JP6080350B2

JP6080350B2 - ワイヤハーネス

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Publication number: JP6080350B2
Application number: JP2011238851A
Authority: JP
Inventors: 英臣足立; 佳昭尾崎
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2031-10-31
Also published as: EP2773534A1; CN103917413B; WO2013065808A1; CN103917413A; EP2773534B1; US20140216812A1; JP2013099074A

Description

本発明は、ワイヤハーネスに関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車の機器、すなわちモータユニットやインバータユニット、バッテリーなどの機器を電気的に接続するためとして、高圧のワイヤハーネスが用いられている。

下記特許文献１に開示されたワイヤハーネスは、機器間を電気的に接続する三本の電線と、三本の電線をこの全長の大半にわたって収容するメインシールド部と、メインシールド部の端部からのびる三本の電線を覆うサブシールド部とを備えて構成されている。ワイヤハーネスは、機器の搭載位置にもよるが、配索経路が非常に長いものになっている。

三本の電線の各端末には、端子金具が設けられている。端子金具は、ワイヤハーネスの製造後、電線の端末と一緒に機器のシールドケース内に差し込まれ、機器本体の所定位置に配設された接続部に対し例えばボルト締め等で接続されるようになっている。

メインシールド部は、導電性を有する一本の長い金属パイプが用いられている。メインシールド部は、この小径化を図るためとして、三本の電線だけを挿通することができる大きさに内径が形成されている。

サブシールド部は、筒状に形成された編組と、この編組の一端に固定されるシールドシェルと、編組の他端に固定される接続パイプとを備えて構成されている。シールドシェルは、機器のシールドケースに接続固定する部分として備えられている。

編組とシールドシェルは、これらを重ね合わせ、そして、重ね合わせ部分にシールドリングを配置し、この後にシールドリングに対して加締めを施すことにより固定されている。このような固定は、編組と接続パイプとの固定にも採用されている。すなわち、編組と接続パイプとを重ね合わせ、そして、重ね合わせ部分に加締めリングを配置し、この後に加締めリングに対し加締めを施すことにより固定されている。

接続パイプは、メインシールド部と同じ材質及び同じ内径の金属パイプが用いられている。接続パイプは、メインシールド部よりも長さが格段に短くなるように形成されている。接続パイプは、この端部をメインシールド部の端部に一致させた後に、溶接により固定されている。

上記構成及び構造において、上記の如く、溶接にてサブシールド部がメインシールド部に一体化することから、ワイヤハーネスは非常に長い金属パイプからなるシールド部材を備えていることが分かる。

特許第３９０９７６３号公報

ところで、上記従来のワイヤハーネスにあっては、金属パイプを用いることで電磁波対策としての電磁シールド効果は得られるものの、次のような問題点を有している。すなわち、ワイヤハーネスが非常に長い金属パイプからなるシールド部材を備えることになるため、ワイヤハーネス全体としての重量が大きくなってしまうという問題点を有している。係る問題点は、車両の軽量化にも影響を来すことになる。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、電磁シールド効果を確保しつつ、ワイヤハーネスの軽量化を図るとともに車両の軽量化をも図ることができる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記載の本発明のワイヤハーネスは、一又は複数本の導電路と、前記導電路を収容し且つシールド機能を有するパイプ状の保護部材とを備えるワイヤハーネスにおいて、前記保護部材は、導電性を有する樹脂組成物からなり、前記一又は複数本の導電路を一括して挿通及び収容可能な内径を有する筒状に形成され、この端末にシールド部材を溶接、溶着、接着又は半田付けにて接続するものであり、さらに、前記保護部材は、前記導電路の配索経路に沿った形状に形成され、且つ、前記保護部材の外面に絶縁性を有する樹脂組成物からなる絶縁性樹脂被覆部が形成され、前記導電路の配索経路に沿った形状を形成する前の状態に戻ることなく該形状を保持してなることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、導電性を有する樹脂組成物から形成されたパイプ状の保護部材を備えるワイヤハーネスとなる。保護部材は導電性を有する樹脂組成物からなることから、金属パイプと比べて軽量化を図ることができる。また、導電性を有することから電磁シールド効果も確保することができる。

