JP5424462B2 - シールドハーネス及びシールドハーネスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ノイズに対するシールド機能を備えたシールドハーネス及びシールドハーネスの製造方法に関するものである。

自動車には、搭載される種々のランプやモータなどの電子機器にバッテリなどの電源から電力を供給したり制御装置から制御信号を送ったりするため、ワイヤハーネスが配索されている。

また、ワイヤハーネスには、例えば図１３及び図１４に示すような平型ハーネス１０１などが知られている。この平型ハーネス１０１は、互いに平行な複数の電線１０２と、一つのドレイン線１０３と、金属膜１０４と、シース１０５と、を備えている。各電線１０２には、それぞれ、導電性を有する芯線１１０と、芯線１１０を被覆する被覆部１１１と、を備えている。芯線１１０は、断面丸形に形成されており、銅または銅合金を含んでいる。被覆部１１１は、絶縁性を有する合成樹脂からなる。複数の電線１０２は互いに平行（即ち並行）であるため、芯線１１０は互いに平行である。

このような構成の平型ハーネス１０１は、外部からのノイズが各電線１０２の芯線１１０に侵入しようとすると、ノイズが金属膜１０４に伝わる。また、このノイズは、ドレイン線１０３を介して、平型ハーネス１０１外に逃がされる。このように、平型ハーネス１０１の金属膜１０４を設けることで、各電線１０２の芯線１１０に外部からノイズが侵入するのを防止できるようになっている。

ところで、平型ハーネス１０１を用いて前述したワイヤハーネスを組み立てる場合には、シース１０５を除去した後に、各電線１０２の被覆部１１１を取り除くときなどに、ドレイン線１０３に加工などを施す必要がない。このため、各電線１０２の被覆部１１１を取り除く際などに、ドレイン線１０３が曲がって各電線１０２の芯線１１０と平行にならなくなることが多い。

一方、平型ハーネス１０１では、ドレイン線１０３と薄い金属膜１０４とを接触させておくことで、電線１０２の芯線１１０に侵入しようとするノイズを逃がしている。ところが、上述したように、上記の平型ハーネス１０１を用いると、薄い金属膜１０４とドレイン線１０３との接触が不安定となることが多い。したがって、各電線１０２の芯線１１０に侵入しようとするノイズを確実に平型ハーネス１０１外に逃がすことが困難な場合もある。

そこで、電線の芯線に侵入しようとするノイズを確実に外部に逃がすことができ、かつ組み立てるワイヤハーネスのコストの高騰を抑制できる平型シールドハーネスとして、例えば特許文献１に記載のものが提案されている。

この平型シールドハーネス２００は、図１５及び図１６に示すように、互いに並行でかつそれぞれ導電性を有する複数の芯線２１１と、絶縁性を有しかつ芯線２１１を被覆する被覆部２１２と、を有する平型ハーネス２１０と、薄い導体層２２１及び絶縁層２２２を有する導体薄膜シート２２０と、を備えている。また、導体薄膜シート２２０が、平型ハーネス２１０の外周を覆うように巻かれているとともに、導体薄膜シート２２０の導体層２２１と平型ハーネス２１０の一つの芯線２１１Ａとが接合部２２０Ａで互いに接合している。

特開２００２−１６３９３５号公報

しかしながら、上記の平型シールドハーネス２００は、接合部２２０Ａにおいて、導体層２２１が露出している状態になっている。このため、芯線２１１を保護する被覆部２１２が防水機能を有していなければ、導体層２２１が水などに触れて錆を発生し、ノイズに対するシールド効果を有効に発揮できなくなる虞がある。

本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、その目的は、シールド部を構成する導体層の錆等の発生を防止するとともに、しかも電線の軽量化、延いてはコスト削減を図ることができるシールドハーネス及びシールドハーネスの製造方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るシールドハーネスは、下記（１）を特徴としている。
（１） 複数の芯線と、絶縁性を有し且つ前記芯線を被覆する被覆部と、を有するハーネスと、
導体層と、前記導体層の両面にそれぞれ固着された絶縁層と、を有し、前記ハーネスの外周を筒状に覆うシールド部と、
を備えたシールドハーネスであって、
前記シールド部の前記絶縁層は、前記ハーネスの外周を覆う該シールド部の周方向の外側縁部において向かい合う面が固着され、
前記シールド部の前記外側縁部には、該外側縁部を層方向に貫通する貫通孔が形成され、
前記シールド部の前記導体層は、該導体層に食い込む突起を有する導電性のスリーブが前記貫通孔に挿通されることによって、前記外側縁部において該スリーブを介して電気的に接続される、
こと。

