JP2007035492A - ワイヤーハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】電源又は電子・電気機器に接続される電源線と信号線をまとめて信号線用コネクタ又はハイブリッドコネクタに取付けることを可能とするワイヤーハーネスを提供すること。
【解決手段】電源又は電子・電気機器に接続される電源線と信号線に用いる電線の各々の先端に取付けた端子をコネクタに取付けてなるワイヤーハーネスにおいて、電源線に用いる一の電線を信号線用コネクタ１２に取付け可能な端子２６が取付けられるように複数本の電線１６ａとしたワイヤーハーネス１０とする。この場合、電源線１６ａとして用いる複数の電線の各々に、過電流が流れることを防ぐためのヒューズを設けることもできる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ワイヤーハーネスに関し、さらに詳しくは、汎用の信号線用コネクタ又は汎用のハイブリッドコネクタが使用可能なワイヤーハーネスに関する。

一般に、自動車に実装される電子・電気機器等に配策されるワイヤーハーネスは電源線と信号線とからなり、それぞれその先端に取付けた端子をコネクタに取付けて電気的に接続される。そして、例えば大電流を流す回路においては、通常、電源線として用いる電線や端子は、信号線のものより大きくなっている。

この場合、電源線用端子や信号線用端子といった大きさの異なる端子が取付け可能となるように、大きさの異なるキャビティを持つ複合コネクタ（ハイブリッドコネクタ）が用いられる（例えば特許文献１）。

図５（ａ）は、このようなハイブリッドコネクタを介して電源と機器とを配線したものの一例である。図示するものは、機器（３２ａ、３２ｂ・・・）と機器３４ｃとの間で信号の送受信をするために、ハイブリッドコネクタ２２を介して信号線（１８ａ・・・）が配線されている。また、ハイブリッドコネクタ２２を介して信号線（１８ａ・・・）より太い電源線（１６ｂ、１６ｂ）が２本（正負１対）、電源３０と機器３４ｃとの間で配線されている。なお、ここに示される機器の数及び信号線の本数は、図示する数に限定されないものである。

この場合、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、信号線（１８ａ・・・）は、その先端に取付けられた信号線用端子２６が取付け可能な大きさのキャビティ１４に取付けられ、信号線用端子２６より大きい電源線用端子２８は、キャビティ１４より大きいキャビティ２４に取付ける。

ここで、電子・電気機器の回路を流れる電流は機器によって異なることがあり、その際には、電源線の太さやその先端に取付ける端子の大きさが異なるものを用いることになる。これに対して、電源線と信号線の両方を取付けるハイブリッドコネクタは、取付け可能な端子サイズと極数の組み合わせに限りがある。

そのため、このようなハイブリッドコネクタ２２が使用できない機器では、図６（ａ）に示すように、電源線（１６ｃ、１６ｃ）は電源線用コネクタ３６に、信号線（１８ａ・・・）は信号線用コネクタ１２に分けて配線したり、図６（ｂ）に示すように、信号線の太さを太くしてその先端に電源線用端子を取付け、電源線（１６ｃ、１６ｃ）と共に電源線用コネクタ３６に取付けたりすることなどが行われている。

特開平０９−１０２３６２号公報（ヒロセ）

しかしながら、このようなハイブリッドコネクタが使用できない時に、図６（ａ）に示すように、電源線は電源線用コネクタに信号線は信号線用コネクタに取付けて配線する場合、複数のコネクタに接続するため、組み付け工数が増えたり、これらのコネクタを設置するスペースが大きくなり配策が困難になるという問題がある。

また、図６（ｂ）に示すように、信号線の太さを太くしてその先端に電源線用端子を取付け、電源線と共に電源線用コネクタに取付ける場合、信号線に用いる電線は信号線として必要な太さ以上のものとなり、その先端に取付ける端子も必要以上に大きいものであるため、それを取付けるコネクタも大きくなってしまうという問題がある。

