JP3708287B2 - 自動車用ワイヤーハーネス製造における電線の圧接 - Google Patents
自動車用ワイヤーハーネス製造における電線の圧接 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用ワイヤーハーネスの製造において、そのワイヤーハーネス用電線をコネクタの圧接端子に圧接接続する装置及びその圧接状態の適否判別方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車用ワイヤーハーネスは、例えば図5に示すように電線aが並列され、その長さ方向及び幅方向の適宜個所にコネクタCを接続し、そのコネクタCに必要に応じてカバーPを被せたものである。その電線aのコネクタCへの接続手段として、作業性の点から、図13に示す、圧接接続(以下、圧接という)が採用されつつある(図7、図10参照)。
【0003】
この圧接は、同図に示すように、各電線aに対応した圧接刃50を有する圧接刃ホルダ51を下降させ、圧接刃50の先端面により、これらの電線aをコネクタCの圧接端子Tに圧入し、この圧入に伴い、絶縁被覆が被われて導体がスロットt(圧接端子T)の縁に接触し、導通させるものである。
【0004】
この圧接において、その接続不良の適否は、従来、上記圧接刃ホルダ51(圧接刃50)の下死点をセンサーで検出し、そのセンサーでもって、圧接刃50が下死点に至ったか否かで判別したり、図14に示すように、圧接完了後、コネクタC内の端子Tに、接触式プローブbを押し当て、各電線aの両端の端子T間の導通を導通検査器Qで判定して判別している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前者の判別手段は、単に、圧接刃50が下死点に到達したかどうかを判別するだけなので、電線aがなかったり、圧接刃50に掛からなかった場合でも、圧接刃50が下死点に到達すれば、“正常”と判断する問題がある。
【0006】
後者の判別手段は、単に導通をみるだけのため、電線aが圧接端子Tのスロットt内の正規の位置にない不安定な場合でも、導通すれば、“正常”と判断する問題がある。また、コネクタCへの全ての圧接が終了した後でないと、この検査を行うことができない。このため、圧接工程に連続してこの導通検査を行うと、その検査中、圧接工程の作業を停止しなければならなくなり、時間がかかるため、圧接と導通検査は時間的に切り離された別工程としなければならない問題もある。
【0007】
この発明は、圧接作用と同時に、圧接状態の適否を正確に判別し得るようにすることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、自動車用ワイヤーハーネスの製造において、そのワイヤーハーネス用電線をコネクタの圧接端子に圧接接続する際、前記圧接端子のスロットに対する電線の圧入力を検出し、この検出値を前記コネクタごとに予め設定した正常圧入力のパターンと比較して圧接状態の適否を判断するようにしたのである。
【0009】
このようにすれば、圧接作用と同時に判別作用を行うことができ、上述の“電線なし”、“端子なし”などの場合には、所要の圧入力が生じず、正確に圧接不良と判断し得る。このときの判断資料としては、▲1▼圧入力の示す曲線と時間軸との間で囲む面積の対比、▲2▼曲線形状に±の許容範囲を設定し、その範囲内に、検出値の波形が入るか否か、▲3▼検出値が前記許容範囲を出た頻度による、等を採用する。
【0010】
この圧接力パターンの対比によれば、上述のストローク検出手段では不可能であった、“異なる径の電線を圧接した場合”、“電線の出代不足”、“端子変形”、“端子と圧接刃との干渉”、“圧接刃のすき間不良”、“コネクタの高さ寸法不良”、などにおいても、それらの状態における圧入力パターンは正常圧入力パターンとは大きく異なることとなるため、その不具合を検出し得る。また、検出により得られたパターンから、逆に、どの不良モードかも推定することができ、肉眼では判断できない不良についても、不良原因究明の手助けとし得る。
