JPWO2019187193A1 - ワイヤーハーネスおよびワイヤーハーネスの製造方法 - Google Patents

Abstract

電線の絶縁被覆をなるべく変形させずに電線とシート材とを熱加工できる技術を提供することを目的とする。ワイヤーハーネス（１０）は、芯線（２２）と芯線を覆う絶縁被覆（２６）とを含む電線（２０）と、樹脂製の主面（３３）上に前記電線が配設されており、前記主面において前記電線と接触する部分が前記電線の前記絶縁被覆と熱加工されて電線固定部（３４）に形成されているシート材（３０）と、を備える。前記シート材のうち前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかく形成されている。

Description

この発明は、車両用のワイヤーハーネスにおいて、電線に外装部材を取付ける技術に関する。

特許文献１は、電線にシート状の外装部材を取付けるに当たり、外装部材の各端部と当該端部から延出する電線との周囲にテープ巻を施すことで電線に対して外装部材を位置決めする技術を開示している。

特開２０１５−７２７９８号公報

ここで、本願出願人は、電線とシート状の外装部材との新たな固定方法として、電線の絶縁被覆とシート材とを超音波溶着などの熱加工によって直接固定する方法を提案している。

しかしながら、電線の絶縁被覆とシート材とを熱加工する際、条件によっては電線の絶縁被覆が変形してしまう恐れがある。

そこで本発明は、電線の絶縁被覆をなるべく変形させずに電線とシート材とを熱加工できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様に係るワイヤーハーネスは、芯線と前記芯線を覆う絶縁被覆とを含む電線と、樹脂製の主面上に前記電線が配設されており、前記主面において前記電線と接触する部分が前記電線の前記絶縁被覆と熱加工されて電線固定部に形成されているシート材と、を備え、前記シート材のうち前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかく形成されている。

第２の態様に係るワイヤーハーネスは、第１の態様に係るワイヤーハーネスであって、前記絶縁被覆及び前記電線固定部が共にポリ塩化ビニル及び可塑剤を含む材料によって形成され、前記電線固定部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合よりも高いことによって前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかく形成されている。

第３の態様に係るワイヤーハーネスは、第２の態様に係るワイヤーハーネスであって、前記絶縁被覆に含まれる可塑剤と、前記電線固定部に含まれる可塑剤とが同じ種類である。

第４の態様に係るワイヤーハーネスは、第１から第３のいずれか１つの態様に係るワイヤーハーネスであって、前記絶縁被覆及び前記電線固定部が共にポリ塩化ビニルを含む材料によって形成され、前記電線固定部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルの重合度が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルの重合度よりも低いことによって前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかく形成されている。

第５の態様に係るワイヤーハーネスは、芯線と、前記芯線を覆い外周面が円周面形状とされた絶縁被覆とを含む電線と、樹脂製の主面上に前記電線が配設されており、前記主面において前記電線と接触する部分が前記電線の前記絶縁被覆と熱加工されて電線固定部に形成されているシート材と、を備え、前記絶縁被覆と前記電線固定部との熱加工にかかる境界面が、前記シート材の前記主面のうち前記電線が未配設の部分の形状よりも前記絶縁被覆の前記円周面形状に近い形状に形成されている。

第６の態様に係るワイヤーハーネスは、第１から第５のいずれか１つの態様に係るワイヤーハーネスであって、前記シート材は１層である。

第７の態様に係るワイヤーハーネスは、第１から第５のいずれか１つの態様に係るワイヤーハーネスであって、前記シート材は、前記電線固定部を有する第１層と、前記第１層に積層された第２層とを含む。

第８の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法は、（ａ）芯線と前記芯線を覆う絶縁被覆とを含む電線を、シート材における樹脂製の電線配設部に配設しつつ、前記電線と前記電線配設部とを挟持部材によって挟持する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後で、前記絶縁被覆と前記電線配設部とを熱加工する工程と、を備え、前記工程（ｂ）が行われている時点で、前記電線配設部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかい状態となっている。

第９の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法は、第８の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記絶縁被覆及び前記電線配設部が共にポリ塩化ビニル及び可塑剤を含む材料によって形成され、前記工程（ｂ）が行われている時点で、前記電線配設部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合よりも高いことによって、前記電線配設部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかい状態となっている。

熱加工では、シート材と電線との熱加工したい部分を加圧しつつ超音波振動などの熱加工に必要なエネルギーを付与することによって、これらを熱加工する。この際、第１の態様によると、絶縁被覆よりも柔らかいシート材の電線固定部の方が上記加圧による変形が生じやすい。しかも、超音波振動の場合、そのエネルギーは、柔らかいシート材の電線固定部に吸収され易く、絶縁被覆に伝わりにくい。これらより、絶縁被覆よりもシート材の電線固定部が硬い場合に比べて、電線の絶縁被覆をなるべく変形させずに熱加工できる。

第２乃至第４の態様によると、自動車用電線として一般的なポリ塩化ビニル製の絶縁被覆を有する電線を用いた場合でも、電線固定部を絶縁被覆よりも柔らかく形成することができる。

