JP5480004B2 - ワイヤーハーネスの配索方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば自動車の電気系統の接続に用いられるようなワイヤーハーネスの配索方法に関するものである。

電源供給・信号通信等の電気的接続を目的としたワイヤーハーネス（ケーブルハーネスともいう。以下、ワイヤーハーネスという）は、複数の電線を束にして、それらを配索し易い長さ、形状に形成したものである。

また、ワイヤーハーネスは幹線からそれぞれ異なる方向に分岐する複数の枝線を有し、例えば、自動車内等の三次元空間に配索されるが、自動車内の構造により、ワイヤーハーネスの形状は制限される。

なお、近年の自動車分野において、省エネに直接的に影響を与える軽量化や、コスト低減の必要性が高まっており、ワイヤーハーネスの設計必要長さに対する余裕長を減らし、軽量化やコスト低減を図っている。

このようなワイヤーハーネスの配索は作業者の手作業で行われるが、ワイヤーハーネスを三次元的に自由に曲げることができるため、配索の際に、不適切な配索によりワイヤーハーネスが捩れ、長さが足りなくなるという問題があった。このような問題は、上述したように、ワイヤーハーネスの設計必要長さに対する余裕長が短い場合、より顕著に現れる。

このような問題に対して、ワイヤーハーネスの長手方向にひれ状に延びる所定幅の仮想治具面を用いた、組付け時のねじりを最小化するようなワイヤーハーネスの設計、製造、及び組付け方法が提案されている（特許文献１参照）。

しかし、この特許文献１で提案された設計、製造及び組付け方法では、組付け時のねじりを最小化するようなワイヤーハーネスが設計され製造されたとしても、配索する作業者の熟練度によっては、不適切な配索によりワイヤーハーネスが捩れ、長さが足りなくなるおそれがあった。また、仮想治具面が必要となる問題点もあった。

特開２００４−２２１８８号公報

そこでこの発明は、所望の屈曲箇所において曲がる方向を規制することによって、所望の配索経路に容易に配索することができるワイヤーハーネスの配索方法を提供することを目的とする。

この発明は、長尺状のケーブルを複数本束ねて構成するワイヤーハーネスの配索方法であって、ケーブルを複数本束ねたまま屈曲させる所望の屈曲箇所の長手方向両側に、前記ケーブル同士を固定する固定手段を備えるとともに、前記固定手段で構成する前記屈曲箇所を、長手方向において複数箇所設け、予め、前記屈曲箇所が無負荷となる直線状態のワイヤーハーネスの前記屈曲箇所に対応する箇所について、長手方向両側の該固定手段の間における複数本のケーブルのうち少なくとも１本のケーブルを、前記屈曲箇所の曲げ形状に応じて他のケーブルより長く撓ませて、前記固定手段で固定するとともに、前記ワイヤーハーネスを、他のケーブルより長く、撓ませて固定した前記ケーブルが曲げの外側となるように、前記屈曲箇所で屈曲させ、所望の配索箇所に配索するワイヤーハーネスの配索方法であることを特徴とする。

前記ケーブルは、芯線を絶縁被覆で被覆した被覆電線、被覆電線をチューブで被覆した配線コード等とすることができる。
前記固定手段は、クッションテープや絶縁テープ、インシュロック、絶縁被覆の溶着、あるいは接着などのケーブル同士を長手方向にずれないよう強固に固定することができる適宜の固定手段とすることができる。

この発明により、所望の屈曲箇所においてワイヤーハーネスの曲がる方向を規制することができる。
詳しくは、屈曲箇所における長手方向両側の該固定手段の間における複数本のケーブルのうち少なくとも１本のケーブルを、他のケーブルより長く、撓ませて固定したため、撓ませて固定した他のケーブルより長いケーブルが、曲がり方向外側となるように、ワイヤーハーネスの曲がる方向を規制することができる。

例えば、撓ませて固定した他のケーブルより長いケーブルが曲がり方向内側となるように曲げようとすると、短いケーブルが円弧長の長くなる径外側となって引張り力が作用し、径内側の長いケーブルには圧縮力が作用して曲げに対する抵抗となり、その方向には曲げ難くなる。これに対して、長いケーブルが曲がり方向外側となるように曲げる場合は、短いケーブルが円弧長の短い径内側となり、曲げによる長手方向の力（圧縮力や引張り力）が各ケーブルに作用することなく、ワイヤーハーネスが曲げやすくなる。このように、屈曲箇所における長手方向両側の固定手段の間における複数本のケーブルのうち少なくとも１本のケーブルを、他のケーブルより長く、撓ませて固定したことにより、ワイヤーハーネスにおける屈曲箇所の曲げ方向を規制することができる。したがって、ワイヤーハーネスが捩れ、長さが足りなくなるおそれがなく、所望の配索経路に応じた形状に曲げることができる。

