JP5986832B2

JP5986832B2 - ワイヤハーネス

Info

Publication number: JP5986832B2
Application number: JP2012156419A
Authority: JP
Inventors: 直柔内田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2032-07-12
Also published as: EP2874154B1; JP2014022056A; EP2874154A1; US20150122545A1; WO2014010480A1; CN104395968B; CN104395968A; US9592774B2; EP2874154A4

Description

本発明は、車両に用いられるワイヤハーネスに関する。

従来から、自動車等の車両の燃費性を向上させるという観点から、複数本の電線群からなるワイヤハーネスの軽量化が強く求められている。このワイヤハーネスの軽量化として、ワイヤハーネスに用いられる電線の導体（芯線）自体を軽量化することが検討されている。例えば、電線の導体の材料として、銅系材料（特に、軟銅材）よりも比重の軽いアルミニウム系金属を用いたワイヤハーネスが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、電線は、電源回路に用いられる小電流用電線と、小電流用電線よりも大電流が通電する大電流電源回路及びアース回路に用いられる大電流・アース用電線と、信号回路に用いられる信号用電線とによって構成されている。

小電流用電線や信号用電線は、導体がアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成され、大電流・アース用電線は、導体が銅若しくは銅合金からなる銅電線によって形成されている。これにより、小電流用電線、大電流・アース用電線及び信号用電線の全ての導体が銅電線によって形成される場合と比較して軽量化を実現できる。

特開２００９−１７０１７８号公報

しかしながら、上述した従来のワイヤハーネスでは、アルミニウム電線を銅電線の導電抵抗に合わせるために、アルミニウム電線の外径を大きくする必要があった。このため、ワイヤハーネスの軽量化には有効であるものの、ワイヤハーネス自体の小径化については限界があり、ワイヤハーネスの軽量化及び小型化を両立することについては未だ改善の余地があるのが現状であった。

そこで、本発明は、軽量化及び小型化を両立できるワイヤハーネスの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、導体（導体１１）を含む電線（電線１０）を備え、前記電線は、電源回路に用いられる第１電線（小電流用電線１０Ａ）と、前記第１電線よりも大電流が通電する大電流電源回路又はアース回路に用いられる第２電線（大電流・アース用電線１０Ｂ）と、信号回路に用いられる信号用電線（信号用電線１０Ｃ）とによって構成されたワイヤハーネス（ワイヤハーネス１）であって、前記第１電線及び前記第２電線は、前記導体がアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成され、前記信号用電線は、前記導体が銅若しくは銅合金からなる銅電線によって形成されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、第１電線及び第２電線は、アルミニウム電線によって形成され、信号用電線は、銅電線によって形成される。発明者らは、一般的に信号用電線よりも太い第１電線及び第２電線については軽量化に着目し、第１電線や第２電線よりも細い信号用電線については細径化に着目した。

つまり、第１電線及び第２電線がアルミニウム電線によって形成されることで、当該各電線が銅電線によって形成された場合と比較して、各電線の外径が大きくなっても、各電線の軽量化を実現できる。一方で、信号用電線が銅電線によって形成されることで、信号用電線がアルミニウム電線によって形成された場合と比較して、信号用電線の外径を細く（いわゆる、細径化）できる。

このように、第１電線及び第２電線を軽量化して信号用電線を細径化し、第１電線及び第２電線の外径を大きくしても細径化された信号用電線と共用することによって、ワイヤハーネス自体の外径の増大を抑制でき、ワイヤハーネス全体の軽量化が促進される。従って、ワイヤハーネスの軽量化及び小型化を両立できる。

