具有保護元件的線束的製作方法

2023-12-06 16:43:26

專利名稱：具有保護元件的線束的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括多條電線和保護元件的線束，其中電線的待保護的部分插入 到所述保護元件中，以由該保護元件保護。
背景技術：
線束在車輛如汽車中以這種狀態布置線束沿著彎曲成複雜構型的路徑布置。日 本專利申請特開公報No. 2005-80380公開了一種傳統的線束，其包括多條電線以及多個由 合成樹脂製成的保護器，其中每條電線在其一端具有端子。電線容納在各種類型的保護器 中，並且由這些保護器保護，這些保護器的尺寸根據布置的位置而變化。這些保護器是保護 元件，每個保護元件都適於整體保護一條以上的電線，並且具有各種尺寸。
在上述傳統線束的情況下，必須根據布置的位置來設計各種尺寸的保護器，因此 就需要在每輛車的基礎上提供設計，這顯著增加了用於設計過程的工時。
此外，上述傳統保護器是專用於布置有該線束的特定車輛的部件，因此很難水平 地推廣到覆蓋各種不同的車輛類型。這會喪失線束的多功能性或多用性。必須為每種類型 準備成型模具(molding die)，這顯然與降低製造成本不符。
上述缺點也存在於混合動力汽車和電動汽車中所布置的線束中。發明內容
考慮到上述情形，本發明的目的在於提供一種線束，該線束的保護元件設計速度 與布置設計的設計速度相同，本發明的另一個目的在於提高保護元件的多功能性，本發明 的再一個目的在於提供一種能夠以低成本製造的線束。
為了實現上述目的，本發明的線束包括(a)多條電線和(b)保護元件，電線的待保 護的部分一起插入到所述保護元件中，以由該保護元件保護。
保護元件包括(i)用作保護元件的主要部分的主保護元件以及(ii)用作保護元 件的次要部分的次級保護元件。
次級保護元件的形狀不同於主保護元件，並且次級保護元件連接到主保護元件。
次級保護元件是標準管。
利用上述的構造和布置，線束的保護元件的次級保護元件設置為標準管。主保護 元件和作為次級保護元件的標準管被設計成市售產品或在各種類型的車輛上通用的部件。 保護元件允許利用提供為波紋管、絞合管、或橡膠材料(EPDM;三元乙丙橡膠(含雙環戊二 稀))或薄板元件的主保護元件有效且容易地布置線束。由於次級保護元件是標準管，所以 保護元件能夠發揮比波紋管更高的保護特性。作為次級保護元件的標準管允許在布置的多個位置處局部地保持線束。
因而，波紋管和標準管允許保護元件的設計與如何將線束實際布置在車輛中的設 計同時或以相同的速度進行。而且，能夠增加保護元件的多功能性或多用途性，從而降低保 護元件的製造成本，並因而降低線束的製造成本。通過標準管和波紋管的協作組合，本發明 的保護元件能夠具有改善的保護性能。
優選地，電線或者是具有電屏蔽功能的屏蔽電線，或者由繞著電線設置的屏蔽元 件覆蓋在一起，並且保護元件不具備電屏蔽功能。
利用上述的構造和布置，通過在電線一邊提供電屏蔽功能，能夠簡化保護元件的結構。
即使當線束必須具有電屏蔽功能時，保護元件的設計也能夠與如何將線束實際布 置在車輛中的設計同時或以相同的速度進行。另外，能夠提高保護元件的多功能性或多用 途性，從而降低保護元件的製造成本，並因而降低線束的製造成本。
優選地，電線是屏蔽電線，該屏蔽電線是用於混合動力汽車或電動汽車的高壓電 線。
利用上述的構造和布置，可以構造用於混合動力汽車或電動汽車的線束，這將有 助於降低線束的製造成本。
優選地，保護元件的主保護元件和次級保護元件布置成允許保護元件布置在混合 動力汽車或電動汽車的地板下中。