また、前記固定手段で構成する前記屈曲箇所を、長尺状の長手方向において複数箇所設けることにより、複雑な三次元の配索形状であっても、複数箇所で適切な方向に曲げて、容易に所望の配索形状を形成することができる。

また、予め、前記屈曲箇所が無負荷となる直線状態のワイヤーハーネスの前記屈曲箇所に対応する箇所について、長手方向両側の該固定手段の間における複数本のケーブルのうち少なくとも１本のケーブルを、前記屈曲箇所の曲げ形状に応じて他のケーブルより長く撓ませて、前記固定手段で固定するとともに、前記ワイヤーハーネスを、他のケーブルより長く、撓ませて固定した前記ケーブルが曲げの外側となるように、前記屈曲箇所で屈曲させ、所望の配索箇所に配索することにより、ワイヤーハーネスを予め所望の配索形状に応じて屈曲させて配索することができる。なおこのとき、屈曲箇所における曲げ方向を規制することができるため、ケーブルが捩れ難く、長さが足りなくなるようなことなく、予め設計された配索経路に、容易に配索することができる。

この発明により、所望の屈曲箇所において曲がる方向を規制することによって、所望の配索経路に容易に配索することができるワイヤーハーネスの配索方法を提供することができる。

ワイヤーハーネスの外観を示す正面図。 図１のＡ−Ａ部分についての説明図。 屈曲部における電線の曲げ方向による屈曲状態を示す正面図。 第２パターンのワイヤーハーネスの説明図。 第３パターンのワイヤーハーネスの説明図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
ここでは２本のケーブルで構成するワイヤーハーネス１について説明する。
図１はワイヤーハーネス１の外観を示す正面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ部分についての説明図を示している。なお、図２（ａ）はＡ−Ａ部分を拡大するとともに、一部を断面で示した部分拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ拡大断面図を示している。

図３は屈曲部Ｒのケーブル４の曲げ方向による屈曲状態を示す正面図である。なお、図３（ａ）は屈曲前の屈曲部Ｒの拡大正面図を示し、図３（ｂ）は屈曲した屈曲部Ｒの拡大正面図を示し、図３（ｃ）は逆方向に曲げる場合の屈曲部Ｒの拡大正面図を示している。

図１に示すように、ワイヤーハーネス１は、両端にコネクタ６を有する２本のケーブル４と、複数のクッションテープ５とで構成している。このうち、ケーブル４は、並列の２本の被覆電線２と、それをまとめて被覆する被覆チューブ３とで構成している。

また、クッションテープ５は、ワイヤーハーネス１を配索する配索経路における屈曲箇所に応じた屈曲部Ｒの長手方向の両側において、２本のケーブル４の外周に巻きまわして、長手方向にずれず、ばらけないよう固定している。なお、クッションテープ５は、屈曲部Ｒ以外にも、ケーブル４の長手方向に２本のケーブル４がばらけないよう束ねておく必要がある箇所に適宜配置してもよい。

図２に示すように、屈曲部Ｒにおける、２本のケーブル４のうち一方を曲げ内側となる短固定ケーブル４ａとし、曲げ外側となる他方を短固定ケーブル４ａより長い長固定ケーブル４ｂとして異なる長さで構成している。

なお、長固定ケーブル４ｂは過度な負荷がかからない程度の曲率で湾曲させて固定している。また、長固定ケーブル４ｂは、後述する屈曲部Ｒの曲げにおいて、ケーブル４の径、短固定ケーブル４ａの曲げ形状に応じ、曲げ状態の短固定ケーブル４ａの円弧長と、曲げ方向径外側における円弧長の差分以上、短固定ケーブル４ａより長くなるように撓ませてクッションテープ５で固定している。

このように構成したワイヤーハーネス１の屈曲部Ｒでは、図３に示すように、屈曲部Ｒが無負荷の直線状態にある図３（ａ）から長固定ケーブル４ｂが曲げの外側へ凸となるように曲げようとすると、図３（ｂ）に示すように長固定ケーブル４ｂの線長に余裕がある為、容易に曲げることができる。

これに対して、屈曲部Ｒが無負荷の直線状態にある図３（ａ）から短固定ケーブル４ａが曲げの外側へ凸となるように曲げようとすると、図３（ｃ）に示すように曲げの内側となる長固定ケーブル４ｂは短固定ケーブル４ａより長く、曲げの内側としては線長が長すぎることになる。

