JP2010074872A

JP2010074872A - 給電装置

Info

Publication number: JP2010074872A
Application number: JP2008236119A
Authority: JP
Inventors: Akira Tsubaki; 章椿
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】フラットワイヤハーネスを渦巻き状に拡縮して余長吸収するものにおいて、ハーネス余長吸収性能を高め、また、フラットハーネスと外部との干渉等を防止する。
【解決手段】ボス部３にフラットハーネス９と螺旋板状のばね部材１１との各基端を固定し、ばね部材を、ボス部から径方向に突出した立ち上げ部１１ａと、立ち上げ部に続き、ボス部から径方向に離間した側で相互に近接して複数層に巻かれた巻き部１０とで構成し、フラットハーネス９を巻き部の外周面に沿って複数層に巻いて構成される給電装置１である。ボス部３をケース６に固定し、ケースにばね部材１１とフラットハーネスの巻き部８を収容した。ケース内でフラットハーネス９をばね部材１１よりも外周側に多く巻いた。ばね部材１１の先端側に可撓性のハーネス外装部材７を固定し、フラットハーネスと共にハーネス外装部材をケース６から外部に引き出す。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラットハーネスをばね部材に沿って螺旋状に巻き取ってハーネス余長を吸収する給電装置に関するものである。

図７は、従来の給電装置の一形態を示すものである（特許文献１参照）。

この給電装置５１は、フラットワイヤハーネス５２を渦巻き状に収容する矩形状のケース５３と、ケース内でフラットハーネス５２の渦巻き部５２ａを支持する円板５４と、渦巻き部５２ａの最内径部を支持する中心軸５５と、フラットハーネス５２の最外径部に接した複数の回転ローラ５６と、各ローラ５６をケース５３のスリット５７に沿ってピン部５８で支持しつつハーネス中心に向けて付勢するばね５９とを備えるものである。

例えばケース５３は車両ボディに配置され、フラットハーネス５２の一方はケース５３の一方の口部６０から伸縮自在に導出されて、ドアに向けて配索され、フラットハーネス５２の他方はケース５３の他方の口部６１に固定されつつ車両ボディ側に導出される。例えばドアの開時にフラットハーネス５２が引き出され、ドアの閉時に渦巻き部５２ａの剛性による自らの復元力で引き込まれて余長（弛み）吸収される。

ばね５９を用いない場合は、フラットハーネス５２の最外径部のみが大きく拡径してケース５３の内面に接触し、その摩擦抵抗によってフラットハーネス５２の余長吸収性能が低下するが、ばね５９を外側からフラットハーネス５２に弾接することで、その問題が解消されている。
特開２００８−６００８９号公報（図３）

しかしながら、上記従来の給電装置５１にあっては、フラットハーネス５２の剛性が低い場合に、ローラ５６が接していない部分でフラットハーネス５２が拡径されて、フラットハーネス５２が渦巻き形状を維持できず、余長吸収機能が阻害されるという懸念があった。また、渦巻き部５２ａの最内径部から最外径部までのハーネス軌跡がフラットハーネス５２の剛性に依存して均一に拡張するために、渦巻き部５２ａの外径寸法に対する（外径寸法が大きい割には）余長吸収能力（余長吸収長さ）が低い（短い）という懸念があった。また、部品点数が多いために構造が複雑化、高コスト化、肥大化するという懸念があった。また、ケース５３から外部に導出されたフラットハーネス５２が外部との干渉等によって傷みやすいという懸念があった。

本発明は、上記した点に鑑み、フラットワイヤハーネスを渦巻き状に拡縮して余長吸収するものにおいて、ハーネス余長吸収性能を高め、また、構造を簡素化、低コスト化することができ、また、外部に導出されたフラットハーネスの外部との干渉等による傷みを防止することのできる給電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る給電装置は、ボス部にフラットハーネスと螺旋板状のばね部材との各基端が固定され、該ばね部材が、該ボス部から径方向に突出した立ち上げ部と、該立ち上げ部に続き、該ボス部から径方向に離間した側で相互に近接して複数層に巻かれた巻き部とで成り、該フラットハーネスが該巻き部の外周面に沿って複数層に巻かれたことを特徴とする。

