JP2017076500A - ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】ツイスト電線を使用しない構成でありながら、電磁ノイズの影響を受けにくく、かつ、組立作業性の良いワイヤハーネスを提供する。
【解決手段】第１のフレーム１０では、第１の電線６０が、上側薄板部２０の上面両側縁部２３に設けられた複数の第１の電線掛止用リブ２４および各下側薄板部３０に設けられた第２の電線掛止用リブ３４に係止されることで立体的に配索される。第２のフレーム４０では、第２の電線７０が、上面両側縁部５３に千鳥配列状に設けられた複数の第３の電線掛止用リブ５４に係止されることで蛇行状に配索される。配索後の第１のフレーム１０の収容空間８０の所定位置に、配索後の第２のフレーム４０を収容した状態において、各開口部２１の位置で第１の電線６０が第２の電線７０の下側を通り、かつ、各連結部２２の位置で第１の電線６０が連結部２２上を通るとともに第２の電線７０の上側を通る。
【選択図】図５

Description

本発明は、電磁ノイズに対する対策が必要とされるワイヤハーネスに関する。

現在、車両には各種の電子機器やセンサー類、およびそれらを制御するためのＥＣＵ（電子制御ユニット）が複数搭載されている。そして、これらの電子機器やセンサー類とＥＣＵ間、あるいは各ＥＣＵ間を接続する信号線に外部から電磁ノイズが混入しないように、様々な対策が講じられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、２本の電線を螺旋状に撚り合わせたツイストペア線を備えたワイヤハーネスが開示されており、光硬化性樹脂からなる保持体が２本の電線に対し相対変位を規制した状態で密着している。これにより、電線の撚りが解けて電線同士の間隔が拡がってノイズ低減効果が低下することを防止している。

一方、車両内に配索される信号線が切断、絶縁不良等の損傷を受けないように、信号線を含むワイヤハーネスに外装される筒状の合成樹脂製プロテクタが用いられることも多い（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２には、三次元形状に折り曲げた状態で形状保持力を有する樹脂板を基板として用いたワイヤハーネス用のプロテクタが開示されている。この基板は、長方形状であり、幅方向に間隔をあけた３カ所で、長さ方向の全長にわたって平行に折り曲げて、ワイヤハーネスの電線群を挿通する中空部を有する四角筒状に組み立てるものである。

特開２０１５−０３８８３８号公報、図1、段落０００２、段落０００８ 特開２０１５−１９６０１６号公報、図３、段落０００７

しかしながら、特許文献１に記載のようなツイストペア線を使用したワイヤハーネスに対して、特許文献２に記載のようなプロテクタを用いる場合、電線の撚り作業によりツイストペア線を作成した上で、プロテクタにテープ止めで取り付け、プロテクタを四角筒状に組み立てる作業が必要となり、手間が掛かり、作業効率が良くなかった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、ツイスト電線を使用しない構成でありながら、電磁ノイズの影響を受けにくく、かつ、組立作業性の良いワイヤハーネスを提供することを目的とする。

本発明に係るワイヤハーネスは、上記目的を達成するため、長矩形であり上面両側縁部に挟まれる領域に配索用の開口部と連結部とが交互に配列された上側薄板部と、前記各開口部に対応する下側に所要寸法離れて下側薄板部と、前記各下側薄板部の両側を前記上側薄板部の下面に連結している一対の側面部と、を有する第１のフレームと、前記上側薄板部に対応する長さを有しかつ前記一対の側面部間に通される幅を有する第２のフレームと、前記上側薄板部の前記上面両側縁部に設けられた複数の第１の電線掛止手段および前記各下側薄板部の中央部に設けられた第２の電線掛止手段に係止されることにより立体的に配索された第１の電線と、前記第２のフレームの上面両側縁部に千鳥配列状に設けられた複数の第３の電線掛止手段が、前記第１のフレームの前記上側薄板部と前記下側薄板部との間に前記第２のフレームが収容された状態において、前記複数の開口部の一側と他側に交互に位置し、前記複数の第３の電線掛止手段に係止されるように蛇行状に配索された第２の電線と、を備え、前記各開口部の位置で前記第１の電線が前記第２の電線の下側を通り、かつ、前記各連結部の位置で前記第１の電線が連結部上を通るとともに前記第２の電線の上側を通り、前記第１の電線と前記第２の電線は、いずれも、一または複数の信号線であって、一方がプラス側、他方がマイナス側である、ことを特徴としている。

