JP2015154664A - 吸音材付きワイヤーハーネス - Google Patents
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Abstract
【課題】ワイヤーハーネスに用いられるウレタンシートやＰＶＣシートなどの保護材は、打音特性については非常に良好な性能を示すものの、ワイヤーハーネスと車体、又はワイヤーハーネスと車両内の他部材との擦れ音に関しては消音効果に乏しく、車両内部で発生した擦れ音により車両室内の静粛性が損なわれることがある。【解決手段】目付５０〜４００ｇ／ｍ２、厚み５〜２０ｍｍの不織布を有する吸音材と、少なくとも一部が前記吸音材と一体化されているワイヤーハーネスとを備える吸音材付きワイヤーハーネスにより車両内部で生ずる擦れ音を抑制する。【選択図】図３
Description
本発明は、吸音材とワイヤーハーネスとが一体化された吸音材付きワイヤーハーネスに関するものである。
従来、自動車の車両室内の静粛性を高めることを目的として、車両内の騒音を発生する装置の近傍には、グラスウール、ロックウール、多孔性セラミック、屑綿など、柔らかな素材からなる遮音材や吸音材が設けられていた。しかし、遮音材や吸音材の施工性、人体への影響、リサイクル性、環境負荷、軽量化等の観点から、現在ではこれら遮音材や吸音材の多くには不織布が用いられるようになっている。
また、近年、自動車や電化製品等を中心に高性能、高機能化が急速に進められている。これら自動車や電化製品等の様々なエレクトロニクス設備を正確に作動させるためには、その内部配線に複数の電線が用いられる必要がある。これら複数の電線は一般にワイヤーハーネスの形態で使用される。ワイヤーハーネスとは、複数の電線を予め配線に必要な形態に組み上げておくもので、必要な分岐、端末へのコネクタ付け等を施した上で、テープ状、チューブ状またはシート状等の種々の形状からなるワイヤーハーネス保護材を電線束の外周に被覆することにより形成されるものである。
自動車に搭載されるワイヤーハーネスは、上記騒音を発生する装置を含む種々の電装品が電気的に接続されるように車両内に配索されるが、このワイヤーハーネスが振動などにより車体や車両内の他の部材等と接触して騒音を発生させることがあり、かかる騒音を抑制するため、車両内にはウレタンシートやＰＶＣシートなどの保護材が備えられることがある。
ワイヤーハーネスに用いられる上記ウレタンシートやＰＶＣシートなどの保護材は、緩衝機能のみならず消音機能も備えているが、これらは吸音材とは用途や目的が異なるため、吸音材とは別々に車両内に配設される。
これら消音機能を有する保護材は、打音特性については非常に良好な性能を示す。しかしながら、ワイヤーハーネスと車体、又はワイヤーハーネスと車両内の他部材とが擦れることにより生ずる擦れ音に関しては、不織布からなる吸音材と比較して消音効果に乏しいという欠点があり、車両内部で発生した擦れ音が車両室内へと侵入することにより、車両室内の静粛性を損なうおそれがある。
上記課題を解決するため、本発明に係る吸音材付きワイヤーハーネスは、目付５０〜４００ｇ／ｍ２、厚み５〜２０ｍｍの不織布を有する吸音材と、少なくとも一部が前記吸音材と一体化されているワイヤーハーネスと、を備えることを要旨とする。
本発明に係る吸音材付きワイヤーハーネスの吸音材は、目付５０〜４００ｇ／ｍ２、厚み５〜２０ｍｍの不織布を備えることにより、吸音材の柔らかさに優れ、また、高い擦れ音抑制効果を発揮する。
また、その柔らかさにより吸音材の厚みの自由度が高められることから、車両内へワイヤーハーネスを配索する際に、車体や車両内の部材間の様々な隙間に応じて柔軟に形状を変形させることができ、また、隙間が埋められることによる吸音性能の向上効果も期待される。
さらに、上記吸音材がワイヤーハーネスの少なくとも一部と一体化されていることにより、吸音材がワイヤーハーネスの保護材としての機能をも有し、ワイヤーハーネスと車体、又はワイヤーハーネスと車両内の他部材とが接触することにより生ずる擦れ音を効果的に抑制することができる。
