JP2016081593A - ワイヤーハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】同軸電線のシールド機能の低下を抑制することが可能なワイヤーハーネスを提供する。【解決手段】ワイヤーハーネスは、導体部と、導体部の外周を覆う可塑剤を含む絶縁体と、を備えた電線と、内部導体１０と、内部導体１０の外周に設けられる内部絶縁体２０と、内部絶縁体２０の外周に設けられる外部導体４０と、外部絶縁体４０の外周を覆うシース５０と、を有し、電線に隣接配置される同軸電線１と、を備えたワイヤーハーネスであって、同軸電線１は、内部絶縁体２０とシース５０との間に、可塑剤の移行を防止するフィルム層３０をさらに備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ワイヤーハーネスに関する。

従来、内部導体と、内部導体の外周に設けられる内部絶縁体と、内部絶縁体の外周に設けられる外部導体と、外部導体の外周を覆うシースとを有した同軸電線が知られている。このような同軸電線では、外部からノイズが照射された場合、ノイズは外部導体により遮断されることとなり、内部導体を伝送されるデータにノイズが重畳し難いようになっている（例えば特許文献１，２参照）。

特開２０１０−１８６７２２号公報 特開２００９−１４６７０４号公報

ここで、同軸電線のシースには可塑剤が含まれていることがあり、高温環境下においては可塑剤が揮発して外部導体内側の内部絶縁体に移行してしまうことがある。可塑剤が内部絶縁体に移行すると、内部絶縁体の誘電率が高くなってしまい、シールド性能を低下させてしまう。

さらに、本件出願人は、同軸電線をＰＶＣ電線のような絶縁体に可塑剤が含まれる電線と隣接配置させて、ワイヤーハーネスとすることを検討している。この場合には、同軸電線のシースに可塑剤が入っているか否かに拘わらず、隣接配置される電線の可塑剤が同軸電線内に移行してしまい、同軸電線のシールド性能を低下させてしまう。

本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的とするところは、同軸電線のシールド機能の低下を抑制することが可能なワイヤーハーネスを提供することにある。

本発明のワイヤーハーネスは、導体部と、前記導体部の外周を覆う可塑剤を含む絶縁体と、を備えた電線と、内部導体と、前記内部導体の外周に設けられる内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に設けられる外部導体と、前記外部導体の外周を覆うシースと、を有し、前記電線に隣接配置される同軸電線と、を備えたワイヤーハーネスであって、前記同軸電線は、前記内部絶縁体と前記シースとの間に、可塑剤の移行を防止するフィルム層をさらに備えることを特徴とする。

このワイヤーハーネスによれば、同軸電線は内部絶縁体とシースとの間に、可塑剤の移行を防止するフィルム層をさらに備えるため、同軸電線のシースに可塑剤が入っているか否かに拘わらず、隣接配置される電線の絶縁体に可塑剤が入っている場合に、隣接配置される電線の可塑剤が同軸電線の内部絶縁体に移行してしまうことを防止することができる。従って、同軸電線のシールド機能の低下を抑制することが可能なワイヤーハーネスを提供することができる。

また、本発明のワイヤーハーネスにおいて、前記フィルム層は、前記内部絶縁体と前記外部導体との間に設けられ、前記内部絶縁体と融着していることが好ましい。

このワイヤーハーネスによれば、内部絶縁体とフィルム層とが融着しているため、たとえフィルム層に切れ目が入ってしまったとしても、切れ目から内部絶縁体の端面までのフィルム部分が内部絶縁体に密着しており、当該フィルム部分が移動して内部導体上に被さってしまう可能性を低減することができる。従って、圧着不良が発生する可能性を低減することができる。

また、本発明のワイヤーハーネスにおいて、前記内部絶縁体と前記フィルム層との密接力は、１Ｎ以上であることが好ましい。

このワイヤーハーネスによれば、内部絶縁体とフィルム層との密接力は１Ｎ以上である。ここで、密着力が１Ｎ以上であると、フィルム部分の電線長手方向距離が約０．５ｍｍである場合、サンプル数５０の同軸電線の全てにおいてフィルム部分の剥がれが確認されなかった。よって、より確実に圧着不良が発生する可能性を低減することができる。

