JP5962296B2

JP5962296B2 - 電線保持装置及びワイヤハーネス

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Publication number: JP5962296B2
Application number: JP2012164095A
Authority: JP
Inventors: 雅明今堀; 敬浩二ツ森
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2032-07-24
Also published as: JP2014026746A; US20140027154A1; US8901427B2

Description

本発明は、電線を保持する電線保持装置、及び電線保持装置と電線とを備えたワイヤハーネスに関する。

従来、電線を保持するための電線保持装置として、一対の保持溝を対向させて保持孔を形成し、この保持孔に電線を挿通させて保持するものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１に記載の電線ホルダは、シールド構造を有したシールドケース内に電線と共に収容され、上側ホルダと下側ホルダとから形成されている。そして、これら一対のホルダを合体させることにより、電線を固定する。電線の外周面と電線ホルダの内周面との間には、電子ユニット内への水の浸入を防ぐための筒状をしたゴム製の防水栓が設けられている。この防水栓は、電線ホルダで外側から一括して挟持されて電線に固定される。これにより、簡単な作業で電線に防水栓を固定することが可能になる。

特許文献２に記載の電線保持装置は、コネクタハウジングの内部に、前後方向に貫通する円形断面のキャビティが形成されている。電線の外周には、円筒形の防水パッキンが設けられ、電線の外周面とキャビティの内周面との間が防水されている。また、コネクタハウジングの後端部には、電線を保持する電線ホルダが収容されている。電線ホルダの内壁部には、電線の絶縁被覆部に食い込む複数の突起部が形成され、電線に回転力が生じた場合であっても突起部によって電線の回転が抑制され、電線を安定的に保持することが可能である。

特開２００２−１３４９５３号公報特開２００７−２８７４６４号公報

しかし、上記特許文献１に記載のものでは、電線の保持力が不十分となる場合があるという問題があった。

また、上記特許文献２に記載のものでは、特許文献１に記載のものに比べて電線の保持力は大きいが、電線ホルダの内壁部に形成された突起部が電線の絶縁被覆部に食い込むため、この食い込み部分から亀裂が生じるおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、絶縁被覆部に亀裂を生じさせる可能性のある突起を設けることなく、電線保持力を向上させることが可能な電線保持装置及びワイヤハーネスを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、導体部と当該導体部の外周に設けられている絶縁被覆部とを有し防水栓が挿通されており前記絶縁被覆部の外周面にオイルが付着している電線を挟んで対向する一対の保持部材を備え、前記一対の保持部材にはそれぞれ、前記電線が収容されている円弧状の保持溝が形成されており、前記一対の保持部材のぞれぞれの前記保持溝の前記電線の外周面に接触する内面には、前記電線の延伸方向１ｃｍ以上３ｃｍ以下にわたって面粗しされている円弧状の面粗し部が形成されており、前記一対の保持部材それぞれの前記面粗し部の面粗さＲａは、前記電線の前記外周面の表面粗さＲａより大きく、６μｍ以上１００μｍ以下であり、前記一対の保持部材は、前記面粗し部と前記電線の外周面とが接触している前記電線の延伸方向１ｃｍ以上３ｃｍ以下にわたって、前記電線をその圧縮幅が０．１ｍｍ以上となるように圧縮して保持している電線保持装置を提供する。

また、前記一対の保持部材は、これらを互いに係止する係止機構によって結合されているとよい。

また、前記解決手段を有した前記電線保持装置と、前記電線とを備えたワイヤハーネスを提供する。

また、複数の前記電線を備え、当該複数の前記電線が、前記一対の保持部材のそれぞれに形成された複数の前記保持溝に収容されて一括して保持されているとよい。

本発明に係る電線保持装置及びワイヤハーネスによれば、絶縁被覆部に亀裂を生じさせる可能性のある突起を設けることなく、電線保持力を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る電線ホルダ及びワイヤハーネスを示した正面図である。ワイヤハーネスの断面を示し、（ａ）は電線の延伸方向に沿った断面図、（ｂ）は図１のＡ−Ａ断面図である。保持部材の構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。（ａ）は、図２（ｂ）の一部拡大図、図４（ｂ）は（ａ）のＣ部を拡大して示す模式図である。電線を一定速度で引っ張った際の、電線の変位と荷重の関係を示したグラフである。

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る電線ホルダ３及びワイヤハーネス１を示した正面図である。

