JP2020121361A - コネクタ嵌合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタ嵌合作業者の作業負担を軽減できるコネクタ嵌合装置を提供する。【解決手段】メスコネクタ２０をオスコネクタ１０に嵌合するコネクタ嵌合装置３０であって、基台３１に基端側が連結された可動アーム体３２と、可動アーム体３２の先端側に連結された把持部４０とを備え、把持部４０を３次元空間の任意の位置で、且つ、３次元空間の任意の向きに変移できるよう構成されている。可動アーム体３２は、装置本体３３と第１アーム３４と第２アーム３５と第３アーム３６より構成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、コネクタを相手コネクタに嵌合させるコネクタ嵌合装置に関する。

図１３に示すように、ハイブリッド自動車１００では、バッテリ１０１に接続されたジャンクションボックス１０２とインバータユニット１０３との間が複数のワイヤーハーネスＷＨ１〜ＷＨ３によって電気的に接続される。複数のワイヤーハーネスＷＨ１〜ＷＨ３は、ジャンクションボックス１０２に接続される第１ワイヤーハーネスＷＨ１と、インバータユニット１０３に接続される第２ワイヤーハーネスＷＨ２と、第１ワイヤーハーネスＷＨ１と第２ワイヤーハーネスＷＨ２の間を連結する床下ワイヤーハーネスＷＨ３とから構成される。

具体的には、ジャンクションボックス１０２のコネクタ１１０と第１ワイヤーハーネスＷＨ１のコネクタ（図示せず）の間、インバータユニット１０３のコネクタ１１１と第２ワイヤーハーネスＷＨ２のコネクタ（図示せず）の間、及び、第１ワイヤーハーネスＷＨ１のコネクタ１１２と床下ワイヤーハーネスＷＨ３のコネクタ１１３の間、第２ワイヤーハーネスＷＨ２のコネクタ１１４と床下ワイヤーハーネスＷＨ３のコネクタ１１５の間を、それぞれコネクタ嵌合によって接続される。

従来では、このようなコネクタ嵌合接続の作業は、作業者が手作業で行っていた。

特開２０１８−７３７８号公報

しかしながら、コネクタ嵌合作業は、作業者の負担となり、その負担軽減が要請されている。

そこで、本発明は、前記した課題をすべくなされたものであり、コネクタ嵌合作業者の作業負担を軽減できるコネクタ嵌合装置を提供することを目的とする。

本発明は、コネクタを相手コネクタに嵌合するコネクタ嵌合装置であって、基台に基端側が連結された可動アーム体と、前記可動アーム体の先端側に連結され、前記コネクタを把持できる把持部とを備え、前記把持部を３次元空間の任意の位置で、且つ、３次元空間の任意の向きに変移できるよう構成されていることを特徴とするコネクタ嵌合装置である。

本発明によれば、コネクタの供給位置に把持部を可動アーム体によって移動し、把持部でコネクタを把持し、把持したコネクタを可動アーム体によって相手コネクタの嵌合位置に移動し、前記コネクタを相手コネクタの嵌合方向に可動アーム体によって移動してコネクタ嵌合する。従って、コネクタ嵌合作業者は、自らコネクタ嵌合作業を行う必要がなく、コネクタ嵌合装置を操作、若しくは、自動操作の設定を行えば良いため、コネクタ嵌合作業者の作業負担を軽減できる。

