JP2009163943A - 自動車用ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤハーネスの細径化を図ると共に、ワイヤハーネスの損傷を防止する。
【解決手段】自動車に配索されるワイヤハーネスであって、導線の外周に焼き付けた絶縁皮膜を有するエナメル線で前記ワイヤハーネスの電線群が形成され、複数の前記エナメル線は絶縁樹脂チューブ内に挿通され、該絶縁樹脂チューブは軸線方向全長に沿ってスリットを有するスリット付きチューブまたは該スリットを有しないチューブであり、該絶縁樹脂チューブがエナメル線の外装保護材とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車用ワイヤハーネスに関し、自動車に配索されるワイヤハーネスであって、ワイヤハーネスの細径化を図るものである。

従来、自動車用のワイヤハーネスに用いられる電線は、一般的に複数の銅系金属線からなる素線を撚り合わせた導体の外周面に絶縁樹脂を押し出し成形して絶縁被覆層を成形した丸電線が用いられている。これらの丸電線を所要本数集束してテープ巻き等により結束している。
これらワイヤハーネスには外部干渉材との干渉を防止すると共に配索経路を規制するために、別体のプロテクタやコルゲートチューブ等の外装保護材で外装している場合が多い。

しかしながら、近年、自動車に搭載される電装品の増加に伴い、使用する電線本数が多くなると共に電線長さも長くなり、ワイヤハーネスが大径化・長尺化および重量化する問題がある。
さらに、ワイヤハーネスが大径化・長尺化することにより電線結束用のテープや外装保護材の使用量が増加してさらに重量化し、これに伴い燃費が悪化し排気ガス量が増加し、特に、近年は環境上から軽量化が望まれている。また、テープ巻き作業および外装保護材の取付作業の工数が増加してコスト高になる問題がある。

そこで、ワイヤハーネスを細径化・軽量化するために、ワイヤハーネスの電線として導体の外周面に絶縁樹脂塗料を塗布したエナメル線を用いることが、特開２００１−２１６８４８号公報（特許文献１）提案されている。
該特許文献１では、図６に示すように、ワイヤハーネス１は複数のエナメル線２を間隔をあけて並列配置し、各エナメル線２をフィルム部材３に固定して一体としている。

エナメル線２は、単心導体の表面に絶縁塗料を焼き付けいるだけであるため、汎用されている前記絶縁被覆層が成形された丸電線と比較して損傷が発生しやすい問題がある。
そのため、ワイヤハーネスの車両組み立て工場へ箱詰めして輸送する際、振動によるエナメル線同士の干渉や、車両組立のラインでのワイヤハーネス１のハンドリング時のボディや他部材との干渉等により、エナメル線２が損傷しやすい。かつ、車両に配索した後も、車両走行時に、振動によりエナメル線２がボディや他部材に干渉して損傷しやすい問題があった。

特開２００１−２１６８４８号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、ワイヤハーネスの細径化を図ると共に、ワイヤハーネスの損傷を防止することを課題としている。

前記課題を解決するために、本発明は、自動車に配索されるワイヤハーネスであって、
導線の外周に焼き付けた絶縁皮膜を有するエナメル線で前記ワイヤハーネスの電線群が形成され、複数の前記エナメル線は絶縁樹脂チューブ内に挿通され、該絶縁樹脂チューブは軸線方向全長に沿ってスリットを有するスリット付きチューブまたは該スリットを有しないチューブであり、該絶縁樹脂チューブがエナメル線の外装保護材とされていることを特徴とする自動車用ワイヤハーネスを提供している。

本発明のワイヤハーネスでは、電線群をエナメル線で形成していることで、従来の絶縁被覆層を押出成形している前記丸電線と比較して、例えば、直径約１．１ｍｍであった丸電線を、エナメル線では直径約０．５ｍｍで径を約１／２とすることができ、細径化・軽量化を図ることができる。また、これらエナメル線からなる電線群を、絶縁樹脂チューブに通して収容している外装保護していることで、輸送時や車両組立のライン、あるいは車両走行時における他部材との干渉を防止することができるため、耐傷性を向上させることができると共に、結束用のテープ巻き作業を不要とすることができる。
また、特に、絶縁樹脂チューブをスリット入りとすると、長尺なワイヤハーネスとする場合に、エナメル線を絶縁樹脂チューブに対して横入れすることができるため、絶縁樹脂チューブに対する電線挿通作業の作業性を向上させることができる。
ワイヤハーネスが短尺な場合は、スリットなしの絶縁樹脂チューブ内に貫通させることが容易にできる。