上記構成により、ばね部材の立ち上げ部でばね部材の複数層の巻き部がフラットハーネスの巻き部と共にボス部から外側に大きく離間して位置し、これにより、フラットハーネスの巻き部の全長が増大し、フラットハーネスの繰り出し長さや巻き取り長さ（余長吸収長さ）が長く規定される。また、ばね部材の複数層の巻き部の間にフラットハーネスの巻き部が螺旋状に配索され、フラットハーネスの各層の巻き部のばね部材の各層の巻き部で隔離されることで、フラットハーネス同士の接触が防止され、フラットハーネス同士の接触摩擦抵抗が生じなくなる。これにより、フラットハーネスの繰り出しや巻き取り（余長吸収）が小さな力でスムーズ且つ確実に行われる。フラットハーネス自体の剛性による復元力（付勢力）とばね部材の付勢力とでフラットハーネスが確実に巻き取られる（余長吸収される）。

請求項２に係る給電装置は、請求項１記載の給電装置において、前記ボス部がケースに固定され、該ケースに前記ばね部材と前記フラットハーネスの巻き部とが収容されたことを特徴とする。

上記構成により、ケース内でばね部材の巻き部やフラットハーネスの巻き部が外部との干渉等なく安全に保護される。ボス部はケースと一体でも別体でもよい。ケースで給電装置がユニット化される。

請求項３に係る給電装置は、請求項２記載の給電装置において、前記ケース内で前記フラットハーネスが前記ばね部材よりも外周側に多く巻かれたことを特徴とする。

上記構成により、ケースからフラットハーネスを引き出した際に、ばね部材はケース内に留まり、外部への引き出しが防止される。

請求項４に係る給電装置は、請求項３記載の給電装置において、前記ばね部材の先端側に可撓性のハーネス外装部材が固定され、前記フラットハーネスと共に該ハーネス外装部材が前記ケースから外部に引き出されることを特徴とする。

上記構成により、ケースから外部に引き出されたフラットハーネスがハーネス外装部材で外部やケースの開口縁等との干渉や塵や雨水等から安全に保護される。

請求項５に係る給電装置は、請求項４記載の給電装置において、前記ばね部材に前記ハーネス外装部材が係止手段又は一体樹脂成形又は接着等で固定されたことを特徴とする。

上記構成により、ばね部材の先端部とハーネス外装部材の基端部とが簡単且つ確実に連結固定される。

請求項１記載の発明によれば、フラットハーネスをばね部材の巻き部に沿って外周側に集中配置させることで、フラットハーネスの繰り出し長さや余長吸収長さを長く規定することができる。また、ばね部材の巻き部間でフラットハーネスの巻き部同士の接触を防止し、フラットハーネス同士の接触摩擦抵抗をなくして、フラットハーネスの繰り出しや巻き込み（余長吸収）をスムーズ且つ確実に行わせることができる。また、ばね部材でフラットハーネスの巻き込み性（余長吸収性）を高め、且つ一本のばね部材を用いることで、従来よりも構造を簡素化・低コスト化することができる。

請求項２記載の発明によれば、ケース内でばね部材やフラットハーネスを安全に保護することができ、且つケースによって給電装置をユニット化して車両等への搭載性を向上させることができる。

請求項３記載の発明によれば、ケースからフラットハーネスを引き出す際に、ばね部材の引き出しを防いで、ばね部材の変形や破損を防止することができる。

請求項４記載の発明によれば、フラットハーネスをケースから引き出した際に、外装部材でフラットハーネスを外部との干渉等から安全に保護することができ、これにより常時給電の信頼性が向上する。

