JP6618339B2 - グロメット及びグロメット付きワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車の車体パネル（ダッシュパネルやリアパネル等）の貫通孔と、その貫通孔に挿通されるワイヤハーネスとの間に配設されるグロメット、及び、そのグロメットの付いたワイヤハーネスに関する。

例えば、自動車の車室外側（エンジンルームやトランクルーム等）と車室内側の空間を仕切る車体パネル（ダッシュパネルやリアパネル等）を貫通するようにワイヤハーネス（電線束）を配索する場合、車体パネルに設けられた貫通孔とワイヤハーネスとの間に、ゴム等の弾性材料製のグロメットを取り付けている。このようにグロメットを取り付けることによって、ワイヤハーネスのパネル貫通部を保護することができると共に、グロメットで貫通孔を塞ぐことにより車室内の気密性や静粛性を確保することができる。

最近では車室内の静粛性が強く求められるようになってきており、遮音性能を高めたグロメットが開発されている。遮音性能を高めたグロメットの例として、内部に空気層（空気室）を確保すると共に、空気層の内部に遮音壁（隔壁）を設けたグロメットが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種のグロメットでは、内部の空気層がグロメットを透過する音を吸収する上、空気層の内部に遮音壁が設けられているので、遮音性能を高めることができる。

特開２００５−３２４６１３号公報

ところで、上述した従来のグロメットでは、遮音性能を高めるためにグロメット内部に遮音壁を設けているものの、ワイヤハーネスの振動に関してはなんら考慮していなかった。そのため、ワイヤハーネスの一端がエンジンルーム内に配索されている場合には、エンジンルーム等からワイヤハーネスに入力された振動が車室内側にまで大きく伝わってしまうおそれがあった。特にワイヤハーネスに入力される振動が、グロメットに支持されたワイヤハーネスの固有振動数に近い場合は、ワイヤハーネスが共振する可能性が高いので、ワイヤハーネスに入力された振動がより大きく車室内側に伝わってしまうおそれがあった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワイヤハーネスに伝わる振動を抑制することのできるグロメット及びそのグロメットの付いたワイヤハーネスを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るグロメット及びグロメット付きワイヤハーネスは、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１） パネルの貫通孔に挿通されるワイヤハーネスの外周に固定され、前記貫通孔に保持されることで、前記パネルに前記ワイヤハーネスを支持するグロメットであって、
前記貫通孔に固定される大径筒部と、
前記大径筒部から軸方向に縮径するよう延在する周壁と、
前記大径筒部と前記周壁との内側に形成され、前記ワイヤハーネスの周囲に形成された環状空間と、
前記環状空間内に設けられ、外周端が、前記大径筒部または前記周壁の内周に連結され、かつ、前記ワイヤハーネスの固有振動を抑制する隔壁と、を有し、
前記パネルの質量に基づいて前記隔壁の剛性を設定すること。
（２） 上記（１）の構成のグロメットにおいて、
前記隔壁の内周端が、前記環状空間内における前記ワイヤハーネスの軸方向の中央に設置されること。
（３） 上記（１）又は（２）の構成のグロメットにおいて、
前記隔壁は、壁面が凹凸状をなした波形壁として形成されていること。
（４） ワイヤハーネスにおいて、上記（１）乃至（３）のいずれかの構成のグロメットが装着されていること。

上記（１）の構成によれば、グロメットの内周に設けられた隔壁（バネ及び減衰器）とパネル（質量体）からなる振動系（従系）が、ワイヤハーネスを主体とする振動系（主系）のダイナミックダンパとして機能することになるので、ワイヤハーネスの固有振動をグロメットの隔壁によって抑制することができる。したがって、グロメットに支持されているワイヤハーネスの一端から他端に伝搬する振動の周波数が、ワイヤハーネスの固有振動数と近く、ワイヤハーネスに共振が発生する状況においても、ワイヤハーネスの共振を抑制することができ、ワイヤハーネスの防振を図ることができる。
更に、上記（１）の構成によれば、隔壁のダンパとしての効果を高めることができる。つまり、隔壁は、バネと減衰器の機能を果たすので、その剛性をパネルの質量に基づいて設定することにより、ダイナミックダンパとしての機能を高めることができる。
上記（２）の構成によれば、隔壁の内周端が、ワイヤハーネスの振幅が最も大きくなる位置に設置されることになり、ワイヤハーネスの振動を効果的に低減することができる。
上記（３）の構成によれば、ワイヤハーネスの振動方向にかかわらず防振効果を発揮することができる。
上記（４）の構成によれば、振動環境に配索された場合においても振動が抑制されるワイヤハーネスを提供することができる。

