を維持するために必要な厚さ寸法に設定されている。この厚みは、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扁平形状をなす扁平部１５を有する。扁平部１５は、加熱されることにより硬化されていてもよく、また、加熱された場合であっても、屈曲可能な程度な軟らかさを有する半硬化状態になっていてもよく、また、加熱されないことにより、自在に曲がるようになっていてもよい。

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の内部において、複数の電線１１は横並びに整列されている。換言すると、複数の電線１１は、各電線１１の延びる方向と交差する方向に並べられている。

外装ワイヤーハーネス１０の電線１１は、蓄電モジュール２０の電極端子２２と電気的に接続されていてもよいし、また、蓄電モジュール２０とは異なる電気機器と電気的に接続されていてもよい。

本実施形態においては、外装ワイヤーハーネス１０は、蓄電モジュール２０の一つの側面２３において、この側面２３の全面を覆うようになっている。上記したように、この側面２３には、複数の蓄電素子２１の側面２４が並んで配されている。これにより、外装ワイヤーハーネス１０は、複数の蓄電素子２１のそれぞれの側面２４の全面を覆うように配設されている。

蓄電モジュール２０と、外装ワイヤーハーネス１０とは、ねじ止め、接着、リベット、クリップ等の公知の手法により、固定されている。

（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と、これを用いた蓄電モジュール２０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。

（外装ワイヤーハーネス１０）
図３〜図６に、扁平部１５の製造工程の一例を示す。まず、図３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３における矢線Ａ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３における矢線Ｂ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４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５において矢線Ｃ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６参照）。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行ってもよい。

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。この場合、加熱温度、加熱時間等を調節することにより、半硬化状態とする。半硬化状態とは、曲がることが可能な程度の硬度を、扁平部１５が有することをいう。

（蓄電モジュール２０）
複数の蓄電素子２１を、隣り合う電極端子２２の極性が異なるようにして一方向に並べる。続いて、蓄電素子２１の電極端子２２同士を接続部材によって電気的に接続する。

続いて、蓄電モジュール２０の側面２３に、外装ワイヤーハーネス１０の扁平部１５が沿うように配設し、ねじ止め等の公知の手法により、蓄電モジュール２０と外装ワイヤーハーネス１０とを固定する。本実施形態では、蓄電モジュール２０の側面２３の全面を覆うようにして、扁平部１５が配設されている。

（本実施形態の作用、効果）
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態に係る外装ワイヤーハーネス１０は、複数の電線１１と、複数の電線１１の外周を、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と、を備え、外装体１２は、断面形状が扁平形状をなす扁平部１５を有しており、扁平部１５は、電気機器の側面２３の少なくとも一部に沿わせて配設されている。

また、本実施形態に係るハーネス付き蓄電モジュール３０は、蓄電モジュール２０に外装ワイヤーハーネス１０が配設されたものである。蓄電モジュール２０は少なくとも１つの側面２３を有しており、外装ワイヤーハーネス１０は、複数の電線１１と、複数の電線１１の外周を、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と、を備え、外装体１２は、断面形状が扁平形状をなす扁平部１５を有しており、扁平部１５は蓄電モジュール２０の側面２３の少なくとも一部に沿わせて配設されている。

本実施形態によれば、外装ワイヤーハーネス１０の扁平部１５は、蓄電モジュール２０の側面２３に沿うように配設されている。これにより、複数の電線１１を配索する際に、蓄電モジュール２０の側面２３の表面の近傍に広がるスペースを有効に利用できる。すなわち、複数の電線１１を、蓄電モジュール２０の側面２３の表面に広げて沿わせた状態で配索できるので、配索スペースを小型化することができる。

また、本実施形態によれば、扁平部１５の内部において、複数の電線１１は横並びに整列されているので、配線を簡素化することが可能となり、配索スペースを有効に利用できる。

また、本実施形態によれば、蓄電モジュール２０の側面２３は、外装体１２によって追われており、この外装体１２は繊維状の合成樹脂からなるシート１３からなる。これにより、蓄電モジュール２０の側面２３は、外装体１２によって保温されるので、低温環境時においても、蓄電モジュール２０の性能が低下することを抑制することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を、図７ないし図８を参照しつつ説明する。図７に示すように、本実施形態に係る外装ワイヤーハーネス４０は、電気接続箱５０（電気機器の一例）の側面５１に沿うように配設されている。外装ワイヤーハーネス４０が電気接続箱５０に配設されることにより、ハーネス付き電気接続箱６０（ハーネス付き電気機器の一例）が形成される。電気接続箱５０は、図示しない電池パック内に配されて、複数の蓄電素子２１を備えた蓄電モジュール２０と電気的に接続されており、蓄電モジュール２０の通電及び断電を行う。

