JP2018102037A - ワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤハーネスの高圧電線を保護する保護部材を好適に保持できる保持構造を提供する。【解決手段】ワイヤハーネス１０は、車載の高圧バッテリ１１と電気的に接続される高圧電線１３と、絶縁性を有する強化繊維にて構成され、高圧電線１３の外周を包囲する筒状をなす保護部材３３と、屈曲部２１ｂを有し、保護部材３３が外挿された状態の高圧電線１３が内部に挿通された金属パイプ２１とを備える。高圧電線１３は、屈曲部２１ｂの内側を通る屈曲部挿通部位１３ａが該屈曲部２１ｂの内面に向かって付勢されるように、金属パイプ２１に挿通されている。そして、保護部材３３は、屈曲部２１ｂの内面と高圧電線１３の屈曲部挿通部位１３ａとに挟持されている。【選択図】図１

Description

本発明は、車載用のワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造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

上記のような高圧バッテリに機器が接続されている車両では、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。そこで、本発明者は、高圧電線の絶縁被覆の外周を、絶縁性を有する強化繊維を編み込んで構成した保護部材で被覆する構成を考案しているが、その保護部材をどのように保持するかが課題として残されている。

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、ワイヤハーネスの高圧電線を保護する保護部材を好適に保持できる保持構造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における保護部材の保持構造は、車載の高圧バッテリと電気的に接続される高圧電線と、絶縁性を有する強化繊維にて構成され、前記高圧電線の外周を被覆する筒状をなす保護部材と、屈曲部を有し、前記保護部材にて被覆された状態の前記高圧電線が内部に挿通されたパイプ材とを備えたワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造であって、前記高圧電線は、前記パイプ材の屈曲部の内側を通る前記高圧電線の屈曲部挿通部位が該屈曲部の内面に向かって付勢されるように、前記パイプ材に挿通されており、前記保護部材は、前記屈曲部の内面と前記高圧電線の前記屈曲部挿通部位とに挟持されている。

この構成によれば、屈曲部におけるパイプ材の内面と高圧電線とに保護部材が挟持されるため、保護部材を高圧電線に固定するための粘着テープ等を用いずとも、保護部材を保持することができる。

上記ワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造において、前記高圧電線の前記屈曲部挿通部位は、前記パイプ材の屈曲部の屈曲内側に付勢されて該屈曲内側の内面とで前記保護部材を挟持している、又は、前記パイプ材の屈曲部の屈曲外側に付勢されて該屈曲外側の内面とで前記保護部材を挟持している。

この構成によれば、高圧電線の全長の長さを調整することで屈曲部の内面に対する高圧電線の付勢力、つまり、保護部材に対する挟持力を調整でき、保護部材を好適に保持することが可能となる。

上記ワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造において、前記パイプ材は、前記屈曲部を複数有し、少なくとも２つ以上の前記屈曲部において、前記高圧電線の前記屈曲部挿通部位と前記屈曲部の内面とによって前記保護部材が挟持されている。

この構成によれば、保護部材が、パイプ材の少なくとも２つ以上の屈曲部で挟持されるため、保護部材をより安定して保持できる。
上記ワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造において、前記パイプ材は、金属パイプである。

この構成によれば、保護部材を金属パイプの内面と高圧電線とによって好適に挟持させることができる。また、高圧電線の外周が金属パイプからなるパイプ材で包囲された構成となるため、パイプ材を高圧電線のシールド材として機能させることができる。

上記ワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造において、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、高圧電線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、高圧電線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おける保護部材の保持構造によれば、絶縁性を有する強化繊維を編み込んで構成した高圧電線の保護部材を好適に保持できる。

実施形態のワイヤハーネスの概略構成図。 図１における２−２線断面図。 同形態のプラス側高圧電線の概略構成を示す斜視図。

以下、ワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造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。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。

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。

プラス側高圧電線１３の絶縁被覆３２の外周は、該高圧電線１３と同軸状に設けられた筒状の保護部材３３によって包囲されている。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、本実施形態の保護部材３３は、絶縁被覆３２の略全長を覆う長さを有している。

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、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、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。

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が備える保護部材３３を備えておらず、プラス側高圧電線１３から保護部材３３を除いた構成となっている。

次に、プラス側高圧電線１３に設けられた保護部材３３の保持構造について説明する。
図１に示すように、金属パイプ２１の屈曲部２１ｂの内側を通るプラス側高圧電線１３の屈曲部挿通部位１３ａが、屈曲部２１ｂの屈曲内側の内面（屈曲内側内面２１ｄ）に向かって付勢されるように、高圧電線１３の全長の長さが基準長さよりも短く設定されている。そして、屈曲内側に付勢されたプラス側高圧電線１３の屈曲部挿通部位１３ａと、金属パイプ２１の屈曲部２１ｂの屈曲内側内面２１ｄとによって、プラス側高圧電線１３の絶縁被覆３２を覆う保護部材３３が金属パイプ２１の径方向に挟持されている（図２も併せて参照）。また、本実施形態のワイヤハーネス１０は、上記の保護部材３３を高圧電線１３と金属パイプ２１の内面とで挟持する構成を、金属パイプ２１の２箇所の屈曲部２１ｂのそれぞれにおいて有している。

