JP6724763B2 - ワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤハーネスに関する。

従来、ハイブリッド車両等において高圧バッテリとインバータ等とを接続する高電圧のワイヤハーネスが知られている。このワイヤハーネスは、大部分が車両の床下に配索されるようになっており、例えば下記特許文献１に記載のように、高圧電線を金属製のパイプ内に挿通することで、飛び石等から保護する技術が知られている。加えて、高圧電線を金属製のパイプ内に挿通することにより、高圧電線から発生する電磁ノイズを遮蔽することができるとともに、車両の配索経路に沿うように曲げ加工されたパイプによって、ワイヤハーネスの形状を維持することができる。

ところで、車体の床下に低圧電線を配索する場合に、上記のようなパイプ内に高圧電線とともに低圧電線を挿通することがある。このような場合には、低圧電線が高圧電線の電磁ノイズの影響を受けないようにシールド電線を使用する必要がある。

特開２００４−１７１９５２号公報

しかしながら、シールド電線は高価であり、またシールド機能を持たない通常の電線に比べて重く、径寸法も大きい。このため、低圧電線全体においてコストや重量が増すとともにパイプの大径化を招く等の問題がある。

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、シールド電線を使用することなく、低圧電線と高圧電線とを備えることが可能なワイヤハーネスを提供することを目的とする。

本発明のワイヤハーネスは、シールド性及び形状保持性を有するパイプに挿通されている高圧電線と、前記パイプに並走され、導電性及び形状保持性を有する形状保持導体が絶縁部材によって包囲されている低圧電線と、を備えているものである。

本発明によれば、低圧電線がパイプの外側に配されているので、低圧電線が高圧電線の電磁ノイズの影響を受けないから、シールド電線を使用することなく、高圧電線と低圧電線とを備えることができる。

本実施例におけるワイヤハーネスを示す斜視図 低圧電線と可撓電線との接続部を拡大して示す断面図 ワイヤハーネスを車体に固定した状態を概略的に示す概略図 ワイヤハーネスを車体に固定した状態において地面との位置関係を示す断面図であって、図３のＡ−Ａ位置における断面に相当する断面図 車体の被固定部に係止爪が係止した状態のクランプを示す斜視図 車体の被固定部に係止爪が係止した状態のクランプを示す断面図 クランプを示す平面図 クランプを示す底面図

本発明の好ましい形態を以下に示す。
本発明のワイヤハーネスは、車体に固定されたときに車両の床下に配される部分は、前記パイプの下端が前記低圧電線の下端よりも相対的に低い位置に配されるようになっているものとしてもよい。このような構成によれば、パイプが先に地面に当たることにより、低圧電線が地面に当たることを防ぐことができるので、低圧電線を保護することができる。

また、本発明のワイヤハーネスは、前記パイプ及び前記低圧電線を保持して車体に固定されるクランプを有し、前記クランプが、前記車体に突設された被固定部に係止可能な係止爪を備えているものとしてもよい。このような構成によれば、係止爪が被固定部に係止することによりクランプが車体に固定されるから、例えばボルト及びナットのような締結部材を使用することなく、クランプを車体に固定することができる。

＜実施例＞
以下、本発明を具体化した一実施例について、図１〜図８を参照しつつ詳細に説明する。
本実施例におけるワイヤハーネスＷは、電気自動車あるいはハイブリッド車に搭載されるものである。このワイヤハーネスＷは、高圧回路を構成する高圧電線１０と、低圧回路を構成する低圧電線２０とを備えている。高圧電線１０は、車両の前部に搭載された機器（モータ・インバータ等）Ｍ１と車両の後部に搭載された機器（高圧バッテリ）Ｍ２とを接続し、低圧電線２０は、車両の前部に搭載された機器（ヒューズボックス等）Ｍ３と車両の後部に搭載された機器（例えば１２Ｖバッテリ等の低圧バッテリ）Ｍ４とを接続する。ワイヤハーネスＷの大部分は車両の床下に配索される（図３参照）。

高圧電線１０は、図４に示すように、可撓性を有する導体（例えば複数の金属素線を撚り合わせてなる撚線導体）１０Ａを絶縁被覆１０Ｂで覆った、シールド機能を持たない通常の電線である。高圧電線１０は、高電圧・大電流に対応可能とされている。高圧電線１０の端部には図示しない端子金具が接続され、端子金具は、機器に接続可能なコネクタＣの内部に収容されている。

