(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
自動車などの車両において、ワイヤーハーネスは、電気の伝導を行う絶縁電線と、絶縁電線の端部に接続された端子金具とを有する端子付電線を備える。端子金具は、一般的には、銅を主成分とする金属の部材である。
【0003】
車両に搭載される端子付電線においては、端子金具の一部である被接続部に絶縁電線の絶縁被覆の部分から露出した芯線が、圧着又は超音波溶接などの溶接により接続される。
【0004】
ところで、端子付電線において、絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分に液体が侵入するとこの接続部分に腐食が生じてしまう。特に、絶縁電線の芯線がアルミニウム線である場合には、異種金属接触腐食による腐食が生じてしまう。
【0005】
そこで、絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分の腐食を防止するため、例えば、特許文献1及び特許文献2に示されるようなモールド部を備えたワイヤーハーネスが提案されている。モールド部は、絶縁電線の接続先の機器を収容する筐体の開口部において絶縁電線と筐体との隙間を塞ぎ、機器へ液体が侵入することを防ぐ役割も果たす。モールド部は、射出成形によって得られる合成樹脂の部材である。
【0006】
特許文献1に示されるワイヤーハーネスは、端子付電線における絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分から絶縁電線の端部の一部までに亘る止水領域を密封したモールド部を備える。この場合、絶縁電線と端子金具との接続部分がモールド部により止水され、腐食が防がれる。
【0007】
特許文献1に示されるようなワイヤーハーネスのモールド部は、モールド部の成形用のモールド金型とモールド金型内に溶融した合成樹脂を射出する射出装置とを用いたインサート成形によって作られる。
【0008】
モールド金型は、一般的には、上金型と下金型とで構成される。上金型及び下金型は、それらの一方又は両方が相互に対向する状態で接近すること及び離隔することが可能に支持されている。上金型と下金型とが最接近した状態のモールド金型においては、端子金具における止水領域以外の部分が収容される第一収容空間、端子付電線の止水領域の部分が収容される第二収容空間及び絶縁電線の端部における止水領域以外の部分が収容される第三収容空間がその順番で並んで形成される。
【0009】
射出装置は、溶融した合成樹脂をモールド金型の第二収容空間内に射出する装置である。ワイヤーハーネスのモールド部は、端子付電線における止水領域の部分がモールド金型の第二収容空間内に収容された状態で、第二収容空間内に射出された合成樹脂が固化することにより形成される。
【0010】
以下、ワイヤーハーネスのモールド部において、モールド金型の第二収容空間における第三収容空間との境界部分で成形される部分を後端と称する。
【0011】
一方、特許文献2に示されるワイヤーハーネスは、端子付電線における絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分から絶縁電線の被覆端部までに亘る領域を封止する第1モールド部と絶縁電線の被覆端部と第1モールド部の端部との間に介在する第2モールド部とを備える。第2モールド部は、エラストマーの部材である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具現化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。本明細書において、ワイヤーハーネスという用語は、便宜上、絶縁電線を1本のみ含む場合も複数の絶縁電線を含む場合も含む用語として用いられている。なお、本明細書におけるワイヤーハーネスを、モールド部付電線又は電線モジュールと称してもよい。
【0026】
<第1実施形態>
まず、
図1〜7を参照しつつ、第1実施形態に係るワイヤーハーネス1の構成について説明する。ワイヤーハーネス1は、絶縁電線9、端子金具8、保護部材7及びモールド部6を備える。ワイヤーハーネス1は、自動車などの車両に搭載される。
