JP7107298B2 - 配線部材の取付構造 - Google Patents

Description

この発明は、配線部材を車両に取付ける技術に関する。

配線部材を車両に取付ける技術として、特許文献１は、リインフォースメントにプラスチックダンボール製の保護部材が被せられた部分に複数の電線を含むワイヤーハーネスを配設する技術を開示している。

特開２０１６－１７１６７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、円形断面のリインフォースメントに断面角形状に折られた保護部材が被せられており、さらに複数の電線が丸断面を有するように束ねられているため、電線の熱がリインフォースメントにうまく伝わり難かった。

そこで本発明は、車両に配線部材を取付けるに当たり、放熱性をより高めることができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様に係る配線部材の取付構造は、車両に設けられる金属部材と、偏平に形成されて前記金属部材に面接触するように配設され、車両に搭載された電気部品をつなぐ配線部材と、を備える。

第２の態様に係る配線部材の取付構造は、第１の態様に係る配線部材の取付構造であって、前記配線部材は、複数の線状伝送部材と、一方主面が前記金属部材に面接触しつつ他方主面上に前記複数の線状伝送部材が設けられたシート材とを含む。

第３の態様に係る配線部材の取付構造は、第２の態様に係る配線部材の取付構造であって、前記シート材の他方主面を構成する層は、金属を含む部材で形成されている。

第１の態様に係る配線部材の取付構造において、前記金属部材は、曲がっている部分を有し、前記配線部材は、可撓性を有し、前記金属部材の曲がっている部分に追従するように曲がって配設されており、前記配線部材は、電源線及び信号線を含み、前記電源線及び前記信号線は、前記電源線が前記信号線よりも前記金属部材側に位置するように積層されている。
第４の態様に係る配線部材の取付構造は、第２又は第３の態様に係る配線部材の取付構造であって、前記シート材は、前記複数の線状伝送部材よりも前記金属部材側の第１シート材と、前記複数の線状伝送部材に対して前記第１シート材とは反対側の第２シート材とを含み、前記第１シート材は金属層を有し、前記第２シート材は金属層を有さない。
第５の態様に係る配線部材の取付構造は、第２から第４のいずれか１つの態様に係る配線部材の取付構造であって、前記複数の線状伝送部材は、それぞれが芯線と芯線を覆う被覆とを有する複数の被覆電線を有し、前記配線部材が前記金属部材の曲がっている部分に追従するように曲がって配設されている部分において、前記複数の被覆電線が互いに間隔をあけて並んでいる。
第６の態様に係る配線部材の取付構造は、第５の態様に係る配線部材の取付構造であって、前記シート材は、前記複数の線状伝送部材よりも前記金属部材側の第１シート材と、前記複数の線状伝送部材に対して前記第１シート材とは反対側の第２シート材とを含み、前記複数の被覆電線は前記第１シート材に接合され、前記第２シート材に接合されていない。

各態様によると、偏平な配線部材が金属部材に面接触しているため、車両に配線部材を取付けるに当たり放熱性をより高めることができる。

第２の態様によると、汎用の線状伝送部材を用いて偏平な配線部材を形成することができる。

第３の態様によると、シート材のうち線状伝送部材と接触する部分が金属を含むため、線状伝送部材の熱がシート材に伝わりやすい。

また各態様によると、面接触できる範囲が大きくなり、放熱性を高めやすくなる。

実施形態に係る配線部材の取付構造を示す横断面図である。 金属部材の一例を示す説明図である。 金属部材に取付ける前の配線部材を示す横断面図である。 変形例に係る配線部材の取付構造を示す横断面図である。