高圧電線１０は、シールド性及び形状保持性を有するパイプ１１に挿通されている。パイプ１１は、金属製（例えば銅あるいは銅合金、またアルミニウムあるいはアルミニウム合金）の長尺な管体とされている。パイプ１１は、断面真円形状をなし、複数（本実施例では２本）の高圧電線１０が一括して挿通されている。パイプ１１の径寸法は、従来のように、内部に高圧電線及び低圧電線（シールド電線）を一括して挿通する場合に比して小さい寸法となっている。パイプ１１は、ベンダー機によって所定の形状に曲げ加工されている。

パイプ１１の端部には、シールド性及び可撓性を有するシールド部材１２が導通可能に接続されている。シールド部材１２は、金属細線を筒状に編み込んだ編組部材や金属テープ等である。シールド部材１２の一端はパイプ１１に固着され、他端はコネクタＣに接続されている。パイプ１１及びシールド部材１２によって、高圧電線１０の全長が覆われることにより、高圧電線１０から発生する電磁ノイズが遮蔽されている。

低圧電線２０は、導電性及び形状保持性を有する形状保持導体２１が絶縁部材２２によって包囲されているものである。形状保持導体２１は、金属製（例えば銅あるいは銅合金、またアルミニウムあるいはアルミニウム合金）のパイプや中実な棒状部材（単芯導体）等である。形状保持導体２１は、断面円形状をなした長尺の部材であり、パイプ１１と同等の長さ寸法を有している。形状保持導体２１の外径寸法はパイプ１１の外径寸法より小さいものとされている。

絶縁部材２２は、形状保持導体２１を絶縁・保護するものである。絶縁部材２２は、内部に形状保持導体２１が挿通される中空部２３を有した長尺な筒状をなし、形状保持導体２１と同等の長さ寸法を有している。絶縁部材２２は、例えば押出成形によって成形された絶縁チューブや収縮チューブ等とされている。絶縁部材２２は、合成樹脂製（例えばポリプロピレンやポリアミド等）であって、通常の電線被覆よりも厚さ寸法が大きくされている。絶縁部材２２の中空部２３の径寸法は、形状保持導体２１の外径寸法と同等の大きさとされ、絶縁部材２２は形状保持導体２１に密着している。

低圧電線２０は、パイプ１１の外側に配され、パイプ１１に沿うように曲げ加工されている。低圧電線２０は、パイプ１１から所定の間隔をあけてパイプ１１と略平行をなして並走している。

低圧電線２０の端部には、可撓性を有する電線（以後、可撓電線２４と称する）が接続されている。可撓電線２４は、可撓性を有する導体（例えば複数の素線を撚り合わせてなる撚線導体）２５を絶縁被覆２６で覆った、シールド機能を持たない通常の電線である。低圧電線２０と可撓電線２４とは、図２に示すように、低圧電線２０の端部において絶縁部材２２から露出した形状保持導体２１の端部と、可撓電線２４の端部において絶縁被覆２６から露出した導体２５の端部とが、超音波溶接や半田付け等、任意の固着手段によって電気的に接続されている。低圧電線２０と可撓電線２４との接続部は、収縮チューブ等の保護部材２７によって覆われている。

可撓電線２４は、コルゲートチューブ等の可撓性を有する外装部材２８によって覆われている。外装部材２８は、テープ巻き等の固定手段（図示せず）によって固定されている。可撓電線２４の端部には、端子金具Ｔが接続されている。

ワイヤハーネスＷは、パイプ１１及び低圧電線２０を保持して車体に固定されるクランプ３０を有している。クランプ３０は、ワイヤハーネスＷの複数個所に備えられている。パイプ１１と低圧電線２０とは、クランプ３０によって連結されている。

クランプ３０は、合成樹脂製であり、パイプ１１及び低圧電線２０を保持可能な本体部３１を備えている（図４参照）。本体部３１は、パイプ１１を保持可能な高圧線保持部３２と、低圧電線２０を保持可能な低圧線保持部３３とを備えている。高圧線保持部３２は、パイプ１１の長さ方向における一部に外嵌し、低圧線保持部３３は、低圧電線２０の長さ方向における一部に外嵌する。高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３の内周面は、パイプ１１の外周面及び低圧電線２０の外周面のそれぞれに沿う円弧形状をなしている。

