特許 6056307 ワイヤーハーネスシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6056307

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】ワイヤーハーネスシステム

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/02 20060101AFI20161226BHJP

   H01B 7/00 20060101ALI20161226BHJP

【ＦＩ】

   B60R16/02 650S

   H01B7/00 301

   B60R16/02 635

   B60R16/02 620J

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-204080(P2012-204080)

(22)【出願日】2012年9月18日

(65)【公開番号】特開2014-58218(P2014-58218A)

(43)【公開日】2014年4月3日

【審査請求日】2014年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北 幸功

(72)【発明者】

【氏名】浅田 一宏

(72)【発明者】

【氏名】井本 政善

(72)【発明者】

【氏名】橋倉 学

(72)【発明者】

【氏名】肥田 善弘

(72)【発明者】

【氏名】土田 敏之

【審査官】 須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２８４９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０３９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３２９８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０５５１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ １６／０２

Ｈ０１Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載されると共に複数の電線が束ねられた電線束を備えたワイヤーハーネスと、
前記ワイヤーハーネスに電気的に接続された電装品と、
前記ワイヤーハーネスに電気的に接続されると共に前記電線束に直接的に又は間接的に取り付けられるものであって、前記電装品に対して通電又は断電を実行するスイッチング素子を備えたスイッチングユニットと、を備え、
前記スイッチングユニットは、更に、前記電装品又は前記電線に過電流が流れることを抑制する過電流保護部を備え、
前記過電流保護部は、比較的に大きな電流が流され、過電流が流された時に溶断する第１ヒューズ素子と、比較的に小さな電流が流され、過電流が流された時に溶断する第２ヒューズ素子とのうちの少なくとも一方であり、前記第１ヒューズ素子と前記第２ヒューズ素子とのうちの一方、又は、双方の選択により、一の前記電装品について溶断する過電流の値を変更可能とされており、
前記スイッチングユニットは、前記第２ヒューズ素子が装着されず、前記第１ヒューズ素子が装着される第１ヒューズ装着部と、前記第１ヒューズ素子が装着されず、前記第２ヒューズ素子が装着される第２ヒューズ装着部と、を備えるワイヤーハーネスシステム。

【請求項2】

前記スイッチングユニットは結束部材によって前記電線束に直接的に取り付けられている請求項１に記載のワイヤーハーネスシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用のワイヤーハーネスシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用のワイヤーハーネスシステムは、電源と車載電装品との間に配設された電気接続箱を備える。電気接続箱は、複数の電線からなるワイヤーハーネスを介して電源及び車載電装品に電気的に接続されている。この電気接続箱は、ケース内に複数のスイッチング素子を配設してなる。これらのスイッチング素子がオンされることにより、車載電装品に対して電源からの電力が供給される。ケースには、更に、複数のヒューズ素子が装着されるヒューズ装着部が形成されている。ヒューズ素子により、車載電装品又は電線に過電流が流れることが抑制されるようになっている。このような電気接続箱の例として特許文献１が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２１８５６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の技術によると、電気接続箱には複数のスイッチング素子が配設されると共に、複数のヒューズ素子が装着されるので、電気接続箱が大型化するという問題がある。近年、車両に対して、安全性の向上、及び居住性の向上が求められており、これに伴って車載電装品の個数も増大する傾向にある。このため、電気接続箱の大型化は特に問題となりうる。

【0005】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電気接続箱の大型化を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、ワイヤーハーネスシステムであって、車両に搭載されると共に複数の電線が束ねられた電線束を備えたワイヤーハーネスと、 前記ワイヤーハーネスに電気的に接続された電装品と、前記ワイヤーハーネスに電気的に接続されると共に前記電線束に直接的に又は間接的に取り付けられるものであって、前記電装品に対して通電又は断電を実行するスイッチング素子を備えたスイッチングユニットと、を備え、前記スイッチングユニットは、更に、前記電装品又は前記電線に過電流が流れることを抑制する過電流保護部を備え、前記過電流保護部は、比較的に大きな電流が流され、過電流が流された時に溶断する第１ヒューズ素子と、比較的に小さな電流が流され、過電流が流された時に溶断する第２ヒューズ素子とのうちの少なくとも一方であり、前記第１ヒューズ素子と前記第２ヒューズ素子とのうちの一方、又は、双方の選択により、一の前記電装品について溶断する過電流の値を変更可能とされており、前記スイッチングユニットは、前記第２ヒューズ素子が装着されず、前記第１ヒューズ素子が装着される第１ヒューズ装着部と、前記第１ヒューズ素子が装着されず、前記第２ヒューズ素子が装着される第２ヒューズ装着部と、を備える。