このワイヤハーネス１は、導体部９０１と絶縁被覆部９０２とからなる、３本の電線９０を挿通させる３つの挿通孔２０を有するシール保持部材としてのリテーナ２と、リテーナとは別体で、３本の電線９０を保持する電線保持装置としての電線ホルダ３と、電線ホルダ３の一部を収容する収容部材としてのシールドケース４とを備えている。

リテーナ２と電線ホルダ３とは、３本の電線９０の延伸方向に対向している。また、リテーナ２の外周面２ａには環状溝２１が形成され、この環状溝２１に外周シール部材としての外側防水栓２２が保持されている。外側防水栓２２には、その延伸方向に対して直交する方向に突出する突起２２ａが複数箇所に形成されている。リテーナ２から外部へ露出した３本の電線９０の先端部には、端子９１がそれぞれ設けられている。

リテーナ２及び電線ホルダ３は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＡ（ポリアミド）、あるいはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の電気絶縁性を有する樹脂からなり、例えば射出成形により成形される。

シールドケース４は、例えば鉄や黄銅、あるいはアルミニウム等の導電性の金属からなり、電線ホルダ３の少なくとも一部を収容する収容部４１と、シールドケース４を被取付部材に固定するための板状の固定部４２とを一体に有している。

図２は、ワイヤハーネス１の断面を示し、（ａ）は電線９０の延伸方向に沿った断面図、（ｂ）は図１のＡ−Ａ断面図である。

シールドケース４の収容部４１には、リテーナ２と反対側の面に３本の電線９０を挿通させる開口部４１ａが形成されている。３本の電線９０は、開口部４１ａからシールドケース４内に挿入され、後述する電線ホルダ３の保持孔３１及びリテーナ２の挿通孔２０を通過して、リテーナ２の外部に露出している。

電線ホルダ３は、３本の電線９０を挟んで対向する一対の保持部材３０からなり、各々の保持部材３０が互いに係止されて組み合わされている。図２（ａ）では、図２（ｂ）における下側の保持部材３０のみを示している。本実施の形態では、それぞれの保持部材３０が同形状に形成されている。

保持部材３０は、本体部３００に、複数の（本実施の形態では３つ）保持溝３０１と複数の（本実施の形態では３つ）筒部３０２とが形成されている。保持溝３０１は、３本の電線９０の延伸方向に沿って円弧状に形成されている。一対の保持部材３０を組み合わせることにより、各保持部材３０における３つの保持溝３０１の内面３０１ａ同士が対向する位置に配置され、３本の電線９０を収容する３つの保持孔３１が構成される。そして、３本の電線９０は、一対の保持部材３０に一括して保持される。

また、保持部材３０には、リテーナ２に係止される２つの爪部３０３が本体部３００と一体に形成されている。

リテーナ２は、３本の電線９０の延伸方向に沿って、電線ホルダ３に対して端子９１側に配置されている。

３つの挿通孔２０における内周面と３本の電線９０との間には、円筒状の内周シール部材としての内側防水栓２３がそれぞれ保持されている。また、内側防水栓２３と外側防水栓２２との間には防水栓保持部材２４が介在し、内側防水栓２３及び外側防水栓２２を保持している。

また、リテーナ２において、互いに隣り合う２つの挿通孔２０の間にはそれぞれ、電線ホルダ３の２つの爪部３０３をそれぞれ係止する２つの係止部２５が形成されている。爪部３０３及び係止部２５は、リテーナ２と電線ホルダ３との間を係止するための係止機構を構成している。爪部３０３は弾性を有しており、リテーナ２及び電線ホルダ３は、爪部３０３及び係止部２５によって互いに連結された状態でも、電線９０の周方向に沿って相対移動可能である。つまり、被取付部材に形成された取付孔にリテーナ２を挿入し、被取付部材の外面にシールドケース４の固定部４２をボルトで締め付ける際、ボルトの回転方向に沿ってシールドケース４及び電線ホルダ３が回転しても、リテーナ２及び電線ホルダ３が相対移動することにより、取付孔内におけるリテーナ２の姿勢の変化が抑制される。