高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３の周方向の一部は、パイプ１１及び低圧電線２０を径方向の外側から内側に嵌合可能な開放部３４とされている。開放部３４は、高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３の上面側（車体に固定された状態における上面側）に設けられ、上方からパイプ１１及び低圧電線２０を嵌合可能とされている。開放部３４は、上方に向かって開放幅が次第に増すような誘い込み形状をなしている。開放部３４の寸法は、高圧線保持部３２においてはパイプ１１の外径寸法よりも若干小さく、低圧線保持部３３においては低圧電線２０の外径寸法よりも若干小さくされている。これにより、パイプ１１及び低圧電線２０は、高圧線保持部３２または低圧線保持部３３を弾性変形させて開放部３４を押し広げ、各保持部３２，３３の内部に嵌合する。高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３は、パイプ１１及び低圧電線２０が嵌合されると弾性復帰し、パイプ１１及び低圧電線２０を内部に止める。

高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３は、横方向（車体に固定した状態において水平方向）に並んで設けられている。高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３の上端（開放部３４）の高さ位置は揃っており、高圧線保持部３２の下端の高さ位置は、低圧線保持部３３の下端の高さ位置よりも下側に配されている。

高圧線保持部３２と低圧線保持部３３との間には、所定の間隔があけられている。本体部３１は、高圧線保持部３２と低圧線保持部３３との間から低圧線保持部３３の下方にわたる空間部３５を囲う外壁部３６を備えている。外壁部３６は、低圧線保持部３３の上端から高圧線保持部３２の下端に連なっている。

クランプ３０は、高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３の開放部３４を塞ぐ蓋部３７を備えている。蓋部３７は、高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３の開放部３４を一括して塞ぐことが可能な平板状をなしている。蓋部３７は、本体部３１と別体に形成されたものであってもよいし、ヒンジ等で一体的に設けられたものであってもよい。

クランプ３０は、蓋部３７が本体部３１の開放部３４を塞いだ状態に保持するロック手段３８を有している。ロック手段３８は、クランプ３０の幅方向（高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３の並び方向）における両端部に設けられている（図６参照）。ロック手段３８は、蓋部３７と本体部３１との高さ方向の離間及び水平方向のずれを防ぐことが可能な構造を有している。

クランプ３０は、図６に示すように、車体に突設された被固定部５０に係止可能な係止爪３９を備えている。被固定部５０は、車体の任意の部位に固定された車両ブラケット５１の一部である。被固定部５０は、板状をなして下方に突出し、被固定部５０の下端部には、係止爪３９が入り込み可能な係止孔５２が開口されている。係止孔５２は、方形状をなして被固定部５０を水平方向に貫通している。

係止爪３９は、クランプ３０に設けられた係止片４１の先端に設けられている。係止片４１は、本体部３１の幅方向（高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３の並び方向）における一端側に設けられている。係止片４１は、高圧線保持部３２に隣接して設けられ、高圧線保持部３２の上端近傍から下端近傍まで片持ち状をなして斜め下方に延出している。

係止爪３９は、係止片４１の先端部において外側（高圧線保持部３２とは反対側）に突出している。係止爪３９の下面は、係止孔５２の下面に係止可能な係止面４２とされている。係止面４２は、クランプ３０を車体に固定した状態で略水平な面とされている。係止面４２が係止孔５２の下面に係止することにより、係止片４１の下向きの変位が制限される。

係止爪３９の上面は、クランプ３０を被固定部５０に固定する際に、被固定部５０との当接により係止片４１を内側（高圧線保持部３２側）に弾性変位させるように傾斜した案内面４３とされている。案内面４３の傾きは、係止片４１の傾きと同勾配とされている。

係止片４１の下端部には、係止爪３９が被固定部５０の係止孔５２から外側に抜け出すことを防ぐストッパ部４４が設けられている。ストッパ部４４は、係止爪３９の根元側から垂直下方に突出している。ストッパ部４４は、被固定部５０の板面に内側から当接することにより、係止片４１の外向きの変位を制限する。

係止爪３９により係止片４１の高さ方向の変位が制限され、ストッパ部４４により係止片４１の幅方向の変位が制限されることにより、クランプ３０は、被固定部５０に吊り下げられて固定された状態に保持される。

