JP6485940B2

JP6485940B2 - ワイヤーハーネス、並びにシールド外装の製造方法及びワイヤーハーネスの製造方法

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Publication number: JP6485940B2
Application number: JP2013254347A
Authority: JP
Inventors: 宏樹近藤; 聡吉永
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: JP2015115361A

Description

本発明は、ワイヤーハーネス、並びにシールド外装の製造方法及びワイヤーハーネスの製造方法に関する。

現在、ハイブリッド自動車や電気自動車のインバータとモータとの間のワイヤーハーネスにはシールド外装を有したものが用いられている。このようなワイヤーハーネスには、シールド外装に金属パイプを用い、金属パイプによりシールド機能を実現させたものがある（例えば特許文献１参照）。しかし、シールド外装に金属パイプを用いた場合、その重量が重いことから、配索し難く燃費の悪化を招いてしまうと共に、金属パイプの曲げ等の加工のし難さからハーネス経路に制限が生じてしまう。

そこで、合成樹脂管の内側に金属層を所定厚みで形成したシールド管が提案されている（例えば特許文献２参照）。このシールド管によれば、軽量化が実現されるため、配索し難さや燃費の悪化を軽減でき、金属パイプよりも加工し易いことからハーネス経路に制限が生じ難い。

また、シールド外装として導電性の樹脂管を用いることも提案されている（例えば特許文献３参照）。この導電性樹脂管についても軽量化が実現されるため、配索し難さや燃費の悪化を軽減でき、金属パイプよりも加工し易いことからハーネス経路に制限が生じ難い。

特許第３９０９７６３号公報特開２０１２−１２４０３２号公報特開２０１３−９９０７４号公報

しかし、特許文献２に記載のシールド外装は、合成樹脂管の内側に金属層を形成する関係上、飛び石により樹脂管が破損した場合には、同時に金属層にも亀裂等が入ることがあり、シールド性能の低下を招いてしまう。また、特許文献３に記載のシールド外装については、飛び石により導電性樹脂管が破損すること自体でシールド性能の低下を招いてしまう。

さらに、特許文献２に記載のシールド外装を製造する場合には、管の内側に金属層を形成するためにマスキング等の工程が生じてしまい、製造効率の低下を招いてしまう。

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、その目的とするところは、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることが可能なワイヤーハーネス、並びに、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができ、製造効率の低下を防止することが可能なシールド外装の製造方法及びワイヤーハーネスの製造方法を提供することにある。

本発明のワイヤーハーネスは、樹脂製の保護管と、前記保護管内に内装され、金属メッキが施された導電性不織布と、を備え、１カ所以上の屈曲箇所を有して配索されたシールド外装と、前記シールド外装の前記導電性不織布の内側に配索される電線と、を備えたワイヤーハーネスであって、前記導電性不織布は、当該導電性不織布が縦添えされて重なり合うラップ部を有した状態で、内側に配索される電線が前記導電性不織布に対して前記保護管の径方向に移動可能にその全周を包囲し、且つ、前記電線との間、及び、前記保護管との間に他部材を介することなく配置されると共に、前記電線及び前記保護管の双方と接着されておらず、前記ラップ部は、前記１カ所以上の屈曲箇所において前記屈曲箇所以外の箇所よりもラップ面積が減少しつつも、ラップ状態を維持していることを特徴とする。

本発明のシールド外装によれば、金属メッキが施された導電性不織布によりシールド機能を発揮できると共に、たとえ保護管に亀裂等が生じたとしても別部材の導電性不織布に亀裂が生じるわけでなく、シールド性能の低下を防止することができる。また、樹脂製の保護管と金属メッキが施された導電性不織布とによって構成されることから、金属パイプと比較すると軽量であり加工もし易い。従って、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができる。さらに、導電性不織布は、当該導電性不織布が重なり合うラップ部を有した状態で、内側に配索される電線の全周を覆うため、シールド外装の折り曲げによって導電性不織布にズレが生じたとしてもラップ部がズレを許容し、電線の全周を覆うことができる。従って、一層シールド性能の低下を防止することができる。

さらに、本発明のワイヤーハーネスによれば、シールド外装の内側に電線を備えることで、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができるワイヤーハーネスを提供することができる。

