JP2006351451A - 端子圧着装置および端子圧着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クリンパーの振れを端子片に極力伝え難くし、比較的簡素な制御構造で不良品を大幅に低減して歩留りを高める端子圧着装置および端子圧着方法を提供する。
【解決手段】端子片４をかしめる時、クリンパー２は、押圧部２ａに端子片４を略内接させるかしめ位置Ｊで一時的に停止し、かしめ位置Ｊから再び下死点位置Ｌの方向に変位するので、製作誤差などに起因するクリンパー２の振れが端子片４に伝わることを極力避けることができる。これにより、端子片４を芯線１０にかしめた時、端子片４に「へこみ傷」、「首吊り現象」、「被覆噛み」や「芯線食み出し」に起因する不良品が大幅に低減し、歩留りを高めて生産性の向上にも繋がる。しかも、クリンパー２をかしめ位置Ｊで一時的に停止させるといった簡素な制御構造で済み、全体が大型化せずコンパクトでコスト的にも有利である。
【選択図】図５

Description

本発明は、ワイヤハーネスなどに使用する端子付き電線を作製する端子圧着装置および端子圧着方法に関する。

一般に端子圧着装置では、かしめ用のクリンパーが、クランク機構により上死点位置と下死点位置との間で往復昇降可能に設けられている。クリンパーの下方には、端子片の上に被覆電線の露出部分を載せるアンビルが設置されている。クリンパーが上死点位置から下死点位置に下降するに伴い、クリンパーが打ち下ろされて端子片を変形させて被覆電線の露出部分にかしめる。

この場合、クリンパーとクランク機構との間には、作製誤差や組付誤差などの要因が不可避的に加わり、クリンパーがアンビルに対して所定のストロークで打ち下ろされる時、クリンパーが芯ずれなどで僅かに振れて圧着不良を招くことがある。
このため、端子片を被覆電線の露出部分にかしめた時、端子片に「へこみ傷」が生じたり、被覆電線から露出部分が引き出された「首吊り現象」が発生することがある。あるいは、クリンパーの圧着不良に起因して、端子片が被覆電線の被覆部分を噛み込む「被覆噛み」や被覆電線の露出部分が端子片から食み出す「芯線食み出し」といった現象を招来する不具合がある。

上記の不具合などによる不良品を見分けるものとして、端子圧着装置の圧着不良検出方法が登場している（例えば、特許文献１参照）。
この圧着不良検出方法では、クリンパーが所定の高さ（クリンパー高）の時、その速度（クリンパー速度）が特定値になるように予めプログラム化して設定されている。端子片のかしめ時、クリンパーが打ち下ろされるクリンパー高に対するクリンパー速度をプログラム化したクリンパー高に対するクリンパー速度と比較し、クリンパー速度が一定の許容範囲から外れた場合に不良品と見なしている。
特開平１１−２７３８２３号公報

しかしながら、特許文献１では、不良品を見分ける際、所定のクリンパー高に対するクリンパー速度の許容範囲を検出するので、クランク機構およびクリンパーの制御が複雑化するとともに、かしめ時にクリンパーの振れが働いて再び圧着不良を来す虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的はクリンパーの振れを端子片に極力伝え難くすることにより、比較的簡素な制御構造で不良品の発生を大幅に低減し、歩留りを高めて生産性の向上にも繋がる端子圧着装置および端子圧着方法を提供することにある。

（請求項１および請求項５について）
アンビルは、端子片の上に被覆電線の露出部分を載置する。クリンパーは、被覆電線から離れた上死点位置と被覆電線の露出部分に端子片をかしめる下死点位置との間でアンビルに対して接離方向に変位する。クリンパーは、サーボモータを駆動して変位する。クリンパーが上死点位置からアンビルに向かって所定距離だけ変位する時、ハイトセンサは、クリンパーが端子片に接触するかしめ位置に到ることを検出して出力信号を発する。電流制御部は、ハイトセンサからの出力信号を受け、かしめ位置でサーボモータの運転を止めてクリンパーを一時的に停止させた後、サーボモータを再運転してクリンパーを下死点位置の方向に再び変位させる。

端子片をかしめる時、クリンパーは、端子片に接触するかしめ位置で一時的に停止し、かしめ位置から再び下死点位置の方向に変位するので、製作誤差や組付誤差などに起因するクリンパーの振れが端子片に伝わることを極力避けることができる。

