JP5750290B2 - ワイヤハーネスの成形用治具およびワイヤハーネスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品点数を減らして製造時間と取付時間とを短縮すると共に費用を抑え、且つ、電線が必要以上の長さとなることを防止するワイヤハーネスの成形用治具、および、当該ワイヤハーネスの製造方法に関する。

自動車等には、種々の電子機器と電装品とが搭載されている。電子機器や電装品には、バッテリなどの電源等からの電力や制御装置からの制御信号などを伝えるワイヤハーネスが電気的に接続されている。ワイヤハーネスは、自動車等の車体パネルに沿わされて車輌内に配索され、前記車体パネルの表面に沿って適宜箇所が所望の方向に屈曲した所望の三次元形状となっている。

ワイヤハーネスは、複数本の電線と、前記複数本の電線の端末に取り付けられ且つ前記電子機器などに嵌合するコネクタと、前記電線を収容して当該電線を保護するワイヤハーネス用チューブと、を備えている。ワイヤハーネス用チューブは、筒状に形成されていると共に、周方向に延在された凹溝と周方向に延在された凸条とが長手方向に交互に配列されて外表面が蛇腹状に形成され、可撓性を有して形成されている。

このようなワイヤハーネスは、前述した適宜箇所で、前述した可撓性を有するワイヤハーネス用チューブを所望の方向に屈曲した形状とするため、一般的に、前記ワイヤハーネス用チューブにプロテクタや配線用クリップが設けられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

特開２０１１−１０４７４号公報 特開２００３−９３４５号公報

しかしながら、特許文献１などに記載の一般的なワイヤハーネスは、前述したワイヤハーネス用チューブにプロテクタを取り付ける取付作業が必要となり、この取付作業に手間がかかるという問題と、ワイヤハーネスの製造にかかる所要時間が長時間化するという問題とがあった。

また、このようなワイヤハーネスは、プロテクタに費用がかかるため、ワイヤハーネスの費用が嵩むという問題があった。

また、特許文献２などに記載の一般的なワイヤハーネスは、前述したワイヤハーネス用チューブに複数個の配線用クリップを取り付けているため、複数個の配線用クリップを取り付ける取付作業が必要となり、この取付作業に手間がかかるという問題と、ワイヤハーネスの製造にかかる所要時間が長時間化するという問題とがあった。

また、このようなワイヤハーネスは、複数個の配線用クリップに費用がかかるため、ワイヤハーネスの費用が嵩むという問題があった。

また、このようなワイヤハーネスは、実際にワイヤハーネスを自動車に配索する際に、再度ワイヤハーネス用チューブを曲げているため、ワイヤハーネスの取付作業にかかる所要時間が長時間化するという問題があった。

また、このようなワイヤハーネスは、実際にワイヤハーネスを自動車に配索する際に、再度ワイヤハーネス用チューブを曲げているため、コネクタを所望の電子機器に確実に嵌合できるように、電線を最低限必要な所望の長さよりも若干長くしなければならないという問題があった。

本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、部品点数を減らして製造時間と取付時間とを短縮すると共に費用を抑え、且つ、電線が必要以上の長さとなることを防止するワイヤハーネスの成形用治具、および、当該ワイヤハーネスの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、少なくとも一本の電線と、熱可塑性樹脂で筒状に形成されると共に周方向に延在した凹溝と凸条とが長手方向に交互に配列されて外表面が蛇腹状に形成された保護部材と、を備え、前記電線を収容した前記保護部材が適宜箇所で屈曲されたワイヤハーネスを成形する成形用治具において、前記成形用治具は、前記保護部材を前記適宜箇所の屈曲された方向に曲げると共に当該保護部材を支持する支持部を備え、かつ、前記支持部には、当該支持部に前記保護部材が支持された際に、当該保護部材の前記適宜箇所の屈曲された方向の外側に位置する前記凹溝と前記凸条とを露出し且つ当該凹溝と当該凸条とに加熱手段の熱を伝える切欠部と、前記凹溝に係止する係止突起と、が設けられており、前記保護部材の前記適宜箇所が前記方向に復元不可となるように屈曲することを特徴とするワイヤハーネスの成形用治具である。