一方、コネクタを大きくしないようにするために、電線の数や端子の大きさに応じてハイブリッドコネクタを何種類も揃えようとすると、コネクタの生産効率が悪いだけでなく、生産した多種類のハイブリッドコネクタの在庫管理の問題も生じることになる。

本発明が解決しようとする課題は、電子・電気機器の回路に流れる電流の大きさの違いに合わせて多種類のハイブリッドコネクタを用意したり、キャビティの大きな電源線用コネクタを用いることを必要としないものであって、電源線と信号線に用いる電線をまとめて、信号線用コネクタ又はハイブリッドコネクタに取付けることを可能とするワイヤーハーネスを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係るワイヤーハーネスは、請求項１に記載のように、電源又は電子・電気機器に接続される電源線と信号線に用いる電線の各々の先端に取付けた端子をコネクタに取付けてなるワイヤーハーネスであって、電源線に用いる一の電線を信号線用コネクタに取付け可能な端子が取付けられるように複数本の電線とすることを要旨とする。

一方、請求項２に記載の発明は、電源又は電子・電気機器に接続される電源線と信号線に用いる電線の各々の先端に取付けた端子をコネクタに取付けてなるワイヤーハーネスであって、電源線に用いる一の電線をハイブリッドコネクタに取付け可能な端子が取付けられるように複数本の電線とすることを要旨とする。

この場合、請求項１又は２に記載の電源線として用いる複数の電線の各々に、該電線に過電流が流れることを防ぐためのヒューズを設けることが望ましい。

請求項１に記載の発明によれば、電源線と信号線の電線の各々の先端に取付けた端子をコネクタに取付けてなるワイヤーハーネスの電源線に用いる電線を１本の電線とせずに、信号線用コネクタに取付け可能な端子が取付けられる太さの複数本の電線とすることにより、電子・電気機器によって回路を流れる電流の大きさが異なる場合でもハイブリッドコネクタを何種類も用意する必要がなく、信号線用コネクタに取付けて配線することができる。これによって、何種類ものハイブリッドコネクタを製造することによりコネクタの在庫が増えるという問題は解消され、コネクタの製造コストも抑えることができる。

また従来のように、信号線を太くしてその先端に電源線用の端子を取付けたものとし、キャビティの大きな電源線用コネクタに取付けることはないため、コネクタや機器等が大型化するのを防ぐことができる。

請求項２に記載の発明においても同様に、電源線と信号線の電線の各々の先端に取付けた端子をコネクタに取付けてなるワイヤーハーネスの電源線に用いる電線を１本の電線とせずに、ハイブリッドコネクタに取付け可能な端子が取付けられる太さの複数本の電線とすることにより、電子・電気機器によって回路を流れる電流の大きさが異なる場合でもハイブリッドコネクタを何種類も用意する必要がなく、ハイブリッドコネクタに取付けて配線することができる。これによって、何種類ものハイブリッドコネクタを製造することによるコネクタの在庫が増えるという問題は解消され、コネクタの製造コストも抑えることができる。

また、従来のように、信号線を太くし、その先端に電源線用の端子を取付けて、信号線と電源線をまとめて電源線用コネクタに取付けるようなことはしないため、コネクタや機器等が大型化するのを防ぐことができる。

これらの場合、複数本の電線のいずれかが万が一断線あるいは端子のところで高抵抗化することがあったとしても、複数本にわけた電源線の電線それぞれに過電流が流れることを防ぐためのヒューズを設けることにより、それ以外の電線に過電流が流れ電線が過剰に発熱することを防ぐことができる。

次に、本発明の実施形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第一実施形態に係るワイヤーハーネスを用いて電源及び機器を配線した図である。電源３０に接続された電源線（１６ａ・・・）は、電源３０の正極及び負極からそれぞれ３本に分けられ、信号線用コネクタ１２を介して機器３４ａにもそれぞれ３本に分けられた状態で接続される。また、機器（３２ａ、３２ｂ・・・）に接続された信号線（１８ａ・・・）も、信号線用コネクタ１２を介して機器３４ａに接続される。