｛実施形態｝
以下、実施形態に係る配線部材の取付構造について説明する。図１は、実施形態に係る配線部材の取付構造１を示す横断面図である。

配線部材の取付構造１は、金属部材１０と、配線部材２０と、を備える。配線部材の取付構造１は、車両８０に配線部材２０を取付けたものである。

金属部材１０について図１に加えて図２を参照しつつ説明する。図２は、金属部材１０の一例を示す説明図である。

金属部材１０は、車両８０に設けられている。金属部材１０は、例えば車体を構成する一部である。ここでは金属部材１０が、車体を補強するために設けられたリインフォースメントなどの棒状部材であるものとして説明する。特にここでは、係るリインフォースメントがインストルメントパネル８２の裏側に配設されるインパネリインフォースメントであるものとして説明する。なお図１に示す例では、金属部材１０が横断面円形状に形成されているが、角形状又はＨ字状など他の形状に形成されていてもよい。また図１に示す例では、金属部材１０が筒状に形成されているが、柱状など他の形状に形成されていてもよい。

係る金属部材１０は、外面に曲がっている部分を有することが考えられる。上述したようにここでは金属部材１０は、棒状に形成されたリインフォースメントである。従って、金属部材１０はその外面に周方向に沿って曲がった部分を有している。もちろん金属部材１０が長手方向に曲がった部分を有していることもあり得る。

配線部材２０について図１に加えて図３を参照しつつ説明する。図３は、金属部材１０に取付ける前の配線部材２０を示す横断面図である。

配線部材２０は、車両８０に搭載された部品につながれて、当該部品に及び／又は当該部品から電気又は光を伝送する部材である。配線部材２０は、偏平に形成されている。車両８０において、金属部材１０に対して配線部材２０が面接触するように配設される。ここでは配線部材２０が、複数の線状伝送部材２４と、シート材３０とを含むシート材付電線２２であるものとして説明する。

線状伝送部材２４は、電気又は光を伝送する線状の部材であればよい。例えば、線状伝送部材２４は、芯線と芯線の周囲の被覆とを有する一般電線であってもよいし、シールド線、エナメル線、ニクロム線、光ファイバ等であってもよい。電気を伝送する線状伝送部材２４としては、各種信号線、各種電力線であってもよい。

ここでは線状伝送部材２４が一般電線２４（以下、単に電線２４と呼ぶ）であるものとして説明する。

各電線２４は、芯線２６と、芯線２６を覆う絶縁被覆２８とを含む被覆電線である。芯線２６は、１本又は複数本の素線で構成される。素線は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の導体で形成される。芯線２６が複数本の素線で構成される場合、複数本の素線は撚られていることが好ましい。絶縁被覆２８は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（ポリエチレン）などの樹脂材料が芯線２６の周囲に押出成形されたり、エナメルなどの樹脂塗料が芯線２６の周囲に塗布されたりして形成される。ここでは電線２４は、横断面が円形のいわゆる丸電線である。

複数の電線２４はシート材３０上に設けられている。ここでは複数の電線２４はシート材３０上に並設されている。シート材３０上における電線２４の経路は、直線状に配設されていてもよいし、曲がって配設されていてもよいし、適宜設定されていればよい。

電線２４の端部は、電気部品に接続される。例えば、電線２４の端部に、端子、コネクタ等が設けられて、これらを介して電気部品に接続されることが考えられる。電線２４の端部は、シート材３０から外方に延出していてもよいし、シート材３０上に位置していてもよい。

配線部材２０は、電源を供給する導電路（以下、電源線と称する）と、信号を伝達する導電路（以下、信号線と称する）とのうちいずれか一方又は両方を含む。つまり複数の電線２４は、電源線として用いられるものと、信号線として用いられるものとのうちいずれか一方又は両方を含んでいる。ここで電源線と、信号線とでは、通常、電源線の方がその電流値が高くなり、発熱しやすい。従って複数の電線２４は、少なくとも電源線として用いられるものを含んでいることが好ましい。これにより、電源線の放熱性を高めることができる。

なお図１に示す例では、複数の電線２４はすべて同じサイズに形成されているが、このことは必須の構成ではなく、複数の電線２４の中に異なるサイズの電線２４が存在していてもよい。例えば、上述のように複数の電線２４が電源線として用いられる電線と信号線として用いられる電線とを含む場合、電源線として用いられる電線の方が、信号線として用いられる電線よりもその径が大きくなることが考えられる。