この構成により、本発明に係るワイヤハーネスは、第１の電線が立体的に配索された第１のフレームの上側薄板部と下側薄板部との間に、第２の電線が蛇行状に配索された第２のフレームを収容している状態にて、上記各開口部の位置で第１の電線が第２の電線の下側を通り、かつ、上記各連結部の位置で第１の電線が連結部上を通るとともに第２の電線の上側を通るようになっている。すなわち、従来の電線の撚り作業をすることなく、第１の電線と第２の電線とのツイスト構造が実現されている。これにより、従来の電線の撚り作業等の手間の掛かる作業を省略できるので、容易かつ低コストで耐ノイズ性のワイヤハーネスを製造することができる。

また、本発明に係るワイヤハーネスは、前記第１のフレームの前記上側薄板部と前記下側薄板部との間に前記第２のフレームが収容された状態をロックするロック手段をさらに備えていてもよい。

この構成により、本発明に係るワイヤハーネスは、第１のフレームに対して第２のフレームがずれることなく、正確に位置決めすることができるので、耐ノイズ性能を安定的に発揮させることができる。

本発明によれば、ツイスト電線を使用しない構成でありながら、電磁ノイズの影響を受けにくく、かつ、組立作業性の良いワイヤハーネスを提供することができる。

本発明の一実施形態に係り、第１の電線が配索された第１のフレームの斜視図である。 図２（ａ）は図１に示す第１のフレームの正面図であり、図２（ｂ）はその平面図である。 本発明の一実施形態に係り、第２の電線が配索された第２のフレームの斜視図である。 図４（ａ）は図３に示す第２のフレームの正面図であり、図４（ｂ）はその平面図である。 本発明の一実施形態に係るワイヤハーネスの斜視図である。 図６（ａ）は図５に示すワイヤハーネスの正面図であり、図６（ｂ）はその平面図である。 図６（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明に係るワイヤハーネスの実施の形態について、図面を参照して説明する。

[構成]
本実施形態に係るワイヤハーネス１は、図５および図６に示すように、第１のフレーム１０と、第２のフレーム４０と、第１の電線６０と、第２の電線７０と、を備えている。

第１のフレーム１０は、図１および図２に示すように、長矩形であり上面両側縁部２３、２３に挟まれる領域に配索用の開口部２１と連結部２２とが交互に配列された上側薄板部２０と、各開口部２１に対応する下側に所要寸法離れて下側薄板部３０と、各下側薄板部３０の両側を上側薄板部２０の下面に連結している一対の側面部３１と、を有している。第１のフレーム１０の長手方向の長さは、限定するものではないが、例えば２００ｍｍであり、開口部２１（の中央部）と次の開口部２１（の中央部）との間隔は、例えば１３〜２５ｍｍである。第１のフレーム１０は絶縁性の合成樹脂からなり、一体成形品として形成されている。

図２（ａ）に示すように、第１のフレーム１０において、上側薄板部２０と下側薄板部３０との間は、後で説明するように第２のフレーム４０を長手方向から収容する収容空間８０とされている。

第１のフレーム１０の上側薄板部２０の上面両側縁部２３、２３には、複数の第１の電線掛止手段として複数の第１の電線掛止用リブ２４が設けられ、各下側薄板部３０の中央部には、第２の電線掛止手段として第２の電線掛止用リブ３４が設けられている。

具体的には、複数の第１の電線掛止用リブ２４は、上側薄板部２０の長手方向に沿った上面両側縁部２３、２３において配索用の開口部２１に対応する位置に交互に片側に存在する千鳥配列にて設けられている。第１の電線掛止用リブ２４は、上面両側縁部２３、２３に沿って延在し、かつ、その断面が外向きのフック形状を有している。このフック形状の部分に電線を掛け止めることにより、電線を簡単に配索していくことができる。