本発明によれば、ワイヤハーネスに伝わる振動を抑制することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係るグロメットの断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るグロメットを用いてワイヤハーネスを支持した場合の振動モデルを示す模式図である。 図３は、本発明の実施形態に係るグロメットに設けられた隔壁の他の例を示す軸線方向から見た概略図である。 図４は、本発明の実施形態に係るグロメットに設けられた隔壁の更に他の例を示す軸線方向から見た概略図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
図１は、本発明の実施形態のグロメットの断面図、図２は同グロメットを用いてワイヤハーネスを支持した場合の振動モデルを示す模式図である。

図１に示すように、このグロメット１０は、自動車の車室内側ＩＮと車室外側ＯＵＴとを仕切るダッシュパネルやリヤパネル等の車体パネル（以下、単に「パネル」という）Ｐに設けた貫通孔Ｐａに挿通されるワイヤハーネスＷＨの外周に固定され、パネルＰの貫通孔Ｐａに保持されることで、パネルＰにワイヤハーネスＷＨを支持するものであり、ゴムまたはエストラマー等の弾性材料で一体に成形されている。

このグロメット１０は、パネルＰの貫通孔Ｐａに固定される大径筒部１１と、この大径筒部１１から軸方向の両側に向かって徐々に縮径するよう延在する２つのテーパ筒状の周壁１２、１３と、大径筒部１１とテーパ筒状の周壁１２、１３との内側に形成されると共にワイヤハーネスＷＨの周囲に形成された環状空間Ｓと、この環状空間Ｓ内に設けられ、外周端２０ａが、大径筒部１１またはテーパ筒状の周壁１２、１３の内周に連結されることで、ワイヤハーネスＷＨの固有振動を抑制する隔壁２０と、この隔壁２０の内周端２０ｂが連結され、ワイヤハーネスＷＨが内部に挿通されることでワイヤハーネスＷＨの外周に密着固定される小径内筒部１６と、を有している。

大径筒部１１の外周には、パネルＰの貫通孔Ｐａの内周縁に係合する環状のパネル係合溝（パネル係合部）１１ａが全周にわたって連続して形成されている。また、隔壁２０は、大径筒部１１の内周側に、ワイヤハーネスＷＨと交差する方向（軸方向に直交する方向）に沿って設けられている。

大径筒部１１の両側の２つのテーパ筒状の周壁１２、１３は、外周端が大径筒部１１に連結され、その外周端が連結された大径筒部１１から離れるに従い徐々に小径となり、最小径となった内周端に、それぞれ小径筒部１４、１５を有している。小径筒部１４、１５は、ワイヤハーネスＷＨの外周に近接または密着して配置される部分である。そして、大径筒部１１及び２つのテーパ筒状の周壁１２、１３によって、ワイヤハーネスＷＨの周囲に、遮音空間としての環状空間Ｓが確保されている。

隔壁２０の内周端２０ｂが結合された小径内筒部１６は、車室外側ＯＵＴのテーパ筒状の周壁１２の内周端の小径筒部１４と、車室内側ＩＮのテーパ筒状の周壁１３の内周端の小径筒部１５との間の距離を超える長さの長筒状をなしており、車室外側ＯＵＴの一端部１６ａ及び車室内側ＩＮの一端部１６ｂが、それぞれ小径筒部１４、１５の内周側に環状の隙間１７、１８を保って挿通されている。

また、以上のように、隔壁２０の内周端２０ｂが小径内筒部１６の外周に結合されていることにより、環状空間Ｓが、軸方向に並ぶ２つの遮音空間Ｓ１、Ｓ２に分割されている。

ここで重要なことは、グロメット１０の内部に設けられた隔壁２０が、ワイヤハーネスＷＨとパネルＰとの間に介在することで、有効なダンパ機能を発揮するように設計されていることである。

