JP7294123B2

JP7294123B2 - ワイヤーハーネスの製造方法

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Publication number: JP7294123B2
Application number: JP2019235866A
Authority: JP
Inventors: 良和早川; 知之村山; 宏幸伊藤; 弘高江島
Original assignee: Proterial Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2039-12-26
Also published as: JP2021106082A

Description

本発明は、ワイヤーハーネスに関するものであり、特に、自動車等の車両に搭載するのに適したワイヤーハーネスに関するものである。

今日、電源線や信号線等の複数の電線が束ねられたワイヤーハーネスが様々な場面で用いられている。例えば、自動車等の車両には、当該車両の内外に跨って複数のワイヤーハーネスが配策されることがある。車両の内外に跨って配策されるワイヤーハーネスの一例として、ＡＢＳ（Anti-lock Braking System）システム用の信号線と、ＥＰＢ（Electromechanical Parking Brake）システム用の電源線と、を含むワイヤーハーネスがある。以下の説明では、ＡＢＳシステム用の信号線と、ＥＰＢシステム用の電源線と、を含むワイヤーハーネスを「ＥＰＢハーネス」と呼ぶ場合がある。

ＥＰＢハーネスは、ＡＢＳシステム用の信号線とＥＰＢシステム用の電源線とが共通のシースによって被覆され、一体化された複合ケーブルである。ＥＰＢハーネスは、例えば、タイヤハウスに設けられた貫通穴に挿通され、一部は車両の内側（車室内）に配置され、他の一部は車両の外側（車室外）に配置される。

特許第６５１８２９９号公報

ＥＰＢハーネスが配策される領域には、ショックアブソーバー，スプリング，サスペンションアーム，ブレーキキャリパー等の様々な部品が存在している。よって、ＥＰＢハーネスを直線的なルートに沿って配策することは困難または不可能である。言い換えれば、ＥＰＢハーネスを配策する際には、ＥＰＢハーネスと上記のような様々な部品との干渉を避けるべく、ＥＰＢハーネスの複数個所を曲げる必要がある。

さらに、ＥＰＢハーネスを曲げた後は、ＥＰＢハーネスが元の形状に戻らないように規制する必要がある。しかし、ＥＰＢハーネスには復元力（反発力）があるため、ＥＰＢハーネスの湾曲状態や屈曲状態を維持するためには、金属製の固定具や金属製の留め具が必要であった。

ここでは、ＥＰＢハーネスを例にとって従来のワイヤーハーネスの課題を説明した。しかし、上記課題はＥＰＢハーネスに特有の課題ではなく、非直線的なルートに沿って配策される多くのワイヤーハーネスに共通する課題である。

本発明の目的は、金属製の固定具や金属製の留め具を用いずとも、非直線的なルートに沿った湾曲状態や屈曲状態を維持することが可能なワイヤーハーネスの製造方法を提供することである。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法は、複数本の電線が熱可塑性樹脂からなるシースによって被覆されたケーブルを用意する準備工程と、前記ケーブルの前記シースの一部を除去して前記複数本の電線の端部を露出させる被覆除去工程と、前記複数本の電線の露出された端部に所定の部品を接続する端末処理工程と、前記ケーブルの異なる２箇所以上に湾曲部を形成する変形工程と、を有する。さらに、前記変形工程には、前記ケーブルの前記シースの温度を上昇させる加熱工程と、前記ケーブルの異なる２箇所以上を湾曲させる曲げ工程と、が含まれる。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法の一態様における前記加熱工程では、前記シースの温度を軟化点よりも高く、かつ、融点よりも低い温度に上昇させる。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法の他の一態様では、前記加熱工程と前記曲げ工程とを同時に実施する。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法の他の一態様では、前記シースに熱風を当てて当該シースの温度を上昇させつつ、前記ケーブルを湾曲させる。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法の他の一態様では、前記曲げ工程を実施した後に前記加熱工程を実施する。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法の他の一態様では、前記ケーブルを金型に設けられた溝に嵌め込んだ後に、前記金型を加熱して前記シースの温度を上昇させる。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法の他の一態様では、前記変形工程によって形成された前記湾曲部の少なくとも１つに遮熱材を巻き付ける遮熱材装着工程を実施する。