なお、同軸電線から外部導体及びシースを取り除いたものを第１部材とする。そして、この第１部材の一端側のフィルム層を取り除き中央側及び他端側のフィルム層を残し、且つ、一端側及び中央側の内部導体及び内部絶縁体を残し他端側の内部導体及び内部絶縁体を取り除き、中央側では内部絶縁体とフィルム層とが融着したままの状態としたものを第２部材とする。なお、第２部材の中央側で内部絶縁体とフィルム層とが融着したままの、融着面積は約５０ｍｍ^２となっている。次いで、第２部材の一端側の内部絶縁体と他端側のフィルム層とを第２部材の長手方向に互いに離間する方向へ引っ張り、第２部材の中央側のフィルム層が内部絶縁体から剥がれたときの力を上記の密着力とした。なお、互いに離間する方向へ引っ張る際の引張試験機は、株式会社東洋精機製作所製の製品名：ストログラフＶＧＳを用いた。

本発明によれば、同軸電線のシールド機能の低下を抑制することが可能なワイヤーハーネスを提供することができる。

本発明の実施形態に係るワイヤーハーネスの一例を示す斜視図である。 同軸電線を除く他の電線の一例を示す断面図である。 図１に示した同軸電線を示す構成図であって、（ａ）は断面図を示し、（ｂ）は側面図を示している。 同軸電線を使用する際の処理工程を示す図であり、（ａ）は第１処理を示し、（ｂ）は第２処理を示している。 密着力の測定方法を示す図であり、（ａ）は第１の図を示し、（ｂ）は第２の図を示し、（ｃ）は第３の図を示している。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るワイヤーハーネスの一例を示す斜視図である。図１に示すようにワイヤーハーネスＷＨは、複数の電線Ｗを束にしたものであり、複数の電線Ｗの少なくとも１本が以下に詳細説明する同軸電線１により構成されている。

図２は、同軸電線１を除く他の電線２の一例を示す断面図である。本実施形態において同軸電線１を除く他の電線２は、例えばＰＶＣ電線であり、導体部３と、導体部３の外周を覆う可塑剤を含む絶縁体４とを備えたものとなっている。

このようなワイヤーハーネスＷＨにおいて、同軸電線１は、他の電線２と隣接配置される。また、ワイヤーハーネスＷＨは、例えば図１に示すように電線Ｗの両端部にコネクタＣを備えていてもよいし、複数の電線Ｗをまとめるためにテープ巻き（図示せず）されていてもよい。また、ワイヤーハーネスＷＨは、コルゲートチューブ等の外装部品（図示せず）を備えていてもよい。

図３は、図１に示した同軸電線１を示す構成図であって、（ａ）は断面図を示し、（ｂ）は側面図を示している。図３に示すように、同軸電線１は、内部導体１０と、内部絶縁体２０と、フィルム層３０と、外部導体４０と、絶縁性のシース５０とを備えている。

内部導体１０は、例えば軟銅線、銀メッキ軟銅線、錫メッキ軟銅線、及び錫メッキ銅合金線などが用いられる。なお、本実施形態において内部導体１０は１本であるが、２本以上の素線が撚られた撚線であってもよい。

内部絶縁体２０は、内部導体１０の外周に設けられるものであって、例えばＰＥ（polyethylene)やＰＰ（polypropylene）などが用いられている。この内部絶縁体２０は、誘電率が３．０以下となっている。

フィルム層３０は、内部絶縁体２０の外周に設けられ可塑剤の移行を防止するシート状の部材である。具体的にフィルム層３０は、可塑剤が内部絶縁体２０に浸透しないように、一般的に使用される可塑剤（ＤＯＰ：フタル酸ビス、ＤＩＮＰ：フタル酸ジイソノニル、ＴＯＴＭ：トリメリット酸）のＳＰ値８．９に対して、ＳＰ値の差が１．８以上ある材質（例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate））によって構成されている。なお、フィルム層３０は強度の観点から縦及び横の双方に延伸された二軸延伸フィルムであることが好ましい。