図３は、保持部材３０の構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

３つの保持溝３０１は、内面３０１ａにシボが形成され、その表面粗さＲａは３本の電線９０の外周面の表面粗さＲａより大きく、例えば６μｍ以上１００μｍ以下である。このシボは、例えば保持部材３０を成形するための金型における内面３０１ａに対応する面を粗くしておくことにより形成することができる。
また、保持溝３０１の電線９０の延伸方向における長さは、１〜３ｃｍ程度が望ましい。これは、当該長さが１ｃｍ未満の場合は良好な電線保持力が得られないことがあり、当該長さが３ｃｍより長い場合は電線ホルダ３が大型化してしまう（保持溝３０１の電線９０の延伸方向における長さが長くなってしまう）からである。

筒部３０２は、その内径が３本の電線９０の直径（例えば８．６ｍｍ）よりも大きな、円弧状に形成されている。したがって、電線ホルダ３は、筒部３０２において３本の電線９０との間に隙間を有している。これにより、リテーナ２及び電線ホルダ３が相対移動する際、筒部３０２内における電線９０のたわみが許容され、リテーナ２及び電線ホルダ３が円滑に相対移動することが可能となる。なお、図２では、説明のためにこの隙間を誇張して示している。

各々の保持部材３０には、これらを相互に結合する係止機構としての２つの結合用フック３０４及び２つの係止部３０５が形成されている。そして、本体部３００には、各々の保持部材３０を相対的に位置決めするための嵌合突起３０６及び嵌合凹部３０７が形成されている。

結合用フック３０４は、他方の保持部材３０に形成された係止部３０５に係合する。また、係止部３０５には、他方の保持部材３０に形成された結合用フック３０４が係合する。また、嵌合突起３０６は他方の保持部材３０に形成された嵌合凹部３０７に嵌合され、嵌合凹部３０７には、他方の保持部材３０の嵌合突起３０６が嵌合される。

一対の保持部材３０が結合することにより、３本の電線９０が一方の保持溝３０１と他方の保持溝３０１との間に挟まれて、電線ホルダ３に保持された状態となる。

図４（ａ）は、図２（ｂ）の一部拡大図、図４（ｂ）は（ａ）のＣ部を拡大して示す模式図である。

一対の保持部材３０は、保持溝３０１の内面３０１ａが電線９０の外周面９０ａを押圧して電線９０を圧縮している。その圧縮幅Δｄはｄ_２−ｄ_１で表され、Δｄは例えば０．１ｍｍ以上である。また、図４（ｂ）に示すように、保持溝３０１の内面３０１ａには面粗しによる微細な凸部３００ａおよび微細な凹部３００ｂが形成され、凹部３００ｂにはオイル５が貯留されている。

（ワイヤハーネスの組付け方法）
ワイヤハーネス１の組付けは、「内側防水栓２３の装着」、「リテーナ２の装着」、「電線ホルダ３の装着」、「シールドケース４の装着」、及び「リテーナ２と電線ホルダ３の連結」の各工程をこの順序で行う。以下、これら各工程の一例について説明する。

「内側防水栓２３の装着」
３本の電線９０のそれぞれの先端部から内側防水栓２３を挿入し、３本の電線９０の外周に内側防水栓２３を装着する。その際、内側防水栓２３の滑りを良くするため、３本の電線９０の外周面９０ａにオイル５（例えば、シリコンオイルやグリース等）を塗布する。

「リテーナ２の装着」
次に、３本の電線９０のそれぞれがリテーナ２の挿通孔２０を挿通するように、３本の電線９０の先端部から、予め外側防水栓２２が環状溝２１に保持されたリテーナ２を装着する。リテーナ２の装着後には、３本の電線９０のそれぞれの先端部に端子９１が圧着される。

「電線ホルダ３の装着」
次に、内側防水栓２３をリテーナ２との間に挟むように、電線ホルダ３を装着する。電線ホルダ３の装着は、３本の電線９０を間に挟んで一対の保持部材３０を結合することにより行われる。

「シールドケース４の装着」
次に、電線ホルダ３を、予め内側防水栓２３の装着前に３本の電線９０を開口部４１ａに通しておいたシールドケース４の収容部４１内に圧入する。これにより、電線ホルダ３にシールドケース４が装着される。

「リテーナ２と電線ホルダ３の連結」
次に、内側防水栓２３をリテーナ２の挿通孔２０に収容しながらリテーナ２と電線ホルダ３とを互いに接近させ、電線ホルダ３の爪部３０３をリテーナ２の係止部２５に係止させる。これにより、リテーナ２と電線ホルダ３とが連結される。