クランプ３０は、係止片４１及び被固定部５０の四方及び上方を囲んで係止片４１及び被固定部５０を内部に収容可能な収容壁部４５を有している。収容壁部４５は、本体部３１に設けられている。

収容壁部４５のうち高圧線保持部３２と対向する部位には、係止片４１と整合した形状をなす窓部４６が開口している。収容壁部４５の上部には、収容壁部４５の内部に被固定部５０を挿入可能な挿入孔４７が、上下方向に貫通して形成されている。挿入孔４７は、前後方向に細長いスリット状をなし、被固定部５０の形状に整合している。

また、収容壁部４５の上部には、ロック手段３８を構成するロック孔３８Ｈが上下方向に貫通して設けられている。ロック孔３８Ｈに係止するロック爪３８Ｎは、蓋部３７に設けられ、ロック孔３８Ｈに係止した状態では、収容壁部４５の内部に収容される。なお、収容壁部４５の内部空間は、下方に開放されている。

蓋部３７には、挿入孔４７の上方に連なって被固定部５０を挿入可能な連通孔４８が設けられている。連通孔４８は、挿入孔４７と同形状をなして蓋部３７を上下方向に貫通している。

次に、本実施例におけるワイヤハーネスＷの製造作業の一例を説明する。
まず、高圧側の導電路を製造する。２本の高圧電線１０をパイプ１１に一括して挿入し、パイプ１１を所定の形状に曲げ加工する。高圧電線１０のうちパイプ１１から外部に導出している部分にシールド部材１２を被せて、シールド部材１２の端部をパイプ１１の端部に固着する。シールド部材１２から引き出された端子金具をコネクタＣの内部に収容し、シールド部材１２の端部をコネクタＣに固着する。

次いで、低圧側の導電路を製造する。別途製造された絶縁部材２２の中空部２３に形状保持導体２１を通す作業を行う。この作業は、通常の電線のように導体を繰り出しながら絶縁被覆を押出成形する場合に比べて、電線工場が不要になるため安価に行うことができる。その後、絶縁部材２２に被覆された形状保持導体２１を所定の形状に曲げ加工する。低圧電線２０の端部に可撓電線２４を接続し、可撓電線２４に保護部材２７を被せ付ける。なお、低圧電線２０の曲げ加工は、端部に可撓電線２４を接続した後に行っても良い。

次に、パイプ１１及び低圧電線２０にクランプ３０を取り付ける。クランプ３０の蓋部３７を外し、パイプ１１及び低圧電線２０を高圧線保持部３２及び低圧線保持部３３のそれぞれに嵌合させる。蓋部３７を本体部３１に取り付けてロック手段３８をロックすると、クランプ３０が、パイプ１１及び低圧電線２０に取り付けられる。クランプ３０が取り付けられることで、パイプ１１と低圧電線２０とが並走状態に固定される。
以上により、ワイヤハーネスＷの製造作業が完了する。

次に、本実施例におけるワイヤハーネスＷを車体に固定する作業の一例を説明する。
クランプ３０の連通孔４８及び挿入孔４７の位置を、車体に固定された車両ブラケット５１の被固定部５０の位置に合わせてクランプ３０を押し込む。すると、連通孔４８及び挿入孔４７に被固定部５０が挿入され、係止爪３９が被固定部５０に押されて係止片４１が内側に弾性変位する。やがて、被固定部５０の係止孔５２に係止爪３９が入り込むと係止片４１が外側に弾性復帰し、ストッパ部４４が、被固定部５０の内側に当接する。これにより、クランプ３０が被固定部５０に吊り下がった状態で固定される。被固定部５０に固定されたクランプ３０は、パイプ１１及び低圧電線２０を略水平（地面に対して横並び）に保持する。複数のクランプ３０を車体に固定することにより、ワイヤハーネスＷは車体に固定される。

車体に固定された状態のワイヤハーネスＷは、車両の床下において、概ね車両の前後方向に沿って配索され、両端部は上向きに屈曲して車両の内部に導入される。ワイヤハーネスＷのうち車両の床下に配されている部分は、図４に示すように、パイプ１１の下端が低圧電線２０の下端よりも相対的に低い位置に配されている。言い換えると、低圧電線２０の下端は、パイプ１１の外径寸法の略半分程度、パイプ１１の下端よりも上方に位置している。また、ワイヤハーネスＷのうち排気管などの熱源（図示せず）に近い部位においては、熱源に近い側にパイプ１１が配され、低圧電線２０はパイプ１１を間にして熱源とは反対側に配されている。この構成によれば、熱源からの熱がパイプ１１によって遮蔽されるから、低圧電線２０を熱源の熱から保護することができる。