請求項５記載の発明によれば、ばね部材とハーネス外装部材とを簡単且つ確実に連結固定させることができ、構造の簡素化・低コスト化に寄与することができる。

図１〜図２は、本発明に係る給電装置の一実施形態を示すものである。

図１の如く、この給電装置１は、略円形の環状壁２とその中心の円柱状のボス部３とを有する合成樹脂製のケース６と、ボス部３に基端側を固定され、環状壁２の内周面２ａの近傍に螺旋状の巻き部８を環状に集約して配置した可撓性のフラットワイヤハーネス９と、ボス部３に基端側を固定され、環状壁２内でフラットハーネス９の巻き部８の内周面に沿って螺旋状に配置された帯板状のばね部材１１と、図１，図２の如くケース６から外部に引き出されるハーネス部分に装着された可撓性のハーネス外装部材７とを備えるものである。

ケース６はケース本体（ベース部）４とカバー部５とで構成され、ケース本体４は、水平な基板部（底壁）１２に環状壁２とボス部３とを好ましくは一体に立設して構成され、カバー部５は、基板部１２に重なって孔部１２ａにねじ締め等で固定される水平な基板部１３と、基板部１３に立設されて環状壁２を覆う蓋状（半環状）の覆い壁１４とで構成されている。ボス部３を別体に形成する場合は、基板部１２にボス部３をボス周方向に回転しないように固定する。

環状壁２は、円周の一部を縦方向に切欠して構成されたハーネス導出用の縦スリット状の口部１５を有し、口部１５の左右両側には、外開きの対向する各湾曲面１６ａ，１７ａを有するハーネス案内用のガイド壁１６，１７が環状壁２と一体に形成され、両ガイド壁１６，１７の間に水平な底壁１８が形成されている。カバー部５の覆い壁１４には、両ガイド壁１６，１７を露出させる開口１９が形成されている。

ボス部３は、外周面３ａから直線状に切欠形成された第一の縦スリット２０と、略Ｌ字状に短く切欠形成された第二の縦スリット２１とを並列に有し、第一のスリット２０の内側にハーネス挟持用の垂直な突条２０ａが複数千鳥状に配置形成されて、ハーネス固定部（符号２０で代用）を成し、第二のスリット２１はばね固定部を成している。フラットハーネス９はスリット２０内で９０°方向に折り曲げられてカバー部５から外部（例えば車両ボディ側）に導出される。ばね部材１１の基端部はＬ字状に折り曲げられて第二のスリット２１内に上方から挿入されている。

ばね部材１１は、好ましくは合成樹脂を材料として、自由状態で真直な又はループ状に湾曲した帯板ばねであり、図１の組付例で、ばね部材１１はフラットハーネス９と共に（フラットハーネス９と同方向に）環状壁２の近傍で、すなわちボス部３から径方向に大きく離間した位置で相互に近接して略三周に巻かれている。

ばね部材１１はボス部側の基端（固定端）からボス部３の接線方向に外向きに立ち上げられ、この立ち上げ部１１ａから最内層（最内周ないし最内径）の巻き部１０₁に続き、最内層の巻き部１０₁は中間層の巻き部１０₂に近接して続き、中間層の巻き部１０₂は最外層（最外周ないし最外径）の巻き部１０₃に近接して続いている。最外層の巻き部１０₃においてばね部材１１の先端は外装部材７の基端に連結固定されている。

ばね部材１１の立ち上げ部１１ａに沿ってフラットハーネス９がボス部３からほぼ接線方向に外向きに立ち上げられ（立ち上げ部を符号９ａで示す）、ばね部材１１の最内層の巻き部１０₁の外周面に沿ってフラットハーネス９の最内層の巻き部８₁が配索され（巻き部８₁の内周面が接触し）、ばね部材１１の中間層の巻き部１０₂の外周面に沿ってフラットハーネス９の中間層の巻き部８₂が配索され（巻き部８₂の内周面が接触し）、ばね部材１１の最外装の巻き部１０₃の外周面に沿ってフラットハーネス９の最外層の巻き部８₃が配索され（巻き部８₃の内周面が接触し）、ばね部材１１の先端に外装部材７が連結され、外装部材７の内側にフラットハーネス９が挿通配索され、ケース内で外装部材７はフラットハーネス９と共に略一周以内の範囲で巻かれている。

