JP4917325B2 - ワイヤハーネス及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、特に大径の電線に適用するに好適なワイヤハーネスに関する。

例えばハイブリッド車や電気自動車では、例えば３本の動力電線を一つに束ねた三相交流用のワイヤハーネスによってモータとインバータとの間を接続する。この種のワイヤハーネスとしては、動力電線の一端側に各電線毎にそれぞれボルト締め用の単極型のコネクタを配し、他端側に三極型の雄型コネクタを設けたものが知られている。なお、上記多極型の雄型コネクタの一例としては、例えば特許文献１に示すように各電線の先端に舌片状の端子金具を接続し、これらの端子金具を合成樹脂製のハウジング内に収容した構成が公知である。

このようなワイヤハーネスによってインバータ装置とモータとを接続するには、まずハーネスメーカーによって動力電線の両端に所要のコネクタを取り付けてハーネスを製造し、これをカーメーカーに納入する。すると、カーメーカーでは例えば３個の単極型コネクタをモータの各端子に固定し、次に動力電線を車両の所定の配索経路に沿って所定形状となるように曲げながら車体に固定し、最後に、雄型コネクタをインバータ側の雌型コネクタに嵌合固定するのである。

ところで、近年、この種の車両にあってはモータの高出力化によって動力電線の大径化が進んでいる。電線が大径化すると、それに伴い剛性が大きくなる。このため、ワイヤハーネスの製造中や、製造後にカーメーカーに納入するまで、さらには、カーメーカーにて動力電線を曲げながら行う車両へのワイヤハーネスの取付け時に、動力電線に大きな捻れ方向の応力が発生することがある。この結果、端子金具がコネクタハウジング内で許容されたガタの中で最大に傾いた状態になり、結局、相手方コネクタの端子金具にいわゆる片当たり状態となって接触抵抗が増大することが懸念されている。
ワイヤハーネスの両端のコネクタが、双方とも多極タイプならば、３本の動力電線が同時に一つのコネクタハウジングに対して所定の位置関係で固定された状態にあるから、電線相互がズレ動くことが少なく、結局、電線から端子金具に無理な力が作用することが少ない。しかし、ワイヤハーネスの一端側では単極型コネクタが電線毎に独立して設けられ（電線相互が自由に動くことができる）、他端側に多極型のコネクタが設けられている（電線相互間の変位に制約がある）場合には、かえって多極型のコネクタ内の端子金具と動力電線との間に大きな応力が作用し、端子金具がコネクタハウジング内で傾きやすくなってしまうのである。

また、電線の径寸法が小さければ、その剛性は低いから、コネクタハウジング内で端子金具が傾いたとしても、相手方の雌型コネクタに設けられたバネの圧力によってその姿勢が矯正され、片当たり状態が解消可能である。しかし、上述のように電線の剛性が高いとバネ圧によって端子金具の姿勢を矯正することが困難になる。かといって、バネを大形化して電線の剛性に打ち勝つだけの圧力を生じさせるようにすると、今度はコネクタの嵌合抵抗が極めて大きくなるため、現実には困難が生ずる。
特開２００１−３５５８９公報

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、複数本の電線の一端側にそれぞれ単極型のコネクタが設けられ、かつ、他端側に各電線を集約した多極型のコネクタが設けられているワイヤハーネスにあって、その電線が剛性の高いものであっても、端子金具がコネクタハウジング内で正規の姿勢に保持できるワイヤハーネスを提供することを目的とする。

本発明のワイヤハーネスは、三本以上の電線を備え、それらの各電線の一端側に単極型のコネクタを各電線毎に独立して設け、他端側には前記電線群を集約する多極型のコネクタを設けたワイヤハーネスにおいて、前記多極型コネクタのコネクタハウジングから導出された電線群のうち隣り合う２本の電線からなる各電線対が、それらの電線群の配索経路に沿って曲げられた状態で、隣の電線対を構成する１本の電線を含んで、結束バンドによって順次結束されているところに特徴を有する。

この構成とすると、例えば各電線を単極型のコネクタから固定してワイヤハーネスの電線部分を配索経路に沿って固定し、最終的に多極型のコネクタを嵌合するという手順を採用しても、あるいは逆に、多極型のコネクタを先に嵌合し、電線を配索経路に沿って固定し、最終的に単極型の各コネクタを接続するという手順を採用したとしても、ワイヤハーネスを配索経路に沿わせて固定するときの力が多極型コネクタの各端子金具に及びにくくなる。

