JP2014033088A

JP2014033088A - 配線装置

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Publication number: JP2014033088A
Application number: JP2012172887A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fukunishi; 篤志福西; Kunihiro Yamauchi; 邦弘山内; Masayoshi Kano; 聖義加納; Mitsuhiro Kunisaki; 光洋國▲崎▼
Original assignee: CSCONTROL KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: CSCONTROL KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2032-08-03
Also published as: JP5942681B2

Abstract

【課題】リード配線の接合状態を正確にチェックすることができる配線装置を提供することである。
【解決手段】本発明にかかる配線装置１は、第１の端子１１と第２の端子１２とをリード配線２７を用いて接続する配線装置であり、配線狭持部材１４５と配線変位量検出ユニット１３２とを備える。配線狭持部材１４５は、第１の端子１１に接合されているリード配線２７を所定の力で狭持する。配線変位量検出ユニット１３２は、第１の端子１１に接合されているリード配線２７に所定の張力が作用している状態でリード配線の変位量を検出する。配線狭持部材１４５は、支点部１５０と、支点部１５０の両側に延びる第１および第２の狭持部１５１、１５２とを有し、第１の狭持部１５１はリード配線２７を第１の位置において狭持し、第２の狭持部１５２はリード配線２７を第１の位置とは異なる第２の位置において狭持する。
【選択図】図１１

Description

本発明は配線装置に関し、特に端子間の配線を自動で行うことができる配線装置に関する。

集積回路を所定のケースに実装する場合は、各々の端子をリード配線を用いて電気的に接続する必要がある。例えば、ケースに設けられた電源端子と集積回路の端子とを接続することで、集積回路に電源を供給することができる。ここで、端子間の距離は温度変化等により変化するため、端子間を接続する配線の途中に湾曲部を設けることで、各々の端子の位置が変化することにより配線に応力が作用することを抑制することができる。

特許文献１には、長尺なリード配線を引出してこれを溶接、屈曲成形および切断の全てを自動で行うリード配線の溶接装置（配線装置）が開示されている。特許文献１に開示されている溶接装置では、チャックレバーとカッターとでリード配線を狭持してリード配線を引出し、溶接ユニットの先端とワークの端子との間でリード配線を挟んで溶接する。リード配線を成形する際は、リード成形装置の水平移動用モータおよび上下移動用モータを作動させ、成形ピンを第１の端子側から第２の端子側に向けて水平方向に移動させつつ下降させることにより、リード配線にＳ字形状の湾曲部を形成している。この時、成形ピンはリード配線を強制的に湾曲させるので、リード配線から成形ピンに抵抗力が伝わり、この抵抗力を測定することで溶接部の強度をチェックしている。

特開平５−３４３８９９号公報

背景技術で説明したように、特許文献１に開示されている溶接装置では、リード配線を湾曲させる際にリード配線から成形ピンに伝わる抵抗力を測定することで、溶接部の強度をチェックしている。

しかしながら、このような手法を用いて溶接部の強度をチェックした場合は、第１の端子の溶接部と第２の端子の溶接部に作用する力がそれぞれ異なるため、それぞれの溶接部の強度を正確にチェックすることができないという問題があった。つまり、成形ピンの軌跡は成形するリード配線の最終形状によって決定されるため、各々の溶接部に作用する力は成形するリード配線の最終形状に依存し、意図的に決定することができなかった。このため、溶接部の強度を定量的に且つ正確にチェックすることができなかった。

上記課題に鑑み本発明の目的は、リード配線の接合状態を正確にチェックすることができる配線装置を提供することである。

本発明の一態様にかかる配線装置は、第１の端子と第２の端子とをリード配線を用いて接続する配線装置であって、前記第１の端子に接合されている前記リード配線を所定の力で狭持する配線狭持部材と、前記第１の端子に接合されているリード配線に所定の張力が作用している状態で前記リード配線の変位量を検出する配線変位量検出ユニットと、を備え、前記配線狭持部材は、支点部と、当該支点部の両側に延びる第１および第２の狭持部とを有し、前記第１の狭持部は前記リード配線を第１の位置において狭持し、前記第２の狭持部は前記リード配線を前記第１の位置とは異なる第２の位置において狭持する。

上記配線装置において、前記リード配線に作用する張力は、前記配線狭持部材が前記リード配線を狭持する力に基づき決定されてもよい。

上記配線装置において、前記配線変位量検出ユニットで検出された前記リード配線の変位量が所定の値よりも小さい場合に、前記リード配線の接合状態が異常であると判定してもよい。

上記配線装置において、前記配線変位量検出ユニットで検出された前記リード配線の変位量が、前記第１の端子に対する前記配線狭持部材の移動量よりも小さい場合に、前記リード配線の接合状態が異常であると判定してもよい。

上記配線装置において、前記リード配線の移動をガイドするレールを更に備えていてもよく、前記リード配線は、前記レールと前記第１の狭持部とで狭持されると共に、前記レールと前記第２の狭持部とで狭持されていてもよい。

上記配線装置において、前記第１の狭持部の先端部には第１のベアリングが設けられていてもよく、前記第２の狭持部の先端部には第２のベアリングが設けられていてもよく、前記レールの前記第１の狭持部の先端部に対応する位置に第３のベアリングが設けられていてもよく、前記レールの前記第２の狭持部の先端部に対応する位置に第４のベアリングが設けられていてもよく、前記リード配線は、前記第１のベアリングと前記第３のベアリングとで狭持されると共に、前記第２のベアリングと前記第４のベアリングとで狭持されていてもよい。

上記配線装置において、前記配線狭持部はスライドシリンダを用いて移動可能に構成されていてもよく、前記配線狭持部が前記リード配線を狭持する際の力は、前記スライドシリンダを駆動する際のエアーの圧力によって決定されてもよい。