第５の態様によると、いわゆる丸電線を用いた場合でも、電線の絶縁被覆をなるべく変形させずに熱加工できる。

第６の態様によると、シート材の製造が容易となる。

第７の態様によると、シート材に所望の性能を第２層で付与することが容易となる。

第８の態様によると、熱加工時に加熱された温度、および加圧状態でシート材が絶縁被覆よりも柔らかいため、この時点での電線の絶縁被覆の変形を抑制できる。

第９の態様によると、自動車用電線として一般的なポリ塩化ビニル製の絶縁被覆を有する電線を用いた場合でも、電線配設部を絶縁被覆よりも柔らかく形成することができる。

実施形態に係るワイヤーハーネスを示す横断面図である。 シート材の厚み寸法を説明する図である。 実施形態に係るワイヤーハーネスを製造する様子を説明する図である。 実施形態に係るワイヤーハーネスを製造する様子を説明する図である。 第１変形例に係るワイヤーハーネスを示す横断面図である。 第２変形例に係るワイヤーハーネスを示す横断面図である。 第２変形例に係るワイヤーハーネスを製造する様子を説明する図である。

｛実施形態｝
以下、実施形態に係るワイヤーハーネスについて説明する。図１は、実施形態に係るワイヤーハーネス１０を示す横断面図である。

ワイヤーハーネス１０は、車両に搭載されて各種機器等を電気的につなぐ配線部材として用いられる。ワイヤーハーネス１０は、電線２０と、シート材３０と、を備える。図１に示す例では、一のシート材３０に対して一の電線２０が配設されているが、もちろん一のシート材３０に対して複数の電線２０が配設されている場合もあり得る。

電線２０は、例えば端部に接続された端子又はコネクタ等を介して車両に搭載される各種機器等につながれる。電線２０は、芯線２２と芯線２２を覆う絶縁被覆２６とを含む。ここでは、絶縁被覆２６の外周面は、円周面形状に形成されている。従って電線２０として、いわゆる丸電線が採用されている。

芯線２２は、１本又は複数本（図１に示す例では７本）の素線２３によって構成されている。各素線２３は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの導電性を有する材料によって線状に形成された部材である。芯線２２が複数本の素線２３で構成される場合、複数の素線２３が撚られた撚線であることが好ましい。

絶縁被覆２６は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はポリエチレン（ＰＥ）などの絶縁性を有する樹脂材料が芯線２２の周囲に押出成形されたり、エナメルなどの樹脂塗料が芯線２２の周囲に塗布されたりすることによって形成されている。ここでは絶縁被覆２６は、熱可塑性樹脂を含む。特にここでは絶縁被覆２６は、ＰＶＣを含む樹脂材料によって形成されているものとして説明する。

より詳細には、絶縁被覆２６は、ＰＶＣをベースとして可塑剤が添加された材料によって形成されている。可塑剤は、ＰＶＣ製品を柔らかくするための添加剤であり、ＰＶＣ製品においてＰＶＣに対する可塑剤の割合が高い製品は、可塑剤の割合が低い製品よりも一般的に柔らかくなる。係る可塑剤の種類は特に限定されるものではないが、例えばフタル酸エステル、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸ポリエステル等の可塑剤を用いることができる。可塑剤は、１種類単独で用いられてもよいし、複数種類が併用されてもよい。なお絶縁被覆２６を構成するＰＶＣに対して可塑剤のほかにも安定剤などの各種添加剤が添加されることも考えられる。

電線２０は、シート材３０に配設された部分の少なくとも一部において絶縁被覆２６がシート材３０に熱加工されることによって、シート材３０に固定されている。以下では電線２０とシート材３０との熱加工が超音波溶着であるものとして説明する。

このときシート材３０に対する電線２０の配設経路は、特に限定されるものではない。例えば電線２０は、シート材３０に対して直線状に延在していてもよいし、曲がって延在していてもよい。また、一のシート材３０に対して複数の電線２０が配設される場合、複数の電線２０は、すべて同じ方向に延びる場合もあり得るし、一部が異なる方向に延びる場合もあり得る。さらに、シート材３０上に複数の電線２０が分岐する分岐部が形成される場合もあり得る。

またシート材３０上に配設された電線２０のうち長手方向に沿ったどの領域が溶着されるかは、特に限定されるものではない。例えば、絶縁被覆２６とシート材３０とは、電線２０の長手方向に沿って一連に溶着されてもよいし、電線２０の長手方向に沿った複数箇所で部分的な溶着（スポット溶着）が施されるものであってもよい。前者の場合、電線２０のうちシート材３０上に配設された全領域が溶着されてもよいし、一部溶着されない区間が有ってもよい。後者の場合、スポット溶着部間のピッチは一定であってもよいし、一定でなくてもよい。

シート材３０は、樹脂製の電線固定層３２を含む。当該樹脂製の電線固定層３２の主面３３上に電線２０が配設されている。そして、主面３３において電線２０と接触する部分が電線２０の絶縁被覆２６と熱加工（ここでは超音波溶着）されて電線固定部３４に形成されている。以下では、電線固定層３２のうち電線固定部３４でない部分、つまり主面３３上に電線２０が配設されていない部分を電線未配設部３６と称する。シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分（ここでは電線固定層３２）が絶縁被覆２６よりも柔らかく形成されている。係る柔らかさは、例えばロックウェル硬さなどを指標とすることができる。

シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分を構成する材料は、絶縁被覆２６と熱加工（ここでは超音波溶着）可能であれば、特に限定されるものではない。しかしながら、シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分は、絶縁被覆２６と同じ樹脂を含むことが好ましい。これにより、熱加工（ここでは超音波溶着）による電線固定部３４と絶縁被覆２６との接合強度を上げることができる。ここでは、絶縁被覆２６がＰＶＣを含むため、シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分もＰＶＣを含む材料によって形成されているものとして説明する。