前記絶縁樹脂チューブの内径、外径、チューブの肉厚は、要求される耐傷性の保護性能により変更すればよく、高い保護性能が要求されている場合は、チューブの肉厚を厚くして対応すればよい。例えば、高い耐傷性が要求されている経路では、絶縁樹脂チューブの厚さを０．５〜１．０ｍｍと設定するのが好ましい。
前記エナメル線は、銅、アルミニウム、銀、金、あるいはいずれかの元素を含む合金の単芯線の外周面に絶縁塗料を１層または複数層設けている。該エナメル線の絶縁皮膜としては、ホルマール、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが挙げられる。

前記外装保護材とする絶縁樹脂チューブは、熱収縮チューブ、非熱収縮チューブまたは前記熱収縮チューブと非熱収縮チューブとを積層したチューブからなり、
前記熱収縮チューブで外装した領域と、前記非熱収縮チューブで外装した領域とを領域分けして外装し、前記熱収縮チューブで外装された領域は、配索経路の幅が狭く規制されている領域としていることが好ましい。

絶縁樹脂チューブを熱収縮チューブとすると、熱収縮チューブを加熱収縮するとエナメル線の外面に熱収縮チューブを密着するため、該エナメル電線群からなるワイヤハーネスの外径を小径化することができるため、狭小なワイヤハーネスの配索経路に配索することができる。
また、熱収縮チューブは収縮する際に、エナメル線の外面に密着し、エナメル電線群を集束状態に結束させるため、集束状態に形状保持することができる。
さらに、対傷性が要求される配索経路では、熱熱収縮チューブにさらに非熱収縮チューブを被せると、保護機能が高まり対傷性を向上させることができる。
なお、非熱収縮チューブを内側、熱収縮チューブを外側に配置して、外側の熱収縮チューブの加熱収縮で内側の非熱収縮チューブを収縮させてもよい。

また、エナメル電線群に外層する樹脂チューブは、全長を熱収縮チューブで外装しても良いが、熱収縮チューブは高価であるため、前記のように、配索経路の幅が狭く規制されている領域に相当する部分は熱収縮チューブで外装し、配索経路のスペースにゆとりがある領域には汎用の非熱収縮性の樹脂チューブで外装することが好ましい。即ち、熱収縮チューブと非熱収縮チューブとをワイヤハーネスの長さ方向において混在させている。

前記非熱収縮チューブ（汎用の樹脂チューブ）は、塩化ビニル、ポリプロピレン、あるいはポリエチレン等からなる。熱収縮チューブは、ポリオレフィン、フッ素系樹脂、塩素系樹脂、熱可塑性エラストマー等からなり、特に、住友電工ファインポリマー（株）製の「スミチューブ（商品名）」が好適に用いられる。

前記複数本のエナメル線は並列状態とされ、該並列状態の外周面全体が前記熱収縮チューブで密着被覆されて前記並列状態に保持され、フラット形状のワイヤハーネスとすることが好ましい。
前記構成とすると、ワイヤハーネスを薄型化することができるため、幅の狭い配索経路にも挿通させることができる。

前記フラット形状のワイヤハーネスとする場合、エナメル線群に径の相違するエナメル線がある場合、一面側には小径のエナメル線と大径のエナメルとを同一線上に位置するように配列し、前記小径のエナメル線は積層配列さして他面側の凹凸量を減少していることが好ましい。
前記構成とすると、径が相違するエナメル線であっても、小径のエナメル線を積層させることで、大径エナメル線と径の差異を小さくすることができ、略均等な厚さのフラットなワイヤハーネスとすることできる。

車両配索時に屈曲箇所となる領域では、内層に加熱溶融性の接着剤付きの熱収縮チューブで外装し、該熱収縮チューブの接着剤が硬化されることにより、屈曲形状を保持することができる。
前記屈曲は同一面における屈曲と、立体的に屈曲させる場合の両方を含み、立体的に屈曲させると、ワイヤハーネスを配索姿勢に対応した三次元姿勢に賦形しておくことができる。

