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JP7025380B2 - ワイヤハーネス製造方法、及びワイヤハーネス製造装置 - Google Patents

ワイヤハーネス製造方法、及びワイヤハーネス製造装置 Download PDF

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Description

本発明は、ハーネス本体に結束部を有するワイヤハーネスに関する。また、本発明は、ワイヤハーネスの製造方法及び製造装置に関する。
自動車には、例えば機器間の電気的な接続のためにワイヤハーネスが適宜経路で配索される。ワイヤハーネスは、複数本の電線を有し、これらがテープ巻きで束ねられる。尚、テープ巻き以外としては、下記特許文献１に開示されるような熱溶着で束ねる方法が挙げられる。
特開２００３－７１５２号公報
上記従来技術にあっては、複数本の電線の被覆同士を熱溶着して束ねた状態にすることから、被覆に十分な厚みがないと被覆の下にある導体に影響を来してしまうという問題点を有する。尚、テープ巻きで束ねた状態にする場合は、ハーネス本体の長さに応じた巻付けが行われることから、作業時間がかかってしまうという問題点を有する。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、結束状態及び結束作業性を向上させることが可能なワイヤハーネス製造方法、及びワイヤハーネス製造装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の本発明のワイヤハーネス製造方法は、ハーネス本体における複数本の電線を束ねる部分としての結束部を形成するため、樹脂充填工程と樹脂硬化工程とを含み、前記樹脂充填工程は、前記ハーネス本体の中間部におけるハーネス軸方向に沿った全体且つ前記中間部におけるハーネス軸回り全体に光硬化性樹脂を充填する工程、或いは、前記中間部における前記ハーネス軸方向に沿った複数箇所且つ前記中間部における前記ハーネス軸回り全体に前記光硬化性樹脂を充填する工程であり、前記樹脂硬化工程は、光の照射により前記光硬化性樹脂を硬化させて前記結束部にする工程であり、前記樹脂充填工程では、前記複数本の電線を収容する電線収容溝を有し且つ前記光硬化性樹脂を充填するための溝状装置を用い、前記樹脂硬化工程では、前記溝状装置の前記電線収容溝の少なくとも底部及び一対の側部に配設した光源にて前記光の照射をすることを特徴とする。
このような請求項１の特徴を有する本発明によれば、樹脂充填工程と樹脂硬化工程とを経ることで結束部を形成することができることから、従来の熱溶着と比べて電線導体への影響をなくし、結果、結束状態を向上させることができる。また、従来のテープ巻きと比べて巻付けをなくし、結果、結束作業性も格段に向上させることができる。
更に、このような請求項１の特徴を有する本発明によれば、光源を溝状装置の溝底及び一対の溝側面の側に配設することから、光硬化性樹脂を万遍なく且つ短時間で硬化させることができる。従って、結束状態及び結束作業性を向上させることができる。
また、上記課題を解決するためになされた請求項２に記載の本発明のワイヤハーネス製造装置は、ハーネス本体における複数本の電線を束ねる部分としての結束部を形成するため、前記複数本の電線を収容する電線収容溝を有する溝状装置と、該溝状装置に向けて光硬化性樹脂を充填する充填装置と、前記光硬化性樹脂を硬化させる光源とを備え、前記溝状装置の前記電線収容溝の少なくとも底部及び一対の側部に前記光源が配設されることを特徴とする。
