JP6468537B2 - ワイヤハーネスの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、一又は複数本の導電路と、この導電路を収容保護するための樹脂成形品とを備えるワイヤハーネスの製造方法に関する。
自動車に搭載される機器間を電気的に接続するためにワイヤハーネスが用いられる。ワイヤハーネスは、樹脂製で管体形状の外装部材と、この外装部材に収容される一又は複数本の導電路とを備えて構成される。例えば下記特許文献1に開示されたワイヤハーネスにあっては、自動車の車両床下を通るように配索される。ワイヤハーネスは、車両床下に対応する部分がストレートに配索される。このようなワイヤハーネスは、長尺に形成される。
特開2014−93799号公報
上記従来技術にあっては、ワイヤハーネスが長尺であることから、外装部材や導電路も長尺になる。そのため、外装部材がスリットなしの(腹割きなしの)形状で形成されれば、次のような問題点を有する。すなわち、スリットなしの長尺な外装部材であれば、この外装部材の一端から他端に向けて導電路を挿通するような製造になり、そのため外装部材は導電路の挿通に必要な大きさの内部空間を確保しなければならない。従って、外装部材のサイズが大きくなってしまうという問題点を有する。尚、導電路の挿通のために、導電路の先端に案内用のキャップを取り付けるようにすれば、このキャップ分の厚みも考慮しなければならず、外装部材のサイズが更に大きくなってしまうということになる。外装部材のサイズが大きくなると、重さやコストにも影響を来してしまうのは勿論である。
この他、導電路の挿通に必要な大きさの内部空間を確保すれば、外装部材の内面と導電路の外面との間に生じる隙間が大きくなる。そのため、走行中の振動により外装部材の内部で導電路が大きく振れると、導電路の被覆が(シールド機能を有する場合、導電路外側の編組や金属箔が)外装部材の管内面に強く当たって損傷してしまうという問題点も有する。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、外装部材の小型化や重量低減、コスト低減を図ることが可能な、また、外装部材内での導電路の振れを抑制し、以て損傷を防止することも可能なワイヤハーネスの製造方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の本発明のワイヤハーネスの製造方法は、一又は複数本の導電路と、該導電路を収容保護するための管体形状の樹脂成形品とを備えるワイヤハーネスの製造方法において、樹脂押出機から金型に向けて内部空間を有する押出樹脂材料を真っ直ぐ押し出すことを行うとともに、該押し出しと一緒に、前記導電路を前記内部空間に真っ直ぐ送り出すことも行い、前記金型では、前記押出樹脂材料の外面を前記樹脂成形品の外形形状に成形するとともに、前記押出樹脂材料の内面を前記導電路の外面に応じた位置に合わせるものとし、前記押出樹脂材料の内面を前記導電路の外面に応じた位置に合わせる、とは、前記押出樹脂材料の内面を、前記樹脂成形品の内面が周方向にわたり前記導電路の外面に対して隙間のある状態る位置と、前記導電路の外面に対して略隙間なく接する状態る位置とに合わせることであることを特徴とする。
尚、ワイヤハーネスの製造方法に関し、次のように特徴づけてもよいものとする。すなわち、「一又は複数本の導電路と、該導電路を収容保護するための管体形状の樹脂成形品とを備えるワイヤハーネスの製造方法において、樹脂押出機を通過し金型に向けて前記導電路を真っ直ぐ送り出すことを行うとともに、該送り出しと一緒に、前記樹脂押出機から前記導電路の外面の側で前記金型に向けて内部空間を有する押出樹脂材料を真っ直ぐ押し出すことも行い、前記金型では、前記押出樹脂材料の外面を前記樹脂成形品の外形形状に成形するとともに、前記押出樹脂材料の内面を前記導電路の前記外面に応じた位置に合わせることを特徴とするワイヤハーネスの製造方法。」と特徴づけてもよいものとする。
