JP2012174468A

JP2012174468A - ワイヤハーネス及びワイヤハーネスの製造方法

Info

Publication number: JP2012174468A
Application number: JP2011034903A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Takemoto; 寿竹本
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2012-09-10
Anticipated expiration: 2031-02-21
Also published as: JP5690162B2

Abstract

【課題】電線を確実に所望の配策経路に沿って配策でき、且つ、耐強度も高く、しかも、搬送性に優れたワイヤハーネス及びワイヤハーネスの製造方法を提供する。
【解決手段】高圧電線１０を内部に収容する可撓性チューブ１２と、可撓性チューブ１２の外面周に巻き付けられ、形態を柔軟な状態から硬化状態に変化できるテープ１３とを備え、テープ１３は、テープ強度の高い方向が硬化した形態で耐強度を大きくしたい方向になる向きで巻き付けられた。
【選択図】図６

Description

本発明は、ワイヤハーネス及びワイヤハーネスの製造方法に関する。

走行用モータを備えた車両では、バッテリよりワイヤハーネスを介して電力供給を受ける。この電力供給用のワイヤハーネスは、電線径寸法が太い高圧電線を複数本備えるため、曲げ剛性が通常のものより高い。又、電力供給用のワイヤハーネスは、高圧電線の外部からの保護を確実に行う必要がある。かかる従来のワイヤハーネスとして、特許文献１に開示されたものが提案されている。

特許文献１のワイヤハーネスは、複数の高圧電線とこの各高圧電線を内部に収容する複数の金属保護パイプとを備えている。このワイヤハーネスによれば、金属保護パイプを折り曲げれば、曲げ剛性の高い高圧電線もこれに倣って折り曲げられるため、所望の配策経路に沿って配策できる。又、ワイヤーハーネスに作用する荷重を金属保護パイプが受けるため、耐強度（荷重に耐える強度）も高い。

ところで、ワイヤハーネスは、ハーネス製造メーカの工場で製造され、自動車メーカの組み立て工場に搬送されて車両に組み付けされる。つまり、ワイヤハーネスの製造場所とハーネス車両配策場所が異なる。

特開２００４−２２４１５６号公報

前記従来例のワイヤハーネスは、配策経路に沿う形態とされた金属保護パイプを有するので、搬送に適した形態に変形させることができない。そのため、搬送性が悪い。特に、配策経路が長いワイヤハーネスは、搬送性が非常に悪くなる。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、電線を確実に所望の配策経路に沿って配策でき、且つ、耐強度も高く、しかも、搬送性に優れたワイヤハーネス及び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。

本発明は、電線を内部に収容するチューブと、前記チューブの外面周に巻き付けられ、形態を柔軟な状態から硬化状態に変化できるテープとを備え、前記テープは、テープ強度の高い方向が硬化した形態で耐強度を大きくしたい方向になる向きで巻き付けられたことを特徴とするワイヤハーネスである。

前記テープは、前記チューブに螺旋状に巻き付けても良い。前記テープは、チューブの軸方向に巻き位置をシフトさせずに同じ位置に巻き付けても良い。前記テープは、前記チューブに複数層に亘って巻き付けても良い。前記テープは、複数層が同じ巻き方であっても良い。前記テープは、複数層が異なる巻き方であっても良い。

他の本発明は、電線を内部に収容するチューブに、形態を柔軟な状態から硬化状態に変化できるテープを巻き付け、テープは、テープ強度の高い方向が硬化した形態で耐強度を大きくしたい方向になる巻き付け方で巻き付けるテープ巻き工程と、チューブに巻かれたテープに形態硬化処理を行い、所望の配策経路に沿う形態で前記テープを硬化させるテープ硬化工程とを備えたことを特徴とするワイヤハーネスの製造方法である。

本発明によれば、ワイヤハーネスの製造時には、チューブに巻き付けられたテープについて形態硬化処理を行わないで、ワイヤハーネスを搬送に適した形態として搬送し、車両組み付け時に形態硬化処理を行ってテープを配策経路に沿う形態で硬化させれば、このテープの硬化形態に倣ってチューブ及び電線を配策でき、又、ワイヤーハーネスのテープ巻き付け箇所に作用する荷重を形態硬化したテープが受ける。以上より、電線を確実に所望の配策経路に沿って配策でき、且つ、耐強度も高く、しかも、搬送性に優れている。

その上、テープは、テープ強度の高い方向が耐強度を大きくしたい方向になる向きで巻き付けられているため、各箇所毎の想定荷重に適合した耐強度を効果的に得ることができる。従って、所望の耐強度を得るのに最小限のテープ使用量で足りる。

本発明の実施形態を示し、ワイヤハーネスが接続される搭載部品等の概略配置図である。本発明の実施形態を示し、（ａ）はワイヤハーネスの車体配策状態の正面図、（ｂ）はワイヤハーネスの断面図である。