このような請求項２の特徴を有する本発明によれば、溝状装置を備えることから、複数本の電線を収容するとともに光硬化性樹脂を充填することができる。また、本発明によれば、溝状装置の溝底及び一対の溝側面の側に光源を配設することから、光硬化性樹脂を万遍なく且つ短時間で硬化させることができる。本発明によれば、従来の熱溶着と比べて電線導体への影響をなくし、結果、結束状態を向上させることができる。また、従来のテープ巻きと比べて巻付けをなくし、結果、結束作業性も格段に向上させることができる。本発明によれば、光硬化性樹脂の充填や光源による光の照射は自動で行えることから、結束作業性を更に向上させることもできる。別な言い方をすれば、生産性を向上させることもできる。
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載のワイヤハーネス製造装置において、前記結束部を形成しようとする位置に合わせて前記溝状装置には前記光硬化性樹脂の流れ止め部分となる堰部が形成され、該堰部には前記複数本の電線の差し込み部分となるスリットが形成されることを特徴とする。
このような請求項３の特徴を有する本発明によれば、溝状装置に堰部を形成することから、光硬化性樹脂の流れ止めをすることができる。これにより、結束部の形状が安定することから、結束状態を向上させることができる。また、光硬化性樹脂の流れを気にすることなく行えることから、結果、結束作業性も向上させることができる。
請求項４に記載の本発明は、請求項２又は３に記載のワイヤハーネス製造装置において、前記光源を配設した前記溝状装置がワイヤハーネスの端末部分を受ける端末受け治具と共に治具板に設けられ、該治具板の上方には前記充填装置が自動移動可能に設置されることを特徴とする。
このような請求項４の特徴を有する本発明によれば、結束部の形成を治具板上で行えることから、結束作業性を向上させることができる。すなわち、別な場所で結束部を形成し、この後にハーネス本体を治具板に移動させるものでないことから、作業を良好に進めることができる。
本発明のワイヤハーネス、ワイヤハーネス製造方法、及びワイヤハーネス製造装置によれば、従来と比べ結束状態及び結束作業性を向上させることができるという効果を奏する。
本発明のワイヤハーネスの一実施形態を示す図であり、（ａ）は結束部を長く形成した状態の平面図、（ｂ）は結束部を複数箇所に形成した状態の平面図である。 図１（ａ）のワイヤハーネスを製造するための装置の平面図である。 図１（ｂ）のワイヤハーネスを製造するための装置の平面図である。 図２及び図３の製造装置に係る図であり、（ａ）はＡ－Ａ線断面図、（ｂ）は矢印Ｂ方向からみた端部の図である。 図１のワイヤハーネスを製造するための方法に係る図であり、（ａ）は樹脂充填工程における第一工程の図、（ｂ）は樹脂充填工程における第二工程（開始状態）の図である。 図１のワイヤハーネスを製造するための方法に係る図であり、（ａ）は樹脂充填工程における第二工程（終了状態）の図、（ｂ）は樹脂硬化工程における第一工程（開始状態）の図である。 図１のワイヤハーネスを製造するための方法に係る図であり、（ａ）は樹脂硬化工程における第一工程（終了状態）の図、（ｂ）は樹脂硬化工程における第二工程の図である。 本発明のワイヤハーネス製造装置の他の実施形態を示す概略図である。 ワイヤハーネスの配索に係る図である。 図９のドアの分解斜視図である。 結束部の変形例を示す図であり、（ａ）は樹脂充填工程における第一工程の図、（ｂ）は結束部の断面図である。
ワイヤハーネスは、ハーネス本体における複数本の電線を束ねる部分としての結束部を有し、この結束部は光硬化性樹脂を硬化させて形成される。結束部は、ハーネス本体の中間部におけるハーネス軸方向に沿った全体、且つ、中間部におけるハーネス軸回り全体に形成される。或いは、中間部におけるハーネス軸方向に沿った複数箇所、且つ、中間部におけるハーネス軸回り全体に形成される。
ワイヤハーネス製造装置は、複数本の電線を収容する溝状装置と、光硬化性樹脂を充填する充填装置と、光硬化性樹脂を硬化させる光源とを備えて構成される。溝状装置の溝底及び一対の溝側面の側となる所定位置には、光源が配設される。
ワイヤハーネス製造方法は、光硬化性樹脂を充填する樹脂充填工程と、光の照射により光硬化性樹脂を硬化させて結束部にする樹脂硬化工程とを含んでワイヤハーネスが製造される。
