JP5954165B2 - ワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、電磁シールド機能を有するワイヤハーネスに関する。

従来のワイヤハーネスにおいて、電磁波を遮蔽する電磁シールド機能が必要な場合、シールド電線が用いられる。また、シールド電線の端部と筐体接地の基準電位点とが離れている場合、特許文献１に示されるようなドレイン線付のシールド電線が用いられる。

ドレイン線付シールド電線は、一次被覆を有するコア電線と、被覆のないドレイン線と、コア電線及びドレイン線を覆う金属箔と、金属箔を覆う二次被覆とを備える。コア電線は絶縁電線である。二次被覆は、コア電線及びドレイン線を束ねて覆う管状に成形された合成樹脂の部材である。二次被覆は、押出成形によって成形される。金属箔は、二次被覆の内側面に沿って形成され、ドレイン線に接している。

なお、絶縁電線は、被覆電線と称されることもある。絶縁電線は、線状の導体とその導体の周囲を覆う絶縁被覆（一次被覆）とを有する。

シールド電線における二次被覆の端部と基準電位点とが離れている場合、二次被覆の端から延び出たドレイン線が被覆を有するアース電線の一端と接続される。さらに、そのアース電線の他端が基準電位点に接続される。これにより、被覆のないドレイン線が、基準電位点ではない周囲の導体に短絡されてしまうことが防がれる。

一方、特許文献２に示されるシールド電線は、コア電線及びドレイン線に対して螺旋状に巻き付けられた３層構造のシールドテープを備えている。３層構造のシールドテープは、テープ状の絶縁体からなる中間層とその中間層の両面各々に形成された導体の層とを有する。

特許文献２のシールド電線が採用される場合においても、シールドテープの端部と基準電位点とが離れていることが考えられる。この場合、シールドテープの端から延び出たドレイン線が、被覆を有するアース電線を介して基準電点と接続されることになる。

実開平６−３１０２９号公報 特開２００２−１４０９３８号公報

特許文献１に示される既製のシールド電線が採用される場合、ワイヤハーネスの製造工程において、以下に示されるような工程が必要となる。

まず、既製のシールド電線の両端部における二次被覆を切除する皮剥ぎ工程が必要である。さらに、シールド電線の両端部において、ドレイン線（裸導線）及複数のコア電線（絶縁電線）各々を仕分けつつ、ドレイン線とコア電線各々とに個別の端末処理を行う端末処理工程が必要である。

例えば、ドレイン線の端末処理工程では、ドレイン線とアース電線とが接合される。ドレイン線における二次被覆から延び出た部分への被覆処理が行われる。被覆処理は、例えば、粘着テープを巻き付ける処理である。

また、コア電線の端末処理工程では、例えば、コア電線の端部の被覆（一次被覆）を除去する処理と、コア電線各々の端部に圧着端子を圧着する処理とが行われる。

そして、既製のシールド電線の端末処理工程では、以上に示された各処理が、二次被覆によって束ねられたドレイン線（裸導線）及び複数のコア電線（絶縁電線）各々を仕分けつつ行われる必要がある。そのため、既製のシールド電線の端末処理工程は、自動化が難しく、煩雑な手作業を要する。

また、特許文献２に示されるシールド電線は、その製造のために、電線に３層構造のシールドテープを巻き付ける工程に加え、シールドテープの外周に二次被覆を形成する工程を要する。二次被覆を形成する工程は、例えば、絶縁テープを螺旋状に巻き付ける工程、又は合成樹脂を押出成形する工程などである。

シールド層及び二次被覆の形成のために、テープを螺旋状に巻き付ける工程を２回繰り返すことは非常に煩雑である。また、二次被覆の形成のために、合成樹脂の押出成形を行うことは、さらに煩雑な手間と、大規模な成型装置とを要する。

また、特許文献２に示されるシールド電線において、３層構造のシールドテープは、その表面に粘着層を有さない。粘着層は、シールドテープの重なり合う部分における電気的な接続（導通）を阻害するからである。そのような粘着層のないシールドテープは、重なり合う部分において滑りやすい。そのため、粘着層のないシールドテープを自動テープ巻き装置を用いて電線に巻き付けることは難しい。

