JP6715177B2

JP6715177B2 - ワイヤハーネス

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Publication number: JP6715177B2
Application number: JP2016240028A
Authority: JP
Inventors: 英臣足立; 小久江　健; 健小久江; 正秀鶴; 博之吉田; 健太柳澤; 俊宏長嶋; 山田　哲生; 哲生山田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2020-07-01
Anticipated expiration: 2036-12-12
Also published as: US20180162297A1; CN108248530A; DE102017222428A1; JP2018097992A; US10369941B2; CN108248530B

Description

本発明は、自動車に配索されるワイヤハーネスに関し、詳しくは、高圧導電路を含む少なくとも二種の導電路と、これらの導電路を一括して収容保護する管体形状の外装部材とを備えるワイヤハーネスに関する。

近年、エコカーとしてハイブリッド自動車や電気自動車等が注目されている。また、その普及率が高まってきている。ハイブリッド自動車や電気自動車は、動力源としてモータを搭載しており、このモータを駆動するためには、例えばバッテリーとインバータ間を高圧の（高電圧の）ワイヤハーネスによって電気的に接続する必要がある。高圧のワイヤハーネスは、高圧導電路である高圧電線と、この高圧電線を収容する外装部材とを備えて構成される。

高圧のワイヤハーネスに関しては、数多くの提案がなされている。その一例としては、下記特許文献１に開示されたワイヤハーネスが挙げられる。

特開２００４−２２４１５６号公報

ところで、上記従来技術にあっては、ハイブリッド自動車や電気自動車が例えば縁石に乗り上げた場合や、走行路面側からの異物衝突があった場合に、ワイヤハーネスを構成する外装部材が破損し、この時、高圧電線が切断されたりするという虞を有する。仮に、高圧電線が切断されて、これにより剥き出しになった導体が導電性を有する部材や機器、車体フレーム等に触れた場合を考えると、大きな電流が流れて非常に危険であるということが分かる。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、安全性の確保と信頼性の向上とを図ることが可能なワイヤハーネスの提供を課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の本発明のワイヤハーネスは、保護の優先度が高い第一導電路と、保護の優先度が前記第一導電路よりも低い第二導電路と、これら前記第一導電路及び前記第二導電路を一括して収容保護する管体形状の外装部材と、を備え、
該外装部材は、
天井壁と、底壁と、一対の側壁と、前記天井壁と前記一対の側壁それぞれとを繋ぐとともに前記底壁と前記一対の側壁それぞれとを繋ぐ四つの連続部と、を有し、且つ、管長手方向の所定範囲において前記第一導電路の配置を前記第二導電路よりも走行路面から離れた側に規制しておける形状に形成され、
前記第一導電路の配置を前記第二導電路よりも前記走行路面から離れた側に規制しておける形状とは、
前記底壁が前記走行路面側に配置され、且つ、前記外装部材の内側において前記第二導電路が前記底壁側に配置されるとともに前記第一導電路が前記第二導電路の上に積み上がるように配置される形状であり、且つ、前記第一導電路が前記底壁側に下がらないような形状であり、
さらに、前記外装部材は、
前記天井壁の断面形状が上に凸の略円弧状に形成され、且つ、前記底壁の断面形状が下に凸の略円弧状に形成されるとともに該底壁の断面形状の曲率半径が前記天井壁の断面形状の曲率半径に比べて小さくなるように形成され、且つ、前記一対の側壁が前記天井壁から前記底壁に向かうにしたがって前記一対の側壁間の間隔が狭まるように形成され、且つ、前記各連続部の断面形状がラウンド形状に形成されることを特徴とする。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、当該ワイヤハーネスは、前記外装部材における前記所定範囲に対応する部分が車両床下での配索長さに合わせて形成されることを特徴とする。