上記配線装置において、前記配線狭持部の前記支点部と前記スライドシリンダとが連結されていてもよい。

上記配線装置において、更に、前記第２の端子に接合されている前記リード配線を前記配線狭持部材を用いて所定の力で狭持し、前記第２の端子に接合されているリード配線に所定の張力が作用している状態で前記リード配線の変位量を前記配線変位量検出ユニットを用いて検出して前記リード配線の接合状態を判定してもよい。

本発明により、リード配線の接合状態を正確にチェックすることができる配線装置を提供することが可能となる。

実施の形態にかかる配線装置の斜視図である。配線対象であるワークの一部を拡大した斜視図である。図２Ａに示すワークのリード配線部分を拡大した斜視図である。実施の形態にかかる配線装置が備える配線ユニットの斜視図である。実施の形態にかかる配線装置が備える配線ユニットの側面図である。実施の形態にかかる配線装置が備える配線ユニットの正面図である。実施の形態にかかる配線装置が備える配線ユニットを底面側からみた斜視図である。実施の形態にかかる配線装置が備える配線ユニットの底面図である。実施の形態にかかる配線装置が備えるノズルユニットの分解斜視図である。実施の形態にかかる配線装置が備えるノズルユニットの斜視図である。実施の形態にかかる配線装置が備えるノズルユニットとクランパーの正面図である。実施の形態にかかる配線装置が備えるノズルユニットとクランパーの正面図である。実施の形態にかかる配線装置が備えるクランプユニットの斜視図である。実施の形態にかかる配線装置が備えるヒューム吸引機構を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置を用いて形成されるリード配線の形状の一例を示す断面図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置の動作を説明するための図である。実施の形態にかかる配線装置が備える配線導入ユニットの斜視図である。配線導入ユニットが備える配線狭持ユニットの斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる配線装置１の斜視図である。本実施の形態にかかる配線装置１は、配線ユニット２と駆動ユニット３とを備える。配線ユニット２は、ワーク１０内に配置されている各々の端子に対して配線を行うためのユニットである。駆動ユニット３は、配線対象であるワーク１０の位置を調整するためのユニットである。

駆動ユニット３は、マシンベース４、Ｘ軸方向駆動機構５、Ｙ軸方向駆動機構６、回転駆動機構８、およびワーク固定治具９を備える。Ｙ軸方向駆動機構６は、マシンベース４に固定されている。また、Ｙ軸方向駆動機構６は、Ｘ軸方向駆動機構５（回転駆動機構８およびワーク固定治具９を含む）をＹ軸方向に移動可能に支持している。Ｘ軸方向駆動機構５は、回転駆動機構８およびワーク固定治具９をＸ軸方向に移動可能に支持している。回転駆動機構８は、ワーク固定治具９を水平面（Ｘ軸とＹ軸を含む面、つまりＸＹ平面）と垂直な回転軸を中心に回転可能に支持している。ワーク固定治具９はワーク１０を固定する。つまり、駆動ユニット３は、ワーク１０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することができ、また水平面と垂直な回転軸を中心に回転することができる。

図２Ａは、ワーク１０の一部を拡大した斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示すワーク１０のリード配線部分を拡大した斜視図である。図２Ａ、図２Ｂに示すように、ワーク１０には回路基板２０が実装されている。回路基板２０には複数の集積回路が実装されている。回路基板２０は電極パッド（第２の端子）１２を備える。また、ワーク１０内のケース１９にはバスバー１１（第１の端子）が設けられている。例えば、バスバー１１は、ワーク１０に実装されている集積回路に電源を供給するための端子板である。

図２Ｂに示すように、バスバー１１と電極パッド１２はリード配線１３を用いて電気的に接続されている。このとき、リード配線１３の一端は、第１の溶接部１４においてバスバー１１と溶接されている。また、リード配線１３の他端は、第２の溶接部１５において電極パッド１２と溶接されている。リード配線１３には湾曲部１６が形成されている。このように湾曲部１６を形成することで、バスバー１１と電極パッド１２の位置が溶接後に温度変化等によって変化した場合であっても、リード配線１３に応力が作用することを抑制することができる。よって、リード配線１３が断線したり、リード配線がバスバー１１や電極パッド１２から剥離したりすることを抑制することができる。例えば、リード配線１３は、導電性に優れた銅等でできた薄肉金属板である。

また、図１に示すように、駆動ユニット３は補正計測部２１とノズル清掃部２２とを備える。補正計測部２１は、配線ユニット２が備える加圧ノズル５３、カッター１０１、および成形バー１１１（それぞれ、図３Ａ参照）の位置を計測するためのセンサである。例えば補正計測部２１はタッチセンサを用いて構成されている。ノズル清掃部２２は、加圧ノズル５３の内部に付着したスパッタや煤を除去する。例えば、ノズル清掃部２２は吸引機構やドリルを備える。

図１に示すように、Ｚ軸方向駆動機構７はＹ軸方向駆動機構６に固定されている。Ｚ軸方向駆動機構７は、配線ユニット２をＺ軸方向に移動可能に支持している。つまり、配線ユニット２のベース板３１はガイド３２を介してＺ軸方向駆動機構７に支持されている（特に、図３Ｂ参照）。また、ベース板３１には配線ユニット２の主要な部材が固定されている。よって、Ｚ軸方向駆動機構７を用いてベース板３１のＺ軸方向の位置を移動することで、ノズルユニット５０、カッターユニット１００、成形ユニット１１０、および配線導入ユニット１３０等のＺ軸方向の位置を調整することができる。

また、配線ユニット２には、レーザ導入部２３を経由してレーザ（例えば、ファイバーレーザ）が導入される。レーザ導入部２３を経由して導入されたレーザは、光学ヘッド２４においてレーザの焦点が調整され、光軸調整部２５においてレーザのＸ−Ｙ座標が調整されて、ノズルユニット５０に導入される。そして、ノズルユニット５０に設けられた加圧ノズル５３の先端からレーザを照射することで、リード配線２７が端子に溶接される。

