JP2016110918A - ワイヤーハーネスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁被覆および電線の耐久性をより向上させることができるワイヤーハーネスの提供。【解決手段】ワイヤーハーネス１は、電線４の一部の周囲に絶縁被覆３と全周にわたって接するように筒体７を設けた上で、筒体７の外周面に金型を当接させて樹脂の射出成形によりコネクタハウジング６を形成することによって製造され、ワイヤーハーネス１では、電線４の絶縁被覆３とコネクタハウジング６との間に、当該コネクタハウジング６の端子５とは反対側の端面６ａから外部に突出するように筒体７が介設される。【選択図】図２

Description

本発明は、芯線および当該芯線を覆う絶縁被覆を有する電線と、当該電線の芯線と端子との接合部を覆うコネクタハウジングを有するワイヤーハーネスの製造方法に関する。

従来、導電性の芯線および当該芯線の周囲を覆う絶縁被覆（ゴム被覆）を有する絶縁電線と、絶縁電線の端部で芯線と電気的に接続された金属端子と、絶縁電線の端部の周囲を覆う絶縁性の硬質部材であるカバー部材とを備えるワイヤーハーネスが知られている（例えば、特許文献１参照）。カバー部材の内部には、絶縁電線の端部における少なくとも絶縁被覆の部分が挿入されるキャビティ（空間）が形成されている。更に、カバー部材におけるキャビティの壁を形成する内側面には、複数の環状突起部が形成されている。そして、このワイヤーハーネスでは、環状突起部を絶縁被覆に対して全周に亘って食い込ませることにより、当該環状突起部を絶縁電線とその端部の周囲を覆うカバー部材の内側面との隙間を塞ぐ止水材として機能させようとしている。

特開２０１３−１２５５８２号公報

しかしながら、上記従来のワイヤーハーネスのように、絶縁被覆に環状突起部を全周にわたって食い込ませると、絶縁被覆および電線の耐久性を低下させるおそれがある。そして、ワイヤーハーネスにおいて、絶縁被覆および電線の耐久性を良好に確保することは極めて重要であり、ワイヤーハーネスの製造過程の段階から、絶縁被覆および電線の耐久性を損なわないように配慮する必要がある。

そこで、本発明は、絶縁被覆および電線の耐久性をより向上させることができるワイヤーハーネスの製造方法の提供を主目的とする。

本発明によるワイヤーハーネスの製造方法は、芯線および前記芯線を覆う絶縁被覆を有する電線と、前記電線の芯線と端子との接合部を覆うコネクタハウジングを有するワイヤーハーネスの製造方法において、
（ａ）前記電線の一部の周囲に前記絶縁被覆と接するように筒体を設けるステップと、
（ｂ）前記筒体の外周面に金型を当接させて樹脂の射出成形により前記コネクタハウジングを形成するステップと、
を含むことを特徴とする。

この方法によりワイヤーハーネスを製造するに際しては、芯線および当該芯線を覆う絶縁被覆を有する電線の一部の周囲に当該絶縁被覆と接するように筒体を設ける。そして、筒体の外周面に金型を当接させた状態で、樹脂の射出成形により電線の芯線と端子との接合部を覆うようにコネクタハウジングを形成する。このように、電線の一部の周囲に筒体を配置した上で、筒体の外周面に金型を当接させた状態で射出成形を行えば、電線を挟持する金型に型締め荷重が加えられた際に、筒体が金型により押さえ付けられて窪む（変形する）ことになるので、型締めに伴う絶縁被覆の変形を無くすか、型締めに伴う絶縁被覆の窪み（変形）をごく小さくすることができる。そして、金型内に射出された樹脂は、筒体の窪んだ部分（変形部）に流れ込む。

すなわち、この方法によれば、射出成形によってコネクタハウジングを形成する際に、金型の型締めにより絶縁被覆が変形する（窪む）のを抑制すると共に、絶縁被覆の金型により押さえ付けられた部分に樹脂が流れ込むのを規制することが可能となり、射出成形により形成されたコネクタハウジングの一部が絶縁被覆に食い込んでしまうのを良好に抑制することができる。この結果、絶縁被覆および電線の耐久性をより向上させることができるワイヤーハーネスを容易に製造することが可能となる。そして、この方法により製造されたワイヤーハーネスを比較的大きな振動が作用するような環境下に配索しても、絶縁被覆および電線ひいてはワイヤーハーネス全体の耐久性を極めて良好に確保することができる。

