(57)【要約】【課題】部品点数を増やすことなく高い接合強度を実現できるワイヤーハーネスの製造方法及び高い接合強度を有するワイヤーハーネスを提供する。【解決手段】銅または銅合金よりなる導体線２１と、導体線２１の外周を覆う絶縁被覆２２とを有する複数本の電線２を作製する。次いで、電線２から分岐部１１に相当する部分の絶縁被覆２２を除去して導体露出部２１１を形成する。次いで、個々の分岐部１１における少なくとも１本の電線２の導体露出部２１１を、長手方向と平行な方向に測定して得られる算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上となるように粗面化する。その後、超音波溶接により、粗面化された導体露出部２１１に相手方電線２の導体露出部２１１を接合して分岐部１を形成し、ワイヤーハーネスを製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の電線が互いに接続された分岐部を有するワイヤーハーネスの製造方法であって、
銅または銅合金よりなる導体線と、該導体線の外周を覆う絶縁被覆とを有する複数本の電線を作製し、
該電線から上記分岐部に相当する部分の上記絶縁被覆を除去して導体露出部を形成し、
個々の上記分岐部における少なくとも１本の上記電線の上記導体露出部を、長手方向と平行な方向に測定して得られる算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上となるように粗面化し、
超音波溶接により、粗面化された上記導体露出部に相手方電線の上記導体露出部を接合して上記分岐部を形成することを特徴とするワイヤーハーネスの製造方法。
【請求項２】
複数本の電線が互いに接続された分岐部を有するワイヤーハーネスの製造方法であって、
銅または銅合金よりなり、長手方向と平行な方向に測定して得られる算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上である導体線と、該導体線の外周を覆う絶縁被覆とを有する粗面化電線を含む複数の電線を作製し、
該電線から上記分岐部に相当する部分の上記絶縁被覆を除去して導体露出部を形成し、
超音波溶接により、上記粗面化電線の上記導体露出部に相手方電線の上記導体露出部を接合して上記分岐部を形成することを特徴とするワイヤーハーネスの製造方法。
【請求項３】
断面積が０．０８〜０．２２ｍｍ2である上記導体線を接合することを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤーハーネスの製造方法。
【請求項４】
銅または銅合金よりなる導体線と、該導体線の外周を覆う絶縁被覆とを有する複数本の電線が互いに接続されたワイヤーハーネスであって、
上記電線は、上記導体線が露出した導体露出部を有しており、
上記ワイヤーハーネスは、上記導体露出部同士が超音波溶接により互いに接合された分岐部を有しており、
該分岐部に存在する複数の上記導体露出部のうち少なくとも１つは、長手方向と平行な方向に測定して得られる算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上である粗面化領域を有していることを特徴とするワイヤーハーネス。
【請求項５】
上記導体線は、断面積が０．０８〜０．２２ｍｍ2であることを特徴とする請求項４に記載のワイヤーハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤーハーネス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤーハーネスは、複数の電線が互いに接続された分岐部を有している。分岐部における電線同士の接続は、絶縁被覆を除去して内部の導体を露出させた後、溶接や圧着等の方法により導体同士を接合することにより行われる。電線の配索時や使用中等の電線の剥離を抑制するために、分岐部における導体同士の接合強度は高い方が好ましい。
【０００３】
近年では、導体同士の接合作業が簡便な超音波接合が多用されている。ところが、自動車分野においては、自動車全体の軽量化のために電線の径をより細くすることが求められており、これに伴って導体の径が細くなってきている。そのため、導体同士を接合する作業において導体同士の接触面積を広くすることが困難となり、十分に高い接合強度を確保することが難しくなっている。
【０００４】
