JPWO2020170559A1

JPWO2020170559A1 - 電線用外装体及び外装体付きワイヤーハーネス

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Publication number: JPWO2020170559A1
Application number: JP2021501596A
Authority: JP
Inventors: 貴志押野; 好一亀井; 博史須山; 直之児島
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2021-12-23
Anticipated expiration: 2039-12-09
Also published as: CN113454862A; DE112019006897T5; US11869683B2; JP7328318B2; WO2020170559A1; US20210375503A1; CN113454862B

Abstract

シートにより構成され、かつ折り曲げ状態で構成される筒状の収容部２０ａに、電線が収容されて電線の外周に装着される外装体（電線用外装体）２０であって、収容部２０ａを構成する壁部は、突部２６が形成された第１側壁部２２と、孔部２７が形成された上壁部２４とを備え、収容部２０ａは、孔部２７を貫通した突部２６が溶融して上壁部２４に溶着されることにより第１側壁部２２と上壁部２４とが係合して形成される。

Description

本発明は、電線用外装体及び外装体付きワイヤーハーネスに関するものである。

従来、車両等に配索される電線の外周に装着される電線用外装体（プロテクタ）が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載のプロテクタは、電線の周囲を囲む態様で板材を折り曲げて互いに重なり合う部分を係合部品で係合させることにより、筒状の収容部に該電線を収容して外力から保護している。

特開２０１７−５５５１０号公報

ところで、上述したプロテクタでは、板材の互いに重なり合う部分を該板材とは別体の係合部品で係合させており、しかも係合個所が電線の延在方向に沿って複数必要とされることから、部品点数の増大により製造コストの増大化を招来していた。

本発明は、上記実情に鑑みて、製造コストの低減化を図りながら、強度の向上を図ることができる電線用外装体及び外装体付きワイヤーハーネスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電線用外装体は、シートにより構成され、かつ折り曲げ状態で構成される筒状の収容部に、電線が収容されて該電線の外周に装着される電線用外装体であって、前記収容部を構成する壁部は、突部が形成された第１壁部と、孔部が形成された第２壁部とを備え、前記収容部は、前記孔部を貫通した前記突部が溶融して前記第２壁部に溶着されることにより前記第１壁部と前記第２壁部とが係合して形成されることを特徴とする。

また本発明は、上記電線用外装体において、前記突部は、前記第１壁部と同一平面を成しつつ該第１壁部の端面より外方に突出する態様で形成されており、前記孔部を貫通した部分が溶融して該第２壁部の外表面に溶着されたことを特徴とする。

また本発明は、上記電線用外装体において、前記突部は、前記第２壁部の外表面に樹脂溶着されたことを特徴とする。

また本発明は、上記電線用外装体において、前記シートは、熱可塑性樹脂発泡シートであることを特徴とする。

また、本発明に係る外装体付きワイヤーハーネスは、前記電線用外装体を備え、前記電線用外装体が、前記収容部にワイヤーハーネスを収容して該ワイヤーハーネスの外周に装着されたことを特徴とする。

本発明によれば、製造コストの低減化を図りながら、強度の向上を図ることができる。しかも、溶融での固定による信頼性の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施の形態である電線用外装体を用いた外装体付きワイヤーハーネス、すなわち本発明の実施の形態である外装体付きワイヤーハーネスを示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態である電線用外装体を用いた外装体付きワイヤーハーネス、すなわち本発明の実施の形態である外装体付きワイヤーハーネスを示す正面図である。図３は、図１及び図２に示した外装体を展開した状態で示す斜視図である。図４は、図１及び図２に示した外装体を展開した状態で示す平面図である。図５は、図３及び図４に示した孔部に突部を貫通させた状態を示す斜視図である。図６は、図３及び図４に示した孔部に突部を貫通させた状態を示す正面図である。図７は、孔部を貫通した突部を上壁部に溶着させる様子について、図６におけるＡ−Ａ線断面で示す断面図である。図８は、孔部を貫通した突部を上壁部に溶着させる様子について、図６におけるＡ−Ａ線断面で示す断面図である。図９は、孔部を貫通した突部を上壁部に溶着させる様子について、図６におけるＡ−Ａ線断面で示す断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る電線用外装体及び外装体付きワイヤーハーネスの好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１及び図２は、それぞれ本発明の実施の形態である電線用外装体を用いた外装体付きワイヤーハーネス、すなわち本発明の実施の形態である外装体付きワイヤーハーネスを示すもので、図１は斜視図、図２は正面図である。