【0011】
この発明において、上記正常圧入力パターンを時間軸に対して複数に分割し、その各分割時間毎に、上記検出値を正常圧入力パターンと比較して、電線の圧接適否を判断するようにするとよい。
【0012】
このようにすれば、判別精度を高めることができる。例えば、樹脂バレルを有する圧接端子である場合(図10参照)、圧接作用と同時に、そのバレルのカシメ作用がなされるが、そのカシメ作用は圧接力によりかなり大きいため、微妙な圧接時の圧入力の変化が、パターンの比較時に埋れてしまう場合がある。しかし、その樹脂バレルのカシメ作用が始まる前で時間分割すれば、そのカシメ力が生じない前の圧入力パターンを比較することができ、圧接適否の判断精度が向上する。
【0013】
また、上記各発明において、上記電線を圧接端子に押し込む圧接刃の下降ストロークを検出し、この検出値を前記コネクタごとに予め設定した正常圧入ストロークと比較し、この比較値も上記圧接状態の適否の判断に加味するようにするとよい。
【0014】
このように、圧接刃の下降ストロークも判断要素とすれば、適正な下降ストロークが得られず、適正な圧接がなされていないにもかかわらず、何らかの事情により、圧入力パターンが“正常”と判断された場合、“否”と判断し得るため、判別精度が向上する。
【0015】
さらに、上記各発明において、適否を判断する認識手段に、各コネクタに対応する予め設定した正常圧入力パターンを記憶している手段を接続し、前記認識手段は、圧接するコネクタに適した正常圧入力パターンを前記記憶手段から自動的に導き入れ、その導入した正常圧入力パターンに基づき、上記電線の圧接適否を判断するものであるものとすることができる。
【0016】
このようにすれば、圧接する各電線、各コネクタ(圧接端子)の種類(サイズ等)に合わせて、認識手段にその圧接する電線とコネクタの正常圧入力パターンを入力することにより、その種類換えに容易に対応することができる。すなわち、品種が膨大になっても、基準波形(正常圧入力パターン)の入力作業などの段取り替えが不要となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1及び図2に示すように、この発明に係る圧接装置は、コネクタCが載置される圧接台1の上方に、圧接台1に対して昇降するラム2を設け、このラム2の下端に、圧接刃ホルダ3と電線ガイド4とを設けた構成とされている。ラム2はフレームFにより支持され、フレームF上に設置されたサーボモータMにより駆動される。
【0018】
前記圧接刃ホルダ3は、ラム2に設けられた取付枠5の下面に取り付けられ、コネクタCに接続すべき各電線aに対応して並列する複数の圧接刃6を備えている。一方、電線ガイド4は、取付枠5の下面4隅から垂下するガイド軸7に沿って圧接刃ホルダ3に対して昇降する昇降枠8に、各圧接刃6が挿通される複数の長孔9を形成し、昇降枠8の下面に、長孔9の両側から下方へ突出する複数の仕切板10を平行に設けた構成とされ、昇降枠8はスプリング11により取付枠5に対して下方へ押圧されている。
【0019】
上記圧接装置により並列する複数の電線aをコネクタCに接続するには、図1に示すように、コネクタCを圧接台1上に載置し、同図及び図3に示すように、コネクタCに挿入された各端子Tのスロットtの上方に、各電線aをそれぞれ位置させる。
【0020】
この状態でラム2を下降させると、圧接刃ホルダ3及び電線ガイド4が共に下降し、各電線aは隣接する仕切板10、10間に案内され、圧接刃6の先端面で押し下げられる。そして、図4に示すように、仕切板10の先端がコネクタCの上面C’に当接すると、電線ガイド4の下降は停止するが、圧接刃ホルダ3の下降は続行し、電線aがスロットtの底部まで圧入される。
【0021】
この電線aの圧入の際、電線aは、その両側方に位置する仕切板10、10により幅方向への移動が規制されるので、圧接刃6の先端面から逸脱することなく、確実にスロットtに圧接される。このとき、スプリング11の押圧力により、電線ガイド4のコネクタCに対する密着状態が維持される。