利用上述的構造和布置，可以將線束有效地布置在混合動力汽車或電動汽車的地 板下中。
優選地，根據使用環境，次級保護元件由金屬或樹脂製成。
利用上述的構造和布置，通過作為次級保護元件的由金屬製成的標準管，能夠提 供更高的保護性能。還可以使用保護元件作為能夠布置在熱源附近的耐熱部件。同時，作 為次級保護元件的由合成樹脂製成的標準管與由金屬製成的標準管相比更輕質。如果在電 動汽車中沒有使用環境所限定的各種約束，那麼人們就可以選擇便宜的。
優選地，次級保護元件還包括用於固定線束的固定元件。
利用上述的構造和布置，通過次級保護元件來固定線束，其中次級保護元件提供 用於有效且容易地將線束固定到車輛中的某些位置處的有利構造。
優選地，主保護元件和次級保護元件布置成使得保護元件整體被充分卷繞或摺疊 在預定位置處。
利用上述構造和布置，可以卷繞或摺疊要被布置的線束。因此，能夠最小化運輸線 束所需的空間，從而能夠更有效且容易地運輸更多的線束，這將有助於降低線束的製造成 本。
優選地，根據使用環境，主保護元件的橫截面基本上為圓形或者橢圓形。
當使用具有高度多功能性的橫截面為圓形的波紋管時，可以降低線束的製造成 本。同時，當使用橫截面為橢圓形的波紋管時，可以在一定程度上降低線束的高度，從而提 供具有更低輪廓的線束。應該意識到，在使用橫截面為橢圓形的波紋管時，優選的是，通過 套管或其它橡膠部件將波紋管連接到橫截面為圓形的標準管。


在下面的說明中，將參考附圖以優選實施例來描述本發明，其中相同的數字表示 相同或相似的元件，具體如下
圖IA示出了根據本發明第一實施例的線束中的保護元件的構造；
圖IB示出了作為主保護元件的波紋管和作為次級保護元件的標準管之間的連 接；
圖IC示出了作為主保護元件的波紋管和作為次級保護元件的標準管之間的連 接；
圖ID示出了圖IA的線束的端部部分；
圖2示意性地示出了車輛，其中布置有根據本發明第二實施例的線束；
圖3A是圖2中的地板下類型的波紋管和加強元件的放大圖(局部分解圖)，其中 從地面觀察車輛的地板下部分；
圖;3B是沿著圖3A中的A-A線的圖3A的剖視圖4A示出了從製造圖2的線束到將該線束安裝到車輛上的流程，其中該線束示出 為處於緊接著製造過程之後的狀態。
圖4B示出了處於被容納在多用途的可回收盒子中並被運輸的狀態的圖2的線 束；
圖4C示出了在安裝到車輛中之前從可回收盒子中取出的圖2的線束；以及
圖4D示出了安裝到車輛的圖2的線束。
具體實施方式
本發明的線束包括保護元件，將多條電線的所有待保護的部分整體插入到該保護 元件中，以由該保護元件進行保護，該保護元件包括波紋管和標準管。
第一實施例
參考附圖對本發明的第一實施例進行描述。
參考圖IA到1D，其中示出了根據本發明的第一實施例的線束。
圖IA中示出的線束1布置在未示出的車輛如汽車中的預定位置處。線束1包括 (a)多條電線和(b)保護元件2，電線的待保護部分整體插入到該保護元件中，以由該保護 元件2保護。
保護元件2包括(i)用作保護元件2的主要部分的多個主保護元件(即，波紋管 3，隨後將對其進行描述)，用於保護電線，以及(ii)用作保護元件2的次級部分的多個次級 保護元件(即，標準管4，隨後將對其進行描述)。
參考圖1D，本實施例的電線包括但不局限於多條高壓電線5和一條低壓電線6。應 該意識到的是，圖ID電線的數量和布置只是用於舉例。電線可以僅僅是低壓電線6或高壓 電線5。
高壓電線5是具有電屏蔽特性的屏蔽電線，並包括但不局限於導電中央導體和編 織的屏蔽元件。端子7在高壓電線5的一端處連接到中央導體。屏蔽元件連接到接地部8。 端子7中的每一個都容納並固定在電絕緣殼體(未示出)中。接地部8設置在殼體的外部 上。