従来の銅箔の両面をラミネートフィルムで挟んだフラットケーブルでは屈曲時に折り曲げると共に該折り曲げ状態を保持する手段が必要である。これに対して、本発明では屈曲部分は熱収縮チューブの内層の接着剤を硬化させて形状保持できるため、フラット形状とする部分はエナメル線をフラットに並列してフラット状に形状保持でき、該フラット形状部分から三次元形状に屈曲する領域では、エナメル電線群を屈曲状態に集束して形状保持することができる。
このように、自動車の配索形状に応じて三次元姿勢に保持することができるため、ワイヤハーネスの車体への配索作業を容易とすることができる。
前記熱収縮チューブの内層とされる熱溶融性接着剤は、熱溶融性樹脂から選択される。

本発明のエナメル電線群からなるワイヤハーネスは、自動車に搭載される樹脂成形部材の内部に配索されるワイヤハーネス、樹脂成形部品と車体とに挟まれた空間に配索されるワイヤハーネスとして好適に用いられる。
具体的には、ドアパネル、インストルメンタルパネル、ルーフパネルの内部に配索されるワイヤハーネスとして好適に用いられる。
また、狭い配索経路となるルーフの内板パネルと該内板パネルに突き当てているフロントガラスとの狭い間を配索するレインセンサ用のワイヤハーネス等にも好適に用いられる。

前述したように、本発明の自動車ワイヤハーネスは、電線群をエナメル線で形成していることで、細径化・軽量化を図ることができると共に、損傷しやすいエナメル線から形成する電線群を絶縁樹脂チューブに収容していることで、輸送時や車両組立のライン、あるいは車両走行時における他部材との干渉を防止することができるため、耐傷性を向上させることができる。また、絶縁樹脂チューブに収容することで、結束用のテープ巻き作業を不要とすることができる。

また、絶縁樹脂チューブを熱収縮チューブとすると、熱収縮チューブを加熱収縮させてワイヤハーネスの外径を小さくすることができる。
かつ、複数本のエナメル線は並列状態で熱収縮チューブで密着被覆すると、フラット形状に形状保持でき、ワイヤハーネスをフラットハーネスとして狭い配索経路にも挿通させることができる。
さらに、ワイヤハーネスを屈曲させる領域では、接着剤付きの熱収縮チューブで外装すると、該熱収縮チューブの接着剤が硬化されて屈曲状態を保持させることができ、さらには立体的な屈曲形態も保持でき、ワイヤハーネスを三次元姿勢に賦形することができる。このように、自動車の配索形状に応じて三次元姿勢にワイヤハーネスを賦形しておくと、ワイヤハーネスの車体への配索作業を容易とすることができると共に、配索経路をガイドするプロテクタ等の取付部品を削減することもできる。

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２に本発明の第１実施形態を示す。
本実施形態の自動車用のワイヤハーネス１０は、インストルメンタルパネルの内部に配索している。
ワイヤハーネス１０は複数のエナメル線１１から形成する電線群１２を外装保護材の絶縁樹脂チューブ２０に挿通した構成からなる。
該ワイヤハーネス１０の一端に他のワイヤハーネスと接続するコネクタＣを取り付けている幹線１０−１と、該幹線１０−１から分岐して端末に発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｌ１〜Ｌ３を取り付けている３本の支線１０−２〜１０−４とからなる。

ワイハーネス１０を形成する電線群１２は、図１（Ｂ）および図２に示すように、３本のエナメル線１１Ａ〜１１Ｃからなり、各エナメル線１１Ａ〜１１Ｃは単芯線からなる銅線（導体）１１ａの外周面にポリウレタンからなる絶縁樹脂塗料を焼き付けて絶縁皮膜１１ｂを設けている。これら３本のエナメル線１１Ａ〜１１Ｃは絶縁樹脂チューブ２０で被覆して、断面円形状のワイヤハーネスとしている。
なお、エナメル線１１Ａ〜１１Ｃは、図１（Ｃ）に示すように、並列状態として絶縁樹脂チューブ２０で被覆して、フラット形状のワイヤハーネスとしてもよい。

