JP7763134B2 - ワイヤハーネスの配策構造、ワイヤハーネスの配策方法 - Google Patents

Description

本発明は自動車において、電源と接続される幹線ケーブルから各電気機器等に分岐する分岐ボックス等に関するものである。

通常、自動車に設定可能な装備（電気機器）は、車両開発段階から各部品担当が設計を行っている。また、装備と電源とを接続するワイヤハーネスにおいても、車両開発段階から、搭載可能な装備ごとに必要な回路の設計を行っている。車両販売時には、ユーザが搭載される装備を選択し、それに合わせた部品が搭載される。この際、設定される装備によって、追加の電源の設置が必要な場合がある。

図７は、従来のワイヤハーネス配策構造１００を示す概念図である。車両１０１の各部に複数の電気機器１０５が配置される。電気機器１０５は、ワイヤハーネス１０７を介して追加電源１０３と接続され、追加電源１０３から分配される電力によって稼働する。

しかし、追加電源１０３の配置には制約があるため、必ずしも電気機器１０５に近い場所に配置することができず、ワイヤハーネス１０７の長さが長くなるという問題があった。

これに対し、電源に接続される電源ボックスからの電源供給系統に複数の電源分配器を設置し、各電気機器を電源分配器に接続する方法が提案されている（特許文献１）。

特開２０１９－１３７３９４号公報

上述した配策構造は、通常、工場等において各装備や電源ボックス等が配置され、ワイヤハーネスの敷設及び接続まで行われる。しかし、車両販売後に、ユーザの要求により、新たに装備を追加する場合、必要な部品／回路を車両に追加する必要がある。この場合、車両に新たな回路を追加する作業が発生する。

このような作業をディーラーで行うためには、車両内装部品を外す作業が発生し、極めて大きな作業工数が必要となる。また、回路を追加する場所によっては、ディーラーでの作業工数もさらに増え、コスト増やユーザの待機時間も長くなる。特に電源回路は、車両の数か所に設置されている電源ボックスへの接続が必要になるため、電線長が長くなり、内装材を外す箇所の増加など、ディーラーの作業増となる。

これに対し、予め、追加装備用の電源及びワイヤハーネスを敷設しておき、必要な場合にそれらを使用する方法もあるが、装備追加を不要としているユーザにとっては不要分の回路コストが掛かかってしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、追加装備への電源回路を容易に設置することが可能なワイヤハーネスの配策方法等を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、自動車用のワイヤハーネスの配策構造であって、一端に電源が接続され、他端及び／又は途中に分岐ボックスが接続されたメイン側ワイヤハーネスと、前記分岐ボックスに接続可能な電気機器と、を具備し、前記メイン側ワイヤハーネスの途中に、接続対象の電気機器に対応した前記分岐ボックスの接続位置が記載されていることを特徴とするワイヤハーネスの配策構造である。

前記メイン側ワイヤハーネスには、複数の前記分岐ボックスが接続され、前記分岐ボックスに、接続対象の電気機器の種類が記載されていてもよい。

前記メイン側ワイヤハーネスには接続されておらず、電気機器に接続された分岐側ワイヤハーネスが配置されてもよい。

第１の発明によれば、電源にメイン側ワイヤハーネスが接続され、メイン側ワイヤハーネスに直接分岐ボックスが配置されるため、電気機器に対して容易に電源供給することができる。この際、メイン側ワイヤハーネスを切断することなく、メイン側ワイヤハーネスの途中に分岐ボックスが接続されるため、設置のための制約が少なく、後から追加することも容易である。

また、メイン側ワイヤハーネスに、複数の分岐ボックスが接続されている場合において、それぞれの分岐ボックスに、接続対象の電気機器の種類が記載されていれば、電気機器ごとにどの分岐ボックスを利用すればよいかを容易に把握することができる。このため、ディーラー等において作業を行う際にも、電気機器ごとの分岐ワイヤハーネスの長さや取り回しを気にする必要がなく、作業のやり直しの発生も抑制することができる。

