JP2016019343A - ワイヤハーネス用の外装部材、及びワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】強度を確保しつつ軽量化を図ることが可能なワイヤハーネス用の外装部材、及びワイヤハーネスを提供する。【解決手段】ワイヤハーネス９は、外装部材２４と、この外装部材２４に挿通される高圧導電路２５と、ワイヤハーネス９を所定位置に固定するための複数の固定部材２０とを備えて構成される。外装部材２４は、高圧導電路２５を挿通して保護するために管体形状に形成される。外装部材２４は、樹脂成形品であって、内側には薄肉部３８〜４０が形成される。薄肉部３８〜４０は、隣り合う固定部材２０の間隔が狭い部分に合わせて配置形成される。薄肉部３８〜４０は、軽量化を図る部分として形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤハーネス用の外装部材と、この外装部材を構成に含んでなるワイヤハーネスとに関する。

例えばハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される高電圧の機器間を電気的に接続するためとしてワイヤハーネスが用いられる。近年の動向を見ると、ワイヤハーネスは、配索スペースに配慮された構成及び構造のものが採用される。

下記特許文献１に開示されたワイヤハーネスは、導電路と、この導電路を保護するための合成樹脂製の外装部材とを備えて構成される。外装部材は、ワイヤハーネスを三次元的な複雑なスペースに配索するために、蛇腹管形状の可撓管部と、ストレート管形状のストレート管部とを有する。外装部材は、これら可撓管部とストレート管部とを連続させるようにして樹脂成形される。このような外装部材を採用すれば、三次元的な複雑なスペースであってもワイヤハーネスの配策が可能になる。

特開２０１３−２１１９６３号公報

上記従来のワイヤハーネスにあっては、樹脂製の外装部材を採用することから、金属パイプからなる外装部材のワイヤハーネスと比べて軽量化を図ることができるという効果を奏する。しかしながら、近年では更なる軽量化の要望があり、そのためには、外装部材としての強度を確保しつつ軽量化を図らなければならないと本願発明者は考える。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、強度を確保しつつ軽量化を図ることが可能なワイヤハーネス用の外装部材、及びワイヤハーネスを提供することを課題とする。

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用の外装部材は、導電路を挿通して保護するために樹脂成形にて管体形状に形成されるワイヤハーネス用の外装部材において、当該外装部材は前記ワイヤハーネスを所定位置に固定するための固定部又は固定部材が外側に複数設けられるものであり、且つ、隣り合う前記固定部又は前記固定部材の間隔あるいは配置に応じて内側に薄肉部が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用の外装部材において、当該外装部材は可撓管部とストレート管部とを有し、少なくとも該ストレート管部の前記内側に前記薄肉部が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のワイヤハーネス用の外装部材によれば、薄肉部を有する外装部材であり、この薄肉部は例えば隣り合う固定部又は固定部材の間隔が狭くなる部分に合わせて形成される。薄肉部の形成により外装部材の肉厚が薄くなるが、固定部又は固定部材が固定対象に固定された状態になれば強度低下分が補われ、結果、外装部材として必要な強度を確保することができる。従って、上記間隔が狭くなる部分で外装部材の軽量化を図ることができる。尚、本発明の外装部材によれば、内側に薄肉部が形成されることから、軽量化のために外観が変わることがなく、結果、配策作業や配策スペースに支障を来すことはない。この他、本発明の外装部材によれば、軽量化に伴って樹脂材料の低減を図ることもできる。すなわち、コスト低減を図ることもできる。

また、上記課題を解決するためになされた請求項３に記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１又は２に記載のワイヤハーネス用の外装部材と、該外装部材に挿通される導電路と、前記外装部材の外側に複数設けられる固定部又は固定部材とを備えることを特徴とする。

以上のような特徴を有する本発明のワイヤハーネスによれば、外装部材における薄肉部の分だけ軽量化される。

請求項１、２に記載された本発明によれば、強度を確保しつつ軽量化を図ることが可能な外装部材を提供することができるという効果を奏する。また、請求項３に記載された本発明によれば、強度を確保しつつ軽量化を図ることが可能なワイヤハーネスを提供す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に係る図であり、（ａ）は高電圧のワイヤハーネスの配索状態を示す模式図、（ｂ）は（ａ）とは別のワイヤハーネスの配索状態を示す模式図である。 図１（ａ）のワイヤハーネスの構成及び固定状態を示す概要図である。 図２の外装部材の構成を示す概要図である。 図３の外装部材の要部断面図である。

ワイヤハーネスは、外装部材と、この外装部材に挿通される導電路と、ワイヤハーネスを所定位置に固定するための固定部又は固定部材とを備えて構成される。外装部材は、導電路を挿通して保護するために管体形状に形成される。外装部材は、樹脂成形品であって、内側には薄肉部が形成される。薄肉部は、隣り合う固定部又は固定部材の間隔が狭い部分に合わせて配置形成される。薄肉部は、軽量化を図る部分として形成される。

