JP3608414B2

JP3608414B2 - 端子付電線の自動評価装置

Info

Publication number: JP3608414B2
Application number: JP01099599A
Authority: JP
Inventors: 浩景井
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: JP2000207956A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端子付電線の自動評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被覆電線を調尺して裁断し、ビニール被覆を剥いだ後、端子金具を圧着する端子圧着装置が採用されている。
この端子圧着装置は、端子金具をかしめる金型をユニット化したものであり、予め端部に皮剥加工が施された被覆電線の皮剥端部を位置決めし、これに端子金具を圧着できるように構成されている。前記金型としては、端子金具を受けるアンビルと、このアンビルと協働して端子金具をかしめるクリンパとが対になって設けられ、端子金具はこれらアンビルとクリンパとの間でかしめられ、被覆電線の端部に圧着されるようになっている。
【０００３】
一方、圧着される端子金具は、断面がＵ字状に開いた２つのバレルを有している。１つは被覆電線の被覆端部にかしめられる被覆バレルであり、他の１つは、芯線にかしめられる芯線バレルである。
図１は、被覆電線４に圧着された状態の端子金具８を示す斜視図であり、かしめられた被覆バレルの高さをＨV(ビニールハイト) 、横幅をＷV （ビニールワイド）で表し、かしめられた芯線バレルの高さをＨC(クリンプハイト) 、横幅をＷC （クリンプワイド）で表している。
【０００４】
前記クリンプハイトＨＣは、端子の圧着高さであり、電線と端子金具との接触抵抗Ｒと、固着力Ｆに関係する重要な指標とされている。
クリンプハイトＨＣが高すぎると、接触抵抗Ｒが高くなり、電線を引っ張ると容易に抜けてしまう。クリンプハイトＨＣが低すぎると、接触抵抗Ｒは低くなるが、芯線に大きなストレスがかかり、機械的強度が弱くなって断線しやすくなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、従来では、クリンプハイトＨＣの最適設定値を得るため、一定数の端子付電線に対して、作業員が接触抵抗計で接触抵抗値を測定し、引張試験機にかけて固着力を測定し、測定結果を人手で入力していた。
しかし、測定に労力を要し、測定結果の入力ミスも起こりうることから、測定の自動化が望まれていた。
【０００６】
また、従来の測定は、一定数の端子付電線に対して、接触抵抗値を測定すればそれらのデータを統計処理し、固着力を測定すればそれらのデータを統計処理し、といった具合に、１本１本の試験電線に対して一貫して行うものではなかった。したがって、１本の試験電線にどのような測定結果が現れるのか知ることができず、総合的な評価が困難になるため、最適設計をする際に支障を来していた。
【０００７】
本発明は、１本１本の試験電線に対して一貫した自動測定を行い測定結果を出力することができる端子付電線の自動評価装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、その測定結果の評価に基づいて端子の圧着高さを自動的に調整することができる端子付電線の自動評価装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の端子付電線の自動評価装置は、図２にその構成を示すように、被覆電線を調尺し、両端に皮剥加工を施して、少なくとも一端部に端子金具を圧着し、他端側芯線部をハンダ付けして電線を製造する電線自動製造ユニット１と、