【0027】
図1は、ワイヤーハーネス1の端部の平面図である。
図2は、
図1のII−II平面におけるワイヤーハーネス1の断面図である。
図3(a),(b)は、それぞれ保護部材7の正面図及び側面図である。
図4(a),(b)は、それぞれ保護部材7を構成する単位成形部70の側面図及び平面図である。
【0028】
<絶縁電線>
図1,2に示されるように、端子金具8が取り付けられる対象となる絶縁電線9は、長尺な導体である芯線910と、その芯線910の周囲を覆う絶縁体である絶縁被覆920と、を有する電線である。通常、芯線910は、細い導体からなる複数の素線が撚り合わされた撚り線である。しかしながら、芯線910が単線であることも考えられる。
【0029】
端子金具8が取り付けられる絶縁電線9の端部は、予め一定の長さの分の芯線910の周囲から絶縁被覆920が剥がれた状態、即ち、一定の長さ分の芯線910が絶縁被覆920から伸び出た状態に加工されている。
【0030】
以下、絶縁電線9の端部において、絶縁被覆920の端から伸び出た芯線910を裸線部91と称する。また、絶縁電線9の絶縁被覆920における端部の一定の範囲(数ミリメートルから十数ミリメートル程度の長さの範囲)の部分を被覆端部92と称する。
【0031】
ワイヤーハーネス1において、絶縁電線9の芯線910は、例えば、銅を主成分とする金属の線材である。一方、絶縁電線9の絶縁被覆920は、例えば、ポリエチレン、塩化ビニル又はポリアミド系ナイロンなどを主成分とする合成樹脂の部材である。なお、芯線910が、アルミニウムを主成分とする金属の線材であることも考えられる。
【0032】
<端子金具>
図1,2に示されるように、端子金具8は、接点部81及び被接続部82を有する。
【0033】
接点部81は、他の部材と接続可能な部分である。本実施形態においては、例えば端子固定台等の端子金具8の接続相手への固定用のネジが通される接続孔810が、接点部81に形成されている。
【0034】
被接続部82は、絶縁電線9の被覆端部92から延び出た裸線部91が接続された部分である。
【0035】
本実施形態においては、被接続部82が、底板部821と2つの芯線かしめ部822とを有する。即ち、本実施形態は、被接続部82が圧着により絶縁電線9に接続される場合の事例である。
【0036】
被接続部82は、絶縁電線9に圧着される前の状態において、曲がって形成された板状の部分であり、絶縁電線9の裸線部91が挿入される溝を形成している。
【0037】
底板部821は、端子金具8が取り付けられる対象の絶縁電線9における裸線部91を一方の側から支える部分である。底板部821は、接点部81に連なっている。
【0038】
2つの芯線かしめ部822は、底板部821から裸線部91の両側へ起立して形成された部分である。なお、本実施形態における被接続部82は、2つの芯線かしめ部822が重ならない突き合わせタイプである。しかしながら、被接続部82が、2つの芯線かしめ部822が重ねられて裸線部91にかしめられる重ね合わせタイプであること、或いは、筒状に形成されたクローズドバレルタイプであることも考えられる。
【0039】
ワイヤーハーネス1において、絶縁電線9は、被接続部82が形成する溝の内側に挿入される。そして、起立した2つの芯線かしめ部822が、裸線部91の周囲に沿って曲げられ、底板部821に対向する向きへ折り曲げられて裸線部91にかしめられる。これにより、被接続部82が裸線部91に対して圧着される。
【0040】
端子金具8は、金属の板材の折り曲げ加工によって得られる。また、端子金具8を構成する金属の板材は、メッキが形成された板状の金属の母材に対する打ち抜き加工によって得られる。従って、端子金具8を構成する金属の板材は、基材と、その基材の表面に形成されたメッキとにより構成されている。
【0041】
例えば、端子金具8の基材は、銅又は銅の合金など、銅を主成分とする金属材料からなる部材である。この場合、メッキを含む端子金具8全体は、銅を主成分とする金属材料からなる。一方、メッキは、錫(Sn)もしくは錫に銀(Ag)、銅(Cu)、ビスマス(Bi)などが添加された錫合金など、錫を主成分とする金属材料からなる部材である。なお、銀(Ag)メッキ、又はニッケル(Ni)メッキも考えられる。