本発明の第１実施形態を示し、コネクタ嵌合装置によるコネクタ嵌合を説明するための概念図である。 本発明の第１実施形態を示し、（ａ）はオスコネクタに対しメスコネクタが供給位置に位置する状態の斜視図、（ｂ）はオスコネクタにメスコネクタが嵌合された状態の斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、コネクタ嵌合装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、コネクタ嵌合装置がメスコネクタを把持した状態の斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、コネクタ嵌合装置がメスコネクタをオスコネクタの対向位置に変移し、コネクタ嵌合を開始する状態の斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、コネクタ嵌合装置がメスコネクタをオスコネクタに嵌合した状態の斜視図である。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）はメスコネクタの前面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＤ１部拡大図、（ｃ）メスコネクタの後面側から見た斜視図である。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）はコネクタ嵌合装置の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＤ２部拡大図である。 本発明の第２実施形態を示し、コネクタ嵌合装置がメスコネクタを把持した状態の斜視図である。 本発明の第２実施形態を示し、図９のＤ３拡大図である。 本発明の第２実施形態を示し、図１０のｂ−ｂ線断面図である。 本発明の第３実施形態を示し、（ａ）はメスコネクタの前面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＤ４部拡大図、（ｃ）メスコネクタの後面側から見た斜視図である。 従来例を説明するための、ハイブリッド自動車のワイヤーハーネスを用いた電気的接続の概念図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図６は、本発明の第１実施形態を示す。図１に示すように、車両１内には、各種センサーや電子制御ユニット（ＥＣＵ）等の筐体２が搭載されている。筐体２には、相手コネクタであるオスコネクタ１０が取り付けされている。オスコネクタ１０は、車両１内の決められた位置及び向きで固定されている。このオスコネクタ１０にワイヤーハーネスＷＨの端末に接続されたメスコネクタ（コネクタ）２０をコネクタ嵌合するによって、前記したセンサーや電子制御ユニットをワイヤーハーネス（電線）ＷＨ経由で車両のシステムに接続する。

このように車両１内の決められた位置及び向きで固定されたオスコネクタ１０に、コネクタ嵌合装置３０を用いてワイヤーハーネスＷＨのメスコネクタ２０をコネクタ嵌合する。詳細には、ワイヤーハーネスＷＨに接続されたメスコネクタ２０は、図２（ａ）に示すように、コネクタ供給位置に配置されている。このコネクタ供給位置に配置されたメスコネクタ２０を、車両１内の決められた位置及び向きで固定されたオスコネクタ１０の位置まで搬送し、図２（ｂ）に示すように、コネクタ嵌合する。

先ず、オスコネクタ１０及びメスコネクタ２０について説明する。図２に示すように、オスコネクタ１０は、コネクタ嵌合室１１を有するハウジング１２と、ハウジング１２のコネクタ嵌合室１１内に突出状態で配置された複数のオス端子（図示せず）とを有する。コネクタ嵌合室１１は大略直方体形状の空間であり、一面が外部に開口している。この開口よりメスコネクタ２０が挿入されて嵌合される。コネクタ嵌合室１１には、ハウジング被係止ロック（図示せず）が配置されている。

メスコネクタ２０は、前面がそれぞれ開口された複数の端子収容室２１を有するハウジング２２と、端子収容室２１に収容されたメス端子（図示せず）とを有する。ハウジング２２は、大略直方体形状を有する。ハウジング２２の上面には、ハウジング係止ロック２３が設けられている。ハウジング２２の両方の側面の後方位置が下記するコネクタ嵌合装置３０の一対の挟持部４１が挟持する被挟持面２４とされている。被挟持面２４は、平坦面である。ハウジング２２の後面より各メス端子（図示せず）に接続されたワイヤーハーネスＷＨが引き出されている。このようにしてワイヤーハーネスＷＨの端末にメスコネクタ２０が接続されている。

次に、コネクタ嵌合装置３０を説明する。図３に示すように、コネクタ嵌合装置３０は、基台３１に基端側が連結された可動アーム体３２と、可動アーム体３２の先端側に連結された把持部４０とを備えている。

可動アーム体３２は、装置本体３３と第１アーム３４と第２アーム３５と第３アーム３６から構成されている。装置本体３３は、基台３１に対して垂直軸（第１軸）Ｃ１を中心に水平方向に回転可能に設けられている。第１アーム３４は、装置本体３３の先端部に垂直軸（第１軸）Ｃ１の直交方向である水平軸（第２軸）Ｃ２を中心に垂直方向に回転可能に連結されている。

