JP2005174597A

JP2005174597A - ワイヤーハーネス接続構造

Info

Publication number: JP2005174597A
Application number: JP2003409158A
Authority: JP
Inventors: Kenji Watanabe; 憲治渡辺
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】
基板と複数の周辺機器との間を接続し、これら周辺機器の出力信号を基板側ポートに入力させるためのワイヤーハーネスの接続構造であって、基板に接続される親コネクタと、各周辺機器に接続される複数の子コネクタと、前記親コネクタ及び総ての子コネクタを貫いて直列に接続する電源ケーブルと、前記親コネクタといずれか一つの子コネクタとの間を連結する複数の信号ケーブルとから構成される。
【解決手段】
所謂デイジーチェーン配線とパラレル配線との組み合わせを採用することにより、各電子部品から制御基板に対して複数の電子の出力信号を同時に入力することが可能であると共に、親コネクタに対して接続されるケーブルの本数を最小限に抑え、基板上に接続される親コネクタのサイズダウンを図ると共に、製作時におけるケーブルの圧接加工工数を軽減することが可能なワイヤーハーネス構造を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば複数のセンサ等の電子部品の取付が必要とされる電子機器等において、基板と複数の電子部品との間を接続し、これら電子部品の出力信号を基板側のポートに入力させるためのワイヤーハーネスの接続構造に関するものである。

特開平８−２５５５１２号公報

例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタといった画像形成装置においては、給紙トレイやフロントドアの開閉状態を検出する目的や、走行中の記録シートのジャムを検出する目的等から、フォトセンサや近接スイッチ等の多種多様な電子部品が１台の画像形成装置中に用いられており、これら複数の電子部品の制御信号をＭＣＵ（マイクロコンピュータユニット）を構成する制御基板に対して入出力する必要がある。

従来、前記制御基板に対してバス接続された複数の電子部品の制御信号を入出力させる構造としては、所謂デイジーチェーン配線を用いる場合がある。図７に示すように、前記バス接続では制御基板１００が複数の電子部品１０１〜１０３とワイヤーハーネス１０４によって接続されており、かかるワイヤーハーネス１０４によって各電子部品１０１〜１０３に電力が供給されると共に、各電子部品１０１〜１０３の出力信号が基板１００に入力されるようになっている。図８に示すように、このワイヤーハーネス１０４は、基板側ポートに接続される親コネクタ１０５と、各電子部品に接続される複数の子コネクタ１０６〜１０８を有しており、親コネクタ１０５と複数の子コネクタ１０６〜１０８とを３本のケーブル１０９〜１１１によって直列に接続して構成されている。これら３本のケーブル１０９〜１１１は、制御基板１００から各電子部品へ電力を供給するための電源ケーブル１０９と、各電子部品１０１〜１０３を接地するＧＮＤケーブル１１０と、各電子部品１０１〜１０３の出力信号を制御基板１００に伝達する信号ケーブル１１１とから構成されており、親コネクタ１０５及び子コネクタ１０６〜１０８の各コネクタは圧接加工によって各ケーブル１０９〜１１１と接続されている。

しかし、この図７及び図８に示すワイヤーハーネスでは、制御基板に接続される複数の電子部品が信号ケーブルを共有した所謂デイジーチェーン配線で連結されており、各電子部品の出力信号を同時に制御基板に入力することはできなかった。すなわち、各電子部品の信号を時分割で処理せざるをえなかった。

一方、図９はワイヤーハーネスの他の従来例を示すものである。このワイヤーハーネス１２０では各子コネクタ１２１〜１２３毎に電源ケーブル、ＧＮＤケーブル及び信号ケーブルが設けられており、各コネクタ毎に異なった信号ケーブルが接続された所謂パラレル配線を採用している。このため、各電子部品から制御基板１００に対して複数の電子部品の出力信号を同時に入力することができ、制御基板１００における信号の処理速度が向上するといった利点がある。もっとも、各子コネクタ１２１〜１２３に対して電源ケーブル、ＧＮＤケーブル及び信号ケーブルの３本を１セットで接続することが必要とされ、例えば親コネクタ１２４に対して３つの子コネクタ１２１〜１２３を接続するのであれば、親コネクタ１２４に対しては計９本のケーブルを接続することが必要とされ、親コネクタが大型化してしまう他、ケーブルの圧接加工にも手間がかかるという問題点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、各電子部品から制御基板に対して複数の信号を同時に入力処理することが可能であると共に、電源ケーブルのみを所謂デイジーチェーン配線することにより、親コネクタに対して接続されるケーブルの本数を最小限に抑え、基板上に接続される親コネクタのサイズダウンを図ると共に、製作時におけるケーブルの圧接加工工数を軽減することが可能なワイヤーハーネス構造を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記目的を達成可能なワイヤーハーネスを自動的に製作することが可能なワイヤーハーネス自動加工機を提供することにある。