【0007】

本発明によれば、スイッチングユニットはスイッチング素子を備える。これにより、従来、電気接続箱に配設されていたスイッチング素子を省略できるので、電気接続箱の大型化を抑制することができる。

【0008】

更に、スイッチングユニットは過電流保護部を備える。これにより、従来、電気接続箱に配設されていたヒューズ素子を省略できるので、電気接続箱の大型化を抑制することができる。
また、電装品、又は電線に過電流が流れた場合には、ヒューズ素子が溶断するので、電装品、又は電線に過電流が流れることを確実に抑制することができる。
また、ヒューズ素子が溶断した場合に、ヒューズ素子を容易に交換することができる。

【0009】

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。

【0013】

前記スイッチングユニットは結束部材によって前記電線束に直接的に取り付けられていることが好ましい。

【0014】

上記の態様によれば、スイッチングユニットは電線束に直接的に取り付けられているので、ワイヤーハーネスの外側に突出しないようになっている。この結果、ワイヤーハーネスを全体として小型化することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、電気接続箱の大型化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は本発明の実施形態１に係るワイヤーハーネスシステムを示す模式図である。

【図2】図２はスイッチングユニットの取り付け構造を示す一部拡大側面図である。

【図3】図３はスイッチングユニットを示す分解斜視図である。

【図4】図４は回路基板とコネクタハウジングとを示す平面図である。

【図5】図５はスイッチングユニットを示す平面図である。

【図6】図６は図５におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。

【図7】図７はワイヤーハーネスシステムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜実施形態１＞
本発明を、車両１０に搭載されたワイヤーハーネスシステム１１に適用した実施形態１について、図１ないし図７を参照しつつ説明する。

【0018】

図１に示すように、車両１０には、電源１２と、この電源１２にワイヤーハーネス１３を介して電気的に接続された電装品１４と、が搭載されている。電源１２と電装品１４との間には電気接続箱１６が配設されている。

【0019】

（ワイヤーハーネス１３）
図２に示すように、ワイヤーハーネス１３は、複数の電線１７が束ねられた電線束１８を備える。電線束１８は、複数の電線１７が束ねられた状態で、一方の面に粘着剤が塗布されたテープ１９（結束部材の一例）が捲回されることによって形成される。電線１７は、芯線（図示せず）の外周を、合成樹脂製の絶縁層で被覆してなる。芯線は、金属、カーボンナノチューブ等の導電性の材料からなる。本実施形態においては、金属細線を撚り合わせてなる撚り線が用いられている。撚り線に用いられる金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択できる。本実施形態では銅又は銅合金が用いられる。

【0020】

（電気接続箱１６）
図１に示すように、ワイヤーハーネス１３には電気接続箱１６が電気的に接続されている。本実施形態に係る電気接続箱１６は、電気接続箱１６内で、電源１２から電気接続箱１６の内部に導入された電線１７が複数の電線１７に分岐される、いわゆるジャンクションボックスとされる。なお、電線１７は、ワイヤーハーネス１３において、公知のスプライス端子によって複数の電線１７に分岐される構成としてもよい。

【0021】

（ワイヤーハーネスシステム１１）
図１に、本実施形態に係るワイヤーハーネスシステム１１の一例を模式的に示す。車両１０のエンジンルーム３０内には電源１２が搭載されている。また、エンジンルーム３０内には、電源１２に電線１７を介して接続された電気接続箱１６が搭載されている。電気接続箱１６にはワイヤーハーネス１３が接続されている。ワイヤーハーネス１３は、車両１０の床下、ピラー内等、必要に応じて任意の位置に配索されている。本実施形態においては、図１において、車両１０の床下に配索されたワイヤーハーネス１３を例に説明する。ワイヤーハーネス１３からは電線１７が分岐されている。ワイヤーハーネス１３から分岐された電線１７の端末には、電装品１４が電気的に接続されている。

【0022】

電装品１４としては、例えば、ワイパモータ、ヘッドライト、ルームライト、テールライト３６、セルモータ、ウォッシャポンプ、リアウィンドウ用デフロスタ、シートヒータ３１、ディアイサ、ＤＲＬシステム、フォグランプ、ホーン、ＰＴＣヒータ、後部座席用ルームライト３２等が含まれる。電装品１４はこれらに限定されず、必要に応じて適宜に選択しうる。