また、本発明のワイヤーハーネスにおいて、車体フレームの外側となる車体床下を通って配索されることが好ましい。

このワイヤーハーネスによれば、車体フレームの外側となる車体床下を通って配索されるため、飛び石により保護管に亀裂等が生じ易い環境下に用いられたとしても、シールド性能の低下を防止することができる。従って、床下に用いるのに好適なワイヤーハーネスを提供することができる。

本発明のシールド外装の製造方法は、樹脂製の保護管内に金属メッキが施された導電性不織布を内装したシールド外装の製造方法であって、押出成形機に、芯金と、前記芯金の外側に位置して前記保護管を成形する外側口金と、前記芯金と前記外側口金との間に介在する内側口金とからなる金型をセットし、前記内側口金内に前記導電性不織布を導入して当該導電性不織布が重なり合うラップ部を有する筒状に丸めながら出力すると共に、前記外側口金と前記内側口金との間に加熱溶融した樹脂を導入し、押出成形を行うことを特徴とする。

本発明のシールド外装の製造方法によれば、外側口金と内側口金との間に加熱溶融した樹脂を導入し、内側口金内に前記導電性不織布を導入し、押出成形を行うため、導電性不織布は芯金に沿うようにして送り出され、押出成形機からは導電性不織布が保護管に内装された状態のシールド外装が押し出されることとなる。よって、シールド外装の製造にあたりマスキング工程を不要とすることができる。従って、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができ、製造効率の低下を防止することができる。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法は、樹脂製の保護管内に金属メッキが施された導電性不織布を内装したシールド外装の内側に電線を配置してなるワイヤーハーネスの製造方法であって、押出成形機に、前記保護管を成形する外側口金と、前記外側口金の内側に配置される内側口金とからなる金型をセットし、前記内側口金内に前記導電性不織布を導入して当該導電性不織布が重なり合うラップ部を有する筒状に丸めながら出力すると共に、前記外側口金と前記内側口金との間に加熱溶融した樹脂を導入し、押出成形を行うことを特徴とする。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法によれば、外側口金と内側口金との間に加熱溶融した樹脂を導入し、内側口金内に電線と導電性不織布とを導入し、押出成形を行うため、押出成形機からは導電性不織布が保護管に内装された状態のシールド外装が押し出されると共に、このシールド外装内に電線を配置させることができる。よって、ワイヤーハーネスの製造にあたりマスキング工程を不要とすることができる。従って、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができ、製造効率の低下を防止することができる。

本発明によれば、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることが可能なシールド外装及びワイヤーハーネスを提供でき、また、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができ、製造効率の低下を防止することが可能なシールド外装の製造方法及びワイヤーハーネスの製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る床下シールドハーネスが配索される車両を示す概略図である。図１に示したワイヤーハーネスを示す断面図である。本実施形態に係るシールド外装の製造方法を示す図であって、押出成形機の一部断面を示している。本実施形態に係るワイヤーハーネスの製造方法を示す図であって、押出成形機の一部断面を示している。本実施形態及び従来に係るワイヤーハーネスの長手方向断面図であり、（ａ）は本実施形態のものを示し、（ｂ）は従来例１を示し、（ｃ）は従来例２のものを示している。本実施形態及び従来に係るシールド外装を屈曲させた場合を示す断面図であり、（ａ）は本実施形態のものを示し、（ｂ）は従来例１を示している。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。図１は、本発明の実施形態に係るワイヤーハーネスが配索される車両を示す概略図である。図１に示すように、車両１は、エンジン２及びモータ３の２つの動力により駆動されるハイブリッド自動車である。この車両１において、モータ３にはインバータ４を介してバッテリ５からの電力が供給されるようになっている。エンジン２、モータ３、及びインバータ４は、前輪等がある車両内部前側６に搭載されている。また、バッテリ５は、後輪等がある車両内部後側７に搭載されている。

図１において、車体フレーム８の上側は、車体床上９を示している。また、車体フレーム８の下側は、車体床下１０を示している。車体床下１０には、車両強度を高めるための断面略凸形状のリーンホース１１が設けられている。リーンホース１１は、車両前後に伸びるように形成されている。また、車両内部前側６には、例えばリレーボックス等の電気接続箱１２が設けられている。さらに、車両内部後側７には、低圧バッテリ１３が設けられている。