本願発明の第２の特徴は、前記第１電線は、前記導体が銅若しくは銅合金によって形成されていると想定すると、導体断面積が０．３５ｍｍ ^２〜１．２５ｍｍ ^２の範囲内になってしまうものであり、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる前記第１電線の実際の導体断面積は、０．３５ｍｍ ^２〜２．５ｍｍ ^２の範囲内になっており、銅若しくは銅合金からなる前記信号用電線の導体断面積は、０．１３ｍｍ ^２〜０．３５ｍｍ ^２の範囲内になっていることである。
また、前記第２電線は、前記導体が銅若しくは銅合金によって形成されていると想定すると、導体断面積が２ｍｍ ^２〜５ｍｍ ^２の範囲内になってしまうものであり、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる前記第２電線の実際の導体断面積は、２．５ｍｍ ^２〜８ｍｍ ^２の範囲内になっていることである。

本発明の特徴によれば、軽量化及び小型化を両立できるワイヤハーネスを提供することができる。

図１（ａ）は、本実施形態に係るワイヤハーネスを示す斜視図であり、図１（ｂ）は、本実施形態に係るワイヤハーネスを示す断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ拡大図である。図２は、ワイヤハーネスの外径及び重量を示すグラフである。

次に、本発明に係るワイヤハーネスの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（ワイヤハーネスの構成）
まず、本実施形態に係るワイヤハーネス１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係るワイヤハーネス１を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、本実施形態に係るワイヤハーネス１を示す断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ拡大図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ワイヤハーネス１は、導体断面積がそれぞれ相違する導体１１（１１Ａ，１１Ｂ）を絶縁性の被覆材１２（１２Ａ，１２Ｂ）で被覆してなる電線１０（１０Ａ，１０Ｂ）を複数本集束したものである。なお、ワイヤハーネス１は、自動車等の車両に配索され、例えば、インストゥルメントパネルハーネス、フロアハーネス、エンジンルームハーネス、ルーフハーネス、ドアハーネス等として用いられる。

電線１０は、電源回路に用いられる第１電線としての小電流用電線１０Ａと、小電流用電線１０Ａよりも大電流が通電する大電流電源回路又はアース回路に用いられる第２電線としての大電流・アース用電線１０Ｂと、信号回路に用いられる信号用電線１０Ｃとによって大略構成されている。

小電流用電線１０Ａは、図１（ｃ）に示すように、導体１１Ａを被覆材１２Ａで被覆することによって形成されている。この小電流用電線１０Ａは、導体１１Ａがアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成される。

大電流・アース用電線１０Ｂは、図１（ｃ）に示すように、導体１１Ｂを被覆材１２Ｂで被覆することによって形成されている。この大電流・アース用電線１０Ｂは、小電流用電線１０Ａと同様に、導体１１Ｂがアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成される。

信号用電線１０Ｃは、図１（ｃ）に示すように、導体１１Ｃを被覆材１２Ｃで被覆することによって形成されている。この信号用電線１０Ｃは、導体１１Ｃが銅若しくは銅合金からなる銅電線によって形成される。

なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すワイヤハーネス１は、説明を容易とするために作成したものであり、実際に使用されるワイヤハーネス１と異なる場合もあり、少なくとも２本以上〜数百本の電線１０を有していればよい。

このようなワイヤハーネス１では、全ての電線を銅電線とした場合において、導体断面積が０．３５ｍｍ^２〜１．２５ｍｍ^２となる範囲内に用いられる電線１０が大半（例えば、全体の８０％）を占めている。

その他の電線としては、例えば、導体断面積が１．２５ｍｍ^２を超えて８ｍｍ^２程度（８ｍｍ^２以上の含む）の大電流・アース用電線１０Ｂが挙げられる。これらの大電流・アース用電線１０Ｂは、上述したように、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成される。

つまり、上述した小電流用電線１０Ａ及び信号用電線１０Ｃは、導体１１（導体１１Ａ及び導体１１Ｃ）が銅若しくは銅合金によって形成された場合に導体断面積が０．３５ｍｍ^２〜１．２５ｍｍ^２となる範囲内に用いられる電線を想定している。

本実施形態では、小電流用電線１０Ａは、導体断面積が０．３５ｍｍ^２〜２．５ｍｍ^２となるアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成される。つまり、小電流用電線１０Ａは、導体１１Ａが銅若しくは銅合金によって形成された場合に導体断面積が０．３５ｍｍ^２〜１．２５ｍｍ^２となる範囲内に用いられる際、銅電線とせずに、アルミニウム電線が用いられる。

