JP3955535B2 - ワイヤーハーネス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電線、コネクタ、等を備えたワイヤーハーネスの改良に関し、特に、容易に配索できるよう構成されたワイヤーハーネスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両には、多数の電装部品が搭載されており、それらの電装部品は、車両内に複雑に配索された多数本の電線、複数のコネクタ、等から成るワイヤーハーネスにより電気的に接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−５８２３０号公報（第３〜７頁、図１〜図２）
【０００４】
図８は、特許文献１で開示されている自動車に配索されたワイヤーハーネスの模式図である。図８に示されるように、自動車１に搭載された種々の電装部品２は、複雑に配索された多数本の電線３によって電気的に接続されている。車体１０は、フロントエンドブロック１１、エンジンブロック１２、フロアブロック１３、ドアブロック１４、リアブロック１５、等、数ブロックに分割して考慮される。各ブロック１１，１２，１３，１４，１５には必要な電装部品２が組み込まれ且つ、各電線３の端部に設けられたコネクタ４を介して電線３がそれぞれ電装部品２に電気的に接続されて、車体１０全体へのワイヤーハーネスの配索がなされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車両内での電線の配索には様々な制約があるため、例えば図８において符号Ｘで示される箇所のように、配索部位によっては電線３を極端に曲げて配索が行なわれる。しかし、特に太い電線や硬い電線を曲げて配索することは、作業性が悪く、また困難である。そのような電線を極端に曲げた場合、その電線の曲げ部には常に強いストレスが作用した状態となり、好ましくない。
【０００６】
尚、配索部位によっては、電線を完全に固定してしまうと不都合が生じる場合がある。例えば図８におけるドアブロック１４等の可動部の電装部品２に配索された電線３には、開閉体であるドアの動作に伴なって電線３に曲げ力、張力、等といったストレスが作用することになる。そこで、このように電線にストレスが作用すると想定される部位には、予め僅かに余裕（即ち、たるみ）を持たせた状態で電線を配索して応力を吸収させる方法が従来から採られているが、特に太い電線や硬い電線へのストレスの軽減には必ずしも有効な方法とは言えない。
【０００７】
ところで、近年、環境問題に配慮して、電機設備、車両、等、種々の装置には、リサイクルが容易に行なえるような設計を施すことが求められている。例えば前述したワイヤーハーネスの電線の導体には、主に銅を材料としたものが一般的に用いられているが、車両の主要な構成材料である鉄と電線の銅とを分別することが容易ではない等のリサイクル技術上の理由から、電線の導体に主にアルミニウムを材料としたものを採用する動向がある。銅よりも質量が低いアルミニウムを導体の材料として用いれば、車両総重量の軽量化にも寄与し、よって燃費向上にも資する利点がある。
【０００８】
しかしながら、アルミニウム製電線（即ち、導体の主な材料としてアルミニウムを用いたもの）は、銅製電線（即ち、導体の主な材料として銅を用いたもの）と比較すると、一般に剛性が高く且つ曲げ強度が低い特性を有している。それ故、アルミニウム製電線を曲げて配索する場合、銅製電線と比較して大きな力が必要とされるため、作業性が悪く、特に電力線等の太いアルミニウム製電線を曲げて配索することは困難である。更に、アルミニウム製電線は曲げ強度が低いために極端に曲げると断線に至る可能性が銅製電線よりも高い。
【０００９】
よって、アルミニウム製電線は曲げずに配索することが望ましいが、ワイヤーハーネスの使用において電線を曲げることなく配索することは実際には極めて困難である。
【００１０】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易に屈曲可能でありながら電線へのストレスが極めて小さいワイヤーハーネスを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係るワイヤーハーネスは、請求項１に記載したように、屈曲機構を備えたワイヤーハーネスであって、
