車両にセンサやデータ通信機能が搭載され、コネクタ小型化が加速

May 21, 2026

出典：tanakorn/stock.adobe.com

フォード氏の生産ラインから最初のモデルTが完成した当時、自動車製造は依然として機械的な作業が中心で、人手のかかるものでした。今日の自動車工場は様変わりしており、ロボット工学、自動化、高度な品質管理、そしてデジタルで連携された生産システムに支えられています。

今日、組立ラインから生産される車両は、依然として車両プラットフォームの中核的な要素を共有していますが、現在では、先進運転支援システム（ADAS）、排出ガス規制への対応、およびインフォテインメントのための広範な電子サブシステムのネットワークも搭載されています。従来、多くの新機能は、ワイヤーハーネスを介して接続された個別の電子制御ユニット（ECU）として導入されてきました。その結果、現代の車両には150個以上のECUが搭載されることもあり、車載電子機器は車両総コストのほぼ半分を占めることもあります。^[1] ワイヤーハーネスは、この電子機器の拡大に伴い、その規模と複雑さの両面で拡大し、現在では車両の中で最も重量があり、最も高価なサブシステムの一つとなっています。^[2]

このブログでは、車両のコネクティビティの向上に伴い、センサ、ECU、高速データリンクへの需要が高まっていることが、ワイヤハーネスの複雑化にどのように影響しているかを考察します。また、現代の自動車用電子機器が求める高帯域幅、電力供給、安全性、および性能要件を満たしつつ、ハーネスの小型化を図るために、設計者がなぜ小型コネクタを採用するようになったのかについても検証します。

小型化の必要性

こうした技術の爆発的な進展に伴い、自動車やトラックの設計者たちは、車内のスペース不足に直面し始めています。これらすべてのシステムを収容するスペースを確保するという課題に加え、ワイヤハーネス自体の複雑さも大きな障害となっています。現代の自動車用電子機器に電力を供給し、接続するために必要な、ますます複雑化するケーブル網の管理は、今や自動車の設計および生産におけるボトルネックとなっています。その結果、小型化は現代の自動車用コネクタ設計において最も重要な目標の一つとなっています。

現代の自動車用ワイヤハーネスには、数キロメートルものケーブルと数百個のコネクタが使用されている場合があります。^[3] その不規則な形状のため、従来の自動車製造プロセスでは製造が困難であり、依然として大部分が手作業で組み立てられています。これにより、製造コストが増加し、取り付けミスが発生する可能性も高まります。また、ハーネスの重量も重要な問題です。特に電気自動車の場合、重量の増加は航続距離に直接影響を及ぼします。

現代の自動車は、カメラ、レーダー、ライダーなどのセンサを用いて周囲の情報を収集し、それをADASや新たな自動運転機能を支える車載コンピューティングシステムに送信する、より高度に連携したシステムへと進化しています。

これらのシステムを相互に接続するワイヤハーネスは、もはや単に電力を分配するだけでは不十分です。多くの場合、毎秒数ギガビットという速度で大量のデータストリームを転送する機能も求められています。このような要件により、車載電子機器の構成方法が変わりつつあります。複雑なハーネスだけに依存するのではなく、新たな車両アーキテクチャでは、自動車を分散型コンピューティング・プラットフォームのように扱うようになっています。各ローカル処理ノードは、高速リンクを介して中央システムと通信を行います。

車両がネットワーク化されたコンピューティングシステムに近づきつつある中、車内のコネクタは、より高い性能を発揮しつつ、より少ないスペースで、過酷な自動車環境下でも信頼性を維持しなければなりません。センサは、こうした電気アーキテクチャの変化を反映しています。以前の車両ではリアビューカメラが1台しか搭載されていなかったかもしれませんが、現代の多くの設計では、車両周辺の状況を360度把握できる複数のビジョンシステムが組み込まれています。各センサは継続的なデータストリームを生成し、そのデータは車内で確実に伝送されなければなりません。

しかし、同軸ケーブルやコネクタは、車内の他の箇所で使用されているような単純な単線接続に比べて、かさばる場合があります。設計を慎重に行わないと、これによりワイヤハーネスの重量と複雑さの両方が増す可能性があります。

自動車用ハーネス向けのコンパクトなソリューション

この課題に対処するため、Molexは「高速FAKRA-Mini（HFM）」相互接続システムを開発しました。HFMシステムは、従来のFAKRAコネクタよりもはるかに小型のフォームファクタで、自動車用データ伝送に対応しています。コネクタの小型化により、車両のリンク数が増加しても配線ハーネスの増大を抑えつつ、高周波データ信号の伝送を可能にします。