低壓電線6在其一端處具有連接器9。
高壓電線5的從其一端連續到另一端並沿著高壓電線5和低壓電線6的長度方向 在其一端和另一端之間延伸的部分被限定為待保護的部分(待保護的部分的範圍是示例 性的範圍)。如果限定多於一個的待保護的部分，則線束1將包括多於一個的保護元件2。 待保護的部分可以不僅僅是幹線部分，也可以是支線部分(這個實施例僅描述了幹線部分 的情況)。
保護元件2包括主保護元件和次級保護元件。主保護元件是但不局限于波紋管3。 可選擇地，主保護元件可以是絞合管、橡膠材料(EPDM;三元乙丙橡膠(含雙環戊二稀))或 薄板元件。次級保護元件是形狀不同於主保護元件的標準管4。主保護元件和次級保護元 件，即，波紋管3和標準管4，都是被設計成市售產品或者是各種類型的車輛中通用的部件的管。
波紋管3由電絕緣的合成樹脂(不具有屏蔽功能)製成，橫截面為圓形(或可以 具有非圓形橫截面，如橢圓形)，並且具有由沿著波紋管3的圓周方向形成且在波紋管3的 長度方向上交替布置的凸部10和凹部11而形成的波紋形狀。該波紋管3可以是容易彎曲 的。
標準管4的橫截面呈圓形，且布置在波紋管3之間(參見圖1A)。由於高壓電線5 是屏蔽電線，因此標準管4不需要包括電屏蔽功能。
標準管4由合成樹脂製成(如果標準管4布置在熱源附近，並且必須用作耐熱元 件，則標準管4可以由金屬製成)。
在高壓電線5和低壓電線6已被插入到標準管4以由標準管4保護的前一工序之 後的後續工序中，彎曲標準管4。可選擇地，可以在將高壓電線5和低壓電線6插入到標準 管4中之前彎曲標準管4。
圖IA中所示的兩個標準管4中用附圖標記如表示的標準管被彎曲兩次，以形成 大體曲柄的形狀。用附圖標記4b表示的標準管直線延伸。標準管的彎曲可以取決於線束 的布置路徑。
標準管4可以包括固定元件12。這個實施例中的固定元件12是專用於管的夾子， 並包括環繞標準管4的外周的部分以及可以通過螺釘固定到未示出的元件上的螺紋連接 部分，其中線束1布置在該未示出的元件上，該未示出元件可以是但不局限於車體面板和 加強元件。或者，固定元件12可以是帶或者夾具。
隨後布置這個實施例中的固定元件12。以舉例的方式示出了圖IA中的固定元件 12的布置及數量。標準管4還可以不包括固定元件12。例如，固定元件12可以設置在波 紋管3上。而且，如果標準管4由金屬製成，則固定元件12可以焊接到標準管4上。
波紋管3和標準管4具有標準直徑。如果指定了多於一種直徑，那麼可以根據使 用模式和使用環境來選擇最合適的直徑。
附圖標記13表示將波紋管3連接到標準管4的連接部。連接部13是但不局限於 圖IB和IC中所示的連接方式。
參見圖1B，狹縫14設置在標準管4的端面附近。狹縫14是與端面平行地形成的 凹口。而且，可以設置與狹縫14相接合的大體為U形的管連接元件15。具體地，管連接元 件15適於與插入到標準管4中的波紋管3上的凹部11接合，使得波紋管3和標準管4相互連接。
參見圖1C，波紋管3和標準管4通過橡膠部件如套管16而相互連接。套管16具 有在波紋管3和標準管4兩者上延伸的環形，以將波紋管3和標準管4相互連接。應該理 解的是，在將形狀不同於圓形標準管4的波紋管3 (例如，橢圓形)連接到標準管4時，套管 16是有效的。
參見圖1D，從波紋管3抽出的高壓電線5和低壓電線6由纏繞帶17保持。纏繞帶 17在波紋管3的端部以及高壓電線5和低壓電線6上延伸。
當裝配具有上述構造和結構的線束1時，高壓電線5和低壓電線6整體插入到保 護元件2中，該保護元件2包括波紋管3和標準管4。此後，標準管如被彎曲兩次以形成曲 柄形狀。線束1的波紋管3根據線束1的布置路徑進行彎曲，並且標準管4通過螺釘固定 到預定位置，從而相對於其布置的預期位置(例如車體面板和加強元件)布置線束1。
