JP2014203628A - Connector automatically connecting device for battery pack inspection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池パックを検査する際に電池パックが有するコネクタと該コネクタと嵌合可能な相手側コネクタとを自動的に接続するための電池パック検査用コネクタ自動接続装置に関する。 The present invention relates to a battery pack inspection connector automatic connection device for automatically connecting a connector of a battery pack and a mating connector that can be fitted to the connector when the battery pack is inspected.
従来、オスメスの一方のコネクタにガイドピンを備えるとともに、他方のコネクタに誘い込みガイド孔を備えたコネクタ形状とすることで、コネクタを備えた自動車部品の組立作業の自動化を可能にするコネクタは公知となっている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a known connector that can automate the assembly work of automobile parts equipped with a connector by providing a guide pin in one connector of a male and female and a connector shape having a guide hole in the other connector. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1では、雌雄双方の機械的結合によりそれぞれの内部に保持された端子間の電気的接続を行うコネクタに関する技術が開示されている。該コネクタの雌雄の一方は、前方に突出され、先端部が先細りのテーパー形状を呈しているガイドピンを備えると共に、他方はこのガイドピンを受入れて案内するガイド孔を備える構成となっている。 Patent Document 1 discloses a technique related to a connector that performs electrical connection between terminals held inside by male and female mechanical coupling. One of the males and females of the connector includes a guide pin that protrudes forward and has a tapered shape with a tapered tip, and the other has a guide hole that receives and guides the guide pin.
ここで、例えば、車両に搭載される電池パックの出荷検査においては、検査を行うために電池パックの各セル電圧検出、リレー動作、電力線などのそれぞれに係るワイヤーハーネス(W/H)を検査設備側、もしくは他の製品側(電池パックと電気的に接続されて組み付けられる相手ユニット側)に接続する必要がある。具体的には、電池パックが有するワイヤーハーネスの終端部にはコネクタが取り付けられており、このコネクタを検査設備が有するコネクタやECU(Electronic Control Unit)が有するコネクタ等に電気的に接続して所定の検査が行われる。 Here, for example, in the shipping inspection of a battery pack mounted on a vehicle, in order to perform the inspection, the wire harness (W / H) relating to each cell voltage detection, relay operation, power line, etc. of the battery pack is inspected. Must be connected to the other side or the other product side (the other unit side that is electrically connected to the battery pack and assembled). Specifically, a connector is attached to the terminal portion of the wire harness of the battery pack, and the connector is electrically connected to a connector of an inspection facility, a connector of an ECU (Electronic Control Unit), or the like. Inspection is performed.
また、上記のような出荷検査におけるコネクタ同士(オス/メス)の接続作業は、従来から手作業で行われることが多いが、手作業では作業効率が悪いため、コネクタ同士の接続作業を自動的に行う技術が望まれている。また、手作業でコネクタ同士を接続する場合、コネクタの嵌合状態を、目視確認やコネクタが有するロック機構のロック音の確認などの作業者自身による確認により保証している。 In addition, the connection work between the connectors (male / female) in the shipping inspection as described above has been conventionally performed manually, but the manual work is inefficient, so the connection work between the connectors is automatically performed. The technology to perform is desired. Moreover, when connecting connectors manually, the fitting state of a connector is guaranteed by the operator's own confirmation, such as visual confirmation and confirmation of the lock sound of the lock mechanism which a connector has.
しかしながら、特許文献1に示すコネクタは、そのコネクタ形状として組立作業の自動化に適した構造を予め織り込んだものであるため、組立部品の仕様が変更になるとコネクタの構造も変更する必要があり、コネクタ自体の専用設計が必要となる。すなわち、特許文献1記載の技術では、自動的にコネクタの接続を行うにあたって、コネクタ本体にガイドピン等を有する特殊形状のコネクタが必要となり、汎用形状のコネクタを用いることができないため、コネクタ単品のコストアップにつながる。そのため、コネクタの構造を変更することなく、汎用的なコネクタ形状であっても適用可能である、コネクタの接続を自動化する技術が望まれている。 However, since the connector shown in Patent Document 1 is pre-woven with a structure suitable for automation of assembly work as its connector shape, it is necessary to change the structure of the connector when the specification of the assembly part is changed. Its own special design is required. That is, in the technique described in Patent Document 1, when a connector is automatically connected, a connector with a special shape having a guide pin or the like is required for the connector body, and a general-purpose connector cannot be used. It leads to cost increase. Therefore, there is a demand for a technique for automating connector connection that can be applied to a general-purpose connector shape without changing the structure of the connector.
また、コネクタの接続を自動化するにあたっては、コネクタの嵌合状態を従来のように目視確認やロック音の確認などの作業者自身による確認により保証するのではなく、作業者を介さずに自動的にコネクタの嵌合保証を行うことが望まれる。 Also, when automating the connection of the connector, it is not guaranteed by the operator's own confirmation such as visual confirmation and lock sound confirmation as before, but automatically without the operator's intervention. In addition, it is desirable to guarantee the fitting of the connector.