請求項に記載された本発明によれば、押出樹脂材料の押し出しを行うとともに、この押し出しと一緒に導電路を押出樹脂材料の内部空間に送り出すことも行う製造方法であることから、また、金型では、押出樹脂材料の外面を樹脂成形品の外形形状に成形するとともに、押出樹脂材料の内面を導電路の外面に応じた位置に合わせることも行う製造方法であることから、従来例のような、後から導電路を挿通する必要がなく、そのため最小限の内部空間確保で十分であり、結果、導電路を収容保護するための樹脂成形品を小型化することができる。従って、本発明の製造方法を採用すれば、樹脂成形品の小型化や重量低減、コスト低減、作業簡易化等を図ることができるという効果を奏する。また、樹脂成形品内での導電路の振れを抑制し、以て損傷を防止することができるという効果も奏する。
尚、樹脂成形品を小型化することができれば、樹脂成形品に後付けされる部材(例えばプロテクタ等)も小型化することができるのは勿論である。
この他、本発明によれば、押出樹脂材料(樹脂成形品)の内面と導電路の外面とを「0タッチ」にすることでワイヤハーネスの曲げをし難くすることが可能であり、また、「必要最小限の隙間」に調整すれば、曲げをし易くすることも可能である。従って、本発明の製造方法によれば、ワイヤハーネスの曲げに係る難易度を適宜調整することができるという効果も奏する。
本発明の製造方法により製造されたワイヤハーネスを示す図であり、(a)は高電圧のワイヤハーネスの配索状態を示す模式図、(b)は(a)とは別の低電圧のワイヤハーネスの配索状態を示す模式図である。 図1(a)のワイヤハーネスの経路配索状態及び構成を示す図である。 図2のワイヤハーネスの断面図であり、(a)はA−A線断面図、(b)はB−B線断面図である。 本発明の製造方法に係り、この方法が適用される製造装置を示す模式図である。
ワイヤハーネスは、樹脂成形品としての外装部材を、この外装部材の内面が周方向にわたり導電路の外面に対して隙間のある状態になった部分と、導電路の外面に対して略隙間なく接する状態になった部分とに分かれる形状に形成するものである。一方、ワイヤハーネスの製造方法は、押出樹脂材料の押し出しを行うとともに、この押し出しと一緒に一又は複数本の導電路を押出樹脂材料の内部空間に送り出すことも行う製造方法である。また、金型では、押出樹脂材料の外面を樹脂成形品の外形形状に成形するとともに、押出樹脂材料の内面を導電路の外面に応じた位置に合わせることも行う製造方法である。
以下、図面を参照しながら実施例1を説明する。図1は本発明の製造方法により製造されたワイヤハーネスを示す図であり、(a)は高電圧のワイヤハーネスの配索状態を示す模式図、(b)は(a)とは別の低電圧のワイヤハーネスの配索状態を示す模式図である。また、図2は図1(a)のワイヤハーネスの経路配索状態及び構成を示す図である。また、図3は図2のワイヤハーネスの断面図であり、(a)はA−A線断面図、(b)はB−B線断面図である。また、図4は本発明の製造方法に係り、この方法が適用される製造装置を示す模式図である。
本実施例においては、ハイブリッド自動車(電気自動車やエンジンで走行する一般的な自動車等であってもよいものとする)に配索されるワイヤハーネスに対し本発明を採用する。
<ハイブリッド自動車1の構成について>
図1(a)において、引用符号1はハイブリッド自動車を示す。ハイブリッド自動車1は、エンジン2及びモータユニット3の二つの動力をミックスして駆動する車両であって、モータユニット3にはインバータユニット4を介してバッテリー5(電池パック)からの電力が供給される。エンジン2、モータユニット3、及びインバータユニット4は、本実施例において前輪等がある位置のエンジンルーム6に搭載される。また、バッテリー5は、後輪等がある自動車後部7に搭載される(エンジンルーム6の後方に存在する自動車室内に搭載してもよいものとする)。
モータユニット3とインバータユニット4は、高圧のワイヤハーネス8(高電圧用のモーターケーブル)により接続される。また、バッテリー5とインバータユニット4も高圧のワイヤハーネス9により接続される。ワイヤハーネス9は、この中間部10が車両における(車体における)車両床下11に配索される。また、中間部10は、車両床下11に沿って略平行に配索される。車両床下11は、公知のボディ(車体)であるとともに所謂パネル部材であって、所定位置には貫通孔が形成される。この貫通孔には、ワイヤハーネス9が水密に挿通される。
