JP2017126515A - 端子挿入装置、端子挿入方法及び配線モジュール製造方法 - Google Patents

端子挿入装置、端子挿入方法及び配線モジュール製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】コネクタに対する端子挿入を良好に行う技術を提供する。【解決手段】端子挿入装置100は、コネクタ8のキャビティ81に、端子付電線9における先端の端子92を挿入する装置である。端子挿入装置100は、端子付電線9の端部領域900を保持しつつ移送する第二挟持部関連機構3Aの第二挟持部31と、第二挟持部関連機構3Aの第二挟持部31とは独立して移動可能であり、端子付電線9の先端部900を保持しつつ移送する第二挟持部関連機構3Bの第二挟持部31と、コネクタ8を保持するホルダ82と、第二挟持部関連機構3A及び第二挟持部関連機構3B各々によって移送された端子付電線9の端部領域900の支持を受け継ぐ第四挟持部51と、第四挟持部51を、ホルダ82に接近させることによって、ホルダ82に保持されたコネクタ8のキャビティ81に、端子付電線9の先端部を挿入する第一方向移送機構53とを備える。【選択図】図1

Description

この発明は、電線端部の端子をコネクタに挿入するための技術に関する。
特許文献1は、固定具によって保持されたコネクタハウジングに、端子を挿入する装置を開示している。
特許文献1に記載の挿入装置では、端子付電線の端子の先端部が一対の案内爪及び端子押さえの間で把持され、端子の中間部が一対の端子把持爪で把持され、さらに、端子付電線の電線が一対の電線挟持爪で挟持される。そして、コネクタハウジングの端子収容室に対して、端子付電線を位置決めされた後、一対の案内爪及び端子押さえの把持力が緩和された状態で、端子爪と電線挟持爪がコネクタハウジングに向けて移動させ、端子の先端部が端子収容室に挿入される。次いで、端子保持爪を端子収容室から隔離し、さらに電線挟持爪を移動させることによって、端子が端子収容室内に完全に挿入される。
特開平7−240267号公報
ところで、端子が挿入されたコネクタを大量に製造しようとした場合、上記端子挿入装置を複数台に増設する必要があり、コストがかかるという問題があった。また、装置を増設することによって、専有面積も増えてしまう。そこで、端子挿入装置の端子挿入の処理能力を向上することが求められている。
そこで、本発明は、コネクタに対する端子挿入を効率的に行う技術を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、第1の態様は、コネクタに形成されたキャビティに、端子付電線における端部の端子を挿入する端子挿入装置であって、前記端子付電線の先端部を保持しつつ移送する第一移送部と、前記第一移送部とは独立して移動可能に設けられており、前記端子付電線の先端部を保持しつつ移送する第二移送部と、前記コネクタを保持するホルダと、前記第一移送部及び前記第二移送部のいずれかによって移送された前記端子付電線の先端部の支持を受け継ぐ保持部と、前記保持部を、前記ホルダに接近する方向に相対的に移動させることによって、前記ホルダに保持された前記コネクタのキャビティに、前記先端部を挿入する相対移動機構とを備える。
また、第2の態様は、第1の態様に係る端子挿入装置であって、前記第一移送部及び前記第二移送部のいずれかによって移送された前記端子付電線の前記先端部に向けて前記ホルダを移動させて、前記端子の先端部を前記キャビティに進入させるホルダ移動機構、をさらに備え、前記第一移送部及び前記第二移送部は、前記端子付電線の前記端子を保持する。
また、第3の態様は、第1または第2の態様に係る端子挿入装置であって、前記保持部は、前記端子付電線の電線を保持する。
また、第4の態様は、第2または第3の態様に係る端子挿入装置であって、前記相対移動機構は、前記キャビティの奥側に向けて前記保持部を移動させる保持部移動機構、をさらに備える。
また、第5の態様は、第4の態様に係る端子挿入装置であって、前記ホルダ移動機構は、前記第一移送部または前記第二移送部に保持された前記端子付電線の前記先端部が前記キャビティに対向する第一ホルダ位置、及び、前記先端部が前記キャビティ内に進入する第二ホルダ位置の間で前記ホルダを移動させ、前記保持部移動機構は、前記端子付電線の前記先端部が前記第二ホルダ位置の前記ホルダに保持された前記コネクタの前記キャビティに入った状態である第一端子位置、及び、前記端子付電線の前記先端部が前記キャビティの奥に挿入された状態である第二端子位置の間で、前記端子付電線を移動させる。
また、第6の態様は、第1から第5の態様のうちいずれか1つに係る端子挿入装置であって、前記第一移送部及び前記第二移送部の移動を制御する制御部、をさらに備え、前記制御部は、前記端子付電線が所定の長さよりも短い場合、前記端子付電線の一端部を前記第一移送部に保持させた状態で、前記端子付電線の他端部を前記第二移送部に保持させる。
また、第7の態様は、コネクタのキャビティに、端子付電線の端子の先端を挿入する端子挿入方法であって、(A)前記端子付電線の先端部を第一移送部で保持しつつ移送する第一移送工程と、(B)前記第一移送工程によって移送された前記端子付電線の先端部を、保持部に受け渡す第一受け渡し工程と、(C)前記第一受け渡し工程の後、前記保持部を前記コネクタに対して相対的に移動させることによって、前記端子付電線の先端部を前記キャビティに挿入する第一挿入工程と、(D)前記端子付電線の先端部を前記第一移送部とは独立して移動可能に設けられた第二移送部で保持しつつ移送する第二移送工程と、(E)前記第二移送工程によって移送された前記端子付電線の先端部を、前記保持部に受け渡す第二受け渡し工程と、(F)前記第二受け渡し工程の後、前記保持部を前記コネクタに対して相対的に移動させることによって、前記端子付電線の先端部を前記キャビティに挿入する第二挿入工程とを含む。
また、第8の態様は、コネクタのキャビティに、端子付電線の先端の端子が挿入された配線モジュールを製造する配線モジュール製造方法であって、(a)前記端子付電線の先端部を第一移送部で保持しつつ移送する第一移送工程と、(b)前記第一移送工程によって移送された前記端子付電線の先端部を、保持部に受け渡す第一受け渡し工程と、(c)前記第一受け渡し工程の後、前記保持部を前記コネクタに対して相対的に移動させることによって、前記端子付電線の先端部を前記キャビティに挿入する第一挿入工程と、(d)前記端子付電線の先端部を前記第一移送部とは独立して移動可能に設けられた第二移送部で保持しつつ移送する第二移送工程と、(e)前記第二移送工程によって移送された前記端子付電線の先端部を、前記保持部に受け渡す第二受け渡し工程と、(f)前記第二受け渡し工程の後、前記保持部を前記コネクタに対して相対的に移動させることによって、前記端子付電線の先端部を前記キャビティに挿入する第二挿入工程とを含む。
第1から第6の態様に係る端子挿入装置によると、第一移送部と第二移送部とで交互に端子付電線を保持部に移送できるため、効率的に端子挿入を行うことができる。
また、第2の態様に係る端子挿入装置によると、第一移送機構に保持された端子付電線の端子の先端部に向けて、コネクタを保持したホルダを移動させることによって、コネクタのキャビティ内に端子付電線の先端部を挿入できる。このように、第一移送部又は第二移送部が端子付電線の端子を保持してから、端子付電線の先端部がキャビティ内に進入するまで、端子の持ち替えを行わないことによって、端子の姿勢が変わってしまうことを抑制できる。したがって、端子の先端部をキャビティの奥側へ良好に挿入できる。
また、第3の態様に係る端子挿入装置によると、保持部が電線を保持することによって、端子をキャビティ内に挿入する際に、保持部をコネクタから遠ざけることができる。これによって、端子付電線の先端部をキャビティのより奥側へ挿入しやすくなる。
第4の態様に係る端子挿入装置によると、先端部がキャビティ内に挿入された状態の端子付電線を、保持部が第一移送部または第二移送部から受け継ぎ、その後、保持部をキャビティの奥側へ向けて移動させることによって、端子付電線の端子をキャビティ内に良好に挿入できる。
第5の態様に係る端子挿入装置によると、ホルダを第一ホルダ位置から第二ホルダ位置に移動させることで、ホルダが保持するコネクタのキャビティ内に、端子の先端部を進入させることができる。このように、端子の先端部がキャビティ内に進入するまで、端子の持ち替えを行わないことによって、端子の姿勢が変わってしまうことを抑制できる。さらに、端子の先端部がキャビティ内に進入した状態で、保持部移動機構が、保持部を移動させて、端子を第一端子位置から第二端子位置に移動させることで、端子の先端部をキャビティの奥側へ良好に挿入できる。
第6の態様に係る端子挿入装置によると、所定の長さよりも短い端子付電線にも対応して、その両端の端子をコネクタのキャビティに挿入できる。
第7の態様に係る端子挿入方法によると、第一移送部と第二移送部とで交互に端子付電線の先端部を保持部に移送できるため、効率的に端子挿入を行うことができる。
第8の態様に係る配線モジュール製造方法によると、第一移送部と第二移送部とで交互に端子付電線の先端部を保持部に移送できるため、効率的に端子挿入を行うことができる。