シート材３０は、複数の電線２４を保持する。ここではシート材３０は、複数の電線２４を並設された状態に保つ。ここではシート材３０として、電線２４に対して内側（金属部材１０側）に位置する第１シート材３０ａと、電線２４に対して外側（金属部材１０側とは反対側）に位置する第２シート材３０ｂとが設けられている。第１シート材３０ａ及び第２シート材３０ｂは共に、ＰＶＣ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）などの樹脂材料で形成されている。第１シート材３０ａ及び第２シート材３０ｂは同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。

ここでは電線２４は、第１シート材３０ａにのみ接合されている。もっとも電線２４は、第２シート材３０ｂにのみに接合されていてもよいし、第１シート材３０ａと第２シート材３０ｂとの両方に接合されていてもよい。電線２４が、第１シート材３０ａと第２シート材３０ｂとのうち一方のシート材３０にのみ接合されている場合、他方のシート材３０は、電線２４が一方のシート材３０から外れたりすることを抑制するカバーとして機能する。

電線２４とシート材３０との接合手段として、ここでは溶着が採用されている。つまり、電線２４とシート材３０とのうち少なくとも一方が樹脂材料を有し、この樹脂材料が溶けて相手側に接合される。ここでは絶縁被覆２８と、樹脂製のシート材３０とが共に溶けて相互に接合されている。この場合、絶縁被覆２８と、樹脂製のシート材３０とは同じ樹脂材料を含むことが好ましい。

係る溶着手段としては、特に限定されるものではなく、超音波溶着、加熱加圧溶着、熱風溶着、高周波溶着など種々の溶着手段を採用することができる。

第１シート材３０ａの一方主面は、金属部材１０に面接触している。第１シート材３０ａの他方主面上に複数の電線２４が設けられている。上述したように第１シート材３０ａは、複数の電線２４と接合されて複数の電線２４を偏平に保持する機能を有する。また第１シート材３０ａは、金属部材１０に生じる恐れのあるバリ等から電線２４を保護する機能を有する。また第１シート材３０ａは、電線２４に生じた熱を受け取り、金属部材１０に伝える機能を有する。

第２シート材３０ｂは、電線２４が第１シート材３０ａから外れるのを抑制したり、電線２４が配設される周囲の部材から電線２４を保護したりする機能を有する。また第２シート材３０ｂは、電線２４に生じた熱を受け取り、空気中に伝える機能を有する。さらにここでは第２シート材３０ｂは、電線２４の側方で第１シート材３０ａと接合されている。従って、第２シート材３０ｂは、電線２４に生じた熱を受け取り、この接合部分を介して第１シート材３０ａに伝える機能を有する。

第１シート材３０ａと第２シート材３０ｂとの接合手段として、ここでは溶着が採用されている。例えば、第１シート材３０ａと第２シート材３０ｂとのうち少なくとも一方が樹脂材料を有し、この樹脂材料が溶けて相手側に接合される。ここでは第１シート材３０ａと第２シート材３０ｂとが共に樹脂製であり、この樹脂が共に溶けて相互に接合されている。この場合、第１シート材３０ａと第２シート材３０ｂとは同じ樹脂材料を含むことが好ましい。

係る溶着手段としては、特に限定されるものではなく、超音波溶着、加熱加圧溶着、熱風溶着、高周波溶着など種々の溶着手段を採用することができる。このとき、シート材３０と電線２４との溶着手段と、第１シート材３０ａと第２シート材３０ｂとの溶着手段が同じであってもよいし、異なっていてもよい。