以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本発明のワイヤハーネスの一実施形態を示す図である。また、図２～図３はワイヤハーネス製造装置の平面図、図４は製造装置に係るＡ－Ａ線断面図及び端部図である。また、図５～図７はワイヤハーネス製造方法に係る図、図８はワイヤハーネス製造装置の他の実施形態を示す概略図である。また、図９～図１０はワイヤハーネスの配索に係る図、図１１は結束部の変形例を示す図である。
＜ワイヤハーネス１について＞
図１において、ワイヤハーネス１は、自動車に搭載される機器間の電気的な接続をするために備えられる。ワイヤハーネス１は、自動車の所定位置に配索される。ワイヤハーネス１は、ハーネス本体２と、このハーネス本体２の端末に設けられるコネクタ３とを備えて構成される。尚、本実施例においては図の簡略化をするため、所謂サブハーネスと呼ばれる形態にて説明をするものとする。ワイヤハーネス１は、以下の説明で分かるようになるが、結束状態及び結束作業性を従来よりも向上させたものとなっている。ワイヤハーネス１は、後述するワイヤハーネス製造装置９（図２及び図３参照）及びワイヤハーネス製造方法により、例えば図１のような状態（形状）に製造される。
ここで、引用符号１ａは図１（ａ）のワイヤハーネス、引用符号１ｂは図１（ｂ）のワイヤハーネスを示すものとし、総称する場合には引用符号１を用いるものとする。自動車における配索箇所にもよるが、ワイヤハーネス１には、クリップ等の公知の固定部材や、グロメット等の公知の止水部材がハーネス本体２に後付けで設けられるものとする。尚、ワイヤハーネス１には、端末に電気接続箱が設けられるものもある。
＜ハーネス本体２について＞
図１において、ハーネス本体２は、複数本の電線４と、この複数本の電線４を束ねる部分としての結束部５とを備えて構成される。ハーネス本体２は、配索箇所に応じた長さに形成される。
＜電線４及びコネクタ３について＞
複数本の電線４は、電力線や信号線等、様々な用途のものであり、太さや材質も様々である。電線４は、導体６（図５参照）と、この導体を被覆する絶縁体７（図５参照）とを備えて構成される。導体６は、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金等の導電性を有する金属部分であって、例えば素線を撚り合わせた状態にして形成される。導体６は、断面円形状に形成される。絶縁体７は、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の絶縁性を有する樹脂部分であって、導体６の周囲に断面円筒形状に押出成形される。絶縁体７は、導体６に対する被覆部材であり、所定の厚みに形成される。以上のような電線４は、本実施例において７本図示される。コネクタ３は、電線４の端末に設けられる導電性の端子金具と、この端子金具を収容する絶縁性のコネクタハウジング（符号省略）とを備えて構成される。コネクタ３は、電気的な接続を行う部分として形成される。
＜結束部５について＞
図１において、結束部５は、上記の如く複数本の電線４を束ねる部分として形成される。結束部５は、特許文献１に開示された、熱溶着で束ねる部分や、従来行われていたテープ巻きにて束ねる部分から替わる部分として採用される。結束部５は、結束状態及び結束作業性を従来よりも向上させる部分として採用される。結束部５は、後述する光硬化性樹脂２３を硬化させて形成される。結束部５は、図１（ａ）の場合、ハーネス本体２の中間部８（例えば図１の矢印Ｅで示す範囲の部分を中間と定義するものとする）におけるハーネス軸ＣＬ方向に沿った全体、且つ、中間部８におけるハーネス軸ＣＬ回り全体に形成される。また、図１（ｂ）の場合は、中間部８におけるハーネス軸ＣＬ方向に沿った複数箇所、且つ、中間部８におけるハーネス軸ＣＬ回り全体に形成される。