JP2015088397A - 車両用のワイヤハーネスおよび該ワイヤハーネスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電線群の外周に、保護用テープと消音テープ等の機能が相違するテープを重ね巻きする必要を無くし、作業手数を軽減する。
【解決手段】強化繊維層と発泡体層を積層した外装シートを電線群の外周に前記強化繊維層を内周側、発泡体層を外周側として、寿司巻き状に巻き付けており、該外装シートの幅方向の両端の巻始め端と巻終わり端の部分は前記発泡体層を剥離して強化繊維層を露出させた貼り合わせ面とし、該貼り合わせ面を重ね合わせて融着している。
【選択図】図３

Description

本発明は車両用のワイヤハーネスおよび該ワイヤハーネスの製造方法に関し、詳しくはワイヤハーネスを構成する電線群の外周に粘着テープやシートを巻き付けることなく、かつ、コルゲートチューブ等に貫通させることなく、新規な外装材で電線群を集束保護するものである。

従来、自動車等の車両内部には搭載した電装品に給電するために、電線群を集束したワイヤハーネスが多数配索されている。ワイヤハーネスはバラバラの電線群を、粘着テープ、樹脂シート、コルゲートチューブ等の外装材を用いて集束保護している。

また、近時、自動車内における静寂性が求められており、ワイヤハーネスと内装材の接触により異音が発生するのを防止するため、前記外装材の外面に更に消音テープを取り付けている場合がある。例えば、電線群の外周に螺旋巻きした粘着テープの外面に、発泡材等からなる消音テープを重ね巻きして対応している。
しかしながら、前記のように、集束保護材となるテープ、シートあるいはコルゲートチューブの外面に消音テープを巻き付けると、部品コスト、作業手数がかかる問題がある。

本出願人は特開２０１３−６５５６１号公報（特許文献１）で、電線群の集束保護と消音とを兼ね備えた外装材で外装しているワイヤハーネスを提供している。該ワイヤハーネスは図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、電線群１２０に巻き付ける不織布からなる外装シート１００に、厚さ方向で硬さを異ならせ、表面の硬い第一部分１０１、内側の柔らかい第二部分１０２、中間の第三部分１０３を設けている。電線群１２０への巻付状態で、表面に硬い部分の第一部分１０１を配置して形状維持および保護を図ってプロテクタとして機能させ、第二、第三部分１０２、１０３で消音および緩衝用として機能させている。

前記特許文献１のワイヤハーネスの電線群１２０の外周に不織布からなる外装シート１００に巻き付けた構成とすると、集束保護と消音とを１つの外装シート１００の取り付けだけで達成することができる。しかしながら、不織布からなる外装シート１００は厚さ方向で硬さを相違させるために、図７（Ｃ）に示すように、上下成形型１１０のキャビテイに上下治具１１２を介して電線群１２０に不織布からなる外装シート１００を巻き付けた状態で装填し、この状態で加圧および加熱して、外装シート１００の外面側を硬く、内面側を柔らかくして厚さ方向で硬さを相違させている。かつ、電線群に巻き付けた外装シート１００の端部を互いに溶着して巻付状態を保持している。

特開２０１３−６５５６１号公報

前記特許文献１では、不織布からなる外装シート１００を電線群に巻き付けるだけで、集束保護と消音を図ることができるが、長さ方向で硬さを異ならせる場合には、長さ方向の領域毎に成形型内に治具を介して装填し、加圧および加熱温度を変えて調整する必要がある。さらに、ワイヤハーネスを屈曲させて配索する必要がある領域では、屈曲させた成形型及び治具が必要となる。

このように、成形型及び治具が必要で、かつ、成形時に加圧力および加熱温度を調整する必要がある。よって、厚さ方向で硬さを相違させた不織布１００を電線群に巻き付けたワイヤハーネスの製造は簡単に行えず、設備費用もかかる等、コスト高になる問題がある。また、汎用性がなく、容易にワイヤハーネスの外装材として用いることができない。

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、１つの外装シートを電線群に外装するだけで電線群の集束保護と消音を達成でき、かつ、成形型や治具を必要としないと共に、粘着テープ、粘着シート等を用いた作業員の手巻きによる粘着保持を不要として、ワイヤハーネスへの外装材の取付作業性を向上させることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、強化繊維層と発泡体層を積層した外装シートを電線群の外周に前記強化繊維層を内周側、発泡体層を外周側として、寿司巻き状に巻き付けており、該外装シートの幅方向の両端の巻始め端と巻終わり端の部分は前記発泡体層を剥離して強化繊維層を露出させた貼り合わせ面とし、該貼り合わせ面を重ね合わせて融着していることを特徴とするワイヤハーネスを提供している。