さらに、２本のケーブル４はクッションテープ５で長手方向にズレないよう固定されているため、長固定ケーブル４ｂは長手方向にズレて屈曲部Ｒの線長を調整することができない。このように、長手方向において短固定ケーブル４ａ及び長固定ケーブル４ｂが相対的に固定されているため、曲げ方向内側となる長固定ケーブル４ｂには、曲げによる圧縮力が作用し、曲げ方向に対する剛性が高く抵抗となる。
そして、曲げ方向に対する剛性が高く抵抗となる長固定ケーブル４ｂが曲げ方向内側にあるため、短固定ケーブル４ａには引張り力が作用することとなる、
このため、図３（ｂ）のように長固定ケーブル４ｂが曲げの外側となる曲げ方向と図３（ｃ）のように短固定ケーブル４ａが曲げの外側となる曲げ方向とでは、曲げ易さに明確な差が生じることとなる。
これにより、屈曲部Ｒの曲げ方向を容易に規制することができる。

このように構成したワイヤーハーネス１を用いた配索方法について説明すると、ワイヤーハーネスを、予め設計された配索経路に応じてセットされた２箇所の屈曲部Ｒにおいて、クッションテープ５で束ねたケーブル４を屈曲させて、所望の配索形状を形成する。なお、このとき上述したように、屈曲部Ｒでは、クッションテープ５によって固定された短固定ケーブル４ａ及び長固定ケーブル４ｂの長さの違いによって、曲げ方向が規制されているため、容易に所望の配索形状に形成することができる。

こうして予め配索形状に形成したワイヤーハーネス１を、例えば自動車における車体内側の配索箇所に固定する。このとき、予め、屈曲部Ｒで屈曲させたワイヤーハーネス１を固定しているため、ワイヤーハーネス１を構成するケーブル４が捩れ難く、ワイヤーハーネス１の長さが配索経路に対して足りなくなるようなことなく、容易に配索することができる。

また、予め、屈曲させて配索形状のワイヤーハーネス１を形成する際であっても、クッションテープ５によって固定された短固定ケーブル４ａ及び長固定ケーブル４ｂの長さの違いによって、屈曲部Ｒの曲げ方向が規制されているため、例えば、配索形状を指示する指示書等を確認することなく、一義的に、適切な配索形状を形成することができる。

このように、長尺状のケーブル４を複数本束ねて構成したワイヤーハーネス１を、ケーブル４を複数本束ねたまま屈曲させる所望の屈曲部Ｒの長手方向両側に、ケーブル４同士を固定するクッションテープ５を備え、長手方向両側のクッションテープ５の間における複数本のケーブル４のうち１本（長固定ケーブル４ｂ）を、他のケーブル４（短固定ケーブル４ａ）より長く、撓ませて固定したことにより、所望の屈曲部Ｒにおいてワイヤーハーネス１の曲がる方向を規制することができる。

詳しくは、屈曲部Ｒにおける長手方向両側のクッションテープ５の間における複数本のケーブル４のうち少なくとも１本のケーブル４を、短固定ケーブル４ａより長く、撓ませて固定したため、撓ませて固定した長固定ケーブル４ｂが、曲がり方向外側となるように、ワイヤーハーネス１の曲がる方向を規制することができる。

例えば、撓ませて固定した長固定ケーブル４ｂが曲がり方向内側となるように曲げようとすると、短固定ケーブル４ａが円弧長の長くなる径外側となって引張り力が作用し、径内側の長固定ケーブル４ｂには圧縮力が作用して曲げに対する抵抗となり、その方向には曲げ難くなる。

これに対して、長固定ケーブル４ｂが曲がり方向外側となるように曲げる場合は、短固定ケーブル４ａが円弧長の短い径内側となり、曲げによる長手方向の力（圧縮力や引張り力）が各ケーブル４に作用することなく、ワイヤーハーネス１が曲げやすくなる。

このように、屈曲部Ｒにおける長手方向両側のクッションテープ５の間における複数本のケーブル４のうち長固定ケーブル４ｂを、短固定ケーブル４ａより長く、撓ませて固定したことにより、ワイヤーハーネス１における屈曲部Ｒの曲げ方向を規制することができる。したがって、ワイヤーハーネス１が捩れ、長さが足りなくなるおそれがなく、所望の配索経路に応じた形状に曲げることができる。

また、クッションテープ５で構成する屈曲部Ｒを、長尺状の長手方向において複数箇所設けたことにより、複雑な三次元の配索形状であっても、複数箇所で適切な方向に曲げて、容易に所望の配索形状を形成することができる。

また、ケーブル４を並列の２本の被覆電線２と、それをまとめて被覆する被覆チューブ３とで構成しているため、意図しない曲げを繰り返すと、被覆チューブ３内で被覆電線２が捩じれることが予想されるが、屈曲部Ｒにおいてワイヤーハーネス１の曲げ方向を規制することによって、被覆チューブ３内において被覆電線２が捩じれることを防止できる。

なお、上述のワイヤーハーネス１は、並列に束ねて接着固定された２本のケーブル４で構成されているが、並列でない２本以上のケーブル４で構成されたワイヤーハーネス１でも利用できる。