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電池パックを検査する際にコネクタの構造を変更することなく、コネクタ同士の接続を自動化するとともにコネクタの嵌合状態を保証することができる電池パック検査用コネクタ自動接続装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to automate the connection between connectors and ensure the mating state of the connectors without changing the structure of the connectors when inspecting the battery pack. An object of the present invention is to provide an automatic connection device for battery pack inspection that can be used.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、
電池パックを検査する際に電池パック側コネクタと相手側コネクタとを自動的に接続する電池パック検査用コネクタ自動接続装置において、
前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタのうち少なくとも一方を移動して、前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタとを嵌合させるアクチュエータと、
前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタとが嵌合した際の前記アクチュエータの荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知する嵌合検知手段と、を備えるものである。
That is, in claim 1,
In the battery pack inspection connector automatic connection device that automatically connects the battery pack side connector and the counterpart connector when inspecting the battery pack,
An actuator that moves at least one of the battery pack-side connector and the mating connector to fit the battery pack-side connector and the mating connector;
Fitting detecting means for detecting completion of connector fitting from load fluctuations of the actuator when the battery pack-side connector and the mating connector are fitted together.
請求項2においては、
前記アクチュエータにより移動されるとともに、前記電池パック側コネクタをクランプするクランプ機構と、
前記電池パック側コネクタを仮固定して、前記電池パック側コネクタを前記クランプ機構によりクランプする位置に位置決めする仮固定治具と、を備えるものである。
In claim 2,
A clamp mechanism that is moved by the actuator and clamps the battery pack side connector;
A temporary fixing jig that temporarily fixes the battery pack side connector and positions the battery pack side connector at a position to be clamped by the clamp mechanism.
請求項3においては、
前記嵌合検知手段は、前記電池パック側コネクタ及び前記相手側コネクタのうち、一方のコネクタが有するロック爪が他方のコネクタが有する該ロック爪の係合部に乗り上げた際の前記アクチュエータの荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知するものである。
In
The fitting detection means includes: a load variation of the actuator when a lock claw of one connector of the battery pack side connector and the mating connector rides on an engagement portion of the lock claw of the other connector To detect completion of connector fitting.
本発明によれば、コネクタの構造を変更することなく、コネクタ同士の接続を自動化するとともにコネクタの嵌合状態を保証することができる。 According to the present invention, it is possible to automate the connection between connectors without changing the structure of the connectors and to guarantee the fitting state of the connectors.
次に、発明の実施の形態を説明する。 Next, embodiments of the invention will be described.
本実施形態に係るコネクタ自動接続装置10は、電池パック30を検査する際に用いられ、該電池パック30が有するコネクタ3(以下、電池パック側コネクタ3ともいう)と相手側コネクタとを自動的に、接続(取付け)又は接続解除(取外し)するための電池パック検査用のコネクタ自動接続装置である。具体的には、コネクタ自動接続装置10は、電池パック30の電気的特性検査を行う際に、電池パック側コネクタ3をクランプ機構6によりクランプして移動可能とするとともに、電池パック側コネクタ3を検査装置50が有するコネクタ5(以下、検査装置側コネクタ5ともいう)もしくはECU40が有するコネクタ4(以下、ECU側コネクタ4ともいう)に電気的に接続又は接続解除する装置である。以下、コネクタ自動接続装置10の構成について、図を用いて具体的に説明する。
なお、図1において矢印で示す前後方向をコネクタ自動接続装置10の前後方向とし、同じく上下方向をコネクタ自動接続装置10の上下方向として以下説明する。
The automatic
In the following description, the front-rear direction indicated by arrows in FIG. 1 is the front-rear direction of the automatic
