JP6686864B2 - ワイヤハーネス - Google Patents

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。また、各高圧電線は、筒状の外装材にてまとめて包囲されている。

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・マイナスの高圧電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、車載の高圧バッテリに電気的に接続されたプラス・マイナスの２本の高圧電線を含む複数の電線と、前記複数の電線をまとめて包囲する筒状の外装材とを備えたワイヤハーネスであって、前記外装材は、車両の床下に配索されて電線配索ラインに沿って屈曲する屈曲部を有した金属パイプを備え、絶縁性を有する強化繊維にて構成された前記外装材の外周を被覆する筒状の保護部材は、少なくとも前記屈曲部を含む範囲に設けられている。

この構成によれば、絶縁性を有する強化繊維にて構成された保護部材によって外装材が被覆されるため、外装材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・マイナスの高圧電線同士の短絡を抑制できる。

外装材の屈曲部では径方向の肉厚が薄くなる等の理由から剛性が低くなる傾向があるため、その屈曲部を含む範囲に保護部材を設けることで、外装材の破損を効果的に抑制できる。

上記ワイヤハーネスにおいて、前記保護部材の前記強化繊維は、アラミド繊維である。
この構成によれば、外装材の外周を被覆する保護部材がアラミド繊維にて構成されるため、外装材の耐衝撃性を好適に向上させることができる。

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・マイナスの高圧電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概略構成を示す斜視図。

以下、ワイヤハーネスの一実施形態について、図１及び図２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、電磁シールド部１５の一部を構成する金属パイプ２１を保護する保護部材１６とを備えている。

各高圧電線１３，１４は、導体からなる芯線１７が絶縁被覆１８で被覆された被覆電線である（図２参照）。また、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。本実施形態の金属パイプ２１は、車両の床下に車両前後方向に沿って配索される直線部２１ａと、直線部２１ａの両端の各々に設けられた屈曲部２１ｂと、各屈曲部２１ｂから車両上方側に延出する上方延出部２１ｃとを有している。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。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。

ここで、図１及び図２に示すように、上記の金属パイプ２１の各屈曲部２１ｂは、筒状の保護部材１６にて覆われて保護されている。保護部材１６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。

本実施形態では、保護部材１６は、金属パイプ２１の長さ方向において部分的に設けられている。詳述すると、保護部材１６は、金属パイプ２１の２つの屈曲部２１ｂにそれぞれ対応して、２つ設けられている。各保護部材１６は、各屈曲部２１ｂを覆うとともに、各屈曲部２１ｂから直線部２１ａ及び上方延出部２１ｃを覆うように金属パイプ２１の長さ方向に延びている。そして、各保護部材１６の両端部は、粘着テープＴの巻回によって、金属パイプ２１の外周面に固定されている。

保護部材１６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、保護部材１６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、保護部材１６はパラ系アラミド繊維の１種類で構成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
各高圧電線１３，１４をまとめて包囲する金属パイプ２１は、例えばパラ系アラミド繊維よりなる強化繊維で構成された耐衝撃性（特に耐剪断性）に優れる保護部材１６によって外周が被覆されている。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、各高圧電線１３，１４の芯線１７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、保護部材１６は絶縁性を有するため、各高圧電線１３，１４の芯線１７同士が保護部材１６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）ワイヤハーネス１０は、絶縁性を有する強化繊維にて構成され電磁シールド部１５（外装材）の一部を構成する金属パイプ２１の外周を被覆する筒状の保護部材１６を備える。この構成によれば、金属パイプ２１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・マイナスの高圧電線１３，１４同士の短絡を抑制できる。

（２）金属パイプ２１は、電線配索ラインに沿って屈曲する屈曲部２１ｂを有し、保護部材１６は、金属パイプ２１の屈曲部２１ｂを含む範囲に設けられている。この構成によれば、金属パイプ２１の屈曲部２１ｂでは径方向の肉厚が薄くなる等の理由から剛性が低くなる傾向があるため、その屈曲部２１ｂを含む範囲に保護部材１６を設けることで、金属パイプ２１の破損を効果的に抑制できる。