以上のことから、特許文献１及び特許文献２のいずれに示されるシールド電線が採用される場合においても、電磁シールド機能を有するワイヤハーネスを、自動化された工程で安定的に製造することが難しい。

本発明は、電磁シールド機能を有し、自動化された工程で簡易に製造できるワイヤハーネスを提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係るワイヤハーネスは、以下に示される各構成要素を備える。
（１）第１の構成要素は、絶縁電線からなるコア電線である。
（２）第２の構成要素は、裸導線からなるドレイン線である。
（３）第３の構成要素は、絶縁電線からなるアース電線である。このアース電線は、当該絶縁電線における被覆から露出した導体と上記ドレイン線の一部とが電気的に接続された部分である接合部を有する。
（４）第４の構成要素は、金属箔である。この金属箔は、上記ドレイン線に接する状態で、かつ、第一縁部及びその反対側の第二縁部が上記ドレイン線の延伸方向に沿う状態で、管状に巻かれている。さらに、上記金属箔は、上記ドレイン線と上記コア電線における両端部の間の中間領域と上記アース電線における少なくとも一方の端部以外の上記接合部を含む領域とを束ねて覆う管状に巻かれている。
（５）第５の構成要素は、管状の上記金属箔に巻かれた非導電材料のテープからなり、上記金属箔を覆う二次被覆である。
（６）第６の構成要素は、上記アース電線の一方の端部に取り付けられており、基準電位点に接続される金属端子であるアース端子である。上記アース電線の上記接合部は、上記金属箔における上記アース端子側の端に対し反対側の端に片寄った位置に存在している。

本発明の第２態様に係るワイヤハーネスは、第１態様に係るワイヤハーネスの一態様である。第２態様に係るワイヤハーネスにおいて、上記二次被覆は、管状の上記金属箔に対し螺旋状に巻き付けられた粘着テープである。

上記の各態様に係るワイヤハーネスは、コア電線の周囲を覆う金属箔と、金属箔を基準電位点に接続するためのドレイン線及びアース電線と、を備えている。そのため、上記の各態様に係るワイヤハーネスは、電磁シールド機能を有する。さらに、上記の各態様に係るワイヤハーネスは、以下に示されるように、自動化された工程で簡易に製造できる。

まず、予め端末処理が施されたコア電線と、予め端末処理及び接合処理が施されたアース電線及びドレイン線とが用意される。ここで、１本ずつのコア電線及びアース電線に対して被覆（一次被覆）の除去及び圧着端子の圧着などの端末処理を施す工程は、従来の電線処理装置によって容易に自動化できる。同様に、１本のアース電線と１本のドレイン線とを接合する工程も、従来の電線処理装置によって容易に自動化できる。

次に、コア電線、アース電線及びドレイン線の束を金属箔で包みつつ、その金属箔の外周にテープ状の二次被覆を巻く工程が行われる。後述するように、そのような工程も、容易に自動化できる。

ところで、従来のシールド電線が採用される場合、アース電線におけるドレイン線との接合部は、二次被覆の端部付近に設けられる。ワイヤハーネスにおいて、ドレイン線及びアース電線の接合部は、他の部分よりも太くなる。従って、従来のシールド電線が採用される場合、太い接合部を所望の位置に設ける自由度が低い。

一方、上記の各態様に係るワイヤハーネスにおいては、アース電線におけるドレイン線との接合部を、二次被覆内の任意の位置に設けることが可能である。即ち、太い接合部を所望の位置に設ける自由度が高い。

例えば、第２態様に係るワイヤハーネスの二次被覆は、管状の金属箔に対し螺旋状に巻き付けられた粘着テープである。この場合、二次被覆は、コア電線、アース電線及びドレイン線の束を金属箔で包みつつ、その金属箔の外周に粘着テープを螺旋状に巻き付けることによって形成される。後述するように、そのような工程は、容易に自動化できる。