根據本發明的第一實施例的線束1，保護元件2包括波紋管3形式的主保護元件以 及標準管4形式的次級保護元件。因而，這種構造的有益效果是波紋管3和標準管4允許 保護元件2等的設計與如何將線束實際布置在車輛中的設計同時或以相同的速度進行。
此外，根據本發明的第一實施例的波紋管3和標準管4的另一個有益效果是能夠 提高保護元件2的多功能性和通用性，從而降低保護元件2的製造成本，並且因而降低線束 1的製造成本。
第二實施例
下面將參考附圖描述本發明的第二實施例。圖2示意性地示出車輛，該車輛中布 置有本發明的線束。圖3示出了用於圖2中所示的地板和加強元件的安裝於地板下面的類 型的波紋管。圖4示意性地示出了從製造圖2中的線束到將該線束布置到車輛上的流程。
第二實施例中的線束是一種布置在混合動力汽車或電動汽車中的線束。儘管下面 結合混合動力汽車來描述第二實施例，但應該理解即使對於電動汽車，本發明的線束也基 本上具有相同構造、結構和有益效果。
參考圖2，附圖標記31表示混合動力汽車。混合動力汽車31是由發動機32和電 機33共同驅動的車輛。電機33由電池35通過變換器34驅動。發動機32、電機33和變換 器34安裝在車輛的設置有前輪的內部空間的前部36中。而且，電池35安裝在車輛的設置 有後輪的內部空間的後部37中。
附圖標記38表示車體框架。如圖2所示，車體的地板上方的上部空間39設置在 車體框架38之上。車體的地板下(underflOOr)40設置在車體框架38的下面。地板下40 包括適於增加車輛強度的橫截面為凸面的加強元件41。加強元件41沿著車輛長度方向延 伸。車輛的內部空間的前部36中的附圖標記42表示電氣接線盒，如公知的繼電器箱。而 且，車輛的內部空間的後部37中的附圖標記43表示公知的低壓電池(低壓電池43的布置 不局限於所示的布置)。
在第二實施例中，電機33包括電動機和發電機。此外，變換器34包括變換器 (inverter)和換流器(converter)。變換器34是變換器組件，其中變換器可以是空調變換 器、用於發電機的變換器、用於電動機的變換器。電池35可以是模塊化的Ni-MH或Li-ion 類型的。也可以使用電容器或其它電容器部件。電池35可以是任意類型，只要它可以用於 混合動力汽車和和電動汽車中即可。
變換器34和電池35通過本發明的線束51相互連接。
根據本發明的第二實施例的線束51包括(a)將變換器34電連接到電池35的多 條高壓電線52 ； (b)作為保護高壓電線52的保護元件53的主保護元件的波紋管M ；和(c) 作為保護元件53的次級保護元件的標準管55。此外，這個實施例中的線束51可以包括多 條公知的低壓電線56。在這個實施例中設置有低壓電線56，以將低壓電池43布置在車輛 的內部空間的後部37中。這個實施例用於實現模塊化。
線束51從車輛的內部空間的前部36經過地板下40延伸到車輛的內部空間的後 部37。線束51穿過車體框架38。
下面描述線束51的構造。
高壓電線52是公知的具有圓形橫截面和預定直徑的電力電纜。高壓電線52比低 壓電線56粗，並且其中部存在的導體由銅、銅合金或鋁製成。在這個實施例中，設置有兩條 高壓電線52，帶有連接器(未示出)，該連接器具有用於連接設置在每條電線52的一端處 的裝置的終端接頭。高壓電線52可以包括編織的構造，並且具有電屏蔽功能。關於電屏蔽 功能，可以提供構造成整體覆蓋高壓電線52的屏蔽元件(編織的或金屬箔)。高壓電線52 可以是橡皮絕緣電纜(cabtire cable)。
