JP5392171B2 - ワイヤーハーネスおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤーハーネスおよびその製造方法に関するものであり、特に、ワイヤーハーネスの保護部に関する。

従来、非伸縮部と、蛇腹部と、を有するワイヤーハーネス用外装材が知られている（例えば、特許文献１）。ワイヤーハーネス用外装材の屈曲方向、屈曲量、捩れ方向、および捩れ量は、この非伸縮部および蛇腹部により規制される。

特開２００７−１５９３３７号公報

ここで、特許文献１のワイヤーハーネス用外装材のサイズ（例えば、ワイヤーハーネスの延伸方向におけるサイズ）は、予め定まったものである。その結果、複数のサイズのワイヤーハーネス用外装材が必要になると、ワイヤーハーネス用外装材の調達コストが増大するという問題が生ずる。

そこで、本発明では、電線束を良好に保護できるワイヤーハーネスおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、ワイヤーハーネスであって、電線束と、前記電線束の長手方向に延伸しつつ、前記電線束の一部を囲繞することによって、前記電線束を保護する保護部とを備え、前記保護部は、基材と、前記基材より低融点のバインダ材とを有するとともに、溶融した前記バインダ材が冷却凝固することによって、自身の接合部にて接合されており、第１および第２側部のそれぞれが、前記保護部の外周面のうち、前記長手方向に沿った部分となり、前記第２側部が、前記電線束を挟んで、前記第１側部と逆側に配置されている場合に、前記第１側部側が凹部、前記第２側部側が凸部となるように、保護部の湾曲方向を規制することができるように、前記第２側部が前記第１側部より硬くなるように、前記第１および第２側部における前記バインダ材の一部が、溶融および冷却凝固していることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載のワイヤーハーネスにおいて、前記保護部は、前記基材により線状に形成された基本繊維と、前記基本繊維の周囲に鞘状の前記バインダ材が配置されたバインダ繊維とを有する不織布であることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、電線束と、保護部とを有するワイヤーハーネスの製造方法であって、前記保護部は、融点が第１温度の基材と、融点が第２温度であり、前記基材より低融点のバインダ材とを有しており(a)前記電線束の長手方向に延伸する前記保護部によって、前記電線束の一部を囲繞する工程と、(b)前記工程(a)により前記電線束の一部を囲繞した前記保護部を、前記第２温度以上前記第１温度未満の温度で加熱する工程と、(c)前記工程(b)により溶融した前記バインダ材を冷却凝固させる工程とを備え、第１および第２側部のそれぞれが、前記保護部の外周面のうち、前記長手方向に沿った部分となり、前記第２側部が、前記電線束を挟んで、前記第１側部と逆側に設けられている場合に、前記工程(b)は、前記第１側部を、前記第２温度以上前記第１温度未満となる第１処理温度で加熱し、前記第２側部を、前記第２温度以上前記第１温度未満となり、前記第１処理温度より高温の第２処理温度で、加熱することによって、前記第１側部側が凹部、前記第２側部側が凸部となるように、保護部の湾曲方向を規制することができることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項３に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、前記工程(b)は、前記工程(a)により前記電線束の一部を囲繞した前記保護部を、前記第２温度以上前記第１温度未満の温度で加熱しつつ、さらに加圧することを特徴とする。

請求項１ないし請求項４に記載の発明によれば、第２側部は、第１側部と比較して硬くなる。これにより、保護部に外力が付与されると、保護部は、第２側部より柔軟な第１側部に圧縮応力が、第２側部に引張応力が、それぞれ働いた状態で、湾曲し易くなる。すなわち、保護部は、第１側部側が凹部、第２側部側が凸部となるように、湾曲する。そのため、電線束を保護しつつ、保護部の湾曲方向を容易に規制することができる。

また、請求項１ないし請求項４に記載の発明によれば、第１および第２側部における溶融量を調整することによって、保護部の硬さを調整することができる。そのため、ワイヤーハーネスが取り付けられる場合において、保護部と、他の要素と、が衝突することにより生ずる異音を、良好に抑制できる。

