JP5244272B2 - フラットハーネス組立体並びにフラットハーネス組立体の製造方法及びその方法により製造されたフラットハーネス組立体 - Google Patents

Description

本発明は、並列配置した複数本のフラットケーブルを一体化してケーブル両端にコネクタを接続したフラットハーネス組立体並びにフラットハーネス組立体の製造方法及びその方法により製造されたフラットハーネス組立体に関する。

特許文献１に開示されているフラットハーネス組立体は、複数本の平行なテープ状導体を絶縁フィルムに挟んで一体化してフラットケーブルとし、複数本のフラットケーブルを保持部材に並列配置してフラットハーネスとし、このフラットハーネスの各フラットケーブルの両端にコネクタを接続した構成となっている。
特開２００７−１１２１８１号公報

例えば燃料電池スタックに用いられるフラットハーネス組立体を製造する際は、フラットハーネスの各フラットケーブルの両端を、当該ハーネス幅方向及び長手方向に配置された複数個のコネクタに一括して接続している。ところが、燃料電池スタックに用いられるフラットハーネスは当該ハーネス幅方向及び長手方向に大きいので、各フラットケーブルの両端にプリント基板をハンダ付けし、コネクタのハウジングに挿入してポッティング材を充填する作業は非常に困難なものとなっていた。特に、長手方向に配置されている複数個のコネクタが例えば積層配置されている場合には、立体的な形状となるコネクタへの作業となるので、一旦接続したフラットケーブルとコネクタとが断線するおそれがあった。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、大型のフラットハーネスとコネクタとの接続品質が高いフラットハーネス組立体並びにフラットハーネス組立体の製造方法及びその方法により製造されたフラットハーネス組立体を提供することにある。

上記目的達成のため、本発明のフラットハーネス組立体では、並列配置して所定形状に折り曲げた複数本のフラットケーブルを一体化した所定数のフラットハーネスと、前記複数本のフラットケーブルの一方側の各端部に接続された第１のコネクタと、該複数本のフラットケーブルの他方側を所定本数毎に纏めた集合フラットケーブルの各端部に接続された第２のコネクタと、前記所定数のフラットハーネスを被覆一体化する外装被覆材とを備えたフラットハーネス組立体であって、前記所定数のフラットハーネスを並列配置し、一つの前記フラットハーネスの前記複数本のフラットケーブルの一方側の各端部を、並列配置されている前記第１のコネクタのうち所定の第１のコネクタに接続する作業と、該複数本のフラットケーブルの他方側を所定本数毎に纏めた集合フラットケーブルの各端部を、並列配置されていると共に積層配置されている前記第２のコネクタのうち所定の第２のコネクタに接続する作業を全ての前記フラットハーネスに対し行い、並列配置した前記所定数のフラットハーネスを前記外装被覆材で被覆一体化したことを特徴としている。前記複数本のフラットケーブルの各々は、複数本の同軸ケーブルでなることを特徴としている。

また、上記目的達成のため、本発明のフラットハーネス組立体の製造方法では、並列配置して所定形状に折り曲げた複数本のフラットケーブルを一体化したフラットハーネスを所定数製作し、全ての前記フラットハーネスを並列配置し、一つの前記フラットハーネスの前記複数本のフラットケーブルの一方側の各端部を、並列配置されている第１のコネクタのうち所定の第１のコネクタに接続する作業と、該複数本のフラットケーブルの他方側を所定本数毎に纏めた集合フラットケーブルの各端部を、並列配置されていると共に積層配置されている第２のコネクタのうち所定の第２のコネクタに接続する作業を全ての前記フラットハーネスに対し行い、並列配置した全ての前記フラットハーネスを外装被覆材で被覆一体化したことを特徴としている。

このように、当初の所定数のフラットハーネスは、最終的なフラットハーネス組立体を構成するフラットハーネスを所定数に分割したフラットハーネスである。このため、従来のようにハーネス幅方向及び長手方向に大きいフラットハーネスの各フラットケーブルを複数個のコネクタに一括して接続する必要はなく、分割したフラットハーネス毎に、各フラットケーブルの端部を並列配置された複数個のコネクタの内の所定のコネクタに接続し、各集合フラットケーブルの端部を並列配置及び積層配置された複数個のコネクタの内の所定のコネクタに接続すれば良い。このため、かかる接続作業が簡易となって安定性を確保することができるので、接続品質の高いフラットハーネス組立体を得ることができ、また、フラットハーネス組立体の製造工程の短縮化を図ることができる。また、フラットハーネス組立体のデザイン構成の自由度を向上させることができる。

