JP6812921B2 - 導電線及びワイヤハーネス - Google Patents

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Description

本発明は、車両用のワイヤハーネスなどに用いられる導電線に関するものである。
従来、ハイブリッド車や電気自動車等の車両のワイヤハーネスは、例えば特許文献１に示すように、バッテリとインバータなどの電気機器間を電気的に接続する導電線を備えている。特許文献１に開示される導電線は、一本の導体を被覆で包囲してなる剛性電線（特許文献１中、単芯線電線）と、撚り線などを可撓性を有する導体を被覆で包囲してなる可撓電線とを備えている。
特許第６０４８８５９号公報
上記のような導電線では、車載への搭載性などを向上させるために、小径化が望まれている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、小径化を図ることができる導電線及びワイヤハーネスを提供することにある。
上記課題を解決する導電線は、車両に配索されて電気機器間を電気的に接続する導電線であって、第１芯線、及び該第１芯線の外周を被覆する第１絶縁被覆を有する剛性電線と、前記第１芯線よりも可撓性に優れ前記第１芯線の端部と接続された第２芯線、及び該第２芯線の外周を被覆する第２絶縁被覆を有する可撓電線とを備え、前記第１絶縁被覆の径方向の肉厚が前記第２絶縁被覆の径方向の肉厚よりも薄い。
この構成によれば、剛性電線の第１絶縁被覆の径方向の肉厚が、可撓電線の第２絶縁被覆の径方向の肉厚よりも薄く構成されるため、剛性電線の小径化を図ることができる。
上記導電線において、前記第１芯線が単芯線である。
この構成によれば、剛性電線の第１芯線が単芯線であるため、剛性電線の更なる小径化を図ることができる。
上記課題を解決するワイヤハーネスは、上記記載の導電線と、前記導電線における前記剛性電線の外周を覆う筒状の外装材とを備えている。
この構成によれば、剛性電線を小径化できることで、外装材の小径化を図ることができ、ひいてはワイヤハーネスの小径化に寄与できる。
上記ワイヤハーネスにおいて、前記剛性電線及び前記外装材が曲げられた曲げ部で前記第１絶縁被覆が前記外装材の内周面と接触している。
この構成によれば、剛性電線の第１絶縁被覆が曲げ部において外装材の内周面と接触されるため、この接触部分を介して剛性電線の熱を外装材に直接伝達させることができる。これにより、導電線の放熱性を向上させることができる。
上記ワイヤハーネスにおいて、前記外装材が金属パイプである。
この構成によれば、外装材が金属パイプであるため、剛性電線の熱を外装材により効率的に伝達させることができる。
本発明の導電線及びワイヤハーネスによれば、小径化を図ることができる。
実施形態におけるワイヤハーネスの概略構成図。 同形態における導電線の一部を示す模式図。 同形態におけるワイヤハーネスの一部を示す模式図。
以下、導電線及びワイヤハーネスの一実施形態について、図１〜図３に従って説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
図１に示す車両Ｖは、ワイヤハーネス１０によって互いに接続される高圧バッテリ１１とインバータ１２を備える。なお、本実施形態では、車両Ｖの前方にインバータ１２が設けられ、車両Ｖの後部に高圧バッテリ１１が設けられている。高圧バッテリ１１は、数百ボルトの電圧を供給可能なバッテリである。また、インバータ１２は、車両走行の動力源となる車輪駆動用モータ（図示略）と接続され、高圧バッテリ１１の直流電力から交流電力を生成し、該交流電力をモータに供給する。
ワイヤハーネス１０は、高圧バッテリ１１と電気的に接続される複数の導電線２０（図２参照）と、導電線２０の外周を包囲する電磁シールド部１３とを備えている。なお、本実施形態では、導電線２０は複数設けられている（図２及び図３では１つのみ図示）。導電線２０の一端部はコネクタＣ１を介して高圧バッテリ１１と接続され、他端部はコネクタＣ２を介してインバータ１２と接続されている。
電磁シールド部１３は、全体として長尺の筒状をなしている。そして、電磁シールド部１３は、その長さ方向の中間部が金属パイプ１４で構成され、金属パイプ１４で構成された部以外の長さ方向両端部を含む範囲が編組部材１５で構成されている。
金属パイプ１４は、例えば鉄系やアルミニウム系の金属材料にて構成されている。金属パイプ１４は、車両の床下を通って配索されるものであり、該床下の構成に応じた所定形状に曲げられている。より詳しくは、金属パイプ１４の長さ方向の中間部は、車両の床下を前後方向に沿って略水平に延びており、金属パイプ１４の後端側は車室のリヤサスペンション側に導入されている。また、金属パイプ１４の前端側は、上方へ屈曲してエンジンルーム内に導入され、インバータ１２へ向けて延出している。金属パイプ１４は、内部に挿通された複数の導電線２０を一括してシールドするとともに、導電線２０を飛び石等から保護する。