また、上記の各態様に係るワイヤハーネスにおいて、アース電線におけるドレイン線との接合部は、金属箔におけるアース端子側の端に対し反対側の端に片寄った位置に存在している。このようなワイヤハーネスは、自動車におけるピラーからルーフに亘る部分の内張部材の裏側に沿って配線されるワイヤハーネスとして好適である。この場合、接合部は、比較的余裕のあるルーフ側のスペースに配置され、アース端子は、比較的狭いピラー側のスペースに位置する基準電位点に接続される。

本発明の第１実施形態に係るワイヤハーネス１０の斜視図である。 ワイヤハーネス１０の分解平面図である。 車両のピラーに沿って配置されたワイヤハーネス１０の側面図である。 ワイヤハーネス１０の製造工程の概略図である。 本発明の第２実施形態に係るワイヤハーネス１０Ａの斜視図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。以下に示される各実施形態に係るワイヤハーネスは、電線の周囲においてノイズ電磁波を遮蔽する電磁シールド機能を備え、主に自動車などの車両に搭載される。

＜第１実施形態＞
まず、図１〜３を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るワイヤハーネス１０の構成について説明する。図１に示されるように、ワイヤハーネス１０は、少なくとも１本のコア電線１、少なくとも１本のドレイン線２、少なくとも１本のアース電線３、金属箔４及び二次被覆５を備える。

＜コア電線＞
コア電線１は、電装機器に接続されて電力又は信号を伝送する電線である。コア電線１は、線状の導体１１及びその導体１１の周囲を覆う絶縁被覆１２を有する絶縁電線（被覆電線）である。通常、導体１１は、複数の細い素線が撚り合わされた撚り線であるが、導体１１が単線であることも考えられる。

本実施形態においては、コア電線１は、その端部に圧着端子１３が設けられた端子付電線である。圧着端子１３が取り付けられたコア電線１の端部は、一定の長さの分の導体１１の周囲から絶縁被覆１２が剥がれた状態、即ち、一定の長さ分の導体１１が絶縁被覆１２の端から延び出た状態に加工されている。

コア電線１の圧着端子１３は、不図示のコネクタのキャビティに装填される。コア電線１は、そのコネクタを介して電装機器に接続される。ワイヤハーネス１０は、少なくとも１本のコア電線１を備えている。図１〜３に示される例では、ワイヤハーネス１０は、２本のコア電線１を備えている。

＜ドレイン線２＞
ドレイン線２は、裸導線である。即ち、ドレイン線２は、被覆が形成されていない線状の導体である。通常、ドレイン線２は、複数の細い素線が撚り合わされた撚り線であるが、ドレイン線２が単線であることも考えられる。

ワイヤハーネス１０は、少なくとも１本のドレイン線２を備えている。図１〜３に示される例では、ワイヤハーネス１０は、１本のドレイン線２を備えている。

＜アース電線＞
アース電線３は、ドレイン線２と不図示の基準電位点との間の電気的な接続を中継する電線である。アース電線３は、線状の導体３１及びその導体３１の周囲を覆う絶縁被覆３２を有する絶縁電線（被覆電線）である。通常、導体３１は、複数の細い素線が撚り合わされた撚り線であるが、導体３１が単線であることも考えられる。

アース電線３は、絶縁被覆３２から露出した導体３１とドレイン線２の一部とが電気的に接続された部分である接合部３０を有する。例えば、接合部３０は、管状の金属部材であるかしめ金具によってアース電線３における導体３１の一部とドレイン線２の一部とが圧着された部分である。或いは、接合部３０が、アース電線３の導体３１とドレイン線２とが溶接された部分であることも考えられる。

本実施形態においては、アース電線３は、その一方の端部にアース端子３３が設けられた端子付電線である。アース端子３３は、不図示の基準電位点に接続される金属端子である。車両において、基準電位点は、例えば車体の金属フレームなどである。

アース端子３３が取り付けられたアース電線３の端部は、一定の長さの分の導体３１の周囲から絶縁被覆３２が剥がれた状態、即ち、一定の長さ分の導体３１が絶縁被覆３２の端から延び出た状態に加工されている。

