JP6044475B2

JP6044475B2 - シールド導電体の製造方法

Info

Publication number: JP6044475B2
Application number: JP2013140917A
Authority: JP
Inventors: 洋和中井; 雄貴大平
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2033-07-04
Also published as: CN104283086A; US20150008252A1; CN104283086B; JP2015015825A

Description

本発明は、シールド導電体の製造方法に関するものである。

従来、ハイブリッド自動車や電気自動車では、バッテリとインバータとの間やインバータとモータとの間等に配索されるワイヤハーネスを金属製のシールドパイプに挿通して配線する場合が多い。シールドパイプは自動車ボディの床下において前後方向に沿って配されている。このシールドパイプは電線に対するシールド機能と飛び石等からの保護の機能を有している。シールドパイプはエンジンルーム内に導入された後は、インバータ側と可撓性を有する金属編組部を介して接続され、ワイヤハーネスの配索方向の自由度を高めるようにしている。金属編組部は金属素線をメッシュ状に編組したものであり、金属製パイプの端部に被せ付けられ、一般的にはかしめリングにてかしめ付けることによって接続されることが多い。

特開２００６−３１１６９９号公報

上記したように、シールドパイプと金属編組部とは、ワイヤハーネスに対するシールド導電体となる。シールドパイプと金属編組部とはかしめリングのかしめ付けによって接続固定されるのが一般的である。しかしながら、このようなかしめによる接続方法では、金属編組部とシールドパイプの外周面との接触状況を全周に亘って均一化することは困難であり、電気的接触信頼性の点で改善の余地がある。また、かしめリングを使用するため、部品点数が増加してしまう、という点も指摘される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、シールド導電体において、金属編組部と接続相手との電気的接触信頼性を高めることができるようにすることを目的とする。

本発明におけるシールド導電体の製造方法は、導電性を有する筒部を備えた接続相手に対し、金属素線を筒状に編組して形成され前記筒部の端部の外周面側に嵌合される金属編組部を接続してシールド導電体を製造する方法であって、前記金属編組部を前記筒部の端部に嵌合させた状態で、この嵌め合わせ部位にリング状に形成された金属製の溶着バンドを取付けておき、その状態で前記溶着バンドを溶融させて前記筒部と前記金属編組部とを周方向に沿って溶着させ、その後、前記金属編組部と前記筒部との溶着部位を中心にして前記金属編組部を前記筒部から抜き取るように反転させることにより、前記金属編組部内にワイヤハーネスが挿通されるようにすることを特徴する。

本発明によれば、金属編組部と筒部とは溶着バンドを溶融させることにより周方向に沿って溶着することができる。したがって、従来のようなかしめリングを用いたかしめによって接続する場合に比較して、電気的接触信頼性が高く、また部品点数の削減も達成できる。

実施例１に係るシールドパイプと金属編組部との接続部位の周辺を示す断面図（Ａ）〜（Ｃ）は金属編組部とシールドパイプとの接続工程図であり、（Ａ）はシールドパイプに金属編組部を被せ付け、金属編組部における溶着予定部位に溶着バンドを嵌め付けた状態を示す図、（Ｂ）は溶着後、金属編組部を反転させている途上の状態を示す図、（Ｃ）は金属編組部とシールドパイプの接続作業が完了した状態を示す図（Ａ）、（Ｂ）は実施例２に係る製造方法を示すものであり、（Ａ）はシールドパイプに金属編組部を被せ付け、金属編組部における溶着予定部位に溶着バンドを嵌め付けた状態を示す図、（Ｂ）は金属編組部とシールドパイプの接続作業が完了した状態を示す図（Ａ）、（Ｂ）は実施例３に係る製造方法を示すものであり、（Ａ）はシールドパイプに金属編組部を被せ付け、金属編組部における溶着予定部位に溶着バンドを嵌め付けた状態を示す図、（Ｂ）は金属編組部とシールドパイプの接続作業が完了した状態を示す図