図８に示すように、電気接続箱５０は、ケース５２内に回路基板５６を収容してなる。ケース５２は、開口部を有するロアケース５３と、ロアケース５３の開口部の形状に倣った形状をなして、ロアケース５３の開口部５５を塞ぐアッパーケース５４と、を備える。ロアケース５３とアッパーケース５４とは、ねじ止め、ロック部と被ロック部との間の弾性的な係合等、公知の手法により組み付けられている。

回路基板５６には公知のプリント配線技術により図示しない導電路が形成されている。この導電路に機械式リレー５７（発音部材の一例）がはんだ付け等の公知の手法により電気的に接続されている。

機械式リレー５７は図示しないコイルを有する。このコイルに電流を流したり、又は電流を切断したりすることにより、入力端子（図示せず）と出力端子（図示せず）とが接続されたり、又は離間されたりする。入力端子と出力端子とが接続される際には、入力端子と出力端子は衝突することにより、音が発生する場合がある。一方、入力端子と出力端子とが離間する際にも、入力端子及び出力端子の少なくとも一方が、機械式リレー５７の構成部品（ばね、コイル等）と衝突して音を発する場合がある。

外装ワイヤーハーネス４０は、ケース５２の側面５１のうち、機械式リレー５７に比較的に近い側面５１に配設されている。これにより、機械式リレー５７から発生する音は、外装ワイヤーハーネス４０の外装体４２によって吸収されるようになっている。

外装体４２のシート４３の厚さは、機械式リレー５７における入力端子と出力端子との衝突音等を、ユーザが不快に感じない程度に抑制できる程度の厚みとされる。

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）実施形態１においては、蓄電素子２１は直列に接続される構成としたが、これに限られず、並列に接続されてもよく、また、複数の蓄電素子２１が、一部は直列に接続され、他の部分は並列に接続される構成としてもよい。

（２）実施形態１においては、外装ワイヤーハーネス１０は、蓄電モジュール２０の１つの外面に配設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、蓄電モジュール２０の２つ、３つ、又は４つの外面に配設される構成としてもよい。また、蓄電モジュール２０の形状によっては、５つ以上の外面に配設される構成としてもよい。

（３）実施形態２においては、外装ワイヤーハーネス４０は電気接続箱５０の側面５１に配設される構成としたが、これに限られず、例えば、ブロワー、モーター等、通電時に音を発する任意の電気機器の側面に配設することができる。

（４）実施形態２においては、外装ワイヤーハーネス４０は、電気接続箱５０の１つの外面に配設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４０は、電気接続箱５０の２つ、３つ、又は４つの外面に配設される構成としてもよい。また、電気接続箱５０の形状によっては、５つ以上の外面に配設される構成としてもよい。

（５）本実施形態においては、外装ワイヤーハーネスの形状として、扁平部１５の形状のみが記載されていたが、これに限られず、外装ワイヤーハーネスは、断面形状が三角形状、五角形状等の多角形状、又は、円形状、楕円形状、長円形状等、必要に応じて任意の形状を有する部分を備えていてもよい。

（６）本実施形態においては、外装ワイヤーハーネスは、電気機器の一つの側面の全面を覆う構成としたが、これに限られず、外装ワイヤーハーネスは、電気機器の一つの側面の一部を覆う構成としてもよい。

１０，４０：外装ワイヤーハーネス
１１：電線
１２，４２：外装体
１３，４３：シート
１５：扁平部
２０：蓄電モジュール
２３，５１：側面
３０：ハーネス付き蓄電モジュール
５０：電気接続箱
５７：機械式リレー
６０：ハーネス付き電気接続箱

Claims (4)

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、
   前記シートは、前記電線の延びる方向である長手方向と交差する方向について中央付近の位置に、前記長手方向に沿って延びる折り返し部を有し、
   前記複数の電線は、前記折り返し部で折り返された前記シートによって挟まれて包囲された状態とされており、
   前記外装体は、断面形状が扁平形状をなす扁平部を有しており、
   前記扁平部は、複数の蓄電素子の側面が並んで配されている蓄電モジュールの一つの側面において、前記一つの側面の全面を覆うように配設されている外装ワイヤーハーネス。
2. 前記扁平部の内部において、前記複数の電線は横並びに整列されている請求項１に記載の外装ワイヤーハーネス。
3. 外装ワイヤーハーネスが電気機器に配設されたハーネス付き電気機器であって
   前記電気機器は、複数の複数の蓄電素子を備えた蓄電モジュールであり、
   前記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、
   前記シートは、前記電線の延びる方向である長手方向と交差する方向について中央付近の位置に、前記長手方向に沿って延びる折り返し部を有し、
   前記複数の電線は、前記折り返し部で折り返された前記シートによって挟まれて包囲された状態とされており、
   前記外装体は、断面形状が扁平形状をなす扁平部を有しており、
   前記扁平部は、前記複数の蓄電素子の側面が並んで配されている蓄電モジュールの一つの側面において、前記一つの側面の全面を覆うように配設されているハーネス付き電気機器。
4. 前記扁平部の内部において、前記複数の電線は横並びに整列されている請求項３に記載のハーネス付き電気機器。

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