JP6460214B1 - ワイヤーハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】振動による素線の断線を抑制可能な編組線、また、これを用いたワイヤーハーネスを提供する。
【解決手段】編組線１は、編み込まれた複数の素線２を有している。編組線１の形状は、筒状である。素線２は、アルミニウム線またはアルミニウム合金線より構成されている。素線の素線径は、０．２５ｍｍ以上０．３４ｍｍ未満である。ワイヤーハーネス３は、編組線１を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、編組線を有するワイヤーハーネスに関する。

従来、自動車等の車両に用いられるワイヤーハーネスに、複数の素線を編み込んで筒状に形成した編組線が用いられている。この種の編組線を構成する素線としては、例えば、特許文献１に記載されるように、裸軟銅線、無酸素軟銅線、錫めっき軟銅線などの銅系素線が用いられてきた。

近年では、ワイヤーハーネスの軽量化等のため、銅系素線に代えて、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム系素線を用いることが検討されている。

特開２０１５−１８７５６号公報

しかしながら、アルミニウム系素線からなる編組線は、歪を受けた状態で繰り返し振動を受けると、素線が断線しやすいという問題がある。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、振動による素線の断線を抑制可能な編組線を用いたワイヤーハーネスを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、電線と、上記電線の外周を覆う保護材と、ハーネス端部にて上記保護材より露出した上記電線に接続されたコネクタと、上記保護材の端部と上記コネクタの端部とに固定され、上記保護材より露出した上記電線の外周を覆う筒状の編組線と、を有しており、
上記編組線は、編み込まれた複数の素線を有しており、
上記素線は、アルミニウム線またはアルミニウム合金線より構成されており、
上記素線の素線径は、０．２５ｍｍ以上０．３４ｍｍ未満である、
ワイヤーハーネスにある。

上記ワイヤーハーネスにおける編組線は、編組線を構成する素線がアルミニウム線またはアルミニウム合金線より構成されており、素線の素線径が上記特定の範囲内とされている。そのため、上記編組線では、振動が負荷された場合でも、素線一本一本にかかる歪が小さくなる。それ故、上記編組線は、屈曲されて歪を受けた状態で振動されても、素線の断線を抑制することができる。

したがって、上記編組線を有するワイヤーハーネスによれば、振動が負荷された場合でも、編組線における素線の断線が抑制され、編組線によるシールド信頼性を向上させることができる。とりわけ、上述した構成を有するワイヤーハーネスによれば、ワイヤーハーネスのコネクタが振動部位に接続された場合に、振動部位の振動によって編組線が繰り返し振動したときでも、編組線の素線が断線し難いため、編組線によるシールド信頼性の高いワイヤーハーネスが得られる。

実施例１のワイヤーハーネスに用いられる編組線を模式的に示した外観図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面を模式的に示した図である。 実施例１のワイヤーハーネスおよび当該ワイヤーハーネスの適用例を模式的に示した図である。

上記ワイヤーハーネスは、上記編組線を有している。上記編組線は、複数の素線が筒状に編み込まれてなる。素線は、アルミニウム線またはアルミニウム合金線より構成されている。

アルミニウム合金としては、例えば、１０００系Ａｌ合金、３０００系Ａｌ合金、５０００系Ａｌ合金、６０００系Ａｌ合金、７０００系Ａｌ合金などを例示することができる。また、他にも、アルミニウム合金としては、例えば、質量％で、Ｍｇを０．１％以上、１．５％以下、Ｓｉを０．０３％以上２．０％以下、Ｃｕを０．０５％以上０．５％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、ＭｇおよびＳｉの質量比Ｍｇ／Ｓｉが０．８以上３．５以下である化学組成を有するアルミニウム合金などを例示することができる。上記化学組成を有するアルミニウム合金は、引張強度を２００ＭＰａ以上、導電率を５０％ＩＡＣＳ以上とすることができる。アルミニウム合金線を構成するアルミニウム合金として、上記化学組成を有するアルミニウム合金を用いた場合には、素線の強度および導電性が高まり、良好なシールド性能を確保しつつ、振動による素線の断線を抑制しやすい編組線が得られる。なお、上記化学組成は、さらに、質量％で、Ｆｅ：０．１％以上１．０％以下、および、Ｃｒ：０．０１％以上０．５％以下の少なくとも１つの元素を含有することができる。また、上記化学組成は、さらに、質量割合で、Ｔｉ：５００ｐｐｍ以下、および、Ｂ：５０ｐｐｍ以下の少なくとも１つの元素を含有することができる。

上記編組線において、編組線を構成する複数の素線は、いずれも同じ材質のアルミニウム線またはアルミニウム合金線より構成されていることが好ましい。この構成によれば、編組線の全体において、素線の屈曲特性にバラつきが生じ難くなり、屈曲特性を均一にしやすい。そのため、この構成によれば、屈曲して歪を受けた状態で繰り返し振動を受けた場合でも、局所的に断線しやすい箇所が発生し難く、振動による素線の断線を抑制しやすくなる。

