JP2006244748A

JP2006244748A - カセット式ワイヤーハーネス及びその組み付け方法

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Publication number: JP2006244748A
Application number: JP2005055615A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Ueno; 静一上野; Takenobu Yabu; 武宣藪
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: JP4398884B2

Abstract

【課題】
ワイヤーハーネスを出荷された状態のまま、ロボット等による自動組み付けを可能にするカセット式ワイヤーハーネスを提供する。
【解決手段】
複数本の絶縁電線を集合した組電線16に、その長手方向に所要の間隔をおいて複数のコネクタ18を取り付けてなるワイヤーハーネス12を用いる。複数のコネクタ18を組電線16に取り付けられた順序で連結してコネクタ列20を構成する。このコネクタ列20と、各コネクタ18間の組電線16の弛み部分とをガイドケース14に収納する。ガイドケース14をロボットで保持して、収納された複数のコネクタ18を先頭から１個ずつ送り出して、相手方に組み付けていく。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤーハーネスの車両等への組み付けを効率よく行えるカセット式ワイヤーハーネスに関するものである。

自動車には、電装品としてモーターやリレー等で構成される多数のアクチュエータが搭載されており、既に、これらの電装品をデータ通信により独立して分散制御する制御システムが開発されている。このシステムでは、電源用、アース用、制御信号用などの複数本の絶縁電線を集合した組電線に、その長手方向に所要の間隔をおいて複数のコネクタを取り付けてなるワイヤーハーネス（いわゆるバス配線ワイヤーハーネス）が用いられている。このワイヤーハーネスにおける各コネクタは、車両の各部に搭載された電装品のコネクタに差し込み接続される。組電線に取り付けられるコネクタの間隔は、車両に搭載された電装品間の配索経路の長さに合わせてある。各コネクタは電装品制御用の電子部品を内蔵しており、スマートコネクタとも呼ばれている。なお、この種のワイヤーハーネスでは、組電線の代わりに、複数本の導体に一括絶縁被覆を施した帯状電線を使用する場合もある（特許文献１）。

従来、この種のワイヤーハーネスを製造工場から出荷する際には、ワイヤーハーネスを適当に折り曲げて輸送箱に収容した状態で、出荷される。一方、車両組立工場でワイヤーハーネスを車体に組み付ける際には、ワイヤーハーネスを輸送箱から取り出し、組電線又は帯状電線に取り付けられたコネクタを順次、車体の所定の位置に設置された電装品側のコネクタに作業者が手で差し込むことにより組み付けていく。

特開２００３−３２３８１９号公報

しかしながら、上記のようなワイヤーハーネスの梱包輸送の仕方では、輸送箱からのワイヤーハーネスの取り出しに手間がかかると共に、ワイヤーハーネスを手作業で車体に組み付けなければならないため、組み付け時間を短縮することが難しく、また誤って電線やコネクタを車体の鋭利な部分に接触させて損傷させるおそれもある。

同様な問題は、自動販売機、エアコン、各種事務機器などにワイヤーハーネスを組み付ける場合にも起こり得る。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、ワイヤーハーネスを出荷された状態のまま、ロボット等による自動組み付けを可能にするカセット式ワイヤーハーネスを提供することにある。

この目的を達成するため本発明は、複数本の絶縁電線を集合した組電線又は複数本の導体に一括絶縁被覆を施した帯状電線からなる多心電線に、その長手方向に所要の間隔をおいて複数のコネクタを取り付けてなるワイヤーハーネスにおいて、前記複数のコネクタを前記多心電線に取り付けられた順序で配列してコネクタ列を構成し、このコネクタ列と、各コネクタ間の多心電線の弛み部分とをガイドケースに収納し、ガイドケースから、収納された複数のコネクタを先頭から１個ずつ送り出せるようにしたことを特徴とするものである（請求項１）。

また本発明は、複数本の絶縁電線を集合した組電線又は複数本の導体に一括絶縁被覆を施した帯状電線からなる多心電線に、その長手方向に所要の間隔をおいて複数のコネクタを取り付けてなるワイヤーハーネスにおいて、前記複数のコネクタを前記多心電線に取り付けられた順序で配列してコネクタ列を構成し、このコネクタ列に、各コネクタ間の多心電線の弛み部分を収納したガイドケースを沿わせ、配列された複数のコネクタを先頭から１個ずつ送り出せるようにした構成とすることもできる（請求項２）