（３）保護部材１６を構成する強化繊維にアラミド繊維を用いることで、金属パイプ２１の耐衝撃性を好適に向上させることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、金属パイプ２１の２つの屈曲部２１ｂの各々に保護部材１６を設けているが、これに限らず、２つの屈曲部２１ｂのいずれか一方のみに保護部材１６を設けてもよい。

・上記実施形態では、保護部材１６は、金属パイプ２１における少なくとも屈曲部２１ｂを含む範囲に設けられたが、これに限らず、金属パイプ２１における屈曲部２１ｂを除く範囲（直線部２１ａや上方延出部２１ｃ）のみに設けてもよい。

・上記実施形態では、保護部材１６は、金属パイプ２１の長さ方向において部分的に設けられたが、これに限らず、金属パイプ２１の長さ方向の全体に亘って保護部材１６を設けてもよい。

・上記実施形態において、保護部材１６を、高圧電源系のワイヤハーネス１０を識別するための識別色で構成することが好ましい。これは、保護部材１６を金属パイプ２１の長さ方向の全体に設ける場合に特に有効である。

・上記実施形態では、金属パイプ２１は２つの屈曲部２１ｂを備えるが、これに限らず、１つ、又は３つ以上の屈曲部を備えた構成としてもよい。
・上記実施形態では、外装材としての電磁シールド部１５において、金属パイプ２１部分に保護部材１６を設けたが、これに限らず、編組部材２２の外周を被覆するように保護部材１６を設けてもよい。この場合、編組部材２２の外周を包囲するコルゲートチューブ等からなる外装材２４を省略してもよく、また、外装材２４をそのまま用いて該外装材２４の内周側又は外周側に保護部材１６を設けてもよい。

・上記実施形態の電磁シールド部１５は、金属パイプ２１及び編組部材２２から構成されているが、これに限らず、例えば、電磁シールド部１５の長さ方向の全体を編組部材２２で構成してもよい。

・上記実施形態では、各高圧電線１３，１４をまとめて包囲する外装材として電磁シールド部１５を用いているが、これに限定されるものではなく、電磁シールド部１５に代えて、シールド機能を有しない外装材（例えば、コルゲートチューブ等の合成樹脂製のパイプ材）を用いてもよい。

・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。
次に、上記実施形態及び変形例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）上記記載のワイヤハーネスにおいて、
前記外装材は、シールド機能を有する電磁シールド部にて構成されていることを特徴とするワイヤハーネス。

この構成によれば、複数の電線をまとめて包囲する外装材がシールド機能を備えるため、各電線をノンシールド電線で構成することができ、各電線の構成を簡素化できる。
（ロ）上記記載のワイヤハーネスにおいて、
前記外装材は、少なくとも一部が車外に配置されており、その外装材の車外配置部位を保護部材が被覆していることを特徴とするワイヤハーネス。

この構成によれば、衝撃を受けやすい外装材の車外配置部位が保護部材によって被覆されるため、外装材の破損を効果的に抑制できる。

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（外装材）
１６…保護部材
２１…外装材としての電磁シールド部の一部を構成する金属パイプ
２１ｂ…屈曲部
２２…外装材としての電磁シールド部の一部を構成する編組部材

Claims (2)

1. 車載の高圧バッテリに電気的に接続されたプラス・マイナスの２本の高圧電線を含む複数の電線と、
   前記複数の電線をまとめて包囲する筒状の外装材と
   を備えたワイヤハーネスであって、
   前記外装材は、車両の床下に配索されて電線配索ラインに沿って屈曲する屈曲部を有した金属パイプを備え、
   絶縁性を有する強化繊維にて構成された前記外装材の外周を被覆する筒状の保護部材は、少なくとも前記屈曲部を含む範囲に設けられている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、
   前記保護部材の前記強化繊維は、アラミド繊維であることを特徴とするワイヤハーネス。

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