また、配索用の各開口部２１に対応する各下側薄板部３０の中央部に設けられた第２の電線掛止用リブ３４は、第１のフレーム１０の幅方向に沿って延在し、かつ、その断面がフック形状を有している（図７参照）。このフック形状の部分に電線を掛け止めることにより、電線を簡単に配索していくことができる。

第２のフレーム４０は、図３および図４に示すように、長矩形の薄板部５０を有し、この薄板部５０は、第１のフレーム１０の上側薄板部２０に対応する長さを有し、かつ、一対の側面部３１、３１間に通される幅を有して構成されている。第２のフレーム４０は絶縁性の合成樹脂からなり、一体成型品として形成されている。

第２のフレーム４０の上面両側縁部５３、５３には、複数の第３の電線掛止手段として複数の第３の電線掛止用リブ５４が千鳥配列状に設けられている。

具体的には、複数の第３の電線掛止用リブ５４は、薄板部５０の上面の長手方向に沿った上面両側縁部５３、５３において交互に片側に存在する千鳥配列にて設けられている。第３の電線掛止用リブ５４は、上面両側縁部５３、５３に沿って延在し、かつ、その断面が外向きのフック形状を有している。このフック形状の部分に電線を掛け止めることにより、電線を簡単に配索していくことができる。

また、図６（ｂ）に示すように、複数の第３の電線掛止用リブ５４は、第１のフレーム１０の上側薄板部２０と下側薄板部３０との間に第２のフレーム４０が収容された状態において、複数の開口部２１の一側と他側に交互に位置するように配置されている。このような構成により、電線の配索後に第１のフレーム１０の上側薄板部２０と下側薄板部３０との間に第２のフレーム４０が収容された状態において、平面視で第１の電線６０と第２の電線７０とで形成される閉ループＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の面積を均一にすることができる。ここで、「閉ループ」とは、図６（ｂ）における平面視で第１の電線６０と第２の電線７０とが交差した地点のうち、隣接した２つの交差地点の間にある第１の電線６０の部分と第２の電線７０の部分とで形成される仮想的な閉ループである。

第１の電線６０と第２の電線７０は、いずれも、一または複数の信号線であって、一方がプラス側、他方がマイナス側となっている。ここで、プラス側の信号線とは、所定の一方向に電流が流れることにより信号を伝える信号線をいい、マイナス側の信号線とは、プラス側における電流の方向とは反対方向に電流が流れることにより信号を伝える信号線をいう。よって、第１の電線６０を構成する１または複数の信号線では、信号伝送において所定の一方向に電流が流れ、第２の電線７０を構成する一または複数の信号線では、信号伝送において上記所定の一方向とは逆方向に電流が流れることになる。

第１の電線６０は、図１および図２に示すように、上側薄板部２０の上面両側縁部２３、２３に設けられた複数の第１の電線掛止用リブ２４および下側に所要寸法離れて位置する各下側薄板部３０の中央部に設けられた第２の電線掛止用リブ３４に係止されることにより立体的に配索されている。

第２の電線７０は、図３および図４に示すように、第２のフレーム４０の上面両側縁部５３、５３に千鳥配列状に設けられた複数の第３の電線掛止用リブ５４に係止されるように蛇行状に配索されている。

図５および図６に示すように、電線の配索後に第１のフレーム１０の上側薄板部２０と下側薄板部３０との間に第２のフレーム４０が収容された状態において、各開口部２１の位置で第１の電線６０が第２の電線７０の下側を通り、かつ、各連結部２２の位置で第１の電線６０が連結部２２上を通るとともに第２の電線７０の上側を通るようになっている。すなわち、第１の電線６０と第２の電線７０とがツイスト構造にて配索されている。

本実施形態に係るワイヤハーネス１は、第２のフレーム４０が第１のフレーム１０の上側薄板部２０と下側薄板部３０との間の収容空間８０に収容された状態をロックするロック手段をさらに備えるように構成されていてもよい。

具体的には、図７に示すように、このロック手段として、第２のフレーム４０の薄板部５０の下面に一体形成された係合受部５６と、第１のフレーム１０の下側薄板部３０の上面に一体形成された係合突起部３６とを有している。係合突起部３６が弾性変形を伴って係合受部５６の開口部に入ることで、ロック機能を発揮する。