また本発明において、各コネクタは、先行のコネクタと後続のコネクタが同一軸線に配列されるように、後端部に後続のコネクタの先端部が嵌合する嵌合部を有していることが好ましい（請求項３）。

また本発明において、ガイドケースは内部に各コネクタを送り出し方向に案内するレールを有し、このレールの片側又は両側に各コネクタ間の多心電線の弛み部分を収納する電線収納部を有していることが好ましい（請求項４）。

また本発明において、電線収納部には、収納した多心電線が絡み合わないように内部を仕切る仕切板が設けられていることが好ましい（請求項５）。

また本発明において、ガイドケースの出口端には、先頭のコネクタを一定限度以上の力で押し出すか引っ張り出すかしないとガイドケースから取り出せないようにする仮止め部と、この仮止め部により仮止めされている先頭のコネクタを自動組み付け機のコネクタ掴み治具が掴めるようにする切欠き部とが形成されていることが好ましい（請求項６）。

また本発明に係るカセット式ワイヤーハーネスを用いたワイヤーハーネスの組み付け方法は、コネクタ列の先頭にあるコネクタを所定位置に設置された相手方コネクタに嵌合させ、その後、ガイドケースから多心電線を引き出してカセット式ワイヤーハーネスを次の所定位置に移動させ、その位置で、次に先頭に出たコネクタを相手方コネクタに嵌合させる、という動作を繰り返して、ワイヤーハーネスを組み付け対象に組み付けていくことを特徴とするものである（請求項７）。

請求項１及び２の発明によれば、カセット式ワイヤーハーネスをロボット等の自動組み付け機に保持させて、配列された複数のコネクタを所定の位置で順次送り出しながらワイヤーハーネスを組み付けていくことが可能となり、ワイヤーハーネスの組み付けを自動組み付け機で効率よく行うことができる。また自動組み付け機による組み付けであれば、組み付け経路がばらつくことがないので、電線やコネクタを誤って車体等の鋭利な部分に接触させて損傷させるおそれもなくなる。

請求項３の発明によれば、複数のコネクタを軸線を一致させて正確に配列することができ、自動組み付け機による組み付けをより確実に行うことができる。

請求項４の発明によれば、コネクタの送り出しをスムーズに確実に行うことができると共に、コネクタ間の多心電線の弛み部分の収納を容易に行うことができる。

請求項５の発明によれば、コネクタ間の多心電線の弛み部分が絡み合うのを確実に防止することができ、組み付けの際に、コネクタの送り出し、多心電線の引き出しをスムーズに行うことができる。

請求項６の発明によれば、ガイドケースの出口にあるコネクタを所定の位置に仮止めすることができ、自動組み付け機のコネクタ掴み治具で先頭位置にあるコネクタを確実に掴んで所定の動作を正確に行うことができる。

請求項７の発明によれば、直列に配列されたコネクタを順次、決まった動作の繰り返しで組み付けていけばいいので、ワイヤーハーネスの組み付けを人手によることなく自動組み付け機で行うことができる。

〔実施形態１〕図１は本発明の一実施形態を示す。このカセット式ワイヤーハーネス１０は、ワイヤーハーネス１２と、このワイヤーハーネス１２を収納するガイドケース１４とから構成される。ワイヤーハーネス１２は、複数本の絶縁電線を集合してなる組電線１６に、その長手方向に所要の間隔をおいて複数のコネクタ１８を取り付けたものである。ワイヤーハーネス１２の構成は従来と同じである。

ワイヤーハーネス１２の複数のコネクタ１８は、前記組電線１６に取り付けられた順序で直列に連結され、コネクタ列２０を構成している。このコネクタ列２０と、各コネクタ１８の連結によって生じた組電線１６の弛み部分とは、組電線１６の弛み部分をコネクタ列２０の片側に沿わせた状態で、ガイドケース１４に収納されている。

各コネクタ１８は、図２及び図３に示すように、先端部２２よりも後端部２４が一回り大きく形成され、後端部２４には後続のコネクタの先端部が入る嵌合凹部２６が形成されている。またコネクタ１８の先端部２２の両側には前方に突出する連結凸部２８が形成され、前記嵌合凹部２６の奥には後続のコネクタの連結凸部が嵌合する連結凹部３０が形成されている。このようの構成にしておくと、複数のコネクタ１８を連結したときに、先行のコネクタと後続のコネクタが同一軸線に揃うようになる。

