JP2020092097A - ワイヤーハーネス及びワイヤーハーネスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電線の絶縁被覆とシート材とが直接溶着されて固定されたワイヤーハーネスを薄型化できる技術を提供することを目的とする。【解決手段】ワイヤーハーネス１０は、芯線２２と前記芯線２２を覆う絶縁被覆２６とを含む電線２０と、樹脂製の主面３３上に前記電線２０が配設されており、前記主面３３において前記電線２０と接触する部分が前記電線２０の前記絶縁被覆２６と溶着されて電線固定部３４に形成されているシート材３０と、を備える。前記絶縁被覆２６のうち前記芯線２２に対して前記電線固定部３４側の第１被覆部分２７ａの厚み寸法が、その反対側の第２被覆部分２７ｂの厚み寸法よりも小寸に形成されている。【選択図】図２

Description

この発明は、車両用のワイヤーハーネスにおいて、電線に外装部材を取付ける技術に関する。

特許文献１は、電線にシート状の外装部材を取付けるに当たり、外装部材の各端部と当該端部から延出する電線との周囲にテープ巻を施すことで電線に対して外装部材を位置決めする技術を開示している。

特開２０１５−７２７９８号公報

ここで本願出願人は、電線とシート状の外装部材との新たな固定方法として、電線の絶縁被覆とシート材とを溶着によって直接固定する方法を提案している。電線の絶縁被覆とシート材とが直接溶着されて固定されたワイヤーハーネスの場合、ワイヤーハーネスの厚みとして例えば溶着前の電線径とシート材の厚みとの和となることが考えられる。

この際、ワイヤーハーネスは車両の限られた空間に配設されるため、その厚みが大きくなると、配設の自由度が狭まってしまう恐れがある。

そこで本発明は、電線の絶縁被覆とシート材とが直接溶着されて固定されたワイヤーハーネスを薄型化できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様に係るワイヤーハーネスは、芯線と前記芯線を覆う絶縁被覆とを含む電線と、樹脂製の主面上に前記電線が配設されており、前記主面において前記電線と接触する部分が前記電線の前記絶縁被覆と溶着されて電線固定部に形成されているシート材と、を備え、前記絶縁被覆のうち前記芯線に対して前記電線固定部側の第１被覆部分の厚み寸法が、その反対側の第２被覆部分の厚み寸法よりも小寸に形成されている。

第２の態様に係るワイヤーハーネスは、第１の態様に係るワイヤーハーネスであって、前記シート材のうち前記第１被覆部分が溶着された部分の厚み寸法と前記第１被覆部分の厚み寸法との和が、前記第２被覆部分の厚み寸法以上に形成されている。

第３の態様に係るワイヤーハーネスは、第１又は第２の態様に係るワイヤーハーネスであって、前記絶縁被覆と前記シート材との溶着部分の境界面における幅寸法が、前記電線のうち前記芯線の中心を通る部分における幅寸法よりも大寸に形成されている。

第４の態様に係るワイヤーハーネスは、第１から第３のいずれか１つの態様に係るワイヤーハーネスであって、前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆と同じかそれより硬く形成されている。

第５の態様に係るワイヤーハーネスは、第４の態様に係るワイヤーハーネスであって、前記絶縁被覆及び前記電線固定部が共にポリ塩化ビニル及び可塑剤を含む材料によって形成され、前記電線固定部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合と同じかそれよりも低いことによって前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆と同じかそれよりも硬く形成されている。

第６の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法は、（ａ）芯線と前記芯線を覆う絶縁被覆とを含む電線を、シート材における樹脂製の電線配設部に配設しつつ、前記電線と前記電線配設部とを挟持部材によって挟持する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後で、前記絶縁被覆と前記電線配設部とを超音波溶着する工程と、を備え、前記工程（ｂ）が行われている時点で、前記電線配設部を含む部分が前記絶縁被覆と同じかそれよりも硬い状態となっている。

第７の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法は、第６の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記絶縁被覆及び前記電線配設部が共にポリ塩化ビニル及び可塑剤を含む材料によって形成され、前記工程（ｂ）が行われている時点で、前記電線配設部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合と同じかそれよりも低いことによって、前記電線配設部を含む部分が前記絶縁被覆と同じかそれよりも硬い状態となっている。

第１から第５の態様によると、第１被覆部分の厚み寸法が第２被覆部分の厚み寸法よりも小さくなった分、ワイヤーハーネスを薄型化できる。このとき、薄くなった第１被覆部分の絶縁性能についてはシート材で補うことができる。

