概要

株式会社フォスターでは、コネクタ・ハーネスの電気的性能評価として接触抵抗測定と高温放置試験を組み合わせた評価を実施しています。電圧降下はハーネス系全体の抵抗（導体抵抗＋接触抵抗）に電流が流れることで生じ、負荷機器への供給電圧を低下させます。設計段階での正確な電圧降下計算と対策が不可欠です。

特に自動車電装システムでは12V・48V系統の許容電圧降下が厳しく規定されており、コネクタやハーネスでの電圧損失が機能不全や誤作動の原因となることがあります。電圧降下の発生メカニズムと計算式を理解し、接触抵抗測定による実測値で設計を検証することが信頼性確保の鍵です。

電圧降下ΔVはオームの法則から ΔV = I × R で計算されます。ハーネス抵抗R は導体抵抗 R_wire = ρL/A とコネクタ接触抵抗 R_contact の和です。電流Iが大きいほど、またはハーネス長Lが長く断面積Aが小さいほど電圧降下が増大します。

往復回路（電源→負荷→アース）では往路と復路の抵抗がともに電圧降下に寄与するため、ΔV_total = I × (R_往路 + R_復路) として計算します。接触抵抗はコネクタ1個あたり数mΩ〜数十mΩが典型値で、多数のコネクタを直列に介する系では無視できない損失となります。

自動車電装では一般にシステム電圧12Vに対して許容電圧降下は0.5〜1.0V（4〜8%）程度が目安です。ただし、センサ系（ECU入力）では0.1V以下を要求する場合もあり、回路の役割によって基準が異なります。48V系や高電圧HEV/EV系でも相対損失率（%）を基準にした管理が一般的です。

設計時には最悪条件（最大電流・最高温度・最大ハーネス長・最小断面積許容値）でのΔV計算を実施します。コネクタの接触抵抗は初期値だけでなく、高温放置後・挿抜耐久後の増加分も加算して設計余裕を確保することが重要です。

フォスターでは4端子法（ケルビン接続）によるコネクタ接触抵抗の精密測定を行い、ハーネス設計者が必要とする接触抵抗の実測値データを提供します。高温放置試験（最高150℃対応）前後での接触抵抗変化を測定することで、熱環境下での電圧降下増加量を定量的に評価できます。

測定値はΩ（またはmΩ）単位で報告し、設計計算に直接使用できるデータ形式で提出します。複数ロット間の接触抵抗バラつき解析にも対応しており、最悪値設計のための信頼性データ取得をサポートします。

よくある質問

電圧降下の計算式を教えてください。

ΔV = I × R で計算します。RはハーネスのR_wire（=ρL/A）とコネクタの接触抵抗R_contactの合計です。往復回路では往路と復路の抵抗を合算して計算します。

ハーネスの断面積を2倍にすると電圧降下はどう変わりますか？

ΔV = ρIL/A なので、断面積Aを2倍にすると導体起因の電圧降下は半分になります。ただし接触抵抗は断面積に依存しないため、接触抵抗が大きい場合は改善効果が限定されます。

車載12Vシステムでの許容電圧降下はどのくらいですか？

一般的な電装部品では0.5〜1.0V（4〜8%）が目安です。ただしECU・センサ系では0.1V以下を要求することもあります。回路の種類・機能ごとに要求仕様を確認することが重要です。

コネクタ接触抵抗は何mΩ程度ですか？

一般的な自動車コネクタの接触抵抗は新品時で1〜10mΩ程度です。ただし高温劣化・腐食後は数十mΩに増加することもあり、最悪値を見込んだ設計が必要です。

高温になると電圧降下が大きくなるのはなぜですか？

銅などの金属は温度上昇とともに体積抵抗率ρが増大します（正の温度係数）。さらに接触面の酸化皮膜成長により接触抵抗も増加するため、高温環境での電圧降下は常温より大きくなります。

株式会社フォスターは三重県に拠点を置き、自動車部品（コネクタ・ハーネス・圧着端子）の受託試験を中心に20年以上の実績を有しております。環境試験、電気特性試験、機械的特性試験など幅広い評価に対応し、お客様の品質保証・開発をサポートしています。