例えば、メイン側ワイヤハーネスを設置して、電気機器の一つを分岐ボックスに接続した後、他の電気機器のワイヤハーネスを別の分岐ボックスに接続しようとした際に、分岐側ワイヤハーネスの長さが足りなくなる場合がある。この場合には、最初に接続した電気機器のワイヤハーネスを取り外して接続位置を変更する必要がある。しかし、予め接続対象の分岐ボックスが明示されていれば、どの分岐側ワイヤハーネスをどの分岐ボックスに接続すればよいか間違えることがない。

また、メイン側ワイヤハーネスに、予め全ての分岐ボックスを配置するのではなく、必要に応じて分岐ボックスをディーラーで配置する場合にも、接続するための分岐ボックスの配置位置がメイン側ワイヤハーネスに記載されていれば、接続位置を間違えることがない。

また、メイン側ワイヤハーネスには接続されておらず、電気機器に接続された分岐側ワイヤハーネスが配置されていてもよい。例えば、電気機器に接続される分岐側ワイヤハーネスを予め工場で敷設しておき、必要に応じて、追加されるメイン側ワイヤハーネスに電気機器をディーラーで接続すれば、容易に装備の追加が可能である。

この際、不要な装備であれば、メイン側ワイヤハーネスに接続せず、未接続の分岐側ワイヤハーネスとして残しておけばよい。この場合でも、後に装備が必要となれば、メイン側ワイヤハーネスに接続すればすぐに使用することができる。また、メイン側ワイヤハーネスまでの長さの分岐側ワイヤハーネスでよいため、使用せずに無駄になるとしても最小限で済ませることができる。

第２の発明は、電気機器に一端が接続され、他端が未接続の複数の分岐側ワイヤハーネスが配置された車両に対して、メイン側ワイヤハーネスの途中に、接続対象の電気機器に対応した分岐ボックスの接続位置が記載されており、一端が追加電源に接続され、他端及び／又は途中に分岐ボックスが接続された前記メイン側ワイヤハーネスを設置し、又は、端部及び／又は途中に分岐ボックスが接続された前記メイン側ワイヤハーネスを設置するとともに前記メイン側ワイヤハーネスの一端を既設電源に接続し、前記分岐側ワイヤハーネスの少なくとも一部を前記分岐ボックスに接続することを特徴とするワイヤハーネスの配策方法である。

前記メイン側ワイヤハーネスの途中の外被の一部を除去して導体を露出させ、前記導体に新たに分岐ボックスを接続し、新たに接続した分岐ボックスに対して、電気機器と接続された既設の前記分岐側ワイヤハーネスを接続してもよい。

第２の発明によれば、電気機器に一端が接続され、他端が未接続の複数の分岐側ワイヤハーネスを工場等で予め配置しておき、一端及び／又は途中に分岐ボックスが接続されたメイン側ワイヤハーネスをディーラーで設置することで、容易に装備の追加が可能である。

この際、メイン側ワイヤハーネスの途中に、新たに分岐ボックスを追加すれば、メイン側ワイヤハーネスを追加設置する際に、最小限の分岐ボックスのみを配置しておけばよく、また、その後の追加作業にも対応可能である。

本発明によれば、追加装備への電源回路を容易に設置することが可能なワイヤハーネスの配策方法等を提供することができる。

ワイヤハーネス配策構造１へ追加電源３を追加する工程を示す概念図。 ワイヤハーネス配策構造１ａを示す概念図。 分岐ボックスの内部構造へ追加電源３を追加する他の工程を示す平面図。 接続導体１１を示す斜視図。 分岐ボックス内部構造を示す斜視図。 分岐ボックスの内部構造を示す平面図。 ワイヤハーネス配策構造１００を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、ワイヤハーネス配策構造１へ追加電源３及びメイン側ワイヤハーネス７ａを設置するワイヤハーネス配策方法を示す図である。

