JP6901934B2 - 編組及びワイヤーハーネス - Google Patents

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Description

本発明は、編組及びワイヤーハーネスに関する。
従来、電線をシールドするために電線の周囲に設けられる編組が知られている（例えば特許文献１参照）。このような編組は、金属線を編み込んで形成されている。金属線は、銅線や錫メッキされた銅線などが用いられている。
特開２０１５−１８７５６号公報
しかし、特許文献１に記載の編組は、繰り返しの屈曲に対して金属線が断線してしまい、シールド性能の低下を招く可能性があった。図７は、比較例に係る編組を示す側面図である。図７に示すように、編組１００は金属線ＭＷが互いに折り重なるように編まれて構成されている。図７に示す例において、金属線ＭＷは、５本が並列配置され、これらの５本毎の金属線ＭＷが互いに折り重なるように編まれて構成されている。なお、編組１００は、１本〜４本毎又は６本以上毎の金属線ＭＷが互いに折り重なるように編まれて構成されていてもよい。
図８は、図７に示した編組１００の要部拡大断面図である。図８（ａ）に示すように、編組１００が屈曲すると、特定の金属線ＳＭＷが、折り重なる他の金属線ＯＭＷに対してスライドするように動く。他の金属線ＯＭＷについても、その他の金属線に対してスライドするように動く。
しかし、スライドの際に例えば特定の金属線ＳＭＷが他の金属線ＯＭＷの所定箇所Ｐに引っ掛かるなどしてスライドできなくなった場合、特定の金属線ＳＭＷは、図８（ｂ）に示すように大きく屈曲（折れるように屈曲）してしまうことがある。このような屈曲（折れ）は、特定の金属線ＳＭＷを塑性変形させることから、編組１００自体が繰り返し屈曲させられたときには特定の金属線ＳＭＷにも折れが繰り返し付与されてしまい、特定の金属線ＳＭＷが断線してしまうことがあった。
そして、このような断線が編組１００の特定箇所で集中すると編組１００に穴が開くこともあり、シールド性能を低下させる可能性があった。
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、耐屈曲性を向上させることが可能な編組及びワイヤーハーネスを提供することにある。
本発明の編組は、個々の抗張力繊維に対して第１の金属メッキを施したメッキ繊維の複数本に対して、一括して第２の金属メッキが施されて扁平状にされたメッキ束を編み込んで構成されていることを特徴とする。
この編組によれば、メッキ繊維の複数本に対して一括して第２の金属メッキが施されて扁平状にされたメッキ束を編み込んでいるため、編組が屈曲してメッキ束が他のメッキ束に対してスライドする際に他のメッキ束に多少引っ掛かったとしても、メッキ束自体が複数本のメッキ繊維を第２の金属メッキでまとめた構成であることから、１本の金属線と比較すると剛性が高くメッキ束には折れが発生し難くなる。しかも、メッキ繊維が抗張力繊維に対して第１の金属メッキを施したものであることから、たとえ折れが発生して第１及び第２の金属メッキが塑性変形したとしても、内部の抗張力繊維はその性質上塑性変形することがない。このような事情から、メッキ束には断線が生じ難くなり、耐屈曲性を向上させることが可能な編組を提供することができる。
さらに、本発明の編組において、前記第２の金属メッキは、表面粗さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることを特徴とする。
この編組によれば、第２の金属メッキは、表面粗さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であるため、メッキ束の表面が滑り易く、編組が屈曲してメッキ束が他のメッキ束に対してスライドする際にメッキ束同士が擦れて断線することを防止することができる。
また、本発明の編組において、前記第２の金属メッキの厚みを前記第１の金属メッキの厚みで割り込んだ値が０．１以上１．０以下であることが好ましい。
この編組によれば、第２の金属メッキの厚みを第１の金属メッキの厚みで割り込んだ値が０．１以上１．０以下であるため、第１の金属メッキを施したメッキ繊維がばらけ易くなってメッキ束を扁平状にし難くなってしまう事態を防止できると共に、屈曲により第１及び第２の金属メッキが割れるおそれも少なくすることができる。
また、本発明のワイヤーハーネスは、電線と、前記電線の周囲を覆う上記のいずれか１つに記載の編組と、前記編組の周囲を所定の隙間を有して覆う外装部材と、を備えることを特徴とする。