すなわち、本発明は、基板と複数の周辺機器との間を接続し、これら周辺機器の出力信号を基板側ポートに入力させるためのワイヤーハーネスの接続構造であって、基板に接続される親コネクタと、各周辺機器に接続される複数の子コネクタと、前記親コネクタ及び総ての子コネクタを貫いて直列に接続する電源ケーブルと、前記親コネクタといずれか一つの子コネクタとの間を連結する複数の信号ケーブルとから構成されることを特徴とするものである。

また、このような本発明のワイヤーハーネスを自動的に製作する自動加工機は、第１の圧接加工位置に対して前記親コネクタを供給する第１供給レールと、第２の圧接加工位置に対して複数の子コネクタを順次供給する第２供給レールと、前記第１及び第２圧接加工位置を貫くようにして前記電源ケーブル又は信号ケーブルを繰り出す複数のリールと、前記第２の圧接加工位置に供給される子コネクタに対応して、いずれか１本の信号ケーブルのみを第２の圧接加工位置に設定し、残余の信号ケーブルを第２の圧接加工位置から退避させるケーブル選択手段とから構成されることを特徴とするものである。

このような技術的手段によれば、親コネクタと複数の子コネクタは電源ケーブルに対して直列に接続されており、かかる電源ケーブルは複数の子コネクタにおいて共有化が図られる一方、親コネクタと各子コネクタは専用の信号ケーブルによって接続されており、各子コネクタに接続された電子部品の出力信号は別々の信号ケーブルを経て基板に入力される。従って、各電子部品から制御基板に対して複数の信号を同時に入力処理することが可能になると共に、電源ケーブルのみを所謂デイジーチェーン配線することにより、親コネクタに対して接続されるケーブルの本数を最小限に抑え、基板上に接続される親コネクタのサイズダウンを図ると共に、製作時におけるケーブルの圧接加工工数を軽減することが可能となる。

以下に、添付図面を用いながら本発明のワイヤーハーネス構造及びその自動加工機について詳細に説明する。

図１は本発明を適用したワイヤーハーネス１を用いて複数の電子部品２Ａ，２Ｂ，２Ｃを制御基板３に対して接続した状態を示す斜視図、図２は図１に示したワイヤーハーネス１の平面図である。このワイヤーハーネス１は、制御基板３の入力ポートに接続される親コネクタ４と、各電子部品２Ａ，２Ｂ，２Ｃに接続される複数の子コネクタ５，６，７と、これら親コネクタ４及び子コネクタ５，６，７を接続する数本のケーブル８，９，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとから構成されており、図１及び図２に示す例では３つの子コネクタ５〜７が設けられており、夫々が異なる電子部品２Ａ，２Ｂ，２Ｃに接続されている。

前記親コネクタ４及び各子コネクタ５，６，７には各ケーブルを固定すると共に該ケーブルの芯線と導通する端子が複数設けられており、かかる端子は圧接加工によってケーブルの被覆を破り芯線と接触するようになっている。この例においては、親コネクタ４には１〜５ｐｉｎまでの５つの端子が設けられる一方、各子コネクタ５，６，７には１〜３ｐｉｎまでの３つの端子が設けられている。

親コネクタ４及び各子コネクタ５，６，７に接続される複数本ケーブルのうち、親コネクタの第５端子に接続されるのは電源ケーブル８であり、かかる電源ケーブル８は総ての子コネクタ５，６，７を直列に接続している。また、親コネクタ４の第３端子に接続されるのはアース線としてのＧＮＤケーブル９であり、このＧＮＤケーブル９も総ての子コネクタ５，６，７を直列に接続している。従って、これら電源ケーブル８及びＧＮＤケーブル９により、各子コネクタ５，６，７に接続される電子部品２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対して電力の供給が行われるようになっている。

各子コネクタ５，６，７と親コネクタ４との間は専用の信号ケーブルによって夫々接続されており、子コネクタ５と接続された信号ケーブル１０Ａは親コネクタ４の第１端子に、子コネクタ６と接続された信号ケーブル１０Ｂは親コネクタ４の第２端子に、子コネクタ７と接続された信号ケーブル１０Ｃは親コネクタ４の第４端子に夫々接続されている。

