JP5686107B2 - ワイヤハーネスの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電線の先端部に固定された端子をハウジングに収容してなるワイヤハーネスの製造方法に関する。
従来、複数の電線のそれぞれの先端部に端子を接続し、この端子をハウジングに収容してなるコネクタ及びその製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のコネクタの製造方法は、導電ハウジングの筒壁に形成された下部開口に電線を挿入し、この電線を導電ハウジング内に形成された斜面に沿って湾曲させて導電ハウジングの前部開口から引き出し、引き出された電線の先端部に端子を接続し、その後電線を引き戻して導電ハウジング内に収容し、端子の一部を導電ハウジングから突出させる。前部開口には、シールドシェル及びアウタハウジングが組み付けられ、導電ハウジングから突出した端子の一部は、シールドシェル及びアウタハウジングに収容される。
特開2011−222345号公報
特許文献1に記載の製造方法では、電線を導電ハウジング内で斜面に沿って湾曲させ、前部開口から引き出す作業に困難性が伴う。この作業の困難性は、例えば車両の走行用のモータに駆動電流を供給する電線のように、電線の剛性が比較的高い場合に特に大きくなる。
そこで、本発明は、組み付け容易性を向上させたワイヤハーネスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決することを目的として、電線と、前記電線の先端部に固定された端子と、前記端子及び前記電線の先端部を収容するハウジングとを備えたワイヤハーネスの製造方法であって、前記ハウジングに形成された挿通孔に前記電線の先端部を挿通させる工程と、前記挿通孔を介して前記ハウジング内に挿入された前記電線の先端部を、前記ハウジングに形成された引き出し開口から前記挿通孔の中心軸線に対して交差する方向に引き出す工程と、前記引き出しから引き出された前記電線の先端部に前記端子を固定する工程と、前記電線の先端部を前記引き出し開口から前記ハウジング内に戻すと共に、前記引き出し開口に対向して前記ハウジングに形成された端子収容部に前記端子の少なくとも一部を収容する工程とを有する、ワイヤハーネスの製造方法を提供する。
また、前記電線は、複数の導線を互いに撚り合わせてなり、前記引き出す工程の後であって、前記複数の導線の撚り合わせの少なくとも一部をほぐす工程をさらに有し、前記端子を固定する工程は、前記導線の撚り合わせがほぐされた部分に前記端子を固定する工程であってもよい。
また、前記ワイヤハーネスは、前記電線を複数備え、前記複数の前記電線の先端部に固定された前記端子の少なくとも一部を前記端子収容部に収容した後、前記電線の前記撚り合わせの少なくとも一部がほぐされた部分同士が接触しないように前記複数の電線の収容空間を区画する絶縁性の区画部材を前記引き出し開口から前記ハウジング内に挿入する工程をさらに有するとよい。
また、前記電線は、車両の走行用の駆動源としてのモータに駆動電流を供給する電線であってもよい。
本発明に係るワイヤハーネスの製造方法によれば、組み付け容易性を向上させることが可能となる。
本発明の実施の形態に係るコネクタを示し、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は(a)のA−A線断面図、(d)は右側面図、(e)は背面図である。 コネクタの内部構造を示し、(a)は背面図、(b)は斜視図である 第2絶縁部材を示し、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は(b)のC−C線断面図、(d)は背面図、(e)は斜視図である。 (a)は、端子を示す斜視図である。(b)は、端子の嵌合部の内部に配置されるばね部材を示す斜視図である。 第1ハウジング部材に第1絶縁部材、シール部材、及びカバー部材を組み付けるワイヤハーネスの組み立ての初期段階を示し、(a)はこれら各部材の分解斜視図を、(b)は組み付けが完了した状態を、それぞれ示す。 (a)〜(e)は、電線に端子を固定し、端子の嵌合部を第1ハウジング部材の収容部に収容するワイヤハーネスの組み立ての中期段階を示す説明図である。 中期段階の組み立てが完了した第1ハウジング部材、第2絶縁部材、Oリング、及び第2ハウジング部材の分解斜視図である。