第２の態様によると、芯線に対して第１被覆部分側の絶縁性を高められる。

第３の態様によると、溶着にかかる接合強度を高めることができる。

第４の態様によると、第１被覆部分の厚み寸法を第２被覆部分の厚み寸法よりも小さくすることが容易となる。

第５の態様によると、自動車用電線の絶縁被覆の材料として一般的なポリ塩化ビニルを用いた場合でも、電線固定部を絶縁被覆よりも硬く形成することができる。

第６の態様によると、超音波溶着時の摩擦熱により加熱された温度、および加圧状態でシート材が絶縁被覆と同じかそれよりも硬いため、そのまま溶着を進めたときに、絶縁被覆のうちシート材側の部分がシート材と同じかそれよりも変形しやすい。このため、絶縁被覆の厚みが一様な電線を用いても、絶縁被覆のうち芯線に対してシート材側の部分をその反対側の部分よりも薄くすることができる。

第７の態様によると、自動車用電線の絶縁被覆の材料として一般的なポリ塩化ビニルを用いた場合でも、電線配設部を絶縁被覆と同じかそれよりも硬く形成することができる。

実施形態に係るワイヤーハーネスを示す横断面図である。 ワイヤーハーネスにおける各部の厚み寸法を説明する図である。 ワイヤーハーネスにおける各部の幅寸法を説明する図である。 実施形態に係るワイヤーハーネスを製造する様子を説明する図である。 実施形態に係るワイヤーハーネスを製造する様子を説明する図である。 変形例に係るワイヤーハーネスを示す横断面図である。

｛実施形態｝
以下、実施形態に係るワイヤーハーネスについて説明する。図１は、実施形態に係るワイヤーハーネス１０を示す横断面図である。

ワイヤーハーネス１０は、車両に搭載されて各種機器等を電気的につなぐ配線部材として用いられる。ワイヤーハーネス１０は、電線２０と、シート材３０と、を備える。図１に示す例では、一のシート材３０に対して一の電線２０が配設されているが、もちろん一のシート材３０に対して複数の電線２０が配設されている場合もあり得る。

電線２０は、例えば端部に接続された端子又はコネクタ等を介して車両に搭載される各種機器等につながれる。電線２０は、芯線２２と芯線２２を覆う絶縁被覆２６とを含む。

芯線２２は、１本又は複数本（図１に示す例では７本）の素線２３によって構成されている。各素線２３は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの導電性を有する材料によって線状に形成された部材である。芯線２２が複数本の素線２３で構成される場合、複数の素線２３が撚られた撚線であることが好ましい。

絶縁被覆２６は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はポリエチレン（ＰＥ）などの絶縁性を有する樹脂材料が芯線２２の周囲に押出成形されたり、エナメルなどの樹脂塗料が芯線２２の周囲に塗布されたりすることによって形成されている。ここでは絶縁被覆２６は、熱可塑性樹脂を含む。特にここでは絶縁被覆２６は、ＰＶＣを含む樹脂材料によって形成されているものとして説明する。

より詳細には、絶縁被覆２６は、ＰＶＣをベースとして可塑剤が添加された材料によって形成されている。可塑剤は、合成樹脂製品を柔らかくするための添加剤であり、合成樹脂製品において合成樹脂に対する可塑剤の割合が高い製品は、可塑剤の割合が低い製品よりも一般的に柔らかくなる。係る可塑剤の種類は特に限定されるものではないが、例えばフタル酸エステル、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸ポリエステル等の可塑剤を用いることができる。可塑剤は、１種類単独で用いられてもよいし、複数種類が併用されてもよい。なお絶縁被覆２６を構成するＰＶＣに対して可塑剤のほかにも安定剤などの各種添加剤が添加されることも考えられる。

電線２０は、シート材３０に配設された部分の少なくとも一部において絶縁被覆２６がシート材３０に溶着（ここでは超音波溶着）されることによって、シート材３０に固定されている。

このときシート材３０に対する電線２０の配設経路は、特に限定されるものではない。例えば電線２０は、シート材３０に対して直線状に延在していてもよいし、曲がって延在していてもよい。また、一のシート材３０に対して複数の電線２０が配設される場合、複数の電線２０は、すべて同じ方向に延びる場合もあり得るし、一部が異なる方向に延びる場合もあり得る。さらに、シート材３０上に複数の電線２０が分岐する分岐部が形成される場合もあり得る。

またシート材３０上に配設された電線２０のうち長手方向に沿ったどの領域が溶着されるかは、特に限定されるものではない。例えば、絶縁被覆２６とシート材３０とは、電線２０の長手方向に沿って一連に溶着されてもよいし、電線２０の長手方向に沿った複数箇所で部分的な溶着（スポット溶着）が施されるものであってもよい。前者の場合、電線２０のうちシート材３０上に配設された全領域が溶着されてもよいし、一部溶着されない区間が有ってもよい。後者の場合、スポット溶着部間のピッチは一定であってもよいし、一定でなくてもよい。