そして、このように構成された本実施例のワイヤーハーネスによれば、各電子部品に対する電力供給は総ての子コネクタに共通の電源ケーブル及びＧＮＤケーブルによって行われる一方、各電子部品の出力信号は各子コネクタ毎に専用の出力ケーブルを通じて制御基板に送られるので、親コネクタに接続されたケーブルの本数の増加を抑えつつも、複数の電子部品の送出する出力信号を同時に制御基板に取り込むことが可能となる。すなわち、信号ケーブルにはパラレル配線を採用しつつも、親コネクタに接続するケーブルの数は小さく抑えられており、従来の総てパラレル配線によるワイヤーハーネスと比較して安価に製作することが可能となるものである。

次に、このワイヤーハーネスを製作するための自動加工機について説明する。
この自動加工機は、図３に示すように、第１の圧接加工位置Ｐ１に対して親コネクタ４を供給する第１レール２０と、第２の圧接加工位置Ｐ２に対して複数の子コネクタ５〜７を順次供給する第２供給レール２１と、前記第１及び第２の圧接加工位置Ｐ１，Ｐ２を貫くようにして電源ケーブル８、ＧＮＤケーブル９、信号ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを繰り出す複数のリール２２〜２６と、前記第１の圧接加工位置Ｐ１及び第２圧接加工位置Ｐ２にセットされた親コネクタ４又は子コネクタ５〜７の端子に対して前記電源ケーブル８、ＧＮＤケーブル９、信号ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを固定する一対の圧接工具（図示せず）とから構成されている。

前記電源ケーブル８を繰り出すリール２２及びＧＮＤケーブル９を繰り出すリール２３は固定的に設けられており、これらリール２２，２３から引き出された電源ケーブル８及びＧＮＤケーブル９は同様に固定的に設けられた搬送ローラ３０を経て、第１レール２０と交差する第１の圧接加工位置Ｐ１、第２レール２１と交差する第２の圧接加工位置Ｐ２へ供給される。

一方、信号ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを巻いている３つのリール２４〜２６はその位置を移動できるように構成されており、固定的に設けられた電源ケーブル８のリール２２とＧＮＤケーブル９のリール２３との間に設けられた繰り出し位置Ｐ３に順番にセットされ、更にこの繰り出し位置Ｐ３から退避位置Ｐ４に移動し得るようになっている。

この自動加工機を用いたワイヤーハーネス１の製造工程は以下の通りである。
先ず、図３に示すように、信号ケーブル１０Ａを巻いたリール２４を繰り出し位置Ｐ３にセットすると共に、第２の圧接加工位置Ｐ２に対して第２レール２１から子コネクタ５を供給する。この状態で、リール２２から電源ケーブル８を、リール２３からＧＮＤケーブル９を、リール２４から信号ケーブル１０Ａを繰り出し、これらケーブルの先端を第２圧接加工位置Ｐ２に供給された子コネクタ５の各端子に重ねる。これにより、図示外の圧接工具を作用させると、電源ケーブル８、ＧＮＤケーブル９及び信号ケーブル１０Ａを子コネクタ５に接続することができる。

子コネクタ５に対する各ケーブルの接続が終了したら、図４に示すように、更に各ケーブルをリール２２〜２４から引き出し、その引き出し方向に沿って子コネクタ５を第２レール２１から外す。これと同時に、信号ケーブル１０Ａを巻いているリール２４を繰り出し位置Ｐ３から退避位置Ｐ４に設定し、替わりに信号ケーブル１０Ｂを巻いているリール２５を繰り出し位置Ｐ３に設定する。このとき、信号ケーブル１０Ａの引き出しを支承していた可動搬送ローラ３１は該信号ケーブル１０Ａを第２の圧接加工位置から退避させるようにして移動し、リール２４の退避位置への移動設定に対して追従する。すなわち、これら可動リール２４と可動搬送ローラ３１が本発明のケーブル選択手段に相当する。

続いて、第２の圧接加工位置Ｐ２に対して第２レール２１から子コネクタ６を供給し、この状態でリール２２から電源ケーブル８を、リール２３からＧＮＤケーブル９を更に繰り出すと共に、新たに繰り出し位置Ｐ３に設定されたリール２５から信号ケーブル１０Ｂを繰り出し、信号ケーブル１０Ｂの先端を第２圧接加工位置Ｐ２に供給された子コネクタ６の各端子に重ねる。これにより、図示外の圧接工具を作用させると、電源ケーブル８、ＧＮＤケーブル９及び信号ケーブル１０Ｂを子コネクタ６に接続することができる。

