JP2019212510A

JP2019212510A - ワイヤハーネス

Info

Publication number: JP2019212510A
Application number: JP2018108608A
Authority: JP
Inventors: 亮黒石; Akira Kuroishi
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-12-12
Also published as: WO2019235170A1; CN113168939A; US20210226348A1

Abstract

【課題】芯線同士を容易に接合してワイヤハーネスを製造すること。【解決手段】ワイヤハーネス１０は、平角芯線２１を有する平角電線２０及び各撚線芯線３１，４１を有する各撚線電線３０，４０を備え、平角芯線２１と各撚線芯線３１，４１とが互いに接合されている。平角芯線２１は、平角芯線２１の長さ方向の全体にわたって延在する平面部２１ａを有している。各撚線芯線３１，４１は、平角芯線２１よりも高い柔軟性を有しており、各撚線芯線３１，４１の端部３１ａ，４１ａが平面部２１ａに重ね合わされた状態で接合されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤハーネスに関する。

従来、車両に配索されるワイヤハーネスにおいては、複数の電線を備え、それら電線の芯線同士が互いに接合されたものが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のワイヤハーネスは、芯線として複数の素線が撚り合わされた撚線を有する撚線電線と、芯線として断面円形状の単芯線を有する単芯線電線とを備えている。撚線電線の端部には、素線が露出する素線露出部が設けられている。単芯線電線の端部には、導体である単芯線が露出する導体露出部が設けられている。導体露出部には、圧潰部が設けられており、この圧潰部の平面部分に対して、素線露出部が超音波溶着によって接合されている。

特開２０１６−５８１３７号公報

ところで、こうしたワイヤハーネスにおいては、複数の電線の芯線同士を接合する上で、単芯線電線の導体露出部を圧潰する工程が必要となる。こうした工程においては、芯線同士の接合部分に歪みが生じないように、導体露出部を所定の形状に高い精度にて成形することが求められる。そのため、成形工程が煩雑になりやすく、ワイヤハーネスの製造を容易に行う上で尚、改善の余地を残すものとなっている。

本発明の目的は、芯線同士を容易に接合して製造することのできるワイヤハーネスを提供することにある。

上記目的を達成するためのワイヤハーネスは、第１芯線を有する第１電線及び第２芯線を有する第２電線を備え、前記第１芯線と前記第２芯線とが互いに接合されているものであって、前記第１芯線は、前記第１芯線の長さ方向の全体にわたって延在する平面部を有しており、前記第２芯線は、前記第１芯線よりも高い柔軟性を有しており、前記第２芯線の端部が前記平面部に重ね合わされた状態で接合されている。

同構成によれば、第１芯線がその長さ方向の全体にわたって延在する平面部を有しているため、同平面部の任意の位置に第２芯線の端部を接合することができる。また、上記構成によれば、予め平面部が形成されている第１芯線を採用することで、平面部の加工精度を容易に高めることができる。また、第１芯線と第２芯線との接合工程に先立ち第１芯線の端部に平面部を成形する工程が不要となる。したがって、芯線同士を容易に接合してワイヤハーネスを製造することができる。

上記ワイヤハーネスにおいて、前記第２芯線の端部が前記第１芯線の長さ方向における中間部分に接合されていることが好ましい。
同構成によれば、第１芯線がその長さ方向の全体にわたって延在する平面部を有しているため、第１芯線の長さ方向における中間部分に第２芯線の端部を接合することができる。これにより、ワイヤハーネスの分岐部での接合を容易に行うことができる。したがって、ワイヤハーネスの形状の自由度を容易に高めることができる。

上記ワイヤハーネスにおいて、前記第１芯線は複数の前記平面部を有していることが好ましい。
同構成によれば、第１芯線が複数の平面部を有しているため、第１芯線のうち第２芯線の端部を接合することのできる部分が増える。したがって、平面部を有する第１芯線を用いながらもワイヤハーネスの形状の自由度を容易に高めることができる。

上記ワイヤハーネスにおいて、前記第１芯線における長さ方向に直交する断面形状は長方形であることが好ましい。
同構成によれば、第１芯線の剛性は、その断面形状、すなわち長方形の長辺に沿った方向（以下、長辺方向）においては高く、短辺に沿った方向（以下、短辺方向）においては低くなる。これにより、短辺方向への第１芯線の曲げ加工が容易となる。したがって、ワイヤハーネスの配索の自由度を高めることができる。