上記編組線において、アルミニウム線またはアルミニウム合金線は、表面に表面処理層を有していない構成とすることができる。つまり、上記編組線において、アルミニウム線またはアルミニウム合金線は、表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金が露出した構成とすることができる。なお、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面に自然に形成されている酸化被膜は、表面処理層には含まれない。また、上記アルミニウムまたはアルミニウム合金の露出には、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面に自然に形成されている酸化被膜を有する場合が含まれる。上記構成によれば、振動による素線同士の擦れによる摩耗を防ぐために、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面に予め表面処理をしなくても済む。そのため、その分、編組線の軽量化や低コスト化を図ることが可能となる。

ここで、上記編組線において、素線の素線径（直径）は、０．２５ｍｍ以上０．３４ｍｍ未満とされる。素線径が０．２５ｍｍ未満になると、素線径が細くなり過ぎ、伸線長が長くなって製造に時間がかり、素線および編組線の量産性が低下する。また、その結果、素線の製造コストも増加しやすくなる。一方、素線径が０．３４ｍｍ以上になると、断線率を３０％以下とすることが困難になる。また、素線径の増加により、編組線の軽量化にも不利となる。

素線径は、素線および編組線の量産性向上などの観点から、好ましくは、０．２５５ｍｍ以上、より好ましくは、０．２６ｍｍ以上、さらに好ましくは、０．２６ｍｍ超、さらにより好ましくは、０．２６５ｍｍ以上、さらにより一層好ましくは、０．２７ｍｍ以上とすることができる。一方、素線径は、素線の断線率を低減しやすくなるなどの観点から、好ましくは、０．３３５ｍｍ以下、より好ましくは、０．３３ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．３２５ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．３２ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．３１５ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．３１ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．３０５ｍｍ以下とすることができる。なお、上述した素線径の上下限は、任意に組み合わせることができる。

上記編組線において、素線の断線率は、車両における振動部位への適用性が向上する等の観点から、好ましくは、３０％以下、より好ましくは、２５％以下、さらに好ましくは、２０％以下であるとよい。なお、編組線における素線の断線率の測定方法については、実験例にて後述する。

上記ワイヤーハーネスは、具体的には、少なくともハーネス端部が上記編組線によって覆われている構成とすることができる。ハーネス端部では、ワイヤーハーネスが有する電線が露出されることが多い。上記構成によれば、ハーネス端部で電線が露出していてもこれを編組線にて覆うことができ、振動による素線同士の擦れによっても編組線の素線が断線し難い。そのため、上記構成によれば、編組線によるシールド信頼性の高いワイヤーハーネスが得られる。

上記ワイヤーハーネスは、車両における室外にて振動部位に接続されるように構成されることができる。車両としては、例えば、自動車、電車、列車、バイクなどを例示することができる。上記構成によれば、振動部位の振動によって編組線が繰り返し振動した場合でも、編組線の素線が断線し難いため、編組線によるシールド信頼性の高い車両用のワイヤーハーネスが得られる。

上記ワイヤーハーネスは、より具体的には、電線と、電線の外周を覆う保護材と、ハーネス端部にて保護材より露出した電線に接続されたコネクタと、保護材の端部とコネクタの端部とに固定され、保護材より露出した電線の外周を覆う筒状の上記編組線と、を有する構成とされている。なお、保護材としては、例えば、金属製パイプなどを例示することができる。また、振動部位としては、自動車等の車両のエンジン、ドア開閉部（屈曲部）、モータ、バッテリーなどを例示することができる。

なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。

以下、実施例のワイヤーハーネス、当該ワイヤーハーネスが有する編組線について、図面を用いて説明する。

（実施例１）
実施例１のワイヤーハーネスが有する編組線について、図１および図２を用いて説明する。図１および図２に示されるように、本例における編組線１は、編み込まれた複数の素線２を有している。編組線１の形状は、筒状である。なお、図２では、各素線２は省略されている。

素線２は、アルミニウム線またはアルミニウム合金線より構成されている。アルミニウム線またはアルミニウム合金線は、表面に表面処理が施されておらず、アルミニウムまたはアルミニウム合金が露出している。素線の素線径は、０．２５ｍｍ以上０．３４ｍｍ未満とされている。なお、本例では、素線の素線軸に垂直な断面は、円形状とされている。

次に、本例のワイヤーハーネスについて、図３を用いて説明する。図３に示されるように、本例のワイヤーハーネス３は、上述した編組線１を有している。

本例では、ワイヤーハーネス３は、具体的には、電線３１と、電線３１の外周を覆う保護材３２と、ハーネス端部３０にて保護材３２より露出した電線３１に接続されたコネクタ３３と、保護材３２の端部とコネクタ３３の端部とに固定され、保護材３２より露出した電線３１の外周を覆う筒状の編組線１と、を有している。図３では、両方のハーネス端部３０が編組線１で覆われている例が示されている。また、保護材３２は、具体的には、金属製パイプである。