請求項２に記載された発明は、少なくとも一本の電線と、熱可塑性樹脂で筒状に形成されると共に周方向に延在した凹溝と凸条とが長手方向に交互に配列されて外表面が蛇腹状に形成された保護部材と、を備え、前記電線を収容した前記保護部材が適宜箇所で屈曲されたワイヤハーネスを製造する製造方法において、請求項１に記載のワイヤハーネスの成形用治具を用い、前記保護部材の前記適宜箇所の屈曲された方向の外側に位置する前記凹溝と前記凸条とを加熱手段によって加熱して塑性変形させ、前記保護部材の前記適宜箇所が前記方向に復元不可となるように屈曲させることを特徴とするワイヤハーネスの製造方法である。

請求項１に記載された発明によれば、ワイヤハーネスは、保護部材の適宜箇所の屈曲された方向の外側に位置する凹溝と凸条とを加熱して塑性変形部が設けられているため、前記保護部材の前記適宜箇所の屈曲された方向の外側が加熱前に有していた弾性歪みが塑性歪みとなり、前記保護部材の前記適宜箇所の屈曲が所望の方向に曲げられた形状に保持される。このため、従来の一般的なワイヤハーネスのようにプロテクタや配線用クリップで前記保護部材を所望の方向に屈曲させる必要がなくなる。従って、ワイヤハーネスにプロテクタや配線用クリップを取り付ける取付作業が不要となり、ワイヤハーネスの製造時間が短縮されると共に当該ワイヤハーネスにかかる費用が抑えられる。

また、ワイヤハーネスは、前記保護部材の前記適宜箇所の屈曲された方向の外側に塑性変形部が設けられているため、前記保護部材の前記適宜箇所の屈曲された方向の内側に塑性変形部を設けた場合よりも、塑性変形部が長尺となるため、より強固に前記保護部材の前記適宜箇所の屈曲が形成される。

また、ワイヤハーネスは、保護部材の適宜箇所の屈曲が所望の方向に曲げられた形状で保持されるため、実際に自動車にワイヤハーネスを取り付ける際に、再度屈曲させなくて良い。このため、ワイヤハーネスの取付作業にかかる時間が短縮される。

また、ワイヤハーネスは、実際に自動車にワイヤハーネスを取り付ける際に、再度屈曲させなくて良いため、電線が必要以上の長さとなることを防止できる。

請求項１に記載された発明によれば、ワイヤハーネスの成形用治具は、保護部材を適宜箇所の屈曲された方向に曲げると共に当該保護部材を支持する支持部が設けられ、かつ、前記支持部には前記保護部材の前記適宜箇所の屈曲された方向の外側に位置する凹溝と凸条とが露出されると共に加熱手段の熱が伝えられる切欠部が設けられているため、適宜箇所の屈曲された方向を正確に所望の方向にすることができると共に、加熱手段によって前記適宜箇所に容易に塑性変形部を形成することができる。従って、ワイヤハーネスの成形用治具は、所望の方向に屈曲されたワイヤハーネスを容易に成形することができる。

また、ワイヤハーネスの成形用治具は、保護部材の凹溝に係止する係止突起が前記支持部に設けられているため、保護部材が長手方向に移動するのを確実に規制することができる。このため、保護部材の位置決めが正確になされるようになり、適宜位置を保護部材に設ける位置の位置精度が向上する。

請求項２に記載された発明によれば、ワイヤハーネスの製造方法は、保護部材の適宜箇所の屈曲された方向の外側に位置する凹溝と凸条とを加熱手段によって加熱して塑性変形させるため、保護部材の適宜箇所が所望の方向に屈曲したワイヤハーネスを容易かつ迅速に製造することができる。また、プロテクタや配線用クリップといった部品を使用しないため、部品点数が少なくて安価なワイヤハーネスを製造することができる。