実施形態に係る端子挿入装置の概略斜視図である。 実施形態に係る端子挿入装置の概略平面図である。 起点・端子挿入位置決め工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 挟持開始工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 第一移送一次工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 第一移送二次工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 第一受け渡し工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 移動工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 第二受け渡し工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 第三移送工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 ホルダ移動工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 第三受け渡し工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 第四移送行程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 戻し工程を行う端子挿入装置の概略平面図である。 端子挿入を行う端子挿入装置の概略斜視図である。 一本の端子付電線の両端を一対の第二挟持部で同時に保持する端子挿入装置の概略斜視図である。 配線モジュールを示す概略図である。
以下、添付の図面を参照しながら、実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。
<端子挿入装置>
まず、図1及び図2を参照しつつ、実施形態に係る端子挿入装置100の全体構成について説明する。端子挿入装置100は、端子付電線9の端部の端子92をコネクタ8のキャビティ81に挿入して、少なくとも1つの端子付電線9と少なくとも1つのコネクタ8とを備える配線モジュール200(図17参照)を製造する装置である。特に、本実施形態における端子挿入装置100は、複数の端子付電線9と複数のコネクタ8とを備える配線モジュール200を製造する装置である。
上記配線モジュール200は、それ単独で、車両等における配線経路に沿った形態で束ねられ、車両における電気配線用のワイヤハーネスとして構成される。或は、上記配線モジュール200が他の配線モジュール及び電線のうちの少なくとも1以上と組合わされて、車両等における配線経路に沿った形態で束ねられ、車両における電気配線用のワイヤハーネスとして構成される。
なお、便宜上、図1及び図2の相互間において、各構成要素の表示は、形状及び大きさ等の詳細については必ずしも整合していない。また、図2において、図1に示される一部の機構の表示が省略されている。
端子挿入装置100は、電線配列部材移送機構1、第一挟持部関連機構2、一対の第二挟持部関連機構3,3、第三挟持部4、第四挟持部関連機構5、コネクタ配列部材移送機構6、光センサ7及び制御部10を備えている。以下の説明では、第一挟持部関連機構2、一対の第二挟持部関連機構3,3、第三挟持部4及び第四挟持部関連機構5をまとめて、端子挿入機構と称する。なお、端子挿入装置100がこれらの構成全てを備えることは必須ではない。
<端子付電線>
端子付電線9の各々は、電線91及び端子92を備えている。電線91は、線状の導体及びその導体の周囲を覆う絶縁被覆を有する絶縁電線である。端子92は、金属等の導電性の部材である。端子92は、電線91の端部に接続されている。本実施形態における端子92は、圧着端子であり、電線91の端部に露出する導体に圧着された導体圧着部92aと、電線91の絶縁被覆の部分に圧着された被覆圧着部92bと、相手側端子との接続に供される接続部92cを有する(図2参照)。
なお、接続部92cは、多くの場合、筒状(例えば、角筒状)のオス端子形状、若しくは、平板状又はピン状のオス端子形状を呈している。
<コネクタ>
コネクタ8各々は、端子付電線9各々の端子92を収容する複数のキャビティ81が形成された部材である。コネクタ8の外形をなす本体は非導電性の部材であり、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、又はポリアミド(PA)等の合成樹脂の部材である。また、コネクタ8が、キャビティ81に挿入された端子付電線9の端子92と接触する不図示のバスバーを本体内に内包している場合もある。
コネクタ8には、所定の配列形態で、端子92を挿入可能なキャビティ81が形成される。キャビティ81内には、端子92を抜止め係止可能な係止構造としてランス等が設けられており、端子92がキャビティ81内に挿入されると、ランス等が端子92に抜止め係止することで、当該端子92がキャビティ81内に保持される。
端子92をコネクタ8に挿入する際に、コネクタ8ががたつくと、キャビティ81の軸方向に対して端子92の軸方向が傾いてしまう。このため、端子92がキャビティ81内で引っ掛かってしまうおそれ等があり、端子92の挿入動作が安定しない。このため、コネクタ8をなるべく一定姿勢で保持することが好ましい。
<電線配列部材移送機構>
電線配列部材移送機構1は、電線配列部材90を取り外し可能に保持しつつ移動させる機構である。電線配列部材90は、長尺な基部901と、基部901から起立して形成された複数の電線留め部902とを有している。電線留め部902各々は、端子付電線9の電線91における端子92寄りの部分を弾性力によって挟んで留める一対の部材を含む。
複数の電線留め部902は、基部901において一列に並んで形成されている。また、電線配列部材90において、電線留め部902各々は、端子付電線9各々の端子92の先端が同じ方向を向く状態で、端子付電線9各々の電線91を挟んで留めている。電線留め部902の配列方向は、端子付電線9各々の端子92の先端が向く方向に直交する方向である。
例えば、電線留め部902の一対の部材は、それら自体が弾性変形可能な部材であり、弾性変形により生じる弾性力によって電線91を挟んで留める。或いは、電線留め部902の一対の部材は、不図示のバネ等の弾性体によって相互に近接する方向への弾性力が加えられていてもよい。
通常、電線配列部材90に留められた端子付電線9の各々は、その両端部の各々に端子92が接続されている。そして、電線配列部材90は、複数の端子付電線9の両端部各々における電線91の部分を電線留め部902で支持している。従って、電線配列部材90は、端子付電線9の本数の2倍の箇所において、電線留め部902によって電線91を挟んでいる。
電線配列部材移送機構1は、固定座11とリニアアクチュエータ12とを備えている。固定座11は、電線配列部材90を取り外し可能に保持する部分である。固定座11には、電線配列部材90を保持するとともに、その保持を解除可能な構造を有する電線配列部材ロック機構111が設けられている。電線配列部材ロック機構111としては、例えば係り合い構造によって相手部材を保持すること、及びその保持を解除することが可能な周知のロック機構が採用され得る。
なお、図2においては、電線配列部材ロック機構111の表示は省略されている。
以下の説明において、電線配列部材90が固定座11に保持された状態において電線配列部材90に支持された端子付電線9各々の端子92の先端が向く方向を第一方向と称する。本実施形態では、第一方向は水平方向である。
また、電線配列部材90が固定座11に保持された状況下において電線留め部902の配列方向に沿う一の方向のことを第二方向と称する。第二方向は第一方向に直交する。本実施形態では、第二方向も水平方向である。各図に示される座標軸において、X軸正方向が第一方向であり、Y軸正方向が第二方向である。
従って、固定座11は、電線配列部材90に支持された端子付電線9各々の端子92の先端が第一方向を向くとともに電線留め部902の配列方向が第一方向に直交する第二方向に沿う状態で保持する。
リニアアクチュエータ12は、固定座11を第二方向に沿って、即ち、Y軸方向に沿って移動させる。リニアアクチュエータ12は、固定座11を第二方向に沿って移動させることにより、電線配列部材90の電線留め部902各々を選択的に予め定められた起点位置P0に位置決めする。リニアアクチュエータ12は、例えば、周知のボールネジ式の電動アクチュエータ等である。
電線配列部材90が固定座11に保持された状態において、電線留め部902各々の位置、即ち、電線留め部902に留められた電線91各々の位置は既知である。例えば、複数の電線留め部902が固定座11の基準位置から等間隔で一列に並んでいることが考えられる。この場合、目的の電線留め部902が端から何番目であるかを示す番号が指定されれば、目的の電線留め部902及びそれに留められている電線91を起点位置P0へ移動させるためのリニアアクチュエータ12の動作量(固定座11の移送方向及び移送距離)が定まる。
図2が示すように、電線配列部材移送機構1は、電線配列部材90全体が起点位置P0から外れる第一待避位置A1と電線配列部材90の一部が起点位置P0に位置する第一作動位置A2とに亘る範囲で、電線配列部材90を第一方向に沿って移動させることができる。
複数の端子付電線9の端部を支持する電線配列部材90、即ち、電線配列部材90のモジュールは、例えば、1つの配線モジュール200ごとに用意される。
端子挿入装置100が実行する工程よりも前の工程において、端子付電線9各々の端部が、手作業によって、又は、他の装置によって、電線配列部材90の電線留め部902各々に留められる。そして、電線配列部材90のモジュールは、他の工程の場所から端子挿入装置100の場所まで搬送され、電線配列部材移送機構1に装着される。