絶縁被覆２６のうちシート材３０に溶着されている部分の外周面は、円周面形状から一部が変形した形状に形成されている。例えば電線２０として、一様な円周面形状を有するいわゆる丸電線が採用されて、当該丸電線における絶縁被覆２６の一部が変形されて上記電線２０とされていることが考えられる。

シート材３０は、樹脂製の電線固定層３２を含む。ここではシート材３０が電線固定層３２のみの１層構造であるものとして説明する。当該樹脂製の電線固定層３２の主面３３上に電線２０が配設されている。そして、主面３３において電線２０と接触する部分が電線２０の絶縁被覆２６と溶着されて電線固定部３４に形成されている。以下では、電線固定層３２のうち電線固定部３４でない部分、つまり主面３３上に電線２０が配設されていない部分を電線未配設部３６と称する。シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分（ここでは電線固定層３２）が絶縁被覆２６と同じかそれよりも硬く形成されている。係る硬さは、例えばロックウェル硬さなどを指標とすることができる。

シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分を構成する材料は、絶縁被覆２６と溶着可能であれば、特に限定されるものではない。しかしながら、シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分は、絶縁被覆２６と同じ樹脂を含むことが好ましい。これにより、溶着による電線固定部３４と絶縁被覆２６との接合強度を上げることができる。ここでは絶縁被覆２６がＰＶＣを含むため、シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分もＰＶＣを含む材料によって形成されているものとして説明する。

より詳細には、シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分は、ＰＶＣをベースとして可塑剤が添加された材料によって形成されている。係る可塑剤の種類は特に限定されるものではなく、例えば上述のフタル酸エステル、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸ポリエステル等の可塑剤を用いることができる。可塑剤は、１種類単独で用いられてもよいし、複数種類が併用されてもよい。以下では、電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに添加される可塑剤が、絶縁被覆２６の材料となるＰＶＣに添加される可塑剤と同じであるものとして説明する。このとき、電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合が、絶縁被覆２６を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合と同じかそれよりも低いことによって電線固定部３４を含む部分が絶縁被覆２６と同じかそれよりも硬く形成されている。

なお電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに添加される可塑剤は、絶縁被覆２６を構成するＰＶＣに添加される可塑剤とは異なるものであることも考えられる。また電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに対して可塑剤のほかにも安定剤などの各種添加剤が添加されることも考えられる。

電線固定部３４について見ると、絶縁被覆２６がシート材３０の主面３３に沿うように変形した状態でシート材３０と絶縁被覆２６とが溶着されている。別の見方をすると、電線固定部３４との溶着にかかる境界面が、絶縁被覆２６の円周面形状よりも電線未配設部３６における主面３３の形状に近い形状に形成されている。

ここでは絶縁被覆２６における上記変形は、超音波溶着時に生じたものであるものとして説明する。すなわち、丸電線とシート材３０とを超音波溶着することによって、絶縁被覆２６のうちシート材３０と超音波溶着された部分がもともとの円周面形状からシート材３０の主面３３に沿った形状（ここでは平坦面に近い形状）に変形している。このように超音波溶着時に絶縁被覆２６が変形しているのは、シート材３０が上述したように絶縁被覆２６と同じかそれよりも硬いことによって、超音波溶着時における絶縁被覆２６の変形量がシート材３０の変形量よりも大きいことによると考えられる。

次に、図２を参照しつつ、ワイヤーハーネス１０における各部の厚み寸法について説明する。図２は、ワイヤーハーネス１０における各部の厚み寸法を説明する図である。なお図２において、断面のハッチングは省略されている。

図２における寸法Ａは、絶縁被覆２６のうち芯線２２に対して電線固定部３４側に位置する第１被覆部分２７ａの厚み寸法である。寸法Ａは、例えば芯線２２の中心を通り、シート材３０の主面３３の法線方向に沿った方向における厚み寸法である。寸法Ａの位置は、例えば超音波溶着時に電線２０とシート材３０とが最初に接触する部分である。

図２における寸法Ｂは、絶縁被覆２６のうち芯線２２に対して第１被覆部分２７ａとは反対側に位置する第２被覆部分２７ｂの厚み寸法である。寸法Ｂは、例えば寸法Ａと同方向における厚み寸法である。

