JP5651413B2 - 導電路構造及びワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、導体を備える導電路の構造と、複数本の導電路を備えてなるワイヤハーネスとに関する。

近年、エコカーとしてハイブリッド自動車や電気自動車が注目されている。また、普及率が高まってきている。ハイブリッド自動車や電気自動車は、動力源としてモータを搭載している。モータを駆動するためには、バッテリーとインバータ間を、また、インバータとモータ間を、高圧のワイヤハーネスによって電気的に接続する必要がある。高圧のワイヤハーネスは、導電路である高圧電線を複数本備えて構成されている。

高圧のワイヤハーネスに関しては、数多くの提案がなされている。その一例としては、下記特許文献１に開示されたワイヤハーネスが挙げられるものとする。

特開２００４−２２４１５６号公報

ところで、ハイブリッド自動車や電気自動車に対し、外部から衝撃が加わった場合には、すなわち衝突等が起こった場合には、ワイヤハーネスを構成する高圧電線が切断されてしまうという虞を有している。仮に、高圧電線が切断されてこれにより剥き出しになった導体が、導電性を有する部材や機器や車体フレーム等に触れた場合を考えると、大電流が流れて非常に危険であることが分かる。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、導電路を切断するような事態が生じても安全性を確保することが可能な導電路構造及び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記載の本発明の導電路構造は、導体に絶縁体を被覆してなる導電路を有し、
前記導電路に、外力が加わった場合に真っ先に切断される部分となる切断部を設け、
前記導電路の該切断部の外側を半固体状絶縁部材によって覆い、
前記導電路が前記切断部において切断され該導電路が断線した状態となった際に、前記半固体状絶縁部材が前記導電路の導体切断部分を覆い該導体切断部分が露出するのを防止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、導電路を切断するような事態が生じると、切断により離れた状態となる導電路の導体切断部分の外側は半固体状絶縁部材にて覆われる。これにより上記導体切断部分による接触が規制される。本発明によれば、導体切断部分が露出するようなことはない。

本発明において半固体状とは、ゼリー状、ジェル状（ゲル状）、グリース状、ペースト状などと呼ばれる状態を指すものとする。また、導電路における切断可能部分に留まることが可能な状態を指すものとする。本発明において、以上のような半固体状の絶縁部材を半固体状絶縁部材と呼ぶものとする。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の本発明のワイヤハーネスは、請求項１に記載の導電路構造を有する導電路を複数本備え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、導体切断部分の露出が起こらない構造の導電路を複数本備えるワイヤハーネスになる。従って、導電路を切断するような事態が生じても安全性が確保される。

請求項１に記載された本発明によれば、導電路を切断するような事態が生じても半固体状絶縁部材にて導電路の導体切断部分の露出を防止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、導体切断部分の露出を防止できることから、安全性を確保することも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、安全性の高い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。

本発明の導電路構造及びワイヤハーネスを示す図であり、（ａ）はワイヤハーネスの配索例を示す模式的な図、（ｂ）はワイヤハーネス端部における導電路構造を示す模式的な図である（実施例１）。 導電路構造を示す断面図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図である。 導体の切断可能部分を示す図であり、（ａ）は切断部の拡大斜視図、（ｂ）及び（ｃ）は変形例の拡大斜視図である。 導電路の切断状態を示す断面図である。 他の例となる本発明の導電路構造及びワイヤハーネスを示す図である（実施例２）。 図５の分解斜視図であり、（ａ）はワイヤハーネス及びシールドケースアッセンブリの分解斜視図、（ｂ）はシールドケースアッセンブリの分解斜視図である。

ワイヤハーネスは、複数本の導電路を備えて構成されている。導電路は、切断可能部分を有しており、この切断可能部分の外側は半固体状絶縁部材にて覆われている。切断可能部分の外側が半固体状絶縁部材にて覆われることから、導電路を切断するような事態が生じても、切断により離れた状態となる導電路の導体切断部分の外側も半固体状絶縁部材にて覆われ、これにより導体切断部分は電気的な接触が規制される。

以下、図面を参照しながら実施例１を説明する。図１は本発明の導電路構造及びワイヤハーネスを示す図である。また、図２は導電路構造を示す断面図、図３は導体の切断可能部分を示す図、図４は導電路の切断状態を示す断面図である。