以上のような特徴を有する本発明によれば、車両が例えば縁石に乗り上げた場合や、走行路面側からの異物衝突があった場合に、ワイヤハーネスを構成する外装部材が仮に破損したとしても、保護の優先度が低い第二導電路（低圧導電路）が、保護の優先度が高い第一導電路（高圧導電路）よりも先に影響を受けるだけである。第二導電路は、恰も第一導電路の盾となり、第二導電路が例えば衝撃を受けた際には、この力が第二導電路により吸収・分散されるようになる。第二導電路が仮に切断されたとしても、第一導電路の損傷が回避されていれば走行が可能であるのは勿論のこと、大きな電流が導電性を有する部材や車体フレーム等に流れることはないため、安全性が確保される。

本発明は、第一導電路の配置を第二導電路よりも走行路面から離れた側に規制しておくため、外装部材の形状に特徴を持たせている。このようにしたことから、断線防止用の専用部材を必要としない構造になる。また、上記専用部材を必要としないことから、従来のワイヤハーネスと比べ、工数、重量、コストを据え置いたまま提供できる構造になる。

請求項１に記載された本発明によれば、安全性の確保と信頼性の向上とを図ることができるという効果を奏する。また、請求項２に記載された本発明によれば、車両床下での安全性の確保と信頼性の向上とを図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配索状態を示す模式図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。下方から異物が衝突した状態を示す模式図である。比較例を示す模式図である。

ワイヤハーネスは、管体形状の外装部材と、この外装部材に一括して収容保護される第一導電路及び第二導電路とを備えて構成される。第一導電路は、保護の優先度が高い高圧導電路であり、第二導電路は、保護の優先度が第一導電路よりも低い低圧導電路である。外装部材は、管長手方向の所定範囲において、具体的には車両床下を含む範囲において、第一導電路の配置を第二導電路よりも走行路面から離れた側に規制しておける形状に形成される。このような外装部材を備えることから、車両床下における導電路の配置は、第一導電路が上に配置され、第二導電路が下に配置される。

以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本発明のワイヤハーネスの配索状態を示す模式図である。また、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は下方から異物が衝突した状態を示す模式図である。また、図４は比較例を示す模式図である。

本実施例においては、ハイブリッド自動車（電気自動車やエンジンで走行する一般的な自動車等であってもよいものとする）に配索されるワイヤハーネスに対し本発明を採用する。

＜ハイブリッド自動車１の構成について＞
図１において、引用符号１はハイブリッド自動車を示す。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の二つの動力をミックスして駆動する車両であって、モータユニット３にはインバータユニット４を介してバッテリー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、本実施例において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、バッテリー５は、後輪等がある自動車後部７に搭載される（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ものとする）。

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（高電圧用のモーターケーブル）により接続される。また、バッテリー５とインバータユニット４もワイヤハーネス９の高圧導電路２０（図２参照）により接続される。ワイヤハーネス９は、この中間部１０が車両における（車体における）車両床下１１に配索される。また、中間部１０は、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（車体）であるとともに所謂パネル部材であって、所定位置には貫通孔が形成される。この貫通孔には、ワイヤハーネス９が水密に挿通される。

本発明のワイヤハーネス９は、この構成に後述する高圧導電路２０（図２参照）を含む。ワイヤハーネス９の高圧導電路２０とバッテリー５は、バッテリー５に設けられた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の後端側のハーネス端末１３に配設されたシールドコネクタ１４等の外部接続手段が電気的に接続される。また、ワイヤハーネス９の高圧導電路２０とインバータユニット４は、前端側のハーネス端末１３に配設されたシールドコネクタ１４等の外部接続手段を介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含んで構成される。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んで構成される。モータユニット３は、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る。また、インバータユニット４も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る。バッテリー５は、Ｎｉ−ＭＨ系やＬｉ−ｉｏｎ系のものであって、モジュール化することによりなる。尚、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。バッテリー５は、ハイブリッド自動車１や電気自動車に使用可能であれば特に限定されないのは勿論である。

ワイヤハーネス９は、この構成に後述する低圧導電路２１（図２参照）を更に含む。低圧導電路２１は、ハイブリッド自動車１における自動車後部７の低圧バッテリー１５と、自動車前部１６に搭載された補器１７（機器）とを電気的に接続するために備えられる。ワイヤハーネス９の低圧導電路２１は、後述する高圧導電路２０（図２参照）と同様に、車両床下１１を通って配索される。