上記ワイヤハーネスにおいて、前記第２芯線は、複数の素線が撚り合わされてなる撚線であることが好ましい。
ワイヤハーネスでは、機器との接続のために、曲げられた状態で配索されることが多い。

上記構成によれば、柔軟性及び可撓性に優れた第２芯線によって、ワイヤハーネスを容易に曲げることができる。
上記ワイヤハーネスにおいて、第３芯線を有する第３電線を更に備え、前記第３芯線は、前記第３芯線の長さ方向の全体にわたって延在する平面部を有しており、前記第３芯線の前記平面部が前記第１芯線の前記平面部に重ね合わされた状態で接合されていることが好ましい。

同構成によれば、第１芯線及び第３芯線の双方が、それらの長さ方向の全体にわたって延在する平面部をそれぞれ有しているため、第１芯線の平面部における任意の部位に第３芯線の平面部の任意の部位を重ね合わせて接合することができる。また、第３芯線の平面部の任意の部位に他の芯線を接合することができる。

本発明によれば、芯線同士を容易に接合してワイヤハーネスを製造することができる。

ワイヤハーネスの第１実施形態について、機器間に配索された状態のワイヤハーネスの斜視図。同実施形態のワイヤハーネスについて、芯線同士の接合部分を中心に拡大して示す平面図。ワイヤハーネスの第２実施形態について、芯線同士の接合部分を中心に拡大して示す斜視図。ワイヤハーネスの第３実施形態について、芯線同士の接合部分を中心に拡大して示す側面図。変更例におけるワイヤハーネスについて、芯線同士の接合部分を示す側面図。他の変更例におけるワイヤハーネスについて、芯線同士の接合部分を示す側面図。他の変更例におけるワイヤハーネスの端部を示す側面図。

＜第１実施形態＞
以下、図１及び図２を参照して、ワイヤハーネスの第１実施形態について説明する。
図１に示すように、ワイヤハーネス１０は、ハイブリッド車や電気自動車などの車両に配索されるものであり、車両に搭載された機器６１，６２同士を電気的に接続する。

ワイヤハーネス１０は、機器６１に接続される一端を有する第１の撚線電線３０と、第１の撚線電線３０の他端に接合された一端を有する平角電線２０と、平角電線２０の他端に接合された一端及び機器６２に接続される他端を有する第２の撚線電線４０とを備えている。

なお、平角電線２０が本発明に係る第１電線に相当し、第１の撚線電線３０及び第２の撚線電線４０が本発明に係る第２電線に相当する。
平角電線２０は、例えばアルミニウム合金などの金属材料からなる平角芯線２１を有している。平角芯線２１の長さ方向に直交する断面形状は、同長さ方向の全体にわたって同一の長方形である。平角芯線２１は、その長さ方向の全体にわたって延在する４つの平面部２１ａ，２１ｂを有している。なお、以降において、４つの平面部２１ａ，２１ｂのうち上記長方形の長辺を含む一対の平面部を第１平面部２１ａとし、上記長方形の短辺を含む一対の平面部を第２平面部２１ｂとして説明する。

各撚線電線３０，４０は、各撚線芯線３１，４１と、各撚線芯線３１，４１の外周を被覆する絶縁被覆３２，４２とを有している。各撚線芯線３１，４１は、例えば、銅合金からなる複数本の金属素線を撚り合わせて形成される撚り線で構成され、平角電線２０よりも柔軟性が高い。各撚線芯線３１，４１の端末には、機器６１，６２に接続される端子（図示略）が固定されている。絶縁被覆３２，４２は、電気絶縁性の合成樹脂材料からなり、円筒状をなしている。

なお、平角芯線２１が本発明に係る第１芯線に相当し、撚線芯線３１，４１が本発明に係る第２芯線に相当する。
次に、各撚線電線３０，４０と平角電線２０との接合態様について詳細に説明する。