この電源線に用いる電線（１６ａ・・・）は、信号線用コネクタ１２のキャビティに適合する端子が取付け可能となる太さの電線を用いるので、この電線１６ａの許容電流値と機器３４ａの回路に必要な電流値Ａ１との関係によって分ける本数が決まるため、図示するように３本に分ける場合もあるし、２本又は４本以上とすることもある。

なお、信号線（１８ａ・・・）が接続される機器（３２ａ、３２ｂ・・・）は、図示するように２つに限られず、１つ又は３つ以上のときもある。また、接続される信号線（１８ａ・・・）の本数も２本に限定されず、機器に応じて定められるものである。

図２は、本発明の第一実施形態に係るワイヤーハーネスである。図２（ａ）は電源線（１６ａ・・・）と信号線（１８ａ・・・）を信号線用コネクタ１２に取付けする前のものであり、図２（ｂ）は取付けしたもので、本発明のワイヤーハーネス１０である。

図示するものは、極数が１８の信号線用コネクタ１２に電源線（１６ａ・・・）が６本（正負３対）と信号線（１８ａ・・・）が１２本まとめて取付けられたワイヤーハーネスである。もともとの電源線（１対）が信号線よりも太いため、その先端に取付ける端子も信号線用端子２６より大きいサイズの端子が取付けられるものであったが、電源線を複数本に分ける（１対から複数対にする）ことによって信号線用コネクタ１２のキャビティ１４に取付け可能な端子サイズに揃え、ハイブリッドコネクタよりも極数バリエーションの多い信号線用コネクタに、コネクタのキャビティを余すことなく取付けられるようにしたものである。

図３は、本発明の第二実施形態に係るワイヤーハーネスを用いて電源及び機器を配線した図である。図１と同様に、電源３０に接続された電源線（１６ｂ・・・）は、電源３０の正極及び負極からそれぞれ２本に分けられ、ハイブリッドコネクタ２２を介して機器３４ｂにもそれぞれ２本に分けられた状態で接続される。また、機器（３２ａ、３２ｂ・・・）に接続された信号線（１８ａ・・・）も、ハイブリッドコネクタ２２を介して機器３４ｂに接続される。

電源線（１６ｂ・・・）は、図１に示す電源線（１６ａ・・・）よりも太いものであり、その先端にはハイブリッドコネクタ２２のキャビティのうち、大きいキャビティに取付けが可能な端子が取付けられている。そして、この電源線に用いる電線（１６ｂ・・・）は、この電線（１６ｂ・・・）の許容電流値と機器３４ｂの回路に必要な電流値Ａ２との関係によって分ける本数が決まるため、図示するように２本に分ける場合もあるし、３本以上とすることもある。

図４は、本発明の第二実施形態に係るワイヤーハーネスである。図４（ａ）は電源線（１６ｂ・・・）と信号線（１８ａ・・・）をハイブリッドコネクタ２２に取付けする前のものであり、図４（ｂ）は取付けしたもので、本発明のワイヤーハーネス２０である。

図示するものは、極数が１６のハイブリッドコネクタ２２に電源線（１６ｂ・・・）が４本（正負２対）と信号線（１８ａ・・・）が１２本まとめて取付けられたワイヤーハーネスである。図２に示すものと同様に、信号線（１８ａ・・・）より太かった電源線を複数本に分け、ハイブリッドコネクタ２２のより大きなキャビティ２４に取付け可能な端子サイズにし、信号線と合わせてハイブリッドコネクタ２２に、コネクタのキャビティを余すことなく取付けられるようにしたものである。そのため、ハイブリッドコネクタ２２のより大きなキャビティ２４の極数に合うように電源線を分けられる時に用いられる。

