JP6201975B2 - ワイヤーハーネス - Google Patents
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Description
本発明は、ワイヤーハーネスに関し、特に不織布等の軽量かつ柔軟な素材で形成される外装材を備えたワイヤーハーネスに関する。
自動車等の車両に搭載されるワイヤーハーネスにおいては、電線群の長さ方向の特定区間に電線保護等のために外装材を装着する場合が多いが、従来、不織材料により多孔性の繊維集合体として形成した外装材を用いることで製品外形のばらつきを抑制したり、保護機能や遮音性の向上を図ったりしたものがある。
この種のワイヤーハーネスとしては、例えばホットプレスした板状の不織部材に曲げの容易な直線状部分を設けて、電線を被覆するよう板状の不織部材を折り畳みまたは屈曲させて電線束に沿う外装材を形成して、製品外形のばらつきを抑制するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、電線束の外周の一部を覆う第1部分とそれより柔軟な第2部分とを設けることで、電線束の経路規制機能と異音抑制機能を両立させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上述のような従来のワイヤーハーネスにあっては、外装材に多機能を持たせることができるものの、その組立作業性や外装済みのワイヤーハーネスの車両等への実装作業性が良いものとはいえなかった。
また、ワイヤーハーネスの仕様により異なる配索パターンごとに、それに対応する布線パターンを板面に描いた治具付きの専用の組立図板を使用していたため、組立図板のリサイクル性が悪いなどの理由から、ワイヤーハーネスの製造コストが高くなっていた。
さらに、外装材が電線に沿う筒状の外装(被覆)形態をとっていたため、ワイヤーハーネスの配索パターンを最適化したり電線長の短縮化を図ったりするのに寄与し得るような布線自由度の高い外装形態ではなかった。
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、組立作業性や外装後の車両等への実装作業性が良く、電線長さの短縮化が可能な外装形態を有する低コストのワイヤーハーネスを提供することを目的とする。
本発明に係る電線保護具は、上記目的達成のため、電線束の幹線部の長さ方向に離間する複数の外装区間を複数の外装材によって外装するワイヤーハーネスであって、前記複数の外装材が、それぞれ多孔質の可撓性素材で板状に形成され、前記幹線部の長さ方向に板幅を有し、前記幹線部の径方向に前記板幅より大きい板長さを有する複数の板状体となっている。
したがって、本発明では、外装材となる各板状体によってワイヤーハーネスの対応する外装区間を外装しつつ任意の部分布線形状に保持でき、ワイヤーハーネスの実装時の多様な配索パターンに対して外装材を共用しつつ、複数の外装材によってワイヤーハーネスをその配索パターンに近い製品形態に容易に製造できる。しかも、複数の外装材を重ねるように外装済みのワイヤーハーネスを折り畳んでその製品形態をコンパクトかつ簡素なものにでき、展開するだけで所要の配索パターンに近い形態にできる。したがって、車両等への実装作業工数を大幅に削減可能な実装作業性に優れたワイヤーハーネスとなる。
本発明のワイヤーハーネスにおいては、前記複数の板状体のそれぞれが、前記電線束を間に挟んで対面するとともに部分的に結合された一方側の不織布板および他方側の不織布板によって構成されているとよい。
この構成により、ワイヤーハーネスが、各外装区間で対応する外装材の一方側の不織布板および他方側の不織布板によって挟み込まれるので、両不織布板の保護機能や遮音性等の特性を利用して、保護や遮音等のための外装材を削減できる。
本発明のワイヤーハーネスにおいては、前記複数の板状体のそれぞれに、板厚方向に貫通する複数の貫通孔部が等ピッチに形成されていてもよい。
