JP7394091B2 - ワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、複数の絶縁電線が射出成形物により封止されているワイヤハーネスに関する。

従来、バイクや自動車等の車両には、複数の絶縁電線を部分的に一括して、収容しやすくしたワイヤハーネスが設置されている。絶縁電線束を一括するために、絶縁電線の絶縁層を部分的に剥いで導体を露出させて、この露出部を溶接、圧着等により接合する場合がある。この場合、露出部から浸水したり漏電したりする問題があった。このような問題を解決するために露出部を樹脂で封止する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、絶縁電線の露出部を光硬化樹脂によって封止したワイヤハーネスが開示されている。

特開２０１１－１１３６９２号公報

近年、ワイヤハーネスの封止部分に対する利用者のニーズが多様化している。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、利用者の様々なニーズに応えることが可能なワイヤハーネスを提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、導体の表面に絶縁層が被覆されている複数の絶縁電線が封止されているワイヤハーネスであって、前記絶縁電線は、前記絶縁層が被覆されておらず前記導体が露出している露出部を有し、少なくとも前記露出部は、射出成形物により封止されており、前記射出成形物の軸方向の一端部であって前記露出部の反対側には、前記複数の絶縁電線が存在しており、前記一端部から前記射出成形物の軸方向長さの１／３離れた位置（以下、１／３位置という）よりも他端部側に前記露出部が存在し、前記一端部における前記軸方向に垂直な第１の断面での前記複数の絶縁電線の最外接線は、前記１／３位置における前記軸方向に垂直な第２の断面での前記複数の絶縁電線の最外接線よりも長いことで、様々な場所に収容し易いワイヤハーネスを得ることができることを見出し、本発明を完成した。

本発明の構成は以下のとおりである。
項１．導体の表面に絶縁層が被覆されている複数の絶縁電線が封止されているワイヤハーネスであって、
前記絶縁電線は、前記絶縁層が被覆されておらず前記導体が露出している露出部を有し、
少なくとも前記露出部は、射出成形物により封止されており、
前記射出成形物の軸方向の一端部であって前記露出部の反対側には、前記複数の絶縁電線が存在しており、
前記一端部から前記射出成形物の軸方向長さの１／３離れた位置（以下、１／３位置という）よりも他端部側に前記露出部が存在し、
前記一端部における前記軸方向に垂直な第１の断面での前記複数の絶縁電線の最外接線は、
前記１／３位置における前記軸方向に垂直な第２の断面での前記複数の絶縁電線の最外接線よりも長いことを特徴とするワイヤハーネス。
項２．前記露出部は、互いに接合している項１に記載のワイヤハーネス。
項３．前記第１の断面における前記複数の絶縁電線のうち少なくとも一部の絶縁電線は、互いに接触していない項１または２に記載のワイヤハーネス。
項４．前記第１の断面における前記複数の絶縁電線の合計面積率は２０面積％以上、９０面積％以下である項１～３のいずれかに記載のワイヤハーネス。
項５．前記第１の断面における前記複数の絶縁電線の最外接線で囲まれた領域に対する前記複数の絶縁電線の合計面積率は５０面積％以上、９０面積％以下である項１～４のいずれかに記載のワイヤハーネス。
項６．前記複数の絶縁電線のうち一部の絶縁電線は、
前記軸方向に前記他端部から突出している項１～５のいずれかに記載のワイヤハーネス。

本発明によれば、上記構成により、様々な場所に収容し易く、封止部の気密性に優れたワイヤハーネスを得ることができる。

図１（ａ）は、第１の実施形態におけるワイヤハーネスの射出成形物およびその周辺部の平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の射出成形物内を透視した図である。 図２（ａ）は、図１（ａ）に示した射出成形物のＸ－Ｘ断面図である。図２（ｂ）は、図１（ａ）に示した射出成形物のＹ－Ｙ断面図である。 図３（ａ）は、第２の実施形態におけるワイヤハーネスの射出成形物およびその周辺部の平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の射出成形物内を透視した図である。 図４は、射出成形の概略説明図である。 図５（ａ）は、射出成形に用いる入れ駒内部の断面図である。図５（ｂ）は、射出成形に用いる金型内部の断面図である。