またコネクタ１８の後端部２４の両側面には、位置決め凹部３２が形成されている。この位置決め凹部３２は、コネクタ１８をロボットの掴み治具で掴むときに、掴み治具の位置決め凸部が落ち込んで、コネクタ１８の姿勢を正しく保てるようにするためのものである。またこの位置決め凹部３２の下部には前記組電線１６が通る電線穴３４が形成されている。組電線１６を構成する個々の絶縁電線は、この電線穴３４の中で、コネクタ１８内の端子に接続されている。コネクタ１８は例えば電子部品を内蔵するスマートコネクタである。

ガイドケース１４はコネクタ１８の配列方向に長い筒状で、その内部には、コネクタ列２０を送り出し方向に案内するレール３６が形成されている。このレール３６の片側には、組電線１６の弛み部分を収納する電線収納部３８が設けられている。なお、組電線１６の両端には端末コネクタ４０が取り付けられているが、この端末コネクタ４０は、電線収納部３８に収納される。

またガイドケース１４の出口端の上下には前方へ伸び出す弾性保持片４２が形成され、この弾性保持片４２の先端には内向きに仮止め突縁４４が形成されている。先頭のコネクタ１８はこの仮止め突縁４４に引っ掛かっていて、一定限度以上の力で押し出すか引っ張り出すかしないとガイドケース１４から取り出せないようになっている。また前記弾性保持片４２の両側は、先頭のコネクタ１８の両側面が露出するように切り欠かれている。この切欠きは、仮止め突縁４４により仮止めされている先頭のコネクタ１８を、ロボットのコネクタ掴み治具で掴めるようにするために設けられている。

以上のような構成のカセット式ワイヤーハーネス１０は、ワイヤーハーネスの製造工場で製造され、出荷される。車両組立工場では、このカセット式ワイヤーハーネス１０をロボット等の自動組み付け機に供給して、ワイヤーハーネスを車体に組み付ける。

図４及び図５は、上記のカセット式ワイヤーハーネス１０を用いたワイヤーハーネス１２の組み付け方法の一例を示す。まず、図４（Ａ）に示すように、ロボットの第一の掴み治具４６でガイドケース１４を掴み、第二の掴み治具４８で先頭のコネクタ１８Ａを掴む。ロボットは掴み治具４６、４８とは別に動く押し棒５０を有しており、この押し棒５０の先端はコネクタ列２０の後端に押し当てられている。先頭のコネクタ１８Ａは仮止め突縁４４に引っ掛かってガイドケース１４から抜け出せない状態にある。この状態でロボットを動作させて、カセット式ワイヤーハーネス１０全体を、先頭のコネクタ１８Ａが所定位置に設置された相手方コネクタ５２Ａと対向する位置に移動させる。相手方コネクタ５２Ａは例えば自動車の車体に取り付けられた電装品側のコネクタである。

次に、第一の掴み治具４６をその位置に保ったまま、第二の掴み治具４８と押し棒５０を１ピッチ（コネクタ１個分）前進させる。すると図４（Ｂ）に示すように、ガイドケース１４が静止したまま、コネクタ列２０だけが前進し（このとき仮止め突縁４４は先頭のコネクタ１８Ａによって外側へ押し退けられ、弾性保持片４２が弾性変形する）、先頭のコネクタ１８Ａが相手方コネクタ５２Ａに嵌合する。この嵌合が終わると、仮止め突縁４４は次のコネクタ１８Ｂの抜け出しを防止する状態になる。

次に、第二の掴み治具４８を解放し、１ピッチ後退させて、第二の掴み治具４８で次のコネクタ１８Ｂを掴む。この後、全体を後退させると、図４（Ｃ）のようにコネクタ１８Ａと１８Ｂが切り離され、両コネクタ１８Ａ、１８Ｂ間の組電線１６がガイドケース１４から引き出される。

