JP7158296B2 - 複合ケーブル及びワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、複合ケーブル及びワイヤハーネスに関する。

従来、車両に設けられた車輪速度センサにより車輪の回転速度を検出して、車輪の回転を制動するブレーキ装置を電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）によって制御するアンチロックブレーキシステムが知られている。また、ＥＣＵによってブレーキ装置の作動を制御することにより、パーキングブレーキを実現する電動パーキングブレーキも知られている。

ＥＣＵと車輪速度センサを接続するケーブルと、ＥＣＵと電動パーキングブレーキとして作動させるブレーキ装置を接続するケーブルは、いずれも一方が車輪側に配線され、配線の位置が近い。ケーブルの占有スペースを減らし、配線作業を簡易化する観点から、各ケーブルを一体にまとめた複合ケーブルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１６－９１７３１号公報

複合ケーブルは、例えば各ケーブルの周囲をテープで覆い、さらにテープ上をアウタージャケットで被覆することで各ケーブルが一体に束ねられている。車輪付近で複合ケーブルからアウタージャケットを剥がしてＥＰＢ用とセンサ用のケーブルに分岐させるが、テープによってケーブルとアウタージャケット間の密着性が低くなっているため、アウタージャケットの剥離が容易である。

しかしながら、ワイヤハーネス組み立て時の引張力によっては、各ケーブルが長手方向に動くことがある。動いた時にケーブル同士が擦れると、ケーブルの損傷の要因になり得る。

本発明は、ワイヤハーネス組み立て時の複合ケーブルの動きを減らすことを目的とする。

本発明の一態様によれば、一方が車輪側に他方が車体側に接続される複合ケーブル（１０）であって、第１ケーブル（２０）と、第２ケーブル（３０）と、前記第１ケーブル（２０）と前記第２ケーブル（３０）の集合体の周囲にらせん状に巻き付けられて、前記第１ケーブル（２０）と前記第２ケーブル（３０）を一体に束ねるテープ（１２）と、前記テープ（１２）で束ねられた前記集合体の周囲を被覆するアウタージャケット（１１）と、を備え、前記集合体に巻き付けられた前記テープ（１２）間にギャップ（１２１）が設けられる、複合ケーブル（１０）が提供される。

本発明の他の一態様によれば、上記複合ケーブル（１０）を備えるワイヤハーネス（１００）が提供される。

本発明によれば、ワイヤハーネス組み立て時のケーブルの動きを減らすことができる。

本発明の一実施形態のワイヤハーネスを示す正面図である。 図１中のＡ－Ａ線における断面図である。 テープが巻き付けられた撚り線を示す正面図である。

以下、本発明の複合ケーブル及びワイヤハーネスの実施の形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する構成は、本発明の一実施態様としての一例（代表例）であり、本発明は以下に説明する構成に限定されない。

図１は、本発明の一実施形態のワイヤハーネスを示す。図２は、図１中のＡ－Ａ線における断面図である。
図１に示すように、ワイヤハーネス１００は、複合ケーブル１０を備える。複合ケーブル１０は、第１ケーブル２０と第２ケーブル３０の集合体であり、一方が車両の車輪側に他方が車体側に配線される。複合ケーブル１０の長さは、通常５０ｃｍ～１ｍ程度であるが、車両のサイズによって長さは調整される。

複合ケーブル１０の両端部では、第１ケーブル２０と第２ケーブル３０が分岐して延出する。ワイヤハーネス１００は、第１ケーブル２０の両端にそれぞれ装着されたコネクタ６１及び６２と、第２ケーブル３０の両端にそれぞれ装着されたコネクタ６３及び６４を備える。また、ワイヤハーネス１００は、複合ケーブル１０に装着されたグロメット６５を備える。グロメット６５が車体への固定部材と嵌合し、複合ケーブル１０が車両に固定される。

複合ケーブル１０の耐振動性及び屈曲性を高める観点から、第１ケーブル２０と第２ケーブル３０の集合体は撚り線である。複合ケーブル１０は、図２に示すように、第１ケーブル２０と第２ケーブル３０の撚り線４０と、撚り線４０を束ねるテープ１２と、テープ１２上から撚り線４０の周囲を被覆するアウタージャケット１１とを備える。複合ケーブル１０の両端部のアウタージャケット１１を剥がして第１ケーブル２０と第２ケーブル３０を露出させることにより、各ケーブル２０及び３０を分岐させることができる。

