JP2009302023A

JP2009302023A - 車両用ワイヤハーネス

Info

Publication number: JP2009302023A
Application number: JP2008158537A
Authority: JP
Inventors: Shingo Aoki; 慎吾青木; Yasunori Okuoka; 靖規奥岡; Masayuki Doi; 雅之土井
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-24

Abstract

【課題】優れた耐熱性及び断熱性を備えながら、柔軟性を有して配索時のレイアウト性に優れ、かつ、断熱材取り付け時のテープ巻きが不要で、部品点数を削減できる車両用ワイヤハーネスを提供する。
【解決手段】車両の高温雰囲気となる領域に配索するワイヤハーネスであって、架橋構造とした耐熱性発泡ゴムシートからなる断熱保護シートをワイヤハーネスの電線群の外周面に巻き付けており、該断熱保護シートは一面に粘着層を備え、該粘着層を電線群の外周に粘着させて巻き付けると共に巻き付けた断熱保護シート同士を前記粘着層を介して固着して外装している。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ワイヤハーネスに関し、詳しくは、自動車の高温雰囲気となるエンジンルーム内等に配索するワイヤハーネスの外装保護材を改良して断熱性を高め、ワイヤハーネスを保護するものである。

自動車はエンジン停止時において、エンジンの燃焼室から高温の排気ガスを集める排気マニホールドが急速加熱されるため、これが熱源となり、エンジンルームは１２０℃程度の高温に達する。
そのため、エンジンルーム、特に排気マニホールドのような急速加熱される機器の近接領域に配索されるワイヤハーネスには、１２０℃の高温環境下において電線を保護できる断熱性能が要求される。

従来、ワイヤハーネスの電線を保護するため、断熱性を高めたものとしては、例えば、特開２００４−１０３３１２号公報（特許文献１）、特開平９−９２０４８号公報（特許文献２）等が提案されている。

特許文献１のワイヤハーネスは、図９（Ａ）に示すように、複数の電線１を発泡ポリプロピレン等の発泡樹脂材２で外装して集束している。該発泡樹脂材２は剛性を有するものとしてプロテクタの役割を持たせている。よって、発泡樹脂材２は図９（Ｂ）のように発泡される前の状態で取り付けられ、図９（Ｃ）のようにドライヤ３等の熱で発泡させている。

特許文献２の耐熱電線は、図１０に示すように、導体４のヒータ５の側端部の外側を除く部分に耐熱ＰＶＣ等の低耐熱性材料から成る低耐熱被覆６を形成し、導体４のヒータ側端部には、低耐熱被覆６よりも耐熱温度の高い高耐熱性材料であるテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂からなる高耐熱被覆７を形成するものとしている。

また、その他の断熱性を高めたワイヤハーネスとして、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、ゴムスポンジからなるチューブ状の断熱外装材８の軸線方向に切り込み８ａを入れ、
図１１（Ｃ）のように電線群１１に被せた後、図１１（Ｄ）のようにポリ塩化ビニル製のテープ９で断熱外装材８の外周を巻き付けて形成している。

特開２００４−１０３３１２号公報特開平９−９２０４８号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、耐熱被覆材として、剛性を有する発泡ポリプロピレンやフッ素樹脂等が用いられており、柔軟性に乏しく、配索時のレイアウト性に欠ける問題がある。
また、図１１のゴムスポンジからなる断熱外装材を備えたワイヤハーネスは、断熱性が得られると共に、ある程度の柔軟性が得られる。しかしながら、このような断熱外装材は肉厚が通常５ｍｍ程度あり、柔軟性に乏しく、レイアウト性にも改善の余地がある。
さらに、図１１のワイヤハーネスは、断熱外装材の切り込み部分を閉じるために外周をテープ巻きする必要があり、断熱被覆材もワイヤハーネスの直径に合わせたサイズのものを用意しなければならない。その結果、得られたワイヤハーネスは部品点数が多くなり、コスト高になりやすい問題がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、優れた耐熱性及び断熱性を備えながら、柔軟性を有して配索時のレイアウト性に優れ、かつ、断熱材取り付け時のテープ巻きが不要で、部品点数を削減できる車両用ワイヤハーネスを提供す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、
車両の高温雰囲気となる領域に配索するワイヤハーネスであって、
架橋構造とした耐熱性発泡ゴムシートからなる断熱保護シートをワイヤハーネスの電線群の外周面に巻き付けており、該断熱保護シートは一面に粘着層を備え、該粘着層を電線群の外周に粘着させて巻き付けると共に巻き付けた断熱保護シート同士を前記粘着層を介して固着して外装していることを特徴とする車両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は前記架橋構造とした耐熱性ゴムシートを断熱保護シートとして用いているため、極めて耐熱性に優れ、１２０℃の高温に耐えることができ、さらに発泡体としているので軽量で、かつ優れた断熱性能を備えている。
また、前記断熱保護シートは一面に粘着層を備えているため、該電線群の外周に巻き付けるだけで粘着させて電線群を集束保護でき、かつ、巻き付けた断熱保護シート同士を前記粘着層を介して固着できる。よって、従来の図１１（Ｄ）のようにゴムチューブを被せた後にテープ等で巻き付ける必要がなく、断熱保護シートのみで断熱外装することができる。その結果、ワイヤハーネスの部品点数を少なくでき、容易に断熱外装を施すことができる。