【0042】
<保護部材>
図1〜3に示される保護部材7は、予め成形された複数の単位成形部70が合体することによって絶縁電線9の被覆端部92の外周面にその全周に亘って密着する筒状に形成された部材である。本実施形態は、保護部材7が予め成形された2つの単位成形部70が合体することによって円筒状に形成された部材である場合の事例である。
【0043】
本実施形態においては、
図1,2に示されるように、保護部材7の端子金具8側の端部(以下、先端部171)が、端子金具8側に向かうにつれ徐々に細く形成されている。
【0044】
また、本実施形態においては、保護部材7における先端部171とその反対側の後端部172との間の中間位置に凹部173が全周に亘って環状に形成されている。
【0045】
さらに、本実施形態においては、保護部材7における端子金具8側に対し反対側の端面、即ち、後端部172側の端面、から保護部材7の内側面に亘る後端側内側面174が、凸状の湾曲面である。
図2に示される例は、後端側内側面174が凸状の滑らかな湾曲面である場合の例である。
【0046】
また、本実施形態においては、絶縁電線9と保護部材7との間の止水性を高めるため、保護部材7における内径は絶縁電線9の外径よりも僅かに小さい。そのような場合としては、例えば、保護部材7の内径が、絶縁電線9の芯線910の外径よりも大きく、かつ、絶縁電線9の絶縁被覆920の外径よりも小さい場合等が考えられる。これにより、絶縁被覆920が圧縮され、絶縁被覆920の弾性力によって絶縁被覆920と保護部材7とがより強く密着する。
【0047】
<保護部材:単位成形部>
本実施形態において、保護部材7を構成する単位成形部70は半円筒状の部材である。単位成形部70は、
図4に示されるように、相手側の単位成形部70に連結される連結部75を有する。
【0048】
本実施形態は、連結部75が突起部751及び嵌合孔部752を含む場合の事例である。突起部751は、相手側の単位成形部70における嵌合孔部752に嵌め入れることが可能である。また、嵌合孔部752は、相手側の単位成形部70における突起部751を嵌め入れることが可能である。本実施形態においては、2つの突起部751を結ぶ線と2つの嵌合孔部752を結ぶ線とが交差するように突起部751及び嵌合孔部752各々が単位成形部70に形成されている。従って、本実施形態においては、相互に連結された同じ形状の単位成形部70が保護部材7を構成する。
【0049】
保護部材7を構成する単位成形部70は、例えば、合成樹脂製の部材である。
【0050】
<モールド部>
図1,2に示されるモールド部6は、絶縁電線9、端子金具8及び保護部材7における端子金具8の接点部81と被接続部82との間の部分から保護部材7の外周面までの範囲にインサート成形によって形成された部分である。本実施形態においては、モールド部6は、絶縁電線9、端子金具8及び保護部材7における端子金具8の接点部81と被接続部82との間の部分から保護部材7の中間の部分までの範囲に形成されている。
【0051】
ワイヤーハーネス1において、モールド部6は、例えば、端子金具8の接点部81側の端部の内側面において、端子金具8における接点部81と被接続部82との間の部分の外側面に対して全周方向に亘って密接している。
【0052】
また、ワイヤーハーネス1において、モールド部6は、例えば、端子金具8の接点部81側に対し反対側の端部(以下、後端部60)の内側面において、保護部材7の外側面(外周面)に対して全周方向に亘って密接している。そのため、絶縁電線9の裸線部91と端子金具8の被接続部82との接続部分に液体が侵入することが防がれる。
【0053】
ワイヤーハーネス1において、モールド部6は保護部材7に形成された凹部173が形成する溝を満たす。これにより、モールド部6から保護部材7が抜けてしまうことが防がれる。
【0054】
モールド部6は、合成樹脂の部材である。モールド部6を構成する合成樹脂は、例えば、PPS(ポリフェニレンスルファイド)樹脂、PPA(ポリフタルアミド)樹脂、LCP樹脂(液晶ポリマー)、フェノール系、ポリエステル系、ポリアミド系又はエポキシ系の樹脂である。