低壓電線56和高壓電線52 —起由保護元件53保護。低壓電線56的一端連接到 電氣接線盒42，而其另一端連接到低壓電池43。
如前所述，用於保護高壓電線52和低壓電線56的保護元件53包括作為主保護元 件的波紋管M和作為次級保護元件的標準管55。
波紋管M包括位於車輛的內部空間中的用作主保護元件的車內波紋管57、58 ； 以及位於地板下40中的用作主保護元件的地板下波紋管59。同時，標準管55包括位於 車內波紋管57和地板下波紋管59之間的前側標準管60 ；以及位於車內波紋管58和地板 下波紋管59之間的後側標準管61。前側標準管60和後側標準管61都包括用於將標準管 連接到地板下40的固定元件(未示出)。
車內波紋管57、58是定位在與車體的地板上方的上部空間39相對應的車輛的內 部空間中的主保護元件，並且是由具有電絕緣性能的合成樹脂製成的且具有圓形橫截面的 公知波紋管。應該注意的是，車內波紋管57、58可以具有除圓形之外的任何橫截面形狀，只 要它能夠保護車輛的內部空間內的高壓電線52即可。車內波紋管57布置在車輛的內部空 間的前部36中。車內波紋管58布置在車輛的內部空間的後部37中。
參見圖2和3，地板下波紋管59是由具有電絕緣性能的合成樹脂製成的且具有非 圓形橫截面(所示為橢圓形橫截面)的扁平管，其包括沿著管59的圓周方向獨立設置且沿 著管59的軸向方向(參見圖3中由箭頭P指示的方向)交替連續布置的凸部62和凹部 63，以形成波紋形狀。具有這種構造的地板下波紋管59可以容易地沿著與包含圖3的圖紙 相垂直的Q方向彎曲，並且彎曲的方向被限定成使得波紋管59不容易沿著由箭頭R表示的 方向(橫向于波紋管59的方向)彎曲。
將更詳細地描述波紋管59的形狀。地板下波紋管59包括一對相互面對的平坦面 和一對相互面對且連接所述兩個平坦面的曲面，從而使得橫截面呈但不局限於橢圓。特別 地，波紋管59包括地板下安裝面64和與地面相對的表面65，以及一對曲面66，從而使得橫 截面為橢圓。凸部62包括將用作地板下安裝面64、與地面相對的表面65和曲面66的頂表面67。
之所以需要這種特定形狀是因為加強元件41的高度Hl (從地板下40到加強元 件41的突出端面的高度Hl)必須大於地板下波紋管59的高度H2。換句話說，相對於加強 元件41，地板下波紋管59必須是低輪廓的(low-profile)。第二，應當對應於高壓電線52 和低壓電線56並列且成直線地布置的狀態設置內部空間68。內部空間68設置成使得在高 壓電線52和低壓電線56並列且成直線地布置並容納在其中的狀態下，波紋管51的內表面 69和高壓電線52之間的間隙最小化(該間隙可以在不影響製造的範圍內調整)。當地板 下波紋管59布置成鄰近加強元件41時，地板下波紋管59適於隱藏在由加強元件41提供 的死區(未示出)中。
沿著管59的軸向方向(參見圖3中箭頭P所示的方向)以無接縫的方式設置地 板下波紋管59，在其中沒有任何狹縫。高壓電線52和低壓電線56分別從地板下波紋管59 的一個開口插入到另一個開口而插入到地板下波紋管59中。
再次參考圖2，作為次級保護元件的前側標準管60和後側標準管61、以及標準管 55能夠將地板下波紋管59保持成管59沿著地板下40延伸的狀態。前側標準管60和後 側標準管61橫截面是圓形的。前側標準管60和後側標準管61由合成樹脂製成(或它們 可以由金屬製成)，並且由於高壓電線52是屏蔽電線，因此前側標準管60和後側標準管61 不需要具有電屏蔽功能。在將高壓電線52和低壓電線56插入到標準管60、61中以由其保 護的前一工序之後的後續工序中，可以彎曲前側標準管60和後側標準管61。標準管55的 布置和數量只是通過舉例方式示出。