HFMプラットフォームは、最大28Gbpsのデータ転送速度に対応するとともに、従来のFAKRAコネクタと比較して最大80％のスペース削減を実現します。はるかに小型のコネクタで高帯域幅を提供することで、ハーネスの嵩増しをすることなく、カメラシステム、ADASモジュール、インフォテインメントシステム向けのリンクを容易に統合できるようになります。相互接続のサイズを縮小することで、設計者は、スペースが限られた車載アーキテクチャ内で高速データリンクを配線する際、貴重な柔軟性を得ることができます。

センサモジュールもまた、スペース面での課題を抱えています。カメラや照明システムには、極めて限られた空間内で通信を行わなければならない、高密度に配置されたプリント基板（PCB）が組み込まれていることがよくあります。自動車メーカーは、異なる車種で共通して使用できるようモジュールを慎重に設計しているため、ラインナップの中で最も小型のシャーシがサイズ上の制約を決定することになります。

従来のピン・ソケット式コネクタは、こうした用途には大きすぎる場合が多くあります。その代わり、フレキシブルプリント基板（FPC）が部品間の接続によく用いられます。これは、FPCを使用することで、設計者が非常に狭い物理的スペース内でも信号を配線できるためです。しかし、FPCには、基板上面での占有面積を極小に抑えつつ、信頼性の高い電気的性能を発揮できるコネクタが求められます。

Molexの「Easy-On」フラットフレキシブルケーブル（FFC）およびFPCコネクタは、自動車用センサモジュールに一般的に見られる複雑な電子アセンブリにおいて、従来のワイヤ・トゥ・ボード接続に代わる薄型ソリューションを提供することで、この要件に対応するように設計されています。これらのコネクタは、FFCおよびFPCに対応するとともに、確実な機械的固定を実現します。

これらの製品には、プッシュ式やフリップ式などの確実なロック機構が備わっており、走行中の車両のような振動の激しい環境下でも、ケーブルと端子の接続が確実に維持されるよう設計されています。また、薄型設計のため、設計者は小型センサモジュール内に高密度な配線構造を組み込むことが可能であり、カメラやディスプレイ、その他のコンパクトな車載電子機器などの用途に適しています。

電力とデータの供給

ワイヤハーネスは、車両システムに電力とデータの両方を供給する必要があります。室内照明、電動ミラー、インフォテインメントディスプレイ、ワイパーなどはすべて、高速な演算やセンシング用の通信回線と共存する、信頼性の高い電力接続を必要としています。

電源コネクタは、安全性を重視した絶縁要件により、さらなる課題をもたらします。適切な電気的絶縁を維持するには、電源接点と周囲の導体との間隔を広く取る必要があり、その結果、コネクタのサイズが大きくなってしまいます。電子ターボチャージャ、高度なインフォテインメントシステム、その他の負荷など、車両に組み込まれる電気機能が増えるにつれ、従来の12Vアーキテクチャは限界に達しつつあります。設計者は、高まる電力需要に対応するため、48Vアーキテクチャをますます採用するようになっています。また、これらのシステムは、電気自動車で使用される大電流配線とも共存しなければなりません。これらすべてが、コネクタの設計やハーネスのパッケージングにさらなる要求を課しています。

電力要件が高くなると、コネクタのサイズが大きくなったり、ハーネスの構造が複雑になったりするため、コンパクトで大電流に対応した接続ソリューションが重要となります。Molexの「Nano-Fit」パワーコネクタファミリーは、外部配線ハーネスの構成要素としてではなく、制御ボックスや配電ボックス内部で頻繁に使用されるコンパクトなパワーコネクタの一例です。ボックス内にNano-Fitコネクタを配置することで、ハーネスは保護されたコンパクトな配電モジュールと接続できるだけでなく、ハーネスの配線もよりシンプルかつ安全に保つことができます。

エンクロージャーモジュール内にNano-Fitコネクタを配置することは、安全性、スペース効率、およびハーネスの複雑さのバランスをとるための一般的な設計手法です。ハーネスはボックスに接続され、内部のNano-Fit接続によって、エンクロージャー内でのコンパクトかつ絶縁された配電が行われます。

まとめ

現代の自動車は、車輪の上を走る自立型の分散型コンピューティング・ネットワークです。センサや安全システム、コンピューティング・システムを動作させるために必要な電力とともに、膨大な量のデータが車内をやり取りされなければなりません。

これらのシステムに対応するコネクタは、重量を増やしたり貴重なスペースを占有したりすることなく、高い性能を発揮しなければなりません。小型化されたコネクタシステムは、こうした制約への対応を可能にします。コンパクトな高速データリンク、高密度な基板レベルインターフェイス、そして効率的な電力分配により、エンジニアは現代のドライバーが求める高まる機能性を実現することができます。