JP5915250B2

JP5915250B2 - ワイヤハーネスの配索構造および該配索構造の形成方法

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Publication number: JP5915250B2
Application number: JP2012038025A
Authority: JP
Inventors: 弘章志賀; 奥山　実; 実奥山
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-02-23
Also published as: DE112012005934T5; JP2013173407A; CN104520150A; US20150000974A1; WO2013125063A1; CN104520150B

Description

本発明はワイヤハーネスの配索構造および該配索構造の形成方法に関し、詳しくは、電気自動車またはハイブリッド自動車において床下配索する高圧電線を含むワイヤハーネスの配索構造に関するものである。

従来、ハイブリッド自動車や電気自動車では、バッテリとインバータとの間やインバータとモータとの間などに配索されるワイヤハーネスには、ノイズ発生源となる高圧電線が含まれるためフロアパネル下方の床下に配索し、該床下配索領域で金属製のシールドパイプに挿通して配線し、該ワイヤハーネスの両側部を上向きに屈曲して床上へと配索する場合が多い。

例えば、特開２００４−２２４１５６号公報（特許文献１）では、図９（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、自動車のリア側に搭載されたインバータ１０１とエンジンルームに配置されたモータ１０２とを接続する３相の高圧ケーブルからなるワイヤハーネス１００を床下配線し、該床下配線領域では各高圧ケーブルを一本づつ金属製の保護パイプ１１０に挿通している。図９（Ｃ）に示すように、保護パイプ１１０は床下側で終端し、該終端部位にブラケット１１５を固定している。
前記保護パイプ１１０から引き出したワイヤハーネス１００の各電線１００Ｗをそれぞれフロアパネル１２０に設けた各貫通穴１２２に挿通し、ブラケット１１５をフロアパネル１２０の下面にボルト止めしている。
なお、保護パイプ１１０は床下領域に配管する水平方向で終端し、該保護パイプから引き出したワイヤハーネスの電線のみを上向きに屈曲してフロアパネルに設けた貫通穴に通している場合も多い。

特開２００４−２２４１５６号公報

前記のように金属製の保護パイプ１１０を床下までとし、保護パイプ１１０から引き出したワイヤハーネス１００の電線１００Ｗを１本づつフロアパネル１２０の貫通穴１２２に下方から上向きに挿通させると、電線１００Ｗは下向きに垂れ、貫通穴１２２への挿通作業性が悪くなる問題がある。かつ、床下位置で保護パイプからワイヤハーネスが引き出されていると、ワイヤハーネスに地面から飛び石が当たったり、路面干渉を受けて、ワイヤハーネスに損傷が発生する恐れがある。さらに、車両衝突等でフロアパネルに移動が生じると、フロアパネルの貫通穴１２２を挿通するワイヤハーネスが移動する貫通穴の内周縁と接触して損傷や切断される恐れがある。
また、図９（Ｃ）に示すように、金属製の保護パイプ１１０の端末にブラケット１１５とシール状態で係止できる屈曲部１１５ａを曲げ金属加工で設けることは容易ではなく、防水信頼性が低い問題がある。よって、保護パイプ１１０から引き出されたワイヤハーネス１００の電線群中に浸水が発生しやすい問題がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、床下配索するワイヤハーネスをフロアパネルの貫通穴に下方から挿通しやすくすると共に、ワイヤハーネスの保護機能を高め、かつ、ワイヤハーネスの電線群へ浸水が生じないようにすることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、車体の床下配索領域の両端から上向きに屈曲し、少なくともリア側では車体のフロアパネルに設けた貫通穴を通して床上へと引き出して連続的に配索するワイヤハーネスの配索構造であって、
前記ワイヤハーネスを挿通する金属パイプを設け、該金属パイプ内に仕切壁を設け、該仕切壁で区切った各中空部に前記ワイヤハーネスの電線をそれぞれ挿通し、かつ、前記仕切壁は金属パイプの曲げ加工時に起点となる屈曲点を有する形状としており、
前記フロアパネルの貫通穴を挿通させる位置で、上向きに屈曲された前記金属パイプは前記貫通穴を通して床上へと配管され、かつ、該貫通穴を挿通する部位で前記金属パイプにグロメットが外嵌固定されており、該グロメットに設けられているシールリップが床下側からフロアパネルの下面に押し当てられて止水されているワイヤハーネスの配索構造を提供している。