電線自動製造ユニットで製造された電線を１本ずつを受け取り、受け取った１本１本全ての電線に対して電線の端子金具のクリンプハイトＨｃを測定するクリンプハイト測定部２１、第１の自動搬送部Ａ、端子金具の接触抵抗値Ｒを測定する接触抵抗測定部２２、第２の自動搬送部Ｂ、及び金具の引っ張り強さを測定する固着力Ｆ測定部２３、を含む検査ユニット２と、検査ユニット２の検査結果により得られる各電線のクリンプハイトＨｃ、接触抵抗値Ｒおよび固着力Ｆを記憶し、それらの値を集積して、接触抵抗値Ｒおよび固着力Ｆが予め定める規格内に入るクリンプハイトＨｃを求め、当該クリンプハイトＨｃが得られるように、前記電線自動製造ユニットにおける端子の圧着高さをフィードバック制御するデータ処理制御ユニット３２と、を有することを特徴とする端子付電線の自動評価装置である。
【００１２】
この構成によれば、検査ユニット２の検査結果に基づいて、端子の圧着高さが最適値になるように、自動的にフィードバック調整することができるので、最終的には、最適な端子圧着高さを含む製造条件を自動的に得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図３は、端子付電線の自動評価装置の概略構成を示す平面図である。端子付電線の自動評価装置は、電線製造ユニット１と、検査ユニット２と、データ処理制御ユニット３とに大別される。
【００１４】
電線製造ユニット１は、巻取りリール４ａに巻き取られた被覆電線４を引き出して調尺し、所定の長さに裁断して両端部の被覆部を皮剥する裁断・皮剥部１４と、アンビルとクリンパの対を備え、端子金具リール５ａに巻き取られた端子金具帯５を繰り出して該端子帯５の端子金具８をサーボプレスで上記被覆電線４の一端部に圧着する端子圧着部１１と、被覆電線４の端子が圧着されていない他端部を半田付けする半田付け部１２と、ブロアー１３ａによる冷却空気の吹きつけによって半田を冷却する冷却部１３とを有する。
【００１５】
図４は、端子金具８の芯線バレル８ａに導入された芯線４ａを示す断面図である。
図５（ａ）は、端子金具８をアンビルとクリンパの間に挟んで圧着している状態を示し、図５（ｂ）は、圧着後の端子金具８の状態を示す。
これらの図４、図５も参照して、図３で示した端子圧着部１１においては、この芯線４ａを芯線バレル８ａに導入した状態で、アンビル１１ａとクリンパ１１ｂとの間に送給し、両者でかしめることにより、端子金具８を被覆電線４の上記一端部に圧着させる。
【００１６】
図５（ａ）におけるかしめ部分の高さは、かしめ状態における金型間寸法（以下単に「金型間寸法」という）、すなわちサーボプレスの下死点の高さで決まるものである。図５（ｂ）におけるかしめ部分の高さはクリンプハイトＨｃである。金型間寸法とクリンプハイトＨｃとは、端子のスプリングバック等のために必ずしも同一ではないが、経験則上、一定の関係があり、この関係に基づいて、サーボプレスの下死点を調整することにより、クリンプハイトＨｃを最適に決めることができる。
【００１７】
なお、電線製造ユニット１は、前記の構造のものに限られず、作業者が予め調尺された被覆電線を手作業で搬送し、端子金具８を圧着する形式のものであってもよく、要するに圧着工程後に該試験電線を特定可能な状態で検査ユニット２に受け渡す形式のものであれば、どのような構造であってもよい。
図３を参照して、電線製造ユニット１により端子が圧着された被覆電線（「試験電線」という）は、水平状態のまま１本ずつ、間欠的に第１受け渡し部６によって検査ユニット２に送られる。
【００１８】
検査ユニット２は、クランプ２４ａ〜２４ｄを備える無端コンベヤ２４と、無端コンベヤ２４に搬送されている試験電線４のクリンプハイトＨｃを測定するクリンプハイト測定部２１と、接触抵抗値を測定する接触抵抗測定部２２と、試験電線の向きを水平から垂直に変えて搬送する第２受け渡し部２５と、垂直向きの電線を固着力測定部２３まで搬送する第３受け渡し部２６と、試験電線の固着力を測定する固着力測定部２３と、測定後の試験電線を搬送し排出する第４受け渡し部２７とを有する。前記無端コンベヤ２４は、請求項記載の「第１の自動搬送部」として機能し、第２受け渡し部２５及び第３受け渡し部２６は、請求項記載の「第２の自動搬送部」として機能するものである。
【００１９】
クリンプハイト測定部２１は、試験電線の端子金具８のかしめ部を固定して、デジタルダイヤルゲージ等によって測定する。
接触抵抗測定部２２は、図６に示すように、試験電線の端子金具８と端子が圧着されていない他端側の芯線部４ｂとの間に電流Ｉを流して、電圧降下Ｖを測定するもので、比Ｖ／Ｉによって接触抵抗値を知ることができる。
【００２０】