そこで、導体接合部の接続信頼性や接合強度を高めるため、複数の導体を金属スリーブにより束ねた状態で、外部から超音波溶接または抵抗溶接を行う技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４４８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術は、導体同士の接合のために金属スリーブを別途用いる必要があるため、部品点数の増大が避けられない。それ故、コストダウンが困難である。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、部品点数を増やすことなく高い接合強度を実現できるワイヤーハーネスの製造方法及び高い接合強度を有するワイヤーハーネスを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、複数本の電線が互いに接続された分岐部を有するワイヤーハーネスの製造方法であって、
銅または銅合金よりなる導体線と、該導体線の外周を覆う絶縁被覆とを有する複数本の電線を作製し、
該電線から上記分岐部に相当する部分の上記絶縁被覆を除去して導体露出部を形成し、
個々の上記分岐部における少なくとも１本の上記電線の上記導体露出部を、長手方向と平行な方向に測定して得られる算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上となるように粗面化し、
超音波溶接により、粗面化された上記導体露出部に相手方電線の上記導体露出部を接合して上記分岐部を形成することを特徴とするワイヤーハーネスの製造方法にある。
【０００９】
本発明の他の態様は、複数本の電線が互いに接続された分岐部を有するワイヤーハーネスの製造方法であって、
銅または銅合金よりなり、長手方向と平行な方向に測定して得られる算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上である導体線と、該導体線の外周を覆う絶縁被覆とを有する粗面化電線を含む複数の電線を作製し、
該電線から上記分岐部に相当する部分の上記絶縁被覆を除去して導体露出部を形成し、
超音波溶接により、上記粗面化電線の上記導体露出部に相手方電線の上記導体露出部を接合して上記分岐部を形成することを特徴とするワイヤーハーネスの製造方法にある。
【００１０】
本発明の更に他の態様は、銅または銅合金よりなる導体線と、該導体線の外周を覆う絶縁被覆とを有する複数本の電線が互いに接続されたワイヤーハーネスであって、
上記電線は、上記導体線が露出した導体露出部を有しており、
上記ワイヤーハーネスは、上記導体露出部同士が超音波溶接により互いに接合された分岐部を有しており、
該分岐部に存在する複数の上記導体露出部のうち少なくとも１つは、長手方向と平行な方向に測定して得られる算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上である粗面化領域を有していることを特徴とするワイヤーハーネスにある。
【発明の効果】
【００１１】
上記ワイヤーハーネスの製造方法における第１の態様は、上記導体線を粗面化することにより、個々の上記分岐部における少なくとも１つの上記導体露出部の上記算術平均粗さＲａを上記特定の範囲にする。これにより、粗面化された上記導体露出部を相手方電線の導体露出部に当接させた際の真実接触面積を容易に増大させ、超音波溶接を行った際の上記導体露出部の接合性を容易に向上させることができる。その結果、部品点数を増やすことなく上記分岐部の接合強度を容易に向上させることができる。
【００１２】
また、上記ワイヤーハーネスの製造方法における第２の態様は、上記特定の範囲の算術平均粗さＲａを有する上記粗面化電線を作製し、超音波溶接により該粗面化電線の導体露出部に相手方電線の導体露出部を接合する。この場合にも、上記と同様に、上記粗面化電線の導体露出部と相手方電線の導体露出部との真実接触面積を増大させることができる。その結果、上記第１の態様と同様に、部品点数を増やすことなく上記分岐部の接合強度を容易に向上させることができる。
【００１３】
上記製造方法により得られる上記ワイヤーハーネスは、上述したように、上記分岐部の接合強度が高く、電線の剥離を容易に抑制することができる。また、超音波溶接の際に金属スリーブなどの部品を別途準備する必要がないため、部品点数の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における、（ａ）導体露出部を形成した電線の平面図、（ｂ）分岐部を形成したワイヤーハーネスの平面図。
【図２】図１における、ワイヤーハーネスの分岐部の拡大図。
【図３】実施例１における、引張試験の試験方法を示す説明図。
【図４】中間部に分岐部を有するワイヤーハーネスの一例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記ワイヤーハーネスの製造方法において、上記電線の導体線としては、純銅または銅合金よりなる線材を用いることができる。純銅としては、例えば、タフピッチ銅や無酸素銅を用いることができる。また、銅合金としては、従来公知の銅合金を用いることができる。
【００１６】
上記導体線は、単一の線材より構成されていても良く、複数の素線が撚り合わされてなる撚線であってもよい。撚線を用いる場合には、円形圧縮等の圧縮成形が施されたものを用いることも可能である。