これにより、端子片を被覆電線の露出部分にかしめた時、端子片に「へこみ傷」、「首吊り現象」、「被覆噛み」や「芯線食み出し」といった不具合を招来し難くなって不良品の発生を大幅に低減し、歩留りを高めて生産性の向上にも繋がる。しかも、クリンパーをかしめ位置で一時的に停止させるといった簡素な制御構造で済み、全体が大型化せずコンパクトでコスト的にも有利である。

（請求項２について）
クリンパーの下端部は、アーチ状の湾曲凹面部を端子片に対する押圧部として切欠き状に形成している。このため、押圧部の構造が簡素で済みコンパクトでコスト的に有利である。

（請求項３について）
かしめ位置では、略Ｕ字状をなす端子片の先端部は、押圧部の内周面部に略内接状態になっている。このため、端子片が押圧部の内周面部に沿って円滑に押圧されるようになり、圧着不良を招き難くなる。

（請求項４について）
アンビルの前方には、頂点に通過孔を有する円錐面状の窪みを形成した案内ブロックが設けられ、被覆電線は、案内ブロックの通過孔を通過してアンビルに載置される。
この場合、被覆電線を案内ブロックの通過孔に通過させる際、被覆電線が円錐面状の窪みに案内されながら通過孔に導かれるので、被覆電線を通過孔に迅速かつ容易に挿入することができて生産性の向上に資する。

端子片をかしめる時、クリンパーは、端子片に接触するかしめ位置で一時的に停止し、かしめ位置から再び下死点位置の方向に変位するので、製作誤差などに起因するクリンパーの振れが端子片に伝わることを極力避けることができる。これにより、端子片を被覆電線の芯線（露出部分）にかしめた時、端子片に「へこみ傷」、「首吊り現象」、「被覆噛み」や「芯線食み出し」などに基づく不良品の発生を大幅に低減して歩留りを高め、生産性の向上にも繋がる。

図１ないし図５に基づいて、本発明の実施例１に係る端子圧着装置１を説明する。図１に示すように端子圧着装置１は、下端部にアーチ状の湾曲凹面部を押圧部２ａとして切欠き状に形成したクリンパー２を備えている。クリンパー２の下方には、クリンパー２に対向する厚板状のアンビル３が設置されている。アンビル３には、後述する端子片４を載せる細長台部３ａとともに、クリンパー２の脚部２ｂに対応する窪み部３ｂが細長台部３ａの両側に形成されている。

アンビル３の細長台部３ａには、連鎖帯５で連結された端子片４が一個づつ順にセットされるようになっている。端子片４は略Ｕ字状に曲成されており、その先端部４ａは、クリンパー２における押圧部２ａの内周面部に略内接状態に接触するようになっている。アンビル３には、ハイトセンサ２５が取り付けられており、クリンパー２が上死点位置Ｈ｛図５の（ａ）参照｝から下方に所定距離だけ変位する時、クリンパー２が端子片４に略内接するかしめ位置Ｊ（同図参照）に到ることを検出して出力信号を発するようになっている。

アンビル３の前方には、頂点に通過孔７を有する円錐面状の窪み８を形成した案内ブロック６が設けられている。案内ブロック６は、山状突部６ａを有する上ブロック部６Ａと、山状突部６ａに嵌合される谷状溝６ｂを有する下ブロック部６Ｂからなる。山状突部６ａは、先端部に半円孔部６ｃを形成し、谷状溝６ｂは、底面部に半円孔部６ｄを形成している。
上ブロック部６Ａと下ブロック部６Ｂとの嵌合により、半円孔部６ｃ、６ｄ同士が向き合って通過孔７を形成する。被覆電線９は、案内ブロック６の通過孔７を通過し、芯線１０を露出部分としてアンビル３上の端子片４に載置する。

クリンパー２の上端部には、先端に略Ｔ字状の連結片１１ａを有する連結体１１が取り付けられている。連結片１１ａは、上端に従動リンク１２を有する把持部１３に嵌込みにより連結されている（図２参照）。従動リンク１２は、クランク機構１４を構成し、主動リンク１５に回動可能に連結されている。主動リンク１５の先端部は、ピン１６を介して駆動盤１７に偏心状態に連結されている。駆動盤１７の中心部には、サーボモータ１８の回転軸１８ａが駆動盤１７に対して回転駆動可能に嵌着されている。