このワイヤーハーネスによれば、編組の周囲を所定の隙間を有して覆う外装部材を備えるため、ワイヤーハーネスの屈曲時に編組が外装部材の内壁に接触し摩耗により一層断線し易くなると懸念されるが、メッキ束が扁平状であることから、外装部材の内壁に面接触することが可能となり、１本の金属線が外装部材の内壁に接触する場合と比較して摩耗による断線の可能性を減じることができる。
本発明によれば、耐屈曲性を向上させることが可能な編組及びワイヤーハーネスを提供することができる。
本発明の実施形態に係る編組を含むワイヤーハーネスである。 図１に示す編組の拡大図である。 図２に示す編組の一部拡大断面図である。 比較例に係る編組の一部断面図である。 比較例に係る編組の屈曲試験後の状態を示す図である。 本実施形態に係る編組の屈曲試験後の状態を示す図である。 比較例に係る編組を示す側面図である。 図７に示した編組の要部拡大断面図であって、（ａ）は金属線がスライドする様子を示し、（ｂ）は金属線が塑性変形する様子を示している。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
図１は、本発明の実施形態に係る編組を含むワイヤーハーネスである。図１に示すように、ワイヤーハーネスＷＨは、シールドケーブル１０と、シールドケーブル１０の周囲を覆う外装部材２０とから構成されている。
シールドケーブル１０は、電線１１と、電線１１の周囲を覆う編組１２とを備えて構成されている。電線１１は、導体部１１ａと絶縁体からなる被覆部１１ｂとから構成されている。導体部１１ａは、銅、アルミ及びこれらの合金等からなる金属素線を複数本撚った撚線にて構成されている。
図２は、図１に示す編組１２の拡大図であり、図３は、図２に示す編組１２の一部拡大断面図である。図１及び図２に示す編組１２は、電線１１からのノイズや外部からのノイズを遮断するものである。本実施形態に係る編組１２は、扁平状に構成された複数のメッキ束１２ａを編み込んで構成されている。
各メッキ束１２ａは、複数の抗張力繊維Ｆと、第１の金属メッキＭ１と、第２の金属メッキＭ２とを備えて構成されている。
複数の抗張力繊維Ｆは、石油などの原料から化学的に合成されて作られた繊維材であり、破断時における引張強度が１ＧＰａ以上で破断時の伸び率が１％以上１０％以下のものである。このような繊維としては、例えばアラミド繊維、ポリアリレート繊維、及びＰＢＯ繊維が該当する。
第１の金属メッキＭ１は、個々の抗張力繊維Ｆ上に施される金属のメッキ層である。本実施形態において第１の金属メッキＭ１は例えば銅によって構成されている。抗張力繊維に対して第１の金属メッキＭ１が施されることで、メッキ繊維ＭＦが構成される。
第２の金属メッキＭ２は、複数本のメッキ繊維ＭＦに対して一括して施される金属のメッキ層である。本実施形態において第２の金属メッキＭ２は例えば錫によって構成されている。
なお、図３に示す例においてメッキ束１２ａは、複数本のメッキ繊維ＭＦが並列に配置されて厚み方向に単層状態となっているが、これに限らず、複数本のメッキ繊維ＭＦは複数層に配置されていてもよい。さらに、互いのメッキ繊維ＭＦは平行配置される場合に限らず、メッキ束１２ａの幅の範囲内において歪むなどして、互いに平行配置となっていなくともよい。
ここで、第２の金属メッキＭ２は、表面粗さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。表面粗さが０．１μｍ未満であると、メッキの皮膜強度が低くなるため、繰返し摩擦が生じた際、メッキ束１２ａの表面の摩耗が発生するからである。また、表面粗さが０．５μｍを超えると、メッキ束１２ａ同士が滑らず、スライドして動くことができないため、繰返し屈曲時にメッキ束１２ａの引っ掛かりが多くなり、メッキ束１２ａの塑性変形・折れが発生し易くなるからである。
なお、上記の表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定された算術平均粗さ（Ｒａ）試験方法にて測定した結果を示している。
さらに、第２の金属メッキＭ２の厚みＴ２を第１の金属メッキＭ１の厚みＴ１で割り込んだ値が０．１以上１．０以下であり、特に歪みが４％以下であることが好ましい。割り込んだ値が０．１未満であると、第１の金属メッキＭ１を施した繊維がばらけ、扁平なメッキ束１２ａが実現できなくなるため、耐摩耗性が低下するからである。また、割り込んだ値が１．０を超えると（特に歪みが４％を超えると）、第１又は第２の金属メッキ層Ｍ１，Ｍ２が割れるおそれがあり、シールド効果の低下が生じるからである。