例えば、図４に示すように、ワイヤーハーネス１を３本のケーブル４で構成した場合、ケーブル４を断面形状が三角形になるように束ねてクッションテープ５で固定する（図４（ｄ）におけるＸ−Ｘ断面図である図４（ａ）参照）。例えば、三角形の頂点となる１本のケーブル４を短固定ケーブル４ａとし、残り２本を長固定ケーブル４ｂとしたり、逆に、１本を長固定ケーブル４ｂ、残りの２本を短固定ケーブル４ａとすることによって、同様の効果を得ることができる。

詳しくは、図４（ｄ）における手前側（図４中左下側）の屈曲部Ｒのように、３本のケーブル４のうち１本を長固定ケーブル４ｂ、残りを短固定ケーブル４ａとした場合、図４（ｄ）におけるＹ−Ｙ断面図である図４（ｂ）や図４（ｄ）において矢印ｂに示すように、２本の短固定ケーブル４ａに対して長固定ケーブル４ｂの反対側に、屈曲部Ｒの曲げる方向を規制することができる。

これに対して、図４（ｄ）における奥側（図４中右上側）の屈曲部Ｒのように、３本のケーブル４のうち２本を長固定ケーブル４ｂ、残りの１本を短固定ケーブル４ａとした場合、図４（ｄ）におけるＺ−Ｚ断面図である図４（ｃ）や図４（ｄ）において矢印ｃに示すように、短固定ケーブル４ａに対し、２本の長固定ケーブル４ｂの中心と短固定ケーブル４ａとを結ぶ方向の反対側に屈曲部Ｒの曲げる方向を規制することができる。

したがって、屈曲部Ｒにおける曲げ方向をより正確に規制することができる。なお、クッションテープ５で束ねて固定するケーブル４の本数が増えれば、より細かく屈曲部Ｒにおける曲げ方向を規制することができる。
また、図４（ｄ）に示すように、屈曲部Ｒを複数個所設けることにより、より正確な三次元立体形状のワイヤーハーネス１を形成することができる。

さらにまた、長固定ケーブル４ｂの線長を調整すれば、その線長で曲げ方向だけでなく曲げ角度を規制し、過度な負荷がケーブル４に加わらないようにすることもできる。

また、複数本の長固定ケーブル４ｂを備えた場合において、短固定ケーブル４ａに対する長固定ケーブル４ｂの線長を、図５に示すように、それぞれ変化させてもよい。
例えば、図５に示す並列ハーネス１ａは、それぞれ長さの異なる被覆電線８を複数本並列配置して、被覆電線８の外側を構成する絶縁被覆同士の対向面を溶着９し、両端にコネクタ７を備えて構成している。なお、幅方向に長さが順に長くなる、或いは短くなるよう配置するとともに、溶着９の長さを調整して、最も短い被覆電線８に対し、撓ませて長固定ケーブル８ｂを構成している（図５（ａ）参照）。

このように並列ハーネス１ａを構成することによって、図５（ｂ）に示すように、並列ハーネス１ａの屈曲部Ｒを、被覆電線８を並列配置した平面状において面内方向に曲げることができる。また、このとき、幅方向において、長固定ケーブル８ｂの長さが順に長くなるよう屈曲部Ｒを構成しているため、各被覆電線８に軸方向の力が作用することなく屈曲部Ｒを曲げることができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のケーブルは、ケーブル４や被覆電線８に対応し、
同様に、
ワイヤーハーネスは、ワイヤーハーネス１や並列ハーネス１ａに対応し、
固定手段は、クッションテープ５や溶着９に対応し、
屈曲箇所は、屈曲部Ｒに対応するも、この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

１…ワイヤーハーネス
１ａ…並列ハーネス
４…ケーブル
４ａ…短固定ケーブル
４ｂ…長固定ケーブル
５…クッションテープ
８…被覆電線
９…溶着
Ｒ…屈曲部

Claims (1)

1. 長尺状のケーブルを複数本束ねて構成するワイヤーハーネスの配索方法であって、
   ケーブルを複数本束ねたまま屈曲させる所望の屈曲箇所の長手方向両側に、前記ケーブル同士を固定する固定手段を備えるとともに、
   前記固定手段で構成する前記屈曲箇所を、長手方向において複数箇所設け、
   予め、前記屈曲箇所が無負荷となる直線状態のワイヤーハーネスの前記屈曲箇所に対応する箇所について、長手方向両側の該固定手段の間における複数本のケーブルのうち少なくとも１本のケーブルを、前記屈曲箇所の曲げ形状に応じて他のケーブルより長く撓ませて、前記固定手段で固定するとともに、
   前記ワイヤーハーネスを、他のケーブルより長く、撓ませて固定した前記ケーブルが曲げの外側となるように、前記屈曲箇所で屈曲させ、所望の配索箇所に配索する
   ワイヤーハーネスの配索方法。

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