本発明のワイヤハーネスは、ハイブリッド自動車又は電気自動車に配索するものを対象にしている。以下では、ハイブリッド自動車での例を挙げて説明をするものとする（電気自動車の場合でも本発明のワイヤハーネスの構成、構造、及び効果は基本的に同じであるものとする。尚、ハイブリッド自動車又は電気自動車に限らず、通常の自動車等でも本発明を適用することができるものとする）。

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及びモータユニット３の二つの動力をミックスして駆動する車両であって、モータユニット３にはインバータユニット４を介して図示しないバッテリー（電池パック）からの電力が供給されるようになっている。エンジン２、モータユニット３、及びインバータユニット４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５に設置（搭載）されている。また、図示しないバッテリーは、エンジンルーム５の後方に存在する自動車室内、又は後輪等がある自動車後部に設置（搭載）されている。

モータユニット３とインバータユニット４は、高圧となる本発明のワイヤハーネス２１により接続されている。また、図示しないバッテリーとインバータユニット４は、高圧のワイヤハーネス６により接続されている。ワイヤハーネス６は、エンジンルーム５から例えばフロアパネルの地面側となる床下にわたって配索されている。

ここで本実施例での補足説明をすると、モータユニット３はモータ及びジェネレータを構成に含んでいるものとする。また、インバータユニット４は、インバータ及びコンバータを構成に含んでいるものとする。モータユニット３は、シールドケース７を含むモータアッセンブリとして形成されるものとする。また、インバータユニット４もシールドケース８を含むインバータアッセンブリとして形成されるものとする。図示しないバッテリーは、Ｎｉ−ＭＨ系やＬｉ−ｉｏｎ系のものであって、モジュール化してなるものとする。尚、例えばキャパシタのような蓄電装置を使用することも可能であるものとする。図示しないバッテリーは、ハイブリッド自動車１や電気自動車に使用可能であれば特に限定されないものとする。

インバータユニット４は、本実施例においてモータユニット３の直上に配置固定されている。すなわち、インバータユニット４とモータユニット３は近接するように設置されている。このような設置状態であることから、ワイヤハーネス２１は短いものとなっている。インバータユニット４とモータユニット３とに関し、引用符号９はモータユニット３の直上にインバータユニット４を配置固定するための固定脚部を示している。

図１及び図２において、ワイヤハーネス２１は、ハーネス本体２２と、このハーネス本体２２の一端に設けられるモータ側コネクタ２３と、ハーネス本体２２の他端に設けられるインバータ側コネクタ２４とを備えて構成されている。ハーネス本体２２は、略同一平面上に所定の間隔をあけて並ぶ複数本（ここでは三本）の高圧導電路２５（導電路）と、この複数本の高圧導電路２５を一括して覆う電磁シールド部材２６とを備えて構成されている。以上のような構成の上で、ワイヤハーネス２１は高圧導電路２５の切断可能部分に対しこの外側を覆う切断時絶縁手段２７を更に備えて構成されている。切断時絶縁手段２７は、後述する半固体状絶縁部材３１含んで構成されている。

電磁シールド部材２６は、電磁シールド機能を発揮させるための部材であって、例えば編組又は金属箔を筒状にすることにより形成されている。電磁シールド部材２６は、本実施例においてモータ側コネクタ２３及びインバータ側コネクタ２４を覆うような長さで形成されている。

モータ側コネクタ２３は、モータユニット３のシールドケース７に差し込まれ、内部において電気的な接続がなされるようになっている。また、インバータ側コネクタ２４も同様で、インバータユニット４のシールドケース８に差し込まれ、内部において電気的な接続がなされるようになっている。

高圧導電路２５は、導体２８と、この導体２８を被覆する絶縁体２９とを備えて構成されている。導体２８は、本実施例において、導電性を有する金属板（銅や銅合金やアルミニウム製）をプレス加工することにより形成されている。すなわち導体２８は、所定の導体幅及び肉厚を有するバスバー形状（帯板形状）に形成されている。

尚、導体２８はバスバー形状に限らないものとする。例えば、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）のものであってもよいものとする。導体２８は、後述する切断部３０を設けることが可能であれば、すなわち切断可能な部分を設けられれば特に限定されないものとする。このような導体２８の所定位置には、切断部３０が設けられている（配置は一例であるものとする。本実施例においては、インバータ側コネクタ２４に近い位置に切断部３０が設けられている）。