本発明における好ましい実施の形態を説明する。
（１）本発明におけるシールド導電体の製造方法は、前記金属編組部の前記金属素線は銅あるいは銅合金製で表面にメッキがされており、溶着に先立って前記溶着バンドが前記金属編組部の端部の外周側に嵌め付けられ、その状態で、前記溶着バンドが超音波接合機により溶融して前記金属編組部と前記筒部とを接続するようにしてもよい。
金属編組部の表面には防錆の必要からメッキが施されていることが多い。しかし、接続相手にメッキが施されていると一般には超音波溶着することが困難であると言われている。そのためメッキを一旦除去したうえで、超音波溶着し、その後にメッキ除去部位を防錆処理をしなければならない等、作業効率が悪いという、問題点があった。その点、上記のような方法によればメッキを除去しなくとも、超音波接合機にて溶着バンドを溶融固化させることで筒部と金属編組部とを接合させることができる。

（２）前記筒部の外周面には前記溶着バンドを位置決めするための位置決め部が形成され、前記金属編組部を介在させつつ前記溶着バンドを前記筒部に対し位置決めした状態で溶融させるとよい。
このような方法によれば、溶着バンドを位置決めした状態で溶着作業をすることができるため、溶着部位がばらついてしまうことを回避することができる。

次に、本発明を具体化した実施例１乃至３について、図面を参照しつつ説明する。
＜実施例１＞
図１は、ハイブリッド自動車において、リア側の車室内に搭載されたバッテリとエンジンルーム内に搭載されたインバータとの間を接続するワイヤハーネスＷＨの途中の配索状況を示したものである。

ワイヤハーネスＷＨは、複数本の電線よりなる。ワイヤハーネスＷＨの配索途上は導電金属製のシールドパイプ１（本発明の接続相手に相当する）中に挿通されている。シールドパイプ１はアルミニウムあるいはアルミニウム合金製であり、車両ボディの床下に配されている。

シールドパイプ１の端部は床下からエンジンルーム内に導入された後、金属編組部２に接続されている。金属編組部２はシールドパイプ１と共に本発明のシールド導電体を構成し、インバータに接続されるまでの所定長さ範囲に亘って設けられている。

金属編組部２は、例えば、表面に錫メッキ加工を施した銅系金属素線をメッシュ状にかつ長尺の筒状に編組して形成したものである。この金属編組部２内にはシールドパイプ１から引き出されたワイヤハーネスが挿通されている。金属編組部２の端部はシールドパイプ１の端部に、後述する溶着方法によって接続固定されて本発明のシールド導電体を構成する。

金属編組部２は、シールドパイプ１と接続される側の一部範囲を除いてコルゲートチューブ３内に挿通されており、金属編組部２の端部は図示しないインバータとの接続部にまで至っている。かくして、ワイヤハーネスＷＨはシールドパイプ１および金属編組部２が設けられた長さ範囲に亘ってシールド性が確保される。

コルゲートチューブ３は合成樹脂材にて一体かつ長尺の筒状に形成されている。コルゲートチューブ３の周面は山部３Ａと谷部３Ｂとが繰り返される蛇腹形状に形成され、良好な可撓性を有している。このコルゲートチューブ３とシールドパイプ１との間には、シール用のグロメットＧが架け渡されるようにして装着されている。

グロメットＧはゴム質材（例えばＥＰＤＭ）により一体に形成されている。このグロメットＧの一端側にはパイプ側端部４が形成され、他端側にはコルゲート側端部５が形成されている。パイプ側端部４及びコルゲート側端部５は共に円筒形状に形成され、パイプ側端部４はシールドパイプ１の端部を内側へ挿通可能であり、コルゲート側端部５はコルゲートチューブ３の外周側へ挿通可能である。パイプ側端部４及びコルゲート側端部５の外周面は共に公知の結束バンド６によって緊締され、これによってコルゲート側端部５はコルゲートチューブ３に対してシール状態で接続固定され、パイプ側端部４はシールドパイプ１に対しシール状態で接続固定されている。

次に、金属編組部２とシールドパイプ１との接続方法の一例について説明する（図２（Ａ）〜（Ｃ）参照）。

まず、図２（Ａ）に示すように、金属編組部２をシールドパイプ１の長手方向に沿いつつ全長さ範囲を被せ付ける。このとき、金属編組部２の端末部がシールドパイプ１の端面から長手方向外方へ突出しないようにしておくことが望ましい。その理由は、シールドパイプ１から突出した金属編組部２の素線端末がワイヤハーネスＷＨを構成する電線の被覆を損傷させないようにするためである。

