JP2022124071A - ワイヤハーネス、ワイヤハーネスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤハーネスの製造過程においてコネクタ等が結線された状態の電線に保護用チューブを被せる際に煩雑な作業が不要であり、かつ、完成品のワイヤハーネスの品質を高めることができる技術を提案する。【解決手段】ワイヤハーネス１Ａは、複数の電線２と、該電線２群を覆った電線保護用チューブ３と、電線２群の両端部に接続された、電線保護用チューブ３の内寸よりも大きいコネクタ４Ａ，４Ｂと、を備えている。電線保護用チューブ３は形状記憶ポリマーで構成されており、コネクタ４Ａ，４Ｂの外寸よりも大きい内寸に拡張された状態で電線２群に被せられる。被せられた後、ガラス転移点以上の温度に加熱されることで形状記憶形状に復帰する。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤハーネス及びワイヤハーネスの製造方法に関するものである。

自動車に配索されるワイヤハーネスは、複数の電線、各電線の端末に接続された端子金具、端子金具を収容したコネクタハウジング、電線を覆った保護用チューブ、等を有している。

上記ワイヤハーネスの製造過程においては、コネクタ等が結線された状態の電線に保護用チューブを被せること、即ち保護用チューブを後付けすることがあった。この際、コネクタ等の外寸が保護用チューブの内寸よりも大きくて保護用チューブの内側を通らない場合は、スリットが形成された保護用チューブを用い、スリットを広げて該保護用チューブを電線に被せていた。また、保護用チューブを電線に被せた後、電線がスリットからチューブ外に出ないように、保護用チューブの外周にテープ巻きをしていた。

上述したように、スリット入り保護用チューブを用いる場合、スリットを広げて保護用チューブを電線に被せたり、保護用チューブの外周にテープ巻きをしたりといった煩雑な作業が必要であった。これら煩雑な作業を不要にする技術として、図１４に示すように、形状記憶ポリマーで構成されたプロテクタ５０３を用いて電線５０２群を巻物状に被覆する技術が特許文献１に開示されている。

このプロテクタ５０３は、形状記憶ポリマーによってオーバーラップ巻き部分を有する巻物状に電線５０２群を被覆する形状に成形され、成形後、ガラス転移点以上の温度に加熱された状態で平板状に展開され、この展開状態で電線５０２群が載置されて再度ガラス転移点以上に加熱されることで元の巻物状の形状に復元されて図１４の形態となる。

特開２０１６－１１０８８０号公報

しかしながら、図１４に示された、電線５０２群がプロテクタ５０３によって被覆されたワイヤハーネス５０１は、プロテクタ５０３にオーバーラップ巻き部分が設けられているのでテープ巻きを省略できるというメリットがある反面、オーバーラップ巻き部分が設けられているがゆえに重量増になってしまうというデメリットもあった。

また、ワイヤハーネス５０１は、プロテクタ５０３の端部５３１が電線５０２と接触した状態で振動すると電線５０２の被覆が削れてしまうおそれがあった。さらに、図示例の電線５０２よりも細い電線が用いられる場合、該電線がプロテクタ５０３のオーバーラップ巻き部分（外周部分）とその内周部分との間に入り込んで潰されてしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、ワイヤハーネスの製造過程においてコネクタ等が結線された状態の電線に保護用チューブを被せる際に煩雑な作業が不要であり、かつ、完成品のワイヤハーネスの品質を高めることができる技術を提案することを目的とする。

本発明のワイヤハーネスの製造方法は、電線と、該電線を覆った電線保護用チューブと、を備えたワイヤハーネスの製造方法であって、前記電線の一端側には、前記電線保護用チューブの内寸よりも大きい大寸法部が設けられており、前記電線保護用チューブは、形状記憶ポリマーによりチューブ状に成形される成形工程と、ガラス転移点以上の温度に加熱された状態でその内寸が前記大寸法部よりも大きくなるように拡張される拡張工程と、拡張された状態のままガラス転移点以下の温度に冷却固化される冷却工程と、前記大寸法部及び前記電線をその内側に通して前記電線に外嵌される装着工程と、再度ガラス転移点以上の温度に加熱されて、前記成形工程後の内寸に復帰する再加熱工程と、を順次経て前記電線に装着されることを特徴とする。