【００１７】
上記分岐部は、上記ワイヤーハーネスの端末部に形成されていても良く、中間部に形成されていてもよい。また、分岐部の数は１箇所であっても良く、２箇所以上であっても良い。分岐部の位置及び個数は、ワイヤーハーネスの用途等に応じて適宜設定される。２箇所以上の分岐部を形成する場合には、個々の分岐部において、上記特定の範囲の算術平均粗さＲａを有する導体露出部が１つ以上存在していれば良い。
【００１８】
即ち、上記製造方法の第１の態様においては、個々の上記分岐部における少なくとも１本の電線の導体露出部を粗面化すればよい。粗面化された導体露出部は、超音波溶接における相手方電線の導体露出部との真実接触面積を大きくすることができる。この効果は、相手方の導体露出部が粗面化されている場合及び粗面化されていない場合、即ち導体露出部の上記算術平均粗さＲａが０．３μｍ未満である場合のいずれの場合にも得ることができる。
【００１９】
真実接触面積をより大きくする観点からは、個々の上記分岐部に存在する粗面化された導体露出部の数が多いほど好ましく、個々の上記分岐部における全ての導体露出部が粗面化されていることが最も好ましい。
【００２０】
また、粗面化された導体露出部における、長手方向と平行な方向に測定して得られる算術平均粗さＲａは０．３μｍ以上とする。上記導体露出部は、上記特定の範囲の算術平均粗さＲａを有することにより、分岐部における接合強度を容易に高くすることができる。分岐部における接合強度をより高くする観点から、上記算術平均粗さＲａを０．４μｍ以上とすることがより好ましい。
【００２１】
一方、粗面化された導体露出部における上記算術平均粗さＲａは、１．０μｍ以下であることが好ましい。上記算術平均粗さＲａが１．０μｍを超える場合には、粗面化された導体露出部の屈曲性が悪化するおそれがある。
【００２２】
導体露出部を粗面化する方法としては、例えば、サンドペーパーやブラスト処理等の機械的な方法や、化学エッチング、電解エッチング等を採用することができる。
【００２３】
上記導体線の算術平均粗さＲａは、例えば、上記導体露出部を粗面化する際の条件を調整することにより制御することができる。より具体的には、導体露出部を研磨するサンドペーパーの目を粗くする等の方法により、算術平均粗さＲａを大きくすることができる。
【００２４】
上記製造方法の第２の態様においては、ワイヤーハーネスを構成する複数の電線のうち少なくとも一本が上記粗面化電線であればよい。粗面化電線の導体露出部は、上記第１の態様と同様に、超音波溶接における相手方電線の導体露出部との真実接触面積を大きくすることができる。この効果は、相手方電線が粗面化電線である場合及び粗面化電線でない場合、即ち導体線の上記算術平均粗さＲａが０．３μｍ未満である場合のいずれの場合にも得ることができる。
【００２５】
粗面化電線における導体線の上記算術平均粗さＲａは、０．３μｍ以上とし、０．４μｍ以上であることがより好ましい。一方、粗面化電線における導体線の上記算術平均粗さＲａは、１．０μｍ以下であることが好ましい。これらの上記算術平均粗さＲａの限定理由は、上記第１の態様と同様である。
【００２６】
なお、上記第１の態様及び第２の態様のいずれにおいても、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法を用いて測定することができる。また、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法に代えて、非接触表面形状測定機を用いて測定することも可能である。
【００２７】
上記製造方法は、断面積が０．０８〜０．２２ｍｍ2である上記導体線を超音波溶接により接合して分岐部を形成することができる。上記ワイヤーハーネスの製造方法は、上述したように、超音波溶接における接合性を向上させ、分岐部の接合性を向上させることができる。それ故、上記特定の範囲の断面積を有する細い導体線を、金属スリーブ等を用いることなく超音波溶接により接合し、高い接合強度を得ることができる。また、上記特定の範囲の断面積を有する導体線を用いることにより、ワイヤーハーネスの軽量化をより容易に行うことができる。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
上記ワイヤーハーネスの製造方法の実施例について、具体的に説明する。まず、銅よりなる導体線２１と、導体線２１の外周を覆う絶縁被覆２２とを有する全長１００ｍｍの電線２を作製した。本例の導体線２１は、７本の素線を撚り合わせた後、断面が円形となるように圧縮した円形圧縮撚り線である。
【００２９】
次いで、図１（ａ）に示すように各々の電線２の端末部に存在する絶縁被覆２２を除去して長さ１５ｍｍの導体露出部２１１を形成した。導体露出部２１１をサンドペーパーにより研磨して粗面化した後、超音波溶接により、粗面化された導体露出部２１１に相手方電線２の導体露出部２１１を接合してワイヤーハーネス１を作製した。超音波溶接は、Ｓｃｈｕｎｋ社製［Ｍｉｎｉｃ  IV］を用い、圧力１．２ｂａｒ、エネルギー１００Ｗｓ、６５％の条件で行った。