尚、ワイヤハーネス９における引用符号１８はハーネス本体を示す。また、引用符号１９は分岐線を示す。

＜ワイヤハーネス９の構成について＞
図１において、車両床下１１を通って配索される長尺なワイヤハーネス９は、ハーネス本体１８と、このハーネス本体１８の両端末（ハーネス端末１３）にそれぞれ配設されるシールドコネクタ１４（外部接続手段）と、ハーネス本体１８の前側及び後側からそれぞれ分岐される分岐線１９と、これら分岐線１９用の外部接続手段（符号省略）と、図示しないクランプやグロメット等の後付け部材とを備えて構成される。

＜ハーネス本体１８の構成について＞
図２において、ハーネス本体１８は、二本の長尺な高圧導電路２０（第一導電路）と、一本（又は一束）の低圧導電路２１（第二導電路）と、これら二本の高圧導電路２０及び一本の低圧導電路２１を一括して収容・保護する外装部材２２とを備えて構成される。

＜高圧導電路２０について＞
図２において、高圧導電路２０は、大きな電流が流れる断面円形状の導電路であって、安全性の面から切断等を生じさせないようにするため、保護の優先度が最も高く設定される。このような高圧導電路２０は、特許請求の範囲に記載された第一導電路に相当する。高圧導電路２０は、導電性の導体と、この導体を被覆する絶縁性の絶縁体と、シールド機能を発揮させるための編組（シールド部材）とを備えて構成される。すなわち、高圧導電路２０は、シースの存在しないものが採用される（一例であるものとする）。高圧導電路２０は、これにシースが存在しないことから、その分、軽量になるのは勿論である（高圧導電路２０は長尺であることから、従来例に比べ大幅に軽量化を図ることができるのは勿論である）。

＜導体について＞
特に図示しないが、高圧導電路２０の導体は、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断面円形に形成される。導体に関しては、素線を撚り合わせてなる導体構造のものや、断面円形（丸形）になる棒状の導体構造（例えば丸単心となる導体構造であり、この場合、導電路自体も棒状となる）のもののいずれであってもよいものとする。以上のような導体は、この外面に絶縁性の樹脂材料からなる絶縁体が押出成形される。

＜絶縁体について＞
特に図示しないが、上述の絶縁体は、熱可塑性樹脂材料を用いて導体の外周面に押出成形される。絶縁体は、断面円形状の被覆として形成される。絶縁体は、所定の厚みを有して形成される。上記熱可塑性樹脂としては、公知の様々な種類のものが使用可能であり、例えばポリ塩化ビニル樹脂やポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの高分子材料から適宜選択される。

＜編組について＞
特に図示しないが、上述の編組は、高圧導電路２０の最外層として設けられる。このような編組は、導電性を有する極細の素線を編んで筒状に形成される。また、編組は、絶縁体の一端から他端にかけて外周面全体を覆うような形状及びサイズに形成される。尚、編組に限らず金属箔等をシールド部材として用いてもよいものとする。

＜低圧導電路２１について＞
図２において、低圧導電路２１は、保護の優先度が高圧導電路２０よりも低くなる断面円形の導電路であって、本実施例においては一般的な低電圧用の電線が採用される。このような低圧導電路２１は、特許請求の範囲に記載された第二導電路に相当する。低圧導電路２１は、導電性の導体と、この導体を被覆する絶縁性の絶縁体とを備えて構成される。尚、図２においては低圧導電路２１の直径が高圧導電路２０の直径とほぼ同じに示されているが、これは一例であるものとする。