より詳細には、シート材３０のうち電線固定部３４を含む部分は、ＰＶＣをベースとして可塑剤が添加された材料によって形成されている。係る可塑剤の種類は特に限定されるものではなく、例えば上述のフタル酸エステル、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸ポリエステル等の可塑剤を用いることができる。可塑剤は、１種類単独で用いられてもよいし、複数種類が併用されてもよい。また、電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに添加される可塑剤の種類は、係る可塑剤が１種類単独で用いられる場合及び複数種類が併用される場合のいずれの場合でも、絶縁被覆２６の材料となるＰＶＣに添加される可塑剤の種類と同じであることが好ましい。以下では、電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに添加される可塑剤の種類が、絶縁被覆２６の材料となるＰＶＣに添加される可塑剤の種類と同じであるものとして説明する。このとき、電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合が、絶縁被覆２６を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合よりも高いことによって電線固定部３４を含む部分が絶縁被覆２６よりも柔らかく形成されている。

なお電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに添加される可塑剤の種類は、絶縁被覆２６を構成するＰＶＣに添加される可塑剤の種類とは異なるものであることも考えられる。また電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに添加される可塑剤の種類と、絶縁被覆２６の材料となるＰＶＣに添加される可塑剤の種類とが同じ種類のエステルである場合、そのエステルを構成するアルコールは、同じであってもよいし、異なるものであってもよい。またこれらアルコールは１種又は２種以上用いることができる。また電線固定部３４を含む部分を構成するＰＶＣに対して可塑剤のほかにも安定剤などの各種添加剤が添加されることも考えられる。

ここではシート材３０は、上記電線固定層３２としての第１層３２と、第１層３２に積層された第２層４０とを含む。第１層３２は、電線固定部３４を含む部分を構成する材料と同じ材料で一様に形成されている。従って第１層３２は、ＰＶＣをベースとして絶縁被覆２６に添加された可塑剤と同じ可塑剤が添加された材料によって形成されている。そして第１層３２を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合が、絶縁被覆２６を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合よりも高いことによって第１層３２が絶縁被覆２６よりも柔らかく形成されている。

第２層４０は、第１層３２とは異なる物性を有する。より詳細には、第１層３２は、第２層４０よりも絶縁被覆２６との熱加工（ここでは超音波溶着）に適した物性を有する部分であり、第２層４０は、シート材３０の用途などによって必要な物性を有する部分である。

例えば第２層４０は、形状保持性の向上を目的として第１層３２よりも硬く形成されていることが考えられる。これにより、シート材が柔らかい第１層３２のみで構成されている場合に比べて、ワイヤーハーネス１０を車両に組付ける際のワイヤーハーネス１０の取扱性を向上させることができる。また耐摩耗性の向上等を目的として、第２層４０が第１層３２よりも硬く形成されていることも考えられる。

このとき第２層４０は、第１層３２と同じ樹脂をベースとした材料によって第１層３２よりも硬く形成されていることが考えられる。ここでは第１層３２がＰＶＣをベースとしているため、第２層４０のＰＶＣをベースとすることが考えられる。この場合、例えば、第２層４０を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合を、第１層３２を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合よりも低くすることによって、第２層４０を第１層３２よりも硬くすることができる。

また第２層４０は、第１層３２とは別の樹脂をベースとした材料によって第１層３２よりも硬く形成されていることも考えられる。ここでは第１層３２がＰＶＣをベースとしているため、第２層４０はＰＶＣ以外の樹脂、例えば、ＰＥ、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などをベースとした材料によって形成されていることが考えられる。

第１層３２と第２層４０とを有するシート材３０の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、一度の押出工程で積層構造を実現する共押出法で形成されたり、第１層３２と第２層４０とが一旦別々にシート状に成形された後に相互に貼り合わされて一体とされるラミネート法で形成されたりすることが考えられる。

電線固定部３４について見ると、電線２０の外周に沿うようにシート材３０の主面３３が曲がった状態でシート材３０と絶縁被覆２６とが溶着されている。別の見方をすると、絶縁被覆２６と電線固定部３４との溶着にかかる境界面が、電線未配設部３６における主面３３の形状よりも絶縁被覆２６の円周面形状に近い形状に形成されている。これは溶着時におけるシート材３０の変形量が絶縁被覆２６の変形量よりも大きいことによる。

このとき、絶縁被覆２６に対してその周囲１５度以上の範囲にシート材３０が溶着されていることが好ましい。換言すると、芯線２２の中心と絶縁被覆２６の周囲において溶着された領域の一方端縁部となる部分とを結ぶ線分と、芯線２２の中心と絶縁被覆２６の周囲において溶着された領域の他方端縁部となる部分とを結ぶ線分とのなす角Ｔ（図２参照）が１５度以上であることが好ましい。なお角Ｔは、３０度以上であることが３０度未満であることより好ましい。また角Ｔは、４５度以上であることが４５度未満であることより好ましい。更にまた角Ｔは、９０度以上であることが９０度未満であることより好ましい。ここでは、絶縁被覆２６に対してその周囲１８０度に近い範囲にシート材３０が溶着されている。

電線固定部３４の周囲について見ると、電線固定部の外側面が垂直面３７とされている。またシート材３０の第１層３２における上記主面３３において電線２０の側方部分が凹んでいる。以下では、この凹んだ部分を凹部３９と称する。詳しくは後述するが、垂直面３７及び凹部３９は絶縁被覆２６とシート材３０との溶着時に、挟持部材によってシート材３０を押圧することによって形成される。