前記屈曲機構が、
ホルダと、
電線を接続した雌端子をそれぞれ収容し、前記ホルダにそれぞれ揺動可能に支持された一対の可動コネクタと、
両端が前記一対の可動コネクタ内の雌端子にそれぞれ接続され、前記可動コネクタの揺動に応じて撓み変形可能な雄端子と、
を有し、前記可動コネクタのそれぞれがピン状突起を備え、前記ホルダが前記ピン状突起を支承する孔部を備え、前記可動コネクタが、前記ホルダの前記孔部に支承された前記ピン状突起を支点として、前記ホルダに対して揺動可能であることを特徴としている。
また、本発明に係るワイヤーハーネスは、請求項２に記載したように、前記可動コネクタが前記ホルダに対して揺動するとき、前記雄端子が前記雌端子と摺接しながら前記雌端子に対して相対移動することを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、電線を接続した雌端子をそれぞれ収容した一対の可動コネクタがホルダによりそれぞれ揺動可能に支持され且つ、該一対の可動コネクタ内の雌端子に両端をそれぞれ接続した雄端子が可動コネクタの少なくとも一方の揺動に応じて撓み変形可能なようにして構成された屈曲機構をワイヤーハーネスが備えているので、従来のワイヤーハーネスでは配索に係る制約のため曲げねばならなかった電線の曲げ部に前記屈曲機構を設けることで、容易に屈曲可能でありながら電線自体を曲げることなく容易に配索できるワイヤーハーネスを提供することができる。また、請求項１に記載の発明によれば、電線自体を曲げずに配索できる利点から、実際に電線へのストレスが極めて小さい。よって、特に、太い電線、硬い電線、曲げ強度の低い電線、等を備えたワイヤーハーネスの配索に非常に有利である。
請求項２に記載の発明によれば、可動コネクタがホルダに対して揺動しても、雄端子と雌端子との電気的接続が確保される。
【００１３】
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の実施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。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るワイヤーハーネスの好適な実施形態の斜視図である。図２は図１のワイヤーハーネスの分解斜視図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）はホルダの横断面図であり、図３（Ａ）は図２のIIIA−IIIA矢視横断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のホルダの変形例を示す横断面図、そして図３（Ｃ）は図３（Ａ）のホルダの更なる変形例を示す横断面図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）はホルダへの雄端子の組み付けを示す正面図であり、図４（Ａ）は雄端子をホルダに挿入する前の状態を示す正面図、そして図４（Ｂ）は雄端子がホルダに挿入されて保持された状態を示す正面図である。図５は電線が接続された雌端子の斜視図である。図６は、雌端子をそれぞれ収容した一対の可動コネクタがホルダに揺動可能に支持されながら雄端子の両端が雌端子それぞれに挿入されて接続されている状態を示す屈曲機構の縦断面図である。図７（Ａ）および図７（Ｂ）は可動コネクタが揺動して屈曲した状態を示し、図７（Ａ）は一方の可動コネクタのみが揺動した状態を示す屈曲機構の縦断面図、そして図７（Ｂ）は両方の可動コネクタが揺動してワイヤーハーネスの屈曲部が略Ｕ字形とされた状態を示す屈曲機構の縦断面図である。
【００１５】