ところで、コネクタ内への水の浸入を防ぐための内側防水栓２３を電線９０に取り付ける際、内側防水栓２３と電線９０との間の滑りを良くするために、例えばシリコンオイルやグリース等のオイル等を塗布することがある。電線９０にオイル等の液体が付着した際、電線９０の表面が滑りやすくなるため、電線９０を保持する力が低下するおそれがあるが、本実施の形態では、この保持力低下を抑制する効果も奏する。これについて、以下に説明する。

図５は、保持溝３０１の内面３０１ａを面粗し（シボ形成）したときの効果を確認するため、電線９０を一定速度で引っ張った際の、電線９０の変位と荷重の関係を示したグラフである。

この実験では、電線ホルダ３のテストピースを製作し、そのテストピース内に保持された電線９０を一定の速度（本実験では、１００ｍｍ／分）で引っ張ったときの電線９０の変位及び電線９０にかかる荷重を測定した。

このグラフにおいて、（i）は、電線９０の外周面９０ａが脱脂され、テストピースの保持溝３０１の内面３０１ａが面粗しされていない場合の実験結果を示す。（ii）は、電線９０の外周面９０ａがオイル塗布され、テストピースの保持溝３０１の内面３０１ａを面粗しした（表面粗さＲａ＝６μｍ、保持溝３０１の電線９０の延伸方向における長さ＝２ｃｍ）場合の実験結果を示す。（iii）は、電線９０の外周面９０ａがオイル塗布され、テストピースの保持溝３０１の内面３０１ａが面粗しされていない場合の実験結果を示す。

グラフ（i）のピーク値Ａは１１００〔Ｎ〕、グラフ（ii）のピーク値Ｂは７８０〔Ｎ〕、グラフ（iii）のピーク値Ｃは４５０〔Ｎ〕である。

保持溝３０１の内面３０１ａが面粗しされていない、グラフ（i）とグラフ（iii）とを比較したとき、電線９０の外周面９０ａが脱脂されている場合のグラフ（i）における荷重のピーク値Ａが１１００〔Ｎ〕に対して、電線９０の外周面９０ａにオイルが塗布されている場合のグラフ（iii）における荷重のピーク値Ｃは４５０〔Ｎ〕である。ピーク値Ｃ以降、荷重３８０〔Ｎ〕付近で変位は増加し続けている。これより、電線９０の外周面９０ａにオイルが塗布されると電線９０の保持力が低下することが分かる。

次に、電線９０の外周面９０ａにオイルが塗布された、グラフ（ii）とグラフ（iii）とを比較したとき、保持溝３０１の内面３０１ａが面粗しされていない場合のグラフ（iii）における荷重のピーク値Ｃが４５０〔Ｎ〕に対して、保持溝３０１の内面３０１ａが面粗しされている場合のグラフ（ii）における荷重のピーク値Ｂは７８０〔Ｎ〕であり、ピーク値が大きくなっていることが分かる。よって、保持溝３０１の内面３０１ａが面粗しされていると荷重の低減量を抑制できる。これは、保持溝３０１の内面３０１ａが電線９０の外周面９０ａに押し付けられることにより、図４（ｂ）に示すように、凸部３００ａに付着したオイル５が凹部３００ｂに流動し、保持溝３０１の内面３０１ａにおける凸部３００ａと電線９０の外周面９０ａとが直接接触するためであると考えられる。なお、表面粗さＲａ＝６μｍ以上１００μｍ以下、保持溝３０１の電線９０の延伸方向における長さ＝１ｃｍ以上３ｃｍ以下であれば、上記と同様の効果を奏する。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）３本の電線９０は、一対の保持溝３０１が対向することにより電線ホルダ３内に保持され、保持溝３０１の内面３０１ａが面粗しされているため、絶縁被覆部に亀裂を生じさせる可能性のある突起を設けることなく、電線保持力を向上させることが可能となる。すなわち、保持溝３０１の内面３０１ａにおける微細な凸部３００ａは、電線９０の絶縁被覆部９０２に亀裂を生じさせる程絶縁被覆部９０２に食い込むことはないので、電線９０が引っ張られた場合においても、凸部３００ａを起点として絶縁被覆部９０２に亀裂が生じるおそれが少ない。さらに、凸部３００ａによる摩擦力により、電線９０を保持する力を向上させることが可能となる。

（２）保持溝３０１の内面３０１ａの表面粗さＲａを電線９０の外周面９０ａの表面粗さＲａより大きくすることにより、電線９０の外周面９０ａと保持溝３０１の内面３０１ａとの間に介在するオイル５が凹部３００ｂに貯留される。従って、凸部３００ａと電線９０の外周面９０ａが直接接触し、電線９０の保持力低下が抑制される。