前記外装シートの強化繊維層は樹脂製糸からなる織布に樹脂製あるいはゴム製の粘着剤を含浸している。よって、発泡体層を剥離して、露出させた強化繊維層同士を重ねあわせた状態で加熱すると、前記粘着剤が溶融して、重ねあわせた強化繊維層同士が融着して強固に一体化できる。該強化繊維層に積層する前記発泡体層はポリウレタンや発泡ゴム層からなり、所要の厚さとして、前記のように、消音、他部材との緩衝、および走行時の振動減衰機能を有するものとしている。
なお、強化繊維層は耐摩耗性および強度の点から織布が好ましいが、不織布でもよく、該不織布の場合は強度を有する樹脂糸で形成することが好ましい。

本発明では、前記外装シートの巻付部分の外周には他の消音テープを巻き付けておらず、かつ、電線群に巻き付けた該外装シートの長さ方向に連続する１本の貼り合わせ面のみを加熱して融着している。
即ち、外装シートの全体を加熱していないために、冷却時に硬くならず、柔軟性を保持し、車両にワイヤハーネスを配索する際に配索経路に沿って任意に屈曲させることができる。

前記のように、本発明で用いる外装シートは強化繊維層で強度および耐摩耗性を持たせて電線群の保護を図る一方、発泡体層で消音、緩衝、振動吸収を図り、複合機能を有する外装シートとしている。よって、該外装シートを電線群の外周に巻き付けるだけでよく、集束保護するテープの外周面に更に消音テープを重ね巻きする必要はなく、ワイヤハーネスの形成作業を大幅に簡素化できる。

前記外装シートの前記強化繊維層を露出させた貼り合わせ面はそれぞれ凹凸嵌合部を設け、これら凹凸嵌合部を互いに嵌合させた状態で融着した構成としてもよい。

さらに、本発明は、前記ワイヤハーネスの形成方法として、
前記外装シートを電線群に寿司巻きで巻き付け、該外装シートの幅方向の両端の巻始め端と巻終わり端の貼り合わせ面を重ね合わせた後、
前記外装シートの長さ方向の両端で、コ字型治具内に前記重ね合わせ部分を押し込んで巻き付け状態で仮保持し、
または、該外装シートの巻始め端と巻終わり端の貼り合わせ面に設けた凹凸嵌合部を互いに嵌合して巻き付け状態で仮保持し、
前記仮保持状態で前記重ね合わせ部分を外方からヒートガンで加熱して融着しているワイヤハーネスの形成方法を提供している。

前記のように、本発明のワイヤハーネスは、電線群に巻き付ける外装シートを強化繊維層と発泡体層との積層体とし、強化繊維層で強度および耐摩耗性を持たせて電線群の保護を図る一方、発泡体層で消音、緩衝、振動吸収を図っている。このように、複合機能を有する外装シートとしているため、該外装シートを電線群の外周に巻き付けるだけでよい。その結果、集束保護するテープの外周面に更に消音テープを重ね巻きする必要はなく、ワイヤハーネスの形成作業を大幅に簡素化できる
かつ、前記複合機能を有する外装シートを寿司巻きで巻き付けた後に、巻始めと巻終わりとを重ね合わせ部分をヒートガン等で連続的に加熱すると、強化繊維層に配合されている粘着材により重ね合わせ部分が長さ方向に連続して融着され、電線群に外装シートを巻き付けた状態で簡単に保持できる。さらに、加熱して融着する部分は前記重ね合わせ部分の狭い領域であるため、加熱後の冷却で硬くなる箇所は限られ、該外装材で被覆したワイヤハーネスの屈曲性が損なわれない。

本発明のワイヤハーネスを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は要部拡大斜視図である。 前記ワイヤハーネスに巻き付ける外装シートの斜視図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は前記外装シートで電線群を外装する工程を示す図面である。 第１実施形態の変形例を示し、（Ａ）は外装シートの仮保持工程で用いる治具を示す斜視図、（Ｂ）は前記治具を用いた仮保持工程の断面図である。 第２実施形態の外装シートを示す図面である。 （Ａ）は第２実施形態の外装シートの凹凸嵌合部を嵌合した状態を示す断面図、（Ｂ）は要部拡大図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は従来例を示す図面である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に第１実施形態を示す。

図１に示すように、本発明の自動車内に配索するワイヤハーネス１は、複数の電線群２の外周を１枚の複合機能付きの外装シート３を寿司巻き状に巻き付けて外装している。外装シート３は、図２に示すように、強化繊維で形成した織布からなる強化繊維層１０と、ポリウレタン、発泡ゴム等からなる発泡体層１１とを貼り合わせて積層したシートからなる。