[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態に係るワイヤハーネスの製造方法により製造されるワイヤハーネスを、図1〜図4を参照して説明する。このワイヤハーネスは、例えばモータを走行用の駆動源として有する車両に搭載され、モータとインバータとの間を接続し、このモータに駆動電流としての三相交流電流を供給するために用いられる。
図1は、本発明の実施の形態に係るコネクタを示し、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は(a)のA−A線断面図、(d)は右側面図、(e)は背面図である。図2は、コネクタの内部構造を示し、(a)は背面図、(b)は斜視図である。
このコネクタ1は、端子2と、端子2を収容する絶縁材料からなるインシュレータ30と、端子2及びインシュレータ30を収容する金属製のハウジング40とを備えている。本実施の形態では、インシュレータ30に3つの端子2が収容されている。3つの端子2には、3本の電線5がそれぞれ接続されている。このコネクタ1及び3本の電線5は、ワイヤハーネス10を構成する。
インシュレータ30は、3本の電線5を挟んで互いに対向する第1絶縁部材31と第2絶縁部材32とからなる。第1絶縁部材31及び第2絶縁部材32は、例えばPBT(Polybutylene terephthalate:ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂からなる。電線5は、第1絶縁部材31の一端に形成された電線部保持部310と、第2絶縁部材32の一端に形成された電線部保持部320との間に保持されている。
ハウジング40は、第1絶縁部材31側の第1ハウジング部材41と、第2絶縁部材32側の第2ハウジング部材42とからなる。ハウジング40は、第1ハウジング部材41と第2ハウジング部材42とを組み合わせることにより直方体形状となり、その直方体形状の1面が第2ハウジング部材42によって、他の5面が第1ハウジング部材41によって、それぞれ構成されている。第1ハウジング部材41及び第2ハウジング部材42は、例えばアルミニウム等の導電性の金属からなる。第1ハウジング部材41と第1絶縁部材31との間には、Oリング61が配置されている。
また、ハウジング40は、第1ハウジング部材41が3つの端子2及びインシュレータ30を収容し、平板状の第2ハウジング部材42によって第1ハウジング部材41の引き出し開口41aを覆うように構成されている。図2(a)及び(b)では、第2ハウジング部材42及び第2絶縁部材32を取り外し、第1ハウジング部材41の引き出し開口41aからコネクタ1の内部を見た状態を示している。
第1ハウジング部材41と第2ハウジング部材42とは、複数(本実施の形態では4本)のボルト43によって固定されている。また、第1ハウジング部材41には、外方に突出するボルト保持部410が3箇所に形成され、各ボルト保持部410には、モータやインバータ等の機器側にコネクタ1を固定するためのボルト44が回転可能に保持されている。
端子2は、機器側に設けられた図略の相手側端子が嵌合される嵌合部21と、電線5の芯線51の一端がそれぞれ接続される電線接続部23と、嵌合部21と電線接続部23とを連結する連結部22と、を一体に有している。
第1絶縁部材31には、3つの端子2の嵌合部21をそれぞれ保持する3つの保持孔311が形成されている。これらの3つの保持孔311は、ハウジング40内における電線5の延伸方向に対して直交する方向に沿って並んでいる。また、各保持孔311は、第1絶縁部材31の底面31aに直交する方向に沿って延びる筒部を有する有底筒状に形成され、その底部には、相手側端子を挿通させるスリット状の開口311aがそれぞれ形成されている。