図３Ａ〜図３Ｃに、本実施の形態にかかる配線装置が備える配線ユニット２の斜視図、側面図、および正面図をそれぞれ示す。また、図４Ａ、図４Ｂに、本実施の形態にかかる配線装置が備える配線ユニット２を底面側からみた斜視図、および底面図をそれぞれ示す。

各図に示すように、配線ユニット２は、成形ユニット１１０、配線導入ユニット１３０、クランパー７１、加圧ノズル５３、カッターユニット１００、および形状センサ２８を有する。

成形ユニット１１０は、成形バー１１１とスライドシリンダ１１２とを備える。成形バー１１１はリード配線２７に湾曲部を形成するための棒状の部材である（図１０Ｄ参照）。スライドシリンダ１１２は、成形バー１１１を伸縮させる。例えば、リード配線２７に湾曲部を形成する際は、スライドシリンダ１１２を用いて成形バー１１１を伸長させ、成形バー１１１をリード配線２７と当接させてリード配線２７に湾曲部を形成する。リード配線２７に湾曲部を形成するとき以外は、成形バー１１１を収縮させる。図３Ｃに示すように、成形ユニット１１０は固定ブラケット１１８に固定されている。固定ブラケット１１８はベース板３１に固定されているので、成形ユニット１１０のＺ軸方向の位置は、Ｚ軸方向駆動機構７によって調整することができる。

配線導入ユニット１３０は、加圧ノズル５３に導入されるリード配線２７の位置を調整し、またリード配線２７を端子に溶接した後にプルテストを実施する。リード配線２７は、配線導入ユニット１３０に接続されている中空状のチューブ２６を通して配線導入ユニット１３０に供給される。図３Ａに示すように、配線導入ユニット１３０はベース板３１に固定されている。また、図３Ｃに示すように、配線導入ユニット１３０は、配線調整ユニット１３１、配線変位量検出ユニット１３２、配線狭持ユニット１３３およびレール１３４を備える。リード配線２７はレール１３４に沿って移動する。

配線調整ユニット１３１は、加圧ノズル５３に導入されるリード配線２７の位置、つまりリード配線２７の先端の位置を調整（テール調整）するためのユニットである。配線調整ユニット１３１は、リード配線２７をローラー１３６とローラー１３７とで狭持し、ローラー１３７をモータを用いて回転させることで、リード配線２７の位置を調整することができる。ここで、ローラー１３６はスライドシリンダ１３５を用いて移動可能に構成されている。例えば、リード配線２７の位置を調整する場合は、リード配線２７をローラー１３６とローラー１３７とで狭持するようにスライドシリンダ１３５を動作させる。一方、プルテスト時は、リード配線２７を解放状態とするためにリード配線２７をローラー１３６とローラー１３７とで狭持しないようにスライドシリンダ１３５を動作させる。

配線変位量検出ユニット１３２は、リード配線２７の変位量を検出するためのユニットである。例えば、配線変位量検出ユニット１３２は、リード配線２７を低摩擦負荷で狭持するローラーと、このローラーに取り付けられたロータリーエンコーダーとを用いて構成することができる。

配線狭持ユニット１３３は、リード配線２７を端子に溶接した後に実施されるプルテストの際に、リード配線２７に一定の張力を作用させるためのユニットである。配線狭持ユニット１３３は、スライドシリンダ１４４と配線狭持部材１４５とを備えており、プルテストの際は、配線狭持部材１４５を用いてリード配線２７が狭持されるようにスライドシリンダ１４４を動作させる。このように、配線狭持部材１４５を用いてリード配線２７を狭持し、ワーク１０（端子）に対する配線ユニット２の位置を変化させることで、プルテストの際にリード配線２７に一定の張力を作用させることができる。一方、プルテストを実施しない場合は、リード配線２７が解放状態となるように、つまり、配線狭持部材１４５でリード配線２７が狭持されないようにスライドシリンダ１４４を動作させる。なお、配線狭持部材１４５を用いてリード配線２７を狭持する際の力は、例えばスライドシリンダ１４４を動作させる際に供給されるエアーの圧力によって調整することができる。

次に、加圧ノズル５３を含むノズルユニット５０について説明する。図３Ｂに示すように、加圧ノズル５３を含むノズルユニット５０はノズルアーム３８を介してベース板３１に取り付けられている。ここで、ノズルアーム３８のＺ軸方向の位置は、ベース板３１に対して変位させることができるように構成されている。

図５Ａは、ノズルユニット５０の分解斜視図である。図５Ｂは、ノズルユニット５０の斜視図である。図５Ａ、図５Ｂに示すように、ノズルユニット５０はノズル本体５１とノズルガイド６１とを備える。ノズル本体５１は、ノズルＤ（５２）、加圧ノズル５３、および当接部５４を備える。ノズルガイド６１は、ガイド壁６２、６３、ピン６４、６５、クランプ面６６、および嵌合孔６７を備える。

加圧ノズル５３は、端子にリード配線２７を接合する。加圧ノズル５３の先端部の周囲には、所定の曲率を有する湾曲部５６が形成されている。湾曲部５６は、加圧ノズル５３の４つの側面に対応するように形成されている。また、加圧ノズル５３の先端部にはレーザが出力されるレーザ照射孔５５が形成されている。加圧ノズル５３はノズルガイド６１の嵌合孔６７に嵌合され、ノズルガイド６１と当接部５４とが当接することで位置決めされる。なお、ノズル本体５１とノズルガイド６１はビス６８を用いて固定されている（図６Ａ、図６Ｂ参照）。