【0023】

図１には、電装品１４の例としてシートヒータ３１、後部座席用ルームライト３２、及びテールライト３６が示されている。シートヒータ３１は、搭乗者が搭乗する車室３３の内部に取り付けられたシート３４に配設されている。シートヒータ３１に対して通電又は断電を実行するスイッチング素子２２を備えたスイッチングユニット２１は、ワイヤーハーネス１３からシートヒータ３１へ電線１７が分岐される分岐部３５の近傍に配設されている。

【0024】

後部座席用ルームライト３２は、車室３３内の後部座席の天井部寄りの位置に配設されている。後部座席用ルームライト３２に対して通電又は断電を実行するスイッチング素子２２を備えたスイッチングユニット２１は、ワイヤーハーネス１３からシートヒータ３１へ電線１７が分岐される分岐部３５の近傍に配設されている。

【0025】

テールライト３６は車両１０の後端部に配設されている。テールライト３６に対して通電又は断電を実行するスイッチング素子２２については、図示を省略している。

【0026】

車室３３には、インスツルメントパネル３７が配設されている。このインスツルメントパネル３７には、電装品１４の少なくとも一つに対して通電又は断電を指示する手動スイッチ３８が配設されている。手動スイッチ３８は、信号線５０を介してスイッチング素子２２と電気的に接続されている。図１には、シートヒータ３１に通電又は断電を指示する手動スイッチ３８が、インスツルメントパネル３７に配設されている構成が例示されている。本実施形態においては、信号線５０はインスツルメントパネル３７から床下へと配索されて、複数の電線１７と共に電線束１８に束ねられている。この信号線５０は、電装品１４に接続された電線１７が束ねられた電線束１８とは異なる経路で車両１０に配索される構成としてもよい。

【0027】

（スイッチングユニット２１）
また、図１に示すように、ワイヤーハーネス１３にはスイッチングユニット２１が電気的に接続されている。スイッチングユニット２１には電装品１４に対して通電又は断電を実行するスイッチング素子２２が備えられている。

【0028】

図３に示すように、スイッチングユニット２１は、ケース２３と、ケース２３内に収容された回路基板２４と、回路基板２４に電気的に接続されたコネクタハウジング２５と、を備える。

【0029】

ケース２３は合成樹脂製であって、有底の筒状をなしている。本実施形態では略角筒状をなしている。

【0030】

図４に示すように、回路基板２４は、略長方形状をなす絶縁基板に、プリント配線技術により図示しない導電路が形成されてなる。回路基板２４の表面には、スイッチング素子２２が、はんだ付け等の公知の手法により回路基板２４に形成された導電路に電気的に接続されている。本実施形態においては、スイッチング素子２２は機械式リレーとされている。本実施形態には、回路基板２４の表面に、２つのスイッチング素子２２が横並びに配設されている。なお、スイッチングユニット２１に備えられるスイッチング素子２２は、１つでもよく、また、３つ以上であってもよい。

【0031】

コネクタハウジング２５は合成樹脂製であって、ケース２３の外方に開口するフード部２８を備える。フード部２８の外壁にはロック部２６が外方に突出して形成されている。このロック部２６が、ケース２３の開口縁部寄りの位置に形成されたロック受け部２７と弾性的に係合することにより、ケース２３とコネクタハウジング２５とが一体に組み付けられるようになっている（図５参照）。

【0032】

フード部２８には回路基板２４に向かって突出する係止突部４４が形成されている。係止突部４４は回路基板２４に形成された貫通孔４５に抜け止め状態で貫通されている。これにより、コネクタハウジング２５と回路基板２４とが組み付けられている。

【0033】

図６に示すように、フード部２８の奥壁には複数の金属製の端子２９が貫通されている。フード部２８の内部には電線１７の端部に取り付けられた図示しない相手側端子が挿入される。これにより電線１７がスイッチングユニット２１に接続されるようになっている。端子２９の一方の端部はフード部２８の内部に配されており、端子２９の他方の端部は奥壁を貫通してコネクタハウジング２５の外部に突出した後、回路基板２４に向けて略直角に曲げ加工されている。端子２９の他方の端部は回路基板２４に貫通された状態で、はんだ付け等の公知の手法により、回路基板２４に形成された導電路に電気的に接続されている（図６参照）。