アース電線３における接合部３０は、一定の長さの分の導体３１の周囲から絶縁被覆３２が剥がれた状態に加工されている。例えば、接合部３０が、アース電線３における両端部の間の中間領域の一部に形成されていることが考えられる。或いは、接合部３０が、アース電線３におけるアース端子３３に対して反対側の端部に形成されていることも考えられる。

ワイヤハーネス１０は、ドレイン線２と同じ本数のアース電線３を備えている。図１〜３に示される例では、ワイヤハーネス１０は、１本のアース電線３を備えている。

＜金属箔＞
金属箔４は、アルミニウム又は銅などの金属からなる箔状の部材である。金属箔４は、ドレイン線２に接する状態で管状に巻かれている。しかも、金属箔４は、その四方の縁部のうちの第一縁部４１及びその反対側の第二縁部４２がドレイン線２の延伸方向に沿う状態で、管状に巻かれている。

換言すれば、矩形状の金属箔４における長辺をなす第一縁部４１及び第二縁部４２がドレイン線２の延伸方向に沿う状態で、金属箔４が管状に巻かれている。従って、金属箔４は、螺旋状に巻かれているのではない。また、金属箔４は、第一縁部４１が他の部分の内側に重なり、第二縁部４２が他の部分の外側に重なる状態で管状に巻かれていることが望ましい。

さらに、金属箔４は、ドレイン線２と、コア電線１における両端部の間の中間領域と、アース電線３における少なくともアース端子３３が設けられた端部以外の接合部３０を含む領域と、を束ねて覆う状態で、管状に巻かれている。

図１において、便宜上、ドレイン線２の端部が金属箔４から露出している。しかしながら、金属箔４が、ドレイン線２をその全長に亘って覆っていることも考えられる。

＜二次被覆＞
二次被覆５は、管状の金属箔４を覆う部材である。二次被覆５は、管状の金属箔４に巻かれた非導電材料のテープからなる。ワイヤハーネス１０において、コア電線１の絶縁被覆１２及びアース電線３の絶縁被覆３２が、二次被覆５の内側に形成された一次被覆である。例えば、二次被覆５は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はポリエチレン（ＰＥ）などの合成樹脂からなる柔軟性を有する部材である。

本実施形態における二次被覆５は、管状の金属箔４に対し螺旋状に巻き付けられた粘着テープ５０である。粘着テープ５０は、柔軟性を有するテープ状の基材とその基材の表面に形成された粘着層とを有している。

また、二次被覆５が、合成樹脂のテープが硬化した部材であることも考えられる。例えば、二次被覆５が、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂又は湿気硬化樹脂などの合成樹脂のテープが、環状の金属箔４に巻き付けられた後に硬化した部材であることが考えられる。この場合、二次被覆５は、電線を保護するとともに電線を予め定められた形状に保持するプロテクタでもある。

また、図３に示されるワイヤハーネス１０において、アース電線３の接合部３０は、金属箔４におけるアース端子３３側の第一端４３に対し反対側の第二端４４に片寄った位置に存在している。

図３に示されるワイヤハーネス１０は、自動車におけるＡピラーの内張部材７１の裏側スペースからルーフの内張部材７２の裏側のスペースに亘って配線されている。なお、図３において、Ａピラーの内張部材７１及びルーフの内張部材７２は仮想線（二点鎖線）で描かれている。

さらに、図３に示されるワイヤハーネス１０において、少なくとも二次被覆５が形成された領域は、コルゲートチューブ６で覆われている。便宜上、図３には、コルゲートチューブ６の断面が示されている。

そして、図３に示されるワイヤハーネス１０において、接合部３０は、比較的余裕のあるルーフ側のスペースに配置され、アース端子３３は、比較的狭いピラー側のスペースに位置する基準電位点に接続される。

＜ワイヤハーネスの製造方法＞
次に、図４を参照しつつ、ワイヤハーネス１０の製造方法の一例について説明する。図４は、ワイヤハーネス１０の製造工程の概略図である。

ワイヤハーネス１０は、自動化された工程で簡易に製造できる。まず、予め端末処理が施されたコア電線１と、予め端末処理及び接合処理が施されたアース電線３及びドレイン線２とが用意される。