図１〜図６に示されるように、本発明のワイヤーハーネス５０は、曲げを要する曲げ部に設けられる屈曲機構５０ａと、該屈曲機構５０ａに電気的に接続された電線５５と、を備えている。屈曲機構５０ａは、一対の可動コネクタ５１、ホルダ５２および雄端子５３を有している。各可動コネクタ５１は、電線５５が接続された雌端子５４を収容するハウジング５１ｃを備えている。各可動コネクタ５１のハウジング５１ｃは、合成樹脂を射出成形して形成された箱状部材であり、その内部には雌端子５４を収容するための端子収容室５１ｂが雄端子５３の可動コネクタ５１への挿入方向（図１では上下方向）に貫通して形成され、該端子収容室５１ｂと連通する雄端子５３用の端子挿入孔５１ｄがハウジング５１ｃの前端面に形成されている。また、可動コネクタ５１の端子挿入方向に延長する端子収容室５１ｂを間に挟むように対向するハウジング５１ｃの両側面上の前端側には、揺動支点となるピン状突起部５１ａが同一軸線上で反対方向に突出するように形成されている。
【００１６】
図５に示されるように、雌端子５４は、公知の構造の端子であり、可動コネクタ５１の端子収容室５１ｂにハウジング５１ｃの後端側から挿入されて係止ランス等で端子収容室５１ｂに係止される。雌端子５４の前端部には、ハウジング５１ｃの端子挿入孔５１ｄを介して挿入された雄端子５３と係合し且つ電気的に接続する端子接続部５４ａが形成されている。雌端子５４の後端部には導体接続部５４ｂおよび電線把持部５４ｃが設けられており、導体接続部５４ｂで電線５５の導体５５ａが加締められて雌端子５４と電気的に接続され、そして電線把持部５４ｃで電線５５の導体５５ａを覆う絶縁被覆５５ｂが加締められて雌端子５４に固定されている。
【００１７】
図２および図３（Ａ）に示されるように、ホルダ５２は、一対の可動コネクタ５１をそれぞれ揺動自在に保持するためのものであって、断面略コの字形に合成樹脂を射出成形して形成されている。ホルダ５２の略中央には、両側壁５２ａを連結するように端子保持部５２ｂが形成されている。端子保持部５２ｂには、雄端子５３を挿通させて保持する端子保持孔５８が上下方向（図２参照）に貫通して設けられている。ホルダ５２の両側壁５２ａには、端子保持部５２ｂの両脇側に位置するように一対の貫通孔５６がそれぞれ形成されている。また、両側壁５２ａのうち一方の貫通孔５６と両側壁５２ａのうち他方の貫通孔５６とは、それぞれ同一軸線上に設けられている。
【００１８】
図２、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示されるように、雄端子５３は、雌端子５４に挿入されて該雌端子５４と電気的に接続されるものであって、高い可撓性を有する導電性金属板体を長方形に成形してなり、その中央側面には、両側方に突出した４つの係合突起部５３ａが形成されている。尚、雌端子５４に接続された状態の雄端子５３は、可動コネクタ５１が揺動することにより、端子接続部５４ａの内側面に摺接しながら端子挿脱方向に雌端子５４と相対移動するため、雌端子５４との接続を確保するのに充分な長さを有している。
【００１９】
ワイヤーハーネス５０の組み付け（配索）は、先ず、雄端子５３をホルダ５２の端子保持孔５８に矢印Ａ方向に挿入して（図４（Ａ）参照）、係合突起部５３ａを端子保持部５２ｂと係合させる。これによって、雄端子５３は、端子保持部５２ｂの両側に雄端子５３の両端５３ｂを突出させた状態で組み付け固定される（図４（Ｂ）参照）。次いで、図２に示されるように、電線５５付き雌端子５４をそれぞれ収容した一対の可動コネクタ５１を、ホルダ５２の上下方向から両側壁５２ａの間にそれぞれ挿入し、可動コネクタ５１のピン状突起部５１ａを、ホルダ５２の貫通孔５６に嵌合させる。これによって、一対の可動コネクタ５１は、それぞれ、ホルダ５２に対してピン状突起部５１ａを中心に揺動可能に支持される。このとき、図６に示されるように、雄端子５３の両端部５３ｂを、可動コネクタ５１に収容された雌端子５４の端子接続部５４ａに挿入することで、雄端子５３と２個の雌端子５４とを電気的に接続する。
【００２０】
可動コネクタ５１のホルダ５２への組み付けは、両側壁５２ａの間隔を強制的に押し広げながらピン状突起部５１ａを貫通孔５６に嵌合して行なわれる。尚、ホルダ５２の内側面に上下端部から貫通孔５６に向かって次第に側壁５２ａの厚さが厚くなるような傾斜面を形成し、ピン状突起部５１ａを該傾斜面に沿わせるようにして可動コネクタ５１をホルダ５２の両側壁５２ａの間に挿入し、ピン状突起部５１ａを貫通孔５６に嵌合させるようにしてもよい。これによって、可動コネクタ５１とホルダ５２の組み付けが容易となる。