前記電線群１２を外装する絶縁樹脂チューブ２０は、塩化ビニルからなる非熱収縮チューブ２１からなる。車体（図示せず）と接触するためさらに保護が必要な幹線１０−１と支線１０−４の一部の領域Ｘには、図１（Ａ）および図２に示すように、該非熱収縮チューブ２１の外周面にさらにポリオレフィンからなる熱収縮チューブ２２を被せている。該領域Ｘでは、電線群１２に非熱収縮チューブ２１を被せ、該非熱収縮チューブ２１の外周面に熱収縮チューブ２２をさらに外装して、該熱収縮チューブ２２を加熱して収縮させると共に、内周側の非熱収縮チューブ２１を熱収縮チューブ２２の収縮力により、電線群１２の外径まで収縮させ密着被覆している。

本実施形態では、非熱収縮チューブ２１の厚さｔ１を０．５ｍｍとしている。また、熱収縮チューブ２２の収縮時の厚さｔ２を１．０ｍｍとしている。

また、幹線１０−１には所定間隔をあけて２箇所ベルトクランプ２３を取り付け、前記ワイヤハーネス１０は該ベルトクランプ２３を介してパネル（図示せず）に取り付けている。
なお、前記非熱収縮チューブ２１は、図１（Ｃ）に示すような軸線方向全長に沿ってスリット２１ａを有するスリット付きチューブとしてもよい。

前記構成とすると、電線群１２をエナメル線１１Ａ〜１１Ｃで形成していることで、細径化・軽量化を図ることができる。また、損傷しやすいエナメル線１１Ａ〜１１Ｃから形成する電線群１２を絶縁樹脂チューブ２０に収容していることで、輸送時や車両組立のライン、あるいは車両走行時における他部材との干渉を防止することができるため、耐傷性を向上させることができる。また、絶縁樹脂チューブ２０に収容することで、結束用のテープ巻き作業を不要とすることができる。

また、対傷性が要求される配索経路において、非熱収縮チューブ２１にさらに熱収縮チューブ２２を被せ、熱収縮チューブ２２を非熱収縮チューブ２１と共に収縮させて外装することで、対傷性を向上させることができる。
さらに、エナメル線１１Ａ〜１１Ｃは並列状態記熱収縮チューブで密着被覆して、フラット形状としている場合には、ワイヤハーネス１０を薄型化することができるため、狭い配索経路にも挿通させることができると共に、配索経路の自由度を高めることができる。

図３および図４に本発明の第２実施形態を示す。
本実施形態のワイヤハーネス４０は、図３（Ａ）に示すように、幹線４０−１から２本の支線４０−２、４０−３を分岐させている。該ワイヤハーネス４０は、図３（Ｂ）に示すように、径の相違する複数のエナメル線４１を並列状態とし、支線４０−２、４０−３となるエナメル線４１に熱収縮チューブ２２を外装して加熱して収縮させた後、幹線４０−１となるエナメル線４１にも熱収縮チューブ２２を外装して加熱し、収縮させて電線群１２を密着皮膜している。

また、図４にワイヤハーネス４０の変形例を示す。該ワイヤハーネス４０は径の相違する複数のエナメル線４１を熱収縮チューブ２２で密着皮膜しており、並列する小径のエナメル線４１Ａと大径のエナメル４２Ｂを各外端面は同一線上に位置するように配列していると共に、小径のエナメル線４１Ａを積層配列し、他面側の凹凸量が減少されている。

前記構成とすると、熱収縮チューブ２２でエナメル線４１からなる電線群１２を保護することができると共に、熱収縮チューブ２２を加熱して熱収縮チューブ２２の内径を収縮させることで、電線束径まで熱収縮チューブ２２の内径を収縮させることができ、ワイヤハーネス４０の外径を最小化するこができる。
また、径が相違するエナメル線４１であっても、小径のエナメル線４１Ａを積層させることで、大径エナメル線４１Ｂと径の差異を小さくすることができ、絶縁樹脂チューブ内に効率良くエナメル線を収容することができる。
他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

図５に本発明の第３実施形態を示す。
本実施形態のワイヤハーネス５０は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、フロントガラス６０のレインセンサ７０に配索するワイヤハーネス５０であり、第１実施形態と同様にエナメル線５１を並列状態としている。該レインセンサ７０はフロントガラス６０の内面側上部に取り付けており、ワイヤハーネス５０はフロントガラス６０に突き当たるルーフ８０の内パネル８１とフロントガラス６０の隙間を通って、ルーフ８０の外パネル８２と内パネル８１の空間に配索している。