また、コネクタハウジングの射出成形に際しては、筒体の端子側の端面が金型により画成されるキャビティ内に位置するように当該金型を筒体の外周面と当接させてもよい。これにより、金型と絶縁被覆との間に隙間が形成されないようにして、コネクタハウジングの内部に空隙が形成されてしまうのを良好に抑制することができる。更に、筒体は、電線が挿通される熱収縮性チューブであってもよい。これにより、射出成形の実行前に、電線が挿通された筒体すなわち熱収縮性チューブに熱処理を施すことで、概ね均一な厚みを有する筒体を電線に対して精度よく位置決めすると共に絶縁被覆の一部の全周に隙間無く密着させることが可能となる。また、筒体は、ゴムチューブや金属製のカラーであってもよく、電線の周囲にテープ等を巻回することにより構成されてもよい。更に、電線（絶縁被覆３）の周囲に一次金型を用いた射出成形により筒体を形成した後、二次金型を用いた射出成形によりコネクタハウジングを形成してもよい。

そして、本発明によるワイヤーハーネスは、芯線および当該芯線を覆う絶縁被覆を有する電線と、電線の芯線と端子との接合部を覆うコネクタハウジングを有するワイヤーハーネスにおいて、電線の絶縁被覆とコネクタハウジングとの間には、当該コネクタハウジングの端子とは反対側の端面から外部に突出するように筒体が介設されていること特徴とする。このように構成されるワイヤーハーネスは、電線の一部の周囲に絶縁被覆と接するように筒体を設けた上で、筒体の外周面に金型を当接させた状態で樹脂の射出成形によりコネクタハウジングを形成することによって製造されるものである。従って、このワイヤーハーネスでは、射出成形によってコネクタハウジングを形成する際に、金型の型締めにより絶縁被覆が変形する（窪む）のを抑制すると共に、絶縁被覆の金型により押さえ付けられる部分に樹脂が流れ込むのを規制することが可能となり、射出成形により形成されたコネクタハウジングの一部が絶縁被覆に食い込んでしまうのを良好に抑制することができる。この結果、このワイヤーハーネスでは、絶縁被覆および電線の耐久性をより向上させることが可能となる。

本発明の方法により製造されたワイヤーハーネスを含む車両の一例であるハイブリッド車両を示す概略構成図である。 本発明によるワイヤーハーネスを示す部分断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明によるワイヤーハーネスの製造手順を示す模式図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、従来のワイヤーハーネスの製造手順を示す模式図である。 本発明の変形態様に係る方法により製造されたワイヤーハーネスを示す部分断面図である。

次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明によるワイヤーハーネスを含む車両の一例であるハイブリッド車両１０を示す概略構成図である。同図に示すハイブリッド車両１０は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料を用いて動力を出力するエンジン（内燃機関）１２と、当該エンジン１２と共に動力出力装置２０を構成するトランスアクスル２１とを含む。エンジン１２およびトランスアクスル２１は、ハイブリッド車両１０の図示しないエンジンコンパートメント内に配置される。

トランスアクスル２１は、エンジン１２のクランクシャフト１４に接続されたダンパ２２と、シングルピニオン式のプラネタリギヤ３０と、主として発電機として作動するモータ（同期発電電動機）ＭＧ１と、駆動軸２３に動力を出力すると共に回生制動力を出力可能なモータ（同期発電電動機）ＭＧ２と、ドライブシャフトを介して駆動輪である車輪ＤＷに連結されるデファレンシャルギヤ２４と、これらの構成要素を収容するトランスアクスルケース２５とを含む。プラネタリギヤ３０は、モータＭＧ１のロータに接続されるサンギヤ（第１要素）と、駆動軸２３に接続されるリングギヤ（第２要素）と、複数のピニオンギヤを支持すると共にダンパ２２を介してエンジン１２のクランクシャフト１４に接続されるプラネタリキャリヤ（第３要素）とを有する。また、モータＭＧ２のロータは、トランスアクスルケース２５内に収容される変速機２６を介して駆動軸２３（リングギヤ）に接続される。更に、駆動軸２３は、トランスアクスルケース２５内に収容されるギヤ機構２７を介してデファレンシャルギヤ２４に連結される。

また、ハイブリッド車両１０は、モータＭＧ１を駆動するインバータ４１と、モータＭＧ１を駆動するインバータ４２と、電力線やインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０とを含む。バッテリ５０は、例えば２００〜３００Ｖの定格出力電圧を有するニッケル水素二次電池またはリチウムイオン二次電池である。本実施形態において、インバータ４１，４２は、図示しない昇降圧コンバータ等と共に電力制御装置（ＰＣＵ）を構成し、導電性材料からなると共にトランスアクスルケース２５に固定されるパワーコントロールユニットケース（以下、「ＰＣＵケース」という）４５内に収容される。そして、ＰＣＵケース４５内のインバータ４１，４２は、当該ＰＣＵケース４５に設けられた図示しないコネクタシェル（レセプタクル）と結合するワイヤーハーネス１を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と接続される。