図２における寸法Ｃは、シート材３０のうち第１被覆部分２７ａが溶着された部分の厚み寸法である。寸法Ｃは、例えば寸法Ａと同方向における厚み寸法である。

図２における寸法Ｄは、シート材３０のうち電線２０から離れた位置における厚み寸法である。寸法Ｄは、電線未配設部３６を含む部分において最も厚みが厚い部分の寸法であることが考えられる。また寸法Ｄは、溶着前のシート材３０の厚み寸法と同じであることが考えられる。

図２に示されるように、絶縁被覆２６のうち芯線２２に対して電線固定部３４側の第１被覆部分２７ａの厚み寸法Ａが、その反対側の第２被覆部分２７ｂの厚み寸法Ｂよりも小寸に形成されている。これによりワイヤーハーネス１０としての厚み寸法が小さくなっている。

また図２に示されるように、シート材３０のうち第１被覆部分２７ａが溶着された部分の厚み寸法Ｃと第１被覆部分２７ａの厚み寸法Ａとの和が、第２被覆部分２７ｂの厚み寸法Ｂ以上に形成されている。これにより、第１被覆部分２７ａ側の絶縁性能を高めることができる。

なお図２において、寸法Ｃが寸法Ｄよりも小さく形成されているが、寸法Ｄと同じかそれよりも大きく形成されている場合もあり得る。

次に、図３を参照しつつ、ワイヤーハーネス１０における各部の幅寸法について説明する。図３は、ワイヤーハーネス１０における各部の幅寸法を説明する図である。なお図３において、断面のハッチングは省略されている。なお、ここでいう幅寸法は、シート材３０の主面３３の広がる方向に沿った方向における寸法であって、溶着時の加圧方向と交差する方向（直交する方向）に沿った方向における寸法である。

図３における寸法Ｅは、絶縁被覆２６とシート材３０との溶着部分の境界面における幅寸法である。寸法Ｅは、絶縁被覆２６とシート材３０との溶着部分の境界面における一端部から他端部までの寸法である。

図３における寸法Ｆは、電線２０のうち芯線２２の中心を通る部分における幅寸法である。寸法Ｆは、例えば溶着前の電線２０の直径と一致する。

図３に示されるように、ここでは絶縁被覆２６とシート材３０との溶着部分の境界面における幅寸法Ｅが、電線２０のうち芯線２２の中心を通る部分における幅寸法Ｆよりも大寸に形成されている。これにより溶着に係る面積が大きくなり、もって絶縁被覆２６とシート材３０との接合強度の向上を図ることができる。

＜製造方法＞
次に、実施形態に係るワイヤーハーネス１０の製造方法について説明する。図４及び図５は、実施形態に係るワイヤーハーネス１０を製造する様子を説明する図である。なお、図４及び図５に示す電線２０Ｂなどの記載は溶着前の状態であることを示している。つまり以下では、溶着前の電線及びシート材並びにその各部について溶着後のものと区別する必要が有る場合、溶着前の状態を示すものについて符号Ｂを添えて記載することがある。

ここでは、超音波溶着機８０によって電線２０Ｂとシート材３０Ｂとを超音波溶着することによってワイヤーハーネス１０を製造する。ここでは電線２０Ｂは、丸電線である。またシート材３０Ｂは、１層からなる部材であり、電線２０Ｂが配設される電線配設部３４Ｂは平坦面とされている。また超音波溶着機８０は、ホーン８２及びアンビル８４を備える。

ホーン８２は、接触するワークに対して超音波振動を付与する部材である。ホーン８２のうちワークに接触する面には、ローレット加工、つまり滑り止めなどを目的として凹凸形状が施されていることも考えられる。アンビル８４は、ホーン８２に対して反対側からワークを支持する部材である。従って、ワークにおける溶着対象となる一対の部分が、ホーン８２及びアンビル８４によって挟持された状態で、超音波振動が付与されて溶着される。

具体的には、超音波溶着を行うに当たってまずは電線２０Ｂを、樹脂製のシート材３０Ｂにおいて絶縁被覆２６Ｂと同じかそれよりも硬く形成されている電線配設部３４Ｂに配設しつつ、電線２０Ｂと電線配設部３４Ｂとを挟持部材によって挟持する。例えば図４に示すように、溶着前の電線２０Ｂを溶着前のシート材３０Ｂの主面３３上の所定の位置（電線配設部３４Ｂ）に配設しつつ、アンビル８４によって支持する。この状態で、アンビル８４に向けてホーン８２を接近させて、ホーン８２及びアンビル８４によって電線２０Ｂ及びシート材３０Ｂを挟持し、絶縁被覆２６Ｂと電線配設部３４Ｂとを接触させる。このようにここではホーン８２がシート材３０Ｂ側を押え、アンビル８４が電線２０Ｂ側を押えるように配置されているが、ホーンが電線２０Ｂ側を押え、アンビルがシート材３０Ｂ側を押えるように配置されている場合も考えられる。