運転時、サーボモータ１８が通電により駆動されると、サーボモータ１８の回転軸１８ａを介して駆動盤１７が正方向に回転する（図１の矢印Ａ参照）。駆動盤１７の回転に伴い、クランク機構１４の主動リンク１５、従動リンク１２および連結体１１を介してクリンパー２が下降変位する（図１の矢印Ｂ参照）。クリンパー２の下降変位により、後述するように押圧部２ａが端子片４の先端部４ａを押圧して芯線１０をかしめるようになっている。

このかしめ工程において、図３に示す制御部１９による端子圧着方法を図４のフローチャートに沿って説明する。
図４のステップＳ１で、制御部１９の速度制御部２０は、端子片４に対するかしめ動作を開始させる作動信号が入力されたか否かを判定し、否の場合は作動信号が入力されるまで待機する。ステップＳ２で、速度制御部２０は、データ格納部２１よりサーボモータ１８を回転させる加速度を読み出し、中央演算処理部２２を介して増幅部２３に出力し、増幅部２３で電力増幅し、読み出した加速度となるようにサーボモータ１８に電流を供給する。

ステップＳ３で、速度制御部２０は、サーボモータ１８に付設されたロータリーエンコーダ（図示せず）からの出力値が、データ格納部２１に記憶された等速回転位置に対応するか否かを判定する。判定が否の場合は、ステップＳ２における加速を続行し、等速回転位置に対応する場合、ステップＳ４に移行してサーボモータ１８を等速回転で駆動する。

その後、ステップＳ５で、データ格納部２１に記憶された減速回転位置が検出されると、速度制御部２０は、ステップＳ６でサーボモータ１８の回転を減速させ、ステップＳ７で、アンビル３に設けたハイトセンサ２５からの出力信号が中央演算処理部２２を介して電流制御部２４に送られ、アンビル３がかしめ位置Ｊになったことを知らせて、サーボモータ１８の運転を一時的に止める。
クリンパー２が上死点位置Ｈから下降変位して、図５の（ａ）に示すかしめ位置Ｊに到る場合、クリンパー２は、押圧部２ａの内周面部に端子片４の先端部４ａを略内接状態に接触させる。

ステップＳ８では、ハイトセンサ２５からの出力信号により、クリンパー２がかしめ位置Ｊにあるか否かを確認する。否であればステップＳ７に戻り、かしめ位置Ｊを確認した場合、ステップＳ９に移行し、電流制御部２４が中央演算処理部２２を介してサーボモータ１８に駆動指令を送ってサーボモータ１８の運転を再開する。

これにより、図５の（ｂ）に示すように、クリンパー２は、下死点位置Ｌに下降して端子片４を芯線１０にスプリングバックが生じないようにかしめて端子付き電線を作製する。この後、クリンパー２は上昇変位し、かしめ位置Ｊを経て元の上死点位置Ｈに戻って単一サイクルが終了する｛図５の（ｃ）参照｝。このサイクルを繰り返すことにより、新たな被覆電線９の芯線１０に端子片４が次々とかしめられ、ワイヤハーネスなどに用いる多数の端子付き電線を加工生産する。

上記構成によれば、端子片４をかしめる時、クリンパー２は、押圧部２ａが端子片４に略内接するかしめ位置で一時的に停止し、かしめ位置Ｊから再び下死点位置Ｌの方向に変位するので、製作誤差や組付誤差などに起因するクリンパー２の振れが端子片４に伝わることを極力避けることができる。

これにより、端子片４を被覆電線９の芯線１０にかしめた時、端子片４に「へこみ傷」、「首吊り現象」、「被覆噛み」や「芯線食み出し」といった不具合を招来し難くなって不良品の発生が大幅に低減し、歩留りを高めて生産性の向上にも繋がる。しかも、クリンパー２をかしめ位置Ｊで一時的に停止させるといった簡素な制御構造で済み、全体が大型化せずコンパクトでコスト的にも有利である。