本実施形態に係るコネクタ自動接続装置10は、例えば、車両に搭載される製品である電池パック30の電気的特性検査の際に該電池パック30が有する電池パック側コネクタ3を検査装置50が有する検査装置側コネクタ5に着脱する場合や電池パック側コネクタ3と車両に搭載される他の製品側のコネクタであるECU側コネクタ4とを一時的もしくは恒久的に接続する場合などに用いられるものである。
In the automatic
コネクタ自動接続装置10は、図1に示すように、パレット60の上面に載置された、電池パック30、及び該電池パック30と同じく車両に搭載される他の製品となるECU(Electronic Control Unit)40の上方に配置される。電池パック30及びECU40のそれぞれは、コネクタ自動接続装置10によりそれぞれが有するコネクタ3、4同士が自動的に接続される対象物(ワーク)となる。
As shown in FIG. 1, the automatic
パレット(トレイ)60は、電池パック30を検査する際に、電池パック30及びECU40を所定の位置に載置するための載置台である。また、パレット60には図1の紙面に垂直な方向に2本並列配置された第1ガイドピン61が取り付けられており、該第1ガイドピン61はパレット60から上方に突出している。第1ガイドピン61は、仮固定治具7が有する2つの第1ガイド孔7cに挿通可能となっている。
なお、本実施形態では、パレット60の上方にコネクタ自動接続装置10を配置して、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタ(ECU側コネクタ4及び検査装置側コネクタ5)との接続作業を行う構成としているが特に限定するものではなく、コネクタ自動接続装置10を、パレット60の代わりに例えば、車体や搬送ラインの上方に配置して、本実施形態と同様に電池パック側コネクタ3と相手側コネクタとの接続作業を行う構成とすることもできる。
The pallet (tray) 60 is a mounting table for mounting the
In the present embodiment, the automatic
電池パック30は、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の単電池(電池セル)を複数直列に接続することによって、1つの部品単位とした電池モジュールを複数直列に接続して所望する電圧を得る構成とした組電池を、電池ケースに密閉収納したものである。電池パック30は、該電池パック30内にリレー等を含む電気回路や各種センサー等の機器を有し、これらの回路や機器に対して電気的に接続されるとともに該電池パック30から延出される複数のワイヤーハーネス31を有する。この複数のワイヤーハーネス31の端部には、複数のメス型の高圧コネクタ(本実施形態では、4個のメス型コネクタ)である電池パック側コネクタ3を備える。電池パック側コネクタ3は、検査装置側コネクタ5と電気的に接続(取付け)又は接続解除(取外し)が可能であるとともにコネクタ嵌合が可能である。また、電池パック側コネクタ3は、ECU側コネクタ4と電気的に接続可能であるとともにコネクタ嵌合が可能である。
なお、本実施形態では、電池パック側コネクタ3として4個のコネクタを相手側コネクタに接続するように構成しているが、特に限定するものではなく、1個又は複数個のコネクタを該コネクタに対応する相手側コネクタに接続することができる。
The
In the present embodiment, four connectors are connected to the mating connector as the battery
ECU40は、図示しないCPU(Central Processing Unit)及びメモリ等の回路を内蔵した電池パック30の動作状態を制御する制御装置である。ECU40は、メモリに記憶されたプログラム等に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。ECU40は、前記CPU及びメモリ等の回路と電気的に接続される複数のオス型の高圧コネクタ(本実施形態では、4個のオス型コネクタ)であるECU40側コネクタ4を有し、該ECU40側コネクタ4はECU40の側面部(本実施形態では、前面部)に設けられる。ECU側コネクタ4は、電池パック側コネクタ3と電気的に接続(取付け)又は接続解除(取外し)が可能であるとともにコネクタ嵌合が可能である。
The
検査装置50は、パレット60近傍の所定位置(本実施形態では、ECU40の後方)に配置され、電池パック30と電気的に接続し、該電池パック30に対して所定の電気的特性検査を行うためのテスターである。検査装置50は、該検査装置50から延出される複数のワイヤーハーネス(図示しない)を有する。この複数のワイヤーハーネスの端部には、複数のオス型の高圧コネクタ(本実施形態では、4個のオス型コネクタ)である検査装置側コネクタ5を備える。検査装置側コネクタ5は、電池パック側コネクタ3に電気的に接続(取付け)又は接続解除(取外し)が可能であるとともにコネクタ嵌合が可能である。検査装置側コネクタ5は、後述する第4アクチュエータ14のピストンロッド14b(図4(d)参照)先端部に保持部材29を介して保持される。
The
コネクタ自動接続装置10は、図1、図2に示すように、複数のアクチュエータと、クランプ機構6と、仮固定治具7と、嵌合検知手段8とを主に備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the automatic
アクチュエータは、第1アクチュエータ11、第2アクチュエータ12、第3アクチュエータ13及び第4アクチュエータ14から構成され、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタ(本実施形態では、検査装置側コネクタ5及びECU側コネクタ4)のうち少なくとも一方を移動して、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタとを嵌合させる手段である。第1アクチュエータ11、第2アクチュエータ12、第3アクチュエータ13及び第4アクチュエータ14のそれぞれは、制御手段20に接続されている。
なお、本実施形態で用いられるアクチュエータは、その駆動源を特に限定するものではなく、電動(モータ等)、空圧、油圧等のアクチュエータを適宜用いることができる。
The actuator includes a
It should be noted that the actuator used in the present embodiment is not particularly limited in its drive source, and an electric (motor or the like), pneumatic or hydraulic actuator can be used as appropriate.