前記金属パイプは金属を押出成形で形成している。金属は軽量で、耐食性、加工性が優れる点でアルミニウム系金属が好適に用いられるが、ステンレス系や鉄系金属から形成し、外周面に樹脂コーティングしたり、防錆塗料を塗布してもよい。
前記ワイヤハーネスを構成する複数本の電線は１つの金属パイプに挿通することが好ましいが、特許文献１と同様に各電線をそれぞれ金属パイプに挿通し、複数本の金属パイプを結束してもよい。また、金属パイプは円形でもよいし、楕円形状や長円形状でもよい。

本発明では、床上配索領域と床下配索領域が連続するワイヤハーネスを金属パイプに挿通し、該金属パイプは床下配索領域の水平配管部の両端を上向きに曲げ加工して上向き曲げ部を設け、リア側でフロアパネルに設けた貫通穴にワイヤハーネスを挿通した金属パイプを下方から上向きに挿通する際に、ワイヤハーネスの電線だけでなく、金属パイプと共に通すことにより剛性が高まり、垂れ下がるのを防止でき、貫通穴への挿通作業性を高めることができる。
かつ、前記貫通穴を貫通する部位の金属パイプにグロメットを取り付けているため、貫通穴からの浸水が防止でき、かつ、金属パイプ内にワイヤハーネスを通しているため、ワイヤハーネスの電線群中への浸水防止も図ることができる。

複数本の電線群からなる前記ワイヤハーネスを１本の金属パイプに挿通し、該金属パイプはアルミニウム系金属製とすることが好ましい。

前記グロメットの外面をアルミニウム系の金属ブラケットで覆い、該金属ブラケットを床パネルにボルト止めしていることが好ましい。

前記のように、金属パイプ内に仕切壁を設け、該仕切壁で区切った各中空部に前記ワイヤハーネスの電線をそれぞれ挿通し、かつ、前記仕切壁は金属パイプの曲げ加工時に起点となる屈曲点を有する形状としている。
このように、金属パイプ内に仕切壁を設けるとシールド性能を高めることができる。また、金属パイプを曲げ加工する際に仕切壁の屈曲点が曲げ起点となり、スムーズに金属パイプを曲げ加工して、水平配管部から屈曲する貫通穴挿通部を形成することができる。

電気自動車またはハイブリッド自動車においてリア側床上から前記フロアパネルの貫通穴を通して車外の前記床下配索領域に配索し、フロント側はエンジンルーム内に配索し、
前記ワイヤハーネスはリア側床上でバッテリと接続すると共に前記エンジンルーム内のインバータと接続し、または前記ワイヤハーネスはリア側床上でインバータと接続すると共に前記エンジンルーム内のモータと接続している。
なお、リア側床上から床下に配索し、自動車の長さ方向の中間位置で床上に配索する場合にも適用できる。

また、本発明は、前記ワイヤハーネスの配索構造の形成方法を提供している。即ち、
前記ワイヤハーネスを直管の前記金属パイプに通し、
ついで、前記金属パイプを内部のワイヤハーネスと共に上向きに曲げ加工し、
ついで、前記金属パイプの上向き曲げ部の所要位置にグロメットを外嵌固定し、
前記中央部分を車体の床下に配索した後に上向き曲げ部を前記床パネルの貫通穴に通して、前記グロメットのシールリップを貫通穴の周縁に密着している。

前述したように、本発明では、床上配索領域と床下配索領域とが連続するワイヤハーネスを連続した金属パイプに挿通し、該金属パイプを曲げ加工し、内部にワイヤハーネスを挿通した金属パイプをフロアパネルの貫通穴に通している。よって、貫通穴への挿通時に上向き状態を保持でき貫通作業性を高めることができる。また、衝突等でフロアパネルが移動しても貫通穴の周縁は金属パイプに衝突するだけでワイヤハーネスの電線群に直接接触しないため、電線の損傷を防止できる。

本発明の参考実施形態を示す概略側面図である。前記参考実施形態のワイヤハーネスの電線を挿通した金属パイプを示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。前記金属パイプの端部の断面図である。前記金属パイプに固定するグロメットの断面図である。フロアパネルの貫通穴に前記金属パイプを貫通してグロメットをフロアパネルに固定する状態を示す断面図である。本発明の実施形態の金属パイプの概略側面図である。（Ａ）は実施形態で用いる金属パイプの斜視図、（Ｂ）は該金属パイプに電線を挿通した状態を示す正面図である。前記金属パイプに固定したグロメットをフロアパネルの貫通穴に装着している状態を示す断面図である。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は従来例を示す図面である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５に参考実施形態を示す。
該参考実施形態は使用する金属パイプを仕切り付きとしていない点が本発明の実施形態と相違する。
図１に示すように、ハイブリッド自動車のリア側床上に搭載するバッテリ１とフロント側床上のエンジンルームに搭載するインバータ２との間に３相の高圧電線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３からなるワイヤハーネス３を配索し、前記リア側床上とフロント側床上との間の中間領域はフロアパネル４より下方に床下配線をしている。該床下配索領域Ｚ１の長さ方向の両端で上向きに曲げ、リア側の上向き配索領域Ｚ２をリア側のフロアパネル４に設けた貫通穴５に挿通してリア側のフロアパネル上に配線する一方、フロント側の上向き配索領域Ｚ３はエンジンルームへと配線している。

