JP2018137151A

JP2018137151A - ワイヤハーネス

Info

Publication number: JP2018137151A
Application number: JP2017031458A
Authority: JP
Inventors: 健一小高; Kenichi Odaka
Original assignee: Oak Wave Corp
Current assignee: Oak Wave Corp
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2018-08-30

Abstract

【課題】特別な結束手段を用いることなく、簡易な構成で複数の電線を結束することができると共に、結束された状態で可撓性を有し、特に可動部品との接続に適したワイヤハーネスを提供する。【解決手段】ワイヤハーネスは、５本の第一電線１０と、１本の第二電線２０と、第一コネクタ３０と、第二コネクタ４０とを備える。第二電線２０の長さは、第一電線１０の長さよりも長い。第一コネクタ３０は、５本の第一電線１０の一方の端部及び第二電線２０の一方の端部を接続するものであり、第二コネクタ４０は、５本の第一電線１０の他方の端部及び第二電線２０の他方の端部を接続するものである。第二電線２０は、５本の第一電線の束の周囲に間隔を空けて略螺旋状に巻回されている。この第二電線２０は、結束手段としての役割をも果たしている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、各種の電子機器の内部において回路基板の間又は電気部品と回路基板との間を接続するのに用いられるワイヤハーネスに関するものである。

ワイヤハーネスは、複数の電線を束にした集合部品であり、例えば、さまざまな電子機器の内部において回路基板の間又は電気部品と回路基板との間を接続するのに用いられる。このようなワイヤハーネスは、所定の長さに切断された複数の電線と、それら電線の両端部に設けられたコネクタとを備えている。また、通常、ワイヤハーネスでは、複数の電線がばらけてしまうのを防止するため、各種の結束手段を用いて複数の電線を結束している（例えば、特許文献１参照。）。具体的に、結束手段としては、市販の樹脂製結束バンドや粘着テープ等が用いられる。

実際、ワイヤハーネスは、コネクタを介して回路基板や電気部品に接続される。ワイヤハーネスを使用することにより、電子機器の組立てが容易になり、生産性の向上を図ることができると共に、一部の回路基板や電気部品が壊れたとしても、その壊れたものだけを交換すればよく、電子機器の修理が容易になる。

特開平８−７７８３６号公報

ところで、ワイヤハーネスは、例えば、パチンコ機等の遊技機において可動役物（可動部品）と所定の回路基板との間を接続するために使用することができる。このような場合、可動部品の動作に追従してワイヤハーネスもスムースに伸張・屈曲することができるように、ワイヤハーネスには可撓性が要求される。

しかしながら、ワイヤハーネスには上記の結束手段が設けられている。結束手段として結束バンドを用いた場合には、結束バンドのヘッド部が外側に尖った状態で突出するので、ワイヤハーネスが可動部品の動作に追従して伸張・屈曲した際に、その結束バンドのヘッド部が他の部品に引っかかり、可動部品の動作を妨げたり、或いは、結束バンドのヘッド部が他の部品にぶつかり、当該他の部品を傷つけたりするという問題があった。一方、結束手段として粘着テープを用いた場合には、ワイヤハーネスが可動部品の動作に従った動作を何度も行うと、粘着テープが剥がれてしまい、その剥がれた部分の粘着テープが他の部品に引っかかったり、他の部品を傷つけてしまったりするという問題があった。

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、特別な結束手段を用いることなく、簡易な構成で複数の電線を結束することができると共に、結束された状態で可撓性を有し、特に可動部品との接続に適したワイヤハーネスを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するための本発明に係るワイヤハーネスは、芯線を絶縁体で被覆して形成された、略同じ長さの複数の第一電線と、芯線を絶縁体で被覆して形成された、第一電線の長さよりも長い第二電線と、複数の第一電線の一方の端部及び第二電線の一方の端部を接続する第一コネクタと、複数の第一電線の他方の端部及び第二電線の他方の端部を接続する第二コネクタと、を備え、第二電線が複数の第一電線の束の周囲に間隔を空けて略螺旋状に巻回されていることを特徴とするものである。