第1ハウジング部材41には、第2ハウジング部材42と対向する位置に、第1絶縁部材31の各保持孔311に収容された端子2の嵌合部21を収容する端子収容部411が形成されている。端子収容部411は、第2ハウジング部材42に対して垂直な方向な方向に突出する筒状である。端子収容部411の外周面には、環状のシール部材62が保持されている。また、端子収容部411の先端面には、樹脂製のカバー部材63が係止されている。端子収容部411、シール部材62、及びカバー部材63は、機器(例えば、モータ)を収容する筐体に形成された収容孔(図示せず)に収容される。シール部材62は、水等の液体が当該収容孔から機器へ侵入するのを低減する。
また、第1ハウジング部材41には、3本の電線5を挿通させる筒部412が形成されている。筒部412には、3本の電線5をそれぞれ挿通させる3つの挿通孔412aが形成されている。この電線5は、例えば車両の走行用の駆動源としてのモータに駆動電流を供給する。
挿通孔412aは、その軸方向が第2ハウジング部材42と平行に、すなわち第1ハウジング部材41の引き出し開口41aと平行に形成されている。また、挿通孔412aの軸方向と端子収容部411の突出方向とは互いに直交している。つまり、直方体形状のハウジング40における6つの面のうち、挿通孔412aが形成された面と引き出し開口41aにあたる面とは互いに直交している。また、端子収容部411が形成された面は、挿通孔412aが形成された面と互いに直交し、かつ引き出し開口41aにあたる面に対向している。
各挿通孔412aには、電線5の外周面と挿通孔412aの内周面との間を封止するシール部材64が収容されている。各シール部材64は、筒部412に係止されたカバー部材65によって抜け止めされている。なお、図2(b)では、筒部412にシール部材64及びカバー部材65を取り付ける前の状態を示している。
電線5は、芯線51、及び芯線51を被覆する被覆部材52を有している。芯線51は、複数の導線を撚り合わせた複数の子撚線を、さらに撚り合わせて形成された撚線(親撚線)である。
第1絶縁部材31の電線部保持部310及び第2絶縁部材32の電線部保持部320は、電線5の被覆部材52の外周を保持している。また、電線部保持部310,320に保持された部分よりも先端側では、被覆部材52が除去されて芯線51が露出している。
端子2の電線接続部23に接続された電線5の先端部5aと、電線部保持部310,320に保持された被保持部5bとの間には、芯線51の撚りをほぐすことにより可撓性を高めた可撓部5cが形成されている。この可撓部5cは、撚り(子撚り及び親撚りのうち、少なくとも親撚り)がほぐされることにより、先端部5a及び被保持部5bよりもその外径が膨らんでいる。この可撓部5cが形成されていることにより、電線5の先端部5aと被保持部5bとが電線5の軸(長手)方向に相対移動可能となっている。これにより、端子2は、被保持部5bに対して電線5の軸(長手)方向に相対移動可能となっている。また、可撓部5cが形成されていることにより、端子2は、被保持部5bに対して電線5の軸(長手)方向に交差する方向にも相対移動可能となっている。
また、図1に示すように、筒部412には、電線5から放射される電磁波を遮蔽するためのシールド線66が、帯状のクランプ部材67によって固定されている。
図3は、第2絶縁部材32を示し、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は(b)のC−C線断面図、(d)は背面図、(e)は斜視図である。
第2絶縁部材32には、第1絶縁部材31の底面31aに対向する上面32aに直交するように、当接部321が形成されている。当接部321は、底面32aから第1絶縁部材31側に向かって立設して形成されている。この当接部321は、その先端面321aが、図1(c)に示すように、端子2の嵌合部21の一端面(開口311aとは反対側の端面)に対向している。そして、当接部321は、先端面321aが嵌合部21に当接することで、端子2の一方向(相手側端子との嵌合方向)への移動を規制している。