（３）上記実験結果に示されるように、３本の電線９０がオイル塗布された場合でも、このオイル塗布による３本の電線９０の保持力低下が抑制される。

（４）保持溝３０１の電線９０の延伸方向における長さが１ｃｍ以上であり、保持溝３０１の内面３０１ａの表面粗さＲａが６μｍ以上であると、電線９０の保持力がより向上される。

（５）電線９０の圧縮幅Δｄは０．１ｍｍ以上であるので、保持部材３０の適切な圧縮力で電線９０を圧縮し、電線９０の保持力低下がさらに改善する。

（６）一対の保持部材３０には、係止機構としての結合用フック３０４及び係止部３０５が形成され、電線９０の適切な圧縮を助成している。

（７）保持溝３０１の内面３０１ａの面粗し（シボ）は、保持部材３０を成形するための金型における内面３０１ａに対応する面を粗くして形成される。したがって、保持部材３０の成形後に内面３０１ａの面粗度を高めるための面粗し加工を施す必要がない。これにより、保持部材３０に面粗し加工を施す場合と比較して、製造コスト及び製造時間を低減することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

例えば、実施の形態において、リテーナ２と電線ホルダ３とは互いに係止されていなくてもよい。

また、リテーナ２の内周側に内側防水栓２３が保持されていなくてもよく、内側防水栓２３は保持部材３０の筒部３０２に保持されていてもよい。

また、電線ホルダ３に保持される電線９０の数にも制限はなく、１本あるいは２本でもよいし、４本以上でもよい。

また、３本の電線９０の先端部には、端子９１が圧着されていなくてもよい。

一対の保持部材３０にはそれぞれ、結合用フック３０４及び係止部３０５が形成されているが、一方の保持部材３０に結合用フック３０４が形成され、他方の保持部材３０に係止部３０５が形成されていてもよい。

ワイヤハーネス１が取り付けられる被取付部材について、特に制限はなく、例えば通信装置や情報処理装置のケース等にも適用可能である。

１…ワイヤハーネス、２…リテーナ、２ａ…外周面、３…電線ホルダ、４…シールドケース、５…オイル、２０…挿通孔、２１…環状溝、２２…外側防水栓、２２ａ…突起、２３…内側防水栓、２４…防水栓保持部材、２５…係止部、３０…保持部材、３１…保持孔、４１…収容部、４１ａ…開口部、４２…固定部、９０…電線、９０ａ…外周面、９１…端子、３００…本体部、３００ａ…凸部、３００ｂ…凹部、３０１…保持溝、３０１ａ…内面、３０２…筒部、３０３…爪部、３０４…結合用フック、３０５…係止部、３０６…嵌合突起、３０７…嵌合凹部、９０１ …導体部、９０２…絶縁被覆部

Claims

導体部と当該導体部の外周に設けられている絶縁被覆部とを有し防水栓が挿通されており前記絶縁被覆部の外周面にオイルが付着している電線を挟んで対向する一対の保持部材を備え、
前記一対の保持部材にはそれぞれ、前記電線が収容されている円弧状の保持溝が形成されており、
前記一対の保持部材のぞれぞれの前記保持溝の前記電線の外周面に接触する内面には、前記電線の延伸方向１ｃｍ以上３ｃｍ以下にわたって面粗しされている円弧状の面粗し部が形成されており、
前記一対の保持部材それぞれの前記面粗し部の面粗さＲａは、前記電線の前記外周面の表面粗さＲａより大きく、６μｍ以上１００μｍ以下であり、
前記一対の保持部材は、前記面粗し部と前記電線の外周面とが接触している前記電線の延伸方向１ｃｍ以上３ｃｍ以下にわたって、前記電線をその圧縮幅が０．１ｍｍ以上となるように圧縮して保持している
電線保持装置。
前記一対の保持部材は、これらを互いに係止する係止機構によって結合されている、
請求項１に記載の電線保持装置。
請求項１又は２に記載の電線保持装置と、
前記電線とを備えた、
ワイヤハーネス。
複数の前記電線を備え、
当該複数の前記電線が、前記一対の保持部材のそれぞれに形成された複数の前記保持溝に収容されて一括して保持されている、
請求項３に記載のワイヤハーネス。