（変形例）
（ａ）なお、クリンパー２によるかしめ加工は、芯線１０に限らず、被覆部分に対して行ってもよく、複数の端子片を連接した連鎖端子を同時にかしめるようにしてもよい。また、クリンパー２をかしめ位置Ｊで一時的に停止させる時間は、例えば数十分の１秒単位で計数設定が可能となるように極く短くすることができる。
（ｂ）クランク機構１４では、駆動盤１７の代わりにカム盤を設け、カム盤の回転により従動リンク１２および連結体１１を介してクリンパー２を昇降変位させてもよい。
（ｃ）サーボモータ１８の代わりに、油圧シリンダーを駆動手段として用い、油圧シリンダーの作動により主動リンク１５に駆動力を伝達させるようにしてもよい。

端子片をかしめる時、クリンパーは、端子片に接触するかしめ位置で一時的に停止し、かしめ位置から再び下死点位置の方向に変位するので、製作誤差や組付誤差などに起因するクリンパーの振れが端子片に伝わることを極力避けることができる。これにより、端子片を被覆電線の芯線にかしめた時、端子片に「へこみ傷」、「首吊り現象」、「被覆噛み」や「芯線食み出し」などに基づく不良品の発生を大幅に低減して歩留りを高め、生産性の効率化を求める需要者の喚起を促し、関連部品の流通を介して機械産業に広く適用することができる。

端子圧着装置の分解斜視図である（実施例１）。 端子圧着装置の正面図である（実施例１）。 サーボモータを駆動する制御部のブロック図である（実施例１）。 制御部のフローチャートである（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、アンビルにおける端子片に対するクリンパーの昇降作動を示す説明図である（実施例１）。

符号の説明

１ 端子圧着装置
２ クリンパー
２ａ 押圧部
３ アンビル
４ 端子片
４ａ 端子片の先端部
６ 案内ブロック
７ 通過孔
８ 円錐面状の窪み
９ 被覆電線
１０ 芯線（被覆電線の露出部分）
１４ クランク機構
１８ サーボモータ
１９ 制御部
２４ 電流制御部
２５ ハイトセンサ
Ｈ 上死点位置
Ｊ かしめ位置
Ｌ 下死点位置

Claims (5)

1. 端子片の上に被覆電線の露出部分を載置するアンビルと、前記被覆電線から離れた上死点位置と前記被覆電線の前記露出部分に前記端子片をかしめる下死点位置との間で前記アンビルに対して接離方向に変位するクリンパーと、このクリンパーを変位させるべく駆動するサーボモータとを備え、
   前記クリンパーが前記上死点位置から前記アンビルに向かって所定距離だけ変位する時、前記クリンパーが前記端子片に接触するかしめ位置に到ることを検出して出力信号を発するハイトセンサと、
   前記ハイトセンサからの前記出力信号を受け、前記かしめ位置で前記サーボモータの運転を止めて前記クリンパーを一時的に停止させた後、前記サーボモータを再運転して前記クリンパーを前記下死点位置の方向に再び変位させる電流制御部とを備えたことを特徴とする端子圧着装置。
2. 前記クリンパーの下端部は、アーチ状の湾曲凹面部を前記端子片に対する押圧部として切欠き状に形成していることを特徴とする請求項１に記載の端子圧着装置。
3. かしめ位置では、略Ｕ字状をなす前記端子片の先端部は、前記押圧部の内周面部に略内接状態になっていることを特徴とする請求項２に記載の端子圧着装置。
4. 前記アンビルの前方には、頂点に通過孔を有する円錐面状の窪みを形成した案内ブロックが設けられ、前記被覆電線は、前記案内ブロックの前記通過孔を通過して前記アンビルに載置されることを特徴とする請求項１に記載の端子圧着装置。
5. 端子片の上に被覆電線の露出部分をアンビルに載置する工程と、前記被覆電線から離れた上死点位置と前記被覆電線の前記露出部分に前記端子片をかしめる下死点位置との間でクリンパーが前記アンビルに対して接離方向に変位する工程と、前記クリンパーを変位させるべくサーボモータを駆動する工程とを備え、
   前記クリンパーが前記上死点位置から前記アンビルに向かって所定距離だけ変位する時、ハイトセンサにより前記クリンパーが前記端子片に接触するかしめ位置に到ることを検出して出力信号を発する工程と、
   前記ハイトセンサからの前記出力信号を受け、前記かしめ位置で前記サーボモータの運転を止めて前記クリンパーを一時的に停止させた後、前記サーボモータを電流制御部により再運転して前記クリンパーを前記下死点位置の方向に再び変位させる工程とを有する端子圧着方法。

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