図２は、ワイヤーハーネス１を示す部分断面図である。同図に示すように、ワイヤーハーネス１は、芯線２および当該芯線２を覆う略円筒状の絶縁被覆３を有する複数（本実施形態では、３本）の電線４と、それぞれ各電線４の芯線２の対応する端部に接合される複数（本実施形態では、合計６個）の端子５と、２個のコネクタハウジング６とを有する。本実施形態において、各端子５は、電線４の芯線２の端部に圧着されるかしめ部を有する圧着端子である。ただし、端子５は、例えば超音波溶接等により芯線２に電気的に接続されるものであってもよい。

コネクタハウジング６は、ワイヤーハーネス１の両端部に１個ずつ設けられる。そして、一方のコネクタハウジング６は、ＰＣＵケース４５に設けられた図示しないコネクタシェルに嵌合され、他方のコネクタハウジング６は、モータＭＧ１またはＭＧ２に設けられた図示しないコネクタシェルに嵌合される。本実施形態において、各コネクタハウジング６は、３本の芯線２の一端部と端子５との接合部を覆うように樹脂の射出成形（インサート成形）により形成される。各端子５の先端部は、コネクタハウジング６の先端面から外部に突出しており、コネクタハウジング６が対応するコネクタシェルに嵌合されると、ＰＣＵケース４５、モータＭＧ１またはＭＧ２に設けられた対応する端子に電気的に接続される。

更に、各電線４の絶縁被覆３とコネクタハウジング６との間には、当該コネクタハウジング６の端子とは反対側の端面６ａから外部に突出するように筒体７が介設されている。本実施形態において、筒体７は、例えばポリオレフィン樹脂といった熱収縮性樹脂からなる熱収縮性チューブであり、例えばコネクタハウジング６の軸長（芯線２等の延在方向における長さ）よりも短い軸長を有する。本実施形態において、筒体７の端子５側の端部は、図２に示すように、コネクタハウジング６内に位置する絶縁被覆３の端面よりも端面６ａ側に位置する。そして、筒体７の端子５とは反対側の端部は、上述のようにコネクタハウジング６の端面６ａから外部に突出する。

なお、各コネクタハウジング６の端子５とは反対側の端部には、例えば図示しないブラケットを介して筒状のシールド部材（図示省略）が固定され、上記筒体７の端部や各電線４は、当該シールド部材により包囲される。そして、当該シールド部材は、導電性材料からなる図示しない連結部材を介してＰＣＵケース４５に電気的に接続される。また、上記ハイブリッド車両１０では、モータＭＧ１およびＭＧ２を収容するトランスアクスルケース２５上にＰＣＵケース４５が固定されることから、モータＭＧ１，ＭＧ２とＰＣＵケース４５とを結ぶワイヤーハーネス１の全長（電線４の全長）は比較的短い。

続いて、図３および図４を参照しながら、ワイヤーハーネス１の製造方法について説明する。

ワイヤーハーネス１の製造に際しては、まず、複数の電線４の芯線２の端部に端子５を接合（圧着）する。次いで、絶縁被覆３の予め定められた部分が熱収縮樹脂製の筒体７により覆われるように各電線４を当該筒体７に挿通した上で、電線４および筒体７に対して熱処理を施す。このように、電線４が挿通された筒体７（熱収縮性チューブ）に熱処理を施すことで、図３（ａ）に示すように、概ね均一な厚みを有する筒体７を電線４に対して精度よく位置決めすると共に絶縁被覆３の一部の全周に隙間無くに密着させることが可能となる。

このようにして電線４すなわち絶縁被覆３の周囲に筒体７を設けた後、図３（ｂ）に示すように、成形金型１００を構成する上型１０１と下型１０２とに複数組（３組）の電線４および端子５を挟持させる。電線４および端子５を成形金型１００に挟持させる際には、図３（ｂ）に示すように、各電線４の絶縁被覆３に装着された筒体７の端子５側の端面が上型１０１および下型１０２により画成されるキャビティ１０５内に位置するように、上型１０１および下型１０２の側壁部を筒体７の外周面と当接させる。