前記断熱保護シートは、幅が１０〜３０ｍｍのテープとし、該テープを前記電線群の外周に隙間なく螺旋状に巻き付けている。
前記のように、断熱保護シートを幅１０〜３０ｍｍのテープとすれば、該テープを電線群の外周に螺旋状に巻き付ける作業のみで電線群を集束保護でき、かつ、ワイヤハーネスの屈曲性を阻害しない。また、電線群の太さに関わらず、同一幅のテープを用いることができるため、異なるサイズの断熱保護シートを複数用意しなくてもよい。この場合の巻き付けはハーフラップ巻きとすることが好ましい。

あるいは、前記断熱保護シートは、巻き付ける領域の長さとした矩形状のシートとし、該シートを前記電線群の外周に寿司巻き又は拝み巻きしてもよい。
このように、断熱保護シートを矩形状のシートとし、寿司巻き又は拝み巻きとする構成とすれば、該シートを電線群に一周巻き付けるだけで断熱外装を施すことができ、かつ、シートの巻き付け領域において電線群が露出するのを完全に防止できる。
いずれの巻き付け方でも、電線群の外周面に一周巻き付けるだけでよい。
なお、「寿司巻き」とは電線の軸線方向に沿う矩形状のシートの一辺側から電線群の外周に巻き付け、巻き付けたシートの外周面に他辺のシートの内面を固着する巻き方である。「拝み巻き」とは電線群の外周全体にシートを１回分巻き付けた状態でシートの両辺の粘着面同士を粘着する巻き方である。

前記耐熱性発泡ゴムシートに用いられるゴム材料としては、発泡構造とでき、かつ架橋可能な耐熱性ゴムであれば種々の材料を用いることができる。例えば、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭゴム）等を挙げることができる。
なかでも耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性（エンジンオイル、ブレーキオイル、ＬＬＣ、ウォッシャ液、バッテリー液、灯油、ガソリン）及び強度に優れるため、発泡ＥＤＰＭゴムが好ましい。

前記断熱保護シートの密度は０．２００ｇ／ｃｍ^３〜０．１００ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。これは断熱保護シートの密度が０．２００ｇ／ｃｍ^３を超えると、柔軟性に欠け、薄肉化した場合に空気層の体積が少なく、断熱効率が十分ではないからである。一方、０．１００ｇ／ｃｍ^３を下回ると強度が低下し、電線群の保護機能が低下するおそれがあるからである。断熱保護シートの密度は０．１５０ｇ／ｃｍ^３〜０．１００ｇ／ｃｍ^３であることがさらに好ましい。

前記断熱保護シートの発泡倍率は５〜１５倍が好ましい。これは発泡倍率が５倍を下回って薄肉化した場合、空気層の体積が少なくなり断熱効率が十分ではない。一方、発泡倍率が１５倍を超えると空気層が大となり、強度が低下して電線の保護機能が低下するからである。発泡倍率は１０〜１５倍であることがさらに好ましい。

発泡ゴムの気泡構造は、連続気泡構造と独立気泡構造があるが、本発明では断熱性に優れる独立気泡構造であることが好ましい。また、連続気泡構造と独立気泡構造の混合構造でもよい。