前記床下配索領域Ｚ１および、その両側の上向き配索領域Ｚ２、Ｚ３に連続して配索する前記ワイヤハーネス３を１本の連続した金属パイプ１０に挿通している。該金属パイプ１０は前記高圧電線Ｗ１〜Ｗ３から発生するノイズが外部へ拡散するのを防止するシールドパイプと床下に配索するワイヤハーネスを飛び石や路面接触から保護する保護パイプの役割を担っている。

図２に示すように、金属パイプ１０の床下配索領域Ｚ１はリア側からフロント側へ延在すると共に略水平に配管する水平配管部１０ａとし、前記貫通穴５の略直下となる位置で水平配管部１０ａの一端を上向きに曲げ加工して貫通穴５を貫通する上向き曲げ部１０ｂを設け、水平配管部１０ａの他端も上向きに曲げ加工して上向き曲げ部１０ｃを設けている。

該金属パイプ１０の上向き曲げ部１０ｂは床下からフロアパネルの貫通穴５を貫通して床上へ突出させるものである。該床上で、ワイヤハーネス３の電線が前記バッテリ１、インバータ２に接続される位置まで金属パイプ１０を延在させて、ワイヤハーネス３の外装材を連続した１本の金属パイプ１０とすることが好ましい。しかしながら、上向き曲げ部１０ｂの先端側で更に曲げ加工すると、貫通穴５に下方より挿通しにくくなる。よって、曲げ加工することなく金属パイプ１０の先端から引き出したワイヤハーネス３の電線端末にコネクタを接続し、該コネクタを前記バッテリ１、インバータ２に設けられたコネクタ嵌合部に嵌合できる位置に貫通穴５を設けることが好ましい。なお、金属パイプ１０の先端から引き出したワイヤハーネス端末のコネクタをバッテリ１、インバータ２のコネクタ嵌合部に嵌合できない場合には、前記ワイヤハーネス３の電線群をシールド用の金属編組チューブまたは金属編組シートで被覆してコルゲートチューブで外装し、前記バッテリ１、インバータ２の設置位置まで配索することが好ましい。

前記金属パイプ１０は、軽量、加工の容易性、耐腐食性に優れている等からアルミニウム系金属を押し出し成形して形成している。金属パイプ１０は真っすぐな直管状に成形し、所要長さに切断して用いている。この金属パイプ１０に前記３本の高圧電線からなるワイヤハーネス３を挿通し、金属パイプ１０の長さ方向の両端からワイヤハーネス３を所要寸法引き出している。

金属パイプ１０にワイヤハーネス３を挿通した後に、金属パイプ１０の両側に曲げ加工を施して水平配管部１０ａの両側に上向き曲げ部１０ｂ、１０ｃを設けている。
かつ、図３に示すように、貫通穴５に貫通する上向き曲げ部１０ｂ、１０ｃの先端開口１０ｂ−ｈ、１０ｃ−ｈに嵌合するゴム栓１３を取り付けている。該ゴム栓１３に設けた３つの貫通穴１３ｈに電線Ｗ１〜Ｗ３をそれぞれ挿通し、該ゴム栓１３を金属パイプ１０の外周面に粘着テープＴで固着している。これにより、金属パイプ１０の上向き曲げ部１０ｂ、１０ｃより引き出されたワイヤハーネス３の電線群を金属パイプ１０の先端に位置決め保持している。

また、図２（Ｂ）に示すように、金属パイプ１０の外周面に防錆塗料１１を塗布し、特に床下配索領域Ｚ１で雨水等により腐食が生じるのを確実に防止している。該防錆塗料１１は金属パイプ内に挿通するワイヤハーネス３が高圧電線Ｗ１〜Ｗ３からなるため、高圧電線表示色としている。