ワイヤハーネス配策構造１は、例えば工場において敷設される。車両３１の各部には、分岐側ワイヤハーネス７ｂが配置される。分岐側ワイヤハーネス７ｂの一端には電気機器が接続され、他端には未接続のコネクタ３３が接続される。複数の電気機器５は、例えば、ドアロック、電動パワステ、ブレーキ、電動シフト、先進運転支援システム等である。

それぞれの電気機器５には、分岐側ワイヤハーネス７ｂが接続される。また、分岐側ワイヤハーネス７ｂの先端（電気機器５の接続部とは逆側）には、コネクタ３３が接続される。図示したように、ワイヤハーネス配策構造１では、未接続の電気機器５及び分岐側ワイヤハーネス７ｂが配置される。なお、電気機器５が設置されておらず、電気機器５に接続予定の分岐側ワイヤハーネス７ｂのみが配置されていてもよい。

一方、メイン側ワイヤハーネス７ａの一端側には追加電源３が接続される。追加電源３は、メイン側ワイヤハーネス７ａに電源を供給可能である。また、メイン側ワイヤハーネス７ａには、複数の分岐ボックス９が配置される。分岐ボックス９は、例えば、メイン側ワイヤハーネス７ａの他端（追加電源３とは逆側）に配置されてもよく、又は、メイン側ワイヤハーネス７ａの途中に配置されてもよく、その両方に配置されてもよい。なお、分岐ボックス９の構成については詳細を後述する。

図２は、追加電源３及びメイン側ワイヤハーネス７ａが車両３１に設置された、自動車用のワイヤハーネス配策構造１ａを示す図である。前述したように、電気機器５及び分岐側ワイヤハーネス７ｂの設置は工場等で行われるが、追加電源３及びメイン側ワイヤハーネス７ａは、ディーラー等、分岐側ワイヤハーネス７ｂの設置場所とは異なる場所で設置される。なお、メイン側ワイヤハーネス７ａは、既設の電源（工場で搭載された電源）に接続してもよく、この場合には、追加電源３は不要である。この場合、端部及び／又は途中に分岐ボックス９が接続されたメイン側ワイヤハーネス７ａを車両に設置するとともにメイン側ワイヤハーネス７ａの一端を既設の電源に接続すればよい。なお、図示した例では、メイン側ワイヤハーネス７ａは、車両３１の略中央に前後方向にまっすぐに配置されているが、設置が容易な車両３１の側部等に配置されてもよい。

メイン側ワイヤハーネス７ａの各分岐ボックス９には、それぞれ分岐側ワイヤハーネス７ｂのコネクタ３３が接続される。すなわち、追加電源３及びメイン側ワイヤハーネス７ａを車両３１に設置した後、予め設置されていた分岐側ワイヤハーネス７ｂのコネクタ３３を分岐ボックス９に挿入するだけで、追加電源３に接続される分岐ボックス９に各電気機器５に接続することができる。

なお、接続が不要な電気機器５については、メイン側ワイヤハーネス７ａに接続する必要はない。メイン側ワイヤハーネス７ａには接続されておらず、電気機器５に接続された分岐側ワイヤハーネス７ｂが配置されていてもよい。すなわち、複数の分岐側ワイヤハーネス７ｂの少なくとも一部が分岐ボックス９に接続される。

ここで、メイン側ワイヤハーネス７ａに配置される分岐ボックス９には、それぞれ接続対象となる電気機器５の種類が記載されている。また、分岐側ワイヤハーネス７ｂの端部近傍又はコネクタ３３には接続されている電気機器５の種類が記載されている。このため、メイン側ワイヤハーネス７ａを設置後、分岐ボックス９に分岐側ワイヤハーネス７ｂを接続する際に、どの分岐ボックス９と分岐側ワイヤハーネス７ｂ（電気機器５）と接続するかが容易に把握することができる。