前記断熱保護シートの粘着層を含む厚さは３〜５ｍｍであることが好ましい。
これは、厚さが３ｍｍ未満であると、十分な断熱性能が得られないからであり、該厚さが５ｍｍを超えるとワイヤハーネスが大径化して配索スペースに制限が生じやすく、かつ、ワイヤハーネスが硬くなり、柔軟性にかけ曲げにくくなる。
粘着層に用いる粘着剤としては、耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等が好ましい。

本発明の車両用ワイヤハーネスは、エンジンルーム内において、排気マニホールドを含む、エンジン停止時に１００℃以上に急速加熱される機器に近接した領域に配索されるワイヤハーネスに好適に用いられる。前記急速加熱時の雰囲気温度が１２０℃に達した時点で前記断熱保護シートにより囲まれた内部温度が８０℃以下に保持でき、その後１２０℃で５分保持された時点においても前記内部温度を１００℃以下に保持できるものとしていることが好ましい。

前述したように、本発明によれば、一面に粘着層を備えた耐熱保護シートの該粘着層を電線群の外周に粘着させて巻き付けると共に巻き付けた断熱保護シート同士を前記粘着層を介して固着して外装しているため、従来のようにゴムチューブを被せた後にテープ等で巻き止めを行なう必要がなく、断熱保護シートのみで断熱外装することができる。そのため、容易に断熱外装でき、部品点数も少なくすることができる。かつ、断熱保護シートとして、架橋構造とした耐熱性発泡ゴムシートを用いているので、極めて耐熱性と断熱性能に優れる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１に、本発明の第１実施形態の自動車のエンジンルーム内の排気マニホールドに近接した位置に配索するワイヤハーネス１０を示す。
ワイヤハーネス１０は、電線群１１の外周に断熱保護シート１２を巻き付けて集束している。

図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、断熱保護シート１２は耐熱性発泡ゴムシート１４の一面に粘着層１３を備え、該粘着層１３を電線群１１の外周に接するように寿司巻きに電線群と粘着すると共に、巻き付けた断熱保護シート１２同士を固着している。
耐熱性発泡ゴムシート１４は、架橋構造とされたＥＰＤＭゴムからなり、密度０．２００ｇ／ｃｍ^３〜０．１００ｇ／ｃｍ^３、発泡倍率５〜１５倍の独立発泡構造のものを用いている。粘着層１３は、アクリル系粘着剤からなる。

断熱保護シート１２は、図２（Ａ）に示すような矩形状のシートとし、粘着層１３側に備えた剥離紙１５を剥離して粘着層１３を露出させて使用している。該断熱保護シート１２の幅Ｗ１は、電線群１１の外周長さ＋断熱保護シートの重なり代の長さＷ２とし、長さＬは電線群１１に巻き付ける電線群１１の軸線方向の長さとしている。
断熱保護シート１２は、図２（Ｂ）に示すように、耐熱性発泡ゴムシート１４の表面に粘着層１３を備え、全体の厚さＴは３．０ｍｍ〜５．０ｍｍとしている。

次に、図３を参照して、前記ワイヤハーネス１０の形成方法の一例について説明する。
はじめに、粘着層１３を露出させた断熱保護シート１２の粘着層１３側を上側に配置し、該粘着層の中央付近に引き揃えられた電線群１１を置く。
ついで、軸線方向に沿う片側の断熱保護シート１２を電線群１１の外周に粘着させて、電線群の外周面に一周巻き付けた後、もう一方側の軸線方向に沿う断熱保護シートをその上に粘着させて巻き付け、電線群１１を寿司巻きにし、巻き付けた断熱保護シート１２同士を粘着層１３を介して固着して外装している。即ち、一周の寿司巻きとしている。
図１（Ｂ）に示す断熱保護シート１２の重なり幅Ｗ２は外周の約１／４としている。

このようにして得られるワイヤハーネス１０は、図４に示す自動車１００のエンジンルーム１０１内において、１００℃以上に急速加熱される排気マニホールド１０２に近接した領域に配索している。排気マニホールド１０２はエンジン停止時に１２０℃程度の高温に急速加熱される。
よって、該排気マニホールド１０２に近接して配索されるワイヤハーネス１０も、排気マニホールド１０２の急速加熱時に１００℃以上の高温雰囲気に晒されるが、高温耐熱性及び断熱性能に極めて優れた断熱保護シート１２で電線群１１を被覆しているため、電線群１１に１００℃の高温が伝達するのを防止できる。
具体的には、本発明者の実験結果では、前記急速加熱時の雰囲気温度が１２０℃に達した時点で断熱保護シート１２により囲まれた内部温度を８０℃以下に保持することができる。さらに、その後、１２０℃で５分保持された時点においても前記内部温度を１００℃以下に保持することができ、極めて断熱性能に優れる。