（第１ケーブル）
第１ケーブル２０は、一方がコネクタ６１によって電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ：Electric Parking Brake）として作動させる電動ブレーキ装置３００に接続され、他方がコネクタ６２によってＥＣＵ２０１に接続される電源線である。ＥＰＢとして作動する電動ブレーキ装置３００は、液圧により車輪のディスクロータにブレーキパッドを押し当てて車輪の回転を制動する制動機構と、液圧によらずブレーキパッドの位置を移動させるモータと、を備える。第１ケーブル２０によって車体に搭載されるＥＣＵ２０１から電動ブレーキ装置３００へモータの駆動電流が供給され、この駆動電流によってモータの駆動が制御される。なお、電動ブレーキ装置３００は、液圧ではなくモータでブレーキパッドを移動させる電気機械式ブレーキ（ＥＭＢ：Electro-Mechanical Brake）であってもよい。

第１ケーブル２０は、図２に示すように、１対のワイヤ２１を備える。ワイヤ２１は、導線２２と、導線２２の周囲を被覆する絶縁体２３とを備える。導線２２としては、例えば銅、銅合金等の電導性の金属線を使用できる。絶縁体２３としては特に限定されないが、絶縁性及び耐熱性の観点から樹脂が好ましい。好ましく使用できる樹脂としては、例えば架橋性ポリエチレンであるＸＬＰＥ（Cross Linked PolyEthylene）、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体（ＥＴＦＥ：Ethylene-TetraFluoroEthylene）等が挙げられる。

（第２ケーブル）
第２ケーブル３０は、一方がコネクタ６３によって車輪速度センサ（ＷＳＳ：Wheel Speed Sensor）４００に接続され、他方がコネクタ６４によってＥＣＵ２０２に接続される信号線である。第２ケーブル３０によってセンサ４００からＥＣＵ２０２へ信号が送信され、ＥＣＵ２０２が当該信号に基づいて各車輪のブレーキ液圧を制御することにより、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Anti-lock Brake System）を実現する。なお、図１においてＥＣＵ２０１及び２０２は別体であるが、同一のＥＣＵであってもよい。また、第２ケーブル３０は、コネクタ６３を介さずＷＳＳ４００に直接接続してもよい。

第２ケーブル３０は、図２に示すように、１対のワイヤ３１と、各ワイヤ３１の周囲を被覆するインナージャケット３４とを備える。外部ノイズを減らすことを目的として、ワイヤ３１とインナージャケット３４間には金属シールドが設けられてもよい。同じ目的から、インナージャケット３４の外側、すなわち第２ケーブル３０の外周面が金属シールドで被覆されていることが好ましい。金属シールドとしては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の導電性を有する金属を用いた金属箔、これら金属箔と樹脂フィルムの積層体（例えば、アルミニウム箔とポリエステル樹脂フィルムの積層体）、編組線、金属メッシュ等が挙げられる。複合ケーブル１０の端部において分岐し、延出する第２ケーブル３０の各ワイヤ３１は、インナージャケット３４により保護される。ワイヤ３１は、導線３２と、導線３２の周囲を被覆する絶縁体３３とを備える。導線３２及び絶縁体３３としては、第１ケーブル２０の導線２２及び絶縁体２３と同様の材料を使用できる。

インナージャケット３４の材料は、可撓性及び屈曲性の観点からは熱可塑性樹脂が好ましく、柔軟性の観点からは架橋処理していない熱可塑性樹脂が好ましい。好ましく使用できる熱可塑性樹脂としては、例えばポリウレタン樹脂等が挙げられる。ポリウレタン樹脂を用いたインナージャケット３４は柔らかく弾性があり、耐振動性及び耐衝撃性に優れるため、飛び石等の異物との接触及び振動が多い車輪付近に配置されるワイヤ３１の保護に適している。インナージャケット３４に熱可塑性樹脂を用いる場合、１対のワイヤ３１の周囲に熱可塑性樹脂を溶融押出しすることにより、インナージャケット３４を形成することができる。