以下の説明において、端子付電線9における端子92から電線91の端子92寄りの部分に亘る領域のことを端部領域900と称する。
<コネクタ配列部材移送機構>
コネクタ配列部材移送機構6は、コネクタ配列部材80を取り外し可能に保持しつつ移動させる機構である。コネクタ配列部材80は、保持対象となる複数のコネクタ8それぞれに対応する複数のホルダ82を有する。ホルダ82は、一列に並ぶ状態で支持されている。
ホルダ82は、樹脂等で形成された部材であり、底部を有する四角筒状に形成されている。ホルダ82には、ホルダ82の一方側に開口する保持凹部83が形成されている。保持凹部83は、コネクタ8の外形状に対応する形状に形成されている。コネクタ8は、そのキャビティ81の入口を保持凹部83の開口側に向けた状態で、保持凹部83内に収容及び保持される。この状態で、コネクタ8は、キャビティ81に対する端子92の挿入方向(キャビティ81の延在方向でもある)に沿って移動可能に保持される。なお、コネクタ8の全体が保持凹部83内に収容されてもよいし、コネクタ8のうちキャビティ81の入口側の部分が保持凹部83の開口から外方に突出していてもよい。
そして、上記複数のホルダ82にそれぞれにコネクタ8が収容保持されることで、複数のコネクタが、一列に並び、かつ、それらのキャビティ81の入口が同じ方向を向く状態で支持される。より具体的には、コネクタ配列部材80は、複数のコネクタ8各々のキャビティ81の入口が同じ方向を向くとともに、コネクタ8の配列方向がキャビティ81各々の入口が向く方向に対して直交する状態で、複数のコネクタ8を支持している。
なお、ホルダ82は、保持凹部83を有する形状に限定されるものではない。コネクタ8を一定姿勢で保持することが可能であれば、どのように構成されていてもよい。
コネクタ配列部材移送機構6は、固定座61とリニアアクチュエータ62,63とを備えている。固定座61は、コネクタ配列部材80を取り外し可能に保持する部分である。固定座61には、コネクタ配列部材80を保持するとともに、その保持を解除可能な構造を有するコネクタ配列部材ロック機構611が設けられている。コネクタ配列部材ロック機構611は、例えば、電線配列部材ロック機構111と同様のロック機構が採用される。
固定座61は、コネクタ配列部材80に支持された複数のコネクタ8が電線留め部902の配列方向に平行に並ぶ状態で、コネクタ配列部材80を取り外し可能に保持する。この場合、固定座61は、複数のコネクタ8が第二方向に沿って並び、かつ、複数のコネクタ8のキャビティ81各々の入口が第一方向の反対方向(X軸負方向)に向く状態でコネクタ配列部材80を保持する。
リニアアクチュエータ62は、例えば、周知のボールネジ式の電動アクチュエータ等である。リニアアクチュエータ62は、固定座61を第二方向に沿って、即ち、Y軸方向に沿って移動させる。リニアアクチュエータ62は、固定座61を第二方向に沿って移動させることにより、コネクタ配列部材80が支持するコネクタ8各々のキャビティ81各々を選択的に予め定められた端子挿入位置P10に位置決めする。
端子挿入位置P10は、第二方向において後述する第四中継位置P4及び挿入完了位置P5に揃う位置である。即ち、端子挿入位置P10を表す第二方向における座標P10yは、第四中継位置P4及び挿入完了位置P5の第二方向における座標と一致する。
リニアアクチュエータ62が、各キャビティ81を位置決めすることによって、複数のホルダ82が並べられた状態で、第二方向に沿ったコネクタ搬送路に沿って搬送される。つまり、コネクタ配列部材移送機構6の固定座61、リニアアクチュエータ62は、複数のホルダ82を並べた状態でコネクタ搬送路に沿って搬送するホルダ搬送機構の一例である。
リニアアクチュエータ63は、例えば周知のボールネジ式の電動アクチュエータ等である。リニアアクチュエータ63は、リニアアクチュエータ62を第一方向に沿って、即ち、X軸方向に沿って移動させることによって、固定座61を第一方向に沿って移動させる。リニアアクチュエータ63は、固定座61を第一方向に沿って移動させることによって、第二挟持部31(移送用の保持部)に保持された端子付電線9の端子92の先端を進入させる。リニアアクチュエータ63は、ホルダ82に保持されたコネクタ8における既定のキャビティ81に、端子付電線9の端子92の先端部を進入させるホルダ移動機構の一例である。
なお、コネクタ配列部材移送機構6のZ軸負方向の下側に第三挟持部4が配されている。このため、リニアアクチュエータ63によって、コネクタ配列部材移送機構6及びコネクタ配列部材80がX軸負方向に移動させても、これらが第三挟持部4に干渉することが抑制されている。
コネクタ配列部材80が固定座61に保持された状態において、コネクタ8各々のキャビティ81各々の位置は既知である。コネクタ配列部材80上におけるキャビティ81各々の位置は、固定座61におけるコネクタ8各々が保持された位置と、コネクタ8各々の形状の仕様とによって定まる。
例えば、制御部10において、コネクタ8各々におけるキャビティ81各々の識別コードと、識別コード各々に対応した固定座61上の位置データとが予め設定されている。この場合、目的のキャビティ81の識別コードが指定されれば、識別コードに対応するキャビティ81の第二方向における位置データを参照することにより、目的のキャビティ81を端子挿入位置P10へ移動させるためのリニアアクチュエータ62の動作量(固定座61の移送方向及び移送距離)が定まる。
なお、目的のキャビティ81は、端子92の挿入先であり、コネクタ配列部材80に支持された複数のコネクタ8各々の複数のキャビティ81から順次選択される。端子挿入位置P10において、複数のキャビティ81が第三方向に沿って並んで形成されている場合、目的のキャビティ81は第三方向に沿って並ぶ複数のキャビティ81のうちの1つである。
図2が示すように、コネクタ配列部材移送機構6は、コネクタ配列部材80全体が端子挿入位置P10から外れる第二待避位置A3とコネクタ配列部材80の一部が端子挿入位置P10に位置する第二作動位置A4とに亘る範囲で、コネクタ配列部材80を第一方向に沿って移動させることができる。
図2が示すように、第一作動位置A2から見た第一待避位置A1の方向は、第二作動位置A4から見た第二待避位置A3の方向と同じである。本実施形態では、第二待避位置A3は、第一待避位置A1から見て第一方向(X軸正方向)に位置している。
複数のコネクタ8を支持するコネクタ配列部材80、即ち、コネクタ配列部材80のモジュールは、例えば、1組の配線モジュール200ごとに用意される。
端子挿入装置100が実行する工程よりも前の工程において、複数のコネクタ8が、コネクタ8各々の形状の仕様に応じて予め作製されたコネクタ配列部材80に取り付けられる。そして、コネクタ配列部材80のモジュールは、他の工程の場所から端子挿入装置100の場所まで搬送され、コネクタ配列部材移送機構6に装着される。
<光センサ>
光センサ7は、透過型の光学センサであり、発光部71及び受光部72を有している。発光部71は、第一方向及び第二方向に直交する第三方向から見て起点位置P0を通る直線経路R0に直交する平面に沿って検出光73を出力する。図1に示す例では、検出光73は、平面に沿うシート状に広がる光である。
なお、各図に示される座標軸において、Z軸正方向が第三方向である。本実施形態では、第三方向は鉛直上方向である。
光センサ7の受光部72は、検出光73を受光する。光センサ7は、受光部72の受光レベルが予め設定されたレベルを下回るか否かを検知することにより、検出光73を遮る物体を検知するセンサである。端子挿入装置100において、光センサ7は、検出光73を遮る端子付電線9の端子92の先端部分を検知する。
<端子挿入機構>
端子挿入機構は、端子付電線9の端子92を端子挿入位置P10に位置する目的のキャビティ81に挿入する機構である。端子挿入機構は、端子付電線9の端部領域900の一部を挟み持って移動させることにより、起点位置P0の電線留め部902から端子付電線9の端部領域900を取り外すとともに、取り外した端子付電線9の端部領域900の端子92を、端子挿入位置P10に位置する目的のキャビティ81に挿入する。
なお、図2においては、便宜上、端子挿入機構に関し、端子付電線9の端部領域900の一部を挟み持つ部分のみが模式的に表示され、その他の機構の表示は省略されている。
この端子挿入機構は、後述する移動用電線端部保持部としての第一挟持部21と、前記電線端部移動機構としての第三方向移送機構22とを含み、端子付電線9の端部を、前記第一挟持部21を経由して移動して、コネクタ8のキャビティ81に挿入する機構として用いられる。
<第一挟持部関連機構>
端子挿入機構の第一挟持部関連機構2は、端子付電線9における端部領域900の一部を挟み持って移動させることにより、端部領域900を起点位置P0から予め定められた第一中継位置P1へ移動させる。
第一挟持部関連機構2は、第一挟持部21、第三方向移送機構22及び第一方向移送機構23を含む。
第一挟持部21は、起点位置P0において、端子92の先端が第一方向を向く状態の端子付電線9の端部領域900の一部を、第二方向に沿って両側から挟み持つ。
第一挟持部21は、一対の第一対向部材211と、一対の第一対向部材211を第二方向(Y軸方向)に沿って相互に近接及び離隔させる第一離接アクチュエータ212とを有している。
