JP5619587B2 - 端子挿入装置及び端子挿入方法 - Google Patents

Description

本発明は、電線付き端子をチャックで把持してコネクタハウジングに挿入する端子挿入装置及び端子挿入方法に関するものである。

従来、電線付き端子を絶縁性のコネクタハウジング内に挿入するために、種々の端子挿入装置及び端子挿入方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、傾斜状のガイド面を有する一対の端子ガイド爪を用い、チャック爪で把持した電線付き端子をガイド面の中央に当てるべく、端子を傾斜させて保持したり、チャック爪を含む挿入ヘッドの高さを調整することが記載されている（図示せず）。

また、特許文献２には、Ｌ字状の下端部を有するチャック爪で電線付き端子を左右方向に挟むと共に、チャック爪のＬ字状の下端部との間で電線付き端子を端子押えで上下方向に挟んで位置決めさせることが記載されている（図示せず）。

また、特許文献３には、シール部材の孔部に電線付き雌端子をスムーズに挿入するべく、雌端子の四角形の電気接触部の中心と電線の中心とを一致させた状態に雌端子と電線とを圧着接続させることが記載されている。

特開平９−４５４５３号公報 特開２００１−１７６６３５号公報 特開２０００−８２５３１号公報

図２（ａ）（ｂ）は、端子ガイド爪を用いずに、種類の異なる電線付き端子４₁，４₂をそれぞれ同一の端子チャック５１と電線チャック５２で把持してコネクタハウジングに挿入する例を示すものである。端子チャック５１は下端に各端子の芯線圧着部４ａを支持する水平な突出部５３を有している。

図２（ａ）の端子４₁の芯線圧着部４ａの中心は電線２１₁の中心ｍよりも下方にずれており、図２（ｂ）の端子４₂の芯線圧着部４ａの中心は電線２１₂の中心ｍと一致している。図２（ａ）（ｂ）において端子チャック５１の突出部５３の高さは同じであるので、図２（ａ）の端子４₁の芯線圧着部４ａに対して電線２１₁は電線チャック５２で高い位置で把持され、図２（ｂ）の端子４₂の芯線圧着部４ａに対して電線２１₂は電線チャック５２で低い位置で把持される。

それにより、図２（ａ）の端子４₁は前下がりに傾斜しやすく、図２（ｂ）の端子４₂は前上がりに傾斜しやすくなる。この端子４₁，４₂の姿勢の崩れによって、各端子４₁，４₂の先端４ｂがコネクタハウジングの端子収容室の開口の上下端に干渉して、スムーズな挿入を行えなくなるという問題を生じてしまう。

本発明は、上記した点に鑑み、電線付き端子の電線の中心に対して端子の芯線圧着部の位置が端子ごとに上下にずれている場合でも、端子をコネクタハウジング内にスムーズ且つ確実に挿入することのできる端子挿入装置及び端子挿入方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る端子挿入装置は、端子支持用の内向きの突出部を有する端子挿入用の左右一対の端子チャックと、該突出部に電線付き端子の芯線圧着部を上から押し付ける端子押圧部材と、該電線の中心に対する該芯線圧着部の高さを計測する計測手段と、計測結果に応じて該端子チャックを該端子押圧部材と一体に昇降させて該端子の上下方向の傾きを修正する上下調整ガイド及びモータとを備えることを特徴とする。

上記構成により、左右一対の端子チャックとその突出部と端子押圧部材とで端子の芯線圧着部が四方から把持兼位置決めされる。電線の中心に対する芯線圧着部の高さは予め（電線付き端子の単体状態で）計測しておいてもよく、あるいは請求項２に記載するように、端子押圧部材を記芯線圧着部に押し付けた状態で計測してもよい（後者がベストである）。計測結果を予め登録した正規の芯線圧着部の高さと比較し、その結果に基づいて制御部がモータを所要の回転角度で駆動し、端子チャックが端子押圧部材と一体に上下調整ガイドに沿って昇降（上昇又は下降）し、端子の上下方向の傾きを修正し、端子を水平に位置させる。その状態で端子チャックが端子の先端部をコネクタハウジングの端子収容室内に初期挿入し（端子収容室の上下端縁に端子先端が干渉することがない）、電線チャックが端子を完全挿入する。

請求項２に係る端子挿入装置は、請求項１記載の端子挿入装置において、前記計測手段が、前記突出部に前記芯線圧着部を前記端子押圧部材で上から押し付けた状態で、前記電線の中心に対する該芯線圧着部の高さを計測するものであることを特徴とする。