上記（１）の構成のシールドハーネスによれば、シールド部を構成する絶縁層によって導体層の両面が保護されているため、導体層の錆等の発生を防止するとともに、その結果、従来のように防水機能を付加していた電線と比較すると、電線の軽量化延いてはコスト削減を図ることができる。
また、上記（１）の構成のシールドハーネスによれば、ハーネスがシールド部によってシールド部の外部からの電波の伝搬が遮断された状態になるため、シールド効果が大きくなる。
また、上記（１）の構成のシールドハーネスによれば、貫通孔を設けたことにより、例えば貫通孔にクリップなどの固定部材を用いることで、平型シールドハーネスを容易に固定させることができる。
また、上記（１）の構成のシールドハーネスによれば、例えばスリーブにねじを取付け車体の金属パネルなどに螺着させると、ねじを介してシールド部のアースが簡単に取れるので、ノイズ防止効果が得られる。

また、本発明に係るシールドハーネスの製造方法は、下記（２）または（３）を特徴としている。
（２） 複数の芯線と、絶縁性を有し且つ前記芯線を被覆する被覆部と、を有するハーネスの外周を、導体層と、前記導体層の両面にそれぞれ固着された絶縁層と、を有するシールド部によって筒状に覆い、
前記ハーネスの外周を覆う該シールド部の周方向の外側縁部において向かい合う面を固着し、
前記絶縁層の内面同士が固着した前記シールド部の前記外側縁部に、該外側縁部を層方向に貫通する貫通孔を形成し、
前記導体層に食い込む突起を有する導電性のスリーブを前記貫通孔に挿通することによって、前記導体層を前記外側縁部において該スリーブを介して電気的に接続させる、
こと。
（３） 複数の芯線と、絶縁性を有し且つ前記芯線を被覆する被覆部と、を有するハーネスの外周を、導体層と、前記導体層の両面にそれぞれ固着された絶縁層と、を有するシールド部によって筒状に覆い、
前記ハーネスの外周を覆う該シールド部の周方向の外側縁部を熱溶着することによって、該絶縁層の内面同士を固着し、
前記外側縁部に位置する前記シールド部の前記導体層の一部を超音波溶着することによって、該導体層を前記外側縁部において接合させる
ことを特徴とするシールドハーネスの製造方法。

上記（２）の構成のシールドハーネスの製造方法によれば、シールド部を構成する絶縁層によって導体層の両面が保護されているため、導体層の錆等の発生を防止するとともに、その結果、従来のように防水機能を付加していた電線と比較すると、電線の軽量化延いてはコスト削減を図ることができる。
また、上記（３）の構成のシールドハーネスの製造方法によれば、ハーネスがシールド部によってシールド部の外部からの電波の伝搬が遮断された状態になるため、シールド効果が大きくなる。
また、上記（２）の構成のシールドハーネスの製造方法によれば、貫通孔を設けたことにより、例えば貫通孔にクリップなどの固定部材を用いることで、平型シールドハーネスを容易に固定させることができる。
また、上記（２）の構成のシールドハーネスの製造方法によれば、例えばスリーブにねじを取付け車体の金属パネルなどに螺着させると、ねじを介してシールド部のアースが簡単に取れるので、ノイズ防止効果が得られる。

本発明は、シールド部を構成する絶縁層によって導体層の両面が保護されているため、導体層の錆等の発生を防止するとともに、その結果、従来のように防水機能を付加していた電線と比較すると、電線の軽量化延いてはコスト削減を図ることができる。

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。

本発明の第１の実施形態に係るシールドハーネスを示す斜視破断図である。 図１におけるＩＩ―ＩＩ線の矢視断面図である。 図１に示すシールドハーネスのパウチ部を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るシールドハーネスを示す斜視破断図である。 図４におけるＶ−Ｖ線の矢視断面図である。 図４に示すシールドハーネスのパウチ部を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るシールドハーネスを示す斜視破断図である。 図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の矢視断面図である。 図７に示すシールドハーネスのパウチ部を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るシールドハーネスを示す斜視破断図である。 図１０におけるＸＩ−ＸＩ線の矢視断面図である。 図１０に示すシールドハーネスのパウチ部を示す断面図である。 従来の平型ハーネスを示す平面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線の矢視断面図である。 従来の他の平型ハーネスを示す平面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線の矢視断面図である。