即ち、図２に振動モデルを示すように、予めパネルＰ（例えば、ダッシュパネル）の質量ｍを知っておくことで、このパネルＰの質量ｍに基づいて、グロメット１０の隔壁２０の剛性が設定されている。そして、質量体とバネ及び減衰器によるダイナミックダンパが成り立つように、バネ及び減衰器の機能を持つ隔壁２０の形状（厚みを含む）が設計されている。

例えば、ダイナミックダンパを成り立たせる従系の質量体としてのパネルＰの質量をｍ、グロメット１０の隔壁２０のバネ定数をｋ、グロメット１０の隔壁２０の減衰定数をｃ、グロメット１０により支持されたワイヤハーネスＷＨ（主系）の固有振動数をｆ、ダイナミックダンパによる減衰比（減衰効果を表す値）をζとすると、ダイナミックダンパの振動モデルから次式が成り立つ。

ｆ＝〔√（ｋ／ｍ）〕／２π ・・・（１）

ζ＝ｃ／〔２√（ｍｋ）〕 ・・・（２）

そこで、（１）式と（２）式に基づいて、パネルＰの質量ｍ、グロメット１０の材料や形状によりｋ、ｃを計算し、隔壁２０の形状を決定する。これにより、ダイナミックダンパの作用によってワイヤハーネスＷＨの振動を低減することが可能になる。

この場合、ダンパ機能を持つように設計した隔壁２０を、ワイヤハーネスＷＨの延在方向の中央に設置する。これにより、ワイヤハーネスＷＨがもし共振した際に、振動が最も大きくなる腹の部分を押さえることができ、防振効果の向上が図れる。

また、隔壁２０は、環状の波形壁として形成されている。波形壁とは、環状の壁板を同心円状の波形に成形することで、壁面を凹凸状にしたものである。波形壁の中には、蛇腹形状の隔壁も含まれる。

以上の構成のグロメット１０は、次のようにワイヤハーネスＷＨに取り付けられる。即ち、小径内筒部１６の内部にワイヤハーネスＷＨを通し、車室外側ＯＵＴの小径筒部１４や車室内側ＩＮの小径筒部１５を、小径内筒部１６と共にワイヤハーネスＷＨにタイバンドやテープ３１等で巻き付け固定する。

以上のようにグロメット付きワイヤハーネスを作成した状態で、グロメット１０の大径筒部１１をパネルＰの貫通孔Ｐａに嵌め込んで、パネル係合溝１１ａを貫通孔Ｐａの孔縁に係合させ、パネルＰに装着する。これにより、ワイヤハーネスＷＨを、グロメット１０によってパネルＰに支持することができる。そして、このようにパネルＰの貫通孔Ｐａにグロメット１０を嵌め込むことにより、貫通孔Ｐａをグロメット１０で封鎖することができる。

このように構成したグロメット１０及びグロメット付きワイヤハーネスによれば、グロメット１０の内周に設けられた隔壁２０（バネ及び減衰器）とパネルＰ（質量体）からなる振動系（従系）が、ワイヤハーネスＷＨを主体とする振動系（主系）のダイナミックダンパとして機能することになるので、ワイヤハーネスＷＨの固有振動をグロメット１０の隔壁２０によって抑制することができる。したがって、グロメット１０に支持されているワイヤハーネスＷＨの一端から他端に伝搬する振動Ｈの周波数が、ワイヤハーネスＷＨの固有振動数と近く、ワイヤハーネスＷＨに共振が発生する状況においても、ワイヤハーネスＷＨの共振を抑制することができ、ワイヤハーネスＷＨの防振を図ることができる。その結果、ワイヤハーネスＷＨと機器とを接続するコネクタ部や機器そのものへの振動伝達による負担低減を図ることができる。例えば、コネクタ部の端子摩耗を防ぐ等の効果を期待できる。

また、パネルＰの質量に基づいてグロメット１０の隔壁２０の剛性を設定しているので、隔壁２０のダンパとしての効果を高めることができる。つまり、隔壁２０は、バネと減衰器の機能を果たすので、その剛性をパネルＰの質量に基づいて設定することにより、ダイナミックダンパとしての機能を高めることができる。