このようにすると、貫通孔部を利用して、複数の板状体の一方側および他方側の不織布板をワイヤーハーネスの組立用に作業台上に立設される位置決めピンで位置決め(重ね合せ時の位置決めを含む)したり、ワイヤーハーネスの配索パターンに沿って作業台上に立設される複数の作業治具の支柱を通したりすることができ、ワイヤーハーネスの組立作業が容易となる。しかも、治具の立設位置などが貫通孔部のピッチ単位に設定されるので、同一の作業台を多種類のワイヤーハーネスの組立に利用可能となり、その点からもワイヤーハーネスの製造コストを削減可能となる。
本発明のワイヤーハーネスにおいては、前記一方側の不織布板と前記他方側の不織布板とが、部分的に熱溶着されているのが好ましい。
この場合、不織布素材がバインダ成分を含む場合や溶着可能な材料で形成される場合、一方側の不織布板と他方側の不織布板とを部分的に高温・高圧に熱プレスして熱溶着させる等することで、接着剤や別の結合手段を用いたりすることなく両不織布板の安定した貼り合せが可能になる。
本発明によれば、組立作業性や外装後の車両等への実装作業性が良く、電線長さの短縮化が可能な外装形態を有する低コストのワイヤーハーネスを提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
(一実施の形態)
図1および図2に本発明の一実施の形態に係るワイヤーハーネスを示している。
図1および図2に本発明の一実施の形態に係るワイヤーハーネスを示している。
図1および図2に示すように、本実施形態のワイヤーハーネス10は、自動車の車室内の床面側に搭載されるものであり複数の電線からなる束状の電線群、すなわち、電線束11と、電線束11に装着された複数のコネクタ12、13、14、15と、電線束11の配索経路に沿った長さ方向における複数の外装区間Z1、Z2、Z3にそれぞれ電線束11を保護するように外装された複数の外装材21、22、23とを備えている。
詳細を図示しないが、電線束11は、例えば車両に搭載される電動のアクチュエータやセンサ、その他の機器への電力供給線や信号線、アース線等のいずれかを含む複数の電線によって構成されている。また、電線束11の各電線は、例えば良好な導電率を有する撚り線状の導体と、その導体を同心的に取り囲む電気絶縁性の被覆樹脂とを含んで構成されている。
そして、電線束11は、複数の電線からなる電線群を1本に束ねた幹線部11aと、その幹線部11aから分岐する複数の枝線11b、11c、11dとを有しており、それら幹線部11aおよび複数の枝線11b、11c、11dに対して複数のコネクタ12、13、14、15が装着されている。
なお、電線束11の電線本数や分岐の形態は特に限定されるものではなく、電線束11に装着されるものは、コネクタ12〜15に限定されるものではなく、端子金具や端末スプライス等であってもよいし、他の外装材であってもよい。
電線束11の外装区間Z1、Z2、Z3は、幹線部11aの長さ方向に一定間隔で離間してもよいし、複数の枝線11b、11c、11dの分岐位置や電線束11の各部の許容曲げ半径等に応じて異なる離間距離に設定されてもよい。
複数の外装材21、22、23は、それぞれ多孔質の可撓性素材によって、図1に示すように長方形の板状に形成されている。
具体的には、複数の外装材21、22、23は、それぞれ多孔性繊維集合体である不織材料を用いて、熱成形により板状に成形されている。すなわち、これら外装材21、22、23は、電線束11の幹線部11aの長さ方向に板幅Wを、幹線部11aの径方向にそれぞれの板幅Wより大きいそれぞれの板長さLを有する多孔質の可撓性素材からなる複数の板状体として構成されている。
また、複数の板状の外装材21、22、23は、それぞれの一方側の不織布板21a、22a、23aと、これらと同一形状の他方側の不織布板21b、22b、23bとで構成されている。
一方側の不織布板21a、22a、23aおよび他方側の不織布板21b、22b、23bは、それぞれ不織材料を用いて熱成形用の成形型により板状に成形されたものであり、電線束11を間に挟んで対面するとともに、電線束11から離間する対面位置で熱溶着等により部分的に結合されることで、一体に貼り合わされている。