アンビル８４のうちホーン８２側を向く面には電線２０Ｂを保持する保持溝８５が形成されている。保持溝８５の底部は、平面状であってもよいし、湾曲面状であってもよい。図４に示す例では、保持溝８５の底部は湾曲面状に形成されている。

ここでは保持溝８５の深さ寸法が電線２０Ｂの直径と同程度に（図４に示す例では電線２０Ｂの直径よりも僅かに小さく）設定されていることによって、保持溝８５を構成する壁部８６の先端部が、ホーン８２との間でシート材３０Ｂのうち電線２０Ｂの未配設部分をホーン８２と共に挟持する押え部８９として機能する。

またここでは保持溝８５の湾曲面状に形成された底部よりも開口部側は、幅が一定とされている。このため、保持溝８５の底部から押え部８９の先端に至る壁部８６の内面は垂直面８７とされている。

ここで上述したようにワイヤーハーネス１０を車両の狭い隙間に配設するとの観点から言うと、ワイヤーハーネス１０は薄い方が好ましい。このため、この観点から言うとシート材３０Ｂが薄い方が好ましい。ここでは溶着前のシート材３０Ｂの厚み寸法は、電線２０Ｂの直径よりも小さく設定されている。もちろん、溶着前のシート材３０Ｂの厚み寸法は、電線２０Ｂの直径と同じであってもよいし、電線２０Ｂの直径よりも大きく設定されていてもよい。

特にここでは溶着前のシート材３０Ｂの厚み寸法は、電線２０Ｂの半径よりも小さく設定されている。もちろん、溶着前のシート材３０Ｂの厚み寸法は、電線２０Ｂの半径と同じであってもよいし、電線２０Ｂの半径よりも大きく設定されていてもよい。

なおここでは溶着前のシート材３０Ｂの厚み寸法は、絶縁被覆２６Ｂの厚み寸法（ここでは複数の素線２３が存在することに鑑みた平均の厚み寸法）よりも大きく設定されている。もちろん、溶着前のシート材３０Ｂの厚み寸法は、絶縁被覆２６Ｂの厚み寸法と同じであってもよいし、絶縁被覆２６Ｂの厚み寸法よりも小さく設定されていてもよい。

次に、電線２０Ｂと電線配設部３４Ｂとが挟持部材によって挟持された状態で、絶縁被覆２６と電線配設部３４Ｂとを超音波溶着する。ここでは、絶縁被覆２６Ｂ及びシート材３０Ｂが接触する部分をホーン８２及びアンビル８４によって挟持した状態で、ホーン８２によって超音波振動を付与する。ここではホーン８２がシート材３０Ｂ側を押えるため、シート材３０Ｂ側から超音波振動を付与する。絶縁被覆２６Ｂ及びシート材３０Ｂが接触する部分において超音波振動に起因する摩擦熱が生じ、少なくとも一方が溶融することによって、両者が接合される。ここでは絶縁被覆２６Ｂ及びシート材３０Ｂが共にＰＶＣをベースとした材料で形成されているため、両者が溶融して接合される。

超音波溶着が行われている時点で、電線配設部３４Ｂが絶縁被覆２６Ｂと同じかそれよりも硬い状態となっている。特にここでは、絶縁被覆２６Ｂ及び電線配設部３４Ｂが共にＰＶＣ及び可塑剤を含む材料によって形成されている。また超音波溶着が開始される前の時点で、電線配設部３４Ｂを含む部分を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合が、絶縁被覆２６を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合と同じかそれよりも低い。そしてこの状態が、超音波溶着が行われている時点においても継続されることによって、超音波溶着が行われている時点で、電線配設部３４Ｂを含む部分が絶縁被覆２６Ｂと同じかそれよりも硬い状態となっている。

超音波溶着が行われている時点で、電線配設部３４Ｂを含む部分が絶縁被覆２６Ｂと同じかそれよりも硬い状態となっていることによって、電線配設部３４Ｂと絶縁被覆２６Ｂとの接触部分においてホーン８２及びアンビル８４による加圧に係る力が絶縁被覆２６Ｂを変形させる力として作用しやすい。これにより電線配設部３４Ｂが溶着されてできた電線固定部３４と絶縁被覆２６との境界面が、絶縁被覆２６のもともとの外周面である円周面形状よりも溶着前の電線配設部３４Ｂの主面３３の形状に近い形状に形成される。