第２アーム３５は、第１アーム３４の先端部に前記水平軸（第２軸）Ｃ２と同一方向である水平軸（第３軸）Ｃ３を中心に垂直方向に回転可能に連結されている。

第３アーム３６は、第２アーム３５の先端に前記水平軸（第２軸）Ｃ２と同一方向である水平軸（第４軸）Ｃ４を中心に回転自在に連結されている。

把持部４０は、第３アーム３６の先端に前記垂直軸（第１軸）Ｃ１と同一方向である垂直軸（第５軸）Ｃ５を中心に回転自在に連結されている。

つまり、基台３１と装置本体３３の間、装置本体３３と第１アーム３４の間、第１アーム３４と第２アーム３５の間、第２アーム３５と第３アーム３６の間、第３アーム３６と把持部４０の間は、それぞれ回転関節で連結されている。このような構成によって、把持部４０を３次元空間の任意の位置で、且つ、３次元空間の任意の向きに移動できる。具体的には、装置本体３３と第１アーム３４と第２アーム３５の回転によって把持部４０を３次元空間の任意の位置に移動する。第３アーム３５の回転と把持部４０の自らの回転とによって把持部４０を３次元空間の任意の向きに移動する。尚、第２アーム３５と第３アーム３６の間をボールジョイントで連結し、第３アーム３６に把持部４０をリジットに固定連結しても同様の動作が可能である。

次に、コネクタ嵌合装置３０を用いたコネクタ嵌合作業を説明する。メスコネクタ２０の供給位置で、且つ、メスコネクタ２０のハウジング２２を挟持可能な位置に把持部４０を可動アーム体３２によって移動する。次に、図４に示すように、一対の挟持部４１の間隔を狭くすることでメスコネクタ２０のハウジング２２の両側面の挟持面２４を把持する。そして、把持したメスコネクタ２０をオスコネクタ１０の近接対向位置の嵌合開始位置に可動アーム体３２によって移動する（図５参照）。次に、図５のａ矢印にて示すように、把持したメスコネクタ２０をオスコネクタ１０への適正な嵌合向きに調整つつ嵌合方向に可動アーム体３２によって移動する。メスコネクタ２０のハウジング係止ロック２３がオスコネクタ１０のハウジング被係止ロック（図示せず）に係止されるまで移動する。これによって、図６に示すように、メスコネクタ２０がオスコネクタ１０に嵌合する。コネクタ嵌合が完了すると、一対の挟持部４１の間隔を広げてメスコネクタ２０のハウジング２２より一対の挟持部４１の挟持を解除する。これで、１つのコネクタ嵌合作業が完了する。

以上説明したように、コネクタ嵌合装置３０は、基台３１に基端側が連結された可動アーム体３２と、可動アーム体３２の先端側に連結され、メスコネクタ２０を把持できる把持部４０とを備え、把持部４０を３次元空間の任意の位置で、且つ、３次元空間の任意の向きに変移できるよう構成されている。換言すれば、コネクタ嵌合装置３０は、メスコネクタ２０を把持できる把持部４０と、把持部４０の３次元位置及び３次元方向の向きを可変できる可動アーム体３２とを備えている。

従って、コネクタ嵌合作業者は、自らメスコネクタ２０の移動やコネクタ嵌合作業を行う必要がなく、コネクタ嵌合装置３０を操作、若しくは、自動操作の設定を行えば良いため、コネクタ嵌合作業者の作業負担を軽減できる。

（第２実施形態）
図７〜図１１は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態は、前記第１実施形態と比較して、メスコネクタ２０の構成とコネクタ嵌合装置３０の一対の挟持部４１の構成が異なる。