【0055】
モールド部6の成形工程については後述する。
【0056】
<ワイヤーハーネスの製造工程>
次に、
図5〜7を参照しつつ、ワイヤーハーネス1を製造するための工程について説明する。
図5は、ワイヤーハーネス1の製造において、モールド部6のインサート成形に使用される金型5の断面図である。
図6は、ワイヤーハーネス1の製造工程における一部の工程を示した図であり、保護部材7が絶縁電線9に取り付けられる様子を表した斜視図である。
図7は、ワイヤーハーネス1の製造工程における一部の工程を示した図であり、ワイヤーハーネス1の製造工程においてモールド部6のインサート成形時の金型5、絶縁電線9、端子金具8及び保護部材7の断面図である。
【0057】
<ワイヤーハーネスの製造工程:金型>
まず、本実施形態におけるワイヤーハーネス1の製造に使用される金型5について説明する。金型5は、ワイヤーハーネス1の製造において使用される型部材の一例である。金型5は、
図5に示されるように上金型51と下金型52とを備える。上金型51及び下金型52は、不図示の支持機構により、それらの一方又は両方が相互に対向する状態で接近すること及び離隔することが可能に支持されている。
【0058】
以下、裸線部91に端子金具8が接続され保護部材7が被覆端部92の外周面にその全周に亘って密着した状態の絶縁電線9、即ち、端子金具8と保護部材7とを有する絶縁電線9、を端子付電線90と称する。
【0059】
図5に示されるように、上金型51と下金型52とが最接近した状態の金型5においては、端子付電線90が収容される第一収容空間501、第二収容空間502及び第三収容空間503が形成される。
【0060】
図5に示されるように、上金型51には、第一成形部511、第二成形部512及び第三成形部513が形成されている。同様に、下金型52にも、第一成形部521、第二成形部522及び第三成形部523が形成されている。
【0061】
上金型51と下金型52とが最接近した状態において、上金型51における第一成形部511及び下金型52における第一成形部521に囲まれる空間は、端子付電線90の端子金具8におけるモールド部6が成形される範囲以外の部分、即ち、端子金具8の接点部81と被接続部82との間の部分から接点部81の先端部までの部分、が収容される第一収容空間501を形成する。
【0062】
また、上金型51と下金型52とが最接近した状態において、上金型51における第二成形部512及び下金型52における第二成形部522に囲まれる空間は、端子付電線90における端子金具8の接点部81と被接続部82との間の部分から保護部材7の中間の部分までの範囲に該当する部分が収容される第二収容空間502を形成する。
【0063】
また、上金型51と下金型52とが最接近した状態において、上金型51における第三成形部513及び下金型52における第三成形部523に囲まれる空間は、端子付電線90における絶縁電線9の一部及び端子付電線90の保護部材7におけるモールド部6が成形される範囲以外の部分、即ち、保護部材7の中間の部分から保護部材7における端子金具8側に対し反対側の端部までの部分、が収容される第三収容空間503を形成する。
【0064】
<ワイヤーハーネスの製造工程:保護部材装着工程>
次に、
図6を参照しつつ、ワイヤーハーネス1における保護部材7の絶縁電線9の被覆端部92に対する装着工程について説明する。
【0065】
図6に示されるように、2つの単位成形部70の連結部75が間に絶縁電線9をはさんで相互に対向する状態から2つの単位成形部70が近付けられる。やがて、2つの単位成形部70各々が有する突起部751が相手側の単位成形部70の嵌合孔部752に嵌め入れられることにより2つの単位成形部70が連結される。これにより、2つの単位成形部70が絶縁電線9の被覆端部92に取り付けられる。絶縁電線9の被覆端部92に取り付けられた2つの単位成形部70は絶縁電線9の被覆端部92の外周面にその全周に亘って密着する保護部材7を構成する。
【0066】