第1アクチュエータ11は、エアシリンダであり、シリンダ本体11aと、空圧により該シリンダ本体11aに対して伸縮するピストンロッド11bとを備える。第1アクチュエータ11のシリンダ本体11aは、ピストンロッド11bの伸縮方向を上下方向とするとともにパレット60に対して所定高さに位置するように支持体70に支持固定され、パレット60上に載置されたECU40の直上に配置される。ピストンロッド11bの先端部には、該先端部に固定される固定部材24、第1フローティング機構21を介して長板状の第1支持部材16が取り付けられている。第1アクチュエータ11は、ピストンロッド11bを伸縮することで、第1フローティング機構21を介して第1支持部材16を上下方向に移動可能である。
The
第1フローティング機構21は、図1に示すように、該第1フローティング機構21の下部に支持される下部ユニット25全体をフローティング支持するための機構である。下部ユニット25は、コネクタ自動接続装置10を構成する部材、機構のうち第1支持部材16に支持される部材、機構であり、第2アクチュエータ12、第3アクチュエータ13、クランク機構6、第4アクチュエータ14及び保持部材29などを含むものである。第1フローティング機構21は、図3に示すように、X軸方向(前後方向)の直線ガイド部21a及びY軸方向(左右方向)の直線ガイド部21bを有する直交十字状の直線ガイド機構(例えば、LMガイド(登録商標))と、該直交十字状の直線ガイド機構の対角線上、かつ直線ガイド部21aと直線ガイド部21bとが交差する直線ガイド機構の中心位置(ピストンロッド11bの軸心位置と同位置)から等距離となる四方4箇所の位置に、引っ張り方向が上下方向なるように配置される4つの引っ張りバネ21cとから構成される。第1フローティング機構21は、第1アクチュエータ11のピストンロッド11bの先端部に固定される板状の固定部材24と長板状の第1支持部材16との間に介装される。第1フローティング機構21は、直線ガイド機構(直線ガイド部16a、16b)により、第1アクチュエータ11に対して下部ユニット25を水平方向の任意の方向に移動可能であるとともに、4つの引っ張りバネ21cによる上下方向に引っ張る四方からの荷重により下部ユニット25を直線ガイド機構の中心位置(ピストンロッド11bの軸心位置と同位置)に戻すように働いて、該第1支持部材16を水平方向にフローティングさせるものである。すなわち、上記下部ユニット25は、第1アクチュエータ11(固定部材24)に対して、下部ユニット25全体が直線ガイド機構の中心位置から外れるような水平方向の力がかかった場合でも、第1フローティング機構21により下部ユニット25全体を常に中心位置に戻る力が働くように、フローティングしている状態となっている。
As shown in FIG. 1, the first floating
第1支持部材16には、図1に示すように、第1支持部材16の一方側(本実施形態では、後方側)に側面視L字状の第2支持部材17を介して第2アクチュエータ12が支持固定されるとともに、第1支持部材16の他方側(本実施形態では、前方側)に板状の第3支持部材18を介して第4アクチュエータ14が支持固定されている。また、第1支持部材16には、図2に示すように、第1支持部材16の長手方向両端から下方に突出する二つの第2ガイドピン19と、該第2ガイドピン19の対向方向内側において下方に突出する二つの過荷重防止機構28が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
第2アクチュエータ12は、エアシリンダであり、シリンダ本体12aと、空圧により該シリンダ本体12aに対して伸縮するピストンロッド12bとを備える。第2アクチュエータ12のシリンダ本体12aは、ピストンロッド12bの伸縮方向を上下方向とするとともに、第2支持部材17を介して第1支持部材16の短手方向一端に支持固定される。ピストンロッド12bの先端部には、第3アクチュエータ13が取り付けられている。第2アクチュエータ12は、ピストンロッド12bを伸縮することで、該ピストンロッド12bに第3アクチュエータ13及び第2フローティング機構22を介してクランプ機構6を上下方向に移動可能である。
The
第3アクチュエータ13は、電動シリンダであり、シリンダ本体13aと、電動により該シリンダ本体13aに対して伸縮するピストンロッド13b(図4(c)参照)とを備える。第3アクチュエータ13のシリンダ本体13aは、第2アクチュエータ12のピストンロッド12bの先端部において、ピストンロッド13bの伸縮方向が水平方向(本実施形態では、前後方向)となるように、第2アクチュエータ12の直下に支持固定される。ピストンロッド13bの先端部には、第2フローティング機構22が取り付けられている。第3アクチュエータ13は、ピストンロッド13bを伸縮することで、第2フローティング機構22を介してクランプ機構6を水平方向(本実施形態では、前後方向)に移動可能である。第3アクチュエータ13は、シリンダ本体13aにピストンロッド13bが受ける荷重を検出する荷重検出手段15を備える。荷重検出手段15は、制御手段20に接続される。荷重検出手段15と制御手段20とにより、嵌合検知手段8が構成される。また、第3アクチュエータ13は、シリンダ本体13aに対するピストンロッド13bの変位を検出する変位センサ(図示せず)を備える。
The
第2フローティング機構22は、クランプ機構6をフローティング支持するためのフローティング機構であり、支持部材22aと、移動部材22bと、複数のショルダーボルト22cと、該ショルダーボルト22cに嵌め込まれるバネ(図示せず)と、から構成される。支持部材22aは、第3アクチュエータ13の先端部に固定される側面視L字状の部材であり、ショルダーボルト22cを介して移動部材22bを支持する部材である。移動部材22bは、板状の部材であり、ショルダーボルト22cを介して支持部材22aの下方に取り付けられる。ショルダーボルト22cは、支持部材22aに形成されたボルト貫通孔に上方から下方に向けて挿通されており、支持部材22aから突出する下端部分が移動部材22bに螺入されている。バネは、ショルダーボルト22cにおける支持部材22a上端から突出する部分に嵌め込まれ、ショルダーボルト22cの頭部が支持部材22aから離間する方向に付勢されている。また、移動部材22bが上方に移動した際に、移動部材22bの上端面が支持部材22aの下端面に当接することで、移動部材22bの上方への移動が規制されている。このように、支持部材22aは、移動部材22bを、ショルダーボルト22c、バネによってフローティング支持する機構になっており、移動部材22bは支持部材22aに対して上下方向の所定範囲においてフローティング可能になっている。後述するクランプ機構6の上端部は、第2フローティング機構22を介して第3アクチュエータ13の先端部に取り付けられる。第2フローティング機構22は、クランプ機構6を上下方向の所定範囲でフローティングさせるものである。
The second floating
第4アクチュエータ14は、電動シリンダであり、シリンダ本体14aと、電動により該シリンダ本体14aに対して伸縮するピストンロッド14b(図4(d)参照)とを備える。第4アクチュエータ14のシリンダ本体14aは、ピストンロッド13bの伸縮方向が水平方向(本実施形態では、前後方向)となるように、第3支持部材18を介して第1支持部材16の短手方向他端に支持固定される。第4アクチュエータ14は、第3アクチュエータ13に対して該第4アクチュエータ14のピストンロッド14bの軸心と、第3アクチュエータ13のピストンロッド13bの軸心とが同一平面上となる位置に配置される。ピストンロッド14bの先端部には、第3フローティング機構23が取り付けられている。第4アクチュエータ14は、ピストンロッド14bを伸縮することで、第3フローティング機構23、保持部材29を介して検査装置側コネクタ5を水平方向(本実施形態では、前後方向)に移動可能である。第4アクチュエータ14は、第3アクチュエータ13と同様に、図示しない荷重検出手段や変位センサを備えており、これらが制御手段20に接続され、嵌合検知手段を構成している。