ここで、不織材料とは、不織布の材料となり得る繊維を含む材料であり、多孔性の繊維集合体のうち、繊維が専らランダムに配向するとともに、融着、接着または/および交絡(絡み合わせ)によって繊維間が結合されたもので、紙や織物、編物等を除くものである。ただし、本発明にいう多孔質の可撓性素材は、紙や織物、編物等を含み得るし、繊維以外の柔軟かつ軽量な多孔性の素材を含み得る。
不織材料の繊維の材料は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)により形成された基本繊維と、基本繊維の周囲にバインダが配置されたバインダ繊維とを含むもの(例えば、特開2011−244614号公報参照)であるが、特に限定されるものではなく、任意の繊維材料でよい。さらに、繊維間の結合は、熱による融着の他、化学的な接着や繊維の絡み合わせ等を含み得る。なお、ここでのバインダは、基本繊維より融点が低く、予め設定された温度以上で溶剤化した後、硬化するものとする。溶剤化する温度が異なる複数種のバインダが含まれていてもよい。
一方側の不織布板21a、22a、23aおよび他方側の不織布板21b、22b、23bの部分的な結合は、電線束11に沿って略一定間隔を隔てる複数箇所でスポット溶着等によりなされているか、外装材21、22、23に対し電線束11が出入りする部分を除く外周縁部の少なくとも一部で熱溶着等によりなされているが、それらの組合せでもよい。熱溶着等を行う結合位置は、例えば外装材21、22、23に対し予めスポット溶着等による結合が可能な複数の候補位置を設定しておき、それらの候補位置から電線束11の布線パターンに応じて選択した位置である。
一方側の不織布板21a、22a、23aおよび他方側の不織布板21b、22b、23bには、さらに、図4および図6に示すように、それぞれ板厚方向に貫通する複数の貫通孔部21ha、22ha、23haおよび21hb、22hb、23hbが、例えば熱成形後の追加工によって、互いに予め設定された外装材21、22、23の板幅方向および板長さ方向の間隔を隔てるように等ピッチに形成されている。
一方側の不織布板21a、22a、23aに形成された複数の貫通孔部21ha、22ha、23haは、例えば同一径の円形の開口形状を有しており、後述するワイヤーハーネス組立用の作業台T上に立設される複数の位置決めピン付きの支持治具J1により一方側の不織布板21a、22a、23aを所定位置に位置決めできる開口内周縁形状に形成されている。
また、一方側の不織布板21a、22a、23aには、ワイヤーハーネス10の電線束11の配索パターンに対応する部分的な布線パターンP1、P2、P3が描かれており、複数の位置決めピン付きの支持治具J1によりワイヤーハーネス組立用の作業台T上に位置決め保持された一方側の不織布板21a、22a、23a上にワイヤーハーネス10の電線束11を布線パターンP1、P2、P3に沿って布線作業できるようになっている。
なお、複数の貫通孔部21ha、22ha、23haは、一方側の不織布板21a、22a、23aの位置決めに使用されるが、ワイヤーハーネス10の電線束11の配索パターンに沿って作業台T上に立設される複数の作業治具のうち一部の治具の支柱を複数の貫通孔部21ha、22ha、23haに通すことで、複数の貫通孔部21ha、22ha、23haを電線束11の組立作業にも利用可能となっている。また、ここでは、一方側の不織布板21a、22a、23aに部分的な布線パターンP1、P2、P3が描かれるものとするが、一方側の不織布板21a、22a、23aの間や周囲に露出する作業台Tの上面に部分的な布線パターンが描かれてもよいし、位置決めピン付の支持治具J1を増やして布線ガイドとしたりガイド専用の治具を設けたりしてもよい。
複数の貫通孔部21ha、22ha、23haと同様に、他方側の不織布板21b、22b、23bに形成された複数の貫通孔部21hb、22hb、23hbも、同一径の円形の開口形状を有しており、位置決めピン付きの支持治具J1によって一方側の不織布板21a、22a、23a上に他方側の不織布板21b、22b、23bを重ね合せるように位置決めしたり、作業台T上に立設される複数の作業治具の支柱を通したりすることができるようになっている。