次に、図２を参照しつつ、ワイヤーハーネス１０におけるシート材３０の各部の厚み寸法について説明する。図２は、シート材３０の厚み寸法を説明する図である。なお図２において、断面のハッチングは省略されている。

図２における寸法Ａは、シート材３０のうち電線固定部３４における最も小さい厚み寸法である。寸法Ａは、例えば電線２０の中心を通り、シート材３０の主面３３の法線方向に沿った方向における厚み寸法である。寸法Ａの位置は、例えば溶着時に電線２０とシート材３０とが最初に接触する部分である。

図２における寸法Ｂは、シート材３０のうち電線固定部３４における最も大きい厚み寸法である。寸法Ｂは、例えば寸法Ａの位置から最も離れた位置における厚み寸法である。寸法Ｂの位置は、例えば電線２０をシート材３０に載置したときに隙間となる部分である。

図２における寸法Ｃは、電線２０のすぐ側方の位置に形成された凹部３９における厚み寸法である。寸法Ｃは、シート材３０のうち電線未配設部３６を含む部分における最も小さい厚み寸法であることが考えられる。

図２における寸法Ｄは、凹部３９に対して電線２０とは反対側の位置における厚み寸法である。寸法Ｄは、電線未配設部３６を含む部分において最も厚みが厚い部分の寸法であることが考えられる。また寸法Ｄは、溶着前のシート材３０の厚み寸法と同じであることが考えられる。

図２に示されるように、ここでは、シート材３０のうち電線固定部３４における最も大きい厚み寸法Ｂが、シート材３０のうち電線未配設部３６を含む部分における厚み寸法Ｃ、Ｄよりも大寸に形成されている。

ここで寸法Ｂを寸法Ｃ、Ｄよりも大きくするには、例えば、溶着前のシート材において、電線配設部と電線未配設部とで、厚みを変えることが考えられる。しかしながら、この場合、シート材の製造コストが高くなったり、汎用性が低下したりする恐れがある。そこでここでは、溶着前のシート材として一様な厚みの電線固定層を有するシート材を用いて寸法Ｂを寸法Ｃ、Ｄよりも大きくしている。ここでは、凹部３９を形成することによって、溶着前のシート材として一様な厚みの電線固定層を有するシート材を用いる場合でも、寸法Ｂを寸法Ｃ、Ｄよりも大きくすることを実現している。

さらにここで、溶着前のシート材における電線固定層の厚みが薄い場合、絶縁被覆２６に対してその周囲に広範にシート材３０を溶着することが難しくなり得る。この場合でも、ここでは凹部３９を設けることによって絶縁被覆２６に対してその周囲に広範にシート材３０を溶着することが可能とされている。

また図２に示されるように、ここではシート材３０のうち電線固定部３４における最も小さい厚み寸法Ａが、シート材３０のうち凹部３９が形成された部分における厚み寸法Ｃよりも大寸に形成されている。これはシート材３０に凹部３９が設けられたことにより、シート材３０のうち凹部３９が設けられた部分の一部が電線固定部３４に寄せられたことによる。

＜製造方法＞
次に、実施形態に係るワイヤーハーネス１０の製造方法について説明する。図３及び図４は、実施形態に係るワイヤーハーネス１０を製造する様子を説明する図である。なお、図３及び図４に示す電線２０Ｂなどの記載は熱加工前の状態であることを示している。つまり以下では、熱加工前の電線及びシート材並びにその各部について熱加工後のものと区別する必要が有る場合、熱加工前の状態を示すものについて符号Ｂを添えて記載することがある。

ここでは、熱加工として超音波溶着機８０によって電線２０Ｂとシート材３０Ｂとを超音波溶着することによってワイヤーハーネス１０を製造する。超音波溶着機８０は、ホーン８２及びアンビル８４を備える。

ホーン８２は、接触するワークに対して超音波振動を付与する部材である。ホーン８２のうちワークに接触する面には、ローレット加工、つまり滑り止めなどを目的として凹凸形状が施されていることも考えられる。アンビル８４は、ホーン８２に対して反対側からワークを支持する部材である。従って、ワークにおける溶着対象となる一対の部分が、ホーン８２及びアンビル８４によって挟持された状態で、超音波振動が付与されて溶着される。

具体的には、超音波溶着を行うに当たってまずは電線２０Ｂを、樹脂製のシート材３０Ｂにおいて絶縁被覆２６Ｂよりも柔らかく形成されている電線配設部３４Ｂに配設しつつ、電線２０Ｂと電線配設部３４Ｂとを挟持部材によって挟持する。例えば図３に示すように、溶着前の電線２０Ｂを溶着前のシート材３０Ｂの第１層３２側の主面３３上の所定の位置（電線配設部３４Ｂ）に配設しつつ、アンビル８４によって支持する。この状態で、アンビル８４に向けてホーン８２を接近させて、ホーン８２及びアンビル８４によって電線２０Ｂ及びシート材３０Ｂを挟持し、絶縁被覆２６Ｂと電線配設部３４Ｂとを接触させる。このようにここではホーン８２がシート材３０Ｂ側を押え、アンビル８４が電線２０Ｂ側を押えるように配置されているが、ホーンが電線２０Ｂ側を押え、アンビルがシート材３０Ｂ側を押えるように配置されている場合も考えられる。