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構成された耐衝撃性（特に耐剪断性）に優れる保護部材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、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は、屈曲部２１ｂの内側を通る屈曲部挿通部位１３ａが該屈曲部２１ｂの内面に向かって付勢されるように、金属パイプ２１に挿通されている。そして、保護部材３３は、屈曲部２１ｂの内面と高圧電線１３の屈曲部挿通部位１３ａとに挟持されている。この構成によれば、屈曲部２１ｂにおける金属パイプ２１の内面と高圧電線１３とに保護部材３３が挟持されるため、保護部材３３を高圧電線１３に固定するための粘着テープ等を用いずとも、保護部材３３を保持することができる。

（２）高圧電線１３の屈曲部挿通部位１３ａは、金属パイプ２１の屈曲部２１ｂの屈曲内側に付勢されて該屈曲内側の内面（屈曲内側内面２１ｄ）とで保護部材３３を挟持している。この構成によれば、高圧電線１３の全長の長さを調整することで屈曲部２１ｂの内面に対する高圧電線１３の付勢力、つまり、保護部材３３に対する挟持力を調整でき、保護部材３３を好適に保持することが可能となる。

（３）金属パイプ２１は、２つの屈曲部２１ｂを有し、それら各屈曲部２１ｂにおいて、高圧電線１３の屈曲部挿通部位１３ａと屈曲部２１ｂの内面とによって保護部材３３が挟持されている。この構成によれば、保護部材３３が、金属パイプ２１の２つの屈曲部２１ｂにおいて挟持されるため、保護部材３３をより安定して保持できる。

（４）保護部材３３に被覆された状態の高圧電線１３が挿通されるパイプ材が、金属パイプ２１からなる。この構成によれば、保護部材３３を金属パイプ２１の内面と高圧電線１３とによって好適に挟持させることができる。また、高圧電線１３の外周が金属パイプ２１で包囲された構成となるため、金属パイプ２１を高圧電線１３のシールド材として機能させることができる。

（５）保護部材３３を構成する強化繊維にアラミド繊維を用いることで、高圧電線１３の耐衝撃性を好適に向上させることができ、その結果、各高圧電線１３，１４の芯線３１，４１同士の短絡を好適に抑制できる。

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、高圧電線１３の屈曲部挿通部位１３ａは、金属パイプ２１の屈曲部２１ｂの屈曲内側に付勢されて屈曲内側内面２１ｄとで保護部材３３を挟持するが、これ以外に例えば、屈曲外側に付勢されて該屈曲外側の内面（屈曲外側内面２１ｅ）とで保護部材３３を挟持する構成としてもよい。

・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。また、金属パイプ２１の少なくとも１つの屈曲部において、高圧電線１３と金属パイプ２１の内面とによる保護部材３３の挟持構造を備えていればよい。

・上記実施形態の保護部材３３は、高圧電線１３（絶縁被覆３２）の略全長に亘って設けられているが、これに限らず、屈曲部挿通部位１３ａが存在する態様で高圧電線１３の長さ方向において部分的に設けてもよい。

・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のみに保護部材３３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に保護部材３３を設けてもよい。各高圧電線１３，１４に保護部材３３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。

・上記実施形態において、プラス側高圧電線１３の耐衝撃性を向上させるべく、保護部材３３の外周を被覆する樹脂チューブ（例えばポリエチレン）等の被覆部材を、保護部材３３の長さ方向の全体に、又は部分的に設けてもよい。なお、このような被覆部材を、プラス側高圧電線１３の屈曲部挿通部位１３ａに設けた場合、保護部材３３と屈曲部２１ｂの内面との間に当該被覆部材が介在されることとなるが、高圧電線１３の付勢による保護部材３３の挟持は可能である。

・上記実施形態では、高圧電線１３が挿通され、該高圧電線１３の外周を被覆する保護部材３３を保持するパイプ材に金属パイプ２１を用いているが、パイプ材の材質は金属に限らず、例えば合成樹脂等に変更してもよい。

・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。

１０…ワイヤハーネス
１１…高圧バッテリ
１３…プラス側高圧電線
１３ａ…屈曲部挿通部位
１４…マイナス側高圧電線
２１…金属パイプ（パイプ材）
２１ｂ…屈曲部
２１ｄ…屈曲内側内面
２１ｅ…屈曲外側内面
３３…保護部材

Claims (5)

1. 車載の高圧バッテリと電気的に接続される高圧電線と、
   絶縁性を有する強化繊維にて構成され、前記高圧電線の外周を被覆する筒状をなす保護部材と、
   屈曲部を有し、前記保護部材にて被覆された状態の前記高圧電線が内部に挿通されたパイプ材と
   を備えたワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造であって、
   前記高圧電線は、前記パイプ材の屈曲部の内側を通る前記高圧電線の屈曲部挿通部位が該屈曲部の内面に向かって付勢されるように、前記パイプ材に挿通されており、
   前記保護部材は、前記屈曲部の内面と前記高圧電線の前記屈曲部挿通部位とに挟持されていることを特徴とするワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造。
2. 請求項１に記載のワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造において、
   前記高圧電線の前記屈曲部挿通部位は、前記パイプ材の屈曲部の屈曲内側に付勢されて該屈曲内側の内面とで前記保護部材を挟持している、又は、前記パイプ材の屈曲部の屈曲外側に付勢されて該屈曲外側の内面とで前記保護部材を挟持していることを特徴とするワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造。
3. 請求項１又は２に記載のワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造において、
   前記パイプ材は、前記屈曲部を複数有し、
   少なくとも２つ以上の前記屈曲部において、前記高圧電線の前記屈曲部挿通部位と前記屈曲部の内面とによって前記保護部材が挟持されていることを特徴とするワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造において、
   前記パイプ材は、金属パイプであることを特徴とするワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造において、
   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における保護部材の保持構造。

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