前記貫通穴５を貫通させる上向き曲げ部１０ｂに、図４に示すようにグロメット１５を外嵌している。該グロメット１５はエラストマーで成形した筒体であり、その中空部に金属パイプ１０を密着して貫通させている。該グロメット１５は小径筒部１５ａと、該小径筒部１５ａに連続する大径筒部１５ｂを備え、該大径筒部１５ｂの先端面にシールリップ１５ｃを環状に設け、該シールリップ１５ｃをフロアパネル４の貫通穴５の外周位置に車外から押し当てるようにしている。

また、前記グロメット１５の小径筒部１５ａおよび大径筒部１５ｂの外面を覆うアルミニウム系金属からなる金属ブラケット１６を設けている。また、大径筒部１５ｂを外嵌する大径筒部１６ｂの先端からフランジ部１６ｃを突設し、該フランジ部１６ｃにボルト穴１６ｄを設けている。図５に示すように、該フランジ部１６ｃをフロアパネル４の車外面に押し当て、グロメット１５をボルト１８でフロアパネル４に締結固定するものとしている。

前記金属パイプ１０で略全長を外装したワイヤハーネス３を自動車に組みつける工程では、自動車のフロアパネル４の底面側に、金属パイプ１０の水平配管部１０ａを配置し、両側の上向き曲げ部１０ｂ、１０ｃを上向きに保持する。

一方の上向き曲げ部１０ｂをリア側の貫通穴５に下方から上向きに通し、金属ブラケット１６のフランジ部１６ｃをフロアパネル４の下面に押し当て、ボルト１８を締結する。
ついで、他方の上向き曲げ部１０ｃをフロント側のエンジンルーム内へと配管する。

前記金属パイプ１０の上向き曲げ部１０ｂを貫通穴５に下方から上向きに挿通する作業時、金属パイプ１０内にワイヤハーネス３を挿通しているために、上向きに保持でき、ワイヤハーネス３が垂れ下がることはない。このように、真っすぐな上向き状態を保持して貫通穴５に挿通することができ、作業性を高めることができる。
また、グロメット１５のシールリップ１５ｃを貫通穴５の外周縁に押し当てるため、金属パイプ１０と貫通穴５の間からの浸水を防止できる。特に、該貫通穴５を貫通する部位でワイヤハーネス３を金属パイプ１０に通しているため、ワイヤハーネスの電線群中に浸水が生じるのを確実に防止できる。
さらに、自動車が衝突してフロアパネル４が移動する場合、貫通穴５の周縁は金属パイプ１０に衝突するだけで、ワイヤハーネス３の電線に直接接触しないため、ワイヤハーネスに損傷が発生するのを防止できる。

図６乃至図８に本発明の実施形態を示す。
本実施形態では金属パイプを仕切り付きの金属パイプ２０としている点が前記参考実施形態と相違し、水平配管部２０ａの両側に曲げ加工して上向き曲げ部２０ｂ、２０ｃを設けている等、前記参考実施形態と同様な構成は説明を省略する。

金属パイプ２０は参考実施形態と同様にアルミニウム系金属を押し出し成形して設けている。該金属パイプ２０は、パイプ本体となる円筒状の周壁２１と、該周壁２１の軸線方向に連続すると共に周壁内面から突出する４枚の仕切壁２２とから構成している。前記４枚の仕切壁２２は、パイプ中心から断面放射状に形成し、分割した４つの収容室２３を設けている。該収容室２３のうち、３つの収容室２３には高圧電線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を各１本づつ挿通し、残りの１つの収容室２３内には低圧バッテリー用の低圧電線Ｗ４を挿通している。
このように、高圧電線Ｗ１〜Ｗ３をそれぞれ収容室２３に隔離して挿通することによりノイズが外部に発散するのを低減し、かつ、低圧電線Ｗ４を収容室２３に挿通することで高圧電線Ｗ１〜Ｗ３からのノイズを遮断できるようにしている。

前記各仕切壁２２は径方向の中間位置にパイプ軸線方向に連続する１つの屈曲部２２ｐを設けている。仕切壁２２の半径方向の中間位置に屈曲部２２ｐを設けることで、仕切壁２２は径方向に撓み易くなる。よって、金属パイプ２０を曲げ加工して水平配管部２０ａの両側に上向き曲げ部２０ｂ、２０ｃを設ける際に、曲げ起点となり、円環状の周壁２１がスムーズに曲げられるようにするものである。かつ、水平配管部２０ａにおいても、配索領域の形状等に応じて前記水平方向に曲げ加工を施す必要がある場合にも、比較的容易に金属パイプ２０を曲げることができる。