The
第1アクチュエータ11、第2アクチュエータ12及び第3アクチュエータ13は、それぞれを連携して駆動させることでクランプ機構6を上下方向及び前後方向に移動させる移動手段である。具体的には、第1アクチュエータ11、第2アクチュエータ12は、クランプ機構6を上下方向に移動して、後述する仮固定治具7にセットされた電池パック側コネクタ3後方やECU側コネクタ4後方の所定位置にクランプ機構6を移動するための移動手段である。また、第3アクチュエータ13は、電池パック側コネクタ3後方の所定位置から前記クランプ機構6を前方に移動して、該クランプ機構6にクランプされた電池パック側コネクタ3を相手側コネクタである検査装置側コネクタ5に接続して嵌合させることができる。また、第3アクチュエータ13は、検査装置側コネクタ5と嵌合した電池パック側コネクタ3をクランプしたクランプ機構6を後方に移動して、該電池パック側コネクタ3と検査装置側コネクタ5とを接続解除させるための移動手段となる。さらに、第3アクチュエータ13は、ECU側コネクタ4後方の所定位置から電池パック側コネクタ3をクランプしたクランプ機構6を前方に移動して、相手側コネクタであるECU側コネクタ4に接続して嵌合させるための移動手段となる。
The
一方、第4アクチュエータ14は、該第4アクチュエータ14を駆動することで、検査装置側コネクタ5を保持した保持部材29を後方に移動して、所定位置(本実施形態では、仮固定治具7における後述する第2差し込み孔7f(図2参照))にセットするための移動手段である。第4アクチュエータ14は、保持部材29を介して検査装置側コネクタ5を移動して、仮固定治具7に仮固定された電池パック側コネクタ3に接続して嵌合させることができる。
なお、本実施形態では、第4アクチュエータ14により保持部材29に保持された検査装置側コネクタ5を移動して仮固定治具7における検査装置側コネクタ5の第2差し込み孔7fにセット可能に構成しているが、特に限定するものではない。例えば、検査装置側コネクタ5を予め所定位置(例えば、前記第2差し込み孔7f)にセットしておき、第1アクチュエータ11、第2アクチュエータ12及び第3アクチュエータ13を駆動して電池パック側コネクタ3を移動させて検査装置側コネクタ5にコネクタ嵌合させることも可能である。
On the other hand, the
In the present embodiment, the inspection apparatus side connector 5 held by the holding
第3フローティング機構23は、保持部材29に保持される検査装置側コネクタ5をフローティング支持するためのフローティング機構であり、支持部材23aと、移動部材23bと、ショルダーボルト23cと、該ショルダーボルト23cに嵌め込まれるバネ(図示せず)と、から構成される。支持部材23aは、第4アクチュエータ14の先端部に固定される側面視L字状の部材であり、ショルダーボルト23cを介して移動部材23bを支持する部材である。移動部材23bは、板状の部材であり、ショルダーボルト23cを介して支持部材23aの下方に取り付けられる。ショルダーボルト23cは、支持部材23aに形成されたボルト貫通孔に上方から下方に向けて挿通されており、支持部材23aから突出する下端部分が移動部材23bに螺入されている。バネは、ショルダーボルト23cにおける支持部材23a上端から突出する部分に嵌め込まれ、ショルダーボルト23cの頭部が支持部材23aから離間する方向に付勢されている。また、移動部材23bが上方に移動した際に、移動部材23bの上端面が支持部材23aの下端面に当接することで、移動部材23bの上方への移動が規制されている。このように、支持部材23aは、移動部材23bを、ショルダーボルト23c、バネによってフローティング支持する機構になっており、移動部材23bは支持部材23aに対して上下方向の所定範囲においてフローティング可能になっている。保持部材29の上端部は、第3フローティング機構23を介して第3アクチュエータ13の先端部に取り付けられる。第3フローティング機構23は、保持部材29を介して検査装置側コネクタ5を上下方向の所定範囲でフローティングさせるものである。
The third floating
クランプ機構6は、第3アクチュエータ13の先端部に第2フローティング機構22を介して配置され、第1アクチュエータ11、第2アクチュエータ12、及び第3アクチュエータにより移動されるとともに、電池パック側コネクタ3をクランプする機構である。クランプ機構6は、平板棒状で左右一対からなるクランプバー6a・6aと、該クランプバー6a・6aの一端を軸支して回動する回動機構(図示せず)と、から構成される。回動動構は、クランプバー6a・6aの一端を軸支する回動軸6bと、該回動軸6bを回動駆動させるラックピニオン機構(図示せず)と、該ラックピニオン機構を駆動する駆動手段(図示せず)と、クランプバー6a・6aの上方において前方に突出して形成される先端部が先細りのテーパー形状のガイドピン6cから構成される。クランプ機構6では、ラックピニオン機構のラックが駆動手段により直線移動させられるようになっており、このラックの直線移動によりピニオンを介して回動軸6bを回動することで、クランプバー6a・6aが左回転または右回転する。すなわち、ラックの進退動に応じてクランプバー6a・6aは90度だけ反転するようにして回動可能であり、一対のクランプバー6a・6aにより開閉動作(クランプバー開状態:クランプバー6a・6aの各先端が下方に向いて平行となる状態、クランプバー閉状態:クランプバー6a・6aが内側に90度回動し、クランプバー6a・6aの先端同士が突き合わされる状態)を行うことができる。詳細は後述するが、クランプ機構6は、仮固定治具7のコネクタ仮固定部7bに仮固定された複数の電池パック側コネクタ3(本実施形態では、4個のメス型コネクタ)を、水平方向に並べた状態でコネクタ厚さ方向(図1における上下方向)かつ同時にクランプすることができる。クランプ機構6は、制御手段20に接続されている。
The clamp mechanism 6 is disposed at the tip of the
仮固定治具7は、電池パック側コネクタ3を仮固定して、電池パック側コネクタ3をクランプ機構6によりクランプする位置に位置決めするものである。仮固定治具7は、長方形板状の基部7aと、該基部7a上面において仮固定治具7の短手方向一端において長手方向略中央に設けられる略直方体状のコネクタ仮固定部7bと、基部7aの長手方向両端及び短手方向前端において上下方向に貫通する円状の貫通孔であって、第1ガイドピン61を案内する第1ガイド孔7c及び第2ガイドピン19を案内する第2ガイド孔7d(図2参照)と、第1ラフガイド機構26と、クランプ機構6が有するガイドピン6cを案内する第3ガイド孔27とを備える。