編組部材１５は、複数の金属素線が編み込まれて構成された筒状の部材である。編組部材１５は、かしめリングなどの連結部材（図示略）によって、金属パイプ１４の長さ方向の両端部にそれぞれ連結されている。これにより、各編組部材１５と金属パイプ１４とが互いに電気的に接続されている。各編組部材１５は、複数の導電線２０における金属パイプ１４の端部から導出された部位の外周を一括して包囲している。これにより、複数の導電線２０の当該導出部位が、各編組部材１５によって電磁シールドされる。なお、各編組部材１５の外周は、例えばコルゲートチューブ等の外装材（図示略）によって包囲されている。また、編組部材１５は、導電線２０の一部を構成する後述の可撓電線２３の外周を一括して包囲している。
図２に示すように、導電線２０は、互いの端部同士が接続部２１にて接続された剛性電線２２及び可撓電線２３を有している。なお、本実施形態では、剛性電線２２の両端部の各々に可撓電線２３が接続される。また、導電線２０の長さ方向の中間部が剛性電線２２で構成され、導電線２０における剛性電線２２で構成された部分以外の長さ方向両端部を含む範囲が可撓電線２３で構成される。また、剛性電線２２の外周は金属パイプ１４にて覆われ、可撓電線２３の外周は編組部材１５にて覆われている。なお、剛性電線２２と可撓電線２３との接続部２１は、金属パイプ１４内又は編組部材１５内に位置するように構成される。
剛性電線２２は、第１芯線３１と、該第１芯線３１の外周を被覆する第１絶縁被覆３２とを有している。本実施形態の第１芯線３１は、内部が中実構造をなす円柱状の１本の単芯線からなる。また、第１芯線３１は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金によって構成される。第１絶縁被覆３２は、例えば合成樹脂からなる熱収縮チューブなどで構成することができ、該第１絶縁被覆３２の内周面は第１芯線３１の外周面に対して密着している。また、第１絶縁被覆３２の外形は略円形をなす。
可撓電線２３は、第１芯線３１よりも可撓性に優れた第２芯線４１と、該第２芯線４１の外周を被覆する例えば合成樹脂などの絶縁材料からなる第２絶縁被覆４２とを有している。本実施形態の第２芯線４１は、複数の導線（銅線やアルミ線など）からなる撚り線である。第２絶縁被覆４２は、例えば、第２芯線４１に対する押出成形（押出被覆）によって形成することができ、第２芯線４１の外周に密着状態で設けられている。また、第２絶縁被覆４２の外形は略円形をなす。そして、上記剛性電線２２の第１絶縁被覆３２の径方向の肉厚Ｔ１は、可撓電線２３の第２絶縁被覆４２の径方向の肉厚Ｔ２よりも薄く形成されている。
第２絶縁被覆４２から露出された第２芯線４１の一端部は、第１絶縁被覆３２から露出された第１芯線３１の一端部と接続部２１にて接続されている。これにより、第２芯線４１と第１芯線３１とが互いに電気的に導通される。
図３には、車両Ｖの床下の構成に応じて曲げられた金属パイプ１４の曲げ部１４ａにおける内部構成を示している。なお、同図では、金属パイプ１４は曲げ部１４ａが直角に曲げられているが、これは例示であり、曲げ部１４ａの曲げ角度は直角以外であってもよい。
図３に示すように、剛性電線２２における金属パイプ１４の曲げ部１４ａに挿通される部位は、金属パイプ１４の曲げ部１４ａと略同様に曲げられた曲げ部２２ａとなっている。本実施形態では、剛性電線２２の曲げ部２２ａの曲率は、金属パイプ１４の曲げ部１４ａの曲率よりも小さく設定されている。そして、剛性電線２２の曲げ部２２ａにおける第１絶縁被覆３２の外周面は、金属パイプ１４の曲げ部１４ａの屈曲内側における内周面と接触している。なお、このような金属パイプ１４の曲げ部１４ａとの接触構造は、金属パイプ１４内に挿通される複数の剛性電線２２の各々に適用されることが好ましい。
次に、本実施形態の作用について説明する。
導電線２０は、小径化が容易な剛性電線２２と可撓性に優れた可撓電線２３とを備える。このため、導電線２０における剛性電線２２部分を小径としつつも、電気機器（高圧バッテリ１１やインバータ１２）周辺などの配索が困難な部分が可撓電線２３で構成され、車両搭載性の向上が図られている。
次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）ワイヤハーネス１０の導電線２０において、剛性電線２２の第１絶縁被覆３２の径方向の肉厚Ｔ１が、可撓電線２３の第２絶縁被覆４２の径方向の肉厚Ｔ２よりも薄く構成されるため、剛性電線２２の小径化を図ることができる。そして、剛性電線２２を小径化することで、剛性電線２２の外周を覆う金属パイプ１４の小径化を図ることができ、ひいてはワイヤハーネス１０の小径化に寄与できる。