また、本発明のワイヤハーネス１０は、断熱保護シート１２が粘着層１３を備えているので、従来のように断熱材となるゴムチューブを被せた後にテープ等で巻き付ける必要がなく、断熱保護シートのみで断熱外装することができる。そのため、部品点数を少なくでき、容易に断熱外装を施すことができるので、コストを大幅に低減することができる。
さらに、断熱保護シート１２として、架橋構造とした耐熱性発泡ゴムシート１４を用いているため、極めて耐熱性に優れている。よって、前記のように、１２０℃の高温に耐えることができ、さらに発泡体としているので軽量で優れた断熱性能を備えている。
かつ、一周の巻きでだけで、電線群１１を断熱保護することができるため、ワイヤハーネスの外径が肥大化しない。さらに、使用する断熱保護シート１２の面積も少なくでき、コスト面での利点もある。

次に、第１実施形態のワイヤハーネスを用いた実施例及び従来のワイヤハーネスを用いた比較例について詳述する。

（実施例１）
前記第１実施形態と同様の方法でワイヤハーネス１０を作製した。
詳細には、電線群１１として、芯線を銅線とする被覆電線（ＡＶＳＳ０．５ｓｑ）を５０本集束して外径１４ｍｍとした。断熱保護シート１２としては、密度が０．１１０ｇ／ｃｍ^３、発泡倍率が約１２倍の発泡ＥＰＤＭシートにアクリル系粘着材からなる粘着層を備えたものを用いた。該断熱保護シート１２は、長さＬが１０００ｍｍ、厚さＴが３ｍｍのものを用い、断熱保護シート１２の重なり代Ｗ２は２０ｍｍとした。
（比較例１）
前述した図１１に示す手順でワイヤハーネスを作製した。
詳細には、断熱材として断熱保護シートの代わりに発泡ＥＰＤＭ製のチューブ状ゴムスポンジ（密度；０．２８０ｇ／ｃｍ^３、発泡倍率；約４倍、内径２８ｍｍ、外径３８ｍｍ、肉厚５ｍｍ）を用いた。これを電線群１１に取り付けたのち、粘着層を備えた日東電工（株）製テープ（幅１９ｍｍ）でゴムスポンジの外周を荒巻きで巻き付けた。なお、電線群１１は実施例１と同様のものを用いた。

実施例１、比較例１のワイヤハーネスを、図５（Ａ）に示すように恒温槽１６（エスペック製「ＰＨ−２０１（製品名）」）に設置した。
ワイヤハーネス１０は、断熱外装した大部分を恒温槽１６内に設置し、両端の露出した電線群１１及び断熱外装材端部を、図５（Ｂ）に示すように恒温槽外に出るように設置した。

ついで、恒温槽１６の内部雰囲気温度を７０℃に保ち、図５に示すワイヤハーネスの測温箇所が７０℃の平衡状態となった後、５分間で恒温槽１６の内部雰囲気温度を１２０℃まで上昇させ、その時の断熱外装材の内部の温度の推移を測定した。前述したように１２０℃という温度はエンジン停止後のエンジンルーム内の温度に相当する。
なお、断熱外装材の内部の温度は、ワイヤハーネス１０の中央部となる測温箇所において、温度計（横河電機（株）製「ＤＡ１００（製品名）」）のプローブの先端を電線群の表面まで突き刺して測定した。測定時間は１時間とし、測定間隔は１分とした。測定結果を図６に示す。

図６に示すように、実施例１のワイヤハーネスは肉厚３ｍｍの薄い断熱外装材としているにも関わらず、肉厚５ｍｍの比較例１のワイヤハーネスと略同等の断熱性能を有していた。しかしながら、実施例１のワイヤハーネスは断熱外装材が肉薄のため、柔軟性を有してレイアウト性に優れ、断熱外装が簡便に施せる点で、比較例１のワイヤハーネスよりも優れていた。