つまり、図７に示すように、メスコネクタ２０のハウジング２２の両方の側面の後方位置、つまり、コネクタ嵌合装置３０の一対の挟持部４１が挟持する位置には、位置ずれ阻止用突起２５が突設されている。各位置ずれ阻止用突起２５は、概略として三角錐形状の突起である。各位置ずれ阻止用突起２５は、互いに上下及び左右方向で、且つ、互いに逆方向に傾斜する２つのテーパ面２５ａと、２つのテーパ面２５ａの後端に配置された当接面２５ｂとを有する。

一対の挟持部４１は、図８に示すように、互いに相手側の挟持部４１に向かって突出し、上下方向に間隔を置いて配置された２つの突起４２と、２つの突起４２よりも後方位置に配置された被当接面４３とをそれぞれ有する。各突起４２は、円柱形のロッドで、その先端面が球面に形成されている。被当接面４３は、挟持面４１に直交する面に形成されている。

他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。図面の同一構成箇所には、同一符号を付して明確化を図る。

一対の挟持部４１の間隔を狭くしてメスコネクタ２１を挟持する際には、図９及び図１０に示すように、一対の挟持部４１の２つの突起４２がハウジング２２の両方のテーパ面２５ａに当接し、且つ、２つの突起２５ａからの押圧力によって２つの被当接面４３にハウジング２２側の当接面２５ｂがそれぞれ当接した状態で一対の挟持部４１がメスコネクタ２０のハウジング２２を挟持する。

この第２実施形態でも、前記第１実施形態と同様の理由によって、コネクタ嵌合作業者の作業負担を軽減できる。

この第２実施形態では、図１１に示すように、把持部４０の一対の挟持部４１がそれぞれ３点で当接支持する状態でメスコネクタ２０のハウジング２２を挟持するため、メスコネクタ２０を強固に把持できる。従って、オスコネクタ１０にメスメスコネクタ２０を嵌合する際に、嵌合作業に伴う反力がメスコネクタ２０から把持部４０に作用しても、把持部４０に対してメスコネクタ２０が位置ずれしたり、角度ずれしたりすることがなく確実にコネクタ嵌合作業を行うことができる。

（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態は、前記第２実施形態と比較して、メスコネクタ２０の構成のみが相違する。コネクタ嵌合装置３０の一対の挟持部４１の構成は、前記第２実施形態と比較するに同じである。

つまり、メスコネクタ２０は、ハウジング２２と、ハウジング２２の後方を覆うように取り付けされたホルダ２６とを有する。そして、ホルダ２６の両側面に位置ずれ阻止用突起２５が設けられている。位置ずれ阻止用突起２５は、前記第２実施形態の構成と同じであるため、重複説明を省略する。図面の同一構成箇所には、同一符号を付して明確化を図る。尚、メスコネクタ２０のハウジング２２の形態自体は、第２実施形態と相違し、これに併せて相手コネクタであるオスコネクタ（図示せず）も形態が相違する。

コネクタ嵌合装置３０の構成は、前記第２実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。

この第３実施形態でも、前記第１実施形態と同様の理由によって、コネクタ嵌合作業者の作業負担を軽減できる。

この第３実施形態でも、前記第２実施形態と同様の理由によって、メスコネクタ２０を強固に把持できる。

つまり、第２実施形態のように、ハウジング２２の後方の両側面が外部に露出する場合には、ハウジング２２の両側面に位置ずれ阻止用突起２５が設けられ、第３実施形態のように、ハウジング２２の後方の両側面がホルダ２６に覆われる場合には、ホルダ２６の両側面に位置ずれ阻止用突起２５が設けられる。

（その他）
各実施形態では、筐体２に取り付けられたオスコネクタ１０に、ワイヤーハーネスＷＨに接続されたメスコネクタ２０をコネクタ嵌合する場合を説明したが、オスコネクタ１０は筐体２に取り付けられているものであるか否かを問わず、メスコネクタ２０はワイヤーハーネスＷＨに接続されているものであるか否かを問わない。つまり、２つのコネクタ間を嵌合する場合であれば、本発明は適用できる。