フロントガラス６０の突き当て部は２箇所屈曲しており、該屈曲箇所Ｋ１、Ｋ２以外は熱収縮チューブ２２で外装している一方、屈曲箇所Ｋ１、Ｋ２は、図５（Ｂ）に示すように、内周に接着剤が付いた熱収縮チューブ２４で外装し、該熱収縮チューブ２４の接着剤Ｓが硬化されて三次元姿勢に賦形されている。
本実施形態では、エナメル線５１の外径を０．５ｍｍとし、熱収縮チューブ２２、２４の収縮後の厚さを０．５ｍｍとしているため、ワイヤハーネス５０全体の厚さｄ３を約１．６ｍｍとしている。

前記構成とすると、レインセンサ７０からフロントガラス６０と内パネル８１との狭い隙間に配索することができると共に、屈曲箇所Ｋ１、Ｋ２を三次元姿勢に保持することができるため、ワイヤハーネス５０のへの配索作業を容易とすることができる。
他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

（Ａ）本発明の第１実施形態を示す自動車用ワイヤハーネスを示す概略図、（Ｂ）は（Ａ）の非収縮チューブのみを外装しているワイヤハーネスの断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のワイヤハーネスの変形例である。 電線群に非熱収縮チューブと熱収縮チューブを外装しているワイヤハーネスの断面図である。 （Ａ）本発明の第２実施形態をワイヤハーネスを示す概略図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図である。 第２実施形態の変形例を示す図である。 本発明の第３実施形態を示す図であり、（Ａ）はワイヤハーネスの配索状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のワイヤハーネスの屈曲部の断面図である。 従来例を示す図である。

符号の説明

１０、４０、５０ 自動車用ワイヤハーネス（ワイヤハーネス）
１１（１１Ａ〜１１Ｃ）、４１、５１ エナメル線
１１ａ 銅線（導線）
１１ｂ 絶縁皮膜
１２ 電線群
２０ 絶縁樹脂チューブ
２１ 非熱収縮チューブ
２１ａ スリット
２２ 熱収縮チューブ
２４ 接着剤付き熱収縮チューブ
４１Ａ 小径のエナメル線
４１Ｂ 大径のエナメル線

Claims (6)

1. 自動車に配索されるワイヤハーネスであって、
   導体の外周に絶縁被覆が焼き付けられたエナメル線で前記ワイヤハーネスの電線群が形成され、複数の前記エナメル線は絶縁樹脂チューブ内に挿通され、該絶縁樹脂チューブは軸線方向全長に沿ってスリットを有するスリット付きチューブまたは該スリットを有しないチューブであり、該絶縁樹脂チューブがエナメル線の外装保護材とされていることを特徴とする自動車用ワイヤハーネス。
2. 前記外装保護材とする絶縁樹脂チューブは、熱収縮チューブ、非熱収縮チューブまたは前記熱収縮チューブと非熱収縮チューブとを積層したチューブからなり、
   前記熱収縮チューブで外装した領域と、前記非熱収縮チューブで外装した領域とを領域分けして外装し、前記熱収縮チューブで外装された領域は、配索経路の幅が狭く規制されている領域としている請求項１に記載の自動車用ワイヤハーネス。
3. 前記複数本のエナメル線は並列状態とされ、該並列状態の外周面全体が前記熱収縮チューブで密着被覆されて前記並列状態に保持され、フラット形状とされている請求項２に記載の自動車用ワイヤハーネス。
4. 径の相違する複数のエナメル線からなり、並列する小径のエナメル線と大径のエナメルは各外端面は同一線上に位置するように配列されていると共に、前記小径のエナメル線は積層配列され他面側の凹凸量が減少されている請求項３に記載の自動車用ワイヤハーネス。
5. 屈曲される領域には、接着剤付きの前記熱収縮チューブで外装し、該熱収縮チューブの硬化された接着剤により屈曲形状を保持している請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車用ワイヤハーネス。
6. 自動車に搭載される樹脂成形部材の内部に配索されるワイヤハーネス、および樹脂成形部品と車体とに挟まれた空間に配索されるワイヤハーネスとして用いられる請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の自動車用ワイヤハーネス。

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