【0022】
また、図1に示すように、フレームFにはラム2の下死点を検出する測定ゲージ12が設けられており、この測定ゲージ12は圧接台1上の基準点との距離によってラム2(圧接刃6)の下降ストロークを検出する。この測定ゲージ12は図示しない制御器に接続されて、この制御器により、下降ストロークの計測値に基づいてラム2の下死点を補正するようにサーボモータMが制御されて、電線aのスロットtへの圧接深さを一定に保持し、良好な電気接続性能を得る。測定ゲージ12の上記基準点をコネクタCの上面C’とすれば、コネクタCの上面C’を基準にして圧接作用が行なわれ、載置面1のレベルに影響されなくなる。測定ゲージ12は鎖線のごとく下死点のみを検出するものとし得る。
【0023】
さらに、圧接刃ホルダ3と取付枠5との間には、スロットtに対する各電線aの圧入力を検知するピエゾ素子等の圧力検知センサ13が設けられて、この圧力検出センサ13は圧力検出器14に接続され、さらにこの圧力検出器14はパーソナルコンピュータ15に接続されている。この圧力検出器14及びコンピュータ15は、センサ13の出力値を、コネクタCごとに予め設定した正常圧入力のパターンと比較して圧接状態の適否を判断する。
【0024】
その判断は、以下のようにして行う。例えば、図6、7に示すコネクタC(圧接端子T)においては、圧接端子Tに電線aを圧入すると、その圧入力は、時間(ラム2の下降)に対し図8の曲線Pを示し、その最高点が図13で示す、鎖線の状態、すなわち電線aがスロットtの入口に触れた状態であり、その後は下死点まで圧入力は減少する。
【0025】
このため、あるコネクタCに対するある電線aの図8に示す正常圧入力パターン(曲線)Pを予め設定しておき、そのパターンP0 を基準にして、図9の斜線で示すように、圧入力の適正範囲(接続適正範囲・良品範囲)を実験等によって予め設定しておき、実際の圧入力パターンPが破線のごとくその範囲内であれば、“適”と判断し、鎖線のごとく、その範囲外となれば、“否”と判断する。
【0026】
また、図10に示す、樹脂バレルeを有する圧接端子Tにあっては、図11に示すように、圧入力の曲線Pは、圧接に基づく圧入力の最高点の後に、樹脂バレルeをカシメる最高点が生じる。このため、前述と同様に、図12に示すように、曲線Pに基づき許容範囲を定めるとともに、圧入力の最高点の少し後の時間t1 で、パターン認識を分割し、その時間t1 の前後でもって上述の判別を行う。
【0027】
このようにすれば、圧接適否判断とバレルかしめ適否判断が別々に行われて、相互に干渉することなく、両者の適否判断が適切に行え得る。なお、分割時点t1 の位置及び数は任意である。なお、時間軸はサーボモータMの角速度等によって測定する。
【0028】
コンピュータ15には、各種の電線a及び各コネクタC(圧接端子T)の種類(サイズ等)に合わせて、その圧接する電線aとコネクタCの正常圧入力パターンP0 が予め記憶されており、電線a、コネクタCの変更毎に、図示しない制御器からの信号により、その各電線a等のパターンP0 を圧力検出器14に導き入れて、適否を判断する。コンピュータ15でラム2の下降制御器及び圧力検出器14の両方を又はどちらか一方を兼用してもよい。
【0029】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成し、圧入力パターン比較によって、圧接適否を判断するようにしたので、その判断精度は高いものとなる。また、その比較を時分割したり、圧接力の下降ストロークも判断資料に加味すれば、その精度はより高いものとなる。さらに、各種のコネクタの圧接パターンを適宜に比較可能とすれば、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る圧接装置の一実施形態を示す正面図
【図2】同上の要部拡大側面図
【図3】同上の圧接作用説明図
【図4】同上の圧接作用説明図