接下來參考圖4描述線束51的製造和組裝。
參見圖4A，前側標準管60設置在車內波紋管57和地板下波紋管59之間，以將兩 個管相互連接。同樣，後側標準管61設置在車內波紋管58和地板下波紋管59之間，以將 兩個管相互連接。這樣，提供了保護元件53。
之後，將高壓電線52和低壓電線56插入穿過保護元件53。此外，高壓電線52和 低壓電線5的末端暴露在車內波紋管57、58之外，並且根據需要對這些暴露部分進行處理 (例如，為它們提供連接器和終端接頭)。這樣，完成本發明的線束51的製造。
在完成製造之後，接下來在地板下波紋管59的位置以及車內波紋管57、58的位置 處彎曲線束51，並且將線束51卷繞成如圖4B所示，然後將線束51容納在可回收盒子70 中。容納在可回收盒子70中的線束51由運輸車輛運送到汽車製造商的組裝工廠。在組裝 工廠，在將線束51安裝到車輛上之前，先將線束51從可回收盒子70中取出(參見圖4C)。 當把線束51安裝到車輛中的預定位置時，線束51的布置工序就完成了。
如前面參考圖2-4所描述的那樣，本發明第二實施例的有益效果在於能夠提供可 以有效布置在混合動力汽車31 (或電動汽車)的地板下面的線束51。第二實施例具有的另 外的有益效果在於用於混合動力汽車31 (或電動汽車)的線束51能夠降低製造成本。
雖然已經以舉例的方式描述了本發明的示例性實施例，但是本領域技術人員應當 理解，在上述教導的啟示下以及本發明的範圍和精神實質內可以做出各種各樣的變型，並 且本發明的範圍由所附的權利要求限定。
權利要求
1.一種線束，所述線束包括(a)多條電線；和(b)保護元件，所述電線的待保護的部分一起插入到所述保護元件中，以由所述保護元 件保護，所述保護元件包括(i)用作保護元件的主要部分的主保護元件以及(ii)用作保護 元件的次要部分的次級保護元件，所述次級保護元件的形狀不同於所述主保護元件，並且 所述次級保護元件連接到所述主保護元件，所述次級保護元件是能夠彎曲的標準管。
2.如權利要求1所述的線束，其中，所述電線或者是具有電屏蔽功能的屏蔽電線，或者 由繞著電線設置的屏蔽元件覆蓋在一起，並且所述保護元件不具備電屏蔽功能。
3.如權利要求2所述的線束，其中，所述電線是屏蔽電線，所述屏蔽電線是用於混合動 力汽車或電動汽車的高壓電線。
4.如權利要求3所述的線束，其中，所述保護元件的主保護元件和次級保護元件布置 成使得所述保護元件能夠被布置在混合動力汽車或電動汽車的地板下。
5.如權利要求1所述的線束，其中，根據使用環境，所述次級保護元件由金屬或樹脂製成。
6.如權利要求1所述的線束，其中，所述次級保護元件還包括用於固定所述線束的固 定元件。
7.如權利要求1所述的線束，其中，所述主保護元件和次級保護元件布置成使得所述 保護元件整體能夠被大致卷繞或摺疊在預定位置處。
8.如權利要求1所述的線束，其中，根據使用環境，所述主保護元件的橫截面基本上為 圓形或者橢圓形。
全文摘要
布置在車輛如汽車的預定位置處的線束。線束包括多條電線和保護元件，電線的待保護的部分整體插入到該保護元件中，以由該保護元件保護。保護元件包括多個用作用於保護電線的保護元件的主要部分的主保護元件和相對於主要部分用作次要部分的次級保護元件，主保護元件是波紋管，次級保護元件是標準管。
文檔編號H01B17/58GK102035155SQ201010540069
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月20日 優先權日2009年9月24日
發明者橋澤茂美, 遠山榮一, 龜田繁充 申請人:矢崎總業株式會社