ワイヤーハーネスとは？構造・用途・部品構成を製造業視点で徹底解説

ワイヤーハーネスは、自動車、産業機器、家電、医療機器などあらゆる分野で使用される「電気信号・電力の伝送経路」を束ねた配線部品です。近年では自動化や電装化の進展により、配線の複雑化が進み、ワイヤーハーネスの役割も高度化しています。

本記事では、ワイヤーハーネスの定義、構造、構成要素、設計・製造に関する実務的な知識を、製造業視点で10,000文字以上にわたり徹底解説します。

ワイヤーハーネスとは？

ワイヤーハーネス（Wire Harness）とは、複数の電線（ワイヤー）やケーブルを、決められた配線ルートでまとめ、端子やコネクタを取り付けた機器内部の配線ユニットです。別名「ケーブルハーネス」や「配線ハーネス」とも呼ばれます。

以下のような特徴を持ちます：

• 1つのユニット内に数本〜数百本の電線を束ねる
• 作業効率向上と配線ミスの削減に貢献
• 一品一様で製品ごとに専用設計される

完成品の電装システムにおいて「血管」に例えられることもあり、信号・電力の安定伝送が機器全体の品質に直結します。

ワイヤーハーネスの基本構造

ワイヤーハーネスは以下のような部品から構成されます。

構成要素の概要

最終的に、1本のワイヤーハーネスとして「設計図通りのルート・長さ・接続構成」に組み立てられ、検査工程を経て出荷されます。

ワイヤーハーネスの種類

ハーネスは用途や構造により以下のように分類されます。

1. 単純配線ハーネス

• 2〜10本程度の電線を束ねた簡易構成
• 家電、OA機器などに多い

2. 多回路ハーネス

• 複数のブロックに分岐し、数十本〜数百本規模で構成
• 自動車、工作機械、医療装置などで一般的

3. 分岐ハーネス（Y型／T型）

• 信号や電力を複数箇所に分岐する構造
• 特にセンサー・アクチュエータ用で需要増

4. コネクタ一体型ハーネス

• コネクタ＋ハーネスがモジュール化されている
• カプラーASSY、ユニット化された自動車用等

用途に応じて、柔軟性・耐熱性・難燃性・防水性などの仕様が求められ、材質選定やレイアウト設計が重要になります。

ワイヤーハーネスの製造工程

ワイヤーハーネスの製造は主に以下の工程で構成され、高い精度と信頼性が要求されます。

1. ワイヤー切断・皮むき

• 自動切断機で所定の長さに電線をカット
• 両端の被覆を剥き、芯線を露出

2. 端子圧着

• 専用の圧着機で電線と端子を圧着結合
• 圧着強度はJIS C2805等で規定されており、引張試験により確認

3. 結束・チューブ挿入

• 複数本の電線を指定の順番とルートで束ねる
• 保護チューブや熱収縮チューブを挿入

4. コネクタ組立・防水処理

• ハウジングに端子を挿入し、ロック構造を確認
• 必要に応じてパッキンやグロメットで防水処理

5. 検査・導通試験

• 全回路の導通／ショートチェックを自動検査装置で実施
• さらに外観・配線誤り・端子浮きの確認も行う

作業は一部自動化が進んでいますが、多品種少量生産では人の手作業が主流であり、工場では熟練工の技能伝承も重要課題となっています。

ワイヤーハーネス設計に用いられる図面

設計・製造においては以下2種類の図面が使用されます。

1. 回路図（回路構成図）

• どの端子がどの信号・電源ラインに対応しているかを示す
• 電気設計者が最初に作成し、システム構成全体を把握可能

2. 配線図（ハーネスレイアウト図）

• 実際の筐体・機構内での物理的配線ルートを示す
• コネクタの位置、分岐ポイント、長さ・束ね方を明記

3D CADを使用して「立体配線シミュレーション（DMU）」を行うことで、機構干渉や曲げ半径の過剰、設計ミスを防止できます。

業界別にみるワイヤーハーネスの用途事例

各業界で要求される要素（耐熱性・柔軟性・難燃性・EMC対策など）が異なるため、ハーネスメーカーでは業界ごとの規格対応・材料選定・試験環境が整備されています。

ワイヤーハーネスに関する主要規格と標準

ワイヤーハーネスは電気機器の信頼性を支える部品であるため、複数の国内外規格が適用されます。

代表的な規格

• JIS C2805： 圧着端子の引張強度試験
• UL758： ワイヤーハーネス用電線の安全基準（北米輸出向け）
• ISO 6722： 自動車用単芯電線の規格（耐熱・耐油・曲げ性）
• IPC/WHMA-A-620： ハーネス組立の受入・製造基準（国際標準）