かつ、図７（Ａ）に示すように、金属パイプ２０の両端開口では周壁２１より仕切壁２２を突出させ、挿通した電線Ｗ１〜Ｗ４を仕切壁２２に締結バンドで締結して、金属パイプ１０にワイヤハーネス３を位置決め固定している。

図８に示すように、フロアパネルの貫通穴を通す金属パイプ２０の上向き曲げ部２０ｂに外嵌固定するグロメット３０はエラストマーからなるグロメット本体３１と樹脂成形品からなる樹脂インナー３２の２体物グロメットとしている。グロメット本体３１に金属パイプ２０を密着して挿通する小径筒部３１ａを設け、該小径筒部３１ａに連続する大径筒部３１ｂの先端外周にフロアパネル４の車外面に押し当てるシールリップ３１ｃを設けている。該グロメット本体３１の大径筒部３１ｂ内に筒状の樹脂インナー３２を内嵌係止し、該樹脂インナー３２の中空部に金属パイプ２０を挿通し、該樹脂インナー３２の先端外周に設けた係止爪３２ｒを貫通穴５より突出したバーリング５ａの先端に係止している。
該グロメット３０を金属パイプ２０に外嵌固定しているため、金属パイプ２０をフロアパネル４の貫通穴５に下方から上向きに略ワンタッチで挿通固定することができる。

また、金属パイプ２０に仕切壁２２を設け、仕切壁２２により電線を仕切っているため、シールド性能を高めることができる。かつ、パイプ内で電線が互いに干渉しながらパイプ径方向に移動したり傾いたりすることが防止され、電線の損傷を防ぐことができる。

本発明は前記実施形態に限定されず、金属パイプは水平方向を長軸、垂直方向を短軸とした楕円形状または長円形状としてもよい。
また、楕円形状、長円形状の金属パイプ内に設ける仕切壁は放射状とせずに櫛歯状に設けてもよい。
さらに、金属パイプは水平配管部の両側に上向き傾斜部を設け、該上向き傾斜部に上向き垂直部を設けてもよい。

１バッテリ
２インバータ
４フロアパネル
５貫通穴
１０金属パイプ
１０ａ水平配管部
１０ｂ、１０ｃ上向き曲げ部
１５グロメット
１６金属ブラケット

Claims

車体の床下配索領域の両端から上向きに屈曲し、少なくともリア側では車体のフロアパネルに設けた貫通穴を通して床上へと引き出して連続的に配索するワイヤハーネスの配索構造であって、
前記ワイヤハーネスを挿通する金属パイプを設け、該金属パイプ内に仕切壁を設け、該仕切壁で区切った各中空部に前記ワイヤハーネスの電線をそれぞれ挿通し、かつ、前記仕切壁は金属パイプの曲げ加工時に起点となる屈曲点を有する形状としており、
前記フロアパネルの貫通穴を挿通させる位置で、上向きに屈曲された前記金属パイプは前記貫通穴を通して床上へと配管され、かつ、該貫通穴を挿通する部位で前記金属パイプにグロメットが外嵌固定されており、該グロメットに設けられているシールリップが床下側からフロアパネルの下面に押し当てられて止水されているワイヤハーネスの配索構造。
複数本の電線群からなる前記ワイヤハーネスが１本の前記金属パイプに挿通され、該金属パイプはアルミニウム系金属製とされている請求項１に記載のワイヤハーネスの配索構造。
前記グロメットの外面はアルミニウム系の金属ブラケットで覆われ、該金属ブラケットはフロアパネルにボルト止めされている請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネスの配索構造。
前記ワイヤハーネスは、電気自動車またはハイブリッド自動車のリア側床上から前記貫通穴を通して車外の前記床下配索領域に配索されていると共に、フロント側はエンジンルーム内に配索されており、
前記ワイヤハーネスはリア側床上でバッテリと接続されていると共に前記エンジンルーム内のインバータと接続され、または前記ワイヤハーネスはリア側床上でインバータと接続されると共に前記エンジンルーム内のモータと接続されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワイヤハーネスの配索構造。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のワイヤハーネスの配索構造の形成方法であって、
前記ワイヤハーネスを直管の前記金属パイプに通し、
ついで、前記金属パイプを内部のワイヤハーネスと共に上向きに曲げ加工し、
ついで、前記車体の貫通穴に通す前記金属パイプの上向き曲げ部の所要位置に防水グロメットを外嵌固定し、
前記金属パイプの中央部分を車体の床下に配索した後に前記防水グロメットを固定した上向き曲げ部を前記フロアパネルの貫通穴に通して前記グロメットのシールリップを貫通穴周縁に密着しているワイヤハーネスの配索構造の形成方法。