電線用外装体の構成は、以下に詳述するが、シートにより構成され、かつ折り曲げ状態で構成される筒状の収容部に、電線が収容されて該電線の外周に装着されるものである。

ここで例示する外装体付きワイヤーハーネス１１は、ワイヤーハーネス１と外装体（電線用外装体）２０とを備えて構成されている。ワイヤーハーネス１は、従来公知のものであり、複数の電線を束ねて構成されている。

外装体２０は、１枚のシートにより構成され、このシートが折り曲げられることで四角筒状の収容部２０ａを形成する長尺状の部材である。ここで外装体２０の長手方向をＸ方向とし、この長手方向に直交する方向をＹ方向として説明する。

収容部２０ａを構成する壁部は、図１に示すように、突部２６が形成された第１壁部である第１側壁部２２と、孔部２７（図３及び図４参照）が形成された第２壁部である上壁部２４とを備える。収容部２０ａは、孔部２７を貫通した突部２６が溶融して上壁部２４に溶着されることにより第１側壁部２２と上壁部２４とが係合して形成される。

なお、溶着とは、樹脂溶着（Plastic Welding）のことである。本実施の形態では、樹脂溶着の一例として超音波溶着（Ultrasonic Welding）を採用した場合について説明するが、超音波溶着に限らず、振動溶着（Vibration Welding）、高周波溶着（Radio Frequency Welding）、熱板溶着（Hot Plate Welding）、レーザー溶着（Laser Welding）などでもよい。樹脂溶着とは、熱可塑性の樹脂部品を融点を超えるまで加熱し、圧力を加え分子レベルで結合する技術をいう。超音波溶着とは、超音波振動と加圧で樹脂部材同士を溶融し、結合する技術をいう。振動溶着とは、加圧と振動により、部品の境界面に摩擦熱を発生させて溶融し、結合する技術をいう。高周波溶着とは、高周波を印加することにより、分子レベルでの衝突、振動および摩擦を物質の内部で発生させ、その自己発熱によって溶融し、結合する技術をいう。熱板溶着とは、加熱した熱板で樹脂を溶融し、樹脂が冷えて固まるまでに加圧して結合する技術をいう。レーザー溶着とは、レーザー光を照射することで部品の境界面に熱を発生させ、樹脂を溶融し、結合する技術をいう。

具体的には、収容部２０ａは、底壁部２１、第１側壁部（第１壁部）２２、第２側壁部２３及び上壁部（第２壁部）２４の複数の壁部により囲繞されて構成されている。

底壁部２１は、収容部２０ａの底面を構成しており、外装体２０の下面を成すものである。第１側壁部２２は、図３及び図４にも示すように、第１折曲部２５ａを介して底壁部２１に連続している。第２側壁部２３は、第２折曲部２５ｂを介して底壁部２１に連続している。この第２側壁部２３の図３及び図４中のＹ方向の寸法は、第１側壁部２２のＹ方向の寸法と同等である。上壁部２４は、第３折曲部２５ｃを介して第２側壁部２３に連続している。この上壁部２４の図３及び図４中のＹ方向の寸法は、底壁部２１のＹ方向の寸法よりも大きい。

これら壁部において、第１側壁部２２がシートのＹ方向の一端部を構成し、上壁部２４がシートのＹ方向の他端部を構成している。

そして、第１側壁部２２の端部には、外方（図３及び図４中ではＹ方向）に向けて突出する複数（図２に示す例では３つ）の突部２６がＸ方向に沿って所定間隔毎に形成されている。これら突部２６は、第１側壁部２２と同一平面を成しつつ第１側壁部２２の端面２２１より外方に突出する態様で形成されている。

突部２６は、胴部２６１と頭部２６２とを有している。胴部２６１は、第１側壁部２２より外方に向けて延在する部分であり、突部２６の基端部分を構成している。頭部２６２は、胴部２６１の延在端部に連続する部分であり、突部２６の先端部分を構成している。かかる突部２６では、頭部２６２が胴部２６１よりも僅かに幅広となる形態を成している。より詳細には、胴部２６１の幅寸法（Ｘ方向の寸法）よりも頭部２６２の幅寸法（Ｘ方向の寸法）が僅かに大きく形成されている。