ワイヤハーネス9とバッテリー5は、このバッテリー5に設けられるジャンクションブロック12を介して接続される。ジャンクションブロック12には、ワイヤハーネス9の後端側のハーネス端末13に配設されたシールドコネクタ14等の外部接続手段が電気的に接続される。また、ワイヤハーネス9とインバータユニット4は、前端側のハーネス端末13に配設されたシールドコネクタ14等の外部接続手段を介して電気的に接続される。
モータユニット3は、モータ及びジェネレータを含んで構成される。また、インバータユニット4は、インバータ及びコンバータを構成に含んで構成される。モータユニット3は、シールドケースを含むモータアッセンブリとして形成される。また、インバータユニット4もシールドケースを含むインバータアッセンブリとして形成される。バッテリー5は、Ni−MH系やLi−ion系のものであって、モジュール化することによりなる。尚、例えばキャパシタのような蓄電装置を使用することも可能である。バッテリー5は、ハイブリッド自動車1や電気自動車に使用可能であれば特に限定されないのは勿論である。
図1(b)において、引用符号15はワイヤハーネスを示す。ワイヤハーネス15は、低圧の(低電圧用の)ものであって、ハイブリッド自動車1における自動車後部7の低圧バッテリー16と、自動車前部17に搭載される補器18(機器)とを電気的に接続するために備えられる。ワイヤハーネス15は、図1(a)のワイヤハーネス9と同様に、車両床下11を通って配索される(一例であり、車室側を通って配索されてもよいものとする)。ワイヤハーネス15における引用符号19はハーネス本体を示す。また、引用符号20はコネクタを示す。
図1(a)及び(b)に示す如く、ハイブリッド自動車1には、高圧のワイヤハーネス8、9及び低圧のワイヤハーネス15が配索される。本発明は、いずれのワイヤハーネスであっても適用可能であるが、代表例として高圧のワイヤハーネス9を挙げて以下に説明をする。先ず、ワイヤハーネス9の構成及び構造について説明をする。
<ワイヤハーネス9の構成について>
図1(a)及び図2において、車両床下11を通って配索される長尺なワイヤハーネス9は、ハーネス本体21と、このハーネス本体21の両端末(ハーネス端末13)にそれぞれ配設されるシールドコネクタ14(外部接続手段)とを備えて構成される。また、ワイヤハーネス9は、これ自身を所定位置に配索するためのクランプCと、図示しない止水部材(例えばグロメット等)とを備えて構成される。
<ハーネス本体21の構成について>
図2及び図3において、ハーネス本体21は、二本の長尺な導電路22と、この二本の導電路22を収容・保護する外装部材23(樹脂成形品)とを備えて構成される。尚、導電路22の本数は一例であり、一本や、横並びの三本などであってもよいものとする。
<導電路22について>
図2及び図3において、導電路22は、導電性の導体24と、この導体24を被覆する絶縁性の絶縁体25と、シールド機能を発揮させるための編組26(シールド部材)とを備えて構成される。すなわち、導電路22は、シースの存在しないものが採用される(一例であるものとする)。導電路22は、これにシースが存在しないことから、その分、軽量になるのは勿論である(導電路22は長尺であることから、従来例に比べ大幅に軽量化を図ることができるのは勿論である)。
<導体24について>
図3において、導体24は、銅や銅合金、或いはアルミニウムやアルミニウム合金により断面円形に形成される。導体24に関しては、素線を撚り合わせてなる導体構造のものや、断面円形(丸形)になる棒状の導体構造(例えば丸単心となる導体構造であり、この場合、導電路自体も棒状となる)のもののいずれであってもよいものとする。以上のような導体24は、この外面に絶縁性の樹脂材料からなる絶縁体25が押出成形される。
<絶縁体25について>
図3において、絶縁体25は、熱可塑性樹脂材料を用いて導体24の外周面に押出成形される。絶縁体25は、断面円形状の被覆として形成される。絶縁体25は、所定の厚みを有して形成される。上記熱可塑性樹脂としては、公知の様々な種類のものが使用可能であり、例えばポリ塩化ビニル樹脂やポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの高分子材料から適宜選択される。
<編組26について>