本発明のワイヤーハーネスの製造方法の他の一態様における前記準備工程では、前記ケーブルとして２本の電源線および１本の信号線を含む複合ケーブルを用意する。また、前記端末処理工程では、前記２本の電源線の一方の端部に第１コネクタを接続し、前記２本の電源線の他方の端部に第２コネクタを接続し、前記信号線の一方の端部に第３コネクタを接続し、前記信号線の他方の端部にＡＢＳセンサを接続する。

本発明によれば、金属製の固定具や金属製の留め具を用いずとも、非直線的なルートに沿った湾曲状態や屈曲状態を維持することが可能なワイヤーハーネスの製造方法が実現される。

ＥＰＢハーネスの斜視図である。ワイヤーハーネスの製造方法の工程図である。ワイヤーハーネスの製造方法の一工程を示す説明図である。複合ケーブルの断面構造を示す模式図である。ワイヤーハーネスの製造方法の他の一工程を示す説明図である。ワイヤーハーネスの製造方法の他の一工程を示す説明図である。ワイヤーハーネスの製造方法の他の一工程を示す説明図である。ワイヤーハーネスの製造方法の他の一工程を示す説明図である。変形工程の実施に用いられる金型の一例を示す説明図である。

以下、本発明のワイヤーハーネスの製造方法の実施形態の一例について説明する。本実施形態に係るワイヤーハーネスの製造方法は、図１に示されているＥＰＢハーネス１の製造方法である。そこで、図１に示されるＥＰＢハーネス１の構造等について概説した後に、当該ＥＰＢハーネス１の製造方法について詳細に説明する。尚、以下の説明では、同一または実質的に同一の部材や要素等については、原則として同一の符号を用いる。

図１に示されているＥＰＢハーネス１は、自動車等の車両の内外に跨って配策される。例えば、ＥＰＢハーネス１は、タイヤハウスに設けられた貫通穴に挿通され、一部は車両の内側（タイヤハウスを形成しているパネルの内側）に配置され、他の一部は車両の外側（タイヤハウスを形成しているパネルの外側）に配置される。さらに、ＥＰＢハーネス１は、ショックアブソーバー，スプリング，サスペンションアーム，ブレーキキャリパー等の様々な部品との干渉を回避しつつ配策され、ＥＰＢシステムの駆動源であるモータに電力を供給する給電路と、ＡＢＳセンサから出力される信号を制御装置に伝送する信号路と、を形成する。

図１に示されように、ＥＰＢハーネス１は、２本の電源線１１，１２及び１本の信号線１３を含む複合ケーブル１０（当該複合ケーブル１０は、本発明のケーブルの一つの形態である）を有する。複合ケーブル１０に含まれている電源線１１，１２は上記給電路を形成し、複合ケーブル１０に含まれている信号線１３は上記信号路を形成する。そこで、電源線１１，１２の一方の端部には、不図示のケーブル等を介して車載バッテリーに接続される第１コネクタ２１が設けられており、電源線１１，１２の他方の端部には、ＥＰＢシステムの駆動源であるモータに接続される第２コネクタ２２が設けられている。また、信号線１３の一方の端部には、不図示のケーブル等を介してＡＢＳシステムの制御装置に接続される第３コネクタ２３が設けられており、信号線１３の他方の端部にはＡＢＳセンサ２４が設けられている。尚、ＡＢＳセンサ２４は樹脂成形体２５に埋設されている。

図１に示されるように、ＥＰＢハーネス１には２つ以上の湾曲部３０が設けられている。より詳細には、ＥＰＢハーネス１を構成する複合ケーブル１０に、第１湾曲部３１，第２湾曲部３２，第３湾曲部３３及び第４湾曲部３４が形成されている。第１湾曲部３１，第２湾曲部３２，第３湾曲部３３及び第４湾曲部３４は、ＥＰＢハーネス１と当該ＥＰＢハーネス１が配策される領域に存在しているショックアブソーバー，スプリング，サスペンションアーム，ブレーキキャリパー等の様々な部品との干渉を避けるために形成されたものである。もっとも、上記ショックアブソーバー等は、ＥＰＢハーネス１を配策する際に干渉を避ける必要がある要素の一例に過ぎない。

次に、図１に示されているＥＰＢハーネス１の製造方法について説明する。本実施形態に係る製造方法は、少なくとも図２に示されている工程を有する。つまり、本実施形態に係る製造方法は、準備工程，被覆除去工程，端末処理工程および変形工程を有する。さらに、変形工程には、加熱工程，曲げ工程および冷却工程が含まれる。以下、各工程について説明する。