本例では、一方のハーネス端部３０側のコネクタ３３は、第１の振動部位４である自動車のエンジンに接続される。また、他方のハーネス端部３０側のコネクタ３３は、第２の振動部位５である自動車のバッテリーに接続される。なお、本例のワイヤーハーネス３は、自動車の室外に配策される床下用のワイヤーハーネスである。また、編組線１は、リング部材３４を加締めることによって保護材３２の端部に固定されている。また、編組線１は、バンド部材３５により締め付けることによってコネクタ３３の端部に固定されている。

以下、編組線の試料を作製し、評価を行った。その実験例について説明する。

＜実験例＞
（編組線の作製）
質量％で、Ｍｇを０．１％以上、１．５％以下、Ｓｉを０．０３％以上２．０％以下、Ｃｕを０．０５％以上０．５％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、ＭｇおよびＳｉの質量比Ｍｇ／Ｓｉが０．８以上３．５以下である化学組成を有するアルミニウム合金からなるＡｌ合金線を３種準備した。Ａｌ合金線の素線径は、０．２６ｍｍ、０．３０４ｍｍ、０．３４ｍｍとした。なお、準備したＡｌ合金線の表面には、めっき処理、化成処理等の表面処理が一切施されていない。

素線径０．２６ｍｍの上記Ａｌ合金線を複数本編み込んで筒状とすることにより試料１の編組線を得た。素線径０．３０４ｍｍの上記Ａｌ合金線を複数本編み込んで筒状とすることにより試料２の編組線を得た。素線径０．３４ｍｍの上記Ａｌ合金線を複数本編み込んで筒状とすることにより試料３の編組線を得た。なお、作製した各編組線における編み込み構成は、いずれも、打ち数４４、持ち数４とした。

（振動試験）
一定の歪み（具体的には、曲率変化量ΔＫ＝０．００５６の歪み）で編組線を１００万回振動させた際の断線率を確認した。なお、断線率は、１００×（断線した素線数）／（全素線数）の計算式より求めた。断線率が１０％以下の場合を、振動による素線の断線抑制効果に優れるとして「Ａ」とした。断線率が１０％超３０％以下の場合を、振動による素線の断線を抑制できているとして「Ｂ」とした。断線率が３０％超の場合を、振動による素線の断線が抑制できないとして「Ｃ」とした。

上記振動試験の結果、試料１の編組線における断線率は４％であり、その判定は「Ａ」、試料２の編組線における断線率は１８％であり、その判定は「Ｂ」、試料３の編組線における断線率は３２．５％であり、その判定は「Ｃ」であった。

以上の結果から、Ａｌ線またはＡｌ合金線より構成される素線を複数有する編組線において、素線の素線径を０．２５ｍｍ以上０．３４ｍｍ未満とすることで、素線表面に表面処理を行うことなく、歪を受けた状態で繰り返し振動を受けても素線の断線を抑制することができることが確認された。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例、実験例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
以下、参考形態の例を付記する。
項１．
編み込まれた複数の素線を有する筒状の編組線であって、
上記素線は、アルミニウム線またはアルミニウム合金線より構成されており、
上記素線の素線径は、０．２５ｍｍ以上０．３４ｍｍ未満である、編組線。
項２．
上記素線の素線径は、０．２６ｍｍ以上０．３３５ｍｍ以下である、項１に記載の編組線。
項３．
上記素線の素線径は、０．２６ｍｍ以上０．３０４ｍｍ以下である、項１に記載の編組線。
項４．
上記アルミニウム線またはアルミニウム合金線は、表面に表面処理層を有していない、項１〜３のいずれか１項に記載の編組線。
項５．
項１〜４のいずれか１項に記載の編組線を有する、ワイヤーハーネス。
項６．
少なくともハーネス端部が上記編組線によって覆われている、項５に記載のワイヤーハーネス。
項７．
電線と、上記電線の外周を覆う保護材と、ハーネス端部にて上記保護材より露出した上記電線に接続されたコネクタと、上記保護材の端部と上記コネクタの端部とに固定され、上記保護材より露出した上記電線の外周を覆う上記編組線と、を有している、項５または６に記載のワイヤーハーネス。
項８．
車両における室外にて振動部位に接続されるように構成されている、項５〜７のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス。

１ 編組線
２ 素線
３ ワイヤーハーネス

Claims (5)

1. 電線と、上記電線の外周を覆う保護材と、ハーネス端部にて上記保護材より露出した上記電線に接続されたコネクタと、上記保護材の端部と上記コネクタの端部とに固定され、上記保護材より露出した上記電線の外周を覆う筒状の編組線と、を有しており、
   上記編組線は、編み込まれた複数の素線を有しており、
   上記素線は、アルミニウム線またはアルミニウム合金線より構成されており、
   上記素線の素線径は、０．２５ｍｍ以上０．３４ｍｍ未満である、
   ワイヤーハーネス。
2. 上記素線の素線径は、０．２６ｍｍ以上０．３３５ｍｍ以下である、請求項１に記載のワイヤーハーネス。
3. 上記素線の素線径は、０．２６ｍｍ以上０．３０４ｍｍ以下である、請求項１に記載のワイヤーハーネス。
4. 上記アルミニウム線またはアルミニウム合金線は、表面に表面処理層を有していない、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス。
5. 車両における室外にて振動部位に接続されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス。

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