なお、絶縁被覆２６のもともとの外周面である円周面形状は、例えば電線２０の長手方向に沿って溶着されない部分がある場合には、その部分で確認することができる。またここでは電線２０のうち長手方向に沿って溶着される部分においても、溶着される側の面とは反対側の面では、溶着された際に形状が崩れにくいため、この面において円周面形状を確認することもできる。

なお図４に示すように溶着前の状態で、電線２０とシート材３０との間には接触する部分の側方で隙間Ｓが生じている。ここでは図５に示すように溶着時に軟化した絶縁被覆２６がこの隙間Ｓに流れる。従って、ワイヤーハーネス１０においては、この隙間Ｓは、絶縁被覆２６の変形部２８によって埋められている。このとき、アンビル８４の保持溝８５の内面が隙間Ｓの外方を塞ぐように位置している。このため、溶着時に軟化した絶縁被覆２６がアンビル８４の保持溝８５の内面に堰き止められることによって、絶縁被覆２６の変形部２８の外面は、アンビル８４の保持溝８５の内面に沿った形状とされる。ここではアンビル８４の保持溝８５の内面が垂直面８７であるため、変形部２８の外面はこの垂直面８７に応じた垂直面２８ａとされている。

この変形部２８のうちシート材３０から遠い部分（第２被覆部分２７ｂ側部分）において、もともとの絶縁被覆２６との間に界面２９が生じている場合もあり得る。例えば超音波溶着時に変形部２８にかかるエネルギーが小さい場合などの理由により、もともとの絶縁被覆２６部分が融けるに至らない場合に、当該界面２９が生じることが考えられる。もちろん超音波溶着時に変形部２８にかかるエネルギーが大きい場合などにもともとの絶縁被覆２６部分が融けるなどして、界面２９が形成されない場合もあり得る。

また、溶着後のシート材３０の主面３３において押え部８９に押さえられた部分に凹部３９が形成されることもあり得る。もちろん凹部３９が形成されない場合もあり得る。

＜効果等＞
以上のように構成されたワイヤーハーネス１０によると、第１被覆部分２７ａの厚み寸法Ａが第２被覆部分２７ｂの厚み寸法Ｂよりも小さくなった分、ワイヤーハーネス１０を薄型化できる。このとき、薄くなった第１被覆部分２７ａの絶縁性能についてはシート材３０で補うことができる。

またシート材３０のうち第１被覆部分２７ａが溶着された部分の厚み寸法Ｃと第１被覆部分２７ａの厚み寸法Ａとの和が、第２被覆部分２７ｂの厚み寸法Ｂ以上に形成されているため、芯線２２に対して第１被覆部分２７ａ側の絶縁性を高められる。

また絶縁被覆２６とシート材３０との溶着部分の境界面における幅寸法Ｅが、電線２０の芯線２２を通る部分における幅寸法Ｆよりも大寸に形成されているため、溶着にかかる接合強度を高めることができる。

また電線固定部３４を含む部分が絶縁被覆２６と同じかそれより硬く形成されているため、第１被覆部分２７ａの厚み寸法を第２被覆部分２７ｂの厚み寸法よりも小さくすることが容易となる。

また自動車用電線の絶縁被覆２６の材料として一般的なポリ塩化ビニルを用いた場合でも、可塑剤の割合を調節することによって、電線配設部３４Ｂ及び電線固定部３４を絶縁被覆２６よりも硬く形成することができる。

なお、ここでは可塑剤を用いてシート材３０と絶縁被覆２６との柔らかさを調節している。ここで可塑剤は時間経過等により接触する部材に移行する場合があることが知られている。このため、超音波溶着後においては、電線固定部３４と絶縁被覆２６との間で可塑剤の移行が生じる場合がある。この場合、溶着直後において、電線固定部３４が絶縁被覆２６より硬い場合でも、電線固定部３４の可塑剤と絶縁被覆２６の可塑剤とが平衡状態となり、電線固定部３４と絶縁被覆２６とが同じ硬さとなることも考えられる。このほか、超音波溶着後の加工（例えば、電線２０と電線固定部３４とのうち電線固定部３４のみを加熱プレスする等）によって絶縁被覆２６が電線固定部３４よりも硬くされていることもあり得る。これらの場合でも電線固定部３４と絶縁被覆２６との境界面は主面３３に沿った形状のままであることが考えられる。

また超音波溶着時の摩擦熱により加熱された温度、および加圧状態でシート材３０が絶縁被覆２６と同じかそれよりも硬いため、そのまま溶着を進めたときに、絶縁被覆２６のうちシート材３０側の部分がシート材３０と同じかそれよりも変形しやすい。このため、絶縁被覆２６の厚みが一様な電線２０を用いても、絶縁被覆２６のうち芯線２２に対してシート材３０側の部分をその反対側の部分よりも薄くすることができる。