ホーン８２の幅寸法は電線２０Ｂの直径よりも大きく設定されている。これにより、ホーン８２は、シート材３０Ｂのうち電線配設部３４Ｂのみならず電線配設部３４Ｂの側方の電線未配設部３６Ｂにも接触可能とされる。そしてホーン８２は、このシート材３０Ｂにおける電線未配設部３６Ｂをアンビル８４と共に挟持するように構成されている。

アンビル８４のうちホーン８２側を向く面には電線２０Ｂを保持する保持溝８５が形成されている。また保持溝８５の側方部分にはホーン８２と共にシート材３０のうち電線未配設部３６Ｂを押える押え部８９が形成されている。

保持溝８５の底部は、平面状であってもよいし、湾曲面状であってもよい。図３に示す例では、保持溝８５の底部は湾曲面状に形成されている。

押え部８９は、電線２０Ｂが保持溝８５に収まった状態で、電線２０Ｂと同程度の高さに位置する。好ましくは、押え部８９は、電線２０Ｂが保持溝８５に収まった状態で、電線２０Ｂと同じかそれ以上の高さに位置する。図３に示す例では電線２０Ｂが保持溝８５に収まった状態で、押え部８９は、電線２０Ｂよりも僅かに高く突出している。

ここでは保持溝８５の深さ寸法が電線２０Ｂの直径と同程度に（図３に示す例では電線２０Ｂの直径よりも僅かに大きく）設定されていることによって、保持溝８５を構成する壁部８６の先端部が押え部８９を兼ねている。押え部８９は、シート材３０Ｂのうち電線２０Ｂの未配設部分をホーン８２と共に挟持するように構成されている。押え部８９は、シート材３０Ｂの端縁部まで押えることはなく、シート材３０Ｂの中間部のみを押える。このため、溶着後のシート材３０の主面３３において押え部８９に押さえられた部分に凹部３９が形成される。なお、図３に示す例では押え部８９の縁部は面取りされているが、面取りされていない場合もあり得る。また面取りされる場合、図３に示す例では角面の形状に形成されているが、丸面などの形状に形成されていてもよい。

保持溝８５の湾曲面状に形成された底部よりも開口部側は、幅が一定とされている。このため、保持溝８５の底部から押え部８９の先端に至る壁部８６の内面は垂直面８７とされている。

ここでワイヤーハーネス１０を車両の狭い隙間に配設するとの観点から言うと、ワイヤーハーネス１０は薄い方が好ましい。このため、この観点から言うとシート材３０Ｂが薄い方が好ましい。ここでは溶着前の第１層３２Ｂの厚み寸法は、電線２０Ｂの直径よりも小さく設定されている。もちろん、溶着前の第１層３２Ｂの厚み寸法は、電線２０Ｂの直径と同じであってもよいし、電線２０Ｂの直径よりも大きく設定されていてもよい。

特にここでは溶着前の第１層３２Ｂの厚み寸法は、電線２０Ｂの半径よりも小さく設定されている。もちろん、溶着前の第１層３２Ｂの厚み寸法は、電線２０Ｂの半径と同じであってもよいし、電線２０Ｂの半径よりも大きく設定されていてもよい。

なおここでは溶着前の第１層３２Ｂの厚み寸法は、絶縁被覆２６Ｂの厚み寸法（ここでは複数の素線２３が存在することに鑑みた平均の厚み寸法）よりも大きく設定されている。もちろん、溶着前の第１層３２Ｂの厚み寸法は、絶縁被覆２６Ｂの厚み寸法と同じであってもよいし、絶縁被覆２６Ｂの厚み寸法よりも小さく設定されていてもよい。

次に、電線２０Ｂと電線配設部３４Ｂとが挟持部材によって挟持された状態で、絶縁被覆２６Ｂと電線配設部３４Ｂとを超音波溶着する。ここでは、絶縁被覆２６Ｂ及びシート材３０Ｂが接触する部分をホーン８２及びアンビル８４によって挟持した状態で、ホーン８２によって超音波振動を付与する。ここではホーン８２がシート材３０Ｂ側を押えるため、シート材３０Ｂ側から超音波振動を付与する。絶縁被覆２６Ｂ及びシート材３０Ｂが接触する部分において超音波振動に起因する摩擦熱が生じ、少なくとも一方が溶融することによって、両者が接合される。ここでは絶縁被覆２６Ｂ及びシート材３０Ｂが共にＰＶＣをベースとした材料で形成されているため、両者が溶融して接合される。

熱加工（ここでは超音波溶着）が行われている時点で、電線配設部３４Ｂが絶縁被覆２６Ｂよりも柔らかい状態となっている。特にここでは、絶縁被覆２６Ｂ及び電線配設部３４Ｂが共にＰＶＣ及び可塑剤を含む材料によって形成されている。また超音波溶着が開始される前の時点で、電線配設部３４Ｂを含む部分を構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合が、絶縁被覆２６Ｂを構成するＰＶＣに対する可塑剤の割合よりも高い。そしてこの状態が、超音波溶着が行われている時点においても継続されることによって、超音波溶着が行われている時点で、電線配設部３４Ｂを含む部分が絶縁被覆２６Ｂよりも柔らかい状態となっている。

超音波溶着が行われている時点で、電線配設部３４Ｂが絶縁被覆２６Ｂよりも柔らかい状態となっていることによって、電線配設部３４Ｂと絶縁被覆２６Ｂとの接触部分においてホーン８２及びアンビル８４による加圧に係る力が電線配設部３４Ｂを変形させる力として作用しやすい。これにより電線配設部３４Ｂが溶着されてできた電線固定部３４と絶縁被覆２６Ｂとの境界面が、溶着前の電線配設部３４Ｂの主面３３の形状よりも絶縁被覆２６のもともとの外周面である円周面形状に近い形状に形成される。