ここで、通常、信号線１８ａに用いる電線は、その断面積が０．３ｍｍ^２のものが多く用いられるため、その先端には小端子（適用電線サイズ＝０．３〜０．５ｍｍ^２）が取付けられる。そして、このような小端子が取付けられる信号線用コネクタは、極数が２〜１８程度のものを用意することができ、このようなコネクタが汎用的に用いられている。

一方、電源線に用いる電線は、電線の許容電流値に応じて、その断面積が０．５ｍｍ^２以上のものが用いられるため、その先端には中端子（適用電線サイズ＝０．５〜２ｍｍ^２）や大端子（適用電線サイズ＝２〜３ｍｍ^２）、特大端子（適用電線サイズ＞３ｍｍ^２）などが取付けられる。そして、このような端子が取付けられる電源線用コネクタは、端子サイズによって異なるが、極数が２〜１８程度のものが汎用的に用いられている。

これらに対しハイブリッドコネクタは、端子サイズの組み合わせとして、小端子−中端子、小端子−大端子、小端子−特大端子などがあるが、これらそれぞれにおいて、様々な極数の組み合わせを揃えることは大変である。例えば、小端子−中端子の組み合わせのハイブリッドコネクタにおいて、小端子の極数が（６、８、１０、１２・・・）とあって、中端子の極数が（２、４、６、８・・・）とある場合、小端子６極に対して中端子２極、４極、６極・・・を有するハイブリッドコネクタを用意し、小端子８極・・・に対してもそれぞれ中端子２極、４極、６極・・・を有するハイブリッドコネクタを用意することになるからである。つまり、その組み合わせが膨大となるにもかかわらず使用量が少ないため、均衡がとれないものとなる。

本発明では、ハイブリッドコネクタを使用する状況において、このような問題を解消し、コネクタのキャビティが余ることなく、また、組み付け工数を増やすことなく、そして、コネクタサイズを大きくすることなくしたものである。

そこで、本発明を具体的な適用例で示す。例えば、回路電流が２０Ａの機器において、断面積が２ｍｍ^２の電源線が２本と断面積が０．３ｍｍ^２の信号線が１２本、配線される場合を考える。この場合、２本の電源線の先端に取付けられる端子は中端子（端子サイズ２．３ｍｍ）であり、１２本の信号線の先端に取付けられる端子は小端子（端子サイズ０．６４ｍｍ）である。

そして、この組み合わせに適合するハイブリッドコネクタは、小端子の極数が１２と中端子の極数が２のものであるが、種々の組み合わせに適合するハイブリッドコネクタを揃えることはできないため、極数が合わない場合もある。

この時、従来のように、電源線用コネクタと信号線用コネクタを併用すると、組み付け工数が多くなる。また、中端子に揃えてコネクタを１つにするという方法もあるが、小端子より大きな端子を用いるため、コネクタサイズが大きくなってしまう。

そこで、本発明のように、上記適用例において、例えば電源線に用いる電線として０．５ｍｍ^２の電線（許容電流値＝１１Ａ）を４本（正負２対）用いる。そして、その先端にそれぞれ小端子を取付け、信号線１２本とまとめてキャビティを１６極有する信号線用コネクタ（端子サイズ０．６４ｍｍ）にキャビティを余すことなく取付けると良い。

次に、回路電流が４０Ａの機器において、断面積が５ｍｍ^２の電源線が２本と断面積が０．３ｍｍ^２の信号線が１２本、配線される場合を考える。この場合、２本の電源線の先端に取付けられる端子は特大端子（端子サイズ８．０ｍｍ）であり、１２本の信号線の先端に取付けられる端子は小端子（端子サイズ０．６４ｍｍ）である。

この時用いることのできるハイブリッドコネクタは、小端子と特大端子が取付け可能なコネクタであり、小端子の極数が１２と特大端子の極数が２のものである。しかし、極数が合わない場合には、このハイブリッドコネクタを用いることができない。