また、ダンパ機能を持つように設計された隔壁２０が、グロメット１０で支持されたワイヤハーネスＷＨの延在方向の中央に配置されているので、ワイヤハーネスＷＨがもし共振した際に、振動が最も大きくなる腹の部分を押さえることができる。そのため、防振効果のアップが図れる。

また、波形壁で隔壁２０を構成しているので、ワイヤハーネスＷＨの振動方向にかかわらず防振効果を発揮することができる。

次に防音性について述べると、このグロメット１０は、内部に遮音空間Ｓ１、Ｓ２を有し、さらに隔壁２０を有しているので、パネルＰの図中左側のエンジンルーム（車室外側ＯＵＴ）からグロメット１０を通してパネルＰの図中右側の車室内側ＩＮに伝わる騒音を、２つの周壁１２、１３と隔壁２０及び遮音空間Ｓ１、Ｓ２によって低減することができる。

特に本実施形態では、隔壁２０の外周端２０ａと内周端２０ｂとを、大径筒部１１の内周と小径内筒部１６の外周にそれぞれ結合しているので、環状空間Ｓを気密を保ちながら２つの遮音空間Ｓ１、Ｓ２に分割することができ、分割された２つの遮音空間Ｓ１、Ｓ２の間での透過音の漏れを確実に防止することができて、隔壁２０による防音効果をさらに高めることができる。

また、小径内筒部１６とテーパ筒状の周壁１２、１３の内周端に設けた小径筒部１４、１５とをタイバンドやテープ３１等を巻いて密着させることにより、車室外側ＯＵＴの遮音空間Ｓ１と車室内側ＩＮの遮音空間Ｓ２とをそれぞれ密閉することができるので、遮音性の向上をさらに図ることができる。

また、隔壁２０が環状の波形壁として形成されているので、波形壁に当たった入射音が拡散されながら反射することなる。したがって、入射音と反射音の波の打ち消し合いが活発になって遮音性が高まる。また、隔壁２０は、透過音が必ず通過するグロメット１０の中央のパネル嵌合位置に配置されているので、確実な防音性能を発揮できる。

なお、２つのテーパ筒状の周壁１２、１３の内周端に設けた小径筒部１４、１５は、必ずしもタイバンドやテープ３１で拘束しないでもよい。つまり、グロメット１０をワイヤハーネスＷＨに装着した状態において、小径筒部１４、１５と小径内筒部１６との間に環状の隙間１７、１８を残したままにしておいてもよい。また、小径内筒部１６の両端または片端の長さを短くしておき、２つのテーパ筒状の周壁１２、１３の内周端に設けた小径筒部１４、１５のうち少なくとも一方（小径内筒部１６の端部を短く設定した側）を直接ワイヤハーネスＷＨの外周にタイバンドやテープ３１で巻き付け固定してもよい。

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、小径内筒部２０の長さは、先にも述べたように、特に２つのテーパ筒状の周壁１２、１３の両内周端（小径筒部１４、１５）間の距離を超える長さに設定されていなくてもよい。つまり、図１に実施形態の長さの半分の長さであってもよいし、任意の長さに設定することができるし、位置も、隔壁２０の内周端２０ｂを接合できる位置であれば特に限定されない。

また、小径内筒部１６は省略することも可能である。その場合は、先にも述べたように、テーパ筒状の周壁１２、１３の内周端の小径筒部１４、１５を直接、ワイヤハーネスＷＨの外周にタイバンドやテープ３１により巻き付け固定するのがよい。また、小径内筒部１６を省略した場合は、隔壁２０の内周端２０ｂを、ワイヤハーネスＷＨの外周に直接密着させて、隔壁２０の内周端２０ｂからワイヤハーネスＷＨに対して直接支持力を及ぼすようにする必要がある。