また、コネクタとフラットハーネスとの接続を確実にすると共にシール性を確保するためにポッティング材を充填する際にも、従来のようにハーネス幅方向及び長手方向に大きいフラットハーネスの各フラットケーブルを挿入したコネクタのハウジングにポッティング材を一括して充填する必要はなく、分割したフラットハーネス毎にポッティング材を充填すれば良い。このため、ポッティング作業が簡易となってポッティング作業のバラツキが軽減できるので、ポッティング品質の高いフラットハーネス組立体を得ることができ、また、フラットハーネス組立体のポッティング工程の短縮化を図ることができる。さらに、フラットハーネス組立体に製造不良や断線などが生じても、フラットハーネスが分割されているのでその製造不良や断線などが生じたフラットハーネスの交換で済むので、フラットハーネス組立体の製造上の歩留まりを向上させることができる。

以下、本発明に係る実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明に係る実施形態のフラットハーネス組立体を示す平面図、図２及び図３は、図１のフラットハーネス組立体を製造するためのフラットハーネス等を示す平面図、図４は、図１のフラットハーネス組立体を製造するためのフラットケーブル等を示す側面図である。図１に示すフラットハーネス組立体２０は、以下のようにして製造される。先ず、フラットケーブル１を製作する。このフラットケーブル１は、図４に示すように、中心導体１１が外被１２により覆われたケーブル１０を適用する電子機器に応じて複数本（この例では燃料電池の電圧モニタ用のケーブルアッセンブリに適用するため７本）平行に配列し、２枚のラミネートシート１３により挟持固定した構成となっている。

次に、図２及び図３に示すように、適用する電子機器に応じて並列配置した複数本（この例では燃料電池の電圧モニタ用のケーブルアッセンブリに適用するため１８本）のフラットケーブル１を所定形状に折り曲げて一体化した所定数（この例では２つ）のフラットハーネス２１、２２（後述する第１、第２コネクタ２３、２４が接続されていないもの）を製作する。なお、このフラットハーネス２１、２２の製作数は任意であるが、基本的には最終的なフラットハーネス組立体２０を製造する際に良好な作業性が得られる大きさとなるように分割したときの分割数である。

フラットハーネス２１は、図２に示すように、並列配置したフラットケーブル１の中間部分を逆Ｌ字状に折り曲げて粘着テープ（例えばフッ素樹脂粘着テープ）２５で両側から挟持し、ハーネス幅方向ａに伸長する逆Ｌ字の一辺側２１ａからハーネス長手方向ｂ（図示下方）に１８本のフラットケーブル１の端部側を伸長させ、ハーネス長手方向ｂに伸長する逆Ｌ字の他辺側２１ｂからハーネス幅方向ａ（図示右方）に１８本のフラットケーブル１を良好な作業性の得られる所定本数（この例では３本）毎に纏めさらに２本１組とした３本の集合フラットケーブル１Ａの端部側を伸長させた構成となっている。なお、このフラットハーネス２１の形状は適用する電子機器に応じて任意に決定できる。

また、フラットハーネス２２は、図３に示すように、並列配置したフラットケーブル１の中間部分をＬ字状に折り曲げて粘着テープ（例えばフッ素樹脂粘着テープ）２５で両側から挟持し、ハーネス幅方向ａに伸長するＬ字の一辺側２２ａからハーネス長手方向ｂ（図示下方）に１８本のフラットケーブル１の端部側を伸長させ、ハーネス長手方向ｂに伸長するＬ字の他辺側２２ｂからハーネス幅方向ａ（図示右方）に１８本のフラットケーブル１を良好な作業性の得られる所定本数（この例では３本）毎に纏めさらに２本１組とした３本の集合フラットケーブル１Ａの端部側を伸長させた構成となっている。なお、このフラットハーネス２２の形状は適用する電子機器に応じて任意に決定できる。

そして、図１に示すように、フラットハーネス２１の逆Ｌ字の他辺側２１ｂとフラットハーネス２２のＬ字の他辺側２２ｂとを並列配置する。続いて、図２に示すように、フラットハーネス２１のハーネス長手方向ｂ（図示下方）に伸長する１８本のフラットケーブル１の各端部を、図示しない冶具に予め並列配置されている複数個（この例ではフラットハーネス２１、２２のフラットケーブル１の合計である３６個）の第１のコネクタ２３のうち図示左側１８個の第１のコネクタ２３に接続し、ハーネス幅方向ａ（図示右方）に伸長する３本の集合フラットケーブル１Ａの各端部を、図示しない冶具に予め並列配置され、かつ積層配置されている複数個（この例ではフラットハーネス２１、２２の集合フラットケーブル１Ａの合計である並列３個、積層２段の計６個）の第２のコネクタ２４のうち下段３個の第２のコネクタ２４に接続する。