本発明のワイヤハーネスは、電線と、該電線を覆った電線保護用チューブと、前記電線の両端側に設けられた、前記電線保護用チューブの内寸よりも大きい大寸法部と、を備え、前記電線保護用チューブは、形状記憶ポリマーで構成されており、切れ目及び継ぎ目がないことを特徴とする。

本発明によれば、ワイヤハーネスの製造過程においてコネクタ等が結線された状態の電線に保護用チューブを被せる際に煩雑な作業が不要であり、かつ、完成品のワイヤハーネスの品質を高めることができる。

本発明の第１実施形態にかかるワイヤハーネスの平面図である。 図１のワイヤハーネスの分解図である。 図１の電線保護用チューブの図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１のワイヤハーネスの製造方法を説明する説明図である。 図１の電線保護用チューブの製造方法の一例を説明する説明図である。 図１の電線保護用チューブの製造方法の他の例を説明する説明図である。 図１の電線保護用チューブの製造方法のさらに他の例を説明する説明図である。 図１の電線保護用チューブの変形例の図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１の電線保護用チューブの他の変形例の図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１の電線保護用チューブのさらに他の変形例の正面図である。 本発明の第２実施形態にかかるワイヤハーネスの平面図である。 本発明の第３実施形態にかかるワイヤハーネスの平面図である。 本発明の第４実施形態にかかるワイヤハーネスの平面図である。 従来のワイヤハーネスの断面図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる「ワイヤハーネス」及び「ワイヤハーネスの製造方法」について、図１～５を参照して説明する。

図１に示すワイヤハーネス１Ａは、自動車に配索されるワイヤハーネスである。このワイヤハーネス１Ａは、複数の電線２と、これら電線２群を覆った電線保護用チューブ３と、電線２群の両端部に設けられたコネクタ４Ａ，４Ｂと、を備えている。

各電線２は、芯線が絶縁被覆で覆われた被覆電線である。

電線保護用チューブ３は、形状記憶ポリマーで構成されている。形状記憶ポリマーは、ガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度では柔らかくなり、ガラス転移点以下に温度が下がると硬くなって形状が固定される性質を備えている。また、最初に与えられた形状を記憶（以下、この記憶される形状を本明細書では「形状記憶形状」という。）し、力が加えられて変形された後に再度ガラス転移点以上の温度に加熱されると自発的に形状記憶形状に復帰する性質を備えている。

形状記憶形状の電線保護用チューブ３は、図３に示すように、山部３１と谷部３２とが交互に連続した蛇腹筒状に形成されており、可撓性を有している。また、電線保護用チューブ３には、切れ目（スリット）及び継ぎ目（切れ目を継いだ箇所）がない。

本発明において、電線保護用チューブ３を構成する形状記憶ポリマーの材料やガラス転移点は任意に設定することができる。例えば本例のワイヤハーネス１Ａは、自動車に配索されることから、ガラス転移点を車体配索状態における雰囲気温度よりも高い値に設定するのが適当である。

コネクタ４Ａ，４Ｂは、各電線２の端末に接続された端子金具と、これら端子金具を収容した合成樹脂製のコネクタハウジングと、で構成されている。コネクタ４Ａ，４Ｂは、電線保護用チューブ３で覆われておらず、露出している。

図１，２に示すように、コネクタ４Ａ，４Ｂの電線２と直交する方向の外寸Ｓ１，Ｓ２（Ｓ１＝Ｓ２）は、形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内寸（谷部３２の直径）Ｄ１よりも大きい。よって、コネクタ４Ａ，４Ｂが結線された状態の電線２群は、コネクタ４Ａ，４Ｂの角度を変えるなどしても、形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内側に通すことができない。これらコネクタ４Ａ，４Ｂは、請求項の「大寸法部」に相当する。

続いて、上記ワイヤハーネス１Ａの製造方法を説明する。本例のワイヤハーネス１Ａの製造方法は、コネクタ４Ａ，４Ｂが結線された状態の電線２群に電線保護用チューブ３を被せる、即ち電線保護用チューブ３を後付けする方法である。

電線保護用チューブ３は、図５に示す製造設備によって製造される。図５の押出機５１は、投入されたペレット状の形状記憶ポリマーを加熱可塑化してチューブ状に押し出す。成形機５２は、押出機５１から押し出されたチューブ体に凹凸即ち山部３１と谷部３２を形成する。成形機５２を通過したチューブ体は、引取り機５３に引き取られるまでの間に冷却固化されて、形状記憶形状の電線保護用チューブ３として成形される（成形工程）。