海外輸出製品では、UL認証取得が必須のケースもあり、ハーネスメーカーの多くが認証設備・人材を整えています。

品質管理と検査工程の内容

ワイヤーハーネスは機能部品と外観品質の両面で検査が行われます。

導通・絶縁検査（電気特性）

• 導通検査： 回路が正しく接続されているか
• 短絡検査： 配線間でショートしていないか
• 絶縁耐圧試験： 高電圧をかけてリーク電流がないか（例：AC1,000V 1秒）

外観・構造検査

• 端子の挿入状態（ロック・奥行き）
• 圧着部の変形・バリ・芯線露出の有無
• チューブ・マーカー・分岐の位置ずれ

引張強度試験

圧着端子の引張荷重が規定値を満たすかを測定（例：0.5sq電線で20N以上）

さらに、重大用途では全数自動検査・AI画像検査の導入が進んでおり、検査精度と省人化の両立が求められます。

導入企業での改善効果（定量例）

自動車部品メーカー（従業員600名・月産25,000本）

• 改善内容： 半自動圧着装置・導通検査機の導入
• 不良率： 0.9％ → 0.15％（▲83％）
• 出荷トラブル件数： 月5件 → 月1件
• 再検査・リワーク時間： 月間120時間 → 36時間

これにより年間約300万円の品質損失削減を実現し、2年以内に設備投資を回収したとの報告があります。

よくあるトラブルとその対策

「異常を未然に防ぐ工程設計」と「再発防止策の即時共有」が、品質トラブルを限りなくゼロに近づける鍵となります。

よくある質問（FAQ）

Q1. ワイヤーハーネスとケーブルの違いは？

ケーブルは「電気を通す導線単体または多芯ケーブル」を指し、汎用的な電線部材です。一方、ワイヤーハーネスは「複数のケーブル・電線を束ね、端子・コネクタ付きで組立されたユニット」であり、最終製品にそのまま組み込める部品です。

Q2. 1本のハーネスに何本の電線が含まれることが多い？

業種によりますが、自動車用では1本あたり50〜200本以上の電線を束ねることもあります。小型医療機器や家電用では10〜30本程度が一般的です。

Q3. ハーネスの耐久年数はどれくらい？

使用環境に依存しますが、一般に10〜15年が目安です。高温・振動・曲げ負荷の多い環境ではより短命になるため、補強処理や材料選定が重要です。

Q4. ハーネスは外注と内製どちらが多い？

多くの企業が専門ハーネスメーカーに外注しています。一方、カスタム・試作・特急対応が求められる場合や、コスト優先の量産品では一部を内製化する例もあります。

Q5. 配線ミスや断線を防ぐための設計支援ツールはありますか？

はい。3D配線CAD（例：E3.series、CATIA Electrical）、自動検図ソフト、ハーネス展開図シミュレータなどがあります。これらを活用することで、設計初期からエラー予防が可能です。

まとめ：ワイヤーハーネスは“つなぐ”だけでなく“守る”インフラ

ワイヤーハーネスは単なる配線の集合ではなく、現代の電子機器・自動車・産業機械の「神経系」として、製品全体の安全性・耐久性・性能に深く関わっています。

ワイヤーハーネスの価値とは？

• 製品ごとに最適設計されるオーダーメイド性
• 配線工数の削減とミス防止による品質向上
• 使用環境に応じた耐久性・防水性・電磁波対策

また、近年は以下のような新しい展開も進んでいます：

• ロボット用フレキシブルハーネス
• 自動車のワイヤレス化に対応したハイブリッド構造
• 3Dプリンタ＋ハーネス一体成形などのスマート製造技術

製造現場・開発現場において、設計から検査、品質保証に至るまで一貫して品質を守る“見えないインフラ”──
それがワイヤーハーネスです。

今後さらに複雑化するエレクトロニクスの中で、配線をいかにシンプルに、確実に、安全に設計するか。
その答えのひとつが、ワイヤーハーネスの最適設計と製造体制にあります。