より具体的には、薄板部５０の下面から２本の部材が下方に延び、その両先端部が１本の水平部材で連結され、矩形の受入れ開口部を形成している。係合突起部３６は、下側薄板部３０の上面から上方に延びた後に水平方向後方に折れ曲がったＬ字形状であり、その水平部分の先端部が若干膨らんだ形状を有している。そして、第２のフレーム４０を収容空間８０（図２（ａ）参照）に長手方向から挿入した際に、係合突起部３６の膨らんだ先端部が係合受部５６の水平部材を乗り越えて受入れ開口部に入って係合することにより、収容状態をロックするようになっている。

係合受部５６は、第２のフレーム４０の薄板部５０の一端部の下面で、幅方向中央に１つ設けられ、係合突起部３６は、係合受部５６に対応するように、第１のフレーム１０の下側薄板部３０の一端部の上面で、幅方向中央に１つ設けられている。しかし、係合受部５６および係合突起部３６の数は任意であり、各１個に限定されない。係合受部５６および係合突起部３６の配置についても、それぞれ薄板部５０の一端部および下側薄板部３０の一端部への配置に限定されず、係合受部５６と係合突起部３６が対応する配置ならば任意の箇所に形成してもよい。また、第１のフレーム１０に係合受部を形成し、第２のフレーム４０に係合突起部を形成するようにしてもよい。

また、ロック手段として、第２のフレーム４０を形状記憶性の樹脂製部材とし、第１のフレーム１０の開口部２１に係合するような係合凸部形状を第２のフレーム４０に従来公知の方法により記憶させておいてもよい。第２のフレーム４０が第１のフレーム１０の収容空間８０に収容された状態で、所要温度に加熱して記憶しておいた係合凸部形状を復元することで、復元した係合凸部を第１のフレーム１０の開口部２１に係合させ、収容状態をロックすることができる。この場合には、第１のフレーム１０の係合突起部３６と、第２のフレーム４０の係合受部５６は不要になる。

[組立方法]
次に、本実施形態に係るワイヤハーネス１の組立方法を説明する。

まず、両端に金属端子が取り付けられた信号線をプラス側信号線（例えば第１の電線６０）とマイナス側信号線（例えば第２の電線７０）とに仕分けし、仕分けられた第１の電線６０と第２の電線７０をそれぞれ複数個所にて粘着テープでテープ巻きし結束しておく。

次いで、第１のフレーム１０の上側薄板部２０の上面両側縁部２３、２３において千鳥配列状に設けられた複数の第１の電線掛止用リブ２４の１つに、第１の電線６０を掛止し、配索用の開口部２１において落ち込ませて下側薄板部３０の中央部に設けられた第２の電線掛止用リブ３４に掛止した後、立ち上げて次の第１の電線掛止用リブ２４に掛止することを複数回繰り返すことで、立体的に配索していく。

具体的には、例えば、図１および図２に示すように、第１の電線６０を、第１の電線掛止用リブ２４ａに掛止した後に側面部３１に沿って立ち下げて第２の電線掛止用リブ３４ａに掛止し、その後、対向する側面部３１に沿って立ち上げて第１の電線掛止用リブ２４ｂ、２４ｃに順に掛止する。次いで、同様に、側面部３１に沿って立ち下げて第２の電線掛止用リブ３４ｂに掛止し、その後、対向する側面部３１に沿って立ち上げて第１の電線掛止用リブ２４ｄ、２４ｅに順に掛止する。次いで、側面部３１に沿って立ち下げて第２の電線掛止用リブ３４ｃに掛止し、その後、対向する側面部３１に沿って立ち上げて第１の電線掛止用リブ２４ｆに掛止する。このようにして、平面視で長手方向に蛇行した状態で、かつ、立体的には長手方向に略スパイラル状に配索されることになる。

上記説明では、端の第１の電線掛止用リブ２４ａから配索を開始したが、反対側の端にある第１の電線掛止用リブ２４ｆから開始して上記とは逆方向に配索していってもよい。また、中間にある第１の電線掛止用リブ２４ｃ等から開始して両方向に配索していってもよい。