さらに、請求項１ないし請求項４に記載の発明によれば、長手方向における保護部の長さを、容易に調整することができる。これにより、種々の長手方向サイズに対応した保護部を予め用意することが不要となる。そのため、ワイヤーハーネスの製造コストを低減させることができる。

自動車に配策されたワイヤーハーネスの一例を示す背面図である。 本発明の実施の形態におけるワイヤーハーネスの構成の一例を示す側面図である。 図２のＶ−Ｖ線から見た正面断面図である。 保護部の構成の一例を示す分解斜視図である。 保護部の成形に用いられる金型の構成の一例を示す正面斜視図である。 ワイヤーハーネスの製造方法の一例を示す正面図である。 本発明の実施の形態におけるワイヤーハーネスの構成の一例を示す側面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜１．ワイヤーハーネスの構成＞
図１は、自動車１に配策されたワイヤーハーネス１０の一例を示す背面図である。図２は、ワイヤーハーネス１０の構成の一例を示す側面図である。図３は、図２のＶ−Ｖ線から見た正面断面図である。図４は、保護部３０の構成の一例を示す分解斜視図である。

ワイヤーハーネス１０は、複数の電線２０を束ねたものであり、自動車１の配線に使用される。例えば、図１に示すように、本実施の形態のワイヤーハーネス１０は、自動車１の車体３側と、バックドア５側と、を電気的に接続する。図２に示すように、ワイヤーハーネス１０は、主として、複数（２本以上：図２では図示の都合上２本）の電線２０と、保護部３０と、を備えている。

ここで、図１に示すように、グロメット６は、車体３の貫通孔７と、バックドア５の貫通孔８との間に設けられており、例えばゴムにより成形されている。また、図１に示すように、グロメット６の内側には、ワイヤーハーネス１０が挿入されている。これにより、車体３の貫通孔７と、バックドア５の貫通孔８との間に配置されるワイヤーハーネス１０は、グロメット６により保護される。

複数の電線２０（電線束）は、例えば自動車１の電装品（例えば、バックドア５の上部付近に取り付けられたストップランプ５ａ：図１参照）を電気的に接続するために用いられる。図２に示すように、複数の電線２０の両端には、接続用のコネクタ２５が設けられている。

保護部３０は、複数の電線２０の長手方向Ｄ１（図２では±Ｙ軸方向）に延伸しつつ、各電線２０の一部を囲繞することによって、各電線２０を保護する。本実施の形態において保護部３０は、図４に示すように、１枚の不織布３１により形成されている。この不織布３１は、主として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：基材）により線状に形成された基本繊維と、基本繊維の周囲に鞘状のバインダ材が配置されたバインダ繊維と、を有している。

ここで、本実施の形態で用いられるバインダ材は、ＰＥＴおよびＰＥＩ（ポリエチレンイソフタレート）の共重合により形成されている。また、バインダ材の融点（第２温度）は、１１０〜１５０℃であり、基材（ＰＥＴの融点：約２５０℃（第１温度））より低融点となるように設定されている。

＜２．ワイヤーハーネスの製造方法＞
図５は、保護部３０の成形に用いられる金型５０の構成の一例を示す正面斜視図である。図６は、ワイヤーハーネス１０の製造方法を説明するための正面図である。以下では、まず、金型５０のハードウェア構成を説明した後、ワイヤーハーネス１０の製造方法を説明する。

＜２．１．金型の構成＞
ここでは、金型５０のハードウェア構成について説明する。金型５０は、１枚の不織布３１（図６参照）を加熱および加圧することによって、この不織布３１を所望の形状の保護部３０に成形する。図５に示すように、金型５０は、主として、保持部５１と、支持プレート５２と、圧縮部５３と、ヒータ５４と、と有している。