なぜなら、並行して配索されている複数本の電線を曲げるときには、内周側の電線と外周側の電線との間で相互にずれ動きが発生するから、そのずれ動きが許容されていないと、電線群は極めて曲がりにくくなる。この点に鑑み、本発明では、隣り合う２本の電線からなる各電線対を互いに結束バンドによって結束した。しかも、単に２本づつを結束するのではなく、予め配索経路に沿って曲げられた状態としておいた上で、隣の電線対を構成する１本の電線を含んで隣接する２本の電線対を順次結束するものであるから、相互のずれ動きが確実に防止され、結局、曲げ力に対して強い抵抗を生じさせて予め曲げられた配索経路に沿う状態が維持される。また、単に、電線群の全てをまとめて結束すると、結束バンドと接触しない電線が生じて電線間の滑りによって電線相互のずれ動きが発生することんが懸念されるが、本発明のように２本のみを結束することとすれば、結束バンドと各電線との接触長さは最大長さにすることができ、かつ、電線相互のずれ動きを確実に防止することができるから、曲げに対する抵抗力は極めて大きくなる。

なお、前記多極型コネクタがコネクタハウジング内に舌片状の端子金具を配置した雄型コネクタである場合、コネクタハウジングの相手方コネクタとの嵌合用開口部に端子金具の先端部を捻れ変位が規制された状態で挿通させるスリットを備えたキャップを嵌合しておくと、そのスリットに端子金具を挿通させつつコネクタハウジングに装着するか、或いは、端子金具をコネクタハウジングに装着した後にキャップを嵌合すると、端子金具は捻れ変位が規制された状態になる。従って、ワイヤハーネスの配索時に電線が曲げられたとしても、結束バンドによる電線相互のずれ動き防止効果に加えて、端子金具自体の捻れ変位を規制することができるから、それがコネクタハウジング内で過剰に傾いてしまうことを確実に防止できる。そこで、ワイヤハーネスの配索後にキャップを外して多極型コネクタを嵌合させれば、コネクタハウジング内で端子金具のがたつきを許容した状態で嵌合が可能になり、嵌合作業を円滑に行うことができる。

以上述べたように、本発明によれば、結束バンドによって電線相互がずれ動くことを確実に防止できるから、電線が剛性の高いものであっても、ワイヤハーネスの配索時に電線群に加わる力によって端子金具がコネクタハウジング内で傾いてしまうことを確実に防止することができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図１０を参照して説明する。
本実施形態のワイヤハーネス１０は、例えばハイブリッド車においてインバータ装置とモータとの間を結ぶワイヤハーネスの接続部分に適用したものである。
まず、全体構造を概略的に示すと図１の通りである。３本の電線１１は、共に芯線１１Ａの回りに絶縁被覆１１Ｂを被覆してなる周知構造であり、芯線１１Ａの断面積は例えば２０cm2であって自動車用としては剛性が高いものである。３本の電線１１の周りには、これらを一括して覆うシールド用の編組線１２が電線１１の全長に沿って被せてある。

３本の電線１１群の一端側（図示しないインバータ装置に接続される側）には単一のコネクタハウジング２１内に３本の雄型の端子金具４０を収容してなる多極型コネクタである３極コネクタ２０が設けられ、他端側（図示しないモータに接続される側）には各電線１１毎に、３個のモータ端子（図示せず）にボルト止めするための同数（３個）の単極型コネクタであるモータ側コネクタ６０が設けられている。なお、このモータ側コネクタ６０は、詳細には図示しないが電線１１の芯線１１Ａに端子金具６１を圧着し、その端子金具６１部分にコネクタハウジング６２をモールド成型してコネクタとなしたものである。このようなワイヤハーネス１０は、まず各モータ側コネクタ がモータのモータ端子にボルトによって固定され、そして車両の所定の配索経路に沿って所定形状となるように曲げられて車体に固定され、最後に、３極コネクタ２０がインバータ側の雌型３極コネクタ（図示せず）に嵌合固定される。

次に、上記３極コネクタ２０について、より詳細に述べる。前記コネクタハウジング２１は、金属製例えばアルミダイキャスト製のシールドハウジング２２と、合成樹脂製のターミナルハウジング３０との２部品からなる。シールドハウジング２２は、長円筒状の本体筒部２３の外周面からフランジ部２４を放射方向に延びるように延出させた構成で、そのフランジ部２４の例えば３箇所にボルト挿通孔２５が形成されている。なお、本体筒部２３の外周面には前記編組線１２が被せてあり、その外側からカシメリング２６をカシメ付けることで編組線１２をシールドハウジング２２に固定している（電気的接続を兼ねる）。