図２に示されている準備工程では、図３に示されている複合ケーブル１０を用意する。図３に示されている複合ケーブル１０は、ドラム等に巻かれていた複合ケーブル（不図示）の一部である。つまり、図２に示されている準備工程は、長尺の複合ケーブルを所定長に切断して図３に示されている複合ケーブル１０を得る工程である。

図３に示されている複合ケーブル１０は、複数本の電線と、それら電線を被覆する熱可塑性樹脂からなるシースと、を有する。図４に複合ケーブル１０の断面構造を模式的に示す。複合ケーブル１０は、３本の電線１１，１２，１３と、これら電線１１，１２，１３を被覆するウレタン樹脂からなるシース１４と、を有する。尚、図４に示されている電線１１，１２は、図１に示されている電源線１１，１２に相当し、図４に示されている電線１３は、図１に示されている信号線１３に相当する。

図４に示されている電線１１，１２は、芯線４０及び芯線４０の周囲に設けられた絶縁被覆４１を有する単芯ケーブルである。一方、図４に示されている電線１３は、それぞれが芯線４２及び芯線４２の周囲に設けられた内側絶縁被覆４３を有する２本の単芯ケーブルと、それら２本の単芯ケーブルを一括被覆する外側絶縁被覆４４と、を有する多芯ケーブルである。尚、芯線４０，４２は、複数本の銅線，銅合金線，アルミニウム線，アルミニウム合金線等が束ねられた撚り線である。

図４に示されるように、シース１４は、電線１１，１２，１３に加えて、２本の線状介在１５ａ，１５ｂを被覆している。言い換えれば、複合ケーブル１０は、３本の電線１１，１２，１３と、２本の線状介在１５ａ，１５ｂと、これら電線１１，１２，１３及び線状介在１５ａ，１５ｂを一括被覆するシース１４と、を有する。

次に、図２に示されている被覆除去工程について説明する。被覆除去工程では、図５に示されるように、複合ケーブル１０のシース１４の一部を除去して電線１１，１２，１３の端部を露出させる。より具体的には、シース１４の長手方向両側を部分的に除去し、電線１１，１２，１３の両端部をそれぞれ露出させる。この際、電線１１，１２，１３と一緒に露出した線状介在１５ａ，１５ｂ（図４）の露出部分は切除する。

次に、図２に示されている端末処理工程について説明する。端末処理工程では、被覆除去工程によって露出された電線１１，１２，１３の端部に所定の部品を接続する。具体的には、図６に示されるように、２本の電線１１，１２の一方の端部に第１コネクタ２１を接続し、２本の電線１１，１２の他方の端部に第２コネクタ２２を接続する。また、電線１３の一方の端部に第３コネクタ２３を接続し、電線１３の他方の端部にＡＢＳセンサ２４を接続する。さらに、電線１３の端部に接続したＡＢＳセンサ２４の周囲に樹脂成形体２５を形成し、ＡＢＳセンサ２４をモールドする。尚、図６に示されている第１コネクタ２１，第２コネクタ２２，第３コネクタ２３，ＡＢＳセンサ２４及び樹脂成形体２５は、図１に示されている第１コネクタ２１，第２コネクタ２２，第３コネクタ２３，ＡＢＳセンサ２４及び樹脂成形体２５にそれぞれ相当する。

次に、図２に示されている変形工程について説明する。変形工程では、加熱工程，曲げ工程および冷却工程を実施して、複合ケーブル１０の異なる２箇所以上に湾曲部３０（図１）を形成する。具体的には、加熱工程では、複合ケーブル１０のシース１４の温度を上昇させる。曲げ工程では、複合ケーブル１０の異なる２箇所以上を湾曲させる。冷却工程では、複合ケーブル１０の湾曲状態を保持しつつシース１４の温度を低下させる。

本実施形態では、上記３つの工程を含む変形工程によって、図６に示されている複合ケーブル１０上に、図１に示されている第１湾曲部３１，第２湾曲部３２，第３湾曲部３３及び第４湾曲部３４を形成する。以下、変形工程の詳細について説明する。