引取り機５３の下流に配置された加熱機５４は、電線保護用チューブ３をガラス転移点以上の温度に加熱する。また、図５の製造設備には不図示のエア供給機が設けられており、加熱機５４を通される電線保護用チューブ３の内部に矢印で示すように圧縮エアを吹き込む。この際、電線保護用チューブ３の先端（巻取り機５５側の端）は封止されている。このように圧縮エアが吹き込まれることにより電線保護用チューブ３は膨らみ、その内寸がコネクタ４Ａ，４Ｂの外寸Ｓ１，Ｓ２よりも大きい内寸Ｄ２となるように拡張される（拡張工程）。

上記のように拡張された電線保護用チューブ３は、巻取り機５５に巻き取られるまでの間にガラス転移点以下の温度に冷却固化され（冷却工程）、拡張形状を維持した状態で巻取り機５５に巻き取られる。

その後、巻取り機５５から引き出された拡張形状の電線保護用チューブ３は、所定長にカットされて、図４に示すように、コネクタ４Ａ，４Ｂが結線された状態の電線２群に外嵌される（装着工程）。この際、電線保護用チューブ３の内寸Ｄ２は両コネクタ４Ａ，４Ｂの外寸Ｓ１，Ｓ２よりも大きくなっているので、コネクタ４Ａ及び電線２群を電線保護用チューブ３の内側に通すようにして電線保護用チューブ３を電線２群に被せてもよいし、コネクタ４Ｂ及び電線２群を電線保護用チューブ３の内側に通すようにして電線保護用チューブ３を電線２群に被せてもよい。

上記のように電線２群に被せられた電線保護用チューブ３は、不図示の加熱機によって 再度ガラス転移点以上の温度に加熱されて、その内寸が拡張前の形状記憶形状の内寸Ｄ１に復帰する（再加熱工程）。このような工程を経てワイヤハーネス１Ａが製造される。

本例のワイヤハーネス１Ａの製造方法によれば、コネクタ４Ａ，４Ｂの外寸よりも大きい内寸に拡張された電線保護用チューブ３を電線２群に被せるので、電線保護用チューブ３にスリットを入れる必要がなく、電線保護用チューブ３を容易に被せることができる。また、この電線保護用チューブ３にはスリットがないので、従来行っていた、電線がスリットからチューブ外に出ることを防ぐためのテープ巻き作業を廃止できる。なお、本例のワイヤハーネス１Ａにおいて、電線保護用チューブ３と電線２群との位置ずれを防止するためのテープ巻き作業は、必要に応じて行われる。

また、完成品のワイヤハーネス１Ａは、電線保護用チューブ３の内寸がコネクタ４Ａ，４Ｂの外寸よりも小さい形状記憶形状に復帰しているので、狭い配策経路にも配策することができる。また、電線保護用チューブ３にはスリットやエッジ（図１４の端部５３１等）がないので、電線の被覆を傷付けることがない。

なお、上記ワイヤハーネス１Ａにおいては、コネクタ４Ａの外寸Ｓ１とコネクタ４Ｂの外寸Ｓ２とが等しかったが、例えばコネクタ４Ａの外寸がコネクタ４Ｂの外寸よりも小さい場合、電線保護用チューブ３をその内寸がコネクタ４Ａの外寸よりも大きくなるように拡張して、コネクタ４Ａ及び電線２群を電線保護用チューブ３の内側に通すようにして電線保護用チューブ３を電線２群に被せればよい。

上述した図５の製造設備においては、電線保護用チューブ３の成形工程と拡張工程が同一ラインに組み込まれていたが、電線保護用チューブ３の成形工程と拡張工程は、図６に示すように別ラインとしてもよい。

図６のドラム６１には、形状記憶形状の電線保護用チューブ３が巻かれている。この電線保護用チューブ３は、引取り機６２に引き取られて加熱機６３に送られる。加熱機６３での工程は、図５の加熱機５４での工程と同じであり、電線保護用チューブ３をガラス転移点以上の温度に加熱した状態で圧縮エアを吹き込むことにより電線保護用チューブ３を拡張させる。このように拡張された電線保護用チューブ３は、巻取り機６４に巻き取られるまでの間にガラス転移点以下の温度に冷却固化され、拡張形状を維持した状態で巻取り機６４に巻き取られる。