そして、これら複数の貫通孔部21ha、22ha、23haおよび21hb、22hb、23hbは、一方側の不織布板21a、22a、23aおよび他方側の不織布板21b、22b、23bが前記部分接合により貼り合わされたとき、複数の貫通孔部21ha、22ha、23haおよび21hb、22hb、23hbによって、外装材21、22、23の板幅方向および板長さ方向の間隔を隔てる複数の貫通孔部21h、22h、23h(図1参照)が形成されるようになっている。
次に、本実施形態のワイヤーハーネス10の製造工程について、特に外装材21、22、23による外装工程について説明する。
ワイヤーハーネス10の電線束11は、電線束11を構成する複数の電線の端末部を被覆剥ぎしてコネクタ12〜15の端子等を装着するとともに、それらの複数の電線を絶縁テープ等により緩く束ねることで、あるいは、フラットケーブルのように電線を並列させた状態に束ねることで、所定のワイヤーハーネス10の未外装の半製品状態に作製される。ここで、緩く束ねるとは、例えば電線束11の幹線部11aであっても、所定値以下の押圧力で押し付けると、容易に扁平断面化できる程度の結束状態であることを意味する。
一方、外装材21、22、23は、図3(a)に示すように、まず、前記不織材料を熱成形用の成形型中で加熱および加圧してバインダの一部を溶剤化させる等して不織布板状素材20Mに成形する。
そして、成形型から取り出した不織布板状素材20Mからいわゆるトムソン刃等によってバリを除去するのと同時に、図3(b)に示すように等ピッチの複数の貫通孔加工を施すことで、一方側の不織布板21a、22a、23aおよび他方側の不織布板21b、22b、23bのそれぞれ、例えば図3(b)に示す一方側の不織布板21aあるいは他方側の不織布板21bを作製する。
次いで、図4に示すように、ワイヤーハーネス組立用の作業台T上に前述の複数の位置決めピン付きの支持治具J1や、複数のコネクタ12、13、14、15を保持可能な作業治具J2、J3、J4、J5等を立設状態に配置する。
次いで、一方側の不織布板21a、22a、23aを、複数の位置決めピン付きの支持治具J1によって作業台T上の所定領域に配置する。所定領域とは、電線束11の複数の外装区間Z1、Z2、Z3に対応する外装材配置領域である。
次いで、図5に示すように、作業台T上の複数の一方側の不織布板21a、22a、23a上に、これらに描かれた布線パターンP1、P2、P3に沿って未外装のワイヤーハーネス半製品である電線束11を這わせるように配置するとともに、複数のコネクタ12、13、14、15を作業治具J2、J3、J4、J5に嵌め込んで保持させる。この際、一方側の不織布板21a、22a、23a上において、電線束11の横断面を扁平にしておく。
次いで、図6および図7に示すように、複数の外装材21、22、23の他方側の不織布板21b、22b、23bを、複数の位置決めピン付きの支持治具J1によってそれぞれ案内しつつ、複数の一方側の不織布板21a、22a、23aおよび未外装のワイヤーハーネス半製品である電線束11の上に重なるように配置する。
次いで、上下に重ね合せた複数の一方側の不織布板21a、22a、23aと複数の他方側の不織布板21b、22b、23bとを、電線束11を避けた複数箇所で互いにスポット熱溶着等によって部分接合し、両不織布板21a、22a、23aおよび21b、22b、23bを、電線束11を間に挟んで一体的に貼り合せ、複数の外装材21、22、23とする。
なお、ここでの部分接合を行うための受け面や治具等を予め作業台T上に配置して熱溶着作業を行ってもよいし、一方側の不織布板21a、22a、23aおよび他方側の不織布板21b、22b、23bと作業台Tとの間の隙間、あるいは、作業台側に開口させた作業穴等を通して熱溶着作業を行ってもよい。
次いで、上述のように複数の外装材21、22、23により電線束11を外装した外装済みのワイヤーハーネス10を、複数の外装材21、22、23を重ね合せるように折り畳んで、図2に示すような荷姿の製品形態にする。