以下、図面を参照しながら実施例１を説明する。図１は本発明のワイヤハーネスに係る図であり、（ａ）は高電圧のワイヤハーネスの配索状態を示す模式図、（ｂ）は（ａ）とは別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（ａ）のワイヤハーネスの構成及び固定状態を示す概要図、図３は図２の外装部材の構成を示す概要図、図４は図３の外装部材の要部断面図である。

本実施例においては、ハイブリッド自動車（電気自動車等であってもよい）に配索されるワイヤハーネスに対し本発明を採用する。

図１（ａ）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）。

モータユニット３とインバータユニット４は、高圧の（高電圧用の）ワイヤハーネス８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も高圧のワイヤハーネス９により接続される。ワイヤハーネス９は、この中間部１０が車両床下１１に配索される。また、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。

ワイヤハーネス９とバッテリー５は、このバッテリー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。

図１（ｂ）において、引用符号１５はワイヤハーネスを示す。ワイヤハーネス１５は、低圧の（低電圧用の）ものであって、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１６と、自動車前部１７に搭載される補器１８（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１５は、図１（ａ）のワイヤハーネス９と同様に、車両床下１１を通って配索される（一例である。車室側を通って配索されてもよい）。

図１（ａ）及び（ｂ）に示す如く、ハイブリッド自動車１には、高圧のワイヤハーネス８、９及び低圧のワイヤハーネス１５が配策される。本発明は、いずれのワイヤハーネスであっても適用可能であるが、代表例としてワイヤハーネス９を挙げて以下に説明をする。

図１（ａ）及び図２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１９と、このハーネス本体１９の両端、すなわちハーネス端末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）とを備えて構成される。また、ワイヤハーネス９は、車両の所定位置に固定するための複数の固定部材２０（例えばクランプ等）と、水分の浸入を規制するための止水部材２１、２２（例えばグロメットやブーツ）とを備えて構成される。

図２において、ワイヤハーネス９は、上記の如く複数の固定部材２０にて固定される。ここで固定部材２０を引用符号２０ａ〜２０ｄで示すと、図２ではワイヤハーネス９が固定部材２０ａ〜２０ｄにて車両の固定対象２３に固定される（一例であり図２の固定数に限定されないものとする）。尚、固定部材２０の構成及び構造に関しては後述する。

固定部材２０ａは、後述する外装部材２４の短いストレート管部３１に設けられる。また、固定部材２０ｂ〜２０ｄは、外装部材２４の長いストレート管部３２の所定位置にそれぞれ設けられる。固定部材２０ａ及び固定部材２０ｂは、これらの間に外装部材２４の後述する可撓管部２８が存在した状態で配設される（取り付けられる）。固定部材２０ａ及び固定部材２０ｂは、可撓管部２８が介在するものの比較的狭い間隔で配設される。逆に、固定部材２０ｂ及び固定部材２０ｃは、大きく離れるような間隔で配設される。この他、固定部材２０ｃ及び固定部材２０ｄは、最も狭い間隔で配設される。以上のように、固定部材２０ａ〜２０ｄは、間隔が異なった状態で配設される。

後述する外装部材２４には、本発明に係る特徴的な部分が形成される。この特徴的な部分は、固定部材２０ａ〜２０ｄの間隔や配置に応じて形成される。

ハーネス本体１９は、本発明に係る外装部材２４と、この外装部材２４に収容保護される高圧導電路２５（導電路）とを備えて構成される。尚、外装部材２４に関し、低圧のワイヤハーネス１５を一緒に収容保護するような構成及び構造のものを採用してもよい（上記低圧のワイヤハーネス１５は、ハーネス本体２６と、このハーネス本体２６の両端に配設されるコネクタ２７とを備えて構成される（図１（ｂ）参照））。

図２及び図３において、外装部材２４は、エアブロー方式又はバキューム方式による装置を用いた樹脂成形にて一本の真っ直ぐな管体形状のものに形成される（使用前は真っ直ぐである）。このような外装部材２４には、可撓性を有する可撓管部２８〜３０と、ストレートに配索する部分としてのストレート管部（短いストレート管部３１、長いストレート管部３２）とが形成される。本実施例においては、図中左側から（ワイヤハーネス９の前端側から）可撓管部２８、短いストレート管部３１、可撓管部２９、長いストレート管部３２、可撓管部３０となるように可撓管部とストレート管部とが交互に配置される。