上記の構成によれば、本発明のワイヤハーネスでは、第二電線を複数の第一電線の束の周囲に間隔を空けて略螺旋状に巻き付け、第二電線に結束手段としての役割を担わせたことにより、別途、特別な結束手段を用いることなく、簡単な構成で複数の電線を結束することができる。また、第二電線を複数の第一電線の束にその長さ方向に沿って略螺旋状に巻き付けているので、本発明のワイヤハーネスは結束された状態で可撓性を有するように構成することができ、しかも、外側に尖って突出している部分はない。このため、本発明のワイヤハーネスを可動部品との接続に使用した場合、その可動部品が動作したときに本発明のワイヤハーネスが他の部品に引っかかってしまうことはない。更に、本発明のワイヤハーネスでは、特別な結束手段を用いる必要がないので、製造コストの増加を回避することができる。

また、本発明のワイヤハーネスにおいては、複数の第一電線の束の周囲に巻回されている第二電線のピッチ間隔が略５ｍｍ〜４０ｍｍであることが望ましい。第二電線のピッチ間隔が５ｍｍよりも狭いと、本発明のワイヤハーネスの可撓性が大きく低下してしまうおそれがあり、一方、第二電線のピッチ間隔が４０ｍｍよりも広いと、本発明のワイヤハーネスを何度も変形させているうちに、その変形させた部分において複数の第一電線の束がばらけてしまうおそれがあるからである。

また、本発明のワイヤハーネスを使用するに際して、第二電線をアース線又はダミー線として利用することが望ましい。これにより、例えば複数の第一電線を信号線として利用する場合に、複数の第一電線を伝わる信号に影響を与えることなく、複数の第一電線を結束しておくことができる。

また、本発明のワイヤハーネスは、特に、遊技機において可動役物とその可動役物の駆動を制御する制御部との電気的な接続に用いるのに好適である。本発明のワイヤハーネスは結束された状態で可撓性を有し、しかも、外側に尖って突出している部分がないので、遊技機の内部に収納されたワイヤハーネスは、他の部品に引っかかったり、他の部品を傷つけたりすることなく、可動役物の動きに追従してスムースに伸張・屈曲することができる。

更に、本発明のワイヤハーネスを製造する際には、複数の第一電線の一方の端部及び第二電線の一方の端部を第一コネクタに接続すると共に複数の第一電線の他方の端部を第二コネクタに接続し、第一コネクタと第二コネクタとをそれぞれ、被保持物を保持して回転する回転駆動手段が設けられた保持装置で保持して複数の第一電線をぴんと張った状態にした後、二つの保持装置の回転駆動手段を駆動して複数の第一電線の束が捩れないように複数の第一電線を回転させながら、第二電線をぴんと張った状態に保持したまま第二コネクタの側に移動することにより、第二電線を複数の第一電線の束の周囲に巻き付けることが望ましい。これにより、第二電線の巻回作業を容易に且つ短時間で行うことができる。

本発明のワイヤハーネスでは、第二電線を複数の第一電線の束の周囲に間隔を空けて略螺旋状に巻き付けたことにより、特別な結束手段を用いることなく、簡単な構成で複数の電線を結束することができる。また、本発明のワイヤハーネスは結束された状態で可撓性を有し、しかも、外側に尖って突出している部分はない。このため、本発明のワイヤハーネスは、特に、可動部品との接続に適している。

図１は本発明の一実施形態であるワイヤハーネスの概略平面図である。図２はそのワイヤハーネスのＡ−Ａ矢視方向概略拡大断面図である。図３は金属製端子が圧着された第一電線及び第二電線の概略平面図である。図４は製造作業の途中段階におけるワイヤハーネスの概略平面図である。

以下に、図面を参照して、本願に係る発明を実施するための形態について説明する。図１は本発明の一実施形態であるワイヤハーネスの概略平面図、図２はそのワイヤハーネスのＡ−Ａ矢視方向概略拡大断面図である。

本発明に係るワイヤハーネスは、主に、各種の電子機器の内部において回路基板の間又は電気部品と回路基板との間を接続するのに用いられる。このワイヤハーネスは、図１及び図２に示すように、複数の第一電線１０と、１本の第二電線２０と、第一コネクタ３０と、第二コネクタ４０とを備えている。ここで、図１及び図２には、５本の第一電線１０を有するワイヤハーネスの例が示されている。

