JP2018101511A - ワイヤハーネス - Google Patents

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Abstract

【課題】車載の高圧バッテリに電気的に接続されたプラス線及びマイナス線同士の短絡を抑制できるワイヤハーネスを提供する。【解決手段】高圧電線１３は、該電線１３の絶縁被覆３２の外周を包囲する筒状の編込状保護部材３３と、該編込状保護部材３３の外周を包囲する樹脂製の保護チューブ３４とを備える。編込状保護部材３３は、絶縁性を有する強化繊維にて編成されており、高圧電線１３における金属パイプ２１内の部位から編組部材２２内の部位に亘って設けられている。保護チューブ３４は、高圧電線１３の長さ方向において局所的に設けられるものであり、高圧電線１３における編組部材２２内の部位において編込状保護部材３３の外周を包囲する。【選択図】図２

Description

本発明は、車載用のワイヤハーネスに関するものである。
従来、ハイブリッド車や電気自動車等の車両は、例えば特許文献１に示すように、車両走行の動力源となるモータと、該モータに接続されたインバータと、及び該インバータに電力を供給する高圧バッテリとを備え、インバータと高圧バッテリとはプラス・マイナスの２本の高圧電線を含むワイヤハーネスによって互いに接続されている。
特開２０１６−６３５５７号公報
上記のような車載の高圧バッテリに電気的に接続されたワイヤハーネスでは、車両衝突時の衝撃によるプラス・マイナスの２本の高圧電線同士の短絡が懸念される。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車載の高圧バッテリに電気的に接続されたプラス線及びマイナス線同士の短絡を抑制できるワイヤハーネスを提供することにある。
上記課題を解決するワイヤハーネスは、長尺の筒状をなし、長さ方向の一部の範囲が金属パイプで構成され、前記金属パイプと連続する長さ方向の一部の範囲が金属素線よりなる編組部材で構成された電磁シールド部と、前記電磁シールド部の金属パイプ及び編組部材の内部に挿通され、車載の高圧バッテリに電気的に接続された高圧電線とを備えたワイヤハーネスであって、前記高圧電線は、絶縁性を有する強化繊維にて編成され、前記高圧電線の絶縁被覆の外周を包囲する筒状をなし、前記高圧電線における前記金属パイプ内の部位から前記編組部材内の部位に亘って設けられた編込状保護部材と、前記高圧電線の長さ方向において局所的に設けられるものであり、前記高圧電線における前記編組部材内の部位において前記編込状保護部材の外周を包囲する樹脂製の保護チューブとを備える。
この構成によれば、絶縁性を有する強化繊維にて編成された編込状保護部材にて高圧電線が包囲されるため、高圧電線の耐衝撃性が向上し、その結果、高圧バッテリに電気的に接続されたプラス・マイナスの芯線同士の短絡を抑制できる。さらに、電磁シールド部において金属パイプ部分よりも耐衝撃性に懸念のある編組部材部分を通る高圧電線の部位に対しては、編込状保護部材の外周を保護チューブによって保護している。このため、保護チューブを設ける箇所を限定的にしてコスト削減に寄与しつつも、保護チューブにて高圧電線を効果的に保護することができる。
上記ワイヤハーネスにおいて、前記保護チューブは、前記高圧電線における前記編組部材内の部位のみに設けられている。
この構成によれば、保護チューブが高圧電線における編組部材内の部位のみに設けられるため、より一層のコスト削減に寄与できる。
本発明のワイヤハーネスによれば、車載の高圧バッテリに電気的に接続されたプラス線及びマイナス線同士の短絡を抑制できる。
実施形態のワイヤハーネスの概略構成図。 同形態のワイヤハーネスの部分断面図。 図２における３−３線端面図。
以下、ワイヤハーネスの一実施形態について、図１〜図３に従って説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
図１に示すように、本実施形態のワイヤハーネス１０は、ハイブリッド車や電気自動車等において、例えば車両後部に設置された高圧バッテリ１１と車両前部に設置されたインバータ１２とを接続するために、車両の床下等を通るように配索される。インバータ１２は、車両走行の動力源となる車輪駆動用モータ（図示略）と接続され、高圧バッテリ１１の直流電力から交流電力を生成し、該交流電力をモータに供給する。高圧バッテリ１１は、数百ボルトの電圧を供給可能なバッテリである。
ワイヤハーネス１０は、高圧バッテリ１１のプラス端子及びマイナス端子とそれぞれ接続されるプラス側高圧電線１３及びマイナス側高圧電線１４と、各高圧電線１３，１４を一括して包囲する筒状の電磁シールド部１５とを備えている。各高圧電線１３，１４は、自身にシールド構造を有しないノンシールド電線であり、高電圧・大電流に対応可能な電線である。各高圧電線１３，１４は、電磁シールド部１５内に挿通されるとともに、各高圧電線１３，１４の一端部はコネクタＣ１を介して高圧バッテリ１１と接続され、他端部はコネクタＣ２を介してインバータ１２と接続されている。