また、第2絶縁部材32には、当接部321に連続して、当接部321の長手方向に対して直交する方向に延びる2つの壁部322が形成されている。この壁部322は、第1ハウジング部材41内における電線5の収容空間を区画している。つまり、第2絶縁部材32は、本発明の区画部材の一例である。
図4(a)は、端子2を示す斜視図である。図4(b)は、端子2の嵌合部21の内部に配置されるばね部材を示す斜視図である。
端子2の嵌合部21は、内部に相手側端子が挿入される筒状であり、底部211、一対の側部212,213、及び天井部214の4つの板部からなる断面矩形状である。
また、嵌合部21には、図4(b)に示すばね部材24の4つの爪部241がそれぞれ係止される4つの開口21aが、天井部214と一対の側部212,213との角部に形成されている。底部211には、嵌合部21の内側に長手方向に沿って延びる一対の突条211bが形成されている。
電線接続部23は、長円状に扁平した管状であり、かしめによって電線5の先端部5aが圧着される。端子2は、嵌合部21の中心軸線Cと電線接続部23の中心軸線Cとが互いに直交して交差するように形成されている。つまり、端子2は、嵌合部21が相手側端子との嵌合方向に沿って形成されると共に、電線接続部23がこの嵌合方向に対して交差する方向に延びるように形成されたL字状である。
図4(b)に示すように、ばね部材24は、緩やかに湾曲して形成された湾曲部240と、端子2における嵌合部21の開口21aに係止される4つの爪部241と、湾曲部240と爪部241とを連結する連結部242とを一体に有する。ばね部材24の材料としては、例えば、ステンレス鋼、リン青銅、ベリリウム銅等の金属材料、又はゴム等の非金属材料を用いることができる。このばね部材24は、底部211に形成された突条211bに相手側端子を押し付ける。
(ワイヤハーネス10の製造方法)
次に、ワイヤハーネス10の製造方法に関して、ワイヤハーネス10の組み立て手順を図5〜7を参照して説明する。
図5は、第1ハウジング部材41に第1絶縁部材31、シール部材62、及びカバー部材63を組み付けるワイヤハーネス10の組み立ての初期段階を示し、(a)はこれら各部材の分解斜視図を、(b)は組み付けが完了した状態を、それぞれ示す。
この組み立ての初期段階では、第1ハウジング部材41の端子収容部411にシール部材62を外嵌し、カバー部材63によってシール部材62を抜け止めする。カバー部材63は、4つの係止突起631(図5(a)には3つのみ示す)が、端子収容部411に形成された4つの係合凹部411a(図5(a)には1つのみ示す)に係止されることによって第1ハウジング部材41に係止される。
この後、端子収容部411に第1絶縁部材31の各保持孔311が収容されるように、第1ハウジング部材41の引き出し開口41aから第1絶縁部材31を組み付ける。これにより、図5(b)に示すように、第1ハウジング部材41に第1絶縁部材31、シール部材62、及びカバー部材63が組み付けられる。
図6(a)〜(e)は、電線5に端子2を固定し、端子2の嵌合部21を第1ハウジング部材41の端子収容部411に収容するワイヤハーネス10の組み立ての中期段階を示す説明図である。なお、図6(a)〜(e)では1つの電線5のみを図示しているが、3つの電線5について同様の組み立て作業が行われる。
この中期段階は、第1ハウジング部材41に形成された挿通孔412aに電線5の先端部5aを挿通させる第1工程と、挿通孔412aを介して第1ハウジング部材41内に挿入された電線5の先端部5aを、第1ハウジング部材41の引き出し開口41aから挿通孔412aの中心軸線Cに対して交差する方向に引き出す第2工程と、引き出し開口41aから引き出された電線5の先端部5aにおける芯線51の撚りをほぐす第3工程と、電線5の先端部5aに端子2を固定する第4工程と、電線5の先端部5aを引き出し開口41aから第1ハウジング部材41内に戻すと共に、引き出し開口41aに対向して第1ハウジング部材41に形成された端子収容部411に端子2の嵌合部21を収容する第5工程とを有する。