【００２１】
ワイヤーハーネス５０は、配索される装置（例えば、車両）における配索部位に応じて可動コネクタ５１を屈曲機構５０ａ内で揺動させることにより屈曲状態にされて、電線５５自体を曲げることなく配索することができる。尚、ホルダ５２は、ワイヤーハーネス５０が配索される装置に固定しても、しなくともよく、固定／非固定については配索部位に応じて適宜決定すればよい。
【００２２】
さて、上述したホルダ５２の変形例である図３（Ｂ）に示されたホルダ６２は、ホルダ５２から後壁が削除された形状となっている以外は、ホルダ５２と同様の形状となっているので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を省略する。
【００２３】
また、ホルダ５２の他の変形例である図３（Ｃ）に示されたホルダ７２は、端子保持部７２ｂに２つの端子保持孔５８が形成されており、２つの雄端子５３を挿入固定できるようになっている。ホルダ７２との組合せで用いられる可動コネクタ（図示せず）は、雄端子５３に対応する位置に２つの雌端子５４をそれぞれ挿入できるように、２つの端子収容室（図示せず）が形成されているものを用いる。尚、２つの端子保持孔５８は、２つの雄端子５３それぞれの幅方向が同一軸線上となるように配置されていることが望ましく、このように配置することで、可動コネクタを揺動させて雄端子５３を曲げる際に２つの雄端子５３が同一の曲率半径で曲がり、小さな抵抗でワイヤーハーネスを容易に屈曲できるようになる。
【００２４】
本実施形態の作用を説明する。
ワイヤーハーネス５０の配索は、配索部位で要求される屈曲角度に応じて、ホルダ５２に対して可動コネクタ５１をピン状突起部５１ａを中心に回動させて行なわれる。図７（Ａ）は、一方の可動コネクタ５１を９０°の角度が形成されるように屈曲してワイヤーハーネス５０（即ち、電線５５）を配索した例であり、この可動コネクタ５１の回動に伴なって雌端子５４は、端子保持部５２ｂから離間する方向に移動する。このとき、雄端子５３は、端子接続部５４ａに摺接しながら雌端子５４から引き出されるので、雄端子５３と雌端子５４との電気的接続は確保されている。
【００２５】
各雄端子５３（各可動コネクタ５１）の屈曲可能な最大角度は略９０°であり、この角度範囲内においては、配索部位で要求される屈曲角度に対応して、一方の又は両方の可動コネクタ５１をピン状突起部５１ａを中心に回動させてワイヤーハーネス５０を配索することができる。従って、電線５５自体を屈曲させることなく配索することが可能である。また、図７（Ｂ）に示されるように、両方の可動コネクタ５１をそれぞれ９０°の角度が形成されるように回動させると、１８０°ワイヤーハーネス５０が屈曲することとなり、よって電線５５自体を屈曲させることなくＵ字形に配索することが可能となり、ワイヤーハーネスの配索能力が大幅に向上する。電線５５へのストレスを極めて小さくすることができるので、特に、太い電線、硬い電線、曲げ強度の低い電線、等を電線５５として用いた場合でも、ワイヤーハーネス５０の配索作業を容易に行なうことができ、また電線５５の損傷も防止できる。
【００２６】
また、ワイヤーハーネス５０による配索の他の応用例としては、車両の走行に伴い、または、ドア部等のように操作部の操作に伴なって電線に幾度も曲げ力が作用するような部位に、ワイヤーハーネス５０を用いれば効果的である。この例の場合、電線５５を曲げようとする曲げ力が作用しても、屈曲機構５０ａが該曲げ力を吸収する。
【００２７】
尚、本発明は、前述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態や変形例における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００２８】