各第一電線１０は、芯線１１を絶縁体１２で被覆して形成されたものである。５本の第一電線１０の長さは略同じである。また、第二電線２０も、芯線２１を絶縁体２２で被覆して形成されたものである。この第二電線２０の長さは、第一電線１０の長さよりも長い。図１及び図２の例では、第一電線１０の長さＬ１は約３００ｍｍ、第二電線２０の長さＬ２は約３８０ｍｍである（図３参照）。一般に、芯線１１，２１の材料としては、銅やアルミニウム等を用いることができ、絶縁体１２，２２の材料としては、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等を用いることができる。また、各第一電線１０の絶縁体１２の色は黒色であり、第二電線２０の絶縁体２２の色は白色である。これにより、第一電線１０と第二電線２０とは色により容易に識別することができる。ここで、図１及び図２では、絶縁体の色の違いを区別せずに、第一電線１０と第二電線２０とを描いている。このように、第一電線１０と第二電線２０とは、長さ及び絶縁体の色を除けば、同じ構成になっている。尚、各電線１０，２０としては、その外径が略０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであるものを用いることができる。図１及び図２の例では、各電線１０，２０の外径は約１ｍｍである。

本実施形態のワイヤハーネスでは、第二電線２０は電気を伝導するという本来の役割の他に、結束手段としての役割を担っている。すなわち、第二電線２０は、５本の第一電線１０の束の周囲に間隔を空けて略螺旋状に巻回されている。ここで、第二電線２０は５本の第一電線１０の周囲にきつく巻き付けられているため、５本の第一電線１０は一つにまとまり、全体として略円筒状の束になっている。図１及び図２の例では、この一つにまとまった状態の５本の第一電線１０の束の外径Ｄは約３ｍｍである。また、本実施形態では、第二電線２０のピッチ間隔Ｐを約１２ｍｍとしている。このとき、第二電線２０による螺旋の巻き数ｎ＝Ｌ１／Ｐは約２５回である。また、第二電線２０の長さＬ２は、第一電線１０の長さＬ１、第二電線２０を巻き付ける第一電線１０の束の外径Ｄ、第二電線２０のピッチ間隔Ｐを用いて、Ｌ２＝Ｌ１×［π^２Ｄ^２＋Ｐ^２］^１／２÷Ｐと表すことができる。このように、１本の第二電線２０を５本の第一電線１０の束にその長さ方向に沿って略螺旋状に巻き付けたことにより、５本の第一電線１０がばらけてしまうのを確実に防止することができる。また、第二電線２０を５本の第一電線１０の束の外周に略一定の間隔を空けた状態で巻き付けたことにより、本実施形態のワイヤハーネスは結束された状態でも十分な可撓性を有する。

一般に、複数の第一電線の束の周囲に巻回されている第二電線のピッチ間隔Ｐは略５ｍｍ〜４０ｍｍであることが望ましい。第二電線のピッチ間隔Ｐが５ｍｍよりも狭いと、ワイヤハーネスの可撓性が大きく低下してしまうおそれがあるからである。実際、もし第二電線を隙間なく複数の第一電線の束の周囲に巻き付けたとすると、ワイヤハーネスは屈曲しにくくなってしまう。一方、第二電線のピッチ間隔Ｐが４０ｍｍよりも広いと、ワイヤハーネスを何度も変形させているうちに、その変形させた部分において複数の第一電線の束がばらけてしまうおそれがある。また、第二電線による螺旋の巻き方としては、右巻きが望ましいが、左巻きであってもよい。

第一コネクタ３０は、５本の第一電線１０の一方の端部及び第二電線２０の一方の端部を接続するものであり、第二コネクタ４０は、５本の第一電線１０の他方の端部及び第二電線２０の他方の端部を接続するものである。具体的に、第一コネクタ３０は、ハウジング３１と、６個の金属製端子（ターミナル）（不図示）とを有し、第二コネクタ４０は、ハウジング４１と、６個の金属製端子（ターミナル）（不図示）とを有する。各金属製端子は、電線１０，２０の端部における芯線と電気的に接続される。