第1工程では、図6(a)に示すように、第1ハウジング部材41の筒部412における挿通孔412aに、挿通孔412aの中心軸線Cに沿って、第1ハウジング部材41の外部から電線5を挿入する。電線5の先端部5aは、挿通孔412aを通過して、第1ハウジング部材41の内部に導入される。
第2工程では、図6(b)に示すように、第1ハウジング部材41の内部における電線5を挿通孔412aの中心軸線Cに対して屈曲させ、引き出し開口41aから第1ハウジング部材41の外部に電線5の先端部5aを引き出す。これにより、電線5の先端部5aに対する加工が行いやすくなる。
第3工程では、図6(c)に示すように、電線5の先端部5aにおける被覆部材52を除去し、露出した芯線51の撚りをほぐし、芯線51の可撓性を高める。本実施の形態では、子撚り及び親撚りからなる二重撚りのうち、親撚りをほぐして複数の子撚り線510同士の間隔を広げる。
第4工程では、図6(d)に示すように、第3工程でほぐした複数の子撚り線510を束ね、電線5の先端部5aに端子2の電線接続部23をかしめて固定する。この作業は、第1ハウジング部材41の外部で行う。この際、電線5のうち被覆部材52が除去されていない部分と電線接続部23との間に、子撚り線510が膨らんだ可撓部5cが形成される。
第5工程では、図6(e)に示すように、第1ハウジング部材41の外部で電線5の先端部5aに固定された端子2を引き出し開口41aから第1ハウジング部材41内に挿入し、端子2の嵌合部21を端子収容部411に収容する。
図7は、中期段階の組み立てが完了した第1ハウジング部材41、第2絶縁部材32、Oリング61、及び第2ハウジング部材42の分解斜視図である。
ワイヤハーネス10の組み立ての終期段階では、第1ハウジング部材41に第2絶縁部材32及びOリング61を収容し、第2ハウジング部材42をボルト43によって第1ハウジング部材41に固定する。第2絶縁部材32を第1ハウジング部材41に収容することにより、隣り合う電線5の可撓部5cが第2絶縁部材32の壁部322によって隔てられ、可撓部5cにおける芯線51(複数の子撚り線510)同士が短絡することが防止される。そして、シールド線66をクランプ部材67によって第1ハウジング部材41の筒部412に固定し、ワイヤハーネス10の組み立てを完了する。
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
(1)端子収容部411よりも大きく形成された引き出し開口41aから電線5の先端部5aを第1ハウジング部材41の外部に引き出しているため、電線5を大きく屈曲させることなくワイヤハーネス10の組み立てが可能である。これにより、電線5が、比較的屈曲させ難い車両の走行用の駆動源としてのモータに駆動電流を供給する電線であっても、容易にワイヤハーネス10の組み立てを行うことが可能である。更に、端子2を第1ハウジング部材41の外部にて電線5の先端部5aに固定し、電線5の先端部5aを引き出し開口41aから第1ハウジング部材41内に戻す際に端子2の嵌合部21が端子収容部411に収容されるので、電線5の先端部5aを第1ハウジング部材41内に戻す作業と嵌合部21を端子収容部411に収容する作業とを同時に行うことができ、組み付け容易性が向上する。
(2)第1ハウジング部材41内における電線5には可撓部5cが形成されるので、可撓部5cを形成しない場合に比較して、端子2の嵌合部21に相手側端子を嵌合する際に、端子2が相手側端子にならって第1ハウジング部材41内で動きやすくなる。これにより、端子2が相手側端子との接触が確実化される。また、可撓部5cが形成されていることにより、端子2が、被保持部5bに対して電線5の軸(長手)方向や電線5の軸(長手)方向に交差する方向に相対移動可能となるので、端子2の嵌合部21を端子収容部411に収容する際に、端子収容部411に対する嵌合部21の位置や角度を調整することが可能である。これにより、端子収容部411に嵌合部21を収容する作業を容易に行うことが可能となる。
(3)隣り合う電線5の可撓部5cの間には、第2絶縁部材32の壁部322が介在するので、隣り合う電線5の間隔を狭くしても、電線5の芯線51同士の短絡が防止される。これにより、第2絶縁部材32を有しない場合に比較して、隣り合う電線5の間隔を狭くすることが可能となり、第1ハウジング部材41を小型化することができる。