【００３０】
本例のワイヤーハーネス１は、図１（ｂ）に示すように、導体露出部２１１同士が超音波溶接により互いに接合された分岐部１１を有している。超音波溶接は、超音波溶接機のツールとアンビルとの間に複数の導体露出部２１１を挟み、超音波振動を与えつつ加圧することにより実施される。そのため、超音波溶接の条件によっては、導体露出部２１１の表面がツールやアンビルの形状に倣って変形することがある。本例の場合には、図２に示すように、分岐部１１におけるツール及びアンビルに当接していない部分に、長手方向と平行な方向に測定して得られる算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上である粗面化領域Ａが残存していた。
【００３１】
本例においては、表１に示すように、導体線２１の断面積及び粗面化の程度を変更した３種の試験体Ｅ１〜Ｅ３を作製した。また、試験体Ｅ１〜Ｅ３との比較のため、導体露出部２１１の粗面化を行わずに超音波溶接を行った試験体Ｃ１及びＣ２を作製した。なお、表１には、長手方向と平行な方向に測定して得られた、各電線２の算術平均粗さＲａを平均した値を示した。また、算術平均粗さＲａの測定には、非接触表面形状測定機（Ｚｙｇｏ社製、「ＮｅｗＶｉｅｗ  ７１００」）を用いた。これにより得られる算術平均粗さＲａの値は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法により得られる値と同等である。
【００３２】
次いで、引張試験を実施して各試験体における分岐部１１の接合強度を測定した。引張試験は、図３に示すように、３本の電線２のうち２本を固定し、分岐部１１に加わる荷重を計測しながら残る１本の電線２を引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、導体露出部２１１が剥離するまで引っ張りを継続した。この引張試験を各試験体について１０回行い、分岐部１１から導体露出部２１１が剥離した時点までの最大荷重の平均値を接合強度とした。表１に得られた接合強度を示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１より知られるように、上記特定の範囲の算術平均粗さＲａを有する試験体Ｅ１〜Ｅ３は、導体露出部２１１の粗面化を行っていない試験体Ｃ１及びＣ２と同等以上の接合強度を示した。また、導体線２１の断面積が０．１３ｍｍ2である試験体Ｅ３は、より断面積の大きい試験体Ｃ１と同等の接合強度を示した。
【００３５】
（実施例２）
本例は、銅合金からなる導体線２１の超音波溶接を行った例である。本例においては、Ｃｕ（銅）−１％Ｆｅ（鉄）−０．５％Ｔｉ（チタン）の化学成分を有する銅合金からなる導体線２１を用いた以外は、実施例１と同様にしてワイヤーハーネス１を作製した。これにより、上記特定の範囲の算術平均粗さＲａを有する試験体Ｅ１１〜Ｅ１７を得た。また、試験体Ｅ１１〜Ｅ１７との比較のため、粗面化を行わずに超音波溶接を行った試験体Ｃ１１〜Ｃ１３を作製した。
【００３６】
これらの試験体の接合強度を表２に示す。なお、接合強度の測定方法は実施例１と同様である。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２より知られるように、上記特定の範囲の算術平均粗さＲａを有する試験体Ｅ１１〜Ｅ１７は、導体露出部２１１の粗面化を行っていない試験体Ｃ１１〜Ｃ１３よりも高い接合強度を示した。また、断面積が等しい導体線２１を用いた試験体同士の比較から、断面積が等しい場合には、算術平均粗さＲａが大きいほど接合強度が高くなる傾向を有することが理解できる。
【００３９】
なお、上記の実施例１〜２には、導体露出部２１１の粗面化を行ってから超音波溶接を行う製造方法の例を示したが、上記特定の範囲の算術平均粗さＲａを予め具備する導体線２１を用いて超音波溶接を行う場合にも、分岐部１１の接合強度を向上させることができる。また、上記の実施例１〜２には、端末部に分岐部１１を有するワイヤーハーネス１の例を示したが、図４に示すように、分岐部１１がワイヤーハーネス１ｂの中間部に形成される場合であっても、上記と同様の製造方法により接合強度を向上させることができる。なお、図４において用いた符号のうち、図１〜図３において用いた符号と同一のものは、実施例１と同様の構成要素等を示す。
【符号の説明】
【００４０】
１  ワイヤーハーネス
２  電線
２１  導体線
２１１  電線露出部
２２  絶縁被覆
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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