配線部材２０は、可撓性を有している。この可撓性により、配線部材２０は、金属部材１０の曲がっている部分に追従するように曲がって配設されている。

より詳細には、ここでは金属部材１０がリインフォースメントなどの棒状部材であり、その外面に周方向に沿って曲がっている部分を有する。配線部材２０は、金属部材１０の周方向に沿って配設される方向（ここでは電線２４の並ぶ方向）に、可撓性を有する。より具体的には、ここではシート材３０が可撓性を有している。このときシート材３０に対して電線２４が配設されていても、シート材３０の可撓性を阻害しない。これにより、配線部材２０は、可撓性を有しており、周方向に曲がる部分を有する金属部材１０に対してもその周方向に沿って配線部材２０を曲げて配設することができ、もって金属部材１０の周方向に配線部材２０を面接触させることができる。

金属部材１０と配線部材２０との固定方法としては、特に限定されるものではなく、種々の固定方法を採用することができる。例えば、配線部材２０を金属部材１０に沿って配設した状態で、金属部材１０と配線部材２０との周囲に粘着テープを巻付けて固定することが考えられる。また例えば、配線部材２０に設けられた係止部材を金属部材１０に係止させて固定することが考えられる。

以上のように構成された配線部材の取付構造１によると、偏平な配線部材２０が金属部材１０に面接触しているため、配線部材２０に生じた熱が金属部材１０に伝わりやすくなる。これにより、車両８０に配線部材２０を取付けるに当たり放熱性をより高めることができる。

また配線部材２０が複数の電線２４とシート材３０とを含むため、汎用の電線２４を用いて偏平な配線部材２０を形成することができる。

また配線部材２０が自身の持つ可撓性によって、金属部材１０が曲がっている部分に追従して曲がっているため、配線部材２０が金属部材１０に面接触できる範囲が大きくなり、放熱性を高めやすくなる。

さらに配線部材の取付構造１において電線２４の放熱効果が高められることによって、複数の電線２４の少なくとも１つは、導体断面積のサイズダウンを図ることができる場合があり得る。電線２４のサイズダウンがなされることにより、軽量化、薄型化を図ることができる。

より詳細には、電線２４には許容電流が定められており、実際の電流がこの許容電流、又はこの許容電流から安全率相当分を引いた値を超えないように回路設計がなされる。この許容電流は、電線２４の材料、形状、配設状況などに依存する。特にこの許容電流は、導体断面積と正の相関関係を有する。また許容電流は、熱抵抗と負の相関関係を有する。従って、電線２４の許容電流を所定の値以上に設定したい場合、熱抵抗を小さくすることによって、導体断面積を小さくすることができる。ここでは、配線部材２０を金属部材１０に面接触させていることによって熱抵抗を小さくすることができ、その結果、導体断面積を小さくすることができる。

ここで自動車用電線における導体断面積のサイズは規定されており、通常、このサイズに準拠した自動車用電線が使用される。係る規格として、例えば、日本自動車技術会が定める自動車規格（ＪＡＳＯ）Ｄ６１１などがある。従って熱抵抗を小さくすることによって、電線２４のサイズダウンを図ろうとした場合に、下のサイズのなかに得たい許容電流を超える許容電流を有するサイズが存在すればサイズダウンが可能である。これに対して、下のサイズのなかに得たい許容電流を超える許容電流を有するサイズが存在していなければサイズダウンが困難となる。

｛変形例｝
図４は、変形例に係る配線部材の取付構造１０１を示す横断面図である。

実施形態において、第１シート材３０ａのうち電線２４が配設される他方主面を構成する層が樹脂製であるものとして説明したが、このことは必須の構成ではない。変形例に係る配線部材の取付構造１０１における配線部材１２０のシート材付電線１２２のように、第１シート材１３０ａの他方主面を構成する層は、金属を含む部材で形成されていることも考えられる。ここでは第１シート材１３０ａは、樹脂製の第１層１３１に金属製の第２層１３２が積層されて形成されている。そして樹脂製の第１層１３１が一方主面を構成し、金属製の第２層１３２が他方主面を構成している。このような第１シート材１３０ａは、樹脂シートに金属箔を接合したり、樹脂シートに金属を蒸着させたりして形成することができる。係る金属としては、特に限定されるものではないが、例えば、銅、アルミニウムなどを採用することができる。