図１に示すように、第１の撚線電線３０の端部では、撚線芯線３１の端部３１ａが絶縁被覆３２から露出している。上記端部３１ａは、平角芯線２１の一方の第１平面部２１ａにおける一端に重ね合わされた状態で超音波溶着にて接合されている。これにより、平角芯線２１と第１の撚線電線３０とが電気的に接続されている。上記端部３１ａは、周知の超音波溶着の治具（図示略）によって平角芯線２１と共に挟圧されることによって圧潰されている。上記端部３１ａの高さ寸法（同図の上下方向の寸法）は、撚線芯線３１の他の部分よりも小さく形成されている。また、上記端部３１ａの幅寸法（図２の上下方向の寸法）は、撚線芯線３１の他の部分よりも大きく形成されている。また、上記端部３１ａでは、撚線芯線３１の素線同士が溶着されている。

図１に示すように、第２の撚線電線４０の端部では、撚線芯線４１の端部４１ａが絶縁被覆４２から露出している。上記端部４１ａは、平角芯線２１の一方の第１平面部２１ａにおける他端に重ね合わされた状態で超音波溶着にて接合されている。これにより、平角芯線２１と第２の撚線電線４０とが電気的に接続されている。

なお、撚線芯線４１の端部４１ａの形状、及び同端部４１ａと平角芯線２１の第１平面部２１ａとの接合態様は、撚線芯線３１の端部３１ａの形状及び接合態様と同様であることから、重複する説明を省略する。

図１に示すように、第１の撚線電線３０における絶縁被覆３２の端部３２ａと、第２の撚線電線４０における絶縁被覆４２の端部４２ａとの間の部分は、電気絶縁性の熱収縮チューブからなる被覆部材２２により被覆されている。これにより、平角芯線２１、及び絶縁被覆３２，４２から露出した各撚線芯線３１，４１への水などの進入が阻止される。

次に、本実施形態の作用効果を説明する。
（１）ワイヤハーネス１０は、平角芯線２１を有する平角電線２０及び撚線芯線３１（４１）を有する撚線電線３０（４０）を備え、平角芯線２１と撚線芯線３１（４１）とが互いに接合されている。平角芯線２１は、平角芯線２１の長さ方向の全体にわたって延在する第１平面部２１ａを有している。撚線芯線３１（４１）は、平角芯線２１よりも高い柔軟性を有しており、撚線芯線３１（４１）の端部３１ａ（４１ａ）が第１平面部２１ａに重ね合わされた状態で接合されている。

こうした構成によれば、平角芯線２１がその長さ方向の全体にわたって延在する第１平面部２１ａを有しているため、第１平面部２１ａの任意の位置に撚線芯線３１（４１）の端部３１ａ（４１ａ）を接合することができる。また、上記構成によれば、予め第１平面部２１ａが形成されている平角芯線２１を採用することで、第１平面部２１ａの加工精度を容易に高めることができる。また、平角芯線２１と撚線芯線３１（４１）との接合工程に先立ち、平角芯線２１の端部に平面部を成形する工程が不要となる。したがって、芯線２１，３１（２１，４１）同士を容易に接合してワイヤハーネス１０を製造することができる。

（２）平角芯線２１は２つの第１平面部２１ａを有している。
こうした構成によれば、平角芯線２１が２つの第１平面部２１ａを有しているため、平角芯線２１のうち撚線芯線３１（４１）の端部３１ａ（４１ａ）を接合することのできる部分が増える。したがって、第１平面部２１ａを有する平角芯線２１を用いながらもワイヤハーネス１０の形状の自由度を容易に高めることができる。

（３）平角芯線２１における長さ方向に直交する断面形状は長方形である。
こうした構成によれば、平角芯線２１の剛性は、その断面形状、すなわち長方形の長辺方向においては高く、短辺方向においては低くなる。これにより、短辺方向への平角芯線２１の曲げ加工が容易となる。したがって、ワイヤハーネス１０の配索の自由度を高めることができる。

（４）撚線芯線３１（４１）は、複数の素線が撚り合わされてなる撚線である。
ワイヤハーネスでは、機器との接続のために、その端部が曲げられた状態で配索されることが多い。

上記構成によれば、柔軟性及び可撓性に優れた撚線芯線３１（４１）によって、ワイヤハーネス１０の端部を容易に曲げることができる。
＜第２実施形態＞
以下、図３を参照して、ワイヤハーネスの第２実施形態について、第１実施形態との相違点を説明する。なお、以降において、第１実施形態の構成と同一または対応する構成については、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。