可撓管部２８〜３０は、固定対象２３（ワイヤハーネス配索先）の曲げ位置及び曲げ長さに合わせて配置形成される。可撓管部２８〜３０の長さは一定でなく、固定対象２３に合わせて必要な長さでそれぞれ形成される。このような可撓管部２８〜３０は、ワイヤハーネス９の梱包状態や輸送時、車両への経路配索時に、それぞれ所望の角度で撓ませられる。可撓管部２８〜３０は、撓ませて曲げ形状にすることができるとともに、図３に示すような真っ直ぐな元の状態（樹脂成形時の状態）に戻すことも当然にできるように形成される。

可撓管部２８〜３０は、本実施例において蛇腹管形状に形成される（可撓性を有すれば形状は特に限定されない）。具体的には、周方向の蛇腹凹部３３及び蛇腹凸部３４を有するとともに、これら蛇腹凹部３３及び蛇腹凸部３４が管軸方向に交互に連続するように形成される。

図２ないし図４において、短いストレート管部３１及び長いストレート管部３２は、可撓管部２８〜３０のような可撓性を持たない部分として形成される。また、短いストレート管部３１及び長いストレート管部３２は、梱包状態や輸送時、経路配索時において曲がらない部分としても形成される（曲がらない部分とは、可撓性を積極的に持たせない部分という意味である）。短いストレート管部３１及び長いストレート管部３２は、真っ直ぐのびた管体形状に形成される。

短いストレート管部３１及び長いストレート管部３２の外面には、固定部材２０ａ〜２０ｄを取り付ける部分としての固定部材取付部３５が複数形成される。固定部材取付部３５は、短いストレート管部３１に一つ、長いストレート管部３２に三つ形成される（数は一例である）。固定部材取付部３５は、一対の移動規制部３６と、着脱部３７とを含んで構成される（取り付けの部分であれば図示構成に限らないものとする）。一対の移動規制部３６は、環状のフランジ形状に形成される。一対の移動規制部３６は、着脱部３７の両側に配置形成される。尚、固定部材取付部３５の配置は、固定部材２０ａ〜２０ｄの上記間隔と同様の内容であり説明を省略する。

短いストレート管部３１及び長いストレート管部３２の内面には、本発明の特徴部分である薄肉部３８〜４０が形成される。薄肉部３８〜４０は、短いストレート管部３１及び長いストレート管部３２の肉厚を内側から薄くすることにより形成される。このような薄肉部３８〜４０は、固定部材２０ａ〜２０ｄの間隔や配置に応じて形成される。薄肉部３８〜４０は、肉厚を薄くして形成されることから、軽量化を図ることができる部分として有効である。薄肉部３８〜４０は、外装部材２４に係る樹脂成形の装置を適宜制御することにより、具体的には樹脂成形速度や樹脂材の供給量を制御することにより形成される。

薄肉部３８〜４０は、固定部材２０ａ〜２０ｄの間隔や配置に応じて形成範囲が設定される。この形成範囲は、固定対象２３への固定部材２０ａ〜２０ｄの固定を行った状態で外装部材２４の必要強度を確保できるような範囲に設定される。

薄肉部３８は、固定部材２０ａが取り付けられる短いストレート管部３１の内面全体に形成される。本実施例においては、固定部材２０ａが比較的狭い間隔で固定部材２０ｂに隣り合うように配設されることから、短いストレート管部３１の内面全体に薄肉部３８が形成されても必要な強度を固定部材２０ａ、２０ｂの固定で補いつつ確保することができる。

尚、短いストレート管部３１は、可撓管部２８、２９の間に位置する短い部分であることから、この内面全体に薄肉部３８を形成すれば、撓管部２８、２９との肉厚変化をなくすことができ、結果、成形状態の安定化や成形に係る装置の制御を簡易化することができるという効果を奏する。

薄肉部３９は、固定部材２０ｂが取り付けられる位置に合わせて形成される。薄肉部３９は、断面視でテーパ状になるような状態にて肉厚が薄くなり、最終的には可撓管部２９と同じ肉厚になるように形成される。薄肉部３９は、短い範囲で形成される。

薄肉部４０は、固定部材２０ｃ、２０ｄが取り付けられる位置に合わせて形成される。薄肉部４０は、断面視でテーパ状になるような状態にて肉厚が薄くなり、最終的には可撓管部３０と同じ肉厚になるように形成される。薄肉部４０は、薄肉部３９よりも長い範囲で形成される。

長いストレート管部３２は、この端部に薄肉部３９、４０が配置形成される。尚、端部を除く中間は本実施例では薄肉に形成されないものとする。これは長いストレート管部３２が本実施例において車両床下１１に配策される部分になり、そのため外装部材２４としての強度を十分に確保する必要があるからである。また、固定部材２０ｂと固定部材２０ｃとの間隔が大きくなることから、これらの固定だけでは仮に外力が加わった場合に、上記中間への負担が大きくなってしまうからである。