保持部５１は、支持プレート５２内に挿入された不織布３１を加熱する。保持空間５１ａは、保持部５１の側壁５１ｂに挟まれた空間として形成されている。支持プレート５２は、保持空間５１ａに嵌め込まれた状態で、保持部５１により保持される。

支持プレート５２は、図６に示すように、加熱および加圧対象となる不織布３１を収容する。例えば、不織布３１は、折り曲げ線３４（図４参照）で折り曲げられた後、配置空間５２ａに挿入されることによって、支持プレート５２に収容される。

圧縮部５３は、配置空間５２ａに挿入された不織布３１に対して圧力を付与する加圧要素である。図６に示すように、圧縮部５３は、主として、平坦部５３ａと、挿入部５３ｂと、を有している。

平坦部５３ａおよび挿入部５３ｂのそれぞれは、略直方体状のブロックである。図５および図６に示すように、挿入部５３ｂは、平坦部５３ａの一側面に設けられている。また、挿入部５３ｂは、支持プレート５２の配置空間５２ａに挿入可能とされている。したがって、圧縮部５３の挿入部５３ｂが、配置空間５２ａに挿入されることによって、支持プレート５２で保持された不織布３１が、加圧される（図６参照）。

ヒータ５４（５４ａ、５４ｂ）は、配置空間５２ａに挿入された不織布３１を加熱する加熱要素である。図５および図６に示すように、保持部側ヒータ５４ａは側壁５１ｂ内に、圧縮部側ヒータ５４ｂは挿入部５３ｂ内に、それぞれ埋設されている。また、ヒータ５４（５４ａ、５４ｂ）は、信号線９９を介して制御部９０と電気的に接続されている。

したがって、図６に示すように、圧縮部側ヒータ５４ｂが駆動させられると、保護部３０の第１側部４１が加熱される。一方、保持部側ヒータ５４ａが駆動させられると、保護部３０の第２側部４２が加熱される。

ここで、第１および第２側部４１、４２のそれぞれは、図２に示すように、保護部３０の外周面４０のうち、長手方向Ｄ１に沿った部分となる。また、図２および図３に示すように、第２側部４２は、複数の電線２０を挟んで、第１側部４１と逆側に配置される。

制御部９０は、例えばヒータ５４（５４ａ、５４ｂ）による加熱制御、およびデータ演算を実現する。図５に示すように、制御部９０は、主として、ＲＯＭ９１と、ＲＡＭ９２と、ＣＰＵ９３と、を有している。

ＲＯＭ（Read Only Memory）９１は、いわゆる不揮発性の記憶部であり、例えば、プログラム９１ａが格納されている。なお、ＲＯＭ９１としては、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリが使用されてもよい。ＲＡＭ（Random Access Memory）９２は、揮発性の記憶部であり、例えば、ＣＰＵ９３の演算で使用されるデータが格納される。ＣＰＵ（Central Processing Unit）９３は、ＲＯＭ９１のプログラム９１ａに従った制御（例えば、不織布３１の加熱制御）やデータ処理を実行する。

＜２．２．金型を用いたワイヤーハーネスの製造方法＞
ここでは、図４から図６を参照しつつ、金型５０を用いたワイヤーハーネス１０の製造方法について説明する。

ワイヤーハーネス１０の製造方法では、まず、不織布３１が折り曲げ線３４（図４参照）を中心に折り曲げられることによって、複数の電線２０が不織布３１に挟み込まれる。次に、複数の電線２０および不織布３１が、支持プレート５２の配置空間５２ａに挿入される。これにより、長手方向Ｄ１（図２参照）に延伸する不織布３１によって、複数の電線２０の一部が囲繞され、加熱および加圧前の保護部３０が成形される。

続いて、保持部側および圧縮部側ヒータ５４ａ、５４ｂが制御部９０により駆動させられることによって、保護部３０が、不織布３１のバインダ材の融点（第２温度）以上、不織布３１の基材の融点（第１温度）未満の温度で加熱される。また、保護部３０は、加熱処理に加え、圧縮部５３により矢印ＡＲ１方向（圧縮方向：図６参照）に加圧される。これにより、不織布３１のバインダ材が溶融する。