また、上述した図５，６の製造設備においては、電線保護用チューブ３内に圧縮エアを吹き込むことにより電線保護用チューブ３を拡張させていたが、電線保護用チューブ３の拡張工程は、図７に示す製造設備を用いてもよい。

図７の製造設備においては、所定長にカットされた形状記憶形状の電線保護用チューブ３が、加熱機７１によってガラス転移点以上の温度に加熱される。そして、加熱された電線保護用チューブ３内に拡張機７２が挿入され、該拡張機７２が拡径方向に可動することにより電線保護用チューブ３が拡張される。

また、図７の拡張機７２を用いる以外に、加熱された電線保護用チューブ３を外側から引っ張ることで拡張させるようにしてもよい。

また、本発明においては、上述した電線保護用チューブ３以外に、図８～１０に示す形状記憶形状の電線保護用チューブ３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈを用いてもよい。これら電線保護用チューブ３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈは、何れも形状記憶ポリマーで構成されている。

図８に示す電線保護用チューブ３Ｂは、内外径が全長にわたって一定のチューブ状に形成されている。図９に示す電線保護用チューブ３Ｃは、山部３１と谷部３２とが交互に連続した蛇腹筒状部と、内外径が一定のストレート部３３と、を有している。

上述した電線保護用チューブ３，３Ｂ，３Ｃは、軸方向と直交する断面形状が正円であったが、図１０の電線保護用チューブ３Ｄは、軸方向と直交する断面形状が長方形であり、図１０の電線保護用チューブ３Ｅは、軸方向と直交する断面形状がオーバルであり、図１０の電線保護用チューブ３Ｆは、軸方向と直交する断面形状が楕円であり、図１０の電線保護用チューブ３Ｇは、軸方向と直交する断面形状が正方形であり、図１０の電線保護用チューブ３Ｈは、軸方向と直交する断面形状が正三角形である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかる「ワイヤハーネス」及び「ワイヤハーネスの製造方法」について、図１１を参照して説明する。図１１において前述した第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１１に示すワイヤハーネス１Ｂは、自動車に配索されるワイヤハーネスである。このワイヤハーネス１Ｂは、１本の電線２と、この電線２を覆った電線保護用チューブ３と、電線２の一端部に接続された丸形端子８と、電線２の他端側に設けられた不図示の大寸法部と、を備えている。丸形端子８及び大寸法部は、電線保護用チューブ３で覆われておらず、露出している。

丸形端子８の電線２と直交する方向の外寸Ｓ３は、形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内寸（谷部３２の直径）Ｄ１よりも大きい。この丸形端子８は、請求項の「大寸法部」に相当する。また、上記大寸法部の電線２と直交する方向の外寸も、形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内寸Ｄ１よりも大きい。よって、丸形端子８、即ち大寸法部が結線された状態の電線２は、丸形端子８、即ち大寸法部の角度を変えるなどしても、形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内側に通すことができない。

上記ワイヤハーネス１Ｂの製造方法は、第１実施形態と同様に、丸形端子８、即ち大寸法部が結線された状態の電線２に電線保護用チューブ３を被せる、即ち電線保護用チューブ３を後付けする方法である。

本例においても、第１実施形態と同様に、電線保護用チューブ３をその内寸が丸形端子８、即ち大寸法部の外寸よりも大きくなるように拡張して電線保護用チューブ３を電線２に被せる。被せた後、電線保護用チューブ３を再度ガラス転移点以上の温度に加熱して、形状記憶形状に復帰させる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態にかかる「ワイヤハーネス」及び「ワイヤハーネスの製造方法」について、図１２を参照して説明する。図１２において前述した第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１２に示すワイヤハーネス１Ｃは、自動車に配索されるワイヤハーネスである。このワイヤハーネス１Ｃは、複数の電線２と、これら電線２群を覆った電線保護用チューブ３と、電線２群の一端部に接続された電気接続箱９と、電線２群の他端側に設けられた不図示の大寸法部と、を備えている。電気接続箱９及び大寸法部は、電線保護用チューブ３で覆われておらず、露出している。

電気接続箱９は、合成樹脂製のケースと、該ケースに組み付けられたリレー・ヒューズ等の部品を備えている。

電気接続箱９の電線２と直交する方向の外寸Ｓ４は、形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内寸（谷部３２の直径）Ｄ１よりも大きい。この電気接続箱９は、請求項の「大寸法部」に相当する。また、上記大寸法部の電線２と直交する方向の外寸も、形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内寸Ｄ１よりも大きい。よって、電気接続箱９、即ち大寸法部が結線された状態の電線２群は、電気接続箱９、即ち大寸法部の角度を変えるなどしても、形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内側に通すことができない。