ばね部材１１の立ち上げ部１１ａによってばね部材１１の巻き部１０が環状壁２の近傍に集約配置され、その巻き部１０に沿ってフラットハーネス９の巻き部８が環状壁２の近傍に集約して配索されている。これにより、ケース内にフラットハーネス９の巻き部８を均一な螺旋状に配索した場合（各巻き部８間に大きな隙間を生じる場合）よりも、フラットハーネス９の巻き部８の全長が長く設定される。

図１のハーネス引き込み（巻き取り）状態で、ばね部材１１の先端は開口１５の付近に位置し、ばね部材１１よりもほぼ一周長くフラットハーネス９が外装部材７の内側で延長されて開口１５から外装部材７と共に外部に導出されている。フラットハーネス９の引き出し長さに応じてケース内で外装部材７を一周以上に巻くことも可能である（ケース内のスペースを小さく抑えるためには一周以内が好ましい）。

ばね部材１１の巻き部１１ａの外周面はフラットハーネス９の巻き部８の内周面に接し、フラットハーネス９の巻き部８を成す最内層（第一層）、中間層（第二層）、最外層（第三層）の各巻き部８₁〜８₃はばね部材１１の巻き部１０₁〜１０₃によって隔離されて、フラットハーネス９の各層間の接触が阻止され、それによりフラットハーネス９の引き込み時（図１）及び引き出し時（図２）におけるフラットハーネス同士の接触摩擦抵抗の発生が防止されている。

図２のフラットハーネス９の引き出し時に、ばね部材１１はフラットハーネス９をケース内に引き込む方向に付勢しており、ばね部材１１の付勢力はフラットハーネス９の付勢力すなわち図２の縮径状態から図１の拡径状態に復元しようとする力よりも大きい。それ故、フラットハーネス９とばね部材１１との接触摩擦抵抗は無視することができる（寧ろ、フラットハーネス９とばね部材１１との接触摩擦抵抗がなければ、ばね部材１１の付勢力でフラットハーネス９を拡径させることができない）。

図１のフラットハーネス９の最外周の巻き部８₃に装着された外装部材７はケース６の環状壁２の内周面２ａに非接触であることが好ましいが、たとえ両者２，７が接触する場合でも、図２の状態からフラットハーネス９の剛性による付勢力とばね部材１１の付勢力との両方でフラットハーネス９（外装部材７）が巻き取られるので、両者２，７の接触摩擦抵抗以上の付勢力が発揮されて、図１の如くフラットハーネス９がスムーズに巻き取られる。

図２のフラットハーネス９の引き出し状態で、ばね部材１１の先端と外装部材７の基端とはケース本体４の開口１５の手前において環状壁２の収容空間内に位置し、ばね部材１１のケース外への突出が防止され、外装部材７のみがフラットハーネス９と共に外部に引き出される。フラットハーネス９はばね部材１１と共に縮径され、ばね部材１１の最内周部１０₁がボス部３の外周面３ａに近接ないし接触する。

外装部材７の基端側の部分がケース本体４の開口縁の何れかの湾曲面１６ａ，１７ａに沿ってスムーズに屈曲する。フラットハーネス９ではなく外装部材７が湾曲面１６ａ，１７ａに摺接することで、フラットハーネス９の摩耗等が防止される。

外装部材７としては、例えば合成樹脂製の柔軟で摺動摩擦の小さな網状チューブや樹脂チューブやフラットハーネス９と一体成形されたもの等が好ましい。フラットハーネス９は可撓性の表裏の絶縁樹脂フィルム等の絶縁部の間に銅箔等の複数本の並列な導体を挟んで固定した既存のものである。

図３〜図５は外装部材７とばね部材１１との固定構造の各実施形態を示すものである。

図３（ａ）（ｂ）の構造は、ばね部材１１の先端側に鈎状部１１ｂを設け、外装部材１１の基端側に鈎状部１１ｂを係合させる孔部７ａを設けて組立式に構成したものである。本例の鈎状部１１ｂは細幅な支持片１１ｃの先端に台形状の頭部１１ｄを一体に形成したものであり、孔部７ａは支持片１１ｃを係合させる幅狭部７ｂと台形状の幅広部７ｃとで構成される。鈎状部１１ｂと孔部７ａとで係止手段が構成される。係止手段の構造はこれに限られるものではない。