なお、本実施形態において、モータ３は、モータ及びジェネレータを含んで構成しているものとする。また、インバータ４は、インバータ及びコンバータを含んで構成しているものとする。インバータ４は、インバータアッセンブリであって、例えばエアコン・インバータやジェネレータ用インバータ、モータ用インバータが含まれるものとする。バッテリ５は、Ｌｉ−ｉｏｎ系のものであって、例えば家庭用電源などの外部コンセントから充電をすることができるような構成になっている。バッテリ５は、図示しない各種機能部品を組み合わせてモジュール化したものとなっている。

このような車両１において、ワイヤーハーネス１００は、インバータ４及びバッテリ５間を接続するように設けられている。なお、ワイヤーハーネス１００は、インバータ４及びバッテリ５間を接続するものに限らず、例えばモータ３及びインバータ４間を接続するものであってもよい。

図２は、図１に示したワイヤーハーネス１００を示す断面図である。図２に示すように、ワイヤーハーネス１００は、車体フレーム８の外側となる車体床下を固定部材２４（図１参照）により固定されて配索されるものであり、保護管１１０及び導電性不織布１２０からなるシールド外装１３０と、２本の電線１４０とを備えている。

保護管１１０は、難燃性ＰＰ(polypropylene)やＰＡ（polyamide）等の樹脂により構成される樹脂製保護管である。なお、樹脂材料は上記に限られるものではない。

導電性不織布１２０は、保護管１１０内に内装されるものであって、金属メッキが施されて導電性を有するものである。このような導電性不織布１２０は、例えば、超臨界ＣＯ_２によるメッキ前処理を行った後にメッキ処理を施すことにより内部までメッキを浸透させ導電化させられている。なお、導電性不織布１２０を構成する不織布は、アラミド繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ポリアミド系合成繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、及びレーヨン繊維のいずれによって製造されてもよいし、他の繊維によって製造されてもよい。

２本の電線１４０は、例えば低圧ケーブル及び高圧ケーブルで構成され、導電性不織布１２０の内側に配置されている。低圧ケーブルは低圧バッテリ１３からの電力を各種機器に供給し、高圧ケーブルはインバータ４及びバッテリ５間を接続するものである。なお、電線１４０は、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。

また、図２に示すように、導電性不織布１２０は、当該導電性不織布１２０が重なり合うラップ部１２１を有した状態で、内側に配索される電線１４０の全周を覆う構成となっている。ラップ部１２１のラップ面積は、シールド外装１３０の折り曲げによって導電性不織布１２０にズレが生じたとしても、ラップ部１２１が失われないように、すなわち電線１４０の全周を覆う状態を維持できる程度にされている。

図３は、本実施形態に係るシールド外装１３０の製造方法を示す図であって、押出成形機の一部断面を示している。図３に示すように、本実施形態に係るシールド外装１３０の製造方法では、まず、押出成形機２００に、芯金２１０と、外側口金２２０と、内側口金２３０とからなる金型をセットする。外側口金２２０は芯金２１０の外側に位置して保護管１１０を形成するものであり、内側口金２３０は芯金２１０と外側口金２２０との間に介在するものである。

このような金型をセットした押出成形機２００を用意した後、外側口金２２０と内側口金２３０との間に加熱溶融した樹脂を導入し（符号Ａ参照）、内側口金２３０内に導電性不織布１２０を導入し（符号Ｂ参照）、押出成形を行う。これにより、導電性不織布１２０は芯金２１０に沿うようにして送り出されて筒状となり、押出成形機２００からは導電性不織布１２０が保護管１１０に内装された状態のシールド外装１３０が押し出されることとなる。

図４は、本実施形態に係るワイヤーハーネス１００の製造方法を示す図であって、押出成形機の一部断面を示している。図４に示すように、本実施形態に係るワイヤーハーネス１００の製造方法では、まず、押出成形機２００に、外側口金２２０と、内側口金２３０とからなる金型をセットする。外側口金２２０は保護管を形成するものであり、内側口金２３０は外側口金２２０の内側に配置されるものである。