例えば、前述した実施形態では、ピン状突起部５１ａを可動コネクタ５１に設け、貫通孔５６をホルダ５２に設けているが、ピン状突起部５１ａをホルダ５２に設け、貫通孔５６を可動コネクタ５１に設けてもよい。また、可動コネクタ５１をホルダ５２に揺動可能に支持できる揺動機構であれば、ピン状突起部５１ａおよび貫通孔５６といった形態に限定しなくともよいことは言うまでもない。尚、揺動機構を有する形態のコネクタを標準化して、ワイヤーハーネスで用いられる全てのコネクタに適用し、それらに応じた揺動機構を有する形態のホルダと雄端子を準備すれば、組み合わせによって様々な形状のワイヤーハーネスを作ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、電線を接続した雌端子をそれぞれ収容した一対の可動コネクタがホルダによりそれぞれ揺動可能に支持され且つ、該一対の可動コネクタ内の雌端子に両端をそれぞれ接続した雄端子が可動コネクタの少なくとも一方の揺動に応じて撓み変形可能なようにして構成された屈曲機構をワイヤーハーネスが備えているので、従来のワイヤーハーネスでは配索に係る制約のため曲げねばならなかった電線の曲げ部に前記屈曲機構を設けることで、容易に屈曲可能でありながら電線自体を曲げることなく容易に配索できるワイヤーハーネスを提供することができる。また、本発明によれば、電線自体を曲げずに配索できる利点から、実際に電線へのストレスが極めて小さい。よって、特に、太い電線、硬い電線、曲げ強度の低い電線、等を備えたワイヤーハーネスの配索に非常に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイヤーハーネスの好適な実施形態の斜視図である。
【図２】図１のワイヤーハーネスの分解斜視図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はホルダの横断面図であり、（Ａ）は図２のIIIA−IIIA矢視横断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のホルダの変形例を示す横断面図、そして（Ｃ）は図３（Ａ）のホルダの更なる変形例を示す横断面図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）はホルダへの雄端子の組み付けを示す正面図であり、（Ａ）は雄端子をホルダに挿入する前の状態を示す正面図、そして（Ｂ）は雄端子がホルダに挿入されて保持された状態を示す正面図である。
【図５】電線が接続された雌端子の斜視図である。
【図６】雌端子をそれぞれ収容した一対の可動コネクタがホルダに揺動可能に支持されながら雄端子の両端が一対の可動コネクタ内の雌端子それぞれに挿入されて接続されている状態を示す屈曲機構の縦断面図である。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は可動コネクタが揺動して屈曲した状態を示し、（Ａ）は一方の可動コネクタのみが揺動した状態を示す屈曲機構の縦断面図、そして（Ｂ）は両方の可動コネクタが揺動してワイヤーハーネスの屈曲部が略Ｕ字形とされた状態を示す屈曲機構の縦断面図である。
【図８】特許文献１で開示されている自動車に配索されたワイヤーハーネスを示す模式図である。
【符号の説明】
５０ ワイヤーハーネス
５０ａ 屈曲機構
５１ 可動コネクタ
５１ａ ピン状突起部（揺動機構）
５２ ホルダ
５３ 雄端子
５３ｂ 雄端子の両端
５４ 雌端子
５５ 電線
５６ 貫通孔（揺動機構）

Claims (2)

1. 屈曲機構を備えたワイヤーハーネスであって、
   前記屈曲機構が、
   ホルダと、
   電線を接続した雌端子をそれぞれ収容し、前記ホルダにそれぞれ揺動可能に支持された一対の可動コネクタと、
   両端が前記一対の可動コネクタ内の雌端子にそれぞれ接続され、前記可動コネクタの揺動に応じて撓み変形可能な雄端子と、
   を有し、前記可動コネクタのそれぞれがピン状突起を備え、前記ホルダが前記ピン状突起を支承する孔部を備え、前記可動コネクタが、前記ホルダの前記孔部に支承された前記ピン状突起を支点として、前記ホルダに対して揺動可能であることを特徴とするワイヤーハーネス。
2. 請求項１に記載のワイヤーハーネスであって、前記可動コネクタが前記ホルダに対して揺動するとき、前記雄端子が前記雌端子と摺接しながら前記雌端子に対して相対移動することを特徴とするワイヤーハーネス。

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