前記強化繊維層１０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン等のポリイミド系樹脂等からなる織布に、ゴム系、アクリル系、あるいはシリコーン系の粘着剤を含浸させた構成としているものが好適に用いられる。なかでも、剛性が高い点からＰＥＴ織布が好適に用いられる。

前記強化繊維層１０は、比較的低温の加熱で互いに融着できるものとし、後述するように、融着層としても機能させている。よって、該強化繊維層１０に前記発泡体層１１を積層した状態で、前記粘着剤の表面が溶融する温度で加熱することで、強化繊維層１０と発泡体層１１とを熱溶着して一体化した外装シート３を簡単に設けることができる。

前記強化繊維層１０と発泡体層１１とを積層した外装シート３の厚さは０．２０ｍｍ以上で用途に応じた厚さにできる。また、前記強化繊維層１０の粘着力は１〜１０Ｎ／１０ｍｍ、引張強さは１０〜２００Ｎ／１０ｍｍ、伸び１０〜５００％、耐熱性は１００℃以上である。ただし、粘着力等の物性値は前記数値範囲に限定されない。

前記外装シート３は強化繊維層１０が耐摩耗性に優れているため、電線群の保護材としての機能を担い、発泡体層１１は消音機能、外部材との緩衝機能、さらに、振動減衰機能を担う。このように外装シート３は多機能を有するため、該外装シート３を電線群に巻き付けるだけで、他のシート等を重ね巻きすることなく、電線群の集束保護、消音、緩衝、振動減衰等の多種の作用効果を有する。

図２に示すように、外装シート３は、その長さＸをワイヤハーネス１への外装シート３の外装領域の長さと対応させ、かつ、該外装シート１３の幅Ｙは電線群２の外周長さより若干長い寸法としている。
該外装シート３はワイヤハーネスの所要の領域に、外装シート３の長さ方向Ｘを電線群２の長さ方向に添わせて配置し、強化繊維層１０を内面側、発泡体層１１を外面側として電線群２の外周面に外装シート１を寿司巻きで一周だけ巻き付けるものとしている。この巻き付け前に、外装シート３は幅方向Ｙの両端で長さ方向Ｘの全長に沿って、発泡体層１１を所要寸法（本実施形態では２〜５ｃｍ）剥離して、強化繊維層１０が露出した貼り合わせ面１０ｒ１、１０ｒ２を設けている。この貼り合わせ面１０ｒ１を設けた幅方向の一端を巻始め端３ｓとし、貼り合わせ面１０ｒ２を巻終わり端３ｅとしている。

前記外装シート３をワイヤハーネスの電線群２に巻き付け保持する手法について、図３を参照して説明する。
外装シート３の長さＸはワイヤハーネス１への外装シート３の外装領域の長さと対応させている。図３（Ａ）に示すように、該外装シート３はワイヤハーネスの所要の領域に、外装シート３の長さ方向Ｘを電線群２の長さ方向に添わせて配置し、強化繊維層１０を内面側、発泡体層１１を外面側として電線群２の外周面に外装シート３を寿司巻きで一周だけ巻き付ける。

図３（Ｂ）に示すように、電線群２の外周に一周巻き付けると、外装シート３の巻終わり端３ｅの貼り合わせ面１０ｒ２が巻始め端３ｓの露出面１０ｒ１の外面に重なる。即ち、融着層として機能させる強化繊維層１０の露出した貼り合わせ面１０ｒ１と１０ｒ２を長さ方向の全長にわたって重ね合わせる。

前記のように、外装シート３を電線群２の外周に一周巻き付けた状態で、図３（Ｃ）（Ｄ）に示すように、長さ方向の両端の貼り合わせ面１０ｒ１と１０ｒ２との重ね合わせ部分３ｄを一対のコ字型治具２０（２０Ａ、２０Ｂ）を用いて重ね合わせ状態で仮保持する。該コ字型治具２０は上下板部２１、２２を連結板部２３で連結し、連結板部２３と対向位置に挿入開口２０ａを設けている。上下板部２１と２２間の空間２０ｃの寸法Ｈは前記強化繊維層１０の厚さの２倍以下とし、貼り合わせ面１０ｒ１と１０ｒ２との重ね合わせ部分３ｄの厚さより若干小さくしている。