このような金型をセットした押出成形機２００を用意した後、外側口金２２０と内側口金２３０との間に加熱溶融した樹脂を導入し（符号Ｃ参照）、内側口金２３０内に電線１４０と導電性不織布１２０を導入し（符号Ｄ参照）、押出成形を行う。これにより、導電性不織布１２０は内側口金２３０に沿うようにして送り出されて筒状となり、押出成形機２００からは導電性不織布１２０が保護管１１０に内装された状態のシールド外装１３０が押し出されると共に、このシールド外装１３０内に電線１４０を配置させることができる。

なお、ワイヤーハーネス１００の製造方法は、図４に示す例に限らず、図３を参照して説明したシールド外装１３０の製造方法を経た後に、中心空洞１３０ａ（図２参照）に電線１４０を挿通する方法であってもよい。

このようにして、本実施形態に係るシールド外装１３０によれば、金属メッキが施された導電性不織布１２０によりシールド機能を発揮できると共に、たとえ保護管１１０に亀裂等が生じたとしても別部材の導電性不織布１２０に亀裂が生じるわけでなく、シールド性能の低下を防止することができる。また、樹脂製の保護管１１０と金属メッキが施された導電性不織布１２０とによって構成されることから、金属パイプと比較すると軽量であり加工もし易い。従って、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができる。

また、導電性不織布１２０は、当該導電性不織布１２０が重なり合うラップ部１２１を有した状態で、内側に配索される電線１４０の全周を覆うため、シールド外装１３０の折り曲げによって導電性不織布１２０にズレが生じたとしてもラップ部１２１がズレを許容し、電線１４０の全周を覆うことができる。従って、一層シールド性能の低下を防止することができる。

また、本実施形態に係るワイヤーハーネス１００によれば、シールド外装１３０の内側に電線１４０を備えることで、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができるワイヤーハーネス１００を提供することができる。

また、車体フレーム８の外側となる車体床下１０を通って配索されるため、飛び石により保護管１１０に亀裂等が生じ易い環境下に用いられたとしても、シールド性能の低下を防止することができる。従って、床下に用いるのに好適なワイヤーハーネス１００を提供することができる。

さらに、本実施形態に係るシールド外装１３０の製造方法によれば、外側口金２２０と内側口金２３０との間に加熱溶融した樹脂を導入し、内側口金２３０内に導電性不織布１２０を導入し、押出成形を行うため、導電性不織布１２０は芯金２１０に沿うようにして送り出され、押出成形機２００からは導電性不織布１２０が保護管１１０に内装された状態のシールド外装１３０が押し出されることとなる。よって、シールド外装１３０の製造にあたりマスキング工程を不要とすることができる。従って、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができ、製造効率の低下を防止することができる。

また、本実施形態に係るワイヤーハーネス１００の製造方法によれば、外側口金２２０と内側口金２３０との間に加熱溶融した樹脂を導入し、内側口金２３０内に電線１４０と導電性不織布１２０とを導入し、押出成形を行うため、押出成形機２００からは導電性不織布１２０が保護管１１０に内装された状態のシールド外装１３０が押し出されると共に、このシールド外装１３０内に電線１４０を配置させることができる。よって、ワイヤーハーネス１００の製造にあたりマスキング工程を不要とすることができる。従って、シールド性能の低下を防止しつつも、軽量化及び加工容易化を図ることができ、製造効率の低下を防止することができる。

なお、本実施形態に係るワイヤーハーネス１００（シールド外装１３０）は、以下の点でも、従来のものよりも優れている。図５は、本実施形態及び従来に係るワイヤーハーネスの長手方向断面図であり、（ａ）は本実施形態のものを示し、（ｂ）は従来例１を示し、（ｃ）は従来例２のものを示している。

まず、図５（ｂ）に示すように、従来例１のワイヤーハーネス３００は、保護管３１０の内側に金属層３２０が形成され、金属層３２０の内側に電線３４０が配置されている。このため、車両振動等により電線３４０が振動すると、この振動によって電線３４０が保護管３１０（金属層３２０）に接触して異音が発生してしまう。また、電線３４０が保護管３１０に接触することによって電線３４０の被覆が磨耗してしまう問題もある。