１本ずつのコア電線１に対して絶縁被覆１２の除去及び圧着端子１３の圧着などの端末処理を施す工程は、従来の電線処理装置によって容易に自動化できる。同様に、アース電線３に対して絶縁被覆３２の除去及びアース端子３３の取り付けなどの処理を施す工程も、従来の電線処理装置によって容易に自動化できる。さらに、１本のアース電線３と１本のドレイン線２とを接合する工程も、従来の電線処理装置によって容易に自動化できる。

次に、コア電線１、アース電線３及びドレイン線２の束を金属箔４で包みつつ、その金属箔４の外周にテープ状の二次被覆５を巻く工程が行われる。本工程においては、例えば、自動テープ巻き装置９と案内治具８とが用いられる。以下の説明において、コア電線１、アース電線３及びドレイン線２の束のことを電線束と称する。

自動テープ巻き装置９は、一対の搬送ローラ９１とテープ巻き機構９２とを備えている。一対の搬送ローラ９１は、電線束を挟み込んで回転することにより、電線束をその延伸方向に沿って搬送する。テープ巻き機構９２は、粘着テープ５０を繰り出しながら、粘着テープ５０の繰り出し部を搬送中の電線束の周囲に旋回させる。

案内治具８は、自動テープ巻き装置９に対し電線束の搬送方向の上流側に配置されている。また、金属箔４の一端が予め電線束に固定される。そして、案内治具８は、電線束とともに移動する金属箔４を、電線束に固定された端部の側から順に、平坦状から搬送中の電線束の周囲を包む環状へ変形させる。

そして、テープ巻き機構９２は、電線束を包む状態に変形された金属箔４の外周に粘着テープ５０を巻き付ける。これにより、粘着テープ５０が、電線束の周囲を囲む管状に変形された金属箔４に対して螺旋状に巻き付けられ、二次被覆５が形成される。

以上に示したように、電線束を金属箔４で包みつつ、その金属箔４の外周にテープ状の二次被覆５を巻く工程は容易に自動化できる。

＜効果＞
ワイヤハーネス１０は、コア電線１の周囲を覆う金属箔４と、金属箔４を基準電位点に接続するためのドレイン線２及びアース電線３を備えている。そのため、ワイヤハーネス１０は、電磁シールド機能を有する。さらに、ワイヤハーネス１０は、例えば図４に示されるような自動化された工程によって簡易に製造できる。

また、ワイヤハーネス１０においては、アース電線３におけるドレイン線２との接合部３０を、二次被覆５内の任意の位置に設けることが可能である。即ち、太い接合部３０を所望の位置に設ける自由度が高い。

例えば、図３に示されるワイヤハーネス１０において、アース電線３におけるドレイン線２との接合部３０は、金属箔４におけるアース端子３３側の第一端４３に対し反対側の第二端４４に片寄った位置に存在している。このようなワイヤハーネス１０は、自動車におけるピラーからルーフに亘る部分の内張部材の裏側に沿って配線されるワイヤハーネスとして好適である。この場合、接合部３０は、比較的余裕のあるルーフ側のスペースに配置され、アース端子３３は、比較的狭いピラー側のスペースに位置する基準電位点に接続される。

また、ワイヤハーネス１０において、二次被覆５は、管状の金属箔４に対し螺旋状に巻き付けられた粘着テープ５０である。この場合、二次被覆５は、コア電線１、アース電線３及びドレイン線２の束を金属箔４で包みつつ、その金属箔４の外周に粘着テープ５０を螺旋状に巻き付けることによって形成される。図４に示されるように、そのような工程は、容易に自動化できる。

＜第２実施形態＞
次に、図５を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係るワイヤハーネス１０Ａについて説明する。図５は、ワイヤハーネス１０Ａの斜視図である。