図３に示すように、ワイヤハーネス１１０は、機器６１，６２とは異なる機器（図示略）に接続される第３の撚線電線１５０を備えている。
第３の撚線電線１５０は、第１，２の撚線電線３０，４０と同様な構成を有しており、撚線芯線１５１及び絶縁被覆１５２を有している。

撚線芯線１５１の端部１５１ａは、平角芯線２１の平面部２１ａにおける長さ方向の中間部分に重ね合わされた状態で超音波溶着にて接合されている。
以上説明した本実施形態に係るワイヤハーネスによれば、第１実施形態の作用効果（１）〜（４）に加えて、以下に示す作用効果が得られるようになる。

（５）撚線芯線１５１の端部１５１ａが、平角芯線２１の長さ方向における中間部分に接合されている。
こうした構成によれば、平角芯線２１がその長さ方向の全体にわたって延在する第１平面部２１ａを有しているため、平角芯線２１の長さ方向における中間部分に撚線芯線１５１の端部１５１ａを接合することができる。これにより、ワイヤハーネス１１０の分岐部での接合を容易に行うことができる。したがって、ワイヤハーネス１１０の形状の自由度を容易に高めることができる。

＜第３実施形態＞
以下、図４を参照して、ワイヤハーネスの第３実施形態について、第１実施形態との相違点を説明する。

図４に示すように、ワイヤハーネス２１０は、３本の撚線電線２３０，２４０，２５０と、３本の平角電線（第１の平角電線２２０、第２の平角電線２２３、第３の平角電線２２６）とを備えている。

各平角電線２２０，２２３，２２６は、第１実施形態の平角芯線２１と同一の構成を有する平角芯線（第１の平角芯線２２１，第２の平角芯線２２４，第３の平角芯線２２７）を有している。

各撚線電線２３０，２４０，２５０は、第１実施形態の撚線電線３０，４０と同一の構成をしている。
第１の平角芯線２２１の一対の第１平面部２２１ａにおける一端部（同図の左端部）には、第２，３の平角芯線２２４，２２７の片方の第１平面部２２４ａ，２２７ａにおける一端部（同図の右端部）が重ね合わされた状態で超音波溶着にて接合されている。

平角芯線２２１，２２４，２２７における互いに接合された端部とは反対側の端部には、撚線電線２３０，２４０，２５０の撚線芯線２３１，２４１，２５１の端部２３１ａ，２４１ａ，２５１ａが重ね合わされた状態で超音波溶着にてそれぞれ接合されている。

なお、第１の平角電線２２０、第２の平角電線２２３、及び第３の平角電線２２６が、本発明に係る第１電線に相当するとともに第３電線に相当し、第１の平角芯線２２１、第２の平角芯線２２４、及び第３の平角芯線２２７が本発明に係る第１芯線に相当するとともに第３芯線に相当する。

以上説明した本実施形態に係るワイヤハーネスによれば、第１実施形態及び第２実施形態の作用効果（１）〜（５）に加えて、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（６）ワイヤハーネス２１０は、第２，３の平角芯線２２４，２２７を有する第２，３の平角電線２２３，２２６を更に備えている。第２，３の平角芯線２２４，２２７は、第２，３の平角芯線２２４，２２７の長さ方向の全体にわたって延在する第１平面部２２４ａ，２２７ａを有している。また、第２，３の平角芯線２２４，２２７の第１平面部２２４ａ，２２７ａが第１の平角芯線２２１の第１平面部２２１ａに重ね合わされた状態で接合されている。

こうした構成によれば、第１の平角芯線２２１及び第２，３の平角芯線２２４，２２７の双方が、それらの長さ方向の全体にわたって延在する第１平面部２２１ａ，２２４ａ，２２７ａをそれぞれ有している。このため、第１の平角芯線２２１の第１平面部２２１ａの任意の位置に第２，３の平角芯線２２４，２２７の第１平面部２２４ａ，２２７ａを重ね合わせて接合することができる。また、第２，３の平角芯線２２４，２２７の第１平面部２２４ａ，２２７ａの任意の位置に他の芯線を接合することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。なお、以降において、第１実施形態の構成と同一または対応する構成については、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。