本発明のワイヤハーネスは、導体の表面に絶縁層が被覆されている複数の絶縁電線が封止されているワイヤハーネスであって、上記絶縁電線は、上記絶縁層が被覆されておらず上記導体が露出している露出部を有し、少なくとも上記露出部は、射出成形物により封止されており、上記射出成形物の軸方向の一端部であって上記露出部の反対側には、上記複数の絶縁電線が存在しており、上記一端部から上記射出成形物の軸方向長さの１／３離れた位置（以下、１／３位置という）よりも他端部側に上記露出部が存在し、上記一端部における上記軸方向に垂直な第１の断面での上記複数の絶縁電線の最外接線は、上記１／３位置における上記軸方向に垂直な第２の断面での上記複数の絶縁電線の最外接線よりも長いものである。

以下、本発明のワイヤハーネスについて図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態におけるワイヤハーネスの射出成形物およびその周辺部の平面図である。図１（ａ）に示すように、複数の絶縁電線１は、射出成形物４によって封止されている。

図１（ｂ）は、図１（ａ）の射出成形物内を透視した図である。図１（ｂ）中、二点鎖線は射出成形物４が存在する部分を示す。図１（ｂ）に示すように、絶縁電線１は導体２の表面に絶縁層３が被覆されているものであるが、絶縁電線１の先端部には、絶縁層３が被覆されておらず導体２が露出している露出部５が存在している。露出部５は射出成形物４によって封止されている。露出部５は互いに接合している。

本発明では、少なくとも露出部５が射出成形物４によって封止されていればよく、これにより浸水や漏電を防止し易くすることができる。浸水や漏電防止の観点より、図１（ｂ）に示すように、露出部５と共に、絶縁電線１の露出部５と隣接する部分についても、射出成形物４によって封止されていることが好ましい。

射出成形物４の形状は、第１の実施形態では円柱形である。射出成形物４は、樹脂を射出成形して得られるものであるため、その形状は様々であり、円柱の他、楕円柱、立方体、直方体等の形状が挙げられる。このように射出成形物４の形状は様々であるため、様々な場所に収容することができる。

射出成形物４の素材は、特に限定されないが、絶縁層３、露出部５との接着性を考慮すると、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル等の樹脂が好ましい。そのうちポリエステル樹脂がより好ましい。市販品としてバイロショット（登録商標、東洋紡株式会社製）が挙げられる。バイロショットは、低圧でも射出することができるため、射出成形時の絶縁電線１の損傷を抑制し易くすることができる。そのためにバイロショットが更に好ましい。バイロショットとして、例えばバイロショット（登録商標）ＧＭ－９５５シリーズ、ＧＭ－９６０シリーズ等が挙げられる。

本発明において、射出成形物４の特性を損なわない範囲で、従来の各種添加剤を添加することができる。添加剤として、シリカ、タルク等の充填剤；酸化アンチモン、水酸化アルミ、水酸化マグネシウム等の難燃剤；フタル酸エステル、アジピン酸エステル等の可塑剤；ポリエチレンワックス、シリコーンオイル等の離型剤；カルボジイミド等の加水分解抑制剤等が挙げられる。これらの添加剤は、その一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。添加剤の含有量は、射出成形物４の素材として用いられる樹脂１００質量部に対して、おおよそ０．１質量部以上、５０質量部以下であることが好ましい。添加剤の含有量は、より好ましくは１質量部以上、３０質量部以下、更に好ましくは５質量部以上、２０質量部以下である。

露出部５は、必ずしも互いに接合している必要はないが、接合している方が露出部５を封止し易くなる。そのために、露出部５どうし互いに接合していることが好ましい。接合方法は、公知の方法である溶接、圧着等を行えば良い。