＜外装部材２２について＞
図２において、外装部材２２は、上述の如く、二本の高圧導電路２０及び一本の低圧導電路２１を一括して収容・保護するための部材であって、本実施例においては、樹脂成形により管体形状に形成される（樹脂材料を用いての樹脂成形に限らず、例えば金属材料の引き抜きによる形成であってもよいものとする。この場合は金属製になる）。このような外装部材２２は、腹割きなしの形状に形成される（別な言い方をすれば、スリットのない形状に形成される（割チューブでない形状に形成される））。また、腹割きなしの形状であることから、二本の高圧導電路２０及び一本の低圧導電路２１が挿通されるような内部空間を有する図示の形状に形成される。内部空間は、二本の高圧導電路２０及び一本の低圧導電路２１が挿通・収容された後に、これらが大きくバタつかない程度の空間として形成される。本実施例の外装部材２２は、ストレート管部２３と、このストレート管部２３に連続する可撓管部（符号省略）とを有するように形成される。

＜ストレート管部２３について＞
図２において、ストレート管部２３は、二本の高圧導電路２０及び一本の低圧導電路２１をストレートに配索する部分として形成される。ストレート管部２３は、少なくともワイヤハーネス９を（ハーネス本体１８を）車両床下１１に配索する部分に採用される。尚、エンジンルーム６側などにもストレート管部２３を採用してもよいものとする。

＜特徴的な形状について＞
ストレート管部２３は、車両床下１１での配索長さに合わせて形成される。また、ストレート管部２３は、この形状に特徴を有するように形成される（本発明の特徴になる形状に形成される）。具体的には、車両床下１１に配索される部分において、二本の高圧導電路２０の配置を一本の低圧導電路２１よりも走行路面２４から離れた側に規制しておける形状に形成される。別な言い方をすれば、ストレート管部２３は、車両床下１１における導電路の配置が、二本の高圧導電路２０が上、一本の低圧導電路２１が下になるような形状に形成される。

本実施例のストレート管部２３は、天井壁２５と、底壁２６と、左壁２７と、右壁２８と、これらを繋ぐ四つの連続部２９とを有する図示形状に形成される。以下、断面形状を見ながらこれらについて説明をする。天井壁２５は、曲率半径が比較的大きく上に凸の略円弧状の壁に形成される。このような天井壁２５は、車両床下１１の側に配置される。底壁２６は、曲率半径が小さな下に凸の略円弧状の壁に形成される。このような底壁２６は、走行路面２４の側に配置される。左壁２７と右壁２８は、底壁２６に向けて間隔が狭まるような壁に形成される。四つの連続部２９は、Ｒ形状（ラウンド形状）に形成される。これら天井壁２５〜四つの連続部２９は、管軸方向にのびるように形成される。

ストレート管部２３は、この内側において、一本の低圧導電路２１が底壁２６の円弧部分に収まり、また、二本の高圧導電路２０が一本の低圧導電路２１の上に積み上がるような形状部分に形成される。さらに、二本の高圧導電路２０が底壁２６の側に下がらないような形状部分にも形成される。二本の高圧導電路２０は、常に一本の低圧導電路２１よりも走行路面２４から離れた位置に配置される。尚、このような配置にすることができるストレート管部２３の部分を、以下では「導電路配置規制部３０」と呼ぶことにする。

＜本発明の作用について＞
図３において、ハーネス本体１８は、ストレート管部２３に形成された導電路配置規制部３０により、二本の高圧導電路２０及び一本の低圧導電路２１が図示の如く上下に配置された状態になる。例えば、ハイブリッド自動車１（図１参照）が縁石に乗り上げた場合や、走行路面２４側から異物衝突３１があった場合に、導電路配置規制部３０の底壁２６に仮に破損が生じたとしても、保護の優先度が低い低圧導電路２１が高圧導電路２０よりも先に影響を受けるだけである。低圧導電路２１は、保護の優先度が高い高圧導電路２０の恰も盾となり、低圧導電路２１が異物衝突３１によって衝撃を受けた際には、この力が低圧導電路２１にて吸収・分散されるようになる。尚、低圧導電路２１が仮に切断されたとしても、高圧導電路２０の損傷が回避されていれば走行が可能であるのは勿論のこと、大きな電流が導電性を有する部材や車体フレーム等に流れることはないため、安全性が確保される。