The
コネクタ仮固定部7bには、その前面に複数(本実施形態では、4個)の電池パック側コネクタ3を水平方向に並べて差し込んで仮固定が可能である第1差し込み孔7eが設けられている。一方、コネクタ仮固定部7bの後面には、該第1差し込み孔7eに対向する位置に検査装置側コネクタ5が差し込み可能である第2差し込み孔7f(図2参照)が設けられている。第1差し込み孔7eと第2差し込み孔7fとはコネクタ仮固定部7b内で連通しており、第1差し込み孔7eに差し込まれた電池パック側コネクタ3と第2差し込み孔7fに差し込まれた検査装置側コネクタ5とは、コネクタ仮固定部7b内でコネクタ嵌合することが可能である。コネクタ仮固定部7bの前面の上端部には、2つの第3ガイド孔27が設けられている。
The connector
第3ガイド孔27は、クランプ機構6が有するガイドピン6cをラフに受け入れてクランプ機構6を仮固定治具7のコネクタ仮固定部7b前面に案内可能な二つのガイド孔である。クランプ機構6により仮固定治具7に仮固定された電池パック側コネクタ3をクランプする際に、第3ガイド孔27にガイドピン6cを挿通してクランク機構6を前方に案内することにより、クランプ機構6を電池パック側コネクタ3の外形に合わせて位置決めすることができる。
The third guide holes 27 are two guide holes that can roughly receive the guide pins 6 c of the clamp mechanism 6 and guide the clamp mechanism 6 to the front surface of the connector
第1ラフガイド機構26は、仮固定治具7の基部7aから下方に突出して複数配置され、仮固定治具7をECUの上部に配置する際に、該仮固定治具7を案内してECU40の外形に対しラフに位置合わせするためのものである。具体的には、第1ラフガイド機構26は、仮固定治具7をECU40外形に対しラフに位置合わせするための斜面であるラフガイド面26a(図2参照)が設けられ、このラフガイド面26aは、仮固定治具7の組付け方向(本実施形態では下方)先端側へ向けて漸次厚さが薄くなるテーパー形状に形成されている。
A plurality of first
嵌合検知手段8は、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタ(検査装置側コネクタ5、ECU側コネクタ4)とが嵌合した際のアクチュエータ(本実施形態では、第3アクチュエータ13)の荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知する手段である。嵌合検知手段8は、第3アクチュエータ13に取り付けられ、該第3アクチュエータ13に加えられる荷重を検出する荷重検出手段15及び第3アクチュエータ13(ピストンロッド13b)の変位を検出する変位センサ(図示せず)と、該荷重検出手段15及び変位センサと接続される制御手段20とから構成される。制御手段20は、荷重検出手段15により第3アクチュエータ13に加えられる荷重を時系列で取得することで、第3アクチュエータ13における荷重変動量を取得することができる。これにより、制御手段20は、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタとの組付け確認作業、すなわち電池パック側コネクタ3及び相手側コネクタのうち、一方のコネクタが有するロック爪が、他方のコネクタが有するロック爪の係合部に乗り上げた際のアクチュエータ(本実施形態では、第3アクチュエータ13)荷重変動量から、コネクタ嵌合が完了したことを検知することができる。また、制御手段20は、変位センサにより第3アクチュエータ13(シリンダ本体13a)に対するピストンロッド13bのストローク量を時系列で取得することができる。これにより、制御手段20は、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタとの組付け確認作業、すなわち予め記憶されているコネクタ嵌合時のピストンロッド13bのストローク量と、変位センサにより取得されるピストンロッド13bのストローク量とを比較して、コネクタ嵌合が完了したことを検知することができる。
なお、本実施形態のコネクタ自動接続装置10では、第3アクチュエータ13に荷重検出手段15と変位センサの両方を備える構成としているが、この構成に特に限定するものでない。例えば、ロック爪を係合部に係合するロック機構によりコネクタ同士を嵌合する場合は、荷重検出手段15のみを備える構成としてもよく、ロック機構を有しないコネクタ同士を嵌合する場合は、変位センサのみを備える構成としてもよく、コネクタのロック機構の有無に応じて荷重検出手段15と変位センサとを適宜使い分ければよい。
The fitting detection means 8 is a load variation of the actuator (in this embodiment, the third actuator 13) when the battery
In the connector
なお、上記のように嵌合検知手段8によりコネクタ嵌合を検知する代わりに、例えば、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタとが嵌合動作をした後に、コネクタ同士が完全嵌合(コネクタ爪が係合部に係合)しているかどうかを確認するため、電池パック側コネクタ3の後退動作を行って、変化する荷重変化量やストローク量により、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタとがコネクタ嵌合をしているかどうかを制御手段20が検知することも可能である。
Instead of detecting the connector fitting by the fitting detecting means 8 as described above, for example, after the battery
また、本実施形態とは異なる嵌合検出手段の形態としては、上記本実施形態のように複数の電池パック側コネクタ3を相手側コネクタに同時に接続するのではなく、電池パック側コネクタ3を一つずつ個別に相手側コネクタに接続することで、各コネクタ接続に時間差を持たせる手段を設ける構成とすることもできる。このような構成では、音感センサや振動センサによってコネクタ嵌合を判別する場合に、嵌合判別のしやすさを向上することができる。
Further, as a form of the fitting detecting means different from the present embodiment, a plurality of battery
制御手段20は、コネクタ自動接続装置10の各アクチュエータを制御する。また、制御手段20は、第3アクチュエータ13が有する荷重検出手段15とともに嵌合検知手段8を構成する。制御手段20は、荷重検出手段15により検出される負荷荷重を時系列で取得し、所定時間あたりの荷重変動量を算出する荷重変動量算出手段(図示せず)と、該荷重変動量算出手段により算出された荷重変動量よりコネクタ嵌合が完了したかどうかを判定する判定手段(図示せず)と、判定結果を表示する表示手段(図示せず)を有する。判定手段は、荷重変動検出手段により算出された荷重変動量と予め取得されている電池パック側コネクタ3と相手側コネクタとが完全に嵌合した時の荷重変動量とを比較し、完全嵌合したかどうかの判定を行う。