上述したように、図示の実施の形態では、電線製造ユニット１に半田付け部１２を設け、芯線部４ｂを半田付けしているので、この芯線部４ｂを単体の導体として扱うことができるので、上記接触抵抗測定部２２での測定時において、該接触抵抗測定部２２の接触子２２ａとの位置決めや接触状態が良好になるという利点がある。さらに図示の実施の形態では、半田付け後の芯線部４ｂを冷却部１３のブロアー１３ａで冷却しているので、この点からもより正確に接触抵抗値を測定することが可能になる。
【００２１】
固着力測定部２３は、図７に示すように、試験電線の端子金具８と、電線４の本体部分（図示の例では芯線部４ｂ）とをそれぞれチャック２３ａ，２３ｂで挟持し、張力を与え次第に増加させて、試験電線に加わる応力のピーク値を測定する。
クリンプハイト測定部２１の測定信号、接触抵抗測定部２２の測定信号、及び固着力測定部２３の測定信号は、データ処理制御ユニット３に入力される。
【００２２】
データ処理制御ユニット３は、各測定信号に基づき、当該試験電線のクリンプハイトＨｃ、接触抵抗値Ｒ、固着力Ｆとを求める。
データ処理制御ユニット３は、以上の処理を、電線製造ユニット１から送られてくる試験電線ごと行い、内部のメモリに記憶させる。そして、オペレータの操作に応じて、試験電線ごとのクリンプハイトＨｃ、接触抵抗値Ｒ、固着力Ｆとを一覧にして出力する。
【００２３】
【表１】

【００２４】
出力の形式は、プリンタによる打ち出し、ブラウン管などの表示器への表示、構内ネットワークを通したデータ伝送など適宜選択することができる。
管理者は、当該一覧を見て、クリンプハイトＨｃに対する、接触抵抗値Ｒのバラツキ、固着力Ｆのバラツキが分かる。また、接触抵抗値Ｒ、固着力Ｆが規格を満たしているかどうかをチェックすることができる。また、接触抵抗値Ｒや固着力Ｆと、クリンプハイトＨｃとの関係も知ることができる。したがって、管理者は、各試験結果と合否判断のための予め作成されたデータとを照合して、試験電線４ごとに合否判断をすることができるとともに、不合格データに対して、その原因を容易に調べることができる。
【００２５】
なお、本発明の実施形態において、データ処理制御ユニット３には、試験電線の合否判断を行なうためのデータが入力されているので、各試験結果と合否判断のためのデータとを照合して、試験電線４の合否判断を自動出力させることもできる。この合否判断においては、単に個々の試験結果の合否判断がなされるだけではなく、各試験結果が当該被覆電線４ごとに行なわれるので、より総合的あるいは複合的な合否判断を行なうことが可能になる。
【００２６】
図８は、クリンプハイトＨｃと、接触抵抗値Ｒ及び固着力Ｆとの関係を示すグラフである。横軸にクリンプハイトＨｃをとり、縦軸に接触抵抗値Ｒ及び固着力Ｆをとっている。図８で、ＭＥＡＮとしているのは試験材とした試験電線の中での平均値、ＭＡＸは最大値、ＭＩＮは最小値を表す。
Ｆｃは固着力の規格値を示し、これ以上の固着力が必要とされる。Ｒｃは接触抵抗の規格値を示し、これ以下の接触抵抗値が要求される。図８のグラフから固着力が最大となるクリンプハイトＨｃ（Ｆ最大）は、比較的高い所にあるが、そのクリンプハイトＨｃを選べば接触抵抗値Ｒが規格すれすれになってしまう。接触抵抗値Ｒだけを見れば、クリンプハイトＨｃは、低い方がよいが固着力Ｆが急激に低下する。したがって、接触抵抗値Ｒ、固着力Ｆともに規格内で適正な値をとることのできるクリンプハイトＨｃが存在するので、そのようなクリンプハイトＨｃを見つけることが好ましい。
【００２７】
本発明の実施の形態によれば、予め定めた複数のクリンプハイトＨｃ値により圧着したそれぞれの試験電線について、クリンプハイトＨｃと接触抵抗値Ｒ及び固着力Ｆとの測定結果のデータを集積して、図８のグラフのようにプロットし、最適なクリンプハイトＨｃを見出すことができる。
また、計算上求めた理論上最適なクリンプハイトＨｃ値を金型間寸法に換算してサーボプレスに入力し、その金型間寸法を前後とする複数の金型間寸法を設定して、試験電線を自動的に作りながら試験データを集積処理することにより、自動的に最適なクリンプハイトＨｃ値を見い出すことができる。
【００２８】
以上の端子圧着部１１の圧着条件の自動設定は、一定のアルゴリズムを使ってデータ処理制御ユニット３の中のコンピュータに行わせることができる。