上壁部２４の端部には、複数（図２に示す例では３つ）の孔部２７が突部２６に対応する態様でＸ方向に沿って所定間隔毎に形成されている。これら孔部２７は、Ｘ方向が長手方向となる態様で矩形状を成している。

ここで、ワイヤーハーネス１が収容部２０ａに収容される様子について説明する。底壁部２１に対して第１側壁部２２及び第２側壁部２３が略垂直となるように、第１折曲部２５ａ及び第２折曲部２５ｂで折り曲げる。また第２側壁部２３に対して上壁部２４が略垂直となるように、第３折曲部２５ｃを折り曲げる。これにより、底壁部２１と上壁部２４とが互いに対向するとともに、第１側壁部２２と第２側壁部２３とが互いに対向する。そして、底壁部２１と上壁部２４との相互間に、ワイヤーハーネス１をＸ方向に延在する態様で配置させる。

その後、突部２６を対応する孔部２７に挿入して貫通させる。より詳細に説明すると、図５及び図６に示すように、孔部２７に対して頭部２６２、胴部２６１の順に突部２６を挿入して貫通させる。このとき、第１側壁部２２の端面２２１が、上壁部２４の内表面となる下面２４１に接することが好ましい。

そして、図７に示すように、先端部分に半球状の凹部３１が形成された超音波溶着機３０を、孔部２７を貫通した突部２６（頭部２６２）に近接させる。その後、図８に示すように超音波溶着機３０の先端部分を、上壁部２４より上方に突出する突部２６に当接させ、例えば６〜８秒間超音波を発振した後に、例えば７〜９秒間冷却させ、図９に示すように超音波溶着機３０を離隔させる。この結果、孔部２７を貫通した突部２６が溶融して半球状を成して上壁部２４の外表面である上面２４２の孔部２７の開口縁部に溶着することで、第１側壁部２２と上壁部２４とが係合し、ワイヤーハーネス１が収容部２０ａに収容され、外装体２０がワイヤーハーネス１の外周に装着される。

ところで、上記外装体２０を構成するシートは、種々のものが適用できるが、熱可塑性樹脂発泡シートであることが好ましい。熱可塑性樹脂発泡シートの樹脂種については、熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。

熱可塑性樹脂発泡シートの密度は、特に限定されないが、機械的特性の異方性が防止されて外装体２０の設計の自由度が向上する点から、例えば２００ｋｇ／ｍ^３以上１０００ｋｇ／ｍ^３以下であることが好ましく、軽量性と機械的強度とのバランスをより向上させる点から、３００ｋｇ／ｍ^３以上６００ｋｇ／ｍ^３以下であることがより好ましく、３５０ｋｇ／ｍ^３以上５５０ｋｇ／ｍ^３以下であることが特に好ましい。

熱可塑性樹脂発泡シートには、両面又は片面に非発泡層を有していてもよい。すなわち、熱可塑性樹脂発泡シートは、発泡層と該発泡層上に形成された非発泡層とを有する構成としてもよい。熱可塑性樹脂発泡シートの表面に非発泡層が形成されていることにより、外装体２０の曲げ弾性が向上して、収容部２０ａに収容されるワイヤーハーネス１の保護性能がより向上する。外装体２０の曲げ弾性をより向上させる点から、熱可塑性樹脂発泡シートの両面に非発泡層を有する３層構造の構成が好ましい。熱可塑性樹脂発泡シートに形成される非発泡層の厚さは、特に限定されないが、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

熱可塑性樹脂発泡シートの発泡層の気泡数密度は、特に限定されないが、その下限値は、機械的特性の異方性をより確実に防止する点から、例えば８００個／ｍｍ^３以上であることが好ましく、１０００個／ｍｍ^３以上であることが特に好ましい。一方で、上記気泡数密度の上限値は、優れた機械的強度を得る点から、例えば１０^１０個／ｍｍ^３以下であることが好ましい。