（２）第１芯線３１は、中実構造をなす１本の単芯線であるため、剛性電線２２の更なる小径化を図ることができる。
（３）金属パイプ１４及び剛性電線２２が曲げられた曲げ部１４ａ，２２ａにおいて、剛性電線２２の第１絶縁被覆３２が金属パイプ１４の内周面と接触しているため、この接触部分を介して剛性電線２２の熱を金属パイプ１４に直接伝達させることができる。これにより、導電線２０の放熱性を向上させることができる。
（４）剛性電線２２の外周を覆う外装材が金属パイプ１４であるため、剛性電線２２の熱をより効率的に外装材（金属パイプ１４）に伝達させることができ、導電線２０の放熱性をより一層向上させることができる。
（５）第２芯線４１が撚り線であるため、可撓性に優れた可撓電線２３を好適に構成できる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、剛性電線２２の曲げ部２２ａの曲率を金属パイプ１４の曲げ部１４ａの曲率よりも小さくし、剛性電線２２が金属パイプ１４の曲げ部１４ａに対して屈曲内側で接触する構成とした。しかしながら、これに限らず、剛性電線２２の曲げ部２２ａの曲率を金属パイプ１４の曲げ部１４ａの曲率よりも大きくし、剛性電線２２が金属パイプ１４の曲げ部１４ａに対して屈曲外側で接触するように構成してもよい。
・上記実施形態における第１芯線３１及び第２芯線４１の材質は例示であり、導電性を有するものであれば適宜変更可能である。
また、上記実施形態における第１及び第２絶縁被覆３２，４２の材質は例示であり、電気的絶縁性を確保するものであれば適宜変更可能である。
・上記実施形態では、剛性電線２２の第１芯線３１を単芯線としたが、これは例示であって、円柱状以外の形状に適宜変更可能であり、例えば、第１芯線３１を中空状のパイプ導体に変更してもよい。
・上記実施形態では、剛性電線２２の外周を覆う外装材として金属パイプ１４を用いたが、これ以外に例えば、合成樹脂製のコルゲートチューブなどを用いてもよい。この場合、コルゲートチューブの例えば内周側に剛性電線２２を覆う電磁シールド用の筒状の編組部材を設けることが好ましい。
・上記実施形態では、可撓電線２３の第２芯線４１を撚り線としたが、これ以外に例えば、導電性を有する線材を編み込んで構成された編組部材としてもよい。
・上記実施形態では、導電線２０によって接続される電気機器として高圧バッテリ１１及びインバータ１２を採用したが、これに限らない。例えば、インバータ１２と車輪駆動用モータとを接続する電線に採用してもよい。つまり、車両に搭載される電気機器間を電気的に接続するものであれば適用可能である。
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
１０…ワイヤハーネス、１１…高圧バッテリ１１（電気機器）、１２…インバータ（電気機器）、１４…金属パイプ（外装材）、２０…導電線、２２…剛性電線、２３…可撓電線、３１…第１芯線、３２…第１絶縁被覆、４１…第２芯線、４２…第２絶縁被覆、１４ａ，２２ａ…曲げ部、Ｔ１，Ｔ２…肉厚、Ｖ…車両。

Claims (5)

  1. 車両に配索されて電気機器間を電気的に接続する導電線であって、
    第１芯線、及び該第１芯線の外周を被覆する第１絶縁被覆を有する剛性電線と、
    前記第１芯線よりも可撓性に優れ前記第１芯線の端部と接続された第２芯線、及び該第２芯線の外周を被覆する第２絶縁被覆を有する可撓電線とを備え、
    前記第１絶縁被覆の径方向の肉厚が前記第２絶縁被覆の径方向の肉厚よりも薄く、前記第１芯線の直径に対する前記第１絶縁被覆の径方向の肉厚の比率は、前記第２芯線の直径に対する前記第２絶縁被覆の径方向の肉厚の比率よりも小さいことを特徴とする導電線。
  2. 請求項１に記載の導電線において、
    前記第１芯線が単芯線であることを特徴とする導電線。
  3. 請求項１又は２に記載の導電線と、
    前記導電線における前記剛性電線の外周を覆う筒状の外装材と
    を備えたことを特徴とするワイヤハーネス。
  4. 請求項３に記載のワイヤハーネスにおいて、
    前記剛性電線及び前記外装材が曲げられた曲げ部で前記第１絶縁被覆が前記外装材の内周面と接触していることを特徴とするワイヤハーネス。
  5. 請求項４に記載のワイヤハーネスにおいて、
    前記外装材が金属パイプであることを特徴とするワイヤハーネス。
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