その後、全体を移動させ、図４（Ｄ）に示すように、次に先頭にきたコネクタ１８Ｂを相手方コネクタ５２Ｂと対向させる。この後、前記（Ａ）〜（Ｃ）の動作を繰り返すと、コネクタ１８Ｂが相手方コネクタ５２Ｂに嵌合する。図５は、コネクタ１８Ｂと相手方コネクタ５２Ｂを嵌合した後に、全体を、次の先頭コネクタ１８Ｃが相手方コネクタ５２Ｃと対向する位置に移動させた状態を示す。このように、ロボットにカセット式ワイヤーハーネス１０を保持させて、上記のような動作を繰り返すことにより、ワイヤーハーネス１２を車体に組み付けていくことができる。

この実施形態では、ワイヤーハーネスのコネクタを取り付ける電線として組電線を使用したが、組電線の代わりに、複数本の導体に一括絶縁被覆を施した帯状電線を使用することもできる。この点は以下の実施形態でも同様である。

〔実施形態２〕図６は本発明の他の実施形態を示す。このカセット式ワイヤーハーネス１０は、複数のコネクタ１８を組電線１６に取り付けられた順序で連結してコネクタ列２０を構成し、このコネクタ列２０に、各コネクタ１８間の組電線１６の弛み部分を収納したガイドケース１４を沿わせたものである。コネクタ列２０はガイドケース１４に収納されていない。上記以外の構成は実施形態１と同じであるので、図１と同一部分には同一符号を付してある。

この実施形態のカセット式ワイヤーハーネス１０を用いて、ワイヤーハーネス１２の組み付けを行うときは、コネクタ列２０をロボット側に設けられたケースに装填し、連結された複数のコネクタ１８を先頭から１個ずつ送り出して、相手方コネクタに順次嵌合させていけばよい。

〔実施形態３〕図７及び図８は本発明のさらに他の実施形態を示す。このカセット式ワイヤーハーネス１０では、ガイドケース１４が、コネクタ列２０を案内するレール３６の両側に電線収納部３８を有しており、各コネクタ１８間の組電線１６の弛み部分が両側の電線収納部３８に振り分けて収納されるようになっている。このようにすると、各コネクタ１８間の組電線１６の長さが長い場合でも、弛み部分を電線収納部３８に収納することができる。

また、電線収納部３８には、その中を複数段に仕切る仕切板５４が形成され、組電線１６の弛み部分は先頭側から順に異なる段に入るように収納されている。このようにすると、組電線１６が電線収納部３８内で絡み合うことがなくなり、組み付けの際の組電線の引き出しをスムーズに行うことができる。

また、コネクタ１８の両側面下部には、図９に示すように、前後方向に伸びるリブ５６が突設されている。このようなリブ５６を形成しておくと、コネクタ１８をガイドケース１４に挿入するときに、上下逆さまで挿入することができなくなるので、カセット式ワイヤーハーネス１０の組立ミスを防止することができる。またリブ５６は電線穴３４の上下に形成することにより、組電線１６の保護を兼ねることもできる。

またこの実施形態では、コネクタ１８の両側面上部に、位置決め凹部３２（図２参照）ではなく、位置決め凸部５８が形成されている。この場合は、ロボットの掴み治具側のコネクタ位置決め部が凸部５８に対応する凹部となる。位置決め凸部５８の形状は、図９では四角錐形としたが、四角錐台形などであってもよい。

上記以外の構成は実施形態１と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

〔実施形態４〕図１０ないし図１２は本発明のさらに他の実施形態を示す。図ではコネクタ１８だけを示すが、コネクタ１８以外の構成は前記各実施形態と同様である。この実施形態で用いるコネクタ１８は、電線穴３４を、その出口が前後方向に向くように形成したものである（内部構成は従来同様）。このようにすると、コネクタ１８から組電線を前方又は後方に向けて引き出すことができるので、組電線の弛みを前後方向に揃えやすくなり、ガイドケースに収納しやすくなる。