ここで結束部５を、５ａ（図１（ａ）の場合）とするとともに、５ｂ、５ｃ、５ｄ（図１（ｂ）の場合）とすると、結束部５ａは、ハーネス軸ＣＬに合わせた曲げ形状（図の右側の部分）及びストレート形状（図の左側の部分）が連続した形状に形成される。また、結束部５ｂ、５ｃは、比較的短いストレート形状に形成される。また、結束部５ｄは、ハーネス軸ＣＬに合わせた曲げ形状に形成される。結束部５ｂ、５ｃ、５ｄは、所定の間隔をあけて配置形成される。結束部５は、光硬化性樹脂２３が硬化した部分であることから、ワイヤハーネス１の配索に必要な形状保持の機能を有する。また、結束部５は、ハーネス軸ＣＬ回り全体に形成されて複数本の電線４を覆うことから、電線保護の機能も有する。結束部５は、これ自身が例えばプロテク等の外装部材としての機能を有する。以上のような結束部５は、ワイヤハーネス製造装置９（図２及び図３参照）及びワイヤハーネス製造方法により形成される。
＜ワイヤハーネス製造装置９について＞
図２及び図３において、ワイヤハーネス製造装置９は、自動車への配索に合わせた形状となるようにワイヤハーネス１（図１参照）を製造するための装置であって、治具板１０と、溝状装置１１と、端末受け治具１２と、充填装置１３と、光源１４とを備えて構成される。ワイヤハーネス製造装置９は、以下の説明で分かるようになるが、後述する光硬化性樹脂２３を硬化させるために光源１４の配置に配慮した点が特徴になる。
＜溝状装置１１について＞
図２ないし図４において、溝状装置１１は、治具板１０の所定位置に載置される構造体であって、結束部５（５ａ～５ｄ。図１参照）の曲げ形状やストレート形状に合わせて形成される。溝状装置１１は、電線収容溝１５と、この電線収容溝１５に一体化する光源装置１６とを備えて構成される。電線収容溝１５は、複数本（本実施例では７本）の電線４を収容し、且つ、この収容の後に結束部５を形成することができるような溝であって、溝底１７と一対の溝側面１８とを有して断面Ｕ字形状に形成される。電線収容溝１５は、溝開口１９から溝底１７までの距離が比較的大きな深底の断面Ｕ字形状に形成される。電線収容溝１５は、光を透過する材質のもので形成される。また、電線収容溝１５は、溝底１７及び一対の溝側面１８から結束部５を剥離することができるような材質のもので形成される。また、電線収容溝１５は、後述する光硬化性樹脂２３の熱や光源装置１６からの熱に耐える材質のもので形成される。電線収容溝１５は、溝底１７及び一対の溝側面１８が略鏡面状に形成されるとともに、耐熱性の透明樹脂材料やガラスにて形成される。尚、光源装置１６に放熱のための装置や部分を設けてもよいものとする。以上のような電線収容溝１５の端部には、光硬化性樹脂２３の流れ止め部分となる堰部２６が形成される。この堰部２６には、複数本の電線４が差し込まれるスリット２７が形成される。
＜光源装置１６及び光源１４について＞
図２ないし図４において、光源装置１６は、電線収容溝１５の外側に配設される。光源装置１６は、ケース２０と、光源１４とを備えて構成される。光源装置１６は、この構成から分かるように、光源１４を電線収容溝１５に対し一体化させるようなものである。ケース２０は、電線収容溝１５の溝開口１９の位置に配設される上壁と、電線収容溝１５の一対の溝側面１８から外側に所定の間隔をあけて配置される一対の側壁とを有して、例えば図示のような箱形状に形成される。ケース２０の内側には、光源１４が複数配設される。光源１４は、後述する光硬化性樹脂２３に光を照射して硬化させるために備えられる。光源１４は、電線収容溝１５の溝底１７及び一対の溝側面１８にそれぞれ対向するように配設される（後述する発光体２２で略Ｕ字形状に電線収容溝１５を囲むように配置してもよいものとする）。光源１４は、基板２１と、この基板２１に実装される発光体２２と、発光体２２を発光させる図示しない制御部とを備えて構成される。発光体２２は、基板２１に多数設けられる。発光体２２は、光硬化性樹脂２３の種類に応じて適宜選定されるものとする。発光体２２は、光硬化性樹脂２３が充填される位置よりも高いところまで配置される。すなわち、電線収容溝１５の溝開口１９の位置近くまで配置される（光硬化性樹脂２３に対し溝開口１９の側からも光を照射しているような状態にするため。仮に溝開口１９の外側に光源１４を配置した場合、作業性が悪くなる可能性がある、充填装置１３の邪魔になってしまう、等の懸念がある）。