保護部材7の装着工程は、絶縁電線9の裸線部91に端子金具8が接続される前に行われてもよいし、絶縁電線9の裸線部91に端子金具8が接続された後に行われてもよい。そのため、本実施形態においては、ワイヤーハーネス1の製造工程の順番に自由度を持たせることが可能となる。なお、絶縁電線9の裸線部91に端子金具8が接続されていれば、この装着工程により端子付電線90が得られる。
【0067】
<ワイヤーハーネスの製造工程:モールド部成形工程>
次に、
図7を参照しつつ、ワイヤーハーネス1におけるモールド部6の成形工程について説明する。
【0068】
モールド部6の成形工程は、保護部材7の装着工程の後に行われる。なお、保護部材7の装着工程が絶縁電線9の裸線部91に端子金具8を接続する工程の前に行われていた場合は、モールド部6の成形工程と保護部材7の装着工程との間に、絶縁電線9への端子金具8の接続工程(圧着工程)が行われる。
【0069】
モールド部6の成形工程においては、例えば、端子付電線90が下金型52にセットされた後、上金型51が下金型52に対向する状態で下金型52に近付けられる。これにより、端子付電線90は、金型5が形成する第一収容空間501、第二収容空間502及び第三収容空間503に収容される。
【0070】
そして、端子付電線90が金型5の第一収容空間501、第二収容空間502及び第三収容空間503に収容された状態において、不図示の射出装置により溶融した合成樹脂が第二収容空間502内に射出される。このとき、保護部材7の先端部171が、端子金具8側に向かうにつれ徐々に細く形成されていると、保護部材7の先端部171付近の合成樹脂の循環が良くなる。
【0071】
第二収容空間502に射出された合成樹脂が固化することにより、端子付電線90における金型5の第二収容空間502に収容されていた部分、即ち、端子付電線90における端子金具8の接点部81と被接続部82との間の部分から保護部材7の中間の部分までの範囲に該当する部分、の周囲にモールド部6が隙間なく形成される。
【0072】
モールド部6の成形時に、第二収容空間502における第三収容空間503との境界部分において溶融した合成樹脂が絶縁電線9の絶縁被覆920側に食い込むことを保護部材7が防止する。即ち、本実施形態によれば、モールド部6の成形時において、絶縁被覆920を覆う保護部材7が絶縁被覆920よりも硬質な状態にすることができる。そのような絶縁被覆920及び保護部材7の組み合わせとしては、例えば、絶縁被覆920の材料が架橋PE(ポリエステル)とエラストマーとの合成樹脂であり、保護部材7の材料がPBT(ポリブチレンテレフタラート)、PPS(ポリフェニレンスルファイド)樹脂、PPA(ポリフタルアミド)樹脂、LCP樹脂(液晶ポリマー)、フェノール系、ポリエステル系、ポリアミド系又はエポキシ系の樹脂である場合等が考えられる。
【0073】
<効果>
本実施形態においては、保護部材7が絶縁電線9の被覆端部92の外周面にその全周に亘って密着した状態で、モールド部6のインサート成形が行われる。即ち、金型5の第二収容空間502における第三収容空間503との境界部分で成形されるモールド部6の後端部60の内縁部と絶縁電線9の絶縁被覆920との間に保護部材7が介在した状態でモールド部6のインサート成形が行われる。この場合、モールド部6の後端部60の内縁部が絶縁電線9の絶縁被覆920に食い込む度合が緩和される。即ち、絶縁被覆920に食い込む部分がモールド部6に形成されにくい。
【0074】
また、本実施形態におけるワイヤーハーネス1の製造工程においては、モールド成形を複数回行う必要がない。この場合、ある金型から別の金型に移し変えるような手間のかかる作業を行う必要がない。
【0075】
以上に示されることから、本実施形態におけるワイヤーハーネス1においては、絶縁被覆920に食い込む部分がモールド部6に形成されてしまうことを簡易に防止することが可能となる。これにより、例えば、柔らかく薄い絶縁被覆920を有する絶縁電線9がモールド部6付近で大きな曲率で曲げられる等の厳しい曲げ条件の下で使用されるような場合でも、耐久性の高いワイヤーハーネス1を提供することができる。
【0076】
また、本実施形態においては、保護部材7における後端側内側面174が、凸状の湾曲面である。この場合、保護部材7の後端部172の内縁部における絶縁電線9が大きな曲率で曲げられたときに接触する可能性のある部分に角張った部分が形成されない。また、絶縁電線9を保護部材7の後端側内側面174に沿って曲げ易くすることも可能となる。