なお、絶縁被覆２６のもともとの外周面である円周面形状は、例えば電線２０の長手方向に沿って溶着されない部分がある場合には、その部分で確認することができる。またここでは電線２０のうち長手方向に沿って溶着される部分においても、溶着される側の面とは反対側の面では、溶着された際に形状が崩れにくいため、この面において円周面形状を確認することもできる。

さらにアンビル８４に押え部８９が形成されており、シート材３０Ｂの一部が押え部８９とホーン８２との間で挟持されているため、押え部８９によって押えられたシート材３０Ｂの第１層３２Ｂの一部が保持溝８５側に寄せられる。より詳細には、シート材３０Ｂのうち押え部８９によって押えられる部分は、電線２０Ｂとシート材３０Ｂとが接触する部分のすぐ近くに位置するため、電線２０Ｂ及びシート材３０Ｂが接触する部分において生じた摩擦熱は、シート材３０Ｂのうち押え部８９によって押えられる部分にも達することが考えられる。またシート材３０Ｂのうち押え部８９によって押えられる部分は、ホーン８２及びアンビル８４によって挟持された状態にあるため、押え部８９との間で直接摩擦熱が生じることも考えられる。これらにより、シート材３０Ｂのうち押え部８９によって押えられる部分は、超音波溶着時に軟化し、変形しやすい状態となる。一方で、図３に示すように溶着前の状態で、電線２０Ｂとシート材３０Ｂとの間には接触する部分の側方で隙間Ｓが生じている。以上より、シート材３０Ｂのうち押え部８９によって押えられる部分の一部は、電線２０Ｂとシート材３０Ｂとの間に生じている隙間Ｓに入りこむように寄せられる。

またここでは、電線配設部３４Ｂが電線２０Ｂとホーン８２及びアンビル８４とによって押えられても、両側に押え部８９が存在するため、電線配設部３４Ｂにおいて厚みが薄くなるような変形が生じにくい。

このように押え部８９によってシート材３０Ｂが押えられることによって、電線固定部３４がかさ上げされやすい。特にここでは、保持溝８５の両側に押え部８９が形成されているため、電線固定部３４は、電線２０の中心を通る中心線に対して両側でかさ上げされやすい。この結果、寸法Ａの減少を抑制しつつ、電線２０の周方向において広範にシート材３０が溶着された状態となる。特に、溶着前の状態で電線２０Ｂとシート材３０Ｂとの間において両者が接触する部分の側方で生じていた隙間Ｓは、シート材３０の変形部３５によって埋められている。

このとき押え部８９がシート材３０Ｂの電線未配設部３６Ｂよりも幅狭に形成されているため、シート材３０Ｂのうち押え部８９によって押圧された部分がその周囲の部分よりも凹む。そしてこの凹んだ部分は、超音波溶着の工程を経るときに加熱プレスされた状態となるため、シート材３０において押圧された痕跡が押え部８９の形状に応じた凹部３９として残る。

＜効果等＞
超音波溶着では、シート材３０Ｂと電線２０Ｂとの溶着したい部分を加圧しつつ超音波振動を付与することによって、これらを溶着する。この際、上記ワイヤーハーネス１０によると、絶縁被覆２６よりも柔らかいシート材３０の電線固定部３４の方が上記加圧による変形が生じやすい。しかも、超音波振動に係るエネルギーは、柔らかいシート材３０の電線固定部３４に吸収され易く、絶縁被覆２６に伝わりにくい。これらより、絶縁被覆２６よりもシート材３０の電線固定部３４が硬い場合に比べて、電線２０の絶縁被覆２６をなるべく変形させずに溶着できる。このときいわゆる丸電線を用いた場合でも、電線２０の絶縁被覆２６をなるべく変形させずに溶着できる。

特にここでは超音波溶着が行われている時点における摩擦熱により加熱された温度、および加圧状態で電線配設部３４Ｂが絶縁被覆２６Ｂよりも柔らかいことによって、上記ワイヤーハーネス１０が製造される。

なお、ここでは可塑剤を用いてシート材３０と絶縁被覆２６との柔らかさを調節している。ここで可塑剤は時間経過等により接触する部材に移行する場合があることが知られている。このため、超音波溶着後においては、電線固定部３４と絶縁被覆２６との間で可塑剤の移行が生じる場合がある。この場合、電線固定部３４の可塑剤と絶縁被覆２６の可塑剤とが平衡状態となり、電線固定部３４と絶縁被覆２６とが同じ硬さとなることも考えられる。このほか、超音波溶着後の加工（例えば、電線２０と電線固定部３４とのうち電線固定部３４のみを加熱プレスする等）によって電線固定部３４の硬さが絶縁被覆２６の硬さと同じかそれよりも硬くされていることもあり得る。これらの場合でも電線固定部３４と絶縁被覆２６との境界面は絶縁被覆２６の外周面に沿った形状のままであることが考えられる。

また可塑剤の割合を調節することによって自動車用電線として一般的なＰＶＣ製の絶縁被覆２６を有する電線２０を用いた場合でも、電線固定部３４を絶縁被覆２６よりも柔らかく形成することができる。