前記電線群２に一周巻き付けた外装シート３の長さ方向の両端の巻始め端３ｓと巻終わり端３ｅとの重ね合わせ部分３ｄを、前記コ字型治具２０Ａ、２０Ｂの開口２０ａを通して上下板部２１と２２の間の空間２０ｃ内に押し込むように取り付ける。これにより、電線群２に巻き付けた外装シート３の長さ方向の両端の貼り合わせ面１０ｒ１と１０ｒ２の重ね合わせ部分３ｄが各コ字型治具２０Ａ、２０Ｂの上下板部２１と２２とで挟持され、外装シート３は巻き付け状態で仮保持される。

このように、長さ方向の両端をコ字型治具２０Ａ、２０Ｂで仮保持した状態で、電線群２に巻き付けた外装シート３の全長の巻始め端３ｓの貼り合わせ面１０ｒ１と、巻終わり端３ｅの貼り合わせ面１０ｅ２との重ね合わせ部分３ｄを、図３（Ｅ）に示すように、外方よりヒートガン３０を用いて加熱する。該ヒートガン３０による加熱温度は１１０〜１４０℃程度とし、内部の電線群２に悪影響を与えない温度としている。該ヒートガン３０により、強化繊維層１０からなる貼り合わせ面１０ｒ１と１０ｒ２の重ね合わせ部分３ｄを加熱することで、該強化繊維層１０に含まれる粘着剤が溶融して、重ね合わせ部分を融着一体化する。この融着部３ｋが外装シート３の長さ方向の略全長にライン状に設けられることにより、外装シート３を電線群２の外周に巻き付けた状態で保持できる。なお、長さ方向の両端のコ字型治具２０Ａ、２０Ｂはヒートガンによる融着後に取り外し、取り外し部分をヒートガン３０で加熱して融着した一体化することが好ましい。

従来はシートを電線群に巻き付けた状態で、シートに予め塗布している粘着剤でシートの巻終わり端を先巻き部分に作業員が手作業で粘着して巻付け状態を保持している。これに対して、本発明では、ヒートガンを外装シート３の被覆領域で、直線状に走査させて外装シート３を加熱するだけでよい。このように、巻付状態の保持作業を非常に簡単にできると共に確実に融着一体化して巻付保持強度を高めることができる。

また、本発明の前記ワイヤハーネス１の電線群２に巻き付ける外装シート３は、耐摩耗性に優れた強化繊維層１０で電線群の保護を図ると共に、発泡体層１１で消音、外部材との緩衝、および振動減衰を図ることできる。このように外装シート３は複合機能を有するため、電線群２に外装シート３を１枚巻き付ければよく、従来のように消音テープを保護テープの外周面に重ね巻きする必要がない。
さらに、外装シートは巻き付け状態で重ね合わせた部分３ｄだけをヒートガンで加熱しているだけあり、他の部分は加熱および冷却で硬くしていないため、外装シート３は全体として柔軟性を保持する。よって、外装シート３を巻き付けたワイヤハーネスを配索経路に沿って容易に屈曲させることができる。

図４に前記第１実施形態の変形例を示す。
第１実施形態では、電線群２に外装シート３を巻き付けた状態で、強化繊維層１０からなる露出した貼り合わせ面１０ｒ１と１０ｒ２との重ね合わせ部分３ｄをヒートガン３０で加熱している。この加熱時に、前記重ね合わせ部分３ｄの内面側の電線はヒートガン３０による加熱で熱影響を受けるが、該熱影響は１４０℃程度の瞬間的な加熱であるため、悪影響を受けない。しかしながら、重ね合わせ部分３ｄと電線群１２との間に耐熱性介在物が存在する方が好ましい。
よって、第１変形例では、一方のコ字型治具２０Ａの下板部２２の先端より他方のコ字型治具２０Ｂに向けて突出する連結板部２５を突設し、他方のコ字型治具２０Ｂの下面に連結板部２５を貫通させる連結枠２６を設けている。これにより、両端のコ字型治具２０Ａと２０Ｂ間の寸法を、外装シート３の長さに応じて調整できるようにしている。

具体的には、連結板部２５を前記重ね合わせ部分３ｄの内面と電線２との隙間に差し込んでコ字型治具２０Ａに重ね合わせ部分３ｄの一端を押し込んで仮保持する。
ついで、他方のコ字型治具２０Ｂの連結枠２６に連結板部２５を先端から通しながら、該コ字型治具２０Ｂに重ね合わせ部分３ｄの他端を押し込んで仮保持する。
これにより、外装シート３の長さ方向の両端で、連結板部２５を介してコ字型治具２０Ａと２０Ｂとを連結保持できると共に、ヒートガン３０による加熱される重ね合わせ部分３ｄと電線２の間に耐熱性の連結板部２５を介在させていることで、電線２に加熱の影響を確実に無くすことができる。