、（ｂ）はテープの巻き付け箇所を配策経路に沿うよう折り曲げ、テープを硬化させた状態を示す斜視図である。
本発明の実施形態を示し、（ａ）はテープの編み構造の模式図、（ｂ）はテープの編み縦方向（テープ長手方向）に引っ張り力を作用させた時の変形状態を示す模式図、（ｃ）はテープの編み横方向（テープ幅方向）に引っ張り力を作用させた時の変形状態を示す模式図である。テープを螺旋状に巻き付けた場合に強度が強くなる方向を示す正面図である。（ａ）はテープを包み巻きに巻き付けた場合に強度が強くなる方向を示す正面図、（ｂ）はテープを包み巻きに巻き付けた場合の側面図である。（ａ）は本発明の実施形態を示し、ワイヤハーネスの固定部の周辺におけるテープ巻き付け構造を示す正面図、（ｂ）はワイヤハーネスの固定部の周辺におけるテープ巻き付け構造の変形例を示す正面図である。本発明の実施形態を示し、ワイヤハーネスの折曲部におけるテープ巻き付け構造を示す斜視図である。本発明の実施形態を示し、テープを螺旋状に二層巻き付けた状態を示す正面図である。本発明の実施形態を示し、テープを螺旋状に互いに異なる向きで各一層ずつ巻き付けた状態を示す正面図である。本発明の実施形態を示し、テープを包み巻きと螺旋巻きで各一層ずつ巻き付けた状態を示す正面図である。

（実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１において、車両１は、車体前部にエンジン２とモータユニット３とインバータユニット４を、車体後部にジャンクションブロック６付きのバッテリ５をそれぞれ備えている。モータユニット３とインバータユニット４との間、及び、インバータユニット４とバッテリ５のジャンクションブロック６との間は、ワイヤハーネスＷＨ１，ＷＨ２でそれぞれ電気的に接続されている。モータユニット３は、バッテリ５から２本のワイヤハーネスＷＨ１，ＷＨ２を介して電力供給を受けている。ワイヤハーネスＷＨ２は、ワイヤハーネスＷＨ１に較べて配策距離が非常に長く、且つ、配策経路として車体床下を通っている。従って、ワイヤハーネスＷＨ２は、屈曲された配策経路に沿って配策され、且つ、複数箇所で車体に固定される。以下、説明する。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ワイヤハーネスＷＨ２は、３本の高圧電線１０と、これら高圧電線１０を被う電磁シールド部材１１と、電磁シールド部材１１に被われた３本の高圧電線１０を内部に収容するチューブである可撓性チューブ１２と、可撓性チューブ１２の外周面に設けられた複数箇所の形態保持部１５Ａ，１５Ｂと、３本の高圧電線１０の両端に接続された一対のコネクタ１４とを備えている。

可撓性チューブ１２は、合成樹脂製である。可撓性チューブ１２は、扁平楕円形状である。これにより、車体床下に配策する際に極力低背化となっている。可撓性チューブ１２は、外周面が軸方向に沿って交互に凹凸を繰り返す蛇腹形状である。これにより、剛性を低下させることなく撓み変形容易に形成されている。

形態保持部１５Ａ，１５Ｂは、ワイヤハーネスＷＨ２の耐強度を上げたい箇所であり、可撓性チューブ１２の外周にテープ１３を巻き付けることによって構成されている。

先ず、使用されるテープ１３の構成を説明する。テープ１３は、図３（ａ）に示すように、ガラス繊維、樹脂繊維、炭素繊維を基材とした編み構造（ニット）に、水、光、熱等で硬化する樹脂を含浸させたキャスティングテープである。テープ１３は、図３（ｂ）に示すように、編みの縦方向（テープ長手方向）の引っ張り荷重に対する変形量が小さく、この方向の強度が高い。テープは、図３（ｃ）に示すように、編みの横方向（テープ幅方向）の引っ張り荷重に対する変形量が大きく、この方向の強度が小さい。

テープ１３は、樹脂の硬化前では、編み構造（ニット）構造によって弾性変形可能であり、柔軟な状態を保持する。テープ１３は、水、光、熱等を供給する形態硬化処理を行うと、硬化樹脂が硬化して編み構造（ニット）構造が弾性変形できない状態となり、当該形態を保持して硬化する。そして、テープ１３は、硬化後でも上記した硬化前の強度関係を維持し、強度において方向性を持つ。従って、テープ１３は、図４に示すように、可撓性チューブ１２に螺旋状に巻き付けた場合には、巻き付け方向に沿う方向が強度の高い方向となる。又、テープ１３は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、可撓性チューブ１２にテープ幅方向で包むように、つまり、軸方向に巻き位置をシフトさせずに同じ位置に巻き付けた場合には、可撓性チューブ１２の軸方向に沿う方向が強度の高い方向Ｓとなる。