上記ワイヤハーネス１Ｃの製造方法は、第１実施形態と同様に、電気接続箱９、即ち大寸法部が結線された状態の電線２群に電線保護用チューブ３を被せる、即ち電線保護用チューブ３を後付けする方法である。

本例においても、第１実施形態と同様に、電線保護用チューブ３をその内寸が電気接続箱９、即ち大寸法部の外寸よりも大きくなるように拡張して電線保護用チューブ３を電線２群に被せる。被せた後、電線保護用チューブ３を再度ガラス転移点以上の温度に加熱して、形状記憶形状に復帰させる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態にかかる「ワイヤハーネス」及び「ワイヤハーネスの製造方法」について、図１３を参照して説明する。図１３において前述した第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１３に示すワイヤハーネス１Ｄは、自動車に配索されるワイヤハーネスである。このワイヤハーネス１Ｄは、複数の電線２と、これら電線２群を覆った電線保護用チューブ３と、を備えている。電線２群には、分岐部１０，１１が設けられており、これら分岐部１０と分岐部１１の間の部分に電線保護用チューブ３が被せられている。

分岐部１０，１１の電線保護用チューブ３と直交する方向の寸法Ｓ５，Ｓ６は、形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内寸（谷部３２の直径）Ｄ１よりも大きい。このような電線２群は、曲げたりひねったりしても、分岐部１０側又は分岐部１１側がつかえて形状記憶形状の電線保護用チューブ３の内側に通すことができない。これら分岐部１０，１１は、請求項の「大寸法部」に相当する。

上記ワイヤハーネス１Ｄの製造方法は、分岐部１０，１１が設けられてコネクタ等が結線された状態の電線２群に電線保護用チューブ３を被せる、即ち電線保護用チューブ３を後付けする方法である。

本例においても、電線保護用チューブ３を拡張して電線２群に被せる。拡張するにあたっては、電線２群における分岐部１０から先の（分岐部１１と反対側の）部分、又は、分岐部から先の（分岐部１０と反対側の）部分が電線保護用チューブ３の内側を通過できるサイズに拡張する。そして、被せた後、電線保護用チューブ３を再度ガラス転移点以上の温度に加熱して、形状記憶形状に復帰させる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ ワイヤハーネス
２ 電線
３，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈ 電線保護用チューブ
４Ａ，４Ｂ コネクタ（大寸法部）
８ 丸型端子（大寸法部）
９ 電気接続箱（大寸法部）
１０，１１ 分岐部（大寸法部）

Claims (4)

1. 電線と、該電線を覆った電線保護用チューブと、を備えたワイヤハーネスの製造方法であって、
   前記電線の一端側には、前記電線保護用チューブの内寸よりも大きい大寸法部が設けられており、
   前記電線保護用チューブは、
   形状記憶ポリマーによりチューブ状に成形される成形工程と、
   ガラス転移点以上の温度に加熱された状態でその内寸が前記大寸法部よりも大きくなるように拡張される拡張工程と、
   拡張された状態のままガラス転移点以下の温度に冷却固化される冷却工程と、
   前記大寸法部及び前記電線をその内側に通して前記電線に外嵌される装着工程と、
   再度ガラス転移点以上の温度に加熱されて、前記成形工程後の内寸に復帰する再加熱工程と、
   を順次経て前記電線に装着される
   ことを特徴とするワイヤハーネスの製造方法。
2. 前記拡張工程では、前記電線保護用チューブ内に圧縮エアが吹き込まれることにより前記電線保護用チューブが拡張される
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤハーネスの製造方法。
3. 前記拡張工程では、前記電線保護用チューブ内に拡張機が挿入され、該拡張機が可動することにより前記電線保護用チューブが拡張される
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤハーネスの製造方法。
4. 電線と、該電線を覆った電線保護用チューブと、前記電線の両端側に設けられた、前記電線保護用チューブの内寸よりも大きい大寸法部と、を備え、
   前記電線保護用チューブは、形状記憶ポリマーで構成されており、切れ目及び継ぎ目がない
   ことを特徴とするワイヤハーネス。

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