この状態で、金属編組部２における端部の外周面に溶着バンド７を嵌め付けておく。溶着バンド７は金属製のリング状に形成され、金属編組部２の外周面に僅かな隙間を保有して嵌合できる内径に設定されている。溶着バンド７の材質は、この実施例では銅あるいは銅合金であるが、超音波接合機８によって溶融され、金属編組部２とシールドパイプ１に対し十分な接合力が得られるのであれば、他の材料を用いることも可能である。また、溶着バンド７は薄肉に形成され、所定の溶着時間内で全体が溶融されるようにしてある。

上記のようにして溶着バンド７の取付けが完了したら、その状態のまま超音波接合機８にセットし、超音波溶着の作業を行う。この間において、溶着バンド７は全体が溶融し、金属編組部２の網目を通って金属編組部２とシールドパイプ１との間の間隙に流れ込む。そして、この溶融物が固化すれば、溶融物を介してシールドパイプ１の外周面側と金属編組部２の内周面側とがそれぞれ接合されるため、全周に亘ってほぼ均一な接合状況が得られる。図２（Ｂ）中、Ｗで示された範囲が、長さ方向に関する金属編組部２とシールドパイプ１との溶着部位９（接合領域）である。

こうして金属編組部とシールドパイプとの溶着が完了したら、溶着部位９を中心にして金属編組部２をシールドパイプ１から抜き取るようにして反転させる（同図（Ｂ）参照）。金属編組部２がシールドパイプ１から完全に抜き取られれば、シールドパイプ１と金属編組部２との接続作業が完了する（同図（Ｃ）状態）。

上記のようにして製造された本実施例のシールド導電体によれば、従来のようなかしめリングを用いなくても金属編組部２とシールドパイプ１とを全周に亘って溶着によって接続させることができる。これに対し、従来のようなかしめリングで緊締しても、かしめ状態で必ずしもかしめリングの真円度が保持されず、両者が全周に亘って均一に密着せず、電気的接続信頼性の点で改善の余地があった。しかし、本実施例のように、溶着バンド７を用いて金属編組部２とシールドパイプ１とを超音波溶着させるようにすれば、金属編組部２とシールドパイプ１とを全周に亘って密着させた状態で接合することができるから、電気的接続信頼性を高めることができ、接続品質のばらつきも抑制することができる。また、かしめリングではかしめ部が外方へ突出した状態となるため、グロメットＧにはかしめ部を逃がす空間が必要となり、グロメットＧが大型化する懸念があるが、本実施例ではこれを回避してグロメットＧの小型化に寄与する。

また、本実施例では前述したように、金属編組部２の端部において内側に折り込まれて金属編組部２の端末が外部に露出しないため、金属編組部２の素線端末のばらけに対応した端末処理を行う必要もない。もっとも、本実施例のような超音波溶着による場合には、金属素線の端末も含めて溶着させることができるため、金属素線のばらけの問題は、もとより生じない。

また、金属編組部２における金属素線の表面には錫メッキが施されているが、このような錫メッキが施されている部材を超音波溶着によって直接、接続相手に接続することは困難であることは既述した通りである。したがって、金属編組部２とシールドパイプ１とを直接、超音波溶着しようとすれば、超音波溶着に先立って端部の錫メッキを除去するか、あるいは端部のみ当初から錫メッキを施さないか、等の手段を講じなければならない。しかし、本実施例のように溶着バンド７を接合手段として用いることで、錫メッキ除去等の手間を省くことができ、作業効率を高めることができる。

＜実施例２＞
図３（Ａ）（Ｂ）は本発明の実施例２に係る製造方法を示している。実施例２では、シールドパイプ２０における端部の外周面に位置決め用の環状溝１０を凹み形成したものである。この環状溝１０はシールドパイプ２０の全周に亘って形成されており、溶着バンド７の幅よりも広幅に形成されている。また、詳細には図示しないが、溶着バンド７には割り溝が軸方向に沿って切り込まれており、割り溝を境に弾性的に拡開・復帰させることができる。

超音波溶着にあたり、金属編組部２をシールドパイプ２０に被せ付けた後、溶着バンド７を金属編組部２に嵌め込む（図３（Ａ）参照）。そして、溶着バンド７を環状溝１０内に位置させると、溶着バンド７は自らの弾性力によって僅かに縮径して金属編組部２に締め付け力を作用させることができる。したがって、金属編組部２に対する軸方向への位置決めがなされ、溶着作業時に金属編組部２が不用意にずれてしまう事態を未然に回避することができる。このため、シールドパイプ２０に対する金属編組部２の接合位置のばらつきが回避され、接合品質の安定に寄与する。