露出部５は、必ずしも絶縁電線１の先端に存在する必要はないが、露出部５の接合のし易さの観点より、露出部５は絶縁電線１の先端に存在することが好ましい。

絶縁電線１は、バイク等に用いられる一般的な絶縁電線である。導体２の素材は、銅、銅合金、アルミニウム、銀、またはこれらを金メッキ、錫メッキしたもの等が挙げられる。絶縁層３の素材は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂が挙げられる。

図１（ａ）、（ｂ）中、破線矢印は、射出成形物４の軸方向を示す。

図１（ｂ）に示すとおり、射出成形物４の軸方向の一端部Ａは、露出部５の反対側に位置し、一端部Ａには複数の絶縁電線１が存在している。射出成形物４の一端部Ａから、射出成形物４の軸方向長さ（破線矢印の長さ）の１／３離れた１／３位置（以下では、位置Ｃと呼ぶ）よりも他端部Ｂ側に露出部５が存在している。

射出成形物４の一端部Ａは、複数の絶縁電線１が陥入している部分であるため、経年劣化等による隙間が生じ易い。この隙間から浸水した場合、露出部５が一端部Ａに近すぎると、露出部５をつたって絶縁電線１の内部まで浸水するおそれがあるが、露出部５を一端部Ａから離れた位置に存在させることにより、浸水を防止し易くすることができる。そのために、露出部５は、軸方向に位置Ｃよりも他端部Ｂ側に存在する。更に露出部５は、一端部Ａから、射出成形物４の軸方向長さの１／２離れた１／２位置よりも他端部Ｂ側に存在することが好ましい。

一方、露出部５が他端部Ｂに近すぎると、他端部Ｂが損傷した場合、露出部５が外部に露出するおそれがある。そのために露出部５は、他端部Ｂから、射出成形物４の軸方向長さの１／２０離れた位置よりも一端部Ａ側に存在することが好ましい。

射出成形物４の軸方向長さは、特に限定されないが、おおよそ１～２０ｃｍである。

図２（ａ）は、図１（ａ）の一端部Ａにおける軸方向に垂直なＸ－Ｘ断面図である。図２（ｂ）は、図１（ａ）の位置Ｃにおける軸方向に垂直なＹ－Ｙ断面図である。以下では、Ｘ－Ｘ断面を単に第１の断面と呼ぶ場合がある。また、Ｙ－Ｙ断面を単に第２の断面と呼ぶ場合がある。

図２（ａ）、（ｂ）中、破線は各断面における複数の絶縁電線１の最外接線を示す。図２（ａ）に示す第１の断面における複数の絶縁電線１の最外接線は、図２（ｂ）に示す第１の断面における複数の絶縁電線１の最外接線よりも長くなっている。このように第１の断面の各絶縁電線１の間隔を広くすることにより、射出成形時に樹脂が内部まで充填され易くなり、その結果、射出成形物４の気密性を高めることができる。特に第１の断面は、絶縁電線１と樹脂との間に間隙が生じ易いため、この部分の樹脂の充填度を高めておくことが浸水を防止する上で有効である。

本発明における最外接線とは、射出成形物４の軸方向に垂直な断面において、複数の絶縁電線１を囲むようにして複数の絶縁電線１と外接する接線であって、最短のものを意味する。

図２（ａ）に示すとおり、第１の断面における複数の絶縁電線１のうち少なくとも一部の絶縁電線１は、互いに接触していないことが好ましい。絶縁電線１と樹脂との間に間隙が生じた場合、互いに接触していない絶縁電線１が多い程、その間隙が連結しにくくなるため、気密性を維持し易くすることができる。そのために第１の断面において、全ての複数の絶縁電線１が互いに接触していないことが最も好ましい。