(4)端子2の嵌合部21を引き出し開口41a側に対向して端子収容部411に収容しているため、端子収容部411は、最低限嵌合部21を収容し得る程度の大きさであればよい。これにより、端子収容部411の小型化が可能となり、機器を収容する筐体に形成された収容孔の防水スペースの小型化が可能となる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
また、上記実施の形態では、コネクタ1が3つの電線5及び端子2を有する場合について説明したが、これに限らず、電線5及び端子2の数は1つでもよい。また、ワイヤハーネス10の用途にも限定はない。
また、上記実施の形態では、挿通孔412aの軸方向と端子収容部411の突出方向とが互いに直交している場合について説明したが、これに限らず、挿通孔412aの軸方向と端子収容部411の突出方向とが斜めに交差もしくは平行であり、端子2を収容する端子収容部の内面が引き出し開口41aと対向していてもよい。
1…コネクタ、2…端子、5…電線、5a…先端部、5b…被保持部、5c…可撓部、10…ワイヤハーネス、21…嵌合部、21a…開口、22…連結部、23…電線接続部、24…ばね部材、30…インシュレータ、31…第1絶縁部材、31a…底面、32…第2絶縁部材、32a…上面、32a…底面、40…ハウジング、41…第1ハウジング部材、41a…引き出し開口、42…第2ハウジング部材、43,44…ボルト、51…芯線、52…被覆部材、61…リング、62…シール部材、63…カバー部材、64…シール部材、65…カバー部材、66…シールド線、67…クランプ部材、211…底部、211b…突条、212,213…側部、214…天井部、240…湾曲部、241…爪部、242…連結部、310,320…電線部保持部、311…保持孔、311a…開口、321…当接部、321a…先端面、322…壁部、410…ボルト保持部、411…端子収容部、411a…係合凹部、412…筒部、412a…挿通孔、510…子撚り線、631…係止突起、C,C,C…中心軸線

Claims (4)

  1. 電線と、前記電線の先端部に固定された端子と、前記端子及び前記電線の先端部を収容するハウジングとを備えたワイヤハーネスの製造方法であって、
    前記ハウジングに形成された挿通孔に前記電線の先端部を挿通させる工程と、
    前記挿通孔を介して前記ハウジング内に挿入された前記電線の先端部を、前記ハウジングに形成された引き出し開口から前記挿通孔の中心軸線に対して交差する方向に引き出す工程と、
    前記引き出し開口から引き出された前記電線の先端部に前記端子を固定する工程と、
    前記電線の先端部を前記引き出し開口から前記ハウジング内に戻すと共に、前記引き出し開口に対向して前記ハウジングに形成された端子収容部に前記端子の少なくとも一部を収容する工程とを有する、
    ワイヤハーネスの製造方法。
  2. 前記電線は、複数の導線を互いに撚り合わせてなり、
    前記引き出す工程の後であって、前記複数の導線の撚り合わせの少なくとも一部をほぐす工程をさらに有し、
    前記端子を固定する工程は、前記導線の撚り合わせがほぐされた部分に前記端子を固定する工程である、
    請求項1に記載のワイヤハーネスの製造方法。
  3. 前記ワイヤハーネスは、前記電線を複数備え、
    前記複数の前記電線の先端部に固定された前記端子の少なくとも一部を前記端子収容部に収容した後、前記電線の前記撚り合わせの少なくとも一部がほぐされた部分同士が接触しないように前記複数の電線の収容空間を区画する絶縁性の区画部材を前記引き出し開口から前記ハウジング内に挿入する工程をさらに有する、
    請求項2に記載のワイヤハーネスの製造方法。
  4. 前記電線は、車両の走行用の駆動源としてのモータに駆動電流を供給する電線である、
    請求項1乃至3の何れか1項に記載のワイヤハーネスの製造方法。
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