当該「アルゴリズム」の流れを例示すると、接触抵抗値Ｒと固着力Ｆとを変数とする評価関数を決定しておき、接触抵抗値Ｒ、固着力Ｆともに規格内にはいるようなクリンプハイトＨｃの範囲を決定して、この範囲の中で、前記評価関数を最大にするクリンプハイトＨｃを決定することである。
【００２９】
前記評価関数は、実際に試験電線に対して図８のようなグラフを作成し、プロットされた接触抵抗値Ｒや固着力Ｆの曲線の形を、近似式を用いてフィッティングさせ、人間が最適なクリンプハイトＨｃと判断するのと同じような結果の出る関数形を試行錯誤的に求めることによって決定することができる。
そしてクリンプハイトＨｃに基づいて、電線製造ユニット１の端子圧着部１１の金型間寸法を自動的に設定して、試験電線の測定を続けることによって、さらに適正な接触抵抗値Ｒ、固着力Ｆを持つ試験電線の製造をすることができる。
【００３０】
以上で本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は以上の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で、種々の変更を施すことが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明の端子付電線の自動評価装置によれば、１本１本の試験電線ごとにクリンプハイトＨＣ、接触抵抗値Ｒ、固着力Ｆを自動的に測定することができ、工数の低減につながる。
また、試験結果に基づき、試験電線ごとにこれら各試験結果の相関的な関係をも調べることができるので、異常データが出た場合その分析が容易にできる。
【００３２】
また、クリンプハイトＨC に基づいて金型間寸法を調整するように端子圧着部にフィードバック制御するので、最適なクリンプハイトＨC を自動的に決定することができ、そして、このクリンプハイトＨC に基づいて端子付き電線の最適な製造条件を自動的に見い出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】被覆電線に圧着された状態の端子金具８の斜視図である。
【図２】本発明の構成図である。
【図３】端子付電線の自動評価装置の構成を示す概略平面図である。
【図４】端子金具８の芯線バレルに導入された芯線を示す断面図である。
【図５】(a) は、端子金具８をアンビルとクリンパの間に挟んで圧着している状態を示す断面図であり、 (b)は、圧着後の状態を示す断面図である。
【図６】接触抵抗測定部２２における測定方法を説明するための図である。
【図７】固着力測定部２３における試験方法を説明するための図である。
【図８】クリンプハイトＨc と、接触抵抗値Ｒ及び固着力Ｆとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１電線製造ユニット
２検査ユニット
３データ処理制御ユニット
４被覆電線
７制御部
８端子金具
１１端子圧着部
１２半田付け部
２１クリンプハイト測定部
２２接触抵抗測定部
２３固着力測定部
２４無端コンベヤ
２５第２受け渡し部
２６第３受け渡し部
３１データ処理ユニット
３２データ処理制御ユニット

Claims

被覆電線を調尺し、両端に皮剥加工を施して、少なくとも一端部に端子金具を圧着し、他端側芯線部をハンダ付けして電線を製造する電線自動製造ユニットと、
電線自動製造ユニットで製造された電線を１本ずつを受け取り、受け取った１本１本全ての電線に対して電線の端子金具のクリンプハイトＨｃを測定するクリンプハイト測定部、第１の自動搬送部、端子金具の接触抵抗値Ｒを測定する接触抵抗測定部、第２の自動搬送部、及び金具の引っ張り強さを測定する固着力Ｆ測定部、を含む検査ユニットと、
検査ユニットの検査結果により得られる各電線のクリンプハイトＨｃ、接触抵抗値Ｒおよび固着力Ｆを記憶し、それらの値を集積して、接触抵抗値Ｒおよび固着力Ｆが予め定める規格内に入るクリンプハイトＨｃを求め、当該クリンプハイトＨｃが得られるように、前記電線自動製造ユニットにおける端子の圧着高さをフィードバック制御するデータ処理制御ユニットと、を有することを特徴とする端子付電線の自動評価装置。