図3において、編組26は、導電路22の最外層として設けられる。このような編組26は、導電性を有する極細の素線を編んで筒状に形成される。また、編組26は、絶縁体25の一端から他端にかけて外周面全体を覆うような形状及びサイズに形成される。尚、編組26に限らず金属箔等をシールド部材として用いてもよいものとする。
<外装部材23について>
図2及び図3において、外装部材23は、絶縁性を有する樹脂の成形にて一本の真っ直ぐな管体形状のものに形成される(使用前は真っ直ぐである)。また、外装部材23は、腹割きなしの形状に形成される(別な言い方をすれば、スリットのない形状に形成される(割チューブでない形状に形成される))。さらに、外装部材23は、二本の導電路22の横並び形状に合わせて断面長円形状に形成される(導電路22が三本の場合は更に横に長い長円形状に形成される。また、一本の場合は断面円形状に形成される)。
このような外装部材23は、可撓性を有する可撓管部27と、導電路22をストレートに配索する部分としてのストレート管部28とを有する(この構成は一例であり、例えば全て可撓管部27であってもよいものとする)。可撓管部27とストレート管部28は、管軸方向に複数形成される。また、これら可撓管部27とストレート管部28は、交互に配置形成される。
<可撓管部27について>
図2及び図3において、可撓管部27は、車両取付形状(ワイヤハーネス配索先の形状。後述する取付対象39の形状)に合わせて配置される。また、可撓管部27は、車両取付形状に合わせた長さにも形成される。可撓管部27の長さは一定でなく、車両取付形状に合わせて必要な長さにそれぞれ形成される。このような可撓管部27は、ワイヤハーネス9の梱包状態や輸送時、さらには車両への経路配索時に、それぞれ所望の角度で撓ませることができるように形成される。すなわち、可撓管部27は、撓ませて曲げ形状にすることができるとともに、真っ直ぐな元の状態(樹脂成形時の状態)に戻すことも当然にできるように形成される。本実施例の可撓管部27は、蛇腹凹部及び蛇腹凸部を有する蛇腹管形状に形成される(一例であるものとする)。
<ストレート管部28について>
図2及び図3において、ストレート管部28は、可撓管部27のような可撓性を持たない部分として形成される。また、ストレート管部28は、梱包状態や輸送時、さらには経路配索時において曲がらない部分としても形成される(曲がらない部分とは、可撓性を積極的に持たせない部分という意味である)。ストレート管部28は、長い直管形状に形成される。このようなストレート管部28の外周面は、凹凸のない形状に形成される(一例であるものとする)。
ストレート管部28は、可撓管部27と比べ、リジッドな部分に形成される。このようなストレート管部28は、車両取付形状に合わせた位置や長さに形成される。尚、複数あるうちの一番長いストレート管部28は、本実施例において、車両床下11に配置される部分として形成される。
<外装部材23の特徴について>
図2及び図3において、車両床下11に配置される一番長いストレート管部28は、この内面が導電路22の外面(編組26)に対して「0タッチ」となるように樹脂成形される(図3(a)参照)。また、特に限定するものでないが、一番長いストレート管部28の両側の可撓管部27や短いストレート管部28は、この内面が二本の導電路22の外面(編組26)に対して「必要最小限の隙間S」が生じる程度に樹脂成形される(図3(b)参照)。一番長いストレート管部28は、二本の導電路22の外面に対して「0タッチ」となることから、ワイヤハーネス9としてこの範囲の部分を見ると、中実の部分に形成される。別な言い方をすれば、剛性の高い部分や、曲げ難い部分(曲げ難くする部分)に形成される。車両床下11に配索される部分の剛性が高ければ、この部分への配索作業性が向上するのは勿論である。尚、上記「必要最小限の隙間S」とは、曲げに必要なスペースや、曲げのために例えば導電路22に若干の余長を持たせるための僅かなスペースに対し、これを確保することができる程度の隙間であるものとする。本実施例においては、ワイヤハーネス9の所定範囲の部分(一番長いストレート管部28の両側に対応する部分)が曲がり易い部分に形成される。