この製品形態のワイヤーハーネス10は、自動車のボディ、例えば車室内床面等に実装される際には、図2に示すような荷姿から、図1に示すような所要の配索パターンに近い展開状態に戻され、実装されることになる。
次に、本実施の形態の作用について説明する。
上述のように構成された本実施の形態のワイヤーハーネス10においては、外装材21、22、23となる各板状体によって、ワイヤーハーネス10の外装区間Z1、Z2、Z3を外装しつつ任意の布線パターンP1、P2、P3に沿って保持でき、ワイヤーハーネス10の実装時の配索パターンにかかわらず外装材21、22、23を共用しつつ、ワイヤーハーネス10を複数の外装材21、22、23によって電線束11を所要の配索パターンに近い形態で保持した製品形態に容易に製造できる。
しかも、図2に示すように、複数の外装材21、22、23を重ね合せるように外装済みのワイヤーハーネス10を折り畳んで(ジグザグでも筒状でもよい)、その製品形態をコンパクトかつ簡素なものにできる。
そして、自動車のボディに実装される際には、図2に示すような荷姿から図1に示すような所要の配索パターンに近い状態に展開するだけで、電線束11の幹線部11aや複数の枝線部11b、11c、11dをそれぞれボディに沿って這わせるように配置する必要がほとんどなくなり、実装作業性が格段に向上する。すなわち、自動車の車室内床面等のボディ側への実装作業工数を大幅に削減可能な実装作業性に優れたワイヤーハーネス10となる。
また、本実施の形態では、ワイヤーハーネス10の電線束11が、各外装区間Z1、Z2、Z3で対応する外装材21、22、23の一方側の不織布板21a、22a、23aおよび他方側の不織布板21b、22b、23bの間に挟まれて保持されるので、それらの保護機能や遮音性等の特性を利用して、保護や遮音等のための他の外装材(コルゲートチューブあるいは筒状に巻き付ける不織布等)を削減でき、製造コストを削減できる。
また、電線束11の横断面を扁平にしておくことができるので、他の外装材を装着する場合に比べて厚さが厚くなることもなく、しかも、外装材21、22、23内における電線の布線パターンの自由度が高いので、直線部の多い布線パターンを採用することで電線の長さを短縮し、使用する電線の量や重量を低減させることが可能になる。
さらに、本実施の形態では、複数の板状の外装材21、22、23の貫通孔部21h、22h、23hを利用して、複数の一方側の不織布板21a、22a、23aおよび他方側の不織布板21b、22b、23bをワイヤーハーネス組立用の作業台T上に立設される位置決めピン付きの支持治具J1で位置決めしたり、ワイヤーハーネスの配索パターンに沿って作業台T上に立設される任意の複数の作業治具の支柱を通したりすることができる。よって、ワイヤーハーネス10の組立作業が容易となる。
しかも、治具J1、J2等の立設位置が貫通孔部21h、22h、23hのピッチ単位に設定される。したがって、同一の作業台Tを多種類のワイヤーハーネスの組立に利用可能な汎用性の高いものにでき、従来のようにリサイクル性に劣る専用図板を用いないで済むので、その点からもワイヤーハーネスの製造コストを削減可能となる。
加えて、本実施の形態では、一方側の不織布板21a、22a、23aと他方側の不織布板21b、22b、23bとが、部分的に熱溶着されているので、接着剤や別の結合手段を用いることなく、両不織布板21a、22a、23aおよび21b、22b、23bの安定した貼り合せが可能になる。
このように、本実施の形態によれば、組立作業性や外装後の車両等への実装作業性が良く、電線長さの短縮化が可能な外装形態を有する低コストのワイヤーハーネスを提供することができる。
なお、上述の各実施の形態においては、一方側の不織布板21a、22a、23aと他方側の不織布板21b、22b、23bとを同一形状としていたが、一方側または他方側のみ、すなわち、片側の不織布板のみが外装区間Z1、Z2、Z3の全域に及ぶ長方形の板状をなし、他の片側の不織布板が電線束11の被覆に足る広さであって外装区間Z1、Z2、Z3の全域に及ばない広さになっていてもよい。この場合、例えば、一方側の不織布板21a、22a、23aと他方側の不織布板21b、22b、23bのいずれかとなる不織布板にミシン目等を入れておき、例えば半分の長さに分割した不織布板を使用した、1枚の不織布板を折り返して外装材21、22、23のいずれか、例えば外装材23を半分の長さにするといったことも考えられる。