本実施例では、可撓管部２８〜３０に固定部材２０を取り付けてないが、外装部材２４としての強度を確保することができれば、部分的に薄肉に形成して軽量化を図ってもよいものとする。

図２において、高圧導電路２５は、以上のような外装部材２４に収容保護される導電路であって、一又は複数本の高圧電線と、この高圧電線を覆うシールド部材とを備えて構成される（一例である。例えば更にシースを含んで構成してもよい）。

高圧電線は、導体と、この導体を被覆する絶縁体とを備えて構成される。高圧電線は、電気的な接続に必要な長さを有して形成される。高圧電線は、ワイヤハーネス９がインバータユニット４とバッテリー５（ジャンクションブロック１２。図１参照）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。

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製造される。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。

尚、高圧電線として、本実施例では公知のものを採用するが、この限りでないものとする。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。

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。

シールド部材は、高圧電線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公知の編組が採用される。シールド部材は、高圧電線の全長とほぼ同じ長さに形成される。シールド部材は、この端部が上記シールドコネクタ１４（図１参照）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。尚、シールド部材は、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。また、シート状に形成して巻き付けるような状態で組み付けてもよい。

固定部材２０（２０ａ〜２０ｄ）は、本実施例において公知のクランプであり、管体取付部４１と、車体固定部４２とを有する。管体取付部４１は、固定部材取付部３５の着脱部３７に取り付けられる部分であって、二つ割り構造を有するように形成される。車体固定部４２は、管体取付部４１に一体化する片持ち形状の部分に形成される。固定部材２０は、車体固定部４２に挿通されたボルト・ナット４３により固定される。尚、固定部材２０と同様の機能部分を外装部材２４の外面に一体形成して代替するようにしてもよい。

上記構成及び構造において、ワイヤハーネス９は次のような手順で製造される。すなわち、ワイヤハーネス９は、高圧導電路２５を外装部材２４に挿通し、この後に高圧導電路２１の端部にそれぞれシールドコネクタ１４を設けることにより製造される。また、ワイヤハーネス９は、外装部材２４の固定部材取付部３５に固定部材２０（２０ａ〜２０ｄ）を取り付けることにより製造される。尚、グロメットやブーツである止水部材２１、２２は予め組み付けられるものとする。

上記の如く製造された後は所定の梱包がなされ、ワイヤハーネス９は車両組み付け現場まで輸送される。車両組み付け現場では、車両床下１１に対応する部分からワイヤハーネス９は車両に取り付けられ固定される。取り付け固定に係る一連の作業が完了すると、ワイヤハーネス９は所望の経路で配索された状態になる。

以上、図１ないし図４を参照しながら説明してきたように、固定部材２０ａ〜２０ｄの間隔や配置に応じて薄肉部３８〜４０が形成される外装部材２４を採用することから、強度を確保しつつ軽量化を図ることができるという効果を奏する。

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。

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…ワイヤハーネス、 １６…低圧バッテリー、 １７…自動車前部、 １８…補器、 １９…ハーネス本体、 ２０（２０ｂ〜２０ｄ）…固定部材、 ２１、２２…止水部材、 ２３…固定対象、 ２４…外装部材、 ２５…高圧導電路（導電路）、 ２６…ハーネス本体、 ２７…コネクタ、 ２８〜３０…可撓管部、 ３１…短いストレート管部（ストレート管部）、 ３２…長いストレート管部（ストレート管部）、 ３３…蛇腹凹部、 ３４…蛇腹凸部、 ３５…固定部材取付部、 ３６…移動規制部、 ３７…着脱部、 ３８〜４０…薄肉部、 ４１…管体取付部、 ４２…車体固定部、 ４３…ボルト・ナット

Claims (3)

1. 導電路を挿通して保護するために樹脂成形にて管体形状に形成されるワイヤハーネス用の外装部材において、
   当該外装部材は前記ワイヤハーネスを所定位置に固定するための固定部又は固定部材が外側に複数設けられるものであり、且つ、隣り合う前記固定部又は前記固定部材の間隔あるいは配置に応じて内側に薄肉部が形成される
   ことを特徴とするワイヤハーネス用の外装部材。
2. 請求項１に記載のワイヤハーネス用の外装部材において、
   当該外装部材は可撓管部とストレート管部とを有し、少なくとも該ストレート管部の前記内側に前記薄肉部が形成される
   ことを特徴とするワイヤハーネス用の外装部材。
3. 請求項１又は２に記載のワイヤハーネス用の外装部材と、該外装部材に挿通される導電路と、前記外装部材の外側に複数設けられる固定部又は固定部材とを備える
   ことを特徴とするワイヤハーネス。

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