｛変形例｝
図６は、変形例に係るワイヤーハーネス１１０を示す横断面図である。

実施形態において、シート材３０が１層であるものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。変形例に係るワイヤーハーネス１１０におけるシート材１３０のように、２層以上である場合も考えられる。

具体的にはシート材１３０は、上記電線固定層３２としての第１層３２と、第１層３２に積層された第２層４０とを含む。第１層３２は、電線固定部３４を含む部分を構成する材料と同じ材料で一様に形成されている。従って第１層３２は、ＰＶＣをベースとして絶縁被覆２６に添加された可塑剤と同じ可塑剤が添加された材料によって形成されている。そして第１層３２を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合が、絶縁被覆２６を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合と同じかそれよりも高いことによって第１層３２が絶縁被覆２６と同じかそれよりも硬く形成されている。

第２層４０は、第１層３２とは異なる物性を有する。より詳細には、第１層３２は、第２層４０よりも絶縁被覆２６との溶着に適した物性を有する部分であり、第２層４０は、シート材３０の用途などによって必要な物性を有する部分である。

例えば第２層４０は、形状保持性の向上を目的として第１層３２よりも硬く形成されていることが考えられる。これにより、シート材３０が第１層３２のみで構成されている場合に比べて、ワイヤーハーネス１０を車両に組付ける際のワイヤーハーネス１０の取扱性を向上させることができる。また耐摩耗性の向上等を目的として、第２層４０が第１層３２よりも硬く形成されていることも考えられる。

このとき第２層４０は、第１層３２と同じ樹脂をベースとした材料によって第１層３２よりも硬く形成されていることが考えられる。ここでは第１層３２がＰＶＣをベースとしているため、第２層４０のＰＶＣをベースとすることが考えられる。この場合、例えば、第２層４０を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合を、第１層３２を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合よりも低くすることによって、第２層４０を第１層３２よりも硬くすることができる。

また第２層４０は、第１層３２とは別の樹脂をベースとした材料によって第１層３２よりも硬く形成されていることも考えられる。ここでは第１層３２がＰＶＣをベースとしているため、第２層４０はＰＶＣ以外の樹脂、例えば、ＰＥ、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などをベースとした材料によって形成されていることが考えられる。

第１層３２と第２層４０とを有するシート材３０の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、一度の押出工程で積層構造を実現する共押出法で形成されたり、第１層３２と第２層４０とが一旦別々にシート状に成形された後に相互に貼り合わされて一体とされるラミネート法で形成されたりすることが考えられる。

また例えば、第２層４０としてアルミニウム箔などの金属箔が採用されることによって、シート材１３０がシールド性を有したり、放熱性を高めたりするように構成されていることが考えられる。また例えば、第２層４０として第１層３２よりも軟らかい不織布又は発泡樹脂シート等が採用されることによって、シート材１３０が防音機能を高めるように構成されていることも考えられる。

さらにシート材が３層構造以上であることも考えられる。つまり第２層４０に対して第１層３２とは反対側に第３層、第４層と順に積層されていることが考えられる。

その他、これまで超音波溶着時に絶縁被覆２６が円周面形状からシート材３０の主面３３に近い形状に変形するものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。例えば、超音波溶着が行われる前に予め絶縁被覆２６が円周面形状からシート材３０の主面３３に近い形状に変形されていてもよい。また例えば、絶縁被覆２６が押出成形される際に円周面形状の一部が平坦な形状に押出成形されてもよい。この場合、シート材３０が絶縁被覆２６よりも軟らかく形成されていてもよい。

またこれまでシート材３０のうち第１被覆部分２７ａが溶着された部分の厚み寸法Ｃと第１被覆部分２７ａの厚み寸法Ａとの和が、第２被覆部分２７ｂの厚み寸法Ｂ以上に形成されているものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。シート材３０のうち第１被覆部分２７ａが溶着された部分の厚み寸法Ｃと第１被覆部分２７ａの厚み寸法Ａとの和が、第２被覆部分２７ｂの厚み寸法Ｂより小さく形成されている場合もあり得る。この場合、シート材３０の絶縁性能が絶縁被覆２６の絶縁性能よりも高いことが好ましい。つまり、厚み寸法Ｃと厚み寸法Ａとの和は、第２被覆部２７ｂと同等以上の絶縁性能を有すれば、厚み寸法Ｂよりも小さくてもよい。