一方、信号用電線１０Ｃは、導体断面積が０．１３ｍｍ^２〜０．３５ｍｍ^２となる銅若しくは銅合金からなる銅電線によって形成される。つまり、信号用電線１０Ｃは、導体１１Ｃが銅若しくは銅合金によって形成された場合に導体断面積が０．３５ｍｍ^２〜１．２５ｍｍ^２となる範囲内に用いられる際、アルミニウム電線とせずに、銅電線が用いられる。

なお、大電流・アース用電線１０Ｂは、導体１１（導体１１Ｂ）が銅若しくは銅合金によって形成された場合に導体断面積が２ｍｍ^２〜５ｍｍ^２となる範囲内に用いられる電線を想定している。本実施形態では、大電流・アース用電線１０Ｂは、導体断面積が２．５ｍｍ^２〜８ｍｍ^２となるアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成される。

（比較評価）
次に、複数種類のワイヤハーネスの比較評価について、表１及び図２を参照しながら説明する。なお、図２は、ワイヤハーネスの外径及び重量を示すグラフである。

表１に示すように、比較例１に係るワイヤハーネスでは、複数本の電線の導体全て（すなわち、小電流用電線、大電流・アース用電線及び信号用電線）が銅若しくは銅合金からなる銅電線によって形成されたものである。

また、比較例２に係るワイヤハーネスでは、小電流用電線がアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線、及び、銅若しくは銅合金からなる銅電線によって形成され、大電流・アース用電線がアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成され、信号用電線が銅若しくは銅合金からなる銅電線によって形成されたものである。

さらに、実施例に係るワイヤハーネス１では、上述した実施形態のように、小電流用電線及び大電流・アース用電線がアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成され、信号用電線が銅若しくは銅合金からなる銅電線によって形成されたものである。

表１及び図２に示すように、実施例に係るワイヤハーネス１では、比較例１，２に係るワイヤハーネスと比較して、小電流用電線１０Ａ及び大電流・アース用電線１０Ｂにアルミニウム電線を用いることで、電線の軽量化が望める。この場合、アルミニウム電線は、軽い反面、銅電線よりも導電率が約６０％と低いため、銅電線よりも導体外径を大きくする必要がある。

具体的には、アルミニウム電線は、銅電線と導体抵抗を合わせるために、銅電線の外径に対して約１．７倍の外径にする必要がある。例えば、銅電線の導体を「１」とした場合、アルミニウム電線の導体を「１．７」として比較すると、１ｍあたりの銅電線に対してアルミニウム電線が半分の重量となる。なお、電線として比較した場合、銅電線に対してアルミニウム電線が約３０％軽量化される。加えて、信号用電線に用いる導体を細径化することによって約４６％軽量化される。

このように、実施例に係るワイヤハーネス１では、アルミニウム電線の外径が大きくなっても、細径化された信号用電線と共用することによって、比較例２に係るワイヤハーネスよりも外径の増大を抑制できる。

つまり、表１及び図２に示すように、実施例に係るワイヤハーネス１は、比較例１に係るワイヤハーネスの外径及び重量を‘１００’とした場合、比較例２に係るワイヤハーネスと比較して、外径を約１．８％抑制でき、重量を約１５．２％軽量化できることが判明した。

（作用・効果）
以上説明した実施形態では、小電流用電線１０Ａ及び大電流・アース用電線１０Ｂは、アルミニウム電線によって形成され、信号用電線１０Ｃは、銅電線によって形成される。発明者らは、一般的に信号用電線１０Ｃよりも太い小電流用電線１０Ａ及び大電流・アース用電線１０Ｂについては軽量化に着目し、小電流用電線１０Ａよりも細い信号用電線１０Ｃについては細径化に着目した。