【0034】

（ヒューズ素子３９）
図４に示すように、回路基板２４の表面には、合成樹脂製のヒューズ接続部材４０が配設されている。ヒューズ接続部材４０には、比較的に大きな電流が流される第１ヒューズ素子３９Ａ（過電流保護部に相当）が装着される第１ヒューズ装着部４１と、比較的に小さな電流が流される第２ヒューズ素子３９Ｂ（過電流保護部に相当）が装着される第２ヒューズ装着部４２とが、回路基板２４と反対の方向に開口して形成されている。第１ヒューズ装着部４１、及び第２ヒューズ装着部４２の内部にはヒューズ接続端子４３が収容されている。このヒューズ接続端子４３は回路基板２４に貫通された状態で、はんだ付け等の公知の手法により、回路基板２４に形成された導電路に電気的に接続されている（図６参照）。なお、以下の記載において、第１ヒューズ素子３９Ａと第２ヒューズ素子３９Ｂとを区別しない場合には、ヒューズ素子３９と記載する。

【0035】

本実施形態においては、ヒューズ接続部材４０には、１つの第１ヒューズ装着部４１と、２つの第２ヒューズ装着部４２とが形成されている。これにより、スイッチング素子２２に流される電流の大きさにしたがって、１つの第１ヒューズ素子３９Ａと１つの第２ヒューズ素子３９Ｂを用いるか、又は、２つの第２ヒューズ素子３９Ｂを用いるか、を適宜に選択できるようになっている。

【0036】

図７は、ワイヤーハーネスシステム１１の概要を示すブロック図である。本実施形態における電源１２は、バッテリ、及びオルタネータである。スイッチングユニット２１に配設されたヒューズ素子３９は、電源１２と、スイッチング素子２２との間に、電気的に接続されている。なお、ヒューズ素子３９は、スイッチング素子２２と電装品１４との間に電気的に接続される構成としてもよい。

【0037】

ヒューズ素子３９は、過電流が流された時に溶断するようになっている。これにより、電装品１４、又は電線１７に過電流が流れることを抑制するようになっている。

【0038】

図７には、１つのスイッチングユニット２１の内部に２つのスイッチング素子２２と、２つのヒューズ素子３９が配設される構成と、１つのスイッチングユニット２１の内部に１つのスイッチング素子２２と１つのヒューズ素子３９が配設される構成が示されている。なお、１つのスイッチングユニット２１の内部に、３つ以上のスイッチング素子２２と、３つ以上のヒューズ素子３９が配設される構成としてもよい。

【0039】

（スイッチングユニット２１の取り付け構造）
車両１０には、複数のスイッチングユニット２１が配設されている。以下に、車両１０へのスイッチングユニット２１の取り付け構造の例を示す。スイッチングユニット２１の取り付け構造は、下記の構成に限定されるものではない。

【0040】

図２に示すように、スイッチングユニット２１は、電線束１８を結束するテープ１９によって、電線束１８と共に結束される構成となっている。換言すると、スイッチングユニット２１は、電線束１８に対して、テープ１９が巻き付けられることによって電線束１８に直接的に固定されている。スイッチングユニット２１は、テープ１９から露出している構成としてもよく、また、テープ１９によって電線束１８と一体に結束されて、巻回されたテープ１９の内部に埋設される構成としてもよい。

【0041】

図２に係るスイッチングユニット２１は、ワイヤーハーネス１３から電装品１４に接続された第１電線１７Ａを含む電線束１８が分岐する分岐部３５の近傍に取り付けられている。

【0042】

また、図１に示すように、車室３３の内部にスイッチングユニット２１を配設する構成としてもよい。本実施形態においては、シートヒータ３１に対して通電又は断電を実行するスイッチング素子２２を有するスイッチングユニット２１が、車室３３に配されたシート３４の下方に取り付けられている。スイッチングユニット２１は、車室３３内の任意の位置に配設することができる。本実施形態に係るスイッチング素子２２は、比較的に小型なので、通電又は断電を実行する際に作動音が比較的に小さい。これにより、搭乗者が搭乗する車室３３内に配設することができるようになっている。この結果、車両１０内の収容スペースを有効に利用できるので、ワイヤーハーネスシステム１１を全体として小型化できる。

【0043】

（本実施形態の作用、効果）
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態に係るワイヤーハーネスシステム１１は、車両１０に搭載されると共に複数の電線１７が束ねられた電線束１８を備えたワイヤーハーネス１３と、ワイヤーハーネス１３に電気的に接続された電装品１４と、ワイヤーハーネス１３に電気的に接続されると共に電線束１８に直接的に又は間接的に取り付けられるものであって、電装品１４に対して通電又は断電を実行するスイッチング素子２２を備えたスイッチングユニット２１と、を備え、スイッチングユニット２１は、更に、電装品１４又は電線１７に過電流が流れることを抑制するヒューズ素子３９を備える。

【0044】

本実施形態によれば、電装品１４の通電又は断電を実行するスイッチング素子２２を、ワイヤーハーネス１３の電線束１８に取り付けることができるので、ワイヤーハーネスシステム１１を小型化できる。