また、図５（ｃ）に示すように、従来例２のワイヤーハーネス４００は、金属パイプ４１０内に電線４４０が配置されている。このため、従来例１のワイヤーハーネス３００と同様に、車両振動等により電線４４０が振動すると、この振動によって電線４４０が金属パイプ４１０に接触して異音が発生してしまう。また、電線４４０が金属パイプ４１０に接触することによって電線４４０の被覆が磨耗してしまう問題もある。

これに対して、図５（ａ）に示すように、本実施形態に係るワイヤーハーネス１００は、保護管１１０と電線１４０との間に導電性不織布１２０を備えている。このため、車両振動等により電線１４０が振動したとしても、この振動を不織布１２０により吸収することができる。この結果、保護管１１０と電線１４０との接触による異音の発生が抑えられる。

図６は、本実施形態及び従来に係るシールド外装を屈曲させた場合を示す断面図であり、（ａ）は本実施形態のものを示し、（ｂ）は従来例１を示している。

まず、図６（ｂ）に示すように、従来例１のシールド外装３３０は、保護管３１０の内側に金属層３２０が形成されている関係上、屈曲させた場合に樹脂である保護管３１０と金属である金属層３２０との剛性の相違から、金属層３２０に割れが生じてしまう（符号Ｅ参照）。

これに対して、図６（ａ）に示すように、本実施形態に係るシールド外装１３０は、保護管１１０と、保護管１１０と別体となる導電性不織布１２０とを備えている。このため、シールド外装１３０を屈曲させたとしても、導電性不織布１２０が別体であることから、保護管１１０の屈曲に応じて導電性不織布１２０が保護管１１０内を移動可能であると共に、不織布という伸縮性に富む素材であることから、割れが生じないといえる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、本実施形態においてワイヤーハーネス１００は車体床下１０に設けられているが、これに限らず、床下以外の箇所に設けられていてもよい。

また、上記保護管１１０は、断面円形に形成されるが、これに限らず、略四角形などの多角形状に形成されてもよい。

１００…ワイヤーハーネス
１１０…保護管
１２０…導電性不織布
１３０…シールド外装
１４０…電線

Claims

樹脂製の保護管と、前記保護管内に内装され、金属メッキが施された導電性不織布と、を備え、１カ所以上の屈曲箇所を有して配索されたシールド外装と、前記シールド外装の前記導電性不織布の内側に配索される電線と、を備えたワイヤーハーネスであって、
前記導電性不織布は、当該導電性不織布が縦添えされて重なり合うラップ部を有した状態で、内側に配索される電線が前記導電性不織布に対して前記保護管の径方向に移動可能にその全周を包囲し、且つ、前記電線との間、及び、前記保護管との間に他部材を介することなく配置されると共に、前記電線及び前記保護管の双方と接着されておらず、
前記ラップ部は、前記１カ所以上の屈曲箇所において前記屈曲箇所以外の箇所よりもラップ面積が減少しつつも、ラップ状態を維持している
ことを特徴とするワイヤーハーネス。
車体フレームの外側となる車体床下を通って配索される
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤーハーネス。
樹脂製の保護管内に金属メッキが施された導電性不織布を内装したシールド外装の製造方法であって、
押出成形機に、芯金と、前記芯金の外側に位置して前記保護管を成形する外側口金と、前記芯金と前記外側口金との間に介在する内側口金とからなる金型をセットし、前記内側口金内に前記導電性不織布を導入して当該導電性不織布が重なり合うラップ部を有する筒状に丸めながら出力すると共に、前記外側口金と前記内側口金との間に加熱溶融した樹脂を導入し、押出成形を行う
ことを特徴とするシールド外装の製造方法。
樹脂製の保護管内に金属メッキが施された導電性不織布を内装したシールド外装の内側に電線を配置してなるワイヤーハーネスの製造方法であって、
押出成形機に、前記保護管を成形する外側口金と、前記外側口金の内側に配置される内側口金とからなる金型をセットし、前記内側口金内に前記導電性不織布を導入して当該導電性不織布が重なり合うラップ部を有する筒状に丸めながら出力すると共に、前記外側口金と前記内側口金との間に加熱溶融した樹脂を導入し、押出成形を行う
ことを特徴とするワイヤーハーネスの製造方法。