すなわち、図４に示すように、フラットケーブル１及び集合フラットケーブル１Ａのラミネートシート１３の端部を所定の長さで剥離して複数本のケーブル１０を露出し、更に該露出ケーブル１０ａ先端の外被１２を所定の長さで剥離して複数本の中心導体１１を露出し、該露出中心導体１１ａを第１、第２のコネクタ２３、２４のプリント基板２のランド２ａにハンダ付けする。そして、第１、第２のコネクタ２３、２４のプリント基板２を第１、第２のコネクタ２３、２４のハウジングに挿入し、第１、第２のコネクタ２３、２４とフラットハーネス２１との接続を確実にすると共にシール性を確保するためにハウジング内にポッティング材（例えばシリコン樹脂）を充填する。

また、図３に示すように、フラットハーネス２２のハーネス長手方向ｂ（図示下方）に伸長する１８本のフラットケーブル１の各端部を、図示しない冶具に予め並列配置されている複数個（この例ではフラットハーネス２１、２２のフラットケーブル１の合計である３６個）の第１のコネクタ２３のうち図示右側１８個の第１のコネクタ２３に接続し、ハーネス幅方向ａ（図示右方）に伸長する３本の集合フラットケーブル１Ａの各端部を、図示しない冶具に予め並列配置され、かつ積層配置されている複数個（この例ではフラットハーネス２１、２２の集合フラットケーブル１Ａの合計である並列３個、積層２段の計６個）の第２のコネクタ２４のうち上段３個の第２のコネクタ２４に接続する。

すなわち、図４に示すように、フラットケーブル１及び集合フラットケーブル１Ａのラミネートシート１３の端部を所定の長さで剥離して複数本のケーブル１０を露出し、更に該露出ケーブル１０ａ先端の外被１２を所定の長さで剥離して複数本の中心導体１１を露出し、該露出中心導体１１ａを第１、第２のコネクタ２３、２４のプリント基板２のランド２ａにハンダ付けする。そして、第１、第２のコネクタ２３、２４のプリント基板２を第１、第２のコネクタ２３、２４のハウジングに挿入し、第１、第２のコネクタ２３、２４とフラットハーネス２２との接続を確実にすると共にシール性を確保するためにハウジング内にポッティング材（例えばシリコン樹脂）を充填する。

最後に、並列配置したフラットハーネス２１の逆Ｌ字の他辺側２１ｂとフラットハーネス２２のＬ字の他辺側２２ｂとの間を外装被覆材（例えば粘着性フッ素樹脂シート）２６で被覆一体化する。以上により、図１に示すフラットハーネス組立体２０が完成する。

以上のようなフラットハーネス組立体２０を構成するフラットハーネス２１、２２は、従来のハーネス幅方向及び長手方向に大きいフラットハーネスを２つに分割したものであるため、従来のようにフラットハーネスの各フラットケーブルを複数個のコネクタに一括して接続する必要はなく、分割したフラットハーネス２１、２２毎に、１８本のフラットケーブル１の端部を並列配置された３６個の第１のコネクタ２３の内の所定の第１のコネクタ２３に接続し、３本の集合フラットケーブル１Ａの端部を並列配置及び積層配置された６個の第２のコネクタ２４の内の所定の第２のコネクタ２４に接続すれば良いので、かかる接続作業が簡易となって安定性を確保することができる。その結果、接続品質の高いフラットハーネス組立体２０を得ることができ、また、フラットハーネス組立体２０の製造工程の短縮化を図ることができる。また、フラットハーネス組立体２０のデザイン構成の自由度を向上させることができる。

また、第１、第２のコネクタ２３、２４とフラットハーネス２１、２２との接続を確実にすると共にシール性を確保するために第１、第２のコネクタ２３、２４のハウジング内にポッティング材を充填する際にも、従来のようにハーネス幅方向及び長手方向に大きいフラットハーネスの各フラットケーブルを挿入したコネクタのハウジングにポッティング材を一括して充填する必要はなく、分割したフラットハーネス２１、２２毎にポッティング材を充填すれば良いので、ポッティング作業が簡易となってポッティング作業のバラツキが軽減できる。その結果、ポッティング品質の高いフラットハーネス組立体２０を得ることができ、また、フラットハーネス組立体２０のポッティング工程の短縮化を図ることができる。さらに、フラットハーネス組立体２０に製造不良や断線などが生じても、フラットハーネス２１、２２が分割されているのでその製造不良や断線などが生じたフラットハーネス２１、２２の交換で済むので、フラットハーネス組立体２０の製造上の歩留まりを向上させることができる。