以下、本発明に係る好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る平型シールドハーネス１０Ａを示すものであり、この平型シールドハーネス１０Ａは、ハーネス２０と、シールド部３０と、空間部４０と、パウチ部５０と、を備えている。

ハーネス２０は、それぞれ導電性を有する複数（特に本実施形態では３本）の芯線２１と、絶縁性を有しかつ芯線２１を被覆する被覆部２２と、をによって構成され、被覆部２２は、複数の芯線２１が略平行になるように該芯線２１を被覆している。

芯線２１は、導電性を有する金属からなる複数の導線が撚られて形成されており、断面形状が丸形の撚線で構成されている。なお、芯線２１が一本の導線から構成される場合には、撚る必要は生じない。複数の芯線２１は、互いに並設されており、互いに平行（即ち並行）に配置されている。

被覆部２２は、絶縁性を有する合成樹脂からなり、互いに平行な状態で各芯線２１の全周を被覆している。また、被覆部１１は、芯線２１どうしを相互に絶縁状態に保ちながら被覆している。これによりハーネス２０を帯状（つまり平型）に形成している。

シールド部３０は、ハーネス２０の外周に略筒状に覆うものであって、シート状の薄膜状の導体層３１と、導体層３１の両面にそれぞれ固着された絶縁層３２、３３と、を有する。絶縁層３２、導体層３１、及び絶縁層３３は、この順で３層一体にラミネートされたものであって、各層間は適宜の粘着材３４により固着されている。

導体層３１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの薄くて柔軟性及び可撓性を有するシート状の導電性金属材料で形成されており、ハーネス２０の芯線２１を電気的にシールドさせる機能を有する。絶縁層３２、３３は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの絶縁シートによって形成された樹脂フィルムで構成されている。

また、シールド部３０には、ハーネス２０の外周を該シールド部３０によって被覆した際の、該シールド部３０の周方向の端部に位置する外側縁部α（ハーネス２０に被覆前の平面状のシールド部３０では、外側縁部αは、幅方向の両端部に相当する。）において、ハーネス２０を周回することによって向かい合う絶縁層３２の一面を熱溶着によって固着している。以後、絶縁層３２の一面が熱溶着された外側縁部αのことをパウチ部５０と称する。このように外側縁部αにおいて絶縁層３２の一面を熱溶着によって固着することによって、シールド部３０によって囲まれるハーネス２０が位置する内部空間が密封された状態となる。

本実施形態のパウチ部５０を形成する際には、ハーネス２０を周回することによって絶縁層３２が向かい合う状態にしたシールド部３０の外側縁部α全体（すなわち、図３に示すように、紙面上方から、絶縁層３３、導体層３１、及び絶縁層３２、絶縁層３２、導体層３１、及び絶縁層３３の順に並んだ端部全体）を、図示しない加熱手段によって加熱し、絶縁層３２及び絶縁層３３両方を溶融させる。

空間部４０は、ハーネス２０とシールド部３０との間の隙間を構成する防水構造の空間である。本実施形態では、この空間部４０に如何なるものも充填されていないが、ハーネス２０をより安定的にシールド部３０の内部に固定するために、パウチ部５０形成後に液状体を注入してもよい。

次に、本実施形態の平型シールドハーネス１０Ａの製造方法について説明する。
本実施形態の平型シールドハーネス１０Ａの製造方法は、第１ステップ乃至第３ステップで構成されている。即ち、
（１）第１ステップ；
それぞれ導電性を有する互いに並行な複数の芯線２１と絶縁性を有しかつ芯線２１を被覆する被覆部２２とを有するハーネス２０を形成する。
（２）第２ステップ；
導体層３１、絶縁層３２、３３によって構成されるシールド部３０によって、ハーネス２０の外周を筒状に覆う。
（３）第３ステップ；
そして、シールド部３０の外側縁部αの端部全面を、ハーネス２０の長手方向に沿ったシールド部３０の基端部から先端部まで全体に亘り、図示外の適宜の加熱手段で局所的に加熱溶融させることによって、向かい合う絶縁層３２、３２の一面を熱溶融し、その後冷却し、パウチ部５０を形成する。

従って、本実施形態によれば、ハーネス２０の外周に筒状に捲装されたシールド部３０の導体層３１により、ハーネス２０の芯線２１にはノイズに対するシールド効果が付与される。