外部導体４０は、フィルム層３０上に設けられるものであって、例えば編組により構成されている。編組は、銅線等の導体線が複数本の束にされ、この束が編み込まれることによって形成されたものである。なお、外部導体４０は、編組に限らず金属箔により構成されていてもよい。さらに、外部導体４０は１層に限らず２層以上の構造であってもよい。加えて、２層以上の構造である場合には層間に絶縁体などを介在させてもよい。

シース５０は、外部導体の外周を覆うものであり、例えばポリ塩化ビニル樹脂等の可塑剤を含む樹脂により構成されている。

このような同軸電線１では、外部からノイズが照射された場合、ノイズは外部導体４０により遮断されることとなり、内部導体１０を伝送するデータ等にノイズが重畳し難いようになっている。

さらに、上記同軸電線１を含むワイヤーハーネスＷＨは高温環境下に曝され易く、シース５０に添加されている可塑剤が揮発してしまうが、揮発した可塑剤は外部導体４０の内側の内部絶縁体２０に移行しようとしても、フィルム層３０によって食い止められる。これにより、内部絶縁体２０の誘電率を高めることがなく、シールド性能の低下を防止することができる。

さらに、本実施形態において内部絶縁体２０とフィルム層３０とは融着している。すなわち、内部絶縁体２０とフィルム層３０との境界面において、内部絶縁体２０とフィルム層３０と少なくとも一方が軟化して他方に密着した状態となっている。

図４は、同軸電線１を使用する際の処理工程を示す図であり、（ａ）は第１処理を示し、（ｂ）は第２処理を示している。上記のような同軸電線１を使用するにあたって本件出願人は、以下の処理工程を行っている。

まず、図４（ａ）に示すように、上記のような同軸電線１を使用するにあたっては、まずシース５０から内部絶縁体２０までを剥離して内部導体１０を露出させる（第一切断工程）。次に、図４（ｂ）に示すように、例えば回転刃によってシース５０から外部導体４０までを、内部絶縁体２０の端面Ｔよりもやや電線根本側で切断する（第二切断工程）。これにより、内部導体１０と外部導体４０とは同軸電線１の長手方向に距離Ｌだけ離れることとなり、両者が接触しないようにすることができる。

しかし、フィルム層３０を有する上記の同軸電線１では、第二切断工程時に、回転刃によってフィルム層３０に切れ目Ｇを付けてしまう。そして、この切れ目Ｇよりも電線先端側のフィルム部分３０ａが剥がれてしまい、フィルム部分３０ａが内部導体１０上に被さってしまった場合には、後に内部導体１０に端子圧着を行うときに、圧着不良を起こしてしまう。

ところが、本実施形態のように内部絶縁体２０とフィルム層３０とが融着している場合、たとえ第２切断工程においてフィルム層３０に切れ目Ｇが入ってしまったとしても、切れ目Ｇから内部絶縁体２０の端面Ｔまでのフィルム部分３０ａが内部絶縁体２０に密着していることから、当該フィルム部分３０ａが移動して内部導体１０上に被さってしまう可能性を低減することができる。

ここで、内部絶縁体２０とフィルム層３０との密接力は１Ｎ以上であることが好ましい。密着力が１Ｎ以上であると、切れ目Ｇから内部絶縁体２０の端面Ｔまでのフィルム部分３０ａの電線長手方向距離が約０．５ｍｍである場合、サンプル数５０の同軸電線１の全てにおいてフィルム部分３０ａの剥がれが確認されなかったからである。

なお、上記の密着力は以下に示す測定方法により測定されたものである。図５は、密着力の測定方法を示す図であり、（ａ）は第１の図を示し、（ｂ）は第２の図を示し、（ｃ）は第３の図を示している。