尚、一番長いストレート管部28は、特許請求の範囲に記載された「樹脂成形品の内面が周方向にわたり導電路の外面に対して略隙間なく接する状態になった部分」に相当するものとする。一方、可撓管部27や短いストレート管部28は、特許請求の範囲に記載された「樹脂成形品の内面が周方向にわたり導電路の外面に対して隙間のある状態になった部分」に相当するものとする。本実施例においては、短いストレート管部28が上記の如く「隙間のある状態になった部分」に相当するが、これに限らず「略隙間なく接する状態になった部分」であってもよいものとする。「略隙間なく接する」とは、上記「0タッチ」と同じことである。「略」と付けたのは、周方向の一部に例えば意図しない隙間が生じていた場合や、構造上どうしても隙間が生じてしまう場合に、これを許容できるようにするためである。「隙間のある」とは、上記「必要最小限の隙間S」があることである。
<ワイヤハーネス9の製造と、この製造に用いられる製造装置29について>
上記構成及び構造において、ワイヤハーネス9の製造にあたり、ハーネス本体21は本発明の製造方法を採用して製造される。以下、図4を参照しながらハーネス本体21の製造について説明をし、この後に全体の製造について説明をする。
図4において、引用符号29は製造装置を示す。製造装置29は、成形後に外装部材23(図2及び図3参照)になる押出樹脂材料30の押し出しを行うとともに、この押し出しと一緒に、二本の導電路22を押出樹脂材料30の内部空間に送り出すことも行う装置である。また、製造装置29における後述する金型38では、押出樹脂材料30の外面を外装部材23の外形形状に成形するとともに、押出樹脂材料30の内面を導電路22の外面に応じた位置に合わせる(図3参照。「0タッチ」又は「必要最小限の隙間S」が生じる位置に合わせる)ことも行う装置である。このような製造装置29は、樹脂押出機31と、この樹脂押出機31の上流側に配設される導電路送出機32と、樹脂押出機31の下流側に配設される成形部33と、この成形部33の下流側に配設される図示しない冷却部等とを含んで構成される。
樹脂押出機31は、樹脂材料を投入する部分としての図示しないホッパと、このホッパが連続する押出機本体34と、押出機本体34の端部から突出するダイス35とを備えて構成される。樹脂押出機31は、ダイス35から成形部33の側に押出樹脂材料30を断面長円形の筒状に押し出すことができるように構成される。導電路送出機32は、導電路22を横並びで二本、樹脂押出機31に向けて送り出すための送出機本体36を備えて構成される。この送出機本体36は、二本の導電路22を押出樹脂材料30の内部空間に送り出すことができるように構成される。成形部33は、この入口から出口にかけて直線的に樹脂成形を行うことができるように構成される。また、成形部33は、一対の成形構造部37を有し、この一対の成形構造部37が押出樹脂材料30を所定の形状に成形することができるように構成される。具体的には、押出機本体34から押し出され、且つ、内部空間に二本の導電路22が横並びに配置された状態の押出樹脂材料30を、複数のブロック状の金型38にて所定の形状に成形することができるように構成される。一対の成形構造部37は、それぞれ二つのプーリーと、この二つのプーリーに架けられる無端ベルトと、無端ベルトに設けられる複数の金型38と、押出樹脂材料30の外面を金型38のキャビティに引き寄せるための吸引機構(又はエアブロー機構)とを備えて構成される。一対の成形構造部37は、図示しない吸引機構の作動に伴い、押出樹脂材料30の内面を導電路22の外面に応じた位置(「0タッチ」又は「必要最小限の隙間S」が生じる位置)に合わせることができるように構成される。尚、以上の製造装置29の構成は一例であるものとする。
図2において、ワイヤハーネス9は、外装部材23の外面所定位置にクランプCやグロメット、ブーツ等を取り付けることにより製造される。さらに、ワイヤハーネス9は、導電路22の端末部分にシールドコネクタ14を設けることにより製造される。
<ワイヤハーネス9の経路配索について>
上記の如く製造された後は、所定の可撓管部27を折り畳むようにして曲げが施される。これによりワイヤハーネス9の梱包が完了する。梱包状態のワイヤハーネス9はコンパクトであり、このようなコンパクトな状態で車両組み付け現場まで輸送される。