切断部３０は、導体２８における切断可能な部分（高圧導電路２５の切断可能部分に対応）に設けられている。また、切断部３０は、例えば衝突のような外力が加わった場合に、導体２８において真っ先に切断される部分として設けられている。

切断部３０は、図３（ａ）に示す如く溝３０ａを全周に形成する形態や、特に図示しないがバスバー平面部分にＶ溝やＵ溝を形成する形態や、図３（ｂ）に示す如くノッチ３０ｂをバスバー両側部分に形成する形態や、図３（ｃ）に示す如くバスバー平面部分を貫通する穴３０ｃとノッチ３０ｂとの組み合わせによる形態や、特に図示しないがバスバー平面部を潰して薄肉に形成する形態等が挙げられるものとする。

絶縁体２９は、絶縁性を有する樹脂材料を導体２８の外側に押し出し被覆してなるものや、エラストマーを導体２８の外側にオーバーモールドしてなるものであって、ここでは後者が採用されている。

切断時絶縁手段２７は、高圧導電路２５を切断するような事態が生じても、後述する導体切断端部３６、３７の露出を防止することができるような、また、露出を防止して安全性を確保することができるような部材として構成されている。切断時絶縁手段２７は、本実施例において、半固体状絶縁部材３１と、設置部材３２とを含んで構成されている。

先に設置部材３２について説明をすると、設置部材３２は、この一端がインバータ側コネクタ２４に固定されるような形状に形成されている。上記一端の固定構造に関しては、係止突起の引っ掛かり合いによる一般的な固定構造を採用することができるのは勿論のこと、インバータ側コネクタ２４のハウジングに一体成形するような構造を採用してもよいものとする。

設置部材３２の他端側には、半固体状絶縁部材３１に対する収容保持部３３が形成されている。この収容保持部３３は、特に限定するものでないが、底壁３４と一対の側壁３５とを有する図示形状に形成されている（天井壁を有する筐体形状であってもよいものとする）。収容保持部３３は、半固体状絶縁部材３１の収容保持をすることが可能であれば、また、三本の高圧導電路２５の配索に支障を来すことがなければ、特に形状は限定されないものとする。収容保持部３３は、導体２８における切断可能な部分に合わせて配置形成されている。底壁３４は、設置部材３２の一端まで伸びるように形成されている。

半固体状絶縁部材３１は、絶縁性を有する半固体状の部材であって、特に限定するものでないがジェル状で且つ略直方体形状に形成されている。半固体状絶縁部材３１は、この中に三本の高圧導電路２５の切断可能部分を埋め込むことができるように、言い換えれば切断可能部分に対しこの外側全体を覆うことができるように形成されている。半固体状絶縁部材３１は、高圧導電路２５が切断された状態にあっても、この切断部分に留まることの可能な絶縁材料を用いて形成されている。

上記構成及び構造に基づきながら、ハイブリッド自動車１（図１参照）に衝突が起こった場合におけるワイヤハーネス２１の作用について、以下に説明をする。

図１において、ハイブリッド自動車１に衝突が起こった場合を考えると、エンジン２及びモータユニット３に対してインバータユニット４が例えば後方へ移動する。ワイヤハーネス２１はモータユニット３及びインバータユニット４に接続された状態にあることから、インバータユニット４が後方へ移動した場合、ワイヤハーネス２１には自身を引っ張るような衝撃が加わることになる。

ワイヤハーネス２１に衝突等の衝撃が加わると、この力は三本の高圧導電路２５における切断可能部分、具体的には導体２８の切断部３０に掛かり、導体２８は図４に示す如く切断される。この時、導体２８は、一方の導体切断端部３６と他方の導体切断端部３７（導体切断部分）とに分離した状態になる。切断部３０の位置で導体２８の切断・分離が生じると、一方の導体切断端部３６は、この外側に半固体状絶縁部材３１が存在することから、これにより電気的な接触が規制された状態になる。また、他方の導体切断端部３７も、この外側に半固体状絶縁部材３１が存在することから、電気的な接触が規制された状態になる。

以上、図１ないし図４を参照しながら説明してきたように、本発明によれば、高圧導電路２５に対しこれを切断するような事態が生じても、半固体状絶縁部材３１の存在により導体切断端部３６、３７の露出を防止することができるという効果を奏する。従って、安全性を確保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、安全性の高いワイヤハーネス２１を提供することができるという効果も奏する。