・図５に示すように、ワイヤハーネス３１０において、平角芯線２１の一対の平面部２１ａの双方に対して、一対の平角電線３２０，３２３を構成する平角芯線３２１，３２４の平面部３２１ａ，３２４ａの端部をそれぞれ接合させてもよい。この場合、上記作用効果（３）を奏することから、平角芯線３２１，３２４を適宜湾曲させて配索することができる。

・図６に示すように、平角芯線２１の一対の第１平面部２１ａの双方に対して、それらの長さ方向の一部に一対の平角芯線４２１，４２４の平面部４２１ａ，４２４ａを重ね合わせた状態で接合することもできる。こうした構成によれば、ワイヤハーネス４１０を構成する電線の熱容量が部分的に大きくなる。このため、ワイヤハーネス４１０のうち高温になりやすい部分の温度上昇を抑制することができる。

・図７に示すように、平角芯線２１に対して厚さ方向に貫通する連通孔２９を設けることもできる。この場合、連通孔２９に挿通されるねじ９０によって平角電線２０を車両の取付対象に対して取り付けることが可能となる。

・平角電線２０は、撚線電線３０，４０と同様に平角芯線２１の外周を被覆する絶縁被覆を有するものであってもよい。この場合、平角芯線２１のうち撚線芯線３１，４１などの第２芯線と接合させる部分の絶縁被覆を部分的に剥がせばよい。

・上記実施形態では、本発明に係る第１芯線の一例として、長さ方向に直交する断面形状が長方形の平角芯線２１について説明したが、第１芯線は平面部を有しているものであばよく、例えば長さ方向に直交する断面形状が正方形や台形のものであってもよい。

・上記実施形態では、本発明に係る第２芯線の一例として、複数の素線が撚り合わされてなる撚線芯線３１，４１について説明したが、第２電線は第１電線よりも柔軟性に優れているものであればよく、例えば導電性の素線が筒状に編み込まれた編組部材であってもよい。

・芯線同士の接合方法は、超音波溶着に限定されず、レーザ溶着などの他の接合方法を用いることもできる。

１０，１１０，２１０，３１０，４１０…ワイヤハーネス、２０…平角電線、２１…平角芯線、２１ａ…第１平面部、２１ｂ…第２平面部、２２…被覆部材、３０…第１の撚線電線、３１，４１…撚線芯線、４０…第２の撚線電線、３１ａ，４１ａ…端部、３２，４２…絶縁被覆、６１，６２…機器、１５０…第３の撚線電線、１５１…撚線芯線、１５１ａ…端部、１５２…絶縁被覆、２２０…第１の平角電線、２２１…第１の平角芯線、２２３…第２の平角電線、２２４…第２の平角芯線、２２６…第３の平角電線、２２７…第３の平角芯線、２３０，２４０，２５０…撚線電線、２３１，２４１，２５１…撚線芯線、２３１ａ，２４１ａ，２５１ａ…端部、２２１ａ，２２４ａ，２２７ａ…第１平面部、３２０，３２３…平角電線、３２１，３２４…平角芯線、３２１ａ，３２４ａ…平面部、４２１，４２４…平角芯線、４２１ａ，４２４ａ…平面部、２９…連通孔、９０…ねじ。

Claims

第１芯線を有する第１電線及び第２芯線を有する第２電線を備え、前記第１芯線と前記第２芯線とが互いに接合されているワイヤハーネスであって、
前記第１芯線は、前記第１芯線の長さ方向の全体にわたって延在する平面部を有しており、
前記第２芯線は、前記第１芯線よりも高い柔軟性を有しており、
前記第２芯線の端部が前記平面部に重ね合わされた状態で接合されている、
ワイヤハーネス。
前記第２芯線の端部が前記第１芯線の長さ方向における中間部分に接合されている、
請求項１に記載のワイヤハーネス。
前記第１芯線は複数の前記平面部を有している、
請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネス。
前記第１芯線における長さ方向に直交する断面形状は長方形である、
請求項３に記載のワイヤハーネス。
前記第２芯線は、複数の素線が撚り合わされてなる撚線である、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のワイヤハーネス。
第３芯線を有する第３電線を更に備え、
前記第３芯線は、前記第３芯線の長さ方向の全体にわたって延在する平面部を有しており、
前記第３芯線の前記平面部が前記第１芯線の前記平面部に重ね合わされた状態で接合されている、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のワイヤハーネス。