The control means 20 controls each actuator of the automatic
コネクタ離脱機構は、第4アクチュエータ14先端に取り付けられた保持部材29による仮固定治具7の押付け動作によりコネクタ仮固定部7b(第1差し込み孔7e)から電池パック側コネクタ3のみを離脱させる機構である。仮固定治具7(コネクタ仮固定部7bの第1差し込み孔7e)に差し込まれた電池パック側コネクタ3は、その下部を図示しないバネにより第1差し込み孔7eから抜けないように上方に付勢されており、クランプ機構6により電池パック側コネクタ3をクランプする際に、保持部材29が下降してその先端を仮固定治具7を押し付けることで、電池パック側コネクタ3が受けるバネの付勢力を弱めて電池パック側コネクタ3を仮固定治具7から離脱可能にするものである。
The connector detachment mechanism is a mechanism for detaching only the battery
過荷重防止機構28は、図2に示すように、その上端部が第1支持部材16に形成された貫通孔(図示せず)に挿通するとともにその下端部が第1支持部材16から突出するロッド状の基部28aと、該基部28aの上端に設けられるとともに該基部28aよりも拡径であり、第1支持部材16の上面に係止される係止部28bと、基部28aの上下方向中途部に設けられる鍔部28cと、基部28aにおいて該鍔部28cと第1支持部材16との間に嵌め込まれるバネ28dと、から構成される。過荷重防止機構28は、基部28aがバネ28dによって下方に付勢されるように構成されており、図2に示す無負荷の状態では、基部28aの係止部28bが第1支持部材16の上面に係止される位置となる。過荷重防止機構28は、第1アクチュエータ11により下部ユニット25を下降させた際に、基部28aの先端が仮固定治具7の上部に接触して、該接触後さらに下降するとバネ28dによる付勢力が働き、仮固定治具7に対する第1アクチュエータ11による過度の押さえ荷重を吸収することができる。
As shown in FIG. 2, the
次に、以上のように構成された本実施形態に係るコネクタ自動接続装置10の動作について図4を用いて説明する。具体的には、車両に搭載される電池パック30の出荷検査において上記コネクタ自動接続装置10を適用した際の、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタである検査装置側コネクタ5及びECU側コネクタ4との間におけるコネクタの接続(接続解除)動作及び付替え動作について説明する。
なお、本実施形態の電池パック側コネクタ3は、ロック爪を有し、該ロック爪は電池パック側コネクタ3がECU側コネクタ4と嵌合した際にECU側コネクタ4が備えるロック爪の係合部と係合することでコネクタ嵌合が完了する。一方、検査装置側コネクタ5は、ロック爪の係合部を備えず、検査の際に電池パック側コネクタ3を抜き差し可能である構成としている。
Next, the operation of the automatic
The battery
先ず、電池パック30の検査のための前段取りとして、パレット60上に電池パック30とECU40が載置された状態において、図1に示すように、仮固定治具7をECU40の上部にかぶせてセット(位置決め)するとともに、電池パック側コネクタ3を仮固定治具7に仮固定する。具体的には、仮固定治具7が有するコネクタ仮固定部7bの第1差し込み孔7eに4個の電池パック側コネクタ3を差し込む(図4(a)参照)。
First, as a preliminary setup for the inspection of the
次に、第1アクチュエータ11及び第2アクチュエータ12を駆動して、コネクタ自動接続装置10の下部ユニット25及び第3アクチュエータ13を適宜下降して、第2ガイドピン19を第2ガイド孔7dに挿通するとともに、クランク機構6を電池パック側コネクタ3の後方に位置決めする(図4(b)参照)。次に、第3アクチュエータ13を駆動して、クランプ機構6が有するガイドピン6cを第3ガイド孔27に挿通してクランプ機構6をガイドしながら、クランプ機構6を電池パック側コネクタ3に向けて前進し、4つの電池パック側コネクタ3の上端を係止した状態でクランプバー6a・6aによりクランプする(図4(c)参照)。このように、ガイドピン6cが第3ガイド孔27に挿通してクランプ機構6が位置決めされるため、仮固定治具7に仮固定された電池パック側コネクタ3の外形を確実に捕捉してクランプすることができる。
Next, the
次に、検査装置側コネクタ5を仮固定治具7のコネクタ仮固定部7bの前方に下降し、第4アクチュエータ14を駆動して、コネクタ仮固定部7bの第2差し込み孔7fに向けて移動させる。そして、仮固定治具7のコネクタ仮固定部7b内において、電池パック側コネクタ3と検査装置側コネクタ5とを接続してコネクタ嵌合させる。そして、検査装置50による電池パック30の電気的特性検査を実施する。
Next, the inspection apparatus side connector 5 is lowered to the front of the connector
ここで、電池パック側コネクタ3と検査装置側コネクタ5とが正常に取り付けられた場合、すなわち、電池パック側コネクタ3と検査装置側コネクタ5とが完全に嵌合した場合は、制御手段20ではコネクタ嵌合時の所定のストローク量が検知されるため、正常に完全嵌合したと判定する。一方、完全嵌合しなかった場合には、制御手段20では所定のストローク量が得られなかったことを検知し、例えば、制御手段20が有する表示手段に警告メッセージ等を表示したりして完全嵌合していないことを使用者に知らせる。
Here, when the battery
検査装置50による検査が終了後、制御手段20は、第3アクチュエータ13を駆動して、電池パック側コネクタ3をクランプしたクランプ機構6を後方に移動させることで、電池パック側コネクタ3と検査装置側コネクタ5との接続を解除する(図4(d)参照)。
After the inspection by the
次に、電池パック側コネクタ3をクランプしたクランプ機構6をECU40が有するECU側コネクタ4の後方の位置まで下降させる。次に、電池パック側コネクタ3をクランプしたクランプ機構6を前進させて、電池パック側コネクタ3とECU側コネクタ4とを接続してコネクタ嵌合させる。そして、電池パック側コネクタ3とECU側コネクタ4とを接続した状態で所定の電気的特性検査を実施する。
Next, the clamp mechanism 6 that clamps the battery
ここで、電池パック側コネクタ3とECU側コネクタ4とが完全に嵌合した場合、すなわち、電池パック側コネクタ3のロック爪がECU側コネクタ4の係合部に係合した場合は、嵌合検知手段8ではコネクタ嵌合時の所定の荷重変動が検知されるため、制御手段20は正常に完全嵌合したと判定する。一方、完全嵌合しなかった場合には、嵌合検知手段8では所定の荷重変動が得られなかったことを検知し、例えば、制御手段20が有する表示手段に警告メッセージ等を表示したりして完全嵌合していないことを使用者に知らせる。