本実施形態における変形工程では、図７に示されるように、複合ケーブル１０のシース１４に熱風を当てて当該シース１４の温度を上昇させつつ、当該シース１４を含む複合ケーブル１０に力を加えて当該複合ケーブル１０を湾曲させる。つまり、本実施形態では、加熱工程および曲げ工程を同時に実施する。このとき、シース１４の温度を軟化点よりも高く、かつ、融点よりも低い温度に上昇させる。ウレタン樹脂からなるシース１４の軟化点は８０℃、融点は１８０℃である。そこで、本実施形態では、シース１４の温度を８０℃以上１８０℃未満（好ましくは、９０℃以上１６０℃以下）に上昇させつつ複合ケーブル１０に力を加えて、第１湾曲部３１，第２湾曲部３２，第３湾曲部３３及び第４湾曲部３４（図１）を形成した。言い換えれば、図１に示されている第１湾曲部３１，第２湾曲部３２，第３湾曲部３３及び第４湾曲部３４を形成することを意図するシース１４上の４箇所を加熱して軟化させた状態で、それら４箇所を所定形状に湾曲させた。尚、シース１４上の４箇所に同時に熱風を当ててもよく、順次に当ててもよい。さらには、シース１４上の特定箇所を狙って熱風を当てるのではなく、シース１４の全域や特定箇所を含む領域に対して熱風を当ててもよい。尚、上記軟化点は、ＪＩＳＫ７２０６ビカット軟化点試験により得られる温度であり、上記融点は、動的粘弾性試験において貯蔵粘弾性が１ＭＰａ以下になる温度である。

然る後、図２に示されている冷却工程を実施する。具体的には、加熱工程および曲げ工程によって得られた複合ケーブル１０の湾曲状態を保持しつつ、シース１４の温度を軟化点よりも低い温度に低下させる。この結果、湾曲状態の保持を解除しても湾曲状態が維持される。言い換えれば、複合ケーブル１０が元の形状に戻ることがなくなる。つまり、複合ケーブル１０に、図１に示されている第１湾曲部３１，第２湾曲部３２，第３湾曲部３３及び第４湾曲部３４が恒久的に形成される。

冷却工程では、シース１４の温度が軟化点よりも低い温度になるまで放置してもよく（自然冷却）、冷却風や冷却水を用いてシース１４の温度を短時間で軟化点よりも低い温度にしてもよい（強制冷却）。

尚、図２に示されている変形工程が終了した後に、変形工程によって形成された複数の湾曲部３０の少なくとも１つに遮熱材を巻き付ける遮熱材装着工程を実施してもよい。例えば、図８に示されるように、第１湾曲部３１，第２湾曲部３２，第３湾曲部３３及び第４湾曲部３４の周囲に、遮熱材としての遮熱テープ３５をそれぞれ巻き付けてもよい。冷却工程の後に、何らかの理由によって湾曲部３０の温度がシース１４の軟化点以上に上昇すると、湾曲部３０が変形する虞がある。そこで、湾曲部３０に周囲に遮熱テープ３５を巻き付けておくことで、湾曲部３０の温度上昇を抑制し、湾曲部３０の変形を防止することができる。尚、シース１４の全域に遮熱テープ３５を巻き付けることによっても同様の効果が得られる。

本実施形態に係る製造方法によって製造されたＥＰＢハーネス１（図１）には、当該ＥＰＢハーネス１が配策される領域に存在しているショックアブソーバー，スプリング，サスペンションアーム，ブレーキキャリパー等の様々な部品との干渉を避けるための複数の湾曲部３０が予め形成されている。よって、ＥＰＢハーネス１は、上記ショックアブソーバー等を迂回する非直線的なルートに沿って容易に配策することができる。例えば、ＥＰＢハーネス１を車両に搭載する際、上記ショックアブソーバー等との干渉を避けるために、当該ＥＰＢハーネス１を強引に曲げたり、屈曲させたりする必要がない。

また、ＥＰＢハーネス１に形成されている湾曲部３０の形状は、特段の規制をしなくとも維持される。したがって、高重量な金属製の固定具や金属製の留め具を用いてＥＰＢハーネス１の湾曲状態や屈曲状態を維持する必要はない。言い換えれば、ＥＰＢハーネス１は、プラスチック製の固定具や留め具などを用いて所定位置に設置することができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記本実施形態では、変形工程に含まれる加熱工程および曲げ工程が同時に実施された。しかし、加熱工程および曲げ工程の同時実施は必須ではなく、加熱工程が終了した後に曲げ工程を実施してもよい。この場合、加熱工程によって上昇させたシースの温度が所定の下限値以下に低下する前に曲げ工程を実施する。