なお、歪みが４％以下とは、メッキ束１２ａを編み込んで断面真円状態とした編組１２の、第１及び第２の金属メッキに加わる歪みをいう。このため、ここでいう歪みとは、屈曲部位やシールドコネクタへの接続部位などにおける歪みについては除外する概念である。
なお、第１の金属メッキＭ１の厚みＴ１とは、抗張力繊維Ｆ上のメッキ厚である。一方、第２の金属メッキＭ２の厚みＴ２とは、第２の金属メッキＭ２のうち最も厚みが薄い部分をいい、図３に示す例においては第１の金属メッキＭ１の最外端からのメッキ束１２ａの厚み方向の長さをいう。
再度、図１を参照する。外装部材２０は、編組１２の周囲を所定の隙間を有して覆う保護部材であって、例えばその長手方向に凹凸が連続するコルゲートチューブによって構成されている。コルゲートチューブである外装部材２０は、例えば長手方向にスリットが形成されて、スリットからシールドケーブル１０を後嵌め可能となっている。なお、外装部材２０は、シールドケーブル１０に対して隙間を有して覆うものであればコルゲートチューブに限らず、後嵌め用のシースやチューブ成形で形成されたシースによって構成されていてもよい。また、コルゲートチューブは長手方向にスリットを有さず、端部開口からシールドケーブル１０が挿通されるものであってもよい。
ここで、このような編組１２及びこれを有するワイヤーハーネスＷＨは、屈曲性の向上が図れることとなる。以下、本実施形態に係る編組１２及びワイヤーハーネスＷＨの屈曲性を説明するが、これに先立って、比較例に係る編組１００（図７参照）及びワイヤーハーネスの屈曲性を説明する。
図４は、比較例に係る編組１００の一部断面図である。図４に示すように、比較例に係る編組１００は、複数の金属線ＭＷを編み込んで形成されている。各金属線ＭＷは、例えば銅からなる第１金属１０１上に、錫からなる第２金属１０２のメッキが施されて構成されている。図７に示した編組１００は、５本の金属線ＭＷが互いに折り重なるように編まれて構成されているものの、金属線ＭＷは互いに固着等しておらず、それぞれがバラバラとなっている。このため、図８を参照して説明したように、金属線ＭＷは塑性変形し易い構成となっている。
このような比較例に係る編組１００を図１に示した電線１１の周囲に取り付け、これを試料として屈曲試験を行った。屈曲試験においては、試料の一端に重りを取り付けない無負荷の状態で、０°から１８０°の角度範囲で他端側を曲げφ２５ｍｍのマンドレルを使用して３０ｒｐｍの速度で５万回の曲げを繰り返し行った。
図５は、比較例に係る編組１００の屈曲試験後の状態を示す図である。図５に示すように、比較例に係る編組１００には、図８に示すような塑性変形が金属線ＭＷに対して繰り返し付与されることとなり、金属線ＭＷが断線してしまう。また、断線は屈曲箇所に集中することから、図５に示すように開口１０３が形成されることもある。
特に、比較例に係る編組１００上に外装部材２０を備える場合には、屈曲時に編組１００が外装部材２０の内壁に繰り返し接触することとなる。このため、編組１００の金属線ＭＷが繰り返し外装部材２０の内壁に接触して摩耗し、これによっても金属線ＭＷが断線してしまう。
以上より、比較例に係る編組１００については、シールド性能の低下が懸念される。
これに対して、本実施形態に係る編組１２及びこれを有するワイヤーハーネスＷＨでは以下のようになる。
図６は、本実施形態に係る編組１２の屈曲試験後の状態を示す図である。図６に示すように、本実施形態に係る編組１２には図５に示すような開口１０３が形成されていない。編組１２が屈曲してメッキ束１２ａが他のメッキ束１２ａに対してスライドする際に他のメッキ束１２ａに多少引っ掛かったとしても、メッキ束１２ａ自体が複数本のメッキ繊維ＭＦを第２の金属メッキＭ２でまとめた構成であることから、１本の金属線ＭＷと比較すると剛性が高くメッキ束１２ａには図８（ｂ）に示したような折れが発生し難くなる。
しかも、メッキ繊維ＭＦが抗張力繊維Ｆに対して第１の金属メッキＭ１を施したものであることから、たとえ折れが発生して第１及び第２の金属メッキＭ１，Ｍ２が塑性変形したとしても、内部の抗張力繊維Ｆはその性質上塑性変形することがなく断線し難い。
よって、メッキ束１２ａは、メッキ繊維ＭＦが断線し難く、図５に示すような開口１０３も形成され難い。