また、このような特徴を有する本発明によれば、保護部材の外面を絶縁性樹脂被覆部で覆う構成であるため、衝撃等の外力からワイヤハーネスの保護を図りつつ、保護部材の外側に例えばプロテクタ等の外装部材を設けることなく絶縁性樹脂被覆部による経路規制を行うことが可能となる。

請求項２記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、前記保護部材の端末の外面を所定の範囲に亘って露出させ、この露出させた部分をシールド部材接続部とすることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、保護部材の端末の外面を所定の範囲に亘って露出させ、この露出させた部分をシールド部材接続部とする構成であるため、衝撃等の外力からワイヤハーネスの保護を図る部分と、例えば編組等のシールド部材を接続する部分とを有する保護部材となる。

請求項１に記載された本発明によれば、導電性を有する樹脂組成物から形成された保護部材を備えるワイヤハーネスとなるため、電磁シールド効果を確保しつつ、ワイヤハーネスの軽量化を図るとともに車両の軽量化をも図ることができるという効果を奏する。

また、請求項１に記載された本発明によれば、保護部材の外面を絶縁性樹脂被覆部で覆うことから、ワイヤハーネスにおける保護機能を高めることができるという効果を奏する。また、絶縁性樹脂被覆部によるワイヤハーネスの経路規制を行うことが可能となるため、プロテクタ等の外装部材を設ける必要がなくワイヤハーネスの経路規制に係る部品点数や外装部材の組み付けに係る作業工数を削減でき、製造コストを削減し、また、作業性の向上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。

請求項２に記載された本発明によれば、請求項１の効果に加え次のような効果を奏する。すなわち、衝撃等の外力からワイヤハーネスを保護する部分と、例えば編組等のシールド部材を接続する部分とを有する保護部材となることから、保護機能を確保しつつ、保護部材の端末におけるシールド部材の接続部分も確保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を配索した車両の模式図である。ワイヤハーネスの構成を示す断面図である（実施例１）。保護部材の構成を示す断面図である（実施例１）。ワイヤハーネスの構成を示す断面図である（実施例２）。保護部材の構成を示す断面図である（実施例２）。

ワイヤハーネスは、複数本の高圧電線（導電路）と、この複数本の高圧電線を一括して覆いシールドする保護部材と、保護部材の両端末部分に接続される端末シールド部材とを含んで構成されている。

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を配索した車両の模式図である。また、図２はワイヤハーネスの構成を示す断面図である。図３は保護部材の構成を示す断面図である。

以下の説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができるものとする。

本実施例においては、ハイブリッド自動車（電気自動車であってもよいものとする）に本発明のワイヤハーネス用中間部材及びワイヤハーネスを採用する例を挙げて説明するものとする。

図１において、引用符号１はハイブリッド自動車を示している。ハイブリッド自動車１は、エンジン２、フロントモーターユニット３、及びリアモーターユニット４を併用して駆動する車両であって、フロントモーターユニット３はフロントインバータユニット５を介して、また、リアモーターユニット４はリアインバータユニット６を介してバッテリー７（電池パック、組電池）からの電力が供給されるようになっている。エンジン２、フロントモーターユニット３、及びフロントインバータユニット５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８に搭載されている。また、リアモーターユニット４、リアインバータユニット６、及びバッテリー７は、後輪等がある自動車後部９に搭載されている（搭載位置は一例であるものとする。尚、バッテリー７に関しては、ハイブリッド自動車１や電気自動車等に使用可能であれば特に限定されないものとする）。

フロントモーターユニット３とフロントインバータユニット５は、高圧のワイヤハーネス１０により接続されている。また、フロントインバータユニット５とバッテリー７も高圧のワイヤハーネス１１により接続されている。さらに、リアモーターユニット４とリアインバータユニット６も高圧のワイヤハーネス１２により接続されている。さらにまた、リアインバータユニット６とバッテリー７も高圧のワイヤハーネス１３により接続されている。

ワイヤハーネス１１は、この中間部１４が車体床下１５の地面側に配索されている。ワイヤハーネス１１は、車体床下１５に沿って略平行に配索されている。車体床下１５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（符号省略）が形成されている。この貫通孔は、ワイヤハーネス１１の挿通部分となっている。