密着力の測定にあたっては、まず、測定用の部材を作ることとなる。まず、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第１部材Ｂ１を製造する。第１部材Ｂ１は、同軸電線１から外部導体４０及びシース５０を取り除くことで製造される。従って、第１部材Ｂ１は、内部導体１０と、内部導体１０を覆う内部絶縁体２０と、内部絶縁体２０を半周分だけ覆うフィルム層３０とからなる。

次に、第１部材Ｂ１から図５（ｃ）に示す第２部材Ｂ２を製造する。第２部材Ｂ２を製造するにあたっては、まず、第１部材Ｂ１の一端側のフィルム層３１を取り除き、他端側及び中央側のフィルム層３２を残す。次に、他端側の内部導体１２及び内部絶縁体２２を取り除き、一端側及び中央側の内部導体１１及び内部絶縁体２１を残す。これにより、第２部材Ｂ２が製造される。

なお、図５（ｃ）に示すように、第２部材Ｂ２の中央側では内部絶縁体２０とフィルム層３０とが融着したままの状態となっている。融着した部分の長手方向距離ＦＬは１０ｍｍとなっている。また、内部絶縁体２０は１周で約５ｍｍとなっていることから、融着面積は約５０ｍｍ^２となっている。

その後、第２部材Ｂ２の一端側の内部絶縁体２１を一端側に引っ張ると共に、他端側のフィルム層３２を他端側に引っ張る。すなわち、両者が第２部材Ｂ２の長手方向に互いに離れるように力を加える。そして、第２部材Ｂ２の中央側のフィルム層３２が内部絶縁体２１から剥がれたときの力を密着力とした。

なお、互いに離れるように力を加える際の引張試験機は、株式会社東洋精機製作所製の製品名：ストログラフＶＧＳを用いた。

次に、本実施形態に係るワイヤーハーネスＷＨの製造方法を説明する。まず、他の電線２と同軸電線１とを個別に製造する。他の電線２は、導体部３上に絶縁体４を押出成形することによって製造される。一方、同軸電線１については、まず、内部導体１０上に内部絶縁体２０を押出成形する。次に、内部絶縁体２０上にフィルムを巻きつけてフィルム層３０を形成する。そして、フィルム層３０上に例えば編組からなる外部導体４０を巻き付ける。これにより形成された部材をシース内側部材（同軸電線１からシース５０のみを取り除いたもの）と称する。

その後、シース内側部材を加熱する。これにより、フィルム層３０を内部絶縁体２０に融着させる。ここで、加熱温度は、例えば８０℃以上１２０℃以下であり、加熱時間は１秒以上５秒以下である。これにより、例えばフィルム層３０がＰＥＴ樹脂により形成されている場合、ＰＥＴ樹脂が約７０℃で軟化し始めるため、融着が実現される。なお、ＰＥＴ樹脂の融点は２５０℃〜２６０℃であるが、この温度まで加熱する必要はない。この温度まで加熱してしまうとフィルム樹脂が原形を留めなくなり、穴等が形成されて可塑剤の移行防止機能が損なわれてしまうからである。すなわち、加熱温度は、フィルム層３０を構成する樹脂の融点未満の温度であり、且つ、フィルム層３０を構成する樹脂が軟化する温度（ガラス転移温度）以上の温度である。

次いで、加熱したシース内側部材に対してシース５０を押出成形する。これにより、本実施形態に係る同軸電線１が製造される。なお、上記においてシース内側部材は、少なくともフィルム層３０を構成する樹脂のガラス転移温度以上に加熱されており、押出成形をスムーズに行うことができる。

より詳細に説明すると、シース内側部材を加熱しない場合、冷えた状態のシース内側部材に押出成形を行うこととなる。ここで、冷えた状態のシース内側部材は、押出成形時においてシース５０を形成するための樹脂の温度を低下させてしまう。すなわち、樹脂を押出成形しようとしても、シース５０を形成するための樹脂の温度が低下してしまい、樹脂がやや硬化することから押出成形をうまく行えなくなってしまう。