上記構成により、端子押圧部材を芯線圧着部に押し付けた状態で、芯線圧着部の高さが正確に計測され、計測結果に基づく端子の上下方向の傾きの修正が精度良く行われ、端子の挿入精度が高まる。計測手段は端子押圧部材に連結されたものであることが好ましい。

請求項３に係る端子挿入方法は、端子支持用の内向きの突出部を有する左右一対の端子チャックで電線付き端子を把持し、予め、又は該突出部に該端子の芯線圧着部を端子押圧部材で上から押し付けた状態で、該電線の中心に対する該芯線圧着部の高さを計測手段で計測し、計測結果に応じて該端子チャックを該端子押圧部材と一体に上下調整ガイド及びモータで昇降させて、該端子の上下方向の傾きを修正し、その状態で該端子をコネクタハウジング内に挿入することを特徴とする。

上記構成により、左右一対の端子チャックとその突出部と端子押圧部材とで端子の芯線圧着部が四方から把持兼位置決めされる。電線の中心に対する芯線圧着部の高さは予め（電線付き端子の単体状態で）計測しておいてもよく、端子押圧部材を芯線圧着部に押し付けた状態で計測してもよい（後者がベストである）。計測結果を予め登録した正規の芯線圧着部の高さと比較し、その結果に基づいて制御部がモータを所要の回転角度で駆動し、端子チャックが端子押圧部材と一体に上下調整ガイドに沿って昇降（上昇又は下降）し、端子の上下方向の傾きを修正し、端子を水平に位置させる。その状態で端子チャックが端子の先端部をコネクタハウジングの端子収容室内に初期挿入し（端子収容室の上下端縁に端子先端が干渉することがない）、電線チャックが端子を完全挿入する。なお、端子押圧部材を芯線圧着部に押し付けた状態で計測する場合は、芯線圧着部の高さが正確に計測され、計測結果に基づく端子の上下方向の傾きの修正が精度良く行われ、端子の挿入精度が高まる。

請求項１記載の発明によれば、電線付き端子の電線の中心に対して端子の芯線圧着部の位置が端子ごとに上下にずれている場合でも、端子をコネクタハウジング内に干渉等なくスムーズ且つ確実に挿入することができ、端子挿入ミスによるサブワイヤハーネスの生産性の低下を防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、端子押圧部材を芯線圧着部に押し付けた状態で、芯線圧着部の高さを正確に計測して、計測結果に基づく端子の上下方向の傾きの修正を精度良く行って、端子の挿入精度を高めることができる。

請求項３記載の発明によれば、電線付き端子の電線の中心に対して端子の芯線圧着部の位置が端子ごとに上下にずれている場合でも、端子をコネクタハウジング内に干渉等なくスムーズ且つ確実に挿入することができ、端子挿入ミスによるサブワイヤハーネスの生産性の低下を防ぐことができる。また、端子押圧部材を芯線圧着部に押し付けた状態で、芯線圧着部の高さを正確に計測することで、計測結果に基づく端子の上下方向の傾きの修正を精度良く行って、端子の挿入精度を高めることができる。

本発明に係る端子挿入装置及び端子挿入方法の一実施形態を示す斜視図である。 従来の端子挿入方法の一形態における、（ａ）は正規の端子チャック状態、（ｂ）は端子が前上がりに傾斜してチャックされた状態をそれぞれ示す側面図である。

図１は、本発明に係る端子挿入装置及び端子挿入方法の一実施形態を示すものである。

端子挿入装置１は、左右一対の端子チャック２と、端子チャック２の下端の水平な突出部３に端子４を押し付ける上側の端子押圧部材５と、一対の端子チャック２を開閉させるエアチャックシリンダ６と、端子押圧部材５を昇降させるエアシリンダ７と、エアチャックシリンダ６とエアシリンダ７とを固定したブロック部８と、ブロック部８を上下方向スライド自在に係合させた垂直なレール状の上下調整ガイド９と、上下調整ガイド９に沿ってブロック部８を昇降駆動させるサーボモータ（モータ）１０とを備えるものである。

一対の端子チャック２のうちの少なくとも何れか一方、好ましくは両方に内向きの水平な突出部３が設けられている。一対の端子チャック２は左右に対向して位置し、何れか一方の突出部３は長く形成され、両方の各突出部３は短く形成され、何れか一方又は両方の突出部３は端子４の横幅よりも短く形成されている。

端子チャック２は垂直な長板部１１と、長板部１１の下部において内向きに段差状に突出した薄板状の短い爪部１２と、爪部１２の下端から内向きに突出した突出部３と、長板部１１の上端において後方に折り曲げられた水平な鍔部１３とを備えている。