＜充填装置１３及び光硬化性樹脂２３について＞
図２、図３、及び図５において、充填装置１３は、溝状装置１１に向けて（電線収容溝１５の溝開口１９に向けて）光硬化性樹脂２３を吐出し充填するための装置であって、装置本体２４の下部にノズル２５が突出形成される。充填装置１３は、例えばＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に自動で移動することができるように構成される。尚、ディスペンサーを用いて手動で光硬化性樹脂２３を充填するようにしてもよいものとする。光硬化性樹脂２３は、光源１４からの光の照射により硬化する樹脂である。光としては、紫外線、可視光線、赤外線が挙げられるが、本実施例においては紫外線が採用される。そのため、紫外線硬化樹脂が光硬化性樹脂２３に該当する。
＜端末受け治具１２及びその他について＞
図２及び図３において、端末受け治具１２は、端末のコネクタ３（図１参照）に対する受け部分であって、ワイヤハーネス１の製造中ではコネクタ３を保持することができるように形成される。端末受け治具１２は、溝状装置１１と同様に治具板１０の所定位置に載置される。尚、治具板１０に公知のフォーク（図示省略）を設けて複数本の電線４を支えておくことができるようにしてもよいものとする。
＜ワイヤハーネス製造方法について＞
図５ないし図７を参照しながら、ワイヤハーネス１（図１参照）の製造方法（製造の過程）について説明をする。ワイヤハーネス１は、樹脂充填工程と、樹脂硬化工程とを順に経て製造される。
図５（ａ）は樹脂充填工程における第一工程を示す。この工程では、溝状装置１１の電線収容溝１５に複数本の電線４がある程度まとまった状態になるように収容される（堰部２６のスリット２７（図４参照）に複数本の電線４が差し込まれることで、ある程度まとまった状態の収容になる）。
図５（ｂ）は樹脂充填工程における第二工程（充填開始状態）を示す。この工程では、充填装置１３のノズル２５から光硬化性樹脂２３が吐出される。すなわち、光硬化性樹脂２３の充填が開始される。
図６（ａ）は樹脂充填工程における第二工程（充填終了状態）を示す。この工程では、電線収容溝１５への光硬化性樹脂２３の充填が完了する。
図６（ｂ）は樹脂硬化工程における第一工程（硬化開始状態）を示す。この工程では、発光体２２を発光させることで光源１４からの光の照射が行われる。光硬化性樹脂２３自身は、この硬化が開始される。
図７（ａ）は樹脂硬化工程における第一工程（硬化終了状態）を示す。この工程では、光硬化性樹脂２３の硬化が短時間で完了し、結束部５が形成される。
図７（ｂ）は樹脂充填工程における第二工程を示す。この工程では、電線収容溝１５から結束部５を取り出す作業が行われる。以上により、ワイヤハーネス１（図１参照）の製造が完了する。
＜ワイヤハーネス製造装置９の他の実施形態について＞
図８において、ワイヤハーネス製造装置９は、配索経路に合わせて溝状装置１１が図示のように形成される。そして、溝状装置１１の各端部には、端末受け治具１２がそれぞれ配置される。また、溝状装置１１には、光源１４が一体に配置される。このようなワイヤハーネス製造装置９を採用してもよいものとする。
＜ワイヤハーネス１の配索例について＞
図９及び図１０において、ワイヤハーネス１は、例えば自動車のドア２８に配索される。ドア２８は、ドア本体２９と、このドア本体２９に組み付けられるハーネスモジュール３０とを備えて構成される。ハーネスモジュール３０には、ワイヤハーネス１が配索される。ワイヤハーネス１は、ハーネスモジュール３０を構成するパネル部材３１に形成された溝部３２に結束部５が嵌め込まれるような状態で配索される（一例であるものとする）。