一方、ターミナルハウジング３０は、シールドハウジング２２の本体筒部２３内に挿通可能な大きさを有する長円筒状の本体部３１と、その本体部３１の前方に本体部３１よりも大型の長円筒状をなすフード部３２とを一体に有する。本体部３１内には３カ所に前後（図３において左右方向。左側を前とする。）に延びるキャビティ３３が横並びに形成され、それらの各キャビティ３３内には前方を自由端とした弾性係合片であるランス３４が設けられている。キャビティ３３の後端部は僅かに内径を大きくした円筒状のシール部３５となっている。

ターミナルハウジング３０のフード部３２内は２枚の隔壁３６によって３室に区画されている。また、フード部３２の外周面には環状のシール収納溝３７が形成され、ここに環状の防水シール３８が嵌め込まれている。この防水シール３８は、３極コネクタ２０が図示しない相手方の雌型コネクタと嵌合されると、そのフード部の内周面に密着する。

電線１１の先端部は所定の長さだけ絶縁被覆１１Ｂが剥がされ、露出された芯線１１Ａの先端寄りに端子金具４０が取り付けられている。この端子金具４０は図２示すように矩形の舌片状をなすいわゆる雄タブ端子であり、基端側に設けられているバレル部４１を芯線１１Ａの先端にカシメ付けることで電線１１に固定されている。また、端子金具４０の中央近くには矩形の係合孔４２が形成されており、電線１１に固定した端子金具４０をターミナルハウジング２３のキャビティ３３内に後方から挿入すると、キャビティ３３内のランス３４の上部突起３４Ａが端子金具４０の下面に当接してランス３４が弾性的に押し下げられ、係合孔４１が上部突起３４Ａに遭遇する位置まで端子金具４０が挿入されると、ランス３４が弾性的に復帰して上部突起３４Ａが係合孔４２内に進入することで端子金具４０のキャビティ３３内からの抜け止めがなされる。

なお、端子金具４０がキャビティ３３内の正規位置に装着された状態で、端子金具４０はキャビティ３３前端面に形成されているスリット３３Ａを貫通してフード部３２内に突出しており、かつ、その状態で各所に存在するギャップによって実際には端子金具４０は電線１１の軸線周りに僅かな角度範囲内で回動（傾き変位）が可能である。

なお、端子金具４０のキャビティ３３内への装着時には、ターミナルハウジング２３のフード部３２前縁の開口部内に、予めキャップ５０を嵌着しておくことが好ましい。このキャップ５０は、図５及び図６に示すように、フード部３２内にぴったりと嵌合可能な３連型の栓体部５１を有し、これらの各栓体部５１に端子金具４０の先端部を挿入可能なスリット５２がそれぞれ形成されている。スリット５２の前方側は前面に開放する陥没部５３となっており、かつ、スリット５２の内部寸法は端子金具４０の先端部がぴったりと嵌合するように設定されており、端子金具４０の先端部を挿通させることでその捻れ変位が規制される。

また、端子金具４０をキャビティ３３内に装着する際には、電線１１の絶縁被覆１１Ｂの先端部分にリング状の防水シール４２及び合成樹脂製のシール押さえ４３を予め嵌合しておき、端子金具４０が正規位置に装着された後に、防水シール４２及びシール押さえ４３を先端側に滑らせてキャビティ３３のシール部３５内に押し込むことによってキャビティ３３の後端側の防水性を確保する。

さて、各電線１１に端子金具４０をカシメ付け、その端子金具４０をターミナルハウジング２３に装着した状態では、図２に示すように、各電線１１が各キャビティ３３の後端から後方に真っ直ぐ導出された状態となる。そこで、図３に示すように、その電線１１群を予め判っている車両内での配索経路に沿うように曲げ（この場合、端子金具４０の配列方向に沿った面内で曲げることが好ましい）、その後、結束バンド６５によって２本の電線１１を結束する。

このとき、電線１１群のうち隣り合う２本の電線１１からなる各電線対が、隣の電線１１対を構成する１本の電線を含むようにする。具体的には、図３に示すように、最上段と中段の２本の電線１１を結束し、次に、中段と最下段の２本の電線１１を結束する。なお、結束バンド６５は、合成樹脂製のものであって電線結束用として広く利用されているものである。

上記構成の本実施形態では、従来と同様にワイヤハーネス１０を車両に組み付けるには、例えばコネクタ６０をモータ側コネクタに接続し、各電線１１を所定の配索経路に沿うよう曲げながら車体に固定し、最後にキャップ５０を外して３極コネクタ２０を例えばインバータ装置のコネクタに嵌合する。このような配索過程において、各電線１１に曲げ力が及ぼされると、それは電線１１の相互のずれ動きとなって吸収される。