また、隔壁２０の形状は、波形壁に限らず、両面フラットな環状壁にしてもよい。また、主に剛性を調整するために、図３に示すように、任意の数の貫通孔２４を明けたり、図４に示すように、扇形の開口部２６を明けて放射状に梁部２５を残したりしてもよい。つまり、隔壁２０は、必ずしも、２つの遮音空間Ｓ１、Ｓ２を完全に仕切る壁にしなくてもよい。その場合でも最低、ワイヤハーネスＷＨを挿通させる小径内筒部１６（長さについては問わない）を設けた構成にし、その小径内筒部１６と大径筒部１１にそれぞれ内周端２０ｂと外周端２０ａを連結した構成にする必要がある。

また、上記実施形態では、波形壁として形成した隔壁２０に同心円状に波形を形成した場合を示したが、必ずしも同心円状に波形を形成する必要はない。例えば、隔壁２０の壁面方向において互いに直交する第１の方向と第２の方向（例えば、第１の方向が上下方向の場合は第２の方向が左右方向）で振動の大きさが異なるような場合は、振動の大きさに応じて隔壁２０自体を楕円形状に形成してもよいし、波形を楕円形状に形成してもよい。また、波形状やフラット壁面形状の隔壁２０に厚肉部と薄肉部を適当に設けて、剛性の違う領域を形成してもよい。

ここで、上述した本発明に係るグロメット及びグロメット付きワイヤハーネスの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ パネル（Ｐ）の貫通孔（Ｐａ）に挿通されるワイヤハーネス（ＷＨ）の外周に固定され、前記貫通孔（Ｐａ）に保持されることで、前記パネル（Ｐ）に前記ワイヤハーネス（ＷＨ）を支持するグロメット（１０）であって、
前記貫通孔（Ｐａ）に固定される大径筒部（１１）と、
前記大径筒部（１１）から軸方向に縮径するよう延在する周壁（１２、１３）と、
前記大径筒部（１１）と前記周壁（１２、１３）との内側に形成され、前記ワイヤハーネス（ＷＨ）の周囲に形成された環状空間（Ｓ）と、
前記環状空間（Ｓ）内に設けられ、外周端（２０ａ）が、前記大径筒部（１１）または前記周壁（１２、１３）の内周に連結され、かつ、前記ワイヤハーネス（ＷＨ）の固有振動を抑制する隔壁（２０）と、を有することを特徴とするグロメット（１０）。
［２］ 前記パネル（Ｐ）の質量に基づいて前記隔壁（２０）の剛性を設定することを特徴とする［１］に記載のグロメット（１０）。
［３］ 前記隔壁（２０）の内周端（２０ｂ）が、前記環状空間（Ｓ）内における前記ワイヤハーネス（ＷＨ）の軸方向の中央に設置されることを特徴とする［１］又は［２］に記載のグロメット（１０）。
［４］ 前記隔壁（２０）は、壁面が凹凸状をなした波形壁として形成されていることを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか１項に記載のグロメット（１０）。
［５］ ［１］乃至［４］のいずれか１項に記載のグロメット（１０）が装着されたグロメット付きワイヤハーネス（ＷＨ）。

１０ グロメット
１１ 大径筒部
１２，１３ テーパ筒状の周壁
２０ 隔壁
２０ａ 外周端
２０ｂ 内周端
Ｐ パネル
Ｐａ 貫通孔
ＷＨ ワイヤハーネス
Ｓ 環状空間

Claims (4)

1. パネルの貫通孔に挿通されるワイヤハーネスの外周に固定され、前記貫通孔に保持されることで、前記パネルに前記ワイヤハーネスを支持するグロメットであって、
   前記貫通孔に固定される大径筒部と、
   前記大径筒部から軸方向に縮径するよう延在する周壁と、
   前記大径筒部と前記周壁との内側に形成され、前記ワイヤハーネスの周囲に形成された環状空間と、
   前記環状空間内に設けられ、外周端が、前記大径筒部または前記周壁の内周に連結され、かつ、前記ワイヤハーネスの固有振動を抑制する隔壁と、を有し、
   前記パネルの質量に基づいて前記隔壁の剛性を設定することを特徴とするグロメット。
2. 前記隔壁の内周端が、前記環状空間内における前記ワイヤハーネスの軸方向の中央に設置されることを特徴とする請求項１に記載のグロメット。
3. 前記隔壁は、壁面が凹凸状をなした波形壁として形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のグロメット。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のグロメットが装着されたグロメット付きワイヤハーネス。

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