吸音材とワイヤーハーネスとを一体化する方法としては、一枚又は複数枚の吸音材でワイヤーハーネスを巻装又は挟んだ構成が考えられる。
また、吸音材としての吸音性能と耐久性とを両立させるためには、不織布の繊維径を４〜１００μｍとすることが好ましい。繊維径を細くすることにより吸音材の吸音性能を高めることができるが、細くしすぎた場合は吸音材の耐久性が失われ、また逆に太くしすぎた場合は吸音材の吸音効果が発揮されないためである。
本発明に係る吸音材付きワイヤーハーネスによれば、ワイヤーハーネスと車体、又はワイヤーハーネスと車両内の他部材とが接触することにより生ずる擦れ音を効果的に抑制することができ、車両室内への騒音の侵入が低減され、車両室内の静粛性を高めることができる。
以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、吸音材を一枚備える吸音材付きワイヤーハーネスの実施形態を示す外観斜視図及びその断面図である。図１（ａ）は吸音材付きワイヤーハーネス１０の外観斜視図、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
吸音材付きワイヤーハーネス１０は、芯線の周囲が絶縁体により被覆された電線を複数本束にした電線束からなるワイヤーハーネス２の周囲を一枚の吸音材１により巻装してなるものである。ワイヤーハーネス２は電線束に限定されず、１本の電線のみで構成されても良い。
吸音材１の目付及び厚みは、目付５０〜４００ｇ／ｍ２、厚み５〜２０ｍｍの範囲内とする。より好ましくは目付２００〜３００ｇ／ｍ２、厚み１０〜１５ｍｍの範囲内である。吸音材１の柔らかさと擦れ音の抑制効果との両立を図るためである。
吸音材１はその全体が均一な目付及び厚みである必要はなく、目付５０〜４００ｇ／ｍ２、厚み５〜２０ｍｍの範囲内であれば部位により異なっていても良い。
吸音材１の製法としては、ニードルパンチ法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法等を用いることができる。
吸音材１を構成する繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステルのほか、ポリオレフィン、ナイロン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、レーヨン、アクリロニトリル、セルロース、ケナフ、ガラス等を使用することができる。
上記繊維の断面形状は特に限定されず、芯鞘型、円筒型、中空型、サイドバイサイド型や、通常の繊維とは形状の異なる異型断面繊維を使用しても良い。
上記繊維の繊維径は４〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。吸音材１の吸音性能と耐久性との両立を図るためである。
吸音材１の柔らかさは、φ６０ｍｍの吸音材１の不織布を二枚重ねたものをφ６０ｍｍの円柱板で圧縮し、圧縮率が５０％となった時点での垂直抗力が１０Ｎ未満であることが好ましい。より好ましくは５Ｎ未満である。
吸音材付きワイヤーハーネス１０は、吸音材１とワイヤーハーネス２とが一体化されていることにより、吸音材１を車体や車両内の部材間の様々な隙間に応じて柔軟に形状を変形させてワイヤーハーネス２を配索することができ、車両の走行中に生じる振動等でワイヤーハーネス２が車体や車両内の他部材と接触することによる擦れ音を効果的に抑制することができるとともに、吸音材１がワイヤーハーネス２の保護材としても機能している。さらに、隙間が埋められることによる吸音性能の向上効果も期待される。
吸音材１をワイヤーハーネス２に固定して一体化する手段としては、吸音材１を接着剤やステープラ等で貼り合わせる方法が挙げられる。その他、図示しない別体の取付部材を用いて固定しても良い。
図２は、吸音材１を一枚備える吸音材付きワイヤーハーネスの他の実施形態を示す外観斜視図及びその断面図である。図２（ａ）は吸音材付きワイヤーハーネス１１の外観斜視図、図２（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。