また、本実施形態によれば、シールド部３０は、最内層および最外層が樹脂フィルムからなる絶縁層３２、３３で構成される。つまり、導体層３１の外面（表裏面）が絶縁層３２、３３でシールされた防水構造であるので、導体層３１の外面が水に触れてさびが発生するのを回避できる。

さらに、本実施形態によれば、ハーネス２０の周囲を取り囲むシールド部３０によって、その内部に位置するハーネスは密封されている。従って、ハーネス２０の周囲には従来のようなシースなどの防水部材及び保護部材を設置することが不要であるので、シールドハーネス１０Ａの軽量化、延いてはコストの削減を図ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図４乃至図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｂが、第１の実施形態に係る平型シールドハーネス１０Ａと異なる点は、シールド部３０の内面側の絶縁層３２、３２の全面を局所的に加熱溶融させることでパウチ部５０を形成するだけではなく、シールド部３０の外側縁部αに位置する導体層３１、３１の一部（以下、「スポット部β」とよぶ）を超音波溶着によって局所的に接合させることである。この結果、外側縁部αに位置する絶縁層３２、３３が溶解しさらに導体層３１どうしが接合されて一体化され、外側縁部αに位置する導体層３１、３１の電気的な接続が図られた接続部５１が形成される。

次に、本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｂの製造方法について説明する。
本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｂの製造方法では、（１）乃至（３）の第１〜第３のステップは第１の実施形態と同様であるが、さらに、次の第４ステップを有する。
（４）第４ステップ；
第３ステップにて、シールド部３０の外側縁部αにおいて内面側の絶縁層３２、３２の端部を熱溶融させて形成したパウチ部５０において、さらに、その一部に等間隔で局所的（スポット部β；図６参照）に超音波溶着を行う。これによって、シールド部３０の導体層３１部分どうしの溶融を行い、スポット部βにおいて電気的な導通を図る。これにより、外側縁部αに位置する絶縁層３２、３３が溶解し、導体層３１どうしが接合され、外側縁部αに位置する導体層３１、３１の電気的な接続が図られた接続部５１を形成する。なお、この第４ステップの接続部５１の形成は第３ステップの作業と同時に行ってもよい。

従って、本実施形態によれば、第１の実施形態の平型シールドハーネス１０Ａが奏する効果のほかに、接続部５１を形成したことにより、ハーネス２０がシールド部３０によってシールド部３０の外部からの電波の伝搬が遮断された状態になるため、パウチ部５０のみを形成した第１の実施形態と比較して、シールド効果（つまり、シールド部３０外部から内部へノイズが伝搬することを妨げる効果）が大きくなる効果がもたらされる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図７乃至図９を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１、第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｃが、第１の実施形態に係る平型シールドハーネス１０Ａと異なる点は、シールド部３０の内面側の絶縁層３２、３２の全面を局所的に加熱溶融させることでパウチ部５０を形成するだけではなく、パウチ部５０の一部に、該パウチ部５０を層方向（図９の紙面下方）に貫通する貫通孔５２が形成されていることである。

次に、本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｃの製造方法について説明する。
本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｃの製造方法では、（１）乃至（３）のステップは第１の実施形態と同様であるが、さらに、次の第４ステップを有する。
（４）第４ステップ；
第３ステップにて、シールド部３０の外側縁部αにおいて内面側の絶縁層３２、３２の端部を熱溶融させて形成したパウチ部５０において、その一部にハーネス２０の長手方向に沿って等間隔で孔あけを行い、貫通孔５２を形成する。この孔あけ作業は、図９に示すように、台６０Ａの上にパウチ部５０、つまりシールド部３０の外側縁部の端部を固定させた状態でセットし、上部に配置した穴あけ６０Ｂで貫通孔５２を穿孔させる。なお、この第４ステップのスポット部βの形成は第３ステップの作業と同時に行ってもよい。

従って、本実施形態によれば、第１の実施形態の平型シールドハーネス１０Ａが奏する効果のほかに、貫通孔５２を設けたことにより、例えばその貫通孔５２を図示外の車体側のクリップなどの固定部材に係止させるなどして、平型シールドハーネス１０Ｃを車体側に容易に固定できるといった効果がもたらされる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について図１０乃至図１２を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１、第３の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｄが、第３の実施形態に係る平型シールドハーネス１０Ｃと異なる点は、シールド部３０の外側縁部の一部に等間隔で貫通孔５２を設けるだけでなく、図１２に示すように、貫通孔５２に導電性のスリーブ５３を挿通させていることである。