ところが、本実施形態では、３極コネクタ２０の後端から導出された３本の電線１１は２本ずつが互いに結束されているため、相互のずれ動きは全く許容されておらず、その部分で全体が固まったように固定され、電線１１の曲がりは発生しない。すなわち、ワイヤハーネス１０の車両への配索過程でも、３極コネクタ２０の後端部分の電線１１群は、配索経路に沿って予め曲げられた形状を維持しつつ、最終的に相手方コネクタとの嵌合が行われる。この結果、配索過程において最終的に相手方コネクタとの嵌合が終了するまで、端子金具４０に対して電線１１から無理な力が作用することがなく、端子金具４０はターミナルハウジング２３内で正規位置に保持され、端子金具４０がターミナルハウジング２３内で傾いてしまうことを確実に防止できる。

しかも、特に本実施形態では、電線１１を単に２本づつ結束するのではなく、予め配索経路に沿って曲げられた状態としておいた上で、隣の電線１１対を構成する１本の電線１１を含んで隣接する２本の電線１１対を順次結束するものであるから、相互のずれ動きが確実に防止され、結局、曲げ力に対して強い抵抗を生じさせて予め曲げられた配索経路に沿う状態が維持される。また、単に、３本の電線群を全てまとめて結束すると、結束バンドと接触しない電線が生じて電線間の滑りによって電線相互のずれ動きが発生することんが懸念されるが、本実施形態のように２本のみを結束することとすれば、結束バンド６５と各電線１１との接触長さは最大長さにすることができ、かつ、電線１１相互のずれ動きを確実に防止することができるから、曲げに対する抵抗力は極めて大きくなる。

さらに、本実施形態では、コネクタハウジング２１にキャップ５０を装着し、そのキャップ５０のスリット５２に端子金具４０の先端部を挿通させてあるから、端子金具４０はその捻れ変位が規制された状態となる。これにより、ワイヤハーネス１０の配索時に電線１１が曲げられたとしても、上述した結束バンド６５による電線１１相互のずれ動き防止効果に加えて、端子金具４０自体の捻れ変位を規制することができ、端子金具４０のコネクタハウジング２１内での傾き等を確実に防止できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、結束バンド６５を合成樹脂製のものとしたが、これに限らず、金属製のものであってもよく、要は、三本以上の電線を備えたものにあって、それらの電線群のうち隣り合う２本の電線からなる各電線対が、それらの電線群の配索経路に沿って曲げられた状態で、隣の電線対を構成する１本の電線を含んで、結束バンドによって順次結束しておけばよいものである。

（２）上記実施形態では防水構造のコネクタに適用した例を示したが、必ずしも防水構造は必要ではなく、防水シールを備えないコネクタにも適用可能である。

本発明に係るコネクタの概観斜視図 コネクタの組み付け状態を表わす拡大縦断面図 コネクタに組み付けた電線を結束した状態を表わす拡大横断面図 コネクタハウジングとキャップの分解断面図 コネクタにキャップを嵌め端子金具を挿入状態を表わす拡大横断面図 コネクタにキャップを嵌め端子金具を挿入状態を表わす拡大縦断面図 キャップの背面図 コネクタハウジングの正面図 キャップの正面図 キャップの平面図

符号の説明

１０…ワイヤーハーネス
１１…電線
１２…編組線
２０…コネクタ
２１…コネクタハウジング
２２…シールドハウジング
３０…ターミナルハウジング
３５…係合溝
４０…端子金具
５０…キャップ
６５…結束バンド

Claims (3)

1. 三本以上の電線を備え、それらの各電線の一端側に単極型のコネクタを各電線毎に独立して設け、他端側にはそれらの電線群を集約する多極型のコネクタを設けたワイヤハーネスであって、前記多極型コネクタのコネクタハウジングから導出された電線群のうち隣り合う２本の電線からなる各電線対が、それらの電線群の配索経路に沿って曲げられた状態で、隣の電線対を構成する１本の電線を含んで、結束バンドによって順次結束されていることを特徴とするワイヤハーネス。
2. 前記多極型コネクタはコネクタハウジング内に舌片状の端子金具を配置した雄型コネクタであり、前記コネクタハウジングの相手方コネクタとの嵌合用開口部には前記端子金具の先端部を捻れ変位が規制された状態で挿通させるスリットを備えたキャップが嵌合されていることを特徴とする請求項１記載のワイヤハーネス。
3. 三本以上の電線を備え、それらの各電線の一端側に単極型のコネクタを各電線毎に独立して設け、他端側にはそれらの電線群を集約する多極型のコネクタを設けたワイヤハーネスを製造する方法であって、前記多極型コネクタのコネクタハウジングから導出された電線群のうち隣り合う２本の電線からなる各電線対を、それらの電線群の配索経路に沿って予め曲げ、その状態で、隣の電線対を構成する１本の電線を含んで、結束バンドによって結束することを特徴とするワイヤハーネスの製造方法。

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