本発明に係るカセット式ワイヤーハーネスの一実施形態を示す、（Ａ）は一部切開平面図、（Ｂ）は一部切開側面図、（Ｃ）は正面図。図１のカセット式ワイヤーハーネスに用いたコネクタの、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は正面図、（Ｅ）は背面図。図２のコネクタの斜視図。（Ａ）〜（Ｄ）は図１のカセット式ワイヤーハーネスに用いたワイヤーハーネス組み付け方法を工程順に示す一部切開側面図。図４の組み付け方法を展開して示す説明図。本発明に係るカセット式ワイヤーハーネスの他の実施形態を示す、（Ａ）は一部切開平面図、（Ｂ）は正面図。本発明に係るカセット式ワイヤーハーネスのさらに他の実施形態を示す正面図。図７のカセット式ワイヤーハーネスの平面図。図７のカセット式ワイヤーハーネスに用いたコネクタの、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は正面図、（Ｅ）は背面図。本発明に係るカセット式ワイヤーハーネスのさらに他の実施形態で用いるコネクタの、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は正面図、（Ｅ）は背面図。図１０のコネクタの斜視図。図１０のコネクタを連結したコネクタ列を示す斜視図。

符号の説明

１０：カセット式ワイヤーハーネス
１２：ワイヤーハーネス
１４：ガイドケース
１６：組電線
１８：コネクタ
２０：コネクタ列
２２：コネクタ１８の先端部
２４：コネクタ１８の後端部
２６：嵌合凹部
３４：電線穴
３６：レール
３８：電線収納部
４２：弾性保持片
４４：仮止め突縁
４６：ロボットの第一の掴み治具
４８：ロボットの第二の掴み治具
５０：ロボットの押し棒
５２：相手方コネクタ
５４：仕切り板

Claims

複数本の絶縁電線を集合した組電線又は複数本の導体に一括絶縁被覆を施した帯状電線からなる多心電線に、その長手方向に所要の間隔をおいて複数のコネクタを取り付けてなるワイヤーハーネスにおいて、前記複数のコネクタを前記多心電線に取り付けられた順序で配列してコネクタ列を構成し、このコネクタ列と、各コネクタ間の多心電線の弛み部分とをガイドケースに収納し、ガイドケースから、収納された複数のコネクタを先頭から１個ずつ送り出せるようにしたことを特徴とするカセット式ワイヤーハーネス。
複数本の絶縁電線を集合した組電線又は複数本の導体に一括絶縁被覆を施した帯状電線からなる多心電線に、その長手方向に所要の間隔をおいて複数のコネクタを取り付けてなるワイヤーハーネスにおいて、前記複数のコネクタを前記多心電線に取り付けられた順序で配列してコネクタ列を構成し、このコネクタ列に、各コネクタ間の多心電線の弛み部分を収納したガイドケースを沿わせ、配列された複数のコネクタを先頭から１個ずつ送り出せるようにしたことを特徴とするカセット式ワイヤーハーネス。
請求項１又は２記載のカセット式ワイヤーハーネスであって、各コネクタは、先行のコネクタと後続のコネクタが同一軸線に配列されるように、後端部に後続のコネクタの先端部が嵌合する嵌合部を有していることを特徴とするカセット式ワイヤーハーネス。
請求項１記載のカセット式ワイヤーハーネスであって、ガイドケースは内部に各コネクタを送り出し方向に案内するレールを有し、このレールの片側又は両側に各コネクタ間の多心電線の弛み部分を収納する電線収納部を有していることを特徴とするカセット式ワイヤーハーネス。
請求項４記載のカセット式ワイヤーハーネスであって、電線収納部には、収納した多心電線が絡み合わないように内部を仕切る仕切板が設けられていることを特徴とするカセット式ワイヤーハーネス。
請求項１記載のカセット式ワイヤーハーネスであって、ガイドケースの出口端には、先頭のコネクタを一定限度以上の力で押し出すか引っ張り出すかしないとガイドケースから取り出せないようにする仮止め部と、この仮止め部により仮止めされている先頭のコネクタを自動組み付け機のコネクタ掴み治具が掴めるようにする切欠き部とが形成されていることを特徴とするカセット式ワイヤーハーネス。
請求項１ないし６のいずれかに記載のカセット式ワイヤーハーネスを用いてワイヤーハーネスを組み付け対象に組み付ける方法であって、コネクタ列の先頭にあるコネクタを所定位置に設置された相手方コネクタに嵌合させ、その後、ガイドケースから多心電線を引き出してカセット式ワイヤーハーネスを次の所定位置に移動させ、その位置で、次に先頭に出たコネクタを相手方コネクタに嵌合させる、という動作を繰り返して、ワイヤーハーネスを組み付け対象に組み付けていくことを特徴とするワイヤーハーネスの組み付け方法。