次に、第２のフレーム４０の薄板部５０の上面両側縁部５３、５３に千鳥配列状に設けられた複数の第３の電線掛止用リブ５４に、第２の電線７０を掛止していき、薄板部５０上で長手方向に蛇行状に配索する。例えば、図３および図４に示すように、第３の電線掛止用リブ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅにこの順でまたは逆順で第２の電線７０を掛止していくことで、蛇行状に配索される。

その後、図５および図６に示すように、第１の電線が配索された第１のフレーム１０の上側薄板部２０と下側薄板部３０との間の収容空間８０に、第２の電線７０が配索された第２のフレーム４０を、長手方向から挿入する。第１のフレーム１０の収容空間８０において第２のフレームが所定の位置に収容された状態で、薄板部５０の一端部下面に設けられた係合受部５６を、下側薄板部３０の一端部上面に設けられた係合突起部３６に係合させ固定することで組立作業が完了する。

[作用・効果]
本実施形態に係るワイヤハーネス１では、第１のフレーム１０の上側薄板部２０と下側薄板部３０との間の収容空間８０に第２のフレーム４０が収容された状態において、第３の電線掛止用リブ５４は、配索用の複数の開口部２１の一側と他側に交互に位置するようになっている。そして、各開口部２１の位置で第１の電線６０が第２の電線７０の下側を通り、かつ、各連結部２２の位置で第１の電線６０が連結部２２上を通るとともに第２の電線７０の上側を通るようになっている。すなわち、第１の電線６０と第２の電線とが撚り合わされたツイスト構造が形成されている。

その結果、図６（ｂ）に示すように、平面視で第１の電線６０と第２の電線７０とで同面積の４つの閉ループＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が形成されている。図６（ｂ）の紙面に垂直な方向に、時間的に変化する磁束が存在していると仮定すると、一の閉ループを貫く磁束の変化により電線に誘導される起電力と、その隣の閉ループを貫く磁束の変化により電線に誘導される起電力とは、方向が逆になるので、外部から電磁ノイズの影響を受けにくい構造になっている。

図６（ｂ）では、一方の上面側縁部５３の第３の電線掛止用リブ５４から他方の上面側縁部５３の第３の電線掛止用リブ５４に幅方向に渡される第２の電線７０の部分は、開口部２１で幅方向に渡される第１の電線６０の部分と、その隣の連結部２２の上を渡される第１の電線６０の部分との間の中間に位置している。しかしながら、第２の電線７０の配置はこれに限定されない。

例えば、一方の上面側縁部５３の第３の電線掛止用リブ５４から他方の上面側縁部５３の第３の電線掛止用リブ５４に幅方向に渡される第２の電線７０の部分を、開口部２１で幅方向に渡される第１の電線６０の部分か、あるいはその隣の連結部２２の上を渡される第１の電線６０の部分に、平面視で重なるように配置してもよい。このようにすると、平面視で第１の電線６０と第２の電線７０とで形成される閉ループの面積が小さくなるので、図６（ｂ）の紙面に垂直な方向の外部電磁ノイズの影響を受けにくい。

図６（ｂ）において、平面視で第１の電線６０と第２の電線７０とで形成される閉ループの面積を小さくするため、平面視で第１の電線６０の蛇行ピッチと、第２の電線７０の蛇行ピッチとを等しくするのが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、第１の電線６０の蛇行ピッチと第２の電線７０の蛇行ピッチとの比を１：２などとし、異なるピッチにしてもよい。