そこで、本発明のように、電源線に用いる電線として２ｍｍ^２の電線（許容電流値＝２５Ａ）を４本（正負２対）用いる。そして、その先端にそれぞれ中端子を取付け、信号線１２本とまとめて小端子１２極と中端子４極を有するハイブリッドコネクタにキャビティを余すことなく取付けると良い。なお、ハイブリッドコネクタの極数バリエーションは少ないため、ここでは極数が適合した時の例について示している。

このように、電源線に用いる電線を１本の電線とせずに、信号線用コネクタ又はハイブリッドコネクタに取付け可能な端子が取付けられる太さの複数本の電線とすることにより、コネクタを２つ用いるものに対して組み付け工数を少なくすることができる。また、ハイブリッドコネクタよりも極数バリエーションが多いコネクタを使用するため、信号線の本数や回路電流値が異なる機器に対してもキャビティを余すことなく使用することができる。さらに、より大きな電源線用コネクタを用いないため、コネクタサイズが大きくならず、コストを抑えることができる。そして、何種類ものハイブリッドコネクタを製造することによるコネクタの在庫が増えるという問題も解消され、コネクタの製造コストも抑えることができる。

図２及び図４に示すワイヤーハーネス（１０、２０）には、電源線として用いる複数の電線の各々に、過電流が流れることを防ぐためのヒューズを設けることも可能である。これによって、複数本の電線のいずれかが万が一断線あるいは端子のところで高抵抗化することがあったとしても、それ以外の電線に過電流が流れ電線が過剰に発熱することを防ぐことができるからである。

ヒューズを設置する位置は、電源とコネクタの間であってもコネクタと機器との間であっても良い。また、コネクタ内に設けるものであっても良い。

さらに、図１及び２に示す電源線（１６、２６）は、電源に接続されるところからそれぞれ独立した複数の電線を用いるものであるが、例えば、電源及び機器ではそれぞれ太い１本の電源線が接続されており、これらの太い電源線が多極コネクタと接続する直近でそれぞれ複数本に分けられた状態で多極コネクタに取付けられたものとすることも可能である。なお、この場合には、ヒューズはコネクタ内に装備することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば上記実施形態において、信号線用コネクタ１２やハイブリッドコネクタ２２の形状、キャビティの並び、極数等や、電線の太さ、端子の形状等は図示したものに限られるものではないことは勿論である。

本発明に係るワイヤーハーネスは、自動車に実装される電子・電気機器等に配策される電線として使用することができる。

本発明の第一実施形態に係るワイヤーハーネスの配線図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤーハーネスを表す図である。 本発明の第二実施形態に係るワイヤーハーネスの配線図である。 本発明の第二実施形態に係るワイヤーハーネスを表す図である。 ハイブリッドコネクタを用いた一般的なワイヤーハーネスの配線図及びワイヤーハーネスを表す図である。 他の配線方法を示す図である。

符号の説明

１０、２０ ワイヤーハーネス
１２ 信号線用コネクタ
１４ キャビティ（信号線端子用）
１６ａ、１６ｂ 電源線
１８ａ、１８ｂ 信号線
２２ ハイブリッドコネクタ
２４ キャビティ（電源線端子用）
２６ 端子（信号線用）
２８ 端子（電源線用）

Claims (3)

1. 電源又は電子・電気機器に接続される電源線と信号線に用いる電線の各々の先端に取付けた端子をコネクタに取付けてなるワイヤーハーネスであって、電源線に用いる一の電線を信号線用コネクタに取付け可能な端子が取付けられるように複数本の電線とすることを特徴とするワイヤーハーネス。
2. 電源又は電子・電気機器に接続される電源線と信号線に用いる電線の各々の先端に取付けた端子をコネクタに取付けてなるワイヤーハーネスであって、電源線に用いる一の電線をハイブリッドコネクタに取付け可能な端子が取付けられるように複数本の電線とすることを特徴とするワイヤーハーネス。
3. 請求項１又は２に記載の電源線に用いる複数の電線の各々に、該電線に過電流が流れることを防ぐためのヒューズを設けることを特徴とするワイヤーハーネス。
   

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