またシート材３０が電線固定層３２としての第１層３２と第１層３２に積層された第２層４０とを有するため、第１層３２を電線２０の固定に適した物性としつつ、シート材３０に所望の性能を第２層４０で付与することが容易となる。

また超音波溶着時にシート材３０Ｂのうち電線未配設部３６Ｂを電線配設部３４Ｂに寄せることによって電線固定部３４をかさ上げすることができる。これにより、全体に厚みの薄いシート材３０Ｂを用いつつ、電線固定部３４に必要な厚みを得ることができ、もってワイヤーハーネス１０の質量増加の抑制を図ることができる。このときシート材３０のうち電線２０の側方部分において凹んだ凹部３９の部分が電線固定部３４に寄せられることによって、電線固定部３４を大きくかさ上げしやすい。

｛第１変形例｝
図５は、第１変形例に係るワイヤーハーネス１１０を示す横断面図である。

実施形態において、シート材３０が２層構造であるものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。第１変形例に係るワイヤーハーネス１１０のように、シート材１３０が、電線固定層３２からなる１層である場合もあり得る。

このようなシート材１３０が採用された場合、熱加工に用いるシート材１３０の製造が容易となる。

｛第２変形例｝
図６は、第２変形例に係るワイヤーハーネス２１０を示す横断面図である。図７は、第２変形例に係るワイヤーハーネス２１０を製造する様子を説明する図である。

実施形態において、熱加工の境界面の端部からシート材３０の電線未配設部３６に向けて垂直面３７であるものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。第２変形例に係るワイヤーハーネス２１０のように、熱加工の境界面の端部から電線未配設部３６に向けて傾斜面３８とされていることも考えられる。この傾斜面３８は、シート材２３０の主面３３において電線２０の側方部分に、電線２０から離れるに従って厚み方向に沿った高さが下がる態様で形成されている。

例えば図７に示すように、アンビル２８４に形成された保持溝２８５の内面（壁部２８６の内面）のうち底部から開口に至る面が開口に向けて徐々に幅広となる傾斜面８８とされていることによって、超音波溶着時にシート材２３０における上記傾斜面３８を併せて形成することができる。このときアンビル２８４に傾斜面８８が形成されていることによって、シート材３０Ｂの電線未配設部３６Ｂのうち押え部８９に押圧された部分が電線配設部３４Ｂに寄せられやすくなる。従って、このように、シート材２３０の主面３３において電線２０の側方部分に、電線２０から離れるに従って厚み方向に沿った高さが下がる傾斜面３８が形成されていると、シート材２３０のうち電線２０の側方部分が電線固定部３４に寄せられやすくなる。

｛その他の変形例｝
これまで電線固定部３４の最も厚みが厚い部分の寸法Ｂが電線未配設部３６を含む部分の厚み寸法Ｃ、Ｄよりも大きいものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。電線固定部３４の最も厚みが厚い部分の寸法Ｂが電線未配設部３６を含む部分の厚み寸法Ｃ、Ｄと同じかそれよりも小さい場合もあり得る。例えばアンビルにおいて押え部８９が設けられず、アンビルがシート材３０Ｂと接触しない場合、電線固定部３４の厚みが薄くなることがあり得る。

またこれまでシート材３０の主面３３において電線２０の側方部分に凹部３９が形成されているものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。シート材３０の主面３３において電線２０の側方部分に凹部３９が形成されていない場合もあり得る。例えば、アンビル８４の押え部８９がシート材３０における電線未配設部３６Ｂ全体を押える場合、またはアンビルに押え部８９が設けられずに、アンビルがシート材３０における電線未配設部３６Ｂと接触しない場合などに、凹部３９が形成されないことが考えられる。

またこれまでシート材３０のうち電線２０の側方部分が一連の垂直面３７又は傾斜面３８状であるものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。シート材３０のうち電線２０の側方部分が段差状に形成されていることも考えられる。例えば、アンビルにおいて保持溝８５の底部から押え部８９の先端に至る壁部８６の内面が段差状に形成されていることによって、シート材３０のうち電線２０の側方部分が段差状に形成されることが考えられる。

またこれまで電線２０が丸電線であるものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。電線２０は、例えば角電線などの丸電線以外の電線が採用される場合もあり得る。

またこれまで絶縁被覆２６及び電線固定層３２がＰＶＣをベースとした材料によって形成されているものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。例えば絶縁被覆２６及び電線固定層３２がＰＥ又はＰＰをベースとした材料によって形成されていることもあり得る。この場合、電線固定層３２のベースとなるＰＥ又はＰＰを絶縁被覆２６のベースとなるＰＥ又はＰＰよりも低密度化したり、電線固定層３２のベースとなるＰＥ又はＰＰにイソブチレンなどと反応させたりすることによって、電線固定層３２を絶縁被覆２６よりも柔らかくすることができる。

またこれまでＰＶＣをベースとした材料によって形成された絶縁被覆２６及び電線固定層３２において、可塑剤の割合を変えることによって電線固定層３２を絶縁被覆２６よりも柔らかくするものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。例えば、ＰＶＣの重合度（分子量）を変えることによって電線固定層３２を絶縁被覆２６よりも柔らかくすることも考えられる。この場合、電線固定層３２を構成するＰＶＣの重合度を、絶縁被覆２６を構成するＰＶＣの重合度よりも低くすることによって、電線固定層３２を絶縁被覆２６よりも柔らかく形成することができる。このとき、可塑剤の割合を変えることと、重合度を変えることとを両立することもできる。従って、ＰＶＣをベースとした材料によって形成された絶縁被覆２６及び電線固定層３２において、電線固定層３２を絶縁被覆２６よりも柔らかくするに当たり、可塑剤の割合及び重合度の両方を変えて柔らかくしてもよいし、可塑剤の割合のみを変えて柔らかくしてもよいし、重合度のみを変えて柔らかくしてもよい。