このスリーブ５３は、貫通孔５２に挿通することによって、貫通孔５２に露出する導体層３１の端部がスリーブ５３に接触するとともに、貫通孔５２を貫通した先端部５３Ｂが貫通孔５２にスリーブ５３を止着させるためにシールド部３０に向けて折り曲げられ、その先端部５３Ｂに形成された鋭利な突起５３Ａが導体層３１の食込部γに食い込んでスリーブ５３と導体層３１とが電気的に導通される。

次に、本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｄの製造方法について説明する。
本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｃの製造方法では、（１）乃至（４）のステップは第３の実施形態と同様であるが、さらに、次の第５ステップを有する。
（５）第５ステップ；
第４ステップにて貫通孔５２を形成したパウチ部５０において、貫通孔５２にスリーブ５３を挿通させ、貫通孔５２を貫通した先端部５３Ｂをシールド部３０に向けて折り曲げ、突起５３Ａを導体層３１の食込部γに食い込ませて、該スリーブ５３を止着させる。

従って、本実施形態によれば、第１の実施形態の平型シールドハーネス１０Ａが奏する効果のほかに、さらに、スリーブ５３を介して導体層３１、３１が電気的に接続することにより、ハーネス２０がシールド部３０によってシールド部３０の外部からの電波の伝搬が遮断された状態になるため、パウチ部５０のみを形成した第１の実施形態と比較して、シールド効果が大きくなる。さらに、例えば導電性のねじ７１を用いて導電性のスリーブ５３にねじ７１を取付け、車体の金属パネル７０などに螺着させることにより、本実施形態の平型シールドハーネス１０Ｄが車体の金属パネル７０などに固定されるだけでなく、導電性のねじ７１を介してシールド部３０（導体層３１）のアースが簡単に取れるので、ノイズ防止効果が得られる。

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 平型シールドハーネス
２０ ハーネス
２１ 芯線
２２ 被覆部
３０ シールド部
３１ 導体層
３２、３３ 絶縁層
３４ 粘着材
４０ 空間部
５０ パウチ部
５１ 接続部
５２ 貫通孔
５３ スリーブ
７０ 車体の金属パネル
７１ ねじ
α 外側縁部
β スポット部
γ 食込部

Claims (3)

1. 複数の芯線と、絶縁性を有し且つ前記芯線を被覆する被覆部と、を有するハーネスと、
   導体層と、前記導体層の両面にそれぞれ固着された絶縁層と、を有し、前記ハーネスの外周を筒状に覆うシールド部と、
   を備えたシールドハーネスであって、
   前記シールド部の前記絶縁層は、前記ハーネスの外周を覆う該シールド部の周方向の外側縁部において向かい合う面が固着され、
   前記シールド部の前記外側縁部には、該外側縁部を層方向に貫通する貫通孔が形成され、
   前記シールド部の前記導体層は、該導体層に食い込む突起を有する導電性のスリーブが前記貫通孔に挿通されることによって、前記外側縁部において該スリーブを介して電気的に接続される、
   ことを特徴とするシールドハーネス。
2. 複数の芯線と、絶縁性を有し且つ前記芯線を被覆する被覆部と、を有するハーネスの外周を、導体層と、前記導体層の両面にそれぞれ固着された絶縁層と、を有するシールド部によって筒状に覆い、
   前記ハーネスの外周を覆う該シールド部の周方向の外側縁部において向かい合う面を固着し、
   前記絶縁層の内面同士が固着した前記シールド部の前記外側縁部に、該外側縁部を層方向に貫通する貫通孔を形成し、
   前記導体層に食い込む突起を有する導電性のスリーブを前記貫通孔に挿通することによって、前記導体層を前記外側縁部において該スリーブを介して電気的に接続させる、
   ことを特徴とするシールドハーネスの製造方法。
3. 複数の芯線と、絶縁性を有し且つ前記芯線を被覆する被覆部と、を有するハーネスの外周を、導体層と、前記導体層の両面にそれぞれ固着された絶縁層と、を有するシールド部によって筒状に覆い、
   前記ハーネスの外周を覆う該シールド部の周方向の外側縁部を熱溶着することによって、該絶縁層の内面同士を固着し、
   前記外側縁部に位置する前記シールド部の前記導体層の一部を超音波溶着することによって、該導体層を前記外側縁部において接合させる
   ことを特徴とするシールドハーネスの製造方法。

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