一対の第一対向部材211各々は、根元部から2分岐した分岐部を有している。そして、一対の第一対向部材211の分岐部が、端子付電線9の電線91における電線留め部902が挟む部分の両側の2箇所(つまり、端子付電線9の端部のうち電線留め部902によって保持された部分を除く部分)を挟んで支持する。第一挟持部21は、端子付電線9の端部のうち電線留め部902によって保持される部分と、後述する一対の挟込部による挟込み部分との間の部分を挟んで支持することが好ましく、ここでは、一対の第一対向部材211各々の2つの分岐部のうちX軸正方向にあるものが、当該部分を挟んで支持する。
第一離接アクチュエータ212は、一対の第一対向部材211を第二方向に沿って相互に近接又は離隔させる。これにより、第一離接アクチュエータ212は、一対の第一対向部材211の状態を、電線91を挟み持つ状態と電線91の挟持を解除する状態とのいずれかに切り替える。第一離接アクチュエータ212は、例えばソレノイドアクチュエータ又はボールネジ式の電動アクチュエータ等である。
第一挟持部関連機構2の第三方向移送機構22は、第一挟持部21を第三方向に沿って移動させる機構である。また、第一挟持部関連機構2の第一方向移送機構23は、第一挟持部21を第一方向に沿って移動させる機構である。
第三方向移送機構22及び第一方向移送機構23は、起点位置P0を通り、かつ、第一方向及び第三方向に沿う平面(XZ平面)に沿って第一挟持部21を移動させる。従って、第一中継位置P1は、起点位置P0を通り、かつ、第一方向及び第三方向に沿う平面内に存在する。
本実施形態においては、第三方向移送機構22が第一挟持部21を直接支持しつつ第三方向に沿って移動させ、第一方向移送機構23が第三方向移送機構22を支持しつつ第一方向に沿って移動させる。
例えば、第一方向移送機構23は、第三方向移送機構22を第一方向に沿って移動可能に支持するスライド支持部231と、第三方向移送機構22を第三方向に沿って移動させるリニアアクチュエータ232とを備えている。第三方向移送機構22及びリニアアクチュエータ232は、例えば、周知のボールネジ式の電動アクチュエータ等である。
第三方向移送機構22及び第一方向移送機構23が端子付電線9の端部領域900を起点位置P0から第一中継位置P1まで移動させる途中で、第一方向移送機構23は、直線経路R0に沿って端子付電線9の端部領域900を移動させる。第三方向移送機構22及び第一方向移送機構23のより具体的な動作については後述する。
なお、第一挟持部関連機構2の第三方向移送機構22及び第一方向移送機構23は、第一挟持部21を移動させることによって端子付電線9の端部領域900を第一中継位置P1へ移動させる第一挟持部移送機構の一例である。
上記第三方向移送機構22は、第一挟持部21を、電線留め部902によって保持された端子付電線9の端部を保持可能な位置(下降させた位置)と、別の位置(上昇させた位置)との間で移動させる電線端部移動機構として用いられる。特に、第三方向移送機構22は、第一挟持部21を第1方向(Z軸方向)、つまり、電線留め部902によって保持された端子付電線9の延在方向(X軸方向)に対して交差する方向(ここでは、X軸方向に直交するZ軸方向)に沿って、第一挟持部21を電線留め部902に向けて進退移動させる。もっとも、電線端部移動機構は、X軸方向に対して交差する方向に第一挟持部21を進退移動させるものであればよく、第一挟持部21を上記Z軸方向に対して傾く方向に進退移動させてもよい。
<第二挟持部関連機構>
端子挿入機構の一対の第二挟持部関連機構3,3各々は、第一中継位置P1において端子付電線9の端部領域900の支持を第一挟持部21から受け継ぐ機構である。また、第二挟持部関連機構3,3各々は、第一中継位置P1の端子付電線9を、第三方向の第二中継位置P2に移送し、第三挟持部4との間で一時的に端子付電線9の端子92の受け渡しを行う。さらに、第二挟持部関連機構3,3各々は、第二中継位置P2の端子付電線9を第二方向の第三中継位置P3に移送し、その後、第三方向の第四中継位置P4に移送する。そして、第四中継位置P4にて、第二挟持部関連機構3,3は、第四挟持部関連機構5へ端子付電線9を引き渡す(図15参照)。
第二挟持部関連機構3,3各々は、第二挟持部31、第二方向移送機構33及び第三方向移送機構34を含む。第二挟持部関連機構3,3各々は、互いに独立して、端子付電線9を保持し、所定の位置に移送する。以下の説明において、一対の第二挟持部関連機構3の各々を区別する場合には、一方を第二挟持部関連機構3Aとし、他方を第二挟持部関連機構3Bとする。
第二挟持部31は、第一中継位置P1において第一挟持部21が挟み持つ端子付電線9の端部領域900における端子92の一部及び電線91の一部の各々を第二方向(Y軸方向)に沿って両側から挟み持つ。そして、第二挟持部31は、第一中継位置P1において第一挟持部21から端子付電線9の端部領域900の支持を受け継ぐ。
第二挟持部31は、前第二挟持部31aと後第二挟持部31bとを含む。前第二挟持部31a及び後第二挟持部31bの各々は、一対の第二対向部材311と、一対の第二対向部材311を第二方向(Y軸方向)に沿って相互に近接及び離隔させる第二離接アクチュエータ312とを有している。
前第二挟持部31aの一対の第二対向部材311は、端子付電線9の端部領域900における端子92の一部を挟んで支持する。一方、後第二挟持部31bの一対の第二対向部材311は、端子付電線9の端部領域900における電線91の一部を挟んで支持する。
第二挟持部31は、前第二挟持部31a及び後第二挟持部31bを有しているため、端子付電線9の端子92を挟み持つ動作及びその挟持を解除する動作と、端子付電線9の電線91を挟み持つ動作及びその挟持を解除する動作とを個別に行うことができる。
第二離接アクチュエータ312は、一対の第二対向部材311を第二方向に沿って相互に近接又は離隔させる。これにより、第二離接アクチュエータ312は、一対の第二対向部材311の状態を、端子付電線9の端部領域900を挟み持つ状態と端部領域900の挟持を解除する状態とのいずれかに切り替える。第二離接アクチュエータ312は、例えばソレノイドアクチュエータ又はボールネジ式の電動アクチュエータ等である。
また、第二挟持部関連機構3の第二方向移送機構33は、第二挟持部31を第二方向に沿って移動させる機構である。
さらに、本実施形態において、第二方向移送機構33は、第二挟持部31を第二方向に沿って移動可能に支持するスライド支持部331と、スライド支持部331を第二方向に沿って移動させるリニアアクチュエータ332とを備えている。
第三方向移送機構34は、第二方向移送機構33を第三方向(Z軸方向)に移動可能に支持する。第三方向移送機構34は、例えばボールネジ式の電動アクチュエータ等で構成される。
<第三挟持部>
端子挿入機構の第三挟持部4は、予め定められた第二中継位置P2に配された端部領域900における端子92の一部を第三方向に沿って両側から挟み持つ。この第三挟持部4は、端子付電線9の端子92の支持を、第二挟持部31から一時的に受け継いだ後、再び第二挟持部31へ引き渡す。
第三挟持部4は、一対の第三対向部材41と、一対の第三対向部材41を第三方向(Z軸方向)に沿って相互に近接及び離隔させる第三離接アクチュエータ42と、第三対向部材41及び第三離接アクチュエータ42を第一方向に沿って移動させる第一方向移送機構43を有している。
一対の第三対向部材41は、端子付電線9の端部領域900における端子92の一部を挟んで支持する。
第三離接アクチュエータ42は、一対の第三対向部材41を第三方向に沿って相互に近接又は離隔させる。これにより、第三離接アクチュエータ42は、一対の第三対向部材41の状態を、端子付電線9の端子92を挟み持つ状態と端子92の挟持を解除する状態とのいずれかに切り替える。第三離接アクチュエータ42は、例えばソレノイドアクチュエータ又はボールネジ式の電動アクチュエータ等である。
第一方向移送機構43は、第三対向部材41及び第三離接アクチュエータ42を第一方向に沿って移動させることで、第二中継位置P2に存在する端部領域900に対して、第三対向部材41を相対的に接近及び離隔させる。
即ち、第一方向移送機構43は、第二挟持部31が挟み持つ端子付電線9の端子92と第三挟持部4との位置関係を、第一位置関係と第二位置関係との間で変化させる。第一位置関係は、第三挟持部4が第一方向において端子92から離れている位置関係である。第二位置関係は、端子92が第三挟持部4の挟み位置に位置する位置関係である。
なお、第二挟持部31を第一方向に沿って移動させる第一方向移送機構を設けてもよい。当該第一方向移送機構が第二挟持部31を移動させることによって、第二挟持部31が保持した端子付電線9の端部領域900を、第三対向部材41に対して接近及び離隔させてもよい。
<第四挟持部関連機構>
端子挿入機構の第四挟持部関連機構5は、予め定められた第四中継位置P4において端子付電線9の端部領域900の支持を第二挟持部31から受け継ぐ機構である。さらに、第四挟持部関連機構5は、端子付電線9の端部領域900を挟み持って移動させることにより、端子付電線9の端子92を端子挿入位置P10に位置するコネクタ8のキャビティ81に挿入する。
第四挟持部関連機構5は、第四挟持部51、第三方向移送機構52及び第一方向移送機構53を含む。
第四挟持部51は、第二挟持部31が挟み持つ端子付電線9の端部領域900における端子92の一部及び電線91の一部の各々を挟み持つ。そして、第四挟持部51は、第二挟持部31から端子付電線9の端部領域900の支持を受け継ぐ。
第四挟持部51は、一対の第四対向部材511と、一対の第四対向部材511を第二方向(Y軸方向)に沿って相互に近接及び離隔させる第四離接アクチュエータ512とを有している。
第四挟持部51の一対の第四対向部材511は、端子付電線9の端部領域900における電線91の一部を挟んで支持する。