ワイヤハーネス１０Ａは、図１〜３に示されたワイヤハーネス１０と比較して、金属箔４を覆う二次被覆の構造のみが異なる。図５において、図１〜４に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、ワイヤハーネス１０Ａにおけるワイヤハーネス１０と異なる点についてのみ説明する。

ワイヤハーネス１０Ａの二次被覆５Ａも、管状の金属箔４に巻かれた非導電材料のテープからなる。但し、二次被覆５Ａは、筒状の金属箔４に巻かれたテープ状のラミネートフィルムである。

より具体的には、二次被覆５Ａを構成するラミネートフィルムは、四方の縁部のうちの第一縁部５１及びその反対側の第二縁部５２がドレイン線２の延伸方向に沿う状態で、管状に巻かれている。さらに、ラミネートフィルム（二次被覆５Ａ）の第一縁部５１及び第二縁部５２は、フィルムの表面に形成された接着層によって接着されている。

図５に示されるワイヤハーネス１０Ａの製造工程において、テープ状の金属箔４及びテープ状のラミネートフィルムは、図４に示される案内治具８と同様の治具によって電線束を覆う筒状に変形される。

さらに、筒状に変形されたラミネートフィルムの第一縁部５１及び第二縁部５２が、一対の加熱ローラなどによって相互に押し付けられつつ加熱される。これにより、ラミネートフィルムの第一縁部５１及び第二縁部５２が接着され、ラミネートフィルムが管状の二次被覆５Ａへ成形される。

従って、ワイヤハーネス１０Ａが採用された場合、ワイヤハーネス１０が採用される場合と同様の効果が得られる。

＜その他＞
ワイヤハーネス１０，１０Ａにおいて、アース電線３におけるアース端子３３に対して反対側の端部は、例えば、電装機器における接地を要する部分に接続されることが考えられる。また、ワイヤハーネス１０，１０Ａにおいて、接合部３０が、アース電線３におけるアース端子３３に対して反対側の端部に形成されることも考えられる。

なお、本発明に係るワイヤハーネスは、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された各実施形態を自由に組み合わせること、或いは各実施形態を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

１ コア電線
２ ドレイン線
３ アース電線
４ 金属箔
５，５Ａ 二次被覆
６ コルゲートチューブ
８ 案内治具
９ 自動テープ巻き装置
１０，１０Ａ ワイヤハーネス
１１ コア電線の導体
１２ コア電線の絶縁被覆
１３ 圧着端子
３０ 接合部
３１ アース電線の導体
３２ アース電線の絶縁被覆
３３ アース端子
４１ 金属箔の第一縁部
４２ 金属箔の第二縁部
４３ 金属箔の第一端
４４ 金属箔の第二端
５０ 粘着テープ
５１ ラミネートフィルムの第一縁部
５２ ラミネートフィルムの第二縁部
７１ ルーフの内張部材
７２ Ａピラーの内張部材
９１ 搬送ローラ
９２ テープ巻き機構

Claims (2)

1. 絶縁電線からなるコア電線と、
   裸導線からなるドレイン線と、
   絶縁電線からなり、当該絶縁電線における被覆から露出した導体と前記ドレイン線の一部とが電気的に接続された部分である接合部を有するアース電線と、
   前記ドレイン線に接する状態で、かつ、第一縁部及びその反対側の第二縁部が前記ドレイン線の延伸方向に沿う状態で、前記ドレイン線と前記コア電線における両端部の間の中間領域と前記アース電線における少なくとも一方の端部以外の前記接合部を含む領域とを束ねて覆う管状に巻かれた金属箔と、
   管状の前記金属箔に巻かれた非導電材料のテープからなり、前記金属箔を覆う二次被覆と、
   前記アース電線の一方の端部に取り付けられており、基準電位点に接続される金属端子であるアース端子と、を備え、
   前記アース電線の前記接合部は、前記金属箔における前記アース端子側の端に対し反対側の端に片寄った位置に存在している、ワイヤハーネス。
2. 請求項１に記載のワイヤハーネスであって、
   前記二次被覆は、管状の前記金属箔に対し螺旋状に巻き付けられた粘着テープである、ワイヤハーネス。

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