なお、メイン側ワイヤハーネス７ａには、全ての分岐ボックス９を配置していなくてもよい。例えば、図３に示す例では、メイン側ワイヤハーネス７ａの一部（一端）にのみ分岐ボックス９が配置された例を示す。この方法では、接続される電気機器５が決定している分岐ボックス９のみをメイン側ワイヤハーネス７ａに配置して、その状態で追加電源３及びメイン側ワイヤハーネス７ａを車両３１に設置する。

その後、当該接続対象の電気機器５（分岐側ワイヤハーネス７ｂ）のみを分岐ボックス９に接続する。以上により、当該電気機器５と追加電源３とが接続され電気機器５を使用することができる。

一方、追加電源３及びメイン側ワイヤハーネス７ａを車両３１に設置した後、他の電気機器５を追加する場合には、メイン側ワイヤハーネス７ａに新たに分岐ボックス９を設置する。この際、メイン側ワイヤハーネス７ａの途中に、接続対象の電気機器５に対応した分岐ボックス９の接続位置が記載された電気機器接続位置表示１３が設けられることで、メイン側ワイヤハーネス７ａのどの位置に分岐ボックス９を配置すればよいか容易に把握することができる。

次に、メイン側ワイヤハーネス７ａに分岐ボックス９を設置する方法についてその一例を説明する。図４は、分岐ボックス９に用いられる接続導体１１を示す斜視図である。接続導体１１は、金属製であり、圧着端子部１９と第１音叉端子部２１とを有する。圧着端子部１９は、メイン側ワイヤハーネス７ａと圧着可能である。なお、メイン側ワイヤハーネス７ａは、例えば断面略円形の電線であり、内部の導体１７と導体１７を外周から被覆する外被１５とを有する。

メイン側ワイヤハーネス７ａの途中の、接続導体１１が接続される部位は、所定長さの外被１５が除去されて内部の導体１７が露出する。圧着端子部１９は、導体１７を圧着するオープンバレル型の導体圧着部と、その両側の外被１５を圧着するため、導体圧着部の両側に配置されるオープンバレル型の被覆圧着部からなる。

第１音叉端子部２１は、圧着端子部１９から離間した位置に配置される。第１音叉端子部２１はヒューズが接続される部位であり、ヒューズを差し込んで接続可能なクリップ形状を有する。なお、図示した例では、第１音叉端子部２１に二つの端子部が形成されるが、第１音叉端子部２１の端子数は特に限定されない。

接続導体１１は、圧着端子部１９と第１音叉端子部２１とが別体で構成されて、溶接によって接合される。例えば、圧着端子部１９及び第１音叉端子部２１との接合部までの部位と、第１音叉端子部２１がそれぞれ別々の板状素材からプレス加工等によって形成され、両者が溶接されて一体化する。

このため、圧着端子部１９と第１音叉端子部２１とを異なる厚みで構成することができる。例えば、圧着端子部１９は、メイン側ワイヤハーネス７ａに対して圧着される部位であり圧着時に大きく変形するとともに、圧着後にメイン側ワイヤハーネス７ａとの接続強度を確保する必要がある。このため、板厚を相対的に厚くすることで、圧着加工性及び圧着強度を確保することができる。例えば、圧着端子部１９の厚みとしては、メイン側ワイヤハーネス７ａのサイズによるが、１．２ｍｍ厚程度とすることができる。

一方、第１音叉端子部２１を厚くしすぎると、ヒューズの差し込み部の細かな形状を形成することが困難となる。また、ヒューズの差込口にヒューズの端子部分を挿入する際に、端子部の剛性が大きすぎると、ヒューズの挿入性が悪化する。このため、第１音叉端子部２１では、板厚を相対的に薄くすることで、加工性及びヒューズの挿入性を向上させることができる。例えば、第１音叉端子部２１は、０．６４ｍｍ厚程度とすることができる。