次に、各形態保持部１５Ａ，１５Ｂのテープ巻き付け方を説明する。テープ１３は、テープ強度の高い方向が硬化した形態で耐強度を大きくしたい方向になる向きで巻き付けられている。

具体的には、図６（ａ）に示すように、形態保持部１５Ａは、ワイヤハーネスＷＨ２の固定部２０の一方側の周辺箇所である。この箇所の形態保持部１５Ａには、固定部２０のボルト２１を支点とする荷重（モーメントＭ）が作用することが想定される。そのため、テープ１３は、この想定される荷重の方向にテープ強度の強い方向Ｓがなる向きで、つまり、螺旋状に巻き付けられている。

図６（ｂ）に示すように、形態保持部１５Ａは、ワイヤハーネスＷＨ２の固定部２０の両側の周辺箇所とする場合もある。この箇所の形態保持部１５Ａには、固定部２０のボルト２１を支点として左右で互いに異なる方向の荷重（モーメントＭ）が作用することが想定される。そのため、テープ１３は、この想定される各荷重の方向にテープ強度の強い方向がなる巻き付け方で、つまり、左右で逆向きに螺旋状に巻き付ける。これにより、この両側の箇所のワイヤハーネスＷＨ２の耐強度を強くすることができる。

図７に示すように、形態保持部１５Ｂは、車体配策状態におけるワイヤハーネスＷＨ２の折曲箇所である。この箇所の形態保持部１５Ｂには、高圧電線１０及び可撓性チューブ１２の撓み復帰変形力が想定される。この撓み復帰変形力によって、折曲箇所の内周アール部ａには引っ張り応力が、折曲箇所の外周アール部ｂには圧縮応力が作用する。従って、テープ１３は、この想定される荷重（この場合には上記引っ張り応力、圧縮応力）の方向にテープ強度の強い方向がなる巻き付け方で、つまり、テープ横方向側で包むように巻き付けられている。

ワイヤハーネスＷＨ２の折曲箇所にあって、高圧電線１０及び可撓性チューブ１２の撓み復帰変形力が強力な場合には、下記するテープ１３の二層巻き等を行うことが好ましい。

次に、ワイヤハーネスＷＨ２の製造から車体組み付けまでの作業を形態保持部１５Ａ，１５Ｂの関係作業を中心に簡単に説明する。ワイヤハーネスＷＨ２の製造場所と車体への組み付け場所は、異なるものとする。ワイヤハーネスＷＨ２の製造場所では、高圧電線１０を内部に収容する可撓性チューブ１２の複数箇所にテープ１３を巻き付ける。ここで、テープ１３は、テープ強度の高い方向が硬化した形態で耐強度を大きくしたい方向になる巻き付け方で巻き付ける（テープ巻き工程）。

ワイヤハーネスＷＨ２は、製造場所ではテープ１３に水供給などの形態硬化処理を行わない。ワイヤハーネスＷＨ２は、剛性箇所がなく自由に形態を変えることができるため、ワイヤハーネスＷＨ２を搬送に適した形態としてワイヤハーネスＷＨ２の車体組み付け場所に搬送する。

車体組み付け場所では、可撓性チューブ１２に巻かれた各テープ１３に水供給などの形態硬化処理を行い、可撓性チューブ１２のテープ１３が巻かれた箇所を所望の配策経路に沿う形態とし（図２（ａ）参照）、この形態でテープ１３を硬化させる（テープ硬化工程）。これにより、ワイヤハーネスＷＨ２に形態保持部１５Ａ，１５Ｂが作成される。テープ１３の形態硬化処理の作業と配策経路に沿う形態とする作業は、テープ１３の硬化時間を配慮して行う。ワイヤハーネスＷＨ２のテープ１３が巻き付けられた各箇所は、硬化されたテープ形態によって形態保持される。

以上説明したように、テープ１３は、テープ強度の高い方向が硬化した形態で耐強度を大きくしたい方向になる巻き付け方で巻き付けられている。従って、ワイヤハーネスＷＨ２の製造時には、可撓性チューブ１２に巻き付けられたテープ１３について形態硬化処理を行わないで、ワイヤハーネスＷＨ２を搬送に適した形態として搬送し、車両組み付け時に形態硬化処理を行ってテープ１３を配策経路に沿う形態で硬化させれば、このテープ１３の硬化形態に倣って可撓性チューブ１２及び電線１０を配策でき、又、ワイヤーハーネスＷＨ２のテープ巻き付け箇所に作用する荷重を形態硬化したテープ１３が受ける。以上より、高圧電線１０を確実に所望の配策経路に沿って配策でき、且つ、耐強度も高く、しかも、搬送性に優れている。