ワイヤハーネス１２は、この中間部１６が自動車後部９における車体床下１７を貫通するように配索されている。ワイヤハーネス１２が挿通される貫通孔は、上記ワイヤハーネス１１の貫通孔と同様に形成されている。引用符号１８は室内を示している。

尚、ワイヤハーネス１０は、フロントモーターユニット３に接続されることから、また、ワイヤハーネス１２は、リアモーターユニット４に接続されることから、モーターケーブルやモーターケーブル装置と呼ばれることもある。この他、ワイヤハーネス１１は、車体床下１５に配索されることから、床下ワイヤハーネスと呼ばれることもある。

以下、本発明に関し、ワイヤハーネス１１を例に挙げて説明をするものとする。本発明は、ワイヤハーネス１１に限らず、ワイヤハーネス１０、１２、１３にも適用可能であるものとする。

ワイヤハーネス１１は、フロントインバータユニット５とバッテリー７とを電気的に接続するためのものであって（図１参照）、図２に示す如く、二本の高圧電線１９（導電路）と、この二本の高圧電線１９を一括して覆いシールドするシールド部材兼用の保護部材２０と、柔軟な二つの端末シールド部材２２、２３とを含んで構成されている。保護部材２０は、本発明の特徴的な部材であって、導電性を有する樹脂組成物をパイプ状に形成したものをワイヤハーネス１１の保護部材２０として用いる構成となっている。また、保護部材２０は、上記の如く、シールド部材兼用であることから、シールド機能を発揮させる部材となっている。

保護部材２０は、上記の如く、導電性を有する樹脂組成物からなり、図２、図３に示す如く、二本の高圧電線１９の所定範囲を覆うことができる大きさ（直径）及び長さに形成されている。保護部材２０は、本実施例において、導電性を有する樹脂組成物を断面円形のパイプ状に押し出して成型されている。導電性を有する樹脂組成物としては、樹脂材料に導電性材料を混ぜてなるものが挙げられる。具体的には、ＰＢＴ等の樹脂材料にカーボンファイバを混ぜてなるものが一例として挙げられる。保護部材２０は、金属製ではなく樹脂製であることから、軽量なものとなっている。

高圧電線１９は、導体及び絶縁体（被覆）２４を含む高圧の導電路であって、電気的な接続に必要な長さを有するように形成されている。導体（図示省略）は、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金により製造されている。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。

尚、本実施例においては高圧電線１９を用いているが、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の導電路としたもの等を用いてもよいものとする。

高圧電線１９は、両端部とも所定長さで絶縁体２４が除去されている。この除去部分からは、導体（図示省略）が露出するようになっている。露出した導体には、端子金具２５が接続されている（図２参照）。端子金具２５は、フロントインバータユニット５の図示しない接続部に対し接続される部分として、また、バッテリー７の図示しない接続部に対し接続される部分として設けられている。

図１において、一の端末シールド部材２２は、フロントインバータユニット５への接続部材として、また、他の端末シールド部材２３は、バッテリー７への接続部材として設けられている。保護部材２０は、この一端に端末シールド部材２２が接続されるとともに、他端に端末シールド部材２３が接続されている。

二つの端末シールド部材２２、２３は、図２に示す如く、編組２６と、この編組２６の一端に電気的に接続されるシールドシェル２７とを含んで構成されている。一の端末シールド部材２２を構成するシールドシェル２７は、フロントインバータユニット５のシールドケースに対し接続固定をすることができるように形成されている。また、他の端末シールド部材２３を構成するシールドシェル２７は、バッテリー７に対し接続固定をすることができるように形成されている。

編組２６は、電磁シールド用の筒状の部材（電磁波対策用のシールド部材）に形成されている。また、編組２６は、図２に示す如く、二本の高圧電線１９の所定範囲を覆うことができる大きさ形成されている。編組２６は、導電性を有する極細の素線を多数用い、これを網状に編んで形成されている。

上記素線に関しては、軟銅等の金属素線、非金属繊維からなる極細の素線などが挙げられるものとする。非金属繊維は、炭素繊維、又は樹脂材料に導電性材料を混ぜた導電性樹脂繊維が挙げられるものとする。尚、これらの素線の他に、例えば耐摩耗性を持たせるための樹脂素線（ＰＥＴの素線）を混在させるようにしてもよいものとする。本実施例において編組２６と、保護部材２０の端末３３及び後述するシールドシェル２７との溶接による接続固定のため、導電性樹脂繊維を網状に編んで形成されている編組２６が用いられている（一例であって、これに限られるものではない）。