続いて、ヒータ５４による加熱が停止させられ、保護部３０が空冷等により冷却される。これにより、接合部３９のバインダ材の一部または全部は、溶融して基材の間を広がった後、冷却凝固する。そのため、保護部３０は、自身の接合部３９にて接合される。また、第１および第２側部４１、４２におけるバインダ材の一部または全部も、接合部３９と同様に、溶融した後、冷却凝固する。

ここで、本実施の形態において、ヒータ５４（５４ａ、５４ｂ）の動作が制御され、第１および第２側部４１、４２に伝達される熱量が制御されることによって、第２側部４２におけるバインダ材の溶融量が、第１側部４１におけるバインダ材の溶融量より多くなる。例えば、第１側部４１は、バインダ材の融点以上、基材の融点未満となる第１処理温度で加熱される。一方、第２側部４２は、バインダ材の融点以上、基材の融点未満となり、かつ第１処理温度より高温の第２処理温度で加熱される。

これにより、第１および第２側部４１、４２のバインダ材は、第２側部４２が第１側部４１より硬くなるように、溶融および冷却凝固する。そのため、保護部３０に外力が付与されると、保護部３０は、第２側部４２より柔軟な第１側部４１に圧縮応力が、第２側部４２に引張応力が、それぞれ働いた状態で、湾曲し易くなる。すなわち、保護部３０は、第１側部４１側が凹部、第２側部４２が凸部となるように、湾曲する（図６参照）。

このように、ワイヤーハーネス１０は、複数の電線２０を保護しつつ、保護部３０の湾曲方向を容易に規制することができる。

例えば、第１側部４１がバックドア５のリアガラス５ｂ側に配置されるように、ワイヤーハーネス１０がバックドア５の貫通孔８（図１参照）から挿入されると、ワイヤーハーネス１０は、バックドア５の曲線に沿って容易に湾曲する。その結果、ワイヤーハーネス１０を貫通孔８に挿入する作業者の作業負担を軽減することができる。

また、制御部９０により第１および第２側部４１、４２における溶融量を調整することによって、保護部３０の硬さを調整することができる。これにより、ワイヤーハーネス１０が自動車１内に取り付けられる場合において、保護部３０と、他の要素と、が衝突することにより生ずる異音を、良好に抑制できる。また、保護部３０の硬さを、車体３の貫通孔７、およびバックドア５の貫通孔８（図１参照）に挿入し易い硬さとすることができる。

さらに、保護部３０は、不織布３１により形成されており、長手方向Ｄ１における保護部３０の長さは、容易に調整できる。すなわち、必要な時に、必要なサイズに不織布３１を裁断することによって、様々なサイズの保護部３０が得られる。これにより、種々の長手方向Ｄ１のサイズに対応した保護部３０を予め用意することが不要となる。そのため、ワイヤーハーネスの製造コストを低減させることができる。

＜３．本実施の形態のワイヤーハーネスの利点＞
以上のように、本実施の形態のワイヤーハーネス１０において、バインダ材の溶融量は、第１側部４１より第２側部４２の方が多く、第２側部４２は、第１側部４１と比較して硬くなる。これにより、保護部３０に外力が付与されると、保護部３０は、第１側部４１側が凹部、第１側部４１側が凸部となるように、湾曲する。そのため、複数の電線２０を保護しつつ、保護部３０の湾曲方向を容易に規制することができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。

（１）本実施の形態において、ワイヤーハーネス１０は、複数の電線２０を有するものとして説明したが、電線２０の本数はこれに限定されるものでない。例えば、ワイヤーハーネス１０が１本の電線２０を有する場合であっても、ワイヤーハーネス１０からは、複数の電線２０を有するワイヤーハーネス１０と同様の機能が発揮される。