そして、上型１０１と下型１０２とに型締め荷重を加えると共に図示しないゲートを介してキャビティ１０５内に樹脂を射出し、各芯線２と端子５との接合部を覆うようにコネクタハウジング６を形成する。なお、１本のワイヤーハーネス１における２個のコネクタハウジング６は、２個同時に形成されてもよく、１個ずつ別々に形成されてもよい。そして、射出成形（インサート成形）の完了後、成形金型１００から取り出された半製品には、上述のシールド部材等が組み付けられ、それによりワイヤーハーネス１の製造が完了する。

ここで、図４に示すような電線４の絶縁被覆３とコネクタハウジング６との間に筒体７が介設されていない従来のワイヤーハーネスを製造する場合、図４（ａ）に示すように、コネクタハウジング６の射出成形（インサート成形）に際して、成形金型１００の側壁部が電線４の絶縁被覆３と直接当接することになる。このため、成形金型１００に型締め荷重が印加されると、当該成形金型１００により押さえ付けられることで絶縁被覆３の一部が図４（ａ）に示すように電線４の軸心（図中一点鎖線参照）に向けて窪み（弾性変形し）、キャビティ１０５内に樹脂が射出されると、図４（ｂ）に示すように、当該樹脂の一部が成形金型１００の側壁付近の絶縁被覆３の変形部（窪んだ部分）３ｘに流れ込む。

また、成形金型１００の型締めが解除されて半製品が成形金型１００から取り出されると、絶縁被覆３の成形金型１００により押さえ付けられていた部分が図４（ｃ）に示すように弾性により元に戻る。これに対して、樹脂が流れ込んだ絶縁被覆３の変形部３ｘは、コネクタハウジング６の剛性により元に戻らず、変形したまま（窪んだまま）となる。従って、絶縁被覆３とコネクタハウジング６との間に筒体７が介設されていない従来のワイヤーハーネスでは、図４（ｃ）に示すように、絶縁被覆３の一部にコネクタハウジング６の一部が食い込んでしまうおそれがある。そして、このようにコネクタハウジング６の一部が絶縁被覆３の一部に食い込んでしまうと、変形部３ｘ付近で絶縁被覆３の肉厚が減ってしまい、絶縁被覆３および電線４の耐久性が低下してしまうおそれがある。

これに対して、電線４の一部の周囲に筒体７を配置した上で、当該筒体７の外周面に上型１０１および下型１０２を当接させた状態で射出成形を行えば、電線４を挟持する上型１０１および下型１０２に型締め荷重が加えられた際に、筒体７が上型１０１および下型１０２により押さえ付けられて窪む（変形する）ことになるので、型締めに伴う絶縁被覆３の変形を無くすか、型締めに伴う絶縁被覆３の窪み（変形）をごく小さくすることができる。そして、キャビティ１０５内に射出された樹脂は、筒体７の窪んだ部分（変形部）に流れ込む。

すなわち、上述のような方法を採用すれば、射出成形によりコネクタハウジング６を形成する際に、上型１０１および下型１０２の型締めにより絶縁被覆３が変形する（窪む）のを抑制すると共に、絶縁被覆３の上型１０１および下型１０２により押さえ付けられた部分に樹脂が流れ込むのを規制することが可能となり、射出成形により形成されたコネクタハウジング６の一部が絶縁被覆３に食い込んでしまうのを良好に抑制することができる。この結果、絶縁被覆３および電線４の耐久性をより向上させることができるワイヤーハーネス１を容易に製造することが可能となる。また、上述のハイブリッド車両１０では、トランスアクスルケース２５上にＰＣＵケース４５が固定されることからワイヤーハーネス１の全長（電線４の全長）が比較的短く、ワイヤーハーネス１の配索（取り回し）を工夫して振動を吸収することが困難となるが、上述のようにしてワイヤーハーネス１を製造することで、当該ワイヤーハーネス１を比較的大きな振動が作用するような環境下で用いたとしても、絶縁被覆３および電線４ひいてはワイヤーハーネス１の耐久性を極めて良好に確保することができる。

また、コネクタハウジング６の射出成形に際して、筒体７の端子５側の端面がキャビティ１０５内に位置するように上型１０１および下型１０２を筒体７の外周面と当接させることにより、上型１０１および下型１０２と絶縁被覆３との間に隙間が形成されないようにして、コネクタハウジング６の内部に空隙が形成されてしまうのを良好に抑制することができる。更に、筒体７として熱収縮性チューブを用いれば、射出成形の実行前に電線４が挿通された筒体７に熱処理を施すことで、概ね均一な厚みを有する筒体７を電線４に対して精度よく位置決めすると共に絶縁被覆３の一部の全周に隙間無くに密着させることが可能となる。なお、筒体７の厚み（熱収縮後の厚み）は、上型１０１および下型１０２の型締め荷重を考慮して、型締めに際して絶縁被覆３が窪む（変形する）ことなく当該筒体７のみが窪む（変形する）ように定められると好ましい。