第１の断面における複数の絶縁電線１の合計面積率は、好ましくは２０面積％以上、９０面積％以下である。合計面積率が２０面積％以上であることにより、射出成形物４に用いる樹脂量を少なくすることができ、コストを低減することができる。合計面積率は、より好ましくは３０面積％以上、更に好ましくは４０面積％以上である。一方、合計面積率が９０面積％以下であることにより、射出成形物４が損傷しても、導体２が外部に露出しにくくなる。合計面積率は、より好ましくは８０面積％以下、更に好ましくは７０面積％以下である。

第１の断面における複数の絶縁電線１の最外接線で囲まれた領域（以下、第１の最外接線領域と呼ぶ）に対する複数の絶縁電線１の合計面積率は、好ましくは５０面積％以上、９０面積％以下である。第１の最外接線領域に対する合計面積率が９０面積％以下であることにより、樹脂が充填され易くなり、射出成形物４の気密性が高くなる。合計面積率は、より好ましくは８０面積％以下、更に好ましくは７０面積％以下である。一方、第１の最外接線領域に対する合計面積率が５０面積％以上であることにより、射出成形物４に用いる樹脂量を少なくすることができ、コストを低減することができる。合計面積率は、より好ましくは５５面積％以上、更に好ましくは６０面積％以上である。

第２の断面における複数の絶縁電線１の好ましい合計面積率は、第１の断面における複数の絶縁電線１の好ましい合計面積率と同じである。

第２の断面における複数の絶縁電線１の最外接線で囲まれた領域（以下、第２の最外接線領域と呼ぶ）に対する複数の絶縁電線１の合計面積率は、好ましくは６０面積％以上、９５面積％以下である。第２の最外接線領域に対する合計面積率が６０面積％以上であることにより、射出成形物４に用いる樹脂量を少なくすることができ、コストを低減することができる。合計面積率は、より好ましくは７０面積％以上、更に好ましくは８０面積％以上である。一方、第２の最外接線領域に対する合計面積率が９５面積％以下であることにより、位置Ｃにおいても樹脂が充填され易くなり、射出成形物４の気密性を高めることができる。合計面積率は、より好ましくは９０面積％以下、更に好ましくは８５面積％以下である。

図２（ａ）、（ｂ）に示すとおり、第１の実施形態では、複数の絶縁電線１は、それぞれ同じ径であるが、それぞれ異なる径のものを用いても良い。

絶縁電線１の径は、特に限定されないが、おおよそ０．３～１０ｍｍである。

射出成形物４の径は、特に限定されないが、おおよそ２～１００ｍｍである。

（第２の実施形態）
図３（ａ）は、第２の実施形態におけるワイヤハーネスの射出成形物およびその周辺部の平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の射出成形物内を透視した図である。なお、第１の実施形態のワイヤハーネス１０と同様の構成要素には同一番号を記し、その説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、複数の絶縁電線１は、射出成形物４によって封止されている。複数の絶縁電線１のうち一部の絶縁電線１は、射出成形物４の他端部Ｂから突出している。

本発明では、露出部５が射出成形物４により封止されていればよく、一部の絶縁電線１を射出成形物４から突出させることもできる。これにより、本発明のワイヤハーネス１０は、様々な用途に使用し易いものになる。

なお、図３（ｂ）に示すように、本発明では、射出成形物４内において、必ずしも全ての絶縁電線１に露出部５が存在する必要はなく、一部の絶縁電線１に露出部５が存在する態様であっても良い。

次に、ワイヤハーネス１０の製造方法について、図４、５を参照しつつ説明する。

図４は、射出成形の概略説明図である。図５（ａ）は、入れ駒内部の断面図である。図５（ｂ）は、金型内部の断面図である。

図４の下側金型３０ａには、３つの溝部２１ａが設けられた下側入れ駒２０ａが陥入されている。更に、下側金型３０ａには溝部３１ａが設けられている。

まず、下側金型３０ａの溝部３１ａに絶縁電線１の露出部５が位置するように複数の絶縁電線１を配置する。次に、図５（ａ）に示すとおり、下側入れ駒２０ａの３つの溝部２１ａに、絶縁電線１をそれぞれはめこむ。これにより、各溝部２１ａ間の距離だけ絶縁電線１の間隔が広がった状態になる。溝部２１ａの数は特に限定されず、２つ以上あれば良い。各溝部２１ａ間の距離を変えることにより、複数の絶縁電線１の疎密を制御することができる。

