JP2010049806A - コネクタ嵌合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コネクタの位置ずれ修正機構を有するコネクタ嵌合装置で、バネ等の弾性体を用いることなく僅かな位置ずれを修正する。
【解決手段】嵌合方向に対して垂直な面で容易に移動する倣い部を用いて嵌合位置のずれを修正可能とするコネクタ嵌合装置。倣い部にコネクタを設置し、ロック機構によって倣い部を制動した状態で、コネクタ嵌合装置を起動する。僅かなコネクタ嵌合位置ずれによってコネクタ同士が接触した場合にはロック機構を解除して倣い部を滑動可能とする。これによって接触による荷重を利用して装置側に設置したコネクタを倣い部とともに滑らかに移動させ、位置ずれを修正して嵌合させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車や電気製品等に用いる電気コネクタの嵌合装置に関する。

従来から、自動車や電気製品等の製造工程においては、インバータ回路等に用いられる電気コネクタを自動で嵌合させるコネクタ嵌合装置が使用されている。例えば、コネクタ嵌合装置に一方のコネクタを設置し、ライン上を搬送される製品に設置された相手側コネクタに対してコネクタ嵌合装置によってコネクタを挿し込み、嵌合させる。

一般に、コネクタ嵌合装置に一方のコネクタを設置し、相手側コネクタと自動で嵌合させる場合には、互いに嵌合可能となるように予め位置合わせが行われる。しかしながら、例えばコネクタ嵌合装置を固定位置に設置して、ライン上を搬送される製品に設置された相手側コネクタと嵌合させるような場合、予め位置合わせを行っていても、製品ごとにコネクタ位置が僅かにずれていることがある。位置ずれのある状態で嵌合を行うと、コネクタ嵌合を確実に行うことができず、場合によっては傷や破損の原因となり得る。

このような僅かな位置ずれを修正してコネクタを嵌合させるコネクタ構成やコネクタ嵌合装置が従来から提案されている。例えば、特許文献１では、フローティング構造により位置ずれが修正される一対のフローティングコネクタが記載されている。メスコネクタ側のサブモジュールに設置されたバネがフローティング構造として機能し、嵌合時にメスコネクタの位置ずれを修正して確実に嵌合させる。
特開２００７−２０７５８１号公報

しかしながら、特許文献１のように、バネによってコネクタの位置ずれを修正する手段をコネクタ嵌合装置に用いると、コネクタの位置ずれが無い場合にも、嵌合する際には必ずバネの弾性力を作用させてコネクタを支持するため、嵌合操作を繰り返すとともに次第にバネの弾性力が低下して、位置ずれを修正できなくなってしまう。特に水平方向にコネクタを移動させて嵌合させる場合に、鉛直方向に設置したバネによってコネクタを支持していると、バネにコネクタの重量がかかり、バネの弾性力が著しく低下する。

特許文献１においては、コネクタの位置ずれ修正手段としてバネは必須の構成であって、バネとコネクタとの当接を解除する構成と共にフローティングコネクタの構成の一部に含まれているから、繰り返してコネクタ嵌合を行うコネクタ嵌合装置における上記の課題を認識していない。嵌合完了後にバネとコネクタとの当接を解除する構成が記載されているが、バネがコネクタに与える負担を軽減することを目的とするものであり、コネクタ嵌合装置における上記の課題を解決することはできない。

そこで、本発明は、コネクタを設置して、製品に設置された相手側コネクタに嵌合させるコネクタ嵌合装置であって、コネクタを保持し、嵌合方向に対して垂直な面上で滑動させる倣い部と、コネクタおよび倣い部を嵌合方向に移動させるアクチュエータと、倣い部を制動するロック機構と、コネクタが相手側コネクタと接触したことを検知する検知部と、制御部を備えているコネクタ嵌合装置を提供する。

制御部は、制御開始時にはロック機構によって倣い部を制動させており、検知部が接触を検知した場合に、ロック機構を解除して倣い部を移動可能とする制御を行う。

本発明においては、倣い部は滑動可能であり、ロック機構を解除すると倣い部は嵌合方向に対して垂直な面で容易に移動する。通常、倣い部はロック機構によって制動されているが、僅かな位置ずれによってコネクタ同士が接触した場合にのみロック機構を解除して倣い部を滑動可能とする。これによって接触による荷重を利用して装置側に設置したコネクタを倣い部とともに滑らかに移動させ、位置ずれを修正して嵌合させることができる。