以上説明したように、ワイヤーハーネス１は、電線４の一部の周囲に絶縁被覆３と全周にわたって接するように筒体７を設けた上で、筒体７の外周面に上型１０１および下型１０２を当接させて樹脂の射出成形によりコネクタハウジング６を形成することによって製造される。すなわち、ワイヤーハーネス１では、電線４の絶縁被覆３とコネクタハウジング６との間に、当該コネクタハウジング６の端子５とは反対側の端面６ａから外部に突出するように筒体７が介設される。これにより、射出成形によってコネクタハウジング６を形成する際に、上型１０１および下型１０２の型締めにより絶縁被覆３が変形する（窪む）のを抑制すると共に、絶縁被覆３の上型１０１および下型１０２により押さえ付けられる部分に樹脂が流れ込むのを規制することが可能となり、射出成形により形成されたコネクタハウジング６の一部が絶縁被覆３に食い込んでしまうのを良好に抑制することができる。この結果、ワイヤーハーネス１では、絶縁被覆３および電線４の耐久性をより向上させることが可能となる。

なお、筒体７は、ゴムチューブや金属製のカラーであってもよく、電線４（絶縁被覆３）の周囲にテープ等を巻回することにより構成されてもよい。また、図５に示すワイヤーハーネス１Ｂのように、絶縁被覆３とコネクタハウジング６との間に介設される筒体７Ｂと、芯線２と端子５との接合部を覆うコネクタハウジング６とを二色成形により形成してもよい。すなわち、一次金型を用いた樹脂の射出成形（一次成形）により電線４の一部の周囲に絶縁被覆３と接するように筒体７Ｂを設けた上で、当該筒体７Ｂの外周面に二次金型を当接させた状態で樹脂の射出成形（二次成形）によりコネクタハウジング６を形成してもよい。この場合、筒体７Ｂを構成する樹脂とコネクタハウジング６を構成する樹脂とを同一のものとすれば、筒体７Ｂとコネクタハウジング６との接合性をより向上させることができる。ただし、筒体７Ｂを構成する樹脂とコネクタハウジング６を構成する樹脂とは、互いに異なるものであってもよい。

更に、上述のワイヤーハーネス１は、３本の電線４を含む三相ハーネスとして構成されているが、これに限られるものではない。すなわち、ワイヤーハーネス１は、例えば６本の電線４を含むと共にモータＭＧ１およびＭＧ２により共用される六相ハーネスとして構成されてもよく、単相ハーネスとして構成されてもよい。また、ワイヤーハーネス１は、モータＭＧ１およびＭＧ２とインバータ４１，４２とを電気的に接続するものに限られず、これら以外の電気機器の接続に用いられてもよい。更に、上述のハイブリッド車両１０は、いわゆる２モータ式の動力出力装置２０を含むものであるが、ワイヤーハーネス１が、いわゆる１モータ式の動力出力装置を含むハイブリッド車両や、電気自動車、更にはエンジンのみを走行用の動力発生源として含む車両にも適用され得ることはいうまでもない。また、上述の方法および構成は、車両以外で用いられるワイヤーハーネスに適用されてもよい。

そして、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本発明は、ワイヤーハーネスの製造産業等において利用可能である。

１，１Ｂ ワイヤーハーネス、２ 芯線、３ 絶縁被覆、３ｘ 変形部、４ 電線、５ 端子、６ コネクタハウジング、６ａ 端面、７，７Ｂ 筒体、１０ ハイブリッド車両、１２ エンジン、１４ クランクシャフト、２０ 動力出力装置、２１ トランスアクスル、２２ ダンパ、２３ 駆動軸、２４ デファレンシャルギヤ、２５ トランスアクスルケース、２６ 変速機、２７ ギヤ機構、３０ プラネタリギヤ、４１，４２ インバータ、４５ ＰＣＵケース、５０ バッテリ、１００ 成形金型、１０１ 上型、１０２ 下型、１０５ キャビティ、ＤＷ 駆動輪、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 芯線および前記芯線を覆う絶縁被覆を有する電線と、前記電線の芯線と端子との接合部を覆うコネクタハウジングを有するワイヤーハーネスの製造方法において、
   （ａ）前記電線の一部の周囲に前記絶縁被覆と接するように筒体を設けるステップと、
   （ｂ）前記筒体の外周面に金型を当接させて樹脂の射出成形により前記コネクタハウジングを形成するステップと、
   を含むことを特徴とするワイヤーハーネスの製造方法。

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