ノズルガイド６１が備えるガイド壁６２、６３はクランプ面６６から立設しており、互いに所定の距離を隔てて対向するように設けられている。ピン６４、６５は、ガイド壁６２、６３に渡って設けられている。そして、配線導入ユニット１３０から導入されたリード配線２７は、ガイド壁６２、６３にガイドされ、ピン６４、６５とクランプ面６６との間を通って加圧ノズル５３の先端部に導入される。

図６Ａ、図６Ｂは、ノズルユニット５０とクランパー７１の正面図である。クランパー７１は、加圧ノズル５３の先端部に導入されるリード配線２７をクランプする。クランパー７１がリード配線２７をクランプしていない場合（非クランプ状態）は、図６Ａに示すように、クランパー７１の突出部７２はクランプ面６６から所定の距離だけ離れている。このとき、リード配線２７はピン６４、６５とクランプ面６６との間を通過する。一方、クランパー７１がリード配線２７をクランプする場合（クランプ状態）は、図６Ｂに示すように、クランパー７１の突出部７２とクランプ面６６によってリード配線２７が狭持される。なお、図６Ａ、図６Ｂにおいて符号５８はレーザの光路を示している。

図７は、本実施の形態にかかる配線ユニット２が備えるクランプユニット７０の斜視図である。図７に示すように、ノズルユニット５０およびクランプユニット７０は、ノズルアーム３８に取り付けられている。また、ノズルアーム３８はベース板３１に取り付けられている（図３Ｂ、図４Ｂ参照）。リード配線２７をクランプするクランパー７１は、支点ブラケット７４を介してクランプバー７３と連結されている。支点ブラケット７４は支点部７５を備えており、クランパー７１とクランプバー７３と支点ブラケット７４とで構成される部材は、支点部７５を中心に回動可能に構成されている。クランプバー７３は電磁石７７によって吸引または解放されるように構成されている。つまり、クランプユニット７０は、電磁石７７を用いてクランプバー７３を吸引または解放することで、クランパー７１の状態を切り替える。

具体的には、クランパー７１をクランプ状態とする場合は、電磁石７７をオフ状態とする。電磁石７７をオフ状態とすることで、クランプバー７３が圧縮バネ８３によって外側（電磁石７７から離れる方向）に押されて、クランパー７１がノズルガイド６１側へと変位してクランプ状態となる。一方、クランパー７１を非クランプ状態とする場合は、電磁石７７をオン状態とする。電磁石７７をオン状態とすることで、クランプバー７３が電磁石に吸い寄せられ、クランパー７１がノズルガイド６１から離れて非クランプ状態となる。

電磁石７７は、ノズルアーム３８の上部に取り付けられたリニアガイド８１に固定されている。また、クランパー７１がクランプ状態であるか非クランプ状態であるかは、近接センサ７６のオン／オフにより確認することができる。また、電磁石７７がクランプバー７３を吸引する力は、調整ネジ７８を用いて電磁石７７の位置を調整することで変更することができる。調整ネジ７８で電磁石７７の位置を調整した後は、固定ネジ７９を用いて電磁石７７の位置を固定することができる。

クランパー７１のクランプ力は、クランプバー７３とクランプアーム８５との間に設けられた圧縮バネ８３の圧縮量を、バネ調整ネジ８２を用いて調整することで変更することができる。つまり、圧縮バネ８３の圧縮量を増やすと（つまり、圧縮バネの長さを短くすると）、圧縮バネ８３がクランプバー７３を外側に押す力が強くなり、クランプ力が増加する。また、非クランプ状態におけるクランプ面６６と突出部７２との距離（図６Ａ参照）は、ノズルアーム３８に取り付けられたストッパボルト８４の出代を用いて調整することができる。

次に、図８を用いて本実施の形態にかかる配線ユニット２が備えるヒューム吸引機構について説明する。図８に示すように、レーザ導入部２３（図１参照）から導入されたレーザは、ノズルＡ（９１）、ノズルＢ（９２）、ノズルＣ（９３）を経由してノズルユニット５０に導入される。ここで、符号９８はレーザの経路を示している。また、ノズルＣ（９３）は、ノズルユニット５０のノズルＤ（５２）と摺動可能に取り付けられている。

ノズルＢ（９２）の上部にはエアー吸引口９５、９６およびバキューム口９７が設けられている。バキューム口９７には真空エジェクタ（不図示）が取り付けられており、この真空エジェクタを用いて各ノズルの光路内の空気を吸引することで、溶接時に発生するヒュームを吸引することができる。このとき、エアー吸引口９５、９６から各ノズルの光路内に外部の空気が吸入され、各ノズルの光路内で気流が発生する。よって、各ノズルに滞留しているヒュームもバキューム口９７から吸引することができる。このようにヒューム吸引機構を設けることで、ヒュームに起因するレーザ出力の低下を抑制することができる。

図３Ａ〜図３Ｃ、および図４Ａ、図４Ｂに示すように、カッターユニット１００はカッター１０１とスライドシリンダ１０２とを備える。カッター１０１は、リード配線２７を端子（第２の端子）に溶接した後にリード配線２７を切断する。スライドシリンダ１０２は、カッター１０１を伸縮させる。リード配線２７を切断する際は、スライドシリンダ１０２を用いてカッターを伸長させる。また、リード配線２７を切断するとき以外は、カッター１０１を収縮させる。図３Ｃに示すように、カッターユニット１００は固定ブラケット１０９に固定されている。固定ブラケット１０９はベース板３１に固定されているので、カッターユニット１００のＺ軸方向の位置は、Ｚ軸方向駆動機構７によって調整することができる。

形状センサ２８は、端子間の配線を実施した後にリード配線の形状を計測する。図４Ａ、図４Ｂに示すように、形状センサ２８は、測定部２９を備えており、この測定部２９からリード配線に対してレーザを照射することでリード配線の形状を計測することができる。