本発明の一実施形態にかかるワイヤハーネスを備えた自動車の構成を示す説明図である。 図１に示す自動車のワイヤハーネスの斜視図である。 図１に示すワイヤハーネスの電線と直線状のコルゲートチューブとを示す斜視図である。 図３に示すコルゲートチューブ内に電線を収容した状態を示す斜視図である。 図４中のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。 図２中のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 本発明の一実施形態にかかるワイヤハーネスの成形用治具の斜視図である。 図７に示すワイヤハーネスの成形用治具にコルゲートチューブを配置した状態を示す斜視図である。 コルゲートチューブを配索用治具で支持した状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
本発明の一実施形態にかかるワイヤハーネス１０は、図１に示すように、モータ３の駆動力により走行可能なハイブリッド自動車や電気自動車などの自動車１に配索される。なお、図示例では、自動車１として、ハイブリッド自動車を示している。

自動車１は、エンジン２およびモータ３の二つの駆動源の駆動力によって走行する車輌とされている。モータ３には、電子機器としてのインバータ４を介して、電子機器としてのバッテリ５からの電力が供給されている。図示例では、エンジン２、モータ３およびインバータ４は、自動車１の車輌内部前側６に設けられ、バッテリ５は、自動車１の車輌内部後側７に設けられている。

本実施形態のワイヤハーネス１０は、バッテリ５とインバータ４とを互いに電気的に接続して、バッテリ５からインバータ４へ、又はインバータ４からバッテリ５へと電力を供給している。ワイヤハーネス１０は、車体パネルとしての車体フレーム８の下面に配索されている。ワイヤハーネス１０は、車体フレーム８の下面に配索される際に、適宜箇所１０ａ（図示例では二箇所）が所望の向き（自動車１に配索される際に屈曲される向きに相当）に屈曲されている。

ワイヤハーネス１０は、図２に示すように、少なくとも一本の電線１１（図示例では二本）と、二つのコネクタ１２と、筒状の保護部材としてのハーネス用チューブ（以下、コルゲートチューブという）１３と、を備えている。

電線１１は、図５および図６に示すように、導電性の芯線１６と、絶縁性の被覆部１７とを備えている。芯線１６は、複数の導電性の素線が撚られて形成されている。素線は、銅または銅合金などの導電性の金属で構成されている。また、芯線１６は、一本の素線で構成されても良い。被覆部１７は、ポリ塩化ビニル樹脂などの合成樹脂で構成されている。被覆部１７は、芯線１６を被覆している。

コネクタ１２は、図３に示すように、コネクタハウジング１８と、端子金具１９とを備えている。コネクタハウジング１８は、絶縁性の合成樹脂で構成され、箱状に形成されている。コネクタハウジング１８は、端子金具１９が収容されている。また、コネクタハウジング１８には、前述したバッテリ５やインバータ４に設けられたコネクタに嵌合するためのロックアーム１８ａが設けられている。

端子金具１９は、導電性の板金で構成され、電線１１の端末に取り付けられている。端子金具１９は、芯線１６、即ち電線１１と電気的に接続して、前述したバッテリ５やインバータ４に設けられたコネクタの端子金具に接続される。

コルゲートチューブ１３は、絶縁性の硬質ポリ塩化ビニル樹脂などの合成樹脂としての熱可塑性樹脂で構成されている。コルゲートチューブは、図１および図２に示すように、コネクタハウジング１８が両端末に取り付けられた電線１１の両端側が僅かに露出する程度の長さ、即ちワイヤハーネス１０の全長よりも僅かに短く形成されている。ワイヤハーネス１０の全長よりも僅かに短く形成されている。