なお、本実施形態のフラットハーネス組立体２０は、例えば燃料電池自動車等に搭載される燃料電池の電圧モニタ用のケーブルアッセンブリとして使用することができる。即ち、燃料電池は、例えば固体高分子電解質膜の両側をアノード電極とカソード電極とで挟み、更にその外側を一対のセパレータで挟持して形成されたセルを多数積層して構成されている。そして、この種の燃料電池には、セルに不具合が発生した場合にその不具合を早期発見できるように各セルの電圧を監視するための電圧モニタ装置が設けられている。そこで、各セルのセパレータの検出端子と電圧モニタ装置の検出端子とを接続するためにフラットケーブルが使用されるが、当該ケーブル配線は限られたスペース内で行わなければならないのでかかる接続作業は非常に困難であり、ハーネス幅方向及び長手方向に大きいフラットハーネス組立体では接続作業中に既接続のコネクタのプリント基板との接続部近傍のフラットケーブルの中心導体が断線するおそれがある。しかし、本実施形態のフラットハーネス組立体２０によれば、分割したフラットハーネス２１、２２としているため接続作業が簡易となり、接続作業中においても既接続の第１、第２コネクタ２３、２４のプリント基板のランドと接続部近傍のフラットケーブル１の中心導体との断線を防止することができる。

なお、上述した実施形態では、いわゆる単純線のケーブルのフラットケーブル１としたが、同軸ケーブルのフラットケーブルとしても良い。また、本発明の範囲は上述した実施形態や実施例に限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に反しない限り、他の様々な実施形態に適用可能である。

本発明に係る基板に電気的に接続されたフラットケーブルは、燃料電池の電圧モニタ用のケーブルアッセンブリに限らず、配線作業が比較的困難な全ての電子機器においても適用が可能である。

本発明に係る実施形態のフラットハーネス組立体を示す平面図である。 図１のフラットハーネス組立体を製造するためのフラットハーネス等を示す第１の平面図である。 図１のフラットハーネス組立体を製造するためのフラットハーネス等を示す第２の平面図である。 図１のフラットハーネス組立体を製造するためのフラットケーブル等を示す側面図である。

符号の説明

１ フラットケーブル、１０ ケーブル、１１ 中心導体、１２ 外被、１３ ラミネートシート、２０ フラットハーネス組立体、２１、２２ フラットハーネス、２３ 第１のコネクタ、２４ 第２のコネクタ、２５ 粘着テープ、２６ 外装被覆材

Claims (4)

1. 並列配置して所定形状に折り曲げた複数本のフラットケーブルを一体化した所定数のフラットハーネスと、
   前記複数本のフラットケーブルの一方側の各端部に接続された第１のコネクタと、
   該複数本のフラットケーブルの他方側を所定本数毎に纏めた集合フラットケーブルの各端部に接続された第２のコネクタと、
   前記所定数のフラットハーネスを被覆一体化する外装被覆材とを備えたフラットハーネス組立体であって、
   前記所定数のフラットハーネスを並列配置し、一つの前記フラットハーネスの前記複数本のフラットケーブルの一方側の各端部を、並列配置されている前記第１のコネクタのうち所定の第１のコネクタに接続する作業と、該複数本のフラットケーブルの他方側を所定本数毎に纏めた集合フラットケーブルの各端部を、並列配置されていると共に積層配置されている前記第２のコネクタのうち所定の第２のコネクタに接続する作業を全ての前記フラットハーネスに対し行い、並列配置した前記所定数のフラットハーネスを前記外装被覆材で被覆一体化したことを特徴とするフラットハーネス組立体。
2. 前記複数本のフラットケーブルの各々は、複数本の同軸ケーブルでなることを特徴とする請求項１に記載のフラットハーネス組立体。
3. 並列配置して所定形状に折り曲げた複数本のフラットケーブルを一体化したフラットハーネスを所定数製作し、
   全ての前記フラットハーネスを並列配置し、
   一つの前記フラットハーネスの前記複数本のフラットケーブルの一方側の各端部を、並列配置されている第１のコネクタのうち所定の第１のコネクタに接続する作業と、該複数本のフラットケーブルの他方側を所定本数毎に纏めた集合フラットケーブルの各端部を、並列配置されていると共に積層配置されている第２のコネクタのうち所定の第２のコネクタに接続する作業を全ての前記フラットハーネスに対し行い、
   並列配置した全ての前記フラットハーネスを外装被覆材で被覆一体化したことを特徴とするフラットハーネス組立体の製造方法。
4. 請求項３に記載のフラットハーネス組立体の製造方法により製造されたことを特徴とするフラットハーネス組立体。

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