図９は、本実施の形態にかかる配線装置１を用いて形成されるリード配線１３の形状の一例を示す断面図である。図９に示すように、リード配線１３は、バスバー（第１の端子）１１と電極パッド（第２の端子）１２とを電気的に接続している。ここで、バスバー１１は電極パッド１２よりも高さｄ２だけ高い位置に配置されている。リード配線１３の一端は、第１の溶接部１４においてバスバー１１と溶接されている。また、リード配線１３の他端は、第２の溶接部１５において電極パッド１２と溶接されている。リード配線１３には湾曲部１６が形成されている。バスバー１１側のリード配線１３の端部にはテール１７が形成されている。

例えば、形状センサ２８は、リード配線１３の一端と他端の段差である高さｄ２、リード配線１３の一端に対する湾曲部１６のトップ位置の高さｄ３、湾曲部１６のトップ位置と電極パッド１２の端部との距離ｄ４を測定する。そして、測定した各々の値が、予め定められた値の範囲内にあるか否かを判定することで、リード配線１３の形状が適正か否かを判定することができる。なお、第１の溶接部１４と第２の溶接部１５との距離ｄ１は、設定値として配線装置１に予め入力されている。

また、図４Ｂの底面図に示すように、成形バー１１１、クランパー７１、加圧ノズル５３、カッター１０１、および形状センサ２８は一直線上に並ぶように配置されている。

次に、図１０Ａ〜図１０Ｊを用いて本実施の形態にかかる配線装置１の動作について説明する。図１０Ａ〜図１０Ｊでは、バスバー（第１の端子）１１と電極パッド（第２の端子）１２をリード配線を用いて接続する場合について説明する。ここで、バスバー１１は、集積回路２０に設けられている電極パッド１２よりも高い位置に配置されている。

まず、図１０Ａに示すように、加圧ノズル５３の位置がバスバー１１の上部となるように、ワーク１０のＸ−Ｙ方向の位置を調整する。ワーク１０の位置は、駆動ユニット３が備えるＸ軸方向駆動機構５、Ｙ軸方向駆動機構６、および回転駆動機構８を用いて調整することができる（図１参照）。

このとき、カッター１０１および成形バー１１１は上昇している（つまり、スライドシリンダが収縮している）。また、配線導入ユニット１３０（図３Ｃ参照）が備える配線調整ユニット１３１は、リード配線２７の位置を調整可能な状態となっている。配線狭持ユニット１３３はリード配線２７を狭持していない状態となっている。クランパー７１は、リード配線２７をクランプしている。なお、リード配線２７の先端の位置は配線調整ユニット１３１を用いて予め調整されている。つまり、リード配線２７の先端の位置を調整した後に、クランパー７１を用いてリード配線２７をクランプしている。

次に、図１０Ｂに示すように、加圧ノズル５３を下降させてリード配線２７をバスバー１１に押しつける。そして、レーザを照射してリード配線２７をバスバー１１に溶接する。このときの溶接の位置が第１の溶接位置１４である。

このとき、カッター１０１および成形バー１１１は上昇している。また、配線調整ユニット１３１はリード配線２７の位置を調整可能な状態となっている。配線狭持ユニット１３３はリード配線２７を狭持していない状態となっている。クランパー７１は、リード配線２７をクランプしている。

次に、図１０Ｃに示すように、加圧ノズル５３を上昇させると共に、ワーク１０の位置を紙面右側に移動する。これにより、ワーク１０に対する加圧ノズル５３の位置は、図１０Ｂに示す位置から斜め左上方向へと移動する。このとき、配線調整ユニット１３１がリード配線２７を解放している状態とし、クランパー７１を非クランプ状態とすることで、加圧ノズル５３とワーク１０の移動と共にリード配線２７が引き出される。なお、カッター１０１および成形バー１１１は上昇している。

また、配線狭持ユニット１３３を用いてリード配線２７を狭持することでプルテストを実施することができる。つまり、配線狭持ユニット１３３を用いてリード配線２７を狭持することで、加圧ノズル５３とワーク１０を移動する際に、リード配線２７を所定の張力で引っ張ることができる。よって、第１の溶接位置１４にリード配線２７をバスバー１１から引き離そうとする力を作用させることができ、バスバー１１へのリード配線２７の溶接が適切に行われたかをテストすることができる。このときのリード配線２７の移動量は、配線変位量検出ユニット１３２を用いて検出することができる。

例えば、配線変位量検出ユニット１３２で検出されたリード配線２７の移動量が、バスバー１１に対する配線ユニット２（加圧ノズル５３）の移動量と略同一であれば、バスバー１１へのリード配線２７の溶接が適切に行われたと判定することができる。つまりこの場合は、バスバー１１からリード配線２７が剥離していないため、リード配線２７は配線狭持ユニット１３３から受けている摩擦力に抗って移動する。このときのリード配線２７の移動量は、バスバー１１に対する配線ユニット２（加圧ノズル５３）の移動量と略同一となる。

一方、配線変位量検出ユニット１３２で検出されたリード配線２７の移動量が、バスバー１１に対する配線ユニット２の移動量よりも少ない場合は、バスバー１１からリード配線２７が剥離したと判定することができる。つまりこの場合は、バスバー１１からリード配線２７が剥離したために、配線狭持ユニット１３３に対してリード配線２７が移動しない状態で（つまり、リード配線２７が滑らない状態で）リード配線２７がバスバー１１から引き離される。よって、配線変位量検出ユニット１３２で測定されるリード配線２７の移動量が少なくなる。

次に、図１０Ｄに示すように、成形バー１１１を下降させて（つまり、スライドシリンダを伸長させる）、成形バー１１１をリード配線２７に当接させてリード配線２７に湾曲部１８を形成する。このとき、カッター１０１は上昇している。また、配線調整ユニット１３１はリード配線２７を解放した状態となっており、配線狭持ユニット１３３はリード配線２７を狭持している状態となっている。このように、配線狭持ユニット１３３を用いてリード配線２７を狭持することで、リード配線２７を成形する際にリード配線２７に所定の張力を作用させることができる。クランパー７１は非クランプ状態となっている。