こうして、超音波溶接の作業が完了すれば、金属編組部２は環状溝１０の凹み形状に倣った溶着部位９が形成される（図３（Ｂ）参照）。
他の構成は、実施例１と同様であり、もって同様の作用効果を発揮することができる。

＜実施例３＞
図４（Ａ）（Ｂ）は本発明の実施例３に係る製造方法を示している。本実施例では、シールドパイプ３０に一対の突縁３１，３１を形成し、その間に溶着バンド７の位置決めを行うようにしたものである。

すなわち、シールドパイプ３０の端部には相互に長手方向に間隔をおいて二条の突縁３１，３１が長さ方向に所定の間隔をおきつつ全周に亘って形成されている。両突縁３１はシールドパイプ３０の内周面側が凹み、外周面側が突出するようにして形成されている。その結果、シールドパイプ３０の外周面において両突縁３１の間に挟まれた領域には位置決め用の環状溝３２が形成されている。

このように構成された実施例３においても、実施例２と同様の手順にて金属編組部２とシールドパイプ３０とを溶着させることができる。この場合においても、環状溝３２内にはその凹み形状に倣って溶着部位９が形成される。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では溶着バンド７として円環状に形成されたものを用いたが、金属箔を帯状に巻き付けるようにしてもよい。このようなものも、本発明の溶着バンド７に含まれる。
（２）上記実施例では金属編組部２の接続相手としてシールドパイプ１，２０，３０を示したが、筒部を備えた導電性の金属部材であればよく、決して限定されるべきものではない。
（３）上記実施例では、シールドパイプ１と金属編組部２とを接続させる溶着手段として、超音波溶着を例示したが、これに代えて抵抗溶接、あるいは半田付け等によってもよい。

（４）超音波溶着に先立ち、金属編組部２の端部から錫メッキを除去するようにしてもよく、また、シールドパイプ１，２０，３０の端部の外周面から酸化被膜を除去しておくようにしてもよい。このようにすれば、溶着強度をさらに高めることができる。
（５）上記実施例では、金属編組部２の接続相手としてシールドパイプ１を示したが、パイプ材に限らず、シールドシェルのような接続部位が筒部を有するような部材であってもよい。また、筒部は必ずしも全体として金属材で形成される必要はなく、金属編組部２の接続面が導電金属製であればよく、残余は樹脂製であってもよい。
（６）上記実施例では、金属編組部に錫メッキを施した場合について説明したが、ニッケルメッキを施すようにしてもよい。
（７）上記実施例では、溶着バンド７をシールドパイプ１に位置決め部としての環状溝１０を一体に形成した場合を示したが、別体の位置決め手段を設けてもよい。また、位置決めの方向はシールドパイプ１の長手方向のみならず、周方向に関して位置決めをするようにしてもよい。

１，２０，３０…シールドパイプ（筒部を有する接続相手）
２…金属編組部
７…溶着バンド
８…超音波接合機
９…溶着部位
１０…環状溝（位置決め部）
ＷＨ…ワイヤハーネス

Claims

導電性を有する筒部を備えた接続相手に対し、金属素線を筒状に編組して形成され前記筒部の端部の外周面側に嵌合される金属編組部を接続してシールド導電体を製造する方法であって、
前記金属編組部を前記筒部の端部に嵌合させた状態で、この嵌め合わせ部位にリング状に形成された金属製の溶着バンドを取付けておき、その状態で前記溶着バンドを溶融させて前記筒部と前記金属編組部とを周方向に沿って溶着させ、その後、前記金属編組部と前記筒部との溶着部位を中心にして前記金属編組部を前記筒部から抜き取るように反転させることにより、前記金属編組部内にワイヤハーネスが挿通されるようにすることを特徴するシールド導電体の製造方法。
前記金属編組部の前記金属素線は銅あるいは銅合金製で表面にメッキがされており、
溶着に先立って前記溶着バンドが前記金属編組部の端部の外周側に嵌め付けられ、その状態で、前記溶着バンドが超音波接合機により溶融して前記金属編組部と前記筒部とを接続することを特徴とする請求項１に記載のシールド導電体の製造方法。
前記筒部の外周面には前記溶着バンドを位置決めするための位置決め部が形成され、
前記金属編組部を介在させつつ前記溶着バンドを前記筒部に対し位置決めした状態で溶融させることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールド導電体の製造方法。