吸音材付きワイヤーハーネス１１は、ワイヤーハーネス２の外周に一枚の吸音材１が巻装されている点では吸音材付きワイヤーハーネス１０と同じであるが、吸音材付きワイヤーハーネス１１に巻装された吸音材１には、その軸方向に沿って周方向の対称位置から径方向外側に延出した耳部３が二条形成されている。耳部３は、同吸音材１の周方向の余剰部を接着剤またはステープラ等で貼り合わせたもので、耳部３の一方は同吸音材１の周方向端部を貼り合わせたものであり、他方はその対称位置の余剰部を折り曲げて貼り合わせたものである。吸音材１が耳部３を有することにより、車両内のより大きな隙間を埋め、吸音性能を向上させることができる。
図３は、二枚の吸音材に挟まれた吸音材付きワイヤーハーネスの実施形態を示す外観斜視図及びその断面図である。図３（ａ）は吸音材付きワイヤーハーネス１２の外観斜視図、図３（ｂ）はそのＣ−Ｃ断面図である。
吸音材付きワイヤーハーネス１２は、ワイヤーハーネス２を被覆する吸音材が、二枚の吸音材１からなる点を除いて、吸音材付きワイヤーハーネス１１と同様の構成及び効果を有する。かかる二枚の吸音材１は同一の目付及び厚みである必要はなく、目付５０〜４００ｇ／ｍ２、厚み５〜２０ｍｍの範囲内であれば異なっていても良い。
以下に本発明の吸音材付きワイヤーハーネスに係る吸音材の実施例及び比較例を示す。本実施例及び比較例の吸音材は、ニードルパンチで製造された不織布を二枚重ねたものを使用した。また、吸音材の不織布にはポリエステル繊維を使用し、繊維径は１４μｍとした。
各実施例及び比較例の吸音材の目付及び厚みは、実施例１は目付５０ｇ／ｍ２、厚み５ｍｍ、実施例２は目付２００ｇ／ｍ２、厚み１０ｍｍ、実施例３は目付３００ｇ／ｍ２、厚み１５ｍｍ、実施例４は目付４００ｇ／ｍ２、厚み２０ｍｍ、比較例１は目付１０ｇ／ｍ２、厚み２ｍｍ、比較例は目付５００ｇ／ｍ２、厚み２５ｍｍとした。
［柔らかさ測定］
実施例１〜４、比較例１、２の吸音材について、図４の方法により柔らかさの測定を行った。以下にその詳細な測定方法を説明する。
実施例１〜４、比較例１、２の吸音材について、図４の方法により柔らかさの測定を行った。以下にその詳細な測定方法を説明する。
フォースゲージ２０にφ６０ｍｍの円柱板である押込み板２１を装着し、押込み板２１で吸音材２３を圧縮した際の垂直抗力を測定した。圧縮速度は１ｍｍ／ｍｉｎとし、押込み板２１と同じくφ６０ｍｍの不織布２２が二枚重ねられた吸音材２３の厚みに対して、圧縮率が５０％となった時点でのフォースゲージ２０の値を取得した。この方法により測定された値が１０Ｎ未満の場合は、本発明の吸音材に期待する効果を得るに十分な柔らかさがあるものとして「○」と判定し、１０Ｎ以上の場合は「×」と判定した。その結果を表１に示す。
表１に示されるように、目付５０ｇ／ｍ２、厚み５ｍｍから、目付４００ｇ／ｍ２、厚み２０ｍｍまでの吸音材（実施例１〜４、比較例１）では１０Ｎ未満の柔らかさが保たれており、特に目付３００ｇ／ｍ２、厚み１５ｍｍ以下の吸音材の柔らかさは５Ｎ未満となっている（実施例１〜３、比較例１）。目付５００ｇ／ｍ２、厚み２５ｍｍの吸音材（比較例２）では垂直抗力は２１．５Ｎまで上昇し、柔らかさが大幅に失われている。
［擦れ音測定］
ＳＡＥ Ｊ２１９２「Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｉｒｉｎｇ Ｈａｒｎｅｓｓｅｓ」に準拠し、実施例１〜４、比較例１、２の各吸音材について擦れ音の抑制性能を評価した。各実施例及び比較例の吸音材の寸法は２００ｍｍ×５０ｍｍとした。騒音計の計測条件はＬＡｍａｘ特性にて３秒間とし、算出されたオーバーオール値（Ｏ．Ａ．値）を数値比較した。また、周囲の騒音を拾わない様、遮音箱を設置し、遮音箱内において測定を実施した。
ＳＡＥ Ｊ２１９２「Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｉｒｉｎｇ Ｈａｒｎｅｓｓｅｓ」に準拠し、実施例１〜４、比較例１、２の各吸音材について擦れ音の抑制性能を評価した。各実施例及び比較例の吸音材の寸法は２００ｍｍ×５０ｍｍとした。騒音計の計測条件はＬＡｍａｘ特性にて３秒間とし、算出されたオーバーオール値（Ｏ．Ａ．値）を数値比較した。また、周囲の騒音を拾わない様、遮音箱を設置し、遮音箱内において測定を実施した。