次に、図１０Ｅに示すように、加圧ノズル５３の位置が電極パッド１２の上部となるように、ワーク１０のＸ−Ｙ方向の位置を調整する。ワーク１０の位置は、駆動ユニット３が備えるＸ軸方向駆動機構５、Ｙ軸方向駆動機構６、および回転駆動機構８を用いて調整することができる。

このとき、カッター１０１および成形バー１１１は上昇している。また、配線調整ユニット１３１はリード配線２７を解放した状態となっており、配線狭持ユニット１３３はリード配線２７を狭持している状態となっている。クランパー７１は、リード配線２７をクランプしている。

次に、図１０Ｆに示すように、加圧ノズル５３を下降させてリード配線２７を電極パッド１２に押しつける。そして、レーザを照射してリード配線２７を電極パッド１２に溶接する。このときの溶接の位置が第２の溶接位置１５である。

次に、図１０Ｇに示すように、加圧ノズル５３を上昇させると共に、ワーク１０の位置を紙面右側に移動する。これにより、ワーク１０に対する加圧ノズル５３の位置は、図１０Ｆに示す位置から斜め左上方向へと移動する。このとき、次の行程（図１０Ｈ）においてカッター１０１を下降させた際に、カッター１０１の位置がリード配線２７の切断位置となるように、配線ユニット２とワーク１０の相対的な位置関係を調整する。

また、このとき配線調整ユニット１３１がリード配線２７を解放している状態とし、クランパー７１を非クランプ状態とすることで、加圧ノズル５３とワーク１０の移動と共にリード配線２７が引き出される。カッター１０１および成形バー１１１は上昇している。

また、配線狭持ユニット１３３を用いてリード配線２７を狭持することでプルテストを実施することができる。つまり、配線狭持ユニット１３３を用いてリード配線２７を狭持することで、加圧ノズル５３とワーク１０を移動する際に、リード配線２７を所定の張力で引っ張ることができる。よって、第２の溶接位置１５においてリード配線２７を電極パッド１２から引き離そうとする力を作用させることができ、電極パッド１２へのリード配線２７の溶接が適切に行われたかをテストすることができる。このときのリード配線２７の移動量は、配線変位量検出ユニット１３２を用いて検出することができる。なお、プルテストについては図１０Ｃで説明した場合と同様であるので、重複した説明は省略する。

次に、図１０Ｈに示すように、カッター１０１を下降させて（つまり、スライドシリンダを伸長させる）、リード配線２７を電極パッド１２上で切断する。このとき、成形バー１１１は上昇している。また、配線調整ユニット１３１はリード配線２７の位置を調整可能な状態となっている。配線狭持ユニット１３３はリード配線２７を狭持していない状態となっている。クランパー７１は、リード配線２７をクランプしている。

次に、図１０Ｉに示すように、配線調整ユニット１３１を用いて、切断後のリード配線２７を引き戻してリード配線２７の先端の位置を調整する。このとき、カッター１０１および成形バー１１１は上昇している。配線狭持ユニット１３３はリード配線２７を狭持していない状態となっている。クランパー７１は、非クランプ状態となっている。

最後に、図１０Ｊに示すように、ワーク１０の位置を紙面右側に移動し、形状センサ２８を用いて、バスバー１１と電極パッド１２とを接続するリード配線１３の形状を計測し、リード配線１３の形状が適正であるか否かを判定する。

以上で説明した動作により、バスバー１１と電極パッド１２とをリード配線１３を用いて接続することができる。

次に、本実施の形態にかかる配線装置１が備える配線導入ユニット１３０について詳細に説明する。図１１は、本実施の形態にかかる配線装置が備える配線導入ユニット１３０の斜視図である。配線導入ユニット１３０は、加圧ノズル５３に導入されるリード配線２７の位置を調整し、またリード配線２７を端子に溶接した後にプルテストを実施する。リード配線２７は、配線導入ユニット１３０に接続されている中空状のチューブ２６を通して配線導入ユニット１３０に供給される。配線導入ユニット１３０は、配線調整ユニット１３１、配線変位量検出ユニット１３２、配線狭持ユニット１３３およびレール１３４を備える。リード配線２７はレール１３４にガイドされて移動する。

配線調整ユニット１３１は、加圧ノズル５３に導入されるリード配線２７の位置、つまりリード配線２７の先端の位置を調整（テール調整）するためのユニットである。配線調整ユニット１３１は、リード配線２７をローラー１３６とローラー１３７とで狭持し、ローラー１３７をモータ１３８を用いて回転させることで、リード配線２７の位置を調整することができる。ここで、ローラー１３６はスライドシリンダ１３５を用いて移動可能に構成されている。例えば、リード配線２７の位置を調整する場合は、リード配線２７をローラー１３６とローラー１３７とで狭持するようにスライドシリンダ１３５を動作させる。一方、プルテスト時は、リード配線２７を解放状態とするためにリード配線２７をローラー１３６とローラー１３７とで狭持しないようにスライドシリンダ１３５を動作させる。

配線変位量検出ユニット１３２は、リード配線２７の変位量を検出するためのユニットである。例えば、配線変位量検出ユニット１３２は、リード配線２７を低摩擦負荷で狭持するローラー１４１、１４２と、ローラー１４２に取り付けられたロータリーエンコーダー１４３とを用いて構成することができる。

配線狭持ユニット１３３は、リード配線２７を端子に溶接した後に実施されるプルテストの際に、リード配線２７に所定の張力を作用させるためのユニットである。配線狭持ユニット１３３はスライドシリンダ１４４と配線狭持部材１４５とを備えており、プルテストの際は、配線狭持部材１４５を用いてリード配線２７が所定の力で狭持されるようにスライドシリンダ１４４を動作させる。なお、端子は、バスバー１１や電極パッド１２であり、以下ではバスバー１１を例として説明する。