シールドシェル２７は、本実施例において導電性を有する樹脂組成物からなる導電性樹脂シールドシェルが用いられているが、これ以外にも、例えば、導電性を有する金属からなるシールドシェル等を用いてもよいものとする。尚、編組２６とシールドシェル２７との接続固定は、例えば、編組２６とシールドシェル２７との接続箇所における溶接、溶着、接着、半田付け等を行う方法が挙げられる。溶接による接続の一例としては、導電性樹脂繊維を網状に編んで形成されている編組２６と、導電性樹脂組成物からなるシールドシェル２７とが図２に示す如く溶接され、編組２６とシールドリング２７の外周面との間に形成される接続部分２８によって接続固定がなされている。従って、編組２６とシールドシェル２７とが重なり合う部分においてシールドリング等による加締めを施す作業が不要となり、ワイヤハーネス１１の製造に係る部品点数や作業工数の削減を図ることができる。すなわち、ワイヤハーネス１１の製造に係る製造コストを削減し、また、ワイヤハーネス１１の製造における作業性の向上を図ることができる。

次に、保護部材２０の端末３３と、編組２６との接続固定について説明する。

編組２６の他端は、保護部材２０の端末３３に接続固定をすることができるように形成されている。尚、保護部材２０と編組２６との接続固定は、例えば、保護部材２０と編組２６との接続箇所における溶接、溶着、接着、半田付け等を行う方法が挙げられる。溶接による接続の一例としては、保護部材２０の端末３３と導電性樹脂繊維を網状に編んで形成された編組２６とが図２に示す如く溶接され、編組２６と保護部材２０の端末３３の外面３４との間に形成される接続部分２９によって接続固定がなされている。従って、保護部材２０の端末３３と編組２６とが重なり合う部分において加締めリング等による加締めを施す作業が不要となり、ワイヤハーネス１１の製造に係る部品点数や作業工数の削減を図ることができる。すなわち、ワイヤハーネス１１の製造に係る製造コストを削減し、また、ワイヤハーネス１１の製造における作業性の向上を図ることができる。

以上、図１から図３までを参照しながら説明してきたように、本発明によれば、金属パイプと比べて軽量な導電性を有する樹脂組成物から形成された保護部材２０を備えるワイヤハーネス１１となるため、電磁シールド効果を確保しつつ、ワイヤハーネス１１の軽量化を図るとともに車両の軽量化をも図ることができるワイヤハーネス１１を提供することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら実施例２を説明する。図４はワイヤハーネスの構成を示す断面図である。図５は保護部材の構成を示す断面図である。

実施例２は、実施例１のワイヤハーネス１１の保護部材２０の外面３４に後述する絶縁性樹脂被覆部３２が設けられた点以外は同じであるものとする。従って、以下、絶縁性樹脂被覆部３２について説明する。

図４、図５において、ワイヤハーネス３１の保護部材２０は、本実施例においてこの保護部材２０の外面３４に更に絶縁性樹脂被覆部３２が形成されている。絶縁性樹脂被覆部３２は、保護部材２０の上層に相当するものとして絶縁性を有する樹脂組成物からなる層として形成されている。絶縁性樹脂被覆部３２は、保護部材２０が成型された後、この保護部材２０の外面３４に対して絶縁性を有する樹脂をオーバーモールド成形することによって形成されている。言い換えれば、本実施例において保護部材２０は、第一層と第二層とからなる二層構造を有して形成されているものである。そして、保護部材２０が第一層に相当し、保護部材２０の上層として形成される絶縁性樹脂被覆部３２が第二層に相当するものである。

本実施例によれば保護部材２０の外面３４に絶縁性樹脂被覆部３２が形成されることにより、衝撃等の外力からワイヤハーネス３１の保護を図りつつ、保護部材２０の外側に例えばプロテクタ等の外装部材を設けることなく、絶縁性樹脂被覆部３２によるワイヤハーネス３１の経路規制を行うことが可能となる。