本発明によれば、バネ等の弾性体によってコネクタを支持する必要がないため、繰り返して嵌合装置を用いても、バネの弾性力の低下によってコネクタ位置が大きくずれて位置ずれ修正ができなくなることがない。ライン上を搬送される製品に設置された相手側コネクタと嵌合させるような用途にも利用できるコネクタ嵌合装置を提供できる。

以下に説明する実施例の主要な特徴を以下に列記する。
（特徴１） コネクタにはテーパが設けられている。
（特徴２） 倣い部には、ＬＭガイド（Linear Motion Guide：直線運動案内）を使用している。
（特徴３） コネクタ嵌合位置を予め合わせてロック機構をＯＮとした状態で、コネクタ嵌合装置の運転を開始する。
（特徴４） コネクタ同士の接触を検知する検知部には、荷重センサを用いている。

（実施例１）
以下、本発明の実施例１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施例にかかるコネクタ嵌合装置である。コネクタ嵌合装置は、倣い部１、第１アクチュエータ３、ロック機構４、制御部５、検知部６によって構成されている。

本実施例においては、図１に示すように、倣い部１にオスコネクタ１１を設置し、製品側にあるメスコネクタ１２に嵌合させるようにしている。第１アクチュエータ３はオスコネクタ１１を図１の矢印に示した嵌合方向に移動させる。倣い部１はオスコネクタ１１を嵌合方向と垂直な平面において移動させることができる。

本実施例においては、検知部６には荷重センサが用いられている。制御部５は、検知部６の検知値Ｗおよび第１アクチュエータ３によってオスコネクタ１１が移動した距離Ｌをデータ受信し、第１アクチュエータ３、ロック機構４を制御する。

本実施例においては、倣い部１として、互いに直交する２方向に移動可能なＬＭガイド（Linear Motion Guide：直線運動案内）を用いている。

本実施例においては、ロック機構４は、倣い部１を構成するＬＭガイドのブロック１３を接続するピン１４と、ピン１４を抜き差しする第２アクチュエータ１５によって構成されている。図１に示すように２つのブロック１３にピン１４が挿し込まれていると、２つのブロック１３がピン１４によって互いに固定されるので、嵌合方向と垂直な平面においてＬＭガイドのブロック１３が固定され、倣い部１が制動される。

次に、図２に示したフローチャートを参照して本実施例のコネクタ嵌合装置の作用効果について説明する。

起動前には、倣い部１は、コネクタ嵌合装置側のオスコネクタ１１と製品側のメスコネクタ１２との位置合わせを行い、ロック機構をＯＮとした状態で制動されている。コネクタ嵌合装置を起動すると、まずステップＳ１で、制御部５によって第１アクチュエータ３が作動し、倣い部１と共にオスコネクタ１１をメスコネクタ１２の方向に移動させる。

オスコネクタ１１とメスコネクタ１２との位置が僅かにずれていると、コネクタ同士が接触し、検知部６によって検知される荷重が大きくなる。制御部５には検知部６の検知値Ｗに対して、コネクタが接触したときの検知値Ｗ_０が予め閾値として設定されており、ステップＳ２において、検知値Ｗ≧Ｗ_０となったと判定された場合には、ステップＳ３に移行して、一旦、第１アクチュエータ３が停止され、ロック機構４がＯＦＦとなり倣い部１が滑動可能となる。その後、ステップＳ４に移行して、再度、第１アクチュエータ３を作動させる。

図３（ａ）に示すように、オスコネクタ１１、メスコネクタ１２にはテーパ部が設けられている。コネクタの嵌合位置にずれがある場合でも、僅かな位置ずれであるので、図３（ａ）に示すようにコネクタ同士はテーパ部で互いに接触する。接触が検知されて倣い部１が滑動可能となった状態で、再度、第１アクチュエータ３を作動させると、図３（ｂ）に示すように、オスコネクタ１１がメスコネクタ１２の方向に移動するとともに、テーパ部分によってガイドされて嵌合方向と垂直な面上で移動して、図３（ｃ）のようにオスコネクタ１１とメスコネクタ１２の位置ずれが修正されて、検知部６での検知値Ｗは小さくなる。

第１アクチュエータ３によってオスコネクタ１１が嵌合方向に移動した距離Ｌは、第１アクチュエータ３から制御部５に送信されている。ステップＳ５においては、距離Ｌに対して、嵌合完了までのオスコネクタ１１の移動距離Ｌ_０が閾値として予め設定してある。距離Ｌ≧Ｌ_０である場合には、ステップＳ６に移行して第１アクチュエータ３が停止し、終了する。