熱可塑性樹脂発泡シートであるシートの厚さは、特に限定されないが、折り曲げの容易さと機械的強度とのバランスをより向上させる点から、例えば０．８０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが特に好ましい。

以上説明したように、本発明の実施の形態である外装体２０及び外装体付きワイヤーハーネス１１においては、上壁部２４の孔部２７を貫通した第１側壁部２２の突部２６が溶融して上壁部２４に溶着されることにより第１側壁部２２と上壁部２４とを係合して筒状の収容部２０ａを形成しているので、第１側壁部２２と上壁部２４とを十分な強度で係合させることができ、強度を向上させている。また外装体２０及び外装体付きワイヤーハーネス１１では、突部２６及び孔部２７は、第１側壁部２２及び上壁部２４に形成されているので、従来のように他の部品（係合部品）を用いることもなく、部品点数を低減させることができる。よって、外装体２０及び外装体付きワイヤーハーネス１１によれば、製造コストの低減化を図りながら、強度の向上を図ることができる。

しかも上記外装体２０及び外装体付きワイヤーハーネス１１は、第１側壁部２２と上壁部２４との係合状態を十分に強固なものとすることができるので、車両等に搭載された場合、振動等により収容部２０ａが変形等して破損等する虞れがない。特に、シート自体が軽量で強度も低下する熱可塑性樹脂発泡シートでも収容部２０ａを良好に形成することができ、有用である。

上記外装体２０及び外装体付きワイヤーハーネス１１によれば、第１側壁部２２と同一平面を成しつつ端面２２１より外方に突出する態様で形成された突部２６が孔部２７を貫通して溶融して上壁部２４の外表面に溶着されているので、第１側壁部２２及び上壁部２４の係合は、収容部２０ａの外部で行われている。つまり、収容部２０ａには突部２６の溶融等による影響を与えない。従って、収容部２０ａに収容されるワイヤーハーネス１を損傷等させる虞れがない。

上記外装体２０及び外装体付きワイヤーハーネス１１によれば、外装体２０を構成するシートが熱可塑性樹脂発泡シートにより構成されているので、突部２６を上壁部２４に超音波溶着させる際に、突部２６が比較的早く溶融し、これにより第１側壁部２２と上壁部２４との係合を短時間で行うことができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、突部２６が、第１側壁部２２と同一平面を成していたが、本発明においては、突部は、第１壁部と同一平面を成していなくてもよいし、第１壁部の端面から突出していなくてもよい。

以上のように、本発明に係る電線用外装体及び外装体付きワイヤーハーネスは、車両等に配索される電線を収容するのに有用である。

１ワイヤーハーネス
１１外装体付きワイヤーハーネス
２０外装体（電線用外装体）
２０ａ収容部
２１底壁部
２２第１側壁部（第１壁部）
２２１端面
２３第２側壁部
２４上壁部（第２壁部）
２４１下面
２４２上面
２５ａ第１折曲部
２５ｂ第２折曲部
２５ｃ第３折曲部
２６突部
２６１胴部
２６２頭部
２７孔部
３０超音波溶着機

Claims

シートにより構成され、かつ折り曲げ状態で構成される筒状の収容部に、電線が収容されて該電線の外周に装着される電線用外装体であって、
前記収容部を構成する壁部は、突部が形成された第１壁部と、孔部が形成された第２壁部とを備え、
前記収容部は、前記孔部を貫通した前記突部が溶融して前記第２壁部に溶着されることにより前記第１壁部と前記第２壁部とが係合して形成されることを特徴とする電線用外装体。
前記突部は、前記第１壁部と同一平面を成しつつ該第１壁部の端面より外方に突出する態様で形成されており、前記孔部を貫通した部分が溶融して該第２壁部の外表面に溶着されたことを特徴とする請求項１に記載の電線用外装体。
前記突部は、前記第２壁部の外表面に樹脂溶着されたことを特徴とする請求項２に記載の電線用外装体。
前記シートは、熱可塑性樹脂発泡シートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電線用外装体。
請求項１〜４のいずれか１つに記載の電線用外装体を備え、
前記電線用外装体が、前記収容部にワイヤーハーネスを収容して該ワイヤーハーネスの外周に装着されたことを特徴とする外装体付きワイヤーハーネス。