図５（ａ）は擦れ音測定の具体的な実施方法を示す図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。以下にその詳細な測定方法を説明する。
遮音箱３０の内壁には吸音材３１（本発明における吸音材とは別の吸音材）が貼付されており、遮音箱３０内の床部には、厚さ１．６ｍｍ、面積３００ｍｍ×５００ｍｍの鉄板３２が、その四隅を脚部３３により支持されて配置されている。鉄板３２の上面には、実施例１〜４、比較例１、２の各吸音材とワイヤーハーネスとを一体化したφ１５ｍｍの試験体３４が、鉄板３２の長手方向に沿って短手方向中央に載置されている。鉄板３２から上方へ１５０ｍｍ離れた位置には擦れ音を集音するマイクロホン３５が配置されている。試験体３４の一端部には、防音材３６で減音された加振機３７から延出する治具３８が結合されており、また同端部には加速度センサ３９が取り付けられている。
かかる環境下において、加振機３７により試験体３４を軸方向に両振幅５ｍｍ、９Ｈｚで加振した。暗騒音は２６ｄＢで測定し、試験体３４の生じる擦れ音が、日東電工製「エプトシーラー」Ｎｏ．６８５のウレタンシート保護材が生じる擦れ音である３８ｄＢより小さくなった場合を「○」、３８ｄＢ以上であった場合を「×」と判定した。その結果を表１に示す。
表１に示されるように、目付５０ｇ／ｍ２、厚み５ｍｍから、目付５００ｇ／ｍ２、厚み２５ｍｍまでの吸音材（実施例１〜４、比較例２）では３８ｄＢ未満の擦れ音が保たれており、特に目付２００ｇ／ｍ２、厚み１０ｍｍ以上の吸音材の擦れ音は３０ｄＢ未満となっている（実施例２〜４、比較例２）。実施例１よりも薄く粗い吸音材（比較例１）では４５．８ｄＢと、大幅に擦れ音が増加している。
上記、実施例１〜４、比較例１、２についての[柔らかさ測定]及び[擦れ音測定]の結果を統合すると、吸音材を構成する不織布の目付及び厚さを、目付５０〜４００ｇ／ｍ２、厚み５〜２０ｍｍの範囲内とすることにより、吸音材の柔らかさと、擦れ音の抑制効果との両立を図ることが可能であることが分かる。特に、目付２００〜３００ｇ／ｍ２、厚み１０〜１５ｍｍの範囲内ではその両立効果が顕著である。
以上、本発明の実施例及び比較例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
１ 吸音材
２ ワイヤーハーネス
３ 吸音材１の耳部
１０、１１ 一枚の吸音材１で被覆された吸音材付きワイヤーハーネスの実施形態
１２ 二枚の吸音材１で被覆された吸音材付きワイヤーハーネスの実施形態
２０〜２３ 柔らかさの測定試験に用いる設備
３０〜３９ 擦れ音の測定試験に用いる設備
２ ワイヤーハーネス
３ 吸音材１の耳部
１０、１１ 一枚の吸音材１で被覆された吸音材付きワイヤーハーネスの実施形態
１２ 二枚の吸音材１で被覆された吸音材付きワイヤーハーネスの実施形態
２０〜２３ 柔らかさの測定試験に用いる設備
３０〜３９ 擦れ音の測定試験に用いる設備
Claims (3)
- 目付５０〜４００ｇ／ｍ２、厚み５〜２０ｍｍの不織布を有する吸音材と、
少なくとも一部が前記吸音材と一体化されているワイヤーハーネスと、を備えることを特徴とする吸音材付きワイヤーハーネス。 - 前記ワイヤーハーネスの少なくとも一部が一枚又は複数枚の前記吸音材に挟まれることにより、前記吸音材と前記ワイヤーハーネスとが一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の吸音材付きワイヤーハーネス。
- 前記不織布の繊維径が４〜１００μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音材付きワイヤーハーネス。
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