第２ケーブル３０の外周面は、滑剤１３をまぶす等の処理によって、滑剤１３で被覆される。使用できる滑剤１３としては、例えばタルクパウダー等が挙げられる。滑剤１３により、第１ケーブル２０と第２ケーブル３０間の摩擦、屈曲時に第２ケーブル３０に加わるストレス等を減らすことができる。特に、タルクの融点はアウタージャケット１１に用いられる樹脂の融点よりも高いことが一般的である。溶融押出しによりアウタージャケット１１を形成するとき、インナージャケット３４の表面は高温に晒されるが、その温度より融点が高いタルクがインナージャケット３４の表面の溶融を抑えてテープ１２への溶着を減らすことができる。なお、第２ケーブル３０だけでなく、第１ケーブル２０の周囲も滑剤１３で被覆されていてもよい。

（テープ）
図３は、撚り線４０を束ねるテープ１２を示す。
テープ１２は、図３に示すように、第１ケーブル２０と第２ケーブル３０の撚り線４０の周囲にらせん状に巻き付けられて、第１ケーブル２０と第２ケーブル３０を一体に束ねる。テープ１２により第１ケーブル２０と第２ケーブル３０の撚られた状態を安定化できるとともに、溶融押出しによるアウタージャケット１１の形成時にアウタージャケット１１と撚り線４０が融着することを防ぐことができる。また、テープ１２はインナージャケット３４等と比べて滑り性が高いため、アウタージャケット１１を剥がす作業が容易となる。

テープ１２の材料としては、滑り性が良好であり、テープ１２とアウタージャケット１１間の摩擦係数（例えば、静摩擦係数）が、アウタージャケット１１と、撚り線４０すなわちワイヤ２１の絶縁体２３及びインナージャケット３４との間の摩擦係数よりも小さい材料が用いられる。そのようなテープ１２の具体例としては、例えば紙、不織布、樹脂フィルム等が挙げられる。なかでも、紙は低コストで切れやすくアウタージャケット１１とともに剥がしやすいため、好ましい。

テープ１２は、複合ケーブルの長手方向ｙにおいて隣接するテープ１２間にギャップ１２１を設けて巻き付けられる。したがって、撚り線４０に巻き付けられたテープ１２間にはギャップ１２１が設けられる。テープ１２と撚り線４０間は密着性が低く、テープ１２は滑り性が良好であるため、ワイヤハーネス１００にコネクタやグロメット等を実装する作業で加わる引張力によって、撚り線４０が動きやすい。しかし、ギャップ１２１が設けられた場合、ギャップ１２１において撚り線４０は露出してアウタージャケット１１と接触する。アウタージャケット１１と接触する撚り線４０の表面は、テープ１２に比べて滑り性が低い樹脂製の絶縁体２３及びインナージャケット３４であり、材料が同じ樹脂製であるアウタージャケット１１との密着性が高い。そのため、撚り線４０に引張力が加えられても、アウタージャケット１１の部分と絶縁体２３及びインナージャケット３４との密着性によって、撚り線４０が動くことを抑えることができる。動きを抑制することにより、ケーブル同士の擦れによる損傷を減らすことができる。

テープ１２の巻き方向は、撚り線４０の撚り方向と同じであることが好ましい。これにより、撚り線４０の撚りを維持しやすく、撚り線４０のたるみを抑えることができる。図３において、テープ１２の巻き方向と撚り線４０の撚り方向は、複合ケーブル１０の長手方向ｙに対していずれも時計回りの方向ｃである。

テープ１２の巻きピッチＺｔは、撚り線４０の撚りピッチＺｃよりも小さいと、複合ケーブル１０の屈曲性が高まりやすく、第１ケーブル２０と第２ケーブル３０の位置関係を安定させやすい。なお、巻きピッチＺｔは、テープ１２が１回転するまでの複合ケーブル１０の長手方向ｙにおける長さをいう。撚りピッチＺｃは、第1ケーブル２０及び第２ケーブル３０が１回転するまでの複合ケーブル１０の長手方向ｙにおける長さをいう。撚りピッチＺｃは、第１ケーブル２０と第２ケーブル３０の外径に応じて選択することができる。巻きピッチＺｔは、撚り線４０の外径及び目的のギャップ１２１の長さｄに応じて選択することができる。