電磁シールド部１５は、全体として長尺の筒状をなしている。そして、電磁シールド部１５は、その長さ方向の中間部が金属パイプ２１で構成されるとともに、金属パイプ２１で構成された部位以外の長さ方向両端部を含む範囲が編組部材２２で構成されている。
金属パイプ２１は、例えばアルミニウム系の金属材料にて構成されている。金属パイプ２１は、車両の床下を通って配索されるものであり、該床下の構成に応じた所定形状に曲げて配索される。金属パイプ２１は、内部に挿通された各高圧電線１３，１４を一括してシールドするとともに、各高圧電線１３，１４を飛び石等から保護する。
編組部材２２は、複数の金属素線が編み込まれて構成された筒状の部材である。編組部材２２は、かしめリング等の連結部材２３（図２参照）によって、金属パイプ２１の長さ方向の両端部にそれぞれ連結され、これにより、各編組部材２２と金属パイプ２１とが互いに電気的に導通されている。なお、図２は、ワイヤハーネス１０における金属パイプ２１と編組部材２２との接続箇所付近の断面構造を示している。各編組部材２２の外周は、例えばコルゲートチューブ等の外装材２４によって包囲されている。また、金属パイプ２１と編組部材２２との接続箇所には、該接続箇所の外周を覆って水の浸入を防止するゴム製のグロメット２５が装着されている。
各編組部材２２は、各高圧電線１３，１４における金属パイプ２１の端部から導出された部位（パイプ外部位Ｘ）の外周を一括して包囲している。これにより、各高圧電線１３，１４のパイプ外部位Ｘが、各編組部材２２によってシールドされるようになっている。
次に、各高圧電線１３，１４の構成について説明する。
図２及び図３に示すように、プラス側高圧電線１３は、導体よりなる芯線３１が樹脂材からなる絶縁被覆３２にて覆われた被覆電線である。絶縁被覆３２は、芯線３１の外周面に押出被覆にて形成されたものであり、芯線３１の外周面を密着状態で被覆している。
また、プラス側高圧電線１３は、絶縁被覆３２の外周を包囲する筒状の編込状保護部材３３を有している。編込状保護部材３３は、絶縁性及び耐剪断性に優れた強化繊維が編み込まれて構成され、可撓性を有する。また、編込状保護部材３３は、絶縁被覆３２の略全長を覆う長さを有している。なお、編込状保護部材３３の両端部は、粘着テープの巻き落とし処理により絶縁被覆３２に対して固定されている。
なお、編込状保護部材３３を構成する強化繊維としては、例えば、パラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられ、これらの内の１種類または複数種類を、編込状保護部材３３に要求される物性に応じて用いることが好ましい。本実施形態では、編込状保護部材３３はパラ系アラミド繊維の１種類で構成されている。
また、プラス側高圧電線１３は、編込状保護部材３３の外周を包囲する樹脂製の保護チューブ３４を有している。保護チューブ３４は、例えばポリエチレン等の樹脂材料よりなり、筒状をなしている。保護チューブ３４は、プラス側高圧電線１３の長さ方向において２箇所に局所的に設けられ、具体的には、プラス側高圧電線１３における各編組部材２２内を通る部位に設けられている。本実施形態では、長さ方向において、保護チューブ３４の端部位置と金属パイプ２１の端部位置が一致するように構成されている。また、各保護チューブ３４は、各編組部材２２で覆われたプラス側高圧電線１３の各パイプ外部位Ｘの略全長を覆う長さに設定されている。また、保護チューブ３４の両端部は、粘着テープ３５の巻き落としにより編込状保護部材３３の外周面に固定されている。
マイナス側高圧電線１４は、プラス側高圧電線１３と同様に、導体よりなる芯線４１と、該芯線４１の外周面に押出被覆にて形成された絶縁被覆４２とを備えた被覆電線である。マイナス側高圧電線１４は、プラス側高圧電線１３が備える編込状保護部材３３及び保護チューブ３４を備えておらず、プラス側高圧電線１３から編込状保護部材３３及び保護チューブ３４を除いた構成となっている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
プラス側高圧電線１３は、例えばパラ系アラミド繊維よりなる強化繊維で編成された耐衝撃性（特に耐剪断性）に優れる編込状保護部材３３によって、芯線３１及び絶縁被覆３２が被覆された構成を有する。このため、車両衝突時の衝撃によって、例え金属パイプ２１が破損したとしても、プラス側高圧電線１３及びマイナス側高圧電線１４の各芯線３１，４１同士が直接的に接触、または、金属パイプ２１の破断片やそれ以外の車両構成部品等、何らかの導体を介して導通されるといったことが抑制される。また、編込状保護部材３３は絶縁性を有するため、プラス側高圧電線１３及びマイナス側高圧電線１４の各芯線３１，４１同士が編込状保護部材３３を介して導通してしまうことが抑制される。
次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）高圧電線１３の絶縁被覆３２の外周を包囲する筒状の編込状保護部材３３は、絶縁性を有する強化繊維にて編成されており、高圧電線１３における金属パイプ２１内の部位から編組部材２２内の部位に亘って設けられている。これにより、高圧電線１３の耐衝撃性が向上し、その結果、高圧バッテリ１１に電気的に接続されたプラス・マイナスの芯線３１，４１同士の短絡を抑制できる。