第四離接アクチュエータ512は、一対の第四対向部材511を第二方向に沿って相互に近接又は離隔させる。これにより、第四離接アクチュエータ512は、一対の第四対向部材511の状態を、端子付電線9の端部領域900を挟み持つ状態と端部領域900の挟持を解除する状態とのいずれかに切り替える。第四離接アクチュエータ512は、例えばソレノイドアクチュエータ又はボールネジ式の電動アクチュエータ等である。
第四挟持部51は、端子92をコネクタ8のキャビティ81に挿入する際に、端子付電線9の端部を保持可能な挿入用の保持部である。
第四挟持部関連機構5の第三方向移送機構52は、第四挟持部51を第三方向に沿って移動させる機構である。ここでは、第三方向移送機構52は、端子付電線9の電線91を保持する。
第四挟持部関連機構5において、第三方向移送機構52は、それぞれ既知の第四中継位置P4と端子挿入位置P10に存在する目的のキャビティ81の位置との間の第三方向における距離差の分だけ第四挟持部51を第三方向(Z軸正方向)へ移動させる。もちろん、距離差がゼロの場合、第三方向移送機構52は第四挟持部51を移動させなくてもよい。
さらに、第四挟持部関連機構5において、第一方向移送機構53は、目的のキャビティ81の奥行き寸法に応じた距離だけ第四挟持部51を第一方向(X軸正方向)へ移動させる。
この第一方向移送機構53は、挿入用の保持部である第四挟持部51を、コネクタ8を保持するホルダ82に対して相対的に近接させる方向に移動させる相対移動機構の一例である。また、第一方向移送機構53は、保持部である第四挟持部51を、キャビティ81の奥側に向けて移動させる保持部移動機構の一例である。
以上に示された第三方向移送機構52及び第一方向移送機構53の動作により、端子付電線9の端子92は、端子挿入位置P10に存在する目的のキャビティ81に挿入される。
本実施形態においては、第三方向移送機構52が第四挟持部51を直接支持しつつ第三方向に沿って移動させ、第一方向移送機構53が第三方向移送機構52を支持しつつ第一方向に沿って移動させる。
例えば、第一方向移送機構53は、第三方向移送機構52を第一方向に沿って移動可能に支持するスライド支持部531と、第三方向移送機構52を第三方向に沿って移動させるリニアアクチュエータ532とを備えている。第三方向移送機構52及びリニアアクチュエータ532は、例えば、周知のボールネジ式の電動アクチュエータ等である。
なお、第四挟持部関連機構5の第三方向移送機構52及び第一方向移送機構53は、第四挟持部51を移動させることによって端子付電線9の端子92をコネクタ8各々のキャビティ81に挿入する第四挟持部移送機構の一例である。
また、第二挟持部関連機構3の第二方向移送機構33は、第二挟持部31を第二方向に沿って移動させる第二挟持部移送機構を構成する。第二方向移送機構33は、第二挟持部31を移動させることによって、第二挟持部31が支持した端子付電線9の端部領域900を、第三挟持部4から端子92の支持を受け継ぐ第二中継位置P2と、第三中継位置P3との間で移動させる(図15参照)。
また、第二挟持部関連機構3の第三方向移送機構34は、第二挟持部31を第三方向に沿って移動させる第二挟持部移送機構を構成する。第三方向移送機構34は、第二挟持部31を移動させることによって、第二挟持部31が支持した端子付電線9の端部領域900を第三中継位置P3と、第四挟持部51へ端子付電線9を引き渡す第四中継位置P4との間で移動させる(図15参照)。
なお、ホルダ82及びコネクタ8が、コネクタ配列部材移送機構6によって端子挿入位置P10に移動すると、当該端子挿入位置P10で、第四挟持部関連機構5によってコネクタ8のキャビティ81に端子92が挿入される。
<制御部>
制御部10は、光センサ7の検出信号を参照しつつ、電線配列部材移送機構1、端子挿入機構及びコネクタ配列部材移送機構6における各アクチュエータを制御する装置である。なお、図2においては、制御部10の表示は省略されている。
制御部10は、演算部と記憶部と信号インターフェースとを備えている。演算部と記憶部及び信号インターフェースの各々とは電気的に接続されている。
演算部は、予め記憶部に記録された制御プログラムに従って、各アクチュエータに対する制御指令を導出する処理を実行するCPU(Central Processing Unit)を含む素子又は回路である。
記憶部は、演算部が参照する制御プログラム及びその他のデータを記憶する不揮発性メモリである。例えば、記憶部は、制御プログラムに加え、既定経路移送データ、端子−キャビティ対応データ、電線位置データ及びキャビティ位置データ、電線長データ等の各種データを記憶している。
既定経路移送データは、端子付電線9の端部領域900を既定の経路に沿って起点位置P0から直線経路R0まで移動させるための第一挟持部関連機構2のアクチュエータの作動手順を表すデータを含む。さらに、既定経路移送データは、端部領域900を光センサ7で端子92が検出されたときの位置から第一中継位置P1、第二中継位置P2及び第三中継位置P3を経て、第四中継位置P4及び挿入完了位置P5まで既定の経路に沿って移動させるための第二挟持部関連機構3のアクチュエータの作動手順を表すデータも含む。
端子−キャビティ対応データは、電線配列部材90における電線91を挟む電線留め部902各々の識別コードと端子92の挿入先を表すキャビティ81各々の識別コードとの対応関係を表すデータである。さらに、端子−キャビティ対応データは、起点位置P0への位置決めの対象となる電線留め部902の順番も表す。
電線位置データは、電線配列部材90における電線留め部902各々の位置を特定するために必要なデータを含む。即ち、電線位置データは、電線留め部902各々を起点位置P0に移動させるときに電線配列部材移送機構1のリニアアクチュエータ12の動作量を特定するために必要なデータを含む。
また、キャビティ位置データは、コネクタ配列部材80に支持されたコネクタ8各々のキャビティ81各々の第二方向(Y軸方向)及び第三方向(Z軸方向)の各々における位置及び奥行き寸法を特定するために必要なデータを含む。この場合、キャビティ81各々の入口の第一方向(X軸方向)における位置は全て同じ既知の位置である。
即ち、キャビティ位置データにおけるキャビティ81各々の第二方向の位置のデータは、コネクタ配列部材80に支持されたコネクタ8各々のキャビティ81各々を端子挿入位置P10に移動させるときにコネクタ配列部材移送機構6のリニアアクチュエータ62の動作量を特定するためのデータである。
また、キャビティ位置データにおけるキャビティ81各々の第三方向の位置及び奥行き寸法のデータは、端子付電線9の端子92を第四中継位置P4から目的のキャビティ81内へ移動させるときに第四挟持部関連機構5の第三方向移送機構52及び第一方向移送機構53の動作量を特定するためのデータである。
また、電線長データは、端子付電線9各々の電線長を示すデータである。制御部10は、端子付電線9の電線長が所定の長さよりも短い場合、第二挟持部関連機構3Aの第二挟持部31及び第二挟持部関連機構3Bの第二挟持部31で、端子付電線9の両端の端部領域900を同時に保持する制御を行う。この詳細については、後述する。
信号インターフェースは、光センサ7の受光部72から検出信号が入力されると、その検出信号を演算部へ伝送する。さらに、信号インターフェースは、演算部が導出した各アクチュエータに対する制御指令が入力されると、その制御指令を各アクチュエータの駆動信号へ変換して出力する。
<配線モジュールの製造工程>
次に、図3〜図15を参照しつつ、端子挿入装置100が実行する処理の一例について説明する。端子挿入装置100は、複数の端子付電線9とそれらの端部に接続された複数のコネクタ8とを含む配線モジュール200の製造工程のうち、端子付電線9各々の端子92をコネクタ8各々のキャビティ81各々に挿入する端子挿入工程を実行する。
なお、便宜上、図3〜図14において、端子挿入機構に関し、端子付電線9の端部領域900の一部を挟み持つ部分のみが模式的に表示され、その他の機構の表示は省略されている。さらに、図5〜図14において、電線配列部材移送機構1及びコネクタ配列部材移送機構6の表示は省略されている。また、便宜上、第一挟持部21、第二挟持部31、第三挟持部4及び第四挟持部51に関し、端子付電線9の端部領域900を挟み持っている状態を黒塗りで示し、端子付電線9の端部領域900の挟持を解除している状態を白抜きで示している。また、便宜上、図3〜図14においては、一対の第二挟持部関連機構3,3のうち、一方の第二挟持部関連機構3の第二挟持部31のみの動作を示している。
また、図15は、端子挿入を行う端子挿入装置100の概略斜視図であり、端子挿入装置100の構成要素のうち、主に第二挟持部31、第三挟持部4、第四挟持部51、ホルダ82、及び端子付電線9のみを概略的に示している。
端子挿入工程は、起点・端子挿入位置決め工程(図3)、挟持開始工程(図4)、第一移送一次工程(図5)、第一移送二次工程(図6)、第一受け渡し工程(図7)、第二移送工程、移動工程(図8)、第二受け渡し工程(図9)、第三移送工程(図10)、ホルダ移動工程(図11)、第三受け渡し工程(図12)、第四移送工程(図13)、及び、戻し工程(図14)を含む。
なお、各工程において動作する機構は、制御部10において記憶部に記憶された制御プログラムを実行する演算部の制御指令に従って動作する。その際、制御部10の演算部は、記憶部に記憶された各種データ及び光センサ7の検出結果を参照しつつ信号インターフェースを通じて各機構に制御信号を出力することにより、各機構に上記の各工程を実行させる。