コルゲートチューブ１３は、図３に示すように、断面小判形の筒状に形成されている。また、コルゲートチューブ１３は、図５に示すように、周方向に延在した凹溝１４と、周方向に延在した凸条１５とが長手方向に交互に配列されて、外表面が蛇腹状に形成されていると共に、全体が均一の肉厚に形成されている。なお、コルゲートチューブ１３に長手方向に沿って延在したスリットを設け、このスリットを拡げるように前記コルゲートチューブ１３を弾性変形させ、当該コルゲートチューブ１３内に電線１１を収容するようにしても良い。

コルゲートチューブ１３は、図６に示すように、前述した適宜箇所１０ａの前記所望の向きの外側に位置する複数の凹溝１４と複数の凸条１５とが加熱されて形成された塑性変形部１３ａが設けられている。

塑性変形部１３ａは、コルゲートチューブ１３の前記所望の向きの外側に位置する部分が弧状に塑性変形して形成されている。塑性変形部１３ａは、加熱手段としてのドライヤやハロゲンヒータ等の電熱器から発せられた熱を受けて複数の凹溝１４と複数の凸条１５とが軟化する温度にまで加熱された後、熱が冷まされて硬化することにより形成されている。

本実施形態では、図７に示すように、ワイヤハーネス１０を所望の方向に屈曲させるワイヤハーネスの成形用治具２１によって、コルゲートチューブ１３の適宜箇所１０ａに前述した塑性変形部１３ａを形成している。

ワイヤハーネスの成形用治具２１は、凹溝状に形成され且つコルゲートチューブ１３を収容して支持する支持部２１ａを備えている。支持部２１ａは、中央部から、前述した適宜箇所１０ａの前記所望の向きに屈曲されて形成されている。支持部２１ａは、板状に形成され且つ中央部から前記所望の向きに沿って屈曲された底板部２２と、前記底板部２２の幅方向の前記所望の向きの内側の一端から立設された側壁部２４と、前記底板部２２の幅方向の前記所望の向きの外側の一端から立設された側壁部２５と、前記底板部２２の裏面から立設され且つ図示しない布線板等に取り付けられる複数（図示例では二本）の柱部２８と、を備えている。ワイヤハーネスの成形用治具２１は、熱硬化性樹脂や耐熱性樹脂などの合成樹脂、あるいは金属等の耐熱性材料で構成されている。

底板部２２は、コルゲートチューブ１３の断面小判形の長軸側が収容される幅に形成されている。底板部２２は、適宜箇所１０ａの前方と当該適宜箇所１０ａの後方とに延在されるコルゲートチューブ１３を直線状に収容して支持する直線状部２２ａが形成されている。

側壁部２４は、前記底板部２２の前記所望の向きの内側の一端から立設され且つ当該底板部２２の長手方向の全長に亘って形成されている。側壁部２４は、コルゲートチューブ１３の断面小判形の短軸側よりも長尺の延長量で形成されている。

側壁部２５は、前記底板部２２の前記所望の向きの外側の一端から立設され、且つ、中央部、即ち前記所望の向きの外側に位置する部分に、コルゲートチューブ１３の前記適宜箇所１０ａの前記所望の向きの外側に位置する複数の凹溝１４と複数の凸条１５とを露出する切欠部２７が設けられている。側壁部２５は、前記側壁部２４と同じ延長量で形成されている。

切欠部２７は、コルゲートチューブ１３の前記適宜箇所１０ａの前記所望の向きの外側に位置する複数の凹溝１４と複数の凸条１５とに、前述した加熱手段から発せられた熱を伝達して前記塑性変形部１３ａが形成される範囲を開口して形成されている。

係止突起２９は、支持部２１ａの一端側に設けられ、前記底板部２２の上面と、前記側壁部２４が前記側壁部２５に対向する対向面とに連なって設けられ、Ｌ字状に形成されている。係止突起２９は、コルゲートチューブ１３の凹溝１４内に侵入する突出量で突出して形成されている。