端子押圧部材５は矩形板状に形成され、一対の端子チャック２の長板部１１の間において爪部１２の後面１２ａに摺動自在に接触する。端子押圧部材５の上端に垂直なロッド１４が固定され、ロッド１４は一対の長板部１１の間を経て上方に延長されてエアシリンダ（市販の両ロッドシリンダ）７の本体（符号７で代用）を貫通し、ロッド１４の上端部１４ａは水平な連結部材１５を介して平行なサイドロッド１６に連結され、サイドロッド１６は例えば変位検出センサ（計測手段）１７の一部として作用し、変位検出センサ１７はサーボモータ１０の制御部に回路接続されている。

一対の端子チャック２の爪部１２の垂直な内面１２ｂが端子４の芯線圧着部４ａの左右の側面を把持し、突出部３の水平な上面が芯線圧着部４ａの水平な底面を支持する。端子押圧部材５の水平な下面は芯線圧着部４ａの水平な上面を下向きに押圧して、突出部３との間に芯線圧着部４ａを挟持する。

芯線圧着部４ａは電線２１の導電部（芯線）を左右一対の前側の圧着片で圧着した（加締めた）部分である（図２参照）。芯線圧着部４ａの後側には芯線圧着部４ａよりも高く絶縁被覆圧着部が位置する（図２参照）。図１では雌端子４を図示しているが、雄端子（図示せず）の場合も芯線圧着部４ａを端子チャック２と突出部３と端子押圧部材５とで四方から挟持することは同様である。

一対の端子チャック２の上端の鍔部１３は水平な一対のスライダ１８を介して左右方向の水平なガイドレール１９にスライド自在に係合し、一対のスライダ１８は上側のチャックシリンダ６で端子チャック２と一体に左右方向に開閉移動する。

チャックシリンダ６の前側にエアシリンダ７が位置し、チャックシリンダ６の上側に板状のブロック部８が固定され、ブロック部８にブラケット２０を介してエアシリンダ７が固定され、ブロック部８の後側のスライダ２２が垂直な上下調整ガイド９のレール部２３に上下方向スライド自在に係合し、ブロック部８の後側の例えば固定ナット（図示せず）に上下調整ガイド８の例えば垂直なねじ軸（図示せず）が歯合し、ねじ軸の上端に固定された歯付きプーリ（図示せず）に水平な歯付きベルト２４の前部が歯合し、後側の垂直なサーボモータ１０の軸２５に固定された歯付きプーリ２６が歯付きベルト２４の後部に歯合している。

少なくとも端子チャック２と端子押圧部材５と各シリンダ６，７と上下調整ガイド８とサーボモータ１０とで端子挿入装置の端子挿入ヘッド１が構成され、端子挿入ヘッド１は不図示の装置本体の前後方向の水平なエアシリンダとガイドレールで前後に進退可能で、且つ左右方向の水平なガイドレールとモータとねじ軸等といった不図示の駆動手段で左右に移動可能である。

以下に端子挿入装置１の作用及び端子挿入方法を説明する。サーボモータ１０の例えば正転で端子チャック２が端子押圧部材５や各シリンダ６，７等と一体に上昇し、サーボモータ１０の逆転で端子チャック２が端子押圧部材５や各シリンダ６，７等と一体に下降する。端子チャック２の上下方向の移動量は電線２１の中心と端子４の芯線圧着部４ａの中心との上下方向のずれ量に応じてサーボモータ１０の制御部で数値制御される。

端子チャック２の後方には不図示の左右一対の電線チャックが配置される。電線チャックが電線２１の絶縁被覆部を把持し、端子チャック２が端子４の芯線圧着部４ａを把持し、端子押圧部材５が芯線圧着部４ａを端子チャック２の突出部３に押し付けて固定する。

この状態で、端子押圧部材５に続く（連結された）変位センサ１７が芯線圧着部４ａの高さを計測し、電線中心に対する芯線圧着部４ａの高さ（厚さ）、すなわち電線中心から芯線圧着部４ａの底面までの垂直距離（図２の符号ｈ参照）をサーボモータ１０の制御部が端子４ごとに算出して、予め入力された基準値と比較して、端子チャック２で把持した端子４の位置（高さ）をサーボモータ１０の回転で調整して、端子４の上下方向の傾き（端子姿勢）を修正する。