つまり、プルテストの際は、配線狭持部材１４５を用いてリード配線２７を所定の力で狭持し、更に配線狭持部材１４５（つまり、配線ユニット２）がバスバー１１から離れるようにすることで、バスバー１１に接合されているリード配線２７を所定の力で引っ張ることができる（図１０Ｃ参照）。よって、バスバー１１とリード配線２７の接合部（つまり、第１の溶接部１４）に、リード配線２７をバスバー１１から引き離そうとする力を作用させることができ、バスバー１１へのリード配線２７の溶接が適切に行われたかをテストすることができる。

このときリード配線２７に作用する張力、つまり、リード配線２７を引っ張る力は、配線狭持部材１４５がリード配線２７を狭持する力に基づき決定される。例えば、配線狭持部材１４５がリード配線２７を狭持する力が大きいほど、リード配線２７に作用する張力は大きくなる（つまり、リード配線２７を引っ張る力が大きくなる）。ここで、配線狭持部１４５がリード配線２７を狭持する際の力は、例えばスライドシリンダ１４４を駆動する際のエアーの圧力によって決定される。

プルテストの際、配線変位量検出ユニット１３２はリード配線２７の変位量を検出する。例えば、配線変位量検出ユニット１３２で検出されたリード配線２７の変位量が、バスバー１１に対する配線狭持部材１４５の移動量と略同一であれば、リード配線の接合状態が正常であると判定することができる。つまりこの場合は、バスバー１１からリード配線２７が剥離していないため、リード配線２７は配線狭持部材１４５で狭持されることで受ける摩擦力に抗って移動する。よって、このときのリード配線２７の移動量は、バスバー１１に対する配線狭持部材１４５の移動量（つまり、ワーク１０に対する配線ユニット２の移動量）と略同一となる。

一方、配線変位量検出ユニット１３２で検出されたリード配線２７の変位量が所定の値よりも小さい場合、バスバー１１とリード配線２７の接合状態が異常であると判定することができる。具体的には、配線変位量検出ユニット１３２で検出されたリード配線２７の変位量が、バスバー１１に対する配線狭持部材１４５の移動量よりも小さい場合に、リード配線の接合状態が異常であると判定することができる。つまりこの場合は、バスバー１１からリード配線２７が剥離したために、配線狭持部材１４５に対してリード配線２７が移動しない状態で（つまり、リード配線２７が滑らない状態で）リード配線２７がバスバー１１から引き離される。よって、配線変位量検出ユニット１３２で測定されるリード配線２７の移動量が少なくなる。

次に、配線狭持ユニット１４５の構造について詳細に説明する。図１２は、配線狭持ユニット１４５の斜視図である。図１２に示すように、配線狭持ユニット１４５が備える配線狭持部材１４５は、支点部１５０と、当該支点部１５０の両側に延びる第１の狭持部１５１と第２の狭持部１５２とを有する。第１の狭持部１５１はリード配線２７を第１の位置において狭持し、第２の狭持部１５２はリード配線２７を第１の位置とは異なる第２の位置において狭持する。このとき、リード配線２７は、レール１３４と第１の狭持部１５１とで狭持されると共に、レール１３４と第２の狭持部１５２とで狭持される。

図１２に示すように、配線狭持部材１４５は、支点部１５０を支点とした天秤構造を有する。よって、配線狭持部材１４５は支点部１５０を支点として回動可能に支持されている。スライドシリンダ１４４の連結部材１４７は、配線狭持部１４５の支点部１５０に連結されている。

第１の狭持部１５１は断面形状がＬ字状であり、先端部には第１のベアリング１５３が設けられている。また、第２の狭持部１５２も断面形状がＬ字状であり、先端部には第２のベアリング１５４が設けられている。レール１３４の第１の狭持部１５１の先端部に対応する位置（つまり、第１の位置）には第３のベアリング１５６が設けられており、レール１３４の第２の狭持部１５２の先端部に対応する位置（つまり、第２の位置）には第４のベアリング１５７が設けられている。よって、リード配線２７は、第１の位置において第１のベアリング１５３と第３のベアリング１５６とで狭持されると共に、第２の位置において第２のベアリング１５４と第４のベアリング１５７とで狭持される。例えば、第１乃至第４のベアリングは、各々の回転軸を中心に回転可能に取り付けられている。

背景技術で説明したように、特許文献１に開示されている溶接装置では、リード配線を湾曲させる際にリード配線から成形ピンに伝わる抵抗力を測定することで、溶接部の強度をチェックしていた。

そこで本実施の形態にかかる配線装置１では、端子に接合されているリード配線２７を所定の力で狭持する配線狭持部材１４５と、端子に接合されているリード配線２７に所定の張力が作用している状態でリード配線２７の変位量を検出する配線変位量検出ユニットとを設けている。

このように配線狭持部材１４５を設けることで、プルテストの際に、端子に接合されているリード配線２７を所定の力で引っ張ることができる。また、配線変位量検出ユニット１３２を設けることで、プルテスト時におけるリード配線２７の変位量を検出することができ、端子に対するリード配線２７の接合状態を正確にチェックすることができる。また、このように配線狭持部材１４５と配線変位量検出ユニット１３２を設けることで、端子毎にプルテストを実施することができる。また、プルテストの際にリード配線２７を引っ張る力は、配線狭持部材１４５がリード配線２７を狭持する力に基づき決定される。つまり、配線狭持部材１４５がリード配線２７を狭持する力を調整することで、リード配線２７に作用する張力を調整することができるので、プルテストを定量的に実施することができる。