以下、前述の如く構成されたワイヤハーネス１０の組立について説明する。まず、図３に示すように、電線１１の両端末に端子金具１９が取り付けられ、一方の端末に取り付けた端子金具１９がコネクタハウジング１８内に収容される。そして、図４に示すように、電線１１の他方の端末を直線状に延在したコルゲートチューブ１３内に挿通した後、他方の端末に取り付けられた端子金具１９がコネクタハウジング１８内に収容される。こうして、直線状のコルゲートチューブ１３内に電線１１が収容される。

次いで、図８に示すように、コルゲートチューブ１３が布線板上に取り付けられたワイヤハーネスの成形用治具２１に装着され、当該コルゲートチューブ１３が前述した所望の向きに屈曲される。続いて、ワイヤハーネスの成形用治具２１の切欠部２７から露出した複数の凹溝１４と複数の凸条１５とに、ドライヤの熱風が吹き付けられる。このとき、ドライヤの熱風は、コルゲートチューブ１３を構成する熱可塑性樹脂が軟化して、切欠部２７から露出した複数の凹溝１４と複数の凸条１５とが変形するまで吹き付けられる。

次いで、ドライヤを送風に切り換えて、切欠部２７から露出した複数の凹溝１４と複数の凸条１５が冷却されて硬化される。すると、コルゲートチューブ１３の適宜箇所１０ａが、前述した所望の向き且つ復元不可となって屈曲される。

次いで、ワイヤハーネスの成形用治具２１からコルゲートチューブ１３が取り外される。そして、前述した手順を繰り返して他の適宜箇所１０ａが形成され、ワイヤハーネス１０が組み立てられる。

このように、ワイヤハーネス１０は、直線状のコルゲートチューブ１３内に電線１１が収容され、当該直線状のコルゲートチューブ１３の適宜箇所１０ａの前記所望の向きの外側に位置する複数の凹溝１４と複数の凸条１５とが加熱されて塑性変形部１３ａが形成され、当該適宜箇所１０ａを復元不可となるように前述した所望の向きに屈曲して、組み立てられる。

このようにして組み立てられたワイヤハーネス１０は、コネクタ１２が前述したバッテリ５やインバータ４のコネクタに嵌合し、且つ、コルゲートチューブ１３が車体フレーム８の下面に取り付けられるなどして、自動車１に配索される。

なお、ワイヤハーネス１０は、図９に示すように、布線板に立設された複数本の結き具３１〜３４によって適宜箇所１０ａのコルゲートチューブ１３を前述した所望の向きに屈曲させ、前記所望の向きの外側に位置する複数の凹溝１４と複数の凸条１５とをドライヤ等で加熱して塑性変形部１３ａを形成しても良い。このとき、図示例で内側に設けられた結き具３２，３３によって前記所望の向きにコルゲートチューブ１３を屈曲し、外側に設けられた結き具３１，３４によってコルゲートチューブ１３を直線状に支持する。なお、結き具３１〜３４は、布線板上に立設する柱部と、前記柱状部の先端に設けられＵ字状に形成され且つコルゲートチューブ１３や電線１１などを支持するＵ字部と、を備えている。

本実施形態によれば、ワイヤハーネス１０は、コルゲートチューブ１３の適宜箇所１０ａの屈曲された方向の外側に位置する凹溝１４と凸条１５とが加熱されて塑性変形部１３ａが形成されているため、前記コルゲートチューブ１３の前記適宜箇所１０ａの屈曲された方向の外側が加熱前に有していた弾性歪みが塑性歪みとなり、前記コルゲートチューブ１３の前記適宜箇所１０ａの屈曲が所望の方向に曲げられた形状に保持される。このため、従来の一般的なワイヤハーネスのようにプロテクタや配線用クリップで前記コルゲートチューブ１３を所望の方向に屈曲させる必要がなくなる。従って、ワイヤハーネス１０にプロテクタや配線用クリップを取り付ける取付作業が不要となり、ワイヤハーネス１０の製造時間が短縮されると共に当該ワイヤハーネス１０にかかる費用が抑えられる。