また、圧着端子部１９と第１音叉端子部２１とを異なる材質で構成することもできる。前述したように、圧着端子部１９は、圧着後にメイン側ワイヤハーネス７ａと圧着され、圧着後の接続強度を確保する必要がある。このため、伸びの少ない材料や強度の低い材料を選択すると、圧着時に圧着端子部１９に割れが生じるおそれや、圧着後の接続強度を十分に確保できないおそれがある。このため、相対的に強度の高い又は伸びの大きな材質を選択することが望ましく、例えば適切な強度の銅合金が適用可能である。

一方、第１音叉端子部２１は、前述したように強度（弾性率）が高すぎるとヒューズの挿入性が悪化する。また、容易に塑性変形可能であると、使用時に音叉端子部が開いてしまうなどのおそれがある。このため、相対的にばね性が高く弾性率が高すぎずに適度な材質を選択することが望ましく、例えば黄銅等が適用可能である。

図５は、分岐ボックス９の内部構造を示す斜視図であり、ハウジング３５の透視図である。ハウジング３５にはメイン側ワイヤハーネス７ａが切断されることなく貫通し、内部には、接続導体１１、コネクタ部材２３等が収容される。

前述したように、圧着端子部１９は、メイン側ワイヤハーネス７ａに圧着される。この際、メイン側ワイヤハーネス７ａの導体１７と、導体１７を挟んだ両側の外被１５が圧着される。すなわち、電源ボックスに接続されたメイン側ワイヤハーネス７ａの一部の外被１５が除去され、露出した導体１７に圧着端子部１９が圧着される。

接続導体１１の第１音叉端子部２１に対向する位置であって、圧着端子部１９とは離間した位置には、分岐側ワイヤハーネス７ｂのコネクタ３３と接続可能なコネクタ部材２３が配置される。コネクタ部材２３は、第２音叉端子部２５とコネクタ部２７を有する。なお、図示した例では、第１音叉端子部２１の二つの端子部に対応させて二つのコネクタ部材２３が配置される。

コネクタ部材２３の一方の端部には、ヒューズ２９が接続される第２音叉端子部２５が設けられる。第２音叉端子部２５は、第１音叉端子部２１と同様の形状であり、第１音叉端子部２１と対応した位置であって、所定距離離間した位置に配置される。

ハウジング３５には、第１音叉端子部２１と第２音叉端子部２５に対応する部位に、ヒューズ２９の差込口が形成される。ヒューズ２９をハウジング３５のヒューズ差し込み口に挿入すると、ヒューズ２９は、第１音叉端子部２１と第２音叉端子部２５とにまたがるように接続される。なお、ヒューズ２９としては、ブレードヒューズのように差し込み式ではなくてもよい。

コネクタ部材２３の他方の端部（第２音叉端子部２５とは逆側）には、コネクタ部２７が設けられる。コネクタ部２７は、分岐側ワイヤハーネス７ｂのコネクタ３３と接続される。

図６は、分岐ボックス９を用いた分岐構造を示す平面図である。ハウジング３５のコネクタ部２７に対応する位置には、電気機器と接続される分岐側ワイヤハーネス７ｂのコネクタ３３を挿入するためのコネクタ挿入口が形成される。コネクタ部２７は、コネクタ挿入部の内面に露出する。このため、分岐側ワイヤハーネス７ｂのコネクタ３３を、ハウジング３５に挿入することで、コネクタ部２７に分岐側ワイヤハーネス７ｂを接続することができる。

以上のように、導体１７に新たに分岐ボックス９を接続し、新たに接続した分岐ボックス９に対して、電気機器５と接続された既設の分岐側ワイヤハーネス７ｂのコネクタ３３を接続することで、電気機器５を容易に追加することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、予め電気機器５と接続される分岐側ワイヤハーネス７ｂのみを配策しておき、必要に応じて、追加電源３が接続されたメイン側ワイヤハーネス７ａを配策して、分岐側ワイヤハーネス７ｂと接続するため、全ての電気機器５ごとの分岐側ワイヤハーネス７ｂを追加敷設する必要がない。このため、ディーラーにおいても装備を全て外すことなく最小限の作業工数で電気機器５の追加が可能である。