例えば、図２（ａ）のように端子４₁の芯線圧着部４ａの中心が電線２１₁の中心ｍよりも低く、端子４₁が前下がりに傾斜する場合は、図１の端子チャック２を上下調整ガイド９に沿って少し上昇させて、端子４₁を水平に位置させる。図２（ｂ）のように端子４₂の芯線圧着部４ａの中心が電線２１₂の中心ｍにほぼ一致し、端子４₂が前上がりに傾斜する場合は、図１の端子チャック２を上下調整ガイド９に沿って少し下降させて、端子４₂を水平に位置させる。

このように、電線２１の中心から端子４の芯線圧着部４ａの底面までの垂直距離ｈに応じて、端子４の姿勢を修正した状態で、端子４を不図示のコネクタハウジングに挿入する。これにより、端子４の先端（前端）４ｂがコネクタハウジングの端子収容室の上下の端縁に干渉することなく、端子４が端子収容室にスムーズに挿入される。

コネクタハウジングの端子収容室に対する端子４の中心の上下方向の位置規定は上下調整ガイド９に沿って端子チャック２を大きく昇降させることで行う。端子４を上下調整ガイド９に沿って端子チャック２で大きく昇降させると同時に、あるいはその前又は後に、変位検出センサ１７で芯線圧着部４ａの高さを計測して端子４の姿勢を矯正する。上下調整ガイド９以外に、上下調整ガイド９による駆動と同時に他の駆動手段（図示せず）で端子チャック２を大きく昇降させることも可能である。端子４の前後方向の移動は不図示の水平なエアシリンダを含む駆動手段で行われる。

端子４を把持した端子チャック２が不図示の水平なエアシリンダの駆動で前進して、不図示のコネクタハウジングの所要の端子収容室に端子４の先端部（前端部）４ｂを挿入（初期挿入）し、端子チャック２が端子４の把持を解除し（端子４を解放し）、端子チャック２が端子押圧部材５と一体に上下調整ガイド９で上昇して端子４から離間し、不図示の電線チャックが不図示のエアシリンダ等の駆動手段で前進して、端子４を完全に端子挿入室に挿入する。端子４は端子収容室内の係止ランスで係止される。

なお、変位検出センサ１７を用いずに、端子４の種類ごとに数個の電線付き端子４の電線中心に対する芯線圧着部４ａの高さ（電線中心から芯線圧着部４ａの底面までの垂直距離ｈ）をゲージ等で測定して、その平均値を基にして、サーボモータ１０で端子チャック２すなわち端子４の上下位置を規定して、端子４の姿勢を修正することも可能である。但し、この場合は、上記のように端子４の芯線圧着部４ａの高さを一つずつ個別に変位検出センサ１７で計測する場合に較べて挿入精度が低下することは否めない。

本発明に係る端子挿入装置及び端子挿入方法は、端子の種類ないし個々の端子ごとに端子のチャック高さを調整して、端子の姿勢（傾き）を修正し、電線付き端子をミスなくスムーズにコネクタハウジングに挿入して、複数本の電線とコネクタとで成るサブワイヤハーネスの生産性を高めるために利用することができる。

１ 端子挿入装置
２ 端子チャック
３ 突出部
４ 端子
４ａ 芯線圧着部
５ 端子押圧部材
９ 上下調整ガイド
１０ サーボモータ（モータ）
１７ 変位検出センサ（計測手段）
２１ 電線

Claims (3)

1. 端子支持用の内向きの突出部を有する端子挿入用の左右一対の端子チャックと、該突出部に電線付き端子の芯線圧着部を上から押し付ける端子押圧部材と、該電線の中心に対する該芯線圧着部の高さを計測する計測手段と、計測結果に応じて該端子チャックを該端子押圧部材と一体に昇降させて該端子の上下方向の傾きを修正する上下調整ガイド及びモータとを備えることを特徴とする端子挿入装置。
2. 前記計測手段が、前記突出部に前記芯線圧着部を前記端子押圧部材で上から押し付けた状態で、前記電線の中心に対する該芯線圧着部の高さを計測するものであることを特徴とする請求項１記載の端子挿入装置。
3. 端子支持用の内向きの突出部を有する左右一対の端子チャックで電線付き端子を把持し、予め、又は該突出部に該端子の芯線圧着部を端子押圧部材で上から押し付けた状態で、該電線の中心に対する該芯線圧着部の高さを計測手段で計測し、計測結果に応じて該端子チャックを該端子押圧部材と一体に上下調整ガイド及びモータで昇降させて、該端子の上下方向の傾きを修正し、その状態で該端子をコネクタハウジング内に挿入することを特徴とする端子挿入方法。

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