また、上記の各工程が実行される前に、電線配列部材移送機構1が固定座11を第一待避位置A1に配置させた状態で、電線配列部材90のモジュールが固定座11に固定される。さらに、コネクタ配列部材移送機構6が固定座61を第二待避位置A3に配置させた状態で、コネクタ配列部材80のモジュールが固定座61に固定される。
<起点・端子挿入位置決め工程>
図3は、起点・端子挿入位置決め工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。起点・端子挿入位置決め工程は、起点位置決め工程と端子挿入位置決め工程とを含む。
図3が示すように、起点位置決め工程は、電線配列部材移送機構1が、電線配列部材90の電線留め部902各々を選択的に起点位置P0に位置決めする工程である。本工程において、制御部10は、記憶部の端子−キャビティ対応データに基づいて、起点位置P0に移動させるべき目的の電線留め部902を順次特定する。
そして、電線配列部材移送機構1が、電線配列部材90を第二方向に沿って移動させることにより、制御部10が特定した目的の電線留め部902を起点位置P0に位置させる。
一方、端子挿入位置決め工程は、コネクタ配列部材移送機構6が、コネクタ配列部材80を第二方向に沿って移動させることにより、コネクタ8各々のキャビティ81各々を選択的に第二方向の端子挿入位置P10に位置決めする工程である。本工程において、制御部10は、記憶部の端子−キャビティ対応データに基づいて、端子挿入位置P10に移動させるべき目的のキャビティ81を順次特定する。
そして、コネクタ配列部材移送機構6が、コネクタ配列部材80を第二方向に沿って移動させることにより、制御部10が特定した目的のキャビティ81を端子挿入位置P10に位置させる。なお、前回の目的のキャビティ81と今回の目的のキャビティ81とが第三方向に沿って並んでいる場合、コネクタ配列部材移送機構6は、本工程においてコネクタ配列部材80を移動させない。
例えば、起点位置決め工程及び端子挿入位置決め工程は、並行して行われてもよいし、あるいは、適宜の順番で行われてもよい。
制御部10が目的の電線留め部902を順次特定するごとに、起点・端子挿入位置決め工程が実行される。そして、起点・端子挿入位置決め工程が実行されるごとに、後述する挟持開始工程、第一移送一次工程、第一移送二次工程、第一受け渡し工程、第二移送工程、移動工程、第二受け渡し工程、第三移送工程、ホルダ移動工程、第三受け渡し工程、及び、第四移送工程が行われる。
図3が示す工程は、1回目の起点・端子挿入位置決め工程であり、この工程は、作動位置移行工程でもある。
図3が示すように、作動位置移行工程は、第一作動位置移行工程を含む。第一作動位置移行工程では、電線配列部材移送機構1が、複数の端子付電線9の端部領域900を支持する電線配列部材90を、第一待避位置A1から第一作動位置A2へ移動させる。
さらに、作動位置移行工程は、第二作動位置移行工程も含む。第二作動位置移行工程では、コネクタ配列部材移送機構6が、複数のコネクタ8を支持するコネクタ配列部材80を、第二待避位置A3から第二作動位置A4へ移動させる。
例えば、第一作動位置移行工程及び第二作動位置移行工程は、並行して行われてもよいし、あるいは、適宜の順番で行われてもよい。
<挟持開始工程>
図4は、挟持開始工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図4が示すように、挟持開始工程は、第一挟持部21が、予め定められた起点位置P0において、端子92の先端が第一方向を向く状態の端子付電線9における端部領域900の一部を挟み持つ工程である。本実施形態においては、第一挟持部21は、端子付電線9の端部領域900における電線91の2箇所を、第二方向に沿って両側から挟み持つ。
第一挟持部21が挟み持つ電線91の2箇所は、電線留め部902が挟む部分の両側の2箇所である。これにより、電線91を挟み持つ第一挟持部21が第三方向へ移動した際に、電線91は、曲がることなく電線留め部902から円滑に外れやすい。
<第一移送一次工程>
図5は、第一移送一次工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図5が示すように、第一移送一次工程は、第一挟持部関連機構2の第三方向移送機構22が、第一挟持部21を第三方向へ予め定められた距離だけ移動させた後に、第一挟持部関連機構2の第一方向移送機構23が直線経路R0に沿って第一方向へ移動させる工程である。
本工程において、第一方向移送機構23が第一挟持部21を既定の直線経路R0に沿って第一方向へ移動させ、その移動の途中で光センサ7が端子92の先端部を検知すると、第一方向移送機構23及び第三方向移送機構22が実行する工程は、次の第一移送二次工程へ移行する。
例えば、本工程において、第一挟持部関連機構2の第一方向移送機構23は、第一挟持部21を既定の直線経路R0に沿って予め定められた第一距離だけ第一速度で移動させる。ここで第一距離は、端子付電線9の初期位置のばらつきに関わらず、端子92が検出光73に到達しない範囲で設定される。続いて、第一方向移送機構23は、光センサ7が端子92の先端部を検出するまで第一挟持部21を既定の直線経路R0に沿って第一速度よりも遅い第二速度で移動させる。
上記の動作は、光センサ7の検出結果に応じて第一方向移送機構23を制御するフィードバック制御の遅れに起因して、端子92の位置決め誤差が無視できないほど大きくなることを防ぐ。さらに、上記の動作は、端子92の位置決め誤差を抑制しつつ、端子付電線9の移送速度を速め、工程の実行時間を短縮する。
なお、少なくとも第一移送一次工程が実行されているときに、光センサ7が検出光73を遮る物体(端子92の先端部)を検知する工程が実行されている。
<第一移送二次工程>
図6は、第一移送二次工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図6が示すように、第一移送二次工程は、第一挟持部関連機構2の第一方向移送機構23が、光センサ7が端子92を検出した時点から第一挟持部21を直線経路R0に沿って第一方向へ予め定められた距離だけ移動させた後に、第一挟持部関連機構2の第三方向移送機構22が予め定められた距離だけ第三方向の反対方向(Z軸負方向)へ移動させる工程である。本工程により、端子付電線9の端部領域900が第一中継位置P1へ移動する。
<第一受け渡し工程>
図7は、第一受け渡し工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図7が示すように、第一受け渡し工程は、第二挟持部31が、第一中継位置P1において、第一挟持部21が挟み持つ端子付電線9の端部領域900における端子92の一部及び電線91の一部の各々を、第二方向に沿って両側から挟み持つ工程である。
さらに、本工程において、第一挟持部21は、電線91の挟持を解除する。これにより、第二挟持部31は、第一挟持部21から端子付電線9の支持を受け継ぐ。このように、第一受け渡し工程において、第二挟持部31が端子付電線9を保持する工程は、第一保持工程に相当する。
<第二移送工程>
図示を省略するが、第二移送工程は、第三方向移送機構34が第二挟持部31を所定の距離だけ移動させることによって、端子付電線9の端子92を、第一中継位置P1から第三方向の第二中継位置P2に移送する工程である。
<移動工程>
図8は、移動工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図8が示すように、移動工程は、第三挟持部4の第一方向移送機構43が、予め定められた距離だけ第三対向部材41及び第三離接アクチュエータ42を第一方向とは逆方向(X軸負方向)へ移動させる工程である。本工程において、第一方向移送機構43は、第一中継位置P1にある端子付電線9の端部領域900に対して離れている第三対向部材41を、第三対向部材41の挟み位置まで移動させる。
<第二受け渡し工程>
図9は、第二受け渡し工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図9が示すように、第二受け渡し工程は、第二中継位置P2において、第三挟持部4が、第二挟持部31が挟み持つ端子付電線9の端部領域900における端子92の一部を、第三方向に沿って両側から一時的に挟み持つ工程である。
さらに、本工程において、前第二挟持部31aは、第三挟持部4が端子92を挟み持ったときに一時的に端子92の挟持を解除し、再び端子92を挟み持つ。即ち、第三挟持部4は、端子付電線9の端子92の支持を第二挟持部31から一時的に受け継いだ後に第二挟持部31へ引き渡す。
なお、本工程において、後第二挟持部31bが、前第二挟持部31aと同様に、第三挟持部4が端子92を挟み持ったときに一時的に電線91の挟持を解除し、再び電線91を挟み持つことも考えられる。
また、上記移動工程にて、端子付電線9に第三挟持部4を接近させる代わりに、第二挟持部31が端子付電線9を移動させ、そして本第二受け渡し工程が行われてもよい。この場合、第三挟持部4を第一方向に沿って移動が不要となるため、第一方向移送機構43を省略するとともに、第二挟持部31を第一方向に沿って移動させる移動機構を設ければよい。
<第三移送工程>