また、同一の外装材を形成する一方側の不織布板と他方側の不織布板とを板長さ方向に一体化することも考えられ、一方側の不織布板の厚さを他方側の不織布板の厚さとは相違させたり、特定の外装区間において一方側の不織布板または他方側の不織布板を複数枚重ねて、3枚以上の不織布板が重なるようにすることも考えられる。
さらに、一方側の不織布板21a、22a、23aをミシン目や切込み深さの小さい切込み線等の低曲げ剛性部分を介して折り畳み可能に一体化しておき、必要に応じて小サイズの不織布板に分割したり折り返したりできるようにしてもよい。さらに、布線パターンP1、P2、P3に加えて切断や折返しの案内線等を入れてもよい。
また、上述の各実施の形態では、外装材21、22、23は、多孔性繊維集合体である不織布板としたが、必ずしも不織布板である必要はなく、同等の柔軟性や遮音性、耐候性等を有する多孔質の可撓性素材からなる軽量な板状体であればよい。
以上説明したように、本発明は、組立作業性や外装後の車両等への実装作業性が良く、電線長さの短縮化が可能な外装形態を有する低コストのワイヤーハーネスを提供できるものであり、不織布等の軽量かつ柔軟な素材で形成される外装材を備えたワイヤーハーネス全般に有用である。
10 ワイヤーハーネス
11 電線束(電線群)
11a 幹線部
11b、11c、11d 枝線
12、13、14、15 コネクタ
20M 不織布板状素材
21、22、23 外装材
21a、22a、23a 一方側の不織布板
21b、22b、23b 他方側の不織布板
21h、22h、23h 貫通孔部
21ha、22ha、23ha 貫通孔部(一方側の不織布板の貫通孔部)
21hb、22hb、23hb 貫通孔部(他方側の不織布板の貫通孔部)
J1 支持治具(位置決めピン付きの支持治具)
J2、J3、J4、J5 作業治具(組立用治具)
L 板長さ
P1、P2、P3 布線パターン
W 板幅
Z1、Z2、Z3 外装区間
11 電線束(電線群)
11a 幹線部
11b、11c、11d 枝線
12、13、14、15 コネクタ
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21a、22a、23a 一方側の不織布板
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21h、22h、23h 貫通孔部
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L 板長さ
P1、P2、P3 布線パターン
W 板幅
Z1、Z2、Z3 外装区間
Claims (4)
- 電線束の幹線部の長さ方向に離間する複数の外装区間を複数の外装材によって外装するワイヤーハーネスであって、
前記複数の外装材が、それぞれ多孔質の可撓性素材で板状に形成され、前記幹線部の長さ方向に板幅を有し、前記幹線部の径方向に前記板幅より大きい板長さを有する複数の板状体となっていることを特徴とするワイヤーハーネス。 - 前記複数の板状体のそれぞれが、前記電線束を間に挟んで対面するとともに部分的に結合された一方側の不織布板および他方側の不織布板によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載のワイヤーハーネス。
- 前記複数の板状体のそれぞれに、板厚方向に貫通する複数の貫通孔部が等ピッチに形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のワイヤーハーネス。
- 前記一方側の不織布板と前記他方側の不織布板とが、部分的に熱溶着されていることを特徴とする請求項1に記載のワイヤーハーネス。
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