＜結束部５の変形例について＞
図１１において、結束部５は次のように形成されてもよいものとする。すなわち、各電線４に予め光硬化性樹脂２３を塗布しておき、この電線４を溝状装置１１の電線収容溝１５に収容し、そして、光源１４からの光の照射にて硬化させて、図１１（ｂ）に示す如くの結束部５に形成されてもよいものとする。光源１４からの光が各電線４に向けて万遍なく照射されることから、図示のような結束部５の形成も可能になるのは勿論である。
＜効果について＞
以上、図１ないし図１１を参照しながら説明してきたように、本発明の一実施形態であるワイヤハーネス１、ワイヤハーネス製造方法、及びワイヤハーネス製造装置９によれば、光硬化性樹脂２３を硬化させて結束部５を形成することから、従来の熱溶着と比べて電線導体への影響をなくし、結果、結束状態を向上させることができるという効果を奏する。また、従来のテープ巻きと比べて巻付けをなくし、結果、結束作業性も格段に向上させることができるという効果も奏する。
本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
１…ワイヤハーネス、 ２…ハーネス本体、 ３…コネクタ、 ４…電線、 ５…結束部、 ６…導体、 ７…絶縁体、 ８…中間部、 ９…ワイヤハーネス製造装置、 １０…治具板、 １１…溝状装置、 １２…端末受け治具、 １３…充填装置、 １４…光源、 １５…電線収容溝、 １６…光源装置、 １７…溝底、 １８…溝側面、 １９…溝開口、 ２０…ケース、 ２１…基板、 ２２…発光体、 ２３…光硬化性樹脂、 ２４…装置本体、 ２５…ノズル、 ２６…堰部、 ２７…スリット、 ２８…ドア、 ２９…ドア本体、 ３０…ハーネスモジュール、 ３１…パネル部材、 ３２…溝部、 ＣＬ…ハーネス軸

Claims (4)

  1. ハーネス本体における複数本の電線を束ねる部分としての結束部を形成するため、樹脂充填工程と樹脂硬化工程とを含み、
    前記樹脂充填工程は、前記ハーネス本体の中間部におけるハーネス軸方向に沿った全体且つ前記中間部におけるハーネス軸回り全体に光硬化性樹脂を充填する工程、或いは、前記中間部における前記ハーネス軸方向に沿った複数箇所且つ前記中間部における前記ハーネス軸回り全体に前記光硬化性樹脂を充填する工程であり、
    前記樹脂硬化工程は、光の照射により前記光硬化性樹脂を硬化させて前記結束部にする工程であり、
    前記樹脂充填工程では、前記複数本の電線を収容する電線収容溝を有し且つ前記光硬化性樹脂を充填するための溝状装置を用い、
    前記樹脂硬化工程では、前記溝状装置の前記電線収容溝の少なくとも底部及び一対の側部に配設した光源にて前記光の照射をする
    ことを特徴とするワイヤハーネス製造方法。
  2. ハーネス本体における複数本の電線を束ねる部分としての結束部を形成するため、前記複数本の電線を収容する電線収容溝を有する溝状装置と、該溝状装置に向けて光硬化性樹脂を充填する充填装置と、前記光硬化性樹脂を硬化させる光源とを備え、
    前記溝状装置の前記電線収容溝の少なくとも底部及び一対の側部に前記光源が配設される
    ことを特徴とするワイヤハーネス製造装置。
  3. 請求項２に記載のワイヤハーネス製造装置において、
    前記結束部を形成しようとする位置に合わせて前記溝状装置には前記光硬化性樹脂の流れ止め部分となる堰部が形成され、
    該堰部には前記複数本の電線の差し込み部分となるスリットが形成される
    ことを特徴とするワイヤハーネス製造装置。
  4. 請求項２又は３に記載のワイヤハーネス製造装置において、
    前記光源を配設した前記溝状装置がワイヤハーネスの端末部分を受ける端末受け治具と共に治具板に設けられ、
    該治具板の上方には前記充填装置が自動移動可能に設置される
    ことを特徴とするワイヤハーネス製造装置。
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