フラットハーネス９（図１）はばね部材１１に沿って例えば外装部材７の孔部７ａを越えた位置で外装部材７の縦スリット状の開口（図示せず）からチューブ状の外装部材７の内側に挿入される。あるいは、図３でチューブ状の外装部材７の一側壁を示したものとすると、他側壁（図示せず）との間の空間にフラットハーネス９が挿通される。

図４（ａ）（ｂ）の構造は、ばね部材１１と外装部材７とを一体樹脂成形で固定したものであり、外装部材７は縦断面略Ｌ字状に形成され、垂直な長辺部７ｄにばね部材１１が固定され、上側の水平な短辺部７ｅの下側の空間７ｈにフラットハーネス９（図１）が配索される。

図５（ａ）（ｂ）の構造は、ばね部材１１と外装部材７とを接着剤で固定したものであり、外装部材７は縦断面略コの字状に形成され、垂直な一側の長辺部７ｆの内面側にばね部材１１が接着固定され、他側の垂直な長辺部７ｇとの間の空間７ｉにフラットハーネス９（図１）が挿通配索される。

図３〜図５の構造以外に、例えば合成樹脂製のばね部材１１と外装部材７とを熱溶着等で相互に固定させることも可能である。

図１の如く、外装部材７の基端がばね部材１１に固定され、外装部材７の先端はハーネス配索側のハーネス固定部材２４にバンド２２やテープ巻き等で固定される。

このハーネス固定部材２４はあくまでも一例であり、左右両側のハーネス案内用の湾曲壁２５，２６と、両湾曲壁２５，２６の間に形成されたハーネス経路２７と、ハーネス経路２７に続くハーネス固定部２８とを備えている。ハーネス固定部２８は樋状壁内にフラットハーネス９を垂直方向及び水平方向に折り曲げて配索固定する部分である。ハーネス経路２７において一方の湾曲壁２６に続く壁部２６ａに外装部材７の先端部がバンド２２で締付固定されている。

図６は、上記給電装置１の一適用例として、給電装置１を自動車の車両ボディ３２に水平に配設し、スライドドア３３のアーム３５にハーネス固定部材２４を固定し、固定部材２４に沿ってフラットハーネス９をスライドドア側に配索して常時給電する例を示すものである。

図６で、符号３６は昇降口のステップの下方のパネル、３４は、パネル３６の上方に懸架固定されたガイドレール、３７はリヤホイル、３８はリヤホイルアーチをそれぞれ示している。

図６のスライドドア３３の全閉状態で、フラットハーネス９は、ばね部材１１やフラットハーネス自体の復元力に抗してケース６の開口１５の前側の湾曲面１６ａ（図１）を経て前方に引き出される。フラットハーネス９は外装部材７で外部との不意な干渉や雨水等から安全に保護される。

スライドドア３３を後方に開くに伴って、スライドドア３３がガイドレール３４に沿って車両ボディ３２から外向きに離間する。スライドドア３３の半開時（図示せず）に、ハーネス固定部材２４がケース６に接近しつつ、ばね部材１１の付勢力やフラットハーネス自体の復元力でフラットハーネス９がケース内に引き込まれて余長（弛み）吸収される。

スライドドア３３の全開時（図示せず）に、アーム３５がガイドレール３４の後端側に位置し、フラットハーネス９は、ばね部材１１やフラットハーネス自体の復元力に抗してケース６の開口１５の後側の湾曲面１７ａ（図２）を経て後方に引き出される（図２に対応する）。フラットハーネス９は外装部材７で外部との不意な干渉や雨水等から安全に保護される。

なお、給電装置１を車両ボディ（電源側）３２ではなくスライドドア（給電側）３３に水平に配設し、ハーネス固定部材２４（上記実施形態のものに限らない）を車両ボディ側に配設することも可能である。また、スライドドア以外にヒンジ開閉式のドアやスライドシート等（図示せず）への給電にも適用可能である。これらドア等を可動構造体と呼称し、車両ボディ等を固定構造体と呼称する。

