ワイヤーハーネスのヒントとコツ

配線は、自動車技術者にとって最もやりがいのある仕事の 1 つです。 正しく行えば、高品質の機械作業と同じレベルに達する芸術と科学があります。

インディアナポリス郊外に拠点を置く Indy Wiring Services (indywiring.net) の Jeremy Gibson は、2001 年から配線ビジネスに携わっています。彼はコスワースの Pi Research に勤務し、現在は配線織機のニーズに対応するために IndyCar と直接協力しています。 Indy Wiring のビジネスの大部分は、DR25 熱収縮、Spec 55A ワイヤ、Raychem 成形熱収縮ブーツ、Deutsch Autosport コネクタ、および各種 OEM 嵌合コネクタなどのミルスペックおよび航空グレードの製品を使用してレース市場に対応しています。 近年、ギブソンは、Deutsch DTM/DT/DTP/DRC、TE HDP、AMPSEAL、MOLEX MX23 などの製品を使用する一部の OEM および産業クライアントとの連携に手を広げています。

私たちは最近ギブソンと会い、配線織機と、エンジン製造業者が顧客のためにより良いハーネスを作るために必要なものについて話し合いました。 もちろん、エンジン製造業者が織機の製造に向いていない場合でも、Indy Wiring Service は仕様に合わせて織機を製造できます。

OE ワイヤー ハーネスの特徴の 1 つは、メーカーがコスト効率を高めるために予算に基づいてハーネスを設計しており、あまりサイクル使用できるように設計されていないことです。 レース週末ごとにエンジンを数回交換するモータースポーツ用途では、ハーネスは振動に耐えられる耐久性と柔軟性を備えている必要があり、さらにオートスポーツなどの特殊なコネクタを使用してクイックカップリングを行う必要があります。 ワイヤーは、頻繁な抜き差しにも耐えられる高品質でなければなりません。

ギブソン社は、すべてのハーネスにテフゼル配線のみを使用していると述べています。 Tefzel ワイヤは、錫メッキ銅リード線を備えたエチレン テトラフルオロエチレン (ETFE) シースを使用しています。 ほとんどの OE は、銅線より線で構成された TXL ワイヤを使用し、架橋ポリエチレン (XLPE) で被覆されています。

ギブソン社は、いくつかの理由から、テフゼル配線は標準の自動車用配線よりもレース用途にはるかに優れていると述べています。 テフゼルワイヤーは耐薬品性と耐熱性を備えています。 「テフゼルとTXLにはいくつかの違いがあります」と彼は言う。 「温度定格はテフゼルの方が少し優れています。テフゼル線の定格は摂氏 150 度ですが、TXL 青の定格は 125 度です。TXL はより低い電圧の定格もあります。テフゼル線の定格は 600 ボルトですが、明らかに、インディカーでは最大12ボルトしか供給されていないが、過電圧の状況が発生した場合、テフゼルの方が適切に対処できるだろう。」

また、ECU や配線の多い織機用のハーネスを作成する場合、テフゼル ワイヤーの方が細くて軽いとも述べています。 全体として、この製品は標準ワイヤや TXL ワイヤよりも優れた性能を発揮します。 エンジンビルダーやレーサーの中にはレース用途にTXLを使用する人もいるが、ギブソン氏によると、テフゼルのコストはそれほど高くないという。 それはアプリケーションによって異なります。 ただし、最高のものを使用したい場合は、織機を作ることを生業とする配線専門家にとって Tefzel が最適の製品です。

ギブソン氏は、モータースポーツ以外の高電圧用途にテフゼル線を使い始めており、2014年に発売された最初のフォーミュラE電気自動車のすべてのハーネスを製作した際にもそれを使用したと述べた。それは素晴らしい学習経験でした。」

ギブソン氏は、ひょんなことから配線が好きになったと語った。 「19 歳のとき、ちょうど仕事を探していたところ、PI Research にたどり着きました」と彼は言います。 「彼らは私を英国に送って、配線に関する数週間の訓練を受けさせました。私は彼らの下で配線と線路のサポートをしながら9年間働きました。とにかく、その会社は素晴らしかったです。 」

ほとんどのエンジン製造業者は一日中金属を扱いますが、今日のエンジンにはスタンドアロン ECU、センサーなどを含むすべての電子機器が組み込まれているため、配線はある程度避けられません。 ただし、他の人よりもそれが得意な人もいます。 通常、エンジンビルダーは完全なハーネスを構築していませんが、スタンドアロン ECU を使用している場合や、より堅牢な配線が必要なレース用途向けにエンジン ハーネスを構築している企業もあります。 ECU に接続し、残りのシャーシ ハーネス用のバルクヘッド コネクタが存在するファイアウォールに少なくとも接続するハーネスを構築したいと考えています。 バルクヘッドフィッティングにより、ファイアウォールを介してハーネスを切断することなくエンジンを引き出すことができます。

ギブソン氏は、たとえ草の根レース用途であっても、より優れたテフゼルワイヤーを使い続けるだろうと述べているが、TXLが使用される場合もあるという。 「私は間違いなく Raychem の 55A かミルスペック同等品のいずれかの Tefzel を使用します。私が TXL/GXL を使用する唯一の理由は、背面に密閉する必要があるコネクタがあるためです。Tefzel は非常に薄いので、 OEM コネクタの背面を密閉できない場合がありますが、一般的にはブーツを履くようにしてください。」

また、シリーズ指定のセンサーの都合上、純正コネクタを使用せざるを得ない場合もございます。 ただし、通常は、OEM コネクタを変更して、その背面にブーツを取り付けることができます。 ワイヤーシール自体に頼らずに、そのようにしてシールすることができます。