また、メイン側ワイヤハーネス７ａに配置される分岐ボックス９に、接続対象の電気機器５の種類が記載されていれば、間違った分岐ボックス９に接続されることを抑制することができる。このため、分岐側ワイヤハーネス７ｂは、必要最小限の長さでよい。

また、メイン側ワイヤハーネス７ａの設置後に新たに分岐ボックス９を追加することも容易である。この際、メイン側ワイヤハーネス７ａに、電気機器接続位置表示１３を設け、電気機器５の種類ごとに、接続する分岐ボックス９の配置を明示しておくことで、分岐ボックス９の設置場所を容易に把握することができる。

また、圧着端子部１９は、メイン側ワイヤハーネス７ａの導体１７と外被１５とに圧着することができるため、十分な接続強度を確保することができる。また、メイン側ワイヤハーネス７ａの導体１７を切断することなく、メイン側ワイヤハーネス７ａの一部の外被１５を除去するのみで圧着が可能であるため、作業も容易である。このため、分岐ボックス９の設置作業が容易である。

また、圧着端子部１９と第１音叉端子部２１とを一体で形成するため、組立作業性にも優れる。この際、圧着端子部１９と第１音叉端子部２１とが離れた位置に配置されるため、例えば圧着端子部１９の圧着作業時に、第１音叉端子部２１が邪魔になることがない。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ………ワイヤハーネス配策構造
３………追加電源
５………電気機器
７ａ………メイン側ワイヤハーネス
７ｂ………分岐側ワイヤハーネス
９………分岐ボックス
１１………接続導体
１３………電気機器接続位置表示
１５………外被
１７………導体
１９………圧着端子部
２１………第１音叉端子部
２３………コネクタ部材
２５………第２音叉端子部
２７………コネクタ部
２９………ヒューズ
３１………車両
３３………コネクタ
３５………ハウジング
１００………ワイヤハーネス配策構造
１０１………車両
１０３………追加電源
１０５………電気機器
１０７………ワイヤハーネス

Claims (5)

1. 自動車用のワイヤハーネスの配策構造であって、
   一端に電源が接続され、他端及び／又は途中に分岐ボックスが接続されたメイン側ワイヤハーネスと、
   前記分岐ボックスに接続可能な電気機器と、
   を具備し、
   前記メイン側ワイヤハーネスの途中に、接続対象の電気機器に対応した前記分岐ボックスの接続位置が記載されていることを特徴とするワイヤハーネスの配策構造。
2. 前記メイン側ワイヤハーネスには、複数の前記分岐ボックスが接続され、前記分岐ボックスに、接続対象の電気機器の種類が記載されていることを特徴とする請求項１記載のワイヤハーネスの配策構造。
3. 前記メイン側ワイヤハーネスには接続されておらず、電気機器に接続された分岐側ワイヤハーネスが配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネスの配策構造。
4. 電気機器に一端が接続され、他端が未接続の複数の分岐側ワイヤハーネスが配置された車両に対して、
   メイン側ワイヤハーネスの途中に、接続対象の電気機器に対応した分岐ボックスの接続位置が記載されており、
   一端が追加電源に接続され、他端及び／又は途中に分岐ボックスが接続された前記メイン側ワイヤハーネスを設置し、又は、端部及び／又は途中に分岐ボックスが接続された前記メイン側ワイヤハーネスを設置するとともに前記メイン側ワイヤハーネスの一端を既設電源に接続し、
   前記分岐側ワイヤハーネスの少なくとも一部を前記分岐ボックスに接続することを特徴とするワイヤハーネスの配策方法。
5. 前記メイン側ワイヤハーネスの途中の外被の一部を除去して導体を露出させ、
   前記導体に新たに分岐ボックスを接続し、新たに接続した分岐ボックスに対して、電気機器と接続された既設の前記分岐側ワイヤハーネスを接続することを特徴とする請求項４記載のワイヤハーネスの配策方法。