テープ１２の両面の粗さは異なっていてもよい。例えば、テープ１２の撚り線４０と接する表面の方がテープ１２のアウタージャケット１１と接する表面より粗いと、テープ１２と撚り線４０の間の摩擦力が大きくなるため、ワイヤハーネス１００組み立て時の撚り線４０の移動を減らすことができる。表面の粗さは、例えばレーザ顕微鏡を用いて非接触で測定される算術平均粗さＲａである。

（アウタージャケット）
アウタージャケット１１は、テープ１２が巻き付けられた撚り線４０の周囲を被覆する。アウタージャケット１１は、例えば材料としてインナージャケット３４と同様に熱可塑性樹脂を使用し、撚り線４０の周囲に熱可塑性樹脂を溶融押出しすることにより形成することができる。なかでも、ポリウレタン樹脂を用いたアウタージャケット１１は、柔らかく弾性があり、耐振動性及び耐衝撃性に優れるため、飛び石等の異物との接触及び振動が多い複合ケーブル１０の保護に適している。

アウタージャケット１１とインナージャケット３４には同種の熱可塑性樹脂が用いられることが好ましい。例えば、アウタージャケット１１とインナージャケット３４のいずれにもポリウレタン樹脂が用いられていると、両者の密着性が高まり、アウタージャケット１１を剥がす力が加えられた場合でも撚り線４０が動きにくく、ケーブル同士の摩擦による損傷を減らすことができる。

アウタージャケット１１に用いられる熱可塑性樹脂の融点（又は軟化点）は、インナージャケット３４に用いられる熱可塑性樹脂の融点（又は軟化点）よりも低いことが好ましい。溶融押出しによるアウタージャケット１１の成形温度をインナージャケット３４の融点より低くできるため、インナージャケット３４の溶融を避けることができる。これにより、インナージャケット３４として架橋性ではない熱可塑性樹脂を選択してインナージャケット３４の屈曲性を高めることができる。熱可塑性樹脂の融点は、例えば結晶度の異なる熱可塑性樹脂を選択することにより調整することができる。なお、融点は示差走査熱量分析（ＤＳＣ：Differential scanning calorimetry）により測定することができ、軟化点は熱機械分析(ＴＭＡ：Thermomechanical Analysis)により測定することができる。

アウタージャケット１１は、耐衝撃性を高める観点から、インナージャケット３４よりも柔軟性が高いことが好ましい。一例として、アウタージャケット１１の柔軟性の指標値の１つであるショアＡ硬度は８０～９５の範囲内で、インナージャケット３４のショアＡ硬度は８３～９８の範囲内で選択でき、各範囲内でアウタージャケット１１のショアＡ硬度がインナージャケット３４のショアＡ硬度よりも３～１１程度低いことが好ましい。インナージャケット３４とアウタージャケット１１とで同種の熱可塑性樹脂を使用する場合、例えばポリウレタン樹脂を使用する場合、リン酸エステル等の可塑剤の配合量を変えることで柔軟性を調整できる。

以上のように、本実施形態の複合ケーブル１０によれば、撚り線４０に巻き付けられたテープ１２間にギャップ１２１が設けられ、ギャップ１２１部分において撚り線４０とアウタージャケット１１が接する。ワイヤハーネス１００組み立て時に引張力が加わっても、アウタージャケット１１の部分と撚り線４０との高い密着性によって、撚り線４０が動くことを抑制できる。

ギャップ１２１の長さｄが、長いほどギャップ１２１部分におけるアウタージャケット１１と撚り線４０の密着性によって撚り線４０の移動の抑制効果が高まりやすく、短いほどアウタージャケット１１を剥がしやすい。すなわち、アウタージャケット１１の剥がしやすさと撚り線４０の移動の抑制効果を、ギャップ１２１の長さｄを変更することによって容易に調整できる。

試験的に、ギャップ１２１無しでテープ１２を巻いた撚り線４０Ａ、テープ１２を巻いていない撚り線４０に所定分量のタルクパウダーを塗布した撚り線４０Ｂ、ギャップ１２１の長さｄが巻きピッチＺｔの１／２となるようにテープ１２を巻いた後に所定分量のタルクパウダーを塗布した撚り線４０Ｃを準備し、それらにアウタージャケット１１を押出成形した。その結果、複合ケーブル１０からアウタージャケット１１を剥がすストリップ力は、撚り線４０Ａは約１０Ｎ／５０ｍｍ、撚り線４０Ｂは約８０Ｎ／５０ｍｍ、撚り線４０Ｃは約４０Ｎ／５０ｍｍであった。この結果から、例えば２０Ｎ／５０ｍｍを目標値とする場合、ギャップ１２１の長さｄを巻きピッチの１／４とすればよい。