このとき、第１シート材１３０ａと第２シート材３０ｂと接合手段としては、上記実施形態と同様に溶着を採用することができる。この場合、第２シート材３０ｂの樹脂材料が溶けて第１シート材１３０ａの他方主面に接合することが考えられる。

本例に係る配線部材の取付構造１によると、第１シート材１３０ａのうち電線２４と接触する部分が金属を含むため、電線２４の熱が第１シート材１３０ａに伝わりやすい。特に電線２４と第１シート材１３０ａとの接触面積は、第１シート材１３０ａと金属部材１０との接触面積よりも小さくなりやすい。この場合でも、効率的に電線２４の熱を第１シート材１３０ａに伝えることができる。

図４に示す例では、第２シート材３０ｂは実施形態における第２シート材３０ｂと同様の部材であり、樹脂製の単一な層で構成されているが、第２シート材３０ｂも第１シート材１３０ａと同様に、金属を含む部材で構成された層を有しており、この層が電線２４と接触していることも考えられる。特に第２シート材が、第１シート材１３０ａと同様に樹脂製の第１層１３１と、金属を含む第２層１３２との２層構造であり、金属を含む第２層１３２が電線２４と接触していることも考えられる。また第２シート材が金属を含む単一な層で構成されていることも考えられる。これらの場合、第１シート材１３０ａと第２シート材との接合手段として溶接が考えられる。つまり第１シート材１３０ａ及び第２シート材の両方の主面が金属で構成され、この金属同士が溶けて相互に接合されることが考えられる。

その他、これまで配線部材２０がシート材付電線２２であるものとして説明したが、このことは必須の構成ではない。配線部材２０は、複数の芯線が一の被覆で一括被覆されたいわゆるＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）、又はベースとなる絶縁フィルムに貼り合わされた導体箔に回路が形成されたいわゆるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）などであってもよい。

また配線部材２０がシート材付電線２２である場合でも、その構成は上記したものに限られない。電線２４の種類に関し、例えば、被覆電線ではなく、芯線２６のみのいわゆる裸電線がシート材３０上に配設されていてもよい。この場合、シート材３０のうち裸電線と当接する層は絶縁性を有するように構成されているとよい。また例えば、被覆電線が断面角形状に形成されていてもよい。この場合、シート材３０と電線２４との接触面積を容易に増やすことができる。また電線２４とシート材３０との接合手段に関し、例えば、電線２４とシート材３０とが、熱又は溶剤等によって少なくとも一方の樹脂が溶かされて接合されていてもよい。係る接合手段は、溶着、融着、溶接等の公知の接合手段を用いることができる。また例えば、電線２４とシート材３０とが、接着剤、粘着テープ等によって接合されていてもよい。また例えば、電線２４が縫糸によってシート材３０に縫い付けられていてもよい。また第１シート材３０ａと第２シート材３０ｂとの接合手段に関し、例えば、２つのシート材３０ａ、３０ｂが、熱又は溶剤等によって少なくとも一方の樹脂が溶かされて接合されていてもよい。係る接合手段は、溶着、融着、溶接等の公知の接合手段を用いることができる。また例えば、２つのシート材３０ａ、３０ｂが、接着剤、粘着テープ等によって接合されていてもよい。また例えば、２つのシート材３０ａ、３０ｂが縫糸によって縫い付けられていてもよい。

またこれまで金属部材１０が棒状のリインフォースメントであるものとして説明したが、このことは必須の構成ではない。金属部材１０が、ボディパネルなどの面状部材であることも考えられる。この場合、金属部材１０は、外面に曲がっている部分を有しないこともあり得る。また金属部材１０が、ピラーなどのリインフォースメント以外の棒状部材であることも考えられる。この際、一の配線部材２０が長手方向に沿った異なる部分で、複数の金属部材１０にそれぞれ面接触していることも考えられる。また、一の配線部材２０が長手方向に沿った同じ部分で、複数の金属部材１０に挟まれつつ、それらに面接触していることも考えられる。