【0077】
<第2実施形態>
次に、
図8を参照しつつ、第2実施形態に係るワイヤーハーネス1Aの構成について説明する。
図8は、第2実施形態に係るワイヤーハーネス1Aの端部の平面図である。ワイヤーハーネス1Aは、ワイヤーハーネス1と比較して、複数の端子付電線90を有する点が異なっている。なお、
図8において、
図1〜7に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。
【0078】
以下、ワイヤーハーネス1Aにおけるワイヤーハーネス1と異なる点について説明する。
【0079】
図8に示されるように、ワイヤーハーネス1Aは、複数の端子付電線90を備える。本実施形態は、ワイヤーハーネス1Aが3本の端子付電線90を備えている場合の事例である。
【0080】
ワイヤーハーネス1Aは、例えば、
図5と同様の金型を用いて製造される。ワイヤーハーネス1Aにおいて、モールド部6は、並列に並ぶ複数の端子付電線90各々における端子金具8の接点部81と被接続部82との間の部分から保護部材7までの範囲を一括して覆っている。
【0081】
また、単位成形部70の外側面に孔が形成されていてもよい。また、単位成形部70に形成された孔が単位成形部70の内側面まで貫通した貫通孔であってもよい。
【0082】
<応用例>
次に、
図9を参照しつつ、ワイヤーハーネス1に適用可能な応用例に係る保護部材7Zの構成について説明する。
図9は、ワイヤーハーネス1の製造工程においてモールド部6のインサート成形時の金型5、絶縁電線9、端子金具8及び保護部材7Zの断面図である。保護部材7Zは、保護部材7と比較して、保護部材7Zを構成する単位成形部70Zの外側面に孔が形成されている点が異なっている。なお、
図9において、
図1〜8に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。
【0083】
以下、保護部材7Zにおける保護部材7と異なる点について説明する。
【0084】
本実施形態においては、保護部材7Zを構成する単位成形部70Zの外側面に孔部700Zが形成されている。
図9に示される例では、単位成形部70Zに形成された孔部700Zは、単位成形部70Zの内側面まで貫通した貫通孔である。しかしながら、孔部700Zが、単位成形部70Zの内側面まで貫通していない窪みである場合も考えられる。
【0085】
本実施形態においては、
図9に示されるような下金型52の第三成形部523に形成された突起部が単位成形部70Zに形成された孔部700Zに入れられることにより、モールド部6の成形工程における保護部材7Zの下金型52に対する位置決めを容易に行うことができる。
【0086】
<その他の応用例>
保護部材7Zがワイヤーハーネス1Aに対して適用されてもよい。
【0087】
また、複数の単位成形部70における連結部75の一部が隣り合う2つの単位成形部70同士を相対的に回動可能に繋ぐ接合部に置き換えられてもよい。例えば、接合部は、柔軟性を有する部分であり、変形することによって隣り合う2つの単位成形部70が相対的に回動する。単位成形部70Zにおいても同様である。
【0088】
また、モールド部6の後端部60側の一端の位置と保護部材7の一端の位置とが一致している場合も考えられる。
【0089】
また、端子金具8の被接続部82がさらに絶縁電線9の絶縁被覆920に圧着される被覆圧着部を有していてもよい。また、端子金具8が超音波溶接などの溶接により絶縁電線9に接続されていてもよい。
【0090】
また、保護部材7が、3つ以上の単位成形部70が合体することによって筒状に形成される部材であってもよい。保護部材7Zにおいても同様である。
【0091】
なお、本発明に係るワイヤーハーネスは、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された各実施形態、応用例及びその他の応用例を自由に組み合わせること、或いは各実施形態、応用例及びその他の応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。