「ブーツを取り付けることができない場合は、裏側をエポキシで固めます。修理にはそれほど問題はありません」とギブソン氏は述べています。 「通常は、加熱して少し削れば、きれいな状態になります。しかし、私たちはブーツを使用しないように努めていますが、場合によっては、どうしようもないこともあります。その場合は、少し熱を加えることもできます」ワイヤーの上で収縮させて非常に小さな熱収縮をさせ、それをケーブルの移行部に戻すようにポットに入れると、その熱収縮ワイヤーは自動車用シールでシールするのに十分な厚さになります。

モータースポーツの配線では、最適な接続が得られないため、はんだ付けはほとんど使用されません。 ギブソン氏は、はんだの問題は、はんだ接合の作り方によっては一貫性がなくなることだと述べています。 適切なツールを使用して正しい方法で圧着すると、最良かつ最も信頼性の高い接続が得られます。

「圧着用にダイヤルインされ、校正範囲内にある適切なツールを使用することが重要です」とギブソン氏は言います。 「ペンチで潰すかのように何かを圧着するだけで、それが良いと言う人もいます。ワイヤーが垂れ下がっている可能性があり、大きな隙間ができています。見た目が醜い場合は、失敗する可能性が高くなります。そして、問題は次のとおりです。ワイヤが曲がったり、コネクタにすべて入らない場合は、「鳥かご」と呼ばれます。圧着には従う必要がある規格がありますが、はんだよりも確実です。ワイヤを接続するときのみはんだを使用します。スクリーンです。はんだスリーブを使用します。これらも非常に確実です。たとえば、シールド線の束があり、そのシールドをコネクタのグランド ピンに接続する必要がある場合、はんだスリーブを使用します。はんだスリーブ。」

同心円状のねじりは、配線専門家が柔軟性を高め、多数のワイヤを効率的かつきれいに束ねるために行うもう 1 つのテクニックです。 「特にハーネスを絶えず着脱するレース用途では、私たちは常にそれを行っています」と彼は説明します。 「柔軟性は非常に重要で、見た目が良いだけでなく、丸く美しくなります。見た目が良いハーネスであれば、見た目がゴツゴツしているよりも、人々はそれが高品質のハーネスであると信頼するでしょう。たとえ柔軟性があったとしても、動作はまったく同じで、見た目が良くなれば、人々はより信頼するでしょう。」

状況によっては、同心円状のねじれを正しく形成するためにフィラー ワイヤーを追加する必要があるかもしれない、とギブソン氏は言います。 これは、柔軟性を生み出すために、同じ量のワイヤを一方向にねじり、別の量を反対方向にねじる必要があるという式です。 「私たちはフィラーを最小限に抑えるよう努めていますが、場合によってはワイヤーを追加する必要があります。十分に熱心に取り組めば、フィラーなしでいつでも完璧なレイを得ることができます。優れたレイパターンを得るには、科学と芸術の組み合わせのようなものです」 。」

たとえば、すべて同じ直径のワイヤが 12 本ある場合、それは簡単だとギブソン氏は言います。 「一方に 3 本のワイヤ、もう一方に 9 本のワイヤを使用することができ、完全に円形になります。しかし、45 本のワイヤがあり、一部がシールド付きツイストペア、または 18 ゲージと 22 ゲージのツイストペアであれば、もう少し、それを理解する必要がある芸術のようなものです。」

ギブソン氏は、配線の経験があまりなくても、細部に十分な注意を払えば高品質のハーネスを構築できるが、時間がかかると述べている。 「ワイヤーハーネスを組み立てられない理由はありません。しかし、多くの場合、特に OEM コネクターを備えたエンジンハーネスの場合は、適切な工具を持っていないだけです。適切に組み立てるためには、20,000 ドル相当の圧着工具が必要になるかもしれません。さまざまなコネクタがあり、すべてに独自の規格があります。」

ギブソンは、一部の圧着工具が OEM コネクタにとって非常に高価であることを認めていますが、オートスポーツには圧着工具が 1 つだけ必要なので、準備は完了です。 「オートスポーツ、DT、DTM に必要なツールはすべて 1,000 ドル以下で入手できます」と彼は言います。 「OEM製品では、適切なクリンパを入手するのに非常に高価になり始めます。多くの人がLowe'sで安い自動車用クリンパを購入し、それを機能させようとします。しかし、それは多くの問題を引き起こします。」

自動車の配線に関する書籍や記事は数百冊ありますが、レース環境となると、標準的なコネクタやワイヤー製品の中には対応できないものもあります。 OEM は、保守可能で数十万マイル使用できるハーネスを製造しています。 また、配線はあらゆる環境に耐える必要があり、レース用ではなく大量生産用に構築されています。

モータースポーツ用の配線には「レース仕様」の規格がないため、ギブソン社は、ほとんどが軍用仕様またはミルスペックに従っており、航空グレードも少しあると述べています。 彼の店にとって重要なことは、可能な限り最高の基準に従うことだと彼は言います。 新しいハーネスを最初から作成する場合の「コツ」の 1 つは、配線時に形状を保持できるしっかりした芯線を使用することです。 この方法では、一部の人が代わりに使用するロープよりも正確な寸法が得られます。

ギブソンは、各接続に電圧をかけて、すべてのハーネスをテストし、電圧降下があるかどうかを確認します。 彼が使用するツールは高価ですが、エンジン ハーネスを構築するだけであれば、優れたマルチメーターを使用してリード線をテストできます。 ギブソンはまた、優れたワイヤー クリンパに投資することをお勧めします。

「当社では、crimptools.com から入手できる Rennsteig クリンパを使用しています」と Gibson 氏は言います。 「同社の Web サイトで圧着しようとしているピンの部品番号を検索すると、使用すべき圧着ダイスが表示されます。少し高価ですが、生産を行う場合には十分です。価値がある。"EB