図５および図６に第２実施形態を示す。
第２実施形態では、外装シート３を電線群２に巻き付けた状態の仮保持を治具を用いずに行えるようにしている。外装シート３の構成および該外装シート３を電線群２に略一周巻き付け、巻き付け状態で仮保持した後にヒートガンを重ね合わせ部分に走査させて融着する構成は第１実施形態と同様である。

強化繊維層１０と発泡体層１１とを積層一体化した外装シート３は、第１実施形態と同様に、電源群２への外装シート３の巻付領域に対応する長さを有すると共に、電線群２の外周長より若干長い寸法の幅を有するものとしている。かつ、該外装シート３の発泡体層１１の幅方向の両端を長さ方向の全長にかけて所要寸法だけ剥離して、強化繊維層１０が露出した貼り合わせ面１０ｒ１、１０ｒ２を設けている。

一方の貼り合わせ面１０ｒ１に凹凸嵌合部５０をプレス形成する一方、他方の強化繊維層１０の貼り合わせ面１０ｒ２の反対面に凹凸嵌合部５１をプレス形成している。

前記凹凸嵌合部５０を設けた貼り合わせ面１０ｒ１を巻始め端として、電線群２の外周に外装シート３を寿司巻きで１周巻き付け、巻終わり端の凹凸嵌合部５１を巻始め端の凹凸嵌合部５０に嵌め合わせ、外装シート３を電線群２への巻付け状態で仮保持した重ね合わせ部３ｄを設ける。外装シート３の幅方向Ｙの両端に設ける凹凸嵌合部５０と５１は長さ方向Ｘの全長に設けているため、電線群２に巻き付けた外装シート３は全長にわたって凹凸嵌合部５０と５１の嵌合で、図６に示すように、仮保持できる。

この状態で、凹凸嵌合部５０と５１を嵌合した重ね合わせ部３ｄを、第１実施形態と同様に、外方からヒートガン３０を長さ方向に沿って走査して、外方から加熱する。これにより、強化繊維層１０からなる凹凸嵌合部５０と５１とが融着された融着部３ｋが長さ方向の全長に形成でき、巻き付け状態で固定できる。

該第２実施形態では、仮保持用の治具が不要であり、かつ、外装シート３を電線群２に巻き付けた状態で全長にわたって凹凸嵌合部５０と５１とを嵌合して、巻き付け状態に仮保持しているため、仮保持機能は高い利点がある。

１ ワイヤハーネス
２ 電線群
３ 外装シート
３ｄ 重ね合わせ部分
３ｋ 融着部
３ｓ 巻始め端
３ｅ 巻終わり端
１０ 強化繊維層
１０ｒ１、１０ｒ２ 貼り合わせ面
１１ 発泡体層
２０（２０Ａ、２０Ｂ） 治具
３０ ヒートガン
５０、５１ 凹凸嵌合部

Claims (5)

1. 強化繊維層と発泡体層を積層した外装シートを電線群の外周に前記強化繊維層を内周側、発泡体層を外周側として、寿司巻き状に巻き付けており、該外装シートの幅方向の両端の巻始め端と巻終わり端の部分は前記発泡体層を剥離して強化繊維層を露出させた貼り合わせ面とし、該貼り合わせ面を重ね合わせて融着していることを特徴とするワイヤハーネス。
2. 前記外装シートの強化繊維層は樹脂製糸からなる織布に樹脂製あるいはゴム製の粘着剤を含浸し、前記発泡体層はポリウレタンあるいは発泡ゴムから形成している請求項１に記載のワイヤハーネス。
3. 前記外装シートの巻付部分の外周には他の消音テープを巻き付けておらず、かつ、電線群に巻き付けた該外装シートの長さ方向に連続する１本の前記貼り合わせ面のみを加熱して融着している請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネス。
4. 前記外装シートの前記強化繊維層を露出させた貼り合わせ面にそれぞれ凹凸嵌合部を設け、これら凹凸嵌合部を互いに嵌合させた状態で融着している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワイヤハーネス。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のワイヤハーネスの形成方法であって、
   前記外装シートを電線群に寿司巻きで巻き付け、該外装シートの幅方向の両端の巻始め端と巻終わり端の貼り合わせ面を重ね合わせた後、
   前記外装シートの長さ方向の両端で、コ字型治具内に前記重ね合わせた部分を押し込んで巻き付け状態で仮保持し、
   または、該外装シートの巻始め端と巻終わり端の貼り合わせ面に設けた凹凸嵌合部を嵌合して巻き付け状態で仮保持し、
   前記仮保持状態で前記重ね合わせ部分を外方からヒートガンで加熱して融着しているワイヤハーネスの形成方法。

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