なお、ギャップ１２１の長さｄの最適値は、アウタージャケット１１のストリップ力の目標値、タルクパウダー分量、その他ケーブル材料及びケーブル製造条件に依存する。例えば、インナージャケット３４の外側に金属シールドを設ける場合、アウタージャケット１１と金属シールドの間の密着力を考慮して、ギャップ長さｄを設計すればよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
例えば、第２ケーブル３０がＷＳＳ４００に接続された例を説明したが、第２ケーブル３０の接続先は車輪又は車輪付近に設けられる空気圧センサ、温度センサ、ブレーキパッドの摩耗を検出するセンサ（ＢＰＷＳ：Break Pad Wear Sensor）等であってもよい。

また、複合ケーブル１０は、ＥＰＢ用の第１ケーブル２０とＷＳＳ４００用の第２ケーブル３０が撚られた４芯ケーブルであったが、さらに他のケーブルを加えた６芯ケーブル等のケーブル集合体であってもよい。他のケーブルとしては、例えばアクティブダンパシステムに用いられるケーブル等が挙げられる。アクティブダンパシステム用のケーブルは、一方が車輪のダンパに接続され、他方がＥＣＵに接続され、ＥＣＵから車輪のダンパの減衰制御の信号をダンパに送信する信号線である。

また、第１ケーブル２０及び第２ケーブル３０が２対以上のワイヤ２１又は３１を備えてもよい。

１００・・・ワイヤハーネス、１０・・・複合ケーブル、２０・・・第１ケーブル、２１・・・ワイヤ、３０・・・第２ケーブル、３４・・・インナージャケット、１２・・・テープ、１２１・・・ギャップ、４０・・・撚り線、１１・・・アウタージャケット

Claims (9)

1. 一方が車輪側に他方が車体側に接続される複合ケーブル（１０）であって、
   第１ケーブル（２０）と、
   第２ケーブル（３０）と、
   前記第１ケーブル（２０）と前記第２ケーブル（３０）の集合体の周囲にらせん状に巻き付けられて、前記第１ケーブル（２０）と前記第２ケーブル（３０）を一体に束ねるテープ（１２）と、
   前記テープ（１２）で束ねられた前記集合体の周囲を被覆するアウタージャケット（１１）と、を備え、
   前記集合体に巻き付けられた前記テープ（１２）間にギャップ（１２１）が設けられる、
   複合ケーブル（１０）。
2. 前記第２ケーブル（３０）は、導線の周囲が絶縁体で被覆された複数のワイヤ（３１）と、前記複数のワイヤ（３１）の周囲を被覆するインナージャケット（３４）と、を備え、
   前記アウタージャケット（１１）と前記インナージャケット（３４）には、同種の樹脂が用いられる、
   請求項１に記載の複合ケーブル（１０）。
3. 前記アウタージャケット（１１）に用いられる樹脂の融点は、前記インナージャケット（３４）に用いられる樹脂の融点よりも低い、
   請求項２に記載の複合ケーブル（１０）。
4. 前記第２ケーブル（３０）の外周面は、滑剤（１３）で被覆されている、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の複合ケーブル（１０）。
5. 前記第２ケーブル（３０）の外周面は、金属シールドで被覆されている、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の複合ケーブル（１０）。
6. 前記集合体は、前記第１ケーブル（２０）と前記第２ケーブル（３０）の撚り線（４０）であり、
   前記テープ（１２）の巻き方向は、前記第１ケーブル（２０）と前記第２ケーブル（３０）の撚り方向と同じである、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の複合ケーブル（１０）。
7. 前記集合体は、前記第１ケーブル（２０）と前記第２ケーブル（３０）の撚り線（４０）であり、
   前記テープ（１２）の巻きピッチは、前記撚り線（４０）の撚りピッチよりも小さい、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の複合ケーブル（１０）。
8. 前記テープ（１２）の前記撚り線（４０）と接する表面は、前記アウタージャケット（１１）と接する表面よりも粗い、
   請求項６または７に記載の複合ケーブル（１０）。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の複合ケーブル（１０）を備えるワイヤハーネス（１００）。

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