図10は、第三移送工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図10が示すように、第三移送工程は、第二挟持部関連機構3の第二方向移送機構33が、第二挟持部31を第二方向へ予め定められた距離だけ移動させる工程である。これにより、第二方向移送機構33は、端部領域900を、既定の第二中継位置P2から既定の第三中継位置P3へ移動させる。さらに、第三方向移送機構34が第二挟持部31を第三方向に所定の距離だけ移動させることによって、端子付電線9の端子92を第三中継位置P3から第四中継位置P4へ移動させる。ここで、第二中継位置P2は、第二挟持部31が第三挟持部4から端子92の支持を受け継ぐ位置である。また、第三中継位置P3は、図15に示すように、第二挟持部31が、移動の向きを、第二方向から第三方向へ転換する位置である。さらに、第四中継位置P4は、端子付電線9の先端部(端子92の先端部)を目的のキャビティ81に挿入する位置であり、かつ、第二挟持部31が第四挟持部51へ端子付電線9の支持を引き渡す位置である。
<ホルダ移動工程>
図11は、ホルダ移動工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図11が示すように、ホルダ移動工程は、リニアアクチュエータ63が、ホルダ82を第一ホルダ位置P81から第二ホルダ位置P82まで、第一方向とは逆方向に所定の距離だけ移動させて、第二挟持部31(移送用の保持部)に保持された端子付電線9の先端部のみを、目的のキャビティ81に進入させる工程である。このように、リニアアクチュエータ63は、第二挟持部31に保持された端子付電線9の端子92の先端部に向けて、ホルダ82を移動させるホルダ移動機構の一例である。ホルダ移動工程では、端子付電線9の端子92は、第四中継位置P4に配されたまま、その先端部がキャビティ81に進入する。即ち、第四中継位置P4は、端子92の先端部のみが、第二ホルダ位置P82のホルダ82に保持されたコネクタ8のキャビティ81に入った状態の端子92の位置(第一端子位置)でもある。
第一ホルダ位置P81は、目的のキャビティ81が端子挿入位置P10に配されたコネクタ8を保持するホルダ82の位置である。このため、第一ホルダ位置P81は、第二挟持部31(移送用の保持部)に保持された端子付電線9の先端部が、目的のキャビティ81に対向するときの、ホルダ82の位置である。
また、第二ホルダ位置P82は、第一ホルダ位置P81から第一方向とは逆の方向(X軸負方向)移動したホルダ82の位置である。この第一ホルダ位置P81から第二ホルダ位置P82までの距離は、端部領域900が第四中継位置P4にある状態の端子付電線9の先端位置から、端子挿入位置P10のキャビティ81の入口の位置までの距離に相当する。
また、ホルダ移動工程は、端子付電線9の端子92の先端部をキャビティ81に進入させる進入工程に相当する。ホルダ移動工程が実行された後、次に説明する第三受け渡し工程が実行される。
<第三受け渡し工程>
図12は、第三受け渡し工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図12が示すように、第三受け渡し工程は、端部領域900が第四中継位置P4にある状態で、第四挟持部51が、第二挟持部31が支持する端子付電線9の端部領域900における電線91の一部を挟み持つ工程である。
さらに、本工程においては、第四挟持部51が電線91を挟み持った状態で、第二挟持部31が、端部領域900の挟持を解除する。また、第三受け渡し工程が行われることによって、第四挟持部51は、第二挟持部31から端子付電線9の支持を受け継ぐ。
このように、第三受け渡し工程は、である第二挟持部31によって保持された端子付電線9の一部(ここでは、電線91)を、挿入用の保持部である第四挟持部51で保持する第二保持工程に相当する。また、第二挟持部31による端子付電線9の支持の解除は、第二離接アクチュエータ312が、前第二挟持部31a,後第二挟持部31bの一対の第二対向部材311各々を、第二方向に沿って端子付電線9から隔離する方向に移動させることによって行われる。このように、第三受け渡し工程は、第二挟持部31を端子付電線9から隔離する方向へ移動させる隔離工程を含む。
なお、ホルダ移動工程が行われている最中に、第二挟持部31が保持する端部領域900を、第四挟持部51も端部領域900を挟み持つようにしてもよい。この場合、ホルダ移送工程が終わった直後に、隔離工程が行われることによって、第四挟持部51への受け渡しを迅速に行うことができる。
第四挟持部51に端子付電線9を引き渡した第二挟持部31は、図15に示すように、第三方向とは逆の方向に所定の距離だけ移動した後、第二方向とは逆方向に所定の距離だけ移動して、端子付電線9の支持を第一挟持部21から受け継ぐ位置(第一中継位置P1)まで移動する。
<第四移送工程>
図13は、第四移送行程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図13が示すように、第四移送工程は、第四挟持部関連機構5の第一方向移送機構53が、第四挟持部51を移動させることによって端子付電線9の先端部を、端子挿入位置P10にあるキャビティ81の奥へ移動させる工程である。第四移送工程は、端子92がキャビティ81内に挿入される挿入工程に相当する。
第四移送工程では、端子付電線9の先端部のみがキャビティ81の入口に進入した状態から(図12参照)、第一方向移送機構53が、第四挟持部51を目的のキャビティ81の奥行き寸法に応じた距離だけ、第一方向へ移動させる工程である。これによって、端子付電線9の端部領域900が、第四中継位置P4から、目的のキャビティ81の奥側の挿入完了位置P5に移動する。この挿入完了位置P5は、端子付電線9の先端部がキャビティ81の奥に挿入された状態である端子92の位置(第二端子位置)に相当する。第四移送工程が実行されることによって、目的のキャビティ81に対する端子92の挿入が完了する。
なお、第四移送工程は、第四挟持部51が端子付電線9を第三中継位置P3に固定した状態で、アクチュエータ63がホルダ82を第一方向に沿って移動させて、キャビティ81に端子付電線9の先端部を挿入する工程であってもよい。すなわち、第四移送工程は、端子付電線9の端部領域900をコネクタ8に対して相対的に移動させる工程であればよい。
<戻し工程>
図14は、戻し工程を行う端子挿入装置100の概略平面図である。図14が示すように、戻し工程は、リニアアクチュエータ63が、第二ホルダ位置P82にあるホルダ82を、元の既定の第一ホルダ位置P81(図11参照)に移動させる工程である。ホルダ82が第一ホルダ位置P81に移動すると、先の第四移送工程で挿入が完了した端子付電線9の端子92も共に第一方向に移動する。なお、第一ホルダ位置P81に移動したホルダ82の別のキャビティ81に、端子挿入を行う場合には、リニアアクチュエータ62が、当該ホルダ82を第二方向に沿って移動させ、目的のキャビティ81を端子挿入位置P10に移動させる。
端子挿入装置100が、以上に示された各工程を実行することにより、端子付電線9の1つの端子92がコネクタ8のキャビティ81に挿入される。そして、端子挿入装置100は、コネクタ配列部材80に支持された複数のコネクタ8各々のキャビティ81に対する端子92の挿入が完了するまで、以上に示された各工程の実行を繰り返す。
コネクタ配列部材80に支持された複数のコネクタ8各々のキャビティ81に対する端子92の挿入が完了すると、コネクタ配列部材移送機構6は、コネクタ配列部材80を第二作動位置A4から第二待避位置A3へ移動させる。さらに、電線配列部材移送機構1が、電線配列部材90を第一作動位置A2から第一待避位置A1へ移動させる。
そして、第一待避位置A1及び第二待避位置A3において、電線配列部材90及びコネクタ配列部材80の取り替えが行われる。第二待避位置A3においてコネクタ配列部材移送機構6から取り外されたコネクタ配列部材80は、1組のワイヤハーネス又は1組のサブワイヤハーネスを構成する複数のコネクタ8を、端子付電線9の端子92が挿入された状態で一括して支持している。
第二待避位置A3において取り外されたコネクタ配列部材80は、それぞれ端子付電線9の端子92が挿入された複数のコネクタ8を支持した状態のまま、次の工程の場所へ搬送される。
上記を繰返すことで、図17に示すように、複数の端子付電線9と複数のコネクタ8とを備え、複数の端子付電線9の端子92がコネクタ8のキャビティ81に挿入された状態で一体化された配線モジュール200が製造される。
<一対の第二挟持部関連機構3,3の制御について>
一対の第二挟持部関連機構3,3各々が、独立して、第一中継位置P1における第一挟持部21からの端子付電線9の支持を受け継ぎ、第二中継位置P2、第三中継位置P3及び第四中継位置P4への移送を行う。そして、第四挟持部51が第二挟持部関連機構3,3各々の第二挟持部31に支持された端子付電線9を受け継いで、端子挿入を行う。そこで、第四挟持部51が挿入する端子付電線9の端部領域900が到達するまで待機させる待機時間ができるだけ発生しないように、第二挟持部関連機構3,3各々を所定のタイミングで各動作が行われる。
具体的には、図15が示すように、制御部10が、一方の第二挟持部関連機構3Aに対して端子付電線9の端部領域900を第四中継位置P4に移送させ、これと同時に、他方の第二挟持部関連機構3Bに別の端子付電線9の端部領域900を第二中継位置P2に移送させることが考えられる。これによって、一方の第二挟持部関連機構3Aが端子付電線9を第四挟持部51に受け渡すと同時に、他方の第二挟持部関連機構3Bが次の端子付電線9を第四挟持部51に渡す準備をすることができる。
図16は、一本の端子付電線9の両端を一対の第二挟持部31,31で同時に保持する端子挿入装置100の概略斜視図である。例えば、端子付電線9の長さ(両端の端部領域900,900の間の長さ)が、既定の長さよりも短い場合、制御部10が図16に示すように、一対の第二挟持部31,31によって、両端の端部領域900,900をそれぞれ同時に保持させてもよい。