（２）また、本実施の形態において、保護部３０は、１枚の不織布の内側に複数の電線２０を配置した後、この不織布を加熱および加圧することによって、所望の形状に成形されるものとして説明したが、保護部３０の成形手法はこれに限定されるものでない。保護部３０は、例えば、２枚の不織布の間に複数の電線２０を配置した後、これら２枚の不織布を加熱および加圧することによって、成形されても良い。また、保護部３０は、３枚以上の不織布により構成されても良い。

（３）さらに、本実施の形態において、ワイヤーハーネス１０は、バックドア５の貫通孔８から挿入されるものとして説明したが、ワイヤーハーネス１０の配置は、これに限定されるものでない。例えば、インパネおよびステアリングの取付付近にワイヤーハーネス１０を配置しても良い。この場合、ワイヤーハーネス１０を一方向に湾曲するように設定することができ、車両部品の隙間が確保できる。

１ 自動車
３ 車体
５ バックドア
１０ ワイヤーハーネス
２０ 電線
３０ 保護部
３１ 不織布
３４ 折り曲げ線
３９ 接合部
４０ 外周面
４１ 第１側部
４２ 第２側部
５０ 金型
５１ 保持部
５２ 支持プレート
５３ 圧縮部
５４ ヒータ
９０ 制御部
Ｄ１ 長手方向

Claims (4)

1. ワイヤーハーネスであって、
   (a) 電線束と、
   (b) 前記電線束の長手方向に延伸しつつ、前記電線束の一部を囲繞することによって、前記電線束を保護する保護部と、
   を備え、
   前記保護部は、
   (b-1) 基材と、
   (b-2) 前記基材より低融点のバインダ材と、
   を有するとともに、溶融した前記バインダ材が冷却凝固することによって、自身の接合部にて接合されており、
   第１および第２側部のそれぞれが、前記保護部の外周面のうち、前記長手方向に沿った部分となり、前記第２側部が、前記電線束を挟んで、前記第１側部と逆側に配置されている場合に、
   前記第１側部側が凹部、前記第２側部側が凸部となるように、保護部の湾曲方向を規制することができるように、前記第２側部が前記第１側部より硬くなるように、前記第１および第２側部における前記バインダ材の一部が、溶融および冷却凝固していることを特徴とす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において、
   前記保護部は、
   前記基材により線状に形成された基本繊維と、
   前記基本繊維の周囲に鞘状の前記バインダ材が配置されたバインダ繊維と、
   を有する不織布であることを特徴とするワイヤーハーネス。
3. 電線束と、保護部と、を有するワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記保護部は、
   融点が第１温度の基材と、
   融点が第２温度であり、前記基材より低融点のバインダ材と、
   を有しており
   (a) 前記電線束の長手方向に延伸する前記保護部によって、前記電線束の一部を囲繞する工程と、
   (b) 前記工程(a)により前記電線束の一部を囲繞した前記保護部を、前記第２温度以上前記第１温度未満の温度で加熱する工程と、
   (c) 前記工程(b)により溶融した前記バインダ材を冷却凝固させる工程と、
   を備え、
   第１および第２側部のそれぞれが、前記保護部の外周面のうち、前記長手方向に沿った部分となり、前記第２側部が、前記電線束を挟んで、前記第１側部と逆側に設けられている場合に、
   前記工程(b)は、
   前記第１側部側が凹部、前記第２側部側が凸部となるように、保護部の湾曲方向を規制することができるように、
   前記第１側部を、前記第２温度以上前記第１温度未満となる第１処理温度で加熱し、
   前記第２側部を、前記第２温度以上前記第１温度未満となり、前記第１処理温度より高温の第２処理温度で、加熱することを特徴とするワイヤーハーネスの製造方法。
4. 請求項３に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記工程(b)は、前記工程(a)により前記電線束の一部を囲繞した前記保護部を、前記第２温度以上前記第１温度未満の温度で加熱しつつ、さらに加圧する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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