一般に、ワイヤハーネスにおける複数の電線とコネクタとの接続方法としては、圧着や圧接等、さまざまな方法がある。このうち、圧着とは、電線の端部における絶縁体を除去し、金属製端子をその電線の端部にかしめた後、金属製端子をコネクタのハウジングに挿入し、金属製端子とハウジングとを係止する方法である。一方、圧接とは、絶縁体が付いたままの電線の端部を、コネクタに形成されたスリットに押し込むことにより、ハウジング内のカット刃で絶縁体を剥がして、電線の端部における芯線をコネクタの金属製端子と結線する方法である。圧着による接続方法は、圧接による接続方法に比べて引張り強度の点で優れており、たとえ電線を頻繁に激しく動かしても、電線がコネクタから容易に外れてしまうことはない。また、圧着による接続作業に際しては市販の自動圧着機を使用することができるので、複数の電線とコネクタとを短時間で接続することができ、ワイヤハーネスの大量生産が可能であるという利点もある。

本実施形態では、圧着による接続方法を用いてワイヤハーネスを製造することにする。このため、第一コネクタ３０において６個の金属製端子として圧着用の端子を用いると共に、ハウジング３１としてその圧着用の端子に適合するものを用いることにする。第二コネクタ４０についても同様である。具体的に、第一コネクタ３０については、金属製端子として、日本モレックス合同会社（ＭＯＬＥＸ）製のターミナル（製品番号５０１３３４−００００）を使用し、ハウジング３１として、その金属製端子に適合する製品である、日本モレックス合同会社（ＭＯＬＥＸ）製のハウジング（製品番号５０１３３０−０６３８）を使用している。一方、第二コネクタ４０については、金属製端子として、日本圧着端子製造株式会社（ＪＳＴ）製のターミナル（型番ＳＺＨ−００２Ｔ−Ｐ０．５）を使用し、ハウジング４１として、この金属製端子に適合する製品である、日本圧着端子製造株式会社（ＪＳＴ）製のハウジング（型番ＺＨＲ−６）を使用している。尚、当然のことながら、本実施形態のワイヤハーネスの製造に際し、圧着以外の接続方法を用いて複数の電線とコネクタとを接続してもよい。

次に、本実施形態のワイヤハーネスの製造方法について説明する。図３は金属製端子が圧着された第一電線及び第二電線の概略平面図、図４は製造作業の途中段階におけるワイヤハーネスの概略平面図である。
まず、所定の長さに切断された５本の第一電線１０と１本の第二電線２０を用意する。そして、図３に示すように、第一電線１０と第二電線２０の左端部及び右端部にそれぞれ、ハウジング３１用の金属製端子３２、ハウジング４１用の金属製端子４２を圧着する作業を行う。この作業は、自動圧着機を使用して行われる。

次に、５本の第一電線１０の一方の端部に圧着されたハウジング３１用の金属製端子３２及び第二電線２０の一方の端部に圧着されたハウジング３１用の金属製端子３２をそれぞれ、ハウジング３１の所定箇所に嵌め込む。これにより、５本の第一電線１０の一方の端部及び第二電線２０の一方の端部は第一コネクタ３０にしっかりと接続される。その後、５本の第一電線１０の他方の端部に圧着されたハウジング４１用の金属製端子４２をそれぞれ、ハウジング４１用の所定箇所に嵌め込む。ここで、第二電線２０の他方の端部に圧着されたハウジング４１用の金属製端子４２は、ハウジング４１に嵌め込まず、フリーな状態のままにしておく。これにより、５本の第一電線１０の他方の端部は第二コネクタ４０にしっかりと接続される。この時点でのワイヤハーネスの状態は図３に示される。

次に、第二電線２０を５本の第一電線１０の周囲に巻き付ける作業を行う。本実施形態では、この作業を行う場合、被保持物を保持する二台の保持装置を使用する。各保持装置には、被保持物を保持した状態のまま回転する回転駆動手段が設けられている。ここでは、回転駆動手段としてステッピングモータ等を用いている。このような二台の保持装置を用いることにより、各保持装置が保持する被保持物の回転動作を同じタイミングで開始させることができると共に、各保持装置が保持する被保持物を同じ回転速度で回転させることができる。