さらに、ワイヤーハーネスＷＨでは、編組１２上に外装部材２０を備えるため、屈曲時に編組１２が外装部材２０の内壁に繰り返し接触することとなる。しかし、本実施形態に係る編組１２は、扁平状のメッキ束１２ａが編み込んで形成されているため、外装部材２０の内壁に面接触することが可能となり、１本の金属線ＭＷが外装部材２０の内壁に接触（線接触）する場合と比較して摩耗による断線の可能性を減じることとなる。
このようにして、本実施形態に係る編組１２によれば、メッキ繊維ＭＦの複数本に対して一括して第２の金属メッキＭ２が施されて扁平状にされたメッキ束１２ａを編み込んでいるため、編組１２が屈曲してメッキ束１２ａが他のメッキ束１２ａに対してスライドする際に他のメッキ束１２ａに多少引っ掛かったとしても、メッキ束１２ａ自体が複数本のメッキ繊維ＭＦを第２の金属メッキＭ２でまとめた構成であることから、１本の金属線ＭＷと比較すると剛性が高くメッキ束１２ａには折れが発生し難くなる。しかも、メッキ繊維ＭＦが抗張力繊維Ｆに対して第１の金属メッキＭ１を施したものであることから、たとえ折れが発生して第１及び第２の金属メッキＭ１，Ｍ２が塑性変形したとしても、内部の抗張力繊維Ｆはその性質上塑性変形することがない。このような事情から、メッキ束１２ａには断線が生じ難くなり、耐屈曲性を向上させることが可能な編組１２を提供することができる。
また、第２の金属メッキＭ２は、表面粗さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であるため、メッキ束１２ａの表面が滑り易く、編組１２が屈曲してメッキ束１２ａが他のメッキ束１２ａに対してスライドする際にメッキ束１２ａ同士が擦れ、断線することを防止することができる。
また、第２の金属メッキＭ２の厚みＴ２を第１の金属メッキＭ１の厚みＴ１で割り込んだ値が０．１以上１．０以下であるため、特に歪みが４％以下であるときには、第１の金属メッキＭ１を施したメッキ繊維ＭＦがばらけ易くなってメッキ束１２ａを扁平状にし難くなってしまう事態を防止できると共に、屈曲により第１及び第２の金属メッキＭ１，Ｍ２が割れるおそれも少なくすることができる。
また、本実施形態に係るワイヤーハーネスＷＨによれば、編組１２の周囲を所定の隙間を有して覆う外装部材２０を備えるため、ワイヤーハーネスＷＨの屈曲時に編組１２が外装部材２０の内壁に接触し摩耗により一層断線し易くなると懸念されるが、メッキ束１２ａが扁平状であることから、外装部材２０の内壁に面接触することが可能となり、１本の金属線ＭＷが外装部材２０の内壁に接触する場合と比較して摩耗による断線の可能性を減じることができる。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、周知及び公知の技術を組み合わせてもよい。
例えば、上記実施形態において編組１２は電線１１上に直接設けられているが、これに限らず、電線１１と編組１２との間に金属箔などの介在物が存在してもよい。さらに、編組１２は１本の電線１１の周囲に設けられているが、これに限らず、複数本の電線上に設けられてもよい。
加えて、本実施形態に係る編組１２はメッキ束１２ａが第１及び第２の金属メッキＭ１，Ｍ２を備えているが、これに加えて、第１及び第２の金属メッキＭ１，Ｍ２の間などに第３の金属メッキを備えて金属メッキが３層構造となっていてもよい。さらにメッキ束１２ａは金属メッキが４層以上の構造となっていてもよい。
１０ ：シールドケーブル
１１ ：電線
１２ ：編組
１２ａ ：メッキ束
２０ ：外装部材
Ｆ ：抗張力繊維
Ｍ１ ：第１の金属メッキ
Ｍ２ ：第２の金属メッキ
ＭＦ ：メッキ繊維
Ｔ１ ：第１の金属メッキの厚み
Ｔ２ ：第２の金属メッキの厚み
ＷＨ ：ワイヤーハーネス

Claims (3)

  1. 個々の抗張力繊維に対して第１の金属メッキを施したメッキ繊維の複数本に対して、一括して第２の金属メッキが施されて扁平状にされたメッキ束を編み込んで構成され、
    前記第２の金属メッキは、表面粗さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下である
    ことを特徴とする編組。
  2. 前記第２の金属メッキの厚みを前記第１の金属メッキの厚みで割り込んだ値が０．１以上１．０以下である
    ことを特徴とする請求項１に記載の編組。
  3. 電線と、
    前記電線の周囲を覆う請求項１又は請求項２のいずれかに記載の編組と、
    前記編組の周囲を所定の隙間を有して覆う外装部材と、
    を備えることを特徴とするワイヤーハーネス。
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