尚、図４の比較例に示す如く、外装部材３２（比較例としての外装部材３２）が断面円形の管体形状に形成され、また、このような外装部材３２に二本の高圧導電路２０が下、一本の低圧導電路２１が上に収容・配置されたとすると（従来と同じ形状及び配置とすると）、走行路面２４（図３参照）側から異物衝突３１があった場合には、二本の高圧導電路２０が損傷・破断し易いことが分かる。従って、図２に示す如くの導電路配置規制部３０の形成と、二本の高圧導電路２０及び一本の低圧導電路２１の配置状態とが有効であることが分かる。別な言い方をすれば、本発明が有効であることが分かる。

＜本発明の効果について＞
以上、図１ないし図４までを参照しながら説明してきたように、本発明によれば、安全性の確保と信頼性の向上とを図ることができるという効果を奏する。

この他、本発明は、二本の高圧導電路２０の配置を一本の低圧導電路２１よりも走行路面２４から離れた側に規制しておくため、外装部材２２に導電路配置規制部３０を形成することから、断線防止用の専用部材を必要としない構造になる。従って、従来のワイヤハーネスと比べ、工数、重量、コストを据え置いたままワイヤハーネス９を提供することができるという効果も奏する。

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。

以上の説明では、二本の高圧導電路２０及び一本の低圧導電路２１を採用していたが、例えば三本横並びの高圧導電路（高圧シールド電線）及び二本の低圧導電路（低圧電線）を採用し、これらの配置を上下に規制するような形状に外装部材を形成してもよいものとする。また、高圧導電路（第一導電路）は、公知のバスバーに被覆及びシールド部材を設けたもの等であってもよいものとする。

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…バッテリー、６…エンジンルーム、７…自動車後部、８、９…ワイヤハーネス、１０…中間部、１１…車両床下、１２…ジャンクションブロック、１３…ハーネス端末、１４…シールドコネクタ、１５…低圧バッテリー、１６…自動車前部、１７…補器、１８…ハーネス本体、１９…分岐線、２０…高圧導電路（第一導電路）、２１…低圧導電路（第二導電路）、２２…外装部材、２３…ストレート管部、２４…走行路面、２５…天井壁、２６…底壁、２７…左壁、２８…右壁、２９…連続部、３０…導電路配置規制部、３１…異物衝突、３２…比較例としての外装部材

Claims

保護の優先度が高い第一導電路と、保護の優先度が前記第一導電路よりも低い第二導電路と、これら前記第一導電路及び前記第二導電路を一括して収容保護する管体形状の外装部材と、を備え、
該外装部材は、
天井壁と、底壁と、一対の側壁と、前記天井壁と前記一対の側壁それぞれとを繋ぐとともに前記底壁と前記一対の側壁それぞれとを繋ぐ四つの連続部と、を有し、且つ、管長手方向の所定範囲において前記第一導電路の配置を前記第二導電路よりも走行路面から離れた側に規制しておける形状に形成され、
前記第一導電路の配置を前記第二導電路よりも前記走行路面から離れた側に規制しておける形状とは、
前記底壁が前記走行路面側に配置され、且つ、前記外装部材の内側において前記第二導電路が前記底壁側に配置されるとともに前記第一導電路が前記第二導電路の上に積み上がるように配置される形状であり、且つ、前記第一導電路が前記底壁側に下がらないような形状であり、
さらに、前記外装部材は、
前記天井壁の断面形状が上に凸の略円弧状に形成され、且つ、前記底壁の断面形状が下に凸の略円弧状に形成されるとともに該底壁の断面形状の曲率半径が前記天井壁の断面形状の曲率半径に比べて小さくなるように形成され、且つ、前記一対の側壁が前記天井壁から前記底壁に向かうにしたがって前記一対の側壁間の間隔が狭まるように形成され、且つ、前記各連続部の断面形状がラウンド形状に形成される
ことを特徴とするワイヤハーネス。
請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、
当該ワイヤハーネスは、前記外装部材における前記所定範囲に対応する部分が車両床下での配索長さに合わせて形成される
ことを特徴とするワイヤハーネス。