【図5】ワイヤーハーネスを示す斜視図
【図6】同上のコネクタの断面図
【図7】圧接端子への電線圧接作用を示す斜視図
【図8】同実施形態の圧入力関係図
【図9】同実施形態の圧入力関係図
【図10】他の圧接端子への電線圧接作用を示す斜視図
【図11】同圧接端子への圧接時の圧入力関係図
【図12】同圧接端子への圧接時の圧入力関係図
【図13】圧接作用概略説明図
【図14】導通試験説明図
【符号の説明】
a 電線
C コネクタ
T 端子
t スロット
1 圧接台
2 ラム
3 圧接刃ホルダ
4 電線ガイド
6 圧接刃
10 仕切板
12 測定ゲージ
13 圧力検出センサ
14 圧力検出器
15 パーソナルコンピュータ
Claims (6)
- 自動車用ワイヤーハーネスの製造において、そのワイヤーハーネス用電線をコネクタの圧接端子に圧接接続する際、
上記コネクタごとに予め正常圧入力のパターンを設定するとともに、その正常圧入力パターンの全長における圧入力の±の許容範囲を設定し、上記圧接端子のスロットに対する電線の圧入力を検出し、この検出値が、前記正常圧入力パターンの許容範囲内に入るか否かによって、電線の圧接状態の適否を判断する自動車用ワイヤーハーネス製造における電線の圧接適否判別方法。 - 自動車用ワイヤーハーネスの製造において、そのワイヤーハーネス用電線をコネクタの樹脂バレル付き圧接端子に圧接接続する際、
上記圧接端子のスロットに対する電線の圧入力を検出するとともに、バレルのかしめ力を検出し、この検出値を、上記コネクタごとに予め設定した正常圧入力及び正常かしめ力のパターンと比較して、圧接状態の適否とかしめの適否を判断する自動車用ワイヤーハーネス製造における電線の圧接適否判別方法。 - 上記電線を圧接端子に押し込む圧接刃の上記コネクタの上面を基準とした下降ストロークを検出し、この検出値を前記コネクタごとに予め設定した正常圧入ストロークと比較し、この比較値も上記圧接状態の適否の判断に加味するようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の自動車用ワイヤーハーネス製造における電線の圧接適否判別方法。
- 自動車用ワイヤーハーネスの製造において、そのワイヤーハーネス用電線をコネクタの圧接端子に圧接接続する装置であって、
上記コネクタの圧接端子のスロットに対する各電線の圧入力を検出する圧力検出センサと、この圧力検出センサの検出値に基づき圧接状態の適否を判断する認識手段とを備え、
上記認識手段は、上記コネクタごとに予め正常圧入力のパターンを設定するとともに、その正常圧入力パターンの全長における圧入力の±の許容範囲を設定し、前記検出センサの検出値が、前記正常圧入力パターンの許容範囲内に入るか否かによって、電線の圧接適否を判断する自動車用ワイヤーハーネス製造における電線圧接装置。 - 自動車用ワイヤーハーネスの製造において、そのワイヤーハーネス用電線をコネクタの樹脂バレル付き圧接端子に圧接接続する装置であって、
上記コネクタの圧接端子のスロットに対する各電線の圧入力及びバレルのかしめ力を検出する圧力検出センサと、この圧力検出センサの検出値に基づき圧接状態の適否及びかしめの適否を判断する認識手段とを備え、
上記認識手段は、上記コネクタごとに予め正常圧入力及び正常かしめ力のパターンを設定し、上記検出センサの検出値を前記コネクタごとに予め設定した正常圧入力及び正常かしめ力のパターンと比較して、上記圧接状態の適否とかしめの適否を判断する自動車用ワイヤーハーネス製造における電線圧接装置。 - 上記認識手段に、上記電線を圧接端子に押し込む圧接刃の上記コネクタの上面を基準とした下降ストロークの検出手段を接続し、前記認識手段は、前記検出手段の検出値を上記コネクタごとに予め設定した正常圧入ストロークと比較し、この比較値も、上記圧接状態の適否の判断に加味するものであることを特徴とする請求項4又は5に記載の電線圧接装置。
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