Here, when the battery
当該検査が終了後、電池パック側コネクタ3をクランプするクランプバー6a・6aをアンクランプする。このアンクランプの際に、ワイヤーハーネス31等との干渉を避けるため、徐々にクランプバー6a・6aを開状態とする動作を行うように制御手段20によりクランク機構6を制御するとよい。
After the inspection, the clamp bars 6a and 6a for clamping the battery
本実施形態に係るコネクタ自動接続装置10では、該コネクタ自動接続装置10が有する各ガイド機構と各フローティング機構とを併用することで、電池パック側コネクタ3と相手側コネクタとを接続する際の位置ずれ(公差)を吸収することができる。
In the automatic
本発明によれば、コネクタ本体側ではなくコネクタ自動接続装置側でコネクタの位置決めとコネクタの嵌合保証させる構成としているため、コネクタの構造を変更することなく、コネクタ同士の接続を自動化するとともにコネクタの嵌合状態を保証することができる。 According to the present invention, since the connector is positioned and the connector is guaranteed to be fitted not on the connector body side but on the connector automatic connection device side, the connection between the connectors is automated and the connector is not changed without changing the connector structure. It is possible to guarantee the fitting state.
3 電池パック側コネクタ
4 ECU側コネクタ
5 検査装置側コネクタ
6 クランプ機構
7 仮固定治具
8 嵌合検知手段
10 コネクタ自動接続装置
15 荷重検知手段
20 制御手段
30 電池パック
40 ECU
50 検査装置
DESCRIPTION OF
50 Inspection equipment
Claims (3)
前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタのうち少なくとも一方を移動して、前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタとを嵌合させるアクチュエータと、
前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタとが嵌合した際の前記アクチュエータの荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知する嵌合検知手段と、を備えることを特徴とする電池パック検査用コネクタ自動接続装置。 In the battery pack inspection connector automatic connection device that automatically connects the battery pack side connector and the counterpart connector when inspecting the battery pack,
An actuator that moves at least one of the battery pack-side connector and the mating connector to fit the battery pack-side connector and the mating connector;
A battery pack inspection connector automatic connection comprising: a fitting detection means for detecting completion of connector fitting from a load variation of the actuator when the battery pack side connector and the mating connector are fitted. apparatus.
前記電池パック側コネクタを仮固定して、前記電池パック側コネクタを前記クランプ機構によりクランプする位置に位置決めする仮固定治具と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の電池パック検査用コネクタ自動接続装置。 A clamp mechanism that is moved by the actuator and clamps the battery pack side connector;
The battery pack inspection device according to claim 1, further comprising: a temporary fixing jig that temporarily fixes the battery pack side connector and positions the battery pack side connector at a position to be clamped by the clamp mechanism. Connector automatic connection device.
The fitting detection means includes: a load variation of the actuator when a lock claw of one connector of the battery pack side connector and the mating connector rides on an engagement portion of the lock claw of the other connector The connector automatic connection device for battery pack inspection according to claim 1, wherein completion of connector fitting is detected from the battery pack.
Priority Applications (1)
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JP2013078034A JP2014203628A (en) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | Connector automatically connecting device for battery pack inspection |
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