その上、テープ１３は、テープ強度の高い方向が硬化した形態で耐強度を大きくしたい方向になる巻き付け方で巻き付けられているため、部位毎の想定荷重に適合した耐強度を効果的に得ることができる。従って、所望の耐強度を得るのに最小限のテープ使用量で足りる。

つまり、ワイヤハーネスＷＨ２は、車両振動、固定位置、固定の向き等により、必要とされる強度方向が決まる。従って、ワイヤハーネスＷＨ２の各箇所の想定荷重に適合した巻き付け方を行うことによって各荷重に対する耐強度を上げることができる。

また、従来のワイヤハーネスは、金属保護パイプを有するので、ワイヤハーネスの配策経路の変更には、金属保護パイプ自体の変更や、折り曲げ加工のやり直し等を行う必要があるため、簡単には対応できない。しかし、本発明では、硬化前のテープ１３は、所望の形態に自由に形態変化させることができるため、ワイヤハーネスＷＨ２の配策経路の変更に簡単に対応できる。

（テープの巻き付け方の二層巻きパターン）
テープ１３は、一層ではなく二層巻きで巻き付けても良く、例えば次のような二層巻きパターンが考えられる。

図８に示すように、テープ１３を可撓性チューブ１２に螺旋状に同じ向きで二層に巻き付ける。この場合には、巻き付け方向に沿う方向が強度の高い方向Ｓ１，Ｓ２になるため、その耐強度が一層の場合の二倍になる。荷重の作用する方向が一方向で、耐強度をより増加したい箇所に有効である。

図９に示すように、テープ１３を可撓性チューブ１２に螺旋状に互いに異なる向きで各一層ずつ巻き付ける。この場合には、各巻き付け方向に沿う方向が強度の高い方向Ｓ１，Ｓ２となる。強度の高い方向Ｓ１，Ｓ２が多少異なることから、荷重の作用する方向が不定の場合（あらゆる方向から荷重が作用する場合）に有効である。

図１０に示すように、テープ１３を可撓性チューブにテープ幅方向で包み込むように一層目を巻き付け、その上から螺旋状に二層目を巻き付ける。この場合には、可撓性チューブ１２の軸方向に沿う方向と螺旋巻き付け方向に沿う方向が強度の高い方向となる。強度の高い方向が９０度異なることから、荷重の作用する方向が不定の場合（あらゆる方向から荷重が作用する場合）により有効である。

テープ１３は、三層以上で巻き付けても良いことはもちろんである。

（その他）
前記実施形態では、形態保持部１５Ａ，１５Ｂは、ワイヤハーネスＷＨ２の車両配策状態での折曲箇所と、固定部２０の周辺箇所に設けられているが、これに限定されるものではない。これら以外の箇所で耐強度を上げたい箇所があればその箇所を形態保持部とする。

前記実施形態では、テープ１３は、編み縦方向が強度の強い方向で、編み横方向が強度の弱い方向であるが、編み方向と強度の強弱方向はこれに限定されない。

前記実施形態では、ワイヤハーネスＷＨ２は、高圧電線１０を使用しているが、高圧電線１０以外の電線にも適用可能であることはもちろんである。

１０高圧電線（電線）
１２可撓性チューブ（チューブ）
１３テープ
ＷＨ１，ＷＨ２ワイヤハーネス

Claims

電線を内部に収容するチューブと、前記チューブの外面周に巻き付けられ、形態を柔軟な状態から硬化状態に変化できるテープとを備え、
前記テープは、テープ強度の高い方向が硬化した形態で耐強度を大きくしたい方向になる向きで巻き付けられたことを特徴とするワイヤハーネス。
請求項１記載のワイヤハーネスであって、
前記テープは、前記チューブに螺旋状に巻き付けられたことを特徴とするワイヤハーネス。
請求項１記載のワイヤハーネスであって、
前記テープは、チューブの軸方向に巻き位置をシフトさせずに同じ位置に巻き付けられたことを特徴とするワイヤハーネス。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のワイヤハーネスであって、
前記テープは、前記チューブに複数層に亘って巻き付けられたことを特徴とするワイヤハーネス。
請求項４記載のワイヤハーネスであって、
前記テープは、複数層が同じ巻き方であることを特徴とするワイヤハーネス。
請求項１記載のワイヤハーネスであって、
前記テープは、複数層が異なる巻き方であることを特徴とするワイヤハーネス。
電線を内部に収容するチューブに、形態を柔軟な状態から硬化状態に変化できるテープを巻き付け、テープは、テープ強度の高い方向が硬化した形態で耐強度を大きくしたい方向になる巻き付け方で巻き付けるテープ巻き工程と、
チューブに巻かれたテープに形態硬化処理を行い、所望の配策経路に沿う形態で前記テープを硬化させるテープ硬化工程とを備えたことを特徴とするワイヤハーネスの製造方法。