【0045】

また、本実施形態によれば、スイッチングユニット２１はスイッチング素子２２を備える。これにより、従来、電気接続箱に配設されていたスイッチング素子２２を省略できるので、電気接続箱１６の大型化を抑制することが可能となり、更には、電気接続箱１６を省略することもできる。

【0046】

更に、スイッチングユニット２１はヒューズ素子３９を備える。これにより、従来、電気接続箱に配設されていたヒューズ素子を省略できるので、電気接続箱１６の大型化を抑制することが可能となり、更には、電気接続箱１６を省略することもできる。

【0047】

また、本実施形態によれば、電装品１４、又は電線１７に過電流が流れた場合には、ヒューズ素子３９が溶断するので、電装品１４、又は電線１７に過電流が流れることを確実に抑制することができる。

【0048】

また、本実施形態によれば、スイッチングユニット２１はヒューズ素子３９が装着されるヒューズ装着部を備える。これにより、ヒューズ素子３９が溶断した場合に、ヒューズ素子３９を容易に交換することができる。

【0049】

また、本実施形態によれば、スイッチングユニット２１は、複数の電線１７を束ねるテープ１９によって電線束１８に結束されている。これにより、スイッチングユニット２１は電線束１８に結束されているので、ワイヤーハーネス１３の外側に突出しないようになっている。この結果、ワイヤーハーネス１３を小型化することができる。

【0050】

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態においては、スイッチング素子２２は機械式リレーとしたが、これに限られず、スイッチング素子２２はＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子でもよい。また、１つのスイッチングユニット２１内に、機械式リレーと半導体スイッチング素子とが配設される構成としてもよい。

【0051】

（２）本実施形態においては、過電流保護部としてヒューズ素子３９を用いたが、これに限られず、参考例として、過電流保護部は、スイッチングユニット２１に配設された半導体スイッチング素子に設けられて半導体スイッチング素子のオンオフを制御する過電流保護回路としてもよい。また、参考例として、過電流保護部は、プログラムを実行することにより、スイッチングユニット２１に配設された半導体スイッチング素子のオンオフを制御するマイコンとしてもよい。

【0052】

（３）ヒューズ素子３９は、回路基板２４に形成された導電路に、ろう付け、はんだ付け等により直接に接続される構成としてもよい。

【0053】

（４）本実施形態においては、全てのスイッチング素子２２、及び全てのヒューズ素子３９がスイッチングユニット２１に配設されて、電線束１８に取付けられる構成としたが、これに限られず、複数のスイッチング素子２２の一部、又は複数のヒューズ素子３９の一部が電気接続箱１６に配設される構成としてもよい。

【0054】

（５）結束部材は結束バンドでもよい。結束バンドは合成樹脂製でもよく、金属製であってもよい。

【0055】

（６）手動スイッチ３８は、インスツルメントパネル３７に配設する構成としたが、これに限られず、ドアのアームレストに設けてもよく、必要に応じて任意の位置に配設することができる。また、手動スイッチ３８に代えてボデーＥＣＵなどの電子制御ユニットからスイッチングユニット２１を制御する構成としてもよい。

【0056】

（７）本実施形態においては、スイッチングユニット２１は電線束１８にテープ１９によって直接的に取り付けられる構成としたが、これに限られず、スイッチングユニット２１は、スイッチングユニット２１のコネクタハウジング２５から導出された電線１７を介して電線束１８に間接的に取り付けられる構成としてもよい。このようにすれば、振動が比較的に少ない部分に取り付ける際に、テープ１９による結束作業が不要となるので、作業効率が向上する。

【0057】

（８）本実施形態では、１つのスイッチング素子２２は１つの電装品１４に接続される構成としたが、これに限られず、１つのスイッチング素子２２が複数の電装品１４に、並列に又は直列に接続される構成としてもよく、また、複数のスイッチング素子２２が１つの電装品１４に、並列に又は直列に接続される構成としてもよく、また、複数のスイッチング素子２２が複数の電装品１４に、並列に又は直列に接続される構成としてもよい。

【符号の説明】

【0058】

１０：車両
１１：ワイヤーハーネスシステム
１３：ワイヤーハーネス
１４：電装品
１７：電線
１９：テープ（結束部材）
２１：スイッチングユニット
２２：スイッチング素子
３９：ヒューズ素子
３９Ａ：第１ヒューズ素子（過電流保護部）
３９Ｂ：第２ヒューズ素子（過電流保護部）
４１：第１ヒューズ装着部
４２：第２ヒューズ装着部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】