仮に、一方の第二挟持部31のみで端子付電線9を保持する場合、他端側の端部領域900は、電線配列部材90の電線留め部902にて保持されたままとなる。一方の第二挟持部31は、一方側の端部領域900を他端側の端部領域900から離れる方向に移送するため、端子付電線9が短い場合、第二挟持部31が端部領域900を移送できない事態が発生し得る。
これに対して、端子挿入装置100では、他方の第二挟持部31で他端側の端部領域900を支持可能である。すなわち、他端側の端部領域900を他方の第二挟持部31で支持することによって、電線留め部902で支持する場合よりも、一端側の端部領域900に近づけることができる。すなわち、端子挿入装置100によると、より短い端子付電線9にも対応することが可能である。
なお、図16に示すように、一方の第二挟持部31が一端側の端部領域900を第四中継位置P4で停止させておき、その間に、他方の第二挟持部31が他端側の端部領域900を支持するとよい。そして、他方の第二挟持部31が他端側の端部領域900を所定の位置(例えば、第二中継位置P2)に移動させてから、一方の端部領域900をキャビティ81に挿入するようにすることが考えらえられる。
<効果等>
以上のように構成された端子挿入装置100によると、一対の第二挟持部関連機構3,3各々が、独立して、第一中継位置P1における第一挟持部21からの端子付電線9の支持を受け継ぎ、第四中継位置P4へ移送する。そこで、制御部10が、第二挟持部関連機構3,3各々に対して、各動作を好適なタイミングで実行させることによって、単一の第四挟持部51に対して、交互に端子付電線9の端部領域900を受け渡すことができる。これによって、第四挟持部51の待機時間を削減でき、効率よく端子挿入を行うことができる。したがって、端子挿入装置100の配線モジュール200の製造能力を大幅に向上できる。
また、図10及び図11が示すように、リニアアクチュエータ63がホルダ82を第二ホルダ位置P82に移動させることによって、第二挟持部31に保持された端子付電線9の先端部をホルダ82に保持されたコネクタ8のキャビティ81に進入させることができる。このように、端子付電線9の端子92を第二挟持部31が保持してから、端子92の先端部がキャビティ81に進入するまで、端子92の持ち替えを行わないことによって、端子92の姿勢が変わってしまうことを抑制できる。これによって、端子92の先端部をキャビティ81の奥側へ良好に挿入できる。
特に、上記実施形態では、第二挟持部31がスライド支持部331に一体的に設けられた前第二挟持部31a及び後第二挟持部31bで構成されている。このため、前第二挟持部31a及び後第二挟持部31bは、第三挟持部4から端子付電線9の保持を受け継いだ後、第二方向移送機構33及び第三方向移送機構34によって、第二方向及び第三方向に一体的に移動する。このため、端子92の先端部がキャビティ81に挿入されるまで、前第二挟持部31a及び後第二挟持部31bの相対的な位置関係は変わらない。したがって、端子付電線9の支持を確実に行いつつ、かつ、端子92の姿勢が変化することを抑制できる。これによって、端子92の挿入を良好に行うことができる。
なお、上記実施形態では、第二挟持部31(前第二挟持部31a,後第二挟持部31b)は、端子付電線9の電線91及び端子92を保持するように構成されている。しかしながら、第二挟持部31が電線91及び端子92の双方を保持することは必須ではなく、少なくとも端子92を保持するように構成されておればよい。
また、上記実施形態では、保持部に相当する第四挟持部51は、電線91に接触して、これを保持するように構成されている。しかしながら、保持部が電線91を保持することは必須ではなく、例えば、端子92に接触して、これを保持するように構成されていてもよい。
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
100 端子挿入装置
200 配線モジュール
3 第二挟持部関連機構(第一移送部,第二移送部)
31,31a,31b 第二挟持部
311 第二対向部材
5 第四挟持部関連機構
51 第四挟持部(保持部)
53 第一方向移送機構(相対移動機構、保持部移動機構)
6 コネクタ配列部材移送機構
63 リニアアクチュエータ(ホルダ移動機構)
8 コネクタ
81 キャビティ
82 ホルダ
9 端子付電線
91 電線
92 端子
10 制御部

Claims (8)

  1. コネクタに形成されたキャビティに、端子付電線における端部の端子を挿入する端子挿入装置であって、
    前記端子付電線の先端部を保持しつつ移送する第一移送部と、
    前記第一移送部とは独立して移動可能に設けられており、前記端子付電線の先端部を保持しつつ移送する第二移送部と、
    前記コネクタを保持するホルダと、
    前記第一移送部及び前記第二移送部のいずれかによって移送された前記端子付電線の先端部の支持を受け継ぐ保持部と、
    前記保持部を、前記ホルダに接近する方向に相対的に移動させることによって、前記ホルダに保持された前記コネクタのキャビティに、前記先端部を挿入する相対移動機構と、
    を備える、端子挿入装置。
  2. 請求項1に記載の端子挿入装置であって、
    前記第一移送部及び前記第二移送部のいずれかによって移送された前記端子付電線の前記先端部に向けて前記ホルダを移動させて、前記端子の先端部を前記キャビティに進入させるホルダ移動機構、
    をさらに備え、
    前記第一移送部及び前記第二移送部は、前記端子付電線の前記端子を保持する、端子挿入装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の端子挿入装置であって、
    前記保持部は、前記端子付電線の電線を保持する、端子挿入装置。
  4. 請求項2または請求項3に記載の端子挿入装置であって、
    前記相対移動機構は、前記キャビティの奥側に向けて前記保持部を移動させる保持部移動機構、を含む、端子挿入装置。
  5. 請求項4に記載の端子挿入装置であって、
    前記ホルダ移動機構は、
    前記第一移送部または前記第二移送部に保持された前記端子付電線の前記先端部が前記キャビティに対向する第一ホルダ位置、及び、前記先端部が前記キャビティ内に進入する第二ホルダ位置の間で前記ホルダを移動させ、
    前記保持部移動機構は、
    前記端子付電線の前記先端部が前記第二ホルダ位置の前記ホルダに保持された前記コネクタの前記キャビティに入った状態である第一端子位置、及び、前記端子付電線の前記先端部が前記キャビティの奥に挿入された状態である第二端子位置の間で、前記端子付電線を移動させる、端子挿入装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の端子挿入装置であって、
    前記第一移送部及び前記第二移送部の移動を制御する制御部、
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記端子付電線が所定の長さよりも短い場合、前記端子付電線の一端部を前記第一移送部に保持させた状態で、前記端子付電線の他端部を前記第二移送部に保持させる、端子挿入装置。
  7. コネクタのキャビティに、端子付電線の端子の先端を挿入する端子挿入方法であって、
    (A)前記端子付電線の先端部を第一移送部で保持しつつ移送する第一移送工程と、
    (B)前記第一移送工程によって移送された前記端子付電線の先端部を、保持部に受け渡す第一受け渡し工程と、
    (C)前記第一受け渡し工程の後、前記保持部を前記コネクタに対して相対的に移動させることによって、前記端子付電線の先端部を前記キャビティに挿入する第一挿入工程と、
    (D)前記端子付電線の先端部を前記第一移送部とは独立して移動可能に設けられた第二移送部で保持しつつ移送する第二移送工程と、
    (E)前記第二移送工程によって移送された前記端子付電線の先端部を、前記保持部に受け渡す第二受け渡し工程と、
    (F)前記第二受け渡し工程の後、前記保持部を前記コネクタに対して相対的に移動させることによって、前記端子付電線の先端部を前記キャビティに挿入する第二挿入工程と、
    を含む、端子挿入方法。
  8. コネクタのキャビティに、端子付電線の先端の端子が挿入された配線モジュールを製造する配線モジュール製造方法であって、
    (a)前記端子付電線の先端部を第一移送部で保持しつつ移送する第一移送工程と、
    (b)前記第一移送工程によって移送された前記端子付電線の先端部を、保持部に受け渡す第一受け渡し工程と、
    (c)前記第一受け渡し工程の後、前記保持部を前記コネクタに対して相対的に移動させることによって、前記端子付電線の先端部を前記キャビティに挿入する第一挿入工程と、
    (d)前記端子付電線の先端部を前記第一移送部とは独立して移動可能に設けられた第二移送部で保持しつつ移送する第二移送工程と、
    (e)前記第二移送工程によって移送された前記端子付電線の先端部を、前記保持部に受け渡す第二受け渡し工程と、
    (f)前記第二受け渡し工程の後、前記保持部を前記コネクタに対して相対的に移動させることによって、前記端子付電線の先端部を前記キャビティに挿入する第二挿入工程と、
    を含む、配線モジュール製造方法。
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