又、オスコネクタ１０とメスコネクタ２０の関係は、逆であっても良い。つまり、車両１内の決められた位置及び向きで固定されたメスコネクタ２０に、オスコネクタ１０をコネクタ嵌合する場合でも良い。コネクタ嵌合装置３０が把持するコネクタは、オスコネクタであっても良い。

各実施形態では、可動アーム体３２は、装置本体３３と第１アーム３４と第２アーム３５と第３アーム３６とから構成されているが、可動アーム体３２は把持部４０を３次元空間の任意の位置で、且つ、３次元空間の任意の向きに変移できる構成であれば良い。

各実施形態では、把持部４０は、一対の挟持部４１を有する構成であるが、コネクタを把持できる構成であれば良い。

１０ オスコネクタ（相手コネクタ）
２０ メスコネクタ（コネクタ）
２２ ハウジング
２５ 位置ずれ防止用突起
２５ａ テーパ面
２５ｂ 当接面
２６ ホルダ
３０ コネクタ嵌合装置
３１ 基台
３２ 可動アーム体
３３ 装置本体
３４ 第１アーム
３５ 第２アーム
３６ 第３アーム
４０ 把持部
４１ 挟持部
４１ａ 挟持面
４２ 突起
４３ 被当接面

Claims (4)

1. コネクタを相手コネクタに嵌合するコネクタ嵌合装置であって、
   基台に基端側が連結された可動アーム体と、
   前記可動アーム体の先端側に連結され、前記コネクタを把持できる把持部とを備え、
   前記把持部を３次元空間の任意の位置で、且つ、３次元空間の任意の向きに変移できるよう構成されていることを特徴とするコネクタ嵌合装置。
2. 請求項１記載のコネクタ嵌合装置であって、
   前記可動アーム体は、前記基台に対して第１軸を中心に回転可能に設けられた装置本体と、
   前記装置本体に前記第１軸の直交方向である第２軸を中心に回転可能に連結された第１アームと、
   前記第１アームの先端部に前記第２軸と同一方向である第３軸を中心に回転可能に連結された第２アームと、
   前記第２アームの先端に前記第２軸と同一方向である第４軸を中心に回転自在に連結された第３アームとを備え、
   前記把持部は、前記第３アームの先端に前記第１軸と同一方向である第５軸を中心に回転自在に連結されたことを特徴とするコネクタ嵌合装置。
3. 請求項１又は請求項２記載のコネクタ嵌合装置であって、
   前記把持部は、一対の挟持部を有し、一対の前記挟持部は、互いに相手側の前記挟持部に向かって突出し、上下方向に間隔を置いて配置された２つの突起と、２つの前記突起よりも後方位置に配置された被当接面とをそれぞれ有し、
   前記コネクタは、両側面より突出する位置ずれ阻止用突起を有し、前記各位置ずれ阻止用突起は、互いに上下及び左右方向で、且つ、互いに逆方向に傾斜する２つのテーパ面と、２つの前記テーパ面の後端に配置された当接面とを有し、
   前記一対の挟持部の２つの前記突起が前記コネクタの両方のテーパ面に当接し、且つ、２つの前記突起からの押圧力によって２つの前記被当接面に前記コネクタの当接面がそれぞれ当接した状態で前記一対の挟持部が前記コネクタを把持することを特徴とするコネクタ嵌合装置。
4. 請求項３に記載のコネクタ嵌合装置であって、
   前記コネクタには、ハウジングの後方の両側面が外部に露出する場合には、前記ハウジングの両側面に前記位置ずれ阻止用突起が設けられ、
   前記ハウジングの後方の両側面がホルダに覆われる場合には、前記ホルダの両側面に前記位置ずれ阻止用突起が設けられていることを特徴とするコネクタ嵌合装置。

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