さらに、高圧電線１３における編組部材２２内の部位には、編込状保護部材３３の外周を包囲する保護チューブ３４が設けられている。つまり、電磁シールド部１５において金属パイプ２１部分よりも耐衝撃性に懸念のある編組部材２２部分を通る高圧電線１３の部位に対しては、編込状保護部材３３の外周を保護チューブ３４によってさらに保護している。このため、高圧電線１３における保護チューブ３４を設ける箇所を限定的にしてコスト削減に寄与しつつも、保護チューブ３４にて高圧電線１３を効果的に保護することができる。
（２）保護チューブ３４は、高圧電線１３における編組部材２２内の部位のみに設けられ、金属パイプ２１内の部位においては編込状保護部材３３が最外層を構成している。この構成によれば、より一層のコスト削減に寄与できる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、保護チューブ３４を金属パイプ２１内まで延ばして、金属パイプ２１の端縁の径方向内側に保護チューブ３４が位置するように構成してもよい。この構成によれば、車両の振動等によってプラス側高圧電線１３が位置ずれして金属パイプ２１の端縁に接触する際、保護チューブ３４を金属パイプ２１の端縁に接触させることが可能となる。これにより、編込状保護部材３３が金属パイプ２１の端縁と接触して、例えば、編込状保護部材３３のほつれ等が生じることを抑制することができる。
・上記実施形態では、編込状保護部材３３が粘着テープの巻き落としにて固定されるが、これに限らず、熱溶着等で固定してもよい。
・保護チューブ３４を構成する樹脂材料は、ポリエチレンに限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更可能であるが、耐熱性に優れた樹脂材料を用いることが好ましい。
・上記実施形態では、保護チューブ３４が粘着テープ３５にて編込状保護部材３３に固定されたが、これ以外に例えば、保護チューブ３４を熱収縮チューブで構成し、加熱による収縮力によって編込状保護部材３３の外周面に保護チューブ３４を保持させるように構成してもよい。
・上記実施形態では、各高圧電線１３，１４のうちのプラス側高圧電線１３のみに編込状保護部材３３及び保護チューブ３４を設けたが、これに限らず、マイナス側高圧電線１４のみ、または、各高圧電線１３，１４に編込状保護部材３３及び保護チューブ３４を設けてもよい。各高圧電線１３，１４に編込状保護部材３３及び保護チューブ３４を設けた構成では、各高圧電線１３，１４の耐衝撃性を向上させることができ、その結果、各高圧電線１３，１４の各芯線３１，４１同士の短絡をより好適に抑制できる。
・上記実施形態のワイヤハーネス１０では、プラス側高圧電線１３及びマイナス側高圧電線１４の２本の電線が電磁シールド部１５に挿通される構成としたが、電磁シールド部１５に挿通される電線の構成は、車両構成に応じて適宜変更してもよい。例えば、電磁シールド部１５に挿通される電線として、低圧バッテリと各種低電圧機器（例えばランプ、カーオーディオ等）とを接続する低圧電線を追加した構成としてもよい。
・車両における高圧バッテリ１１とインバータ１２の配置関係は、上記実施形態に限定されるものではなく、車両構成に応じて適宜変更してもよい。また、上記実施形態では、高圧バッテリ１１は、各高圧電線１３，１４を介してインバータ１２と接続されるが、インバータ１２以外の高電圧機器に接続される構成としてもよい。
・上記実施形態では、高圧バッテリ１１とインバータ１２とを繋ぐワイヤハーネス１０に適用したが、これ以外に例えば、インバータ１２と車輪駆動用モータとを繋ぐワイヤハーネスに適用してもよい。
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
１０…ワイヤハーネス
１１…高圧バッテリ
１３…プラス側高圧電線
１４…マイナス側高圧電線
１５…電磁シールド部
２１…金属パイプ
２２…編組部材
３２…絶縁被覆
３３…編込状保護部材
３４…保護チューブ

Claims (2)

  1. 長尺の筒状をなし、長さ方向の一部の範囲が金属パイプで構成され、前記金属パイプと連続する長さ方向の一部の範囲が金属素線よりなる編組部材で構成された電磁シールド部と、
    前記電磁シールド部の金属パイプ及び編組部材の内部に挿通され、車載の高圧バッテリに電気的に接続された高圧電線と
    を備えたワイヤハーネスであって、
    前記高圧電線は、
    絶縁性を有する強化繊維にて編成され、前記高圧電線の絶縁被覆の外周を包囲する筒状をなし、前記高圧電線における前記金属パイプ内の部位から前記編組部材内の部位に亘って設けられた編込状保護部材と、
    前記高圧電線の長さ方向において局所的に設けられるものであり、前記高圧電線における前記編組部材内の部位において前記編込状保護部材の外周を包囲する樹脂製の保護チューブと
    を備えたことを特徴とするワイヤハーネス。
  2. 請求項１に記載のワイヤハーネスにおいて、
    前記保護チューブは、前記高圧電線における前記編組部材内の部位のみに設けられていることを特徴とするワイヤハーネス。
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