以下、図面を参照しながら実施例２を説明する。図５は他の例となる本発明の導電路構造及びワイヤハーネスを示す図である。また、図６は図５の分解斜視図である。尚、上記実施例１と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図５及び図６において、ワイヤハーネス４１は、ハーネス本体４２と、このハーネス本体４２の一端に設けられるモータ側コネクタ２３と、ハーネス本体４２の他端に設けられるインバータ側コネクタ２４とを備えて構成されている。ハーネス本体４２は、略同一平面上に所定の間隔をあけて並ぶ複数本（ここでは三本）の高圧導電路２５（導電路）を備えて構成されている。以上のような構成の上で、ワイヤハーネス４１は高圧導電路２５の切断可能部分に対しこの外側を覆う切断時絶縁手段４３を更に備えて構成されている。切断時絶縁手段４３は、ワイヤハーネス４１を覆う電磁シールド部材４４に固定されている。

切断時絶縁手段４３は、高圧導電路２５を切断するような事態が生じても、導体切断端部３６、３７（図４参照）の露出を防止することができるような、また、露出を防止して安全性を確保することができるような部材として構成されている。切断時絶縁手段４３は、本実施例において、半固体状絶縁部材３１と、設置部材４５とを含んで構成されている。設置部材４５は、半固体状絶縁部材３１を収容保持することができるような形状に形成されている。設置部材４５には、固定用の係止突起４６が形成されている。

電磁シールド部材４４は、電磁シールド機能を発揮させるための部材であって、導電性を有する金属薄板をカバー形状にプレス加工することにより形成されている。電磁シールド部材４４には、切断時絶縁手段４３の設置部材４５を係止するための係止部４７が形成されている。

以上、図５及び図６を参照しながら説明してきたように、本発明によれば、実施例１と同様に半固体状絶縁部材３１の存在によって導体切断端部３６、３７（図４参照）の露出を防止することができるという効果を奏する。従って、安全性を確保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、安全性の高いワイヤハーネス４１を提供することができるという効果も奏する。

尚、本実施例において、半固体状絶縁部材３１を含む切断時絶縁手段４３は金属製の電磁シールド部材４４に固定されることから、半固体状絶縁部材３１に吸熱性を持たせることにより、ワイヤハーネス４１に生じた熱を電磁シールド部材４４へと伝えることができるようになる。従って、このような場合、放熱性の高いワイヤハーネス４１を提供することができるという効果を奏する。

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。

上記説明においてワイヤハーネスは導電路に切断可能部分を有しており、この切断可能部分の外側が半固体状絶縁部材にて覆われているが、例えば切断可能部分がハウジングに収容されているような場合には、切断により離れた状態となった導電路の導体切断部分のみを半固体状絶縁部材にて覆う構造にしてもよいものとする。この特徴をまとめると、「導体を有する導電路の切断可能部分に対し、該切断可能部分の切断時に離れた状態となる導体切断端部の外側を半固体状絶縁部材にて覆う」となる。

１…ハイブリッド自動車
２…エンジン
３…モータユニット
４…インバータユニット
５…エンジンルーム
６…ワイヤハーネス
７、８…シールドケース
９…固定脚部
２１…ワイヤハーネス
２２…ハーネス本体
２３…モータ側コネクタ
２４…インバータ側コネクタ
２５…高圧導電路（導電路）
２６…電磁シールド部材
２７…切断時絶縁手段
２８…導体
２９…絶縁体
３０…切断部
３１…半固体状絶縁部材
３２…設置部材
３３…収容保持部
３４…底壁
３５…側壁
３６…一方の導体切断端部（導体切断部分）
３７…他方の導体切断端部（導体切断部分）
４１…ワイヤハーネス
４２…ハーネス本体
４３…切断時絶縁手段
４４…電磁シールド部材
４５…設置部材
４６…係止突起
４７…係止部

Claims (2)

1. 導体に絶縁体を被覆してなる導電路を有し、
   前記導電路に、外力が加わった場合に真っ先に切断される部分となる切断部を設け、
   前記導電路の該切断部の外側を半固体状絶縁部材によって覆い、
   前記導電路が前記切断部において切断され該導電路が断線した状態となった際に、前記半固体状絶縁部材が前記導電路の導体切断部分を覆い該導体切断部分が露出するのを防止する
   ことを特徴とする導電路構造。
2. 請求項１に記載の導電路構造を有する導電路を複数本備えてなる
   ことを特徴とするワイヤハーネス。

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