一方、ステップＳ５において検知値Ｗ＜Ｗ_０である場合には、ロック機構４によって倣い部１が制動された状態が維持されて、ステップＳ５に進む。オスコネクタ１１が嵌合方向に移動した距離ＬがＬ_０以上となるまで検知値ＷがＷ＜Ｗ_０となっていれば、倣い部１がロック機構４によって制動されたまま第１アクチュエータ３が作動し続け、嵌合完了に至った後、第１アクチュエータ３が停止し、終了する。

本実施例によれば、僅かな位置ずれによってコネクタ同士が接触した場合にのみロック機構を解除して倣い部を滑動可能とし、接触による荷重を利用して装置側に設置したコネクタを倣い部とともに滑らかに動かすことが可能となるため、位置ずれを修正して嵌合させることができる。バネ等の弾性体によってコネクタを支持する必要がないため、バネの弾性力の低下によってコネクタ位置が大きくずれて位置ずれ修正ができなくなることがない。本実施例のコネクタ嵌合装置は、ライン上を搬送される製品に対してコネクタを嵌合させるような用途にも利用できる。

また、本実施例のコネクタ嵌合装置では、ＬＭガイドのような滑動可能な機構を倣い部１として用いており、バネによって支持されていないので、位置ずれ修正時にバネがコネクタに負担を与えることも抑制できる。

（実施例２）
実施例２においては、倣い部ロック機構４の構成が、実施例１と異なっている。倣い部ロック機構４は、図４に示すように、嵌合方向と垂直な面上で倣い部１を把持する４つのアクチュエータ２１、２２、２３、２４によって構成されている。２つの鉛直アクチュエータ２１、２２は、鉛直方向に上下から倣い部１のブロック１３を押さえて鉛直方向での位置規制を行い、２つの水平アクチュエータ２３、２４は水平方向の両側から倣い部１を押さえて水平方向の位置規制を行う。実施例１と共通の部分には重複説明を省略する。

実施例２のコネクタ嵌合装置においても、実施例１と同様に、図２のフローチャートに従ってコネクタ嵌合装置の制御が実施される。図２において、ロック機構をＯＮに制御するときには、アクチュエータ２１、２２、２３、２４を倣い部１の方向に移動させて、倣い部１が動かないように押さえる。ロック機構をＯＦＦに制御するときには、倣い部１からアクチュエータ２１、２２、２３、２４が離れるように倣い部１から遠ざかる方向に移動させて、倣い部１が滑動できるようにする。コネクタの接触が検知され、ロック機構がＯＦＦとなった後は、実施例１と同様に、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように位置ずれが修正されて、嵌合が完了する。

本実施例では、ロック機構を嵌合方向と垂直な面上に設置できるため、嵌合方向の設置スペースが限られているような場合に適している。

尚、本実施例では、位置ずれを修正して嵌合が完了した状態でロック機構をＯＮとすることもできる。例えばステップＳ６の次に、ロック機構４をＯＮにするステップを実施すれば、嵌合動作の繰り返しによる位置ずれが修正された状態で倣い部１の位置を固定することができる。

実施例のコネクタ嵌合装置の構成図。 実施例のコネクタ嵌合装置の制御フローチャート。 実施例のコネクタの嵌合を説明する図。図３（ａ）は位置ずれによるコネクタ同士の接触を説明する図であり、図３（ｂ）は倣い部の滑動による位置ずれ修正を説明する図であり、図３（ｃ）は位置ずれの修正が完了した状態の図である。 実施例のコネクタ嵌合装置の構成図。

符号の説明

１ 倣い部
３ 第１アクチュエータ
４ ロック機構
５ 制御部
６ 検知部
１１ オスコネクタ
１２ メスコネクタ
１３ ＬＭガイドのブロック
１４ ピン
１５ 第２アクチュエータ
１６、１７ テーパ部
２１、２２ 鉛直アクチュエータ
２３、２４ 水平アクチュエータ

Claims (1)

1. コネクタを設置して、製品に設置された相手側コネクタに嵌合させるコネクタ嵌合装置であって、
   前記コネクタを保持し、嵌合方向に対して垂直な面上で滑動させる倣い部と、
   前記コネクタおよび前記倣い部を嵌合方向に移動させるアクチュエータと、
   前記倣い部を制動するロック機構と、
   前記コネクタが前記相手側コネクタと接触したことを検知する検知部と、
   制御部を備えており、
   前記制御部は、嵌合操作開始時には前記ロック機構によって前記倣い部を制動させており、前記検知部が接触を検知した場合に、前記ロック機構を解除することを特徴とするコネクタ嵌合装置。
   

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