図７に第２実施形態のワイヤハーネス２０を示す。
本実施形態では、断熱保護シート２０の幅Ｗ１を電線群の外周の長さに対応させ、電線群１１への巻き方を拝み巻きとしている点で第１実施形態と相違する。
本構成としても、ワイヤハーネスの電線群の外周面に断熱保護シートを巻き付け、巻き付けた断熱保護シート同士を前記粘着層を介して固着して外装することができるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
他の構成及び効果は第１実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。

図８に第３実施形態のワイヤハーネス３０を示す。
本実施形態では、幅Ｗ３が１０〜３０ｍｍの断熱保護テープ３２を用い、該断熱保護テープ３２を前記電線群１１の外周に隙間なく螺旋状に巻き付けることにより断熱外装している点で第１実施形態と相違する。
巻き方は断熱保護テープの幅Ｗ３の半分を重ねて巻き付ける、所謂、ハーフラップ巻きとしている。

前記構成とすれば、断熱保護テープを螺旋状に巻き付ける作業のみで容易に断熱外装することができるので、屈曲形状のワイヤハーネスであってもその形状に対応した断熱外装が施しやすい。また、電線群の太さが異なっても同一幅のテープで断熱外装することができるため、異なるサイズの断熱保護シートを複数用意しなくてもよく、コストを低減できる利点がある。
他の構成及び効果は第１実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。

第１実施形態のワイヤハーネスを示し、（Ａ）は斜視概略図、（Ｂ）は断面図である。第１実施形態で用いた断熱保護シートを示し、（Ａ）は斜視概略図、（Ｂ）は断面模式図である。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は第１実施形態のワイヤハーネスの形成方法を説明する図面である。第１実施形態のワイヤハーネスが設置される自動車のエンジンルームを示す図面である。実施例における恒温槽へのワイヤハーネスの設置状態を示す図面であり、（Ａ）は全体図、（Ｂ）はワイヤハーネス両端の設置状態を示す要部拡大図である。実施例の温度測定結果を示す図面である。第２実施形態のワイヤハーネスを示し、（Ａ）は斜視概略図、（Ｂ）は断面図である。（Ａ）は第３実施形態のワイヤハーネスを示す斜視概略図であり、（Ｂ）は（Ａ）に用いた断熱保護テープを示す。従来例を示す図面である。他の従来例を示す図面である。従来のワイヤハーネスの形成方法を説明する図面である。

符号の説明

１０、２０、３０ワイヤハーネス
１１電線群
１２断熱保護シート
１３粘着層
１４耐熱性発泡ゴムシート
３２断熱保護テープ
１００自動車
１０１エンジンルーム
１０２排気マニホールド

Claims

車両の高温雰囲気となる領域に配索するワイヤハーネスであって、
架橋構造とした耐熱性発泡ゴムシートからなる断熱保護シートをワイヤハーネスの電線群の外周面に巻き付けており、該断熱保護シートは一面に粘着層を備え、該粘着層を電線群の外周に粘着させて巻き付けると共に巻き付けた断熱保護シート同士を前記粘着層を介して固着して外装していることを特徴とする車両用ワイヤハーネス。
前記断熱保護シートは、幅が１０〜３０ｍｍのテープとし、該テープを前記電線群の外周に隙間なく螺旋状に巻き付けており、または、
該断熱保護シートを巻き付ける領域の長さとした矩形状のシートからなり、該シートを前記電線群の外周に一周の寿司巻き又は拝み巻きで巻き付けている請求項１に記載の車両用ワイヤハーネス。
前記断熱保護シートは架橋構造とした発泡ＥＰＤＭシートからなり、該断熱保護シートの密度は０．２００ｇ／ｃｍ^３〜０．１００ｇ／ｃｍ^３、発泡倍率は５〜１５倍であり、厚さは３〜５ｍｍである請求項１または請求項２に記載の車両用ワイヤハーネス。
エンジンルーム内において、排気マニホールドを含む、エンジン停止時に１００℃以上に急速加熱される機器に近接した領域に配索され、前記急速加熱時の雰囲気温度が１２０℃に達した時点で前記断熱保護シートにより囲まれた内部温度が８０℃以下に保持でき、その後１２０℃で５分保持された時点においても前記内部温度を１００℃以下に保持できるものである請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用ワイヤハーネス。