また、ワイヤハーネス１０は、前記コルゲートチューブ１３の前記適宜箇所１０ａの屈曲された方向の外側に塑性変形部１３ａが形成されているため、前記コルゲートチューブ１３の前記適宜箇所１０ａの屈曲された方向の内側に塑性変形部１３ａを形成した場合よりも、塑性変形部１３ａを長尺とすることができるため、より強固に前記コルゲートチューブ１３の前記適宜箇所１０ａの屈曲が形成される。

また、ワイヤハーネス１０は、コルゲートチューブ１３の適宜箇所１０ａの屈曲が所望の方向に曲げられた形状で保持されるため、実際に自動車にワイヤハーネス１０を取り付ける際に、再度屈曲させる必要が殆ど生じない。このため、ワイヤハーネス１０の取付作業にかかる時間が短縮される。

また、ワイヤハーネス１０は、実際に自動車１にワイヤハーネス１０を取り付ける際に、再度屈曲させなくて良いため、電線１１が必要以上の長さとなることを防止できる。なお、必要の長さとは、自動車１に搭載されるバッテリ５やインバータ４などの電子機器同士を接続するための配索経路の長さをいう。

また、ワイヤハーネス１０は、コルゲートチューブ１３と電線１１との外周にワイヤハーネス用テープなどの粘着テープを巻き付けることなく、これらを互いに固定していないため、コルゲートチューブ１３と電線１１との相対的な位置が規制されない。このため、適宜箇所１０ａを前述した所望の向きに屈曲した際に、仮に電線１１に余長があっても、当該余長を適宜箇所１０ａでの電線１１の曲がりが適宜調整されることで、吸収できる。

なお、ワイヤハーネス１０は、バッテリ５やインバータ４以外の電子機器同士を接続しても良く、即ち信号伝送用に使用して良く、電線１１を図示例の二本よりも多く備えても良い。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 自動車
１０ ワイヤハーネス
１０ａ 適宜箇所
１１ 電線
１３ ハーネス用チューブ、コルゲートチューブ（保護部材）
１３ａ 塑性変形部
１４ 凹溝
１５ 凸条
２１ 成形用治具
２１ａ 支持部
２７ 切欠部
２９ 係止突起

Claims (2)

1. 少なくとも一本の電線と、熱可塑性樹脂で筒状に形成されると共に周方向に延在した凹溝と凸条とが長手方向に交互に配列されて外表面が蛇腹状に形成された保護部材と、を備え、前記電線を収容した前記保護部材が適宜箇所で屈曲されたワイヤハーネスを成形する成形用治具において、
   前記成形用治具は、前記保護部材を前記適宜箇所の屈曲された方向に曲げると共に当該保護部材を支持する支持部を備え、かつ、
   前記支持部には、当該支持部に前記保護部材が支持された際に、当該保護部材の前記適宜箇所の屈曲された方向の外側に位置する前記凹溝と前記凸条とを露出し且つ当該凹溝と当該凸条とに加熱手段の熱を伝える切欠部と、前記凹溝に係止する係止突起と、が設けられており、
   前記保護部材の前記適宜箇所が前記方向に復元不可となるように屈曲することを特徴とするワイヤハーネスの成形用治具。
2. 少なくとも一本の電線と、熱可塑性樹脂で筒状に形成されると共に周方向に延在した凹溝と凸条とが長手方向に交互に配列されて外表面が蛇腹状に形成された保護部材と、を備え、前記電線を収容した前記保護部材が適宜箇所で屈曲されたワイヤハーネスを製造する製造方法において、
   請求項１に記載のワイヤハーネスの成形用治具を用い、前記保護部材の前記適宜箇所の屈曲された方向の外側に位置する前記凹溝と前記凸条とを加熱手段によって加熱して塑性変形させ、前記保護部材の前記適宜箇所が前記方向に復元不可となるように屈曲させることを特徴とするワイヤハーネスの製造方法。

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