更に、本実施の形態にかかる配線装置では、配線狭持部材１４５を天秤構造とすることで、安定したプルテストを実施することができる。すなわち、配線狭持ユニット１４５が備える配線狭持部材１４５は、支点部１５０を支点とした天秤構造を有する。よって、第１の狭持部１５１と第２の狭持部１５２のそれぞれを用いてリード配線２７を２箇所でバランスを取りながら狭持することができるので、リード配線２７を１箇所で狭持した場合と比べて、リード配線２７を安定して狭持することができる。したがって、プルテスト時にリード配線２７に作用する張力（つまり、リード配線２７を引っ張る力）を安定させることができる。またこのとき、リード配線２７を２箇所で狭持しているので、リード配線２７に作用する荷重を分散させることができ、リード配線２７が押されて変形することを抑制することができる。

以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、リード配線の接合状態を正確にチェックすることができる配線装置を提供することが可能となる。

なお、上記実施の形態では、レーザを用いて端子にリード配線を溶接する配線装置について説明したが、本発明は例えば超音波を用いて端子にリードを接合する配線装置など、他の手法により端子にリード配線を接合する配線装置にも適用することができる。

以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１配線装置
２配線ユニット
３駆動ユニット
４マシンベース
５Ｘ軸方向駆動機構
６Ｙ軸方向駆動機構
７Ｚ軸方向駆動機構
８回転駆動機構
９ワーク固定治具
１０ワーク
１１バスバー（第１の端子）
１２電極パッド（第２の端子）
１３リード配線
１４第１の溶接部
１５第２の溶接部
１６湾曲部
１７テール
１８成形部
１９ケース
２０集積回路
２１補正計測部
２２ノズル清掃部
２３レーザ導入部
２４光学ヘッド
２５光軸調整部
２６チューブ
２７リード配線
２８形状センサ
２９測定部
３１ベース板
３２ガイド
５０ノズルユニット
５１ノズル本体
５２ノズルＤ
５３加圧ノズル
５４当接部
５５レーザ照射孔
５６湾曲部
５８レーザの光路
６１ノズルガイド
６２、６３ガイド壁
６４、６５ピン
６６クランプ面
６７嵌合孔
６８ビス
７０クランプユニット
７１クランパー
７２突出部
７３クランプバー
７４支点ブラケット
７５支点部
７６近接スイッチ
７７電磁石
７８調整ネジ
７９固定ネジ
８１リニアガイド
８２バネ調整ネジ
８３圧縮バネ
８４ストッパボルト
８５クランプアーム
９１ノズルＡ
９２ノズルＢ
９３ノズルＣ
９５、９６エアー吸引口
９７バキューム口
９８レーザの光路
１００カッターユニット
１０１カッター
１０２スライドシリンダ
１０９固定ブラケット
１１０成形ユニット
１１１成形バー
１１２スライドシリンダ
１３０配線導入ユニット
１３１配線調整ユニット
１３２配線変位量検出ユニット
１３３配線狭持ユニット
１３４レール
１３５スライドシリンダ
１３６、１３７ローラー
１３８モータ
１４１、１４２ローラー
１４３ロータリーエンコーダー
１４４スライドシリンダ
１４５配線狭持部材
１４７連結部材
１５０支点部
１５１第１の狭持部
１５２第２の狭持部
１５３、１５４、１５６、１５７ベアリング

Claims

第１の端子と第２の端子とをリード配線を用いて接続する配線装置であって、
前記第１の端子に接合されているリード配線を所定の力で狭持する配線狭持部材と、
前記第１の端子に接合されているリード配線に所定の張力が作用している状態で前記リード配線の変位量を検出する配線変位量検出ユニットと、を備え、
前記配線狭持部材は、支点部と、当該支点部の両側に延びる第１および第２の狭持部とを有し、
前記第１の狭持部は前記リード配線を第１の位置において狭持し、前記第２の狭持部は前記リード配線を前記第１の位置とは異なる第２の位置において狭持する、
配線装置。
前記リード配線に作用する張力は、前記配線狭持部材が前記リード配線を狭持する力に基づき決定される、請求項１に記載の配線装置。
前記配線変位量検出ユニットで検出された前記リード配線の変位量が所定の値よりも小さい場合に、前記リード配線の接合状態が異常であると判定する、請求項１または２に記載の配線装置。
前記配線変位量検出ユニットで検出された前記リード配線の変位量が、前記第１の端子に対する前記配線狭持部材の移動量よりも小さい場合に、前記リード配線の接合状態が異常であると判定する、請求項３に記載の配線装置。
前記リード配線の移動をガイドするレールを更に備え、
前記リード配線は、前記レールと前記第１の狭持部とで狭持されると共に、前記レールと前記第２の狭持部とで狭持される、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線装置。
前記第１の狭持部の先端部には第１のベアリングが設けられており、
前記第２の狭持部の先端部には第２のベアリングが設けられており、
前記レールの前記第１の狭持部の先端部に対応する位置に第３のベアリングが設けられており、
前記レールの前記第２の狭持部の先端部に対応する位置に第４のベアリングが設けられており、
前記リード配線は、前記第１のベアリングと前記第３のベアリングとで狭持されると共に、前記第２のベアリングと前記第４のベアリングとで狭持される、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の配線装置。
前記配線狭持部はスライドシリンダを用いて移動可能に構成されており、
前記配線狭持部が前記リード配線を狭持する際の力は、前記スライドシリンダを駆動する際のエアーの圧力によって決定される、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の配線装置。
前記配線狭持部の前記支点部と前記スライドシリンダとが連結されている、請求項７に記載の配線装置。
更に、前記第２の端子に接合されている前記リード配線を前記配線狭持部材を用いて所定の力で狭持し、前記第２の端子に接合されているリード配線に所定の張力が作用している状態で前記リード配線の変位量を前記配線変位量検出ユニットを用いて検出して前記リード配線の接合状態を判定する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の配線装置。