また複数の電線２４が積層されることも考えられる。この場合、電源線が内側に設けられ、信号線が電源線の外側に重ねられるとよい。これにより、発熱しやすい電源線の放熱性を高めることができる。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。

本明細書及び図面には下記の各態様が開示される。
第１の態様に係る配線部材の取付構造は、車両に設けられる金属部材と、偏平に形成されて前記金属部材に面接触するように配設され、車両に搭載された電気部品をつなぐ配線部材と、を備える。
第２の態様に係る配線部材の取付構造は、第１の態様に係る配線部材の取付構造であって、前記配線部材は、複数の線状伝送部材と、一方主面が前記金属部材に面接触しつつ他方主面上に前記複数の線状伝送部材が設けられたシート材とを含む。
第３の態様に係る配線部材の取付構造は、第２の態様に係る配線部材の取付構造であって、前記シート材の他方主面を構成する層は、金属を含む部材で形成されている。
第４の態様に係る配線部材の取付構造は、第１から第３のいずれか１つの態様に係る配線部材の取付構造であって、前記金属部材は、曲がっている部分を有し、前記配線部材は、可撓性を有し、前記金属部材の曲がっている部分に追従するように曲がって配設されている。
各態様によると、偏平な配線部材が金属部材に面接触しているため、車両に配線部材を取付けるに当たり放熱性をより高めることができる。
第２の態様によると、汎用の線状伝送部材を用いて偏平な配線部材を形成することができる。
第３の態様によると、シート材のうち線状伝送部材と接触する部分が金属を含むため、線状伝送部材の熱がシート材に伝わりやすい。
第４の態様によると、面接触できる範囲が大きくなり、放熱性を高めやすくなる。
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ 配線部材の取付構造
１０ 金属部材
２０ 配線部材
２２ シート材付電線
２４ 電線（線状伝送部材）
３０ シート材

Claims (6)

1. 車両に設けられる金属部材と、
   偏平に形成されて前記金属部材に面接触するように配設され、車両に搭載された電気部品をつなぐ配線部材と、
   を備え、
   前記金属部材は、曲がっている部分を有し、
   前記配線部材は、可撓性を有し、前記金属部材の曲がっている部分に追従するように曲がって配設されており、
   前記配線部材は、電源線及び信号線を含み、
   前記電源線及び前記信号線は、前記電源線が前記信号線よりも前記金属部材側に位置するように積層されている、配線部材の取付構造。
2. 請求項１に記載の配線部材の取付構造であって、
   前記配線部材は、複数の線状伝送部材と、一方主面が前記金属部材に面接触しつつ他方主面上に前記複数の線状伝送部材が設けられたシート材とを含む、配線部材の取付構造。
3. 請求項２に記載の配線部材の取付構造であって、
   前記シート材の他方主面を構成する層は、金属を含む部材で形成されている、配線部材の取付構造。
4. 請求項２又は請求項３に記載の配線部材の取付構造であって、
   前記シート材は、前記複数の線状伝送部材よりも前記金属部材側の第１シート材と、前記複数の線状伝送部材に対して前記第１シート材とは反対側の第２シート材とを含み、
   前記第１シート材は金属層を有し、前記第２シート材は金属層を有さない、配線部材の取付構造。
5. 請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の配線部材の取付構造であって、
   前記複数の線状伝送部材は、それぞれが芯線と芯線を覆う被覆とを有する複数の被覆電線を有し、
   前記配線部材が前記金属部材の曲がっている部分に追従するように曲がって配設されている部分において、前記複数の被覆電線が互いに間隔をあけて並んでいる、配線部材の取付構造。
6. 請求項５に記載の配線部材の取付構造であって、
   前記シート材は、前記複数の線状伝送部材よりも前記金属部材側の第１シート材と、前記複数の線状伝送部材に対して前記第１シート材とは反対側の第２シート材とを含み、
   前記複数の被覆電線は前記第１シート材に接合され、前記第２シート材に接合されていない、配線部材の取付構造。

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