またこれまで絶縁被覆２６とシート材３０との溶着部分の境界面における幅寸法Ｅが、電線２０の芯線２２を通る部分における幅寸法Ｆよりも大寸に形成されているものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。絶縁被覆２６とシート材３０との溶着部分の境界面における幅寸法Ｅが、電線２０の芯線２２を通る部分における幅寸法Ｆ以下とされていることもかんがえられる。例えば、超音波溶着時の圧力を小さくしたり、付与する振動エネルギーを小さくしたりすることによって、溶着部分を小さくすることができる。

またこれまで電線２０が丸電線であるものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。電線２０は、例えば角電線などの丸電線以外の電線が採用される場合もあり得る。

またこれまで絶縁被覆２６及び電線固定層３２がＰＶＣをベースとした材料によって形成されているものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。例えば絶縁被覆２６及び電線固定層３２がＰＥ又はＰＰをベースとした材料によって形成されていることもあり得る。この場合、絶縁被覆２６のベースとなるＰＥ又はＰＰを電線固定層３２のベースとなるＰＥ又はＰＰと同じかそれよりも低密度化したり、絶縁被覆２６のベースとなるＰＥ又はＰＰにイソブチレンなどと反応させたりすることによって、電線固定層３２を絶縁被覆２６と同じかそれよりも硬くすることができる。

またこれまで変形部２８の外面がアンビル８４の内面に沿った形状となるものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。例えば、アンビル８４に保持溝８５が形成されていない場合、または保持溝８５が浅く形成されている場合に変形部２８の外面はアンビル８４の内面に沿った形状とならないことがあり得る。この場合、変形部２８は、シート材３０の主面３３に沿って広がり易くなり、この結果、上記寸法Ｅが図３に示されるものよりも大きくなることが考えられる。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０ ワイヤーハーネス
２０ 電線
２２ 芯線
２３ 素線
２６ 絶縁被覆
２７ａ 第１被覆部分
２７ｂ 第２被覆部分
３０ シート材
３２ 第１層（電線固定層）
３３ 主面
３４ 電線固定部
３４Ｂ 電線配設部
３６ 電線未配設部
４０ 第２層
８０ 超音波溶着機
８２ ホーン
８４ アンビル
８５ 保持溝

Claims (7)

1. 芯線と前記芯線を覆う絶縁被覆とを含む電線と、
   樹脂製の主面上に前記電線が配設されており、前記主面において前記電線と接触する部分が前記電線の前記絶縁被覆と溶着されて電線固定部に形成されているシート材と、
   を備え、
   前記絶縁被覆のうち前記芯線に対して前記電線固定部側の第１被覆部分の厚み寸法が、その反対側の第２被覆部分の厚み寸法よりも小寸に形成されている、ワイヤーハーネス。
2. 請求項１に記載のワイヤーハーネスであって、
   前記シート材のうち前記第１被覆部分が溶着された部分の厚み寸法と前記第１被覆部分の厚み寸法との和が、前記第２被覆部分の厚み寸法以上に形成されている、ワイヤーハーネス。
3. 請求項１又は請求項２に記載のワイヤーハーネスであって、
   前記絶縁被覆と前記シート材との溶着部分の境界面における幅寸法が、前記電線のうち前記芯線の中心を通る部分における幅寸法よりも大寸に形成されている、ワイヤーハーネス。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスであって、
   前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆と同じかそれより硬く形成されている、ワイヤーハーネス。
5. 請求項４に記載のワイヤーハーネスであって、
   前記絶縁被覆及び前記電線固定部が共にポリ塩化ビニル及び可塑剤を含む材料によって形成され、
   前記電線固定部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合と同じかそれよりも低いことによって前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆と同じかそれよりも硬く形成されている、ワイヤーハーネス。
6. （ａ）芯線と前記芯線を覆う絶縁被覆とを含む電線を、シート材における樹脂製の電線配設部に配設しつつ、前記電線と前記電線配設部とを挟持部材によって挟持する工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）の後で、前記絶縁被覆と前記電線配設部とを超音波溶着する工程と、
   を備え、
   前記工程（ｂ）が行われている時点で、前記電線配設部を含む部分が前記絶縁被覆と同じかそれよりも硬い状態となっている、ワイヤーハーネスの製造方法。
7. 請求項６に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記絶縁被覆及び前記電線配設部が共にポリ塩化ビニル及び可塑剤を含む材料によって形成され、
   前記工程（ｂ）が行われている時点で、前記電線配設部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合と同じかそれよりも低いことによって、前記電線配設部を含む部分が前記絶縁被覆と同じかそれよりも硬い状態となっている、ワイヤーハーネスの製造方法。

Images