また、曲げ工程を実施した後に加熱工程を実施してもよい。例えば、端末処理工程を終えた複合ケーブルを金型に設けられている溝に嵌め込み（曲げ工程）、その後、金型を加熱してシースの温度を上昇させる（加熱工程）。例えば、図９に示される金型５０には、複合ケーブル１０に形成することを意図する湾曲部３０に対応した曲線状の溝５１が設けられている。よって、溝５１に複合ケーブル１０を嵌め込むことによって曲げ工程が実施される。さらに、金型５０にはヒータが内蔵されており、ヒータを作動させると金型５０が加熱され、溝５１に嵌め込まれている複合ケーブル１０のシース１４の温度が上昇する。つまり、ヒータを作動させて金型５０を加熱することによって加熱工程が実施される。

尚、加熱工程においてシースの温度をどの程度にまで上昇させるかは、シースの材料などに応じて適宜決定される。

１…ＥＰＢハーネス、１０…複合ケーブル（ケーブル）、１１，１２…電線（電源線）、１３…電線（信号線）、１４…シース、１５ａ，１５ｂ…線状介在、２１…第１コネクタ、２２…第２コネクタ、２３…第３コネクタ、２４…ＡＢＳセンサ、２５…樹脂成形体、３０…湾曲部、３１…第１湾曲部、３２…第２湾曲部、３３…第３湾曲部、３４…第４湾曲部、３５…遮熱テープ、４０，４２…芯線、４１…絶縁被覆、４３…内側絶縁被覆、４４…外側絶縁被覆、５０…金型、５１…溝

Claims

複数本の導体線が撚り合わされてなる芯線と前記芯線を被覆する絶縁被覆とを有する複数本の電線が熱可塑性樹脂からなるシースによって被覆されたケーブルを用意する準備工程と、
前記準備工程のあとに前記ケーブルの前記シースの一部を除去して前記複数本の電線の端部を露出させる被覆除去工程と、
前記被覆除去工程のあとに前記複数本の電線の露出された端部に所定の部品を接続する端末処理工程と、
前記ケーブルの異なる２箇所以上に湾曲部を形成する変形工程と、を有し、
前記変形工程には、前記被覆除去工程のあとの前記端末処理工程のあとに行われる、前記ケーブルの前記シースの温度を上昇させる加熱工程と、前記ケーブルの異なる２箇所以上を湾曲させる曲げ工程と、が含まれる、
ワイヤーハーネスの製造方法。
請求項１に記載のワイヤーハーネスの製造方法において、
前記加熱工程では、前記シースの温度を軟化点よりも高く、かつ、融点よりも低い温度に上昇させる、
ワイヤーハーネスの製造方法。
請求項１又は請求項２に記載のワイヤーハーネスの製造方法において、
前記加熱工程と前記曲げ工程とを同時に実施する、
ワイヤーハーネスの製造方法。
請求項３に記載のワイヤーハーネスの製造方法において、
前記シースに熱風を当てて当該シースの温度を上昇させつつ、前記ケーブルを湾曲させる、
ワイヤーハーネスの製造方法。
請求項１又は請求項２に記載のワイヤーハーネスの製造方法において、
前記曲げ工程を実施した後に前記加熱工程を実施する、
ワイヤーハーネスの製造方法。
請求項５に記載のワイヤーハーネスの製造方法において、
前記ケーブルを金型に設けられた溝に嵌め込んだ後に、前記金型を加熱して前記シースの温度を上昇させる、
ワイヤーハーネスの製造方法。
請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のワイヤーハーネスの製造方法において、
前記変形工程によって形成された前記湾曲部の少なくとも１つに遮熱材を巻き付ける遮熱材装着工程を有する、
ワイヤーハーネスの製造方法。
請求項１～請求項７のいずれか一項に記載のワイヤーハーネスの製造方法において、
前記準備工程では、前記ケーブルとして２本の電源線および１本の信号線を含む複合ケーブルを用意し、
前記端末処理工程では、前記２本の電源線の一方の端部に第１コネクタを接続し、前記２本の電源線の他方の端部に第２コネクタを接続し、前記信号線の一方の端部に第３コネクタを接続し、前記信号線の他方の端部にＡＢＳセンサを接続する、
ワイヤーハーネスの製造方法。