またこれまで第２層４０として、形状保持性または耐摩耗性の向上などを目的として樹脂材料により第１層３２よりも硬く形成されているものとして説明したが、このことは必須の構成ではない。例えば、第２層４０としてアルミニウム箔などの金属箔が採用されることによって、シート材３０がシールド性を有したり、放熱性を高めたりするように構成されていることが考えられる。

またこれまでシート材が１層又は２層構造のものについて説明したが、シート材３０が３層構造以上であることも考えられる。つまり第２層に対して第１層とは反対側に第３層、第４層と順に積層されていることが考えられる。シート材が３層構造を有する場合、例えば第２層をＰＰまたはＰＥＴなどの材料によって形成された可塑剤の移行しにくい層とし、第３層をＰＶＣによって形成された層であって第１層３２よりも硬い層（上記実施形態における第２層４０に相当する層）とすることも考えられる。このように形成されていると、第２層が第１層から第３層への可塑剤の移行を抑制するバリア層として機能する。

またこれまで熱加工手段の一例として絶縁被覆２６と電線固定層３２とを超音波溶着するものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。絶縁被覆２６と電線固定層３２とは、熱風による加工、高周波を用いた加工などの超音波溶着以外の熱加工手段によって熱加工された状態であって溶着された状態に形成されてもよい。

また絶縁被覆２６及び電線固定層３２のベースとなる樹脂がＰＶＣである場合に、可塑剤以外に添加される添加剤は可塑剤の量で決まる硬さを阻害しない範囲で加えられるとよい。係る添加剤として、例えば、熱安定剤、無機フィラー（例えば、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレーなど）、ゴム系材料（例えば、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＭＢＳ）、ポリウレタンエラストマー、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）など）等が加えられてもよい。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０ ワイヤーハーネス
２０ 電線
２２ 芯線
２６ 絶縁被覆
３０ シート材
３２ 第１層（電線固定層）
３３ 主面
３４ 電線固定部
３４Ｂ 電線配設部
３５ 変形部
３６ 電線未配設部
３７ 垂直面
３８ 傾斜面
３９ 凹部
４０ 第２層
８０ 超音波溶着機
８２ ホーン
８４ アンビル
８５ 保持溝
８９ 押え部

Claims (9)

1. 芯線と前記芯線を覆う絶縁被覆とを含む電線と、
   樹脂製の主面上に前記電線が配設されており、前記主面において前記電線と接触する部分が前記電線の前記絶縁被覆と熱加工されて電線固定部に形成されているシート材と、
   を備え、
   前記シート材のうち前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかく形成されている、ワイヤーハーネス。
2. 請求項１に記載のワイヤーハーネスであって、
   前記絶縁被覆及び前記電線固定部が共にポリ塩化ビニル及び可塑剤を含む材料によって形成され、
   前記電線固定部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合よりも高いことによって前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかく形成されている、ワイヤーハーネス。
3. 請求項２に記載のワイヤーハーネスであって、
   前記絶縁被覆に含まれる可塑剤と、前記電線固定部に含まれる可塑剤とが同じ種類である、ワイヤーハーネス。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスであって、
   前記絶縁被覆及び前記電線固定部が共にポリ塩化ビニルを含む材料によって形成され、
   前記電線固定部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルの重合度が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルの重合度よりも低いことによって前記電線固定部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかく形成されている、ワイヤーハーネス。
5. 芯線と、前記芯線を覆い外周面が円周面形状とされた絶縁被覆とを含む電線と、
   樹脂製の主面上に前記電線が配設されており、前記主面において前記電線と接触する部分が前記電線の前記絶縁被覆と熱加工されて電線固定部に形成されているシート材と、
   を備え、
   前記絶縁被覆と前記電線固定部との熱加工にかかる境界面が、前記シート材の前記主面のうち前記電線が未配設の部分の形状よりも前記絶縁被覆の前記円周面形状に近い形状に形成されている、ワイヤーハーネス。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスであって、
   前記シート材は１層である、ワイヤーハーネス。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスであって、
   前記シート材は、前記電線固定部を有する第１層と、前記第１層に積層された第２層とを含む、ワイヤーハーネス。
8. （ａ）芯線と前記芯線を覆う絶縁被覆とを含む電線を、シート材における樹脂製の電線配設部に配設しつつ、前記電線と前記電線配設部とを挟持部材によって挟持する工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）の後で、前記絶縁被覆と前記電線配設部とを熱加工する工程と、
   を備え、
   前記工程（ｂ）が行われている時点で、前記電線配設部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかい状態となっている、ワイヤーハーネスの製造方法。
9. 請求項８に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記絶縁被覆及び前記電線配設部が共にポリ塩化ビニル及び可塑剤を含む材料によって形成され、
   前記工程（ｂ）が行われている時点で、前記電線配設部を含む部分を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合が、前記絶縁被覆を構成するポリ塩化ビニルに対する可塑剤の割合よりも高いことによって、前記電線配設部を含む部分が前記絶縁被覆よりも柔らかい状態となっている、ワイヤーハーネスの製造方法。

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