次いで、子コネクタ６に対する各ケーブルの接続が終了したら、図５に示すように、更に各ケーブルをリール２２〜２５から引き出し、その引き出し方向に沿って子コネクタ６を第２レール２１から外す。これと同時に、信号ケーブル１０Ｂを巻いているリール２５を繰り出し位置Ｐ３から退避位置Ｐ４に設定し、替わりに信号ケーブル１０Ｃを巻いているリール２６を繰り出し位置Ｐ３に設定する。このとき、信号ケーブル１０Ｂの引き出しを支承していた可動搬送ローラ３２は該信号ケーブル１０Ｂを第２の圧接加工位置から退避させるようにして移動し、リール２５の退避位置への移動設定に対して追従する。

リール２６の繰り出し位置Ｐ３への設定が完了したら、第１の圧接加工位置に対して第１レールから親コネクタ４を供給する一方、第２の圧接加工位置Ｐ２に対して第２レール２１から子コネクタ７を供給し、この状態でリール２２から電源ケーブル８を、リール２３からＧＮＤケーブル９を更に繰り出すと共に、新たに繰り出し位置Ｐ３に設定されたリール２６から信号ケーブル１０Ｃを繰り出し、信号ケーブル１０Ｃの先端を第２圧接加工位置Ｐ２に供給された子コネクタ７の各端子に重ねる。これにより、第２の圧接加工位置Ｐ２で圧接工具を作用させると、電源ケーブル８、ＧＮＤケーブル９及び信号ケーブル１０Ｃを子コネクタ７に接続することができる。

また、第１の圧接加工位置Ｐ１では電源ケーブル８、ＧＮＤケーブル９、信号ケーブル１０Ａ〜１０Ｃの総てのケーブルが親コネクタ４の各端子に重なっており、この状態から圧接工具を作用させることにより、５本のケーブル総てが親コネクタ４の各端子と接続される。

そして、親コネクタ４に対する総てのケーブル８，９，１０Ａ〜１０Ｃの接続が完了したならば、親コネクタ４の端部位置Ｐ５において総てのケーブルを切断する。これにより、図１及び図２に示したワイヤーハーネス１が完成する。

このように、本実施例のワイヤーハーネスの自動加工機によれば、圧接加工を行う子コネクタの交換の度毎にいずれか一本の信号ケーブルのみを圧接加工位置に設定し、それ以外の信号ケーブルを圧接加工位置から退避させるように構成したので、図１に示す本発明のワイヤーハーネスを自動的に製作することが可能となるものである。

本発明を適用したワイヤーハーネスの実施例を示す斜視図である。図１に示したワイヤーハーネスの平面図である実施例に係るワイヤーハーネスの自動加工機を示す概略図であり、加工工程の第１工程を示している。実施例に係るワイヤーハーネスの加工工程の第２工程を示す概略図である。実施例に係るワイヤーハーネスの加工工程の第３工程を示す概略図である。実施例に係るワイヤーハーネスの加工工程の第４工程を示す概略図である。従来のデイジーチェーン配線のワイヤーハーネスを用いたバス接続を示す斜視図である。図７に示したワイヤーハーネスの平面図である。従来の総てパラレル配線によるワイヤーハーネスを示す平面図である。

符号の説明

１…ワイヤーハーネス、２…電子部品、３…基板、４…親コネクタ、５〜７…子コネクタ、８…電源ケーブル、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…信号ケーブル

Claims

基板と複数の周辺機器との間を接続し、これら周辺機器の出力信号を基板側ポートに入力させるためのワイヤーハーネスの接続構造であって、
基板に接続される親コネクタと、各周辺機器に接続される複数の子コネクタと、前記親コネクタ及び総ての子コネクタを貫いて直列に接続する電源ケーブルと、前記親コネクタといずれか一つの子コネクタとの間を連結する複数の信号ケーブルとから構成されることを特徴とするワイヤーハーネス構造。
請求項１記載のワイヤーハーネス構造の自動加工機であって、
第１の圧接加工位置に対して前記親コネクタを供給する第１供給レールと、第２の圧接加工位置に対して複数の子コネクタを順次供給する第２供給レールと、前記第１及び第２圧接加工位置を貫くようにして前記電源ケーブル又は信号ケーブルを繰り出す複数のリールと、前記第２の圧接加工位置に供給される子コネクタに対応して、いずれか１本の信号ケーブルのみを第２の圧接加工位置に設定し、残余の信号ケーブルを第２の圧接加工位置から退避させるケーブル選択手段とから構成されることを特徴とするワイヤーハーネス自動加工機。