すなわち、シース内側部材を加熱する工程では、フィルム層３０の軟化のため、及び、後の押出工程のスムーズ化のために、熱を加えていることとなる。

なお、熱を加える方法としては、シース内側部材自体を加熱雰囲気に曝す方法、及び、シース内側部材の外部導体４０に通電する方法の少なくとも一方が採用される。

その後、個別に製造されたＰＶＣ電線と同軸電線１とをテープ巻き等してワイヤーハーネスＷＨが製造される。

このようにして、本実施形態に係るワイヤーハーネスＷＨによれば、同軸電線１は内部絶縁体２０とシース５０との間に、可塑剤の移行を防止するフィルム層３０をさらに備えるため、同軸電線１のシース５０に可塑剤が入っているか否かに拘わらず、隣接配置される電線２の絶縁体４に可塑剤が入っている場合に、隣接配置される電線２の可塑剤が同軸電線１の内部絶縁体２０に移行してしまうことを防止することができる。従って、同軸電線１のシールド機能の低下を抑制することが可能なワイヤーハーネスＷＨを提供することができる。

また、内部絶縁体２０とフィルム層３０とが融着しているため、たとえフィルム層３０に切れ目Ｇが入ってしまったとしても、切れ目Ｇから内部絶縁体２０の端面Ｔまでのフィルム部分３０ａが内部絶縁体２０に密着しており、当該フィルム部分３０ａが移動して内部導体１０上に被さってしまう可能性を低減することができる。従って、圧着不良が発生する可能性を低減することができる。

また、内部絶縁体２０とフィルム層３０との密接力は１Ｎ以上である。ここで、密着力が１Ｎ以上であると、フィルム部分３０ａの電線長手方向距離Ｌが約０．５ｍｍである場合、サンプル数５０の同軸電線１の全てにおいてフィルム部分３０ａの剥がれが確認されなかった。よって、より確実に圧着不良が発生する可能性を低減することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、本実施形態において同軸電線１は、内部導体１０に内部絶縁体２０を被覆した内側電線の１本に対してフィルム層３０、外部導体４０及びシース５０を順次積層している。しかし、これに限らず、複数本の内側電線を一括して覆うフィルム層３０と、フィルム層３０上に設けられる外部導体４０と、外部導体４０の外周を覆う絶縁性のシース５０とを有して同軸電線が構成されていてもよい。

また、本実施形態においてフィルム層３０は内部絶縁体２０の全周３６０°に亘って融着している構成に限らず、内部絶縁体２０とフィルム層３０とは、１周のうちの一部が融着しており、残りが融着していない構成であってもよい。

１ ：同軸電線
２ ：電線
３ ：導体部
４ ：絶縁体
１０ ：内部導体
２０ ：内部絶縁体
３０ ：フィルム層
３０ａ ：フィルム部分
４０ ：外部導体
５０ ：シース
Ｂ１ ：第１部材
Ｂ２ ：第２部材
Ｃ ：コネクタ
Ｇ ：切れ目
Ｔ ：端面
Ｗ ：電線
ＷＨ ：ワイヤーハーネス

Claims (3)

1. 導体部と、前記導体部の外周を覆う可塑剤を含む絶縁体と、を備えた電線と、
   内部導体と、前記内部導体の外周に設けられる内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に設けられる外部導体と、前記外部導体の外周を覆うシースと、を有し、前記電線に隣接配置される同軸電線と、を備えたワイヤーハーネスであって、
   前記同軸電線は、前記内部絶縁体と前記シースとの間に、可塑剤の移行を防止するフィルム層をさらに備える
   ことを特徴とするワイヤーハーネス。
2. 前記フィルム層は、前記内部絶縁体と前記外部導体との間に設けられ、前記内部絶縁体と融着している
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤーハーネス。
3. 前記内部絶縁体と前記フィルム層との密接力は、１Ｎ以上である
   ことを特徴とする請求項２に記載のワイヤーハーネス。

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