図６(ａ)の紙面に垂直な方向からの電磁ノイズの影響を小さくするために、必要な収容空間８０を確保しつつも、側面部３１の高さを低くするのが好ましい。

上述したように、本実施の形態に係るワイヤハーネス１は、第１の電線６０が立体的に配索された第１のフレーム１０の上側薄板部２０と下側薄板部３０との間に、第２の電線７０が蛇行状に配索された第２のフレーム４０を収容している状態にて、各開口部２１の位置で第１の電線６０が第２の電線７０の下側を通り、かつ、各連結部２２の位置で第１の電線６０が連結部２２上を通るとともに第２の電線７０の上側を通るようになっている。すなわち、第１のフレーム１０と第２のフレーム４０の夫々において第１乃至第３の電線掛止用リブ２４、３４、５４に電線を掛け渡した後、第２のフレーム４０の収容空間８０に第１のフレーム１０を挿入するという極簡単な組立作業により、電線のツイスト構造を実現することができる。また、第１のフレーム１０と第２のフレーム４０との組み合わせにより、電線を保護するプロテクタの機能も有している。このように、ツイスト電線にするための従来の電線の撚り作業やプロテクタへのテープ止め作業などを省略できるので、組立作業性が良く、耐ノイズ性に優れたワイヤハーネス１を提供することができる。

また、本実施の形態に係るワイヤハーネス１は、第２のフレーム４０が第１のフレーム１０の上側薄板部２０と下側薄板部３０との間の収容空間８０に収容された状態をロックするロック手段として、第２のフレーム４０の薄板部５０の下面に係合受部５６と、第１のフレーム１０の下側薄板部３０の上面に係合突起部３６とを有している。第２のフレーム４０を収容空間８０に長手方向から挿入し、係合受部５６を係合突起部３６に係合させることにより、収容状態をロックするよう構成されている。この構成により、ワイヤハーネス１は、第２のフレーム４０を第１のフレーム１０に対して正確に配置することができ、かつ、一旦配置すると両者の相対的な位置がずれることがない。これにより、ツイスト構造を精度よく簡単に構成することができ、耐ノイズ性能を安定的に発揮させることができる。

以上のとおり、本発明のワイヤハーネスは、ツイスト電線を使用しない構成でありながら、電磁ノイズの影響を受けにくく、かつ、組立作業性が良いという効果を有し、電磁ノイズ環境下で使用されるワイヤハーネスの全般に有用である。

１ ワイヤハーネス
１０ 第１のフレーム
２０ 上側薄板部
２１ 開口部
２２ 連結部
２３ 上面側縁部
２４ 第１の電線掛止用リブ（第１の電線掛止手段）
２５ 側端リブ
３０ 下側薄板部
３１ 側面部
３４ 第２の電線掛止用リブ（第２の電線掛止手段）
３６ 係合突起部（ロック手段）
４０ 第２のフレーム
５０ 薄板部
５３ 上面側縁部
５４ 第３の電線掛止用リブ（第３の電線掛止手段）
５５ 側端リブ
５６ 係合受部（ロック手段）
６０ 第１の電線
７０ 第２の電線
８０ 収容空間

Claims (2)

1. 長矩形であり上面両側縁部に挟まれる領域に配索用の開口部と連結部とが交互に配列された上側薄板部と、前記各開口部に対応する下側に所要寸法離れて下側薄板部と、前記各下側薄板部の両側を前記上側薄板部の下面に連結している一対の側面部と、を有する第１のフレームと、
   前記上側薄板部に対応する長さを有しかつ前記一対の側面部間に通される幅を有する第２のフレームと、
   前記上側薄板部の前記上面両側縁部に設けられた複数の第１の電線掛止手段および前記各下側薄板部の中央部に設けられた第２の電線掛止手段に係止されることにより立体的に配索された第１の電線と、
   前記第２のフレームの上面両側縁部に千鳥配列状に設けられた複数の第３の電線掛止手段が、前記第１のフレームの前記上側薄板部と前記下側薄板部との間に前記第２のフレームが収容された状態において、前記複数の開口部の一側と他側に交互に位置し、前記複数の第３の電線掛止手段に係止されるように蛇行状に配索された第２の電線と、
   を備え、
   前記各開口部の位置で前記第１の電線が前記第２の電線の下側を通り、かつ、前記各連結部の位置で前記第１の電線が連結部上を通るとともに前記第２の電線の上側を通り、
   前記第１の電線と前記第２の電線は、いずれも、一または複数の信号線であって、一方がプラス側、他方がマイナス側である、ことを特徴とするワイヤハーネス。
2. 前記第１のフレームの前記上側薄板部と前記下側薄板部との間に前記第２のフレームが収容された状態をロックするロック手段をさらに備えた請求項１に記載のワイヤハーネス。

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