図５（ｂ）は、図４の下側金型３０ａに上側金型３０ｂを重ね合わせたときの金型内部断面図である。下側金型３０ａの溝部３１ａと、上側金型３０ｂの溝部３１ｂにより形成される空間に樹脂を充填する。

樹脂の充填は、溶融状態の樹脂を金型内に射出して行う。その際に、例えば、図４に示すようなランナー３２を介して、矢印方向に樹脂を流し込めば良い。なお、図４には１つのランナーと１つの流動方向を示しているが、金型にランナーを複数個設けて、複数個射出成形物を成型しても何ら問題ない。

このようにして樹脂を充填した後、冷却して、余分な部分を除去することにより射出成形物４が形成され、ワイヤハーネス１０が得られる。

射出圧力は、特に限定されないが０．０５ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下であることが好ましい。射出圧力を５０ＭＰａ以下とすることにより、射出時の絶縁電線１の動きを抑制することができ、絶縁電線１の損傷を抑制し易くすることができる。一方、射出圧力を０．０５ＭＰａ以上とすることにより、樹脂を充填し易くすることができる。なお、樹脂としてバイロショットを用いる場合は、０．１ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以下の低い射出圧力で成形することができる。

本願は、２０１６年５月１９日に出願された日本国特許出願第２０１６－１００４２７号に基づく優先権の利益を主張するものである。２０１６年５月１９日に出願された日本国特許出願第２０１６－１００４２７号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。

１ 絶縁電線
２ 導体
３ 絶縁層
４ 射出成形物
５ 露出部
１０ ワイヤハーネス
２０ａ 下側入れ駒
２１ａ 下側入れ駒の溝部
３０ａ 下側金型
３０ｂ 上側金型
３１ａ 下側金型の溝部
３１ｂ 上側金型の溝部
３２ ランナー
Ａ 一端部 Ｂ 他端部
Ｃ １／３位置

Claims (4)

1. 導体の表面に絶縁層が被覆されている複数の絶縁電線が封止されているワイヤハーネスであって、
   前記絶縁電線は、前記絶縁層が被覆されておらず前記導体が露出している露出部を端部に有し、前記露出部は、互いに接合しており、
   少なくとも前記露出部は、射出成形物により封止されており、前記露出部の末端は前記射出成形物により直接、封止されており、
   前記射出成形物の軸方向の一端部であって前記露出部の反対側には、前記複数の絶縁電線が存在しており、
   前記射出成形物の前記軸方向の前記一端部とは反対側の他端部には絶縁電線が存在しておらず、
   前記一端部から前記射出成形物の軸方向長さの１／３離れた位置（以下、１／３位置という）よりも他端部側に前記露出部が存在し、
   前記一端部における前記軸方向に垂直な第１の断面での前記複数の絶縁電線の最外接線は、
   前記１／３位置における前記軸方向に垂直な第２の断面での前記複数の絶縁電線の最外接線よりも長く、
   前記１／３位置よりも他端部側の前記射出成形物の表面は露出していることを特徴とするワイヤハーネス。
2. 前記第１の断面における前記複数の絶縁電線のうち少なくとも一部の絶縁電線は、互いに接触していない請求項１に記載のワイヤハーネス。
3. 前記第１の断面における前記複数の絶縁電線の合計面積率は２０面積％以上、９０面積％以下である請求項１または２に記載のワイヤハーネス。
4. 前記第１の断面における前記複数の絶縁電線の最外接線で囲まれた領域に対する前記複数の絶縁電線の合計面積率は５０面積％以上、９０面積％以下である請求項１～３のいずれかに記載のワイヤハーネス。

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