車両組み付け現場では、車両床下11に対応する長尺な部分(上述の一番長いストレート管部28がある部分)からワイヤハーネス9は車両の取付対象39(構造体)に取り付けられる。ワイヤハーネス9は、車両床下11に対応する長尺な部分に外装部材23の一番長いストレート管部29が配置されることから、ワイヤハーネス9は撓みを抑えた状態に取り付けられる。この時、ワイヤハーネス9は作業性良く取り付けられる。車両床下11に対応する長尺な部分がクランプC等で固定された後には、外装部材23における可撓管部27の部分を撓ませつつ(曲げつつ)残りの部分が取り付けられる。取り付けに係る一連の作業が完了すると、ワイヤハーネス9は所望の経路で配索された状態になる。
<本発明の効果について>
以上、図1ないし図4を参照しながら説明をしてきたように、本発明の製造方法によって製造されたワイヤハーネス9によれば、外装部材23を、この内面が周方向にわたり導電路22の外面に対して隙間のある状態になった部分(「必要最小限の隙間S」が生じる部分)と、導電路22の外面に対して略隙間なく接する状態になった部分(「0タッチ」になる部分)とに分かれるような形状に形成することから、上記隙間のある状態になった部分では、ワイヤハーネス9の曲げ機能を確保することができるという効果を奏する。一方、上記略隙間なく接する状態になった部分では、ワイヤハーネス9が小型になることから、小型化や重量低減、コスト低減を図ることができるという効果を奏する。この他、上記略隙間なく接する状態になった部分では、外装部材23内での導電路22の振れを抑制して損傷を防止することができるという効果も奏する。
また、本発明の製造方法によれば、押出樹脂材料30の押し出しを行うとともに、この押し出しと一緒に二本の導電路22を押出樹脂材料30の内部空間に送り出すことも行う製造方法であることから、また、金型38では、押出樹脂材料30の外面を外装部材23の外形形状に成形するとともに、押出樹脂材料30の内面を導電路22の外面に応じた位置に合わせることも行う製造方法であることから、従来例のような、後から導電路を挿通する必要がなく、そのため最小限の内部空間確保で十分であり、結果、二本の導電路22を収容保護するための外装部材23を小型化することができる。従って、本発明の製造方法を採用すれば、外装部材23の小型化や重量低減、コスト低減、作業簡易化等を図ることができるという効果を奏する。また、外装部材23内での二本の導電路22の振れを抑制し、以て損傷を防止することができるという効果も奏する。
本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
1…ハイブリッド自動車、 2…エンジン、 3…モータユニット、 4…インバータユニット、 5…バッテリー、 6…エンジンルーム、 7…自動車後部、 8、9…ワイヤハーネス、 10…中間部、 11…車両床下、 12…ジャンクションブロック、 13…ハーネス端末、 14…シールドコネクタ、 15…ワイヤハーネス、 16…低圧バッテリー、 17…自動車前部、 18…補器、 19…ハーネス本体、 20…コネクタ、 21…ハーネス本体、 22…導電路、 23…外装部材(樹脂成形品)、 24…導体、 25…絶縁体、 26…編組、 27…可撓管部、 28…ストレート管部、 29…製造装置、 30…押出樹脂材料、 31…樹脂押出機、 32…導電路送出機、 33…成形部、 34…押出機本体、 35…ダイス、 36…送出機本体、 37…成形構造部、 38…金型、 39…取付対象

Claims (1)

  1. 一又は複数本の導電路と、該導電路を収容保護するための管体形状の樹脂成形品とを備えるワイヤハーネスの製造方法において、
    樹脂押出機から金型に向けて内部空間を有する押出樹脂材料を真っ直ぐ押し出すことを行うとともに、該押し出しと一緒に、前記導電路を前記内部空間に真っ直ぐ送り出すことも行い、
    前記金型では、前記押出樹脂材料の外面を前記樹脂成形品の外形形状に成形するとともに、前記押出樹脂材料の内面を前記導電路の外面に応じた位置に合わせるものとし、
    前記押出樹脂材料の内面を前記導電路の外面に応じた位置に合わせる、とは、前記押出樹脂材料の内面を、前記樹脂成形品の内面が周方向にわたり前記導電路の外面に対して隙間のある状態る位置と、前記導電路の外面に対して略隙間なく接する状態る位置とに合わせることであ
    ことを特徴とするワイヤハーネスの製造方法。
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