次に、上記のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
本実施例におけるワイヤハーネスＷは、シールド性及び形状保持性を有するパイプ１１に挿通されている高圧電線１０と、パイプ１１に並走され、導電性及び形状保持性を有する形状保持導体２１が絶縁部材２２によって包囲されている低圧電線２０と、を備えているものである。この構成によれば、低圧電線２０がパイプ１１の外側に配されているので、低圧電線２０が高圧電線１０の電磁ノイズの影響を受けないから、シールド電線を使用することなく、高圧電線１０と低圧電線２０とを備えることができる。

従来のように、シールド電線をパイプの内部に高圧電線とともに挿通して使用する場合には、パイプの端部に接続されている編組部材の隙間からシールド電線を外に引き出して高圧電線と分岐する必要がある。このような場合、編組部材の網目を広げる作業をしなくてはならないし、編組部材の網目を広げたことにより、広がった網目から電磁ノイズが漏れてしまう虞が生じる。これに対し、本実施例のワイヤハーネスＷはシールド電線を使用しなくてよいから、編組部材の網目を広げて電線を引き出す作業を省くことができ、また広がった網目から電磁ノイズが漏れることを防ぐことができる。さらに、パイプ１１内には高圧電線１０のみを通せばよいから、パイプ１１の径寸法を小さく抑えることができ、ワイヤハーネスＷの低背化を実現することができる。また、低圧電線２０自体が形状保持機能を有しているから、低圧電線２０の垂れを防ぐことができ、低圧電線２０が路面に干渉することを防止することができる。

また、車体に固定されたときに車両の床下に配される部分は、パイプ１１の下端が低圧電線２０の下端よりも相対的に低い位置に配されるようになっている。この構成によれば、パイプ１１が先に地面に当たることにより、低圧電線２０が地面に当たることを防ぐことができるので、低圧電線２０を保護することができる。

また、ワイヤハーネスＷは、パイプ１１及び低圧電線２０を保持して車体に固定されるクランプ３０を有し、クランプ３０が、車体に突設された被固定部５０に係止可能な係止爪３９を備えている。この構成によれば、例えばボルト及びナットのような締結部材を使用することなく、クランプ３０を車体に固定することができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、パイプ１１は金属管とされているが、これに限らず、パイプはシールド性及び形状保持性を有するものであればいかなるものであってもよく、例えば、樹脂パイプ内に金属箔を同心で埋め込んだ構造のもの等であってもよい。
（２）上記実施例では、ワイヤハーネスＷが１本の低圧電線２０を備えているが、これに限らず、２本以上の低圧電線を備えていても良い。
（３）上記実施例では、別途製造された絶縁部材２２の中空部２３に形状保持導体２１が挿入されているが、これに限らず、通常の電線のように形状保持導体を繰り出しつつ押出成形によって絶縁部材を被覆してもよい。

Ｗ…ワイヤハーネス
１０…高圧電線
１１…パイプ
２０…低圧電線
２１…形状保持導体
２２…絶縁部材
３０…クランプ
３９…係止爪
５０…被固定部

Claims (3)

1. シールド性及び形状保持性を有するパイプに挿通されている高圧電線と、
   前記パイプに並走され、導電性及び形状保持性を有する形状保持導体が絶縁部材によって包囲されている低圧電線と、
   を備え、
   前記パイプ及び前記低圧電線を保持して車体に固定されるクランプを有し、
   前記クランプは、前記パイプを保持する高圧線保持部と、前記低圧電線を保持する低圧線保持部とを備え、前記車体に固定された状態の前記高圧線保持部の下端の高さ位置は、前記低圧線保持部の下端の高さ位置よりも下側に配され、前記高圧線保持部の下端に連なって前記低圧線保持部の下方の空間を囲う外壁部を備えているワイヤハーネス。
2. 前記車体に固定されたときに車両の床下に配される部分は、前記パイプの下端が前記低圧電線の下端よりも相対的に低い位置に配されるようになっている請求項１に記載のワイヤハーネス。
3. 前記クランプが、前記車体に突設された被固定部に係止可能な係止爪を備えている請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネス。

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