ヒンジ式のドアに適用する場合は、ドア又は車両ボディに給電装置１を垂直ないし水平に配設し、ハーネス固定部材（２４）を車両ボディ又はドアに配設する。スライドシートに適用する場合は、車両フロアに給電装置１を垂直に配設し、ハーネス固定部材（２４）をスライドシートに配設する。

また、上記実施形態の給電装置１においてはケース６を用いたが、例えばケース６を排除して、基板部１２とボス部３ないしはボス部３のみ（ボス部３を組付側に固定する）を用いて、ばね部材１１に沿ってフラットハーネス９をボス部３から径方向に大きく離間した側（外周側）で相互に近接して複数巻きに配索することも可能である。

また、上記実施形態においては、外装部材７を用いたが、外部との干渉等の心配のない部位においては、外装部材７を排除することも可能である。この場合、ばね部材１１の先端はフラットハーネス９に接するのみであり、固定する必要はない。固定する場合は、例えばばね部材１１に設けた立ち上げ片（図示せず）をフラットハーネス９の絶縁部に貫通して加締め固定する。

また、上記実施形態においては、一つのボス部３にフラットハーネス９とばね部材１１とを固定したが、例えばフラットハーネス９とばね部材１１とを別々のボス部に固定することも可能である。また、ボス部３を円柱状ではなく矩形ブロック状や壁部形状（板状）等とすることも可能である。但し、ボス部３の外周面３ａに縮径したばね部材１１を巻き付かせる場合は、ボス部３は一つの円柱形状であることが好ましい。

また、上記実施形態においては、ばね部材１１の巻き部１０を三層に形成したが、巻き部１０は二層でも四層ないしそれ以上でもよい。フラットハーネス９の引き出し長さないし余長吸収長さに応じてばね部材１１の巻き数すなわちフラットハーネス９（外装部材７を除いた部分）の巻き数が適宜設定される。図１の巻き取り時におけるばね部材１１の巻き数を一周とした場合には、図２のハーネス引き出し時にフラットハーネス９と共にばね部材１１がケース６から外部に引き出されてしまい、ばね部材１１がフラットハーネス９と共に屈曲したりして耐久性や屈曲性の面で問題がある。

本発明に係る給電装置の一実施形態を示す分解斜視図である。同じく給電装置のハーネス引き出し状態を示す斜視図である。フラットハーネスとばね部材との固定構造の一形態を示す、（ａ）は裏面視斜視図、（ｂ）は表面視斜視図である。同じく固定構造の他の形態を示す、（ａ）は裏面視斜視図、（ｂ）は表面視斜視図である。同じく固定構造のその他の形態を示す、（ａ）は裏面視斜視図、（ｂ）は表面視斜視図である。給電装置の一適用例を示す斜視図である。従来の給電装置の一形態を示す斜視図である。

符号の説明

１給電装置
３ボス部
６ケース
７ハーネス外装部材
７ａ，１１ｂ係止手段
８巻き部
９フラットハーネス
１０巻き部
１１ばね部材
１１ａ立ち上げ部

Claims

ボス部にフラットハーネスと螺旋板状のばね部材との各基端が固定され、該ばね部材が、該ボス部から径方向に突出した立ち上げ部と、該立ち上げ部に続き、該ボス部から径方向に離間した側で相互に近接して複数層に巻かれた巻き部とで成り、該フラットハーネスが該巻き部の外周面に沿って複数層に巻かれたことを特徴とする給電装置。
前記ボス部がケースに固定され、該ケースに前記ばね部材と前記フラットハーネスの巻き部とが収容されたことを特徴とする請求項１記載の給電装置。
前記ケース内で前記フラットハーネスが前記ばね部材よりも外周側に多く巻かれたことを特徴とする請求項２記載の給電装置。
前記ばね部材の先端側に可撓性のハーネス外装部材が固定され、前記フラットハーネスと共に該ハーネス外装部材が前記ケースから外部に引き出されることを特徴とする請求項３記載の給電装置。
前記ばね部材に前記ハーネス外装部材が係止手段又は一体樹脂成形又は接着等で固定されたことを特徴とする請求項４記載の給電装置。