つまり、小電流用電線１０Ａ及び大電流・アース用電線１０Ｂがアルミニウム電線によって形成されることで、小電流用電線１０Ａが銅電線によって形成された場合と比較して、当該各電線１０Ａ，１０Ｂの外径が大きくなっても、各電線１０Ａ，１０Ｂの軽量化を実現できる。一方で、信号用電線１０Ｃが銅電線によって形成されることで、信号用電線１０Ｃがアルミニウム電線によって形成された場合と比較して、信号用電線１０Ｃの外径を細く（いわゆる、細径化）できる。

このように、小電流用電線１０Ａ及び大電流・アース用電線１０Ｂを軽量化して信号用電線１０Ｃを細径化し、小電流用電線１０Ａ及び大電流・アース用電線１０Ｂの外径を大きくしても細径化された信号用電線１０Ｃと共用することによって、ワイヤハーネス１自体の外径の増大を抑制でき、ワイヤハーネス１全体の軽量化が促進される。従って、ワイヤハーネス１の軽量化及び小型化を両立できる。

本実施形態では、小電流用電線１０Ａ及び信号用電線１０Ｃは、導体１１（導体１１Ａ及び導体１１Ｃ）が銅若しくは銅合金によって形成された場合に導体断面積が０．３５ｍｍ^２〜１．２５ｍｍ^２となる範囲内に用いられるものであり、小電流用電線１０Ａの導体断面積は、０．３５ｍｍ^２〜２．５ｍｍ^２であり、信号用電線１０Ｃの導体断面積は、０．１３ｍｍ^２〜０．３５ｍｍ^２である。これにより、ワイヤハーネス１の軽量化及び小型化に最適でとなる。特に、小電流用電線１０Ａの導体断面積が０．５ｍｍ^２である場合、ワイヤハーネス１の軽量化及び小型化により有効となる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、ワイヤハーネス１は、必ずしも自動車等の車両に配索される必要はなく、軽量化を望むものに適用されてもよい。

また、ワイヤハーネス１は、必ずしも導体断面積が０．３５ｍｍ^２〜１．２５ｍｍ^２となる範囲内に用いられる電線１０が大半である必要はなく、導体断面積が他のサイズが大半を占めている場合にも適用できる。

また、ワイヤハーネス１の電線１０を主として説明したが、例えば、ＪＡＳＯ規格やＩＳＯ規格に対応させて電線１０の導体断面積により被覆材１２の厚さを異ならせるものであってもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…ワイヤハーネス
１０…電線
１０Ａ…、小電流用電線（第１電線）
１０Ｂ…大電流・アース用電線（第２電線）
１０Ｃ…信号用電線
１１（１１Ａ〜１１Ｃ）…導体
１２（１２Ａ〜１２Ｃ）…被覆材

Claims

導体を含む電線を備え、
前記電線は、電源回路に用いられる第１電線と、前記第１電線よりも大電流が通電する大電流電源回路又はアース回路に用いられる第２電線と、信号回路に用いられる信号用電線とによって構成されたワイヤハーネスであって、
前記第１電線及び前記第２電線は、前記導体がアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム電線によって形成され、
前記信号用電線は、前記導体が銅若しくは銅合金からなる銅電線によって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であって、
前記第１電線は、前記導体が銅若しくは銅合金によって形成されていると想定すると、導体断面積が０．３５ｍｍ ^２〜１．２５ｍｍ ^２の範囲内になってしまうものであり、
アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる前記第１電線の実際の導体断面積は、０．３５ｍｍ^２〜２．５ｍｍ^２の範囲内になっており、
銅若しくは銅合金からなる前記信号用電線の導体断面積は、０．１３ｍｍ^２〜０．３５ｍｍ^２の範囲内になっていることを特徴とするワイヤハーネス。
請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネスであって、
前記第２電線は、前記導体が銅若しくは銅合金によって形成されていると想定すると、導体断面積が２ｍｍ ^２〜５ｍｍ ^２の範囲内になってしまうものであり、
アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる前記第２電線の実際の導体断面積は、２．５ｍｍ ^２〜８ｍｍ ^２の範囲内になっていることを特徴とするワイヤハーネス。