図５に示す如く、本実施例において保護部材２０の外面３４には、保護部材２０の端末３３において絶縁性樹脂被覆部３２が形成されず、保護部材２０の端末３３の外面３４が露出されるように形成されている。保護部材２０の係る露出された端末３３の外面３４は、シールド部材接続部３５として構成されている。

図４において、保護部材２０のシールド部材接続部３５には、端末シールド部材２２、２３を構成する部材であり且つ一端をシールドシェル２７の外周面と接続された編組２６の他端が接続される。編組２６とシールド部材接続部３５との接続は、本実施例において溶接により行うものとする（一例であるのもとする）。編組２６とシールド部材接続部３５とは、編組２６とシールド部材接続部３５との間に形成される接続部分２９によって接続固定がなされている。尚、本実施例において編組２６及びシールドシェル２７は、実施例１と同じく導電性樹脂繊維を網状に編んで形成されている編組及び導電性樹脂組成物から形成されているシールドシェルを用いるものとする（一例であるものとする）。

尚、本実施例において保護部材２０のシールド部材接続部３５に端末シールド部材２２、２３を予め溶接、溶着、接着、半田付け等により接続固定することができる。このように、保護部材２０と端末シールド部材２２、２３とを一つの部材として一体的に形成することができることから、ワイヤハーネス３１の製造に係る部品点数や作業工数の削減を図ることができる。従って、ワイヤハーネス３１の製造に係る製造コストの削減やワイヤハーネス３１の製造における作業性の向上を図ることができる。

以上、図１から図５までを参照しながら説明してきたように、本発明によれば、導電性を有する樹脂組成物から形成された保護部材２０を備えるワイヤハーネス１１、３１となるため、電磁シールド効果を確保しつつ、ワイヤハーネス１１、３１の軽量化を図るとともに車両の軽量化をも図ることができるという効果の他、以下の効果も奏する。

本発明によれば、保護部材２０の外面３４を絶縁性樹脂被覆部３２で覆うことからワイヤハーネス３１における保護機能を高めることができるという効果を奏する。また、絶縁性樹脂被覆部３２によるワイヤハーネス３１の経路規制を行うことが可能となるため、プロテクタ等の外装部材を設ける必要がなくワイヤハーネス３１の経路規制に係る部品点数や外装部材の組み付けに係る作業工数を削減でき、製造コストを削減し、また、作業性の向上を図ることが可能なワイヤハーネス３１を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、衝撃等の外力からワイヤハーネス３１を保護する部分と、例えば編組２６等のシールド部材を接続する部分とを有する保護部材２０となることから、保護機能を確保しつつ、保護部材２０の端末３３におけるシールド部材の接続部分も確保することができるという効果を奏する。

この他、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…フロントモーターユニット
４…リアモーターユニット
５…フロントインバータユニット
６…リアインバータユニット
７…バッテリー
８…エンジンルーム
９…自動車後部
１０〜１３、３１…ワイヤハーネス
１４、１６…中間部
１５、１７…車体床下
１８…室内
１９…高圧電線（導電路）
２０…保護部材
２２、２３…端末シールド部材
２４…絶縁体
２５…端子金具
２６…編組
２７…シールドシェル
２８、２９…接続部分
３２…絶縁性樹脂被覆部
３３…端末
３４…外面
３５…シールド部材接続部

Claims

一又は複数本の導電路と、前記導電路を収容し且つシールド機能を有するパイプ状の保護部材とを備えるワイヤハーネスにおいて、
前記保護部材は、導電性を有する樹脂組成物からなり、前記一又は複数本の導電路を一括して挿通及び収容可能な内径を有する筒状に形成され、この端末にシールド部材を溶接、溶着、接着又は半田付けにて接続するものであり、
さらに、前記保護部材は、前記導電路の配索経路に沿った形状に形成され、且つ、前記保護部材の外面に絶縁性を有する樹脂組成物からなる絶縁性樹脂被覆部が形成され、前記導電路の配索経路に沿った形状を形成する前の状態に戻ることなく該形状を保持してなる
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において、
前記保護部材の端末の外面を所定の範囲に亘って露出させ、この露出させた部分をシールド部材接続部とする
ことを特徴とするワイヤハーネス。