第二電線２０の巻回作業では、まず、第一コネクタ３０と第二コネクタ４０とをそれぞれ、各保持装置の保持部に装着する。次に、第一コネクタ３０と第二コネクタ４０とを保持した二つの保持装置の間隔を調整して、５本の第一電線１０がぴんと張った状態にする。その後、二つの保持装置のステッピングモータを駆動して５本の第一電線１０の束が捩れないように５本の第一電線１０を回転させる。こうして５本の第一電線１０が回転を開始したら、第二電線２０をぴんと張った状態に保持しながら、この第二電線２０の他方の端部を第二コネクタ４０の側に移動することにより、第二電線２０を５本の第一電線１０の束の周囲に巻き付ける。このように、本実施形態では、上記保持装置を用いたことにより、第二電線２０の巻回作業を容易に且つ短時間で行うことができる。

その後、第一コネクタ３０及び第二コネクタ４０を保持装置から取り外し、第二電線２０が５本の第一電線１０の周囲に略螺旋状に巻き付けられた状態のまま、第二電線２０のフリーになっているハウジング４１用の金属製端子４２をハウジング４１の所定箇所に嵌め込む。これにより、第二電線２０の他方の端部が第二コネクタ４０にしっかりと接続される。以上で、本実施形態のワイヤハーネスの製造作業が完了し、図１に示すようなワイヤハーネスが得られる。

本実施形態のワイヤハーネスの使用に際しては、第二電線２０をアース線又はダミー線として利用することが望ましい。これにより、例えば５本の第一電線１０を信号線として利用する場合、５本の第一電線１０を伝わる信号に影響を与えることなく、５本の第一電線１０を結束しておくことができる。また、使用者は、たとえ第一電線１０の色と第二電線２０の色が同じであっても、螺旋状に巻き付けられている１本の電線を容易に認識して、その認識した電線がアース線又はダミー線であると判断することができるので、コネクタの向きを間違えることなく、コネクタを接続対象部品に取り付けることができる。尚、一般に、第二電線２０は必ずしもアース線又はダミー線として利用する必要はなく、信号線として利用してもよい。

本実施形態のワイヤハーネスでは、第二電線を５本の第一電線の束の周囲に間隔を空けて略螺旋状に巻き付け、第二電線に結束手段としての役割を担わせたことにより、別途、特別な結束手段を用いることなく、簡単な構成で５本の第一電線を結束することができる。また、本実施形態のワイヤハーネスでは、特別な結束手段を用いる必要がないので、製造コストの増加を回避することができる。

更に、本実施形態のワイヤハーネスでは、第二電線を１本だけ設け、その１本の第二電線を５本の第一電線の束にその長さ方向に沿って略螺旋状に巻き付けているので、本実施形態のワイヤハーネスは結束された状態で可撓性を有し、しかも、外側に尖って突出している部分はない。また、５本の第一電線に巻き付けられている第二電線の両端はそれぞれ、第一コネクタ及び第二コネクタにしっかりと固定されているので、第二電線が簡単にほどけて、５本の第一電線がばらついてしまうことはない。

このように、本実施形態のワイヤハーネスは、結束された状態で可撓性を有し、しかも、その周囲においては外側に尖って突出している部分がないので、特に可動部品との接続に使用するのに好適である。例えば、本実施形態のワイヤハーネスを、パチンコ機や回胴式遊技機等の遊技機において可動役物とその可動役物の駆動を制御する制御部との電気的な接続に用いることができる。この場合、遊技機の内部に収納されたワイヤハーネスは、可動役物が動作したときに、他の部品に引っかかったり、他の部品を傷つけたりすることなく、可動役物の動きに追従してスムースに伸張・屈曲することができる。

尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、第二電線を５本の第一電線の束の周囲に略一定のピッチ間隔で略螺旋状に巻き付けた場合について説明したが、第二電線のピッチ間隔が第一電線の部位毎に異なるように第二電線を５本の第一電線の束の周囲に巻き付けるようにしてもよい。例えば、第一電線の中央部で第二電線のピッチ間隔を狭くし、第一電線の両端部で第二電線のピッチ間隔を広くすることができる。本発明のワイヤハーネスを可動部品との接続に使用した場合、通常、可動部品の動作にしたがって最も大きく屈曲するのは、ワイヤハーネスの中央部であり、あまり屈曲しないのは、ワイヤハーネスの両端部である。このため、第一電線の中央部で第二電線のピッチ間隔を狭くすることにより、この中央部が頻繁に屈曲しても、第一電線がばらついてしまわないように第一電線を確実に結束することができる。

また、上記の実施形態では、ワイヤハーネスが５本の第一電線と１本の第二電線とを有する場合について説明したが、第一電線の数は２本、３本、４本又は６本以上であってもよい。また、上記の実施形態では、第二電線の数が１本である場合について説明したが、一般に、第二電線の数は複数であってもよい。例えば、第一電線の数が、数十本等、とても多い場合には、第二電線の数を２本又は３本等とすることができる。但し、この場合、あまり多くの第二電線を用いると、ワイヤハーネスの可撓性が失われてしまうおそれがあるので、そうならないように、第二電線の数やピッチ間隔等を決定する必要がある。具体的には、第二電線の数は、第一電線の数よりも少ない数とすべきである。また、複数の第二電線を一本ずつ、複数の第一電線の束の周囲に巻き付けるのではなく、複数の第二電線は一まとまりの束の状態で、複数の第一電線の束の周囲に間隔を空けて略螺旋状に巻回してもよい。

以上説明したように、本発明のワイヤハーネスでは、第二電線を複数の第一電線の束の周囲に間隔を空けて略螺旋状に巻き付けたことにより、特別な結束手段を用いることなく、簡単な構成で複数の電線を結束することができる。また、本発明のワイヤハーネスは結束された状態で可撓性を有し、しかも、外側に尖って突出している部分はない。したがって、本発明のワイヤハーネスは、各種の電子機器の内部において回路基板の間又は電気部品と回路基板との間を接続するのに用いることができ、特に、可動部品との接続に適している。

１０第一電線
１１芯線
１２絶縁体
２０第二電線
２１芯線
２２絶縁体
３０第一コネクタ
３１ハウジング
３２金属製端子（ターミナル）
４０第二コネクタ
４１ハウジング
４２金属製端子（ターミナル）

Claims

芯線を絶縁体で被覆して形成された、略同じ長さの複数の第一電線と、
芯線を絶縁体で被覆して形成された、前記第一電線の長さよりも長い第二電線と、
前記複数の第一電線の一方の端部及び前記第二電線の一方の端部を接続する第一コネクタと、
前記複数の第一電線の他方の端部及び前記第二電線の他方の端部を接続する第二コネクタと、
を備え、
前記第二電線が前記複数の第一電線の束の周囲に間隔を空けて略螺旋状に巻回されていることを特徴とするワイヤハーネス。
前記複数の第一電線の束の周囲に巻回されている前記第二電線のピッチ間隔が略５ｍｍ〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のワイヤハーネス。
前記第二電線はアース線又はダミー線として利用されるものであることを特徴とする請求項１又は２記載のワイヤハーネス。
遊技機において可動役物とその可動役物の駆動を制御する制御部との電気的な接続に用いられることを特徴とする請求項１、２又は３記載のワイヤハーネス。
前記複数の第一電線の一方の端部及び前記第二電線の一方の端部を前記第一コネクタに接続すると共に前記複数の第一電線の他方の端部を前記第二コネクタに接続し、前記第一コネクタと前記第二コネクタとをそれぞれ、被保持物を保持して回転する回転駆動手段が設けられた保持装置で保持して前記複数の第一電線をぴんと張った状態にした後、二つの前記保持装置の前記回転駆動手段を駆動して前記複数の第一電線の束が捩れないように前記複数の第一電線を回転させながら、前記第二電線をぴんと張った状態に保持したまま前記第二コネクタの側に移動することにより、前記第二電線を前記複数の第一電線の束の周囲に巻き付けたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のワイヤハーネス。